【文章內(nèi)容簡介】 削用量1 選擇砂輪 見《工藝手冊》第三章中磨料選擇各表，結(jié)果為其含義是：砂輪磨料為白剛玉，粒度為16，硬度為中軟級，陶瓷結(jié)合劑，6號組織，平型砂輪，其尺寸為。2 切削用量的選擇。砂輪轉(zhuǎn)速，（雙行程）。軸向進給量 工件速度徑向進給量3 切削工時 (513)式中 L 單邊加工余量， 系數(shù)， 工作臺移動速度 工作臺往返一次砂輪軸向進給量 工作臺往返一次砂輪徑向進給量[10] = 確定磨削的磨削用量 已知條件與上面一樣，現(xiàn)在來計算切削工時 = = 確定磨削的磨削用量已知條件與上面一樣，現(xiàn)在來計算切削工時 ==6 夾具設計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具和老師商量后決定，設計2套專用夾具，第一套用來車削外圓的頂尖夾具，第二套用來鉆孔的專用夾具，車削刀具為硬質(zhì)合金車刀，鉆孔為高速鋼麻花鉆，它們分別對工件進行加工。我們先設計車削夾具，后在設計鉆孔夾具[11]。 車削頂尖夾具的設計 問題的提出夾具的種類很多，有通用夾具，專用夾具和組合夾具等，本夾具是用來車削粗車和半精車半軸的外圓和臺階面的，由于本零件比較特殊，為了使定位誤差為零 ，我們設計基準為半軸左右兩邊的的頂尖位置，作為主要的基準。在刀具方面我們選用硬質(zhì)合金車刀刀具加工。 確定定位方案，設計定位元件工件上的加工為車削軸的外圓，故應按完全定位設計夾具，并力求遵守基準重合原則，以減少定位誤差對加工精度的影響，所以根據(jù)半軸本身的加工特點來選擇定位的方式。由于半軸的長度相對較長，而直徑較小，所以給車削加工的夾具設計帶來一定的困難，而且不加工表面的粗糙度又較大，所以選擇在不加工表面夾緊定位加工時不能夠滿足要求的，所以我們選擇用兩邊的頂尖夾緊，來實現(xiàn)定位加工。：計算夾緊力時，通常將夾具和工件看成是一個剛性系統(tǒng)。本工序在車削加工過程中切削力為圓周切削分力，因此，在計算夾緊力時可以不計算徑向切削分力和軸向切削分力。為保證夾緊可靠，應將理論夾緊力乘上安全系數(shù)作為工件加工時所需要的夾緊力。即：，即：，其中，查《機床夾具設計手冊》表121得：；；；；；；，所以=。查《機床夾具設計手冊》表127得：，表128得，其中，查《機床夾具設計手冊》表121得：；；；；，所以=。所以因此，實際所需要的夾緊力為。由于兩端是頂尖裝夾，左頂尖直接裝夾在機床尾座上，有頂尖裝夾在機床主軸上，所以加緊力是滿足要求的。 繪制夾具總體圖當上述各種元件的結(jié)構(gòu)和布置確定之后，也就基本上決定了夾具體和夾具整體結(jié)構(gòu)的型式。繪圖時先用雙點劃線（細線）繪出工件，然后在各個定位面繪制出定位元件和夾緊機構(gòu)，就形成了夾具體。并按要求標注夾具有關(guān)的尺寸、公差和技術(shù)要求。 鉆孔專用夾具的設計 問題的提出本夾具是用來加工半軸右邊圓盤上面6個的孔，由于我們選擇在立式鉆床上加工，所以選擇的定位基準是圓盤上面的臺階面，設計夾具時，我們要滿足一些基本要求：應有足夠的強度和剛度，結(jié)構(gòu)簡單具有良好的工藝性，尺寸穩(wěn)定和便于排屑等。為了提高生產(chǎn)效率，我們選用高速鋼麻花鉆刀具加工。 確定定位方案，設計定位元件工件上的加工孔為通孔，沿孔軸線方向的自由度可不予以限制，但是為增強加工時工件的剛性，必定限制孔軸線方向的自由度，故應按完全定位設計夾具，并力求遵守基準重合原則，以減少定位誤差對加工精度的影響。由于工件在鉆Φ14mm孔時，采用圓盤上面的臺階面定位，這樣，既增加了工件的穩(wěn)定性，又兼顧了基準重合原則。為實現(xiàn)定位方案，所使用的定位元件：用鉆磨板與臺階面直接接觸，在用兩邊的螺栓夾緊，可以限制工件的6個不定度，達到完全定位。