【正文】 仍能在夾具中保持由定位元件所確定的加工位置，而不致發(fā)生振動(dòng)或位移，一般在夾具結(jié)構(gòu)中都必須設(shè)置一定的夾緊裝置，將工件可靠地夾緊。比較以上兩種方案，方案2則使對(duì)稱度的定位誤差為零。但如因此造成夾具結(jié)構(gòu)復(fù)雜時(shí)，則不必強(qiáng)求定位基準(zhǔn)統(tǒng)一。但當(dāng)兩基準(zhǔn)重合后，會(huì)使夾具結(jié)構(gòu)復(fù)雜或工件定位不穩(wěn)定時(shí)，則應(yīng)另選定位基準(zhǔn)，此時(shí)必須計(jì)算和控制基準(zhǔn)不符誤差。所以，在確定工件在夾具中的定位方案時(shí)，不允許出現(xiàn)欠定位這樣的原則性錯(cuò)誤。即沿三個(gè)相互垂直的坐標(biāo)軸的移動(dòng)自由度，以及繞這三個(gè)坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。兩個(gè)或兩個(gè)以上定位支承點(diǎn)重復(fù)限制同一個(gè)自由度，這種重復(fù)定位的現(xiàn)象叫做過定位。因此，要使工件在夾具中占有確定的位置，就是要在空間直角坐標(biāo)系中，通過定位元件限制工件的六個(gè)自由度。夾具設(shè)計(jì)的基本要求：提高機(jī)械加工的勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低工件的制造成本，操作方便、安全，使設(shè)計(jì)的夾具便于制造、裝配、檢驗(yàn)、調(diào)整與維修。定位方案和定位元件的選擇包括定位元件的結(jié)構(gòu)，形狀，尺寸及布置形式等，主要決定于工件的加工要求，工件定位基準(zhǔn)和外力的作用狀況等因素?！?〕第三代能生成夾具結(jié)構(gòu)的商品化夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)，如美國(guó)吳士脫理工學(xué)院容亦鳴教授和清華大學(xué)朱耀祥、羅振璧教授合作開發(fā)的孔系數(shù)控組合夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng):國(guó)內(nèi)有中國(guó)航空工業(yè)總公司保定向陽(yáng)機(jī)械廠用AUTOCAD開發(fā)的組合夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)，建有元件庫(kù)，交互式生成組合夾具。表11現(xiàn)代柔性?shī)A具的工作原理及分類表表11┌──────────┬──────────┬──────────┐│分類 │柔性工作原理 │子分類 │├──────────┼──────────┼──────────┤│組合夾具 │標(biāo)準(zhǔn)元件的機(jī)械裝配 │槽系組合夾具 ││ │ │孔系組合夾具 │├──────────┼──────────┼──────────┤│可調(diào)整夾具 │在通用或?qū)Ｓ脢A具基礎(chǔ)│通用可調(diào)夾具 ││ │上更換元件和調(diào)節(jié)元件│專用可調(diào)夾具 ││ │ 的位置 │ │├──────────┼──────────┼──────────┤│模塊化程序控制式夾具│用伺服控制機(jī)構(gòu)變動(dòng)元│雙轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)式 ││ │ 件的位置 │可移動(dòng)拇指式 │├──────────┼──────────┼──────────┤│適應(yīng)性?shī)A具 │將定位元件或夾緊元件│渦輪葉片式 ││ │分解為更小的元素以適│彎曲長(zhǎng)軸式 ││ │ 應(yīng)工件的連續(xù)變化 │ │├──────────┼──────────┼──────────┤│相變材料夾具 │材料物理性質(zhì)的變化 │ 真相變材料夾具 ││ │ │偽相變材料流態(tài)床夾具│├──────────┼──────────┼──────────┤│防生抓夾式夾具 │形狀記憶合金 │用于機(jī)器人終端器也可││ │ │ 用于夾具 │└──────────┴──────────┴──────────┘1. 3國(guó)內(nèi)外計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)發(fā)展現(xiàn)狀 CADICAM系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)(CAFD)以其本身特點(diǎn)是相對(duì)獨(dú)立的一部分，并和其他部分尤其是CAPP緊密連接，廣義的說，CAFD是新興的計(jì)算機(jī)輔助工藝裝備CAT (Computer Aided Tooling)范疇。在使用CNC機(jī)床修改產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，只要變更NC程序，加工工藝就能隨之變化，而NC程序借助于計(jì)算機(jī)輔助編程系統(tǒng)只要花一天或數(shù)個(gè)小時(shí)就能完成修改。