【正文】 計(jì)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(lái)，同時(shí)應(yīng)能適用于各種形狀的工件。同時(shí)，以計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)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(gè)重要環(huán)節(jié)。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)。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(lái)完成夾具的定位方案、導(dǎo)向方案、夾緊方案的設(shè)計(jì)，并通過(guò)人機(jī)交互的方式完成各功能元件和部件的選擇和設(shè)計(jì)。這些都天津工程師范學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 34 是基于二維平臺(tái)開(kāi)發(fā)的。 20世紀(jì) 80年代以來(lái)，將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到夾具設(shè)計(jì)中一直是機(jī)械領(lǐng)域研究的課題之一。所以，在制定夾緊方案時(shí)，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。所以在制定夾緊方案時(shí)，對(duì)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。所以在考慮定位方案及設(shè)置定位支承時(shí)，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)。 天津工程師范學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 33 夾緊原理 在生產(chǎn)實(shí)踐中，盡管定位方式是合理的，但由于夾緊狀態(tài)不良 (即夾緊力的大小、方向、作用點(diǎn)和支承的位置選擇不當(dāng) )可能出現(xiàn)如下問(wèn)題：①加工件飛出夾具，打壞刀具，造成安全事故；②加工出來(lái)的位置尺寸不準(zhǔn)確；③ 加工表面產(chǎn)生形位公差 (如不平度、不垂直度 )；① 加工表面粗糙度高等。當(dāng)物體的六個(gè)自由度被完全限制后，該物體在空間的位置也就完全確定了，所以定位就是限制自由度；在夾具中限制加工件的自由度在夾具中，使加工件的規(guī)定表面與定位元件接觸，就能限制自由度。因?yàn)榧庸け砻媸怯汕邢鞯毒吆蜋C(jī)床的綜合運(yùn)動(dòng)所造成，所以在加工時(shí)，必須使加工件上的規(guī)定表面 (線(xiàn)、點(diǎn) )對(duì)刀具和機(jī)床保持正確的位置才能加工出合格的產(chǎn)品。 夾具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論 一個(gè)好的機(jī)床夾具，首先要保證能加工出合格的產(chǎn)品。 （二） 工作部位尺寸計(jì)算 1 量規(guī)公差 根據(jù) mmTt ? ，分別由表 43 和表 44 序號(hào)查得 mmTM ? mmWM ? mmtp ? mmtp ?? mmTG ? mmWG ? mmC in ? mmFM ? 2 按公式計(jì)算位置量規(guī)工作部分尺寸 mmDBG 14? （由工作者確定，現(xiàn)若取為 14mm ） 0 0 )0 0 0 (15)( ??????? mmWTDD GGBGWG mm (71) 14?? BGBG Dd mm mmmmCdd GTBGLG 0 i n )()( ??? ????? 天津工程師范學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 mmWTCdd GGBGWG 9 9 ))0 0 0 ()0 0 (()()( m i n ????????? mmmmtDd M M CBM )(33 ????? mmmmFdd MTMBMLM 0 ))( ??? ????? mmmmWTFdd MMMBMWM )0 0 0 ()0 1 ()()( 33 ????????? 圖 72 主體結(jié)構(gòu)圖 天津工程師范學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 8 夾具設(shè)計(jì) 在機(jī)械制造中，為完成需要的加工工序、裝配工序及檢驗(yàn)工序等，使用著大量的夾具。 2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1D 工作部位本例按同時(shí)檢驗(yàn)設(shè)計(jì)。 繪圖時(shí)先用雙點(diǎn)劃線(xiàn)（細(xì)線(xiàn)）繪出工件，然后在各個(gè)定位面繪制出定位元件和夾緊機(jī)構(gòu)，就形成了夾具體。)( 210 ?? ???? ?? ????? tgtg LQF z=???? ? 