LJT0083夾具座加工工藝和銑20mm寬槽夾具設計【含CAD圖紙、文檔全稿】

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，這會影響它的位置精度，并反過來影響零件質量。所以有必要確定最佳夾緊力，來減小由于彈性變形對工件的定位誤差，同時滿足加工的要求。在夾具分析和綜合領域上的研究人員使用了有限元模型的方法或剛體模型的方法。大量的工作都以有限元方法為基礎被報道參考文獻1-8。隨著得墨忒耳8，這種方法的限制是需要較大的模型和計算成本。同時，多數的有限元基礎研究人員一直重點關注的夾具布局優(yōu)化和夾緊力的優(yōu)化還沒有得到充分討論，也有少數的研究人員通過對剛性模型9-11對夾緊力進行了優(yōu)化，剛型模型幾乎被近似為一個規(guī)則完整的形狀。得墨忒耳12，13用螺釘理論解決的最低夾緊力，總的問題是制定一個線性規(guī)劃，其目的是盡量減少在每個定位點調整夾緊力強度的法線接觸力。接觸摩擦力的影響被忽視，因為它較法線接觸力相對較小，由于這種方法是基于剛體假設，獨特的三維夾具可以處理超過6個自由度的裝夾，復和倪14也提出迭代搜索方法，通過假設已知摩擦力的方向來推導計算最小夾緊力，該剛體分析的主要限制因素是當出現六個以上的接觸力是使其靜力不確定，因此，這種方法無法確定工件移位的唯一性。 這種限制可以通過計算夾具工件系統(tǒng)15的彈性來克服，對于一個相對嚴格的工件，該夾具在機械加工工件的位置會受夾具點的局部彈性變形的強烈影響。Hockenberger和得墨忒耳16使用經驗的接觸力變形的關系（稱為元功能），解決由于夾緊和準靜態(tài)加工力工件剛體位移。同一作者還考察了加工工件夾具位移對設計參數的影響17。桂 18 等 通過工件的夾緊力的優(yōu)化定位精度彈性接觸模型對報告做了改善，然而，他們沒有處理計算夾具與工件的接觸剛度的方法，此外，其算法的應用沒有討論機械加工刀具路徑負載有限序列。李和Melkote 19和烏爾塔多和Melkote 20用接觸力學解決由于在加載夾具夾緊點彈性變形產生的接觸力和工件的位移，他們還使用此方法制定了優(yōu)化方法夾具布局21和夾緊力22。但是，關于multiclamp系統(tǒng)及其對工件精度影響的夾緊力的優(yōu)化并沒有在這些文件中提到 。本文提出了一種新的算法，確定了multiclamp夾具工件系統(tǒng)受到準靜態(tài)加載的最佳夾緊力為基礎的彈性方法。該法旨在盡量減少影響由于工件夾緊位移和加工荷載通過系統(tǒng)優(yōu)化夾緊力的一部分定位精度。接觸力學模型，用于確定接觸力和位移，然后再用做夾緊力優(yōu)化，這個問題被作為多目標約束優(yōu)化問題提出和解決。通過兩個例子分析工件夾緊力的優(yōu)化對定位精度的影響，例子涉及的銑削夾具3-2-1布局。1 夾具工件聯(lián)系模型 11 模型假設該加工夾具由L定位器和帶有球形端的c形夾組成。工件和夾具接觸的地方是線性的彈性接觸，其他地方完全剛性。工件夾具系統(tǒng)由于夾緊和加工受到準靜態(tài)負載。夾緊力可假定為在加工過程中保持不變，這個假設是有效的，在對液壓或氣動夾具使用。在實際中，夾具工件接觸區(qū)域是彈性分布，然而，這種模式的發(fā)展，假設總觸剛度（見圖1）第i夾具接觸力局部變形如下： (1) 其中（j=x，y，z）表示，在當地子坐標系切線和法線方向的接觸剛度第 19 頁 共 15 頁圖1 彈簧夾具工件接觸模型。 表示在第i個接觸處的坐標系（j=x，y，z）是對應沿著xyz方向的彈性變形，分別 （j= x，y，z）的代表和切向力接觸 ，法線力接觸。12 工件夾具的接觸剛度模型集中遵守一個球形尖端定位，夾具和工件的接觸并不是線性的，因為接觸半徑與隨法線力呈非線性變化 23。由于法線力接觸變形作用于半徑和平面工件表面之間，這可從封閉赫茲的辦法解決縮進一個球體彈性半空間的問題。對于這個問題， 是法線的變形，在文獻23 第93頁中給出如下： （2）其中式中 和是工件和夾具的彈性模量，、分別是工件和材料的泊松比。切向變形沿著和切線方向）硅業(yè)切力距有以下形式文獻23第217頁 （3）其中、 分別是工件和夾具剪切模量一個合理的接觸剛度的線性可以近似從最小二乘獲得適合式 （2），這就產生了以下線性化接觸剛度值：在計算上述的線性近似， （4） (5)正常的力被假定為從0到1000N，且最小二乘擬合相應的R2值認定是0.94。2夾緊力優(yōu)化 我們的目標是確定最優(yōu)夾緊力，將盡量減少由于工件剛體運動過程中，局部的夾緊和加工負荷引起的彈性變形，同時保持在準靜態(tài)加工過程中夾具工件系統(tǒng)平衡，工件的位移減少，從而減少定位誤差。實現這個目標是通過制定一個多目標約束優(yōu)化問題的問題，如下描述。2.1 目標函數配方工件旋轉，由于部隊輪換往往是相當小17的工件定位誤差假設為確定其剛體翻譯基本上，其中 、和 是 沿，和三個正交組件（見圖2）。圖2 工件剛體平移和旋轉工件的定位誤差歸于裝夾力，然后可以在該剛體位移的范數計算如下： （6）其中表示一個向量二級標準。 但是作用在工件的夾緊力會影響定位誤差。當多個夾緊力作用于工件，由此產生的夾緊力為,有如下形式： （7）其中夾緊力是矢量，夾緊力的方向矩陣，是夾緊力是矢量的方向余弦，、和 是第i個夾緊點夾緊力在、和方向上的向量角度（i=1、2、3.,C）。在這個文件中，由于接觸區(qū)變形造成的工件的定位誤差，被假定為受的作用力是法線的，接觸的摩擦力相對較小，并在進行分析時忽略了加緊力對工件的定位誤差的影響。意指正常接觸剛度比，是通過（i=1，2L）和最小的所有定位器正常剛度相乘，并假設工件、取決于、的方向，各自的等效接觸剛度可有下式計算得出（見圖3），工件剛體運動，歸于夾緊行動現在可以寫成： (8)工件有位移，因此，定位誤差的減小可以通過盡量減少產生的夾緊力向量 范數。因此，第一個目標函數可以寫為：最小化 （9）要注意，加權因素是與等效接觸剛度成正比的在、和 方向上。通過使用最低總能量互補參考文獻15，23的原則求解彈性力學接觸問題得出A的組成部分是唯一確定的，這保證了夾緊力和相應的定位反應是“真正的”解決方案，對接觸問題和產生的“真正”剛體位移，而且工件保持在靜態(tài)平衡，通過夾緊力的隨時調整。因此，總能量最小化的形式為補充的夾緊力優(yōu)化的第二個目標函數，并給出：最小化 （10）其中代表機構的彈性變形應變能互補，代表由外部力量和力矩配合完成，是遵守對角矩陣的， 和是所有接觸力的載體。如圖3 加權系數計算確定的基礎內蒙古科技大學本科生畢業(yè)設計（外文翻譯）2.2 摩擦和靜態(tài)平衡約束在（10）式優(yōu)化的目標受到一定的限制和約束，他們中最重要的是在每個接觸處的靜摩擦力約束。庫侖摩擦力的法律規(guī)定（是靜態(tài)摩擦系數）,這方面的一個非線性約束和線性化版本可以使用，并且19有： （11）假設準靜態(tài)載荷，工件的靜力平衡由下列力和力矩平衡方程確保（向量形式）： (12)其中包括在法線和切線方向的力和力矩的機械加工力和工件重量。2.3界接觸力由于夾具工件接觸是單側面的，法線的接觸力只能被壓縮。這通過以下的的約束表（i=1，2,L+C） （13）它假設在工件上的法線力是確定的，此外，在一個法線的接觸壓力不能超過壓工件材料的屈服強度（）。這個約束可寫為： （i=1，2，,L+C） (14) 如果是在第i個工件夾具的接觸處的接觸面積，完整的夾緊力優(yōu)化模型，可以寫成：最小化 (15)3模型算法求解式（15）多目標優(yōu)化問題可以通過求解約束24。這種方法將確定的目標作為首要職能之一，并將其轉換成一個約束對。該補充（）的主要目的是處理功能，并由此得到夾緊力（）作為約束的加權范數最小化。