傳統(tǒng)夾具以專用夾具為代表主要有四種功能:定位、夾緊、導(dǎo)向和對(duì)刀。并自動(dòng)跟蹤你創(chuàng)建的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括你存貯在模型文件或庫(kù)中零件的數(shù)據(jù)。（4） 制造(CAM)模塊 在機(jī)械行業(yè)中用到的 CAM制造模塊中的功能是NC Machining(數(shù)控加工)。包括：PRO/ASSEMBLY（實(shí)體裝配）、PRO/CABLING（電路設(shè)計(jì)）、PRO/PIPING（彎管鋪設(shè)）、PRO/REPORT（應(yīng)用數(shù)據(jù)圖形顯示）、PRO/SCANTOOLS（物理模型數(shù)字化）、PRO/SURFACE（曲面設(shè)計(jì)）、PRO/WELDING（焊接設(shè)計(jì)）（3） 功能仿真(CAE)模塊 功能仿真(CAE)模塊主要進(jìn)行有限元分析。包括： PRO/3DPAINT(3D建模)、 PRO/ANIMATE(動(dòng)畫模擬)、 PRO/DESIGNER(概念設(shè)計(jì))、PRO/NETWORKANIMATOR(網(wǎng)絡(luò)動(dòng)畫合成)、PRO/PERSPECTASKETCH（圖片轉(zhuǎn)三維模型）、PRO/PHOTORENDER(圖片渲染)幾個(gè)子模塊。 PRO/ENGINEER軟件包的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境在支持并行工作，它通過一系列完全相關(guān)的模塊表述產(chǎn)品的外形、裝配及其他功能。論文在回顧了夾具的概念、發(fā)展、組成以及國(guó)內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀后，詳細(xì)介紹了夾具的總體設(shè)計(jì)和各組成部分的設(shè)計(jì)，并著重闡述了設(shè)計(jì)研究過程中的各項(xiàng)所需的關(guān)鍵技術(shù)在對(duì)國(guó)內(nèi)外眾多夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行仔細(xì)的分析研究之后，本課題確定以專用夾具為對(duì)象，以銑床夾具為主要開發(fā)內(nèi)容，設(shè)計(jì)一種適合國(guó)內(nèi)企業(yè)現(xiàn)狀的具有先進(jìn)性和實(shí)用性的銑床夾具。Pro/e模塊。其中PRO/E V2000I更增加了行為建模技術(shù)使其成為把夢(mèng)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的杰出工具。隨著人們生活水平的提高，對(duì)曲面產(chǎn)品的需求將會(huì)大大增加。機(jī)械零件的內(nèi)部變化情況是難以知曉的。東芝公司因違反“巴統(tǒng)”協(xié)議，擅自出口高技術(shù)，受到了嚴(yán)厲的制裁。（6） 數(shù)據(jù)交換(Geometry Translator)模塊 在實(shí)際中還存在一些別的CAD系統(tǒng)，如UGⅡ、EUCLID、CIMATRTON、MDT等，由于它們門戶有別，所以自己的數(shù)據(jù)都難以被對(duì)方所識(shí)別。從夾具設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)中收集和表達(dá)這些知識(shí)是開發(fā)計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)(CAFD)系統(tǒng)的關(guān)鍵。工件的變化可在小范圍，即在相似形狀和尺寸變動(dòng)不大的范圍內(nèi)，也可在大范圍，即零件形狀完全不同，尺寸變化也很大。20世紀(jì)80年代歐美學(xué)者投入這一工作，80年代中期以后我國(guó)也開始進(jìn)行研究。造型結(jié)束后，將設(shè)計(jì)模型投影到二維圖紙空間，就可自動(dòng)生成工程圖紙的三視圖，軸側(cè)圖、剖視圖等，大大方便了設(shè)計(jì)工程，形象直觀易于接受，更易培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)機(jī)械產(chǎn)品的能力。 。它對(duì)保證工件的加工質(zhì)量，提高加工效率，降低生產(chǎn)成本、改善勞動(dòng)條件、擴(kuò)大機(jī)床使用范圍、縮短新產(chǎn)品試制周期等方面有著極明顯的經(jīng)濟(jì)效益。如果根據(jù)該工序加工要求只需限制部分自由度，而其他自由度無需限制時(shí)，工件雖然不占有確定的唯一位置，但不影響該工序的加工要求，此時(shí)稱為不完全定位。因此，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，一般情況下應(yīng)避免出現(xiàn)過定位現(xiàn)象。