【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 應(yīng)能平衡鏜削時(shí)所產(chǎn)生力偶矩。其受力簡(jiǎn)圖如下圖32，其中為其中一個(gè)夾緊裝置提供的夾緊力，為支撐力，為切削力。設(shè)支撐板距水平軸和豎直軸的距離分別為=175,=445。鏜削力作用的中心線相距=65mm。 支撐板距工件中心的距離為。支撐板所產(chǎn)生的摩擦力矩為。鏜削所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力矩為。工件與夾緊體的摩擦系數(shù)設(shè)為=。為了考慮加工后橋殼體時(shí)振動(dòng)、沖擊的影響，故需考慮綜合影響系數(shù)=。不考慮重力的影響，則：====129565=84175===478結(jié)合實(shí)際知：==由上式可得：=2640N故一個(gè)夾緊裝置提供的夾緊力最少不低于2640N。 　圖32 后橋殼體加工時(shí)受力簡(jiǎn)圖 夾緊機(jī)構(gòu)誤差及精度分析工件在夾具中加工時(shí)的加工誤差是由工藝系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的靜、動(dòng)態(tài)誤差共同影響的結(jié)果。若夾具設(shè)計(jì)合理，則可以減小或排除機(jī)床、刀具等對(duì)工件加工精度的影響。因此，工件在夾具中安裝時(shí)，加工精度與夾具關(guān)系最為密切，造成工件加工誤差的主要因素可歸納三個(gè)方面，圖33表示了工件在夾具中加工誤差組成的樹狀圖。 圖33 工件在夾具中加工時(shí)加工誤差的組成夾具以底平面、兩定位孔為定位基準(zhǔn)，要求保證孔軸線與左側(cè)面間的尺寸公差以及孔軸線與底平面的平行度公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。由定位誤差：=由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》可得： ： 其中接觸變形位移值：：通常不超過3. 夾具相對(duì)刀具位置誤差：取誤差總和： 從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。夾具精度計(jì)算是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，它是檢驗(yàn)夾具是否合乎零件加工要求。利用夾具在機(jī)床上加工工件時(shí)，機(jī)床、夾具、工件、刀具等形成一個(gè)封閉的加工系統(tǒng)，它們之間相互聯(lián)系，最后形成工件和刀具之間的正確位置關(guān)系，從而保證工序尺寸的要求。這些聯(lián)系環(huán)節(jié)中的任何誤差，都將以加工誤差的形式直接影響工件的加工精度，這些誤差主要有：，使工件的原始基準(zhǔn)偏離規(guī)定位置而產(chǎn)生工件定位誤差。，使夾具的安裝面偏離規(guī)定位置而產(chǎn)生夾具安裝誤差。，或刀具與導(dǎo)向、對(duì)刀元件之間的配合間隙引起的導(dǎo)向或?qū)Φ墩`差。、刀具制造精度和磨損，加工調(diào)整、加工變形等因素引起的與加工方法有關(guān)的加工方法誤差。為了使夾具能加工出合格的工件，上述各項(xiàng)誤差的總和應(yīng)不超過工序尺寸（或位置要求）的公差。即上式稱為誤差計(jì)算不等式，其中各項(xiàng)誤差都是在工序尺寸方向上的分量，如果工序尺寸（包括位置精度要求）不止一個(gè)，則只有在每個(gè)工序尺寸的誤差計(jì)算不等式都能滿足要求時(shí)，所設(shè)計(jì)的夾具才能保證加工要求。對(duì)夾具而言。即=。，夾具的安裝誤差是夾具在機(jī)床上安裝時(shí)，因夾具的安裝面偏離了規(guī)定的位置，從而使原始基準(zhǔn)發(fā)生移動(dòng)而在工序尺寸產(chǎn)生的偏差，采用定位鍵進(jìn)行定位，則安裝誤差=。 ，刀具位置誤差是刀具相對(duì)于夾具位置不準(zhǔn)確引起的誤差，或刀具與導(dǎo)向、對(duì)刀元件間的配合間隙引起的導(dǎo)向或?qū)Φ墩`差，這項(xiàng)誤差又稱刀具調(diào)整誤差，則=。，因?yàn)榧庸し椒ㄕ`差具有很大的偶然性，很難進(jìn)行很精確的計(jì)算，因此常取（1/3~1/2）作為加工方法和精度儲(chǔ)備之用，則:=。