對為主要目標的選擇，確保選中一套獨特可行的夾緊力，因此，工件夾具系統(tǒng)驅動到一個穩(wěn)定的狀態(tài)（即最低能量狀態(tài)），此狀態(tài)也表示有最小的夾緊力下的加權范數。 的約束轉換涉及到一個指定的加權范數小于或等于，其中是 的約束，假設最初所有夾緊力不明確，要確定一個合適的。在定位和夾緊點的接觸力的計算只考慮第一個目標函數（即）。雖然有這樣的接觸力，并不一定產生最低的夾緊力，這是一個“真正的”可行的解決彈性力學問題辦法，可完全抑制工件在夾具中的位置。這些夾緊力的加權系數，通過計算并作為初始值與比較，因此，夾緊力式（15）的優(yōu)化問題可改寫為: 最小化 （16）由： (11)(14) 得。類似的算法尋找一個方程根的二分法來確定最低的上的約束, 通過盡可能降低上限，由此產生的最小夾緊力的加權范數。 迭代次數K，終止搜索取決于所需的預測精度和，有參考文獻15： （17）其中表示上限的功能，完整的算法在如圖4中給出。 圖4 夾緊力的優(yōu)化算法（在示例1中使用）。圖5 該算法在示例2使用4 加工過程中的夾緊力的優(yōu)化及測定上一節(jié)介紹的算法可用于確定單負載作用于工件的載體的最佳夾緊力，然而，刀具路徑隨磨削量和切割點的不斷變化而變化。因此，相應的夾緊力和最佳的加工負荷獲得將由圖4算法獲得，這大大增加了計算負擔，并要求為選擇的夾緊力提供標準， 將獲得滿意和適宜的整個刀具軌跡 ，用保守的辦法來解決下面將被討論的問題，考慮一個有限的數目（例如m）沿相應的刀具路徑設置的產生m個最佳夾緊力，選擇記為， ， ,在每個采樣點，考慮以下四個最壞加工負荷向量： (18)、和表示在、和方向上的最大值，、和上的數字1，2，3分別代替對應的和另外兩個正交切削分力，而且有：雖然4個最壞情況加工負荷向量不會在工件加工的同一時刻出現，但在每次常規(guī)的進給速度中，刀具旋轉一次出現一次，負載向量引入的誤差可忽略。因此，在這項工作中，四個載體負載適用于同一位置，（但不是同時）對工件進行的采樣 ，夾緊力的優(yōu)化算法圖4，對應于每個采樣點計算最佳的夾緊力。夾緊力的最佳形式有： (i=1,2,m) (j=x,y z,r) (19)其中是最佳夾緊力的四個情況下的加工負荷載體，(C=1，2，C)是每個相應的夾具在第i個樣本點和第j負荷情況下力的大小。是計算每個負載點之后的結果，一套簡單的“最佳”夾緊力必須從所有的樣本點和裝載條件里發(fā)現，并在所有的最佳夾緊力中選擇。這是通過在所有負載情況和采樣點排序，并選擇夾緊點的最高值的最佳的夾緊力，見于式 （20）： （k=1，2，C） （20）只要這些具備，就得到一套優(yōu)化的夾緊力，驗證這些力，以確保工件夾具系統(tǒng)的靜態(tài)平衡。否則，會出現更多采樣點和重復上述程序。在這種方式中，可為整個刀具路徑確定“最佳”夾緊力 ，圖5總結了剛才所描述的算法。請注意，雖然這種方法是保守的，它提供了一個確定的夾緊力，最大限度地減少工件的定位誤差的一套系統(tǒng)方法。5影響工件的定位精度它的興趣在于最早提出了評價夾緊力的算法對工件的定位精度的影響。工件首先放在與夾具接觸的基板上，然后夾緊力使工件接觸到夾具，因此，局部變形發(fā)生在每個工件夾具接觸處，使工件在夾具上移位和旋轉。隨后，準靜態(tài)加工負荷應用造成工件在夾具的移位。工件剛體運動的定義是由它在、和方向上的移位和自轉（見圖2），如前所述，工件剛體位移產生于在每個夾緊處的局部變形，假設為相對于工件的質量中心的第i個位置矢量定位點，坐標變換定理可以用來表達在工件的位移，以及工件自轉如下: (21)其中表示旋轉矩陣,描述當地在第i幀相聯(lián)系的全球坐標系和是一個旋轉矩陣確定工件相對于全球的坐標系的定位坐標系。假設夾具夾緊工件旋轉，由于旋轉很小，故也可近似為： （22） 方程（21）現在可以改寫為： （23）其中是經方程（21）重新編排后變換得到的矩陣式，是夾緊和加工導致的工件剛體運動矢量。工件與夾具單方面接觸性質意味著工件與夾具接觸處沒有拉力的可能。因此，在第i裝夾點接觸力可能與的關系如下： （24）其中是在第i個接觸點由于夾緊和加工負荷造成的變形，意味著凈壓縮變形，而負數則代表拉伸變形; 是表示在本地坐標系第i個接觸剛度矩陣，是單位向量. 在這項研究中假定液壓/氣動夾具，根據對外加工負荷，故在法線方向的夾緊力的強度保持不變，因此，必須對方程（24）的夾緊點進行修改為： （25）其中是在第i個夾緊點的夾緊力，讓表示一個對外加工力量和載體的61矢量。并結合方程（23）（25）與靜態(tài)平衡方程，得到下面的方程組： （26）其中，其中表示相乘。由于夾緊和加工工件剛體移動，q可通過求解式（26）得到。工件的定位誤差向量， （見圖6），現在可以計算如下： （27） 其中是考慮工件中心加工點的位置向量，且 6模擬工作 較早前提出的算法是用來確定最佳夾緊力及其對兩例工件精度的影響例如：1適用于工件單點力。2應用于工件負載準靜態(tài)銑削序列 如左圖7 工件夾具配置中使用的模擬研究 工件夾具定位聯(lián)系; 、和全球坐標系。 3-2-1夾具圖7所示，是用來定位并控制7075 - T6鋁合金（127毫米127毫米38.1毫米）的柱狀塊。假定為球形布局傾斜硬鋼定位器/夾具在表1中給出。工件夾具材料的摩擦靜電對系數為0.25。使用伊利諾伊大學開發(fā)EMSIM程序參考文獻26 對加工瞬時銑削力條件進行了計算，如表2給出例（1），應用工件在點（109.2毫米，25.4毫米，34.3毫米）瞬時加工力，圖4中表3和表4列出了初級夾緊力和最佳夾緊力的算法 。該算法如圖5所示 ，一個25.4毫米銑槽使用EMSIM進行了數值模擬，以減少起步（0.0毫米，25.4毫米，34.3毫米）和結束時（127.0毫米，25.4毫米，34.3毫米）四種情況下加工負荷載體，（見圖8）。模擬計算銑削力數據在表5中給出。圖8最終銑削過程模擬例如2。表6中5個坐標列出了為模擬抽樣調查點。最佳夾緊力是用前面討論過的排序算法計算每個采樣點和負載載體最后的夾緊力和負載。7結果與討論例如算法1的繪制最佳夾緊力收斂圖9，圖9對于固定夾緊裝置在圖示例假設（見圖7），由此得到的夾緊力加權范數有如下形式：.結果表明，最佳夾緊力所述加工條件下有比初步夾緊力強度低得多的加權范數，最初的夾緊力是通過減少工件的夾具系統(tǒng)補充能量算法獲得。由于夾緊力和負載造成的工件的定位誤差，如表7。結果表明工件旋轉小，加工點減少錯誤從13.1到14.6不等。在這種情況下，所有加工條件改善不是很大，因為從最初通過互補勢能確定的最小化的夾緊力值已接近最佳夾緊力。圖5算法是用第二例在一個序列應用于銑削負載到工件，他應用于工件銑削負載一個序列。最佳的夾緊力，對應列表6每個樣本點，隨著最后的最佳夾緊力，在每個采樣點的加權范數和最優(yōu)的初始夾緊力繪圖10，在每個采樣點的加權范數的，和繪制。結果表明，由于每個組成部分是各相應的最大夾緊力，它具有最高的加權范數。如圖10所示，如果在每個夾緊點最大組成部分是用于確定初步夾緊力，則夾緊力需相應設置，有比相當大的加權范數。故是一個完整的刀具路徑改進方案。上述模擬結果表明，該方法可用于優(yōu)化夾緊力相對于初始夾緊力的強度，這種做法將減少所造成的夾緊力的加權范數，因此將提高工件的定位精度。圖108結論該文件提出了關于確定多鉗夾具，工件受準靜態(tài)加載系統(tǒng)的優(yōu)化加工夾緊力的新方法。夾緊力的優(yōu)化算法是基于接觸力學的夾具與工件系統(tǒng)模型，并尋求盡量減少應用到所造成的工件夾緊力的加權范數，得出工件的定位誤差。該整體模型，制定一個雙目標約束優(yōu)化問題，使用-約束的方法解決。該算法通過兩個模擬表明，涉及3-2-1型，二夾銑夾具的例子。今后的工作將解決在動態(tài)負載存在夾具與工件在系統(tǒng)的優(yōu)化，其中慣性，剛度和阻尼效應在確定工件夾具系統(tǒng)的響應特性具有重要作用。