工件的六個(gè)自由度全部被限制而在空間占有完全確定的唯一位置，稱為完全定位。同時(shí)，在夾緊情況下，重復(fù)限制同一自由度的定位支承間所產(chǎn)生的矛盾、干涉和沖突必將造成工件或定位元件的變形，其結(jié)果都將破壞工件定位的要求，從而嚴(yán)重影響工件的定位精度。2．盡量用精基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，以保證有足夠的定位精度。圖12所示為頂尖套銑雙槽的兩種定位方案。V形塊。既要使工件在加工過程中不產(chǎn)生移動(dòng)和振動(dòng)，又不使工件產(chǎn)生不允許的變形和損傷。所謂聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)就是由一個(gè)原始作用力來完成若干個(gè)夾緊動(dòng)作的機(jī)構(gòu)稱為聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。常用的塞尺有平塞尺和圓塞尺兩種。圖25圖25為對(duì)刀塊，其技術(shù)要求：（1）材料：20（2）熱處理：~ HRC58~64（3）其他技術(shù)條件按GB2259——80《機(jī)床夾具零件及部件技術(shù)條件》夾具體是夾具的基礎(chǔ)件。為減小夾具的安裝誤差，宜采用B型定位鍵。；Ⅰ工位V形塊8；Ⅰ；Ⅰ工位與Ⅱ工位V形快的距離尺寸125177。simin當(dāng)最小位移量使加工尺寸縮小時(shí) h=H177。, =177。使用夾具時(shí)加工表面的位置誤差與夾具在機(jī)床的對(duì)定及工件在夾具中的定位密切相關(guān)。由于Ｖ形塊的對(duì)中性，ΔY=0。夾具誤差主要包含定位元件相對(duì)于安裝基準(zhǔn)的尺寸或位置誤差；定位元件相對(duì)于對(duì)刀或?qū)蛟ò瑢?dǎo)向元件之間）的尺寸或位置誤差；導(dǎo)向元件相對(duì)于安裝基準(zhǔn)的尺寸或位置誤差；若有分度裝置時(shí)，還存在分度誤差?！　」ぜ跃庸み^的孔22H7和端面在臺(tái)肩定位銷9上定位，限制工件的五個(gè)自由度；以圓弧面在可調(diào)支承6上定位，限制工件的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。　　夾具上的對(duì)刀塊7是確定銑刀加工位置的元件，即對(duì)刀塊的位置是體現(xiàn)了刀具的位置，因此對(duì)刀塊與定位元件的精度是影響調(diào)整誤差T的因素。 工件的夾緊以鉤形壓板10為主，其結(jié)構(gòu)見AA剖面圖，另在接近加工表面處采用浮動(dòng)的輔助夾緊機(jī)構(gòu)，當(dāng)擰緊該機(jī)構(gòu)的螺母時(shí)，卡爪2和3相向移動(dòng)，同時(shí)將工件夾緊。、3177。為了使壓板均勻地夾緊工件，聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)的各環(huán)節(jié)采用浮動(dòng)聯(lián)接。（二）銑床夾具的主要類型　　在銑削加工時(shí)，往往把夾具安裝在銑床工作臺(tái)上，工件連同夾具隨工作臺(tái)作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。此例是用一個(gè)銑刀頭加工的?！　【唧w的底面A放置在銑床工作臺(tái)面上，夾具的兩個(gè)定位鍵8安裝在工作臺(tái)T形槽內(nèi)，這樣銑夾具與銑床保持了正確的位置?！　?　　圖830為車床尾座套筒銑鍵槽和油槽的工序圖，工件外圓和兩端面都已加工。　?。ㄋ模┿姶矈A具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)　　　　在銑削加工時(shí)，切削力比較大，并且刀齒的工作是不連續(xù)切削，易引起沖擊和振動(dòng)，所以?shī)A緊力要求較大，以保證工件的夾緊可靠，因此銑床夾具要有足夠的強(qiáng)度和剛度，必要時(shí)應(yīng)設(shè)置加強(qiáng)筋。定位鍵可以承受銑削時(shí)的扭矩，其結(jié)構(gòu)尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按銑床工作臺(tái)的T形槽尺寸選定?！　∪鐘A具寬度較大時(shí)，可以在同側(cè)設(shè)置兩個(gè)耳座，但兩耳座的間距必須與工作臺(tái)上兩個(gè)T形槽的間距相同?！　〔捎萌叩哪康模菫榱瞬皇沟毒吲c對(duì)刀塊直接接觸，以免損壞刀刃或造成對(duì)刀塊過早磨損。其公差常取工件相應(yīng)尺寸公差的1/3~1/5。通過參數(shù)驅(qū)動(dòng)機(jī)制，可以對(duì)圖形的幾何數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)化修改，但是，在修改的同時(shí)，還要滿足圖形的約束條件。