機(jī)用虎鉗課程設(shè)計(jì)

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1、摘 要 夾具是機(jī)械制造廠里使用的一種工藝裝備，分為機(jī)床夾具、焊接夾具、裝配夾具及檢驗(yàn)夾具等。各種金屬切削機(jī)床上用于裝夾工件的工藝裝備，稱機(jī)床夾具，如車床上使用的三爪自定心卡盤、銑床上使用的平口虎鉗等。 對(duì)工件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，為了保證加工要求，首先要使工件相對(duì)于刀具及機(jī)床有正確的位置，并使這個(gè)位置在加工過(guò)程中不因外力的影響而變動(dòng)。為此，在進(jìn)行機(jī)械加工前，先要將工件裝夾好。工件的裝夾方法有兩種：一種是工件直接裝夾在機(jī)床的工作臺(tái)或花盤上；另一種是工件裝夾在夾具上。采用第一種方法裝夾工件時(shí)，一般要先按圖樣要求在工件表面劃線，劃出加工表面的尺寸和位置，裝夾時(shí)用劃針或百分表找正后再夾緊。這種方法無(wú)需專用裝

2、備，但效率低，一般用語(yǔ)單件和小批生產(chǎn)。批量較大時(shí)，大多用夾具裝夾工件。用夾具裝夾工件有下列優(yōu)點(diǎn)：（1）能穩(wěn)定地保證工件的加工精度，用夾具裝夾工件時(shí)，工件相對(duì)于刀具及機(jī)床的位置精度由夾具保證，不受工人技術(shù)水平的影響，使一批工件的加工精度趨于一致。（2）能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，使用夾具裝夾工件方便、快速，工件不需要?jiǎng)澗€找正，可顯著的減少輔助工時(shí)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；工件在夾具中裝夾后提高了工件的剛性，因此可加大切削用量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；可使用多件、多工位裝夾工件的夾具，并可使用高效夾緊機(jī)構(gòu)，進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。（3）能擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍。目 錄第一章 緒論 111 引言 112 制造業(yè)信息化的發(fā)展 11.

3、 3 夾具的概述 11. 4 國(guó)內(nèi)外計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)發(fā)展現(xiàn)狀 315 SolidWorks軟件模塊簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介 416 本論文的研究目的、意義 7第二章 平面圖紙及計(jì)算過(guò)程 821設(shè)計(jì)課題與要求 822設(shè)計(jì)過(guò)程 112. 3夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 1524夾緊力的大小估算 162. 5對(duì)刀裝置設(shè)計(jì) 1626材料的選擇及其技術(shù)要求 1727繪制夾具草圖，并標(biāo)注尺寸、公差及技術(shù)要求 18第三章 成型設(shè)計(jì)及裝配 2231主要零件成型設(shè)計(jì)的步驟 2232零件裝配圖技術(shù)要求 2733總裝配圖與分解圖 28總結(jié) 30參考文獻(xiàn)31附件 32第一章 緒 論1.1 引言?shī)A具作為制造企業(yè)中重要的基礎(chǔ)工藝裝備，廣泛應(yīng)用于加工、

4、檢測(cè)和裝配等制造過(guò)程中。作為生產(chǎn)準(zhǔn)備的重要組成部分，夾具設(shè)計(jì)的效率直接影響到制造的生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間和產(chǎn)品成本。一般來(lái)說(shuō)，夾具設(shè)計(jì)過(guò)程不僅需要大量的有關(guān)零件設(shè)計(jì)、工藝和加工的數(shù)據(jù)，同時(shí)還需要設(shè)計(jì)人員具有很豐富的領(lǐng)域知識(shí)和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。1.2 制造業(yè)信息化的發(fā)展隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)快速生產(chǎn)準(zhǔn)備的計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)（CAFD）技術(shù)成為國(guó)際上競(jìng)相研究的熱點(diǎn)，它已經(jīng)越來(lái)越多的取代傳統(tǒng)的手工夾具設(shè)計(jì)。與傳統(tǒng)的夾具設(shè)計(jì)相比，計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)有著無(wú)可比擬的優(yōu)越性：1、設(shè)計(jì)者從繁瑣的勞動(dòng)中解放出來(lái)，提高了設(shè)計(jì)的效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量，使設(shè)計(jì)者把更多的注意力放在創(chuàng)新性開(kāi)發(fā)上面；2、可以把夾具設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)和智慧存入計(jì)

5、算機(jī)，構(gòu)成專家系統(tǒng)，有利于夾具設(shè)計(jì)技術(shù)的繼承和發(fā)展；3、由于計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)采用了統(tǒng)一的系統(tǒng)程序，可以獲得相對(duì)統(tǒng)一的設(shè)計(jì)與優(yōu)化結(jié)果，有利于實(shí)現(xiàn)夾具設(shè)計(jì)的“三化”，即通用化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。1.3夾具的概述1.3.1夾具的一般概念?yuàn)A具廣泛用于各種制造工序中，用以將工件定位并牢固地夾持在一定的位置，以便按照產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)定完成要求的制造過(guò)程。為了將工件可靠定位，經(jīng)常用定位件和支撐件與工件表面相接觸，以限制工件包括移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)在內(nèi)的六個(gè)自由度，用夾緊來(lái)抵消切削力，以保證工件牢固定位。傳統(tǒng)夾具以專用夾具為代表主要有四種功能:定位、夾緊、導(dǎo)向和對(duì)刀。1. 3. 2夾具設(shè)計(jì)的基本要求對(duì)夾具的基本要求就是將工件

6、定位并牢固的夾持在一定位置，并在機(jī)床工作臺(tái)上有一定的方位，其次，還要滿足其他要求，如保證夾具的生產(chǎn)率(容易裝卸工件，采用自動(dòng)或半自動(dòng)夾緊裝置，切屑容易排除)，操作簡(jiǎn)單并安全(如對(duì)貴重工件采用防誤功能的元件)，有效降低成本(考慮夾具材料和制造過(guò)程，優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)件)。因此，夾具設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，在傳統(tǒng)夾具設(shè)計(jì)中，這些基本原理應(yīng)用于具體夾具設(shè)計(jì)中主要取決于設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)。從夾具設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)中收集和表達(dá)這些知識(shí)是開(kāi)發(fā)計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)(CAFD)系統(tǒng)的關(guān)鍵。1.3.3機(jī)床夾具的分類 單件小批生產(chǎn)一般選用通用夾具、可調(diào)整夾具和組合夾具等，使用這類夾具時(shí)的調(diào)整和測(cè)量需要依賴經(jīng)驗(yàn)，而且需花費(fèi)大量時(shí)間。

7、大批量生產(chǎn)使用以上夾具會(huì)使生產(chǎn)效率降低，對(duì)操作人員的操作技能要求提高，生產(chǎn)成本提高。為了提高加工效率和制件精度，降低對(duì)操作人員的要求，一般使用多軸加工的專用機(jī)床加工，這種機(jī)床包含相應(yīng)夾具或者設(shè)計(jì)專用夾具與通用機(jī)床配合使用，這兩種方法都涉及專用夾具的設(shè)計(jì)問(wèn)題。計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)的發(fā)展，制造業(yè)越來(lái)越多的使用數(shù)控機(jī)床和加工中心組成柔性制造單元。在使用CNC機(jī)床修改產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，只要變更NC程序，加工工藝就能隨之變化，而NC程序借助于計(jì)算機(jī)輔助編程系統(tǒng)只要花一天或數(shù)個(gè)小時(shí)就能完成修改。刀具是標(biāo)準(zhǔn)化的，隨時(shí)可以從市場(chǎng)上購(gòu)買。如果還使用現(xiàn)有的夾具或不用柔性?shī)A具，F(xiàn)MS就不能實(shí)現(xiàn)真正的柔性，所以在FMS和計(jì)算

