【文章內容簡介】 換。 3）工藝系統(tǒng)受力變形及其對加工精度的影響 工藝系統(tǒng)受力變形主要包括工藝系統(tǒng)剛度對加工精度的影響其次是慣性力、重力和夾緊力所引起的加工誤差。 4）其他方面的影響 工藝系統(tǒng)熱變形及工件的內應力引起的變形都不同程度的影響著工件的加工精度。 提高加工精度的工藝措施 1）直接消除和減少原始誤差 在加工剛性不足的圓環(huán)零件或磨削精密薄片零件時，為消除或減少夾緊變形而產生的誤差，可采用彈性夾緊機構或采用臨時性加強工件剛性的方法。在磨削精密的薄片時還可以采用環(huán)氧樹脂粘合劑或厚油脂，利用其流動性，在工件處于自由狀態(tài)下，填充在工件與平板或電磁工作臺之間的間隙，從而增強工件的剛性。 2）補償或抵押原始誤差 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 12 補償誤差的方法就是造出一種新的誤差去抵消工藝系統(tǒng)中出現(xiàn)的關鍵性的原始誤差。誤差抵消的方法是利用原有的一種誤差去抵消另一種誤差。無論何種方法，力求使兩者大小相等，方向相反，從而使其抵消而減少，甚至完全消失。這 種誤差消除的方法使用的不多。 3）轉移變形或轉移誤差 工件系統(tǒng)調整時，如機床進給機構的精度或定程機構的定位精度較低，不能保證加工的精度，可以采用精確的量具來控制刀架的位移，以提高精度，這也是生產中常用的誤差轉移的方法。 4） “就地加工 ”保證精度 在機械加工和裝配中，有些精度問題牽涉到很多零件的相互關系，如果僅僅從提高零部件本身的精度著手，有些精度指標不但不能達到，即使達到，成本也很高。采用此方法，不但能保證裝配后的最終精度，而且，在零件的機械加工中也常常用來保證加工精度。 5）加工過程的積極控制 積極控制主 要有三種形式：主動測量、偶見配合加工、積極控制起決定作用的加工條件。 本章小結 本章重點研究了夾具的定義、作用及分類、夾具設計時的要求及其相關的注意事項。另外，還分析了傳動軸凸緣叉機床夾具設計的要點，為夾具的設計提供現(xiàn)實的理論依據(jù)。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 13 第 4章 夾具的設計 概述 夾具的定義和作用 1）夾具的定義：夾具是用以裝夾工件的裝置。機械制造過程中廣泛地使用各種夾具，包括機床夾具、裝配夾具、焊接夾具、熱處理夾具、檢驗夾具等。機床夾具用于切削加工。在切削加工中，用以 固定加工對象，使之定位。機床、夾具、刀具、工件在加工時組成加工系統(tǒng)，工件實現(xiàn)定位和夾緊。 2）夾具的作用：保證加工精度；減少安裝工件的輔助時間，提高勞動生產率；改善勞動條件，減少勞動量和勞動強度；降低加工成本，擴大機床的使用范圍；保證安全生產等。 夾具的分類 機床夾具一般按適用對象、使用特點、使用機床和動力源分類。具體說來，有： 1）通用夾具：用以加工兩種或兩種以上工件的同一夾具。特點：能較好地適應加工工序和加工對象的變換，一般結構均已定型，尺寸、規(guī)格系列化。 2）專用夾具：專為某一工件的某一工 序而設計的夾具。 3）可調夾具：通過調整或更換個別零、部件，能適用多種工件加工的夾具。特點：夾具的使用對象在設計前并不非常確定，通用性范圍大。 4）成組夾具：根據(jù)成組技術原理設計的用于成組加工的夾具。設計成組夾具的前提是成組工藝。特點：只需對個別定位和夾緊元件進行調整或更換，即可用于加工成組內的所有零件。 5）組合夾具：由可循環(huán)使用的標準夾具零、部件組裝成易于聯(lián)接和拆卸的夾具。 6）隨行夾具：用以裝夾工件，并由工件輸送帶送至自動線各工位的裝置。 夾具設計的意義 夾具是機械制造廠里使用的一種工藝裝 備。對工件進行機械加工時，為了保證加工要求，首先要使工件相對于刀具及機床有正確的位置，并使這個位置在加工過程中不因外力的影響而變動，即準確的定位和夾緊。為此，在進行機械加工之前，先要對其進行夾具設計。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 14 CAD軟件的介紹 傳動軸凸緣叉的夾具設計過程中主要的二維繪圖工具就是 CAD 軟件如夾具的各零件圖以及裝配圖都是利用 CAD 軟件設計， AutoCAD 是美國 Autodesk 公司推出的深受廣大工程技術人員喜愛的通用計算機輔助繪圖和設計軟件包，它具有易于掌握、使用方便的特點。 Autodesk 公司自 1982 年 12 月推出第一代 AutoCAD 產品以來，經過 AutoCAD 、 AutoCAD 、 R R R1 R1 R1 R1 AutoCAD 2020等版本，進行了十幾次升級。如今， AutoCAD 已廣泛應用于建筑、機械、電子、航天、造船、氣象、紡織、廣告、學校等部門和工程設計領域。 AutoCAD 的問世，使數(shù)以萬計的工程技術人員從繁重的手工制圖中解脫出來，工程設計率先實現(xiàn)了現(xiàn)代化作業(yè)。最新一代的 AutoCAD2020 是最豐富的繪圖軟件，與 R14 相比，增加和改進了 400 多項功能，其主要進展有以下 幾個方面： 1）多文檔設計環(huán)境。