【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 在做本設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中也查閱了很多相關(guān)的夾緊機(jī)構(gòu)，夾緊機(jī)構(gòu)的種類很多，其結(jié)構(gòu)大都以斜契夾緊機(jī)構(gòu)、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)和偏心夾緊機(jī)構(gòu)為基礎(chǔ)，這三種夾緊機(jī)構(gòu)合稱為基本夾緊機(jī)構(gòu)。而對(duì)于本夾具體的設(shè)計(jì)我采用了第二中設(shè)計(jì)構(gòu)思，那就是螺旋夾緊機(jī)構(gòu)作為夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。采用螺桿作為中間傳力元件的夾緊機(jī)構(gòu)，這種機(jī)構(gòu)便是通常所說(shuō)的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，螺旋夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易制造，而且由于螺旋升角小，螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的自鎖性能好，夾緊力和夾緊行程都較大，是手動(dòng)的夾具上應(yīng)用得也最多的一種夾緊機(jī)構(gòu)。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中我業(yè)考慮了改進(jìn)的方案，作了比較取得了效果最好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。單個(gè)螺旋機(jī)構(gòu)是直接用螺釘或螺母夾緊工件的機(jī)構(gòu)，夾緊時(shí)螺釘?shù)念^部直接和工件的表面接觸，螺釘轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可能損傷工件表面，或帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)。為此在螺釘頭部直接安裝滑動(dòng)壓塊。當(dāng)滑動(dòng)壓塊和工件接觸后，由于壓塊和工件間的摩擦力矩大于壓塊和螺釘之間的摩擦力矩，壓塊不會(huì)隨螺釘一起轉(zhuǎn)動(dòng)。 螺旋夾緊機(jī)構(gòu) 單個(gè)螺旋機(jī)構(gòu)夾緊力的計(jì)算、工件裝卸費(fèi)時(shí)。由于螺旋可以看作是饒?jiān)趫A柱體上的斜契，因此，螺釘或者螺母夾緊力的計(jì)算和斜契相似。，為夾緊力螺旋的受力示意圖。施加在手柄上的原始力矩M=FL，工件螺旋桿產(chǎn)生的反作用力為（其值等于夾緊力）和摩擦力。分布在整個(gè)接觸面上，計(jì)算時(shí)可以看成集中作用于當(dāng)量摩擦半徑的圓周上。的大小與端面接觸形式有關(guān)。螺母對(duì)螺桿的反作用力有垂直于螺旋面的正壓力F及螺旋上的摩擦力，其合力為，此力分布于整個(gè)螺旋接觸面上，計(jì)算時(shí)認(rèn)為其作用螺旋中徑處，為了便于計(jì)算，將分解為水平方向的分力和垂直方向的分力（其值與相等）。根據(jù)力矩的平衡條件得 螺旋夾緊機(jī)構(gòu)受力分析因=tan =tan()代入上式得式中：——夾緊力，單位為N；F——作用力，單位為N。d——螺紋中徑，單位為mm。L——作用力臂，單位為mm?！菁y升角，單位為（）；——螺紋桿端部和工件的摩擦角，單位為（）；——螺紋桿端部和工件的當(dāng)量摩擦半徑，單位為mm。——螺紋處摩擦角，單位為（）；以上分析的是方牙螺紋，對(duì)其他螺紋只要將φ1換成φ10即可。對(duì)三角螺紋φ10=arctan( )；對(duì)梯形螺紋φ10=arctan( )。本結(jié)構(gòu)可以采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，一方面是因?yàn)槁菪龏A緊機(jī)構(gòu)是較常用的夾緊機(jī)構(gòu)，另外由于考慮到切削力較大，故排除使用偏心輪機(jī)構(gòu)。