銷軸軸端的槽、面銑成組夾具設計【三維UG】

銷軸軸端的槽、面銑成組夾具設計【三維UG】,三維UG,銷軸軸端,成組,夾具,設計,三維,ug 浙江工業(yè)大學之江學院畢業(yè)設計（論文）任務書 學生姓名 樓挺 學號 201120070312 專業(yè)班級 機自1102 題　　目 銷軸軸端的槽、面銑成組夾具設計 指導教師 舒欣 職 稱 講師 課題類型 √設計 □論文 課題來源 □教師科研課題 √ 教師生產(chǎn)實際課題 □學生自立課題 畢業(yè)設計（論文）起止時間 2014年11月1日至 2015年6月15日 一、畢業(yè)設計（論文）的主要內(nèi)容及要求 1、開題報告和文獻閱讀 （1）文獻閱讀：查閱文獻應不少于15篇，其中外文文獻不少于2篇，近5年內(nèi)的文獻數(shù)應不少于文獻總數(shù)的1/3，并應有近2年內(nèi)的文獻。 （2）文獻綜述：3000字以上，包括國內(nèi)外現(xiàn)狀、研究方向、進展情況、存在問題、參考依據(jù)等。 （3）開題報告：2000字以上，包括選題的意義、可行性分析、研究的內(nèi)容、研究方法、擬解決的關(guān)鍵問題、預期結(jié)果、研究進度計劃等。 （4）外文翻譯：3000字以上（翻譯成中文后的漢字字數(shù)）。 2、課題要解決的主要問題和具體要求 本課題通過分析一組小軸類零件上銑削槽的特點，找出共性，確定銑削夾具形式，進行結(jié)構(gòu)設計，確保定位精度滿足加工要求，工件夾緊牢固可靠；要求機構(gòu)合理、加工方便等，并繪制二維、三維裝配圖和部分零件的工程圖。 3、論文：10000字以上（部分特殊專業(yè)根據(jù)實際情況，經(jīng)教務辦確認，可適當調(diào)整有關(guān)字數(shù)方面的要求），包括緒論、正文、結(jié)論、參考文獻等。 二、主要參考文獻 [1] 徐愛玲．機床夾具設計方法探討[J]．裝備制造技術(shù)，2008（8）：60-64． [2] 隋聚艷．夾具的發(fā)展及其趨勢分析[J]．現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2009，32（19）：323-324 [3] 李定志，龔書強，王永國．成組夾具技術(shù)在小批量銑加工生產(chǎn)中的應用[J]．機械工人冷加工，2007 (1)：43-44． [4] 張亞明，機床夾具的分類與構(gòu)成[J]．煤炭技術(shù)，2008，27（4）：12-13 [5] 王守忠，陳愛榮．成組夾具技術(shù)在機械加工中的應用探析[J]．商丘職業(yè)技術(shù)學院學報，2006(2)：62-64． 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　指導教師簽名： 年 月 日 專業(yè)教研室意見： □同意下達任務書 □不同意下達任務書 教研室主任簽章： 年 月 日 畢業(yè)設計（論文） 譯文及原稿 譯文題目： 夾具配置的穩(wěn)健性設計 原稿題目： Robust design of fixture configuration 原稿出處： Giovanni Moroni,Stefano Petro,Wilma Polini.ScienceDirect. 2014(21):189~194. 浙江工業(yè)大學之江學院畢業(yè)設計（論文） 外文翻譯 夾具配置的穩(wěn)健性設計 摘要 本文介紹了夾具配置的穩(wěn)健設計。它的目標是調(diào)查機床夾具元件偏差和體積錯誤影響加工操作質(zhì)量。然后定位器位置配置設計的偏差最小化加工特性對應用幾何公差。該方法是一個設計步驟進一步確定的定位基于螺旋理論的部分，可用于尋找簡單和容易適用于一般通用規(guī)則的工業(yè)環(huán)境。是通過仿真和簡單的工業(yè)案例研究驗證。 1 介紹 當工件夾具加工或檢查操作時，操作的精度主要取決于裝夾方法的效率。在一般情況下，加工可能已經(jīng)在它的形態(tài)和位置的幾何誤差相對于工件的基準參考系。如果有存在的工件基準面之間的錯位誤差框架和機床的坐標系，這是已知的定位誤差或數(shù)據(jù)建立誤差。一個定位誤差主要是由位置偏差引起的一個定位器與工件之間的接觸表面的標稱規(guī)范。在本文中，這樣的一個理論接觸點被稱為菲克塞爾點或菲克塞爾，并從它的標稱位置定位偏差稱為菲克塞爾錯誤。在剛體的分析框架內(nèi)，菲克塞爾誤差對定位誤差直接影響所定義的工件表面和之間的運動學特征通過他們的接觸約束關(guān)系。 定位誤差是高度依賴于配置的位置相對于定位器的工件。一個合適的配置(或定位器的設計定位器布局)可能會減少產(chǎn)生重大影響定位錯誤。這是通常被稱為夾具布局優(yōu)化。 這項工作的主要目的是研究幾何錯誤的加工表面(或生產(chǎn)錯誤)有關(guān)菲克塞爾錯誤的主要來源。一個數(shù)學框架提出了一個制造誤差、機床體積誤差、和菲克塞爾錯誤之間的關(guān)系分析。此外，優(yōu)化夾具布局設計是規(guī)定為減少加工誤差的過程。這論文超越了藝術(shù)的狀態(tài)，因為它考慮了公差中的體積誤差。雖然文獻表明這個簡單的靜態(tài)體積誤差只考慮一小部分總?cè)莘e誤差，一個通用框架包含的體積誤差公差建立了。 有幾個正式的夾具分析為基礎的方法在經(jīng)典螺旋理論或幾何干擾技術(shù)。在90年代，由于夾具的偏差許多研究已經(jīng)致力于模型部分偏差。Sodenberg計算穩(wěn)定性評價定位方案的擬合指數(shù)。小位移非共面直線對概念用于該支架一部分的幾何偏差的模型。傳統(tǒng)的計算機輔助夾具設計的程序在傳統(tǒng)的設計手冊和最近的文獻中都有描述，特別是對于模塊化夾具設計。大量的定位誤差分析和還原的方法已被記錄。一個定位誤差表達式給出了使用位移螺旋矢量的概念。 提出了減少定位誤差向量的優(yōu)化技術(shù)或幾何變化的關(guān)鍵特性。Chouduri and De Meter分析描述了定位器的形狀誤差與最壞情況下幾何誤差加工特性的關(guān)系。Chouduri and De Meter也分析了工件基準面的幾何偏差、輪廓和角制造公差的情況。對加工特性的影響，比如通過鉆孔和銑削都有說明。Carlson提出了二級定位誤差分析。夾具布局設計的計算問題進行了研究客觀來降低三維工件整體的定位誤差如渦輪空氣箔。最近的一篇論文解釋了一個穩(wěn)健性夾具的布局方法來解決多目標問題的演算法。它認為一個柱體剛性工件，如果夾具和工件之間的沒有摩擦，那么機床體積誤差是不用考慮的。 在文獻中提出了幾個關(guān)于建模體積誤差的模型。Ferreira提出了二次建模的體積誤差，每個軸都是單獨考慮，與模型參數(shù)的評價方法。Kiridena 和 Ferreira在一系列的三篇論文中討論如何在建模中補償體積誤差，對模型的參數(shù)進行評估，然后基于模型及其參數(shù)的誤差補償，補償一個三軸發(fā)動機。Dorndorf 描述體積誤差模型可以幫助機器的誤差預算。最后，Smith描述體積的應用誤差補償在大型單片部分制造中，帶來了嚴重的傳統(tǒng)體積誤差補償。無論如何，值得注意的是，所有這些方法都是針對體積誤差補償:一般體積誤差不考慮仿真公差。 在以前的論文中用統(tǒng)計方法來估算這個定位誤差是錯誤的，由于不精確的所有六個定位器3-2-1的定位方案是基于二維和三維模塊。在下面，一個夾具配置的穩(wěn)健性設計方法被提出。它的目標是調(diào)查菲克塞爾錯誤和機床體積誤差如何影響機械加工質(zhì)量。在§2中介紹了理論上的方法，在§3中提出了一個簡單的工業(yè)案例分析，并在§4中討論了一些簡單和通用規(guī)則容易適用在一個工業(yè)競爭。 2 鉆孔精度的方法模擬 為了說明所提出的方法，對案例研究鉆孔將予以考慮。案例所示圖1。一個位置公差指定孔位。三個定位器在主基準面，兩個在副基準面，和一個在第三基準面確定工件的位置。每個定位坐標與機床參考系，由以下六個表示: p1 (x1，y1，z1) p2 (x2，y2，z2) p3 (x3，y3，z3) p4 (x4，y4，z4) p5 (x5，y5，z5) p6 (x6，y6，z6) （1） 該方法考慮了不確定性的來源加工孔的定位誤差的錯誤定位的定位器，體積錯誤的機床。模型的最終目的是定義實際的工件的孔的坐標參考系統(tǒng)。模型的輸入包括名義定位器配置，名義上的孔的位置(應該與鉆頭上一致)和方向(與鉆的方向應該一致)，和的特點，典型的錯誤，會影響這個名義參數(shù)。 2.1 定位誤差的影響 6個定位器的位置是完全由他們的十八個坐標軸確定的。根據(jù)高斯分布推測每一個坐標軸受一個獨立的行為誤差的影響。 那么實際的定位坐標將確定工件參照系。特別是，z軸構(gòu)成由直線垂直于平面通過定位器的實際位置，p1，p2和p2，軸是直線與軸垂直的直線通過定位器的實際位置p4和p5和最后，軸和垂直簡單的計算和軸?；鶞蕩脑c可以是得到的三個平面具有作為法線相交在，，和軸，通過定位器p4，p6和分別p1。軸的計算公式向量和原點坐標與實際定位器的坐標這里省略了，由Armillotta 僅供參考。 軸方向向量和原點坐標定義齊次變換矩陣，其允許頻轉(zhuǎn)換鉆尖坐標表示在機床參考幀到相同的坐標的表示工件坐標系時，通過下式： （2） 2.2 機床體積誤差的影響 由于鉆井模擬孔位置偏差操作，即體積誤差的機床，古典模型三軸機床的考慮[27]。就會被假定鉆具軸是一致的機床z軸，這樣，在名義上和條件鉆井作業(yè)開始時，其位置可以被定義名義上的孔位和齊次向量。目的是識別位置誤差鉆尖的機床參考系統(tǒng)，和方向錯誤工具的軸。根據(jù)三軸機床模型是可能的狀態(tài): （3） 是名義上的鉆尖的位置在機床參考系統(tǒng)(x，y，和z是機床軸，l是鉆頭長度)，是鉆尖的位置在第三(z軸)參考系，、、分別是沿著x，y，和z軸的轉(zhuǎn)換矩陣。這些矩陣有著相似形式，例如: （4） 其中δ和ε包括平移和旋轉(zhuǎn)誤差并沿著x，y和z軸（例如，是由于旋轉(zhuǎn)誤差沿著z軸平移到x軸）?？紤]到3個變換矩陣，有18個誤差項。這些誤差的體積函數(shù)位置（即沿著三個軸），但由于體積誤差補償，他們的系統(tǒng)組件可以忽略不計，并可以將它們假定為純粹隨機均值等于零。