【正文】 夾具廠，和面向航空工業(yè)的保定向陽(yáng)機(jī)械廠，以后又建立了數(shù)個(gè)生產(chǎn)組合夾具元件的工廠。從國(guó)際上看俄國(guó)、德國(guó)和美國(guó)是組合夾具的主要生產(chǎn)國(guó)。當(dāng)前國(guó)際上的夾具企業(yè)均為中小企業(yè)，專(zhuān)用夾具、可調(diào)整夾具主要接受本地區(qū)和國(guó)內(nèi)訂貨，而通用性強(qiáng)的組合夾具已逐步成熟為國(guó)際貿(mào)易中的一個(gè)品種。 研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類(lèi)總數(shù)的 85%左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場(chǎng)的需求與競(jìng)爭(zhēng)。然而，一般企業(yè)都仍習(xí) 慣于大量采用傳統(tǒng)的專(zhuān)用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠，里約擁有數(shù)千甚至近萬(wàn)套專(zhuān)用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔 幾年 年就要更新 一半以上的 專(zhuān)用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量?jī)H為 10~20%左右。特別是近年來(lái)，數(shù)洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)、（ FMS）等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)床夾具提出了 更 新的要求 。 本設(shè)計(jì)是 角 支架零件的 孔 加工 的立臥三面組機(jī) 專(zhuān)用 夾具設(shè)計(jì)， 它的主要加工面是 三面共六孔的 加工。 從零件的結(jié)構(gòu)外型分析，它的外型復(fù)雜，且不易加工，因此該零件 材料為 鑄造件。 該鑄件為機(jī)床的箱體類(lèi)零件，屬批量生 產(chǎn)，而所要加工的是該零件上的六個(gè)光孔，為了滿足加工精度的要求，滿足零件的形位公差要求，在設(shè)計(jì)夾具的時(shí)候必須保證該夾具能夠?qū)ぜM(jìn)行嚴(yán)格的定位，確定定位方案，確保不出現(xiàn)過(guò)定位、欠定位等現(xiàn)象。綜合所給零件的形狀特點(diǎn)，可以初步確定所設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具的大體結(jié)構(gòu)。然后再根據(jù)工件的具體外形尺寸，通過(guò)查閱夾具設(shè)計(jì)方面的相關(guān)書(shū)籍、手冊(cè)等資料詳細(xì)確定夾具各個(gè)部分的尺寸。 夾具是制造系統(tǒng)的重要組成部分，不論是傳統(tǒng)制造，還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)，夾具 都顯現(xiàn)出了在機(jī)械加工中的重要地位 。因此，好的夾具設(shè)計(jì)可以提高產(chǎn)品勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證和提高加工精 度，降低生產(chǎn)成本等，還可以擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，從而使產(chǎn)品在保證精度的前提下提高效率、降低成本。當(dāng)今激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和企業(yè)信息化的要求 ， 企業(yè)對(duì)夾具的設(shè)計(jì)及制造 同樣也 提出了更高的要求。 夾具的好壞直接關(guān)系著工件的加工質(zhì)量以及生產(chǎn)效率等，為了更好的服務(wù)制造業(yè)的發(fā)展，我們有必要對(duì)夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)和研究。 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 第 1 章 夾具設(shè)計(jì)要求 鉆 鏜 孔夾具 的 方案設(shè)計(jì) 要求 方案設(shè)計(jì)是夾具設(shè)計(jì)的重要階段，它在分析各種原始資料的基礎(chǔ)上，要完成下列設(shè)計(jì)工作：研究殼體零件 原始資料，明確設(shè)計(jì)要求；擬訂鉆孔夾具結(jié)構(gòu)方案，繪制夾具結(jié)構(gòu)草圖 ； 繪制夾具總圖，標(biāo)注有關(guān)尺寸及技術(shù)要求；繪制零件圖。 從另外一方面來(lái)說(shuō)，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是工藝裝備設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要組成部分，是保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)深人實(shí)際，進(jìn)行調(diào)查研究，吸取國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)，制定出合理的設(shè)計(jì)方案，再進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)。