【正文】 第 3 章 工件的夾緊計(jì)算及其誤差分析 ............................................. 15 工件的夾緊 ............................................................................... 15 夾緊基本原理理論 ........................................................ 15 夾緊力方向及作用點(diǎn)的確定 ........................................ 16 夾緊力大小的估算 ........................................................ 17 夾緊機(jī)構(gòu)誤差及精度分析 ..................................................... 21 夾 具的誤差分析和計(jì)算 ................................................ 21 夾具的精度分析 ............................................................ 22 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） IV 第 4 章 夾具結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì) ............................................................. 24 夾緊裝置的總體設(shè)計(jì) ............................................................. 24 夾緊裝置的組成 ........................................................... 24 夾緊機(jī)構(gòu)的動力裝置 .................................................... 25 4. 2 夾具中的夾緊機(jī)構(gòu) ................................................................. 27 夾緊機(jī)構(gòu)的組成 ............................................................ 27 夾緊機(jī)構(gòu)的類型 ............................................................ 27 活塞的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ........................................................... 28 頂桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ........................................................... 28 套筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ............................................................ 29 導(dǎo)桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ............................................................ 30 支桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ............................................................ 30 壓板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ............................................................ 31 結(jié) 論 ..................................................................................................... 33 謝 辭 ....................................................................................................... 34 參考文獻(xiàn) ................................................................................................. 35 外文資料翻譯 ........................................................................................ 37 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 前 言 夾具是機(jī)械加工不可缺少的部件，在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能 、 環(huán)保方向的帶動下，夾具技術(shù)正朝著 高精 、高效、 模塊 、 通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。