錐銷套銑平面夾具設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

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1、 浙江工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 課題名稱： 錐銷套銑平面夾具 專 業(yè)： 機(jī)電一體化技術(shù) 班 級(jí)： 機(jī) 電 1104 班 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 11101204 指導(dǎo)教師： 教師職稱： 教 授 完成時(shí)間 2013年 12 月25 日 3 論文題目： 錐銷套銑平面夾具設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 機(jī)電一體化技術(shù)

2、 摘要 畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)所學(xué)的專業(yè)知識(shí)的全面檢驗(yàn)，也是對(duì)一個(gè)學(xué)生的全面檢驗(yàn)。本次設(shè)計(jì)選取的課題是聯(lián)動(dòng)夾緊銑床夾具設(shè)計(jì)，被加工零件為錐銷套，設(shè)計(jì)中涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、公差配合與測(cè)量等多方面的知識(shí)。 錐銷套平面的加工工藝規(guī)程及其夾具設(shè)計(jì)包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工

3、序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件。夾具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)對(duì)零件的分析，選取合適的定位元件、夾緊元件等，要準(zhǔn)確確定它們的精度等級(jí)，以滿足零件的加工精度。之后計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。 夾具設(shè)計(jì)有很多種方案，本次設(shè)計(jì)是V型塊定位，滾壓塊夾緊，利用聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)同時(shí)夾緊多個(gè)零件并使夾緊力均勻分布。采用這套夾具可以有效的提高生產(chǎn)效率，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，在節(jié)省資源的同時(shí)有效的提高了勞動(dòng)生產(chǎn)力。 關(guān)鍵詞： 定位機(jī)構(gòu)、聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)、夾具

4、設(shè)計(jì) 目錄 第一章 緒論 1 1.1 機(jī)床夾具介紹 1 1.1.1夾具的現(xiàn)狀及生產(chǎn)對(duì)其提出新的要求 1 1.1.2 現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向 2 第二章 機(jī)床夾具的定位及夾緊 3 2.1 概述 3 2.1.1 機(jī)床夾具的概念 3 2.1.2 機(jī)床夾具的組成 3 2.1.3 機(jī)床夾具的分類 4 2.1.4 機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用 5 2.2 工件的裝夾方式 6 2.3 基準(zhǔn)及其分類 6 2.4 工件的定位 7 2.4.1 工件定位的基本原理 7 2.5 工件的夾緊 8 2.5.1夾緊裝置的組成及基本要求 8 2.5.2 夾緊力的確定 8 2.6 專用夾

5、具設(shè)計(jì) 9 2.6.1對(duì)機(jī)床專用夾具的基本要求 9 2.6.2專用夾具設(shè)計(jì)方法和步驟 9 2.6.3夾具總圖技術(shù)要求的制訂 10 第三章、零件的分析及加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 10 3.1 零件的分析 10 3.2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 11 3.2.1 確定零件的加工形式 11 3.2.2基面的選擇的選擇 11 3.2.3.工藝路線制定 11 3.2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 11 3.2.5 確定切削用量 12 第四章 聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)夾具設(shè)計(jì) 13 4.1問(wèn)題的提出 13 4.2 定位基準(zhǔn)的選擇 13 4.2.1定位元件的選擇 13 4.2.2夾緊元件以及夾

6、具體的確定 14 4.2.3十四個(gè)滾動(dòng)壓塊聯(lián)動(dòng) 15 4.3 切削力及夾緊力計(jì)算 15 4.4夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明 16 第五章 定位精度分析及定位誤差分析計(jì)算 17 5.1 定位精度分析 17 5.1.1機(jī)床夾具設(shè)計(jì)中定位精度的通用要?jiǎng)t 17 5.1.2本次夾具設(shè)計(jì)的定位精度分析 18 5.2 定位誤差的基本概念及組成 18 5.3 V型塊定位誤差的二種方法 20 5.3.1概念法 20 5.3.2組成法 21 5.4本次設(shè)計(jì)的定位誤差分析及計(jì)算 22 5.4.1定位誤差分析 22 5.4.2定位誤差計(jì)算 22 第六章 本次設(shè)計(jì)的性能與經(jīng)濟(jì)性分析 23 6.

7、1性能分析 23 6.1.1 性能分析指標(biāo)確定原則 23 6.1.2本次設(shè)計(jì)的性能分析 23 6.2經(jīng)濟(jì)性分析 24 6.2.1工藝設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)分析 24 6.2.2本次夾具設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性分析 25 總 結(jié) 27 致 謝 28 參考文獻(xiàn) 29 錐銷套銑平面夾具設(shè)計(jì) 第一章 緒論 機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開(kāi)制造業(yè)，因此制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支

8、柱。從某中意義上講，機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。 典型零件的加工工藝規(guī)程及其夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等進(jìn)行課程設(shè)計(jì)之后的下一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問(wèn)題，并設(shè)計(jì)出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。 1.1 機(jī)床夾具介紹 夾具最早出現(xiàn)在1787年

9、，至今經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段。第一階段表現(xiàn)為夾具與人的結(jié)合。在工業(yè)發(fā)展初期。機(jī)械制造的精度較低，機(jī)械產(chǎn)品工件的制造質(zhì)量主要依賴勞動(dòng)者個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)和手藝，而夾具僅僅作為加工工藝過(guò)程中的一種輔助工具；第二階段是隨著機(jī)床、汽車(chē)、飛機(jī)等制造業(yè)的發(fā)展，夾具的門(mén)類才逐步發(fā)展齊全。夾具的定位、夾緊、導(dǎo)向（或?qū)Φ叮┰慕Y(jié)構(gòu)也日趨完善，逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)的主要工藝裝備之一；第三階段，即近代由于世界科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步及社會(huì)生產(chǎn)力的迅速提高，夾具在系統(tǒng)中占據(jù)相當(dāng)重要的地位。這一階段的主要特征表現(xiàn)為夾具與機(jī)床的緊密結(jié)合[3]。 1.1.1夾具的現(xiàn)狀及生產(chǎn)對(duì)其提出新的要求 現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市

10、場(chǎng)激烈競(jìng)爭(zhēng)，企業(yè)中多品種生產(chǎn)的工件已占工件種類數(shù)的85%左右。然而目前，一般企業(yè)習(xí)慣與采用傳統(tǒng)的專用夾具，在一個(gè)具有大批量生產(chǎn)的能力工廠中約擁有13000~15000套專用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，約隔4年就要更新80%左右的專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量只有15%左右，特別最近年來(lái)柔性制造系統(tǒng)（FMS）、數(shù)控機(jī)床（NC），加工中心（MC）和成組加工（GT）等新技術(shù)被應(yīng)用和推廣，使中小批生產(chǎn)的生產(chǎn)率逐步趨近于大批量生產(chǎn)的水平。 綜上所述，現(xiàn)代生產(chǎn)對(duì)夾具提出了如下新的要求： 1. 能迅速方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期 2. 能裝夾一組相似性特征的工件 3. 適用于精密

11、加工的高精度的機(jī)床 4. 適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型技術(shù) 5. 采用液壓汞站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 1.1.2 現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向 現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標(biāo)準(zhǔn)化等四個(gè)方面。 ⑴ 精密化 隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢(shì)必也相應(yīng)提高對(duì)其精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤(pán)，其分度可達(dá)正負(fù)0.1，用于精密車(chē)削的高精度三爪卡盤(pán)，其定心精度為5um，又如用于軸承套圈磨削的電磁無(wú)心夾具，工件的圓讀可達(dá)0.2~0.5um。 ⑵ 高效化 高效化夾具主要用來(lái)減少工件加工的機(jī)動(dòng)時(shí)的和輔助時(shí)的，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減少

