【導(dǎo)讀】題目：M15-19孔錨板開槽專用鋸床設(shè)計。專業(yè)班級機(jī)制L072班。二〇一一年五月二十八日

　　

【正文】 動鉗身快速靠近工件，此時，腔Ⅱ中形成部分真空，在 b口補(bǔ)充低壓油，腔Ⅲ中的液壓油有 C口排出；當(dāng)活動鉗身開始夾緊工件時，油壓升高，在壓力控制閥的作用下，壓力油從 a和 b兩處進(jìn)入腔 I和Ⅱ，此時活塞開始低速運動，推力增加。單向閥主要防止液體倒流 和保持壓力。工件時，先根據(jù)工件所需夾緊力的大小調(diào)整壓力控制閥，將換向閥移動到圖示位置，開始操縱手柄，活塞桿推動活動鉗身快速運動，當(dāng)活動鉗身接觸工件開始夾緊工件時，其運動速度逐漸減緩直至將工件夾緊。當(dāng)夾緊力超過工件所能承受的夾緊力時，壓力控制閥開始工作，以保證夾緊工件。工件加工完后，將換向閥移動到圖示右側(cè)位置，操作手柄，活塞帶動活動鉗身回位，逐步松開工件。 優(yōu)點： (1)用液壓機(jī)構(gòu)取代絲桿驅(qū)動活動鉗身后，使臺虎鉗夾緊工件時的空行程速度增加，提高了工作效率；同時增加了工件夾緊時的安全性和穩(wěn)定性。 (2)改進(jìn)后的 臺虎鉗由于增加了壓力調(diào)整和控制機(jī)構(gòu)，防止夾緊工件時因用力過大或操作不當(dāng)對工件造成的損害。 總結(jié)： 對方案一和二與原來結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析比較，考慮經(jīng)濟(jì)性和可靠性任就選用原來的虎鉗結(jié)構(gòu)。由于零件本身外形為圓柱形，在虎鉗上加工時，鉗口與工件接觸的都是兩條線，因此對圓柱形零件的夾緊也有必要簡單說明。方法一是如圖 。用鋼料制成有兩條相互垂直的 V形槽鉗口在 2個方向上都方便夾持工件。方法二是如圖 所示。用硬木制成帶立式 V形槽鉗口夾牢立放的圓柱形零件。方法三是采用銅板、鉛板、錫板等軟質(zhì)金屬作鉗口來夾牢零件。 31 圖 硬木襯墊法 圖 兩條相互垂直的 V形槽夾牢法 V 型塊 誤差分析與計算 V型塊作為一種比較特殊的夾具元件，在諸多外圓定位類夾具中被廣泛使用，材料一般采用 20鋼并滲碳淬火 HRC60— 64．由 V型塊產(chǎn)生的定位誤差的情況比較復(fù)雜．本文分類介紹固定 V型塊和活動 V型塊，尤其是活動 V型塊在具體功能上往往兼起定位和夾緊作用，并對 V型塊的各種因素所產(chǎn)生的定位誤差進(jìn)行了分析，得出了 V型塊定位誤差的計算公式． 槽的公差為 ? mm。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。 V型塊有長 V型塊和短 V型塊．長 V型塊限制四個自由度，短 V型塊限制兩個自由度。V型塊在進(jìn)行定位時主要起對中作用，即使工件的外圓定位表面中心在 V型塊斜面的對稱中線上。由 V型塊產(chǎn)生的定位誤差的情況比較復(fù)雜，本文對 V型塊的各種因素所產(chǎn)生的定位誤差進(jìn)行了分析，得出了計算 V型塊綜臺誤差的公式。該公式全面反映了采用 V型塊定位時產(chǎn)生的綜合誤差。 圖 圖中： HVNVTV??????型 塊 的 高 度 ；型 塊 的 開 口 尺 寸 ；對 標(biāo) 準(zhǔn) 心 軸 而 言 ， 是 型 塊 的 標(biāo) 準(zhǔn) 定 位 高 度 ， 通 常 可 做 檢 驗 用 。 （ 1） V型 塊定位誤差產(chǎn)生的原因分析 32 定位誤差就是工件在夾具中定位時產(chǎn)生的誤差。夾具的定位誤差要在進(jìn)行定位基準(zhǔn)選擇之前進(jìn)行分析，以便考慮如何選擇基準(zhǔn)安裝是定位和夾緊兩個動作的綜臺 ,即 W b WD j j? ? ? ??。因此安裝誤差就包括定位誤差和夾緊誤差。定位誤差按產(chǎn)生原因分析包括以下種類的誤差： ?? ?? ??零 件 定 位 基 準(zhǔn) 不 準(zhǔn) 確 造 成 的 誤 差基 準(zhǔn) 位 移 誤 差定 位 誤 差 夾 具 定 位 基 準(zhǔn) 不 準(zhǔn) 確 造 成 的 誤 差基 準(zhǔn) 不 重 合 誤 差 由上面分析看出，定位基準(zhǔn)的位移誤差是由兩方面的原因造成的，其一是零件定位基準(zhǔn)不準(zhǔn)確，如用長銷或短銷定位，零件的孔徑總 是有偏差的，一批零 件中，該孔徑有一定的公差，因此每個零件的定位情況就有所不同。其二是夾具定位元件不準(zhǔn)確造成。即銷子本身的偏差所造成的誤差?；鶞?zhǔn)不重合誤差就是 定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合所造成的誤差，由于在加工中常采用調(diào)整法加工來獲得加工尺寸，經(jīng)常會產(chǎn)生這種誤差。 