曼車橋主減速器液壓鏜銑夾具設計[裝配三維UG]【含8張圖紙+文檔全套】

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[2] 王先逵.機械制造工藝學.北京：機械工業(yè)出版社,1995. [3] 吳宗澤等.簡明機械零件手冊[M].北京：中國電力出版社,2011. [4] 成大先等.機械設計手冊（液壓傳動）[M].北京：化學工業(yè)出版社,2011. [5] 宋景春.液壓與氣壓傳動（第二版）[M].北京：科學出版社,2011. [6] 陳立德.機械設計基礎（第2版）[M].北京：高等教育出版社,2008. [7] 王先逵.機械加工工藝手冊（第2版）[M].北京：機械工業(yè)出版社,2007. [8] 吳宗澤等.機械設計師手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社,2010. 附圖： 山東英才學院 本 科 畢 業(yè) 設 計（論 文） 題 目 曼車橋主減速器液壓鏜銑夾具設計 專 業(yè) 學生姓名 班 級 學 號 指導教師 二〇 年 月 日 畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所提交的畢業(yè)設計（論文），是本人在導師指導下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的內容外，本畢業(yè)設計（論文）不包含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本研究做出過重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明并表示了謝意。 論文作者簽名： 日期： 年 月 日 摘要 本課題主要是在曼車橋主減速器零件加工過程的基礎上進行的專用夾具設計。主要加工部位是平面和孔。在一般情況下，確保比保證精密加工孔很容易。因此，設計遵循的原則是先加工面后加工孔?？准庸て矫娣置黠@的階段性保證粗加工和加工精度加工孔。通過底面作一個良好的基礎過程的基礎。主要的流程安排是支持在定位孔過程第一個，然后進行平面和孔定位技術支持上加工孔。在隨后的步驟中，除了被定位在平面和孔的加工工藝及其他孔過程。本文主要對這個零件進行液壓夾具的設計。 關鍵詞：夾具，夾緊，定位，誤差 Abstract This subject is mainly dedicated fixture design based on Man axle final drive on the part of the process carried out. The main processing site is flat and the hole. In general, it is easier than to ensure that guarantee precision machining holes. Therefore, the design principle to follow after the first processing surface machining holes. Hole machining plane sub-stages guarantee obvious roughing and precision machining holes. As the basis for a good basis for the process through the bottom surface. The main flow arrangement is to support the process of positioning holes first, then print and hole positioning hole processing technology support. In a subsequent step, in addition to being located in the plane of the hole and the hole processing technology and other processes. This paper focuses on the parts of hydraulic fixture design. Keywords: clamp, clamping, positioning difference 目 錄 第1章 緒 論 1 1.1 夾具設計目的與意義 1 1.2 專用夾具設計的國內外現(xiàn)狀 1 1.2.1 國內專用技術應用及現(xiàn)狀 1 1.2.2 專用工藝在國外的發(fā)展狀況 2 1.3 專用夾具設計的發(fā)展趨勢 3 第2章 專用夾具的概述 5 2.1 專用夾具的主要類型 5 2.2 專用夾具的設計要點 5 2.3 夾緊裝置 6 2.4 專用夾具的基準選擇 6 2.5 機床夾具的概述 6 2.5.1 機床夾具的種類 7 2.5.2 機床夾具的組成 7 2.6 夾具的分類 7 2.7 專用夾具的設計要點 7 2.8 夾具的安裝 8 2.9 工件的定位與誤差分析 8 2.9.1 工件定位的基本原理 8 2.9.2 定位方法與定位元件 8 2.9.3 工件的誤差分析 9 2.9.4 定位誤差產生的原因 10 2.10 夾緊裝置 10 2.10.1夾緊裝置的組成 10 2.10.2 對夾緊裝置的基本要求 11 2.10.3 夾緊力的確定 11 2.10.4 夾緊力大小計算 11 