而深入生產(chǎn)實(shí)際調(diào)查研究中，應(yīng)當(dāng)掌握下面的一些資料： 工件圖紙：詳細(xì)閱讀工件的圖紙，了解工件被加工表面是技術(shù)要求，該零件在機(jī)器中的位置和作用，以及裝置中的特殊要求。 工藝文件：了解工件的工藝過(guò)程，本工序的加工要求，工件被加工表面 及待加工面狀況，基準(zhǔn)面選擇的情況，可用機(jī)床設(shè)備的主要規(guī)格，與夾具連接部分的尺寸及切削用量等。 生產(chǎn)綱領(lǐng)：夾具的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)與工件的批量大小相適應(yīng)，做到經(jīng)濟(jì)合理。 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的夾具要求是大批量生產(chǎn)的夾具設(shè)計(jì)。 制造與使用夾具的情況，有無(wú)通用零部件可供選用。工廠有無(wú)壓縮空氣站；制造和使用夾具的工人的技術(shù)狀況等。 夾具的出現(xiàn)可靠地保證加工精度，提高整體工作效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，充分發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的工藝性能。 夾具總體設(shè)計(jì)的要求 夾具應(yīng)滿足零件加工工序的精度要求。特別對(duì)于精加工工序， 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 應(yīng)適當(dāng) 提高夾具的精度，以保證工件的尺寸公差和形狀位置公差等。 夾具應(yīng)達(dá)到加工生產(chǎn)率的要求。特別對(duì)于大批量生產(chǎn)中使用的 夾具，應(yīng)設(shè)法縮短加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間。 夾具的操作要方便、安全。按不同的加工方法，可設(shè)置必要的 防護(hù)裝置、擋屑板以及各種安全器具。 能保證夾具一定的使用壽命和較低的夾具制造成本。夾具元件 的材料選用將直接影響夾具的使用壽命。因此，定位元件以及主要元件宜采用力學(xué)性能較好的材料。夾具的低成本設(shè)計(jì)在世界各國(guó)都以相當(dāng)重視。為此，夾具的復(fù)雜程度應(yīng)與工件的生產(chǎn)批量相適應(yīng)。在大批量生產(chǎn)中。宜采用 氣壓、液壓等高效夾緊裝置；而小批量生產(chǎn)，則宜采用較簡(jiǎn)單的夾具結(jié)構(gòu)。 要適當(dāng)提高夾具元件的通用化和標(biāo)準(zhǔn)程度。選用標(biāo)準(zhǔn)化元件， 特別應(yīng)選用商品化的標(biāo)準(zhǔn)元件，以縮短夾具制造周期，從而降低夾具成本。 必須具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，以便夾具的制造、使用和維修。 以上要求有時(shí)是互相矛盾的，故應(yīng)在全面考慮的基礎(chǔ)上，處理好主要矛盾，使之達(dá)到較好的效果。 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 第 2 章 設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作 工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)批量 生產(chǎn)綱領(lǐng)是指企業(yè)在計(jì)劃期間應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計(jì)劃。計(jì)劃期常為一年，所以生 產(chǎn)綱領(lǐng)常稱(chēng)為年產(chǎn)量。生產(chǎn)綱領(lǐng)是指企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)產(chǎn)品的品種、規(guī)格及產(chǎn)量和進(jìn)度計(jì)劃。計(jì)劃期通常為 1 年，所以生產(chǎn)綱領(lǐng)也通常稱(chēng)為年生產(chǎn)綱領(lǐng)。 企業(yè)根據(jù)市場(chǎng)需求和自身的生產(chǎn)能力決定生產(chǎn)計(jì)劃。在計(jì)劃期內(nèi)，應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計(jì)劃成為生產(chǎn)綱領(lǐng)。零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)通過(guò)下式計(jì)算： ? ?%%1 ?? ??? QnN （ 21） 式中： N —— 零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件 /年）； Q —— 產(chǎn)品的年產(chǎn) 量（臺(tái) /年） ， Q =1； n —— 每臺(tái)產(chǎn)品中，該零件的數(shù)量（件 /臺(tái)）， n =5000 件； %? —— 備品率， ? =2； %? —— 廢品率， ? =4； 則 ? ? 5300%4%2115000 ??????N 件 /年 ，由此可知該生產(chǎn)類(lèi)型為中型機(jī)械的 大批量生產(chǎn)。 生產(chǎn)批量是指一次投入或產(chǎn)出的同一產(chǎn)品或零件的數(shù)量。