【正文】 ....... 20 ................................................................ 20 .......................................................... 21 夾具總圖上的尺寸、公差和技術要求 ........................................ 21 夾具精度分析 ....................................................... 22 結 論 ......................................................................................................... 23 致 謝 ......................................................................................................... 24 參考文獻 ......................................................................................................... 25 西京學院本科畢業(yè)設計（論文） 1 1 .緒 論 機床夾具設計 概述 夾具設計是金屬切削加工批量生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，設計質(zhì)量的高低直接影響到零 件的加工質(zhì)量和效率。機床夾具是現(xiàn)代機械加工行業(yè)中不可缺少的重要工藝裝備之一。機床夾具設計一般包括定位元件，夾緊裝置，夾具體，連接元件，對刀，導向元件等設計。 課題的目的及 意義 由于市場競爭激烈，因此必須在最短的時間內(nèi)設計并制造出高效的夾具。如果每個工件都使用一套專用夾具，特別是在小批量生產(chǎn)的情況時，夾具的設計，制造周期相對較長，不但產(chǎn)品的生產(chǎn)周期長，而且零件的制造成本也會大幅度提高。綜合考慮上述因素，設計一種模塊式的萬能型銑鉆夾具勢在必行，它也可以用于加緊各種尺寸和形狀的工件，加工質(zhì)量高并且成本較低。 機床夾具是現(xiàn)代機械加工行業(yè)中不可缺少的重要工藝裝備之一。 夾具是工藝裝備的主要組合部分，在機械制造中占有重要地位。 使用夾具可以提高工件的加工精度并保證零件的互換性，提高勞動生產(chǎn)率，同時可以降低勞動強度，改善工人的勞動條件，使用夾具還可以擴大現(xiàn)有機床的應用范圍，充分利用現(xiàn)有的設備資源。 夾具對保證產(chǎn)品質(zhì)量，縮短產(chǎn)品試制周期等都具有重要意義。 國內(nèi)機床夾具的發(fā)展歷史 我國國內(nèi)的夾具始于 20世紀 60年代，當時建立了面向機械行業(yè)的天津組合家具廠，和面向航空工業(yè)的保定向陽機械廠，以后又建 立了數(shù)個生產(chǎn)組合夾具元件的工廠。在當時曾達到全國年產(chǎn)組合夾具元件 800萬件的水平。 20 世紀 80 年代以后，兩廠又各自獨立開發(fā)了適合 NC機床、加工中心的孔系組合夾具系統(tǒng)，不僅滿足了我國國內(nèi)的需求，還出口到美國等國家。當前我國每年尚需進口不少 NC機床、加工中心，而由國外配套孔系夾具，價格非常昂貴，現(xiàn)在大都由國內(nèi)配套，節(jié)約了大量外匯。 西京學院本科畢業(yè)設計（論文） 2 國外機床夾具的發(fā)展歷史 從國際上看俄國、德國和美國是組合夾具的主要生產(chǎn)國。當前國際上的夾具其他企業(yè)均為中小企業(yè)，專用夾具、可調(diào)整夾具主要接受本地區(qū)和國內(nèi)訂貨，而通用性強的組合夾具已逐步成熟為國際貿(mào)易中的一個品種。有關夾具和組合夾具的產(chǎn)值和貿(mào)易額尚缺乏統(tǒng)計資料，但歐美市場上一套用于加工中心的夾具，通常為機床的 1110$到 1115$,而組合夾具的大型基礎件尤其昂貴。由于我國在組合夾具技術上有歷史的積累和性能價格比的優(yōu)勢，隨著我國加入 WTO 和制造業(yè)全球一體化的趨勢，特別是電子商務的日益發(fā)展，其中蘊藏著很大的商機，具有進一步擴大出口良好前景！ 國內(nèi)外機床夾具的發(fā)展現(xiàn)狀 國際生產(chǎn)研究協(xié)會的計表明，目前，中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(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，以適應市場的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里，約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔 3～ 4 年就要更新 50～ 80%左右專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為 10～ 20%左右。特別是近年來，數(shù)控機床、加工中心、成組技術、柔性制造系統(tǒng)（ FMS）等新加工技術的應用，對機床夾具提出了如下新的要求： （ 1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)成本； （ 2）能裝夾一組具有相似性特征的工件 ； （ 3）能適用于精密加工的高精度機床夾具； （ 4）能適用于各種現(xiàn)代化制造技術的新型機床夾具； （ 5）采用以液壓站等為動力源的高效夾緊裝置，以進一步減輕勞動強度和提高勞動生產(chǎn)率； （ 6）提高機床夾具的標準化程度。 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為標準化、精密化、高效化和柔性化等四個方面。 1. 標準化 機床夾具的標準化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面。目前我國已有夾具零件及部件的國家標準： GB/T2148～ T2259－ 91 以及各類通用夾具、組合夾具標準等。