【文章內(nèi)容簡介】 應能平衡鏜削時所產(chǎn)生力偶矩。其受力簡圖如下圖32，其中為其中一個夾緊裝置提供的夾緊力，為支撐力，為切削力。設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)設為=。為了考慮加工后橋殼體時振動、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)合實際知：==由上式可得：=2640N故一個夾緊裝置提供的夾緊力最少不低于2640N。 　圖32 后橋殼體加工時受力簡圖 夾緊機構(gòu)誤差及精度分析工件在夾具中加工時的加工誤差是由工藝系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的靜、動態(tài)誤差共同影響的結(jié)果。若夾具設計合理，則可以減小或排除機床、刀具等對工件加工精度的影響。因此，工件在夾具中安裝時，加工精度與夾具關系最為密切，造成工件加工誤差的主要因素可歸納三個方面，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加工誤差的組成夾具以底平面、兩定位孔為定位基準，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《機床夾具設計手冊》可得： ： 其中接觸變形位移值：：通常不超過3. 夾具相對刀具位置誤差：取誤差總和： 從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。夾具精度計算是一個非常重要的環(huán)節(jié)，它是檢驗夾具是否合乎零件加工要求。利用夾具在機床上加工工件時，機床、夾具、工件、刀具等形成一個封閉的加工系統(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。，或刀具與導向、對刀元件之間的配合間隙引起的導向或?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，上述各項誤差的總和應不超過工序尺寸（或位置要求）的公差。即上式稱為誤差計算不等式，其中各項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，則只有在每個工序尺寸的誤差計算不等式都能滿足要求時，所設計的夾具才能保證加工要求。對夾具而言。即=。，夾具的安裝誤差是夾具在機床上安裝時，因夾具的安裝面偏離了規(guī)定的位置，從而使原始基準發(fā)生移動而在工序尺寸產(chǎn)生的偏差，采用定位鍵進行定位，則安裝誤差=。 ，刀具位置誤差是刀具相對于夾具位置不準確引起的誤差，或刀具與導向、對刀元件間的配合間隙引起的導向或?qū)Φ墩`差，這項誤差又稱刀具調(diào)整誤差，則=。，因為加工方法誤差具有很大的偶然性，很難進行很精確的計算，因此常取（1/3~1/2）作為加工方法和精度儲備之用，則:=。所以,按概率法相加得:經(jīng)過計算知這個定位方式是可行的，滿足夾具精度要求，整個夾具設計合理。 第4章 夾具結(jié)構(gòu)分析與設計 夾緊裝置的總體設計 夾緊裝置的組成夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個過程緊密聯(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)場合下，還無法進行加工。只有進而在夾具上設置相應的夾緊裝置對工件進行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務。夾緊裝置的基本任務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)生移動和震動，確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時工件的定位是在夾緊過程中實現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。一般夾緊裝置由動力源即產(chǎn)生原始作用力的部分。夾緊機構(gòu)即接受和傳遞原始作用力，使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務的部分。他包括中間傳力機構(gòu)和夾緊元件?？紤]到機床的性能、生產(chǎn)批量以及加工時的具體切削量決定采用氣動夾緊。考慮到其夾緊力的大小、加工空間和工件外形的特點，決定采用斜楔夾緊機構(gòu)。斜楔夾緊機構(gòu)就是利用斜面直接或間接壓緊工件的機構(gòu)，又考慮到工件的生產(chǎn)類型是批量生產(chǎn)，采用專用機床來進行加工，其自動化程度要求較高，故采用與氣缸和中間轉(zhuǎn)動機構(gòu)組成復合夾緊機構(gòu)來夾緊工件。這樣既提高了生產(chǎn)率，又縮短了夾緊時間，減輕了勞動量。這是應用最廣泛的一種夾緊機構(gòu)。典型斜楔夾緊機構(gòu)的特點：(1)結(jié)構(gòu)簡單；(2)擴力比大；(3)自瑣性能好；(4)夾緊動作慢；(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，通過活塞桿推動滑塊帶動斜楔向前運動，從而拉動支桿帶動壓板壓緊工件，達到夾緊作用。手動夾緊機構(gòu)在各種生產(chǎn)規(guī)模中都有廣泛的應用，但手動夾緊動作慢，勞動強度大，夾緊力變動大。在大批量生產(chǎn)中往往采用機動夾緊，如氣動、液動、電磁和真空夾緊。機動夾緊可以克服手動夾緊的缺點，提高生產(chǎn)率，還有利于實現(xiàn)自動化，但機動夾緊的成本也隨之提高。氣動夾緊裝置所用的壓縮空氣是由工廠壓縮空氣站供給的，~。在設計時。氣動夾緊裝置一般有以下特點。(1)夾緊力基本恒定，因為壓縮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，~，所以對同樣夾緊力而言，氣動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，將其中的潤滑油霧化而隨之進入送氣系統(tǒng)，以對其中的運動部件進行充分潤滑。(4)方向控制閥 控制壓縮空氣對氣缸的進氣和排氣。(5)氣缸 將壓縮空氣的工作壓力轉(zhuǎn)換為活塞的移動，產(chǎn)生原始作用力推動夾緊機構(gòu)動作。(7)氣動繼電器 控制機床電路，一旦氣壓突然降落時，能切斷主電路，使機床停止工作，防止事故發(fā)生。氣壓傳動系統(tǒng)各組成元件的結(jié)構(gòu)尺寸都已標準化、系列化設計時可查閱有關資料和設計手冊。