1）夾緊力大小計(jì)算如下：FQL=（d0\2）F1+r’F2根據(jù)摩擦力定理：F=μN(yùn)可以得到：F1=μ1FN=μ1FJ/cosα F2=μ2 FJ（a） 其中μ：螺桿螺母的材料滑動(dòng)速度/（m/min）許用壓力/MPa摩擦系數(shù)f鋼鋼低速~13~表中摩擦系數(shù)啟動(dòng)時(shí)取大值，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)取小值。所以取μ1=μ2 =(b) α的確立：α=arctanP/πd由于所選螺旋夾緊機(jī)構(gòu)為雙頭螺栓加螺母結(jié)構(gòu)，其大小為M12標(biāo)準(zhǔn)件。 普通螺紋的基本尺寸稱直徑D、d螺距P中徑D2或d2小徑D2或d2第一系列第二系列12114211621所以P=，d0=8，r’ =8/2，經(jīng)計(jì)算得：FJ = FQL/（d0\2μ1/cosα+ r’μ2） FQ可取工人平時(shí)扳扳手的力的平均大小25牛。 FJ =25（8/2247。cos()+8/2）=(KN)2/鉆削力計(jì)算：所加工的齒輪箱零件的材料為HT200，確定Fc和Ft。其中，F(xiàn)c主切削力，F(xiàn)t垂直于Fc的，F(xiàn)f和Fp的合力。1/切削深度ap的確定：，鉆孔時(shí)，ap=~，切削深度，當(dāng)工件的加工直徑較大及需轉(zhuǎn)位或兩次安裝時(shí)，則取較大值，加工直徑較小及要求較高的加工精度和表面光潔度是，則取較小值，所以，由于夾具所要加工的工件的直徑較小且是在一次裝夾中完成的，取較小值ap= 鉆削深度表工序名稱切削深度（直徑上）mm鉆孔粗加工２～６精加工～鉸孔粗加工～精加工～（1） 進(jìn)給量f的確定：根據(jù)精鏜、硬質(zhì)合金刀具及鋁合金材料的工件，可得進(jìn)給量f=~，取f=。 鉆孔時(shí)的進(jìn)給量f工序名稱刀具名稱材料進(jìn)給量fmm/r鉆孔硬質(zhì)合金鑄鐵D1級(jí)=,D級(jí)：~鋼~鋁合金~連接切削深度ap和進(jìn)給量f連線，交Fc和Ft的直線，交點(diǎn)值為Fc=, Ft= 。根據(jù)工件材料、刀具材料和幾何參數(shù)的不同，對(duì)Fc和Ft分別乘以修正系數(shù)KFc和KFt3。其中，KFc= KFc1* KFc2* KFc3 。 KFt = KFt1* KFt2 因?yàn)楣ぜ卿X合金材料，其硬度為50~150HB，所以為了保證加工的安全性，取最大值150HB。 修正系數(shù)與工件材料的關(guān)系工件材料硬度HB140160KFc1刀具主偏角kr30176。KFc2刀尖圓弧半徑re1KFc3 修正系數(shù)與工件材料的關(guān)系工件材料硬度HB140160KFt1刀具主偏角Kr30176。KFt2 、：KFc1=KFc2=KFc3=KFt1=KFt2=所以，最終 KFc= KFc1* KFc2* KFc3==KFt = KFt1* KFt2==Fc0 = KFcFc== kNFt0= KFtFt== kN即， kN， kN。夾緊力與鉆削力的比較：由計(jì)算得知，夾緊力大于鉆削力，所以所設(shè)計(jì)的夾具所使用的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的擰緊螺絲是適用的，達(dá)到了夾緊的作用，使工件在加工時(shí)不會(huì)移位，保證了加工的精度。 夾具的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)夾具上的各種裝置和元件通過(guò)夾具體連接成一個(gè)整體。夾具體的形狀及尺寸取決于夾具上各種裝置的布置及夾具和機(jī)床的連接。 在本設(shè)計(jì)中由于加工零件的本生是需要有加工的精度要求的，那么為了保證零件的表面的精度要求相應(yīng)的夾具體上和安裝定位元件的表面、安裝刀或者導(dǎo)向元件的表面以及夾具體的安裝基準(zhǔn)面（與機(jī)床相連接的表面）等均應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽绾托螤畹木群臀恢镁取榱耸沟膴A具體的尺寸的穩(wěn)定，本設(shè)計(jì)中的采用的鑄造夾具體要進(jìn)行實(shí)效處理。