機床夾具的標準化， 有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)總成本。 西京學院本科畢業(yè)設計（論文） 3 隨著機械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必相應提高了對夾具的精度要求。精密化夾具的結構類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達177。 ；用于精密車削的高精度三爪自定心卡盤，其定 心精度為 5μ m。 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強度。常見的高效化夾具有自動化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。例如，在機床上使用電動虎鉗裝夾工件，效率可提高 5倍左右；在車床上使用高 速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在試驗轉速為 9000r/min 的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生產(chǎn)流水線、自動線配置相應的高效、自動化夾具外，在數(shù)控機床上，尤其在加工中心上出現(xiàn)了各種自動裝夾工件的夾具以及自動更換夾具的裝置，充分發(fā)揮了數(shù)控機床的效率。 機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是指機床夾具通過調(diào)整、組合等方式以適應可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、 成組夾具、模塊化夾具、數(shù)控夾具等。為適應現(xiàn)代機械工業(yè)多品種、中小批量生產(chǎn)的需要，擴大夾具的柔性化程度，改變夾具的不可拆結構為可拆結構，發(fā)展可調(diào)夾具結構，將是當前夾具發(fā)展的主要方向。 本課 題主要研究的內(nèi)容 是： 對 機床夾具設計進行理論分析，了解其工作裝置、結構特點等 。 通過分析確定夾具選擇方案，夾緊方案等 。 通過所選擇方案進行 夾緊裝置的設計 。 通過所設計的裝置進行夾具結構的相關參數(shù)的確定。 創(chuàng)新點 西京學院本科畢業(yè)設計（論文） 4 2. 機床夾具設計 夾具的概念 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。在我們實際生產(chǎn)中夾具的作用是將工件定位，以使加工工件獲得相對于機床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。 夾具的主要功能 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。將工件裝好，就是在機床上確定工件相對于刀具的正確位置，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 裝夾情況的好壞，將直接影響工件的加工精度。 機床夾具的種類很多，形狀千差萬別。為了設計、制造和管理的方便，往往按某一屬性進行分類。 按夾具的通用特性分類 目前中國常用夾具有通用夾具、夾具、可調(diào)夾具、組合夾具和自動線夾具等五大類。 1．通用夾具 通用夾具是指結構、尺寸已規(guī)格化，且具有一定通用性的夾具。其優(yōu)點是適應性強、不需要調(diào)整或稍加調(diào)整即可裝夾一定形狀和尺寸范圍內(nèi)的各種工件。這類夾具已商品化。如三爪自定心卡盤、四爪單動卡盤、臺虎鉗、萬能分度頭、頂尖、中心架、電磁吸 西京學院本科畢業(yè)設計（論文） 5 盤等。 采用這類夾具可縮短生產(chǎn)準備周期，減少夾具品種，從而減低生產(chǎn)成本。其缺點是夾具的加工精度不高，生產(chǎn)力較低且較難裝夾形狀復雜的工件，故適用于單件小批量生產(chǎn)中。 2．夾具 夾具是針對某一工件的某一道工序的加工要求而專門設計和制造的夾具。特點是針對性強。適用與產(chǎn)品相對穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn)中，可獲得較高的生產(chǎn)率和加工精度。 3．可調(diào)夾具 夾具的某些元件可調(diào)整或可更換，已適應多中工件的夾具，稱為可調(diào)夾具。它 通用可調(diào)夾具和成組夾具兩類。 4．組合夾具 組合夾具是由可循環(huán)使用的標準夾具零部件（或專用零部件）組裝成易于 連接和拆卸的夾具。根據(jù)被加工零件的工藝要求可以很快地組裝成夾具，夾具使用完畢，可以方便地拆開。夾具主要應用在單件，中、小批多品種生產(chǎn)和數(shù)控加工中，是一種較經(jīng)濟的夾具。 5．自動夾具 自動夾具一般分為兩種，一種為固定式夾具，它與夾具相似；另一種為隨行夾具，使用中夾具隨工件一起運動，并將工件沿著自動線從一個工位移至下一個工位進行加工。 按夾具動力源來分類 按夾具夾緊動力源可將夾具分為手動夾具和機動夾具兩大類。為減輕勞動強度和確保安全生產(chǎn)，手動夾具應有擴力機構與自鎖性能。常用的機動夾具有氣動夾具、 液壓夾具、氣液夾具、電動夾具、電磁夾具、真空夾具和離心力夾具等。 上述各分類中：最常用的分類方法是，按通用，專用和組合進行分類。 機床夾具的組成 雖然機床夾具的種類繁多，但它們的工作原理基本上是相同的。將各類夾具中，作用相同的結構或元件加以概括，可得出夾具一般所共有的以下幾個組成部分，這些組成部分既相互獨立又相互聯(lián)系。 1．定位支承元件 定位支承元件的作用是確定工件在夾具中的正確位置并支承工件，是夾具的主要功 西京學院本科畢業(yè)設計（論文） 6 能元件之一。定位支承元件的定位精度直接影響工件加工的精度。 2．夾緊裝置 夾緊元件的作用是 將工件壓緊夾牢，并保證在加工過程中工件的正確位置不變。 3．連接定向元件 這種元件用于將夾具與機床連接并確定夾具對機床主軸、工作臺或導軌的相互位置。 4．對刀元件或導向元件 這些元件的作用是保證工件加工表面與刀具之間的正確位置。用于確定刀具在加工 正確位置的元件稱為對刀元件，用于確定刀具位置并引導刀具進行加工的元件稱為導向元件。 5．其它裝置或元件 根據(jù)加工需要，有些夾具上還設