12、工人勞動(dòng)強(qiáng)度，常見(jiàn)的高效化夾具有：自動(dòng)化夾具、告訴化夾具、具有夾緊動(dòng)力模塊的夾具等。例如使用電動(dòng)虎鉗裝夾工件，可使工件效率比普通虎鉗提高了5倍左右；而高速卡盤(pán)則可保證卡爪在轉(zhuǎn)速9000r/min的條件下能正常夾緊工件，使切削速度大幅度提高。 ⑶ 柔性化 夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是通過(guò)調(diào)組合等方式，以適應(yīng)工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等，具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、模塊夾具、數(shù) 2 控夾具等，在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，夾具的柔性化趨向?qū)⑹菉A具發(fā)展的主要方向。 ⑷ 標(biāo)準(zhǔn)化 夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互

13、聯(lián)系的兩個(gè)方面，在制造典型夾具，結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，首先進(jìn)行夾具元件和部件的通用化，建立典型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和不見(jiàn)的形成：舍棄一些功能低劣的結(jié)構(gòu)，通用化方法包括：夾具、部件、元件、毛呸和材料的通用化夾具的標(biāo)準(zhǔn)化階段是通用化的深入并為工作圖的審查創(chuàng)造了良好的條件。目前，我國(guó)已有夾具零件、部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB2148~2249-80，GB2262~2269-80以及通用夾具標(biāo)準(zhǔn)，組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。夾具的標(biāo)準(zhǔn)化也是夾具柔性化高效化的基礎(chǔ)，作為發(fā)展趨勢(shì)，這類夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的專業(yè)化生產(chǎn)和有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本[8]。 第二章 機(jī)床夾具的定位及夾緊

14、 2.1 概述 在機(jī)械制造中，用以裝夾工件（和引導(dǎo)刀具）的裝置，稱為夾具。它是用來(lái)固定加工對(duì)象，使之占有正確位置，接受施工或檢測(cè)的裝置。 2.1.1 機(jī)床夾具的概念 在機(jī)械加工過(guò)程中，為了保證加工精度，首先要使工件在機(jī)床上占有正確的位置，確定工件在機(jī)床上或夾具中占有正確的位置的過(guò)程，稱為工件的定位。定位后將其固定，使其在加工過(guò)程中始終保持定位位置不變的操作稱為夾緊。工件在機(jī)床或夾具上定位、夾緊的過(guò)程稱為工件的裝夾。用以裝夾工件的裝置稱為機(jī)床夾具，簡(jiǎn)稱夾具。 2.1.2 機(jī)床夾具的組成 ⑴ 機(jī)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

15、正確位置。 ② 夾緊裝置：該裝置的作用是將工件壓緊夾牢，并保證工件在加工的過(guò)程中正確位置不變。 ③ 夾具體：夾具體是夾具的基本骨架，通過(guò)它將夾具所有的元件構(gòu)成一個(gè)整體。 ⑵ 機(jī)床夾具的其他特殊元件或裝置 ①連接元件：根據(jù)機(jī)床的特點(diǎn)，夾具在機(jī)床上的安裝連接常有兩種形式。一種是安裝在機(jī)床工作臺(tái)上，另一種是安裝在機(jī)床主軸上。連接元件用以確定夾具本身在機(jī)床上的位置。如機(jī)床夾具所使用的過(guò)渡盤(pán)，銑床夾具所使用的定向鍵等，都是連接元件。 ②對(duì)刀元件：常用在普通銑床夾具中，用對(duì)刀快調(diào)整銑刀加工前的位置。對(duì)刀時(shí)，銑刀不與對(duì)刀快直接接觸，而用塞尺進(jìn)行檢查，以免碰傷銑刀的切削刃和對(duì)刀快工作表面。 ③導(dǎo)向

16、元件:常用在鉆床、鏜床夾具中，用鉆套和鏜套引導(dǎo)刀具加工中的正確位置。 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。這些元件或裝置需要專門(mén)設(shè)計(jì)[11]。 2.1.3 機(jī)床夾具的分類 根據(jù)機(jī)床夾具的通用化程度，可將夾具氛圍以下幾種： ⑴ 通用夾具 可加工一定范圍內(nèi)不同工價(jià)的夾具為通用夾具，如車(chē)床上的三爪自定心卡盤(pán)、四爪單動(dòng)卡盤(pán)；銑床上的平口虎鉗、分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等。它們有很大的通用性，無(wú)需調(diào)整或稍加調(diào)整就可以用于裝夾不同的工件。這類夾具一般已標(biāo)準(zhǔn)化，由專業(yè)工廠生產(chǎn)，作為機(jī)床附件供應(yīng)給用戶。 由于使用通用夾具夾緊工件比較費(fèi)時(shí)，操作復(fù)雜，生

17、產(chǎn)效率低，且較難裝夾形狀復(fù)雜的工件，故通用夾具主要用于單件小批生產(chǎn)，在產(chǎn)品固定的大批量生產(chǎn)中很少使用通用夾具，而使用效率較高的專用夾具。 ⑵ 專用夾具 專用夾具是針對(duì)某一種工件的某道工序?qū)ｉT(mén)設(shè)計(jì)的夾具。所以結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速方便。專用夾具通常由使用廠根據(jù)要求自行設(shè)計(jì)與制造。 專用夾具定位精度高，一批工件加工或所得尺寸穩(wěn)定，互換性高，并且可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省工時(shí)，顯著提高效率，另外利用專用夾具還可以擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍。但專用夾具是為滿足某個(gè)工件某道工序的加工需要而專門(mén)設(shè)計(jì)的，所以它的適用范圍較窄。此外、專用夾具的設(shè)計(jì)制造周期較長(zhǎng)。當(dāng)產(chǎn)品更換時(shí)，往往因無(wú)法再使用而報(bào)廢，因此，專用夾具主要適

18、用于產(chǎn)品品種相對(duì)穩(wěn)定的大批大量生產(chǎn)。 ⑶ 成組夾具 根據(jù)成組技術(shù)原來(lái)技術(shù)的用于成組加工的夾具。這種夾具的特點(diǎn)是，在通用的夾具體上，只需對(duì)夾具的部分元件稍加調(diào)整或更換，即可用于組內(nèi)的不同工件的加工。 ⑷ 組合夾具 組合夾具是由可循環(huán)使用的標(biāo)準(zhǔn)夾具零件部件組裝成易于聯(lián)結(jié)和拆卸的夾具。它在使用上具有專用夾具的優(yōu)點(diǎn)，而當(dāng)產(chǎn)品更換時(shí)，不存在夾具“報(bào)廢”問(wèn)題。因?yàn)樗梢圆痖_(kāi)，其元件可清洗入庫(kù)，留待組裝新的夾具。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。由于組合夾具還具有縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，減少專用夾具種類、數(shù)量和存放面積等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于新產(chǎn)品的試制和多品種小批量生產(chǎn)。 ⑸ 隨行夾具