氣壓傳動系統(tǒng)的設計時根據(jù)使用的機床、夾具、加工方式等因素來確定的。單一機床上機動夾緊裝置中的氣壓傳動系統(tǒng)同生產(chǎn)自動線多臺機床的氣壓傳動系統(tǒng)的設計有一定的區(qū)別，在設計時要注意這一點的。液壓夾緊裝置是利用壓力油作為動力，通過中間傳動機構(gòu)或直接使夾緊件來實現(xiàn)夾緊動作。它與氣動夾緊比較有以下優(yōu)點。(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)夾緊裝置操作簡便，噪聲小，容易實現(xiàn)自動化夾緊。采用液壓夾緊時需要設置專用的液壓系統(tǒng)，這增加了制造成本，所以一股多在液壓機床上使用，此時可利用已有的液壓系統(tǒng)來控制夾緊機構(gòu)。在機床夾具中，為了綜合應用氣壓夾緊和液壓夾緊的優(yōu)點，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，維護方便。(1)真空夾緊 真空夾緊時是利用工件上基準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，當線圈中通上直流電后，其鐵芯就會產(chǎn)生磁場，在磁場力的作用下將導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夾具中的夾緊機構(gòu)夾具中的夾緊裝置一般是由動力源和夾緊機構(gòu)兩個部分組成。動力源是產(chǎn)生原始作用力的部分，如用人的體力對工件進行夾緊，稱為手動夾緊；若采用氣動，液動，電動以及機床的運動等動力裝置來代替人力進行夾緊，則稱為機動夾緊。夾緊機構(gòu)是接受和傳遞原始作用力，使其變?yōu)閵A緊力并執(zhí)行夾緊任務的部分，包括中間傳遞力機構(gòu)和夾緊元件。中間傳遞力機構(gòu)把來自人力或者動力裝置的力轉(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。在夾緊的組成中可以看出，不論采用何種動力源（手動或機動），外加的原始作用力要轉(zhuǎn)化為夾緊力，都必須通過夾緊機構(gòu)。夾具中常用的夾緊機構(gòu)由斜楔夾緊機構(gòu)、螺旋夾緊機構(gòu)、圓偏心夾緊機構(gòu)、鉸鏈夾緊機構(gòu)、定心對中夾緊機構(gòu)以及聯(lián)動夾緊機構(gòu)等(1) 斜楔夾緊機構(gòu) 斜楔夾緊機構(gòu)是夾緊機構(gòu)中最基本的形式之一，螺旋夾緊機構(gòu)、圓偏心夾緊機構(gòu)、定心對中夾緊機構(gòu)等均是斜楔夾緊機構(gòu)的變形，由于手動的斜楔夾緊機構(gòu)在夾緊工件時既費時又費力，效率很低，故實際上與其他元件組成復合夾緊機構(gòu)。(2) 螺旋夾緊機構(gòu) 利用螺桿直接夾緊工件，或者與其他元件組成復合夾緊機構(gòu)夾緊工件，是應用較廣泛的一種夾緊機構(gòu)，由于螺旋夾緊機構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，夾緊可靠，擴力比大和夾緊行程不受限制等特點，所以在手動夾緊裝置中被廣泛應用，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構(gòu)。(3) 圓偏心夾緊機構(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的場合，為滿足自鎖條件，其夾緊行程也相應受到限制，用于夾緊行程較小的場合。(4)鉸鏈夾緊機構(gòu) 因鉸鏈夾緊機構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡單，擴力比大，適用于多點或多件夾緊，在氣動或者液動夾具中廣泛應用。(5)定心、對中夾緊機構(gòu) 定心，對中夾緊機構(gòu)是一種特殊的夾緊機構(gòu)，工件在其上同時實現(xiàn)定位和夾緊。(6)聯(lián)動夾緊機構(gòu) 工件裝夾所使用的夾具，有的需要同時有幾個點對工作的工件進行夾緊，而有的則需要同時夾緊幾個工件，為了提高效率，減少裝夾時間，可采用聯(lián)動夾緊機構(gòu)。 活塞的結(jié)構(gòu)設計氣缸是夾緊裝置中的動力源，其輸出是通過增加進氣口的氣壓推動活塞，從而帶動推桿實現(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，降低活塞的強度，減少其厚度，從而增大活塞的行程，相對減小氣缸的體積?；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)設計頂桿的結(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)設計導桿是連接頂桿與支柱的中間環(huán)節(jié)，其實際起到的作用就是一個斜楔機構(gòu)，它將由氣缸所帶動產(chǎn)生的水平運動轉(zhuǎn)化為豎直運動，是運動轉(zhuǎn)化的中間環(huán)節(jié)，其結(jié)構(gòu)見圖44所示 圖44 導桿的結(jié)構(gòu)圖由導桿的結(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，導桿的右端實際上就是一個斜楔機構(gòu)，它通過其下端面與滾輪接觸，從而拉下支柱壓緊工件。因為其壓緊力較大，故設計與滾輪接觸，其為滾動摩擦，其摩擦力較小，減少磨損量，從而延長導桿的使用壽命，同時也減少發(fā)熱量。導桿上方開有斜槽，其斜度并不完全一樣，當導桿運動到大斜度處時，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，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)過了幾個月的畢業(yè)設計，在指導老師和自己努力下，本次畢業(yè)設計終于完成了。在設計過程中，通過各種方式收集、查閱相關資料。同時，為了增加感性認識，也為了更好的進行設計。指導老師親自帶我們曾多次深入洛陽一拖進行實地考察。在考察和參觀的過程中，我們仔細觀察和虛心地請教了在那里工作多年的師傅們，不放過任何難點與疑問。設計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)設計，我們系統(tǒng)地回顧和復習了大學四年所學的相關專業(yè)知識，同時也深刻體會到學習的重要性并領會到設計也是一種學習的方式。在設計的過程中，我們綜合運用了系統(tǒng)的設計方法和相關設計軟件（如AutoCAD），且應用熟悉相關設計資料（包括手冊、標準