零件生產(chǎn)批量的計(jì)算公式如下： FNAn?? （ 22） 式中： n? —— 每批中的零件數(shù)量； N —— 零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)規(guī)定的零件數(shù)量； A —— 零件應(yīng)該儲(chǔ)備的天數(shù)； F — 一年中工作日天數(shù)； 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 確定生產(chǎn)批量的大小是 一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的問(wèn)題，主要考慮一下幾個(gè)方面的因素 ： 市場(chǎng)需求及趨勢(shì)分析。保證市場(chǎng)的供銷(xiāo)量，還應(yīng)該保證裝配和銷(xiāo)售有必要的庫(kù)存。 便于生產(chǎn)的組織與安排。保證多品種產(chǎn)品的均衡生產(chǎn)。 產(chǎn)品的制造工作量。對(duì)于大型產(chǎn)品，其制造工作量較大，批量可能應(yīng)該少些，而中小型產(chǎn)品的批量可大些。 生產(chǎn)資金的投入。批量小些，次數(shù)多些，投入的資金少，有利于資金的周轉(zhuǎn)。 制造生產(chǎn)率和成本。批量大些，可采用一些先進(jìn)的專(zhuān)用高效設(shè)備和工具，有利于提高生產(chǎn)率和降低成本。 熟悉工件零件圖 工件零件圖見(jiàn)附 圖 xzh04。 工件的加工方法 工件的加工要求 本工序需要在組合機(jī)床上 在角支架上 鉆鏜 三面共六 個(gè) 通 孔 ， 分 別 為 左 面 ??? ，右面 ??? ，上面?? 和 ?? 六孔 ，三面各自孔距為 ? ，左右面兩組孔同軸度為 ，上面一組孔對(duì)下底面垂直度要求為 ，左右兩組孔對(duì)下底面尺寸要求 ? 。 工件材 料為 HT200，需要設(shè)計(jì)鉆 鏜六 通孔的 組合機(jī)床 夾具。 工序基準(zhǔn)的選擇 根據(jù)以上要求，選擇工序基準(zhǔn)為 角支架下底面，采用一面兩銷(xiāo)定位， 這樣即滿足了基準(zhǔn)重合， 又滿足了基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。 其它需要考慮的問(wèn)題 加工過(guò)程中需要保證 鏜 套及加工孔軸線垂直及平行 于工作臺(tái)面， 六 通孔應(yīng)在一次裝夾中加工完畢，因此 選擇立臥三面組合機(jī)床 。 組合機(jī)床一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時(shí)加工的方式，生產(chǎn)效率比通用機(jī)床高幾倍至幾十倍。由于通用部件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 化和系列化，可根據(jù)需要靈活配置，能縮短設(shè)計(jì)和制造周期。因此，組合機(jī)床兼有低成本和 高效率的優(yōu)點(diǎn)，在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，并可用以組成自動(dòng)生產(chǎn)線。 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 第 3 章 夾具 總體 方案設(shè)計(jì) 確定夾具的類(lèi)型 夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造過(guò)程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測(cè)等工藝過(guò)程中。在金屬切削機(jī)床上使用的夾具統(tǒng)稱(chēng)為機(jī)床夾具。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機(jī)床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著工件加工的精度、勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等。機(jī)床夾具的種類(lèi)繁多，可以從不同的角度對(duì)機(jī)床夾具進(jìn)行分類(lèi)。常用的分類(lèi)方法有以下 幾種 ： 按夾具的使用特點(diǎn)分類(lèi)。根據(jù)夾具在不同生產(chǎn)類(lèi)型中的通用特性，機(jī)床夾具可分為通用夾具、專(zhuān)用夾具、可調(diào)夾具、組合夾具和拼裝夾具五大類(lèi)： 通用夾具 已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的可加工一定范圍內(nèi)不同工件的夾具，稱(chēng)為通用夾具，其結(jié)構(gòu)、尺寸已規(guī)格化，而且具有一定通用性，如三爪自定心卡盤(pán)、機(jī)床用平口虎鉗、四爪單動(dòng)卡盤(pán)、臺(tái)虎鉗、萬(wàn)能分度頭、頂尖、中心架和磁力工作臺(tái)等。這類(lèi)夾具適應(yīng)性強(qiáng)，可用于裝夾一定形狀和尺寸范圍內(nèi)的各種工件。這些夾具已作為機(jī)床附件由專(zhuān)門(mén)工廠制造供應(yīng)，只需選購(gòu)即可。其缺點(diǎn)是夾具的精度不高，生產(chǎn)率也較低，且較難裝夾 形狀復(fù)雜的工件，故一般適用于單件小批量生產(chǎn)中。 專(zhuān)用夾具 專(zhuān)為某一工件的某道工序設(shè)計(jì)制造的夾具，稱(chēng)為專(zhuān)用夾具。在產(chǎn)品相對(duì)穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn)中，采用各種專(zhuān)用夾具，可獲得較高的生產(chǎn)率和加工精度。