【正文】 單、緊湊，且定位結(jié)構(gòu)的精度可以提高，還可以采用各種省力、傳力機(jī)構(gòu)，使操作快捷、方便。采用專用夾具，可以得到較高的定位精度和較高的生產(chǎn)效率。 專用夾具需要根據(jù)工件的具體加工要求而專門設(shè)計(jì)和 制造，故產(chǎn)品的生產(chǎn)準(zhǔn)備周期比較長，工裝費(fèi)用較高。這類夾具適用于產(chǎn)品較固定、生產(chǎn)批量較大的工件生產(chǎn)。 專用夾具又可分為結(jié)構(gòu)可調(diào)式和結(jié)構(gòu)不可調(diào)式兩種類型。可調(diào)式專用夾具常用于同類產(chǎn)品不同規(guī)格（局部尺寸發(fā)生變化）的工件生產(chǎn)，對于工件局部規(guī)格尺寸的變動，夾具只要做一下簡單的調(diào)節(jié)，或是調(diào)節(jié)某元件的位置，或者是調(diào)整或更換某元件，就可以適用于工件的安裝。這種調(diào)節(jié)原理后來被應(yīng)用到早期的成組加工所使用的成組夾具上，對產(chǎn)品的變更，只需對成組夾具在原來基礎(chǔ)上做少量的調(diào)節(jié)或局部的更改，即可適應(yīng)新工件的安裝要求，大大提高了專用夾具的 使用和在同組產(chǎn)品加工的通用性。 專用夾具的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下要求： 專用夾具應(yīng)有合理的定位方案，標(biāo)注合適的尺寸、公差和技術(shù)要求，并進(jìn)行必要的精度分析，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。 應(yīng)根據(jù)工件生產(chǎn)批量的大小設(shè)計(jì)不同復(fù)雜程度的高效夾具，以縮短輔助時(shí)間，提高生 3 產(chǎn)效率。 專用夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單、合理，便于加工、裝配、檢驗(yàn)和維修。專用夾具的制造屬于單件生產(chǎn)。當(dāng)最終精度由調(diào)整或修配保證時(shí)，夾具上應(yīng)設(shè)置調(diào)整或修配結(jié)構(gòu)，如設(shè)置適當(dāng)?shù)恼{(diào)整間隙，采用可修磨的墊片等。 專用夾具的操作應(yīng)簡便、省力、安全可靠，排屑應(yīng)方便，必要時(shí)可設(shè)置排屑機(jī)構(gòu)。 除考慮專用夾具本身結(jié)構(gòu)簡單、標(biāo)準(zhǔn)化程度高、成本低廉外，還應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)對夾具方案進(jìn)行必要的經(jīng)濟(jì)分析，以提高夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)效益。 車床夾具及其設(shè)計(jì)要求 在車床上用來加工工件的內(nèi)、外回轉(zhuǎn)面及端面的夾具稱為車床夾具。它的設(shè)計(jì)要求如下： 為了保證車床夾具的安裝精度，安裝時(shí)應(yīng)對夾具的限位表面進(jìn)行仔細(xì)的找正。若夾具的限位面為與主軸同軸的回轉(zhuǎn)面，則直接用限位表面找正它與主軸的同軸度。若限 位面偏離回轉(zhuǎn)中心，則應(yīng)在夾具體上制一孔（或外圓）作為找正基面，使該面與機(jī)床主軸同軸，同時(shí)，它也作為夾具的設(shè)計(jì)、裝配和測量基準(zhǔn)。 為保證加工精度，車床夾具的設(shè)計(jì)中心（既限位面或找正基面）對主軸回轉(zhuǎn)中心的同軸度應(yīng)控制在φ ，限位端面（或找正端面）對主軸回轉(zhuǎn)中心的跳動量也不應(yīng)大于 。 設(shè)置定位元件時(shí)應(yīng)考慮使工件加工表面的軸線與主軸軸線重合。對于回轉(zhuǎn)體或?qū)ΨQ零件，一般采用心軸或定心夾緊式夾具，以保證工件的定位基面、加工表面和主軸三者的軸線重合。對于殼體、支架、托架等形狀 復(fù)雜的工件，由于被加工表面與工序基準(zhǔn)之間有尺寸和相互位置要求，所以各定位元件的限位表面應(yīng)與機(jī)床主軸旋轉(zhuǎn)中心具有正確的尺寸和位置關(guān)系。 車床夾具的夾緊裝置必須安全可靠。夾緊力必須克服切削力、離心力等外力作用，且自鎖可靠。對高速切削的車、磨夾具，應(yīng)進(jìn)行夾緊力克服切削力和離心力的驗(yàn)算。若采用 4 螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，一般要加彈簧墊圈或使用鎖緊螺母。 對角鐵式、花盤式等結(jié)構(gòu)不對稱的車床夾具，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取平衡措施，以減少離心力產(chǎn)生的振動和主軸軸承的磨損。 5. 夾具的結(jié)構(gòu)要求 1) 結(jié)構(gòu)要緊湊 ，懸伸長度要短。車床夾具懸伸長度過長，回加劇主軸軸承的磨損，同時(shí)引起振動，影響加工質(zhì)量。因此，夾具的懸伸長度 L與輪廓直徑 D之比應(yīng)控制如下： 直徑小于 150mm的夾具， L/D≤ ； 直徑在 150～ 300mm之間的夾具， L/D≤ ； 直徑大于 300mm的夾具， L/D≤ ； 2) 車床夾具的夾具體應(yīng)制成圓形，夾具上（包括工件在內(nèi)）的各元件不應(yīng)伸出夾具體的輪廓之外，當(dāng)夾具上有不規(guī)則的突出部分，或有切削液飛濺及切屑纏繞時(shí)，應(yīng)加設(shè)防護(hù)罩。 