第3章 專用夾具的設計 13 3.1 明確設計任務，了解零件加工工藝過程 13 3.1.1 熟悉工件零件圖、本工序加工要求 13 3.1.2 熟悉零件加工工藝過程 13 3.2 確定定位方案 13 3.2.1 基準的選擇 13 3.2.2 確定定位夾緊方案 14 3.2.3 定位元件的選擇及設計 14 3.3 定位誤差的計算與分析 14 3.4 計算切削力及實際所需的夾緊力 16 3.5 液壓缸及其夾緊力 17 3.6 機床的選擇 19 第4章 夾具圖的繪制 21 4.1 繪制夾具裝配總圖 21 4.2 標注總圖上的尺寸、公差與配合和技術條件 22 結論 23 致謝 24 參考文獻 25 VI 山東英才學院2016屆本科生畢業(yè)設計（論文） 第1章 緒 論 1.1 夾具設計目的與意義 機械制造業(yè)密不可分的金屬切削機床，機床切削，加工夾具，對技術工人的過分要求，提高生產效率，保證質量，降低生產成本，減輕勞動強度，減少了之一，以，它是必不可少的自動化制造過程中的一個重要的技術設備。應當指出的是，通常是非常智能處理設備到專用機如主要生產設備，數(shù)控機床及加工中心已被廣泛用于在我國有各種生產單位，多種，在大多數(shù)情況下。因此，根據中國機械工業(yè)的情況下，生產大型的裝配線，高效，設計了一種特殊的夾具以滿足大容量的要求的生產計劃，它的機械設計它是為實踐的基本要求。我們是，為了將其應用到實際生產中不斷提高應用的理解和理論知識的能力，你需要把握夾具設計方法和設計理念。設計的目的是為整個大學課程，是他們整合所學知識來彌補，行使他們的自學能力，個人發(fā)展的更好很大的優(yōu)勢未來不能隨便。 社會，人類的進步，并在他們的日常生活中的人的發(fā)展，材料，工作需要提出一個偉大的多樣性和復雜。為了滿足這些人的需要，這是很難簡單的常規(guī)產品。而且，企業(yè)在這個過程中工廠的運作，我們有必要總是要多元化，精良的制造行業(yè)的工具，它帶來了新的問題。大規(guī)模個性化的社會生產的產品將導致更少的，它是為越來越多品種生產的小批量[1]這種模式的單一和小價值的需求更為傳統(tǒng)的加工行業(yè)模式提出了挑戰(zhàn)。出于這個原因，制造技術的研究，提出了以實現(xiàn)特定的技術在生產多品種的爭端從根本上解決了科學的理論和方法，它帶來的低產量。它作為可以是小批量接近，各種成分按照用于形成家庭收斂的一部分的專用相似分類過程是相同的元件散射小生產量大型專用生產能力，大規(guī)模生產，這將是一個零件族的經濟效益，專用儀器儀表，應運而生[2]。 專用夾具應用擴大利用機床能夠提高部件的加工質量和生產力，它可以縮短，提高了勞動生產率，以降低生產準備周期勞動強度[ 3。此外，專用設備應用開發(fā)，將繼續(xù)加快應用程序特定技術的一個新領域的開放。因此，專用夾具，將是中國機械行業(yè)的夾具的關鍵方面的未來發(fā)展。 1.2 專用夾具設計的國內外現(xiàn)狀 1.2.1 國內專用技術應用及現(xiàn)狀 1.應用獨家技術 專有技術，從系統(tǒng)工程的應用程序的當前發(fā)展，以??提高整體經濟效益，整體設計和小批量的制造生產系統(tǒng)的生產和管理方面，所有的生產活動點側面的統(tǒng)一，將是全面實施特殊工藝。 （1）產品設計。因此，為了達到更好的效果，專門的生產管理技術的實施，特殊設計的技術指導,,給類似于大類各種更多的部分，良好的基礎下崗。為了最大限度地再利用的信息為設計理念，比設計速度更快，保存到秩序的貢獻的時候，簡化專門的設計技術為指導和規(guī)范，計算機輔助設計（CAD）是一個很好的工具奠定了基礎等。根據在新產品的設計數(shù)據，在3/4或更多的部分，因此，不僅可避免設計者重復性工作，新設計的部件，減少或設計原始圖形這通?？梢杂脕碜鳛閰⒖贾苯右?，而且還降低了制造步驟，所以可以降低制造成本。 （2）制造過程。制造工藝的專利技術，是第一個被廣泛使用。開始是處理方法，被設計為適用于整個組，安裝和因機器部件調整的專用零件加工過程組件的類似基團的特殊工藝。特殊過程使得它可以使用相同的設備和處理單元，對相同或類似的部分的整個機器調節(jié)處理組，只要，它是這樣就可以安排通過零件組的生產調度，已是大大你可以減少各種必要的交流的調整時間部分。此外，零件安裝及零件組相似的大小，因為它可以適用于設計一種特殊的夾具公開過程中，由于調整或替換特定部件的少量，只要夾具，它可以應用到公共過程中安裝了一套完整的部件。 （3）組織生產經營。我們具有對應于該處理同樣的處理系列的機械裝置的一組，需要的部分的特殊處理技術，它是通過分級組形成過程相似。因此，它是即，在生產組織專用生產設備的形式，自自然用于制造要求的模塊化系統(tǒng)的由生產的原則。專有技術，是計算機輔助管理系統(tǒng)的技術基礎設施之一。采用專有技術的基本原理，傾注了大量的信息分類，常見的數(shù)據庫可以存儲在壓縮量的大量信息，這將有助于建立生產系統(tǒng)的結構合理，標準化，規(guī)范化，因為化妝，這是沒有的。不再是由于單獨的技術問題和任務設計過程，以使設計的優(yōu)化方案[5]。 2，發(fā)展概況 目前，直至原有的技術開發(fā)和應用的20世紀50年代后，已晉升了近50年。專有技術，如科學的整體生產技術，計算機輔助設計，計算機輔助工藝規(guī)劃，是一個靈活的生產系統(tǒng)等方面和計算機輔助制造技術（CAM）。我國紡織機械，飛機，機床，工程機械等機械生產特定應用的技術，在20世紀60年代初期的國家，第一個結果。