【正文】 將導(dǎo)致加工表面發(fā)生變化，由此而造成的加工尺寸誤差即為對(duì)刀或?qū)蛘`差。機(jī)械加工必須保證工序所規(guī)定的加工精度。 定位誤差的分析定位誤差是指工件定位時(shí)，被加工表面的工序基準(zhǔn)在沿工序尺寸方向上的最大可能變動(dòng)范圍。按圖29所示的兩個(gè)尺寸鏈，將各環(huán)轉(zhuǎn)化為平均尺寸（對(duì)稱(chēng)偏差的基本尺寸），分別算出h１和h２的平均尺寸，然后取工件相應(yīng)尺寸公差的1/2—1/5作為h１和h２的公差，即可確定對(duì)刀塊的位置尺寸和公差。）。、定位銷(xiāo)12與工件上鍵槽的配合尺寸Φ12h8。因本工藝規(guī)程是大批生產(chǎn)，所以應(yīng)采用適用于切削負(fù)荷大、振動(dòng)大和批量生產(chǎn)的鑄造的夾具體。本課題鍵槽銑刀需要兩個(gè)方向?qū)Φ?，故?yīng)采用側(cè)裝直角對(duì)刀塊。為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值 WＫ=K*W WＫ——實(shí)際所需夾緊力（N） W——在一定條件下由靜力平衡計(jì)算出的理論夾緊力（N）K——安全系數(shù) K=K0K1K2K3通常情況下，取K= 當(dāng)夾緊力與切削力方向相反時(shí)取K=。鉸鏈壓板的兩個(gè)弧形面的曲率半徑應(yīng)大于工件的最大半徑。（3）熱處理在機(jī)械加工過(guò)程中，工件將受到切削力、離心力、慣性力等外力的作用。由于鍵槽和油槽的長(zhǎng)度不等，要同時(shí)進(jìn)給完畢，需將兩個(gè)止推銷(xiāo)沿工件軸線方向錯(cuò)開(kāi)適當(dāng)?shù)木嚯x。4．遵守基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，以減小設(shè)計(jì)和制造夾具的時(shí)間和費(fèi)用。 定位基準(zhǔn)的選擇工件的定位是通過(guò)定位基面進(jìn)行的，因此這些基面的幾何形狀、尺寸及表面狀況在很大程度上決定著定位方法及所用定位元件的選擇，故從夾具設(shè)計(jì)角度出發(fā)提出如下選擇原則：（標(biāo)定加工面位置的面、線、點(diǎn)）重合，以避免產(chǎn)生基準(zhǔn)不符誤差ΔB。因此，欠定位的結(jié)果，將導(dǎo)致出現(xiàn)應(yīng)該限制的自由度而未予限制的不合理現(xiàn)象，從而無(wú)法保證該工序所規(guī)定的加工要求。一個(gè)物體在空間坐標(biāo)系中具有六個(gè)自由度。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。本課題的研究?jī)?nèi)容是圍繞如何充分利用己有的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和資源，提高夾具設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率，主要進(jìn)行了以下幾方面的研究:（1）在收集整理有關(guān)產(chǎn)品設(shè)計(jì)參考資料和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，分析產(chǎn)品零件的加工特征和加工車(chē)間的機(jī)床裝備的情況并提取零件的特征信息，確定零件的加工方案；（2）切削力計(jì)算，根據(jù)零件的加工方案計(jì)算相關(guān)的切削力；（3）定位裝置設(shè)計(jì)，其中包括定位方案的確定，定位元件的選擇以及定位誤差的計(jì)算等。有的系統(tǒng)已搜集了上千條規(guī)則，但因工件的多樣性和夾具設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，只能設(shè)計(jì)一些簡(jiǎn)單的夾具。下表11為當(dāng)前研究和應(yīng)用的柔性?shī)A具的工作原理和分類(lèi)的簡(jiǎn)表表11中原理和結(jié)構(gòu)均有創(chuàng)新的柔性?shī)A具如相變和偽相變式、適應(yīng)性?shī)A具、模塊化程序控制式、仿生抓夾式等正處于研究階段，有許多問(wèn)題尚未解決，如相變升降溫度引起工件變形對(duì)精度的影響，偽相變材料夾緊力不大，適應(yīng)性?shī)A具適應(yīng)范圍小，模塊化程序控制式夾具結(jié)構(gòu)太復(fù)雜，成本過(guò)高，而柔性有限，不容易在生產(chǎn)中普及，因此，到目前為止，尚沒(méi)有找到結(jié)構(gòu)上、經(jīng)濟(jì)上、實(shí)用上能與傳統(tǒng)夾具中己具柔性的一些夾具相匹敵的新型夾具。 計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)的發(fā)展，制造業(yè)越來(lái)越多的使用數(shù)控機(jī)床和加工中心組成柔性制造單元。為了將工件可靠定位，經(jīng)常用定位件和支撐件與工件表面相接觸，以限制工件包括移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)在內(nèi)的六個(gè)自由度，用夾緊來(lái)抵消切削力，以保證工件牢固定位。