【正文】 夾具設(shè)計夾具是在機械加工中必不可少的工裝，它不僅可以減少工人的勞動強度，節(jié)省時間，還可提高工作效率，并保證加工精度。 4. 1夾具的概要 在夾具的設(shè)計中最主要要解決的問題是定位基準(zhǔn)的選擇及夾緊裝置的設(shè)計問題。 在夾具的設(shè)計中要考慮到機床夾具的作用，然后考慮夾具設(shè)計中的定位基準(zhǔn)的選擇及夾緊裝置設(shè)計問題，使設(shè)計出來的夾具可以達到要求。 （1）穩(wěn)定保證工件的加工精度 用夾具裝夾工件時，工件相對于刀具及機床的位置精度由夾具保證，不受工人技術(shù)水平的影響，是一批工件的加工精度趨于一致。 （2）減少輔助工時，提高生產(chǎn)率使用夾具裝夾工件時不需要劃線找正，可顯著的減少輔助工時，方便快捷；可提高工件的剛性，使用較大的切削用量；可實現(xiàn)多件、多工位同時裝夾，可采用高效夾緊機構(gòu)，提高勞動生產(chǎn)率。 4. 2夾具定位要求的分析 （1）定位基準(zhǔn)的選擇 底面對孔的中心線有一定的垂直度公差要求，因此應(yīng)以底面為主要的定位基準(zhǔn)。由于鑄造件的公差要求較大，利用小頭孔的外圓表面作為輔助基準(zhǔn)，為了提高加工效率，現(xiàn)決定采用麻花鉆加工出8mm的通孔。 （2）夾緊裝置的設(shè)計要求 夾緊裝置時夾具的重要組成部分，合理設(shè)計夾緊裝置有利于保證工件的加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)率和減輕工人的勞動強度，因此對夾緊裝置做了如下要求： 1)工件在夾緊過程中，不能破壞工件在定位時所獲得的正確位置； 2)夾緊力的方向應(yīng)可靠、適當(dāng)。也就是保證工件在加工過程中不產(chǎn)生移動或震動，同時又必須使工件不產(chǎn)生不適當(dāng)?shù)淖冃魏捅砻鎿p傷； 3)夾緊動作要準(zhǔn)確迅速，以便提高生產(chǎn)效率； 4)操作簡便，省力，安全，以改善工人的勞動條件，減輕勞動強度； 5)結(jié)構(gòu)簡單，易于制作。 定位方式的選擇 本次設(shè)計的是十字頭底面Φ20孔的夾具的設(shè)計，對其定位要求分析如下：如上圖，要加工Φ20的底面孔首先要限制其X方向的移動，Y方向的移動，X方向的轉(zhuǎn)動及Y方向的轉(zhuǎn)動。通過分析可知要保證該道工序的精度要求，其在X和Y方向的移動及轉(zhuǎn)動都必須限制，在此選用短V形塊加3個圓柱銷定位的方法可限制X,Y，Z的移動和X，Y的轉(zhuǎn)動。定位大致如下圖所示：按上述定位方案可保證沒有過定位及欠定位問題出現(xiàn)。4. 3夾具的加緊裝置的設(shè)計在加工過程中工件會受到切削力、慣性力、離心力等外力的作用，為了保證在這些歪理作用下，工件仍能保持定位的正確位置而不發(fā)生改變或位移，一般在夾具結(jié)構(gòu)中都必須有一定的夾緊力，把工件壓緊在定位原件上。（1）動力裝置 動力裝置是指產(chǎn)生夾緊力的的裝置。（2）夾緊原件 夾緊原件是夾緊裝置的最終執(zhí)行元件。通過它和工件受壓面的直接接觸而完成夾緊工作。（3）中間傳動機構(gòu) 中間傳動機構(gòu)是介于力源和夾緊原件之間的傳力機構(gòu)，它將原動力以一定的大小和方向傳遞給夾緊元件。4. 3. 1確定夾緊力的基本原則確定夾緊力既要確定力的大小又要確定其方向和作用點。（1） 夾緊力的作用點夾緊力的作用點是指夾緊時，夾緊元件與工件表面的接觸位置。它們對工件夾緊的穩(wěn)定性和變形有很大的影響。夾緊里的作用點應(yīng)該落在支撐元件或幾個支撐原件所形成的平面內(nèi)，以保證定位確定工件位置不被破壞。夾緊力的作用點應(yīng)落在工件剛性較好的部位上，這對剛性差的工件尤為重要。夾緊力的作用點應(yīng)該盡可能靠近加工面，這樣可以增加夾緊力的可靠性，以防止工件振動。 （2） 夾緊力的方向 夾緊力的方向與定位基準(zhǔn)所處的位置以及工件所受力的作用方向有關(guān)。 夾緊力的作用方向應(yīng)該垂直于工件的主要定位基準(zhǔn)，以保證加工精度。 夾緊力的方向應(yīng)有利于減少所需夾緊力的大小。 （3）夾緊力的大小 夾緊力的大小對工件的裝夾可靠性，工件和夾具的變形，夾緊裝置的復(fù)雜程度等都有很大的影響 計算夾緊力通常將夾具和工件堪稱一個剛性系統(tǒng)，然后根據(jù)工件受切削力、夾緊力后處于靜力平衡條件下計算出理論夾緊力F再 乘以安全系數(shù)K作為實際夾緊力F即 F=K F～3；精加工時K=～，估算夾緊力時應(yīng)按最不利因素考慮。