本科畢業(yè)設(shè)計說明書
目錄
第1章 緒論 2
1.1 機床夾具的概念與功能 2
1.1.1 機床夾具 2
1.1.2機床夾具的功能 2
1.2 機床夾具的組成 2
1.2.1機床夾具的基本組成部分 2
1.2.2 機床夾具的其他組成部分 3
1.3機床夾具的分類 3
1.3.1 按夾具的通用特性分類 3
1.3.2 按夾具使用的機床分類 5
1.4機床夾具的設(shè)計特點 5
1.5專用夾具設(shè)計要求 5
1.6夾具設(shè)計步驟 6
車床夾具 7
1車床夾具的設(shè)計要點 7
2鏜模的設(shè)計要點 8
3研究初始資料，確定確定基本要求 9
4定位方案的比較與選擇 10
5夾緊裝置的設(shè)計 11
5.1 夾緊裝置的設(shè)計要點 11
5.2楔塊夾緊裝置夾緊力設(shè)計要點 12
6車床夾具定位誤差計算 13
一、工件以外圓柱面通過V型塊定位時的定位誤差計算要點 13
工序基準定位基準△定 13
二 、工件定位誤差計算 14
7繪制夾具總裝圖 15
8標注夾具裝配圖上的各部分尺寸的技術(shù)條件 15
9標注零件編號及編制明細表 16
第1章 緒論
1.1 機床夾具的概念與功能
1.1.1 機床夾具
由機械制造工藝系統(tǒng)的組成-機床、工件、刀具、和夾具可以看出夾具在機械加工中的地位。尤其在成批生產(chǎn)時更是大量的采用機床夾具。他們是機床和工件之間的連接裝置。機床夾具的好壞將直接影響工件加工表面的位置精度，所以機床夾具設(shè)計是及其重要的工作之一，也是加工過程中最活躍的因素之一。
夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，他廣泛應(yīng)用于機械制造過程中的切削加工、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(xiàn)代生產(chǎn)中，機床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，他直接影響著加工的精度，勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等，故機床夾具設(shè)計在企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計和制造以及生產(chǎn)技術(shù)準備中占有很重要的地位。機床夾具設(shè)計是一項重要的技術(shù)工作。
1.1.2機床夾具的功能
機床夾具主要的功能是裝夾工件，使工件在夾具中定位和夾緊。
定位 確定工件在夾具中正確的位置的過程。定位是通過工件定位基準面與夾具定位元件的定位面接觸和配合實現(xiàn)的。正確的定位可以保證工件加工面的尺寸和位置精度要求。
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，若不使工件固定，則工件會松動、甚至脫落。因此夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。
對刀 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，它能迅速的確定銑刀相對于夾具的正確位置。
導(dǎo)向 如鉆床夾具中的鉆模板和鉆套，能迅速的確定鉆頭的位置，并引導(dǎo)其進行鉆削。導(dǎo)向元件制成鉆模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模。鏜床夾具也具有導(dǎo)向功能。
1.2 機床夾具的組成
1.2.1機床夾具的基本組成部分
雖然各類機床夾具的結(jié)構(gòu)有所不同，但主要功能加以分析，機床夾具的基本組成部分是定位元件、夾緊裝置和夾具體三個部分。這也是夾具設(shè)計的主要內(nèi)容。
1. 定位元件
定位元件是夾具的主要功能元件之一。通常，當(dāng)工件的定位基準面確定后，定位元件的結(jié)構(gòu)也就基本確定了，定位元件的定位精度直接影響工件加工的精度。
2. 夾緊裝置
夾緊裝置也是夾具的主要功能之一。通常，夾緊裝置的結(jié)構(gòu)會影響夾具的復(fù)雜程度和性能。它的結(jié)構(gòu)和類型很多，設(shè)計時應(yīng)注意選擇。
3. 夾具體
夾具體是夾具的基體骨架，通過它將夾具所有元件構(gòu)成一個整體。通常的夾具體為鑄件結(jié)構(gòu)、鍛造結(jié)構(gòu)、焊接結(jié)構(gòu)，形狀有回轉(zhuǎn)體型、底座型等多種。定位元件、夾緊裝置等分布在夾具體不同的位置上。
1.2.2 機床夾具的其他組成部分
為滿足夾具的其他功能要求，各種夾具還要設(shè)計其它的元件或裝置。
1.連接元件
根據(jù)機床的工作特點，夾具在機床上的安裝連接常有兩種形式。一種是安裝在機床工作臺上，另一種是安裝在機床主軸上。連接元件用以確定夾具本身在機床上的位置。如車床夾具唆使用的過渡盤，銑床夾具所使用的定位鍵等，都是連接元件。
2.對刀與導(dǎo)向裝置
對刀與導(dǎo)向裝置的功能是確定刀具的位置。
對刀裝置常見在銑床夾具中。對刀塊可調(diào)整銑刀加工前的位置。對刀時銑刀不能直接與對刀塊接觸，以免碰傷銑刀的切削刃和對刀塊工作表面。通常在銑刀和對刀塊對刀表面間留有空隙，并且用塞尺進行檢查，以調(diào)整刀具，使其保持正確的位置。