因此，需要特別護理技術相關的部委，部門和工廠企業(yè)，科研機構和高校的狀態(tài)。目前，積極的科學研究，開展人力資源開發(fā)，促進這一領域的使用工作。機械設計和戲劇研究院在推動獨特的技術了積極的作用，前部是負責組織國內機械零件的開發(fā)圖像分類編碼系統(tǒng)JLBM我，我們的國家我們將繼續(xù)推廣使用。和獨家技術，分類等零部件和編碼系統(tǒng)，方法和計算機輔助私處分類代碼，分類，工藝設計，零件設計，具有較高的行業(yè)中應用，生產管理軟件教育相結合的基本理論而一些機構和研究工作系統(tǒng)的其他方面，做了很多的研究工作，我們取得了很多成果。應用科學的研究和持續(xù)的推廣，以提高中國機械工業(yè)的生產技術和生產管理水平的，它一直被認為是自己的技術發(fā)揮著越來越重要的作用[6]。 1.2.2 專用工藝在國外的發(fā)展狀況 特殊的技術，如生產及制備方法先進的加工，蘇聯(lián)，中國，德國，捷克，應用逐漸波蘭，英國，法國，日本等國家，都有良好的經濟效果。它是一個單一的，有可能縮短準備時間小批量生產，以創(chuàng)建部署條件的處理量，以滿足多品種發(fā)展的，并提高生產效率。機床工具行業(yè)更加多樣化，在國外近幾年，一些機床制造企業(yè)，具有小批量生產，一直使用一種特殊的技術，它的特點。一些公司，如喜歡這本書三菱機床制造業(yè)天，先后引進了特殊的技術[7]。僅一年半，從引進過程中，民營企業(yè)的一個新的管理系統(tǒng)遷移，根據該報告。這些被引入劃分的特殊處理分為兩個階段。在第一步驟中，為了提高加工技術，以減少處理時間，根據同一組的組件的專用生產線來創(chuàng)建在新的生產控制系統(tǒng)采用電子數(shù)據處理系統(tǒng)的情況下，機布局它是由在順序編碼部件來確定分類。任務的第二階段，側重于設計部門的推廣和應用程序特定的過程。通過使用，標準化，以減少設計工時現(xiàn)有圖紙和藍圖的效率。為了保證產品質量，降低成本，縮短生產周期，以創(chuàng)造條件，高效的專用設備專用設備，機床，大型加工為引進數(shù)控機床的部分的放大圖依賴于重復使用穩(wěn)定品質的和有效部分的圖。 還成功地在工廠的邊緣維克（Edgwick）英國赫伯特（赫伯特）公司馬爾坎和Ryan（Mackadown泳道），將被應用到特定的過程。維克工廠超越26有一個專門的處理單元了。馬肯瑞安的情況下，該廠有18專用處理單元。在加工件的部分，該部分對應于赫伯特的90％以上，這將制造機器零件。非專用處理線處理的其余部分。該公司是從下降到12個月，平均6個月做新產品的生產周期18個月，采用特殊工藝，之后的第二，是減少產品庫存和再量。根據該公司，采用特殊的技術后，生產效率可以提高到60％。還從視圖的視圖專用的處理點的點，公司，小批量的在分批和大規(guī)模生產中的自動車床的發(fā)展[8]。 隨著生產的不斷發(fā)展，進一步改善勞動生產率，在未來使用特殊的技術將更加廣泛。 1.3 專用夾具設計的發(fā)展趨勢 專用夾具由于能夠利用加工零件工藝上的相似性，促進方法用于改善特殊夾具設計效率，改變應用的特定的范圍內使用的一些專門的設備類似加工過程的能力，以及一些功能適應，焦點必要的，以便成為問題之一[9]。 所有特殊夾具和組合夾具是完美的，是適用于小批量生產和新產品，重復模塊固定裝置的試用版都可以使用，生產準備周期，生產成本高，體積大集會縮短復雜不這樣做，剛性差，累積誤差，并且可以克服缺乏特殊夾具夾具，短裝配和調整時間，生產技術管理更方便的組合。如果使用專用夾具，是全面落實企業(yè)特定的技術需求的重要手段和工具來實施特別處理，獨特的技術和必要的環(huán)節(jié)進行處理[10]它是用于執(zhí)行的一個重要領域。夾具設計，多功能，模塊化，高精度，已經移到了高剛性，高強度，普遍，快捷，自動化的方向發(fā)展[11]。 1.形勢的研究，在國內外 專有技術，從系統(tǒng)工程的應用程序的當前發(fā)展，以??提高整體經濟效益，整體設計和小批量的制造生產系統(tǒng)的生產和管理方面，所有的生產活動點側面的統(tǒng)一，將是全面實施特殊工藝。 目前，直至原有的技術開發(fā)和應用的20世紀50年代后，已晉升了近50年。專有技術，如科學的整體生產技術，計算機輔助設計，計算機輔助工藝規(guī)劃技術基礎設施，是計算機輔助制造和柔性生產系統(tǒng)等方面。我國紡織機械，飛機，機床，工程機械等機械生產特定應用的技術，在20世紀60年代初期的國家，第一個結果。因此，需要特別護理技術相關的部委，部門和工廠企業(yè)，科研機構和高校的狀態(tài)。目前，積極的科學研究，開展人力資源開發(fā)，促進這一領域的使用工作。為了提高不斷推廣和應用科學研究[4]自身的工藝制造技術，它被認為在中國機械行業(yè)的生產管理水平日益重要的作用。 特殊的技術，如生產及制備方法先進的加工，蘇聯(lián)，中國，德國，捷克，應用逐漸波蘭，英國，法國，日本等國家，都有良好的經濟效果。它是一個單一的，有可能縮短準備時間小批量生產，以創(chuàng)建部署條件的處理量，以滿足多品種發(fā)展的，并提高生產效率。機床工具行業(yè)更加多樣化，在國外近年來，許多機床制造商，具備小批量生產，一直使用一種特殊的技術，它的特點[5]。 2.發(fā)展趨勢 促進方法用于改善特殊夾具設計效率，改變應用的特定的范圍內使用的一些專門的設備類似加工過程的能力，以及一些功能適應，焦點必要的，以便成為一個問題[6]。 