由公式（3）推導出復合方程式，例如： （5） 然而，一般體積誤差應該遠遠小于沿著軸平移，所以例（3）的第一組件通常是重要的。最后，假設鉆孔軸與z軸相配合，例(3)也可以通過替換方向誤差計算 如果只考慮一階組件，它可以證明和與δ、ε的線性組合。特別是，我們把定義為 （6） 六個部分向量包含和。應用例(3)，忽略二階以上，可以證明(請注意，由于格式的限制，在例(7)表明，矩陣在多行壞了一行，所以整個矩陣線性組合出現(xiàn)在這里是一個6*18矩陣)。 （7） 現(xiàn)在，讓我們假設每個δ獨立分布是高斯分布，而且每個ε也是獨立分布的。然后可能Δ遵循多元高斯分布，空預期值和協(xié)方差矩陣可以由公式計算，Σ是d的協(xié)方差矩陣，它正好是一個18 *18的對角線，前9個對角矩陣元素等于，剩下的對角元素等于。 2.3 加工孔的實際定位 現(xiàn)在，根據(jù)§2.2中描述的模型它可以模擬尖端定位和方向，根據(jù)§2.1并將其轉(zhuǎn)換為所述工件參考系: （9） 這些信息可以在工件參考系中確定進入和退出工件孔的位置。點和矢量K定義一條直線，這只不過是一種孔軸，比如： （10） p是一個通用的點屬于的一個參數(shù)。定義T板厚度，是可能的計算的值s，分別等于0和T: （11） 這些值取代例(10)分別出口和入口點的坐標的孔產(chǎn)量。 最后，它可以計算兩個出口和入口之間的距離和名義鉆孔的點: （12） 定義為孔的退出點。鉆孔軸的位置公差范圍內(nèi)如果孔的距離計算低于一半的位置公差值t: （13） 3 結(jié)論 這項工作提出了一個方法的穩(wěn)健設計夾具配置考慮到定位器位置的隨機誤差(由于定位器安裝在機表，在不規(guī)則表面接觸的工件，等等)和體積誤差采用機床的操作。 鉆孔作業(yè)被認為是簡單的工業(yè)案例研究。然而，一些簡單和通用規(guī)則由實驗分析得出:（1）三分基準定位器(的三個定位器z定位器配置)應該涵蓋盡可能多表面接觸。如果更多的配置分享相似的表面覆蓋，定位器的建議重心盡可能接近的一個加工特性(孔的案例研究)的孔。（2）兩點基準定位器(兩個定位器的x定位器配置)的最大距離從對方。如果更多的分布相似距離，配置與定位器最重心附近的一個加工特性(孔的案例研究)應該被選中。（3）單一第三基準定位器(y定位器之一應該位于對應配置)重心的加工特性(孔的案例研究)。（4）即使定位器的高度的影響，和很小，建議他們位于最低高度。 未來的發(fā)展將在于擴展其他的方法，更復雜的幾何特性和公差。 6 畢業(yè)設計（論文） 開 題 報 告 1 浙江工業(yè)大學之江學院畢業(yè)設計（論文） 開題報告 1 選題的背景和意義 1.1 選題的背景 隨著社會的發(fā)展，人類的進步，人們對于日常生活、工作中的物資需求呈現(xiàn)出了極大的多樣化與復雜化。傳統(tǒng)的簡單的產(chǎn)品已經(jīng)難以再滿足人們的需求。而且在企業(yè)、工廠的運營過程中，需要的工具也不斷精細化與多樣化，給制造業(yè)帶來了新的難題。個性化的社會導致了制造產(chǎn)品大批量越來越少，更多的是需求多品種少批量，這種單件小值的生產(chǎn)模式是對傳統(tǒng)的機械加工產(chǎn)業(yè)模式的挑戰(zhàn)[1]。為此，制造技術(shù)的研究者提出了成組技術(shù)的科學理論及實現(xiàn)方法，從根本上解決了生產(chǎn)由于品種多、產(chǎn)量少帶來的矛盾。它是將多種零件按其工藝的相似性分類成組，以形成零件族，即把同一零件族中零件分散的小生產(chǎn)量匯聚成較大的成組生產(chǎn)量，從而使小批量生產(chǎn)能獲得接近于大批量生產(chǎn)的經(jīng)濟效益，成組夾具便應運而生[2]。 成組夾具的應用可以擴大機床的使用范圍，提高生產(chǎn)效率和零件的加工質(zhì)量，也能夠降低工人的勞動強度，縮短生產(chǎn)準備周期，提高勞動生產(chǎn)率[3]。而且隨著成組夾具的應用和發(fā)展，必將加速開拓成組技術(shù)新的應用領域。因此，成組夾具將是我國機械工業(yè)今后夾具發(fā)展的一個主要方面。 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 1.2.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 目前發(fā)展的成組技術(shù)是應用系統(tǒng)工程學的觀點，把中、小批生產(chǎn)中的設計制造和管理等方面作為一個生產(chǎn)系統(tǒng)整體，統(tǒng)一協(xié)調(diào)生產(chǎn)活動的各個方面，全面實施成組技術(shù)以提高綜合經(jīng)濟效益。 成組技術(shù)從20世紀50年代提出到如今已經(jīng)歷了近50年的發(fā)展和應用。成組技術(shù)作為一門綜合性的生產(chǎn)技術(shù)科學是計算機輔助設計、計算機輔助工藝過程設計、計算機輔助制造和柔性制造系統(tǒng)等方面的技術(shù)基礎。我國早在20世紀60年代初就在紡織機械、飛機、機床及工程機械等機械制造業(yè)中推廣應用成組技術(shù)，并初見成效。因此，成組技術(shù)受到國家有關(guān)部、局和工廠企業(yè)，研究所及高等院校的重視。目前，正積極開展這一方面的科學研究、人材培訓和推廣應用等工作?？梢韵嘈?，隨著應用推廣和科研工作的持續(xù)開展，成組技術(shù)對提高我國機械工業(yè)的制造技術(shù)和生產(chǎn)管理水平將日益發(fā)揮其重要的作用[4]。 成組工藝作為一種先進的工藝方法和生產(chǎn)準備方法，先后在蘇聯(lián)、民德、捷克、波蘭以及英國、法國、日本等國已經(jīng)逐步得到了應用，并獲得了良好的經(jīng)濟效果。由于它能縮短單件、小批生產(chǎn)的準備時間，擴大加工批量，提高生產(chǎn)效率，為適應多品種生產(chǎn)的發(fā)展創(chuàng)造了條件。機床工業(yè)具有多品種、小批量生產(chǎn)的特點，因而近年來在國外有不少機床制造廠家先后也采用了成組工藝技術(shù)[5]。 1.2.2 發(fā)展趨勢 成組夾具由于能夠利用加工零件工藝上的相似性，并且適應工件特征在一定范圍內(nèi)的變化而得到推廣和應用，如何提高成組夾具設計效率成為需要重點解決的問題之一[6]。 組合夾具與成組夾具都適用于中小批生產(chǎn)和新產(chǎn)品試制，任何事物都不是十全十美的，組合夾具可多次重復使用，縮短生產(chǎn)準備周期，但制造成本高，組裝后笨重復雜，剛性差，積累誤差大，而成組夾具可克服組合夾具的不足，組裝調(diào)整時間短，生產(chǎn)和技術(shù)管理較方便。采用成組夾具是企業(yè)全面實行成組技術(shù)的需要，是實現(xiàn)成組加工的重要手段和工具，而成組加工是實施成組技術(shù)的重要領域和必要的環(huán)節(jié)[7]。夾具設計正朝著多功能、模塊化、高精度、高剛性、高強度、通用化、快速化和自動化的方向發(fā)展[8]。 2 研究的基本內(nèi)容 通過分析一組小軸類零件（如圖2.1所示）上銑削槽的特點，找出共性，確定銑削夾具形式，進行結(jié)構(gòu)設計，確保定位精度滿足加工要求，工件夾緊牢固可靠；要求機構(gòu)合理、加工方便。 圖2.1小軸類零件圖 D=10～30mm 2.1 基本框架 （1）分析課題，方案設計 （2）相關(guān)尺寸計算和校核 （3）零部件設計 （4）總體夾具設計 2.2 研究的重點和難點 通過分析一組小軸類零件上銑削槽的特點，找出共性，確定銑削夾具形式，進行結(jié)構(gòu)設計，確保定位精度滿足加工要求，工件夾緊牢固可靠；分度機構(gòu)準確可靠、方便。 2.3 擬解決的關(guān)鍵問題 （1）確定工件的定位方案，確保精度無誤差 （2）確定工件的夾緊方案，使工件穩(wěn)定夾緊 （3）適合不同尺寸和類型的銷軸的裝夾，分度方便可靠 3 研究的方法及措施 3.1 定位夾緊方案設計 如圖3.1所示為各小軸零件的定位夾緊方案示意圖，軸向左端面用支桿定位，限制了工件Y軸上的移動，用圓柱面定位限制了X軸和Z軸的移動以及繞X軸和Z軸的轉(zhuǎn)動，共限制了5個自由度，定位準確可靠。箭頭所指位置為夾緊方向和夾緊位置。 圖3.1 定位夾緊方案示意圖 用圓柱面定位工件可以使用三爪卡盤和彈性夾頭來進行定位夾緊： 三爪卡盤是機床上用來夾緊工件的機械裝置，用伏打扳手旋轉(zhuǎn)錐齒輪，錐齒輪帶動平面矩形螺紋，然后帶動三爪向心運動，同時趨進或離散。因為平面矩形螺紋的螺距相等，所以三爪運動距離相等，有自動定心的作用。三爪卡盤多用于車床、銑床、插床夾持工件。 彈性夾頭是一種裝在車床或銑床上的夾頭，其主要作用是夾緊小軸類工件，由于定位精準度較高、裝夾方便可靠，被廣泛用于各種生產(chǎn)加工領域。當機床帶動夾具開始旋轉(zhuǎn)后，數(shù)只離心重塊在離心力的作用下，繞銷作逆時針方向擺動，其左端部壓迫柱塞，柱塞繼而壓縮柔性介質(zhì)，迫使拉桿帶動彈性夾頭左移。彈性夾頭則受夾具體內(nèi)錐孔的作用而產(chǎn)生變形，從而夾緊工件的外圓表面，此時便可以進行切削加工。加工完畢后機床主軸停止旋轉(zhuǎn)，由于彈性夾頭外錐體與夾具體錐孔之間為非自鎖配合，所以彈性夾頭會自動恢復變形而松開工件。 三爪卡盤裝夾力大、裝夾適應面寬，相對來講裝夾精度低于彈簧夾頭、實現(xiàn)自動夾緊相對困難一些、裝夾效率低于彈簧夾頭。彈性夾頭雖然裝夾適應面窄、夾緊力小，但是裝夾效率高、相對裝夾精度高，方便實現(xiàn)自動夾緊。本次所要裝夾的是小軸類零件，不需要太大的夾緊力，而是需要更高的精度、裝夾效率和實現(xiàn)自動夾緊，所以更適合采用彈性夾頭來裝夾工件。 如圖3.2所示彈性夾頭，連接螺栓1用來固定彈性夾頭3在夾具體2上，當工件放入夾頭中往里推，彈性夾頭則受作用F而產(chǎn)生變形，從而夾緊工件的外圓表面，此時便可以進行切削加工。 圖3.2 彈性夾頭 1連接螺栓 2夾具體 3彈性夾頭 4工件 3.2 分度裝置設計 如圖3.3所示為銑削小軸零件的分度示意圖，彈性夾頭固定在心軸上，在心軸上有四邊形和六邊形兩個分度面，各有相應的偏心軸與之配合，可以根據(jù)需要鎖緊其中一個分度面。