V型塊是使用最廣泛的外圓定位元件，使用 V型塊產(chǎn)生定位誤差的主要原因有工件的尺寸和形狀誤差。 V型塊的制造和安裝誤差，包括夾角誤差，對稱度誤差等，工件的定位誤差是以上幾種誤差綜合作用的結(jié)果，而且這些誤差的綜合不是簡單的代數(shù)加減，而是矢量方式的疊加，其原 因是各種誤差具有一定的方向性。 （ 2） V型塊定位誤差的計算 1)不重臺誤差 由于設(shè)計基準(zhǔn)為工件外圓中心 O，用 V型塊定位時，定位基準(zhǔn)是 A點，因此基準(zhǔn)不重臺誤差為尺寸 OA的變化量 BO— OA一 OA。 2DBO ?? （ 14） cos22wcx D??? ??? ????（方向向左） （ 15） sin22wcy D??? ??? ????（方向向右） （ 16） 2)工件定位面不準(zhǔn)確引起的基準(zhǔn)位移誤差 12ww?? 12????是 工 件 尺 寸 誤 差 引 起 的 ， 是 工 件 形 狀 誤 差 引 起 的 。 由于外圓有尺寸誤差，是使定位基準(zhǔn)的位移為 39。AA ，即尺寸 39。OB 33 39。 /22DO B tg????? ???? （ 17） 39。1 s in ( ) c o s2 2 2wx DOB ? ? ?? ??? ? ? ? ? ????（方向向右） （ 18） 39。21 c o s ( ) c o s / c o s / s in2 2 2 2 2 2 2wy DDO B tg? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? （方向向左） （ 19） 39。 ()OO ??? 為 圓 度 誤 差 2x cos( )2w ????? （方向可左可右） （ 20） 2y sin( )2w ????? （方向可上可下） （ 21） a b 圖 3)定位元件 V型塊不準(zhǔn)確引起的基準(zhǔn)位移誤差 12rr?? 該誤差是由 V型塊安裝有一定傾斜或是 V型塊本身由于制造原因就存在偏轉(zhuǎn)誤差，而不能使工件理 想對中 (見圖圖 )，角度偏轉(zhuǎn)形成的基準(zhǔn)位移誤差為 OO’其值由幾何關(guān)系可求 39。 2 2 c o s ( )2DOO ???? （ 22） 1 sin ( )2rx D? ???? (方向可左可右 ) （ 23） 1 (1 c o s ( ))2ry D? ??? ? ? （方向只能向下） （ 24） 由角度值誤差引起的定位誤差 2r? ，即 39。OO 39。 112 sin( ) sin( )22DOO? ? ? ?????? ? ? ??? （ 25） 34 圖 4）由 V型槽深度誤差 T? 引起的基準(zhǔn)位移誤差 ??? 如圖 ： 39。xy0,22TTTTOO ??????? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?， （ 26） 綜合以上各種誤差情況， 就得到采用 v型塊定位時基準(zhǔn)位移誤差和基準(zhǔn)不重合誤差合成的總定位誤差，計算公式如下： (27) (28) 在采用調(diào)整法加工零件時，由于 V型塊已確定并安裝固定，利用誤差補(bǔ)償技術(shù)，采用標(biāo)準(zhǔn)心軸進(jìn)行找正調(diào)整，可以消除由 v型塊制造及安裝誤差引起的定位誤差，因而上面公式簡化為： ? ?x cos( )2???? ? ? (29) 35 y / s in ( ) s in2 2 2D? ? ??? ??? ? ? ? ???? (30) 若進(jìn)一步忽略工件形狀誤差引起的定位誤差．則上面公式就轉(zhuǎn)化為我們常見的 V型塊定位誤差計算公式。 夾具中零部件的形位公差的確定 在工裝夾具的零部件設(shè)計中，形狀誤差和位置誤差對工裝夾具、零部件的使用有很大影響，直接影響工裝夾具的制造精度、被加工件的使用要求及被加工件的工藝要求。因此，為了保證被加工件的使用要求及工藝要求，正確選擇形位公差和合理確定公差值十分重要。 定位表面對夾具主體底面的位置度與直線度、平行度或垂直度：在工裝夾具設(shè)計中的定位 表面對夾具主體底面的位置度公差是形位公差中最具有典型的公差項目之一，它是被測關(guān)聯(lián)要素的實際位置相對理論上理想尺寸及定位基準(zhǔn)與測量基準(zhǔn)所確定的理想位置的變動的全部過程量值的體現(xiàn)，是一項綜合性的公差項目。位置度的主要作用是限制零部件上孔或軸的軸線位置誤差，此時其表示的公差帶與零件上孔或軸的軸線的直線度公差帶，及其對定位基準(zhǔn)的垂直度公差帶及相對的軸線間的平行度公差帶是一致的。所以軸線的位置度可控制其直線度、對其定位基準(zhǔn)的垂直度及軸線問的平行度。