8、機(jī)集成制造系統(tǒng)中迫切需要能適用產(chǎn)品變化的柔性?shī)A具1. 3. 4柔性?shī)A具一般來(lái)說(shuō)，柔性?shī)A具是指用同一夾具系統(tǒng)裝夾定位在形狀與尺寸上有所變化的多種工件。工件的變化可在小范圍，即在相似形狀和尺寸變動(dòng)不大的范圍內(nèi)，也可在大范圍，即零件形狀完全不同，尺寸變化也很大。所以柔性的概念是模糊的?；\統(tǒng)的說(shuō)是指與NC機(jī)床、加工中心配合使用的、具有加工多種不同工件能力的夾具。自20世紀(jì)80年代后柔性?shī)A具的研究開(kāi)發(fā)主要沿原理和結(jié)構(gòu)均有創(chuàng)新和傳統(tǒng)夾具創(chuàng)新兩大方向發(fā)展。下表1-1為當(dāng)前研究和應(yīng)用的柔性?shī)A具的工作原理和分類的簡(jiǎn)表表1-1中原理和結(jié)構(gòu)均有創(chuàng)新的柔性?shī)A具如相變和偽相變式、適應(yīng)性?shī)A具、模塊化程序控制式、仿生抓夾式

9、等正處于研究階段，有許多問(wèn)題尚未解決，如相變升降溫度引起工件變形對(duì)精度的影響，偽相變材料夾緊力不大，適應(yīng)性?shī)A具適應(yīng)范圍小，模塊化程序控制式夾具結(jié)構(gòu)太復(fù)雜，成本過(guò)高，而柔性有限，不容易在生產(chǎn)中普及，因此，到目前為止，尚沒(méi)有找到結(jié)構(gòu)上、經(jīng)濟(jì)上、實(shí)用上能與傳統(tǒng)夾具中己具柔性的一些夾具相匹敵的新型夾具。表1-1現(xiàn)代柔性?shī)A具的工作原理及分類表表1-1分類 柔性工作原理 子分類 組合夾具 標(biāo)準(zhǔn)元件的機(jī)械裝配 槽系組合夾具 孔系組合夾具 可調(diào)整夾具 在通用或?qū)Ｓ脢A具基礎(chǔ)通用可調(diào)夾具 上更換元件和調(diào)節(jié)元件專用可調(diào)夾具 的位置 模塊化程序控制式夾具用伺服控制機(jī)構(gòu)變動(dòng)元雙轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)式 件的位置 可移動(dòng)拇指式 適應(yīng)性

10、夾具 將定位元件或夾緊元件渦輪葉片式 分解為更小的元素以適彎曲長(zhǎng)軸式 應(yīng)工件的連續(xù)變化 相變材料夾具 材料物理性質(zhì)的變化 真相變材料夾具 偽相變材料流態(tài)床夾具防生抓夾式夾具 形狀記憶合金 用于機(jī)器人終端器也可 用于夾具 1. 4國(guó)內(nèi)外計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)發(fā)展現(xiàn)狀 CADICAM系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)(CAFD)以其本身特點(diǎn)是相對(duì)獨(dú)立的一部分，并和其他部分尤其是CAPP緊密連接，廣義的說(shuō)，CAFD是新興的計(jì)算機(jī)輔助工藝裝備CAT (Computer Aided Tooling)范疇。準(zhǔn)確的說(shuō)，CAPP和CAFD共同構(gòu)成CAD和CAM的接口，而二者彼此之間又是相互獨(dú)立的。 前蘇聯(lián)學(xué)者在20世紀(jì)7

11、0年代開(kāi)始了夾具CAD的研究工作，由于計(jì)算機(jī)硬件和軟件的落后，進(jìn)一步發(fā)展受到很大的阻礙。20世紀(jì)80年代歐美學(xué)者投入這一工作，80年代中期以后我國(guó)也開(kāi)始進(jìn)行研究。到現(xiàn)在大約經(jīng)歷了三代: （1）第一代是交互式夾具CAD系統(tǒng)，該系統(tǒng)應(yīng)用CAD軟件建立夾具元件庫(kù)，菜單驅(qū)動(dòng)的夾具裝配程序，借規(guī)定的坐標(biāo)系統(tǒng)和X-Y平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度來(lái)執(zhí)行夾具裝配操作，實(shí)際操作時(shí)費(fèi)時(shí)較多，但在工業(yè)上有實(shí)用價(jià)值。(2) 第二代CAFD是基于成組技術(shù)和基于知識(shí)的變異式和生成式系統(tǒng)，基于GT的CAFD系統(tǒng)主要用零件及夾具分類編碼系統(tǒng)進(jìn)行檢索，修改生成合乎要 求的夾具:基于知識(shí)的CAFD系統(tǒng)，主要是搜集人類夾具專家的知識(shí)整理成知識(shí)

12、庫(kù)中的各種規(guī)則，然后通過(guò)專家系統(tǒng)推理機(jī)得到各種決策。這種系統(tǒng)主要解決定位、夾緊方法的選擇，位置的確定。有的系統(tǒng)已搜集了上千條規(guī)則，但因工件的多樣性和夾具設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，只能設(shè)計(jì)一些簡(jiǎn)單的夾具。3第三代能生成夾具結(jié)構(gòu)的商品化夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)，如美國(guó)吳士脫理工學(xué)院容亦鳴教授和清華大學(xué)朱耀祥、羅振璧教授合作開(kāi)發(fā)的孔系數(shù)控組合夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng):國(guó)內(nèi)有中國(guó)航空工業(yè)總公司保定向陽(yáng)機(jī)械廠用AUTOCAD開(kāi)發(fā)的組合夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)，建有元件庫(kù)，交互式生成組合夾具。1.5 SolidWorks軟件模塊簡(jiǎn)介Solidworks的最新版本為SolidWorks2007，它可運(yùn)行于Windows/NT和UNIX平臺(tái)上，共有六大功能

13、：（1）配置管理 配置管理是SolidWorks軟件體系結(jié)構(gòu)中非常獨(dú)特的一部分，它涉及到零件設(shè)計(jì)、裝配 設(shè)計(jì)和工程配置管理使得你能夠在一個(gè)CAD文檔中，通過(guò)對(duì)不同參數(shù)的變換和組合，派生出不同的零件或裝配體。（2）協(xié)同工作 SolidWorks 提供了技術(shù)先進(jìn)的工具，使得你通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行協(xié)同工作。 通過(guò)eDrawings方便地共享CAD文件。eDrawings是一種極度壓縮的、可通過(guò)電子郵件發(fā)送的、自行解壓和瀏覽的特殊文件。 通過(guò)三維托管網(wǎng)站展示生動(dòng)的實(shí)體模型。三維托管網(wǎng)站是SolidWorks提供的一種服務(wù)，你可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)，快速地查看產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。 SolidWorks 支持Web目錄

