銷軸軸端的槽、面銑成組夾具設(shè)計(jì)【三維UG】
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浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
學(xué)生姓名
樓挺
學(xué)號(hào)
201120070312
專業(yè)班級(jí)
機(jī)自1102
題 目
銷軸軸端的槽、面銑成組夾具設(shè)計(jì)
指導(dǎo)教師
舒欣
職 稱
講師
課題類型
√設(shè)計(jì) □論文
課題來(lái)源
□教師科研課題 √ 教師生產(chǎn)實(shí)際課題 □學(xué)生自立課題
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）起止時(shí)間
2014年11月1日至 2015年6月15日
一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容及要求
1、開題報(bào)告和文獻(xiàn)閱讀
（1）文獻(xiàn)閱讀：查閱文獻(xiàn)應(yīng)不少于15篇，其中外文文獻(xiàn)不少于2篇，近5年內(nèi)的文獻(xiàn)數(shù)應(yīng)不少于文獻(xiàn)總數(shù)的1/3，并應(yīng)有近2年內(nèi)的文獻(xiàn)。
（2）文獻(xiàn)綜述：3000字以上，包括國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀、研究方向、進(jìn)展情況、存在問(wèn)題、參考依據(jù)等。
（3）開題報(bào)告：2000字以上，包括選題的意義、可行性分析、研究的內(nèi)容、研究方法、擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題、預(yù)期結(jié)果、研究進(jìn)度計(jì)劃等。
（4）外文翻譯：3000字以上（翻譯成中文后的漢字字?jǐn)?shù)）。
2、課題要解決的主要問(wèn)題和具體要求
本課題通過(guò)分析一組小軸類零件上銑削槽的特點(diǎn)，找出共性，確定銑削夾具形式，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確保定位精度滿足加工要求，工件夾緊牢固可靠；要求機(jī)構(gòu)合理、加工方便等，并繪制二維、三維裝配圖和部分零件的工程圖。
3、論文：10000字以上（部分特殊專業(yè)根據(jù)實(shí)際情況，經(jīng)教務(wù)辦確認(rèn)，可適當(dāng)調(diào)整有關(guān)字?jǐn)?shù)方面的要求），包括緒論、正文、結(jié)論、參考文獻(xiàn)等。
二、主要參考文獻(xiàn)
[1] 徐愛玲．機(jī)床夾具設(shè)計(jì)方法探討[J]．裝備制造技術(shù)，2008（8）：60-64．
[2] 隋聚艷．夾具的發(fā)展及其趨勢(shì)分析[J]．現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2009，32（19）：323-324
[3] 李定志，龔書強(qiáng)，王永國(guó)．成組夾具技術(shù)在小批量銑加工生產(chǎn)中的應(yīng)用[J]．機(jī)械工人冷加工，2007 (1)：43-44．
[4] 張亞明，機(jī)床夾具的分類與構(gòu)成[J]．煤炭技術(shù)，2008，27（4）：12-13
[5] 王守忠，陳愛榮．成組夾具技術(shù)在機(jī)械加工中的應(yīng)用探析[J]．商丘職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2006(2)：62-64．
指導(dǎo)教師簽名：
年 月 日
專業(yè)教研室意見：
□同意下達(dá)任務(wù)書 □不同意下達(dá)任務(wù)書
教研室主任簽章：
年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
譯文及原稿
譯文題目：
夾具配置的穩(wěn)健性設(shè)計(jì)
原稿題目：
Robust design of fixture configuration
原稿出處：
Giovanni Moroni,Stefano Petro,Wilma Polini.ScienceDirect.
2014(21):189~194.
浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 外文翻譯
夾具配置的穩(wěn)健性設(shè)計(jì)
摘要
本文介紹了夾具配置的穩(wěn)健設(shè)計(jì)。它的目標(biāo)是調(diào)查機(jī)床夾具元件偏差和體積錯(cuò)誤影響加工操作質(zhì)量。然后定位器位置配置設(shè)計(jì)的偏差最小化加工特性對(duì)應(yīng)用幾何公差。該方法是一個(gè)設(shè)計(jì)步驟進(jìn)一步確定的定位基于螺旋理論的部分，可用于尋找簡(jiǎn)單和容易適用于一般通用規(guī)則的工業(yè)環(huán)境。是通過(guò)仿真和簡(jiǎn)單的工業(yè)案例研究驗(yàn)證。
1 介紹
當(dāng)工件夾具加工或檢查操作時(shí)，操作的精度主要取決于裝夾方法的效率。在一般情況下，加工可能已經(jīng)在它的形態(tài)和位置的幾何誤差相對(duì)于工件的基準(zhǔn)參考系。如果有存在的工件基準(zhǔn)面之間的錯(cuò)位誤差框架和機(jī)床的坐標(biāo)系，這是已知的定位誤差或數(shù)據(jù)建立誤差。一個(gè)定位誤差主要是由位置偏差引起的一個(gè)定位器與工件之間的接觸表面的標(biāo)稱規(guī)范。在本文中，這樣的一個(gè)理論接觸點(diǎn)被稱為菲克塞爾點(diǎn)或菲克塞爾，并從它的標(biāo)稱位置定位偏差稱為菲克塞爾錯(cuò)誤。在剛體的分析框架內(nèi)，菲克塞爾誤差對(duì)定位誤差直接影響所定義的工件表面和之間的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征通過(guò)他們的接觸約束關(guān)系。
定位誤差是高度依賴于配置的位置相對(duì)于定位器的工件。一個(gè)合適的配置(或定位器的設(shè)計(jì)定位器布局)可能會(huì)減少產(chǎn)生重大影響定位錯(cuò)誤。這是通常被稱為夾具布局優(yōu)化。
這項(xiàng)工作的主要目的是研究幾何錯(cuò)誤的加工表面(或生產(chǎn)錯(cuò)誤)有關(guān)菲克塞爾錯(cuò)誤的主要來(lái)源。一個(gè)數(shù)學(xué)框架提出了一個(gè)制造誤差、機(jī)床體積誤差、和菲克塞爾錯(cuò)誤之間的關(guān)系分析。此外，優(yōu)化夾具布局設(shè)計(jì)是規(guī)定為減少加工誤差的過(guò)程。這論文超越了藝術(shù)的狀態(tài)，因?yàn)樗紤]了公差中的體積誤差。雖然文獻(xiàn)表明這個(gè)簡(jiǎn)單的靜態(tài)體積誤差只考慮一小部分總?cè)莘e誤差，一個(gè)通用框架包含的體積誤差公差建立了。
有幾個(gè)正式的夾具分析為基礎(chǔ)的方法在經(jīng)典螺旋理論或幾何干擾技術(shù)。在90年代，由于夾具的偏差許多研究已經(jīng)致力于模型部分偏差。Sodenberg計(jì)算穩(wěn)定性評(píng)價(jià)定位方案的擬合指數(shù)。小位移非共面直線對(duì)概念用于該支架一部分的幾何偏差的模型。傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)的程序在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)手冊(cè)和最近的文獻(xiàn)中都有描述，特別是對(duì)于模塊化夾具設(shè)計(jì)。大量的定位誤差分析和還原的方法已被記錄。一個(gè)定位誤差表達(dá)式給出了使用位移螺旋矢量的概念。
提出了減少定位誤差向量的優(yōu)化技術(shù)或幾何變化的關(guān)鍵特性。Chouduri and De Meter分析描述了定位器的形狀誤差與最壞情況下幾何誤差加工特性的關(guān)系。Chouduri and De Meter也分析了工件基準(zhǔn)面的幾何偏差、輪廓和角制造公差的情況。對(duì)加工特性的影響，比如通過(guò)鉆孔和銑削都有說(shuō)明。Carlson提出了二級(jí)定位誤差分析。夾具布局設(shè)計(jì)的計(jì)算問(wèn)題進(jìn)行了研究客觀來(lái)降低三維工件整體的定位誤差如渦輪空氣箔。最近的一篇論文解釋了一個(gè)穩(wěn)健性?shī)A具的布局方法來(lái)解決多目標(biāo)問(wèn)題的演算法。它認(rèn)為一個(gè)柱體剛性工件，如果夾具和工件之間的沒有摩擦，那么機(jī)床體積誤差是不用考慮的。
在文獻(xiàn)中提出了幾個(gè)關(guān)于建模體積誤差的模型。Ferreira提出了二次建模的體積誤差，每個(gè)軸都是單獨(dú)考慮，與模型參數(shù)的評(píng)價(jià)方法。Kiridena 和 Ferreira在一系列的三篇論文中討論如何在建模中補(bǔ)償體積誤差，對(duì)模型的參數(shù)進(jìn)行評(píng)估，然后基于模型及其參數(shù)的誤差補(bǔ)償，補(bǔ)償一個(gè)三軸發(fā)動(dòng)機(jī)。Dorndorf 描述體積誤差模型可以幫助機(jī)器的誤差預(yù)算。最后，Smith描述體積的應(yīng)用誤差補(bǔ)償在大型單片部分制造中，帶來(lái)了嚴(yán)重的傳統(tǒng)體積誤差補(bǔ)償。無(wú)論如何，值得注意的是，所有這些方法都是針對(duì)體積誤差補(bǔ)償:一般體積誤差不考慮仿真公差。
在以前的論文中用統(tǒng)計(jì)方法來(lái)估算這個(gè)定位誤差是錯(cuò)誤的，由于不精確的所有六個(gè)定位器3-2-1的定位方案是基于二維和三維模塊。在下面，一個(gè)夾具配置的穩(wěn)健性設(shè)計(jì)方法被提出。它的目標(biāo)是調(diào)查菲克塞爾錯(cuò)誤和機(jī)床體積誤差如何影響機(jī)械加工質(zhì)量。在§2中介紹了理論上的方法，在§3中提出了一個(gè)簡(jiǎn)單的工業(yè)案例分析，并在§4中討論了一些簡(jiǎn)單和通用規(guī)則容易適用在一個(gè)工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)。
2 鉆孔精度的方法模擬
為了說(shuō)明所提出的方法，對(duì)案例研究鉆孔將予以考慮。案例所示圖1。一個(gè)位置公差指定孔位。三個(gè)定位器在主基準(zhǔn)面，兩個(gè)在副基準(zhǔn)面，和一個(gè)在第三基準(zhǔn)面確定工件的位置。每個(gè)定位坐標(biāo)與機(jī)床參考系，由以下六個(gè)表示:
p1 (x1，y1，z1) p2 (x2，y2，z2) p3 (x3，y3，z3)
p4 (x4，y4，z4) p5 (x5，y5，z5) p6 (x6，y6，z6) （1）
該方法考慮了不確定性的來(lái)源加工孔的定位誤差的錯(cuò)誤定位的定位器，體積錯(cuò)誤的機(jī)床。模型的最終目的是定義實(shí)際的工件的孔的坐標(biāo)參考系統(tǒng)。模型的輸入包括名義定位器配置，名義上的孔的位置(應(yīng)該與鉆頭上一致)和方向(與鉆的方向應(yīng)該一致)，和的特點(diǎn)，典型的錯(cuò)誤，會(huì)影響這個(gè)名義參數(shù)。
2.1 定位誤差的影響
6個(gè)定位器的位置是完全由他們的十八個(gè)坐標(biāo)軸確定的。根據(jù)高斯分布推測(cè)每一個(gè)坐標(biāo)軸受一個(gè)獨(dú)立的行為誤差的影響。
那么實(shí)際的定位坐標(biāo)將確定工件參照系。特別是，z軸構(gòu)成由直線垂直于平面通過(guò)定位器的實(shí)際位置，p1，p2和p2，軸是直線與軸垂直的直線通過(guò)定位器的實(shí)際位置p4和p5和最后，軸和垂直簡(jiǎn)單的計(jì)算和軸?；鶞?zhǔn)幀的原點(diǎn)可以是得到的三個(gè)平面具有作為法線相交在，，和軸，通過(guò)定位器p4，p6和分別p1。軸的計(jì)算公式向量和原點(diǎn)坐標(biāo)與實(shí)際定位器的坐標(biāo)這里省略了，由Armillotta 僅供參考。
軸方向向量和原點(diǎn)坐標(biāo)定義齊次變換矩陣，其允許頻轉(zhuǎn)換鉆尖坐標(biāo)表示在機(jī)床參考幀到相同的坐標(biāo)的表示工件坐標(biāo)系時(shí)，通過(guò)下式：
（2）
2.2 機(jī)床體積誤差的影響
由于鉆井模擬孔位置偏差操作，即體積誤差的機(jī)床，古典模型三軸機(jī)床的考慮[27]。就會(huì)被假定鉆具軸是一致的機(jī)床z軸，這樣，在名義上和條件鉆井作業(yè)開始時(shí)，其位置可以被定義名義上的孔位和齊次向量。目的是識(shí)別位置誤差鉆尖的機(jī)床參考系統(tǒng)，和方向錯(cuò)誤工具的軸。根據(jù)三軸機(jī)床模型是可能的狀態(tài):
（3）
是名義上的鉆尖的位置在機(jī)床參考系統(tǒng)(x，y，和z是機(jī)床軸，l是鉆頭長(zhǎng)度)，是鉆尖的位置在第三(z軸)參考系，、、分別是沿著x，y，和z軸的轉(zhuǎn)換矩陣。這些矩陣有著相似形式，例如:
（4）