專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)周期較長(zhǎng)、投資較大。專(zhuān)用夾具一般在批量生產(chǎn)中使用。除大批大量生產(chǎn)之外，中小批量生產(chǎn)中也需要采用一些專(zhuān)用夾具，但在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要進(jìn)行具體的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。 可調(diào)夾具 某些元件可調(diào)整或更換，以適應(yīng)多種工件加工的夾具，稱(chēng)為可調(diào)夾具。可調(diào)夾具是針對(duì)通用夾具和專(zhuān)用夾具的缺陷而發(fā)展起來(lái)的一類(lèi)新型夾具。對(duì)不同類(lèi)型 和尺寸的工件，只需調(diào)整或更換原來(lái)夾具上的個(gè)別定位元件和夾緊元件便可使用。它一般又可分為通用可調(diào)夾具和成組洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 夾具兩種。前者的通用范圍比通用夾具更大；后者則是一種專(zhuān)用可調(diào)夾具，它按成組原理設(shè)計(jì)并能加工一族相似的工件，故在多品種，中、小批量生產(chǎn)中使用有較好的經(jīng)濟(jì)效果。 組合夾具 采用標(biāo)準(zhǔn)的組合元件、部件，專(zhuān)為某一工件的某道工序組裝的夾具，稱(chēng)為組合夾具。組合夾具是一種模塊化的夾具。標(biāo)準(zhǔn)的模塊元件具有較高精度和耐磨性，可組裝成各種夾具。夾具用畢可拆卸，清洗后留待組裝新的夾具。由于使用組合夾具可縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，元件 能重復(fù)多次使用，并具有減少專(zhuān)用夾具數(shù)量等優(yōu)點(diǎn)，因此組合夾具在單件，中、小批量多品種生產(chǎn)和數(shù)控加工中，是一種較經(jīng)濟(jì)的夾具。 拼裝夾具 用專(zhuān)門(mén)的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的拼裝零部件拼裝而成的夾具，稱(chēng)為拼裝夾具。它具有組合夾具的優(yōu)點(diǎn)，但比組合夾具精度高、效能高、結(jié)構(gòu)緊湊。它的基礎(chǔ)板和夾緊部件中常帶有小型液壓缸。此類(lèi)夾具更適合在數(shù)控機(jī)床上使用。 按使用機(jī)床分類(lèi)。夾具按使用機(jī)床不同，可分為車(chē)床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、齒輪機(jī)床夾具、數(shù)控機(jī)床夾具、自動(dòng)機(jī)床夾具、自動(dòng)線隨行夾具以及其他機(jī)床夾具等。 按夾緊的動(dòng)力源分類(lèi) 。夾具按夾緊的動(dòng)力源可分為手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、氣液增力夾具、電磁夾具以及真空夾具等。 本設(shè)計(jì)是 角 支架零件的 孔 加工 的立臥三面組機(jī) 專(zhuān)用 夾具設(shè)計(jì)， 它的主要加工面是 三面共六孔的 加工 ，即本次設(shè)計(jì)為六孔加工的大批大量生產(chǎn)的專(zhuān)用鉆鏜組機(jī)專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)。 夾具的基本組成與設(shè)計(jì)特點(diǎn) 一個(gè)完整的鏜床夾具，應(yīng)該由夾具體、定位裝置、夾緊裝置、帶有引導(dǎo)元件的導(dǎo)向支架及套筒、鏜桿等主要部分組成。導(dǎo)引方式及導(dǎo)向支架 鏜桿的引導(dǎo)方式分為單、雙支承引導(dǎo)。 單支承時(shí)，鏜桿與機(jī)床主軸采用剛性連接，主軸回轉(zhuǎn)精度影響鏜孔精度 ，故適于小孔和短孔的加工。 雙支承時(shí)，鏜桿和機(jī)床主軸采用浮動(dòng)聯(lián)接。所鏜孔的位置精度取決于鏜模兩導(dǎo)向孔的位置精度，而與機(jī)床主軸精度無(wú)關(guān)。 鏜模導(dǎo)向支架主要用來(lái)安裝鏜套和承洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 受切削力。因要求其有足夠的剛性及穩(wěn)定性，故在結(jié)構(gòu)上一般應(yīng)有較大的安裝基面和必要的加強(qiáng)筋；而且支架上不允許安裝夾緊機(jī)構(gòu)來(lái)承受夾緊反力，以免支架變形而破壞精度。 鏜套的結(jié)構(gòu)形式和精度直接影響被加工孔的精度。常用的鏜套有：固定式鏜套 ： 固定式鏜套外形尺寸小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，導(dǎo)向精度高，但鏜桿在鏜套內(nèi)一邊回轉(zhuǎn)，一邊作軸向移動(dòng)，鏜套易磨損，故只適用于低速鏜孔 ； 回轉(zhuǎn)式鏜套 ： 隨鏜桿一起轉(zhuǎn)動(dòng)，與鏜桿之間只有相對(duì)移動(dòng)而無(wú)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的鏜套。這種鏜套大大減少了磨損，也不會(huì)因摩擦發(fā)熱而 “ 卡死 ” 。因此，它適合于高速鏜孔 ； 鏜桿和浮動(dòng)接頭 ： 鏜桿是鏜模中一個(gè)重要部分。鏜桿直徑d 及長(zhǎng)度主要是根據(jù)所鏜孔的直徑 D 及刀具截面尺寸 BB