【導(dǎo)讀】隨著不規(guī)則形狀零件在現(xiàn)代制造業(yè)中的廣泛應(yīng)用，如何保證這類零件的加工精。從廣義上說(shuō)，在工藝過(guò)程中的任何工序，用來(lái)迅速、方便、安全地安裝工件的裝。置，都可稱為夾具。夾具通常由定位元件、夾緊裝置、

　　

【正文】 平衡力系中對(duì)工件所起的作用并不相同，此外，切削力本身在加工過(guò)程中是變化的，夾緊力的大小還與工藝系統(tǒng)剛度、夾緊機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率等有關(guān)，因此夾緊力的計(jì)算是一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題。 基本夾緊機(jī)構(gòu) 從夾緊裝置組成中看出，無(wú)論采用何種力源（手動(dòng)或機(jī)動(dòng)），一切外加的作用力都要轉(zhuǎn)化為夾緊力，都必須通過(guò)夾緊機(jī)構(gòu)，因此，夾緊機(jī)構(gòu)是夾緊裝置中的一個(gè)很重要的組成部分。由于 本次設(shè)計(jì)要求年生產(chǎn) 2500 件，屬于成批量生產(chǎn)，所以采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的楔升角可以控制的很小，對(duì)提高有效夾緊力和自鎖性能都相當(dāng)有利，夾緊行程也比較大，所以螺旋夾緊機(jī)構(gòu)得到很大的應(yīng)用。 [2] 工件加工時(shí)的夾緊方案 及加工 φ 72 和φ 36 孔 時(shí)的 夾緊 方案 鉆通孔時(shí)上下方向支撐板的定位夾緊如圖 58 所示 圖 58 支撐板夾緊示意圖 鉆通孔時(shí) V形塊的夾緊方案如圖 59 所示 圖 59 V 形塊夾緊示意圖 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 25 鉆床夾具也成為鉆模，通過(guò)鉆套引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工是鉆模的主要特點(diǎn)，孔的位置精度由鉆套在夾具上相對(duì)于定位元件的位置精度來(lái)完成的，鉆模分為固定式鉆模、回轉(zhuǎn)式鉆模、移動(dòng)式鉆模、翻轉(zhuǎn)式鉆模、蓋板式鉆模、滑柱式鉆模，其主要設(shè)計(jì)要求為： （ 1） 工件被加工直徑大于 10mm 時(shí)，鉆模應(yīng)固定在工作臺(tái)上，因此夾具體上應(yīng)該有專供夾壓用的凸緣或凸臺(tái)。 （ 2） 當(dāng)工件上加工的孔處在同一回轉(zhuǎn)半徑，且夾具的總重量超過(guò) 100N 時(shí)，應(yīng)采用具有分度裝置的回轉(zhuǎn)鉆模，如能與通用回轉(zhuǎn)臺(tái)配合使用則更好。 （ 3） 當(dāng)在一般的中型零件某一平面上加工若干個(gè)任意分布的平行孔系時(shí)，宜采用固定式鉆模，大型工件則在采用蓋板式鉆模上加工，如生產(chǎn)批量較大，則采用多軸傳動(dòng)頭加工。 （ 4） 對(duì)于孔的垂直度允許誤差大于 和孔距位置允許誤差大于177。 時(shí)的中小型工件，宜優(yōu)先采用滑柱式鉆模，以縮短夾具的設(shè)計(jì)制造周期。 綜上鉆模選擇要求，由于本工件尺寸小，并且年加工量 2500 件，成批量生產(chǎn)，在使用中不需要更換，所以采用固定式鉆模，固定式鉆模在使用安裝時(shí)，首先用裝在主軸上的鉆頭插入鉆套，以校正鉆模的位置，然后將其固定，這樣既 減少對(duì)鉆模的磨損，又可保證空的位置精度，固定式鉆模裝配示意圖如 圖 510 所示： 圖 510 固定鉆模裝配示意圖 鉆套和鉆模板是夾具設(shè)計(jì)上的特殊元件，鉆套裝配在鉆模板和夾具體上，其作用是確定被加工孔的位置和引導(dǎo)刀具加工。 （ 1） 鉆套類型 根據(jù)鉆套的架構(gòu)和使用特點(diǎn)，主要有如下幾種類型。 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 26 ① 固定鉆套如 圖 511 所示，為固定鉆套的兩種形式， 圖 511 固定鉆套 該類鉆套外圓 以 H7/n6 或 H7/r6 配合，直接壓入鉆模板上的鉆套底孔內(nèi)，在使用過(guò)程中若不需要更換鉆套，則用固定鉆套較為經(jīng)濟(jì)，鉆孔的位置精度也較高。 ② 可換鉆套 當(dāng)生產(chǎn)批量較大，需要更換磨損的鉆套時(shí)，則用可換鉆套較為方便，如 圖 512所示， 圖 512 可換鉆套 可換鉆套裝在襯套中襯套以 H7/n6 或 H7/r6 的配合直接壓入鉆模板的底孔內(nèi)，鉆套外圓與襯套內(nèi)孔之間常采用 F7/m6 或 F7/k6 配合，當(dāng)鉆套磨損 后，可卸下螺釘，更換新的鉆套，螺釘還能防止加工時(shí)鉆套轉(zhuǎn)動(dòng)或退刀時(shí)鉆套隨刀具拔出。 ③ 快換鉆套 當(dāng)被加工孔需依次進(jìn)行加工鉆、擴(kuò)、鉸時(shí)，由于刀具直徑逐漸增大，應(yīng)使用外徑相同而內(nèi)徑不同的鉆套來(lái)引導(dǎo)刀具，這時(shí)使用快換鉆套可減少更換鉆套的時(shí) 間，如 圖 513 所示 ： 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 27 圖 513 快換鉆套 快換鉆套的有關(guān)配合與可換鉆套的相同，更換鉆套時(shí)，將鉆套的削邊處轉(zhuǎn)至螺釘處，即可取出鉆套，鉆套的削邊方向應(yīng)考慮刀具的旋向，以免鉆套隨刀具自行拔出。 以上三類鉆套已 標(biāo)準(zhǔn)化，其結(jié)構(gòu)參數(shù)、材料和熱處理方法等都可查出 。 ⑤ 特殊鉆套 由于工件形狀或被加工孔位置的特殊性，有時(shí)需要設(shè)計(jì)特殊結(jié)構(gòu)的鉆套，如下圖為四種特殊鉆套分別適用于斜面上鉆孔（ a）、凹坑內(nèi)鉆孔 (b)，鉆兩個(gè)距離很近的孔 (c)(d)。 圖 514 特殊鉆套 根據(jù)以上分析要求，本工件先鉆孔，再擴(kuò)孔，所以采用快用鉆套 。 2．加工 3φ 7 孔和銑 R16 槽時(shí)的夾緊方案 本次加工需要將三個(gè)孔均勻角度分布，所以本次加工需要分度裝置，分度裝置分很多種，由于本次加工只有均勻分布三個(gè)孔，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所以采用回轉(zhuǎn)式分度裝置， 它是一種對(duì)圓周角分度的裝置，它可以使工件在一次安裝中，由夾具上的某部分帶動(dòng)回轉(zhuǎn)一定的角度，來(lái)完成多工位的加工，主要用于工件表面圓周分度孔或槽的加工 。 分度裝置就是在工件裝夾中，不必使松開而能連同定位元件相對(duì)刀具轉(zhuǎn)過(guò)一定角度或移動(dòng)一定的距離，從而占有一個(gè)新的加工位置的裝置，分度裝置可以作為一個(gè)獨(dú)立的部件安裝在夾具體上，本次設(shè)計(jì)我們根據(jù)零件的工藝分析采用回轉(zhuǎn)式分度裝置 ，分度對(duì)定機(jī)構(gòu)采用徑向分度，分度定位銷的操縱機(jī)構(gòu)采用手拉式操縱機(jī)構(gòu)，分度盤鎖緊機(jī)構(gòu)采用螺桿、螺母的方式。 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 28 在銑削加工時(shí)，切削力比較大，并且刀齒的工作是不連續(xù)切削，易引起沖擊和振動(dòng)，所以?shī)A緊力要求較大，以保證工件的加緊可靠，因此銑床夾具要有足夠的強(qiáng)度和剛度，必要時(shí)應(yīng)設(shè)置加強(qiáng)筋。 