其中δ和ε包括平移和旋轉(zhuǎn)誤差并沿著x，y和z軸（例如，是由于旋轉(zhuǎn)誤差沿著z軸平移到x軸）?？紤]到3個(gè)變換矩陣，有18個(gè)誤差項(xiàng)。這些誤差的體積函數(shù)位置（即沿著三個(gè)軸），但由于體積誤差補(bǔ)償，他們的系統(tǒng)組件可以忽略不計(jì)，并可以將它們假定為純粹隨機(jī)均值等于零。由公式（3）推導(dǎo)出復(fù)合方程式，例如：
（5）
然而，一般體積誤差應(yīng)該遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于沿著軸平移，所以例（3）的第一組件通常是重要的。最后，假設(shè)鉆孔軸與z軸相配合，例(3)也可以通過(guò)替換方向誤差計(jì)算
如果只考慮一階組件，它可以證明和與δ、ε的線性組合。特別是，我們把定義為
（6）
六個(gè)部分向量包含和。應(yīng)用例(3)，忽略二階以上，可以證明(請(qǐng)注意，由于格式的限制，在例(7)表明，矩陣在多行壞了一行，所以整個(gè)矩陣線性組合出現(xiàn)在這里是一個(gè)6*18矩陣)。
（7）
現(xiàn)在，讓我們假設(shè)每個(gè)δ獨(dú)立分布是高斯分布，而且每個(gè)ε也是獨(dú)立分布的。然后可能Δ遵循多元高斯分布，空預(yù)期值和協(xié)方差矩陣可以由公式計(jì)算，Σ是d的協(xié)方差矩陣，它正好是一個(gè)18 *18的對(duì)角線，前9個(gè)對(duì)角矩陣元素等于，剩下的對(duì)角元素等于。
2.3 加工孔的實(shí)際定位
現(xiàn)在，根據(jù)§2.2中描述的模型它可以模擬尖端定位和方向，根據(jù)§2.1并將其轉(zhuǎn)換為所述工件參考系:
（9）
這些信息可以在工件參考系中確定進(jìn)入和退出工件孔的位置。點(diǎn)和矢量K定義一條直線，這只不過(guò)是一種孔軸，比如：
（10）
p是一個(gè)通用的點(diǎn)屬于的一個(gè)參數(shù)。定義T板厚度，是可能的計(jì)算的值s，分別等于0和T:
（11）
這些值取代例(10)分別出口和入口點(diǎn)的坐標(biāo)的孔產(chǎn)量。
最后，它可以計(jì)算兩個(gè)出口和入口之間的距離和名義鉆孔的點(diǎn):
（12）
定義為孔的退出點(diǎn)。鉆孔軸的位置公差范圍內(nèi)如果孔的距離計(jì)算低于一半的位置公差值t:
（13）
3 結(jié)論
這項(xiàng)工作提出了一個(gè)方法的穩(wěn)健設(shè)計(jì)夾具配置考慮到定位器位置的隨機(jī)誤差(由于定位器安裝在機(jī)表，在不規(guī)則表面接觸的工件，等等)和體積誤差采用機(jī)床的操作。
鉆孔作業(yè)被認(rèn)為是簡(jiǎn)單的工業(yè)案例研究。然而，一些簡(jiǎn)單和通用規(guī)則由實(shí)驗(yàn)分析得出:（1）三分基準(zhǔn)定位器(的三個(gè)定位器z定位器配置)應(yīng)該涵蓋盡可能多表面接觸。如果更多的配置分享相似的表面覆蓋，定位器的建議重心盡可能接近的一個(gè)加工特性(孔的案例研究)的孔。（2）兩點(diǎn)基準(zhǔn)定位器(兩個(gè)定位器的x定位器配置)的最大距離從對(duì)方。如果更多的分布相似距離，配置與定位器最重心附近的一個(gè)加工特性(孔的案例研究)應(yīng)該被選中。（3）單一第三基準(zhǔn)定位器(y定位器之一應(yīng)該位于對(duì)應(yīng)配置)重心的加工特性(孔的案例研究)。（4）即使定位器的高度的影響，和很小，建議他們位于最低高度。
未來(lái)的發(fā)展將在于擴(kuò)展其他的方法，更復(fù)雜的幾何特性和公差。
6
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
開 題 報(bào) 告
1
浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 開題報(bào)告
1 選題的背景和意義
1.1 選題的背景
隨著社會(huì)的發(fā)展，人類的進(jìn)步，人們對(duì)于日常生活、工作中的物資需求呈現(xiàn)出了極大的多樣化與復(fù)雜化。傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單的產(chǎn)品已經(jīng)難以再滿足人們的需求。而且在企業(yè)、工廠的運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，需要的工具也不斷精細(xì)化與多樣化，給制造業(yè)帶來(lái)了新的難題。個(gè)性化的社會(huì)導(dǎo)致了制造產(chǎn)品大批量越來(lái)越少，更多的是需求多品種少批量，這種單件小值的生產(chǎn)模式是對(duì)傳統(tǒng)的機(jī)械加工產(chǎn)業(yè)模式的挑戰(zhàn)[1]。為此，制造技術(shù)的研究者提出了成組技術(shù)的科學(xué)理論及實(shí)現(xiàn)方法，從根本上解決了生產(chǎn)由于品種多、產(chǎn)量少帶來(lái)的矛盾。它是將多種零件按其工藝的相似性分類成組，以形成零件族，即把同一零件族中零件分散的小生產(chǎn)量匯聚成較大的成組生產(chǎn)量，從而使小批量生產(chǎn)能獲得接近于大批量生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，成組夾具便應(yīng)運(yùn)而生[2]。
成組夾具的應(yīng)用可以擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，提高生產(chǎn)效率和零件的加工質(zhì)量，也能夠降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率[3]。而且隨著成組夾具的應(yīng)用和發(fā)展，必將加速開拓成組技術(shù)新的應(yīng)用領(lǐng)域。因此，成組夾具將是我國(guó)機(jī)械工業(yè)今后夾具發(fā)展的一個(gè)主要方面。
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
1.2.1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
目前發(fā)展的成組技術(shù)是應(yīng)用系統(tǒng)工程學(xué)的觀點(diǎn)，把中、小批生產(chǎn)中的設(shè)計(jì)制造和管理等方面作為一個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)整體，統(tǒng)一協(xié)調(diào)生產(chǎn)活動(dòng)的各個(gè)方面，全面實(shí)施成組技術(shù)以提高綜合經(jīng)濟(jì)效益。
成組技術(shù)從20世紀(jì)50年代提出到如今已經(jīng)歷了近50年的發(fā)展和應(yīng)用。成組技術(shù)作為一門綜合性的生產(chǎn)技術(shù)科學(xué)是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造和柔性制造系統(tǒng)等方面的技術(shù)基礎(chǔ)。我國(guó)早在20世紀(jì)60年代初就在紡織機(jī)械、飛機(jī)、機(jī)床及工程機(jī)械等機(jī)械制造業(yè)中推廣應(yīng)用成組技術(shù)，并初見成效。因此，成組技術(shù)受到國(guó)家有關(guān)部、局和工廠企業(yè)，研究所及高等院校的重視。目前，正積極開展這一方面的科學(xué)研究、人材培訓(xùn)和推廣應(yīng)用等工作。可以相信，隨著應(yīng)用推廣和科研工作的持續(xù)開展，成組技術(shù)對(duì)提高我國(guó)機(jī)械工業(yè)的制造技術(shù)和生產(chǎn)管理水平將日益發(fā)揮其重要的作用[4]。
成組工藝作為一種先進(jìn)的工藝方法和生產(chǎn)準(zhǔn)備方法，先后在蘇聯(lián)、民德、捷克、波蘭以及英國(guó)、法國(guó)、日本等國(guó)已經(jīng)逐步得到了應(yīng)用，并獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效果。由于它能縮短單件、小批生產(chǎn)的準(zhǔn)備時(shí)間，擴(kuò)大加工批量，提高生產(chǎn)效率，為適應(yīng)多品種生產(chǎn)的發(fā)展創(chuàng)造了條件。機(jī)床工業(yè)具有多品種、小批量生產(chǎn)的特點(diǎn)，因而近年來(lái)在國(guó)外有不少機(jī)床制造廠家先后也采用了成組工藝技術(shù)[5]。
1.2.2 發(fā)展趨勢(shì)
成組夾具由于能夠利用加工零件工藝上的相似性，并且適應(yīng)工件特征在一定范圍內(nèi)的變化而得到推廣和應(yīng)用，如何提高成組夾具設(shè)計(jì)效率成為需要重點(diǎn)解決的問(wèn)題之一[6]。
組合夾具與成組夾具都適用于中小批生產(chǎn)和新產(chǎn)品試制，任何事物都不是十全十美的，組合夾具可多次重復(fù)使用，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，但制造成本高，組裝后笨重復(fù)雜，剛性差，積累誤差大，而成組夾具可克服組合夾具的不足，組裝調(diào)整時(shí)間短，生產(chǎn)和技術(shù)管理較方便。采用成組夾具是企業(yè)全面實(shí)行成組技術(shù)的需要，是實(shí)現(xiàn)成組加工的重要手段和工具，而成組加工是實(shí)施成組技術(shù)的重要領(lǐng)域和必要的環(huán)節(jié)[7]。夾具設(shè)計(jì)正朝著多功能、模塊化、高精度、高剛性、高強(qiáng)度、通用化、快速化和自動(dòng)化的方向發(fā)展[8]。
2 研究的基本內(nèi)容
通過(guò)分析一組小軸類零件（如圖2.1所示）上銑削槽的特點(diǎn)，找出共性，確定銑削夾具形式，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確保定位精度滿足加工要求，工件夾緊牢固可靠；要求機(jī)構(gòu)合理、加工方便。
圖2.1小軸類零件圖
D=10～30mm
2.1 基本框架
（1）分析課題，方案設(shè)計(jì)
（2）相關(guān)尺寸計(jì)算和校核
（3）零部件設(shè)計(jì)
（4）總體夾具設(shè)計(jì)
2.2 研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)
通過(guò)分析一組小軸類零件上銑削槽的特點(diǎn)，找出共性，確定銑削夾具形式，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確保定位精度滿足加工要求，工件夾緊牢固可靠；分度機(jī)構(gòu)準(zhǔn)確可靠、方便。
2.3 擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題
（1）確定工件的定位方案，確保精度無(wú)誤差
（2）確定工件的夾緊方案，使工件穩(wěn)定夾緊
（3）適合不同尺寸和類型的銷軸的裝夾，分度方便可靠
3 研究的方法及措施
3.1 定位夾緊方案設(shè)計(jì)
如圖3.1所示為各小軸零件的定位夾緊方案示意圖，軸向左端面用支桿定位，限制了工件Y軸上的移動(dòng)，用圓柱面定位限制了X軸和Z軸的移動(dòng)以及繞X軸和Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，共限制了5個(gè)自由度，定位準(zhǔn)確可靠。箭頭所指位置為夾緊方向和夾緊位置。
圖3.1 定位夾緊方案示意圖
用圓柱面定位工件可以使用三爪卡盤和彈性?shī)A頭來(lái)進(jìn)行定位夾緊：
三爪卡盤是機(jī)床上用來(lái)夾緊工件的機(jī)械裝置，用伏打扳手旋轉(zhuǎn)錐齒輪，錐齒輪帶動(dòng)平面矩形螺紋，然后帶動(dòng)三爪向心運(yùn)動(dòng)，同時(shí)趨進(jìn)或離散。因?yàn)槠矫婢匦温菁y的螺距相等，所以三爪運(yùn)動(dòng)距離相等，有自動(dòng)定心的作用。三爪卡盤多用于車床、銑床、插床夾持工件。
彈性?shī)A頭是一種裝在車床或銑床上的夾頭，其主要作用是夾緊小軸類工件，由于定位精準(zhǔn)度較高、裝夾方便可靠，被廣泛用于各種生產(chǎn)加工領(lǐng)域。當(dāng)機(jī)床帶動(dòng)夾具開始旋轉(zhuǎn)后，數(shù)只離心重塊在離心力的作用下，繞銷作逆時(shí)針?lè)较驍[動(dòng)，其左端部壓迫柱塞，柱塞繼而壓縮柔性介質(zhì)，迫使拉桿帶動(dòng)彈性?shī)A頭左移。彈性?shī)A頭則受夾具體內(nèi)錐孔的作用而產(chǎn)生變形，從而夾緊工件的外圓表面，此時(shí)便可以進(jìn)行切削加工。加工完畢后機(jī)床主軸停止旋轉(zhuǎn)，由于彈性?shī)A頭外錐體與夾具體錐孔之間為非自鎖配合，所以彈性?shī)A頭會(huì)自動(dòng)恢復(fù)變形而松開工件。
三爪卡盤裝夾力大、裝夾適應(yīng)面寬，相對(duì)來(lái)講裝夾精度低于彈簧夾頭、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)夾緊相對(duì)困難一些、裝夾效率低于彈簧夾頭。彈性?shī)A頭雖然裝夾適應(yīng)面窄、夾緊力小，但是裝夾效率高、相對(duì)裝夾精度高，方便實(shí)現(xiàn)自動(dòng)夾緊。本次所要裝夾的是小軸類零件，不需要太大的夾緊力，而是需要更高的精度、裝夾效率和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)夾緊，所以更適合采用彈性?shī)A頭來(lái)裝夾工件。
