【導讀】響到機器的工作精度、使用性能和壽命。度要求較低的緊固孔。因此，一般中型機床制造廠用于渦輪減速器箱體類零件的機械。加工勞動量約占整個產(chǎn)品加工量的15%～20%。位置，并使這個位置在加工過程中不因外力的影響而變動。為此，在進行機械加工前，用夾具裝夾工件時，工件相對于道具及機床的位置精度由夾具保。同時使用夾具裝夾工件方便、快捷，工件不需要劃線找正，可顯著的減少。機構，進一步提高勞動生產(chǎn)率。在批量生產(chǎn)中使用夾具后，由于勞動生產(chǎn)率的提高、使用技術等級較低的工人以及廢品率下降等原因，明顯得降低了生產(chǎn)成本。每個工件增加的成本時極少的，遠遠小于由于提高勞動生產(chǎn)。率而降低的成本。

　　

【正文】 (2) 夾緊力的作用點，夾緊力的作用點應在支承點上，或在幾個支承 點所組成的平面內(nèi)。在多點夾緊時，如果平緊點在支承面之外，應采用聯(lián)動夾緊機構，以保證各點的夾緊力同時均勻地作用到工件上。夾緊力的作用點應選在工件剛性最好的部位，否則應設置輔助支承，夾緊力的作用點應靠近切削部位。 (3)夾緊力的大小，夾緊力的大小應根據(jù)所需夾緊力最大時的加工位置來決定，并分析此時受力情況，然后進行計算。為了安全應將計算值的安全系數(shù) (一般取2~3)作為所需要的夾緊力。 夾緊力大小的估算 加工過程中，工件受到切屑力、離心力、慣性力及重力的作用。理論上，夾緊力的作用應與上述力的作用平衡；而實 際上，夾緊力的大小還與工藝系統(tǒng)的剛性、夾緊機構的傳遞效率等有關。而且，切削力的大小在加工過程中是變化的，因此，夾緊力的計算是個很復雜的問題，只能進行粗略的估算。估算時應找出對夾緊最不利的瞬時狀態(tài)，估算此狀態(tài)下所需的夾緊力。 由《機床夾具設計手冊》上提供的公式： KW W K? 式中 KW 實際所需夾緊力（ N）； W 在一定條件下，由靜力平衡計算出的理論夾緊力（ N）； K— 安全系數(shù)。 安全系數(shù) K 可按下式計算： 0 1 2 3 4 5 6 K K K K K K K K? 取 0 ? 1 ? 2 ? 3 ? 4 ? 5 ? 本科生畢業(yè)設計 30 6 ? 則 1 . 3 1 . 2 1 . 5 1 . 0 1 . 3 1 . 0 1 . 0K ? ? ? ? ? ? ? ? 確定 W : 根據(jù)《機床夾具設計手冊》 P32 表 123 刀具材料為硬質(zhì)合金 Pz=； Py=； Px=； 式中， Pz—— 圓周切削分力（ N）； Py—— 徑向切削分力（ N）； Px—— 軸向切削分力（ N）； s每轉(zhuǎn)進給量（ mm） ； t— 切削深度（ mm） ； p mp p p p pK K K K K K? ψ γ λ τ mpK 考慮工件材料機械性能的系數(shù)； p p p pK K K Kψ γ λ τ 考慮刀具幾何參數(shù)的系數(shù)。 查表 124，得， Kmp=（ 150HB ） n Kmp—— 考慮工件材料機械性能的系數(shù)； KmpK? pK? pK? pKrp—— 考慮刀具幾何參數(shù)的系數(shù)； 計算 Pz 時， n取 ；計算 Py 時， n 取 ； 計算 Px 時， n 取 . 計算 Pz 時， K? p=， K? p =， K? p =， Krp=； 計算 Py 時， K? p=， K? p = ， K? p=， Krp=； 計算 Px 時， K? p=， K? p =， K? p=， Krp=； 取 s=1mm, t=1mm 算得： Pz = (N ) Py =467(N) Px =（ N） 本科生畢業(yè)設計 31 夾緊力一般為估算，考慮 X、 Y方向的摩擦，所以在 Z方向的力約為： 4000（ N） 。 由公式 KW W K? ，算得所要的夾緊力為 12168（ N）。 夾緊機構及元件的選擇 本零件夾緊采用液壓機構 （ 1） 材料： 45按《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構鋼鋼號和一般技術條件》。 （ 2） 熱處理： HRC35～ 40。 （ 3） 細牙螺母的支承面對螺紋軸心線的垂直度按 GB118480《形狀和位置公差》附錄一表 3規(guī)定的 9 級公差。 （ 4） 其他技術條件按 GB225980《機床夾具零件及技術條件》。 螺母規(guī)格： 5676M16179。 。 螺栓為活節(jié)螺栓，規(guī)格為： M16179。 