所有特殊夾具和組合夾具是完美的，是適用于小批量生產和新產品，重復模塊固定裝置的試用版都可以使用，生產準備周期，生產成本高，體積大集會縮短復雜不這樣做，剛性差，累積誤差，并且可以克服缺乏特殊夾具夾具，短裝配和調整時間，生產技術管理更方便的組合。如果使用專用夾具，是全面落實企業(yè)特定的技術需求的重要手段和工具來實施特別處理，獨特的技術和必要的環(huán)節(jié)進行處理[7]它是用于執(zhí)行的一個重要領域。夾具設計，多功能，模塊化，高精度，高剛性，高強度，通用，快速移動和自動化方向發(fā)展[8]。 3.討論本文的主要問題 這樣的設計，將引進的總體設計和夾具的方式的想法。因為給定它的一部分的矩形工作的形狀和位置的要求的公差，夾具的精度有很高的要求。滿足夾具，夾具設計的特點。明確的要求和設計意圖，原始數(shù)據（零件圖，技術，如需求）分析，并在前面，鉗，刀具體節(jié)目的定位，并放置在分析的準確度;以及最后的夾具部件和設備圖。為了完成書寫紙設計??的繪制意志，使用在UG軟件對整個三維建模和裝配設備。 22 第2章 專用夾具的概述 2.1 專用夾具的主要類型 （一）直線送進的專用夾具 這類夾具安裝在工作臺上，加工中工作臺是按直線進給方式運動的， 在洗削工序中，為了提高夾具的工作效率，對于這類夾具，可采用連動加緊機構和氣動，和液壓傳動裝置，也可采用多件多工位夾具使加工的機構時間和裝卸工件時間重合等項措施。 （二）圓周送進的專用夾具 圓周鉆削法的送進運動時連續(xù)的，能在不停車的情況下裝卸工件，因此是一種高效率的加工方法，適用于大批量生產。 設計圓周送進夾具時應注意使沿圓周排列的工件盡量緊湊，以減少鉆刀的空程和夾具的尺寸和質量；手柄沿轉臺的四周分布以便于操作，盡可能采用氣動液壓等機械化夾緊方式以減輕工人勞動強度。 （三）機械仿形送進的靠模夾具 靠模夾具時用來加工各種直線曲面或空間曲面，靠模夾具的作用是使主送進運動和由靠模獲得的輔助運動合成加工所需要的仿形運動。因此按照送進運動的方式，把用于加工直線曲面的仿形夾具分成直線送進和圓周送進的兩種。采用靠模夾具可在一般萬能上加工出所需要的成形面以代替價格昂貴的靠模加工，這對于中小廠來說，通過采用夾具來擴大機床工藝用途，以解決缺少特殊設備問題，具有較大的技術經濟意義。 2.2 專用夾具的設計要點 （一）由于鉆削過程不是連續(xù)切削，且加工余量較大，切削力較大而方向隨時多可能在改變。所以夾具應具有足夠的剛性和強度，夾具的重心應盡量低，夾具的高度于寬度之比應為1：1.25，并應有足夠排屑空間。 （二）夾緊裝置要有足夠的強度和剛度，保證必需的夾緊力，并有良好的自鎖性能，一般在夾具上特別是粗鉆，不宜采用偏心夾緊。 （三）夾緊力應作用在工件剛度較大的部位上。工件與主要定位元件的定位表面接觸剛度要大。當從側面壓緊工件時，壓板在側面的著力點應低于工件側面支承點。 （四）為了調整和確定夾具與鉆刀的相對位置，應正確選用對刀裝置，對到裝置在使用塞尺方便和易于觀察的位置，并應在鉆刀開始切入工件的一端。 （五）切削和切削液應能順利地排除，必要時應開排屑孔。 （六）為了調整和確定夾具與機床工作臺軸線的相對位置，在夾具的外圓應具有兩個定向建，定向健與工作臺T形槽宜用單面貼合。當工作臺T形槽表面平整時可采用圓柱銷，精度高的或重型夾具宜采用夾具體上的找正基面。 2.3 夾緊裝置 在機械加工中，加工件將受到切削力，離心力，慣性力等外力的作用。為了保證在這些外力作用下，工件仍能在夾具中保持有定位元件所確定的加工位置，而不致發(fā)生震動或位移，一般在夾具結構中都必須設置一定的夾緊裝置，將工件可靠的夾緊。 1.夾緊裝置的組成 典型的夾緊裝置是由幾部分組成 （1）力源裝置。力源裝置是產生夾緊作用力的裝置。通常是指機動夾緊時所用的氣動，液壓，電動等動力裝置。 （2）中間遞力機構，。中間遞力機構是介于力源和夾緊作用力傳遞給夾緊元件，然后由夾緊元件，然后由夾緊元件最終完成對工件的夾緊。一般遞力機構可以在傳遞加緊作用力過程中，改變夾緊作用力的方向和大小，并根據需要亦可具有一定的自鎖性能。 （3）夾緊元件與夾緊機構。夾緊元件是夾緊裝置的最終執(zhí)行元件。通過它和工件受壓面的直接接觸而完成夾緊動作。 以上就是夾緊裝置的基本設計內容。 2.夾緊裝置的基本要求 (1)在夾緊過程中，工件應能保持在既定位置，即在夾緊力的作用下，工件不應離開定位置支承。 （2）夾緊力的大小要適當，可靠。既要是工件在加工過程中不產生移動和振動，又不使工件產生不允許的變形和損傷。 （3）夾緊裝置應操作安全，方便，省力。 （4）夾緊裝置的自動化程度和復雜程度應與工件的產量和批量相適應。 2.4 專用夾具的基準選擇 本夾具采用側面定位限制一個方向的自由度；由壓板軸定位，這樣六個自由度全部都被限制住了?？烧{部分安裝在夾具體上，即通過滑塊來限制住支座X軸方向上的轉動。并通過滑塊上的可換定位銷來實現(xiàn)限制作用。 定位基礎可以通過夾具體上的面來定位或由底板來定位，因為夾具上的面上的定位誤差比起底板所產生的定位誤差相比較大，因此為了減少定位誤差，在此我選擇了以底板作為定位基準。 2.5 機床夾具的概述 機床夾具是在機械制造過程中，用來固定加工對象，使之占有正確的位置，以接受加工或檢測并保證加工要求的機床附加裝置，簡稱為夾具。 在機床上加工工件的時候，必須用夾具裝好夾牢所要加工工件。工件在機床上加工時，為保證加工精度和提高生產率，必須使工件在機床上相對刀具占有正確的位置，這一過程稱為定位。將工件夾緊，就是對工件施加作用力，使之在已經定好的位置上將工件可靠地夾緊，這一過程稱為夾緊。從定位到夾緊的全過程，稱為裝夾。機床夾具的主要功能就是完成工件的裝夾工作。工件的裝夾方法有找正裝夾法和夾具裝夾法兩種。 