如圖3.2所示彈性?shī)A頭，連接螺栓1用來(lái)固定彈性?shī)A頭3在夾具體2上，當(dāng)工件放入夾頭中往里推，彈性?shī)A頭則受作用F而產(chǎn)生變形，從而夾緊工件的外圓表面，此時(shí)便可以進(jìn)行切削加工。
圖3.2 彈性?shī)A頭
1連接螺栓 2夾具體 3彈性?shī)A頭 4工件
3.2 分度裝置設(shè)計(jì)
如圖3.3所示為銑削小軸零件的分度示意圖，彈性?shī)A頭固定在心軸上，在心軸上有四邊形和六邊形兩個(gè)分度面，各有相應(yīng)的偏心軸與之配合，可以根據(jù)需要鎖緊其中一個(gè)分度面。需要分度前，首先扳動(dòng)兩偏心軸上的手柄，使之都處于松開狀態(tài)，當(dāng)工件需要銑2、4個(gè)面或槽時(shí)，旋轉(zhuǎn)心軸到一定角度，然后扳動(dòng)偏心軸1上的手柄，鎖緊四邊形的分度面然后進(jìn)行銑削。當(dāng)工件需要銑3、6個(gè)面或槽時(shí)，扳動(dòng)偏心軸2上的手柄，鎖緊六邊形的分度面然后對(duì)工件進(jìn)行銑削。
圖3.3 分度裝置
4 預(yù)期成果
（1）繪制二維、三維裝配圖和部分零件的工程圖，并完成三維總裝圖
（2）銷軸軸端的槽、面銑成組夾具的說(shuō)明書。
5 研究工作進(jìn)度計(jì)劃
（1） 2014.11.01～2014.12.25 查閱資料，撰寫開題報(bào)告、文獻(xiàn)綜述、外文翻譯
（2） 2014.12.26～2015.01.7 完成開題報(bào)告、文獻(xiàn)綜述、外文翻譯
（3） 2015.02.22～2015.03.26 完成夾具相關(guān)尺寸計(jì)算和校核，具體零部件設(shè)計(jì)
（4） 2015.03.27～2015.04.29 完成二維裝配圖及重要零件圖
（5） 2015.04.30～2015.05.10 完成三維裝配圖
（6） 2015.05.11～2015.05.25 撰寫畢業(yè)論文
（7） 2015.05.26～2015.05.28 修改論文，準(zhǔn)備答辯
參考文獻(xiàn)
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5
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
文 獻(xiàn) 綜 述
浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 文獻(xiàn)綜述
?成組夾具概述
1 前言
隨著社會(huì)的發(fā)展，人類的進(jìn)步，人們對(duì)于日常生活、工作中的物資需求呈現(xiàn)出了極大的多樣化與復(fù)雜化。傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單的產(chǎn)品已經(jīng)難以再滿足人們的需求。而且在企業(yè)、工廠的運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，需要的工具也不斷精細(xì)化與多樣化，給制造業(yè)帶來(lái)了新的難題。個(gè)性化的社會(huì)導(dǎo)致了制造產(chǎn)品大批量越來(lái)越少，更多的是需求多品種少批量，這種單件小值的生產(chǎn)模式是對(duì)傳統(tǒng)的機(jī)械加工產(chǎn)業(yè)模式的挑戰(zhàn)[1]。為此，制造技術(shù)的研究者提出了成組技術(shù)的科學(xué)理論及實(shí)現(xiàn)方法，從根本上解決了生產(chǎn)由于品種多、產(chǎn)量少帶來(lái)的矛盾。它是將多種零件按其工藝的相似性分類成組，以形成零件族，即把同一零件族中零件分散的小生產(chǎn)量匯聚成較大的成組生產(chǎn)量，從而使小批量生產(chǎn)能獲得接近于大批量生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，成組夾具便應(yīng)運(yùn)而生[2]。
成組夾具是按成組技術(shù)的原理，在零件分類成組的基礎(chǔ)上，針對(duì)若干相似零件的相似加工工序而設(shè)計(jì)制造的夾具。它的優(yōu)點(diǎn)是，不僅具有專用夾具的特點(diǎn)，而且還很容易適應(yīng)外觀特征在一定范圍內(nèi)變化的零件加工。成組夾具的應(yīng)用可以擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，提高生產(chǎn)效率和零件的加工質(zhì)量，也能夠降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率[3]。而且隨著成組夾具的應(yīng)用和發(fā)展，必將加速開拓成組技術(shù)新的應(yīng)用領(lǐng)域。因此，成組夾具將是我國(guó)機(jī)械工業(yè)今后夾具發(fā)展的一個(gè)主要方面。
成組夾具應(yīng)用實(shí)例和核算出的經(jīng)濟(jì)效果，充分地說(shuō)明成組夾具有如下綜合經(jīng)濟(jì)性：（1）降低夾具設(shè)計(jì)制造費(fèi)用；（2）明顯縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，充分利用夾具的使用壽命；（3）提高加工效率，促進(jìn)企業(yè)的技術(shù)改造；（4）促進(jìn)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化工作，有利于保證產(chǎn)品質(zhì)量；（5）顯著地降低了夾具原材料消耗[4]。
2 成組夾具設(shè)計(jì)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀
2.1 國(guó)內(nèi)成組技術(shù)應(yīng)用及現(xiàn)狀
2.1.1 成組技術(shù)的應(yīng)用
目前發(fā)展的成組技術(shù)是應(yīng)用系統(tǒng)工程學(xué)的觀點(diǎn)，把中、小批生產(chǎn)中的設(shè)計(jì)制造和管理等方面作為一個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)整體，統(tǒng)一協(xié)調(diào)生產(chǎn)活動(dòng)的各個(gè)方面，全面實(shí)施成組技術(shù)以提高綜合經(jīng)濟(jì)效益。
（1）產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面。由于用成組技術(shù)指導(dǎo)設(shè)計(jì)，賦予各類零件以更大的相似類，這就為在制造管理方面實(shí)施成組技術(shù)奠定了良好的基礎(chǔ)，使之取得更好的效果。以成組技術(shù)為指導(dǎo)的設(shè)計(jì)合理化和標(biāo)準(zhǔn)化工作將為實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)奠定良好的基礎(chǔ)；為設(shè)計(jì)信息最大程度地重復(fù)使用，加快設(shè)計(jì)速度，節(jié)約時(shí)間作出貢獻(xiàn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)設(shè)計(jì)一種新產(chǎn)品時(shí)，往往有3/4以上的零件設(shè)計(jì)可參考借鑒或直接引用原有的產(chǎn)品圖紙，從而減少新設(shè)計(jì)的零件，這不僅可免除設(shè)計(jì)人員的重復(fù)性勞動(dòng)，也可以減少工藝準(zhǔn)備工作和降低制造費(fèi)用。
（2）制造工藝方面。成組技術(shù)在制造工藝方面最先得到廣泛應(yīng)用。開始是用于成組工序，即把加工方法、安裝方式和機(jī)床調(diào)整相近的零件歸結(jié)為零件組，設(shè)計(jì)出適用于全組零件加工的成組工序。成組工序允許采用同一設(shè)備和工藝裝置，以及相同或相近的機(jī)床調(diào)整加工全組零件，這樣，只要能按零件組安排生產(chǎn)調(diào)度計(jì)劃，就可以大大減少由于零件品種更換所需要的機(jī)床調(diào)整時(shí)間。此外，由于零件組內(nèi)諸零件的安裝方式和尺寸相近，可設(shè)計(jì)出應(yīng)用于成組工序的公用夾具，只要進(jìn)行少量的調(diào)整或更換某些零件，公用夾具就可適用于全組零件的工序安裝。
（3）生產(chǎn)組織管理方面。成組加工要求將零件按工藝相似性分類形成加工族，加工同一加工族有其相應(yīng)的一組機(jī)床設(shè)備。因此，很自然成組生產(chǎn)系統(tǒng)要求按模塊化原理組織生產(chǎn)，即采取成組生產(chǎn)單元的生產(chǎn)組織形式。成組技術(shù)是計(jì)算機(jī)輔助管理系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)之一。這是因?yàn)檫\(yùn)用成組技術(shù)基本原理將大量信息分類成組，并使之規(guī)格化、標(biāo)準(zhǔn)化，這將有助于建立結(jié)構(gòu)合理的生產(chǎn)系統(tǒng)公用數(shù)據(jù)庫(kù)，可大量壓縮信息的儲(chǔ)存量；由于不再是分別針對(duì)一個(gè)工程問(wèn)題和任務(wù)設(shè)計(jì)程序，可使程序設(shè)計(jì)優(yōu)化[5]。
2.1.2 發(fā)展現(xiàn)狀
成組技術(shù)從20世紀(jì)50年代提出到如今已經(jīng)歷了近50年的發(fā)展和應(yīng)用。成組技術(shù)作為一門綜合性的生產(chǎn)技術(shù)科學(xué)是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）和柔性制造系統(tǒng)等方面的技術(shù)基礎(chǔ)。我國(guó)早在20世紀(jì)60年代初就在紡織機(jī)械、飛機(jī)、機(jī)床及工程機(jī)械等機(jī)械制造業(yè)中推廣應(yīng)用成組技術(shù)，并初見成效。因此，成組技術(shù)受到國(guó)家有關(guān)部、局和工廠企業(yè)，研究所及高等院校的重視。目前，正積極開展這一方面的科學(xué)研究、人材培訓(xùn)和推廣應(yīng)用等工作。原機(jī)械部設(shè)計(jì)研究院負(fù)責(zé)組織研制的全國(guó)機(jī)械零件分類編碼系統(tǒng)JLBM I，它將對(duì)我國(guó)推廣應(yīng)用成組技術(shù)起到積極推進(jìn)作用。我國(guó)不少高等工業(yè)院校結(jié)合教學(xué)和科研工作，在成組技術(shù)基本理論及其應(yīng)用方面，如零件分類編碼系統(tǒng)、零件分類成組方法和計(jì)算機(jī)輔助編碼、分類、工藝設(shè)計(jì)、零件設(shè)計(jì)、生產(chǎn)管理的軟件系統(tǒng)等方面都開展了許多研究工作，并取得了不少成果?？梢韵嘈牛S著應(yīng)用推廣和科研工作的持續(xù)開展，成組技術(shù)對(duì)提高我國(guó)機(jī)械工業(yè)的制造技術(shù)和生產(chǎn)管理水平將日益發(fā)揮其重要的作用[6]。
2.2 成組工藝在國(guó)外的發(fā)展?fàn)顩r
成組工藝作為一種先進(jìn)的工藝方法和生產(chǎn)準(zhǔn)備方法，先后在蘇聯(lián)、民德、捷克、波蘭以及英國(guó)、法國(guó)、日本等國(guó)已經(jīng)逐步得到了應(yīng)用，并獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效果。由于它能縮短單件、小批生產(chǎn)的準(zhǔn)備時(shí)間，擴(kuò)大加工批量，提高生產(chǎn)效率，為適應(yīng)多品種生產(chǎn)的發(fā)展創(chuàng)造了條件。機(jī)床工業(yè)具有多品種、小批量生產(chǎn)的特點(diǎn)，因而近年來(lái)在國(guó)外有不少機(jī)床制造廠家先后也采用了成組工藝技術(shù)。如日本三菱公司的機(jī)床制造部門也引進(jìn)了成組工藝技術(shù)[7]。據(jù)介紹，該公司從引進(jìn)成組工藝到過(guò)渡為新的管理系統(tǒng)只用了半年時(shí)間。他們引進(jìn)成組工藝分為兩個(gè)階段進(jìn)行。第一階段主要是進(jìn)行零件的編碼和分類，確定機(jī)床布局，按類似零件設(shè)置成組生產(chǎn)線，以改進(jìn)加工技術(shù)，縮短加工時(shí)間，并為在新的生產(chǎn)管理系統(tǒng)中采用電子數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)創(chuàng)造條件。第二階段的任務(wù)著重在設(shè)計(jì)部門推廣和應(yīng)用成組工藝。通過(guò)有效地利用現(xiàn)有圖紙及標(biāo)準(zhǔn)化以減少圖紙數(shù)量及設(shè)計(jì)工時(shí)。依靠反復(fù)使用質(zhì)量穩(wěn)定而有效的零件圖紙，保證產(chǎn)品質(zhì)量，擴(kuò)大加工批量，從而降低成本，縮短生產(chǎn)周期，并為采用成組夾具、專用機(jī)床以及數(shù)控機(jī)床等高效率的設(shè)備創(chuàng)造條件。