加工過(guò)程中，夾具體要承受較大的切削力和夾緊力。為了保證夾具體不產(chǎn)生不允許變形和振動(dòng)，夾具體應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。因此夾具體需要有一定的壁厚，由于本設(shè)計(jì)中的材料為HT220，是鑄造得到的，因此采用了加強(qiáng)肋的設(shè)置。 夾具體的零件圖 夾具體應(yīng)便于制造、裝配和檢驗(yàn)。在本設(shè)計(jì)的鑄造夾具體上可調(diào)定位支承的元件的表面鑄出凸臺(tái)，以減少加工面積。夾具體毛面和工件之間應(yīng)留有足夠的間隙約為415MM。上圖中也能看到為了安裝可調(diào)支釘鑄出的凸臺(tái)。夾具在機(jī)床上的安裝都是通過(guò)夾具體上的安裝基面和機(jī)床上相應(yīng)的表面的接觸或配合實(shí)現(xiàn)的。在本設(shè)計(jì)中在夾具體的下方設(shè)計(jì)了機(jī)床連接底座，其上設(shè)有長(zhǎng)槽便于和數(shù)控加工中心的T型槽進(jìn)行連接，當(dāng)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上安裝時(shí)，夾具的重心應(yīng)盡量低，重心越高則支撐面應(yīng)越大；夾具底面四邊應(yīng)凸出，使夾具體的安裝基面和機(jī)床的工作臺(tái)面接觸良好。接觸邊或支腳的寬度應(yīng)大于機(jī)床工作臺(tái)梯形槽的寬度，應(yīng)一次加工出來(lái)，并保證一定的平面精度。 車床連接底座的零件圖本設(shè)計(jì)中采用的夾具體材料為HT220，用翻砂鑄造的方法可以得到，這樣的夾具體的優(yōu)點(diǎn)是工藝性好，可鑄造出各種復(fù)雜形狀，具有較好的抗壓強(qiáng)度、剛度和抗振性，但生產(chǎn)周期長(zhǎng)，需要進(jìn)行時(shí)效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力，這也是使用鑄造存在的不足之處。此類夾具體制造方便，生產(chǎn)周期短、成本低、重量輕（壁厚比鑄造夾具體?。?。但焊接夾具體的熱應(yīng)力較大，易變形，需經(jīng)退火處理，以保證夾具體尺寸的穩(wěn)定性。適用于形狀簡(jiǎn)單、尺寸不大、要求強(qiáng)度和剛度大的場(chǎng)合。4．組合機(jī)床簡(jiǎn)介組合機(jī)床是隨著生產(chǎn)的發(fā)展、產(chǎn)品產(chǎn)量的增加、精度要求的不斷提高，由萬(wàn)能機(jī)床和專用機(jī)床發(fā)展來(lái)的，它根據(jù)工件加工需要，以大量系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化設(shè)計(jì)的通用零部件為基礎(chǔ)，配以少量專用零部件組成的一種高效專用機(jī)床。組合機(jī)床廣泛應(yīng)用于汽車、發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)的汽缸體、汽缸蓋、變速箱、后橋的大批量生產(chǎn)，不僅提高了生產(chǎn)效率，保證了加工精度，而且減輕了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。組合機(jī)床采用了70％～90％的通用部件和通用零件，這大大地縮短了設(shè)計(jì)制造周期，減少了制造過(guò)程中的問(wèn)題，提高了機(jī)床工作的可靠性，降低了機(jī)床成本，方便了機(jī)床的維修保養(yǎng)，與萬(wàn)能機(jī)床和專用機(jī)床相比，有如下特點(diǎn)：1. 研制周期短，便于設(shè)計(jì)、制造，成本低。因?yàn)橥ㄓ没?、系列化、?biāo)準(zhǔn)化程度高，占70％～90％的通用件可組織批量生產(chǎn)進(jìn)行預(yù)制或外購(gòu)。