需要分度前，首先扳動兩偏心軸上的手柄，使之都處于松開狀態(tài)，當工件需要銑2、4個面或槽時，旋轉(zhuǎn)心軸到一定角度，然后扳動偏心軸1上的手柄，鎖緊四邊形的分度面然后進行銑削。當工件需要銑3、6個面或槽時，扳動偏心軸2上的手柄，鎖緊六邊形的分度面然后對工件進行銑削。 圖3.3 分度裝置 4 預期成果 （1）繪制二維、三維裝配圖和部分零件的工程圖，并完成三維總裝圖 （2）銷軸軸端的槽、面銑成組夾具的說明書。 5 研究工作進度計劃 （1） 2014.11.01～2014.12.25 查閱資料，撰寫開題報告、文獻綜述、外文翻譯 （2） 2014.12.26～2015.01.7 完成開題報告、文獻綜述、外文翻譯 （3） 2015.02.22～2015.03.26 完成夾具相關(guān)尺寸計算和校核，具體零部件設計 （4） 2015.03.27～2015.04.29 完成二維裝配圖及重要零件圖 （5） 2015.04.30～2015.05.10 完成三維裝配圖 （6） 2015.05.11～2015.05.25 撰寫畢業(yè)論文 （7） 2015.05.26～2015.05.28 修改論文，準備答辯 參考文獻 [1]賈鵬程．試論成組夾具技術(shù)在機械加工中的應用[J]．科技創(chuàng)新與應用，2013（32）：4． [2]王守忠，陳愛榮．成組夾具技術(shù)在機械加工中的應用探析[J]．商丘職業(yè)技術(shù)學院學報，2006（2）：62~64． [3]李定志，龔書強，王永國．成組夾具技術(shù)在小批量銑加工生產(chǎn)中的應用[J]．機床/附件/工裝， 2001（1）：43~44． [4]李春杰，肖素梅．成組技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展[J]．黑龍江史志，2006（4）：10~11． [5]大津一郎、茵矢圭司．機床生產(chǎn)與成組工藝[J]．機械技術(shù)，1971，19（3）：34~40． [6]祁捷．成組夾具的設計與實踐[J]．機械設計與制造，2005 (6)：31~32． [7]趙學良，趙波．試論我國成組夾具發(fā)展方向[J]．太原機械學院，1989（5）：22~24． [8]黃劍波．數(shù)控機床夾具的發(fā)展[J]．電子機械工程，2011，27（5）：33~36． 5 畢業(yè)設計（論文） 文 獻 綜 述 浙江工業(yè)大學之江學院畢業(yè)設計（論文） 文獻綜述 ?成組夾具概述 1 前言 隨著社會的發(fā)展，人類的進步，人們對于日常生活、工作中的物資需求呈現(xiàn)出了極大的多樣化與復雜化。傳統(tǒng)的簡單的產(chǎn)品已經(jīng)難以再滿足人們的需求。而且在企業(yè)、工廠的運營過程中，需要的工具也不斷精細化與多樣化，給制造業(yè)帶來了新的難題。個性化的社會導致了制造產(chǎn)品大批量越來越少，更多的是需求多品種少批量，這種單件小值的生產(chǎn)模式是對傳統(tǒng)的機械加工產(chǎn)業(yè)模式的挑戰(zhàn)[1]。為此，制造技術(shù)的研究者提出了成組技術(shù)的科學理論及實現(xiàn)方法，從根本上解決了生產(chǎn)由于品種多、產(chǎn)量少帶來的矛盾。它是將多種零件按其工藝的相似性分類成組，以形成零件族，即把同一零件族中零件分散的小生產(chǎn)量匯聚成較大的成組生產(chǎn)量，從而使小批量生產(chǎn)能獲得接近于大批量生產(chǎn)的經(jīng)濟效益，成組夾具便應運而生[2]。 成組夾具是按成組技術(shù)的原理，在零件分類成組的基礎上，針對若干相似零件的相似加工工序而設計制造的夾具。它的優(yōu)點是，不僅具有專用夾具的特點，而且還很容易適應外觀特征在一定范圍內(nèi)變化的零件加工。成組夾具的應用可以擴大機床的使用范圍，提高生產(chǎn)效率和零件的加工質(zhì)量，也能夠降低工人的勞動強度，縮短生產(chǎn)準備周期，提高勞動生產(chǎn)率[3]。而且隨著成組夾具的應用和發(fā)展，必將加速開拓成組技術(shù)新的應用領域。因此，成組夾具將是我國機械工業(yè)今后夾具發(fā)展的一個主要方面。 成組夾具應用實例和核算出的經(jīng)濟效果，充分地說明成組夾具有如下綜合經(jīng)濟性：（1）降低夾具設計制造費用；（2）明顯縮短了生產(chǎn)準備周期，充分利用夾具的使用壽命；（3）提高加工效率，促進企業(yè)的技術(shù)改造；（4）促進企業(yè)標準化工作，有利于保證產(chǎn)品質(zhì)量；（5）顯著地降低了夾具原材料消耗[4]。 2 成組夾具設計的國內(nèi)外現(xiàn)狀 2.1 國內(nèi)成組技術(shù)應用及現(xiàn)狀 2.1.1 成組技術(shù)的應用 目前發(fā)展的成組技術(shù)是應用系統(tǒng)工程學的觀點，把中、小批生產(chǎn)中的設計制造和管理等方面作為一個生產(chǎn)系統(tǒng)整體，統(tǒng)一協(xié)調(diào)生產(chǎn)活動的各個方面，全面實施成組技術(shù)以提高綜合經(jīng)濟效益。 （1）產(chǎn)品設計方面。由于用成組技術(shù)指導設計，賦予各類零件以更大的相似類，這就為在制造管理方面實施成組技術(shù)奠定了良好的基礎，使之取得更好的效果。以成組技術(shù)為指導的設計合理化和標準化工作將為實現(xiàn)計算機輔助設計(CAD)奠定良好的基礎；為設計信息最大程度地重復使用，加快設計速度，節(jié)約時間作出貢獻。據(jù)統(tǒng)計，當設計一種新產(chǎn)品時，往往有3/4以上的零件設計可參考借鑒或直接引用原有的產(chǎn)品圖紙，從而減少新設計的零件，這不僅可免除設計人員的重復性勞動，也可以減少工藝準備工作和降低制造費用。 （2）制造工藝方面。成組技術(shù)在制造工藝方面最先得到廣泛應用。開始是用于成組工序，即把加工方法、安裝方式和機床調(diào)整相近的零件歸結(jié)為零件組，設計出適用于全組零件加工的成組工序。成組工序允許采用同一設備和工藝裝置，以及相同或相近的機床調(diào)整加工全組零件，這樣，只要能按零件組安排生產(chǎn)調(diào)度計劃，就可以大大減少由于零件品種更換所需要的機床調(diào)整時間。此外，由于零件組內(nèi)諸零件的安裝方式和尺寸相近，可設計出應用于成組工序的公用夾具，只要進行少量的調(diào)整或更換某些零件，公用夾具就可適用于全組零件的工序安裝。 （3）生產(chǎn)組織管理方面。成組加工要求將零件按工藝相似性分類形成加工族，加工同一加工族有其相應的一組機床設備。因此，很自然成組生產(chǎn)系統(tǒng)要求按模塊化原理組織生產(chǎn)，即采取成組生產(chǎn)單元的生產(chǎn)組織形式。成組技術(shù)是計算機輔助管理系統(tǒng)技術(shù)基礎之一。這是因為運用成組技術(shù)基本原理將大量信息分類成組，并使之規(guī)格化、標準化，這將有助于建立結(jié)構(gòu)合理的生產(chǎn)系統(tǒng)公用數(shù)據(jù)庫，可大量壓縮信息的儲存量；由于不再是分別針對一個工程問題和任務設計程序，可使程序設計優(yōu)化[5]。 2.1.2 發(fā)展現(xiàn)狀 成組技術(shù)從20世紀50年代提出到如今已經(jīng)歷了近50年的發(fā)展和應用。成組技術(shù)作為一門綜合性的生產(chǎn)技術(shù)科學是計算機輔助設計、計算機輔助工藝過程設計、計算機輔助制造（CAM）和柔性制造系統(tǒng)等方面的技術(shù)基礎。我國早在20世紀60年代初就在紡織機械、飛機、機床及工程機械等機械制造業(yè)中推廣應用成組技術(shù)，并初見成效。因此，成組技術(shù)受到國家有關(guān)部、局和工廠企業(yè)，研究所及高等院校的重視。目前，正積極開展這一方面的科學研究、人材培訓和推廣應用等工作。原機械部設計研究院負責組織研制的全國機械零件分類編碼系統(tǒng)JLBM I，它將對我國推廣應用成組技術(shù)起到積極推進作用。我國不少高等工業(yè)院校結(jié)合教學和科研工作，在成組技術(shù)基本理論及其應用方面，如零件分類編碼系統(tǒng)、零件分類成組方法和計算機輔助編碼、分類、工藝設計、零件設計、生產(chǎn)管理的軟件系統(tǒng)等方面都開展了許多研究工作，并取得了不少成果。可以相信，隨著應用推廣和科研工作的持續(xù)開展，成組技術(shù)對提高我國機械工業(yè)的制造技術(shù)和生產(chǎn)管理水平將日益發(fā)揮其重要的作用[6]。 2.2 成組工藝在國外的發(fā)展狀況 成組工藝作為一種先進的工藝方法和生產(chǎn)準備方法，先后在蘇聯(lián)、民德、捷克、波蘭以及英國、法國、日本等國已經(jīng)逐步得到了應用，并獲得了良好的經(jīng)濟效果。由于它能縮短單件、小批生產(chǎn)的準備時間，擴大加工批量，提高生產(chǎn)效率，為適應多品種生產(chǎn)的發(fā)展創(chuàng)造了條件。機床工業(yè)具有多品種、小批量生產(chǎn)的特點，因而近年來在國外有不少機床制造廠家先后也采用了成組工藝技術(shù)。如日本三菱公司的機床制造部門也引進了成組工藝技術(shù)[7]。據(jù)介紹，該公司從引進成組工藝到過渡為新的管理系統(tǒng)只用了半年時間。他們引進成組工藝分為兩個階段進行。第一階段主要是進行零件的編碼和分類，確定機床布局，按類似零件設置成組生產(chǎn)線，以改進加工技術(shù)，縮短加工時間，并為在新的生產(chǎn)管理系統(tǒng)中采用電子數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)創(chuàng)造條件。第二階段的任務著重在設計部門推廣和應用成組工藝。通過有效地利用現(xiàn)有圖紙及標準化以減少圖紙數(shù)量及設計工時。依靠反復使用質(zhì)量穩(wěn)定而有效的零件圖紙，保證產(chǎn)品質(zhì)量，擴大加工批量，從而降低成本，縮短生產(chǎn)周期，并為采用成組夾具、專用機床以及數(shù)控機床等高效率的設備創(chuàng)造條件。 