英國(guó)赫伯特(Herbert) 公司的埃奇維克 (Edgwick)和馬肯當(dāng)一萊恩(Mackadown Lane)工廠也成功地應(yīng)用了成組工藝。現(xiàn)在埃奇維克廠有26個(gè)成組加工工段。在馬肯當(dāng)一萊恩廠有18個(gè)成組加工工段。這些工段所加工的零件相當(dāng)于赫伯特公司制造的機(jī)床零件的90%以上。其余零件則在非成組加工線上加工。該公司采用成組工藝后，使新產(chǎn)品的生產(chǎn)周期由原來(lái)的12~18個(gè)月減為平均6個(gè)月；其次是減少庫(kù)存和再制品數(shù)量。據(jù)該公司介紹，采用成組工藝后，生產(chǎn)效率可提高60%。另外該公司還特別從成組加工的觀點(diǎn)出發(fā)，發(fā)展了小批、中批及大批生產(chǎn)用的自動(dòng)化車床[8]。
隨著生產(chǎn)的不斷發(fā)展，進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，今后成組工藝的采用將會(huì)更加廣泛。
3 成組夾具設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)
成組夾具由于能夠利用加工零件工藝上的相似性，并且適應(yīng)工件特征在一定范圍內(nèi)的變化而得到推廣和應(yīng)用，如何提高成組夾具設(shè)計(jì)效率成為需要重點(diǎn)解決的問(wèn)題之一[9]。
組合夾具與成組夾具都適用于中小批生產(chǎn)和新產(chǎn)品試制，任何事物都不是十全十美的，組合夾具可多次重復(fù)使用，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，但制造成本高，組裝后笨重復(fù)雜，剛性差，積累誤差大，而成組夾具可克服組合夾具的不足，組裝調(diào)整時(shí)間短，生產(chǎn)和技術(shù)管理較方便。采用成組夾具是企業(yè)全面實(shí)行成組技術(shù)的需要，是實(shí)現(xiàn)成組加工的重要手段和工具，而成組加工是實(shí)施成組技術(shù)的重要領(lǐng)域和必要的環(huán)節(jié)[10]。夾具設(shè)計(jì)正朝著多功能、模塊化、高精度、高剛性、高強(qiáng)度、通用化、快速化和自動(dòng)化的方向發(fā)展[11]。
4 設(shè)計(jì)成組夾具應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題
（1）成組夾具在設(shè)計(jì)上比可調(diào)整夾具更具有針對(duì)性。成組夾具的設(shè)計(jì)對(duì)象必須是一組形狀相似、工序內(nèi)容相似、定位夾緊方式相似的零件，只有這樣成組夾具才能取得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。所以成組夾具的設(shè)計(jì)更依賴于零件的分類方法[12]。
（2）將同類零件集中起來(lái)進(jìn)行全面分析，然后合理分組，按組分別設(shè)計(jì)是成組夾具設(shè)計(jì)的重要方法。它不但有利于提高夾具的“ 三化” 程度，而且使所設(shè)計(jì)的成組夾具對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品有一定的適應(yīng)性和通用性，并對(duì)新產(chǎn)品的發(fā)展具有良好的繼承性[13]。
（3）成組夾具設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)合理化控制，所謂合理化是指一套成組夾具不但可以加工多種零件，而且一種零件加工完畢要更換同組中另一個(gè)零件時(shí)，“機(jī)床一夾具一刀具” 系統(tǒng)只要作稍微調(diào)整即可[14]。
5 結(jié)束語(yǔ)
隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)整體水平的不斷進(jìn)步和制造業(yè)發(fā)展速度的不斷加快，成組夾具技術(shù)在機(jī)械加工中的運(yùn)用取得了良好的實(shí)踐效果。不但實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)機(jī)械加工的便利性，提高了生產(chǎn)效率，而且成組夾具技術(shù)在發(fā)展的過(guò)程中與工藝過(guò)程設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造等多種現(xiàn)代信息技術(shù)的融合運(yùn)用，逐漸形成了一門較為獨(dú)立的生產(chǎn)技術(shù)科學(xué)，推動(dòng)了我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的不斷進(jìn)步。因此工作人員在成組夾具技術(shù)的運(yùn)用過(guò)程中應(yīng)當(dāng)對(duì)其進(jìn)行合理的分析與研究，并在此基礎(chǔ)上通過(guò)機(jī)械加工實(shí)踐來(lái)促進(jìn)我國(guó)成組夾具技術(shù)應(yīng)用水平的持續(xù)提升[15]。
目前，成組夾具在車床、銑床、鉆床磨床上得到推廣應(yīng)用。開展成組夾具的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，節(jié)約成本，提高經(jīng)濟(jì)效益起到了積極作用，對(duì)我國(guó)工業(yè)發(fā)展將起到良好的推動(dòng)作用[16]。
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1 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 題 目： 銷軸軸端的槽、面銑成組夾具設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 [姓名] 學(xué) 號(hào) [學(xué)號(hào)] 專業(yè)班級(jí) [專業(yè)班級(jí)] 二級(jí)學(xué)院 [二級(jí)學(xué)院] 指導(dǎo)教師（職稱） [指導(dǎo)教師（職稱）] 年 月 2 誠(chéng)信承諾書 本人謹(jǐn)此承諾，本人所寫畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）均由本人獨(dú) 立撰寫，無(wú)任何抄襲行為。凡涉及他人的觀點(diǎn)材料，均作了 注釋。如出現(xiàn)抄襲或侵犯他人知識(shí)產(chǎn)權(quán)的情況，愿承擔(dān)由此 引起的任何責(zé)任，并接受相應(yīng)的處分。 學(xué)生簽名： 年 月 日 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 中文摘 要 III 銷軸軸端的槽、面銑成組夾具設(shè)計(jì) 【摘要】 本設(shè)計(jì)是針對(duì)成組夾具的工藝規(guī)程和夾具的設(shè)計(jì)，首先通過(guò)對(duì)成組技 術(shù)知識(shí)的了解明白成組技術(shù)的概念，分清其共同特點(diǎn)，目的是通過(guò)所找出的同組 零件設(shè)計(jì)出一個(gè)具有包含所選零件特性的典型零件，然后對(duì)所設(shè)計(jì)的典型零件進(jìn) 行工藝的編制，最后在設(shè)計(jì)出一個(gè)復(fù)合要求的夾具，此夾具必須能夠加工所選類 型的所有零件的工同部分。 【關(guān)鍵詞】 成組夾具 設(shè)計(jì) 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 英文摘 要 IV The shaft end of the pin shaft groove, milling fixture design 【Abstract】 This design is designed according to the process of group jigs and fixtures, firstly understand the conception of group technology of group technology knowledge, to distinguish between the common features, in order to find out the same group of parts to design a typical parts including the selected characteristics of the parts, and preparation process the typical parts design, finally design a complex requirements of the fixture, the fixture must be able to process the selected type of all parts with parts. 【Key Words】 Group Fixture Design 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） V 目 錄 1 前 言?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 1.1 成組夾具設(shè)計(jì)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 1.1.1 國(guó)內(nèi)成組技術(shù)應(yīng)用及現(xiàn)狀??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 1.1.2 成組工藝在國(guó)外的發(fā)展?fàn)顩r??????????????????????????????????????????????????????????????????????????2 1.2 成組夾具設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì) ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 2 基本研究?jī)?nèi)容???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 2.1 工藝路線的制定 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 2.2 加工基準(zhǔn)面的選取 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6 2.3 切削用量及基本時(shí)間的確定 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6 3 成組夾具設(shè)計(jì)方法???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????9 3.1 成組夾具的基本概念 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????9 3.2 成組夾具的調(diào)整方式 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????9 3.3 成組夾具設(shè)計(jì)原則 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????10 3.4 成組夾具設(shè)計(jì)步驟 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11 4 專用夾具的設(shè)計(jì)???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????12 4.1 銑床專用夾具的主要類型 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????12 4.2 銑床專用夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn) ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????12 4.3 夾緊裝置 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????13 4.4 專用夾具的基準(zhǔn)選擇 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????13 4.5 機(jī)床夾具的概述 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????14 4.5.1 機(jī)床夾具概述?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????14 4.5.2 機(jī)床夾具的種類????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????14 4.5.3 機(jī)床夾具的組成????