9參考資料：1、J. 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DeMeter. 對工件準靜態(tài)分析功能位移在加工夾具的應用程序，制造科學雜志與工程： 325331頁, 1996。畢業(yè)設計（工藝規(guī)程）LJT0083零件加工工藝規(guī)程設計及寬20mm槽銑夾具設計 院 系 專 業(yè) 班 級 學 號 姓 名 指導老師 二一五年 月 日產品名稱LJT0083零件圖號機械加工工藝過程卡毛坯種類鑄造共 1頁每臺數量1零件名稱LJT0083材料牌號HT200第1 頁工序號工序名稱工序內容設備工藝裝備10鑄造鑄造鑄20時效時效熱30銑粗銑上端面，精銑上端面 X52K銑床 銑刀，游標卡尺 40銑粗銑底面，精銑底面 X52K銑床 銑刀，游標卡尺 50銑粗銑、精銑距離底面為10mm的中間平面 X52K銑床 銑刀，游標卡尺60銑粗銑、精銑左端面（距離為50mm）X52K銑床 銑刀，游標卡尺70銑粗銑、精銑右端面（距離為50mm）X52K銑床 銑刀，游標卡尺 80鉆鉆3孔鉆床Z525麻花鉆，游標卡尺90鉆鉆4孔鉆床Z525麻花鉆，游標卡尺 100銑粗銑、精銑寬20mm槽X52K銑床 銑刀，游標卡尺 110銑粗銑、精銑寬8.5mm槽X52K銑床 銑刀，游標卡尺120磨磨上平面、底面以及中間平面（粗糙度為0.8）磨床砂輪130鉗去毛刺鉗140檢驗檢驗入庫檢編制日期審核日期更改零件名稱LJT0083機械加工工序卡工序號30工序名稱銑共10頁零件圖號第 1 頁材料牌號HT200毛坯狀態(tài)鑄造機床設備X52K銑床 夾具專用夾具工步號安裝及工步說明刀具量具走刀次數走刀長度/mm切削深度/mm進給量mm/r主軸轉速r/min切削速度m/min基本工時10粗銑上端面，精銑上端面 銑刀卡尺4220.52001617.72030405060零件名稱LJT0083機械加工工序卡工序號40工序名稱銑共10頁零件圖號第 2 頁材料牌號HT200毛坯狀態(tài)鑄造機床設備X52K銑床 夾具專用夾具工步號安裝及工步說明刀具量具走刀次數走刀長度/mm切削深度/mm進給量mm/r主軸轉速r/min切削速度m/min基本工時10粗銑底面，精銑底面銑刀卡尺4220.52001617.72030405060零件名稱LJT0083機械加工工序卡工序號50工序名稱銑共10頁零件圖號第 3 頁材料牌號HT200毛坯狀態(tài)鑄造機床設備X52K銑床 夾具專用夾具工步號安裝及工步說明刀具量具走刀次數走刀長度/mm切削深度/mm進給量mm/r主軸轉速r/min切削速度m/min基本工時10粗銑、精銑距離底面為10mm的中間平面 銑刀卡尺4220.52001617.72030405060零件名稱LJT0083機械加工工序卡工序號60工序名稱銑共10頁零件圖號第 4頁材料牌號HT200毛坯狀態(tài)鑄造機床設備銑床X52K夾具專用夾具工步號安裝及工步說明刀具量具走刀次數走刀長度/mm切削深度/mm進給量mm/r主軸轉速r/min切削速度m/min基本工時10粗銑、精銑左端面（距離為50mm）銑刀卡尺4220.52001617.72030405060零件名稱LJT0083機械加工工序卡工序號70工序名稱銑共10頁零件圖號第 5頁材料牌號HT200毛坯狀態(tài)鑄造機床設備銑床X52K夾具專用夾具工步號安裝及工步說明刀具量具走刀次數走刀長度/mm切削深度/mm進給量mm/r主軸轉速r/min切削速度m/min基本工時10粗銑、精銑右端面（距離為50mm）銑刀卡尺4220.52001617.72030405060零件名稱LJT0083機械加工工序卡工序號80工序名稱鉆共10頁零件圖號第 6頁材料牌號HT200毛坯狀態(tài)鑄造機床設備鉆床Z525夾具專用夾具工步號安裝及工步說明刀具量具走刀次數走刀長度/mm切削深度/mm進給量mm/r主軸轉速r/min切削速度m/min基本工時10鉆3孔麻花鉆卡尺12820.1668024152030405060零件名稱LJT0083機械加工工序卡工序號90工序名稱鉆共10頁零件圖號第 7頁材料牌號HT200毛坯狀態(tài)鑄造機床設備鉆床Z525夾具專用夾具工步號安裝及工步說明刀具量具走刀次數走刀長度/mm切削深度/mm進給量mm/r主軸轉速r/min切削速度m/min基本工時10鉆4孔麻花鉆卡尺12820.36802017.72030405060零件名稱LJT0083機械加工工序卡工序號100工序名稱銑共10頁零件圖號第8頁材料牌號HT200毛坯狀態(tài)鑄造機床設備X52K銑床夾具專用夾具工步號安裝及工步說明刀具量具走刀次數走刀長度/mm切削深度/mm進給量mm/r主軸轉速r/min切削速度m/min基本工時10粗銑、精銑寬20mm槽銑刀卡尺125150.12509159.8217.72030405060零件名稱LJT0083機械加工工序卡工序號110工序名稱銑共10頁零件圖號第9頁材料牌號HT200毛坯狀態(tài)鑄造機床設備X52K銑床 夾具專用夾具工步號安裝及工步說明刀具量具走刀次數走刀長度/mm切削深度/mm進給量mm/r主軸轉速r/min切削速度m/min基本工時10粗銑、精銑寬8.5mm槽銑刀卡尺125150.12509159.8217.72030405060零件名稱LJT0083機械加工工序卡工序號120工序名稱磨共10頁零件圖號第10頁材料牌號HT200毛坯狀態(tài)鑄造機床設備磨床M6132夾具專用夾具工步號安裝及工步說明刀具量具走刀次數走刀長度/mm切削深度/mm進給量mm/r主軸轉速r/min切削速度m/min基本工時10磨上平面、底面以及中間平面（粗糙度為0.8）砂輪卡尺120151.12509159.8210203040畢業(yè)設計（論文）LJT0083零件加工工藝規(guī)程設計及寬20槽銑夾具設計院 系 專 業(yè) 班 級 學 號 姓 名 指導老師 二一五年 月 日二一五年 1月 日誠 信 聲 明本人鄭重聲明：所呈交的大專畢業(yè)論文（LJT0083零件加工工藝規(guī)程設計及寬20mm槽銑夾具設計），是本人在指導老師的指導下，獨立進行研究所取得的成果。盡我所知，除了設計（論文）中特別加以標注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經發(fā)表或撰寫過的研究成果。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。 畢業(yè)論文（設計）作者簽名： 年 月 日目 錄1 緒論12 加工工藝規(guī)程設計42.1 零件的分析42.1.1 零件的作用42.1.2 零件的工藝分析42.2 LJT0083零件加工的主要問題和工藝過程設計所應采取的相應措施52.2.1 孔和平面的加工順序52.2.2 孔系加工方案選擇52.3 LJT0083零件加工定位基準的選擇62.3.1 粗基準的選擇62.3.2 精基準的選擇62.4 LJT0083零件加工主要工序安排62.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定82.6確定切削用量及基本工時（機動時間）83 銑寬20槽夾具設計153.1 夾具的分類和作用153.2 工件在夾具中的定位163.3 夾具的組成183.4夾具設計183.4.1定位基準的選擇183.4.2切削力及夾緊力的計算193.5定位誤差的分析203.6夾具設計及操作的簡要說明21總結22參考文獻23致謝2423LJT0083零件加工工藝規(guī)程設計及寬8.5mm槽銑夾具設計摘要：本文是對LJT0083零件加工應用及加工的工藝性分析，主要包括對零件圖的分析、毛坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、加工工藝文件的填寫。