【正文】 位精度。定位元件在加工 過程中，受工件重力、夾緊力和切削力的作用，因此要求定位元件應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度，避免使用中變形和損壞。定位元件具有足夠的精度，才能保證工件的定位精度。消除或減少過定位引起的干涉，一般有兩種方法：一是改變定位元件的結(jié)構(gòu) , 如縮小定位元件工作面的接觸長度；或者減小定位元件的配合尺寸，增大配合間隙等；二是控制或者提高工件定位基準(zhǔn)之間以及定位元自由 度。 （ 3）欠定位 根據(jù)工件的加工要求，應(yīng)該限制的自由度沒有完全被限制 的定位稱為欠定位。 9 （ 2）不完全定位 根據(jù)工件的加工要求，有時(shí)并不需要限制工件的全部自由度，這樣的定位方式稱為不完全定位。工件的某一自由度被限制，是指工件在某個(gè)坐標(biāo)方向有了確定的位置，并不是指工件在受到使其脫離定位支承點(diǎn)的外力時(shí)不能運(yùn)動。根據(jù)數(shù)學(xué)概念可知，兩個(gè)點(diǎn)決定一條直線，三個(gè)點(diǎn)決定一個(gè)平面，即一條直線可以代替兩個(gè)支承點(diǎn)，一 個(gè)平面可代替三個(gè)支承點(diǎn)。 分析工件定位時(shí)，通常是用一個(gè)支承點(diǎn)限制工件的一個(gè)自由度。 如果要使一個(gè)自由剛體在空間有一個(gè)確定的位置，就必須設(shè)置相應(yīng)的六個(gè)約束，分別限制剛體的六個(gè)運(yùn)動自由度。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。例如，在銑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(yàn)轉(zhuǎn)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。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精 度可達(dá)177。 （ 1）標(biāo)準(zhǔn)化 車床 夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面。 上述各組成部分中，定位元件、夾緊裝置、夾具體是夾具的基本組成部分。用于確定刀具在加工前正確位置的元件稱為對刀元件，用于確定刀具位置并引導(dǎo)刀具進(jìn)行 加工的元件稱為導(dǎo)向元件。定位支承元件的定位精度5 直接影響工件加工的精度。按使用的 車床 分類，可把夾具分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、齒輪 車床 夾具、數(shù)控 車床 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，夾具用畢即可拆卸，留待組裝新的夾具。 （ 3）可調(diào)夾具 可 調(diào)夾具是針對通用夾具和專用夾具的缺陷而發(fā)展起來的一類新型夾具。 （ 2）專用夾具 專用夾具是針對某一工件的某一工序的加工要求而專門設(shè)計(jì)和制造的夾具。 （ 1）通用夾具 通用夾具是指結(jié)構(gòu)、尺寸已規(guī)格化，且具有一定通用性的夾具，如三爪自定心卡盤、四爪單動卡盤、臺虎鉗、萬能分度頭、中心架、電磁吸盤等。 車床 夾具的分類 車床 夾具的種類很多，形狀千差萬別。 4）裝夾基本上不受工人技術(shù)水平的影響，能比較容易和穩(wěn)定地保證加工精度。 夾具裝夾方法是靠夾具將工件定位、夾緊，以保證工件相對于刀具、 車床 的正確位置夾具裝夾工件的特點(diǎn)： 1）工件在夾具中的正確定 位，是通過工件上的定位基準(zhǔn)面與夾具上的定位元件相接觸而實(shí)現(xiàn)的。 車床 夾具的主要功能就是完成工件的裝夾工作。 車床 夾具的主要功能 : 在 車床 上加工工件的時(shí)候，必須用夾具裝好夾牢所要加工工件。 夾緊： 為克服切削過程中工件受外力的作用而破壞定位，必須對工件施加夾緊力，這個(gè)過程稱為夾緊。 本夾具能在加工常規(guī)零件的時(shí)候使質(zhì)量進(jìn)一步提升，并降低勞動強(qiáng)度，能在保證產(chǎn)品質(zhì)量加工精度的同時(shí)批量生產(chǎn)，從而降低生產(chǎn)成本。 