19、隨行夾具為自動(dòng)線上使用的一種夾具。自動(dòng)線夾具基本上分為兩類：一類為固定式夾具，它與一般專用夾具相似；一類為隨行夾具，她除了具有一般夾具所擔(dān)負(fù)的裝夾任務(wù)外，還擔(dān)負(fù)自動(dòng)線輸送工件的任務(wù)。所以，它是跟隨被加工工件沿著自動(dòng)線從一個(gè)工位移到下一個(gè)工位的，故稱為隨行夾具。 除了上述分類外，夾具還可以按照動(dòng)力來(lái)源不同分為手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、電動(dòng)夾具、磁力夾具、真空夾具及自?shī)A緊夾具等，按工種還可以分為車(chē)床夾具、銑床夾具、磨床夾具、鉆床夾具等[3]。 2.1.4 機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用 夾具是機(jī)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(jī)械加工中的應(yīng)用十分廣泛。歸納起來(lái)有以下幾個(gè)

20、方面的作用： ⑴ 保證工件的加工精度 由于采用夾具安裝，可以準(zhǔn)確地確定工件與機(jī)床、刀具之間的相互位置，所以在機(jī)械加工中，可以保證工件各個(gè)表面的相互位置精度，使其不受或不受各種主觀因素的影響，容易獲得較高的加工精度，并使一批工件的精度穩(wěn)定。 ⑵ 提高勞動(dòng)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(gè)找正對(duì)刀所花費(fèi)的時(shí)間，因此可以縮短輔助時(shí)間。另外，采用夾具裝夾或，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，對(duì)操作工人的技術(shù)水平的要求可以降低，有利于提高生產(chǎn)率和降低成本。 ⑶ 擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍和改變機(jī)床用途 使用專用夾具可以改變?cè)瓩C(jī)床的用途和擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能。這是在生產(chǎn)條件有限的也器中常

21、用的一種技術(shù)改造措施。例如，在車(chē)床或搖臂鉆床上安裝鏜摸夾具后，就可以對(duì)箱體孔系進(jìn)行鏜削加工，一充分發(fā)揮通用機(jī)床的作用。 ⑷ 改善勞動(dòng)條件和保證生產(chǎn)安全 使用專用機(jī)床夾具可減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件，保證安全生產(chǎn)[16]。 2.2 工件的裝夾方式 工件在機(jī)床上的裝夾方式有以下三種方法： ⑴ 直接找正法 ⑵ 劃線找正法 ⑶ 用夾具裝夾 即通過(guò)夾具上的定位元件使工件相對(duì)于刀具及機(jī)床獲得正確位置的方法。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)。 上述用裝夾工件的方法有以下特點(diǎn)： 工件在夾具中的定位，是通過(guò)工件上的定位基準(zhǔn)與夾具上的定位元件相接觸而實(shí)現(xiàn)的。由

22、于夾具預(yù)先在機(jī)床上已調(diào)整好位置（也有在加工過(guò)程中再進(jìn)行找正的），因此，工件通過(guò)夾具相對(duì)于機(jī)床也就有了正確的位置。通過(guò)夾具上的對(duì)刀裝置，保證了工件加工表面相對(duì)于刀具的正確位置[8]。 2.3 基準(zhǔn)及其分類 機(jī)器零件是由若干個(gè)表面組成的。這些表面之間的相對(duì)位置關(guān)系包括兩方面的要求：表面見(jiàn)的位置尺寸精度和相對(duì)位置精度。研究零件表面的相對(duì)位置關(guān)系，是離不開(kāi)基準(zhǔn)的。不明確基準(zhǔn)就不無(wú)法確定表面的位置。基準(zhǔn)是用來(lái)確定生產(chǎn)對(duì)象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面。根據(jù)基準(zhǔn)的不同功能，基準(zhǔn)分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。 ⑴ 設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 在零件圖樣上所采用的基準(zhǔn)，稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。 ⑵ 工藝基準(zhǔn) 零

23、件在工藝過(guò)程中所采用的基準(zhǔn)，稱為工藝基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)按用途不同，又分為裝配基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)。 ①裝配基準(zhǔn) 裝配時(shí)用以確定零件在部件或產(chǎn)品中的位置的基準(zhǔn)，稱為裝配基準(zhǔn)。 ②測(cè)量基準(zhǔn) 測(cè)量時(shí)用以檢驗(yàn)已加工表面尺寸幾 位置的基準(zhǔn)，稱為測(cè)量基準(zhǔn)。 ③工序基準(zhǔn) 在加工工序中，用以確定本工序被加工表面家工后的尺寸、形狀及位置的基準(zhǔn)，稱為工序基準(zhǔn)。 ④定位基準(zhǔn) 工件定位時(shí)所采用的基準(zhǔn)，稱為定位基準(zhǔn)。 需要說(shuō)明的是，作為基準(zhǔn)的點(diǎn)、線、面在工件上并不一定具體存在。如軸心線、對(duì)稱面等，它們是由某些具體表面來(lái)體現(xiàn)的。用以體現(xiàn)基準(zhǔn)的表面稱為定位基準(zhǔn)。 2.4 工件的定位 2.4.

24、1 工件定位的基本原理 工件裝夾在機(jī)床上必須使工件相對(duì)于刀具和機(jī)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(jī)床上的安裝以及夾具相對(duì)于刀具和整個(gè)工藝系統(tǒng)的調(diào)整等工作過(guò)程。在使用夾具的情況下，就要使機(jī)床、刀具、夾具和工件之間保持正確的加工位置。顯然，工件的定位是其中極為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。 ⑴ 六點(diǎn)定位原則 定位，就是限制自由度。通常是用一個(gè)支承點(diǎn)限制工件的一個(gè)自由度，用合理設(shè)置的六個(gè)支承點(diǎn)，限制工件的六個(gè)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(diǎn)定位原則” 。 ⑵ 工件定位中可能出現(xiàn)的集中情況： ① 完全定位 六個(gè)支承點(diǎn)限制了工件的全部自由度，稱為完全定位。

25、 ② 不完全定位 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。 ③ 欠定位 根據(jù)工件的加工要求，應(yīng)該限制的自由度沒(méi)有被限制的定位，稱為欠定位。器定位無(wú)法保證加工要求，所以是決不允許的。 ④ 過(guò)定位 夾具上的兩個(gè)或兩個(gè)以上的定位元件，重復(fù)限制工件的同一個(gè)或幾個(gè)自由度的現(xiàn)象，稱為過(guò)定位。過(guò)定位中常會(huì)出現(xiàn)干涉現(xiàn)象。 消除或減小過(guò)定位所引起的干涉，一般有兩種方法：一種是提高定位基準(zhǔn)之間以及定位元件工作表面之間的位置精度。一種是改變定位元件的結(jié)構(gòu)，使定位元件在重復(fù)限制自由度的部分不起定位作用[11]。 2.5 工件的夾緊 在機(jī)械加工中，工件的定位和夾緊是

26、相互聯(lián)系非常密切的兩個(gè)工作過(guò)程。工件定位以后需要通過(guò)一定的裝置把工件壓緊夾牢在定位元件上，使工件在加工過(guò)程中，不會(huì)由于切削力、工件重力、離心力或慣性力等的作用而發(fā)生位置變化或產(chǎn)生振動(dòng)，以保證加工精度和安全生產(chǎn)。這樣把工件壓緊夾牢的裝置，即稱為夾緊裝置。 2.5.1夾緊裝置的組成及基本要求 ⑴ 夾緊裝置的組成 ①力源裝置 ②中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 作用如下： a）改變夾緊作用力的方向 b）改變夾緊作用力的大小 c）具有一定的自鎖性能 ③夾緊元件 ⑵ 對(duì)夾緊裝置的基本要求 ①夾緊時(shí)不能破壞工件在夾具中占有的正確位置 ②夾緊力的大小要適當(dāng) ③夾緊裝置要操作方便 ④結(jié)構(gòu)要進(jìn)湊簡(jiǎn)單，有