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????14 4.6 銑床夾具的分類 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????15 4.7 銑削專用夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn) ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????15 4.8 銑床夾具的安裝 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????15 4.9 工件的定位與誤差分析 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????16 4.9.1 工件定位的基本原理????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????16 4.9.2 定位方法與定位元件????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????16 4.9.3 工件的誤差分析????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????17 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） VI 4.9.4 定位誤差產(chǎn)生的原因????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????18 4.10 夾緊裝置 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????18 4.10.1 夾緊裝置的組成???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????18 4.10.2 對(duì)夾緊裝置的基本要求??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????19 4.10.3 夾緊力的確定??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????19 4.10.4 夾緊力大小計(jì)算??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????19 4.11 夾緊機(jī)構(gòu)種類 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????20 4.12 減小夾緊變形措施 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????20 4.13 定位誤差的計(jì)算與分析 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????20 4.14 夾具體 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????21 5 夾具圖繪制?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????22 5.1 工序圖 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????22 5.2 夾具體零件圖 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????22 5.3 繪制夾具裝配總圖 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????23 5.3.1 標(biāo)注尺寸、公差與配合????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????23 5.3.2 制訂技術(shù)條件?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????24 5.4 三維裝配圖 UG 建模 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????24 結(jié)束語(yǔ)?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????26 致謝?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????27 參考文獻(xiàn)?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????28 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 1 前 言 隨著社會(huì)的發(fā)展，人類的進(jìn)步，人們對(duì)于日常生活、工作中的物資需求呈現(xiàn) 出了極大的多樣化與復(fù)雜化。傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單的產(chǎn)品已經(jīng)難以再滿足人們的需求。而 且在企業(yè)、工廠的運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，需要的工具也不斷精細(xì)化與多樣化，給制造業(yè)帶 來(lái)了新的難題。個(gè)性化的社會(huì)導(dǎo)致了制造產(chǎn)品大批量越來(lái)越少，更多的是需求多 品種少批量，這種單件小值的生產(chǎn)模式是對(duì)傳統(tǒng)的機(jī)械加工產(chǎn)業(yè)模式的挑戰(zhàn) [1]。 為此，制造技術(shù)的研究者提出了成組技術(shù)的科學(xué)理論及實(shí)現(xiàn)方法，從根本上解決 了生產(chǎn)由于品種多、產(chǎn)量少帶來(lái)的矛盾。它是將多種零件按其工藝的相似性分類 成組，以形成零件族，即把同一零件族中零件分散的小生產(chǎn)量匯聚成較大的成組 生產(chǎn)量，從而使小批量生產(chǎn)能獲得接近于大批量生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，成組夾具便應(yīng) 運(yùn)而生[2]。 成組夾具的應(yīng)用可以擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，提高生產(chǎn)效率和零件的加工質(zhì)量， 也能夠降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率[3]。而且隨著 成組夾具的應(yīng)用和發(fā)展，必將加速開拓成組技術(shù)新的應(yīng)用領(lǐng)域。因此，成組夾具 將是我國(guó)機(jī)械工業(yè)今后夾具發(fā)展的一個(gè)主要方面。 1.1 成組夾具設(shè)計(jì)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 1.1.1 國(guó)內(nèi)成組技術(shù)應(yīng)用及現(xiàn)狀 1.成組技術(shù)的應(yīng)用 目前發(fā)展的成組技術(shù)是應(yīng)用系統(tǒng)工程學(xué)的觀點(diǎn)，把中、小批生產(chǎn)中的設(shè)計(jì)制 造和管理等方面作為一個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)整體，統(tǒng)一協(xié)調(diào)生產(chǎn)活動(dòng)的各個(gè)方面，全面實(shí) 施成組技術(shù)以提高綜合經(jīng)濟(jì)效益。 （1）產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面。由于用成組技術(shù)指導(dǎo)設(shè)計(jì)，賦予各類零件以更大的相似 類，這就為在制造管理方面實(shí)施成組技術(shù)奠定了良好的基礎(chǔ)，使之取得更好的效 果。以成組技術(shù)為指導(dǎo)的設(shè)計(jì)合理化和標(biāo)準(zhǔn)化工作將為實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) (CAD)奠定良好的基礎(chǔ)；為設(shè)計(jì)信息最大程度地重復(fù)使用，加快設(shè)計(jì)速度，節(jié)約 時(shí)間作出貢獻(xiàn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)設(shè)計(jì)一種新產(chǎn)品時(shí)，往往有3/4 以上的零件設(shè)計(jì)可參考 借鑒或直接引用原有的產(chǎn)品圖紙，從而減少新設(shè)計(jì)的零件，這不僅可免除設(shè)計(jì)人 員的重復(fù)性勞動(dòng)，也可以減少工藝準(zhǔn)備工作和降低制造費(fèi)用。 （2）制造工藝方面。成組技術(shù)在制造工藝方面最先得到廣泛應(yīng)用。開始是 用于成組工序，即把加工方法、安裝方式和機(jī)床調(diào)整相近的零件歸結(jié)為零件組， 設(shè)計(jì)出適用于全組零件加工的成組工序。成組工序允許采用同一設(shè)備和工藝裝置， 以及相同或相近的機(jī)床調(diào)整加工全組零件，這樣，只要能按零件組安排生產(chǎn)調(diào)度 計(jì)劃，就可以大大減少由于零件品種更換所需要的機(jī)床調(diào)整時(shí)間。此外，由于零 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 件組內(nèi)諸零件的安裝方式和尺寸相近，可設(shè)計(jì)出應(yīng)用于成組工序的公用夾具，只 要進(jìn)行少量的調(diào)整或更換某些零件，公用夾具就可適用于全組零件的工序安裝。 （3）生產(chǎn)組織管理方面。成組加工要求將零件按工藝相似性分類形成加工 族，加工同一加工族有其相應(yīng)的一組機(jī)床設(shè)備。因此，很自然成組生產(chǎn)系統(tǒng)要求 按模塊化原理組織生產(chǎn)，即采取成組生產(chǎn)單元的生產(chǎn)組織形式。成組技術(shù)是計(jì)算 機(jī)輔助管理系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)之一。這是因?yàn)檫\(yùn)用成組技術(shù)基本原理將大量信息分類 成組，并使之規(guī)格化、標(biāo)準(zhǔn)化，這將有助于建立結(jié)構(gòu)合理的生產(chǎn)系統(tǒng)公用數(shù)據(jù)庫(kù)， 可大量壓縮信息的儲(chǔ)存量；由于不再是分別針對(duì)一個(gè)工程問(wèn)題和任務(wù)設(shè)計(jì)程序， 可使程序設(shè)計(jì)優(yōu)化 [5]。 2. 發(fā)展現(xiàn)狀 成組技術(shù)從20世紀(jì)50年代提出到如今已經(jīng)歷了近50年的發(fā)展和應(yīng)用。成組技 術(shù)作為一門綜合性的生產(chǎn)技術(shù)科學(xué)是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)、 計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）和柔性制造系統(tǒng)等方面的技術(shù)基礎(chǔ)。我國(guó)早在20世紀(jì)60 年代初就在紡織機(jī)械、飛機(jī)、機(jī)床及工程機(jī)械等機(jī)械制造業(yè)中推廣應(yīng)用成組技術(shù)， 并初見成效。因此，成組技術(shù)受到國(guó)家有關(guān)部、局和工廠企業(yè)，研究所及高等院 校的重視。目前，正積極開展這一方面的科學(xué)研究、人材培訓(xùn)和推廣應(yīng)用等工作。 原機(jī)械部設(shè)計(jì)研究院負(fù)責(zé)組織研制的全國(guó)機(jī)械零件分類編碼系統(tǒng) JLBM I，它將對(duì) 我國(guó)推廣應(yīng)用成組技術(shù)起到積極推進(jìn)作用。我國(guó)不少高等工業(yè)院校結(jié)合教學(xué)和科 研工作，在成組技術(shù)基本理論及其應(yīng)用方面，如零件分類編碼系統(tǒng)、零件分類成 組方法和計(jì)算機(jī)輔助編碼、分類、工藝設(shè)計(jì)、零件設(shè)計(jì)、生產(chǎn)管理的軟件系統(tǒng)等 方面都開展了許多研究工作，并取得了不少成果。可以相信，隨著應(yīng)用推廣和科 研工作的持續(xù)開展，成組技術(shù)對(duì)提高我國(guó)機(jī)械工業(yè)的制造技術(shù)和生產(chǎn)管理水平將 日益發(fā)揮其重要的作用 [6]。 1.1.2 成組工藝在國(guó)外的發(fā)展?fàn)顩r 成組工藝作為一種先進(jìn)的工藝方法和生產(chǎn)準(zhǔn)備方法，先后在蘇聯(lián)、民德、捷 克、波蘭以及英國(guó)、法國(guó)、日本等國(guó)已經(jīng)逐步得到了應(yīng)用，并獲得了良好的經(jīng)濟(jì) 效果。由于它能縮短單件、小批生產(chǎn)的準(zhǔn)備時(shí)間，擴(kuò)大加工批量，提高生產(chǎn)效率， 為適應(yīng)多品種生產(chǎn)的發(fā)展創(chuàng)造了條件。機(jī)床工業(yè)具有多品種、小批量生產(chǎn)的特點(diǎn)， 因而近年來(lái)在國(guó)外有不少機(jī)床制造廠家先后也采用了成組工藝技術(shù)。如日本三菱 公司的機(jī)床制造部門也引進(jìn)了成組工藝技術(shù) [7]。