14、，使得你將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)存放在互聯(lián)網(wǎng)的文件夾中，就象存本地硬盤一樣方便。 用3D Meeting通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)地協(xié)同工作。3D Meeting是基于微軟 NetMeeting的技術(shù)而開(kāi)發(fā)的專門為SolidWorks設(shè)計(jì)人員提供的協(xié)同工作環(huán)境。 3D ContentCentral 是一個(gè)嶄新的在線資源庫(kù)，集成在solidworks2003內(nèi)。用戶可以通過(guò)此插件在互聯(lián)網(wǎng)找到世界著名的零部件供貨商，并下載庫(kù)中的幾百萬(wàn)個(gè)零部件。用戶只 需查詢供應(yīng)商的產(chǎn)品在線目錄，直接下載三維實(shí)體模型，而不需要二次建模。3D ContentCentral同時(shí)還為全球的機(jī)械工程師提供實(shí)時(shí)更新的模型零件庫(kù)，便于設(shè)計(jì)時(shí)的共享。 （

15、3）裝配設(shè)計(jì) 在SolidWorks 中，當(dāng)生成新零件時(shí)，你可以直接參考其他零件并保持這種參考關(guān)系。在裝配的環(huán)境里，可以方便地設(shè)計(jì)和修改零部件。對(duì)于超過(guò)一萬(wàn)個(gè)零部件的大型裝配體SolidWorks 的性能得到極大的提高。 SolidWorks 可以動(dòng)態(tài)地查看裝配體的所有運(yùn)動(dòng)，并且可以對(duì)運(yùn)動(dòng)的零部件進(jìn)行動(dòng)態(tài)的干涉檢查和間隙檢測(cè)。 用智能零件技術(shù)自動(dòng)完成重復(fù)設(shè)計(jì)。智能零件技術(shù)是一種嶄新的技術(shù)，用來(lái)完成諸如將一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的螺栓裝入螺孔中，而同時(shí)按照正確的順序完成墊片和螺母的裝配。 鏡像部件是SolidWorks 技術(shù)的巨大突破。鏡像部件能產(chǎn)生基于已有零部件（包括具有派生關(guān)系或與其他零件具有關(guān)聯(lián)關(guān)系的零件

16、）的新的零部件。 SolidWorks 用捕捉配合的智能化裝配技術(shù)，來(lái)加快裝配體的總體裝配。智能化裝配技術(shù)能夠自動(dòng)地捕捉并定義裝配關(guān)系。（4）工程圖SolidWorks 提供了生成完整的、車間認(rèn)可的詳細(xì)工程圖的工具。工程圖是全相關(guān)的，當(dāng)你修改圖紙時(shí)，三維模型、各個(gè)視圖、裝配體都會(huì)自動(dòng)更新。 從三維模型中自動(dòng)產(chǎn)生工程圖，包括視圖、尺寸和標(biāo)注。 增強(qiáng)了的詳圖操作和剖視圖，包括生成剖中剖視圖、部件的圖層支持、熟悉的二維草圖功能、以及詳圖中的屬性管理員。 使用RapidDraft技術(shù)，可以將工程圖與三維零件和裝配體脫離，進(jìn)行單獨(dú)操作，以加快工程圖的操作，但保持與三維零件和裝配體的全相關(guān)。 用交替位置顯

17、示視圖能夠方便地顯示零部件的不同的位置，以便了解運(yùn)動(dòng)的順序。交替位置顯示視圖是專門為具有運(yùn)動(dòng)關(guān)系的裝配體而設(shè)計(jì)的獨(dú)特的工程圖功能。（5）零件建模 SolidWorks 提供了無(wú)與倫比的、基于特征的實(shí)體建模功能。通過(guò)拉伸、旋轉(zhuǎn)、薄壁特征、高級(jí)抽殼、特征陣列以及打孔等操作來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。 通過(guò)對(duì)特征和草圖的動(dòng)態(tài)修改，用拖拽的方式實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的設(shè)計(jì)修改。 三維草圖功能為掃描、放樣生成三維草圖路徑，或?yàn)楣艿?、電纜、線和管線生成路徑。（6）曲面建模利用共享的布局草圖和多樣的多體結(jié)構(gòu)，SolidWorks 2007為用戶設(shè)計(jì)過(guò)程中提供了最大的靈活性。SolidWorks 2007目前是世界上唯一一家機(jī)械設(shè)計(jì)

18、軟件，能夠在特征層面上對(duì)多體結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制的。這使得用戶能夠在制造之前對(duì)設(shè)計(jì)的潛在問(wèn)題進(jìn)行評(píng)估，在更高的層面上對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行控制。 通過(guò)SolidWorks帶控制線的掃描、放樣、填充以及拖動(dòng)可控制的相切操作產(chǎn)生復(fù)雜的曲面?？梢灾庇^地對(duì)曲面進(jìn)行修剪、延伸、倒角和縫合等曲面的操作。（7）鈑金設(shè)計(jì) SolidWorks 提供了頂尖的、全相關(guān)的鈑金設(shè)計(jì)能力?？梢灾苯邮褂酶鞣N類型的法蘭、薄片等特征，正交切除、角處理以及邊線切口等鈑金操作變得非常容易。（8）有限元分析 SolidWorks是世界上第一家將結(jié)構(gòu)分析的功能嵌在CAD環(huán)境中的軟件公司。COSMOSXpress 模塊使得使用SolidWorks軟件的設(shè)

19、計(jì)和工程隊(duì)伍可以直接對(duì)設(shè)計(jì)的零件進(jìn)行有限元分析，對(duì)產(chǎn)品的性能進(jìn)行評(píng)估，而不必花大量的時(shí)間和金錢制造昂貴的樣機(jī)。動(dòng)態(tài)仿真 SolidWorks 2007是世界上第一家能夠直接模擬接觸式的機(jī)械機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)干涉的運(yùn)動(dòng)情況的CAD軟件公司，減少了建造樣機(jī)所需的時(shí)間和費(fèi)用。驅(qū)動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的模型有：電機(jī)、彈簧、重力等，同時(shí)還增加了記錄和播放的功能。用戶化 SolidWorks 的API為用戶提供了自由的、開(kāi)放的、功能完整的開(kāi)發(fā)工具。 開(kāi)發(fā)工具包括Microsoft Visual Basic for Applications (VBA)、Visual C+，以及其他支持OLE的開(kāi)發(fā)程序。 幫助文件 SolidWo

20、rk 配有一套強(qiáng)大的、基于HTML的幫助文件系統(tǒng)。包括超級(jí)文本鏈接、動(dòng)畫(huà)示教、在線教程、以及設(shè)計(jì)向?qū)Ш托g(shù)語(yǔ)。 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 SolidWorks 2007能夠幫助設(shè)計(jì)工程師將以前的二維數(shù)據(jù)(例如AutoCAD數(shù)據(jù))方便地轉(zhuǎn)換為三維模型，并對(duì)不同的數(shù)據(jù)格式的文件進(jìn)行管理。用戶只需將二維圖形或草圖形狀直接拖到SolidWorks的環(huán)境中，SolidWorks就可以根據(jù)幾何形狀進(jìn)行三維造型。SolidWorks 2003還支持AutoCAD所謂”塊”的信息(包含文字和數(shù)字的幾何信息)，這在任何其他三維設(shè)計(jì)軟件中是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。 SolidWork 提供了當(dāng)今市場(chǎng)上幾乎所有CAD軟件的輸入/輸出格式轉(zhuǎn)換器。

