【正文】 具發(fā)展的主要方向。標準化夾具的標準化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面，在制造典型夾具，結構的基礎上，首先進行夾具元件和部件的通用化，建立典型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和不見的形成：舍棄一些功能低劣的結構，通用化方法包括：夾具、部件、元件、毛呸和材料的通用化夾具的標準化階段是通用化的深入并為工作圖的審查創(chuàng)造了良好的條件。目前，我國已有夾具零件、部件的國家標準：GB2148~224980，GB2262~226980以及通用夾具標準，組合夾具標準等。夾具的標準化也是夾具柔性化高效化的基礎，作為發(fā)展趨勢，這類夾具的標準化，有利于夾具的專業(yè)化生產(chǎn)和有利于縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)總成本。 夾具的作用在機床上應用夾具裝夾工件時，其主要功能是使工件定位和夾緊。在機械加工中，使用機床夾具的目的主要有一些六個方面，然而在不同的生產(chǎn)條件下，應該有不同的側重點。夾具設計時應該綜合考慮加工的技術要求，生產(chǎn)成本個工人操作方面的要求以達到預期的效果。 保證加工精度用夾具裝夾工件時，能穩(wěn)定的保證加工精度，并減少對其他工作條件的依賴性，故在精密加工中廣泛的使用該夾具，并且它還是全面質量管理的一個重要環(huán)節(jié)。提高勞動生產(chǎn)率使用夾具是否能使工件迅速的定位很夾緊并能夠顯著的縮短輔助時間和基本時間，提高勞動生產(chǎn)率。改善工人的勞動條件 用夾具裝夾工件方便、省力、安全。當采用氣壓、液壓等裝夾工件時，可家少工人的勞動強度保證生產(chǎn)安全。保證工藝紀律 在生產(chǎn)過程中使用夾具可確保生產(chǎn)周期，生產(chǎn)強度等工藝秩序。例如：夾具設計也是工程技術人員解決高難度零件的主要手段之一。降低生產(chǎn)成本 在批量生產(chǎn)中使用夾具時，由于勞動生產(chǎn)率的提高和允許使用技術等級較低的工人操作，故可明顯降低生產(chǎn)成本。擴大機床工藝范圍這是生產(chǎn)條件有限的企業(yè)中常用的一種技術改造措施，如車床上的拉削，鉆孔加工等，也可用夾具裝夾的加工較復雜的成型面。 夾具的分類按夾具的通用特性分類 這是一種基本的分類方法，主要反應夾具在不同生產(chǎn)類型中的通用特性，故也是選擇夾具主要依據(jù)。目前，我國常用的夾具有通用夾具、專用夾具和自動化生產(chǎn)夾具等五大類。1) 通用夾具 通用夾具是指結構、尺寸已規(guī)格化，具有一定通用性的夾具、如三爪自定心卡盤、四爪單動卡盤、臺虎鉗、萬能分度頭、頂尖、中心架、電磁吸盤等。其特點是使用性強，不需調整或稍加調整就可以裝夾一定形狀和尺寸范圍內的各種工件，這類夾具以商品化，且成為機床附件，采用這種夾具可減少生產(chǎn)周期，減少夾具品種從而降低生產(chǎn)成本，其缺點是夾具的精度不高，生產(chǎn)效率也較低，且較難裝夾形狀復雜的工件，故使用與單件小批量生產(chǎn)中。2) 專用夾具專用夾具是針對一個工序的要求而專門設計和制造夾具，其特點是針對性極強，沒有通用性，在產(chǎn)品相對穩(wěn)定批量較大的生產(chǎn)中，常用各種專用夾具，可獲得較長，隨著現(xiàn)代多品種中小批量的發(fā)展專用夾具在專用性和經(jīng)濟性等方面已多生許多問題。