學(xué)生 (簽名 )： 趙先斌 2020 年 10 月 19 日 III 摘 要 我國社會主義現(xiàn)代化要求機(jī)械制造工業(yè)為國民經(jīng)濟(jì)各部門的技術(shù)進(jìn)步、技術(shù)改造提供先進(jìn)、高效的技術(shù)裝備，它首先要為我國正在發(fā)展的產(chǎn)業(yè)包括農(nóng)業(yè)、重工業(yè)、輕工業(yè)以及其 它產(chǎn)業(yè)提供質(zhì)量優(yōu)良、技術(shù)先進(jìn)的技術(shù)裝備，同時(shí)還要為新材料、新能源、機(jī)械工程等新技術(shù)的生產(chǎn)和應(yīng)用提供基礎(chǔ)裝備。I 煙 臺工程 職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 機(jī) 電 工程 系 機(jī) 電 一體化 專業(yè) 10 級 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論 文） 題目： 車床 夾具的設(shè)計(jì) 與制造 姓名 趙先斌 學(xué)號 2020060250 指 導(dǎo) 教 師 （ 簽名 ） 張邦永 二零一二 年 十 月 十九 日 II 煙臺工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ) 誠 信 承 諾 書 本人慎重承諾： 我所撰寫的設(shè)計(jì)（論文）《 基于專用型的車床夾具設(shè) 計(jì) 》是在 張邦永老師的指導(dǎo)下自主完成，沒有剽竊或抄襲他人的論文或成果。 本論文是結(jié)合目前實(shí)際生產(chǎn)中，通用夾具不能滿足生產(chǎn)要求，用通用夾具裝夾工件效率低、勞動強(qiáng)度大、加工質(zhì)量不高，而且往往需要增加劃線工序，而專門設(shè)計(jì)的一種銑床夾具，主要包括夾具的定位方案，夾緊方案、對刀方案，夾具體與定位鍵的設(shè)計(jì)及加工精度等方面的分析。從而夾具的使用在某種程度上提高實(shí)際生產(chǎn)中企業(yè)的效益 。 裝夾： 定位和加緊綜合稱為裝夾。將工件裝好，就是在 車床 上確定工件相對于刀具的正確位置，這一過程稱為定位。工件的裝夾方法有找正裝夾法和夾具裝夾法兩種。因此，不再需要找正便可將工件夾緊。 5）裝夾迅速、方便，能減輕勞動強(qiáng)度，顯著地減少輔助時(shí)間，提高勞動生產(chǎn)率。為了設(shè)計(jì)、制造和管3 理的方便，往往按某一屬性進(jìn)行分類。其特點(diǎn)是適用性強(qiáng)、不需調(diào)整或稍加調(diào)整即可裝夾一定 形狀范圍內(nèi)的各種工件。其特點(diǎn)是針對性極強(qiáng)，沒有通用性。對不同類型和尺寸的工件，只需調(diào)整或更換原來夾具上的個(gè)別定位元件和夾緊元件便可使用。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，并具有可減少專用夾具數(shù)量等優(yōu)點(diǎn)；因此組合夾具在單件、中小批多品種生產(chǎn)和數(shù)控加工中，是一種較經(jīng)濟(jì)的夾具。 車床 夾具的組成 雖然 車床 夾具的種類繁多，但它們的工作原理基本上是相同的。 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。 根據(jù)加工需要，有些夾具上還設(shè)有分度裝置、靠模裝置、上下料裝置、工件頂出機(jī)構(gòu)、電動扳手和平衡塊等，以及標(biāo)準(zhǔn)化了的其它聯(lián)接元件。 車床 夾具發(fā)展方向 6 夾具最早出現(xiàn)在 18 世紀(jì)后期。目前我國已有夾具零件及部件的國家標(biāo)準(zhǔn)： GB/T2148～T2259－ 91 以及各類通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。 ；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。