運行 AutoCAD2020 可以同時打開多個圖形文件，在不中斷當前命令的前提下，實現(xiàn)圖形之間的拖動和復制，既方便又快捷。多文檔設計環(huán)境不僅提高了設計工作的效率，而且節(jié)約了內存空間。 2）對象特殊性管理窗口。對象特殊性管理窗口，它是 AutoCAD2020 的用戶界面從 “以命令為中心 ”向 “以設計為中心 ”模式發(fā)展的具體體現(xiàn)，在此用戶可以直接查看和編輯 AutoCAD 的對象特性，使用戶以更高的效率關注設計對象本身，真正實現(xiàn)了用戶長期以來所期望的功能。 3） AutoCAD 設計中心。 AutoCAD 設計中心可以看成是一個中心倉庫，在此用戶不僅可以瀏覽到自己的設計，而且還可以借鑒他人的設計思想和設計圖形。 AutoCAD設計中心使用十分方便，只需輕輕拖拽鼠標，就可以將一幅圖中的圖形、文字樣式、標注樣式、圖層、塊、外部參照、布局、線形、填充圖案等復制到另一幅圖中，迅速而有效的地共享設計成果，提高設計效率。 4）一體化的繪圖輸出體系。 AutoCAD 2020 新增的布局功能，就象 Excel 的一張張工作表，多側面顯示和打印輸出同一設計方案，加上更加靈活而方便的打印輸出功能，真正實現(xiàn)了 “所見即所得 ”。 5）三維 功能的增強。 AutoCAD 2020 新增的動態(tài)旋轉功能，使得三維視圖的操作和三維可視化變得十分容易，它可以清晰、準確、迅速地顯示三維模型。 夾具設計中需注意的問題 在夾具設計過程中，對于被加工零件的定位、夾緊等主要問題，設計人員一般都會考慮的比較周全，但是，夾具設計還經常會遇到一些小問題，這些小問題如果處理不好，也會給夾具的使用造成許多不便，甚至會影響到工件的加工精度。在此歸納一黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 15 下在夾具設計中經常遇到的一些小問題，具體如下： 清根問題 在設計端面和內孔定位的夾具時，會遇到夾具體定 位端面和定位外圓交界處清根問題。端面和定位外圓如不連接就無此問題。 夾具要不要清根，應根據(jù)工件的結構而定。如果零件定位內孔孔口倒角較小或無倒角，則必須清根；如果零件定位孔孔口倒角較大或孔口是空位，則不需要清根，而且交界處可以倒為圓角。端面與外圓定位時，也采取一樣的規(guī)則。 讓刀問題 在設計圓盤類刀具（如銑刀、砂輪等）加工的夾具時，會存在讓刀問題。設計這類夾具時，應考慮銑刀或砂輪完成切削或磨削后，銑刀或砂輪的退刀位置，其位置大小應根據(jù)所使用的銑刀或砂輪的直徑大小，留出超過刀具半徑的尺寸位置即 可。 更換問題 在設計加工結構相同或相似，尺寸不同的系列產品零件夾具時，為了降低生產成本，提高夾具的利用率，往往會把夾具設計為只更換某一個或幾個零件的通用型夾具。 定位件外圓與夾具體孔之間的配合不能有間隙，若有了間隙就會影響夾具的定位精度；但是，兩者之間也不能有太大的過盈量，如果過盈量太大，就使得零件更換困難。所以，設計時一般采用較緊的過渡配合。為了使定位件能夠順利拆下來，可以在定位件中心設計一螺孔，用一螺桿擰入螺孔內，定位件就能順利地被頂出。當然，此螺孔直徑應小于夾具體孔。 防松問題 在夾具設計中，經常會使用雙頭螺柱，雙頭螺柱一端固定于夾具上，另一端用螺母壓緊于加工的零件。雙頭螺柱與夾具的固定端一般采用六角薄螺母鎖緊，然而用螺母鎖緊后，在使用中常常會出現(xiàn)松動。如果把螺柱的固定端與夾具體背面基本擰平（螺柱頭略低于夾具體），在背面（即左端面）螺紋旋合處，沿圓周均勻鉚三點，就能夠起到防松作用。而且省去鎖緊螺母，需要時還可以進行更換。 1）有適當?shù)木群统叽绶€(wěn)定性 夾具體上的重要表面，如安裝定位工件的表面、導向元件的表 面以及夾具體的安裝基面等，應有適當?shù)某叽绾托螤罹龋麄冎g應有適當?shù)奈恢镁取? 為使夾具體尺寸穩(wěn)定，鑄造夾具體要進行時效處理，焊接和鍛造夾具要進行退火處理。 2）有足夠的強度和剛度 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 16 加工過程中，夾具體要承受較大的切削力和夾緊力。為保證夾具體不產生不允許的變形和振動，夾具體應該有足夠的強度和剛度。因此夾具體須有一定的壁厚，鑄造和焊接夾具體常設置加強肋，或在不影響工件裝卸的情況下采用框架式夾具體。 3）結構工藝性好 夾具體應便于制造、裝配和檢驗。鑄造夾具體上安裝各種元件的表面應鑄出凸臺，以減少加工面積。夾具 體毛面與工件之間應留有足夠的間隙。夾具體結構型式應便于工件的裝卸，分為開式、半開式和框架式結構等。 4）排屑方便 切屑多時，夾具體上應考慮排屑結構。可以在夾具體上開排屑槽或在夾具體下部設置排屑斜面。 5）在機床上安裝穩(wěn)定可靠 夾具在機床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機床上相應表面的接觸或配合實現(xiàn)的。當夾具在機床工作臺上安裝時，夾具的重心應盡量低，重心越高則支承面應越大；夾具底面四邊應凸出，使夾具體的安裝基面與機床的工作臺面接觸良好 [8]。 6）提高