英國赫伯特(Herbert) 公司的埃奇維克 (Edgwick)和馬肯當一萊恩(Mackadown Lane)工廠也成功地應用了成組工藝?，F(xiàn)在埃奇維克廠有26個成組加工工段。在馬肯當一萊恩廠有18個成組加工工段。這些工段所加工的零件相當于赫伯特公司制造的機床零件的90%以上。其余零件則在非成組加工線上加工。該公司采用成組工藝后，使新產(chǎn)品的生產(chǎn)周期由原來的12~18個月減為平均6個月；其次是減少庫存和再制品數(shù)量。據(jù)該公司介紹，采用成組工藝后，生產(chǎn)效率可提高60%。另外該公司還特別從成組加工的觀點出發(fā)，發(fā)展了小批、中批及大批生產(chǎn)用的自動化車床[8]。 隨著生產(chǎn)的不斷發(fā)展，進一步提高勞動生產(chǎn)率，今后成組工藝的采用將會更加廣泛。 3 成組夾具設計的發(fā)展趨勢 成組夾具由于能夠利用加工零件工藝上的相似性，并且適應工件特征在一定范圍內(nèi)的變化而得到推廣和應用，如何提高成組夾具設計效率成為需要重點解決的問題之一[9]。 組合夾具與成組夾具都適用于中小批生產(chǎn)和新產(chǎn)品試制，任何事物都不是十全十美的，組合夾具可多次重復使用，縮短生產(chǎn)準備周期，但制造成本高，組裝后笨重復雜，剛性差，積累誤差大，而成組夾具可克服組合夾具的不足，組裝調(diào)整時間短，生產(chǎn)和技術(shù)管理較方便。采用成組夾具是企業(yè)全面實行成組技術(shù)的需要，是實現(xiàn)成組加工的重要手段和工具，而成組加工是實施成組技術(shù)的重要領域和必要的環(huán)節(jié)[10]。夾具設計正朝著多功能、模塊化、高精度、高剛性、高強度、通用化、快速化和自動化的方向發(fā)展[11]。 4 設計成組夾具應注意的幾個問題 （1）成組夾具在設計上比可調(diào)整夾具更具有針對性。成組夾具的設計對象必須是一組形狀相似、工序內(nèi)容相似、定位夾緊方式相似的零件，只有這樣成組夾具才能取得良好的技術(shù)經(jīng)濟效果。所以成組夾具的設計更依賴于零件的分類方法[12]。 （2）將同類零件集中起來進行全面分析，然后合理分組，按組分別設計是成組夾具設計的重要方法。它不但有利于提高夾具的“ 三化” 程度，而且使所設計的成組夾具對現(xiàn)有產(chǎn)品有一定的適應性和通用性，并對新產(chǎn)品的發(fā)展具有良好的繼承性[13]。 （3）成組夾具設計的出發(fā)點是實現(xiàn)合理化控制，所謂合理化是指一套成組夾具不但可以加工多種零件，而且一種零件加工完畢要更換同組中另一個零件時，“機床一夾具一刀具” 系統(tǒng)只要作稍微調(diào)整即可[14]。 5 結(jié)束語 隨著我國國民經(jīng)濟整體水平的不斷進步和制造業(yè)發(fā)展速度的不斷加快，成組夾具技術(shù)在機械加工中的運用取得了良好的實踐效果。不但實現(xiàn)了傳統(tǒng)機械加工的便利性，提高了生產(chǎn)效率，而且成組夾具技術(shù)在發(fā)展的過程中與工藝過程設計、計算機輔助制造等多種現(xiàn)代信息技術(shù)的融合運用，逐漸形成了一門較為獨立的生產(chǎn)技術(shù)科學，推動了我國機械制造業(yè)的不斷進步。因此工作人員在成組夾具技術(shù)的運用過程中應當對其進行合理的分析與研究，并在此基礎上通過機械加工實踐來促進我國成組夾具技術(shù)應用水平的持續(xù)提升[15]。 目前，成組夾具在車床、銑床、鉆床磨床上得到推廣應用。開展成組夾具的設計和應用，對保證產(chǎn)品質(zhì)量，縮短生產(chǎn)準備周期，節(jié)約成本，提高經(jīng)濟效益起到了積極作用，對我國工業(yè)發(fā)展將起到良好的推動作用[16]。 參考文獻 [1]賈鵬程．試論成組夾具技術(shù)在機械加工中的應用[J]．科技創(chuàng)新與應用，2013（32）：4． [2]王守忠，陳愛榮．成組夾具技術(shù)在機械加工中的應用探析[J]．商丘職業(yè)技術(shù)學院學報，2006（2）：62~64． [3]李定志，龔書強，王永國．成組夾具技術(shù)在小批量銑加工生產(chǎn)中的應用[J]．機床/附件/工裝， 2001（1）：43~44． [4]孫進興，蔣銘和．應用成組夾具技術(shù)的經(jīng)濟性評價[J]．現(xiàn)代生產(chǎn)管理技術(shù)，2001（2）：25~28． [5]隋聚艷．夾具的發(fā)展及其趨勢分析[J]．現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2009，32（19）：323~324． [6]李春杰，肖素梅．成組技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展[J]．黑龍江史志，2006（4）：10~11． [7]大津一郎、茵矢圭司．機床生產(chǎn)與成組工藝[J]．機械技術(shù)，1991，19（3）：34~40． [8]伍實．國外成組加工工藝發(fā)展概況[J]．北京機床研究所，1994（6）：42~48． 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including the selected characteristics of the parts, and preparation process the typical parts design, finally design a complex requirements of the fixture, the fixture must be able to process the selected type of all parts with parts. 【Key Words】 Group Fixture Design 浙江工業(yè)大學之江學院畢業(yè)設計（論文） V 目 錄 1 前 言?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 1.1 成組夾具設計的國內(nèi)外現(xiàn)狀 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 1.1.1 國內(nèi)成組技術(shù)應用及現(xiàn)狀??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 1.1.2 成組工藝在國外的發(fā)展狀況??????????????????????????????????????????????????????????????????????????2 1.2 成組夾具設計的發(fā)展趨勢 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 2 基本研究內(nèi)容???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 2.1 工藝路線的制定 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 2.2 加工基準面的選取 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6 2.3 切削用量及基本時間的確定 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6 3 成組夾具設計方法???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????9 3.1 成組夾具的基本概念 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????9 3.2 成組夾具的調(diào)整方式 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????9 3.3 成組夾具設計原則 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????10 3.4 成組夾具設計步驟 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11 4 專用夾具的設計???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????12 4.1 銑床專用夾具的主要類型 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????12 4.2 銑床專用夾具的設計要點 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????12 4.3 夾緊裝置 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????13 4.4 專用夾具的基準選擇 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????13 4.5 機床夾具的概述 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????14 4.5.1 機床夾具概述?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????14 4.5.2 機床夾具的種類????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????14 4.5.3 機床夾具的組成????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????14 4.6 銑床夾具的分類 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????15 4.7 銑削專用夾具的設計要點 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????15 4.8 銑床夾具的安裝 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????15 4.9 工件的定位與誤差分析 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????16 4.9.1 工件定位的基本原理????