另外，在需要的時(shí)候，可以部分或全部進(jìn)行改裝，以組成適應(yīng)新的加工要求的新設(shè)備。這就是說(shuō)，組合機(jī)床有重新改裝的優(yōu)越性，其通用零部件可以多次重復(fù)利用。組合機(jī)床是按具體加工對(duì)象專門設(shè)計(jì)的。因而可以按最合理的工藝過(guò)程進(jìn)行加工，這在萬(wàn)能機(jī)床上往往是不易實(shí)現(xiàn)的。3. 生產(chǎn)率高。因?yàn)楣ば蚣校M合機(jī)床上可以同時(shí)從幾個(gè)方向采用多把刀具對(duì)幾個(gè)工件同時(shí)自動(dòng)進(jìn)行加工。它是實(shí)現(xiàn)集中工序的最好途徑，是提高生產(chǎn)效率的有效設(shè)備。4. 加工精度穩(wěn)定。因?yàn)楣ば蚬潭?，可選用成熟的通用部件、精密夾具和自動(dòng)工作循環(huán)來(lái)保證加工精度的一致性；同時(shí)，組合機(jī)床常常是用多軸對(duì)箱體零件一個(gè)面上的許多孔同時(shí)進(jìn)行加工。這樣就能比較好的保證各孔相互之間的精度要求，提高產(chǎn)品質(zhì)量，減少了工件工序間的搬運(yùn)，改善勞動(dòng)條件，也減少了機(jī)床占地面積。、部件是同類的通用部件，這就簡(jiǎn)化了機(jī)床的維護(hù)和修理。必要時(shí)可以更換整個(gè)部件，以提高機(jī)床的維修速度。6. 配置靈活。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)模塊化、組合化，通用部件可以組織專門工廠集中生產(chǎn)。 這樣可以采用專用高效設(shè)備進(jìn)行加工，有利于提高通用部件的性能，降低制造成本?？砂垂ぜ蚬ば蛞?，用大量通用部件和少量專用部件快速靈活組成各種類型的組合機(jī)床。組合機(jī)床雖然有很多優(yōu)點(diǎn)?但也還有缺點(diǎn)。 1)組合機(jī)床的可變性較萬(wàn)能機(jī)床低，重新改裝時(shí)有10％～20％的零件不能重復(fù)利用,而且改裝時(shí)芳動(dòng)量比較大。2)組合機(jī)床的通用部件不是為某一種規(guī)床設(shè)計(jì)的，而是具有較廣的適應(yīng)性。這樣,就使組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)較專用機(jī)床稍為復(fù)雜些。組合機(jī)床是根據(jù)工件加工需要，以大量通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件組成的一種高效專用機(jī)床，主要用于平面加工和孔加工兩類工序，按通用部件類型，組合機(jī)床分為大型和小型兩大類，用大型通用部件組成的機(jī)床稱為大型組合機(jī)床，用小型通用部件組成的機(jī)床稱為小型組合機(jī)床；按配置型式又分為單工位和多工位機(jī)床兩大類，單工位機(jī)床又有單面、雙面、三面和四面幾種；多工位機(jī)床則有移動(dòng)工作臺(tái)式、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)式、中央立柱式和回轉(zhuǎn)鼓輪式等配置型式。下圖所示為典型的雙面復(fù)合式單工位組合機(jī)床。其組成是：側(cè)底座I、滑臺(tái)鏜銑削頭夾具多軸箱動(dòng)力箱立柱墊鐵立柱底座中間底座液壓裝置1電氣控制設(shè)備l 刀工具l 3等。通過(guò)控制系統(tǒng)，在兩次裝卸工件間隔時(shí)間內(nèi)完成一個(gè)自動(dòng)工作循環(huán)。圖中各個(gè)部件都是具有一定獨(dú)立功能的部件，并且大都是已經(jīng)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化的通用部件。通常夾具中間底座10和多軸箱5是根據(jù)工件的尺寸形狀和工藝要求設(shè)計(jì)的專用部件，但其中的絕大多數(shù)零件如定位夾壓元件、傳動(dòng)件、主軸等也都是標(biāo)準(zhǔn)件和通用件。5．組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì),就是針對(duì)