它就像PRO/E家庭的一個(gè)大管家，將觸角伸到每一個(gè)任務(wù)模塊。包括：PRO/FEM~POST（有限元分析）、PRO/MECHANICA CUSTOMLOADS（自定義載荷輸入）、PRO/MECHANICA EQUATIONS（第三方仿真程序連接）、PRO/MECHANICA MOTION（指定環(huán)境下的裝配體運(yùn)動(dòng)分析）、PRO/MECHANICA THERMAL（熱分析）、PRO/MECHANICA TIRE MODEL（車(chē)輪動(dòng)力仿真）、PRO/MECHANICA VIBRATION（震動(dòng)分析）、PRO/MESH （有限元網(wǎng)格劃分）。它既能作為高性能系統(tǒng)獨(dú)立使用，又能與其它實(shí)體建模模塊結(jié)合起來(lái)使用，它支持GB、ANSI、ISO和JIS等標(biāo)準(zhǔn)。事實(shí)上，PRO/E后階段的各個(gè)工作數(shù)據(jù)的產(chǎn)生都要依賴于實(shí)體建模所生成的數(shù)據(jù)。在為數(shù)眾多的CAD/CAM/CAE軟件中， 主流軟件包種類(lèi)繁多，PRO/E，UG，CIMATRON，MDT，I－DEAS，MASTERCAM都是個(gè)中極品，但PRO/E工業(yè)解決方案地位顯赫，它是美國(guó)PTC公司的拳頭產(chǎn)品，技術(shù)領(lǐng)先，在機(jī)械、電子、航空、航天、郵電、兵工、紡織等各行各業(yè)都有應(yīng)用，是CAD/CAM/CAE領(lǐng)域少有的頂尖“人物”。目錄一． 緒論………………………………………………… 1……………………………… 1……………………………………… 3………… 5……………………………… 6二． 設(shè)計(jì)課題的分析計(jì)算過(guò)程及平面圖繪制………… 8 ………………………………………… 9…………………………………… 9…………………………………… 14…………………………………… 16………………………………… 1公差和技術(shù)要求………… 18…………………………………… 21三、 銑床夾具三維造型設(shè)計(jì)……………………………25四、論文總結(jié)……………………………………………34五、謝辭…………………………………………………35六、主要參考資料………………………………………36七、附錄…………………………………………………37八、附文…………………………………………………48 摘要 計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)(CAFD)作為CIMS集成中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，克服傳統(tǒng)夾具設(shè)計(jì)存在的設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)，設(shè)計(jì)效率低等問(wèn)題，降低了設(shè)計(jì)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了夾具設(shè)計(jì)的質(zhì)量，從而能夠大幅度縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。AUTOCAD；計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)(CAFD) 第一章 緒論 本世紀(jì)的一個(gè)重大變革是全球市場(chǎng)的統(tǒng)一，它使市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)更加激烈，產(chǎn)品更新更快，但是有限的資源加上消費(fèi)者對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品的需求日益增加，使你合很難保持市場(chǎng)分額。 PRO/E的最新版本為PRO/，它可運(yùn)行于Windows/NT和UNIX平臺(tái)上，共有六大主模塊：（1）工業(yè)設(shè)計(jì)(CAID)模塊 工業(yè)設(shè)計(jì)模塊主要用于對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行幾何設(shè)計(jì)，以前，在零件未制造出時(shí)，是無(wú)法觀看零件形狀的，只能通過(guò)二維平面圖進(jìn)行想象。用 PRO/E生成曲面僅需2步～3步操作。有限元仿真使我們有了一雙慧眼，能“看到”零件內(nèi)部的受力狀態(tài)。在這一事件中出盡風(fēng)頭的CAMMAX軟件就是一種數(shù)控模塊。但在實(shí)際工作中，往往需要接受別的CAD數(shù)據(jù)。 單件小批生產(chǎn)一般選用通用夾具、可調(diào)整夾具和組合夾具等，使用這類(lèi)夾具時(shí)的調(diào)整和測(cè)量需要依賴經(jīng)驗(yàn)，而且需花費(fèi)大量時(shí)間。所以柔性的概念是模糊的。