所以,按概率法相加得:經(jīng)過計(jì)算知這個(gè)定位方式是可行的，滿足夾具精度要求，整個(gè)夾具設(shè)計(jì)合理。 第4章 夾具結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì) 夾緊裝置的總體設(shè)計(jì) 夾緊裝置的組成夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個(gè)過程緊密聯(lián)系在一起的。定位問題已在前面研究過，其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。僅僅定好位在大多數(shù)場(chǎng)合下，還無法進(jìn)行加工。只有進(jìn)而在夾具上設(shè)置相應(yīng)的夾緊裝置對(duì)工件進(jìn)行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務(wù)。夾緊裝置的基本任務(wù)是保持工件在定位中所獲得的即定位置，以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動(dòng)和震動(dòng)，確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時(shí)工件的定位是在夾緊過程中實(shí)現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。一般夾緊裝置由動(dòng)力源即產(chǎn)生原始作用力的部分。夾緊機(jī)構(gòu)即接受和傳遞原始作用力，使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務(wù)的部分。他包括中間傳力機(jī)構(gòu)和夾緊元件。考慮到機(jī)床的性能、生產(chǎn)批量以及加工時(shí)的具體切削量決定采用氣動(dòng)夾緊?？紤]到其夾緊力的大小、加工空間和工件外形的特點(diǎn)，決定采用斜楔夾緊機(jī)構(gòu)。斜楔夾緊機(jī)構(gòu)就是利用斜面直接或間接壓緊工件的機(jī)構(gòu)，又考慮到工件的生產(chǎn)類型是批量生產(chǎn)，采用專用機(jī)床來進(jìn)行加工，其自動(dòng)化程度要求較高，故采用與氣缸和中間轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成復(fù)合夾緊機(jī)構(gòu)來夾緊工件。這樣既提高了生產(chǎn)率，又縮短了夾緊時(shí)間，減輕了勞動(dòng)量。這是應(yīng)用最廣泛的一種夾緊機(jī)構(gòu)。典型斜楔夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；(2)擴(kuò)力比大；(3)自瑣性能好；(4)夾緊動(dòng)作慢；(5)容易改變夾緊力的方向。夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動(dòng)裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，力源為氣缸中的氣壓，通過活塞桿推動(dòng)滑塊帶動(dòng)斜楔向前運(yùn)動(dòng)，從而拉動(dòng)支桿帶動(dòng)壓板壓緊工件，達(dá)到夾緊作用。手動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)在各種生產(chǎn)規(guī)模中都有廣泛的應(yīng)用，但手動(dòng)夾緊動(dòng)作慢，勞動(dòng)強(qiáng)度大，夾緊力變動(dòng)大。在大批量生產(chǎn)中往往采用機(jī)動(dòng)夾緊，如氣動(dòng)、液動(dòng)、電磁和真空夾緊。機(jī)動(dòng)夾緊可以克服手動(dòng)夾緊的缺點(diǎn)，提高生產(chǎn)率，還有利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，但機(jī)動(dòng)夾緊的成本也隨之提高。氣動(dòng)夾緊裝置所用的壓縮空氣是由工廠壓縮空氣站供給的，~。在設(shè)計(jì)時(shí)。氣動(dòng)夾緊裝置一般有以下特點(diǎn)。(1)夾緊力基本恒定，因?yàn)閴嚎s空氣的工作壓力可以控制，所以由它產(chǎn)生的夾緊力也就基本恒定。