3) 可調夾具可調夾具是針對通用夾具專用夾具的缺陷而發(fā)展起來的異類新型夾具對不同類型和尺寸的工件，只需調整或更換原來夾具上的個別定位元件和夾緊元件便可使用。它一般又稱為通用可調夾具和成組夾具兩種，前者的通用范圍比通用夾具更大，后者則是一種可調夾具，它按成組原理設計并能加工一組相似零件，故在多品種中，中小批生產(chǎn)中上午有較好的經(jīng)濟效應。4) 組合夾具組合夾具是一種模塊化的夾具，標準的模塊元件有較高的精度和耐磨性，可組裝成各種夾具夾具用具既可拆除，留用組裝新的夾具，由于使用組合夾具可縮短生產(chǎn)準備周期，元件能重復多次使用，并且有可減少專用家句數(shù)量的優(yōu)點，因此、組合夾具在單件中小批多品種生產(chǎn)和數(shù)控加工中，是一種較經(jīng)濟的夾具，組合夾具也已商品化。5) 自動化生產(chǎn)專用夾具自動化生產(chǎn)專用夾具主要分為線夾具和數(shù)控機床專用夾具兩大類，自動線夾具有兩種：一種是固定完成夾具，一種是隨行夾具，數(shù)控機床夾具還包括加工中心夾具和柔性制造系統(tǒng)專用夾具，隨著制造的現(xiàn)代化，在企業(yè)中數(shù)控機床的夾具比例正在增加，得以滿足數(shù)控機床的加工要求，數(shù)控幾傳呼的典型結構是平裝夾具，它是利用標準的模塊組裝的夾具。按夾具使用的機床分類這是專用夾具設計使用的分類方法，如車床、銑床、刨床、鉆床、數(shù)控車床等夾具。設計專用夾具時機床的類別、組別、型別主要參數(shù)均以確定。它們不同點是機床切削成型運動不同、故夾具與機床的連接方式不同它們的加工精度要求也各不相同。本夾具主要用來轉向傳動軸銑鍵槽。這兩孔與D面垂直。因此在本道工序加工時主要應考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度。 專用夾具的組成系統(tǒng)元件夾緊元件夾具體連接元件對刀與導向裝置其他元件或裝置雖然各類機床夾具的結構有所不同但按主要功能加以分析。機床夾具的基本組成部分是定位元件，夾緊裝置和夾具體三個部分，這也好似夾具體的主要內容。定位元件是夾具的主要功能元件之一 ，通常當工件定位基準面的形狀確定后，定位元件的結構也就確定了。夾緊裝置也是夾具的主要元件之一，一般鉸鏈壓板、螺釘、夾緊裝置等。通常夾具作為鍛件的結構、鍛件結構、焊接結構，形狀有回轉體形和底座等多種定位元件，夾緊裝置等分布在夾具體不同的位置上。 夾緊裝置的組成及基本要求 夾緊裝置主要由以下三部分組成：力源裝置。產(chǎn)生夾緊作用力的裝置。所產(chǎn)生的力稱為原始力，如氣動、液動、電動等，圖中的力源裝置是氣缸1。對于手動夾緊來說，力源來自人力。中間傳力機構。介于力源和夾緊元件之間傳遞力的機構，在傳遞力的過程中，它能夠改變作用力的方向和大小，起增力作用；還能使夾緊實現(xiàn)自鎖，保證力源提供的原始力消失后，仍能可靠地夾緊工件，這對手動夾緊尤為重要。夾緊元件。夾緊裝置的最終執(zhí)行件，與工件直接接觸完成夾緊作用，如壓板。機械加工過程中，工件會受到切削力、離心力、重力、慣性力等的作用，在這些外力作用下，為了使工件仍能在夾具中保持已由定位元件所確定的加工位置，而不致發(fā)生振動或位移，保證加工質量和生產(chǎn)安全，一般夾具結構中都必須設置夾緊裝置將工件可靠夾牢。夾緊裝置。是夾具中的夾具要組成部分，其設計或選用的是否合理，對于保證加工質量，提高生產(chǎn)效率，降低成本及創(chuàng)造良好的工作條件都有很大影響。因此，設計夾緊裝置時應滿足以下4本要求。1) 工件不移動原則。2) 工件不變形原則。3) 工件不震動原則。4) 安全、省力、方便。