為了提高銑床夾具在機(jī)床安裝的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)下的抗振性能，各種裝置的結(jié)構(gòu)應(yīng)緊湊，加工面 盡量靠近工作臺(tái)面，以降低夾具的重心，一般夾具的高度 H 與寬度 B之比應(yīng)限制在 H/B≤ 1～ 范圍內(nèi)。 銑削加工生產(chǎn)率高，設(shè)計(jì)夾具時(shí)需要考慮如何快速的安裝工件以縮短輔助時(shí)間，一般在夾具 上還設(shè)置有確定刀具位置及方向的元件，以便于迅速調(diào)整好夾具、機(jī)床和刀具的相對(duì)位置。 另外，銑削加工時(shí)產(chǎn)生大量切屑，應(yīng)有足夠的排屑時(shí)間，對(duì)于重型銑床夾具，為方便搬運(yùn)，還應(yīng)在夾具體上要求設(shè)置吊環(huán)等。 銑床夾具在銑床工作臺(tái)上的安裝位置，直接影響被加工表面的位置精度，所以在設(shè)計(jì)時(shí)就必須考慮其安裝方法。一般情況下，我們?cè)趭A具底座下面安裝兩個(gè)定位鍵，將兩個(gè)定位鍵嵌入到銑床工作臺(tái)的同一個(gè) T形槽中，再用 T 形螺栓和墊圈、螺母將夾具體緊固在工作臺(tái)上。 為了保證精度，兩個(gè)定位鍵間的距離盡量大些，安裝夾具時(shí)，讓鍵緊靠在 T形槽一側(cè)，減小間隙的影響。 對(duì)于精度要求高的夾具，常不設(shè)置定位鍵，而在夾具體的側(cè)面加工出一窄長(zhǎng)平面作為夾具安裝時(shí)的找正基面。 4. 銑床夾具的對(duì)刀裝置 銑床夾具在工作臺(tái)上安裝好了以后，還要調(diào)整銑刀對(duì)夾具的相對(duì)位置，以便于進(jìn)行定距加工。為了使刀具與工件與被加工表面的相對(duì)位置能迅速而正確的對(duì)準(zhǔn)，在夾具上可以采用對(duì)刀裝置，對(duì)刀裝置是由對(duì)刀塊和塞尺等組成，其結(jié)構(gòu)尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化，各種對(duì)刀塊的結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)工件的具體加工要求進(jìn)行選擇。 [2] 夾具體 設(shè)計(jì) 夾具體是夾具上尺寸最大，結(jié)構(gòu)最復(fù)雜和承受負(fù)荷也最大的基礎(chǔ)元件，在夾具體上要求安裝各種元件、機(jī)構(gòu)或裝置，以組成該夾具，并通過(guò)它將夾具安裝在機(jī)床上。 1. 夾具體設(shè)計(jì)的基本要求 夾具體一般都是非標(biāo)準(zhǔn)件，其形狀結(jié)構(gòu)主要 根據(jù)其上的各種元件或裝置的結(jié)構(gòu)形式、總體布置的情況以及夾具與機(jī)床的連接方式，自行設(shè)計(jì)與制造，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮如下要求： （ 1） 有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 29 夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對(duì)刀或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面等，應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽绾托螤罹?，它們之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁?，為增加夾具體尺寸穩(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） 有足夠的強(qiáng)度和剛度 在加工過(guò)程中，夾具體要承受較大的切削力和夾緊力，夾具體需有一定的壁厚，鑄造和焊接夾具體常設(shè)置加強(qiáng)筋，或在不影響工件裝卸的情況下采用框架式夾具體。 （ 3） 結(jié)構(gòu)工藝性好 夾具體應(yīng)便于制造、裝配和檢驗(yàn)，鑄造夾具體上安裝各種元件的表面應(yīng)鑄出凸臺(tái)，以減少加工面積，夾具體毛面與工件之間應(yīng)留有足夠的間隙，一般為 4～ 15mm，夾具體結(jié)構(gòu)形式應(yīng)便于工件的裝卸。 （ 4） 排屑方便 切屑多時(shí)，夾具體上應(yīng)考慮排屑機(jī)構(gòu)，當(dāng)排屑 不 多時(shí)，可適當(dāng)加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離或增設(shè)容屑溝槽 ；當(dāng)加工時(shí)產(chǎn)生大量切屑時(shí)，應(yīng)在夾具體上開排屑槽及夾具體 下部設(shè)置排屑斜面，斜角可取 30○～ 50○。 （ 5） 在機(jī)床上安裝穩(wěn)定可靠 ① 夾具在機(jī)床工作臺(tái)上安裝，夾具的重心應(yīng)盡量低，重心越高則支撐面應(yīng)越大； ② 夾具底面四邊應(yīng)凸出，使夾具體的安裝基面與機(jī)床的工作臺(tái)面接觸良好，接觸便或支腳的寬度應(yīng)大于機(jī)床工作臺(tái) T 形槽的寬度，應(yīng)一次加工出來(lái)，并保證一定的平面精度； ③ 夾具在機(jī)床主軸上的安裝，夾具安裝基面與主軸相應(yīng)表面應(yīng)有較高的配合精度，并保證夾具體安裝穩(wěn)定可靠。 2. 夾具體毛坯的類型 夾具體毛坯的類型有很多種，主要有如下幾種材料： （ 1） 鑄造夾具體 夾具體材料 一般是鑄造，其特點(diǎn)是工藝性好，可鑄出各種復(fù)雜形狀，具有較好的抗壓強(qiáng)度、剛度和抗振性，但生產(chǎn)周期長(zhǎng)，需進(jìn)行時(shí)效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力，常用材料為灰鑄鐵 HT150、 HT200，要求強(qiáng)度較高時(shí)用鑄鋼 ZG270～ 500，要求質(zhì)量較輕時(shí)有鑄鋁 ZL104。 （ 2） 焊接夾具體 它由鋼板、型材焊接而成，這種夾具體制造方便、生產(chǎn)周期短、成本低、重量輕，但焊接夾具體的熱應(yīng)力較大，易變性，需退火處理，以保證夾具體尺寸的穩(wěn)定性。 （ 3） 鍛造夾具體 它適用于形狀簡(jiǎn)單、尺寸不大、要求強(qiáng)度和剛度大的場(chǎng)合，鍛造后也需經(jīng)退火處理 ，此類夾具體應(yīng)用較少。 （ 4） 型材夾具體 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 30 小型夾具體可以直接用板料、棒料、管料等型材加工裝配而成，這類夾具體取材方便、生產(chǎn)周期短、成本低、重量輕。 （ 5） 裝配夾具體 它由標(biāo)準(zhǔn)的毛坯件、零件及個(gè)別非標(biāo)準(zhǔn)件通過(guò)螺釘、銷釘連接，組裝而成，此類夾具體具有制造成本低、周期短、精度穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，有利于夾具標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，也便于夾具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 。 [4] 具體選用哪種毛坯件，要依工序要求、制造周期、經(jīng)濟(jì)性和具體制造條件而定，其中用鑄鐵鑄造的應(yīng)用較多，焊接的夾具體應(yīng)用也較廣泛， 考慮到本次生產(chǎn)工件屬于小型工件，且成批量生產(chǎn)，所以采用鑄造的方法 ，取材方便、生產(chǎn)周期短、成本低、重量輕。 