【導(dǎo)讀】及專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)。結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。

　　

【正文】 保證這一點(diǎn) 。 當(dāng)加工的表面與工序基準(zhǔn)之間有尺寸聯(lián)系或相互位置精度要求時(shí)，則應(yīng)以?shī)A具的回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)為基準(zhǔn)來(lái)確定定位元件的位置。 27 工件的夾緊應(yīng)可靠。由于加工時(shí)工件和夾具一起隨主軸高速回轉(zhuǎn)，故在加工過(guò)程中工件除受切削力矩的作用外，整個(gè)夾具還要受到重力和離心力的 作用，轉(zhuǎn)速越高離心力越大，這些力不僅降低夾緊力，同時(shí)會(huì)使主軸振動(dòng)。因此，夾緊機(jī)構(gòu)必須具有足夠的夾緊力，自鎖性能好，以防止工件在加工過(guò)程中移動(dòng)或發(fā)生事故。對(duì)于角鐵式夾具，夾緊力的施力方式要注意防止引起夾具變形。 （ 2）夾具與機(jī)床主軸的連接 車(chē)床夾具與機(jī)床主軸的連接精度對(duì)夾具的加工精度有一定的影響。因此，要求夾具的回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)與臥式車(chē)床主軸軸線(xiàn)應(yīng)具有盡可能小的同軸度誤差。 心軸類(lèi)車(chē)床夾具以莫氏錐柄與機(jī)床主軸錐孔配合連接，用螺桿拉緊。有的心軸則以中心孔與車(chē)床前、后頂尖安裝使用。 根據(jù)徑向尺寸的大小，其它專(zhuān)用夾具在機(jī)床 主軸上的安裝連接一般有兩種方式： 1)對(duì)于徑向尺寸 D＜ 140mm，或 D＜ (2～ 3)d 的小型夾具，一般用錐柄安裝在車(chē)床主軸的錐孔中，并用螺桿拉緊，如圖 1a所示。這種連接方式定心精度較高。 2)對(duì)于徑向尺寸較大的夾具，一般用過(guò)渡盤(pán)與車(chē)床主軸軸頸連接。過(guò)渡盤(pán)與主軸配合處的形狀取決于主軸前端的結(jié)構(gòu)。 圖 1b所示的過(guò)渡盤(pán)，其上有一個(gè)定位圓孔按 H7/h6 或 H7/js6 與主軸軸頸相配合，并用螺紋和主軸連接。為防止停車(chē)和倒車(chē)時(shí)因慣性作用使兩者松開(kāi)，可用壓板將過(guò)渡盤(pán)壓在主軸上。專(zhuān)用夾具則以其定位止口按 H7/h6 或 H7/js6 裝配在過(guò)渡盤(pán)的凸緣上，用螺釘緊固。這種連接方式的定心精度受配合間隙的影響。為了提高定心精度，可按找正圓校正夾具與機(jī)床主軸的同軸度。 對(duì)于車(chē)床主軸前端為圓錐體并有凸緣的結(jié)構(gòu)，如圖 1c 所示，過(guò)渡盤(pán)在其長(zhǎng)錐面上配合定心，用 活套 在主軸上的螺母鎖緊，由鍵傳遞扭矩。這種安裝方式的定心精度較高，但端面要求緊貼，制造上較困難。 圖 1d所示是以主軸前端短錐面與過(guò)渡盤(pán)連接的方式。過(guò)渡盤(pán)推入主軸后，其端 面與主軸端面只允許有 ～ 的間隙，用螺釘均勻擰緊后，即可保證端面與錐面全部接觸，以使定心準(zhǔn)確、剛度好。 28 圖 1 車(chē)床夾具與機(jī)床主軸的連接 過(guò)渡盤(pán)常作為車(chē)床附件備用，設(shè)計(jì)夾具時(shí)應(yīng)按過(guò)渡盤(pán)凸緣確定專(zhuān)用夾具體的止口尺寸 。 過(guò)渡盤(pán)的材料通常為鑄鐵 。 各種車(chē)床主軸前端的結(jié)構(gòu)尺寸，可查閱有關(guān)手冊(cè) 定位機(jī)構(gòu) 本工件在 加工孔時(shí)采用一面兩孔作為定位基準(zhǔn)，易于做到工藝過(guò)程中的基準(zhǔn)統(tǒng)一，保證工件的相對(duì)位置精度，且具有支撐面大，支撐剛性好等優(yōu)點(diǎn)； 本工件采用底面和一對(duì)對(duì)角工藝孔作為定位基準(zhǔn)，工件底面為第一定位基準(zhǔn)，限制了 x、 y 方向轉(zhuǎn)動(dòng)， z 方向移動(dòng)三個(gè)自由度；圓柱銷(xiāo)為第二定位基準(zhǔn)限制了 x、 y方向移動(dòng)兩個(gè)自由度；菱形銷(xiāo)為第三定位基準(zhǔn)，它和圓柱銷(xiāo)聯(lián)合限制了 z方向轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，所以此定位方案符合六點(diǎn)定位原理，采用對(duì)稱(chēng)壓板將工件壓緊。 夾緊機(jī)構(gòu) 選擇工件的夾緊方案，夾緊方案的選擇原則是夾得穩(wěn)，夾得勞，夾得快。