5μm ，夾具支承面的垂直度達(dá)到 ，平行度高達(dá) 。 ；精密平口鉗的平行度和垂直度在 5μm 以內(nèi)；夾具重復(fù)安裝的定位精度高達(dá) 177。機(jī)床夾具的精度已提高到微米級，世界知 名的夾具制造公司都是精密機(jī)械制造企業(yè)。 (2) 高效為了提高機(jī)床的生產(chǎn)效率，雙面、四面和多件裝夾的夾具產(chǎn)品越來越多。新型的電控永磁夾具，加緊和松開工件只用 1～ 2 秒，夾具結(jié)構(gòu)簡化，為機(jī)床進(jìn)行多工位、多面和多件加工創(chuàng)造了條件。采用美國 Jergens（杰金斯）公司的球鎖裝夾系統(tǒng)， 1 分鐘內(nèi)就能將夾具定位和鎖緊在機(jī)床工作臺上，球鎖裝夾系統(tǒng)用于柔性生產(chǎn)線上更換夾具，起到縮短停機(jī)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率的作用。利用模塊化設(shè)計(jì)的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術(shù)開發(fā)的基點(diǎn)。 模塊化設(shè)計(jì)為夾具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與組裝打下基礎(chǔ)，應(yīng)用 CAD 技術(shù)，可建立元件庫、典型夾具庫、標(biāo)準(zhǔn)和用戶使用 檔案庫，進(jìn)行夾具優(yōu)化設(shè)計(jì)，為用戶三維實(shí)體組裝夾具。組合夾具分會與華中科技大學(xué)合作，正在著手創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，為夾具行業(yè)提供信息交流、夾具產(chǎn)品咨詢與開發(fā)的公共平臺，爭取實(shí)現(xiàn)夾具設(shè)計(jì)與服務(wù)的通用化、遠(yuǎn)程信息化和經(jīng)營電子商務(wù)化。采用模塊、組合式的夾具系統(tǒng)，一次性投資比較大，只有夾具系統(tǒng)的可重組性、可重構(gòu)性及可擴(kuò)展性功能強(qiáng)，應(yīng)用 范圍廣，通用性好，夾具利用率高，收回投資快，才能體現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)性好。元件的功能強(qiáng)，使得夾具的通用性好，元件少而精，配套的費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)實(shí)用才有推廣應(yīng)用的價(jià)值。 為了提高機(jī)床的生產(chǎn)效率，雙面、四面和多件裝夾的夾具產(chǎn)品越來越多。 隨著我國制造業(yè)發(fā)展和各種各 樣 零件的需求與日俱增，加工設(shè)備和工藝也向著柔性化的方向轉(zhuǎn)變。當(dāng)然，在滿足了柔性的條件下、也有著不同的解決方案，如：模塊化、可變換化、可重新配置化、在線兼容性等。有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料表明液壓夾緊相比機(jī)械夾緊節(jié)省 90%~95%的時(shí)間，縮小了生產(chǎn)循環(huán)周期，從而增加了產(chǎn)量也就意味著降低了成本。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 (2) 提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力。 (3) 進(jìn)行技術(shù)方面和經(jīng)濟(jì)方面的工藝分析 。 (5） 進(jìn)行毛坯尺寸、 夾具裝置 工作尺寸及公差的確定。充分利用與本 夾具 設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料，做到科學(xué)合理地熟練運(yùn)用。 工裝夾具設(shè)計(jì)基本知識 1． 夾具設(shè)計(jì)的基本要求 (1)工裝夾具應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和剛度； (2)夾緊的可靠性； (3)焊接操作的靈活性； (4)便于焊件的裝卸； (5)良好的工藝性。 (2)設(shè)計(jì)的步驟 1)確定鏜床夾具結(jié)構(gòu)方案； 2)繪制鏜床夾具工作總圖階段； 3)繪制鏜床夾具零件圖階段； 4)編寫夾具 設(shè)計(jì)說明書； 5)必要時(shí)，還需要編寫夾具使用說明書，包括夾具的性能、使用注意事項(xiàng)等內(nèi)容。 夾具結(jié)構(gòu)工藝性 夾具良好工藝性的基本要求 ，制造專 用件的比例應(yīng)盡量少，減少制造勞動量和降低費(fèi)用； ，裝配和方便； ； 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 裝配基準(zhǔn)的選擇 ，其它元件的位置只對此表面或線進(jìn)行調(diào)整和修配； ，其位置和尺寸就不應(yīng)再變動。 機(jī)床夾具的組成與作用 機(jī)床夾具的組成 用于確定工件正確位置 的元件或裝置，如定位銷軸、擋銷等。 用于確定工件與刀具相互位置的元件， 如鏜模套 如 圖 11 所示 、對刀塊等。 用于將各種元件、裝置連接成一體，并通過它將整個夾具安裝在機(jī)床上。