3) 夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于工件在夾具上安裝和測量，切屑能順利 排出或清理。 課題研究目的 吊耳零件是一種比較復(fù)雜的零件，它不但加工工藝流程長，而且加工困難。 如圖 11所示的一種吊耳零件，加工性質(zhì)為周期性加工，加工批量為每個(gè)月生產(chǎn) 100 件，材料 45 鋼。 這種吊耳零件原始加工工藝流程是：粗車外形→粗銑外形→調(diào)質(zhì)→精車外形→精銑外形→刨槽底和四邊外形→鉆床粗鉆 ?? 底孔→坐標(biāo)鏜床精加工 ?? 端面孔→加工 M36螺紋和臺階→鋸床鋸 R4Omm四角→粗精銑 R4Omm鉆孔攻 M10螺紋→去刺→電鍍。整個(gè)加工過程存 在工藝流程長、加工難度大及加工效率低等問題。尤其 ?? 端面孔的加工，用坐標(biāo)鏜床加工，成本很高且效率低，不能很好地滿足實(shí)際加工的需要。 可設(shè)計(jì)一套車床專用夾具—— 端面孔自定心對中夾具，在普通車床上進(jìn)行加工。這套夾具不但解決了吊耳不能在普通車床上加工和加工效率低的難題，而且定位一次到位不用找正，裝卸方便，剛性好，可實(shí)現(xiàn)高速車削。在加工工藝方面，更能優(yōu)化 吊耳零件 的加工工藝流程。 5 圖 11 吊耳零件 6 第 2 章 夾具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 夾具的組成 如圖 21所示，該夾具按功能可分為三大部分： 第一部分：夾具與車床的連接部分，即圖中夾具的錐柄。 第二部分：定位裝置，由圖中 U形板和定位塊組成。 第三部分：夾緊裝置，由壓緊螺釘、壓緊塊、橫板和緊固螺栓組成，用于壓緊工件。 夾具的定位原理 夾具錐柄的錐度為莫氏 6號錐度，可與車床主軸錐孔相連接，保證了夾具與車床主軸的同心。錐柄的尾部有一 M16的內(nèi)螺紋，錐柄插入車床主軸錐孔后，可通過此 M16的內(nèi)螺紋用拉桿把夾具與車床主軸緊固。 工件在夾具中的放置位置與方向如圖 22所示，使用時(shí)工件向下，開口跨過橫板，以工件外圓的上端面和夾具 U形板的上端面為定位面來實(shí)現(xiàn)工件在高度上的定位。 放入工件后，工件一側(cè)緊靠定位塊，轉(zhuǎn)動壓緊螺釘使壓緊塊緊靠在工件上，來實(shí)現(xiàn)工件在寬度上的定位。工件放好后，將開口墊片插入緊固螺栓螺母下并旋緊緊固螺母實(shí)現(xiàn)工 7 件與夾具的緊固。 夾具的制造要求 為了保證夾具的剛性和定位精度 ，在加工及安裝過程中必須保證以下幾點(diǎn)： 6號莫氏錐度與 U形板的垂直度誤差小于 。 。 U形板上端面平行且距離為 61 ? 。 U形板用螺釘連接，定位塊的定位面與錐柄軸線平行且距離為 mm?? 。 U形板用兩銷子滑動聯(lián)接。 ，處于橫板的中心位置。 夾具的特點(diǎn) 使用此夾具加工端面孔與用 坐標(biāo)鏜床加工相比能顯著地降低成本和提高勞動效率，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 。 ，且裝卸方便。 ，剛性好，可實(shí)現(xiàn)高速切削。 ，一般操作者就可以完成零件的加工。 、縮短了吊耳零件的加工工藝流程，新的工藝流程為：粗車外形→粗銑外形（包括寬 80mm及 R40mm）→調(diào)制→精車外形→精銑外形→刨槽底和四邊外形→車床加工端面孔→加工 M36螺紋和臺階→鉆孔攻 M10螺紋→去毛刺→電鍍 8 第 3 章 夾具的詳 細(xì)設(shè)計(jì) 定位裝置的設(shè)計(jì) 定位裝置設(shè)計(jì)的基本原則 為滿足夾具設(shè)計(jì)的要求，定位設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循以下三項(xiàng)原則： 1. 遵循基準(zhǔn)重合原則 使定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合，在多工序加工時(shí)還應(yīng)遵循基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。 2. 合理選擇主要定位基準(zhǔn) 主要定位基準(zhǔn)應(yīng)有較大的支承面，較高的精度。 3. 便于工件的裝夾和加工，并使夾具的結(jié)構(gòu)簡單。 定位元件的 設(shè)計(jì) 要求 1. 足夠的精度。 由于定位誤差的基準(zhǔn)位移誤差直接與定位元件表面有關(guān)，因此，定位元件的定位表面應(yīng)有足夠的精度，以保證工件的加工精度。 2. 足夠的儲備 精度。 由于定位是通過工件的定位基準(zhǔn)與定位元件的定位表面相接觸來實(shí)現(xiàn)的，而工件的裝卸將會使定位元件磨損，從而導(dǎo)致定位精度下降。因此，為了提高夾具的使用壽命，定位元件表面應(yīng)有較高的硬度和耐磨性，來保證夾具有足夠的儲備精度。 3. 足夠的強(qiáng)度和剛度。 4. 應(yīng)協(xié)調(diào)好與有關(guān)元件的關(guān)系。 在定位設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)處理、協(xié)調(diào)好與夾具體、夾緊裝置、對刀導(dǎo)向元件的關(guān)系。