目前，除了在生產(chǎn)流水線、自動線配置相應(yīng)的高效、自動化夾具外，在數(shù)控 車床 上，尤其在加 工中心上出現(xiàn)了各種自7 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 車床 的效率。為適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)多品種、中小批量生產(chǎn)的需要，擴(kuò)大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結(jié)構(gòu)為可拆結(jié)構(gòu)，發(fā)展可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)，將是當(dāng)前夾具發(fā)展的主要方向。在討論工件的定位時(shí)，工件就是我們所指的自由剛體。用合理設(shè)置的六個(gè)支承點(diǎn)，限制工件的六個(gè)自由度，使工件在夾具中的位置完全確定，這就是六點(diǎn)定位原則。在具體應(yīng)用時(shí)，還可用窄長的平面（條形支承）代替直線，用較小的平面來替代點(diǎn)。使工件在外力作用下不能運(yùn)動，要靠夾緊裝置來完成。如在車床上加工通孔，根據(jù)加工要不需限制兩個(gè)自由度，所以用三爪自定心卡盤夾持限制其余四個(gè)自由度，就可以實(shí)現(xiàn)四點(diǎn)定位。欠定位無法保證加工要求，因此，在確定工件在夾具中的定位方案時(shí)，決不允許有欠定位的現(xiàn)象產(chǎn)生。 常用定位元件及選用 工件在夾具中要想獲得正確定位，首先應(yīng)正確選擇定位基準(zhǔn)，其次是選擇合適的定位元件。 （ 2）限位基面應(yīng)有較好的耐磨性。 （ 4）定位元件應(yīng)有較好的工藝性。 常用定位元件可按工件典型定位基準(zhǔn)面分為以下幾類： （ 1）用于平面定位的定位元件包括固定支承（釘支承和板支承），自位支承，可調(diào)支承和輔助支承。 （ 1）工件以平面定位 1）以面積較小的已經(jīng)加工的基準(zhǔn)平面定位時(shí)，選用平頭支承釘，以基準(zhǔn)面粗糙不平或毛坯面定位時(shí)，選用圓頭支承釘，側(cè)面定位時(shí)，可選用網(wǎng)狀支承釘。 4）以毛坯面作為基準(zhǔn)平面，調(diào)節(jié)時(shí)可按定位面質(zhì)量和面積大小分別選用可調(diào)支承作定位元件。、 90176。 90176。大型軸類和曲軸等不宜以整個(gè)圓孔定位的工件，可選用半圓定位座。當(dāng)工件圓孔端邊緣形狀精度較差時(shí)，選用圓錐定位銷；當(dāng)工件需平面和圓孔端邊緣同時(shí)定位時(shí)，選用浮動錐銷。但是，由于一批工件逐個(gè)在夾具中定位時(shí)，各個(gè)工件所占據(jù)的位置不完全一致，即出現(xiàn)工件位置定得“準(zhǔn)與不準(zhǔn)”的問題。 即： Δ D≤ (1/5～ 1/3)T 式中：Δ D──定位誤差，單位為 mm； T ──工件的加工誤差，單位為 mm。 如果工件內(nèi)孔直徑與心軸外圓直徑做成完全一致，作無間隙配合，即孔的中心線與軸的中心線位置重合，則不存在因定位引起的誤差。 δ D ──工件孔的最大直徑公差，單位為 mm； δ d──圓柱心軸和 圓柱定位銷的直徑公差，單位為mm。這種由于工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合所導(dǎo)致的工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大位置變動量，稱為基準(zhǔn)不重合誤差，用Δ B 表示。 ，實(shí)現(xiàn)工件的完全定位或不安全定位。 因工件在夾具上定位時(shí)，定位基準(zhǔn)發(fā)生位移、定位基準(zhǔn)與工序其準(zhǔn)不重合產(chǎn)生定位誤差。分析和計(jì)算定位誤差的目的，是為了對定位方案能否保證加工要求，有一個(gè)明確的定量概念，以便對不同定位方案進(jìn)行分析比較，同時(shí)也是在決定定位方案時(shí)的一個(gè)重要依據(jù)。 工件采用“一面兩孔”定位時(shí)，兩孔可以是工件結(jié)構(gòu)上原有的，也可以是定位需要專門設(shè)計(jì)的工藝孔。