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Journal of Materials Processing Technology,2022, /: 424432. 致 謝 奮斗了將近三個月的時間，我在大學里最后一次也是唯一一次的畢業(yè)設計已經(jīng)接近第 30 頁 共 32 頁 尾聲。工序尺寸方向與固 定接觸點和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為： Td=DmaxDmin == 本工序采用 支撐釘和擋銷 定位，工件始終靠近擋 塊的一面 。此時可求出孔心在接觸點與銷中心連線方向上的最大變動量為孔徑公差多一半。 第 28 頁 共 32 頁 圖 3–1 夾具機構圖 定位誤差分析與計算 工件的工序基準為孔心，當工件孔徑為最大，定位 擋 銷的孔徑為最小時，孔心在任意方向上的最大變動量等于孔與銷配合的最大間隙量。 對刀塊 是 銑 床夾具所特有的零件， 起導向作用 ，提高刀具剛度并保證被加工孔與工件其他表 面的相對位置。 夾緊力的計算 (1)刀具： 采用 鑲齒套式面銑刀 機床： X51立式銑床 由 [3] 所列公式 得 FVFzFwqueyzXpFnd zafaCF 0? 查表 — 8 得其中： 修正系數(shù) ?vk 第 26 頁 共 32 頁 30?FC ?Fq ?FX ?Fy ?Fu 8?Pa z=24 0?Fw 代入上式，可得 F= 因在計算切削力時，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。 在此次的夾緊機構的設計中，所采用的是 手柄螺旋 夾緊機構。 第 25 頁 共 32 頁 圖 31 銑 216。 為了使定位誤差竟可能的小，決定采用控制六個自由度的定位方式實現(xiàn)完全定位。 設計方法和步驟 夾具類型的確定 由于在 銑面 時是采用 鑲齒套式面銑刀 進行銑削 ，所以采用的是 圓形對刀塊 。經(jīng)指導老師與我協(xié)商，決定設計第 60 道工序 銑Φ 55 上端面 的專用夾具。 典型夾緊結構 1. 斜楔夾 緊結構 2. 螺旋夾緊結構 （ 1） 單個螺旋夾緊結構 （ 2） 螺旋壓板夾緊結構 （ 3） 偏心夾緊機構 定心夾緊機構 當加工尺寸的工序基準是中心要素（軸線、中心平面等）撕，為使基準重合以減少定位誤差，可以采用定位夾緊機構，所以，定心夾緊機構主要用于要求準確定心或對中的場合。 （ 4） 分析對夾緊最不利的瞬時狀態(tài)，按靜力平衡方程計算此狀態(tài)下所需的夾緊力即為計算夾緊力 （ 5） 將計算夾緊力再乘以 K，即得實際夾緊力。 （ 3） 對重型工件應考慮工件重力的影響。 （ 2） 應盡量避免或減少工件的夾緊變形 （ 3） 夾緊力作用點應盡量靠近加工部位 3. 夾緊力大小的估算 （ 1） 首先假 設系統(tǒng)為剛性系統(tǒng)，切削過程處于穩(wěn)定狀態(tài)。只有夾緊力的作用點分布合理，大小適當，方向正確才能獲得良好的效益。在確定夾緊力的三要素時要分析工件的結構特點、加工要求、切削力及 其他外力作用于工件的情況，而且必須考慮定位裝置的結構形式和布置方式。這樣把工件壓緊夾牢的裝置，即稱為夾緊裝置。 1. 工件及平面定位 （ 1） 主要支承 主要支承用來限制工件的自由度，起定位作用 1）固定支承 2）可調支承 3）自位支承 （ 2） 輔助支承 提高工件的安裝剛性和穩(wěn)定性 1）螺旋式輔助支承 2）自位式輔助支承 3）推引式輔 助支承 4）液壓鎖緊的輔助支承 2. 工件以圓柱空定位 （ 1） 圓柱銷 （ 2） 圓錐銷 （ 3） 圓柱心軸 3. 