（以底座為例子）由于底座結(jié)構(gòu)不是很復(fù)雜，所以形狀也比較規(guī)范，因此直接用拉伸特征來創(chuàng)造一個(gè)矩形實(shí)體，再通過減切，倒角，打孔和陣列來完成。，三維設(shè)計(jì)更符合工程設(shè)計(jì)人員的邏輯思維習(xí)慣，從二維到三維是計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)的革命，現(xiàn)在三維軟件已經(jīng)是市場(chǎng)的主流，夾具三維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)更是蓬勃展開，三維夾具設(shè)計(jì)是必然。最后，我要感謝我的指導(dǎo)老師崔彥斌，他對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行了多次的修改，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)才得以順利完成。此次關(guān)于銑床專用夾具的設(shè)計(jì)不僅重溫了過去所學(xué)知識(shí)，而且學(xué)到了很多新的內(nèi)容。第二代中基于知識(shí)的CAFD系統(tǒng)，由于工件的多樣性和夾具設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，也只能設(shè)計(jì)一些工件形狀極簡(jiǎn)單的夾具。而且適用面廣，對(duì)三維問題也同樣適用。目前參數(shù)化技術(shù)大致可分為如下三種方法:(1)基于幾何約束的數(shù)學(xué)方法。　　標(biāo)準(zhǔn)對(duì)刀塊的結(jié)構(gòu)尺寸可參閱國(guó)標(biāo)《夾具零件及部件》中的GB2240—80等。為了使刀具與工件被加工表面的相對(duì)位置能迅速而正確地對(duì)準(zhǔn)，在夾具上可以采用對(duì)刀裝置?！　×硗?，在夾具體上還需要提供兩個(gè)穿T形螺栓的耳座，如圖833所示，其結(jié)構(gòu)尺寸也已標(biāo)準(zhǔn)化，可參考有關(guān)夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)。對(duì)于重型銑床夾具，為便于搬運(yùn)，還應(yīng)在夾具體上要設(shè)置吊環(huán)等。由于鍵槽和油槽的長(zhǎng)度不等，為了能同時(shí)加工完畢，可將兩個(gè)止推銷的位置前后錯(cuò)開，并設(shè)計(jì)成可調(diào)支承，以便調(diào)整。　　夾具上的對(duì)刀塊7是確定銑刀加工位置的元件，即對(duì)刀塊的位置是體現(xiàn)了刀具的位置，因此對(duì)刀塊與定位元件的精度是影響調(diào)整誤差T的因素?！　」ぜ跃庸み^的孔?22H7和端面在臺(tái)肩定位銷9上定位，限制工件的五個(gè)自由度；以圓弧面在可調(diào)支承6上定位，限制工件的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。夾具1上的工件加工完畢，可將工作臺(tái)5退出，然后將工位轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)180?，這樣可以對(duì)夾具2上的工件進(jìn)行加工，同時(shí)在夾具1上裝卸工件。　　為了提高銑床夾具在機(jī)床上安裝的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)下的抗振性能，各種裝置的結(jié)構(gòu)應(yīng)緊湊，加工面盡量靠近工作臺(tái)面，以降低夾具的重心，一般夾具的高度H與寬度B之比應(yīng)限制在H/B≤1~。在工位I上用三面刃盤銑刀銑鍵槽，工件以外圓和端面在V型塊10和止推銷12上定位，限制了工件的五個(gè)自由度。定位元件工作表面與銑夾具的A面和B面的精度是影響安裝誤差A(yù)的因素。三）專用銑床夾具的結(jié)構(gòu)分析　　　　圖828為杠桿類零件上銑兩斜面的工序圖，工件形狀不規(guī)則。具體的底面A放置在銑床工作臺(tái)面上，夾具的兩個(gè)定位鍵8安裝在工作臺(tái)T形槽內(nèi)，這樣銑夾具與銑床保持了正確的位置。 （2）安裝誤差ΔA 當(dāng)定位鍵的位置如圖210a所示時(shí)，工件的軸線相對(duì)工作臺(tái)導(dǎo)軌平行，所以ΔA=0 當(dāng)定位鍵的位置如圖210b 所示時(shí)，工件的軸線相對(duì)工作臺(tái)導(dǎo)軌有轉(zhuǎn)角誤差，故 ΔA= tgΔα L=（*282）mm=（3）對(duì)刀誤差ΔT 由于平行度不受塞尺厚度的影響，所以ΔT=0 （4）夾具誤差ΔJ 影響平行度的制造誤差是Ⅰ，所以ΔJ=。因加工尺寸在兩定位鍵之間，按圖210a所示計(jì)算 ΔA=Xmax=(+)mm=若加工尺寸在兩定位鍵之外，則應(yīng)按圖210b所示計(jì)算　　　　　　　ΔA＝=Xmax+2LtgΔα tgΔα= Xmax/L0（3）對(duì)刀誤差ΔT 夾具上的對(duì)刀或?qū)蜓b置對(duì)定位元件的位置不正確，