【導讀】床，每一組），所要求的特殊夾具，和相應的制卡和簡單的運動仿真。專用夾具方案的確定，機械設計行業(yè)加工中，是一步非常非常重要一個步驟。夾具的方案適合與否，幾乎都直接決定了該零件能否進行批量高效的加工。肯定其設計方案時應遵循以下幾點規(guī)定與法則：那么最開始第一點必須要保證加工質量，時就要確定好是否符合經濟效益原則。特別是我們的導師柏老師，明明是中午午休時間，在這四年的總結中給母校交出滿意的答卷。下了異常良好的基礎性工作。總的來說，這次畢設所帶給我們的是平時無法學到的，收。關鍵詞：CA6140開合螺母;夾具設計;工藝工裝設計.

　　

【正文】 鋸片銑刀， d=160,D=32,z=138 (可以由機械手冊表 查詢以此獲得 ) fz=（ ～ ） mm/r （可以由實用切削手冊表 730 查詢以此來獲得該所示數據） 選 fz=v=2130m/min （可以由實用切削手冊表 731查詢以此來 獲得該所示數據） 取 v=25 m/min n=1000*25/(*32)=249r/min 取 n=255 r/min （可以由機械制造工藝簡明手冊中的表 查詢以此來獲得該所示數據） 實際切削速度為 V=*32*255/ 1000=（ 35m/min） l1=6 ， l2=4mm（ 1112） f= fz Z n= 138=tm=(l+ l1+ l2)/fn =(111+6+4)/(*255)= min 去毛刺 清洗 檢 驗 入庫 2 夾具一車床 2． 1 車孔中心設計專用夾具分析 為了提高勞動生產率和降低生產成本，保障加工質量以及是不是能夠進行高效率的批量加工和降低勞動強度，需要設計出專用夾具。 28 2． 2 確定工件的 定位方案，設計定位裝置 定位就是讓 加工過程中，同一批待加工零件或者毛 坯放入專用夾具中能夠很準確的確定它 們的位置。因此它的基本任務有以下三 項： （ 1）一般來說 就是指的是同批次工件（或毛坯）在 專用夾具中占據有準確的位置。 （ 2）選擇或設計合理的定位方案和定位裝置。 （ 3）保證位 置準確與定位精度，以及其他誤差 因此像此類開合螺母零件之中，做車孔的步驟，設計專用家具所選用的精基準則為與該三個定位原件所接觸的工件底平面及其兩個底部定位用工藝孔作為精基準即可。 工件的定位方案分析如下： 根據所需工件來分析，可以確定為一面兩孔定位，即一個平面和兩個銷釘對其進行定位。正如孔柱新先生所提到過的《一面兩孔的定位》 ：一面兩孔定位是工件以一個平面和兩個與平面垂直的孔作為定位基準的組合定位方式，定位元件為一個平面和兩個定位銷，俗稱“一面兩銷定位”，是生產中典型而常用的定位方式。如加工箱體、杠 桿、蓋板等。工件以一面兩孔定位，但是我們必須正確的處理過定位以及欠定位等問題。 29 圖 21 工件的定位及應限制的自由度（如表 22）： 表 22 定位元件 定位基準 限制 自由度 短圓柱銷釘 2Xφ 120+（低端工藝孔） 菱形銷釘 墊板（支撐板） 工件底平面 2． 3 車床專用夾具配重平衡計算 我們的專用夾具用于車床車削中心孔，因此還需要計算配重質量平衡及其加工時離心率是否平衡的問題。三維簡圖（圖 23）如下： 圖 23 由圖 23 分析配重是否平衡問題， 步驟：先計算出上下分別得質量，再找到離開中心軸點的距離，計算其夾具在加工時是否能夠達到平衡即可。 1 活結螺栓下部配合部件 18112mm179。 2 活結螺栓下部配合銷釘 1130mm179。 3 墊圈 169mm179。 4 螺栓 2 X 16206mm179。 5 1 型六角螺母 179。 6 墊圈 742mm179。 7 右側銷釘 628mm179。 8 鉸鏈壓板 179。 30 9 開合螺母零件（灰鑄鐵 HT200） 179。 10 定位平面 墊塊 179。 