選擇正確的加工方法，設計合理的加工工藝過程。此外還對LJT0083零件的一道工序的加工設計了專用夾具.機床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標準化，并且有專業(yè)的工廠進行生產。而廣泛用于批量生產，專為某工件加工工序服務的專用夾具，則需要各制造廠根據工件加工工藝自行設計制造。本論文夾具設計的主要內容是寬20mm槽銑夾具設計。關鍵詞：LJT0083零件，工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差Design and 8.5mm wide slot milling fixture for machining process LJT0083Abstract：This paper is the analysis of the machining process of LJT0083 application and processing, including the parts diagram analysis, the choice of blank, parts of the fixture and process planning, tool selection, cutting, processing documents. Choose the correct processing methods, design the reasonable process. In addition, processing procedure of LJT0083 parts of the design of special fixture.Many kinds of the machine tools fixture, the fixtures most widely used, the size has been standardized, and there is a professional factory production. And widely used in mass production of special fixture for a workpiece machining processes and services, to the factory according to the workpiece machining process to design and manufacture. The main content of this thesis is the fixture design 8.5mm wide slot milling fixture design.Keywords: LJT0083 parts, process, process, cutting, clamping, positioning error長沙航空職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 緒論1 緒論機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件之一，它是在具體的生產條件下，把較為合理的工藝過程和操作方法，按照規(guī)定的形式書寫 成工藝文件，經審批后用來指導生產。機械加工工藝規(guī)程一般包括以下內容：工件加工的工藝路線、各工序的具體內容及所用的設備和工藝裝備、工件的檢驗項目及 檢驗方法、切削用量、時間定額等。 制訂工藝規(guī)程的步驟 1) 計算年生產綱領，確定生產類型。 2) 分析零件圖及產品裝配圖，對零件進行工藝分析。 3) 選擇毛坯。 4) 擬訂工藝路線。 5) 確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差。 6) 確定各工序所用的設備及刀具、夾具、量具和輔助工具。 7) 確定切削用量及工時定額。 8) 確定各主要工序的技術要求及檢驗方法。 9) 填寫工藝文件。 在制訂工藝規(guī)程的過程中，往往要對前面已初步確定的內容進行調整，以提高經濟效益。在執(zhí)行工藝規(guī)程過程中，可能會出現前所未料的情況，如生產條件的變化，新技術、新工藝的引進，新材料、先進設備的應用等，都要求及時對工藝規(guī)程進行修訂和完善。夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應用于機械制造過程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。在金屬切削機床上使用的夾具統(tǒng)稱為機床夾具。在現代生產中，機床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著加工的精度、勞動生產率和產品的制造成本等，幫機床夾具設計在企業(yè)的產品設計和制造以及生產技術準備中占有極其重要的地位。機床夾具設計是一項重要的技術工作。隨著科學技術的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術不斷涌現，機械制造工藝正向著高質量、高生產率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現，已突破傳統(tǒng)的依靠機械能、切削力進行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數控機床的問世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復雜的零件加工的生產率及加工精度。特別是計算方法和計算機技術的迅速發(fā)展，極大地推動了機械加工工藝的進步，使工藝過程的自動化達到了一個新的階段。“工欲善其事，必先利其器。”工具是人類文明進步的標志。自20世紀末期以來，現代制造技術與機械制造工藝自動化都有了長足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機床夾具對零件加工的質量、生產率和產品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。在機床上用夾具裝夾工件時，其主要功能是使工件定位和夾緊。1機床夾具的主要功能機床夾具的主要功能是裝工件，使工件在夾具中定位和夾緊。（1）定位 確定工件在夾具中占有正確位置的過程。定位是通過工件定位基準面與夾具定位元件面接觸或配合實現的。正確的定位可以保證工件加工的尺寸和位置精度要求。（2）夾緊 工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作。由于工件在加工時，受到各種力的作用，若不將工件固定，則工件會松動、脫落。因此，夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。2機床夾具的特殊功能機床夾具的特殊功能主要是對刀和導向。（1）對刀 調整刀具切削刃相對工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的對刀塊，它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置。（2）導向 如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置，并引導其進行鉆削。導向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模。鏜床夾具（鏜模）也具有導向功能。隨著科學技術的巨大進步及社會生產力的迅速提高，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。