2.5.1 機床夾具的種類 機床夾具按其適用范圍可分為通用夾具、專業(yè)夾具、組合夾具、可調夾具及隨行夾具五種基本類型。如按所使用的機床來分類，則機床夾具可分為車床夾具、夾具、躺床夾具、鉆床夾具、磨床夾具、自動機床夾具及數(shù)控機床夾具等。 通用夾具是指已經標準化的、可用于加工一定范圍內的不同工件的夾具，如三爪卡盤、平口虎鉗、萬能分度頭等。這些夾具已作為機床附件由專門工廠制造供應。 專業(yè)夾具是指專為某一工件的某道工序而設計制造的夾具。專業(yè)夾具在批量生產中使用，這也是本次夾具設計的主要研究對象。 2.5.2 機床夾具的組成 1.定位元件及定位裝置 用于確定工件在夾具中的正確位置，定位支承元件的定位精度直接影響工件加工的精度。定位元件有支承釘，支承板等。 2.夾緊元件及夾緊裝置 用于夾緊工件，保持工件定位后的位置在加工過程中不變。 3.夾具體 夾具體是機床夾具的基礎件，通過它將夾具的所有元件連接成一個整體，并通過它將整個夾具安裝在機床上。 4.其他裝置或元件 各種夾具還應根據需要設置一些其它裝置或元件，有分度裝置，導向或對刀元件，夾具與機床之間的連接元件等。如鉆削加工一般多采用定距切削，為便于調整刀具相對于工件被加工表面的位置，夾具上常設置對刀裝置，其中對刀裝置包括對刀塊和塞尺 2.6 夾具的分類 夾具主要用于加工零件上的平面精加工工序、花鍵及各種成型面等，是最常見的夾具之一。按鉆削的進給方式，可將夾具分為直線進給式、圓周進給式和靠模進給式三類。其中，直線進給式夾具用得最多。 另外，夾具按使用范圍可分為通用鉆夾具、專用鉆夾具和組合鉆夾具三類；還可按自動化程度和夾緊動力源的不同以及裝夾工件數(shù)量的多少等進行分類。 2.7 專用夾具的設計要點 夾具主要用于加工零件上的平面精加工工序、花鍵及各種成型面等，是最常見的夾具之一。按鉆削的進給方式，可將夾具分為直線進給式、圓周進給式和靠模進給式三類。其中，直線進給式夾具用得最多。 另外，夾具按使用范圍可分為通用鉆夾具、專用鉆夾具和組合鉆夾具三類；還可按自動化程度和夾緊動力源的不同以及裝夾工件數(shù)量的多少等進行分類。 2.8 夾具的安裝 夾具在工作臺上的定位,由裝在夾具體底部的兩個定位鍵實現(xiàn)。夾具在工作臺上的安裝位置，直接影響被加工表面的位置精度，因而在設計時必須考慮其安裝方法，一般是在夾具底座下面裝兩個定位鍵。定位鍵的結構尺寸已標準化，應按工作臺的T形精加工工序尺寸選定，它和夾具底座以及工作臺T形精加工工序的配合為H7/h6、H8/h8。兩定位鍵的距離應力求最大，以利提高安裝精度。 定位鍵安裝在夾具體底面的的夾具垂直精加工過程的下側的鍵，夾具通常設置兩個導航鍵。根據目標T-光潔度連接器上的按鍵夾具配合在該表中，T型螺栓和墊圈操作中，由于固定螺母夾緊表，上身的磨損，即需要提供兩個T形螺栓的耳后座位。如果夾具的寬度大時，2個座位中的兩個T形同側耳的從片材的修整工作是一致的過程中臺之間的距離，可以設置兩個T形精加工工序間的距離一致。 2.9 工件的定位與誤差分析 2.9.1 工件定位的基本原理 六點定位原理：如果要使一個自由剛體在空間有一個確定的位置，就必須設置相應的六個約束以限制六個運動自由度。如果工件的六個自由度都加以限制了，工件在空間的位置也就完全被確定下來了。因此定位實質上就是限制自由度。 關于六點定位原則的幾個主要問題： 1.在夾具的結構中，定位支承點是通過具體的定位元件體現(xiàn)的，即支承點不一定用點或銷的頂端，而常用面或線來代替。兩個點決定一條直線，三個點決定一個平面，即一條直線可以代替兩個支承點，一個平面可代替三個支承點。在具體應用時，還可用窄長的平面代替直線，用較小的平面來替代點。 2.定位支承點與工件定位基準面始終保持接觸，方起到限制自由度的作用。 3.分析定位支承點的定位作用時，不考慮力的影響。工件的某一自由度被限制是指工件在某個坐標方向有了確定位置，并不是指工件在受到使其脫離定位支承點的外力時不能運動。使工件在外力作用下不能運動，要靠夾緊裝置來完成。 2.9.2 定位方法與定位元件 定位方法和定位元件的選擇，主要決定于工件的加工要求、工件的定位基準和外力的作用情況等。定位方法有平面定位，圓柱孔定位，圓柱面定位，特殊表面定位，組合表面定位等。據定位方法及各定位元件的特點合理選擇定位元件 1.對定位元件的基本要求 (1) 限位基面應有足夠的精度。足夠的精度才能保證工件的定位精度。 (2) 限位基面應有較好的耐磨性。由于定位元件的工作表面經常與工件接觸和磨擦，為此定位元件限位表面的耐磨性要好，以保證夾具的壽命和精度。 (3) 支承元件應有足夠的強度和剛度。定位元件在加工過程中受工件重力、夾緊力和切削力的作用，因此要求定位元件應有足夠的剛度和強度。 (4) 應有較好的工藝性。定位元件應簡單、合理，便于制造、裝配和更換。 (5) 定位元件應便于清除切屑。定位元件的結構和工作表面形狀應有利于清除切屑，以防切屑嵌入夾具內影響加工和定位精度。 2.常用定位元件的選用 定位元件選用時，應按工件定位基準面和定位元件的結構特點進行選擇。 1.以面積較小的已經加工的基準平面定位時，選用平頭支承釘，以基準面粗糙不平或毛坯面定位時，選用圓頭支承釘，側面定位時，可選用網狀支承釘。 2.以面積較大、平面度精度較高的基準平面定位時，選用支承板，用于側面定位時，可選用不帶斜精加工工序的支承板，盡可能用帶斜精加工工序的支承板，以利清除切屑。 3.以毛坯面和環(huán)形平面作基準平面定位時，選用自位支承作定位元件。 4.定位基準面需提高定位剛度、穩(wěn)定性和可靠性時，可選用輔助定位元件，輔助支承不限制自由度，且每次加工均需重新調整支承點高度，支承位置應選在有利工件承受夾緊力和切削力的地方。