(2)夾緊力動(dòng)作迅速，省力。(3)由于空氣是可壓縮的，故夾緊剛性差。(4)壓縮空氣的工作壓力較小，~，所以對(duì)同樣夾緊力而言，氣動(dòng)夾緊裝置的氣缸直徑大于液壓裝置的液缸直徑，因而結(jié)構(gòu)較大龐大。典型的氣壓傳動(dòng)的主要器件介紹如下：(1)分水濾油器 分離出水分并濾去雜質(zhì)，以免銹蝕元件及堵塞管路。(2)調(diào)壓閥 將氣源送來的壓縮空氣的壓力減至氣動(dòng)夾緊裝置所要求的工作壓力。(3)油霧器 由氣源送來的壓縮空氣，經(jīng)過油霧器，將其中的潤(rùn)滑油霧化而隨之進(jìn)入送氣系統(tǒng)，以對(duì)其中的運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行充分潤(rùn)滑。(4)方向控制閥 控制壓縮空氣對(duì)氣缸的進(jìn)氣和排氣。(5)氣缸 將壓縮空氣的工作壓力轉(zhuǎn)換為活塞的移動(dòng)，產(chǎn)生原始作用力推動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)動(dòng)作。(7)氣動(dòng)繼電器 控制機(jī)床電路，一旦氣壓突然降落時(shí)，能切斷主電路，使機(jī)床停止工作，防止事故發(fā)生。氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)各組成元件的結(jié)構(gòu)尺寸都已標(biāo)準(zhǔn)化、系列化設(shè)計(jì)時(shí)可查閱有關(guān)資料和設(shè)計(jì)手冊(cè)。氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)使用的機(jī)床、夾具、加工方式等因素來確定的。單一機(jī)床上機(jī)動(dòng)夾緊裝置中的氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)同生產(chǎn)自動(dòng)線多臺(tái)機(jī)床的氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有一定的區(qū)別，在設(shè)計(jì)時(shí)要注意這一點(diǎn)的。液壓夾緊裝置是利用壓力油作為動(dòng)力，通過中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或直接使夾緊件來實(shí)現(xiàn)夾緊動(dòng)作。它與氣動(dòng)夾緊比較有以下優(yōu)點(diǎn)。(1)壓力油工作壓力較高，因此液壓缸尺寸較小，不需要增力機(jī)構(gòu)，夾緊裝置緊湊。(2)壓力油具有不可壓縮性，因此夾緊裝置剛度大，工作平穩(wěn)，夾緊可靠。(3)夾緊裝置操作簡(jiǎn)便，噪聲小，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化夾緊。采用液壓夾緊時(shí)需要設(shè)置專用的液壓系統(tǒng)，這增加了制造成本，所以一股多在液壓機(jī)床上使用，此時(shí)可利用已有的液壓系統(tǒng)來控制夾緊機(jī)構(gòu)。在機(jī)床夾具中，為了綜合應(yīng)用氣壓夾緊和液壓夾緊的優(yōu)點(diǎn)，而又不需要專門的液壓夾緊裝置，可以采用氣液聯(lián)合的夾緊裝置。由于該裝置可只利用氣源即可獲得高壓油液，因此成本低，維護(hù)方便。(1)真空夾緊 真空夾緊時(shí)是利用工件上基準(zhǔn)面與夾具上定位面間的封閉空腔抽取真空后來吸緊工件的，也就是利用工件外表面上受到的大氣壓來壓緊工件的。真空夾緊特別使用于由鋁、銅、及其合金、塑料等非導(dǎo)磁材料制成的薄板形工件或薄殼形工件。(2)電磁夾緊 如平面磨床上的電磁吸盤，當(dāng)線圈中通上直流電后，其鐵芯就會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)力的作用下將導(dǎo)磁性工件夾緊在吸盤上。(3)其他方式夾緊 它們通過重力、慣性力、彈性力等將工件夾緊。4. 2夾具中的夾緊機(jī)構(gòu)夾具中的夾緊裝置一般是由動(dòng)力源和夾緊機(jī)構(gòu)兩個(gè)部分組成。動(dòng)力源是產(chǎn)生原始作用力的部分，如用人的體力對(duì)工件進(jìn)行夾緊，稱為手動(dòng)夾緊；若采用氣動(dòng)，液動(dòng)，電動(dòng)以及機(jī)床的運(yùn)動(dòng)等動(dòng)力裝置來代替人力進(jìn)行夾緊，則稱為機(jī)動(dòng)夾緊。