【正文】 確定位后．還需要獲得良好的夾緊狀態(tài)。使加工件獲得良好的夾緊狀態(tài)的措施，叫做正確的夾緊。 ⑴ 加工件的正確夾緊原則 ，如何克服重力的影響，把加工件壓回正確位置，是正確夾緊原則之一。所以在考慮定位方案及設(shè)置定位支承時，應(yīng)盡可能使支承反力與重力不構(gòu)成力偶，使加工件重 心位于支承范圍內(nèi)。 ，如何使已獲得正確定位的加工件不脫離正確位置，是正確夾緊原則之二。所以，在制定夾緊方案時，應(yīng)盡可能避免夾緊力與支承反力構(gòu) 成力偶。 ，如何使加工件不產(chǎn)生超出允許范圍的變形，是正確夾緊原則之三。所以在制定夾 緊方案時，對于剛性較差的加工件，應(yīng)盡可能避免產(chǎn)生或應(yīng)盡可能減小由夾緊力產(chǎn)生的彎曲力矩。 ，如何避免加工件發(fā)生不能允許的振動，是正確夾緊原則之四。所以，在制定夾緊方案時，對于剛性較差的加工件，應(yīng)盡可能避免產(chǎn)生或應(yīng)盡可能減小由切削力產(chǎn)生并作用 于加工件上的彎曲力矩。 ，是正確夾緊原則之五。所以，在制定夾緊方案時，切削力最好由支承反力平衡，而盡可能避免用夾緊力及由夾緊力產(chǎn)生的摩擦力平衡。 （四）簡述計算機設(shè)計專用 夾具 10 專用夾具是為完成某一工件的某一工序而專門設(shè)計的工藝設(shè)備。與組合夾具相比，專用夾具具有以下特殊的優(yōu)點： (1)能確保工件的加工精度； (2)總體方案與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)； (3)操作方便，能減輕工人的勞動強度； (4)便于排屑，有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。傳統(tǒng)的專用夾具設(shè)計需要耗費大量的時間進行設(shè)計計算，需要經(jīng)驗豐富的 夾具設(shè)計人員來完成，勞動量大，效率低。 20世紀 80年代以來，將計算機技術(shù)應(yīng)用到夾具設(shè)計中一直是機械領(lǐng)域研究的課題之一。傳統(tǒng)夾具設(shè)計理論與先進的計算機技術(shù)相結(jié)合而開發(fā)出的各種 CAFD系統(tǒng)成為專用夾具新的設(shè)計方法。 ]17[ 最初的交互式設(shè)計系統(tǒng)是由設(shè)計人員簡單應(yīng)用 CAD軟件的圖形功能，建立一個標準夾具元件數(shù)據(jù)庫，設(shè)計者根據(jù)經(jīng)驗選擇元件，并裝配成夾具。隨后開發(fā)的 CAFD系統(tǒng)建立了定位方法選擇、工件信息檢索等模塊，大大提高了 CAFD系統(tǒng)的實用性。這些都是基于二維平臺開發(fā)的。隨著 計算機技術(shù)的發(fā)展，三維繪圖成了計算機輔助設(shè)計的有力工具。多數(shù)三維繪圖軟件都建立了標準件庫，同時允許用戶建立自己的元件庫。這為交互式夾具設(shè)計提供了更好的平臺交互式夾具設(shè)計步驟以傳統(tǒng)夾具設(shè)計步驟為基礎(chǔ)。首先根據(jù)工件特征、工序信息及夾具信息，調(diào)用有關(guān)的程序和數(shù)據(jù)協(xié)助技術(shù)人員來完成夾具的定位方案、導(dǎo)向方案、夾緊方案的設(shè)計，并通過人機交互的方式完成各功能元件和部件的選擇和設(shè)計。然后進入三 維繪圖環(huán)境，采用人工交互的方式進行參數(shù)化驅(qū)動，以獲得尺寸滿足要求的零件和部件，裝配后繪出裝配圖和零件圖。交互式夾具設(shè)計系統(tǒng)適合于開 發(fā)新產(chǎn)品和需要加工新工件、沒有已有夾具信息可以利用的情況。