21、 IGES IPT ( Autodesk Inventor) STEP DWG SAT(ACIS) DXF VRML CGR(Catia graphic) STL HCG(Highly compressed) Parasolid graphics Pro/ENGINEER Viewpoint Unigraphics RealityWave PAR (Solid Edge) TIFF VDA-FS JPG Mechanical Desktop1.6 本論文的研究目的、意義多年來(lái)，機(jī)械制造過(guò)程中把設(shè)計(jì)藍(lán)圖比喻成工程師的語(yǔ)言，對(duì)于機(jī)床專用夾具而言，也總是利用眾多視圖的不同投影來(lái)描繪，采用標(biāo)注各種線條

22、和符號(hào)繪圖，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且一旦理解有誤或形體表現(xiàn)，將會(huì)影響產(chǎn)品的制造和質(zhì)量。 采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法，零件的造型如同車間中加工零件的過(guò)程一樣，設(shè)計(jì)完成以后，零件就“加工”出來(lái)了，這樣不需要很強(qiáng)的空間想象力就可以設(shè)計(jì)出產(chǎn)品的真實(shí)三維模型，經(jīng)過(guò)虛擬裝配，可清楚地檢驗(yàn)出產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的合理性.空間布置是否干涉等問(wèn)題。造型結(jié)束后，將設(shè)計(jì)模型投影到二維圖紙空間，就可自動(dòng)生成工程圖紙的三視圖.軸側(cè)圖.剖視圖等，大大方便了設(shè)計(jì)過(guò)程，形象直觀易于接受，從而達(dá)到更快地設(shè)計(jì)機(jī)械產(chǎn)品。本課題在探討機(jī)床專用夾具的基本知識(shí)和基本理論的同時(shí)，研究如何利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)專用夾具以及如何對(duì)專用夾具進(jìn)行可視化設(shè)計(jì)

23、，形成專用夾具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)。第二章 設(shè)計(jì)課題的分析計(jì)算過(guò)程及平面圖繪制2.1設(shè)計(jì)的課題與要求1.概述 銑床夾具的分類銑床夾具按使用范圍，可分為通用銑夾具、專用銑夾具和組合銑夾具三類。按工件在銑床上加工的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，可分為直線進(jìn)給夾具、圓周進(jìn)給夾具、沿曲線進(jìn)給夾具（如仿形裝置）三類。還可按自動(dòng)化程度和夾緊動(dòng)力源的不同（如氣動(dòng)、電動(dòng)、液壓）以及裝夾工件數(shù)量的多少（如單件、雙件、多件）等進(jìn)行分類。其中，最常用的分類方法是按通用、專用和組合進(jìn)行分類。銑床常用通用夾具的結(jié)構(gòu)銑床常用的通用夾具主要有平口虎鉗，它主要用于裝夾長(zhǎng)方形工件，也可用于裝夾圓柱形工件。機(jī)用平口虎鉗的結(jié)構(gòu)組成如圖2-1所示。機(jī)用平

24、口虎鉗是通過(guò)虎鉗體1固定在機(jī)床上。固定鉗口2和鉗口鐵3起垂直定位作用，虎鉗體1上的導(dǎo)軌平面起水平定位作用?；顒?dòng)座8、螺母7、絲桿6（及方頭9）和緊固螺釘11可作為夾緊元件?；剞D(zhuǎn)底座12和定位鍵14分別起角度分度和夾具定位作用。固定鉗口2上的鉗口鐵3上平面和側(cè)平面也可作為對(duì)刀部位，但需用對(duì)刀規(guī)和塞尺配合使用。圖4-82 機(jī)用平口虎鉗的結(jié)構(gòu) 1虎鉗體 2固定鉗口 3、4鉗口鐵 5活動(dòng)鉗口 6絲桿7螺母8活動(dòng)9方頭 10壓板11緊固螺釘12回轉(zhuǎn)底盤13鉗座零線14定位鍵 典型銑床專用夾具結(jié)構(gòu) 銑削鍵槽用的簡(jiǎn)易專用夾具 如圖2-2所示，該夾具用于銑削工件4上的半封閉鍵槽。夾具中，V形塊1是夾具體兼定位

25、件，它使工件在裝夾時(shí)軸線位置必在V形面的角平分線上，從而起到定位作用。對(duì)刀塊6同時(shí)也起到端面定位作用。壓板2和螺栓3及螺母是夾緊元件，它們用以阻止工件在加工過(guò)程中因受切削力而產(chǎn)生的移動(dòng)和振動(dòng)。對(duì)刀塊6除對(duì)工件起軸向定位外，主要用以調(diào)整銑刀和工件的相對(duì)位置。對(duì)刀面a通過(guò)銑刀周刃對(duì)刀，調(diào)整銑刀與工件的中心對(duì)稱位置；對(duì)刀面b通過(guò)銑刀端面刃對(duì)刀，調(diào)整銑刀端面與工件外圓（或水平中心線）的相對(duì)位置。定位鍵5在夾具與機(jī)床間起定位作用，使夾具體即V形塊1的V形槽槽向與工作臺(tái)縱向進(jìn)給方向平行。如圖：2-2加工殼體的銑床夾具 ， 所示為加工殼體側(cè)面棱邊所用的銑床夾具。工件以端面、大孔和小孔作定位基準(zhǔn)，定位元件為支

26、承板2和安裝在其上的大圓柱銷6和菱形銷10。夾緊裝置是采用螺旋壓板的聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。操作時(shí)，只需擰緊螺母4，就可使左右兩個(gè)壓板同時(shí)夾緊工件。夾具上還有對(duì)刀塊5，用來(lái)確定銑刀的位置。兩個(gè)定向鍵11用來(lái)確定夾具在機(jī)床工作臺(tái)上的位置。 銑床夾具的設(shè)計(jì)特點(diǎn) 銑床夾具與其它機(jī)床夾具的不同之處在于：它是通過(guò)定位鍵在機(jī)床上定位，用對(duì)刀裝置決定銑刀相對(duì)于夾具的位置。銑床夾具的安裝 銑床夾具在銑床工作臺(tái)上的安裝位置，直接影響被加工表面的位置精度，因而在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮其安裝方法，一般是在夾具底座下面裝兩個(gè)定位鍵。定位鍵的結(jié)構(gòu)尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化，應(yīng)按銑床工作臺(tái)的T形槽尺寸選定，它和夾具底座以及工作臺(tái)T形槽的配合為H7/h6