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????16 4.9.2 定位方法與定位元件????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????16 4.9.3 工件的誤差分析????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????17 浙江工業(yè)大學之江學院畢業(yè)設計（論文） VI 4.9.4 定位誤差產(chǎn)生的原因????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????18 4.10 夾緊裝置 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????18 4.10.1 夾緊裝置的組成???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????18 4.10.2 對夾緊裝置的基本要求??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????19 4.10.3 夾緊力的確定??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????19 4.10.4 夾緊力大小計算??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????19 4.11 夾緊機構(gòu)種類 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????20 4.12 減小夾緊變形措施 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????20 4.13 定位誤差的計算與分析 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????20 4.14 夾具體 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????21 5 夾具圖繪制?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????22 5.1 工序圖 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????22 5.2 夾具體零件圖 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????22 5.3 繪制夾具裝配總圖 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????23 5.3.1 標注尺寸、公差與配合????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????23 5.3.2 制訂技術(shù)條件?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????24 5.4 三維裝配圖 UG 建模 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????24 結(jié)束語?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????26 致謝?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????27 參考文獻?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????28 浙江工業(yè)大學之江學院畢業(yè)設計（論文） 1 1 前 言 隨著社會的發(fā)展，人類的進步，人們對于日常生活、工作中的物資需求呈現(xiàn) 出了極大的多樣化與復雜化。傳統(tǒng)的簡單的產(chǎn)品已經(jīng)難以再滿足人們的需求。而 且在企業(yè)、工廠的運營過程中，需要的工具也不斷精細化與多樣化，給制造業(yè)帶 來了新的難題。個性化的社會導致了制造產(chǎn)品大批量越來越少，更多的是需求多 品種少批量，這種單件小值的生產(chǎn)模式是對傳統(tǒng)的機械加工產(chǎn)業(yè)模式的挑戰(zhàn) [1]。 為此，制造技術(shù)的研究者提出了成組技術(shù)的科學理論及實現(xiàn)方法，從根本上解決 了生產(chǎn)由于品種多、產(chǎn)量少帶來的矛盾。它是將多種零件按其工藝的相似性分類 成組，以形成零件族，即把同一零件族中零件分散的小生產(chǎn)量匯聚成較大的成組 生產(chǎn)量，從而使小批量生產(chǎn)能獲得接近于大批量生產(chǎn)的經(jīng)濟效益，成組夾具便應 運而生[2]。 成組夾具的應用可以擴大機床的使用范圍，提高生產(chǎn)效率和零件的加工質(zhì)量， 也能夠降低工人的勞動強度，縮短生產(chǎn)準備周期，提高勞動生產(chǎn)率[3]。而且隨著 成組夾具的應用和發(fā)展，必將加速開拓成組技術(shù)新的應用領域。因此，成組夾具 將是我國機械工業(yè)今后夾具發(fā)展的一個主要方面。 1.1 成組夾具設計的國內(nèi)外現(xiàn)狀 1.1.1 國內(nèi)成組技術(shù)應用及現(xiàn)狀 1.成組技術(shù)的應用 目前發(fā)展的成組技術(shù)是應用系統(tǒng)工程學的觀點，把中、小批生產(chǎn)中的設計制 造和管理等方面作為一個生產(chǎn)系統(tǒng)整體，統(tǒng)一協(xié)調(diào)生產(chǎn)活動的各個方面，全面實 施成組技術(shù)以提高綜合經(jīng)濟效益。 （1）產(chǎn)品設計方面。由于用成組技術(shù)指導設計，賦予各類零件以更大的相似 類，這就為在制造管理方面實施成組技術(shù)奠定了良好的基礎，使之取得更好的效 果。以成組技術(shù)為指導的設計合理化和標準化工作將為實現(xiàn)計算機輔助設計 (CAD)奠定良好的基礎；為設計信息最大程度地重復使用，加快設計速度，節(jié)約 時間作出貢獻。據(jù)統(tǒng)計，當設計一種新產(chǎn)品時，往往有3/4 以上的零件設計可參考 借鑒或直接引用原有的產(chǎn)品圖紙，從而減少新設計的零件，這不僅可免除設計人 員的重復性勞動，也可以減少工藝準備工作和降低制造費用。 （2）制造工藝方面。成組技術(shù)在制造工藝方面最先得到廣泛應用。開始是 用于成組工序，即把加工方法、安裝方式和機床調(diào)整相近的零件歸結(jié)為零件組， 設計出適用于全組零件加工的成組工序。成組工序允許采用同一設備和工藝裝置， 以及相同或相近的機床調(diào)整加工全組零件，這樣，只要能按零件組安排生產(chǎn)調(diào)度 計劃，就可以大大減少由于零件品種更換所需要的機床調(diào)整時間。此外，由于零 浙江工業(yè)大學之江學院畢業(yè)設計（論文） 2 件組內(nèi)諸零件的安裝方式和尺寸相近，可設計出應用于成組工序的公用夾具，只 要進行少量的調(diào)整或更換某些零件，公用夾具就可適用于全組零件的工序安裝。 （3）生產(chǎn)組織管理方面。成組加工要求將零件按工藝相似性分類形成加工 族，加工同一加工族有其相應的一組機床設備。因此，很自然成組生產(chǎn)系統(tǒng)要求 按模塊化原理組織生產(chǎn)，即采取成組生產(chǎn)單元的生產(chǎn)組織形式。成組技術(shù)是計算 機輔助管理系統(tǒng)技術(shù)基礎之一。這是因為運用成組技術(shù)基本原理將大量信息分類 成組，并使之規(guī)格化、標準化，這將有助于建立結(jié)構(gòu)合理的生產(chǎn)系統(tǒng)公用數(shù)據(jù)庫， 可大量壓縮信息的儲存量；由于不再是分別針對一個工程問題和任務設計程序， 可使程序設計優(yōu)化 [5]。 2. 發(fā)展現(xiàn)狀 成組技術(shù)從20世紀50年代提出到如今已經(jīng)歷了近50年的發(fā)展和應用。成組技 術(shù)作為一門綜合性的生產(chǎn)技術(shù)科學是計算機輔助設計、計算機輔助工藝過程設計、 計算機輔助制造（CAM）和柔性制造系統(tǒng)等方面的技術(shù)基礎。我國早在20世紀60 年代初就在紡織機械、飛機、機床及工程機械等機械制造業(yè)中推廣應用成組技術(shù)， 并初見成效。因此，成組技術(shù)受到國家有關(guān)部、局和工廠企業(yè)，研究所及高等院 校的重視。目前，正積極開展這一方面的科學研究、人材培訓和推廣應用等工作。 原機械部設計研究院負責組織研制的全國機械零件分類編碼系統(tǒng) JLBM I，它將對 我國推廣應用成組技術(shù)起到積極推進作用。我國不少高等工業(yè)院校結(jié)合教學和科 研工作，在成組技術(shù)基本理論及其應用方面，如零件分類編碼系統(tǒng)、零件分類成 組方法和計算機輔助編碼、分類、工藝設計、零件設計、生產(chǎn)管理的軟件系統(tǒng)等 方面都開展了許多研究工作，并取得了不少成果?？梢韵嘈?，隨著應用推廣和科 研工作的持續(xù)開展，成組技術(shù)對提高我國機械工業(yè)的制造技術(shù)和生產(chǎn)管理水平將 日益發(fā)揮其重要的作用 [6]。 1.1.2 成組工藝在國外的發(fā)展狀況 成組工藝作為一種先進的工藝方法和生產(chǎn)準備方法，先后在蘇聯(lián)、民德、捷 克、波蘭以及英國、法國、日本等國已經(jīng)逐步得到了應用，并獲得了良好的經(jīng)濟 效果。