國際生產研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產的工作品種已占工件種類總數的85%左右。現代生產要求企業(yè)所制造的產品品種經常更新?lián)Q代，以適應市場激烈的競爭。然而，一般企業(yè)仍習慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具。另一方面，在多品種生產的企業(yè)中，約4年就要更新80%左右的專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為15%左右。特別是近年來，數控機床（NC）、加工中心（MC）、成組技術（GT）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新技術的應用，對機床夾具提出了如下新的要求：1）能迅速而方便地裝備新產品的投產，以縮短生產準備周期，降低生產成本。2）能裝夾一組具有相似性特征的工件。3）適用于精密加工的高精度機床夾具。4）適用于各種現代化制造技術的新型機床夾具。5）采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進一步提高勞動生產率。6）提高機床夾具的標準化程度。現代機床夾具的發(fā)展方向主要表現為精密化、高效化、柔性化、標準化四個方面。精密化隨著機械產品精度的日益提高，勢必相應提高了對夾具的精度要求。精密化夾具的結構類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達0.1；用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為5m；精密心軸的同軸度公差可控制在1m內；又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓度公差可達0.20.5m。高效化高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產率，減輕工人的勞動強度。常見的高效化夾具有：自動化夾具、高速化夾具、具有夾緊動力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用的高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在（試驗）轉速為2600r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。長沙航空職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 2加工工藝規(guī)程設計2 加工工藝規(guī)程設計2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用題目給出的零件是LJT0083零件。LJT0083零件的主要作用是，保證平面之間的中心距及平行度，并保證正確安裝。因此LJT0083零件的加工質量，不但直接影響的裝配精度和運動精度，而且還會影響工作精度、使用性能和壽命。圖2-12.1.2 零件的工藝分析由LJT0083零件圖可知。LJT0083零件是一個盤類零件，它的外表面上有平面需要進行加工。孔系在前后端面上。此外各表面上還需加工一系列孔。因此可將其分為三組加工表面。它們相互間有一定的位置要求?，F分析如下：此零件采用HT200，要求粗糙度等級最高位0.8，采用數控銑床能夠達到，有2個通孔，一個3的孔，孔粗糙度均為6.3，一個4的孔，孔粗糙度均為6.3。一個槽為8.5寬，深度為18，一個槽為20寬，深度為202.2 LJT0083零件加工的主要問題和工藝過程設計所應采取的相應措施由以上分析可知。該LJT0083零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于LJT0083零件來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關系。由于的生產量很大。怎樣滿足生產率要求也是加工過程中的主要考慮因素。2.2.1 孔和平面的加工順序LJT0083零件類零件的加工應遵循先面后孔的原則：即先加工LJT0083零件上的基準平面，以基準平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。LJT0083零件的加工自然應遵循這個原則。這是因為平面的面積大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對刀及調整，也有利于保護刀具。LJT0083零件的加工工藝應遵循粗精加工分開的原則，將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。2.2.2 孔系加工方案選擇LJT0083零件孔系加工方案，應選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當考慮經濟因素。在滿足精度要求及生產率的條件下，應選擇價格最底的機床。根據LJT0083零件圖所示的LJT0083零件的精度要求和生產率要求，當前應選用在組合機床上用鏜模法鏜孔較為適宜。（1）用鏜模法鏜孔在大批量生產中，LJT0083零件孔系加工一般都在組合鏜床上采用鏜模法進行加工。鏜模夾具是按照工件孔系的加工要求設計制造的。當鏜刀桿通過鏜套的引導進行鏜孔時，鏜模的精度就直接保證了關鍵孔系的精度。采用鏜?？梢源蟠蟮靥岣吖に囅到y(tǒng)的剛度和抗振性。因此，可以用幾把刀同時加工。所以生產效率很高。但鏜模結構復雜、制造難度大、成本較高，且由于鏜模的制造和裝配誤差、鏜模在機床上的安裝誤差、鏜桿和鏜套的磨損等原因。用鏜模加工孔系所能獲得的加工精度也受到一定限制。（2）用坐標法鏜孔在現代生產中，不僅要求產品的生產率高，而且要求能夠實現大批量、多品種以及產品更新?lián)Q代所需要的時間短等要求。鏜模法由于鏜模生產成本高，生產周期長，不大能適應這種要求，而坐標法鏜孔卻能適應這種要求。此外，在采用鏜模法鏜孔時，鏜模板的加工也需要采用坐標法鏜孔。用坐標法鏜孔，需要將LJT0083零件孔系尺寸及公差換算成直角坐標系中的尺寸及公差，然后選用能夠在直角坐標系中作精密運動的機床進行鏜孔。2.3 LJT0083零件加工定位基準的選擇2.3.1 粗基準的選擇粗基準選擇應當滿足以下要求：（1）保證各重要孔的加工余量均勻；（2）保證裝入LJT0083零件的零件有一定的間隙。為了滿足上述要求，應選擇的主要作為主要基準。也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準以限制工件的四個自由度，再以另一個主要定位限制第五個自由度。由于是以孔作為粗基準加工精基準面。因此，以后再用精基準定位加工主要時，孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對位置。2.3.2 精基準的選擇從保證LJT0083零件孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準的選擇應能保證LJT0083零件在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從LJT0083零件圖分析可知，它的上下平面與各主要平行而且占有的面積較大，適于作精基準使用。但用一個平面定位僅僅能限制工件的三個自由度，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準定位的要求。至于前后端面，雖然它是LJT0083零件的裝配基準，但因為它與LJT0083零件的主要垂直。