12045 tg=。查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 127得： pKsDM ???? ，表128 得， 7 3 6 ???????? bPK ?， 鉆 頭 的 直 徑 為 d=Φ ， 所 以 ， mmNM ?????? 。 夾緊力計(jì)算： 計(jì)算夾緊力時(shí)，通常將夾具和工件看成是一個(gè)剛性系統(tǒng)。 確定定位方案，設(shè)計(jì)定位元件 工件上的加工孔為通孔，沿孔軸線(xiàn)方向的自由度可不予以限制，但是為增強(qiáng)加工時(shí)工件的剛性，必定限制孔軸線(xiàn)方向的自由度，故應(yīng)按完全定位設(shè)計(jì)夾具，并力求遵守基準(zhǔn)重合原則，以減少定位誤差對(duì)加工精度的影響。 繪圖時(shí)先用雙點(diǎn)劃線(xiàn)（細(xì)線(xiàn)）繪出工件，然后在各個(gè)定位面繪制出定位元件和夾緊機(jī)構(gòu)，就形成了夾具體。查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 127 得：，表 128得 ?? vtsPz ，其中 rppppmpP KKKKKK ????? ???，查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》天津工程師范學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 表 121 得： 736 ??????????nbmoK ? ； ?pK? ； ?pK? ； ?pK? ； ?rpK ，所以 K =。 夾緊力計(jì)算 ： 計(jì)算夾緊力時(shí)，通常將夾具和工件看成是一個(gè)剛性系統(tǒng)。 車(chē)削頂尖夾具的設(shè)計(jì) 問(wèn)題的提出 夾具的種類(lèi)很多，有通用夾具，專(zhuān)用夾具和組合夾具等，本夾具是用來(lái)車(chē)削粗車(chē)和半精車(chē)半軸的外圓和臺(tái)階面的，由于本零件比較特殊，為了使定位誤差為零 ，我們?cè)O(shè)計(jì)基準(zhǔn)為半軸左右兩邊的的頂尖位置，作為主要的基準(zhǔn)。 2 切削用量的選擇。 ⑤ 計(jì)算基本工時(shí) tm =fnL?，式中， L=l+y+△， l=14mm ，查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 ， y+△=7mm，所以， L= 10+5 = 15mm。 nc =01000dv? ?? = 251000?? =796r/min 根據(jù)立式鉆床 Z535 說(shuō)明書(shū)，可以考慮選擇選?。?nc =750r/min，降低轉(zhuǎn)速，使刀具壽命上升，所以， vc = 1000.. 0nd? = 1000 ?? =③ 決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 ，當(dāng) d0 =10mm 時(shí)，鉆頭后刀面最大磨損量為，故 刀具壽命 T=35min。 2 選擇切削用量 ① 進(jìn)給量 f 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 ，取 f=～ /r, 查閱《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 — 16，所以，取 f= /r 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 ,可以查出鉆孔時(shí)的軸向力，當(dāng) f ≤ ，d0 ≤ 12mm 時(shí)，軸向力 Ff =3000N。 ④計(jì)算基本工時(shí) tm =fnL?，式中， L=l+y+△， l=10mm ，查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 ， y+△=7mm，所以， L=10+7=17mm [8]。機(jī)床選擇立式鉆床 Z535。 ⑤計(jì)算基本工時(shí) tm =fnL?，式中， L=l+y+△， l=14mm，查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 ， y+△ =7mm ，所以， L= 10+5 = 15mm。 nc =01000dv? ?? = 121000?? =276r/min 根據(jù)立式鉆床 Z535 說(shuō)明書(shū)，可以考慮選擇選取： nc =275r/min，降低轉(zhuǎn)速，使刀具壽命上升，所以， vc = 1000.. 0nd? = 1000 ?? =③決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 ，當(dāng) d0 = 時(shí)，鉆頭后刀面最大磨損量為 ，故刀具壽命 T=15min。 （ 2） 選擇切削用量 ①進(jìn)給量 f 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 ，取 f=～ , 查閱《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 — 16，所以，取 f= 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 ,可以查出鉆孔時(shí)的軸向力，當(dāng) f ≤ ，d0 ≤ 時(shí)，軸向力 Ff =6090N。 ?cv minm ， rmmfz ? 。 根據(jù)表 ，選擇 zmmfz ? 2 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命 根據(jù)表 ， 銑刀刀齒后刀面最大的磨損量為 ，刀具壽命 min180?T 。 最后決定的切削用量為： ?pa rmmf ? min955rn? smv ? 2 確定半精車(chē) , ?? 及 ? 的臺(tái)階面的切削用量，車(chē)外圓 ? 的mma p ??? ， ? 外圓的 mma p ??? ， ? 的臺(tái)階面的 1?pa 。現(xiàn)在用查表的方法確定切削速度。 基本時(shí)間 1 確定 54? mm的基本時(shí)間，根據(jù)表 ，車(chē)外圓的基本時(shí)間： 天津工程師范學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 fn llllifnLT J 3211 ????? (58) 式中 )3~2(,991 ??? ?tgkalmml p 0,0,2,90 321 ???? llmmlk ?? ?f srn ? 1?i 則 ssTJ 2991 ???? 2 確定 ? mm的基本時(shí)間，根據(jù)表 ，車(chē)外圓的基本時(shí)間： fn llllifnLT J 3211 ????? 式中 )3~2(,1 ??? ?tgkalmml p 0,0,2,90 321 ???? llmmlk ?? ?f srn ? 1?i 則 ssTJ ?? ?? 3 確定 ? mm的基本時(shí)間，根據(jù)表 ，車(chē)外圓的基本時(shí)間： fn llllifnLT J 3211 ????? 式中 )3~2(,811 ??? ?tg kalmml p 0,0,2,90 321 ???? llmmlk ?? ?f srn ? 1?i 則 ssTJ 2811 ???? 4 確定 ? mm的基本時(shí)間，根據(jù)表 ，車(chē)外圓的基本時(shí)間： fn llllifnLT J 3211 ????? (59) 天津工程師范學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 式中 )3~2(,351 ??? ?tg kalmml p 0,0,2,90 321 ???? llmmlk ?? ?f srn ? 1?i 則 ssTJ 2321 ???? 5 確定 ? mm的臺(tái)階面基本時(shí)間，根據(jù)表 ，車(chē)外圓的基本時(shí)間： ifnLTJ ?1 32121 2 lllddL ????? 式中 mmd 166? mmd ? 0,4,0 321 ??? lmmll rmmf ? srn ? 1?i 則 ssTJ ???? 6 確定 112? mm的臺(tái)階面基本時(shí)間，根據(jù)表 ，車(chē)外圓的基本時(shí)間： ifnLTJ ?1 32121 2 lllddL ????? 式中 mmd 166? mmd 1121 ? 0,4,0 321 ??? lmmll rmmf ? srn ? 1?i 則 ssTJ 4315 ???? 工序 30 切削用量及基本時(shí)間的確定 切削用量 本工序?yàn)榘刖庸ぃㄜ?chē)軸的外表面）。 (5)檢驗(yàn)機(jī)床功率 當(dāng) mmaH B SM P a pb ,277~166,970~580 ???? ， KWpmmmvcc ,70 ?? 故實(shí)際的切削的功率為： )( )(44KWvFPNFcCCC?? ??????????? ? (57) 由《切削手冊(cè)》表 中機(jī)床說(shuō)明書(shū)可知， C6201 主電動(dòng)機(jī)功率為 ，機(jī)床功率足夠，可以正常加工。 (4)確定切削速度 v 切削速度 v 可根據(jù)公式計(jì)算，也可以查表。 檢驗(yàn)機(jī)床功率由表 ? ，當(dāng) mmaH B SM P a pb ,277~166,970~580 ???? ，KWpmmmv cc ,70 ?? 故實(shí)際的切削的功率為： )( )(44KWvFPNFcCCC?? ??????????? ? (55) 由《切削手冊(cè)》表 中機(jī)床說(shuō)明書(shū)可知， C6201 主電動(dòng)機(jī)功率為 ，機(jī)床功率足夠，可以正常加工。 (4) 確定切削速度 v 切削速度 v 可根據(jù)公式計(jì)算，也可以查表。 (1) 確定切削深度 pa 由于單邊余量為 ，可在一次走刀完成 pa = 25455? = (2) 確定進(jìn)給量 f 根據(jù)表 ? ，在粗車(chē)時(shí)，刀桿尺寸為 16mm 25mm， pa ≤ 3mm、工件直徑為 40～ 60時(shí)， f =～ rmm