27、、H8/h8。兩定位鍵的距離應(yīng)力求最大，以利提高安裝精度。 夾具通過(guò)兩個(gè)定位鍵嵌入到銑床工作臺(tái)的同一條T 形槽中，再用T 形螺栓和墊圈、螺母將夾具體緊固在工作臺(tái)上，所以在夾具體上還需要提供兩個(gè)穿T形螺栓的耳座。如果夾具寬度較大時(shí)，可在同側(cè)設(shè)置兩個(gè)耳座，兩耳座的距離要和銑床工作臺(tái)兩個(gè)T形槽間的距離一致。銑床夾具的對(duì)刀裝置 銑床夾具在工作臺(tái)上安裝好了以后，還要調(diào)整銑刀對(duì)夾具的相對(duì)位置，以便于進(jìn)行定距加工。為了使刀具與工件被加工表面的相對(duì)位置能迅速而正確地對(duì)準(zhǔn)，在夾具上可以采用對(duì)刀裝置。對(duì)刀裝置是由對(duì)刀塊和塞尺等組成，其結(jié)構(gòu)尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化。各種對(duì)刀塊的結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)工件的具體加工要求進(jìn)行選擇。如圖4-

28、86所示是對(duì)刀裝置的使用簡(jiǎn)圖。常用的塞尺有平塞尺和圓柱塞尺兩種，其形狀如圖4-87所示。由于銑削時(shí)切削力較大，振動(dòng)也大，夾具體應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，還應(yīng)盡可能降低夾具的重心，工件待加工表面應(yīng)盡可能靠近工作臺(tái)，以提高夾具的穩(wěn)定性，通常夾具體的高寬比H/B11.25為宜。機(jī)用平口虎鉗是一種機(jī)床通用附件，配合工作臺(tái)使用，對(duì)加工過(guò)程中的工件起固定、夾緊、定位作用。2.結(jié)構(gòu)及分類機(jī)用平口虎鉗由軀座、活動(dòng)鉗口、螺母、螺桿等構(gòu)件組成，按其結(jié)構(gòu)和使用可分為通用平口虎鉗、角度壓緊機(jī)用平口虎鉗、可傾機(jī)用平口虎鉗、高精度機(jī)用平口虎鉗、增力機(jī)用平口虎鉗等。3.規(guī)程，本工序的加工精度要求是：機(jī)用平口虎鉗主要檢驗(yàn)項(xiàng)目包括

29、外觀、精度、性能指標(biāo)。(1)外觀檢測(cè)參照機(jī)床類產(chǎn)品通用技術(shù)條件。(2)精度檢測(cè)以機(jī)用平口虎鉗檢測(cè)項(xiàng)目為基礎(chǔ)主要包括：鉗身導(dǎo)軌上平面對(duì)底平面平行度。固定鉗口和活動(dòng)鉗口對(duì)導(dǎo)軌上平面的垂直度?；顒?dòng)鉗口面與固定鉗口面在寬度方向的平行度。固定鉗口對(duì)鉗身定位鍵槽的垂直度。導(dǎo)軌上平面對(duì)底座底面的平行度。固定鉗口面對(duì)底座定位鍵槽的平行度。檢驗(yàn)塊上平面對(duì)鉗身底平面的平行度。檢驗(yàn)塊上平面對(duì)底座底平面的平行度。試塊夾緊后頂面浮起。如本設(shè)計(jì)的其它類型機(jī)用平口虎鉗精度項(xiàng)目依其結(jié)構(gòu)、功能不同略有增減，其公差及測(cè)試方法在第（3）列標(biāo)準(zhǔn)中均有明確規(guī)定。(3)性能檢測(cè)：主要包括夾緊力、夾緊力矩。機(jī)床用平口虎鉗以鉗口寬度為主要參

30、數(shù)形成規(guī)格系列，其夾緊力、夾緊力矩的數(shù)據(jù)及測(cè)試方法依此系列在技術(shù)條件中有明確的規(guī)定。型號(hào)Q12125鉗口寬度（mm125鉗口最大張開(kāi)度（mm）100鉗口高度（mm）45絲桿方頭對(duì)邊寬度（mm17定位鍵寬度（mm）14緊固螺栓直徑（mm）M12壓口螺栓間度（mm）底座長(zhǎng)度（mm）最大夾緊力（N）25000最大夾緊力矩（N.m）130凈重（）220底座對(duì)鉗口定位面的垂直度（mm）外形尺寸長(zhǎng)寬高（mm）343180125底座對(duì)鉗口定位面的平行度（mm）虎鉗設(shè)計(jì)的基本要求：1.能穩(wěn)定的保證工件的加工精度要求提高機(jī)械加工的勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低工件的制造成本2.要結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便、安全3.要有良好的結(jié)構(gòu)工藝

31、性，使設(shè)計(jì)的夾具便于制造、裝配、檢驗(yàn)、調(diào)整與維修?；Q設(shè)計(jì)的基本要求：2.2設(shè)計(jì)過(guò)程2.2.1分析題目在機(jī)械加工中，為完成需要的加工工序、裝配工序及檢驗(yàn)工序等，首先要將工件固定，使之占有確定的位置，這種保證一批工件占有確定位置的裝置統(tǒng)稱為夾具。本課題所研究的對(duì)象主要限于銑床虎鉗夾具，保證工件的加工質(zhì)量，提高加工效率，降低生產(chǎn)成本、改善勞動(dòng)條件、擴(kuò)大機(jī)床使用范圍、縮短新產(chǎn)品試制周期等方面有著極明顯的經(jīng)濟(jì)效益。2.2.2定位裝置設(shè)計(jì) 工件定位的基本原理工件定位的實(shí)質(zhì)，就是要使工件在夾具中占有某個(gè)確定的位置。這一確定的位置可以通過(guò)定位支承限制相應(yīng)的自由度來(lái)獲得。一個(gè)物體在空間坐標(biāo)系中具有六個(gè)自由度。

32、即沿三個(gè)相互垂直的坐標(biāo)軸的移動(dòng)自由度，以及繞這三個(gè)坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。因此，要使工件在夾具中占有確定的位置，就是要在空間直角坐標(biāo)系中，通過(guò)定位元件限制工件的六個(gè)自由度。分析使可將具體的定位元件抽象化，轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的定位支承點(diǎn)，用這些定位支承點(diǎn)來(lái)限制工件的自由度。工件的六個(gè)自由度全部被限制而在空間占有完全確定的唯一位置，稱為完全定位。如果根據(jù)該工序加工要求只需限制部分自由度，而其他自由度無(wú)需限制時(shí)，工件雖然不占有確定的唯一位置，但不影響該工序的加工要求，此時(shí)稱為不完全定位。應(yīng)該采用完全定位還是不完全定位，主要由該工序的加工要求來(lái)決定。欠定位是指工件實(shí)際所限制的自由度數(shù)目，少于按該工序加工要求所必須

33、限制的自由度數(shù)目。因此，欠定位的結(jié)果，將導(dǎo)致出現(xiàn)應(yīng)該限制的自由度而未予限制的不合理現(xiàn)象，從而無(wú)法保證該工序所規(guī)定的加工要求。所以，在確定工件在夾具中的定位方案時(shí)，不允許出現(xiàn)欠定位這樣的原則性錯(cuò)誤。兩個(gè)或兩個(gè)以上定位支承點(diǎn)重復(fù)限制同一個(gè)自由度，這種重復(fù)定位的現(xiàn)象叫做過(guò)定位。出現(xiàn)過(guò)定位時(shí)，將使工件位置不確定。同時(shí)，在夾緊情況下，重復(fù)限制同一自由度的定位支承間所產(chǎn)生的矛盾、干涉和沖突必將造成工件或定位元件的變形，其結(jié)果都將破壞工件定位的要求，從而嚴(yán)重影響工件的定位精度。因此，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，一般情況下應(yīng)避免出現(xiàn)過(guò)定位現(xiàn)象。如因某些結(jié)構(gòu)上的原因，無(wú)法避免過(guò)定位時(shí)，應(yīng)采取必要的相應(yīng)措施，以減小由于過(guò)定位所