由于它能縮短單件、小批生產(chǎn)的準備時間，擴大加工批量，提高生產(chǎn)效率， 為適應多品種生產(chǎn)的發(fā)展創(chuàng)造了條件。機床工業(yè)具有多品種、小批量生產(chǎn)的特點， 因而近年來在國外有不少機床制造廠家先后也采用了成組工藝技術(shù)。如日本三菱 公司的機床制造部門也引進了成組工藝技術(shù) [7]。據(jù)介紹，該公司從引進成組工藝 到過渡為新的管理系統(tǒng)只用了半年時間。他們引進成組工藝分為兩個階段進行。 第一階段主要是進行零件的編碼和分類，確定機床布局，按類似零件設置成組生 產(chǎn)線，以改進加工技術(shù)，縮短加工時間，并為在新的生產(chǎn)管理系統(tǒng)中采用電子數(shù) 據(jù)處理系統(tǒng)創(chuàng)造條件。第二階段的任務著重在設計部門推廣和應用成組工藝。通 浙江工業(yè)大學之江學院畢業(yè)設計（論文） 3 過有效地利用現(xiàn)有圖紙及標準化以減少圖紙數(shù)量及設計工時。依靠反復使用質(zhì)量 穩(wěn)定而有效的零件圖紙，保證產(chǎn)品質(zhì)量，擴大加工批量，從而降低成本，縮短生 產(chǎn)周期，并為采用成組夾具、專用機床以及數(shù)控機床等高效率的設備創(chuàng)造條件。 英國赫伯特(Herbert) 公司的埃奇維克 (Edgwick)和馬肯當一萊恩(Mackadown Lane)工廠也成功地應用了成組工藝?，F(xiàn)在埃奇維克廠有 26 個成組加工工段。在 馬肯當一萊恩廠有 18 個成組加工工段。這些工段所加工的零件相當于赫伯特公 司制造的機床零件的 90%以上。其余零件則在非成組加工線上加工。該公司采用 成組工藝后，使新產(chǎn)品的生產(chǎn)周期由原來的 12~18 個月減為平均 6 個月；其次是 減少庫存和再制品數(shù)量。據(jù)該公司介紹，采用成組工藝后，生產(chǎn)效率可提高 60%。另外該公司還特別從成組加工的觀點出發(fā)，發(fā)展了小批、中批及大批生產(chǎn) 用的自動化車床 [8]。 隨著生產(chǎn)的不斷發(fā)展，進一步提高勞動生產(chǎn)率，今后成組工藝的采用將會更 加廣泛。 1.2 成組夾具設計的發(fā)展趨勢 成組夾具由于能夠利用加工零件工藝上的相似性，并且適應工件特征在一定 范圍內(nèi)的變化而得到推廣和應用，如何提高成組夾具設計效率成為需要重點解決 的問題之一 [9]。 組合夾具與成組夾具都適用于中小批生產(chǎn)和新產(chǎn)品試制，任何事物都不是十 全十美的，組合夾具可多次重復使用，縮短生產(chǎn)準備周期，但制造成本高，組裝 后笨重復雜，剛性差，積累誤差大，而成組夾具可克服組合夾具的不足，組裝調(diào) 整時間短，生產(chǎn)和技術(shù)管理較方便。采用成組夾具是企業(yè)全面實行成組技術(shù)的需 要，是實現(xiàn)成組加工的重要手段和工具，而成組加工是實施成組技術(shù)的重要領域 和必要的環(huán)節(jié) [10]。夾具設計正朝著多功能、模塊化、高精度、高剛性、高強度、 通用化、快速化和自動化的方向發(fā)展 [11]。 1.國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 目前發(fā)展的成組技術(shù)是應用系統(tǒng)工程學的觀點，把中、小批生產(chǎn)中的設計制 造和管理等方面作為一個生產(chǎn)系統(tǒng)整體，統(tǒng)一協(xié)調(diào)生產(chǎn)活動的各個方面，全面實 施成組技術(shù)以提高綜合經(jīng)濟效益。 成組技術(shù)從 20 世紀 50 年代提出到如今已經(jīng)歷了近 50 年的發(fā)展和應用。成 組技術(shù)作為一門綜合性的生產(chǎn)技術(shù)科學是計算機輔助設計、計算機輔助工藝過程 設計、計算機輔助制造和柔性制造系統(tǒng)等方面的技術(shù)基礎。我國早在 20 世紀 60 年代初就在紡織機械、飛機、機床及工程機械等機械制造業(yè)中推廣應用成組技術(shù)， 并初見成效。因此，成組技術(shù)受到國家有關(guān)部、局和工廠企業(yè)，研究所及高等院 浙江工業(yè)大學之江學院畢業(yè)設計（論文） 4 校的重視。目前，正積極開展這一方面的科學研究、人材培訓和推廣應用等工作。 可以相信，隨著應用推廣和科研工作的持續(xù)開展，成組技術(shù)對提高我國機械工業(yè) 的制造技術(shù)和生產(chǎn)管理水平將日益發(fā)揮其重要的作用 [4]。 成組工藝作為一種先進的工藝方法和生產(chǎn)準備方法，先后在蘇聯(lián)、民德、捷 克、波蘭以及英國、法國、日本等國已經(jīng)逐步得到了應用，并獲得了良好的經(jīng)濟 效果。由于它能縮短單件、小批生產(chǎn)的準備時間，擴大加工批量，提高生產(chǎn)效率， 為適應多品種生產(chǎn)的發(fā)展創(chuàng)造了條件。機床工業(yè)具有多品種、小批量生產(chǎn)的特點， 因而近年來在國外有不少機床制造廠家先后也采用了成組工藝技術(shù) [5]。 2.發(fā)展趨勢 成組夾具由于能夠利用加工零件工藝上的相似性，并且適應工件特征在一定 范圍內(nèi)的變化而得到推廣和應用，如何提高成組夾具設計效率成為需要重點解決 的問題之一 [6]。 組合夾具與成組夾具都適用于中小批生產(chǎn)和新產(chǎn)品試制，任何事物都不是十 全十美的，組合夾具可多次重復使用，縮短生產(chǎn)準備周期，但制造成本高，組裝 后笨重復雜，剛性差，積累誤差大，而成組夾具可克服組合夾具的不足，組裝調(diào) 整時間短，生產(chǎn)和技術(shù)管理較方便。采用成組夾具是企業(yè)全面實行成組技術(shù)的需 要，是實現(xiàn)成組加工的重要手段和工具，而成組加工是實施成組技術(shù)的重要領域 和必要的環(huán)節(jié) [7]。夾具設計正朝著多功能、模塊化、高精度、高剛性、高強度、 通用化、快速化和自動化的方向發(fā)展 [8]。 浙江工業(yè)大學之江學院畢業(yè)設計（論文） 5 2 基本研究內(nèi)容 通過分析一組小軸類零件（如圖 2.1 所示）上銑削槽的特點，找出共性，確 定銑削夾具形式，進行結(jié)構(gòu)設計，確保定位精度滿足加工要求，工件夾緊牢固可 靠；要求機構(gòu)合理、加工方便。 圖 2.1 小軸類零件圖 D=10～30mm 2.1 工藝路線的制定 擬定工藝路線是制定工藝規(guī)程中關(guān)鍵性的一步，它由于定位基面的選擇有密 切的關(guān)系，因此應多提出一些方案加以分析比較。工藝路線不但影響加工的質(zhì)量 和效率，而且影響到工人的勞動強度，生產(chǎn)成本等問題。在工廠中設計時應注意 機床的安排和各工序機床的位置。在擬定工藝路線是，要考慮一下四點： 1. 加工方法的選擇 選擇加工方法應結(jié)合現(xiàn)有的實際情況及所用材料，生產(chǎn)類型，經(jīng)濟性的問題。 根據(jù)復合零件表面加工的精度要求和表面粗糙度，均按改零件族中各零件的最高 要求為基準，選擇零件表面的加工方案為：大側(cè)面：粗銑——精銑 內(nèi)孔：鉆空——精鏜孔 另外一些軸向孔的鉆削及攻絲。 2. 加工階段的劃分 零件的加工質(zhì)量要求較高時，必須把整個加工過程劃分為幾個階段，目 的是合理的利用機械設備。 粗加工階段——精加工階段——光整加工階段。光整加工階段以提高加工的 尺寸精度和降低表面粗糙度為主，一般不用以糾正形狀精度和位置精度。 浙江工業(yè)大學之江學院畢業(yè)設計（論文） 6 3. 加工工序的安排 切削加工工序在安排加工順序時，有幾個原則。是需要遵守的：先粗加工 后精加工，先主后次，先加工平面后加工孔，先基準后其它。 2.2 加工基準面的選取 所謂基準就是零件上用來確定其它點，線，面的位置的那些點基準又分為設 計基準和裝配基準。其中，定位基準是在加工中工價或夾具上上占有正確位置所 采用的基準，合理選擇定位基準對保證加工精度和確定加工順序都有決定性影響。 在復合零件圖上，我選擇了工件底面為基準面，選擇底面為定位。由于 底面在所有件中均為設計基準，有基準先行原則， 必須首先加工出此底面，但 此底面在圖紙上要求有很高的位置度要求，對于加工此底面時的定位面必須進行 精加工。因此，我選擇了首先加工件為基準的底面，由于零件是鑄件。兩側(cè)面可 以根據(jù)粗基準互為基準的原則，互為基準加工。然后以側(cè)面為基準把 X 矢量方向 和 X 方向自由度確定。既可保證中心設計基準空的尺寸位置度要求。 2.3 切削用量及基本時間的確定 確定切削用量及基本時間 Tj 正確的選擇切削用量，對提高切削效率，保證必要的道具壽命和經(jīng)濟性以及 加工質(zhì)量都有重要的意義。為了確定切削用量的選擇原則，首先要了解他們對切 削加工的影響。而對切削加工產(chǎn)生影響的三方面分別是： 1） 對加工質(zhì)量的影響。 2） 對基本工藝時間的影響。 3） 對道具壽命和輔助時間的影響。 綜合切削用兩三要素對刀具壽命、生產(chǎn)率和加工質(zhì)量的影響，選擇切削用量 的順序應為：首先選盡可能大的背吃刀量，其次選盡可能大的進給量，最后選盡 可能大的切削速度。在此我選擇兩道工序作為例子來說明如何計算切削用量和基 本時間的。 工序 03 為粗銑端面 A （1)切削用量 已知加工材料為 HT200， 。所選刀具為鑲嵌面銑刀。20baMP?? 銑刀直徑 D=200mm,寬度 L=18mm,齒數(shù) z=20。根據(jù)表 5-143（機械制造技術(shù)基礎課 程設計指南，以下各表均出自此書）選擇道具的基本形狀。由于加工鑄鐵的 在>b? 150MPa 范圍內(nèi)，故選前角 （圓齒）, (端齒)。已知銑001,1?????。 08??? 削寬度 ，銑削深度 。銑床選擇 X60W 型臥室銑床。40eam?3pam 浙江工業(yè)大學之江學院畢業(yè)設計（論文） 7 a) 確定每齒進給量 。根據(jù)表 5-144，X60W 型臥式銑刀銑床的功率率為zf 2.8KW（表 5-74） ， 工藝系統(tǒng)剛性為中等，細齒盤銑刀加工材料，查得每齒進給量 ?