27、良好的結(jié)構(gòu)工藝性，盡量使用標(biāo)準(zhǔn)件[16] 2.5.2 夾緊力的確定 確定夾緊力就是確定夾緊力的大小、方向和作同點(diǎn)。在確定夾緊力的三要素時(shí)要分析工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、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(jié)構(gòu)形式和布置方式。夾緊力的三要素對(duì)夾緊結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)起著決定性的作用。只有夾緊力的作用點(diǎn)分布合理，大小適當(dāng)，方向正確才能獲得良好的效益。 ⑴ 夾緊力方向的確定 ①夾緊力方向應(yīng)垂直于主要定位基準(zhǔn)面 ②夾緊力的方向最好與切削力、工件重力方向一致 ⑵ 夾緊力作用點(diǎn)的選擇 ①應(yīng)能夠保持工件定位穩(wěn)定可靠，在夾緊過(guò)程中不會(huì)引起工件產(chǎn)生位移或偏轉(zhuǎn)。 ②應(yīng)盡量避免或減少工件的

28、夾緊變形 ③夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工部位 ⑶ 夾緊力大小的估算 ①首先假設(shè)系統(tǒng)為剛性系統(tǒng)，切削過(guò)程處于穩(wěn)定狀態(tài)。 ②常規(guī)情況下，只考慮切削力（矩）在力系中的影響；切削力（矩）用切削原理公式計(jì)算。 ③對(duì)重型工件應(yīng)考慮工件重力的影響。在工件做高速運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合，必須計(jì)入慣性力。 ④分析對(duì)夾緊最不利的瞬時(shí)狀態(tài)，按靜力平衡方程計(jì)算此狀態(tài)下所需的夾緊力即為計(jì)算夾緊力 ⑤將計(jì)算夾緊力再乘以K，即得實(shí)際夾緊力。K為總安全系數(shù)，K=K0K1K2K3 各種因素的安全系數(shù)可查表2-3，一般K=1.5~2.5；當(dāng)夾緊力與切削力相反時(shí)，K=2.5~3 。 2.6 專用夾具設(shè)計(jì) 2.6.1對(duì)機(jī)床專用夾具

29、的基本要求 ⑴ 穩(wěn)定地保證工件的加工精度 ⑵ 提高機(jī)械加工的勞動(dòng)生產(chǎn)率 ⑶ 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和勞動(dòng)條件 ⑷ 應(yīng)能夠降低工件的制造成本 ⑸ 適當(dāng)提高夾具元件的通用化和標(biāo)準(zhǔn)化程度，以縮短夾具制造周期，降低夾具成本 2.6.2專用夾具設(shè)計(jì)方法和步驟 ⑴ 明確設(shè)計(jì)任務(wù)，收集設(shè)計(jì)資料 ⑵ 擬訂夾具結(jié)構(gòu)方案，繪制夾具草圖 ①確定工件的定位方案，設(shè)計(jì)定位裝置，并對(duì)夾緊力進(jìn)行估算，以確保夾緊可靠 ②確定工件的夾緊方案，設(shè)計(jì)夾緊裝置 ③確定刀具的引導(dǎo)方式，選擇或設(shè)計(jì)引導(dǎo)元件或?qū)Φ对? ④確定其他元件或裝置的結(jié)構(gòu)形式，如定位鍵、分度裝置等 ⑤確定夾具的總體結(jié)構(gòu)及夾具在機(jī)床上的

30、安裝方式。對(duì)夾具的總體結(jié)構(gòu)最好能擬訂出幾個(gè)不同的方案，畫(huà)出草圖，經(jīng)過(guò)分析比較，選擇最佳方案 ⑶繪制夾具總圖 ①選擇操作者工作時(shí)正對(duì)的位置為主視圖 ②用雙點(diǎn)劃線將工件的外形輪廓、定位基面、夾緊表面以及加工表面畫(huà)在各視圖相應(yīng)的位置上，待加工面上的加工余量可用網(wǎng)紋線表示。在夾具總圖中，工件可看作透明體，不遮擋后面的線條 ③依次畫(huà)出定位、夾緊、導(dǎo)向元件或裝置的具體結(jié)構(gòu)，再畫(huà)出夾具體，將各元件或裝置連成一個(gè)整體 ④在總圖上標(biāo)注尺寸（包括輪廓尺寸、聯(lián)系尺寸、重要的配合尺寸等）、公差和技術(shù)要求 ⑤繪制夾具零件圖。在夾具中的非標(biāo)準(zhǔn)零件都要繪制零件圖，并按總圖要求確定零件的尺寸、公差及技術(shù)條件 2

31、.6.3夾具總圖技術(shù)要求的制訂 ⑴夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注的尺寸和公差 ①夾具外形的最大輪廓尺寸 ②影響定位精度的尺寸 ③影響對(duì)刀精度的尺寸和公差 ④影響夾具在機(jī)床上安裝精度的尺寸和公差 ⑤影響夾具精度的尺寸和公差 ⑥其他裝配尺寸及公差 ⑵夾具總圖上公差值的確定 ①與加工尺寸有直接對(duì)應(yīng)關(guān)系的夾具公差δJ ②其他裝配尺寸的配合性質(zhì)及公差等級(jí) ⑶夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注的技術(shù)要求 夾具總圖上無(wú)法用符號(hào)標(biāo)注而又必須說(shuō)明的問(wèn)題，可作為技術(shù)要求用文字寫(xiě)在總圖的空白處。例如有些夾具要求配磨等[8]。 第三章、零件的分析及加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3.1 零件的分析 圖3-1 零件圖 已知該零件

32、的材料為45號(hào)鋼,大批量生產(chǎn)，在上圖錐銷套零件上銑一個(gè)平面（其它工序已經(jīng)加工完成）。要求為該零件設(shè)計(jì)專用銑床夾具。這平面的位置要求，現(xiàn)將分述如下： ⑴ 以錐套零件中心線為基準(zhǔn)在零件表面銑平面； ⑵ 需加工的平面與零件中心線的距離為自由公差； ⑶ 需加工平面的形位公差也為自由公差； 3.2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3.2.1 確定零件的加工形式 零件材料為45鋼，由于零件其余尺寸以加工完成，銑平面為最后步驟。成批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，因此選用銑削，采用加工中心銑削的方法，精度為2級(jí)。 3.2.2基面的選擇的選擇 基準(zhǔn)面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，基準(zhǔn)面選擇的正確與合

33、理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，不但使加工工藝過(guò)程中的問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法進(jìn)行。 粗基準(zhǔn)的選擇：對(duì)于零件的加工而言，粗基準(zhǔn)的選擇對(duì)后面的精加工至關(guān)重要。從零件圖上可以看出，錐銷套零件外圓有一個(gè)臺(tái)階，所以粗基準(zhǔn)不太容易選擇。為了保證平面的位置精度的要求，我們采用兩個(gè)垂直面定位，依照粗基準(zhǔn)的選擇原則（即當(dāng)零件有不加工表面時(shí)，應(yīng)該以這些不加工表面作為粗基準(zhǔn)，若零件有若干個(gè)不加面時(shí)，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面做為粗基準(zhǔn)）來(lái)選取。 本夾具體中工件放在兩垂直面上和一個(gè)滾壓塊上定位的。將工件φ16mm圓面和φ18mm分別放在深度4