如果用來作精基準加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結構設計方面都有一定的困難，所以不予采用。2.4 LJT0083零件加工主要工序安排對于大批量生產的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。LJT0083零件加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。由于頂平面加工完成后一直到LJT0083零件加工完成為止，除了個別工序外，都要用作定位基準。后續(xù)工序安排應當遵循粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺紋底孔在多軸組合上鉆出，因切削力較大，也應該在粗加工階段完成。對于LJT0083零件，需要精加工的是前后端平面。按上述原則亦應先精加工平面再加工孔系，但在實際生產中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實際采用的工藝方案是先精加工系，然后以用可脹心軸定位來加工端面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動公差要求。各螺紋由于切削力較小，可以安排在粗、精加工階段中分散進行。加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在的含0.4%1.1%蘇打及0.25%0.5%亞硝酸鈉溶液中進行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內部雜質、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。根據以上分析過程，現將LJT0083零件加工工藝路線確定如下：工藝路線一：10 鑄造 鑄造20 時效 時效30 銑 粗銑上端面，精銑上端面 40 銑 粗銑底面，精銑底面 50 銑 粗銑、精銑距離底面為10mm的中間平面 60 銑 粗銑、精銑左端面（距離為50mm）70 銑 粗銑、精銑右端面（距離為50mm）80 鉆 鉆3孔90 鉆 鉆4孔100 銑 粗銑、精銑寬20mm槽110 銑 粗銑、精銑寬8.5mm槽120 磨 磨上平面、底面以及中間平面（粗糙度為0.8）130 鉗 去毛刺140 檢驗 檢驗入庫以上加工方案大致看來合理，但通過仔細考慮，零件的技術要求及可能采取的加工手段之后，就會發(fā)現仍有問題，以上工藝過程詳見機械加工工藝過程綜合卡片。綜合選擇方案一工藝路線一：10 鑄造 鑄造20 時效 時效30 銑 粗銑上端面，精銑上端面 40 銑 粗銑底面，精銑底面 50 銑 粗銑、精銑距離底面為10mm的中間平面 60 銑 粗銑、精銑左端面（距離為50mm）70 銑 粗銑、精銑右端面（距離為50mm）80 鉆 鉆3孔90 鉆 鉆4孔100 銑 粗銑、精銑寬20mm槽110 銑 粗銑、精銑寬8.5mm槽120 磨 磨上平面、底面以及中間平面（粗糙度為0.8）130 鉗 去毛刺140 檢驗 檢驗入庫2.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“LJT0083零件”零件材料采用HT200制造。材料為HT200，硬度HB為170241，生產類型為大批量生產，采用型材毛坯。（1）上下表面的加工余量。根據工序要求，頂面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：粗銑：參照機械加工工藝手冊第1卷表3.2.23。其余量值規(guī)定為，現取。表3.2.27粗銑平面時厚度偏差取。精銑：參照機械加工工藝手冊表2.3.59，其余量值規(guī)定為。（3）3孔毛坯為實心，不沖孔。（4）輪廓面加工余量。根據工藝要求，前后端面分為粗銑、半精銑、半精銑、精銑加工。各工序余量如下：粗銑：參照機械加工工藝手冊第1卷表3.2.23，其加工余量規(guī)定為，現取。半精銑：參照機械加工工藝手冊第1卷，其加工余量值取為。精銑：參照機械加工工藝手冊，其加工余量取為。 2.6確定切削用量及基本工時（機動時間）工序30：粗銑上端面，精銑上端面機床：銑床X52K刀具：硬質合金可轉位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數，此為粗齒銑刀。因其單邊余量：Z=2.2mm所以銑削深度：精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm銑削深度：每齒進給量：根據參考文獻3表2.473，取：根據參考文獻3表2.481，取銑削速度每齒進給量：根據參考文獻3表2.473，取根據參考文獻3表2.481，取銑削速度機床主軸轉速：按照參考文獻3表3.174，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據參考文獻3表2.481,取切削工時被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： 刀具切出長度：取走刀次數為1機動時間： 機動時間：所以該工序總機動時間工序40：粗銑底面，精銑底面 機床：銑床X52K刀具：硬質合金可轉位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數8，此為細齒銑刀。因其單邊余量：Z=2.2mm所以銑削深度：精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm銑削深度：每齒進給量：根據參考文獻3表2.473，取根據參考文獻3表2.481，取銑削速度每齒進給量：根據參考文獻3表2.473，?。焊鶕⒖嘉墨I3表2.481，取銑削速度機床主軸轉速：按照參考文獻3表3.131，取 實際銑削速度：進給量：工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知，刀具切入長度：精銑時刀具切出長度：取走刀次數為1機動時間：機動時間：所以該工序總機動時間工序50：粗銑、精銑距離底面為10mm的中間平面 機床：銑床X52K刀具：硬質合金可轉位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數，此為粗齒銑刀。因其單邊余量：Z=3mm所以銑削深度：=3mm精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm銑削深度：每齒進給量：根據參考文獻3表2.473，取：根據參考文獻3表2.481，取銑削速度每齒進給量：根據參考文獻3表2.473，取根據參考文獻3表2.481，取銑削速度機床主軸轉速：按照參考文獻3表3.174，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據參考文獻3表2.481,取切削工時被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： 刀具切出長度：取走刀次數為1機動時間： 機動時間：所以該工序總機動時間工序60：粗銑、精銑左端面（距離為50mm）機床：銑床X52K刀具：硬質合金可轉位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數8，此為細齒銑刀。