據(jù)介紹，該公司從引進(jìn)成組工藝 到過(guò)渡為新的管理系統(tǒng)只用了半年時(shí)間。他們引進(jìn)成組工藝分為兩個(gè)階段進(jìn)行。 第一階段主要是進(jìn)行零件的編碼和分類，確定機(jī)床布局，按類似零件設(shè)置成組生 產(chǎn)線，以改進(jìn)加工技術(shù)，縮短加工時(shí)間，并為在新的生產(chǎn)管理系統(tǒng)中采用電子數(shù) 據(jù)處理系統(tǒng)創(chuàng)造條件。第二階段的任務(wù)著重在設(shè)計(jì)部門推廣和應(yīng)用成組工藝。通 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 過(guò)有效地利用現(xiàn)有圖紙及標(biāo)準(zhǔn)化以減少圖紙數(shù)量及設(shè)計(jì)工時(shí)。依靠反復(fù)使用質(zhì)量 穩(wěn)定而有效的零件圖紙，保證產(chǎn)品質(zhì)量，擴(kuò)大加工批量，從而降低成本，縮短生 產(chǎn)周期，并為采用成組夾具、專用機(jī)床以及數(shù)控機(jī)床等高效率的設(shè)備創(chuàng)造條件。 英國(guó)赫伯特(Herbert) 公司的埃奇維克 (Edgwick)和馬肯當(dāng)一萊恩(Mackadown Lane)工廠也成功地應(yīng)用了成組工藝。現(xiàn)在埃奇維克廠有 26 個(gè)成組加工工段。在 馬肯當(dāng)一萊恩廠有 18 個(gè)成組加工工段。這些工段所加工的零件相當(dāng)于赫伯特公 司制造的機(jī)床零件的 90%以上。其余零件則在非成組加工線上加工。該公司采用 成組工藝后，使新產(chǎn)品的生產(chǎn)周期由原來(lái)的 12~18 個(gè)月減為平均 6 個(gè)月；其次是 減少庫(kù)存和再制品數(shù)量。據(jù)該公司介紹，采用成組工藝后，生產(chǎn)效率可提高 60%。另外該公司還特別從成組加工的觀點(diǎn)出發(fā)，發(fā)展了小批、中批及大批生產(chǎn) 用的自動(dòng)化車床 [8]。 隨著生產(chǎn)的不斷發(fā)展，進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，今后成組工藝的采用將會(huì)更 加廣泛。 1.2 成組夾具設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì) 成組夾具由于能夠利用加工零件工藝上的相似性，并且適應(yīng)工件特征在一定 范圍內(nèi)的變化而得到推廣和應(yīng)用，如何提高成組夾具設(shè)計(jì)效率成為需要重點(diǎn)解決 的問(wèn)題之一 [9]。 組合夾具與成組夾具都適用于中小批生產(chǎn)和新產(chǎn)品試制，任何事物都不是十 全十美的，組合夾具可多次重復(fù)使用，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，但制造成本高，組裝 后笨重復(fù)雜，剛性差，積累誤差大，而成組夾具可克服組合夾具的不足，組裝調(diào) 整時(shí)間短，生產(chǎn)和技術(shù)管理較方便。采用成組夾具是企業(yè)全面實(shí)行成組技術(shù)的需 要，是實(shí)現(xiàn)成組加工的重要手段和工具，而成組加工是實(shí)施成組技術(shù)的重要領(lǐng)域 和必要的環(huán)節(jié) [10]。夾具設(shè)計(jì)正朝著多功能、模塊化、高精度、高剛性、高強(qiáng)度、 通用化、快速化和自動(dòng)化的方向發(fā)展 [11]。 1.國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 目前發(fā)展的成組技術(shù)是應(yīng)用系統(tǒng)工程學(xué)的觀點(diǎn)，把中、小批生產(chǎn)中的設(shè)計(jì)制 造和管理等方面作為一個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)整體，統(tǒng)一協(xié)調(diào)生產(chǎn)活動(dòng)的各個(gè)方面，全面實(shí) 施成組技術(shù)以提高綜合經(jīng)濟(jì)效益。 成組技術(shù)從 20 世紀(jì) 50 年代提出到如今已經(jīng)歷了近 50 年的發(fā)展和應(yīng)用。成 組技術(shù)作為一門綜合性的生產(chǎn)技術(shù)科學(xué)是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程 設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造和柔性制造系統(tǒng)等方面的技術(shù)基礎(chǔ)。我國(guó)早在 20 世紀(jì) 60 年代初就在紡織機(jī)械、飛機(jī)、機(jī)床及工程機(jī)械等機(jī)械制造業(yè)中推廣應(yīng)用成組技術(shù)， 并初見成效。因此，成組技術(shù)受到國(guó)家有關(guān)部、局和工廠企業(yè)，研究所及高等院 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 校的重視。目前，正積極開展這一方面的科學(xué)研究、人材培訓(xùn)和推廣應(yīng)用等工作。 可以相信，隨著應(yīng)用推廣和科研工作的持續(xù)開展，成組技術(shù)對(duì)提高我國(guó)機(jī)械工業(yè) 的制造技術(shù)和生產(chǎn)管理水平將日益發(fā)揮其重要的作用 [4]。 成組工藝作為一種先進(jìn)的工藝方法和生產(chǎn)準(zhǔn)備方法，先后在蘇聯(lián)、民德、捷 克、波蘭以及英國(guó)、法國(guó)、日本等國(guó)已經(jīng)逐步得到了應(yīng)用，并獲得了良好的經(jīng)濟(jì) 效果。由于它能縮短單件、小批生產(chǎn)的準(zhǔn)備時(shí)間，擴(kuò)大加工批量，提高生產(chǎn)效率， 為適應(yīng)多品種生產(chǎn)的發(fā)展創(chuàng)造了條件。機(jī)床工業(yè)具有多品種、小批量生產(chǎn)的特點(diǎn)， 因而近年來(lái)在國(guó)外有不少機(jī)床制造廠家先后也采用了成組工藝技術(shù) [5]。 2.發(fā)展趨勢(shì) 成組夾具由于能夠利用加工零件工藝上的相似性，并且適應(yīng)工件特征在一定 范圍內(nèi)的變化而得到推廣和應(yīng)用，如何提高成組夾具設(shè)計(jì)效率成為需要重點(diǎn)解決 的問(wèn)題之一 [6]。 組合夾具與成組夾具都適用于中小批生產(chǎn)和新產(chǎn)品試制，任何事物都不是十 全十美的，組合夾具可多次重復(fù)使用，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，但制造成本高，組裝 后笨重復(fù)雜，剛性差，積累誤差大，而成組夾具可克服組合夾具的不足，組裝調(diào) 整時(shí)間短，生產(chǎn)和技術(shù)管理較方便。采用成組夾具是企業(yè)全面實(shí)行成組技術(shù)的需 要，是實(shí)現(xiàn)成組加工的重要手段和工具，而成組加工是實(shí)施成組技術(shù)的重要領(lǐng)域 和必要的環(huán)節(jié) [7]。夾具設(shè)計(jì)正朝著多功能、模塊化、高精度、高剛性、高強(qiáng)度、 通用化、快速化和自動(dòng)化的方向發(fā)展 [8]。 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 2 基本研究?jī)?nèi)容 通過(guò)分析一組小軸類零件（如圖 2.1 所示）上銑削槽的特點(diǎn)，找出共性，確 定銑削夾具形式，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確保定位精度滿足加工要求，工件夾緊牢固可 靠；要求機(jī)構(gòu)合理、加工方便。 圖 2.1 小軸類零件圖 D=10～30mm 2.1 工藝路線的制定 擬定工藝路線是制定工藝規(guī)程中關(guān)鍵性的一步，它由于定位基面的選擇有密 切的關(guān)系，因此應(yīng)多提出一些方案加以分析比較。工藝路線不但影響加工的質(zhì)量 和效率，而且影響到工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，生產(chǎn)成本等問(wèn)題。在工廠中設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意 機(jī)床的安排和各工序機(jī)床的位置。在擬定工藝路線是，要考慮一下四點(diǎn)： 1. 加工方法的選擇 選擇加工方法應(yīng)結(jié)合現(xiàn)有的實(shí)際情況及所用材料，生產(chǎn)類型，經(jīng)濟(jì)性的問(wèn)題。 根據(jù)復(fù)合零件表面加工的精度要求和表面粗糙度，均按改零件族中各零件的最高 要求為基準(zhǔn)，選擇零件表面的加工方案為：大側(cè)面：粗銑——精銑 內(nèi)孔：鉆空——精鏜孔 另外一些軸向孔的鉆削及攻絲。 2. 加工階段的劃分 零件的加工質(zhì)量要求較高時(shí)，必須把整個(gè)加工過(guò)程劃分為幾個(gè)階段，目 的是合理的利用機(jī)械設(shè)備。 粗加工階段——精加工階段——光整加工階段。光整加工階段以提高加工的 尺寸精度和降低表面粗糙度為主，一般不用以糾正形狀精度和位置精度。 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 3. 加工工序的安排 切削加工工序在安排加工順序時(shí)，有幾個(gè)原則。是需要遵守的：先粗加工 后精加工，先主后次，先加工平面后加工孔，先基準(zhǔn)后其它。 2.2 加工基準(zhǔn)面的選取 所謂基準(zhǔn)就是零件上用來(lái)確定其它點(diǎn)，線，面的位置的那些點(diǎn)基準(zhǔn)又分為設(shè) 計(jì)基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)。其中，定位基準(zhǔn)是在加工中工價(jià)或夾具上上占有正確位置所 采用的基準(zhǔn)，合理選擇定位基準(zhǔn)對(duì)保證加工精度和確定加工順序都有決定性影響。 在復(fù)合零件圖上，我選擇了工件底面為基準(zhǔn)面，選擇底面為定位。由于 底面在所有件中均為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，有基準(zhǔn)先行原則， 必須首先加工出此底面，但 此底面在圖紙上要求有很高的位置度要求，對(duì)于加工此底面時(shí)的定位面必須進(jìn)行 精加工。因此，我選擇了首先加工件為基準(zhǔn)的底面，由于零件是鑄件。兩側(cè)面可 以根據(jù)粗基準(zhǔn)互為基準(zhǔn)的原則，互為基準(zhǔn)加工。然后以側(cè)面為基準(zhǔn)把 X 矢量方向 和 X 方向自由度確定。既可保證中心設(shè)計(jì)基準(zhǔn)空的尺寸位置度要求。 2.3 切削用量及基本時(shí)間的確定 確定切削用量及基本時(shí)間 Tj 正確的選擇切削用量，對(duì)提高切削效率，保證必要的道具壽命和經(jīng)濟(jì)性以及 加工質(zhì)量都有重要的意義。為了確定切削用量的選擇原則，首先要了解他們對(duì)切 削加工的影響。而對(duì)切削加工產(chǎn)生影響的三方面分別是： 1） 對(duì)加工質(zhì)量的影響。 2） 對(duì)基本工藝時(shí)間的影響。 3） 對(duì)道具壽命和輔助時(shí)間的影響。 綜合切削用兩三要素對(duì)刀具壽命、生產(chǎn)率和加工質(zhì)量的影響，選擇切削用量 的順序應(yīng)為：首先選盡可能大的背吃刀量，其次選盡可能大的進(jìn)給量，最后選盡 可能大的切削速度。在此我選擇兩道工序作為例子來(lái)說(shuō)明如何計(jì)算切削用量和基 本時(shí)間的。 工序 03 為粗銑端面 A （1)切削用量 已知加工材料為 HT200， 。所選刀具為鑲嵌面銑刀。20baMP?? 銑刀直徑 D=200mm,寬度 L=18mm,齒數(shù) z=20。根據(jù)表 5-143（機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課 程設(shè)計(jì)指南，以下各表均出自此書）選擇道具的基本形狀。由于加工鑄鐵的 在>b? 150MPa 范圍內(nèi)，故選前角 （圓齒）, (端齒)。已知銑001,1?????。 08??? 削寬度 ，銑削深度 。銑床選擇 X60W 型臥室銑床。40eam?3pam 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 a) 確定每齒進(jìn)給量 。根據(jù)表 5-144，X60W 型臥式銑刀銑床的功率率為zf 2.8KW（表 5-74） ， 工藝系統(tǒng)剛性為中等，細(xì)齒盤銑刀加工材料，查得每齒進(jìn)給量 ?，F(xiàn)取 。0.6~.1/zfmz?0.7/zfmz? b) 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度。根據(jù)表 5-148，用鑲嵌面銑刀加工鑄料，銑 刀后刀面最大磨 損量為 0.8mm;銑刀直徑 D=200mm,耐用度 T=180min（表 5-149） 。 c) 確定切削速度和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 。