34、mm和6mm的兩個(gè)不同深度的垂直面上，限制了四個(gè)自由度，同時(shí)用滾壓快壓住零件限止了一個(gè)自由度同時(shí)將零件夾緊固定。 3.2.3.工藝路線制定 制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用銑床配以專用夾具，并盡量使工序集中在提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降下來(lái), 工藝卡的制定。 3.2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 根據(jù)上述原始資料，分別確定各加工表面的加工余量和工步如下： ⑴ Φ18mm的外圓 Φ18mm外圓粗糙度要求為3.2 ，單邊余量

35、為2mm。 ⑵ Φ16mm的外圓 Φ16mm外圓粗糙度要求為3.2 ，單邊余量為1mm。 3.2.5 確定切削用量 加工平面 銑平面 ⑴ 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式端銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 ⑵決定銑削用量 ① 決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮螅士稍谝淮巫叩秲?nèi)銑完，則 ② 決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取＝1450 當(dāng)＝1450r/min時(shí) 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 第四章 聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)夾具設(shè)計(jì) 委了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證

36、加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。本次設(shè)計(jì)為錐銷套銑平面夾具的設(shè)計(jì)。 4.1問(wèn)題的提出 本夾具主要用于銑削錐銷套銑平面，精度要求不高，為此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，精度則不必重點(diǎn)考慮。 4.2 定位基準(zhǔn)的選擇 擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準(zhǔn)。此零件圖沒(méi)有較高的技術(shù)要求，也沒(méi)有較高的平行度和對(duì)稱度

37、要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高加工精度。零件外圓可以作為我們選擇的基準(zhǔn)，因?yàn)榱慵耐鈭A已經(jīng)加工到位，可以在已加工的外圓上銑出一個(gè)平面。為了提高加工效率，縮短輔助時(shí)間，決定用聯(lián)動(dòng)的滾動(dòng)壓塊作為夾緊機(jī)構(gòu)。 4.2.1定位元件的選擇 如圖4-1所示，由于本次設(shè)計(jì)的零件沒(méi)有較高的技術(shù)要求，而且加工零件加工平面沒(méi)有位置要求，所以考慮在加工零件外圓表面定位。因?yàn)槭莻€(gè)圓弧面，所以采用v型塊定位和滾動(dòng)壓塊夾緊限制五個(gè)自由的。根據(jù)零件實(shí)際加工的銑削力不大，夾具的夾緊力可以阻止零件的旋轉(zhuǎn)，所以我們不考慮零件加工時(shí)發(fā)生旋轉(zhuǎn)。 圖4-1零件定位 4.2.2夾緊元件以及夾具體的確定

38、 如圖4-2所示，本工序要銑削表面，需要將零件壓緊，考慮到是v型塊定位，為了使零件不發(fā)生移動(dòng)，可以采用滾動(dòng)壓板壓緊，這里采用一個(gè)定位槽和兩個(gè)垂直面，最后通過(guò)滾動(dòng)壓板使零件固定不動(dòng)。然而用滾動(dòng)壓板壓緊就要考慮到壓緊力的問(wèn)題，考慮了各種夾緊方案，最后選用聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)一次對(duì)多個(gè)零件的夾緊，用聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)可以使十四塊移動(dòng)壓板同時(shí)壓緊并且可以使壓緊力均勻的分布，這樣不會(huì)影響到零件的加工精度。聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)是通過(guò)油缸活塞向前通過(guò)浮動(dòng)試壓板推兩個(gè)活塞桿，兩個(gè)活塞桿和十四個(gè)滾動(dòng)夾具來(lái)實(shí)現(xiàn)的，用滾動(dòng)壓板來(lái)進(jìn)行壓緊，通過(guò)浮動(dòng)壓板和活塞桿的連接可以實(shí)現(xiàn)同步壓緊。本工序的切削余量小，切削力小，可以采用液壓組合傳

39、動(dòng)增壓夾緊。這可以提高生產(chǎn)力、減輕人工的勞動(dòng)力。 圖4-2 零件定位夾緊 圖中通過(guò)浮動(dòng)壓塊可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)活塞桿同時(shí)前進(jìn)且使夾緊力均勻分布。 4.2.3十四個(gè)滾動(dòng)壓塊聯(lián)動(dòng) 如圖4-3所示，為了提高生產(chǎn)效率，我將夾具設(shè)計(jì)為多曲柄聯(lián)動(dòng)夾具構(gòu)，在一個(gè)液壓缸的作用下讓力均勻的分布到每一個(gè)夾具的滾動(dòng)壓板上。 圖4-3 聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)原理 4.3 切削力及夾緊力計(jì)算 切削力是金屬切削過(guò)程中重要的物理現(xiàn)象之一，他直接影響著工件質(zhì)量、刀具壽命、機(jī)床動(dòng)力消耗。他是設(shè)計(jì)機(jī)床、刀具、夾具不可缺少的要素之一。學(xué)習(xí)和掌握切削力的知識(shí)和規(guī)律，是很有意義的。切削加工時(shí)，工件材料抵抗刀具切削所產(chǎn)生的阻力。切

40、削力的分解根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際需要及測(cè)量方便，通常將總切削力F分解為三個(gè)互相垂直的分力，即：主切削力、背向力、進(jìn)給力。切削力的大小數(shù)值，可以用儀器測(cè)量的方法獲得，也可以用公式計(jì)算出來(lái)。 例題1夾緊力的計(jì)算工件材料為AS9U3，大平面加工余量為1.5mm，采用硬質(zhì)合金端銑刀加工，切削力查參考文獻(xiàn) 〔1〕可根據(jù)如下公式計(jì)算： 式中：Fz ---銑削力(N) af---每齒進(jìn)給量(mm/r) aw---銑削寬度(mm) KFZ---銑削力修正系數(shù) d0---銑刀外徑(mm) ap---銑削深度(mm) z---銑刀齒數(shù) 確定

41、各參數(shù)值: (1).銑刀外徑d0＝315mm； (2).銑刀齒數(shù)Z＝16； (3).每齒進(jìn)給量af是銑刀每轉(zhuǎn)一個(gè)刀齒時(shí)銑刀對(duì)工件的進(jìn)量: af＝Vf/(zn)＝360/(16720)＝0.031mm/r (4).銑削深度ap對(duì)于端銑刀是指平行于銑刀軸線測(cè)量的被銑削層尺寸: ap＝1.5mm (5). 銑削寬度aw對(duì)于端銑刀是指垂直于銑刀軸線測(cè)量的被切削層尺寸: aw＝240mm (6). 修正系數(shù)KFZ取1.6；由表查得: cF＝7750 xF＝1.0 yF＝0.75 uF＝1.1 wF＝0.2

42、 qF＝1.3 Fz=276.5N=28Kg (7). 理論所需夾緊力計(jì)算確定安全系數(shù): 總的安全系數(shù)k＝k1k2k3k4 k1---- 一般安全系數(shù)； k1取1.7； k2----加工狀態(tài)系數(shù)； 由于是精加工，所以k2取1； k3----刀具鈍化系數(shù)； k3取1.4； k4----斷續(xù)切削系數(shù)； k4取1.2； ∴ k＝1.711.41.2≈3 W＝kp＝328kg＝84kg 4.4夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明 如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作，降低成本。提高夾具性價(jià)比。本道工序?yàn)殂姶矈A具選擇了壓