34、造成的影響。由所設(shè)計(jì)的題目知若先銑鍵槽后銑油槽，按加工要求，銑鍵槽時(shí)應(yīng)限制五個(gè)自由度，銑油槽時(shí)應(yīng)限制六個(gè)自工件定位的實(shí)質(zhì)，就是要使工件在夾具中占有某個(gè)確定的位置。這一確定的位置可以通過(guò)定位支承限制相應(yīng)的自由度來(lái)獲得。一個(gè)物體在空間坐標(biāo)系中具有六個(gè)自由度。即沿三個(gè)相互垂直的坐標(biāo)軸的移動(dòng)自由度，以及繞這三個(gè)坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。因此，要使工件在夾具中占有確定的位置，就是要在空間直角坐標(biāo)系中，通過(guò)定位元件限制工件的六個(gè)自由度。分析使可將具體的定位元件抽象化，轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的定位支承點(diǎn)，用這些定位支承點(diǎn)來(lái)限制工件的自由度。工件的六個(gè)自由度全部被限制而在空間占有完全確定的唯一位置，稱為完全定位。如果根據(jù)該工序

35、加工要求只需限制部分自由度，而其他自由度無(wú)需限制時(shí)，工件雖然不占有確定的唯一位置，但不影響該工序的加工要求，此時(shí)稱為不完全定位。應(yīng)該采用完全定位還是不完全定位，主要由該工序的加工要求來(lái)決定。欠定位是指工件實(shí)際所限制的自由度數(shù)目，少于按該工序加工要求所必須限制的自由度數(shù)目。因此，欠定位的結(jié)果，將導(dǎo)致出現(xiàn)應(yīng)該限制的自由度而未予限制的不合理現(xiàn)象，從而無(wú)法保證該工序所規(guī)定的加工要求。所以，在確定工件在夾具中的定位方案時(shí)，不允許出現(xiàn)欠定位這樣的原則性錯(cuò)誤。兩個(gè)或兩個(gè)以上定位支承點(diǎn)重復(fù)限制同一個(gè)自由度，這種重復(fù)定位的現(xiàn)象叫做過(guò)定位。出現(xiàn)過(guò)定位時(shí)，將使工件位置不確定。同時(shí)，在夾緊情況下，重復(fù)限制同一自由度的

36、定位支承間所產(chǎn)生的矛盾、干涉和沖突必將造成工件或定位元件的變形，其結(jié)果都將破壞工件定位的要求，從而嚴(yán)重影響工件的定位精度。因此，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，一般情況下應(yīng)避免出現(xiàn)過(guò)定位現(xiàn)象。如因某些結(jié)構(gòu)上的原因，無(wú)法避免過(guò)定位時(shí)，應(yīng)采取必要的相應(yīng)措施，以減小由于過(guò)定位所造成的影響。由所設(shè)計(jì)的題目知若先銑鍵槽后銑油槽，按加工要求，銑鍵槽時(shí)應(yīng)限制五個(gè)自由度，銑油槽時(shí)應(yīng)限制六個(gè)由度。 定位基準(zhǔn)的選擇工件的定位是通過(guò)定位基面進(jìn)行的，因此這些基面的幾何形狀、尺寸及表面狀況在很大程度上決定著定位方法及所用定位元件的選擇，故從夾具設(shè)計(jì)角度出發(fā)提出如下選擇原則：工件的定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)（標(biāo)定加工面位置的面、線、點(diǎn)）重合，以避

37、免產(chǎn)生基準(zhǔn)不符誤差B。但當(dāng)兩基準(zhǔn)重合后，會(huì)使夾具結(jié)構(gòu)復(fù)雜或工件定位不穩(wěn)定時(shí)，則應(yīng)另選定位基準(zhǔn)，此時(shí)必須計(jì)算和控制基準(zhǔn)不符誤差。為了減小基準(zhǔn)不符誤差，應(yīng)減小定位尺寸的組成環(huán)節(jié)及各環(huán)節(jié)的公差。當(dāng)基準(zhǔn)重合時(shí)，基準(zhǔn)不符誤差為零，這是選擇工序基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)的原因所在。盡量用精基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，以保證有足夠的定位精度。不當(dāng)?shù)貌徊捎妹孀龆ㄎ换鶞?zhǔn)時(shí)，應(yīng)盡量只用一次。而且應(yīng)選用誤差較小、較光潔、余量小的表面或與加工面有直接關(guān)系的表面，以利于保證加工要求。應(yīng)使工件安裝穩(wěn)定，使在加工過(guò)程中因切削力或夾緊力而引起的變形最小。遵守基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，以減小設(shè)計(jì)和制造夾具的時(shí)間和費(fèi)用。但如因此造成夾具結(jié)構(gòu)復(fù)雜時(shí)，則不必強(qiáng)求

38、定位基準(zhǔn)統(tǒng)一。應(yīng)使工件定位方便，夾緊可靠，便于操作，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。夾緊力的大小夾緊力的大小，對(duì)于保證定位穩(wěn)定、夾緊可靠，確定夾緊裝置的結(jié)構(gòu)尺寸，都有著密切的關(guān)系。夾緊力的大小要適當(dāng)。夾緊力過(guò)小則夾緊不牢靠，在加工過(guò)程中工件可能發(fā)生位移而破壞定位，其結(jié)果輕則影響加工質(zhì)量，重則造成工件報(bào)廢甚至發(fā)生安全事故。夾緊力過(guò)大會(huì)使工件變形，也會(huì)對(duì)加工質(zhì)量不利。理論上，夾緊力的大小應(yīng)與作用在工件上的其它力（力矩）相平衡；而實(shí)際上，夾緊力的大小還與工藝系統(tǒng)的剛度、夾緊機(jī)構(gòu)的傳遞效率等因素有關(guān)，計(jì)算是很復(fù)雜的。因此，實(shí)際設(shè)計(jì)中常采用估算法、類比法和試驗(yàn)法確定所需的夾緊力。 當(dāng)采用估算法確定夾緊力的大小時(shí)，為簡(jiǎn)化計(jì)

39、算，通常將夾具和工件看成一個(gè)剛性系統(tǒng)。根據(jù)工件所受切削力、夾緊力（大型工件應(yīng)考慮重力、慣性力等）的作用情況，找出加工過(guò)程中對(duì)夾緊最不利的狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力，最后再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力，即 Fwk = KFw （4-15）式中 Fwk實(shí)際所需夾緊力，單位為N； Fw 在一定條件下，由靜力平衡算出的理論夾緊力，單位為N； K安全系數(shù)，粗略計(jì)算時(shí)，粗加工取K2.53，精加工取K1.52。夾緊力三要素的確定，實(shí)際是一個(gè)綜合性問(wèn)題。必須全面考慮工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工藝方法、定位元件的結(jié)構(gòu)和布置等多種因素，才能最后確定并具體設(shè)計(jì)出較為理想的夾緊裝置。減小夾緊變形的措施有時(shí)，一個(gè)工件很