對于大多數(shù)制造業(yè)企業(yè)來說，待加工的工件相似性高，因此要設(shè)計的夾具只需要在尺寸或結(jié)構(gòu)上進行部分修改，這就使夾具設(shè)計中重復(fù)性工作多，需要繁瑣的人工繪圖工作。如何充分利用已有夾具信息成為 CAFD系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此基于實例推理的夾具設(shè)計理論得到了發(fā)展和實際應(yīng)用。 CAPP 在世界范圍內(nèi)掀起的熱潮，又由于工藝和夾具的密切聯(lián)系而后者又有其獨立性，推動了計算機輔助夾具設(shè)計系統(tǒng)的研究和開發(fā)。 FMS 和 CIMS 的興起和開發(fā)，迫切需要柔性夾具實現(xiàn)快速生產(chǎn)準備。同時，以計算 機輔助夾具設(shè)計系統(tǒng)為基礎(chǔ)的夾具信息系統(tǒng)是 CIMS 中信息集成的一個重要環(huán)節(jié)。根據(jù)國內(nèi)外現(xiàn)已開發(fā)的夾具設(shè)計軟件系統(tǒng)，計算機輔助夾具設(shè)計是目前比較成熟的夾具設(shè)計系 11 統(tǒng)。計算機輔助夾具設(shè)計可歸納為四種方法：部分自動化的夾具設(shè)計、夾具自動設(shè)計 (AFD)法、參數(shù)夾具設(shè)計、據(jù)已有夾具方案進行夾具設(shè)計。 （五）夾具設(shè)計技術(shù)的發(fā)展趨勢 由于 CAD/CAM 系統(tǒng)的迅速發(fā)展以及越來越廣泛使用的多軸 CNC 機床，使得對形狀復(fù)雜工件的設(shè)計和加工過程控制的自動化程度要求越來越高。因此對夾具設(shè)計方法提出了更高的要求，它不僅能將 CAD/CAM 系 統(tǒng)有效地聯(lián)接起來，同時應(yīng)能適用于各種形狀的工件。以組合夾具元件為基礎(chǔ)的夾具自動設(shè)計 (AFD)將是夾具設(shè)計的一個主要發(fā)展趨向。組合夾具自動設(shè)計系統(tǒng)可分為兩種類型，一種是在 CAD 基礎(chǔ)上的擴展系統(tǒng)；另一種是經(jīng)驗法則的專家系統(tǒng)。這兩種系統(tǒng)目前都還不完善，為了將這些設(shè)計系統(tǒng)應(yīng)用于生產(chǎn)實踐，必須建立更大數(shù)量的“規(guī)則”以擴展專家系統(tǒng)；在理論上通過分析研究工件和夾具間關(guān)系的基本規(guī)律，建立起一些新的理論基礎(chǔ)；另外，在開發(fā)、研究 AFD 軟件系統(tǒng)的同時，夾具硬件設(shè)計的研究也必須同時進行，以增強整個夾具設(shè)計的自動化程度。 另一方面， 計算機技術(shù)的發(fā)展為夾具設(shè)計提供了有利的工具。 CAFD 系統(tǒng)已經(jīng)從對二維繪圖軟件的二次開發(fā)發(fā)展到實現(xiàn)與三維繪圖軟件的集成設(shè)計，使夾具的結(jié)構(gòu)表達更清晰。三維繪圖軟件成為 CAFD 的有利工具。隨著 CIMS、并行工程和敏捷制造技術(shù)的發(fā)展，企業(yè)對 CAFD 的需求也越來越迫切 。歸納目前 CAFD 系統(tǒng)的研究方向主要包括以下幾個方面： (1)集成化。 CAFD 是生產(chǎn)準備的重要部分。確定該工序所使用的夾具，給出夾具的裝配圖和零件圖是連接 CAD 與 CAM 的橋梁。集成化的 CAFD 應(yīng)首先實現(xiàn)與CAPP 的集成。集成化是 CAFD 系統(tǒng)發(fā)展的 必然方向，是企業(yè)信息集成的必然要求。 (2)標準化。