銑削深度：每齒進給量：根據參考文獻3表2.473，取根據參考文獻3表2.481，取銑削速度每齒進給量：根據參考文獻3表2.473，取：根據參考文獻3表2.481，取銑削速度機床主軸轉速：按照參考文獻3表3.131，取 實際銑削速度：進給量：工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知，刀具切入長度：精銑時刀具切出長度：取走刀次數為1機動時間：機動時間：所以該工序總機動時間工序70：粗銑、精銑右端面（距離為50mm）機床：銑床X52K刀具：硬質合金可轉位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數8，此為細齒銑刀。精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm銑削深度：每齒進給量：根據參考文獻3表2.473，取根據參考文獻3表2.481，取銑削速度每齒進給量：根據參考文獻3表2.473，?。焊鶕⒖嘉墨I3表2.481，取銑削速度機床主軸轉速：按照參考文獻3表3.131，取 實際銑削速度：進給量：工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知，刀具切入長度：精銑時刀具切出長度：取走刀次數為1機動時間：機動時間：所以該工序總機動時間工序80：鉆3孔。機床：立式鉆床Z525刀具：根據參照參考文獻3表4.39選高速鋼錐柄麻花鉆頭。切削深度：進給量：根據參考文獻3表2.438，取。切削速度：參照參考文獻3表2.441，取。機床主軸轉速：，按照參考文獻3表3.131，取所以實際切削速度：切削工時 被切削層長度：刀具切入長度： 刀具切出長度： 取走刀次數為1機動時間： 工序90：鉆4孔。機床：立式鉆床Z525刀具：根據參照參考文獻3表4.39選高速鋼錐柄麻花鉆頭。切削深度：進給量：根據參考文獻3表2.438，取。切削速度：參照參考文獻3表2.441，取。機床主軸轉速：，按照參考文獻3表3.131，取所以實際切削速度：切削工時 被切削層長度：刀具切入長度： 刀具切出長度： 取走刀次數為1機動時間： 工序100：粗銑、精銑寬20mm槽每齒進給量：根據機械加工工藝手冊表2.4.73，取銑削速度：參照機械加工工藝手冊表2.4.81，取機床主軸轉速：，取實際銑削速度：進給量：工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知刀具切入長度：精銑時刀具切出長度：取走刀次數為1機動時間： 本工序機動時間工序110：粗銑、精銑寬8.5mm槽每齒進給量：根據機械加工工藝手冊表2.4.73，取銑削速度：參照機械加工工藝手冊表2.4.81，取機床主軸轉速：，取實際銑削速度：進給量：工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知刀具切入長度：精銑時刀具切出長度：取走刀次數為1機動時間： 本工序機動時間長沙航空職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 3銑寬20槽夾具設計3 銑寬20槽夾具設計3.1 夾具的分類和作用（1）按專業(yè)程度劃分1）通用夾具 通用夾具是指已經標準化的，在一定范圍內可用于加工不同工件的夾具。例如，車床上三爪卡盤和四爪單動卡盤，銑床上的平口鉗、分度頭和回轉工作臺等。這類夾具一般由專業(yè)工廠生產，常作為機床附件提供給用戶。其特點是適應性廣，生產效率低，主要適用于單件、小批量的生產中。 2）專用夾具 專用夾具是指專為某一工件的某道工序而專門設計的夾具。其特點是結構緊湊，操作迅速、方便、省力，可以保證較高的加工精度和生產效率，但設計制造周期較長、制造費用也較高。當產品變更時，夾具將由于無法再使用而報廢。只適用于產品固定且批量較大的生產中。 3）通用可調夾具和成組夾具 其特點是夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調整，以適應不同零件的加工。用于相似零件的成組加工所用的夾具，稱為成組夾具。通用可調夾具與成組夾具相比，加工對象不很明確，適用范圍更廣一些。 4）組合夾具 組合夾具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的標準元件和部件組裝而成的夾具。由專業(yè)廠家制造，其特點是靈活多變，萬能性強，制造周期短、元件能反復使用，特別適用于新產品的試制和單件小批生產。 5）隨行夾具 隨行夾具是一種在自動線上使用的夾具。該夾具既要起到裝夾工件的作用，又要與工件成為一體沿著自動線從一個工位移到下一個工位，進行不同工序的加工。 （2）按使用的機床分類由于各類機床自身工作特點和結構形式各不相同，對所用夾具的結構也相應地提出了不同的要求。按所使用的機床不同，夾具又可分為：車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、齒輪機床夾具和其他機床夾具等。 （3）按夾緊動力源分類根據夾具所采用的夾緊動力源不同，可分為：手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、氣液夾具、電動夾具、磁力夾具、真空夾具等。夾具的作用：1縮短輔助時間，提高勞動生產率夾具的使用一般包括兩個過程：其一是夾具本身在機床上的安裝和調整，這個過程主要是依靠夾具自身的定向鍵、對刀塊來快速實現，或者通過找正、試切等方法來實現，但速度稍慢；其二是被加工工件在夾具中的安裝，這個過程由于采用了專用的定位裝置(如V形塊等)，因此能迅速實現。2確保并穩(wěn)定加I精度，保證產品質量 加工過程中，工件與刀具的相對位置容易得到保證，并且不受各種主觀因素的影響，因而工件的加工精度穩(wěn)定可靠。 3降低對操作工人的技術要求和工人的勞動強 由于多數專用夾具的夾緊裝置只需廠人操縱按鈕、手柄即可實現對工件的夾緊，這在很大程度上減少了工人找正和調整工件的時間與難度，或者根本不需要找正和調整，所以，這些專用夾具的使用降低了對工人的技術要求并減輕了工人的勞動強度。3.2 工件在夾具中的定位一、機床夾具定位元件工件定位方式不同，夾具定位元件的結構形式也不同，這里只介紹幾種常用的基本定位元件。實際生產中使用的定位元件都是這些基本定位元件的組合。（一）工件以平面定位常用定位元件1支承釘 常用支承釘的結構形式如圖6-1所示。平頭支承釘（圖a）用于支承精基準面；球頭支承釘（圖b）用于支承粗基準面；網紋頂面支承釘（圖c）能產生較大的摩擦力，但網槽中的切屑不易清除，常用在工件以粗基準定位且要求產生較大摩擦力的側面定位場合。一個支承釘相當于一個支承點，限制一個自由度；在一個平面內，兩個支承釘限制二個自由度；不在同一直線上的三個支承釘限制三個自由度。圖6-1 常用支承釘的結構形式2支承板 常用的支承板結構形式如圖6-2所示。平面型支承板（圖a）結構簡單，但沉頭螺釘處清理切屑比較困難，適于作側面和頂面定位；帶斜槽型支承板（圖b），在帶有螺釘孔的斜槽中允許容納少許切屑，適于作底面定位。當工件定位平面較大時，常用幾塊支承板組合成一個平面。一個支承板相當于兩個支承點，限制兩個自由度；兩個（或多個）支承板組合，相當于一個平面，可以限制三個自由度。圖6-2 常用支承板的結構形式3可調支承 常用可調支承結構形式如圖6-3所示。可調支承多用于支承工件的粗基準面，支承高度可以根據需要進行調整，調整到位后用螺母鎖緊。一個可調支承限制一個自由度。圖6-3 常用可調支承的結構形式4自位支承 常用自位支承的結構形式如圖6-4所示。由于自位支承是活動的或是浮動的，無論結構上是兩點或三點支承，其實質只起一個支承點的作用，所以自位支承只限制一個自由度。使用自位支承的目的在于增加與工件的接觸點，減小工件變形或減少接觸應力。圖6-4 自位支承的結構形式(二) 工件以孔定位常用定位元件1定位銷 圖6-6是幾種常用固定式定位銷的結構形式。當工件的孔徑尺寸較小時，可選用圖 a 所示的結構；當孔徑尺寸較大時，選用圖 b 所示的結構；當工件同時以圓孔和端面組合定位時，則應選用圖c所示的帶有支承端面的結構。