240 或 M16179。 220（ GB79876）。 根據(jù)《機械設計》上對緊螺栓聯(lián)接的強度計算，有： ?caσ 夾具傳動裝置的確定 在設計夾具傳動裝置的時候我選擇了液壓的傳動方式。這是因為氣壓元件不受嚴格的空間位置限制，系統(tǒng)中各部分用管道連接，布局安裝有很 大的靈活性，能構成用其他方法難以組成的復雜系統(tǒng)。而且在傳遞運動時均勻平穩(wěn)，易于實現(xiàn)快速啟動、制動和頻繁的換向。同時在操作控制時很方便、省力，易于實現(xiàn)自動控制、中遠控制、過載保護。氣壓元件屬于機械工業(yè)基礎件，標準化、系列化和通用化程度較高，有利于縮短機器的設計、制造周期和降低制造成本。除此之外，液壓傳動的單位質(zhì)量輸出功率大，在同等輸出功率下具有體積小、質(zhì)量小、運動慣性小、動態(tài)性能好的特點。 在設計液壓傳動系統(tǒng)時，液壓傳動的組成系統(tǒng)以及功用如圖 示，在這個圖中已經(jīng)描述的很詳細。 本科生畢業(yè)設計 32 圖 在選擇傳動方 式的時候液壓傳動和氣液壓傳動的使用范圍如圖 所示，考慮到實際要求和經(jīng)濟情況，我選擇了液壓傳動方式。 圖 液壓元件的選擇以及安排位置見夾具裝配圖，上面描述很比較明確。 本科生畢業(yè)設計 33 夾具體的設計 夾具上的各種裝置和元件通過夾具體連接成一個整體。因此，夾具體的形狀及尺寸取決于夾具上各種裝置的布置及夾具與機床的連接。在設計夾具時對夾具體有以下幾個方面的要求： 1） 有適當?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、安裝對刀或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面等，應有適當?shù)某叽绾托螤罹?，它?之間應有適當?shù)奈恢镁?。為使夾具體尺寸穩(wěn)定，鑄造夾具體要進行時效處理，焊接和鍛造夾具體要進行退火處理。 2） 有足夠的強度和剛度。加工過程中，夾具體要承受較大的切削力和夾緊力。為保證夾具體不產(chǎn)生不允許的變形和震動，夾具體應有足夠的強度和剛度。因此夾具體需要有一定的壁厚，鑄造和焊接夾具體常設置加強肋，或在不影響工件裝卸的情況下采用框架式夾具體。 3） 結(jié)構工藝性好。夾具體應便于制造、裝配和檢驗。鑄造夾具體上安裝各種元件的表面鑄出凸臺，以減少加工面積。夾具體毛面與工件之間應留有足夠的間隙。夾具體結(jié)構形式應便于工件的裝卸，分 為開式結(jié)構，半開式結(jié)構，框架式結(jié)構等。 4） 排泄方便。切屑多時，夾具體上應考慮排屑結(jié)構。 5） 在機床上安裝穩(wěn)定可靠。夾具在機床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機床上相應表面的接觸或配合實現(xiàn)的。當夾具在機床工作臺上安裝時，夾具的重心應盡量低，重心越高則支撐面應越大 。夾具底面四邊應凸出，使得夾具的安裝基面與機床的工作臺面接觸良好。 夾具體毛坯類型的選擇 夾具體的毛坯類型分為鑄造夾具體、焊接夾具體、鍛造夾具體、型材夾具體和裝配夾具體?；趯α慵姆治龊蛯A具的要求，我選擇了鑄造夾具體。這是因為鑄造夾具體的工 藝性好，可鑄出各種復雜形狀、具有較好的抗壓強度、剛度和抗震性，但是其生產(chǎn)周期長，需要進行時效處理，以消除內(nèi)應力。常用的材料為灰鑄鐵（ HT200） ，本科生畢業(yè)設計 34 目前鑄造夾具體應用較多。 夾具體的設計尺寸見夾具體的圖紙，圖紙描述比較詳細。 夾具體上排屑措施的確定 切屑多時，夾具體上應考慮排屑結(jié)構。排屑措施有兩種： 1）增加容納排屑空間。在夾具體上增設容屑溝或增大定位元件工作表面與夾具體之間的距離。適用于加工時產(chǎn)生的切屑不多的場合。如圖 所示。 圖 2）采用切屑自動排除結(jié)構。在夾具體上專門設計排屑用的 斜面和缺口，使切屑自動由斜面處滑下而排至夾具體外。 a 圖是在夾具體上開出排屑用的斜弧面，使鉆孔的切屑，沿斜弧面排出。 b 圖是在銑床夾具的夾具體內(nèi)，設計排屑腔，切屑落入腔內(nèi)后，沿斜面排出。適用于切屑較多的場合。 第 5 章 夾具定位方案的分析 工件定位自由度分析 一個尚未定位的工件，其空間位置是不確定的，工件定位的實質(zhì)就是要限制對加工有不良影響的自由度。無論工件的形狀和結(jié)構怎么不同，它們的六個自由度都可以用六個支撐點限制，只是六個支撐點的分布不同罷了。