常見的支承板和支承釘如下圖2.1和圖2.2： 圖2.1 支承釘 圖2.2 支承板 2.9.3 工件的誤差分析 由于一批工件逐個在夾具中定位時，各個工件所占據的位置不完全一致，即出現(xiàn)工件位置定得“準與不準”的問題。如果工件在夾具中所占據的位置不準確，加工后各工件的尺寸必然有誤差。這種由工件定位引起的誤差即定位誤差（ΔD）。 為保證精度，限定定位誤差不超過工件加工公差T的1/5～1/2?！?】　　　　　　　 即， ΔD≤(1/5～1/2)T 式中：ΔD──定位誤差，單位為mm； T ──工件的加工誤差，單位為mm 2.9.4 定位誤差產生的原因 工件逐個在夾具中定位時，各個工件的位置不一致的原因主要是基準不重合，而基準不重合又分為兩種情況：一是定位基準與限位基準不重合，產生的基準位移誤差ΔY；二是定位基準與設計基準不重合，產生的基準不重合誤差ΔB。 1.基準不重合誤差ΔB 加工尺寸的設計基準是外圓柱面的母線時，定位基準是圓柱孔的中心線，這種由設計基準與定位基準不重合所致的工序基準在加工尺寸方向上的最大位置變動量，稱基準不重合誤差，此時除定位基準位移誤差外，還有基準不重合誤差。 當定位基準與設計基準不重合時產生基準不重合誤差。因此選擇定位基準時應盡量與設計基準相重合。當被加工工件的工藝過程確定以后，各工序的工序尺寸也就隨之而定，此時在工藝文件上，設計基準便轉化為工序基準。 2.基準位移誤差ΔY 由于定位副的制造誤差或定位副配合間所導致的定位基準在加工尺寸方向上最大位置變動量，稱為基準位移誤差（ΔY）。 如果工件內孔直徑與心軸外圓直徑做成完全一致，作無間隙配合，即孔的中心線與軸的中心線位置重合，則不存在因定位引起的誤差。但實際上，心軸和工件內孔都有制造誤差。基準位移誤差的方向是任意的，減小定位配合間隙，即可減小基準位移誤差ΔY值，以提高定位精度。 2.10 夾緊裝置 工件在夾具定位之后，在機械加工過程中，工件會受到切削力、離心力、慣性力等的作用，故必須設計夾緊裝置對工件夾緊，它對工件加工有較大影響。 2.10.1夾緊裝置的組成 夾緊裝置的組成由以下三部分組成： 1.動力源裝置：用于產生一個夾緊力。手冊，兩個夾持電，以改善工作條件下，為了提高生產率，將被用于當前批量生產馬達夾子。氣動，液壓，氣 - 液相互作用，從電磁電動夾緊力源，和其他電真空夾持裝置。 2.傳力機構: 電源和夾持件組織之間的發(fā)射功率時。具有特定自鎖性能，夾緊力被丟失一次之后，所以依然能夠確保整個系統(tǒng)是特別重要的可靠夾緊在夾緊狀態(tài)中的手動夾緊，力的大小的方向上作用它是改變。 3.夾緊元件: 這是在接觸工件的直接和最終執(zhí)行元件與是鉗位操作的完成。 2.10.2 對夾緊裝置的基本要求 在夾緊工件的過程中，夾緊作用的效果會直接影響工件的加工精度、表面粗糙度以及生產效率。因此，設計夾緊裝置應遵循以下原則： 1.夾緊過程中，不能破壞工件定位時占據的正確位置。 2.夾緊力的大小應適當可靠。既要保證加工過程中工件不發(fā)生送的或振動，又不允許工件產生不適當?shù)淖冃魏捅砻鎿p傷。 3.夾緊裝置工藝性好。 4.使用性好。操作方便、安全、省力。 2.10.3 夾緊力的確定 夾緊力的確定包含三種因素：就是夾緊力的方向、作用點和大小。 1.夾緊力的方向 夾緊力的基本結構和工作定位方向，并在工件的方向，并且遭受外力等的影響。您必須滿足以下選擇標準。 （1）應在夾緊力的方向應有助于穩(wěn)定的定位，主夾緊力設置朝向主基。 （2）夾緊力的方向上，以減少對工件的降低勞動強度的變形，它應該有利于減少夾緊力的。 （3）夾緊力的方向，應該是在工件的方向相對剛性。 2.夾緊力的作用點 理性選擇夾緊強調的是，我們需要堅持以下原則： （1）夾緊力的作用點應落在定位元件的支承范圍內，作為用于夾緊點和對應的一個可能的支持點，有必要以適合的定位元件軸承范圍，夾緊力被施加到載體上。夾緊力施加到工件的位置被破壞夾緊，支承的工作的外表面，以移動或傾斜。 （2）夾緊力的作用點應選在工件剛性較好的部位。這對剛度較差的工件尤其重要，如將作用點由中間的單點改成兩旁的兩點夾緊，可使變形大為減小，并且夾緊更加可靠。 （3）夾緊力的作用點應盡量靠近加工表面，以防止工件產生振動和變形，提高定位的穩(wěn)定性和可靠性。 3.夾緊力的大小 夾緊力的大小，對于保證定位穩(wěn)定、夾緊可靠，確定夾緊裝置的結構尺寸，都有著密切的關系。 2.10.4 夾緊力大小計算 計算夾緊力時，通常將夾具和工件看成一個剛性系統(tǒng)。根據工件受切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬時狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需的夾緊力數(shù)值。即： 式中，—實際所需的夾緊力； —在一定條件下，由靜力平衡計算出的理論夾緊力； —安全系數(shù)。 其中，【2】 第3章 專用夾具的設計 3.1 明確設計任務，了解零件加工工藝過程 3.1.1 熟悉工件零件圖、本工序加工要求 圖3.1 加工零件圖 該零件為HT200鋼；零件圖如上圖3.1，中批量生產；該工序在立式上用三面刃銑刀加工。 3.1.2 熟悉零件加工工藝過程 1.粗銑端面 2.銑銑側面凸臺 5.鉆、鉸各個孔 6.加工軸承孔、定位銷孔、锪面 3.2 確定定位方案 3.2.1 基準的選擇 根據工件的加工要求，該工序必須限制工件的6個自由度。選擇一面2銷作為定位基準。 3.2.2 確定定位夾緊方案 根據零件特點，按照工藝過程要求，確定工件定位夾緊方案【4】，采用機械夾緊方式對工件進行夾緊。 