標準化是提高 CAFD 系統(tǒng)適應(yīng)性和促進集成的基礎(chǔ)。功能模塊標準化將有利于實現(xiàn) CAFD 系統(tǒng)與 CAPP 的集成。 (3)并行化。以往的 CAFD 總是在 CAPP 制定完所有工序之后才開始進行，并行化則強調(diào) CAFD 與 CAPP 并行實現(xiàn)。 CAFD 并行化的發(fā)展將更加提高夾具設(shè)計效率，縮短生產(chǎn)準備周期。 1 引言 通過對設(shè)計零件的分析可知，對該零件進行工藝工裝設(shè)計，由于半軸加工比 12 較的特殊，我們?yōu)榱藵M足加工要求和經(jīng)濟性及減少工人的勞動強度，我們初步?jīng)Q定設(shè)計兩套夾具和一套組合量 具。 2 零件的分析 零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)類型 生產(chǎn)綱領(lǐng)是企業(yè)在計劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)量，在設(shè)計題目中半軸的生產(chǎn)綱領(lǐng)為 較小 。生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，所以在制度工藝路線的時候應(yīng)充分考慮其生產(chǎn)特點，制度合理的工業(yè)路線，選擇合理的機床，刀具，量具，檢具，以提高生產(chǎn)率，降低成本。 零件的作用 設(shè)計題目給定的零件，將其劃定為軸類零件。它是汽車的軸類中承受扭矩最大的零件，半軸是差速器和驅(qū)動輪之間傳遞扭矩的實心軸，其內(nèi)端一般通過花鍵與半軸齒輪連接，外端與輪轂連接，該零件在機械設(shè)備中具有傳動性，故應(yīng)具有足夠的強度 和剛度。 零件的工藝分析 半軸共有 2 個加工表面，他們之間有的有一定的位置關(guān)系?，F(xiàn)在分述如下： 1. 以 mm38? 軸線為中心的加工表面 這一組加工表面包括： 半軸的左端面和半軸左端的花鍵加工，以及? 、 mm45? 和 mm52? 的外圓表面和 mm112? 和 ? 的兩個臺階面。 2. 以 半軸右邊圓盤上 ? 的臺階面為中心的加工表面 這一組加工表面包括： 6個均勻分布的 mm14? 的孔，和一個 M6的螺孔以及一個 mm10? 的孔。 這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要有： ⑴ 6 個 mm14? 孔與表面 F 和 G 的位置度公差為 ? ； ⑵ mm38? 的外圓表面的跳動公差相對 基準 A 為 ； ⑶ 半軸圓盤的跳動公差相對基準 A為 。 由以上分析可知，對于這兩組加工表面而言，可以先加工其中一個表面，然 13 后借助于專用夾具加工另一表面，并且保證它們之間的位置精度要求。 3 工藝規(guī)程制造的形式 確定毛坯制造的形式 毛坯材料為 40Cr?？紤]零件在工作過程中經(jīng)常受 扭交變載荷及沖擊性載荷，因此應(yīng)選用鍛件，以使金屬釬維盡量不切削，保證零件工作可靠?？梢圆捎媚ｅ懗尚?，可以提高生產(chǎn)率，保證加工精 度。 基準的選擇 ⑴ 粗基準的選擇 本零件是軸類零件，以外圓作為粗基準是完全合理的。但是對本零件來說，如果以 mm38? 外圓表面作基準。由于此表面的粗糙度比較大，所以會讓加工出來的零件表面尺寸嚴重不滿足要求，由于本零件非常的特殊，我們車削外圓表面的時候可以選擇半軸兩端的頂尖作為粗基準，鉆孔的時候以圓盤的臺階面為基準。 ⑵ 精基準的選擇 在這主要考慮基準重合問題，也要考慮經(jīng)濟性等。 零件表面加工方法的選擇 零件的主要加工表面為外圓表面和孔?？