43、緊螺釘夾緊方式。本工序?yàn)殂娗邢饔嗔啃?，切削力小，為了減輕勞動(dòng)強(qiáng)度因此我將使用液壓夾緊達(dá)到本工序的要求。 本夾具的優(yōu)點(diǎn)： 1、 夾具操作簡(jiǎn)單； 2、 采用了液壓夾緊裝置大大的減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度； 3、 本夾具采用多曲柄聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)，一次可同時(shí)夾緊多個(gè)工件，提高產(chǎn)品勞動(dòng)生產(chǎn)率，減少了加工時(shí)間； 4、 使用液壓夾緊機(jī)構(gòu)，不但減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)也縮短了夾緊的時(shí)間； 5、 能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具； 6、 降低了企業(yè)生產(chǎn)加工成本； 本夾具滿足機(jī)械加工工藝能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，以保證產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)安全、節(jié)約能源、降低成本等優(yōu)點(diǎn)，因此本夾具是企業(yè)首選的夾具之一。 第

44、五章 定位精度分析及定位誤差分析計(jì)算 5.1 定位精度分析 5.1.1機(jī)床夾具設(shè)計(jì)中定位精度的通用要?jiǎng)t 定位精度通用要?jiǎng)t： ⑴ 對(duì)夾具要做必要的定位誤差分析和計(jì)算，定位誤差必須滿足工件的加工精度要求。 ⑵ 必須考慮提高夾具在機(jī)床上的定位精度： ① 提高定位元件的定位表面與機(jī)床上的定位精度。 ② 減小與機(jī)床聯(lián)接處的配合間隙。 ③ 可采用夾具在機(jī)床上安裝時(shí)找正夾具上設(shè)置的校準(zhǔn)基面，或當(dāng)夾具安裝在機(jī)床上后加工定位表面的方法，使夾具在機(jī)床上獲得高精度定位。 ⑶ 必須確保刀具在夾具上的導(dǎo)向精度，如： ① 導(dǎo)套中心到定位元件的定位表面的位置精度。 ② 刀具與導(dǎo)套的間隙。 ③ 導(dǎo)套底

45、面到頂面間的距離。 ⑷ 必須確保對(duì)刀元件表面到工件被加工面間的尺寸精度。 ⑸ 出現(xiàn)超定位時(shí)，應(yīng)取消產(chǎn)生超定位的定位元件，或增加超定位元件與定位基準(zhǔn)間的間隙，以提高定位精度。 ⑹ 工件被加工平面或中心至定位元件的位置精度和尺寸精度，在未注明特殊要求的情況下，一般取工件精度要求的1/5～1/3。 ⑺ 鉆模版鉆套孔中心距的公差在工件未注明公差要求的情況下，取工件孔中心距自由公差的1/5～1/3。 ⑻ 當(dāng)工件未注明定位面間的位置精度要求時(shí)，夾具定位面間的位置精度一般取0.01/100mm [8]。 5.1.2本次夾具設(shè)計(jì)的定位精度分析 本次設(shè)計(jì)的夾具是加工長(zhǎng)26mm圓柱的上端面，為了保證

46、工件的加工精度，需要工件與地面保證一定的平行度。選取工件的精度等級(jí)為8級(jí)。 工件是以兩個(gè)垂直面配合一個(gè)定位槽來(lái)定位，滾動(dòng)壓板壓緊，采用聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)和浮動(dòng)壓塊機(jī)構(gòu)使壓板同時(shí)壓緊且使壓緊力均勻分布。通過(guò)兩垂直面定位，要保證工件孔的中心線與底面辦證平行度0.05mm。兩垂直面和定位槽固定在夾具體上，同樣為保證工件孔中心線的平行度，要求兩垂直面與底面的垂直度為0.05mm。定位槽與底面的平行度為0.05mm 夾緊機(jī)構(gòu)采用聯(lián)動(dòng)夾緊，通過(guò)兩個(gè)浮動(dòng)壓桿和十四個(gè)滾動(dòng)壓塊來(lái)實(shí)現(xiàn)同時(shí)夾緊，工作原理是通過(guò)液壓缸將壓力傳給浮動(dòng)壓塊，將其均勻的分布給兩個(gè)浮動(dòng)壓桿，再有活塞桿向左壓緊七個(gè)曲柄桿使工件夾緊。要使?jié)L動(dòng)壓塊

47、和浮動(dòng)壓桿與夾具體精密連在一起，達(dá)到曲柄聯(lián)動(dòng)效果，這里采用了間隙配合，選取配合精度為 。 由于工件的加工精度要求不是特別高，所以保證以上的精度要求就可以滿足工件加工精度，所以其他零件的精度等級(jí)不用進(jìn)行分析。 5.2 定位誤差的基本概念及組成 定位誤差是指采用調(diào)整法加工一批工件時(shí)，由于定位不準(zhǔn)確而造成某一工序在工序尺寸（通常指加工表面對(duì)工序基準(zhǔn)的距離尺寸）或位置要求方面的加工誤差。 當(dāng)采用夾具加工工件時(shí)，由于工件定位基面和定位元件的工作表面均有制造誤差使定位基準(zhǔn)位置變化，即定位基準(zhǔn)的最大變動(dòng)量，故由此引起的誤差稱基準(zhǔn)位置誤差，而對(duì)于一批工件來(lái)講就產(chǎn)生定位誤差，如圖5-1所示。

48、 圖5-1 用兩垂直面定位加工時(shí)的定位誤差 當(dāng)定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，就產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。基準(zhǔn)不重合誤差即工序基準(zhǔn)相對(duì)定位基準(zhǔn)理想位置的最大變動(dòng)量。 從以上實(shí)例分析可以進(jìn)一步明確，定位誤差指一批工件采用調(diào)整法加工，僅僅由于定位不準(zhǔn)而引起工序尺寸或位置要求的最大可能變動(dòng)范圍。定位誤差主要由尺寸位置誤差和基準(zhǔn)不重合誤差組成。 5-1 ——與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差； ——與工序中夾具以外其他因素有關(guān)的誤差； ——工序公差

49、 5.3 V型塊定位誤差的二種方法 5.3.1概念法 直接從概念出發(fā)，通常分析工序基準(zhǔn)的兩個(gè)極端情況，然后根據(jù)相關(guān)公式和公差確定具體變動(dòng)量。如圖5-2，兩個(gè)極端情況：情況1，使工序基準(zhǔn)盡可能地“高”得加工尺寸；情況2，使工序基準(zhǔn)盡可能的“低”得加工尺寸。且該工序定位誤差 5-2 圖5-2 按概念確定的定位誤差 更為簡(jiǎn)單的情況兩個(gè)極端情況:情況1，使工序基準(zhǔn)A獲得最高點(diǎn)；情況2:時(shí)A獲得最低點(diǎn)；兩者之差即為該工序的定位誤差： 5.3.2組