到現(xiàn)在大約經(jīng)歷了三代: （1）第一代是交互式夾具CAD系統(tǒng)，該系統(tǒng)應(yīng)用CAD軟件建立夾具元件庫(kù)，菜單驅(qū)動(dòng)的夾具裝配程序，借規(guī)定的坐標(biāo)系統(tǒng)和XY平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度來(lái)執(zhí)行夾具裝配操作，實(shí)際操作時(shí)費(fèi)時(shí)較多，但在工業(yè)上有實(shí)用價(jià)值。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)以培養(yǎng)夾具設(shè)計(jì)能力為主線，貫穿機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝的整個(gè)過(guò)程，通過(guò)學(xué)習(xí)夾具設(shè)計(jì)的基本原理、原則和方法，典型夾具的分析與設(shè)計(jì)，來(lái)培養(yǎng)獨(dú)立設(shè)計(jì)機(jī)械產(chǎn)品的能力。鍵槽長(zhǎng)度60177。 工件定位的基本原理工件定位的實(shí)質(zhì)，就是要使工件在夾具中占有某個(gè)確定的位置。應(yīng)該采用完全定位還是不完全定位，主要由該工序的加工要求來(lái)決定。如因某些結(jié)構(gòu)上的原因，無(wú)法避免過(guò)定位時(shí)，應(yīng)采取必要的相應(yīng)措施，以減小由于過(guò)定位所造成的影響。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(wú)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(chēng)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(guò)定位現(xiàn)象。不當(dāng)?shù)貌徊捎妹孀龆ㄎ换鶞?zhǔn)時(shí)，應(yīng)盡量只用一次。方案1：，端面加止推銷(xiāo)，如圖22a所示。由《機(jī)床夾具手冊(cè)》查得，技術(shù)條件為材料20號(hào)鋼。（3） 夾緊裝置應(yīng)操作安全、方便、省力。液壓缸的結(jié)構(gòu)型式為單作用式油缸。采用對(duì)刀塞尺的目的，是為了不使刀具與對(duì)刀塊直接接觸，以免損壞刀刃或造成對(duì)刀塊過(guò)早磨損。在夾具體上，安裝組成該夾具所需要的各種元件、機(jī)構(gòu)和裝置等。圖27圖27為定位鍵，其技術(shù)要求：（1）材料：45鋼（2）熱處理：HRC40~45（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》。；Ⅰ工位與Ⅱ。s+imin式中 h——對(duì)刀塊的位置尺寸：H——定位基準(zhǔn)至加工表面的距離；S——塞尺厚度。,所以對(duì)刀塊水平方向的位置尺寸為　　　　　　?。?= h=(+)mm=（基本尺寸）對(duì)刀塊垂直方向的位置尺寸為　　　　　　?。?=()mm= h2=()mm=(基本尺寸)取工件相應(yīng)尺寸公差的1/2—1/5得　　　　　　　h=177。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中各項(xiàng)加工誤差之總和等于或小于該工序所規(guī)定工序誤差: Δj+Δw Δg Δj——與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差； Δw——與工序中除夾具外其他因素有關(guān)的誤差； Δg——工序公差。因此，對(duì)稱(chēng)度的定位誤差為零。由以上幾項(xiàng)共同組成夾具誤差。從而實(shí)現(xiàn)了工件的完全定位。該夾具中對(duì)刀塊7與定位銷(xiāo)9的軸心線的距離18177。在卡爪3的末端開(kāi)有三條軸向槽，形成三片簧瓣，繼續(xù)擰緊螺母，錐套5即迫使簧瓣脹開(kāi)，使其鎖緊在夾具中，從而增強(qiáng)夾緊剛度，以免銑削時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)。　　定位元件的精度即22H7/g36177。要盡量小方能保證夾緊穩(wěn)定，可靠。根據(jù)工件的進(jìn)給方式，一般可將銑床夾具分為下列二種類(lèi)型：　　　　這類(lèi)夾具在銑削加工中隨銑床工作臺(tái)作直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。根據(jù)加工要求，也可用兩個(gè)銑刀頭同時(shí)進(jìn)行粗、精加工　　（三）專(zhuān)用銑床夾具的結(jié)構(gòu)分析。因此銑夾具底面A和定位鍵的工作面B 是銑夾具與銑床的接合面?！　”竟ば虿捎脙砂雁姷锻瑫r(shí)進(jìn)行加工，圖832為用于大批生產(chǎn)的夾具。　　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~。對(duì)于A型鍵，其與夾具體槽和工作臺(tái)T形槽的配合尺寸均為B，其公差帶可選h6或h8。