工件下面直接放在座子上面起輔助支承，不起定位作用。 夾緊力計算：計算夾緊力時，通常將夾具和工件看成是一個剛性系統(tǒng)。本工序在鉆削加工過程中切削力分解為切削扭矩和軸向切削力，因軸向切削力的作用方向與夾具的夾緊方向相同，有助于工件的夾緊，因此，在計算夾緊力時可以不計算軸向切削力。為保證夾緊可靠，應將理論夾緊力乘上安全系數(shù)作為工件加工時所需要的夾緊力。即：，其中，查《機床夾具設計手冊》表121得：；；；；；；，所以=。查《機床夾具設計手冊》表127得：，表128得，鉆頭的直徑為d=，所以。因此，實際所需要的夾緊力為。夾緊機構(gòu)采用螺旋夾緊機構(gòu)，機構(gòu)的傳動效率為，單個螺旋夾緊產(chǎn)生的夾緊力為： (61) 查《機床夾具設計手冊》表1220，得=，表1221，得=，表1222，得。==。則作用在活動壓塊上的夾緊力為：夾緊機構(gòu)受力如圖61所示。所以: (62) == 53088圖61夾緊機構(gòu)受力示意圖因 ＜，所以該螺旋機構(gòu)能滿足鉆削加工要求。 繪制夾具總體圖當上述各種元件的結(jié)構(gòu)和布置確定之后，也就基本上決定了夾具體和夾具整體結(jié)構(gòu)的型式。繪圖時先用雙點劃線（細線）繪出工件，然后在各個定位面繪制出定位元件和夾緊機構(gòu)，就形成了夾具體。并按要求標注夾具有關(guān)的尺寸、公差和技術(shù)要求[1214]。7 位置量規(guī)設計設計下圖所示的位置量規(guī)。（一）結(jié)構(gòu)分析1 分析(1)零件有一處位置公差要求 1)基準F2)基準G(2)被測要素均為中心要素,且遵守相關(guān)原則。2 結(jié)構(gòu)設計工作部位本例按同時檢驗設計。位置量規(guī)設計成主體量規(guī)和輔助(活動)量規(guī)。 技 術(shù) 要 求 材料 40圖71 工件(1) 主體結(jié)構(gòu)見圖72（有關(guān)工作部位尺寸由計算決定）。(2)量規(guī)（活動）輔助量規(guī)結(jié)構(gòu)見圖將在圖紙上面繪制。（二）工作部位尺寸計算1 量規(guī)公差 根據(jù)，分別由表43和表44序號查得 2 按公式計算位置量規(guī)工作部分尺寸 （由工作者確定，現(xiàn)若取為14） (71) 圖72 主體結(jié)構(gòu)圖8夾具設計在機械制造中，為完成需要的加工工序、裝配工序及檢驗工序等，使用著大量的夾具。利用夾具，可以提高勞動生產(chǎn)率，提高加工精度，減少廢品；可以擴大機床的工藝范圍，改善操作的勞動條件。因此，夾具是機械制造中的一項重要的工藝裝備。按夾具的應用范圍分類有：通用夾具、專用夾具、成組夾具、組合夾具；按夾具上的動力源分類有：手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、電動夾具、磁力夾具、真空夾具、切削力及離心力夾具。 夾具設計的基礎理論一個好的機床夾具，首先要保證能加工出合格的產(chǎn)品。為此，所設計的夾具首先應滿足以下兩項要求：(1)在未受外力作用時，加工件對刀具和機床應保持正確的位置，即加工件應有正確的定位。(2)在加工過程中，作用于加工件上的各種外力，不應當破壞加工件原有的正確定位即對加工件應有正確的夾緊。 定位原理在機械加工中，我們要求加工出來的表面．對加工件的其它表面保持規(guī)定的位置尺寸。因為加工表面是由切削刀具和機床的綜合運動所造成，所以在加工時，必須使加工件上的規(guī)定表面(線、點)對刀具和機床保持正確的位置才能加工出合格的產(chǎn)品。1 定位原理把加工件上的規(guī)定表面(線、點)與夾具上的規(guī)定表面(線、點)相互靠住的這一措施，叫做夾工件在夾具中的定位。