50、成法 圖5-3 按組成法確定的定位誤差 按定位誤差的組成，定位誤差由定位基準(zhǔn)的位置誤差和工序基準(zhǔn)不重合誤差組成；定位基準(zhǔn)的位置誤差使得該工序的加工尺寸在一定的范圍內(nèi)變動(dòng)，而工序基準(zhǔn)與加工工件的定位基準(zhǔn)不重合時(shí)會(huì)出現(xiàn)兩種情況，一是在定位基準(zhǔn)位置誤差的基礎(chǔ)上使該工序的尺寸偏差進(jìn)一步加大，二是可能使定位基準(zhǔn)因位置誤差所造成的工序尺寸偏差減小，起一定的“補(bǔ)償”作用。因此有公式5-1 為著進(jìn)一步說(shuō)明上述兩種情況，我們給出用型塊定位鍵槽的情景。對(duì)于以下母線為工序基準(zhǔn)時(shí)的情景當(dāng)定位基準(zhǔn)由O1變動(dòng)到O2時(shí),工序的定位基準(zhǔn)由A1變動(dòng)到A2。此時(shí)定位基準(zhǔn)的位置誤差為Δjw=Td/（2sinα/2）。因?yàn)?/p>

51、工序基準(zhǔn)為A,而定位基準(zhǔn)為O,工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)不重合，存在基準(zhǔn)不重合誤差，我們考察一下它的大小。假設(shè)O1、O2位置重合，這意味著基準(zhǔn)位置誤差為零，A1相對(duì)于O即為工件的最小半徑，A2相對(duì)于O即為工件的最大半徑。所以這時(shí)工序尺寸偏差為Δjb=Td/2。由于這個(gè)偏差完全由工序基準(zhǔn)所至，與基準(zhǔn)位置無(wú)關(guān)，故為基準(zhǔn)不重合誤差。 鑒于基準(zhǔn)位置的變動(dòng)由上至下，而工序基準(zhǔn)由下至上，使得總體工序尺寸偏差減小，起到“補(bǔ)償”作用，即此時(shí)的定位誤差為Δjw-Δjb= Td/（2sinα/2-Td/2）對(duì)于以上母線為工序基準(zhǔn)的情景，此時(shí)定位基準(zhǔn)的位置誤差仍為Δjw=Td/（2sinα/2）。O1向下變動(dòng)到O2時(shí)，工

52、序基準(zhǔn)亦由上至下變動(dòng)（仍為Δjb=Td/2），進(jìn)一步加大了工序尺寸偏差。因此有定位誤差 Δjw+Δjb= Td/（2sinα/2）+Td/2 5-3 5.4本次設(shè)計(jì)的定位誤差分析及計(jì)算 5.4.1定位誤差分析 根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]中知，工件是以兩個(gè)v型塊配合可調(diào)支承定位，定位表面為兩個(gè)分別為Φ18和Φ16的外圓表面以及兩端平面。加工表面為長(zhǎng)26的上表面。本工序的工序基準(zhǔn)為圓柱套的中心線，定位基準(zhǔn)也是圓柱套的中心線。因此基準(zhǔn)重合。基準(zhǔn)不重合誤差為零。這里設(shè)一個(gè)零件的圓心為，另一個(gè)為，假設(shè)在一批工件定位時(shí)，的位置變動(dòng)量為；

53、的位置變動(dòng)量為。 5-6 在一批工件中，有可能某一工件同時(shí)具有最大直徑和；也有可能同時(shí)具有最小直徑和；還有可能一個(gè)工件具有最大直徑和最小直徑，或者具有最小直徑和最大直徑。因此造成中心線可能有兩種極端變動(dòng)：一是從一極端位置變到另一極端位置；另一種極端情況是從變到。計(jì)算定位誤差時(shí)，要根據(jù)具體情況來(lái)考慮。由于導(dǎo)軌加工的較為平整，由表面不平整引起的基準(zhǔn)位置誤差較小，可以不考慮。 5.4.2定位誤差計(jì)算 由上的分析以及根據(jù)工件的實(shí)際裝夾與加工位置，采用組成計(jì)算定位誤差。 由于在v型塊上定位的兩個(gè)外圓直徑大小相同，工件精度

54、等級(jí)為8級(jí)，所以本工序 的定位誤差為： 5-7 根據(jù)零件圖知=0.05mm，所以本工序定位誤差為 第六章 本次設(shè)計(jì)的性能與經(jīng)濟(jì)性分析 6.1性能分析 6.1.1 性能分析指標(biāo)確定原則 ⑴ 系統(tǒng)性原則 影響機(jī)械加工性能的因素有很多，他們之間是相互作用、相互影響、相互聯(lián)系的，必須要將各種因素有機(jī)的結(jié)合在一起，形成一個(gè)整體。從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，全面地、辨證地處理各方面的關(guān)系，抓住影響系統(tǒng)的主要因素，兼顧次要因素，以真實(shí)反映生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)際情況，更好地掌握系統(tǒng)的運(yùn)行情況。 ⑵

55、 層次性原則 將一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程按層次分解為多個(gè)子過(guò)程，每個(gè)指標(biāo)應(yīng)賦予合適的權(quán)重。 ⑶ 可測(cè)性原則 指標(biāo)涵義明確，所需數(shù)據(jù)便于收集和分析。 ⑷ 定量與定性 指標(biāo)結(jié)合原則 定量與定性指標(biāo)結(jié)合可使評(píng)價(jià)更具客觀性，定性指標(biāo)可彌補(bǔ)有些指標(biāo)目前無(wú)法獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)的不足。 ⑸ 導(dǎo)向性原則 進(jìn)行性能分析時(shí)要有一定的目標(biāo)性和方向性，以指導(dǎo)企業(yè)向正確的方向發(fā)展，提高企業(yè)的TQCSE(交貨期、質(zhì)量、成本、服務(wù)、環(huán)保)。 6.1.2本次設(shè)計(jì)的性能分析 ⑴ 機(jī)械加工工藝性分析可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析 ①零件結(jié)構(gòu)要素必須符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 ②盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件和通用件 ③在滿足產(chǎn)品使用性能

56、的條件下，零件圖上標(biāo)注的尺寸精度等級(jí)和表面粗糙度要求應(yīng)取最經(jīng)濟(jì)值 ④盡量選用切削加工性好的材料 ⑤有便于裝夾的定位基準(zhǔn)和夾緊表面 ⑥保證能以較高的生產(chǎn)率加工 a)被加工表面形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單 b）盡量減少加工面積被加工表面形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單 c)盡量減少工作行程次數(shù) ⑦保證刀具正常工作 ⑧加工時(shí)工件應(yīng)有足夠的剛性 ⑵ 工藝分析 本次設(shè)計(jì)的是錐銷套銑平面夾具設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要考慮到影響其性能的因素。先對(duì)零件進(jìn)行分析，要在滿足零件加工要求的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出合理的可行的工藝規(guī)程和夾具。 ⑶ 夾具性能分析 夾具設(shè)計(jì)時(shí)首先考慮的是定位，利用六點(diǎn)定位原則結(jié)合零件的形狀考慮，采用兩垂直面

57、定位，同時(shí)利用一個(gè)滾動(dòng)壓塊完成完全定位。其次考慮的是夾緊，零件被加工表面是上表面，所以?shī)A緊時(shí)要考慮到不影響到刀具的運(yùn)行，所以選用滾動(dòng)壓板在工件外部的外圓面壓緊，利用聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)和浮動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)同時(shí)夾緊，把兩個(gè)浮動(dòng)導(dǎo)桿和浮動(dòng)壓塊設(shè)計(jì)在夾具體的內(nèi)部，不會(huì)影響到零件的加工，而夾具體的最高點(diǎn)沒(méi)有高于零件的加工表面，所以對(duì)零件的加工沒(méi)有影響。而考慮到零件的加工時(shí)切削的排放問(wèn)題，為了讓切削更好的快速的清理，我將夾具底部打通。同時(shí)這套夾具也可以滿足零件的加工要求并且夠完美運(yùn)行。 6.2經(jīng)濟(jì)性分析 6.2.1工藝設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)分析 ⑴ 工藝成本 制定某一零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程時(shí)，在同樣能滿足被加工零件各項(xiàng)