從設(shè)計的結(jié)構(gòu)與使用的特點上看，主要強(qiáng)調(diào)軸線間的位置，又允許應(yīng)用最大實體 的原則時采用位置度要求，則一般不必再給出軸線問的直線度要求、軸線對定位基準(zhǔn)的垂直度及軸線間平行度的要求。 活動定位元件 (如 V型鐵、定向槽等 )的軸心線對定位元件或鉆套軸線的位置度：在設(shè)計鉸鏈?zhǔn)姐@具中的活動定位元件 (如 V型鐵、定向槽等 )的軸心線對定位元件或鉆套軸線的位置度，即 V型鐵、定向槽的軸心線對定位元件或鉆套軸線的對稱度要求。定位銷的定位表面對支承面的垂直度：當(dāng)定位表面較短時，可以不作要求。 對于頂尖類、芯桿類零部件一般具有公共軸線的兩個或多個回轉(zhuǎn)體的位置要求，可以用同軸度、跳動來限制。具體應(yīng)該根據(jù)這些項目 的特性，零件要素具體的結(jié)構(gòu)特點和具體的使用要求來確定。同軸度公差主要用于限制軸線之間的偏差。而徑向跳動包括被測要素對基準(zhǔn)軸線的平移和傾斜及軸線的彎曲等同軸度誤差，徑向圓跳動還包括同一橫截面的圓度的誤差；徑向全跳動包括整個圓柱表面的形狀誤差。跳動公差能很好的綜合控制要素的位置、方向和形狀的形位誤差，而且測量方便，是一項經(jīng)常使用的公差項目。 加工后的圓柱表面不僅有位置誤差而且還有形狀誤差。在同時存在形狀誤差和位36 置誤差的情況下，要確定其中心軸線是有困難的，因此在滿足零部件的加工要求和使用要求的前提下，應(yīng)盡量優(yōu)先選 擇徑向跳動。徑向全跳動是同軸度誤差與圓柱表面的形狀誤差的綜合，所以用徑向全跳動可以代替同軸度、圓柱度時，要考慮給出的跳動公差應(yīng)略微大于同軸度、圓度、圓柱度公差值，否則要求過嚴(yán)，將增加加工生產(chǎn)難度并造成不必要的浪費。 形位公差的確定是工藝裝備的夾具設(shè)計中很重要的環(huán)節(jié)之一，若確定得合理，則既能滿足設(shè)計要求、又能滿足加工的工藝性要求，還能提高工裝夾具 的使用精度，滿足工裝夾具的互換性的要求。 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 如前所述，應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設(shè)計采用了手動夾緊方式，在夾緊和松開工件時比 較費時費力。由于該工件體積小，工件材料易切削，切削力不大等特點。經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機(jī)構(gòu)）。這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大，在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用。 此外，當(dāng)夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，削邊銷軸采用可換的。以便隨時根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整。 37 5 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 概述 電氣控制系統(tǒng)一般稱為電氣設(shè)備二次控制回路，不同的設(shè)備有不同的控制回路，而且 高壓電器設(shè)備 與 低壓電器設(shè)備 的控制 方式也不相同。 主要功能 為了保證一次設(shè)備運行的可靠與安全，需要有許多輔助電氣設(shè)備為之服務(wù)，能夠?qū)崿F(xiàn)某項控制功能的若干個電器組件的組合，稱為控制回路或二次回路。這些設(shè)備要有以下功能： (1)自動控制功能。高壓和大電流開關(guān)設(shè)備的體積是很大的，一般都采用操作系統(tǒng) 來控制分、合閘，特別是當(dāng)設(shè)備出了故障時，需要開關(guān)自動切斷電路，要有一套自動控制的電氣操作設(shè)備，對供電設(shè)備進(jìn)行自動控制。 (2)保護(hù)功能。電氣設(shè)備與線路在運行過程中會發(fā)生故障，電流 (或電壓 )會超過設(shè)備與線路允許工作的范圍與限度， 這就需要一套檢測這些故障信號并對設(shè)備和線路進(jìn)行自動調(diào)整 (斷開、切換等 )的保護(hù)設(shè)備。 (3)監(jiān)視功能。電是眼睛看不見的，一臺設(shè)備是否帶電或斷電，從外表看無法分辨，這就需要設(shè)置各種視聽信號，如燈光和音響等，對一次設(shè)備進(jìn)行電氣監(jiān)視。 (4)測量功能。燈光和音響信號只能定性地表明設(shè)備的工作狀態(tài) (有電或斷電 )，