，F(xiàn)取 。0.6~.1/zfmz?0.7/zfmz? b) 選擇銑刀磨鈍標準及耐用度。根據(jù)表 5-148，用鑲嵌面銑刀加工鑄料，銑 刀后刀面最大磨 損量為 0.8mm;銑刀直徑 D=200mm,耐用度 T=180min（表 5-149） 。 c) 確定切削速度和工作臺每分鐘進給量 。根據(jù)表 2-17 中公式計算：zMf xyu qvvmppzecdkTaf? 式中， 48,0.25,.1,0.2,.30.1,.2,10min,3,.7/4vvvvvv pzeCq TafzzDmk????。.50.2.102.30.186/in37?6.4.innr??? 根據(jù) X60W 型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速表（表 5-75） ，選擇 則實際60/min1/rs? 切削速度 ，工作臺每分鐘進給量為0.39/vms 0.72684/iMzf? 根據(jù) X60W 型臥式銑床工作臺進給量表（表 5-76） ，選擇 ，則實3/iMzf 際的每齒進給量為 。6.5/2zfmz? d) 驗機床功率。根據(jù)表 2-18 的計算公式，銑削時的功率（單位 kW）為10cFvPxyufpzeFqwCadn? 式中， 65,.,0.72,.86,0,.86,3,0.2/42/min0.FFFFFpz e FcuqafmzzDrk????。1.0..86035.31.c N???6.9.4cPkW? X60W 銑床主電動機的功率為 2.8kW，故所選切削用量可以采用。所確定的切 浙江工業(yè)大學之江學院畢業(yè)設計（論文） 8 削用量為 0.52/,63/min,60/in,.39/z Mzfmf rvms??? (2)基本時間 根據(jù)表 2-25，鑲嵌式面銑刀的基本時間為 12jMzlTif? 式中， ??1 18, ~3,40,2,8,eeelladaDl????2463/min,Mzf.96jTs??? 工序 12 為精銑端面 （1)切削用量 本工序為精加工平面。所選刀具為鑲嵌面銑刀。銑刀直徑 D=200mm,寬度 L=18mm,齒數(shù) z=20。機床亦用 X60W 型臥式銑床 a) 確定每齒進給量 。本工序要求保證表面粗糙度為 ,根據(jù)表 5-zf 3.2aRm? 144，每傳進給量 ，現(xiàn)取 ，則0.5~12/rfmr?0.6/rfmr? .63/zfz b) 選擇銑刀磨鈍標準耐用度。根據(jù)表 5-148，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為 0.8；耐用度為 T= 180min（表 5-149） c) 確定切削速度和工作臺每分鐘進給量 。按表 2-17 中公式計算，得zMf 0.25/,4.2/minvsnr? 根據(jù) X60W 型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速表（表 5-75） ，選擇 ，50/min.83/rrs? 實際切削速度 ，工作臺每分鐘進給量為.98/ 。0.7iMzf? 根據(jù) X60W 型臥式銑床工作臺進給量表（表 5-76） ，選擇 ,6/iMzf 則實際的每齒進給量為 。630.52/2zfmz?? （2）基本時間 184.in396jTs?? 以上面兩道工序的切削用力和基本時間的計算為例來計算所要填寫工藝卡片上 的工序的基本內(nèi)容。 浙江工業(yè)大學之江學院畢業(yè)設計（論文） 9 3 成組夾具設計方法 3.1 成組夾具的基本概念 小批生產(chǎn)一般多使用通用夾具，考慮到經(jīng)濟性，很少采用專用夾具；只有在 個別情況下，為了保證加工質(zhì)量的需要才采用專用夾具。應用成組加工，由于有 了較大的成組生產(chǎn)量，允許采用先進的工藝方法和裝備。 在成組技術(shù)基本原理指導下，為執(zhí)行成組工序而設計，制造的夾具稱為成組 夾具。預裝用夾具設計方法相比，其最本質(zhì)的差異在于成組夾具的設計不是針對 一種零件，而是針對同一工序加工的一組零件，即設計的成組夾具能使用于這一 組零件中的每一種零件。成組夾具的費用是由零件組的成組生產(chǎn)量來分攤的，正 是在此前提下，應用成組加工允許廣泛的采用先進工藝裝備。 按照成組技術(shù)原理，同類零件的夾具結(jié)構(gòu)必然存在著相似性。若對加工方法， 安裝方式和輪廓尺寸相同或相近的一組零件分別設計各個專用夾具，則它們在結(jié) 構(gòu)上將會是“大同小異”的，既存在著相似性。稍加分析可以斷定，一般他們在 夾具整體，夾緊機構(gòu)和傳動裝置等部分大體上是相同的；而定位元件，夾緊元件 和刀相見等部分可能有小差異。成組夾具的設計基礎是建立在充分利用這種夾具 結(jié)構(gòu)的相似性。 3.2 成組夾具的調(diào)整方式 成組夾具的調(diào)整方式可歸結(jié)為四種。 （１）更換式 采用更換調(diào)整部分的元件或合件的方法，實現(xiàn)組內(nèi)不同工件 的安裝。其優(yōu)點是精確度高，使用可靠。缺點是隨著零件組內(nèi)零件品種的增加， 可換件的數(shù)量也增加，這與調(diào)解式相比，將會證加費用，也給保管工作帶來不便。 此法多用于精度較高的定位和導向元件。 （２）調(diào)解式 借助于改變夾具可調(diào)元件位置的方法，以實現(xiàn)在內(nèi)不同工件 的安裝。其主要優(yōu)點是僅用有限數(shù)目的可調(diào)元件，就可以適應組內(nèi)各種零件的安 裝，并使夾具保管工作方便。缺點是活動的可調(diào)元件及其相應的調(diào)節(jié)機構(gòu)將會降 低夾具的精度和剛度。因此它常用于加工精度不高或工件的次要定位等場合。 （３）綜合式 兼用上述兩種調(diào)整方式，即同一套成組夾具即采用可換元件 有采用可調(diào)元件。取兩者之所長，故可獲得較好的效果。 （４）組合式 將一組零件的有關(guān)的安裝元件（有時也包括到導向元件）同 時組合在一個夾具體上，以適應同族各種零件先后加工的安裝需要。這樣，一種 零件安裝進使用其相應的一套安裝元件，并占據(jù)其各自得確定的安裝位置。由于 免除了有關(guān)元件的更換與調(diào)節(jié)，節(jié)約了夾具的調(diào)整時間。此種形式的成組夾具主 浙江工業(yè)大學之江學院畢業(yè)設計（論文） 10 要用于同族零件種數(shù)少，批量較大的場合。 3.3 成組夾具設計原則 除應考慮到成組夾具的特點以外，它與專用夾具設計的一般方法是基本相同 的。 根據(jù)成組夾具的特點，設計時應注意以下幾個問題。 １． 設計的成組夾具應具有良好的可調(diào)整性 如上所述，成組夾具包括基礎部分和可調(diào)部分?；A部分設計的方法大體與 專用夾具的相同。當然，射擊基礎部分是不能不考慮到調(diào)整方式以及調(diào)整部分在 夾具體上的配置位置。 調(diào)整部分是成組夾具的重要組成部分，在很大程度上，它決定了成組夾具使 用的效果。為此，應作多反感分析比較，慎重決定。 良好的可調(diào)整性首先表現(xiàn)在成組夾具的調(diào)整簡易可行，并能保證同族各零件 確定的安裝位置。為了調(diào)整迅速，精確，有時可采用專用的調(diào)整校正元件。 ２．夾具結(jié)構(gòu)應緊湊 成組夾具應適合用于一組零件，零件分組不當，往往會造成夾具結(jié)構(gòu)復雜， 龐大，使用不便。 夾具總體輪廓尺寸重要取決于零件組中最大零件，各種零件安裝位置的布置 以及加緊和調(diào)整方式。 當零件組內(nèi)零件品種多，尺寸又分散的情況下，宜于將零件組劃分為若干尺 寸組（調(diào)整組） ，按尺寸組分別設計成結(jié)構(gòu)相近而大小不等的若干套成組夾具， 以保證結(jié)構(gòu)緊湊，使用方便。尺寸組的劃分出根據(jù)零件的總體外形，尺寸及安裝 方式以外，尚應考慮到零件組的成組生產(chǎn)量和機床負荷。 ３． 應保證同族零件的加工技術(shù)要求 設計的成組夾具應是零件組任一種零件均能迅速，可靠的安裝，并能保證同 組各零件的加工質(zhì)量。為此，應全面分析全組零件的加工技術(shù)要求和加工受理情 況，并以零件組中零件的最高加工技術(shù)要求和最不利的加工條件為設計依據(jù)。 ４． 設計的成組夾具應予零件組的成組生產(chǎn)量相適應 考慮到成組生產(chǎn)量，在符合經(jīng)濟性條件下，應盡可能的提高成組夾具的使用 性能和效率，因此，有可能廣泛的采用先進結(jié)構(gòu)和高效裝置，如氣動，液壓，氣 液壓聯(lián)動等各種機動裝置，以及各種快速聯(lián)動機構(gòu)和快換結(jié)構(gòu)等。 ５． 夾具設計的標準化 成組夾具設計應盡可能的采用以標準化的夾具元部件，結(jié)構(gòu)和裝置，例如各 種通用的旋轉(zhuǎn)分度工作臺，各種機動夾緊結(jié)構(gòu)和裝置，以及帶殼換鉗口的虎鉗和 浙江工業(yè)大學之江學院畢業(yè)設計（論文） 11 滑柱式鉆模等等。 不少著作在機床夾具分類中，把帶殼換鉗口的虎鉗和滑柱式鉆模等歸屬于通 用可調(diào)夾具。嚴格的說，例如滑柱式鉆模，在未設置相應的定位元件，鉆套和夾 緊元件之前，他并不是一套完整的夾具，僅是一種標準化，系列化了的典型構(gòu)件 （僅包括夾具體和夾緊機構(gòu)） ，供夾具設計時選用，可以用它設計成專用夾具， 也可以用它作為基礎部分設計為成組夾具，關(guān)鍵在于夾具設計的指導思想。 ６． 設計的成組夾具應具有繼承性 應賦予夾具以繼承性，尤其是成組夾具的基礎部分，以適應產(chǎn)品不斷更新?lián)Q 代，新的零件品種增多的要求，這樣，可以延長成組夾具的使用期，加速新產(chǎn)品 的投產(chǎn)。 3.4 成組夾具設計步驟 成組夾具和專用夾具的設計過程大體相同，其主要差別在于成組夾具對象不 是一種零件而是一組零件。因此設計時綜合分析的工作量較大，既需要對這一組 零件的圖紙，成組工藝及加工條件等全面的綜合分析，以確定最佳的工件安裝和 夾具的調(diào)整方法。