綜上對工件定位、夾緊方案的分析，確定定位、夾緊方案。其定位夾緊圖如： 圖3.2 定位夾緊方案圖 3.2.3 定位元件的選擇及設計 1.定位元件的選擇 由上知，工件的定位面是底平面和2銷孔，據此在夾具上的定位元件選為支承板、支承釘、和菱形定位銷。 2.定位板設計 定位平面B面所用的定位支承板參照參考文獻【3】第272頁設計。 標記為：支承板 A6×HT20 GB 2236-80 材料：T8。 現(xiàn)確定定位銷的極限偏差和定位表面到定位銷中心的名義尺寸： =L，其中取工件相應尺寸=L=230.08mm的平均尺寸，公差取相應尺寸公差的(~)倍，現(xiàn)取，【2】則有： =400.02mm 滿足工件順利裝拆的補償量值：=(+)÷2=(0.16+0.04)÷2=0.10mm 則，菱形定位銷和定位孔配合的最小間隙===0.43mm （其中，b的值可查手冊得值為3【3】） 3.3 定位誤差的計算與分析 必須要滿足誤差的總和應該小于或等于該工序公差。 與夾具有關的加工誤差，一般可用下式表示： 由參考文獻可得： ⑴2銷定位誤差 ： 其中： ， ， ， ⑵ 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查[5]表1～2～15有。 ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上、所設計的夾具滿足零件加工精度要求。 3.4 計算切削力及實際所需的夾緊力 圖3.3作用于工件上的切削力 工件在加工時的受力情況如圖3.3所示。加工時，工件受到切削合力F的作用，F(xiàn)可分解為水平和垂直方向的切削分力和，由經驗公式，和可通過切向力分別乘以一個系數(shù)來得到。在對稱情況下，=(1~1.2),=(0.2~0.3)。 參照《機床夾具設計手冊》【3】表1-2-9得力的計算公式： 參數(shù)的選取： 切向力 （N） 銑刀系數(shù) =669 深度 =3mm 每齒進給量 =0.15mm 銑刀直徑 d=100mm 寬度 B=12mm 銑刀齒數(shù) z=12 修正系數(shù) （工件屈服應力） 綜上，計算得： 力 。 故水平分力=1.1=1279N，垂直分力=0.3=349N。 工件的主定位面是B面，故選擇夾緊力的作用方向為水平方向作用于B面。當夾緊力水平作用于工件上時，所需要的理論夾緊力=+=1279+=3606N 由公式 = 可計算出實際所需夾緊力。 現(xiàn)在計算安全系數(shù)K的值。 安全系數(shù)K的計算公式為： 由《機床夾具設計手冊》表1-2-0得各安全系數(shù)K的取值如下： 基本安全系數(shù) 加工性質 刀具鈍化程度 切削特點 穩(wěn)定性 手柄位置 工件與支撐面接觸情況 將各安全系數(shù)值代入上面公式計算得,K=1.95<2.5（注：若安全系數(shù)的計算值小于2.5，則取=2.5），則取K的值為2.5。 所以實際所需夾緊力為： = =9015N。 實際所需的夾緊力計算是一個很復雜的問題，一般只能作粗略的估算。為簡化計算，在設計夾緊裝置時，可只考慮切削力對夾緊的影響，并假定工藝系統(tǒng)是剛性的切削過程穩(wěn)定不變?！?】 3.5 液壓缸及其夾緊力 采用液壓缸元件作為夾緊元件，活塞桿是液壓缸傳遞力的主要零件，它主要承受拉力、壓力、彎曲力及振動沖擊等多種作用，必須有足夠的強度和剛度。 在這取負載約為10000N，初選液壓缸的設計壓力P1=3MPa，為了滿足工作這里的液壓缸課選用單桿式的，并在快進時差動連接，則液壓缸無桿腔與有桿腔的等效面積A1與A2應滿足A1=2A2（即液壓缸內徑D和活塞桿直徑d應滿足：d=0.707D。為防止切削后工件突然前沖，液壓缸需保持一定的背壓，暫取背壓為0.5MPa，并取液壓缸機械效率。則液壓缸上的平衡方程： 故液壓缸無桿腔的有效面積： 液壓缸直徑 液壓缸內徑： 按GB/T2348-1980，取標準值D=20mm；因A1=2A，故活塞桿直徑d=0.707D=56mm（標準直徑） 現(xiàn)設計一種機構，設夾緊機構所能產生的夾緊力為,鉸鏈壓板的受力分析如下圖3.4所示： 圖.3.4　受力分析 由受力分析計算得： = (選定=)【6】 式中，—夾緊機構效率，取值為0.9； —螺栓的許用夾緊力，單位：。 當螺桿的螺紋公稱直徑為M12時，可查表得：=5620N。 所以，==2=2×5620×0.9=10116N 因>=9015N,故夾緊機構滿足設計要求。選擇轉角液壓缸如下圖3.5。 圖3.5　轉角液壓缸 3.6 機床的選擇 選擇臺灣東臺精機立式綜合加工中心QVM-610A+APC型機床，如圖3.6： 圖3.6　加工中心QVM-610A+APC機床 專為高速鉆銑攻牙加工設計之底床結構，大幅提高生產效率，適合汽機車、家電、冷氣、電子零件等精密加工 --主軸軸承保護，采用迷宮機構設計，與空壓吹氣方式，防止切削水進入主軸 --依據使用者需求，可使用APC 工作臺機構，三軸動柱式移動設計，利于各種切削范圍及移動行程， 達到優(yōu)化效果以符合各種加工物需求 臺灣東臺精機立式綜合加工中心QVM-610A+APC型機床規(guī)格如下表： 表3.1　QVM-610A+APC型機床規(guī)格表 項目 規(guī)格 單位 QVM-610A+APC QVM-610AII+APC 工作臺 工作臺尺寸 mm 700x410 工作臺最大負重 kg 200 x2 200 x2 主軸 主軸轉速 rpm 標準: 8000(選配10000) 行程 X/Y/Z軸行程 mm 610/410/460 進給 X/Y/Z軸快速進給 m/min 30/30/30 36/36/30 切削進給 mm/min 1~10000 自動換刀 刀具規(guī)格 BT 40 裝置 刀具數(shù)量 pc 24 (ATC) 刀具最大徑 mm ?89 刀具最大徑(無鄰刀) mm ?125 刀具最大長度 mm 250 刀具最大重量 kg 7 第4章 夾具圖的繪制 4.1 繪制夾具裝配總圖 見附圖如下圖4.1a,4.1b,4.1c： 圖4.1a 夾具裝配模型圖 圖4.1b 夾具裝配模型圖 圖4.1c 夾具裝配模型圖 4.2 標注總圖上的尺寸、公差與配合和技術條件 夾具外形輪廓尺寸 夾具在長、寬、高三個方向的輪廓尺寸為1122m、764mm、和289mm。