紤]到 各個表面的技術(shù)要求，各種加工方法的經(jīng)濟加工精度范圍，各加工表面的形狀和尺寸大小，鍛件材料的性質(zhì)及可加工性和生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類型，選擇各加工表面的加工方法如下 ⑴ ,? 52,45?? 的外圓表面 ,該外圓表面的粗糙度為 aR ,采用粗車磨削半精車 ?? 進行加工。 ⑵ 花鍵加工：花鍵的最大的直徑為 ，采用銑花鍵加工。 ⑶ 圓盤 ? 的臺階面因為它的粗糙度為 aR ，所以選擇粗車 ? 半精車，112? 的臺階面由于粗糙度要求不是很高，所以就只進行粗車。 ⑷ 孔 6 14? ，表面粗糙度為 aR ，故采用鉆 ? 鉸孔加工。 14 ⑸ M6 ，先進行鉆孔，然后絞孔，即可以滿足要求。 ⑹ 鍵槽加工，由于表面粗糙度為 aR ，所以采用銑鍵槽。 制訂工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀，尺寸精確及位置精度等技術(shù)要求得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降低。 工序 00 粗銑左端面并打中心孔； 工序 10 以半軸兩邊的頂尖定位：粗車Φ 54mm 、Φ 52mm 、Φ 45mm 以及Φ 的外圓面，在粗車Φ 和Φ 112mm 的臺階面 工序 20 調(diào)直處理； 工序 30 以 半軸兩邊的頂尖定位： 半精車 Φ52mm 、 Φ45mm 以及 的外圓表面，及 臺階面 ； 工序 40 銑花鍵加工； 工序 50 以盤的頂部的臺階定位，鉆絞 6個 14? mm 的孔； 工序 60 以半軸圓盤的臺階面定位，加工與垂直軸線 ?30 的 mm10? 的孔； 工序 70 攻螺紋 M6 ； 工序 80 車削 的左端斜度為 ?8 的圓柱表面 ；車削 Φ45 這段距左邊 位置的溝槽，和 Φ45mm 最右邊的溝槽加工， Φ50mm 寬為 3 的溝槽加工，并對 Φ112 進行倒角 ； 工序 90 感應(yīng)淬火和低溫回火 ； 工序 100 磨削半軸的左端面； 工序 110 以 半軸兩邊的頂尖定位，磨削 、 Φ45mm 和 Φ52mm 外圓面； 工序 120 鉗工去毛刺； 工序 130 終檢。 機械加工余量及毛坯尺寸的確定 機械加工余量確定由很多的因素決定的，在此主要考慮的是經(jīng)濟精度及各 15 個工序的加工方法。 ⑴ 左端面的機械加工 表 31 工序尺寸表 工序 名稱 工序間 余量 (mm) 工序間 工序間 尺寸 (mm) 工序間 公差等級μm 表面粗糙度 μm 尺寸公差 (mm) 表面粗糙度 μm 磨削 IT7 aR 200 0200? 粗銑 IT8 aR ? 毛坯面 IT16 202 0202 ⑵ mm54? 的機械加工 表 32 工序尺寸表 工序 名稱 工序間 余量 (mm) 工序間 工序間 尺寸 (mm) 工序間 公差等級 表面粗糙度 μm 尺寸公差 (mm) 表面粗糙度 μm 粗車 1 IT12 aR 54 054?? 毛坯面 IT16 55 55? ⑶ ?? mm 的機械加工 粗車： 0 ?? mm 2Z= 半精車： 0 ?? mm 2Z= 磨削： ?? mm 2Z= 具體工序尺寸見表 33。 ⑷ ??? mm 的機械加工 粗車： 55? mm 2Z= 半精車： 0 ?? mm 2Z= 磨削： 0 ?? mm 2Z= 具體工序尺寸見表 34。 表 33 工序尺寸表 工序 工序間 工序間 工序間 工序間 16 名稱 余量(mm) 公差等級 表面粗糙度 μm 尺寸(mm) 尺寸公差 (mm) 表面粗糙度 μm 磨削 IT7 52 0 ?? 半精車 IT8 0 ?? 粗車 1 IT12 53 0?? 毛坯面 IT16 55 0?? 表 34 工序尺寸表 工序 名稱 工序間 余量(mm) 工序間 工序間 尺寸(