支撐點的分布必須合理，否則六個支撐點限制不了工件的六個自由 度，或不能有效地限制工件的六個自由度。 工件的六個自由度都限制了的定位成為完全定位。工件被限制的自由度少于六個，本科生畢業(yè)設計 35 但能保證加工要求的定位稱為不完全定位。工件定位時，影響加工要求的自由度必須限制 。不影響加工要求的自由地，有時要限制，有時可不限制，視具體情況而定。按照加工要求確定工件必須限制的自由度，在夾具設計中是首要解決的問題。 在工件定位時，一下幾種情況允許不完全定位： 1）加工通孔或者通槽時，沿貫通軸的位置自由度可不限制。 2）毛坯（本工序加工前）是軸堆成的，繞對稱軸的角度自由度可以不限制。 3）加工貫通平 面時，除可不限制沿兩個貫通軸的位置自由度外，還可不限制繞垂直加工面的軸的角度自由度。 按照加工要求應限制的自由度沒有被限制的定位成為欠定位。確定工件在夾具中的定位方案時，欠定位是決不允許發(fā)生的。因為欠定位保證不了工件的加工要求。重復定位分兩種情況：當工件的一個或幾個自由度被重復限制，并對加工產(chǎn)生有害影響的重復定位，稱為不可重復定位，不可用重復定位是不允許的；當工件的一個或幾個自由度被重復限制，但仍能滿足加工要求，即不但不產(chǎn)生有害影響，反而可增加工件裝夾剛度的定位，稱為可用重復定位。在生產(chǎn)實際中，可用重復定位 被大量采用。 這次所要加工的零件定位角向分析如圖 。加工時前機體零件底面支靠在夾具定位平面上，這樣控制了 X、 Z、 Y 零件三個自由度；此外用圓柱定位銷及菱形銷對零件定位孔定位時，則控制了零件 Z、 Y、 X 三個自由度。因此，零件壓緊定位后，六個自由度都受到了控制，得到了準確的加工位置。 本科生畢業(yè)設計 36 圖 一批工件逐個在夾具上定位時，由于工件以及定位原件的公差，使得各個工件所本科生畢業(yè)設計 37 占的位置完全一致，加工后形成加工尺寸的不一致，為加工誤差。這種只與工件定位有關的加工誤差，稱為定位誤差。造成定位誤差的原因有兩個：一個是 定位基準與工序基準不重合，由此產(chǎn)生基準不重合誤差；二是定位基準與限位基準不重合，由此產(chǎn)生基準的位移誤差。本工件的定位精度分析如下： 6） 如圖 所示，在定位銷 A、 B 聯(lián)線上，夾具中心距離為 22 7 ( ）（）（夾具） ????AB = ? 前機體定位孔中心距為： 22 ）（）（（夾具） ????AB = ? 兩者中心距差 =0 ? 7） 前機體定位孔為 ?? ，夾具圓柱銷定位外徑為 ??? 。 兩者配合間隙 ）（最大 ???? = ）（最小 ???? = 故工件沿 AB 方向最大位移： ????最大? 0 0 2 ????最大? （“ ? ”表示向兩個方向的位移），此位移與 1）中求出的中心距差合起來就會妨礙工件的第二定位孔在菱形銷上定位，正式這個原因，第二定位銷做成菱形。 3） 由于圓柱銷定位，工件在圓柱定位銷各個方向可能發(fā)生的位移都是 ?（包括 Y 軸、 Z 軸方向）。工件另一定位孔在菱形定位銷沿 AB 方向的兩側(cè)最大位移也是 ? ， 故工件定位時，可能發(fā)生角向偏差。 本科生畢業(yè)設計 38 的長度工件角向定位誤差 AB0 3 ???? ? = （弧度） 1 8 ? = （度）? 即： ’‘??? 這個定位準確度對于零件主要三孔加工位置度要求（約為 ）， ?? 是完全足夠了；對于各螺釘安裝孔位置度精度影響要求為 ? 更為綽綽有 余。各孔位置度極度影響因為尚有機床精度，夾具在機床安裝精度，刀具安裝，使用極度等等，這里就不在做介紹了。 本科生畢業(yè)設計 39 結(jié) 論 畢業(yè)設計是我們在學習階段的最后一個重要環(huán)節(jié)，要求我們能綜合運用大學四年所學的專業(yè)知識和理論知識，結(jié)合實際，獨立解決本專業(yè)一般問題 ,樹立為生產(chǎn)服務，扎實肯干，一絲不茍的工作作風，為將來在機械方面工作打下良好的基礎。為了綜合訓練我們的綜合設計能力，進一步培養(yǎng)和提高科學的思維方式和正確的設計思想以及發(fā)現(xiàn)，分析，解決解決實際問題的能力，在老師的指導下解決一 定的工程問題，完成本科教育中非常重要的實踐教學環(huán)節(jié)。我 的 畢業(yè)設計課題 是前機體的機械加工工藝以及鉆模的設計 ，對其加工過程的工藝，工裝夾具進行設計。 本次設計是要求解決實際的非虛擬的機械工程問題，前提要求是我們掌握相當?shù)膶I(yè)知識，而通過本次設計提高自己綜合運用所掌握知識，查閱相關設計資料的能力，熟悉相