如上圖3-1。 1.由于工件上有安裝板底面精加工工序底至工件B面的垂直度要求0.10mm，夾具上應標注定位表面Q(兩個支承板限定的表面)對底面的垂直度允差100:0.2 (mm)。 2.由于工件上有安裝板底面精加工工序兩側面對孔軸線對稱度要求，夾具上應標注定位表面(兩個支承板限定的表面)對定位鍵側面的垂直度允差100:0.2 (mm)。 3.兩定位支承釘?shù)牡雀咴什畈淮笥?.02(mm)。 結論 這樣的設計，這是社會在我們面前由于我的設計為益，我基本上復習學過的知識一遍，我再次，利用信息的合理化，并能預訂知識的查詢，以進一步了解和學習深深了解。 首先，在設計和過程的各個方面，相關信息和主題研究項目的總體規(guī)劃，明確設計的想法，看看這些具體方案，具體的需求，一些設計通過使用知識的設計過程中，以確定為什么錯誤可能你會是必然的精心有錯的，想了很多人，繼續(xù)以糾正自己設計或錯誤的缺陷。 其次，他們學會了它的使用，以設計組件設計的優(yōu)化，合理的最終組裝。 從一開始的無從下手，到資料的整理，逐步清晰設計內容，無疑在是考驗我們查閱資料的能力，書寫的能力，電腦繪圖能力，這使我的個人能力進一步提高。如學會了運用標準、規(guī)范、手冊和查閱相關資料的本領，對自己的能力有了進一步的提高，為以后的學習和工作加強。在設計過程中，總是遇到這樣或那樣的問題。有時發(fā)現(xiàn)一個問題的時候，需要做大量的工作，花大量的時間才能解決。為以后的工作積累了經驗，增強了信心。 制備和專用夾具設計過程中，從而使加工過程和夾具設計組件以待進一步提高。這樣的設計也遇到了很多問題，如安排在烹飪過程中，按時間順序排列，精密零件加工和勞動生產率所需的加工表面有顯著的影響。在一些步驟，用于執(zhí)行專用夾具的設計，部件，用于定位和夾緊力的夾緊和確定的方向的方式的方法的放置表面的選擇，所以出現(xiàn)問題。這些問題對勞動生產率和精密零件加工有直接影響，這些部件可以加工在保證精度的前提下，快速實現(xiàn)，易于提高勞動生產率，降低成本。通過不懈努力和教練的悉心指導，檢查，以解決這些問題有很多的相關信息。最后，所有這些問題的解決方案，并已通過工件的尺寸確定夾具手動夾緊不是沒有必要的夾緊力。 設計完成后，通過這樣的設計，專業(yè)的知識和技能，進一步在未來從事專業(yè)技術工作打下了堅實的基礎增強。 致謝 大學讀書生活隨著本次畢業(yè)設計的落幕，在這個春暖花開的季節(jié)劃上一個句號。。對我來說過程并不是一件很容易的設計過程中，現(xiàn)在很熟悉的，從已經發(fā)生了很大的困難，這種混亂的設計工作失敗的開始。這是我南瑞最尷尬的，當他們發(fā)現(xiàn)了數(shù)以千計的期望差指導員英里工作的結果，我要完成的設計，它是當我不會這么理解。在這里，我想我要感謝第一教練。段老師指導我的畢業(yè)設計，我認真的科學態(tài)度，以修復段，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，以及深部感染的老師，已經收到激勵我受益。我離不開他們的幫助文件，非常感謝他們的檢查和建議的格式和我的論文的內容，其中，使畢業(yè)設計的學生們一起在我身邊一些人為了共享彼此的資源，我們有他們的工作機會。。 過了這么久，最后我們比較了外觀設計的簡要的順利完成?；仡櫼惶煲灰?，使用時的感覺陣雨后，書籍的方法，網絡，教師和其他學生鞏固他們的專長。理解和運用知識有更深的了解。 這時我要特別感謝我的導師的精心指導下，我們不僅引導解決了關鍵技術問題，但更重要的是為我們的設計標準，并解釋我們使用的實際工程設計經驗的設計理念，所以我們設計始終保持清晰的思維少走很多彎路，但我學會了提高知識的綜合應用分析和解決實際問題。此外，教師的敬業(yè)精神深深地感染了我，我未來的奉獻精神刺激就業(yè)，導師真的做傳道，授業(yè)，解惑。 也感謝幫助其他同學，老師和同事，感謝我們的師資，課程設計的重視和關懷領導，給我們圖紙和地點，這樣我們就可以全身心的投入進入設計，比如更好，更快的完成當然，設計的重要保證。 當然，由于投入的時間與精力不足夠和自己知識缺乏的原因，本次設計卻又不足之處，也誠懇希望老師和學友的批評與指正。 參考文獻 [1]《機床夾具設計》 第2版 肖繼德 陳寧平主編 機械工業(yè)出版社 [2]《機械制造工藝及專用夾具設計指導》 孫麗媛主編 冶金工業(yè)出版社 [3]《機械制造工藝學》 周昌治、楊忠鑒等 重慶大學出版社 [4] 《機械制造工藝設計簡明手冊》李益民 主編 機械工業(yè)出版社 [5] 《工藝師手冊》 楊叔子主編 機械工業(yè)出版社 [6] 《機床夾具設計手冊》　　　王光斗、王春福主編 上?？萍汲霭嫔? 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