夾緊機(jī)構(gòu)是接受和傳遞原始作用力，使其變?yōu)閵A緊力并執(zhí)行夾緊任務(wù)的部分，包括中間傳遞力機(jī)構(gòu)和夾緊元件。中間傳遞力機(jī)構(gòu)把來自人力或者動(dòng)力裝置的力轉(zhuǎn)給夾緊元件，再由夾緊元件直接與工件受壓面接觸，最終完成夾緊任務(wù)。在夾緊的組成中可以看出，不論采用何種動(dòng)力源（手動(dòng)或機(jī)動(dòng)），外加的原始作用力要轉(zhuǎn)化為夾緊力，都必須通過夾緊機(jī)構(gòu)。夾具中常用的夾緊機(jī)構(gòu)由斜楔夾緊機(jī)構(gòu)、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)、圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)、鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)、定心對(duì)中夾緊機(jī)構(gòu)以及聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)等(1) 斜楔夾緊機(jī)構(gòu) 斜楔夾緊機(jī)構(gòu)是夾緊機(jī)構(gòu)中最基本的形式之一，螺旋夾緊機(jī)構(gòu)、圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)、定心對(duì)中夾緊機(jī)構(gòu)等均是斜楔夾緊機(jī)構(gòu)的變形，由于手動(dòng)的斜楔夾緊機(jī)構(gòu)在夾緊工件時(shí)既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，效率很低，故實(shí)際上與其他元件組成復(fù)合夾緊機(jī)構(gòu)。(2) 螺旋夾緊機(jī)構(gòu) 利用螺桿直接夾緊工件，或者與其他元件組成復(fù)合夾緊機(jī)構(gòu)夾緊工件，是應(yīng)用較廣泛的一種夾緊機(jī)構(gòu)，由于螺旋夾緊機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造，夾緊可靠，擴(kuò)力比大和夾緊行程不受限制等特點(diǎn)，所以在手動(dòng)夾緊裝置中被廣泛應(yīng)用，在夾具中除采用螺桿直接夾緊工件外，經(jīng)常采用螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)。(3) 圓偏心夾緊機(jī)構(gòu) 由于偏心圓的夾緊力小，自鎖性又不是很好，故只使用于切削力不大而且無很大震動(dòng)的場(chǎng)合，為滿足自鎖條件，其夾緊行程也相應(yīng)受到限制，用于夾緊行程較小的場(chǎng)合。(4)鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu) 因鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，擴(kuò)力比大，適用于多點(diǎn)或多件夾緊，在氣動(dòng)或者液動(dòng)夾具中廣泛應(yīng)用。(5)定心、對(duì)中夾緊機(jī)構(gòu) 定心，對(duì)中夾緊機(jī)構(gòu)是一種特殊的夾緊機(jī)構(gòu)，工件在其上同時(shí)實(shí)現(xiàn)定位和夾緊。(6)聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu) 工件裝夾所使用的夾具，有的需要同時(shí)有幾個(gè)點(diǎn)對(duì)工作的工件進(jìn)行夾緊，而有的則需要同時(shí)夾緊幾個(gè)工件，為了提高效率，減少裝夾時(shí)間，可采用聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。 活塞的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)氣缸是夾緊裝置中的動(dòng)力源，其輸出是通過增加進(jìn)氣口的氣壓推動(dòng)活塞，從而帶動(dòng)推桿實(shí)現(xiàn)的，其結(jié)構(gòu)見下圖41所示 圖41 活塞結(jié)構(gòu)示意圖由上圖知，活塞的受力面積比較大，這樣可以減少單位面積上的力的大小，降低活塞的強(qiáng)度，減少其厚度，從而增大活塞的行程，相對(duì)減小氣缸的體積?