該加工件上的這種規(guī)定表面(線、點)稱為定位基準。2 定位基本原理在夾具設計中的應用自由物體定位的基本原理：自由的物體，它對三個互相垂直的坐標面來說，有六種活動的可能性，其中三種是移動，三種是轉(zhuǎn)動，習慣上，我們把這種活動的可能性稱為自由度。當物體的六個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。定位元件所能限制的自由度數(shù)與定位元件的形式、數(shù)量及布置情況有關(guān)；夾具中的超定位如果兩種定位元件均能限制加工件的同一個自由度時，就發(fā)生了超定位，超定位能產(chǎn)生一些不良后果。如使定位不穩(wěn)定，降低了定位精度；因加工件定位基準間的誤差，使加工件裝不進夾具等。在設計中應盡量避免超定位。 夾緊原理 在生產(chǎn)實踐中，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、作用點和支承的位置選擇不當)可能出現(xiàn)如下問題：①加工件飛出夾具，打壞刀具，造成安全事故；②加工出來的位置尺寸不準確；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。因此，當加工件正確定位后．還需要獲得良好的夾緊狀態(tài)。使加工件獲得良好的夾緊狀態(tài)的措施，叫做正確的夾緊。加工件的正確夾緊原則，如何克服重力的影響，把加工件壓回正確位置，是正確夾緊原則之一。所以在考慮定位方案及設置定位支承時，應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)。，如何使已獲得正確定位的加工件不脫離正確位置，是正確夾緊原則之二。所以，在制定夾緊方案時，應盡可能避免夾緊力與支承反力構(gòu)成力偶。，如何使加工件不產(chǎn)生超出允許范圍的變形，是正確夾緊原則之三。所以在制定夾緊方案時，對于剛性較差的加工件，應盡可能避免產(chǎn)生或應盡可能減小由夾緊力產(chǎn)生的彎曲力矩。，如何避免加工件發(fā)生不能允許的振動，是正確夾緊原則之四。所以，在制定夾緊方案時，對于剛性較差的加工件，應盡可能避免產(chǎn)生或應盡可能減小由切削力產(chǎn)生并作用于加工件上的彎曲力矩。，是正確夾緊原則之五。所以，在制定夾緊方案時，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。 簡述計算機設計專用夾具專用夾具是為完成某一工件的某一工序而專門設計的工藝設備。與組合夾具相比，專用夾具具有以下特殊的優(yōu)點：(1)能確保工件的加工精度；(2)總體方案與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應；(3)操作方便，能減輕工人的勞動強度；(4)便于排屑，有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。傳統(tǒng)的專用夾具設計需要耗費大量的時間進行設計計算，需要經(jīng)驗豐富的夾具設計人員來完成，勞動量大，效率低。20世紀80年代以來，將計算機技術(shù)應用到夾具設計中一直是機械領(lǐng)域研究的課題之一。傳統(tǒng)夾具設計理論與先進的計算機技術(shù)相結(jié)合而開發(fā)出的各種CAFD系統(tǒng)成為專用夾具新的設計方法。最初的交互式設計系統(tǒng)是由設計人員簡單應用CAD軟件的圖形功能，建立一個標準夾具元件數(shù)據(jù)庫，設計者根據(jù)經(jīng)驗選擇元件，并裝配成夾具。隨后開發(fā)的CAFD系統(tǒng)建立了定位方法選擇、工件信息檢索等模塊，大大提高了CAFD系統(tǒng)的實用性。