工件以外圓柱面定位 （ 1）在 V 形塊中定位 （ 2）在圓孔中定位 第 22 頁 共 32 頁 （ 3）在半圓孔和圓錐孔中定位 工件的夾緊 在機械加工中，工件的定位和夾緊是相互聯(lián)系非常密切的兩個工作過程。一種是改變定位元件的結構，使定位元件在重復限制自由度的部分不起定位作用。過定位中常會出現(xiàn)干涉現(xiàn)象。 器定位無法保證加工要求 ，所以是決不允許的。 （ 2） 不完全定位 第 21 頁 共 32 頁 根據(jù)工件的加工要求，并不需要限制工件的全部自由度，這樣的定位， 稱為不完全定位 。通常是用一個支承點限制工件的一個自由度， 用合理設置的六個支承點 ，限制工件的六個自由度，使工件在夾具中的位置完全確定，這就是工件定位的“六點定位原則” 。顯然，工件的定位是其中極為重要的一個環(huán)節(jié)。 工件的定位 工件定位的基本原理 工件裝夾在機床上必須使工件相對于刀具和機床處于正確的加工位置， 它包括工件在夾具的定位 、夾具在機床上的安裝以及夾具相對于刀具和整個工藝系統(tǒng)的調整等工作過程。如軸心線、 對稱面等 ，它們是由某些具體表面來體現(xiàn)的。 （ 4） 定位基準 工件定位時所采用的基準，稱為定位基準。 （ 2） 測量基準 測量時用以檢驗已加工表面尺寸幾 位置的基準，稱為測量基準。工藝基準按用途不同 ， 又分為裝配基準 、測量基準、工序基準和定位基準。 第 20 頁 共 32 頁 1. 設計基準 在零件圖樣上所采用的基準，稱為設計基準。 基準是用來確定生產(chǎn)對象上幾何要素間的幾何關系所依據(jù)的那些點、線、面。研究零件表面的相對位置關系，是離不開基準的。 基準及其分類 機器零件是由若干個表面組成的。 由于夾具預先在機床上已調整好位置（也有在加工過程中再進行找正的），因此，工件通過夾具相對于機床也就有了正確的位置 。 此法使工件定位迅速方便，定位精度較高，廣泛用于成批和大量生產(chǎn)。 此法由于受到劃線 精度的限制，定位精度比較低，多用于單件小批量生產(chǎn)、 毛坯精度較低以及大型零件等不使用夾具的粗加工中 。此法一般多用于單件小批生產(chǎn)和精度要求特別高的場合。 工件的裝夾方式 工件在機床上的裝 夾 方式有以下三種方法： 1. 直接找正法 在機床上根據(jù)工件上有關基準直接找正工件，使工件獲得加工的正確位置的方法。例如， 在車床或搖臂鉆床上安裝鏜摸夾具后 ，就可以對箱體孔系進行鏜削加工，一充分發(fā)揮通用機床 的作用。 3. 擴大機床工藝范圍和改變機床用途 使用專用夾具可以改變原機床的用途和擴大機床的使用范圍，實現(xiàn)一機多能。 2. 提高勞動生產(chǎn)率和降低加工成本 采用夾具使工件裝夾方便，免去工件逐個找正對刀所花費的時間，因此可以縮短輔助時間。 機床夾具在機械加工中的作用 夾具是機械加工中的一種工藝裝備，它在生產(chǎn)中起的作用很大， 所以在機械加工中的應用十分廣泛 。所以，它是跟隨被加工工件沿著自動線從一個工位移到下一個工位的，故稱為隨行夾具。 5. 隨行夾具 隨行夾具為自動線上使用的一種夾具。因此，組合夾具很適合于新產(chǎn)品試制和單件小批生產(chǎn)使用。它在使用上具有專用夾具的優(yōu)點，而當產(chǎn)品更換時，不存在夾具“報廢”問 題。這種夾具的特點是， 在通用的夾具體上 ，只需對夾具的部分元件稍加調整或更換，即可用于組內(nèi)的不同工件的加工。當產(chǎn)品更換時，往往因無法再使用而報廢，第 18 頁 共 32 頁 因此，專用夾具主要適用于產(chǎn)品品種相對穩(wěn)定的大批大量生產(chǎn)。 但專用夾具 是為滿足某個工件某道工序的加工需要而專門設計的 ，所以它的適用范圍較窄。