用定位銷定位時，短圓柱銷限制二個自由度；長圓柱銷可以限制四個自由度；短圓錐銷（圖d）限制三個自由度。圖6-6 固定式定位銷的結構形式2心軸 心軸的結構形式很多，圖6-7是幾種常用的心軸結構形式。圖a為過盈配合心軸，限制工件四個自由度；圖b為間隙配合心軸，限制工件五個自由度（心軸外圓部分限制四個自由度，軸肩面限制一個自由度）；圖c為小錐度（1：50001：1000）心軸，裝夾工件時，通過工件孔和心軸接觸表面的彈性變形夾緊工件，使用小錐度心軸定位可獲得較高的定位精度，它可以限制五個自由度。圖6-7 定位心軸（四） 工件以組合表面定位常用定位元件在實際生產中，為滿足加工要求，有時采用幾個定位面相組合的方式進行定位。常見的組合形式有：兩頂尖孔、一端面一孔、一端面一外圓、一面兩孔等；與之相對應的定位元件也是組合式的。例如，長軸類零件采用雙頂尖組合定位；箱體類零件采用一面雙銷組合定位。 幾個表面同時參與定位時，各定位基準（基面）在定位中所起的作用有主次之分。例如，軸以兩頂尖孔在車床前后頂尖上定位的情況，前頂尖孔為主要定位基面，前頂尖限制三個自由度，后頂尖只限制兩個自由度。3.3 夾具的組成(1) 定位元件 定位元件保證工件在夾具中處于正確的位置。(2) 夾緊裝置 夾緊裝置的作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過程中受到外力(切削力等)作用時不離開已經占據的正確位置。圖3-3中的螺桿8(與圓柱銷合成一個零件)、螺母7和開口墊圈6就起到了上述作用。(3) 對刀或導向裝置 對刀或導向裝置用于確定刀具相對于定位元件的正確位置。如圖3-3中鉆套l和鉆模板2組成導向裝置，確定了鉆頭軸線相對定位元件的正確位置。銑床夾具上的對刀塊和塞 尺為對刀裝置。 (4) 連接元件 連接元件是確定夾具在機床上正確位置的元件。如圖3-3中夾具體3的底面為安裝基面，保證了鉆套1的軸線垂直于鉆床工作臺以及圓柱銷5的軸線平行于鉆床工作臺。因此，夾具體可兼作連接元件。車床夾具上的過渡盤、銑床夾具上的定位鍵都是連接元件。 (5) 夾具體 夾具體是機床夾具的基礎件，如圖3-3中的件3，通過它將夾具的所有元件連接成一個整體。 (6) 其它裝置或元件 它們是指夾具中因特殊需要而設置的裝置或元件。3.4夾具設計3.4.1定位基準的選擇為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對進行加工，準備采用手動夾緊。由零件圖可知：在對進行加工前，底平面進行了粗、精銑加工，進行了粗、精加工。因此，定位、夾緊方案有：方案：選底平面、和側面定位夾緊方式用操作簡單，通用性較強的移動壓板來夾緊。通過比較分析只有方案滿足要求，孔其加工與孔的軸線間有尺寸公差，選擇小頭孔和大頭孔來定位，從而保證其尺寸公差要求。為了使定位誤差達到要求的范圍之內，這種定位在結構上簡單易操作。3.4.2切削力及夾緊力的計算刀具：立銑刀（硬質合金） 刀具有關幾何參數： 由參考文獻55表129 可得銑削切削力的計算公式： 有：根據工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數作為實際所需夾緊力的數值，即： 安全系數K可按下式計算： 式中：為各種因素的安全系數，查參考文獻5121可知其公式參數： 由此可得： 所以 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。夾緊力的確定夾緊力方向的確定夾緊力應朝向主要的定位基面。夾緊力的方向盡可能與切削力和工件重力同向。夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳動裝置和夾緊元件合二為一。力源為機動夾緊，通過螺栓夾緊移動壓板。達到夾緊和定心作用。工件通過定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉，通過螺栓夾緊移動壓板，實現對工件的夾緊。并且移動壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動壓板，通過精確的圓弧定位，實現定心。此套移動壓板制作簡單，便于手動調整。通過松緊螺栓實現壓板的前后移動，以達到壓緊的目的。壓緊的同時，實現工件的定心，使其定位基準的對稱中心在規(guī)定位置上。查參考文獻51226可知螺旋夾緊時產生的夾緊力按以下公式計算：螺旋夾緊時產生的夾緊力按以下公式計算有：式中參數由參考文獻5可查得： 其中： 螺旋夾緊力：該夾具采用螺旋夾緊機構， 由上述計算易得： 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。3.5定位誤差的分析該夾具以一個平面和2個擋銷和1個支撐釘和一個活動調節(jié)螺釘定位，要求保證軸線間的尺寸公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。由5和6可得：1 定位誤差： 當以任意邊接觸時 通過分析可得： 因此：當以任意邊接觸時 2 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 磨損造成的加工誤差：通常不超過 夾具相對刀具位置誤差：取誤差總和：從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。3.6夾具設計及操作的簡要說明由于是大批大量生產，主要考慮提高勞動生產率。因此設計時，需要更換零件加工時速度要求快。本夾具設計，用大平面定位三個自由度，定位銷定位兩個自由度，用菱形銷定位最后一個轉動自由度。長沙航空職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 總結 總結本次設計從零件的毛坯生產到最終成品，中間經過了銑、鉆、打毛刺等工序。因為是大批量生產，工序就分得很散，中間就可省去換刀具和調試的時間。在每道工序中都有計算切削用量和工時。在本次設計中已無大的問題，基本達到了要求。只是在夾具的設計中沒有能提出多中方案進行分析比較，有所不足。長沙航空職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 參考文獻 參考文獻1 李 洪機械加工工藝手冊M 北京出版社，200612 陳宏鈞實用金屬切削手冊M 機械工業(yè)出版社，200513 上海市金屬切削技術協(xié)會金屬切削手冊M上海科學技術出版社，20024 楊叔子機械加工工藝師手冊M機械工業(yè)出版社，20005 徐鴻本機床夾具設計手冊M 遼寧科學技術出版社，2003106 都克勤機床夾具結構圖冊M 貴州人民出版社，200347 胡建新機床夾具M 中國勞動社會保障出版社，200158 馮 道機械零件切削加工工藝與技術標準實用手冊M 安徽文化音像出版社，20039 王先逵機械制造工藝學M機械工業(yè)出版社，200010 馬賢智機械加工余量與公差手冊M中國標準出版社，19941211 劉文劍夾具工程師手冊M黑龍江科學技術出版社，200712 王光斗機床夾具設計手冊M上?？茖W技術出版社，20028遼寧工程技術大學畢業(yè)設計29致謝在畢業(yè)設計即將結束之際我向所有幫助過我的老師和同學說一聲，謝謝！我想沒有他們的幫助，畢業(yè)設計就會做得很困難。這次畢業(yè)設計是在老師悉心指導下完成的。XX老師以其淵博的學識、嚴謹的治學風范、高度的責任感使我受益非淺。在做設計的過程中也遇到了不少的問題，XX老師給了我許多關懷和幫助，并且隨時詢問我畢業(yè)設計的進展情況、細心的指導我們，也經常打電話或者發(fā)電子郵件過來指導我的設計。在論文工作中，得到了機電學院有關領導和老師的幫助與支持，在此表示衷心的感謝。最后，在即將完成畢業(yè)設計之時，我再次感謝對我指導、關心和幫助過老師、領導及同學。謝謝了！ 43