本次加工主要以工件外圓使用V形塊定位夾緊力，夾緊力的方向垂直于基準(zhǔn)面，作用點為靠上的外圓面，具體夾緊力的大小計算方式如下表所示：夾緊形式夾緊簡圖夾緊力計算公式及注備工件以外圓定位工件承受切削扭矩及軸向力防止工件轉(zhuǎn)動F=防止工件移動F=式中f為工件與壓板之間的圓周方向摩擦系數(shù)f為工件與V形塊之間的圓周方向摩擦系數(shù)f為工件與壓板之間的軸向摩擦系數(shù)f為工件與V形塊之間的軸向摩擦系數(shù)6．結(jié)論 機械加工工藝及夾具設(shè)計隨著科技的發(fā)展都使計算機技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、控制論及系統(tǒng)工程與制造技術(shù)的結(jié)合為制造系統(tǒng)，形成現(xiàn)代制造工程學(xué)?，F(xiàn)代加工都為集成化的系統(tǒng)加工，這雖減輕課工人的勞動強度，但同時對工人的知識水平要求較高。這需要我們?nèi)轿坏恼J(rèn)識現(xiàn)代科技知識。因此，在以后的學(xué)習(xí)中需要我們?nèi)轿坏膶W(xué)習(xí)其各個相關(guān)領(lǐng)域的知識，不能只注重一點。為將來的人才戰(zhàn)略提出了新的要求。7． 致謝 在這首先感謝老師對我的細(xì)心指導(dǎo)，在我有問題的時候可以幫我認(rèn)真的解答，使我在畢業(yè)設(shè)計中知道了很多以前在上課時沒有接觸到的東西，使我在這次的畢業(yè)設(shè)計中受益匪淺。參考文獻【1】：機械工業(yè)出版社，2006【2】：機械工業(yè)出版社，2001【3】：北京出版社，1990【4】：機械工業(yè)出版社，1991【5】東北重型機械學(xué)院，洛陽工學(xué)院，（第二版）.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1990【6】吳拓，：機械工業(yè)出版社，2005【7】：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1990【8】：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1991【9】大連理工大學(xué) ：機械工業(yè)出版社，1991【10】上海機械?？茖W(xué)校 孟憲棟，哈爾濱機電?？茖W(xué)校 劉彤安 ：機械工業(yè)出版社，1992【11】江南大學(xué) 鄭修本，上海機械?？茖W(xué)校 馮冠大 ：機械工業(yè)出版社，1992【12】湘潭機電科學(xué)校 劉友才，江南大學(xué) 肖繼德 ：機械工業(yè)出版社，1992【13】閻光明 侯忠濱 張云鵬 ：西北工業(yè)大學(xué)出版社，2007【14】：機械工業(yè)出版社，2003【15】金屬切削原理與刀具課本【16】張洪江 侯書林 ：北京大學(xué)出版社，2009【17】Machine tool Metalworking John ,1973【18】Handbook of Machine tools Manfred weck,1984【19】Haffman E and Fixture design .America,VNR Co.,1980【20】Boyes W and Fixture,America,SME,1982【21】Icentevalls,francisco Ballestin, SacramentoQuintanilla. A hybrid genetic algorithm for the resourceconstrained project scheduling problem[J]. European Journal of Operational Research,2007附錄文獻綜述專業(yè)：機械制造及自動化 學(xué)生：吳少敏指導(dǎo)老師：賀核平摘要：此次設(shè)計是十字頭零件的加工工藝和夾具設(shè)計，其毛坯為鑄造，具有體積小，零件復(fù)雜的特點，其中有幾道工序夾具都采用專用夾具。機械的加工工藝及夾具設(shè)計是我們在完成了大學(xué)的全部課程之后，進行的一次理論聯(lián)系實際的綜合運用，使我對專業(yè)知識、技能有了進一步的提高，為從事專業(yè)的工作打下基礎(chǔ)。