40、難找出合適的夾緊點(diǎn)。如較長(zhǎng)的套筒在車床上鏜內(nèi)孔和高支座在鏜床上鏜孔，以及一些薄壁零件的夾持等，均不易找到合適的夾緊點(diǎn)。這時(shí)可以采取以下措施減少夾緊變形。 增加輔助支承和輔助夾緊點(diǎn) ，增加一個(gè)輔助支承點(diǎn)及輔助夾緊力W1，就可以使工件獲得滿意的夾緊狀態(tài)。 分散著力點(diǎn) ，用一塊活動(dòng)壓板將夾緊力的著力點(diǎn)分散成兩個(gè)或四個(gè)，從而改變著力點(diǎn)的位置，減少著力點(diǎn)的壓力，獲得減少夾緊變形的效果。 增加壓緊件接觸面積， 如三爪卡盤夾緊薄壁工件的情形。改用寬卡爪增大和工件的接觸面積，減小了接觸點(diǎn)的比壓，從而減小了夾緊變形。列舉了另外兩種減少夾緊變形的裝置。a 浮動(dòng)壓塊 b 在壓板下增加墊環(huán)，使夾緊力通過(guò)剛性好的墊環(huán)均

41、勻地作用在薄壁工件上，避免工件局部壓陷。 利用對(duì)稱變形 加工薄壁套筒時(shí)，采用加寬卡爪，如果夾緊力較大，仍有可能發(fā)生較大的變形。因此，在精加工時(shí)，除減小夾緊力外，夾具的夾緊設(shè)計(jì)，應(yīng)保證工件能產(chǎn)生均勻的對(duì)稱變形，以便獲得變形量的統(tǒng)計(jì)平均值，通過(guò)調(diào)整刀具適當(dāng)消除部分變形量，也可以達(dá)到所要求的加工精度。 其它措施 對(duì)于一些極薄的特形工件，靠精密沖壓加工仍達(dá)不到所要求的精度而需要進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，上述各種措施通常難以滿足需要，可以采用一種凍結(jié)式夾具。這類夾具是將極薄的特形工件定位于一個(gè)隨行的型腔里，然后澆灌低熔點(diǎn)金屬，待其固結(jié)后一起加工，加工完成后，再加熱熔解取出工件。低熔點(diǎn)金屬的澆灌及熔解分離，都是在生

42、產(chǎn)線上進(jìn)行的。2.3夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)在機(jī)械加工過(guò)程中，工件將受到切削力、離心力、慣性力等外力的作用。為了保證在這些外力作用下，工件仍能在夾具中保持由定位元件所確定的加工位置，而不致發(fā)生振動(dòng)或位移，一般在夾具結(jié)構(gòu)中都必須設(shè)置一定的夾緊裝置，將工件可靠地夾緊。2.3.1夾緊裝置的基本要求（1） 在夾緊過(guò)程中，工件應(yīng)能保持在既定位置，即在夾緊力的作用下，工件不應(yīng)離開(kāi)定位支承。（2）夾緊力的大小要適當(dāng)、可靠。既要使工件在加工過(guò)程中不產(chǎn)生移動(dòng)和振動(dòng)，又不使工件產(chǎn)生不允許的變形和損傷。（3） 夾緊裝置應(yīng)操作安全、方便、省力。（4） 夾緊裝置的自動(dòng)化程度和復(fù)雜程度應(yīng)與工件的產(chǎn)量和批量相適應(yīng)。2.3.2夾緊方案：

43、根據(jù)夾緊力的方向應(yīng)朝向主要限位面以及作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)的原則，如圖2-4所示，夾緊力的作用線應(yīng)落在區(qū)域內(nèi)（N為接觸點(diǎn)）夾緊力與垂直方向的夾角應(yīng)盡量小，以保證夾緊穩(wěn)定可靠。鉸鏈壓板的兩個(gè)弧形面的曲率半徑應(yīng)大于工件的最大半徑。由于頂尖套較長(zhǎng)，須用兩塊壓板在兩處夾緊。如果用手動(dòng)夾緊，工件裝卸所花時(shí)間較多，不能適應(yīng)大批生產(chǎn)的要求，若用氣動(dòng)夾緊，則夾具體積太大，不便安裝在銑床工作臺(tái)上。因此宜用液壓夾緊，如圖2-8所示，采用小型夾具用法蘭式液壓缸5固定在工位之間，采用聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)使兩塊壓板7同時(shí)均勻夾緊工件。所謂聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)就是由一個(gè)原始作用力來(lái)完成若干個(gè)夾緊動(dòng)作的機(jī)構(gòu)稱為聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。液壓

44、缸的結(jié)構(gòu)型式為單作用式油缸。2.4 夾緊力的大小估算：計(jì)算夾緊力時(shí)，通常將夾具和工件看成是一個(gè)剛性系統(tǒng)。理論上，夾緊力的作用應(yīng)與上述力（距）的作用平衡；而實(shí)際上，夾緊力的大小還與工藝系統(tǒng)的剛性?shī)A緊機(jī)構(gòu)的傳遞效率等有關(guān)。為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值 W=K*W W實(shí)際所需夾緊力（N） W在一定條件下由靜力平衡計(jì)算出的理論夾緊力（N）K安全系數(shù) K=K0K1K2K3通常情況下，取K=1.5-2.5 當(dāng)夾緊力與切削力方向相反時(shí)取K=2.5-3。因?yàn)閵A緊裝置為聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)，且是為了防止工件移動(dòng) W=KP2.5 對(duì)刀裝置設(shè)計(jì)對(duì)刀裝置是由對(duì)刀塊和塞尺組成。借助于對(duì)刀裝置可以迅速而

45、準(zhǔn)確地確定夾具與刀具間的相對(duì)位置。常用的對(duì)刀裝置有高度對(duì)刀裝置、直角對(duì)刀裝置、成形刀具對(duì)刀裝置和組合刀具對(duì)刀裝置。常用的塞尺有平塞尺和圓塞尺兩種。采用對(duì)刀塞尺的目的，是為了不使刀具與對(duì)刀塊直接接觸，以免損壞刀刃或造成對(duì)刀塊過(guò)早磨損。使用使，將塞尺放在刀具與對(duì)刀塊之間，憑抽動(dòng)的松緊感覺(jué)來(lái)判斷，以適度為宜。對(duì)刀裝置可迅速而準(zhǔn)確地確定夾具與刀具間的相對(duì)位置。本課題鍵槽銑刀需要兩個(gè)方向?qū)Φ?，故?yīng)采用側(cè)裝直角對(duì)刀塊。由于兩銑刀的直徑相等，油槽深度由兩工位V形塊定位高度之差保證。兩銑刀的距離1250.03mm則由兩銑刀間的軸套長(zhǎng)度確定。因此，只需設(shè)置一個(gè)對(duì)刀塊即能滿足鍵槽和油槽的加工要求。圖2-5圖2-5

