【文章內(nèi)容簡介】 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(jí)，陶瓷結(jié)合劑，6號(hào)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(jìn)給量 工件速度徑向進(jìn)給量3 切削工時(shí) (513)式中 L 單邊加工余量， 系數(shù)， 工作臺(tái)移動(dòng)速度 工作臺(tái)往返一次砂輪軸向進(jìn)給量 工作臺(tái)往返一次砂輪徑向進(jìn)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(jì)算切削工時(shí) = = 確定磨削的磨削用量已知條件與上面一樣，現(xiàn)在來計(jì)算切削工時(shí) ==6 夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具和老師商量后決定，設(shè)計(jì)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(duì)工件進(jìn)行加工。我們先設(shè)計(jì)車削夾具，后在設(shè)計(jì)鉆孔夾具[11]。 車削頂尖夾具的設(shè)計(jì) 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(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)。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(shè)計(jì)定位元件工件上的加工為車削軸的外圓，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，所以根據(jù)半軸本身的加工特點(diǎn)來選擇定位的方式。由于半軸的長度相對(duì)較長，而直徑較小，所以給車削加工的夾具設(shè)計(jì)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(shí)不能夠滿足要求的，所以我們選擇用兩邊的頂尖夾緊，來實(shí)現(xiàn)定位加工。：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)。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(jì)算夾緊力時(shí)可以不計(jì)算徑向切削分力和軸向切削分力。為保證夾緊可靠，應(yīng)將理論夾緊力乘上安全系數(shù)作為工件加工時(shí)所需要的夾緊力。即：，即：，其中，查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表121得：；；；；；；，所以=。查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表127得：，表128得，其中，查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表121得：；；；；，所以=。所以因此，實(shí)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(jī)床尾座上，有頂尖裝夾在機(jī)床主軸上，所以加緊力是滿足要求的。 繪制夾具總體圖當(dāng)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(shí)先用雙點(diǎn)劃線（細(xì)線）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。并按要求標(biāo)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(shè)計(jì) 問題的提出本夾具是用來加工半軸右邊圓盤上面6個(gè)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(zhǔn)是圓盤上面的臺(tái)階面，設(shè)計(jì)夾具時(shí)，我們要滿足一些基本要求：應(yīng)有足夠的強(qiáng)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(shè)計(jì)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(qiáng)加工時(shí)工件的剛性，必定限制孔軸線方向的自由度，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。由于工件在鉆Φ14mm孔時(shí)，采用圓盤上面的臺(tái)階面定位，這樣，既增加了工件的穩(wěn)定性，又兼顧了基準(zhǔn)重合原則。為實(shí)現(xiàn)定位方案，所使用的定位元件：用鉆磨板與臺(tái)階面直接接觸，在用兩邊的螺栓夾緊，可以限制工件的6個(gè)不定度，達(dá)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(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)。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(jì)算夾緊力時(shí)可以不計(jì)算軸向切削力。為保證夾緊可靠，應(yīng)將理論夾緊力乘上安全系數(shù)作為工件加工時(shí)所需要的夾緊力。即：，其中，查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表121得：；；；；；；，所以=。查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表127得：，表128得，鉆頭的直徑為d=，所以。因此，實(shí)際所需要的夾緊力為。夾緊機(jī)構(gòu)采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率為，單個(gè)螺旋夾緊產(chǎn)生的夾緊力為： (61) 查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1220，得=，表1221，得=，表1222，得。==。則作用在活動(dòng)壓塊上的夾緊力為：夾緊機(jī)構(gòu)受力如圖61所示。所以: (62) == 53088圖61夾緊機(jī)構(gòu)受力示意圖因 ＜，所以該螺旋機(jī)構(gòu)能滿足鉆削加工要求。 繪制夾具總體圖當(dāng)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(shí)先用雙點(diǎn)劃線（細(xì)線）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。并按要求標(biāo)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(shè)計(jì)設(shè)計(jì)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(zhǔn)F2)基準(zhǔn)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(shè)計(jì)工作部位本例按同時(shí)檢驗(yàn)設(shè)計(jì)。位置量規(guī)設(shè)計(jì)成主體量規(guī)和輔助(活動(dòng))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(jì)算決定）。(2)量規(guī)（活動(dòng)）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(jì)算1 量規(guī)公差 根據(jù)，分別由表43和表44序號(hào)查得 2 按公式計(jì)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(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。利用夾具，可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，提高加工精度，減少廢品；可以擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍，改善操作的勞動(dòng)條件。因此，夾具是機(jī)械制造中的一項(xiàng)重要的工藝裝備。按夾具的應(yīng)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(dòng)力源分類有：手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、電動(dòng)夾具、磁力夾具、真空夾具、切削力及離心力夾具。 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。為此，所設(shè)計(jì)的夾具首先應(yīng)滿足以下兩項(xiàng)要求：(1)在未受外力作用時(shí)，加工件對(duì)刀具和機(jī)床應(yīng)保持正確的位置，即加工件應(yīng)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(yīng)當(dāng)破壞加工件原有的正確定位即對(duì)加工件應(yīng)有正確的夾緊。 定位原理在機(jī)械加工中，我們要求加工出來的表面．對(duì)加工件的其它表面保持規(guī)定的位置尺寸。