；钊倪呇厣祥_有徑向槽，槽內(nèi)裝入擋氣環(huán)，可以防止氣體的泄漏，減少不必要的能量損失。氣體的泄漏可能使夾緊力減小，使工件夾緊不不牢固。 頂桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)頂桿的結(jié)構(gòu)見圖42所示 圖42頂桿的結(jié)構(gòu)圖其結(jié)構(gòu)見圖43所示圖43 套筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)導(dǎo)桿是連接頂桿與支柱的中間環(huán)節(jié)，其實(shí)際起到的作用就是一個(gè)斜楔機(jī)構(gòu)，它將由氣缸所帶動(dòng)產(chǎn)生的水平運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為豎直運(yùn)動(dòng)，是運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化的中間環(huán)節(jié)，其結(jié)構(gòu)見圖44所示 圖44 導(dǎo)桿的結(jié)構(gòu)圖由導(dǎo)桿的結(jié)構(gòu)圖，其左端的前端面開由通孔，其作用可以方便頂桿的頭部從側(cè)面裝入，導(dǎo)桿的右端實(shí)際上就是一個(gè)斜楔機(jī)構(gòu)，它通過其下端面與滾輪接觸，從而拉下支柱壓緊工件。因?yàn)槠鋲壕o力較大，故設(shè)計(jì)與滾輪接觸，其為滾動(dòng)摩擦，其摩擦力較小，減少磨損量，從而延長(zhǎng)導(dǎo)桿的使用壽命，同時(shí)也減少發(fā)熱量。導(dǎo)桿上方開有斜槽，其斜度并不完全一樣，當(dāng)導(dǎo)桿運(yùn)動(dòng)到大斜度處時(shí)，由于其斜度較大，它可以起到快速釋放工件的作用，從而可以減少裝卸工件的時(shí)間。支桿的結(jié)構(gòu)見圖45所示 圖45 支桿的結(jié)構(gòu)圖圖文說明：為了把圖表示清楚，支桿的左視圖放在圖的下方。支桿的左半部分開有螺紋孔，它用來與頂頭相連支撐壓板，支桿的右端開有T形槽，它用來與夾具體連接緊固支桿，其凸出部分切掉一部分，是為了避免與支撐板在位置上發(fā)生干涉。夾緊壓板和夾緊座的目的相同，都是夾緊工件的，保證在加工過程中工件不移動(dòng)，其結(jié)構(gòu)見下圖46所示 圖46 壓板的結(jié)構(gòu)圖結(jié)　論經(jīng)過了幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，在指導(dǎo)老師和自己努力下，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。在設(shè)計(jì)過程中，通過各種方式收集、查閱相關(guān)資料。同時(shí)，為了增加感性認(rèn)識(shí)，也為了更好的進(jìn)行設(shè)計(jì)。指導(dǎo)老師親自帶我們?cè)啻紊钊肼尻栆煌线M(jìn)行實(shí)地考察。在考察和參觀的過程中，我們仔細(xì)觀察和虛心地請(qǐng)教了在那里工作多年的師傅們，不放過任何難點(diǎn)與疑問。設(shè)計(jì)中的很多地方參照了工廠中現(xiàn)行使用的夾具結(jié)構(gòu)。通過這次完整的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我們系統(tǒng)地回顧和復(fù)習(xí)了大學(xué)四年所學(xué)的相關(guān)專業(yè)知識(shí)，同時(shí)也深刻體會(huì)到學(xué)習(xí)的重要性并領(lǐng)會(huì)到設(shè)計(jì)也是一種學(xué)習(xí)的方式。在設(shè)計(jì)的過程中，我們綜合運(yùn)用了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和相關(guān)設(shè)計(jì)軟件（如AutoCAD），且應(yīng)用熟悉相關(guān)設(shè)計(jì)資料（包括手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)