如需加工按一定規(guī)律分布的多個表面時(shí)，常設(shè)置分度裝置；為能方便、準(zhǔn)確的定位，洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 常設(shè)置預(yù)定位裝置；對于大型夾具，常設(shè)置吊裝工藝結(jié)構(gòu)等。 使用夾具裝夾工件方便、快速，工件不需要劃線、找正，可顯著的減少輔助時(shí)間；工件在夾具中裝夾后提高了工件的剛度，因此可 加大切削用量；的使用多件、多工位裝夾工件的夾具，并的采用高效夾緊機(jī)構(gòu)，進(jìn)一步提高勞動生產(chǎn)率。如在車床床鞍上安放鏜模夾具，就可以進(jìn)行箱體零件的孔系加工。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 第 2 章 后橋殼體 的 定位 工件的定位 方案 定位原理 在制定工件的工藝規(guī)程時(shí)，就已經(jīng)初步考慮了加工工藝基準(zhǔn)問題，有時(shí)還繪制了工序簡圖。但無論是工藝 基準(zhǔn)還是定位基準(zhǔn)，均應(yīng)符合六點(diǎn)定位原理。每個點(diǎn)都必須起到限制一個自由度的作用，而不能用一個以上的點(diǎn)來限制同一個自由度。 定位 的類型 根據(jù)工件加工表面的位置要求，將工件的六個自由度全部限制。 需要限制的自由度未完全被限制 。 在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，是否允許過定位，應(yīng)根據(jù)工件的不同定位情況進(jìn)行分析。工件 3（齒坯）以內(nèi)孔在芯軸 1 上定位，限制工件的 、 、 、 四個自由度，又以端面在支承凸臺 2 上 定位，限制工件的 、 、 三個自由度， 、 被重復(fù)限制，屬于過定位。如果齒坯孔與端面的垂直度很高，可認(rèn)為是可用過定位。 圖 21 齒輪齒形加工常用定位方式及其夾具 1 — 芯軸 2 — 支承凸臺 3 — 工件 4 — 壓板 從上述工件定位實(shí)例可知，若工件定位時(shí)出現(xiàn)過定位現(xiàn)象，可能產(chǎn)生以下不良后果： (1)定位不穩(wěn)定，增加了同批工件在夾具中位置的不一致性； (2)增加工件和夾具定位元件的夾緊變形于； (3)導(dǎo)致部分工件不能順利與定位元件配合，造成干涉。消除重復(fù)限制自由度的支承或?qū)⑵渲心硞€支承改為輔助支承（或浮動支承）；改變定位元件的結(jié)構(gòu)，如圓柱銷改為菱形銷、長銷改為短銷等； a） b） c） 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 (3)有些情況下，過定位是允許的，也是必要的；有時(shí)甚至是不可避免的。例如， 在車床上車削細(xì)長軸時(shí)，往往采用前后頂尖和中心架（或跟刀架）定位。在機(jī)械加工中，雖然被加工工件的種類繁多和形狀各異，但從它們的基本結(jié)構(gòu)來看，不外乎是由平面、圓柱面、圓錐面所組成。為此，在夾具設(shè)計(jì)中可根據(jù)需要，選用下述各種類型的定位元件。 其定位形式如下圖所示 圖 22 后橋殼體 基準(zhǔn)面如果采用大平面來定位，由于基準(zhǔn)面的加工精度較高，故采用洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 大平面定位需要精加工的范圍較大，且精度不容易保證。同時(shí) 為了保證工件 受力的穩(wěn)定性，故采用四個支撐板 如 圖 23 所示， 對稱于水平軸與豎直軸分布 。 兩個定位孔可以采用兩個定位銷來定位，如果采用兩個 短 圓柱銷來參與定位，則兩個圓柱銷 重復(fù) 限制了 工件 Z 軸方向的轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生了過定位現(xiàn)象，由上述對過定位的分析可知，過定位現(xiàn)象 是不允許的，故采用一個 圖24a 所示的 短 圓柱銷和一個 圖 24b 所示的 短 菱形 銷組合定位，這樣就避免了過定位現(xiàn)象。 工件的定位誤差 定位 誤差的分析 使用夾具加工此工件時(shí)，影響被加工零件位置精度的誤差因素很多，其中來自夾具方面的有：定位誤差，夾緊誤差，對刀誤差以及夾具的制造與安裝誤差等；來自加工過程方面的誤差有：工藝系統(tǒng)（除夾具外）的幾何誤差，受力變形，受熱變形，磨損以及各種隨機(jī)因素所造成的加工誤差?？梢杂孟铝屑庸ふ`差不等式表示 它們之間的關(guān)系 ： kgcazD ??????? 式中： D? —— 與定位有關(guān)的誤差，簡稱定位誤差； az? —— 與夾具有關(guān)的其它誤差，簡稱夾具安裝誤差； gc? —— 加工過程誤差； k? —— 工件的工序誤差。在做初步估算時(shí)，可粗略的先按三項(xiàng)誤差平均分配，各項(xiàng)不超過相應(yīng)工序公差的三分之一。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 定位誤差產(chǎn)生的原因 定位誤差是指一批工件在夾具中定位時(shí)，工件的工序基準(zhǔn)子工序方向或加工要求方向上的最大變化量。 由下圖 25 可知，所鏜的孔的加工尺寸 ? 160 的 定位誤差與孔的中心線與定位基面的尺寸公差 、 兩個定位孔到所鏜的孔在 X 和 Y 軸上的尺寸公差有關(guān)。 圖 25 后橋殼體 B? 。 基準(zhǔn)不重合誤差的大小等于因定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合而造成的加工尺寸的變動范圍，即 sB TSSAA 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