自動化、復雜化程度與生產(chǎn)綱領一致。在保證加工質量和生產(chǎn)效率前提下，結構設計應力求簡單、緊湊，并盡址采用標準化元件。本道工序夾具的夾緊元件選用夾緊螺釘、壓板和V形塊。如圖5553所示。圖51 V形塊圖52 V形塊圖53 壓板圖54 壓板二維圖 工件定位方案的選擇工件在空間具有六個自由度，即沿x、y、z三個直角坐標軸方向的移動自由度和繞這三個坐標軸的轉動自由度 。因此，要完全確定工件的位置，就必須消除這六個自由度，通常用六個支承點（即定位元件）來限制工件的六個自由度，其中每一個支承點限制相應的一個自由度。夾具正是根據(jù)六點定位原理來限制零件的自由度，固定零件。 定位誤差的分析與計算利用夾具在機床上加工時，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。因此在夾具設計中，當結構方案確定后，應對所設計的夾具進行精度分析和誤差計算。由工序簡圖可知，本道工序由于工序基準與加工基準重合，又采用兩軸頸圓柱面為主要定位基面，故定位誤差很小可以忽略不計。本道工序加工中主要保證鍵槽尺寸。影響鍵槽對稱度的因素有：定向鍵與工作臺鍵槽配合的最大間隙：所以能滿足加工要求。 夾緊力的計算由于本道工序主要完成鍵槽的銑加工。由《切削手冊》得：銑削力 (式51)銑削力矩 (式52)式中： (式53)本道工序加工鍵槽時，工件放在銑夾具上。依靠螺母帶動夾緊壓板下降夾緊工件，夾緊力方向與銑削力方向一致。因此進行夾緊力計算無太大意義。 本夾具的工作原理銑鍵槽的夾具如夾具裝配圖55所示。工作原理：裝入工件，由V形塊1定位，順時針旋轉螺母3帶動直壓板2下降；直壓板2壓緊工件，準備銑左端mm槽加工。如圖55所示壓緊狀態(tài)。鉆孔完成后，松開工件，取出工件，準備下一工件的加工。 定向鍵與對刀裝置設計定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠些。通過定向鍵與銑床工作臺T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時產(chǎn)生的扭轉力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負荷，加強夾具在加工中的穩(wěn)固性根據(jù)GB2207—80定向鍵結構如圖所示：圖55 夾具體槽形與螺釘圖56 定向鍵根據(jù)T形槽的寬度 a=20mm對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。定向鍵的結構尺寸如下：表51 定向件的結構尺寸 BLHD夾具體槽形尺寸公稱尺寸允差d允差公稱尺寸允差D200321241120+由于本道工序是完成鍵槽的銑加工，所以選用直角對刀塊。根據(jù)GB2243—80直角對到刀塊的結構和尺寸如圖57所示： 圖57 對刀塊的結構對刀塊，主要在普通銑床夾具上應用。在銑床上加工零件時，我們要知道零件的確切位置即“坐標”。在數(shù)控機床上，我們可以看到有類似刀具外形的傳感器即“尋邊器”，用他可以測量出零件的坐標，這樣既可以找到“坐標”又不會刮傷零件。而對刀塊在普通機床的夾具上，用對刀塊主要是，不會刮傷零件，而對于一些復雜不容易找到定位面的零件，也有很大的作用。 塞尺也是相對對刀塊而言的，相當于“對刀塊對零件的保護”。塞尺可以保護對刀塊防止刮傷的保護。圖58 對刀塊塞尺選用平塞尺，其結構如圖59所示,。圖59 塞尺結構 塞尺尺寸公稱尺寸H允差dC3夾具體的設計主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個整體。