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 31 結(jié) 論 畢業(yè)設(shè)計(jì)有實(shí)踐性，綜合性，探索性，應(yīng)用性等特點(diǎn)，本次選題的 題目 是 典型 零件的 夾具設(shè)計(jì)。 隨著畢業(yè)設(shè)計(jì)做完，也將意味我的大學(xué)生活即將結(jié)束，但在這段時(shí)間里面我覺得自己是努力并快樂(lè)的。在繁忙的的日子里面，曾經(jīng)為解決技術(shù)上的問(wèn)題，而去翻我所學(xué) 有關(guān) 的書籍。經(jīng)過(guò)這段時(shí)間我真正體會(huì)了很多，也感到了很多。 歷經(jīng)了 這段時(shí)間 的奮戰(zhàn)，緊張而又充實(shí)的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于落下了帷幕?；叵脒@段日子的經(jīng)歷和感受，我感慨萬(wàn)千，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我擁有了無(wú)數(shù)難忘的回憶和收獲。 為了畫出自己滿意的 設(shè)計(jì) 圖，圖表等，我仔細(xì)學(xué)習(xí)了 CAD 的繪圖技術(shù)。在設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)初期，由于沒有設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，覺得無(wú)從下手，空有很多設(shè)計(jì)思想，卻不知道應(yīng)該選哪個(gè)，經(jīng)過(guò)導(dǎo)師的指導(dǎo)，我的設(shè)計(jì)漸漸有了頭緒，通過(guò)查閱資料，逐漸確立系統(tǒng)方案。 當(dāng)我們終于完成了所有打字，繪圖，排版，完成任務(wù)后感覺很累，但同時(shí)看著電腦熒屏上的畢業(yè)設(shè)計(jì)稿非常充實(shí)。 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的制作過(guò)程是我的一次再學(xué)習(xí)， 在論文中 充分利用大學(xué)所學(xué)的知識(shí)，讓我對(duì)我所學(xué)的知識(shí)有了進(jìn)一步鞏固和提高在整個(gè)設(shè)計(jì)中，我學(xué)到了新知識(shí)、增長(zhǎng)了見識(shí)，今后的日子里，我要不斷地充實(shí)自己， 本論文在老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下 完成，從課題選擇到具體構(gòu)思和內(nèi)容，無(wú)不凝聚著老師的心血和汗水，在 兩年 的學(xué)習(xí)和生活期間，也始終感受著導(dǎo)師的精心指導(dǎo)和無(wú)私的關(guān)懷，我受益匪淺。在此向各位老師表示深深的感謝和崇高的敬意。 這次做 畢業(yè)設(shè)計(jì) 的經(jīng)歷也會(huì)使我終身受益，我感受到做 畢業(yè)設(shè)計(jì) 是要真真正 正用心去做的一件事情，是真正的自己學(xué)習(xí)的過(guò)程和研究的過(guò)程，沒有學(xué)習(xí)就不可能有研究的能力，沒有自己的研究，就不會(huì)有所突破，那也就不叫 畢業(yè)設(shè)計(jì) 了。希望這次的經(jīng)歷能讓我在以后學(xué)習(xí)中激勵(lì)我繼續(xù)進(jìn)步。不積跬步何以至千里，本設(shè)計(jì)能夠順利的完成，也歸功于各位任課老師的認(rèn)真負(fù)責(zé)，使我能夠很好的掌握和運(yùn)用專業(yè)知識(shí)，并在設(shè)計(jì)中得以體現(xiàn)。正是有了他們的悉心幫助和支持，才使我的 畢業(yè)設(shè)計(jì) 工作順利完