根據(jù)表 2-17 中公式計(jì)算：zMf xyu qvvmppzecdkTaf? 式中， 48,0.25,.1,0.2,.30.1,.2,10min,3,.7/4vvvvvv pzeCq TafzzDmk????。.50.2.102.30.186/in37?6.4.innr??? 根據(jù) X60W 型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速表（表 5-75） ，選擇 則實(shí)際60/min1/rs? 切削速度 ，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為0.39/vms 0.72684/iMzf? 根據(jù) X60W 型臥式銑床工作臺(tái)進(jìn)給量表（表 5-76） ，選擇 ，則實(shí)3/iMzf 際的每齒進(jìn)給量為 。6.5/2zfmz? d) 驗(yàn)機(jī)床功率。根據(jù)表 2-18 的計(jì)算公式，銑削時(shí)的功率（單位 kW）為10cFvPxyufpzeFqwCadn? 式中， 65,.,0.72,.86,0,.86,3,0.2/42/min0.FFFFFpz e FcuqafmzzDrk????。1.0..86035.31.c N???6.9.4cPkW? X60W 銑床主電動(dòng)機(jī)的功率為 2.8kW，故所選切削用量可以采用。所確定的切 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 削用量為 0.52/,63/min,60/in,.39/z Mzfmf rvms??? (2)基本時(shí)間 根據(jù)表 2-25，鑲嵌式面銑刀的基本時(shí)間為 12jMzlTif? 式中， ??1 18, ~3,40,2,8,eeelladaDl????2463/min,Mzf.96jTs??? 工序 12 為精銑端面 （1)切削用量 本工序?yàn)榫庸て矫妗Ｋx刀具為鑲嵌面銑刀。銑刀直徑 D=200mm,寬度 L=18mm,齒數(shù) z=20。機(jī)床亦用 X60W 型臥式銑床 a) 確定每齒進(jìn)給量 。本工序要求保證表面粗糙度為 ,根據(jù)表 5-zf 3.2aRm? 144，每傳進(jìn)給量 ，現(xiàn)取 ，則0.5~12/rfmr?0.6/rfmr? .63/zfz b) 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)耐用度。根據(jù)表 5-148，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為 0.8；耐用度為 T= 180min（表 5-149） c) 確定切削速度和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 。按表 2-17 中公式計(jì)算，得zMf 0.25/,4.2/minvsnr? 根據(jù) X60W 型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速表（表 5-75） ，選擇 ，50/min.83/rrs? 實(shí)際切削速度 ，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為.98/ 。0.7iMzf? 根據(jù) X60W 型臥式銑床工作臺(tái)進(jìn)給量表（表 5-76） ，選擇 ,6/iMzf 則實(shí)際的每齒進(jìn)給量為 。630.52/2zfmz?? （2）基本時(shí)間 184.in396jTs?? 以上面兩道工序的切削用力和基本時(shí)間的計(jì)算為例來(lái)計(jì)算所要填寫工藝卡片上 的工序的基本內(nèi)容。 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 3 成組夾具設(shè)計(jì)方法 3.1 成組夾具的基本概念 小批生產(chǎn)一般多使用通用夾具，考慮到經(jīng)濟(jì)性，很少采用專用夾具；只有在 個(gè)別情況下，為了保證加工質(zhì)量的需要才采用專用夾具。應(yīng)用成組加工，由于有 了較大的成組生產(chǎn)量，允許采用先進(jìn)的工藝方法和裝備。 在成組技術(shù)基本原理指導(dǎo)下，為執(zhí)行成組工序而設(shè)計(jì)，制造的夾具稱為成組 夾具。預(yù)裝用夾具設(shè)計(jì)方法相比，其最本質(zhì)的差異在于成組夾具的設(shè)計(jì)不是針對(duì) 一種零件，而是針對(duì)同一工序加工的一組零件，即設(shè)計(jì)的成組夾具能使用于這一 組零件中的每一種零件。成組夾具的費(fèi)用是由零件組的成組生產(chǎn)量來(lái)分?jǐn)偟?，?是在此前提下，應(yīng)用成組加工允許廣泛的采用先進(jìn)工藝裝備。 按照成組技術(shù)原理，同類零件的夾具結(jié)構(gòu)必然存在著相似性。若對(duì)加工方法， 安裝方式和輪廓尺寸相同或相近的一組零件分別設(shè)計(jì)各個(gè)專用夾具，則它們?cè)诮Y(jié) 構(gòu)上將會(huì)是“大同小異”的，既存在著相似性。稍加分析可以斷定，一般他們?cè)?夾具整體，夾緊機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)裝置等部分大體上是相同的；而定位元件，夾緊元件 和刀相見等部分可能有小差異。成組夾具的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是建立在充分利用這種夾具 結(jié)構(gòu)的相似性。 3.2 成組夾具的調(diào)整方式 成組夾具的調(diào)整方式可歸結(jié)為四種。 （１）更換式 采用更換調(diào)整部分的元件或合件的方法，實(shí)現(xiàn)組內(nèi)不同工件 的安裝。其優(yōu)點(diǎn)是精確度高，使用可靠。缺點(diǎn)是隨著零件組內(nèi)零件品種的增加， 可換件的數(shù)量也增加，這與調(diào)解式相比，將會(huì)證加費(fèi)用，也給保管工作帶來(lái)不便。 此法多用于精度較高的定位和導(dǎo)向元件。 （２）調(diào)解式 借助于改變夾具可調(diào)元件位置的方法，以實(shí)現(xiàn)在內(nèi)不同工件 的安裝。其主要優(yōu)點(diǎn)是僅用有限數(shù)目的可調(diào)元件，就可以適應(yīng)組內(nèi)各種零件的安 裝，并使夾具保管工作方便。缺點(diǎn)是活動(dòng)的可調(diào)元件及其相應(yīng)的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)將會(huì)降 低夾具的精度和剛度。因此它常用于加工精度不高或工件的次要定位等場(chǎng)合。 （３）綜合式 兼用上述兩種調(diào)整方式，即同一套成組夾具即采用可換元件 有采用可調(diào)元件。取兩者之所長(zhǎng)，故可獲得較好的效果。 （４）組合式 將一組零件的有關(guān)的安裝元件（有時(shí)也包括到導(dǎo)向元件）同 時(shí)組合在一個(gè)夾具體上，以適應(yīng)同族各種零件先后加工的安裝需要。這樣，一種 零件安裝進(jìn)使用其相應(yīng)的一套安裝元件，并占據(jù)其各自得確定的安裝位置。由于 免除了有關(guān)元件的更換與調(diào)節(jié)，節(jié)約了夾具的調(diào)整時(shí)間。此種形式的成組夾具主 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 要用于同族零件種數(shù)少，批量較大的場(chǎng)合。 3.3 成組夾具設(shè)計(jì)原則 除應(yīng)考慮到成組夾具的特點(diǎn)以外，它與專用夾具設(shè)計(jì)的一般方法是基本相同 的。 根據(jù)成組夾具的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題。 １． 設(shè)計(jì)的成組夾具應(yīng)具有良好的可調(diào)整性 如上所述，成組夾具包括基礎(chǔ)部分和可調(diào)部分?；A(chǔ)部分設(shè)計(jì)的方法大體與 專用夾具的相同。當(dāng)然，射擊基礎(chǔ)部分是不能不考慮到調(diào)整方式以及調(diào)整部分在 夾具體上的配置位置。 調(diào)整部分是成組夾具的重要組成部分，在很大程度上，它決定了成組夾具使 用的效果。為此，應(yīng)作多反感分析比較，慎重決定。 良好的可調(diào)整性首先表現(xiàn)在成組夾具的調(diào)整簡(jiǎn)易可行，并能保證同族各零件 確定的安裝位置。為了調(diào)整迅速，精確，有時(shí)可采用專用的調(diào)整校正元件。 ２．夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)緊湊 成組夾具應(yīng)適合用于一組零件，零件分組不當(dāng)，往往會(huì)造成夾具結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 龐大，使用不便。 夾具總體輪廓尺寸重要取決于零件組中最大零件，各種零件安裝位置的布置 以及加緊和調(diào)整方式。 當(dāng)零件組內(nèi)零件品種多，尺寸又分散的情況下，宜于將零件組劃分為若干尺 寸組（調(diào)整組） ，按尺寸組分別設(shè)計(jì)成結(jié)構(gòu)相近而大小不等的若干套成組夾具， 以保證結(jié)構(gòu)緊湊，使用方便。尺寸組的劃分出根據(jù)零件的總體外形，尺寸及安裝 方式以外，尚應(yīng)考慮到零件組的成組生產(chǎn)量和機(jī)床負(fù)荷。 ３． 應(yīng)保證同族零件的加工技術(shù)要求 設(shè)計(jì)的成組夾具應(yīng)是零件組任一種零件均能迅速，可靠的安裝，并能保證同 組各零件的加工質(zhì)量。為此，應(yīng)全面分析全組零件的加工技術(shù)要求和加工受理情 況，并以零件組中零件的最高加工技術(shù)要求和最不利的加工條件為設(shè)計(jì)依據(jù)。 ４． 設(shè)計(jì)的成組夾具應(yīng)予零件組的成組生產(chǎn)量相適應(yīng) 考慮到成組生產(chǎn)量，在符合經(jīng)濟(jì)性條件下，應(yīng)盡可能的提高成組夾具的使用 性能和效率，因此，有可能廣泛的采用先進(jìn)結(jié)構(gòu)和高效裝置，如氣動(dòng)，液壓，氣 液壓聯(lián)動(dòng)等各種機(jī)動(dòng)裝置，以及各種快速聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)和快換結(jié)構(gòu)等。 ５． 夾具設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化 成組夾具設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能的采用以標(biāo)準(zhǔn)化的夾具元部件，結(jié)構(gòu)和裝置，例如各 種通用的旋轉(zhuǎn)分度工作臺(tái)，各種機(jī)動(dòng)夾緊結(jié)構(gòu)和裝置，以及帶殼換鉗口的虎鉗和 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 滑柱式鉆模等等。 不少著作在機(jī)床夾具分類中，把帶殼換鉗口的虎鉗和滑柱式鉆模等歸屬于通 用可調(diào)夾具。嚴(yán)格的說(shuō)，例如滑柱式鉆模，在未設(shè)置相應(yīng)的定位元件，鉆套和夾 緊元件之前，他并不是一套完整的夾具，僅是一種標(biāo)準(zhǔn)化，系列化了的典型構(gòu)件 （僅包括夾具體和夾緊機(jī)構(gòu)） ，供夾具設(shè)計(jì)時(shí)選用，可以用它設(shè)計(jì)成專用夾具， 也可以用它作為基礎(chǔ)部分設(shè)計(jì)為成組夾具，關(guān)鍵在于夾具設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想。 ６． 設(shè)計(jì)的成組夾具應(yīng)具有繼承性 應(yīng)賦予夾具以繼承性，尤其是成組夾具的基礎(chǔ)部分，以適應(yīng)產(chǎn)品不斷更新?lián)Q 代，新的零件品種增多的要求，這樣，可以延長(zhǎng)成組夾具的使用期，加速新產(chǎn)品 的投產(chǎn)。 3.4 成組夾具設(shè)計(jì)步驟 成組夾具和專用夾具的設(shè)計(jì)過(guò)程大體相同，其主要差別在于成組夾具對(duì)象不 是一種零件而是一組零件。因此設(shè)計(jì)時(shí)綜合分析的工作量較大，既需要對(duì)這一組 零件的圖紙，成組工藝及加工條件等全面的綜合分析，以確定最佳的工件安裝和 夾具的調(diào)整方法。成組極具的調(diào)整部分是設(shè)計(jì)的難點(diǎn)所在，設(shè)計(jì)者應(yīng)按確定的調(diào) 整方式設(shè)計(jì)或選用可換件，可調(diào)節(jié)及可調(diào)機(jī)構(gòu)，以滿足同組各種零件的安裝和加 工要求。 成組夾具設(shè)計(jì)任務(wù)書是設(shè)計(jì)的依據(jù)，一般是由成組工藝規(guī)程編制人員提出， 其格式可視工廠具體情況而定。工序圖可以是復(fù)合零件或繪出代表零件的安裝示 意圖，零件組特征要素矩陣表填寫使用該成組夾具的各種零件特征要素統(tǒng)計(jì)的累 積數(shù)，以供夾具設(shè)計(jì)時(shí)參考。