我的畢業(yè)設(shè)計為十字頭的機械加工工藝及指定 工序?qū)Ｓ脢A具的設(shè)計?！　【臀覀€人而言，我希望通過這次的設(shè)計能夠讓我了解并認(rèn)識一般機器零件的生產(chǎn)過程，鞏固和加深所學(xué)的技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的知識，理論聯(lián)系實際，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力關(guān)鍵詞： 十字頭 功能 工藝規(guī)程 結(jié)構(gòu) 夾具選擇 工裝設(shè)計前言：為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度。在加工此拔叉零件時，需要設(shè)計專用夾具。機械的加工工藝及夾具設(shè)計是我們在完成了大學(xué)的全部課程之后，進行的一次理論聯(lián)系實際的綜合運用，使我對專業(yè)知識、技能有了進一步的提高，為從事專業(yè)的工作打下基礎(chǔ)。然而夾具又是制造系統(tǒng)的重要組成部分，不論是傳統(tǒng)制造，還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)，夾具都是十分重要的。我的畢業(yè)設(shè)計為HT200十字頭并對其進行功能、工藝規(guī)程設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料及加工工藝等綜述，最后確定所要設(shè)計的夾具。1． 零件的分析 在零件的分析中遇到的主要問題是如何對零件進行工藝分析。 對零件的工藝分析應(yīng)考慮到零件的材料，對零件的作用進行分析，還應(yīng)確定零件在加工中精度等問題。 十字頭是連接活塞與連桿的零件，它具有導(dǎo)向作用。壓縮機中大量采用連桿小頭放在十字頭體內(nèi)的閉式十字頭，少數(shù)壓縮機采用與叉形連桿相配的開式十字頭。十字頭與活塞桿的連接型式分為螺紋連接、聯(lián)接器連接、法蘭連接等。螺紋連接結(jié)構(gòu)簡單，易調(diào)節(jié)氣缸中的止點間隙。但是調(diào)整時需轉(zhuǎn)動活塞，且在十字頭體上切削螺紋時，經(jīng)多次拆裝后極易磨損，不易保證精度要求。故這種結(jié)構(gòu)常用于中、小型壓縮機上。不在十字頭體上切削螺紋，而采用兩螺母夾持固定的結(jié)構(gòu)，可用于大、中型壓縮機。聯(lián)接器和法蘭連接結(jié)構(gòu)，使用可靠，調(diào)整方便，使活塞桿與十字頭容易對中。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜笨重，多用在大型壓縮機上。十字頭與連桿的連接由十字頭銷來完成。本次設(shè)計主要是解決十字頭的工藝設(shè)計及工裝的設(shè)計。通過對十字頭的分析來熟悉對工藝的編排和設(shè)計。 零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差，不適合磨削，以下則是十字頭零件需要加工的表面以及表面之間的位置要求。（1）Φ20內(nèi)孔相對于基準(zhǔn)的垂直度（2）Φ24內(nèi)環(huán)的定位要求和基準(zhǔn)的確定（3）加工Φ85外圓時的定位（4）Φ20底面孔的加工定位基準(zhǔn)（5）鉆、攻Φ6螺紋孔的劃線定位要求由上面的分析可知，在加工十字頭零件時需要注意的問題很多，為了保證加工精度的要求，我們要盡量的保證其定位和基準(zhǔn)選擇的正確性，因此，專用家具的使用會比較多，這樣對于提高零件加工精度的要求有很大的好處，同時也可減小零件的廢品率。關(guān)于夾具的設(shè)計我們要考慮好加緊力的方向，要盡量與切削和進給方向不同，防止由于力過大而使工件變形造成不必要的精度誤差，同時也要對工件進行定位分析，找到合理的定位方式進行有效定位，以防工件出現(xiàn)定位失效，過定位貨欠定位等因素。在加工Φ20底面孔時，我們要保證它在x方向上的轉(zhuǎn)動、x方向上的移動以及y方向上的轉(zhuǎn)動、y方向上的移動，四個自由度受限制，這樣才能保證零件的有效定位。要定住這四個自由度我們可通過長圓柱銷對其內(nèi)孔進行定位，長圓柱銷剛好滿足零件加工的定位要求。45