這些都是基于二維平臺開發(fā)的。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，三維繪圖成了計算機輔助設計的有力工具。多數(shù)三維繪圖軟件都建立了標準件庫，同時允許用戶建立自己的元件庫。這為交互式夾具設計提供了更好的平臺交互式夾具設計步驟以傳統(tǒng)夾具設計步驟為基礎。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)人員來完成夾具的定位方案、導向方案、夾緊方案的設計，并通過人機交互的方式完成各功能元件和部件的選擇和設計。然后進入三維繪圖環(huán)境，采用人工交互的方式進行參數(shù)化驅(qū)動，以獲得尺寸滿足要求的零件和部件，裝配后繪出裝配圖和零件圖。交互式夾具設計系統(tǒng)適合于開發(fā)新產(chǎn)品和需要加工新工件、沒有已有夾具信息可以利用的情況。對于大多數(shù)制造業(yè)企業(yè)來說，待加工的工件相似性高，因此要設計的夾具只需要在尺寸或結(jié)構(gòu)上進行部分修改，這就使夾具設計中重復性工作多，需要繁瑣的人工繪圖工作。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)。因此基于實例推理的夾具設計理論得到了發(fā)展和實際應用。CAPP在世界范圍內(nèi)掀起的熱潮，又由于工藝和夾具的密切聯(lián)系而后者又有其獨立性，推動了計算機輔助夾具設計系統(tǒng)的研究和開發(fā)。FMS和CIMS的興起和開發(fā)，迫切需要柔性夾具實現(xiàn)快速生產(chǎn)準備。同時，以計算機輔助夾具設計系統(tǒng)為基礎的夾具信息系統(tǒng)是CIMS中信息集成的一個重要環(huán)節(jié)。根據(jù)國內(nèi)外現(xiàn)已開發(fā)的夾具設計軟件系統(tǒng)，計算機輔助夾具設計是目前比較成熟的夾具設計系統(tǒng)。計算機輔助夾具設計可歸納為四種方法：部分自動化的夾具設計、夾具自動設計(AFD)法、參數(shù)夾具設計、據(jù)已有夾具方案進行夾具設計[1518]。 夾具設計技術(shù)的發(fā)展趨勢由于CAD/CAM系統(tǒng)的迅速發(fā)展以及越來越廣泛使用的多軸CNC機床，使得對形狀復雜工件的設計和加工過程控制的自動化程度要求越來越高。因此對夾具設計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，同時應能適用于各種形狀的工件。以組合夾具元件為基礎的夾具自動設計(AFD)將是夾具設計的一個主要發(fā)展趨向。組合夾具自動設計系統(tǒng)可分為兩種類型，一種是在CAD基礎上的擴展系統(tǒng)；另一種是經(jīng)驗法則的專家系統(tǒng)。這兩種系統(tǒng)目前都還不完善，為了將這些設計系統(tǒng)應用于生產(chǎn)實踐，必須建立更大數(shù)量的“規(guī)則”以擴展專家系統(tǒng)；在理論上通過分析研究工件和夾具間關(guān)系的基本規(guī)律，建立起一些新的理論基礎；另外，在開發(fā)、研究AFD軟件系統(tǒng)的同時，夾具硬件設計的研究也必須同時進行，以增強整個夾具設計的自動化程度。另一方面，計算機技術(shù)的發(fā)展為夾具設計提供了有利的工具。CAFD系統(tǒng)已經(jīng)從對二維繪圖軟件的二次開發(fā)發(fā)展到實現(xiàn)與三維繪圖軟件的集成設計，使夾具的結(jié)構(gòu)表達更清晰。三維繪圖軟件成為CAFD 的有利工具。隨著CIMS、并行工程和敏捷制造技術(shù)的發(fā)展，企業(yè)對CAFD的需求也越來越迫切 。歸納目前CAFD系統(tǒng)的研