46、為對(duì)刀塊，其技術(shù)要求：（1）材料：20（2）熱處理：滲碳深度0.81.2mm HRC5864（3）其他技術(shù)條件按GB225980機(jī)床夾具零件及部件技術(shù)條件2.6材料的選擇及其技術(shù)要求：（1）材料：45#鋼（2）熱處理：HRC4045（3）其他技術(shù)條件按GB225980機(jī)床夾具零件及部件技術(shù)條件。2.7夾具部分圖上的尺寸、公差和技術(shù)要求第三章 成型設(shè)計(jì)及裝配1. 主要零件成型設(shè)計(jì)的步驟：2.2.零件裝配圖技術(shù)要求 1、基本要求1.1 必須按照設(shè)計(jì)、工藝要求及本規(guī)定和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行裝配。1.2 裝配環(huán)境必須清潔。高精度產(chǎn)品的裝配環(huán)境溫度、濕度、防塵量、照明防震等必須符合有關(guān)規(guī)定。1.3 所有零部件（

47、包括外購(gòu)、外協(xié)件）必須具有檢驗(yàn)合格證方能進(jìn)行裝配。1.4 零件在裝配前必須清理和清洗干凈，不得有毛刺、飛邊、氧化皮、銹蝕、切屑、砂粒、灰塵和油污等，并應(yīng)符合相應(yīng)清潔度要求。1.5 裝配過(guò)程中零件不得磕碰、劃傷和銹蝕。1.6 油漆未干的零件不得進(jìn)行裝配。1.7 相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件，裝配時(shí)接觸面間應(yīng)加潤(rùn)滑油（脂）。1.8 各零、部件裝配后相對(duì)位置應(yīng)準(zhǔn)確。1.9 裝配時(shí)原則上不允許踩機(jī)操作，特殊部位必須上機(jī)操作時(shí)應(yīng)采取特殊措施，應(yīng)用防護(hù)罩蓋住被踩部位，操作者須穿平底步鞋以防止破壞漆膜，電瓶及非金屬等強(qiáng)度較低部位嚴(yán)禁踩踏。2、聯(lián)接方法的要求2.1 螺釘、螺栓聯(lián)接2.1.1 螺釘、螺栓和螺母緊固時(shí)嚴(yán)禁打擊或

48、使用不合適的旋具與板手，緊固后螺釘槽、螺母、螺釘及螺栓頭部不得損傷。2.1.2 有規(guī)定擰緊力矩要求的緊固件，應(yīng)采用力矩扳手按規(guī)定擰緊力矩緊固。未規(guī)定擰緊力矩的螺栓，其擰緊力矩可參考附錄一的規(guī)定 。2.1.3 同一零件用多個(gè)螺釘或螺栓緊固時(shí)，各螺釘（螺栓）需順時(shí)針、交錯(cuò)、對(duì)稱逐步擰緊，如有定位銷，應(yīng)從靠近定位銷的螺釘或螺栓開(kāi)始。2.1.4 用雙螺母時(shí)，應(yīng)先裝薄螺母后裝厚螺母。2.1.5 螺釘、螺栓和螺母擰緊后，螺釘、螺栓一般應(yīng)露出螺母1-2個(gè)螺距。2.1.6 螺釘、螺栓和螺母擰緊后，其支承面應(yīng)與被緊固零件貼合。 附錄一：普通螺栓扭緊力矩螺栓強(qiáng)度級(jí)螺栓公稱直徑/mm6810121416182022

49、242730364248扭緊力矩/N.m4.645101220253544546988108118147167206225284294370441519529666882107813721666205824505.65712152531445469881081371471862062652843433704415396866668331098137217052736233425486.66814182939496483981271571762162453143434314415396377847849801323167719602548308738228.8912222944587610212

50、116218925226034736949250266963885093312441267168922142952354047215311708110.91314293564761081271762062743233724415296377258629211098137216171666196027443283426350966468774212.9152037507488128171204273319425489565622830847112910961435157420992138285037364981597479668962119493總裝配圖與分解圖： 總結(jié)： 隨著CAD/CAPP/

51、CAM技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的夾具設(shè)計(jì)方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代制造系統(tǒng)靈活、快速的要求，計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)(CAFD)正是適應(yīng)這一要求而產(chǎn)生的，而且己成為CIMS系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。國(guó)內(nèi)從九十年代初就開(kāi)始研究CAFD技術(shù)，到現(xiàn)在己發(fā)展到第三代，即能自動(dòng)生成夾具結(jié)構(gòu)，并與CAD及CAM有良好的接口，但該系統(tǒng)離實(shí)際應(yīng)用還有一段距離;第二代中基于知識(shí)的CAFD系統(tǒng)，由于工件的多樣性和夾具設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，也只能設(shè)計(jì)一些工件形狀極簡(jiǎn)單的夾具。本論文在對(duì)國(guó)內(nèi)外CAFD系統(tǒng)進(jìn)行廣泛研究的基礎(chǔ)上，針對(duì)國(guó)內(nèi)CAFD現(xiàn)狀進(jìn)行CAFD的研究與開(kāi)發(fā)。結(jié)合中國(guó)制造業(yè)存在的問(wèn)題，以實(shí)用性、高效性為指導(dǎo)思想，以銑床夾具設(shè)計(jì)為例子，構(gòu)建

52、了一個(gè)由文字說(shuō)明夾雜計(jì)算機(jī)軟件造型的設(shè)計(jì)。在本論文的完成過(guò)程中，所做的工作及取得的成果如下:1.針對(duì)國(guó)內(nèi)外的夾具研究現(xiàn)狀，抱著與時(shí)俱進(jìn)的態(tài)度對(duì)未來(lái)夾具發(fā)展做了大膽的預(yù)測(cè)2.總結(jié)前人手工繪圖存在的缺陷，運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件AUTOCAD給所設(shè)計(jì)的夾具繪制完整的二維三視圖。3.使用三維軟件solidwors對(duì)所設(shè)計(jì)的夾具做了一個(gè)清楚直觀的三維造型設(shè)計(jì)，三維設(shè)計(jì)更符合工程設(shè)計(jì)人員的邏輯思維習(xí)慣，從二維到三維是計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)的革命，現(xiàn)在三維軟件已經(jīng)是市場(chǎng)的主流，夾具三維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)更是蓬勃展開(kāi)，三維夾具設(shè)計(jì)是必然。有成功同樣存在著不足，由于時(shí)間、條件和本人技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)難免會(huì)留下很多的漏洞，很多先進(jìn)的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)沒(méi)有被使用到設(shè)計(jì)中，并且沒(méi)有在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中去體驗(yàn)設(shè)計(jì)所存在的缺點(diǎn)，都成了本設(shè)計(jì)的遺憾。參考資料 濮良貴 主編機(jī)械設(shè)計(jì) 第七版 高等教育出版社王之棟 主編機(jī)械設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社江南學(xué)院 肖繼德 主編機(jī)床夾具設(shè)計(jì)200年 機(jī)械工業(yè)出版社李慶壽 主編機(jī)床夾具設(shè)計(jì)1984年 機(jī)械工業(yè)出版社 哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海工業(yè)大學(xué) 主編 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)1980年上?？茖W(xué)技術(shù)出版社楊黎明 主編 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)1996年國(guó)防工業(yè)出版社東北重型機(jī)械學(xué)院、洛陽(yáng)工學(xué)院、第一汽車制造廠職大學(xué) 主編 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)1988年