11 夾具體矩形下部分 528000mm179。 12 平衡塊 16470mm179。 因而需要計算 1 到 11 的總質量在進行與平衡塊的所選材料密度所比較即可。 密度： 45 179。 HT200 179。（各個材料的密度都可以在手冊中查詢） 下端總質量計算： 45 *=6336g 灰鑄鐵 *=2566g 因此總質量為 ，又由于中心距下 端大約是上端平衡塊的 1/4，所以可以判斷出，平衡塊所選擇的材料應為 8896/*（ 1/4） =13kg/m179。 因鋁的密度為 10^3kg/m179。 ，因此平衡塊選擇鋁作為加工材料，是滿足配重比的。 平衡塊的質量為： *= KG 而夾具體與過度盤的總體積為： 3993938mm179。 總質量（減去底部立方體）：（ 3993938528000） *=27 KG 所以整個車床專用夾具質量為： 27 +++= KG 因此無論是總體質量或者車削時考慮離心力平衡，都是符合生產標準的。 2． 4 確定工件的夾緊方案，設計夾緊裝置 （ 1）確定夾緊裝置 車床夾具夾緊裝置必須安全可靠： 角鐵式必須注意防止由于夾緊變形。有兩種不同的裝夾方案提供如下： 31 圖 a） 圖 b） 圖 23 夾緊方案的選擇 如果采用圖 a）所示的在夾緊裝置的力顯示的是簡單的，但可能引起的變形和夾具體，離心力變形彎曲角懸，切削力也將有助于該變形。 如果改用圖 b）示旋轉螺旋擺 動板機構是更好的，因為剛性好的角度，板的變形不影響加工精度。所以根據工件的形狀，使用一個鉸鏈壓板對其壓緊即可。 （ 2）夾緊力計算與分析 生成通用的計算公式為各種螺旋夾緊力螺旋夾緊機構 W0=QL/ r‘ tgψ 1+r2tg(a+ψ ‘ 2) N 式中： ψ ‘ 2—— 螺旋副的當量摩擦角； ψ 1—— 螺桿端部與工件間的摩擦角； a—— 螺紋升角； r2—— 螺紋中徑的一半； r‘ —— 螺桿端部與工件間的當量摩擦半徑； 查表得： Q=35N L=140mm a =2。 30＇ ψ ‘ 2=6。 34＇ r2= f= tgψ 1= r ‘ = （ D3D30 ） /3 （ D2D20 ）= 求得： N 5800 W0 ? 夾緊受力分析如下： 32 由杠桿原理知： W a =W0 b 當 a=1/2b 時， W =2 W0=11600 N 由此可見，該夾緊機構所產生的夾緊力比作用力大一倍。 （ 3）螺旋夾緊機構尺寸及其相關的確定。 鏈壓板（ GB/T218891） 圖 25 鉸鏈壓板 技術要求 ： 材料： 45鋼 。 熱處理：淬火、回火 HRC3540。 2．活節(jié)螺栓（ GB/T79888） 33 圖 27 活節(jié)螺栓 技術要求： 材料： 45 鋼表面處理： ； ； 螺紋公差： 8g 2． 4 夾具與機床的連接方式及安裝基面 決定性的影響來自于其回轉精度連接精密車床夾具和機床夾具主軸。因此，要求夾具的回轉軸線與車床主軸軸線有盡可能高的同軸度。 34 圖 28 過 渡 盤 2． 5 夾具的平衡 由 所分析的配重平衡可得，該整體裝配至車床加工時，旋轉的離心力是合理的，是科學的。 2． 6 對夾具總體結構的要求 ⑴結結構緊湊，伸出外面的部位要盡量的短，使身體重心盡量靠近主軸。車床夾具的懸伸長度過大，會加劇主軸軸承的磨損，同時引起振動，影響加工質量。因此，夾具的外伸長度 L 和輪廓線的直徑比應控制如下：： a. 半徑小于 75mm 的夾具， L/r≤ 5； b. 半徑在 75~150mm 之間的夾具， L/D≤ ； c. 半徑大于 150mm 的夾具， L/D≤ 。 ⑵車床夾具的夾具體應制成圓形，夾具上（包括 工件在內）的各元件不應伸出夾具體的輪廓之外，當夾具上有不規(guī)則的突出部分，或有切削液飛濺及切屑纏繞時，應加設防護罩。 ⑶夾具的結構應便于工件在夾具上安裝和測量，切屑能順利排出或清理 。 2． 7 繪制夾具草圖，并標注尺寸、公差及技術要求 主軸過度盤專用夾具壓快M 35 圖 210 角鐵式車床夾具 夾具的精度分析 1）定位誤差△ D 造成定位誤差的原因有兩個： 一是定位基準與工序基準不重合。 二是定位基準與限位基準不重合。 定位誤差△ D常用的合成方法。 工件在夾具上定位時，定位基準與限 位基準是重合的，基準位移誤差 △ Y 也為零。 因此，尺寸 45177。 的定位誤差 △ D 等于零。 2） 夾具的安裝誤差△ A 因夾具在機床上的安裝不精確而造成的加工誤差，稱為 夾具的安裝誤差△ A。 產生夾 36 具的安裝誤差的因素有： ⑴在夾具安裝表面的相互位置誤差的夾具元件。 ⑵連接錯誤誤差夾具安裝本身和機床之間的差距。 △ A = X1max + X2max 式中 x1max 的最大間隙 —— 過渡板與主軸 x2max 的最大間隙 —— 過渡板和夾體 設過渡盤與車床主軸間的配合尺寸為φ 92H7/js6，查表：φ 92H7 為φ 920+，φ92js6 為φ 92177。 ，因此 X1max = （ +） mm = 過渡盤與夾具體間的配合尺寸為φ 120 H7/js6，查表：φ 12H7 為φ 1600+，φ120js6 為φ 120177。 ，因此 X2max = （ +） mm = 故 △ A =（ + ） = 4）加工方法誤差△ G 因機床精度、刀具精度、刀具與機床的位置精度、工 藝系統(tǒng)的受力變形和受熱變形等因素造成的加工誤差，統(tǒng)稱為 加工方法誤差△ G。 車床夾具的加工方法誤差，如車床主軸上安裝夾具基準（圓柱面軸線、圓錐面軸線或圓錐孔軸線）與主軸回轉軸線間的誤差、主軸的徑向跳動、車床溜板進給方向與主軸軸線的平行度或垂直度等。它的大小取決于機床的制造精度、夾具的懸伸長度和離心力的大小等因素。一般取 △ G =δ K/3=5）總加工誤差∑△ 工件在夾具，加工總誤差的誤差和∑ Δ。由于誤差是獨立隨機變量的概率方法。因此： ∑△ =（△ D+△ J +△ A +△ G） ≤δ K 既工件的總加工誤差 ∑△ 應不大于工件的加工尺寸公差 δ K。 則： ∑△ =（△ 2D+△ 2J +△ 2A +△ 2G） 37 =（ 0+++++） = 精度儲備 0 . 0 1 2 m mmm)0 . 0 8 8( 0 . 1JC ?? 3 鉆床夾具的設計 3． 1 鉆孔中心設計專用夾具分析 為了提高勞動生產率和降低生產成本，保障加工質量以及是不是能夠進行高效率的批量加工和降低勞動強度，需要設計出專用夾具。 3． 2 確 定工件的定位方案，設計定位裝置 定位相關原理已經在 ，再次不再進行贅述。 圖 31 工件的定位及應限制的自由度（如表 32）具體 定位元件 定位基準 限制 自由度 短圓柱銷釘 2Xφ 12+（低端工藝孔） 菱形銷釘 38 表 32 裝配剖面圖如圖 33：（參考坐標在右圖） 夾具體左側面 工件側平面 圖 33 3． 3 確定工件的夾緊方案，設計夾緊裝置 39 圖 a） 圖 b） 圖 23 夾緊方案的選擇 如果采用圖 a）特點所示為芯軸，中間軸較小進行兩端夾緊，方便其排屑 如果改用圖 b）特點為所示為芯軸夾緊，但是其中間軸太過于粗大，且填滿了整個工件，雖然有排屑空，但是其夾緊機構有過定位的可能。 先分析其圖 a）的定位，因為夾緊雖然說是夾緊，但是實際上還是由先進行定位，定位就是原件在原則上無外力的時候不進行運動。例如受到重力影響等；則，當為圖 a）時，定位為一面二銷的基本定位結構，所以其定位自由度， X,Y,Z 的六個 自由度，均可以限制完畢，當然，傳統(tǒng)意義上的所謂的該經典的定位，指的是一個面就可以限制了三個自由度了，那么其短圓柱銷釘和菱形銷釘亦能