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、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。1 定位原理把加工件上的規(guī)定表面(線、點(diǎn))與夾具上的規(guī)定表面(線、點(diǎn))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(diǎn))稱為定位基準(zhǔn)。2 定位基本原理在夾具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用自由物體定位的基本原理：自由的物體，它對(duì)三個(gè)互相垂直的坐標(biāo)面來說，有六種活動(dòng)的可能性，其中三種是移動(dòng)，三種是轉(zhuǎn)動(dòng)，習(xí)慣上，我們把這種活動(dòng)的可能性稱為自由度。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。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(gè)自由度時(shí)，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(zhǔn)間的誤差，使加工件裝不進(jìn)夾具等。在設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量避免超定位。 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(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。因此，當(dāng)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(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)。，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(shí)，應(yīng)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(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。，如何避免加工件發(fā)生不能允許的振動(dòng)，是正確夾緊原則之四。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(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。 簡述計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)的工藝設(shè)備。與組合夾具相比，專用夾具具有以下特殊的優(yōu)點(diǎn)：(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(yīng)；(3)操作方便，能減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)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(shè)計(jì)需要耗費(fèi)大量的時(shí)間進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，需要經(jīng)驗(yàn)豐富的夾具設(shè)計(jì)人員來完成，勞動(dòng)量大，效率低。20世紀(jì)80年代以來，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。傳統(tǒng)夾具設(shè)計(jì)理論與先進(jìn)的計(jì)算機(jī)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(shè)計(jì)方法。最初的交互式設(shè)計(jì)系統(tǒng)是由設(shè)計(jì)人員簡單應(yīng)用CAD軟件的圖形功能，建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)夾具元件數(shù)據(jù)庫，設(shè)計(jì)者根據(jù)經(jīng)驗(yàn)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(shí)用性。這些都是基于二維平臺(tái)開發(fā)的。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，三維繪圖成了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的有力工具。多數(shù)三維繪圖軟件都建立了標(biāo)準(zhǔn)件庫，同時(shí)允許用戶建立自己的元件庫。這為交互式夾具設(shè)計(jì)提供了更好的平臺(tái)交互式夾具設(shè)計(jì)步驟以傳統(tǒng)夾具設(shè)計(jì)步驟為基礎(chǔ)。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(dǎo)向方案、夾緊方案的設(shè)計(jì)，并通過人機(jī)交互的方式完成各功能元件和部件的選擇和設(shè)計(jì)。然后進(jìn)入三維繪圖環(huán)境，采用人工交互的方式進(jìn)行參數(shù)化驅(qū)動(dòng)，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(shè)計(jì)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(duì)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(shè)計(jì)的夾具只需要在尺寸或結(jié)構(gòu)上進(jìn)行部分修改，這就使夾具設(shè)計(jì)中重復(fù)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(shí)例推理的夾具設(shè)計(jì)理論得到了發(fā)展和實(shí)際應(yīng)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(dú)立性，推動(dòng)了計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)快速生產(chǎn)準(zhǔn)備。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)。根據(jù)國內(nèi)外現(xiàn)已開發(fā)的夾具設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)是目前比較成熟的夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)可歸納為四種方法：部分自動(dòng)化的夾具設(shè)計(jì)、夾具自動(dòng)設(shè)計(jì)(AFD)法、參數(shù)夾具設(shè)計(jì)、據(jù)已有夾具方案進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)[1518]。 夾具設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)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(jī)床，使得對(duì)形狀復(fù)雜工件的設(shè)計(jì)和加工過程控制的自動(dòng)化程度要求越來越高。因此對(duì)夾具設(shè)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，同時(shí)應(yīng)能適用于各種形狀的工件。以組合夾具元件為基礎(chǔ)的夾具自動(dòng)設(shè)計(jì)(AFD)將是夾具設(shè)計(jì)的一個(gè)主要發(fā)展趨向。組合夾具自動(dòng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)可分為兩種類型，一種是在CAD基礎(chǔ)上的擴(kuò)展系統(tǒng)；另一種是經(jīng)驗(yàn)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(shè)計(jì)系統(tǒng)應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，必須建立更大數(shù)量的“規(guī)則”以擴(kuò)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(chǔ)；另外，在開發(fā)、研究AFD軟件系統(tǒng)的同時(shí)，夾具硬件設(shè)計(jì)的研究也必須同時(shí)進(jìn)行，以增強(qiáng)整個(gè)夾具設(shè)計(jì)的自動(dòng)化程度。另一方面，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展為夾具設(shè)計(jì)提供了有利的工具。CAFD系統(tǒng)已經(jīng)從對(duì)二維繪圖軟件的二次開發(fā)發(fā)展到實(shí)現(xiàn)與三維繪圖軟件的集成設(shè)計(jì)，使夾具的結(jié)構(gòu)表達(dá)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(duì)CAFD的需求也越來越迫切 。歸納目前CAFD系統(tǒng)的研究方向主要包括以下幾個(gè)方面：(1)集成化