成組極具的調(diào)整部分是設計的難點所在，設計者應按確定的調(diào) 整方式設計或選用可換件，可調(diào)節(jié)及可調(diào)機構(gòu)，以滿足同組各種零件的安裝和加 工要求。 成組夾具設計任務書是設計的依據(jù)，一般是由成組工藝規(guī)程編制人員提出， 其格式可視工廠具體情況而定。工序圖可以是復合零件或繪出代表零件的安裝示 意圖，零件組特征要素矩陣表填寫使用該成組夾具的各種零件特征要素統(tǒng)計的累 積數(shù)，以供夾具設計時參考。夾具設計人員經(jīng)過綜合分析可對夾具設計任務書提 出修改意見。 成組夾具是通過調(diào)整以適應特定的一組零件安裝，加工使用的。為便于正確 使用和管理，尚應編制成組夾具調(diào)整卡片。應對同組每種零件編制夾具調(diào)整卡片， 卡片中除了上述夾具調(diào)整圖以外，尚可應用相應的技術(shù)表格和使用說明，以表明 成組夾具的編號，零件圖紙編號及編碼，采用的可換件，可調(diào)節(jié)及校正元件的編 號及數(shù)量，以及調(diào)整注意事項及夾具調(diào)整后應檢驗的項目的等等。 浙江工業(yè)大學之江學院畢業(yè)設計（論文） 12 4 專用夾具的設計 4.1 銑床專用夾具的主要類型 （一）直線送進的專用銑床夾具 這類夾具安裝在銑床工作臺上，加工中工作臺是按直線進給方式運動的， 在洗削工序中，為了提高夾具的工作效率，對于這類銑床夾具，可采用連 動加緊機構(gòu)和氣動，和液壓傳動裝置，也可采用多件多工位夾具使加工的機構(gòu)時 間和裝卸工件時間重合等項措施。 （二）圓周送進的專用銑床夾具 圓周銑削法的送進運動時連續(xù)的，能在不停車的情況下裝卸工件，因此是 一種高效率的加工方法，適用于大批量生產(chǎn)。 設計圓周送進銑床夾具時應注意使沿圓周排列的工件盡量緊湊，以減少銑 刀的空程和夾具的尺寸和質(zhì)量；手柄沿轉(zhuǎn)臺的四周分布以便于操作，盡可能采用 氣動液壓等機械化夾緊方式以減輕工人勞動強度。 （三）機械仿形送進的靠模夾具 靠模夾具時用來加工各種直線曲面或空間曲面，靠模夾具的作用是使主送 進運動和由靠模獲得的輔助運動合成加工所需要的仿形運動。因此按照送進運動 的方式，把用于加工直線曲面的仿形夾具分成直線送進和圓周送進的兩種。采用 靠模夾具可在一般萬能銑床上加工出所需要的成形面以代替價格昂貴的靠模銑床 加工，這對于中小廠來說，通過采用夾具來擴大機床工藝用途，以解決缺少特殊 設備問題，具有較大的技術(shù)經(jīng)濟意義。 4.2 銑床專用夾具的設計要點 （一）由于銑削過程不是連續(xù)切削，且加工余量較大，切削力較大而方向隨時多 可能在改變。所以夾具應具有足夠的剛性和強度，夾具的重心應盡量低，夾具的 高度于寬度之比應為 1：1.25，并應有足夠排屑空間。 （二）夾緊裝置要有足夠的強度和剛度，保證必需的夾緊力，并有良好的自鎖性 能，一般在銑床夾具上特別是粗銑，不宜采用偏心夾緊。 （三）夾緊力應作用在工件剛度較大的部位上。工件與主要定位元件的定位表面 接觸剛度要大。當從側(cè)面壓緊工件時，壓板在側(cè)面的著力點應低于工件側(cè)面支承 點。 （四）為了調(diào)整和確定夾具與銑刀的相對位置，應正確選用對刀裝置，對到裝置 在使用塞尺方便和易于觀察的位置，并應在銑刀開始切入工件的一端。 （五）切削和切削液應能順利地排除，必要時應開排屑孔。 浙江工業(yè)大學之江學院畢業(yè)設計（論文） 13 （六）為了調(diào)整和確定夾具與機床工作臺軸線的相對位置，在夾具的底面應具有 兩個定向建，定向健與工作臺 T 形槽宜用單面貼合。當工作臺 T 形槽表面平整時 可采用圓柱銷，精度高的或重型夾具宜采用夾具體上的找正基面。 4.3 夾緊裝置 在機械加工中，加工件將受到切削力，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有定位元件所確定的加工位置，而 不致發(fā)生震動或位移，一般在夾具結(jié)構(gòu)中都必須設置一定的夾緊裝置，將工件可 靠的夾緊。 1.夾緊裝置的組成 典型的夾緊裝置是由幾部分組成 （1）力源裝置。力源裝置是產(chǎn)生夾緊作用力的裝置。通常是指機動夾緊時所 用的氣動，液壓，電動等動力裝置。 （2）中間遞力機構(gòu)， 。中間遞力機構(gòu)是介于力源和夾緊作用力傳遞給夾緊元 件，然后由夾緊元件，然后由夾緊元件最終完成對工件的夾緊。一般遞力機構(gòu)可 以在傳遞加緊作用力過程中，改變夾緊作用力的方向和大小，并根據(jù)需要亦可具 有一定的自鎖性能。 （3）夾緊元件與夾緊機構(gòu)。夾緊元件是夾緊裝置的最終執(zhí)行元件。通過它和 工件受壓面的直接接觸而完成夾緊動作。 以上就是夾緊裝置的基本設計內(nèi)容。 2.夾緊裝置的基本要求 (1)在夾緊過程中，工件應能保持在既定位置，即在夾緊力的作用下，工件不 應離開定位置支承。 （2）夾緊力的大小要適當，可靠。既要是工件在加工過程中不產(chǎn)生移動和 振動，又不使工件產(chǎn)生不允許的變形和損傷。 （3）夾緊裝置應操作安全，方便，省力。 （4）夾緊裝置的自動化程度和復雜程度應與工件的產(chǎn)量和批量相適應。 4.4 專用夾具的基準選擇 本夾具采用側(cè)面定位限制一個方向的自由度；由壓板軸定位，這樣六個自由 度全部都被限制住了?？烧{(diào)部分安裝在夾具體上，即通過滑塊來限制住支座 X 軸 方向上的轉(zhuǎn)動。并通過滑塊上的可換定位銷來實現(xiàn)限制作用。 定位基礎可以通過夾具體上的面來定位或由底板來定位，因為夾具上的面上 的定位誤差比起底板所產(chǎn)生的定位誤差相比較大，因此為了減少定位誤差，在此 我選擇了以底板作為定位基準。 浙江工業(yè)大學之江學院畢業(yè)設計（論文） 14 4.5 機床夾具的概述 4.5.1 機床夾具概述 機床夾具是在機械制造過程中，用來固定加工對象，使之占有正確的位置， 以接受加工或檢測并保證加工要求的機床附加裝置，簡稱為夾具。 在機床上加工工件的時候，必須用夾具裝好夾牢所要加工工件。工件在機床 上加工時，為保證加工精度和提高生產(chǎn)率，必須使工件在機床上相對刀具占有正 確的位置，這一過程稱為定位。將工件夾緊，就是對工件施加作用力，使之在已 經(jīng)定好的位置上將工件可靠地夾緊，這一過程稱為夾緊。從定位到夾緊的全過程， 稱為裝夾。機床夾具的主要功能就是完成工件的裝夾工作。工件的裝夾方法有找 正裝夾法和夾具裝夾法兩種。 4.5.2 機床夾具的種類 機床夾具按其適用范圍可分為通用夾具、專業(yè)夾具、組合夾具、可調(diào)夾具及 隨行夾具五種基本類型。如按所使用的機床來分類，則機床夾具可分為車床夾具、 銑床夾具、躺床夾具、鉆床夾具、磨床夾具、自動機床夾具及數(shù)控機床夾具等。 通用夾具是指已經(jīng)標準化的、可用于加工一定范圍內(nèi)的不同工件的夾具，如 三爪卡盤、平口虎鉗、萬能分度頭等。這些夾具已作為機床附件由專門工廠制造 供應。 專業(yè)夾具是指專為某一工件的某道工序而設計制造的夾具。專業(yè)夾具在批量 生產(chǎn)中使用，這也是本次夾具設計的主要研究對象。 4.5.3 機床夾具的組成 1.定位元件及定位裝置 用于確定工件在夾具中的正確位置，定位支承元件的 定位精度直接影響工件加工的精度。定位元件有支承釘，支承板等。 2.夾緊元件及夾緊裝置 用于夾緊工件，保持工件定位后的位置在加工過程中 不變。 3.夾具體 夾具體是機床夾具的基礎件，通過它將夾具的所有元件連接成一個 整體，并通過它將整個夾具安裝在機床上。 4.其他裝置或元件 各種夾具還應根據(jù)需要設置一些其它裝置或元件，有分度 裝置，導向或?qū)Φ对?，夾具與機床之間的連接元件等。如銑削加工一般多 采用定距切削，為便于調(diào)整刀具相對于工件被加工表面的位置，夾具上常設 置對刀裝置，其中對刀裝置包括對刀塊和塞尺。 浙江工業(yè)大學之江學院畢業(yè)設計（論文） 15 4.6 銑床夾具的分類 銑床夾具主要用于加工零件上的平面精加工工序、花鍵及各種成型面等，是 最常見的夾具之一。按銑削的進給方式，可將銑床夾具分為直線進給式、圓周進 給式和靠模進給式三類。其中，直線進給式夾具用得最多。 另外，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；還可按自動化程度和夾緊動力源的不同以及裝夾工件數(shù)量的多少等進行分類。 4.7 銑削專用夾具的設計要點 1.為了調(diào)整和確定夾具與機床工作臺軸線的相對位置，在夾具體與地面之間應具 有兩個定位鍵。 2.為了調(diào)整和確定夾具與銑刀的相對位置，應正確選用對刀裝置，對刀裝置應在 使用塞尺方便和易于觀察的位置，并應在銑刀開始切入工件的一端。 3.考慮加工余量大和切削力方向隨時可能變化的因素，夾具應有足夠的剛性和強 度，夾具的重心應盡量低。 4.夾具裝置要有足夠的強度和剛度，保證必需的夾緊力，并有良好的自鎖性能。 5.夾緊力應作用在工件剛度較大的部位上。工件與主要定位元件的定位表面接觸 剛度要大。當從側(cè)面壓緊工件時，壓板在側(cè)面的著力點應低于工件側(cè)面支承點。 6.切屑和冷卻液應能順利排出，必要時應開排泄孔 【2】 4.8 銑床夾具的安裝 夾具在銑床工作臺上的定位,由裝在夾具體底部的兩個定位鍵實現(xiàn)。銑床夾 具在銑床工作臺上的安裝位置，直接影響被加工表面的位置精度，因而在設計時 必須考慮其安裝方法，一般是在夾具底座下面裝兩個定位鍵。定位鍵的結(jié)構(gòu)尺寸 已標準化，應按銑床工作臺的 T 形精加工工序尺寸選定，它和夾具底座以及工作 臺 T 形精加工工序的配合為 H7/h6、H8/h8。兩定位鍵的距離應力求最大，以利提 高安裝精度。 定位鍵安裝在夾具體底面的縱向精加工工序中,一個夾具一般要配置兩個定 位鍵。銑床夾具底座定位鍵與銑床工作臺 T 型精加工工序的配合連接，再用 T 形 螺栓和墊圈、螺母將夾具體緊固在工作臺上，所以在夾具體上還需要提供兩個穿 T 形螺栓的耳座。如果夾具寬度較大時，可在同側(cè)設置兩個耳座，兩耳座的距離 要和銑床工作臺兩個 T 形精加工工序間的距離一致。T 形精加工工序?qū)к壢缦聢D 1.1： 浙江工業(yè)大學之江學院畢業(yè)設計（論文） 16 圖 1.1 銑床加工工序?qū)к?4.9 工件的定位與誤差分析 4.9.1 工