為使工件能方便地安裝到兩短圓柱銷上，可把一個(gè)短圓柱銷改為菱形銷，采用一圓柱銷、一菱形銷和一支承板的定位方式， 這樣可以消除過定位現(xiàn)象，提高定位精度，有利于保證加工質(zhì)量。 工件定位后將工件固定并使其在加工過程中保持定位位置不變的裝置，稱為夾緊裝置。手動夾緊的力源來自人力，用時(shí)比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。傳力機(jī)構(gòu)的作用是：改變作用力的方向；改變作用力的大??；具有一定的自鎖性能，以便在夾緊力一旦消失后，仍能保證整個(gè)夾緊系統(tǒng)處于可靠的夾緊狀態(tài)，這一點(diǎn)在手動夾緊時(shí)尤為重。 （ 2）工件不變形原則 夾緊力的大小要適當(dāng)，既要保證夾緊可靠，又應(yīng)使工件在夾緊力的作用下不致產(chǎn)生加工精度所不允許的變形。 確定夾緊力的基本原則 夾緊力三要素 設(shè)計(jì)夾緊裝置時(shí)，夾緊力的確定包括夾緊力的方向、作用點(diǎn)21 和大小三個(gè)要素。 （ 3）夾緊力的方向應(yīng)是工件剛性較好的方向。 夾緊力作用點(diǎn)是指夾緊件與工件接觸的一小塊面積。如夾緊力作用在支承面范圍之外，會使工件 傾斜或移動，夾緊時(shí)將破壞工件的定位。 夾緊力的大小，對于保證定位穩(wěn)定、夾緊可靠，確定夾緊裝置的結(jié)構(gòu)尺寸，都有著密切的關(guān)系。 理論上，夾緊力的大小應(yīng)與作用在工件上的其它力（力矩）相平衡；而實(shí)際上，夾緊力的大小還與工藝系統(tǒng)的剛度、夾緊機(jī)構(gòu)的傳遞效率等因素有關(guān)，計(jì)算是很復(fù)雜的。 夾緊力三要素的確定，實(shí)際是一個(gè)綜合性問題。這時(shí)可以采取以下措施減少夾緊變形。 加工薄壁套筒時(shí)，采用加寬卡爪，如果夾緊力較大，仍有可能發(fā)生較大的變形。低熔點(diǎn)金屬的澆灌及熔解分離，都是在生產(chǎn)線上進(jìn)行的。 由于工件上各夾緊點(diǎn)之間總是存在位置誤差，為了使壓板可靠地夾緊工件或使用一塊壓板實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)夾緊，一般要求夾緊機(jī)構(gòu)和支承件等要有浮動自位的功能。最常用的增力機(jī)構(gòu)有：螺旋、杠桿、斜面、鉸鏈及其組合 。 當(dāng)去掉動力源的作用力之后，仍能保持對工件的夾緊狀態(tài)，稱為夾緊機(jī)構(gòu)的自鎖。根據(jù)工藝規(guī)程，在銑槽之前其它各表面均已加工好，本工序的加工要求是：槽寬 14H11mm，槽深 7mm，槽的中心平面與Ф 26H7 孔軸線的垂直度公差為 ，槽側(cè)面與 E 面的距離 12 177。由理論力學(xué)可知，在空間處于自由狀態(tài)的鋼體，具有六個(gè)自由度，即沿著 X、 Y、 Z 三個(gè)坐標(biāo)軸的移動和繞著這三個(gè)坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動，如圖所示。在夾具中，用分別適當(dāng)?shù)呐c工件接觸的六個(gè)支撐點(diǎn)，來限制工件六個(gè)自由度的原理，稱為六點(diǎn)定位原理。 在滿足加工要求的前提下，采用部分定位可簡化定位裝置，在生產(chǎn)中應(yīng)用很多。 通常，過定位的結(jié)果將使工件的定位精度受到影響，定位不確定可使工件（或定位件）產(chǎn)生變形，所 以在一般情況下，過定位是應(yīng)該避免的。大家都熟知車削長軸時(shí)的安裝情況，長軸工件的一端裝入三爪卡盤中，另一端用尾架尖支撐。 確定要限制的自由度 按照加工要求，銑通槽時(shí)應(yīng)限制五個(gè)自由度，即沿 x 軸移動的自由度不需要限制，但若在此方向設(shè)置一止推支撐，則可起到承受部分銑削力的作用，故可采用完全定位。在 C 處也加一 支承。方案 II 中雖然定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，槽的中心平面與Ф 26H7 孔軸線的垂直度要求保證，但這種定位方式不利于工件的夾緊。綜上所述，方案 III 較好。而當(dāng)擋銷放在位置 3 時(shí)，距Ф