專用夾具通常由使用廠根據(jù)要求自行設計與制造。 2. 專用夾具 專用夾具是針對某一種工件的某道工序專門設計的夾具。這類夾具一般已標準化，由專業(yè)工廠 生產(chǎn)，作為機床附件供應給用戶。 機床夾具的分類 根據(jù)機床夾具的通用化程度，可將夾具氛圍以下幾種： 1. 通用夾具 可加工一定范圍內(nèi)不同工價的夾具為通用夾具，如車床上的三爪自定心卡盤、四爪單動卡盤；銑床上的平口虎鉗、分度頭和回轉工作臺等。 （ 4） 其他元件或裝置 根據(jù)加工需要，有些夾具還分別采用分度裝置、靠模裝置、上下料裝置、 平衡塊 等 。對刀時， 銑刀不與對刀快直接接觸 ，而用塞尺進行檢查，以免碰傷銑刀的切削刃和對刀快工作表面。如機床夾具所使用的過渡盤，銑床夾具所使用的定向鍵等，都是連接元件。 一種是安裝在機床工作臺上 ，另一種是安裝在機床主軸上。 （ 3）夾具體 第 17 頁 共 32 頁 夾具體是夾具的基本骨架，通過它將夾具所有的元件構成一個整體。 機床夾具的組成 1. 機床夾具的基本組成部分 （ 1）定位裝置 該裝置由定位元件組合而成，其作用是確定工件在夾具中的正確位置。工件在機床或夾具上定位、夾緊的過程稱為工件的裝夾 。 機床夾具的概念 在機械加工過程中，為了保證加工精度，首先要使工件在機床上占有正確的位置，確定工件在機床上或夾具中占有正確的位置的過程，稱為工件的定位。 根據(jù)表查出 齒/ mmfz ? ，則 1 0 0 0 1 0 0 0 2 5 6 6 3 / m in12s vnrd?? ?? ? ?? 按機床標準選取 wn ＝ 750 min/r 1 2 7 5 0 2 8 . 2 6 / m in1 0 0 0 1 0 0 0wdnvm? ? ??? ? ? 當 wn ＝ 750r/min 時 4 750 600 /m z wf f zn m m r? ? ? ? ? 按機床標準選取 600 /mf mm r? 15） 計算工時 切削工時： 15l mm? ， mml 91 ? ， mml 32 ? ，則機動工時為 12 1 5 9 3 0 .1 8 m in7 5 0 0 .2mwl l lt n f x?? ??? ? ? 工序 12：粗銑上端右孔 同上 工序 13: 鉆 2*M87H孔 選用 6mm? 高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表 － 6） 由《切削》表 和《工藝》表 － 16 查得 mm/ ?機 min/m8Vc ? （《切削》表 ） 第 15 頁 共 32 頁 c1 0 0 0 v 1 0 0 0 x 8 4 2 4 r / m inD x 6n ? ? ?機機 π π 按機床選取 500 / minnr?機 Dn x 6 x 5 0 0 9 . 4 2 m / m in1 0 0 0 1 0 0 0cV ? ? ?機機 π π 基本工時： 12 1 3 3 3 0 . 1 3 6f 5 0 0 0 . 2 8l l lt nx?? ??? ? ?機 機min 工序 14：鉆 2*M87H 螺紋孔 選擇 M8mm高速鋼機用絲錐 f 等于工件螺紋的螺距 p ，即 /f mm r? / mincVm?機 1000 1 0 0 0 7 . 5 2 9 8 ( / m in )8cVnrD?? ?? ? ??查 按機床選取 272 / minnr?機 / mincVm?機 基本工時： 12 1 3 3 3 0 . 0 5 ( m in )2 7 2 1 . 2 5l l lt nf?? ??? ? ??機 工序 15：檢驗 工序 16：入庫 第 16 頁 共 32 頁 第二章