選擇夾緊機(jī)構(gòu)時(shí)，要合理確 定夾緊力的三要素：大小、方向、作用點(diǎn)。夾緊裝置的基本要求如下： 1. 夾緊時(shí)不能破壞工件在夾具中占有的正確位置； 2. 夾緊力要適當(dāng)，既要保證工件在加工過(guò)程中不移動(dòng)、不轉(zhuǎn)動(dòng)、不震動(dòng)，又不因夾緊力過(guò)大而使工件表面損傷、變形。 3. 夾緊機(jī)構(gòu)的操作應(yīng)安全、方便、迅速、省力。 4. 機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，制造、維修要方便。 分析零件加工要素的性質(zhì)，確定夾緊動(dòng)力源類(lèi)型為手動(dòng)夾緊，夾緊裝置為壓板，壓 29 緊力來(lái)源為螺旋力。夾具的具體結(jié)構(gòu)與參數(shù)見(jiàn)夾具裝配圖和零件圖。 工件夾緊方式的確定 從夾緊動(dòng)力源選擇：手動(dòng)夾緊 確定主夾緊機(jī)構(gòu)： 螺栓壓板 零件的 車(chē)床夾具的加工誤差分析 工件在車(chē)床夾具上加工時(shí)，加工誤差的大小受工件在夾具上的定位誤差 D? 、 夾具誤差 J? 、 夾具在主軸上的安裝誤差 A? 和加工方法誤差 G? 的影響 。 如夾具圖所示，在夾具上加工時(shí)，尺寸的加工誤差的影響因素如下所述： 1. 確定兩銷(xiāo)中心距及尺寸公差 （中心距公差需采用 對(duì)稱(chēng)公差 的標(biāo)注形式） 兩銷(xiāo)中心距基本尺寸 Ld公差按劃線(xiàn)等級(jí)取 兩銷(xiāo)中心距的尺寸公差 TLd＝（ 1/3～ 1/5） TLD =1/4? = 兩銷(xiāo)中心距尺寸及公差的標(biāo)注： Ld177。δ Ld/2=177。 2. 確定圓柱銷(xiāo)的尺寸及公差 圓柱銷(xiāo)直徑的基本尺寸 d1＝工件孔 1 的最小極限尺寸 min1D =12mm 圓柱銷(xiāo)按 g6制造（ T=） 即 1d =Φ ?? mm 3. 查表確定削邊銷(xiāo)尺寸 b 及 B b=4mm B== 4. 確定削邊銷(xiāo)的直徑尺寸及公差 δ min2 =21m in )d( d bTT dD ??? = 4)00 ( ??? = 按 h6 級(jí)確定公差： 2d =Φ ?? 5. 計(jì)算定位誤差 —— 目的是分析定位方案的可行性 因?yàn)槎ㄎ环较蚺c加工尺寸方向垂直，且被加工表面無(wú)尺寸公差要求，為次要加工表面，只要保證粗糙度為 ，故只需進(jìn)行轉(zhuǎn)角誤差計(jì)算即可。 ? ? ? ? m a x2m a x1 ?? ??????? ar c t gL XXar c t g? ?2 ?? = 6 轉(zhuǎn)角誤差很小，符合定位要求，可以使用。 30 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu) 夾具體設(shè)計(jì)的基本要求 （ 1）應(yīng)有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性 夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對(duì)刀塊或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面，應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽缇群托螤罹?，它們之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁?。 為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定，鑄造夾具體要進(jìn)行時(shí)效處理，焊接和鍛造夾具體要進(jìn)行退火處理。 （ 2）應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度 為了保證在加工過(guò)程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變形和振動(dòng)，夾具體應(yīng)有足夠的壁厚，剛性不足處可適當(dāng)增設(shè)加強(qiáng)筋。 （ 3）應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性 夾具體一般外形尺寸較大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且各表面間的相互位置精度要求高，因此應(yīng)特別注意其結(jié)構(gòu)工藝性，應(yīng)做到裝卸工件方便，夾具維修方便。在滿(mǎn)足剛度和強(qiáng)度的前提下，應(yīng)盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡(jiǎn)單。 （ 4）應(yīng)便于排除切屑 在機(jī)械 加工過(guò)程中，切屑會(huì)不斷地積聚在夾具體周?chē)绮患皶r(shí)排除，切削熱量的積聚會(huì)破壞夾具的定位精度，切屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會(huì)破壞定位精度，甚至發(fā)生安全事故。因此，對(duì)于加工過(guò)程中切屑產(chǎn)生不多的情況，可適當(dāng)加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間：對(duì)于加工過(guò)程中切削產(chǎn)生較多的情況，一般應(yīng)在夾具體上設(shè)置排屑槽。 （ 5）在機(jī)床上的安裝應(yīng)穩(wěn)定可靠 夾具在機(jī)床上的安裝都是通過(guò)夾具體上的安裝基面與機(jī)床上的相應(yīng)表面的接觸或配合實(shí)現(xiàn)的。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，支承面積應(yīng)足夠大，安裝基面應(yīng)有 較高的配合精度，保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應(yīng)中空，大型夾具還應(yīng)設(shè)置吊環(huán)或起重孔。 確定夾具體的結(jié)構(gòu)尺寸，然后繪制夾具總圖。詳見(jiàn)繪制的夾具裝配圖。 零件的車(chē)床專(zhuān)用夾具簡(jiǎn)單使用說(shuō)明 （ 1）夾具的總體結(jié)構(gòu)應(yīng)力力求緊湊 、 輕便，懸臂尺寸要短，重心盡可能靠近主軸 。 31 （ 2）當(dāng)工件和夾具上個(gè)元件相對(duì)機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)不平衡時(shí)，將產(chǎn)生較大的離心力和振動(dòng)，影響工件的加工質(zhì)量 、 刀具的壽命 、 機(jī)床的精度和安全生產(chǎn)，特別是在轉(zhuǎn)速較高的情況下影響更大 。 因此，對(duì)于重量不對(duì)稱(chēng)的夾具，要有平衡要求 。 平衡的方法有兩種：設(shè)置平衡塊或加 工減重孔 。 在工廠實(shí)際生產(chǎn)中，常用適配的方法進(jìn)行夾具的平衡工作 。 （ 3）為了保證安全，夾具上各種元件一般不超過(guò)夾具的圓形輪廓之外 。 因此，還應(yīng)該注意防止切削和冷卻液的飛濺問(wèn)題，必要時(shí)應(yīng)該加防護(hù)罩 。 本夾具按底面一面兩孔定位，可以限制 6 個(gè)自由度，屬于完全定位方式。工件加工出了 2個(gè)工藝孔，分別以圓柱銷(xiāo)和菱形銷(xiāo)定位，工件靠壓板用螺栓和螺母壓緊 32 總 結(jié) 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們讀到一些技術(shù)資料和設(shè)計(jì)手冊(cè)，在機(jī)械領(lǐng)域中的一些基本問(wèn)題的探討。因此，這樣的設(shè)計(jì)不僅要加強(qiáng)自己的理解和知識(shí)，和他們的知識(shí)，拓寬。此外，該拉延工藝的設(shè)計(jì)， AutoCAD 繪圖軟件的使用，并在同一時(shí)間，手繪，所有這些因素都使我們學(xué)到更多的知識(shí)，圖像識(shí)別和提高我們的繪圖能力。 本課題是 變速齒輪箱箱體 的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)， 主要是確定的工藝設(shè)計(jì)的工藝路線(xiàn)，確定加工和切削參數(shù)，基本工時(shí)，本設(shè) 計(jì)的零件工藝路線(xiàn)是正確合理的，定位和夾緊的夾緊機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)定位和夾緊的目的，可以保證工件的加工精度。在很多問(wèn)題的設(shè)計(jì)過(guò)程中， 假設(shè) 出現(xiàn)不合理工藝路線(xiàn)，甚 無(wú)法保證夾具設(shè)計(jì)的 準(zhǔn)確性。在夾具設(shè)計(jì)中，由于定位基準(zhǔn)的選擇不合理，出現(xiàn)了定位或不定位零件加工精度無(wú)法保證。在夾緊機(jī)構(gòu)由于尺寸的選擇，如不合理，但沒(méi)有達(dá)到夾緊的目的，也可能是由于位置的夾緊力和工件表面的作用所產(chǎn)生的營(yíng)業(yè)額不合理。然而，在老師的細(xì)心指導(dǎo)的悉心指導(dǎo)下，經(jīng)過(guò)三個(gè)月的努力，這些問(wèn)題都一一解決方案。