如定位精度要求高時(shí)，可修配定位鍵下部的尺寸b，或在安裝夾具時(shí)將夾具推向T形槽的一側(cè)。使用時(shí)，將塞尺放在刀具與對(duì)刀塊之間，憑抽動(dòng)的松緊感覺(jué)來(lái)判斷，以適度為宜?！楹?jiǎn)化夾具結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)中有時(shí)不用對(duì)刀裝置，而采用試切法、標(biāo)準(zhǔn)件對(duì)刀法或用百分表來(lái)元件相對(duì)于刀具的位置第三章 銑床夾具三維造型設(shè)計(jì)三維實(shí)體模型可以將用戶的設(shè)計(jì)思想以最真實(shí)的模型在計(jì)算機(jī)上表現(xiàn)出來(lái)。參數(shù)驅(qū)動(dòng)是一種新的參數(shù)化方法，其基本特征是直接對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作。在產(chǎn)生任何實(shí)體特征前，先生成三個(gè)相互垂直的面(TOP, FRONT,RIGHT)作為產(chǎn)生任何特征時(shí)參考用。有成功同樣存在著不足，由于時(shí)間、條件和本人技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)難免會(huì)留下很多的漏洞，很多先進(jìn)的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)沒(méi)有被使用到設(shè)計(jì)中，并且沒(méi)有在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中去體驗(yàn)設(shè)計(jì)所存在的缺點(diǎn)，都成了本設(shè)計(jì)的遺憾。同樣我也要衷心的感謝教育過(guò)和指導(dǎo)過(guò)我的各位老師，感謝給予我?guī)椭呐笥褌?，?jǐn)獻(xiàn)上我最真摯的祝福?；仡櫞舜萎厴I(yè)設(shè)計(jì)，是大學(xué)三年所學(xué)知識(shí)很好的總結(jié)。國(guó)內(nèi)從九十年代初就開(kāi)始研究CAFD技術(shù)，到現(xiàn)在己發(fā)展到第三代，即能自動(dòng)生成夾具結(jié)構(gòu)，并與CAD及CAM有良好的接口，但該系統(tǒng)離實(shí)際應(yīng)用還有一段距離。與其他參數(shù)化方法相比較，參數(shù)驅(qū)動(dòng)方法具有簡(jiǎn)單、方便、易開(kāi)發(fā)和使用的特點(diǎn)，能夠在現(xiàn)有的繪圖系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。Pro/E參數(shù) 化 設(shè) 計(jì)(Parametric)設(shè)計(jì)(也叫尺寸驅(qū)動(dòng)DimensionDriven)是CAD技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中提出的課題，它不僅可使CAD系統(tǒng)具有交互式繪圖功能，還具有自動(dòng)繪圖的功能。平塞尺(圖b)的厚度H常用的為5mm，圓塞尺(圖c)的基本尺寸d為3mm或5mm，設(shè)計(jì)時(shí)可參閱《夾具零件及部件》中的GB2244—80和GB2245—80。　　　　銑床夾具在工作臺(tái)上安裝好了以后，還要調(diào)整銑刀對(duì)夾具的相對(duì)位置，以便于進(jìn)行定距加工。為了提高精度可采用B型鍵，與機(jī)床T形槽實(shí)際尺寸配作?！　×硗?，銑削加工時(shí)產(chǎn)生大量切屑，應(yīng)有足夠的排屑空間。在工位Ⅱ上，用圓弧銑刀銑油槽，工件以外圓、已加工過(guò)的鍵槽及端面作為定位基準(zhǔn)，在V形塊11，定位銷(xiāo)12和止推銷(xiāo) 14上完全定位。該夾具定位銷(xiāo)9的軸心線應(yīng)垂直于定位鍵的B面定位銷(xiāo)9的臺(tái)肩平面應(yīng)垂直于底面A，它們的精度均影響夾具的安裝誤差。圖829為成批生產(chǎn)中加工該零件的單件銑床夾具。夾具2安裝在雙工位轉(zhuǎn)臺(tái)3上，當(dāng)夾具1工作時(shí)，可以在夾具2上裝卸工件?！　。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?！　”竟ば虿捎脙砂雁姷锻瑫r(shí)進(jìn)行加工，圖832為用于大批生產(chǎn)的夾具。因此銑夾具底面A和定位鍵的工作面B 是銑夾具與銑床的接合面?！　《ㄎ辉木燃?2H7/g36177。在卡爪3的末端開(kāi)有三條軸向槽，形成三片簧瓣，繼續(xù)擰緊螺母，錐套5即迫使簧瓣脹開(kāi)，使其鎖緊在夾具中，從而增強(qiáng)夾緊剛度，以免銑削時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)。（1）定位誤差ΔD 由于兩V形塊10一般在裝配后一起精加工V形面，它們的相互位置誤差極小，可視為一長(zhǎng)V形塊，所以ΔD=0。本題的定位鍵在Ｔ形槽中有兩種位置，如圖210所示。