這些主要元件設計好后即可畫出夾具的設計裝配草圖。整個夾具的結構夾具裝配圖510所示。1—v形塊 2—直壓板 3—1型六角螺母 4—1型六角螺母 5—雙頭螺柱M24120 6—彈 簧 7—六角薄螺母 8—圓 柱 銷 9—內六角螺釘M1250 10—內六角螺釘M625 11—圓 柱 銷1050 12—夾具體 13—支承板 14—內六角螺釘M825 15—直角對刀塊 16—內六角螺釘M1250 17—定向鍵圖510 向傳動軸銑鍵槽夾具 三維建模的過程專用機床零件的設計可以選擇很多三維軟件進行設計。本次設計,我選用SOLIDWORKS軟件來實行三維建模。 SOLIDWORKS簡介Solidworks軟件功能強大，組件繁多。Solidworks有功能強大、易學易用和技術創(chuàng)新三大特點，這使得SolidWorks 成為領先的、主流的三維CAD解決方案。SolidWorks 能夠提供不同的設計方案、減少設計過程中的錯誤以及提高產(chǎn)品質量。SolidWorks 不僅提供如此強大的功能，而且對每個工程師和設計者來說，操作簡單方便、易學易用。對于熟悉微軟的Windows系統(tǒng)的用戶，基本上就可以用SolidWorks 來搞設計了。SolidWorks獨有的拖拽功能使用戶在比較短的時間內完成大型裝配設計。SolidWorks資源管理器是同Windows資源管理器一樣的CAD文件管理器，用它可以方便地管理CAD文件。使用SolidWorks ，用戶能在比較短的時間內完成更多的工作，能夠更快地將高質量的產(chǎn)品投放市場。 三維建模的過程三維建模的總體流程如510的樹狀圖所示二維圖形數(shù)據(jù)三維觀測數(shù)據(jù)三維矢量數(shù)據(jù)和高程屬性三維模型建立紋理粘貼三維模型編輯三維模型數(shù)據(jù)庫可視化與分布圖511 三維建模流程樹狀圖 零件圖的三維建模此處,我以零件對刀塊為例進行著重說明。進入草繪界面,選擇直線命令,根據(jù)相關尺寸,做出對刀塊側面的多形。如圖510所示:圖512 對刀塊的側面多邊形退出草繪界面,選擇特征欄內的拉伸凸臺/基體命令,將其多邊形拉伸。得到對刀塊的基體。如圖411所示:圖513 對刀塊基體再次進入草繪界面,選擇圓的命令,根據(jù)相關數(shù)據(jù),在基體的上表面做出圓。再次退出草繪界面,選擇拉伸切除命令,將其拉伸。如圖412所示圖514再次進入草繪界面,選取圓的命令畫圓。退出草繪界面,再次利用拉伸切除命令,得到完整的對刀塊三維建模。圖515 完整的對刀塊建模其余零件都按此步驟,同樣的命令做出。 裝配圖的三維建模裝備的三維建模采用以夾具體的底座為基準,如圖414所示,進入裝配界面,選取配合命令,利用重合、平行、垂直、相切、同軸心等命令等命令,依次裝配到夾具體上,最后得到裝配圖。如圖415所示圖516 夾具體底座總體裝配圖包括以下零件:v形塊、直壓板、型六角螺母、雙頭螺柱、彈簧、六角薄螺母、圓柱銷、內六角螺釘、夾具體底座、支承板、內六角螺釘、直角對刀塊、內六角螺釘、定向鍵圖517 轉向傳動軸銑槽夾具總結通過這兩個星期的學習，我在老師的指導下，取得了可喜的成績，畢業(yè)設計作為《機械制造基礎》課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實踐更加接近，加深了理論知識的理解，強化了生產(chǎn)實習中的感性認識。本次畢業(yè)設計主要經(jīng)歷了兩個階段，第一階段是機械加工工藝規(guī)程設計，第二階段是專用夾具設計。第一階段我運用了基準選擇、機床選用等方面的知識；夾具設計的階段運用了工件定位、夾