在這一過(guò)程中，加工工藝及夾具設(shè)計(jì)知識(shí)和更深入的了解，提高了綜 合專(zhuān)業(yè)知識(shí)的能力，我的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，進(jìn)一步提高技能，為以后從事專(zhuān)業(yè)技術(shù)工作。然而，在老師的細(xì)心指導(dǎo)的悉心指導(dǎo)下，經(jīng)過(guò)努力，這些問(wèn)題都一一解決方案。 33 參考文獻(xiàn) [1] 李 洪 ． 工藝手冊(cè) [M] ． 北京出版社， 2020． 1． [2] 陳宏鈞 ． 實(shí)用金屬切削手冊(cè) [M] ． 機(jī)械工業(yè)出版社， 2020． 1． [3] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì) ． 金屬切削手冊(cè) [M]． 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 2020． [4] 楊叔子 ． 機(jī)械加工工藝師手冊(cè) [M]． 機(jī)械工業(yè)出版社， 2020． [5] 徐鴻本 ． 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) [M] ． 遼寧科學(xué)技術(shù)出版社， 2020． 10． [6] 都克勤 ． 機(jī)床夾具結(jié)構(gòu)圖冊(cè) [M] ． 貴州人民出版社， 2020． 4 [7] 胡建新 ． 機(jī)床夾具 [M] ． 中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社， 2020． 5． [8] 馮 道 ． 機(jī)械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊(cè) [M] ． 安徽文化音像出版社， 2020． [9] 王先逵 ． 機(jī)械制造工藝學(xué) [M]． 機(jī)械工業(yè)出版社， 2020． [10] 馬賢智 ． 機(jī)械加工余量與公差手冊(cè) [M]． 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社， 1994． 12． [11] 劉文劍 ． 夾具工程師手冊(cè) [M]． 黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社， 2020 [12] 王光斗 ． 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) [M]． 上海科學(xué)技術(shù)出版社， 2020． 8． 34 致 謝 本課題是在 XX老師指導(dǎo)下完成，非常感謝 XX 老師的耐心指導(dǎo)幫助。 畢業(yè) 設(shè)計(jì)是大學(xué)知識(shí)，相關(guān)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用，是知識(shí)在實(shí)踐中的應(yīng)用。通過(guò)本次 畢業(yè) 設(shè)計(jì)，使我的專(zhuān)業(yè)知識(shí)得到鞏固和提高在原來(lái)的基礎(chǔ)上，就離不開(kāi)老師和同學(xué)的幫助。設(shè)計(jì)的分析是在老師的指導(dǎo)下完成的，在分析過(guò)程中，老師給了我很大的鼓勵(lì)，在設(shè)計(jì)和分析使我覺(jué)得更多的設(shè)計(jì)思路，提高的學(xué)習(xí)能力，和討論的問(wèn)題的分析，有一個(gè)更清楚的了解，使我受益不淺。 說(shuō) 實(shí)話(huà)， 畢業(yè) 設(shè)計(jì)真是有點(diǎn)累了。然而，明確其自身的設(shè)計(jì)結(jié)果， 畢業(yè) 設(shè) 計(jì)仔細(xì)回味的旅程，一個(gè)罕見(jiàn)的成功立刻讓我昏昏欲睡。雖然這是我剛學(xué)的第一個(gè)走，一點(diǎn)在我的生命中的成功，但它讓我覺(jué)得更成熟了。通過(guò)這次的 畢業(yè) 設(shè)計(jì)，我深深地感受到，做任何事都必須有耐心，細(xì)心。有時(shí)是不小心計(jì)算誤差，只能被無(wú)情地重做。但一想到老師教得比平時(shí)多，病人，認(rèn)為他們的社會(huì)責(zé)任感的未來(lái)，思想在世界上是因?yàn)橐恍┬″e(cuò)誤，讓人觸目驚心的事故，我不能不提醒自己，要形成一個(gè)高度負(fù)責(zé)的好習(xí)慣，一絲不茍。發(fā)現(xiàn)自己的知識(shí)真的很差，他們的能力，用學(xué)到的知識(shí)是不夠的，幾年來(lái)學(xué)習(xí)很多畢業(yè) ，今天才知道自己和不使用。想到這里，我真的有 點(diǎn)不耐煩。