夾具設(shè)計(jì)人員經(jīng)過(guò)綜合分析可對(duì)夾具設(shè)計(jì)任務(wù)書提 出修改意見。 成組夾具是通過(guò)調(diào)整以適應(yīng)特定的一組零件安裝，加工使用的。為便于正確 使用和管理，尚應(yīng)編制成組夾具調(diào)整卡片。應(yīng)對(duì)同組每種零件編制夾具調(diào)整卡片， 卡片中除了上述夾具調(diào)整圖以外，尚可應(yīng)用相應(yīng)的技術(shù)表格和使用說(shuō)明，以表明 成組夾具的編號(hào)，零件圖紙編號(hào)及編碼，采用的可換件，可調(diào)節(jié)及校正元件的編 號(hào)及數(shù)量，以及調(diào)整注意事項(xiàng)及夾具調(diào)整后應(yīng)檢驗(yàn)的項(xiàng)目的等等。 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 4 專用夾具的設(shè)計(jì) 4.1 銑床專用夾具的主要類型 （一）直線送進(jìn)的專用銑床夾具 這類夾具安裝在銑床工作臺(tái)上，加工中工作臺(tái)是按直線進(jìn)給方式運(yùn)動(dòng)的， 在洗削工序中，為了提高夾具的工作效率，對(duì)于這類銑床夾具，可采用連 動(dòng)加緊機(jī)構(gòu)和氣動(dòng)，和液壓傳動(dòng)裝置，也可采用多件多工位夾具使加工的機(jī)構(gòu)時(shí) 間和裝卸工件時(shí)間重合等項(xiàng)措施。 （二）圓周送進(jìn)的專用銑床夾具 圓周銑削法的送進(jìn)運(yùn)動(dòng)時(shí)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(chǎn)。 設(shè)計(jì)圓周送進(jìn)銑床夾具時(shí)應(yīng)注意使沿圓周排列的工件盡量緊湊，以減少銑 刀的空程和夾具的尺寸和質(zhì)量；手柄沿轉(zhuǎn)臺(tái)的四周分布以便于操作，盡可能采用 氣動(dòng)液壓等機(jī)械化夾緊方式以減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度。 （三）機(jī)械仿形送進(jìn)的靠模夾具 靠模夾具時(shí)用來(lái)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(jìn)運(yùn)動(dòng)和由靠模獲得的輔助運(yùn)動(dòng)合成加工所需要的仿形運(yùn)動(dòng)。因此按照送進(jìn)運(yùn)動(dòng) 的方式，把用于加工直線曲面的仿形夾具分成直線送進(jìn)和圓周送進(jìn)的兩種。采用 靠模夾具可在一般萬(wàn)能銑床上加工出所需要的成形面以代替價(jià)格昂貴的靠模銑床 加工，這對(duì)于中小廠來(lái)說(shuō)，通過(guò)采用夾具來(lái)擴(kuò)大機(jī)床工藝用途，以解決缺少特殊 設(shè)備問(wèn)題，具有較大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義。 4.2 銑床專用夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn) （一）由于銑削過(guò)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(shí)多 可能在改變。所以?shī)A具應(yīng)具有足夠的剛性和強(qiáng)度，夾具的重心應(yīng)盡量低，夾具的 高度于寬度之比應(yīng)為 1：1.25，并應(yīng)有足夠排屑空間。 （二）夾緊裝置要有足夠的強(qiáng)度和剛度，保證必需的夾緊力，并有良好的自鎖性 能，一般在銑床夾具上特別是粗銑，不宜采用偏心夾緊。 （三）夾緊力應(yīng)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(dāng)從側(cè)面壓緊工件時(shí)，壓板在側(cè)面的著力點(diǎn)應(yīng)低于工件側(cè)面支承 點(diǎn)。 （四）為了調(diào)整和確定夾具與銑刀的相對(duì)位置，應(yīng)正確選用對(duì)刀裝置，對(duì)到裝置 在使用塞尺方便和易于觀察的位置，并應(yīng)在銑刀開始切入工件的一端。 （五）切削和切削液應(yīng)能順利地排除，必要時(shí)應(yīng)開排屑孔。 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 （六）為了調(diào)整和確定夾具與機(jī)床工作臺(tái)軸線的相對(duì)位置，在夾具的底面應(yīng)具有 兩個(gè)定向建，定向健與工作臺(tái) T 形槽宜用單面貼合。當(dāng)工作臺(tái) T 形槽表面平整時(shí) 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。 4.3 夾緊裝置 在機(jī)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(dòng)或位移，一般在夾具結(jié)構(gòu)中都必須設(shè)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(chǎn)生夾緊作用力的裝置。通常是指機(jī)動(dòng)夾緊時(shí)所 用的氣動(dòng)，液壓，電動(dòng)等動(dòng)力裝置。 （2）中間遞力機(jī)構(gòu)， 。中間遞力機(jī)構(gòu)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(duì)工件的夾緊。一般遞力機(jī)構(gòu)可 以在傳遞加緊作用力過(guò)程中，改變夾緊作用力的方向和大小，并根據(jù)需要亦可具 有一定的自鎖性能。 （3）夾緊元件與夾緊機(jī)構(gòu)。夾緊元件是夾緊裝置的最終執(zhí)行元件。通過(guò)它和 工件受壓面的直接接觸而完成夾緊動(dòng)作。 以上就是夾緊裝置的基本設(shè)計(jì)內(nèi)容。 2.夾緊裝置的基本要求 (1)在夾緊過(guò)程中，工件應(yīng)能保持在既定位置，即在夾緊力的作用下，工件不 應(yīng)離開定位置支承。 （2）夾緊力的大小要適當(dāng)，可靠。既要是工件在加工過(guò)程中不產(chǎn)生移動(dòng)和 振動(dòng)，又不使工件產(chǎn)生不允許的變形和損傷。 （3）夾緊裝置應(yīng)操作安全，方便，省力。 （4）夾緊裝置的自動(dòng)化程度和復(fù)雜程度應(yīng)與工件的產(chǎn)量和批量相適應(yīng)。 4.4 專用夾具的基準(zhǔn)選擇 本夾具采用側(cè)面定位限制一個(gè)方向的自由度；由壓板軸定位，這樣六個(gè)自由 度全部都被限制住了?？烧{(diào)部分安裝在夾具體上，即通過(guò)滑塊來(lái)限制住支座 X 軸 方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)。并通過(guò)滑塊上的可換定位銷來(lái)實(shí)現(xiàn)限制作用。 定位基礎(chǔ)可以通過(guò)夾具體上的面來(lái)定位或由底板來(lái)定位，因?yàn)閵A具上的面上 的定位誤差比起底板所產(chǎn)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(zhǔn)。 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 4.5 機(jī)床夾具的概述 4.5.1 機(jī)床夾具概述 機(jī)床夾具是在機(jī)械制造過(guò)程中，用來(lái)固定加工對(duì)象，使之占有正確的位置， 以接受加工或檢測(cè)并保證加工要求的機(jī)床附加裝置，簡(jiǎn)稱為夾具。 在機(jī)床上加工工件的時(shí)候，必須用夾具裝好夾牢所要加工工件。工件在機(jī)床 上加工時(shí)，為保證加工精度和提高生產(chǎn)率，必須使工件在機(jī)床上相對(duì)刀具占有正 確的位置，這一過(guò)程稱為定位。將工件夾緊，就是對(duì)工件施加作用力，使之在已 經(jīng)定好的位置上將工件可靠地夾緊，這一過(guò)程稱為夾緊。從定位到夾緊的全過(guò)程， 稱為裝夾。機(jī)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。 4.5.2 機(jī)床夾具的種類 機(jī)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(diào)夾具及 隨行夾具五種基本類型。如按所使用的機(jī)床來(lái)分類，則機(jī)床夾具可分為車床夾具、 銑床夾具、躺床夾具、鉆床夾具、磨床夾具、自動(dòng)機(jī)床夾具及數(shù)控機(jī)床夾具等。 通用夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的、可用于加工一定范圍內(nèi)的不同工件的夾具，如 三爪卡盤、平口虎鉗、萬(wàn)能分度頭等。這些夾具已作為機(jī)床附件由專門工廠制造 供應(yīng)。 專業(yè)夾具是指專為某一工件的某道工序而設(shè)計(jì)制造的夾具。專業(yè)夾具在批量 生產(chǎn)中使用，這也是本次夾具設(shè)計(jì)的主要研究對(duì)象。 4.5.3 機(jī)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(guò)程中 不變。 3.夾具體 夾具體是機(jī)床夾具的基礎(chǔ)件，通過(guò)它將夾具的所有元件連接成一個(gè) 整體，并通過(guò)它將整個(gè)夾具安裝在機(jī)床上。 4.其他裝置或元件 各種夾具還應(yīng)根據(jù)需要設(shè)置一些其它裝置或元件，有分度 裝置，導(dǎo)向或?qū)Φ对?，夾具與機(jī)床之間的連接元件等。如銑削加工一般多 采用定距切削，為便于調(diào)整刀具相對(duì)于工件被加工表面的位置，夾具上常設(shè) 置對(duì)刀裝置，其中對(duì)刀裝置包括對(duì)刀塊和塞尺。 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 4.6 銑床夾具的分類 銑床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。按銑削的進(jìn)給方式，可將銑床夾具分為直線進(jìn)給式、圓周進(jìn) 給式和靠模進(jìn)給式三類。其中，直線進(jìn)給式夾具用得最多。 另外，銑床夾具按使用范圍可分為通用銑夾具、專用銑夾具和組合銑夾具三 類；還可按自動(dòng)化程度和夾緊動(dòng)力源的不同以及裝夾工件數(shù)量的多少等進(jìn)行分類。 4.7 銑削專用夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 1.為了調(diào)整和確定夾具與機(jī)床工作臺(tái)軸線的相對(duì)位置，在夾具體與地面之間應(yīng)具 有兩個(gè)定位鍵。 2.為了調(diào)整和確定夾具與銑刀的相對(duì)位置，應(yīng)正確選用對(duì)刀裝置，對(duì)刀裝置應(yīng)在 使用塞尺方便和易于觀察的位置，并應(yīng)在銑刀開始切入工件的一端。 3.考慮加工余量大和切削力方向隨時(shí)可能變化的因素，夾具應(yīng)有足夠的剛性和強(qiáng) 度，夾具的重心應(yīng)盡量低。 4.夾具裝置要有足夠的強(qiáng)度和剛度，保證必需的夾緊力，并有良好的自鎖性能。 5.夾緊力應(yīng)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(dāng)從側(cè)面壓緊工件時(shí)，壓板在側(cè)面的著力點(diǎn)應(yīng)低于工件側(cè)面支承點(diǎn)。 6.切屑和冷卻液應(yīng)能順利排出，必要時(shí)應(yīng)開排泄孔 【2】 4.8 銑床夾具的安裝 夾具在銑床工作臺(tái)上的定位,由裝在夾具體底部的兩個(gè)定位鍵實(shí)現(xiàn)。銑床夾 具在銑床工作臺(tái)上的安裝位置，直接影響被加工表面的位置精度，因而在設(shè)計(jì)時(shí) 必須考慮其安裝方法，一般是在夾具底座下面裝兩個(gè)定位鍵。定位鍵的結(jié)構(gòu)尺寸 已標(biāo)準(zhǔn)化，應(yīng)按銑床工作臺(tái)的 T 形精加工工序尺寸選定，它和夾具底座以及工作 臺(tái) T 形精加工工序的配合為 H7/h6、H8/h8。兩定位鍵的距離應(yīng)力求最大，以利提 高安裝精度。 定位鍵安裝在夾具體底面的縱向精加工工序中,一個(gè)夾具一般要配置兩個(gè)定 位鍵。銑床夾具底座定位鍵與銑床工作臺(tái) T 型精加工工序的配合連接，再用 T 形 螺栓和墊圈、螺母將夾具體緊固在工作臺(tái)上，所以在夾具體上還需要提供兩個(gè)穿 T 形螺栓的耳座。如果夾具寬度較大時(shí)，可在同側(cè)設(shè)置兩個(gè)耳座，兩耳座的距離 要和銑床工作臺(tái)兩個(gè) T 形精加工工序間的距離一致。T 形精加工工序?qū)к壢缦聢D 1.1： 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 圖 1.1 銑床加工工序?qū)к?4.9 工件的定位與誤差分析 4.9.1 工
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