58、技術(shù)要求和產(chǎn)品交貨期的條件下，通過(guò)技術(shù)分析一般都可以擬定出幾種不同的工藝方案。不同的工藝方案有不同的經(jīng)濟(jì)效果。為了選取在給定生產(chǎn)條件下最為經(jīng)濟(jì)合理的工藝方案，必須對(duì)各種不同的工藝方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析。所謂經(jīng)濟(jì)分析就是通過(guò)比較各種不同工藝方案的生產(chǎn)成本，選出其中最為經(jīng)濟(jì)的加工方案。 工藝設(shè)計(jì)過(guò)程主要包括工藝成本和生產(chǎn)成本，生產(chǎn)成本是成產(chǎn)一件產(chǎn)品或一個(gè)零件所需費(fèi)用的總和，工藝成本是生產(chǎn)成本中與工藝過(guò)程直接有關(guān)的部分，工藝成本約占零件生產(chǎn)成本的70%-75%。其中工藝成本分為兩部分： ① 可變費(fèi)用：可變費(fèi)用與零件的年產(chǎn)量有關(guān)，包括材料費(fèi)、機(jī)床工人費(fèi)、機(jī)床電費(fèi)、通用機(jī)床通用裝備維護(hù)折舊費(fèi)。 ②不變費(fèi)

59、用：與年產(chǎn)量的變化沒(méi)有直接關(guān)系的費(fèi)用，包括專用機(jī)床工藝裝備維護(hù)折舊費(fèi)等。 對(duì)工藝方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析時(shí)，只要分析與工藝過(guò)程直接有關(guān)的工藝成本即可。 ⑵ 工藝方案的經(jīng)濟(jì)評(píng)比 一般可分為以下兩種情況： ①當(dāng)需評(píng)比的工藝方案均采用現(xiàn)有設(shè)備或其基本投資相近時(shí)，可用工藝成本評(píng)比各方案經(jīng)濟(jì)性優(yōu)劣。 ②工藝方案的基本投資差額較大時(shí)，則在考慮工藝成本的同時(shí)，還要考慮基本投資差額的回收期限。 投資回收期必須滿足以下要求： a） 回收期限應(yīng)小于專用設(shè)備或工藝裝備的使用年限； b） 回收期限應(yīng)小于該產(chǎn)品由于結(jié)構(gòu)性能或市場(chǎng)需求因素決定的生產(chǎn)年限； c） 回收期限應(yīng)小于國(guó)家所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)回收期，采用專用工藝

60、裝備的標(biāo)準(zhǔn)回收期為2-3年，采用專用機(jī)床的標(biāo)準(zhǔn)回收期為4-6年。 6.2.2本次夾具設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性分析 現(xiàn)代夾具(如成組夾具、通用可調(diào)夾具、組合夾具)的結(jié)構(gòu)共性，大都由通用基體和可調(diào)、可換元件兩部分組成。其通用基體部分是零件組中所有零件共用的主要部分；而可調(diào)、可換部分則是針對(duì)零件組中某種(或幾種)特定零件而專門(mén)設(shè)計(jì)的專用或準(zhǔn)專用部分。可調(diào)、可換元件一般是隨夾具適用對(duì)象數(shù)的多少而變化的，因此，在現(xiàn)代夾具設(shè)計(jì)時(shí)，適用對(duì)象種數(shù)選擇得是否合理，將直接關(guān)系到可調(diào)、可換元件的數(shù)量和夾具的整體經(jīng)濟(jì)性。 本次設(shè)計(jì)的是錐銷套銑平面的夾具，零件批量生產(chǎn)，所以要求夾具便于裝夾，而且使用壽命要長(zhǎng)。零件加工精度要求

61、不高，為了提高經(jīng)濟(jì)性，我們主要從提高生產(chǎn)效率方面考慮。采用兩個(gè)垂直面和定位槽進(jìn)行定位，利用多個(gè)滾動(dòng)壓板壓緊，為了提高壓緊效率，減輕工人勞動(dòng)時(shí)間，采用聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)讓十四快壓板同時(shí)壓緊。而且本次工序的切削力不大，采用液壓缸自動(dòng)快速夾緊，這樣可以很大的提高加工效率。由于機(jī)床等其它原因產(chǎn)生的成本是不可避免的，所以提高了生產(chǎn)效率，單位時(shí)間內(nèi)得到的利益就會(huì)變大。 另外，除了工藝和夾具方面的經(jīng)濟(jì)性外，還應(yīng)該考慮一下工人的勞動(dòng)時(shí)間，有效的安排工人的勞動(dòng)時(shí)間和休息時(shí)間都可以提高生產(chǎn)效率。如果工人長(zhǎng)時(shí)間工作不休息就會(huì)出現(xiàn)注意力下降等狀況，導(dǎo)致加工質(zhì)量下降甚至發(fā)生事故。這不但不能提高加工效率，還存在著很大的隱患，

62、所以對(duì)工人的工作休息時(shí)間安排也是十分重要的。 27 總 結(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束了，時(shí)間雖然短暫但是它對(duì)我們來(lái)說(shuō)受益菲淺的，通過(guò)這次的設(shè)計(jì)使我們不再是只知道書(shū)本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行實(shí)實(shí)在在的設(shè)計(jì)，使我們不但鞏固了理論知識(shí)而且掌握了設(shè)計(jì)的步驟和要領(lǐng)，使我們更好的利用圖書(shū)館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計(jì)手冊(cè)和AutoCAD等制圖軟件，為我們踏入以后的工作崗位打下了好的基礎(chǔ)。 這里總結(jié)了一下從這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的所得： 1. 通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)會(huì)了利用手中的資料查詢自己想要得到的信息； 2. 通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)更加熟練的掌握了AutoC

63、AD制圖軟件； 3. 通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我們的思維更加緊密，想問(wèn)題不在局限于一方面； 4. 通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)鍛煉了溝通交流能力； 5. 通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)會(huì)了有效的將理論與實(shí)踐相結(jié)合。 畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我們學(xué)到了很多同時(shí)也認(rèn)識(shí)到了只努力的學(xué)好書(shū)本上的知識(shí)是不夠的，還應(yīng)該更好的做到理論和實(shí)踐的結(jié)合。在此非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo)，使我們學(xué)到了好多，也非常珍惜本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，它將是我們走出校園步入社會(huì)至關(guān)重要的一部分。 致 謝 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)和良好的基礎(chǔ)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)的取得，與指導(dǎo)老師的

64、細(xì)心指導(dǎo)是分不開(kāi)的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)老師，特別是每次都放下他的休息時(shí)間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，他都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。通過(guò)一學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)，他不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無(wú)微不至的關(guān)懷，教會(huì)了我很多做人做事的道理。當(dāng)然這其中也有很多同學(xué)幫助過(guò)我，謝謝各位同學(xué)。最后在此謹(jǐn)向指導(dǎo)老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。 28 參考文獻(xiàn) [1].艾興，肖詩(shī)綱主編, 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè),機(jī)械工業(yè)出版社，1994 [2].李益民主編，機(jī)械制

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