導(dǎo)向裝置主要指鉆模的鉆模板，刀具的位置，并引導(dǎo)刀具進行切削。
3.其它元件或裝置
根據(jù)加工需要，有些夾具分別采用分度裝置、靠模裝置、上下料裝置、機器人、頂
出器和平衡塊等。這些元件或裝置也需要專門設(shè)計。
1.3機床夾具的分類
1.3.1 按夾具的通用特性分類
這是一種基本的分類方法，主要反映夾具在不同生產(chǎn)類型中的通用特性，故也是選擇夾具的主要依據(jù)。目前，我國常用的分類有通用夾具、專用夾具、可調(diào)夾具、組合夾具和自動化生產(chǎn)夾具五類。
（1）通用夾具
通用夾具是指結(jié)構(gòu)、尺寸已經(jīng)規(guī)格化，且具有一定通用性的夾具，如三爪自定心卡盤、四爪單動卡盤、臺虎鉗、萬能分度頭、頂尖中心架、電磁吸盤等。其特點是適應(yīng)性強，不須調(diào)整或稍加調(diào)整即可裝夾一定形狀和尺寸范圍內(nèi)的各種工件。這類夾具已商品化，且成為機床附件。采用這類夾具可縮短生產(chǎn)準備周期，減少夾具品種，從而降低成本。其缺點是夾具的加工精度不高，生產(chǎn)率也較底，且較難加工形狀復(fù)雜的工件，故適用于單件小批量生產(chǎn)。
（2）專用夾具
專用夾具根據(jù)某一工件某一工序的加工要求而專門設(shè)計和制造的夾具。其特點是針對性極強，沒有通用性。在產(chǎn)品相對穩(wěn)定，批量較大的生產(chǎn)中，常用各種專用夾具，可獲得較高的生產(chǎn)率和加工精度。專用夾具設(shè)計和制造的周期較長，隨著現(xiàn)代多品種，中、小批生產(chǎn)的發(fā)展，專用夾具適應(yīng)性和經(jīng)濟性等方面已存在很多問題。
（3）可調(diào)夾具
可調(diào)夾具是根據(jù)通用夾具和專用夾具的缺點而設(shè)計發(fā)展起來的一類新型夾具。對不同類型和不同尺寸的工件，只需調(diào)整或更換原來夾具上的個別定位元件或夾緊元件便可使用。它一般又可氛圍通用可調(diào)夾具和成組夾具兩種。前者的通用范圍比通用夾具更大，；后者則是一種可調(diào)夾具，它按成組夾具設(shè)計并能加工一族相似的工件，故多品種，中、小批生產(chǎn)中使用有較好的經(jīng)濟效果。
（4）組合夾具
組合夾具是一種模塊化的夾具。標準的模塊化元件有較高的精度和耐磨性，可組裝成各種夾具；夾具用畢即可拆卸，留待組合新的夾具。由于使用組合夾具可縮短生產(chǎn)準備周期，零件能重復(fù)多次使用，并具有減少專用夾具數(shù)量的優(yōu)點，因此組合夾具在單件、中、小批多品種生產(chǎn)和數(shù)控加工中，是一種非常經(jīng)濟的夾具。組合夾具也已經(jīng)商品化。
（5）自動化生產(chǎn)用夾具
自動化生產(chǎn)用夾具主要分自動線夾具和數(shù)控機床用夾具兩大類。自動線夾具有兩種：一是固定式夾具；另一種是隨行夾具。數(shù)控機床夾具還包括加工中心用夾具和柔性制造系統(tǒng)用夾具。隨著制造的現(xiàn)代化，在企業(yè)中數(shù)控機床夾具的比例正在增加，以滿足數(shù)控加工的要求。數(shù)控機床夾具的典型結(jié)構(gòu)是拼裝夾具。它是利用標準的模塊組裝成的夾具。
1.3.2 按夾具使用的機床分類
這是專用夾具設(shè)計所用的分類方法。如車床夾具、銑床夾具、刨床夾具、鏜床夾具、磨床夾具等夾具。設(shè)計專用夾具時，機床的類別、組別、型別和主要參數(shù)均已確定。它們的不同點是機床的切削成型運動不同，故夾具與機床的連接方式不同，他們的加工精度要求也各不同。
1.4機床夾具的設(shè)計特點
機床夾具設(shè)計與其它裝備設(shè)計比較，有較大的差別，主要表現(xiàn)在以下五個方面
（1） 有較短的設(shè)計和制造周期。一般沒有條件對夾具進行原理性試驗和復(fù)雜的計算工作。
（2） 夾具的精度一般比工件高2至3倍。
（3） 夾具和操作工人的關(guān)系特別密切，要求夾具與生產(chǎn)條件和操作習(xí)慣密切結(jié)合。
（4） 夾具一般情況下是單件制造的，沒有重復(fù)制造的機會，通常要求夾具在投產(chǎn)時一次成功。
（5） 夾具的社會協(xié)作制造條件較差，特別是商品化的元件較少。
顯然，注意這些問題是很重要的。這將有利于夾具的設(shè)計以及制造質(zhì)量。
1.5專用夾具設(shè)計要求
夾具設(shè)計時，應(yīng)滿足以下主要要求：
（1）保證工件的加工精度要求，即在機械加工工藝系統(tǒng)中，夾具滿足以下三項要求：一夾具在機床上的正確位置；工件在夾具中的正確位置；刀具的正確位置。
（2）保證工人的操作方便、安全、能減輕工人的勞動強度。如采用氣動、液動等機械化夾緊裝置，以減輕工人的勞動強度，并可較好的控制夾緊力。夾具操作位置應(yīng)符合操作工人的習(xí)慣，必要時應(yīng)有安全保護裝置，以保證使用安全。
（3）夾具總體方案應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)。在大批量生產(chǎn)時，應(yīng)盡量采用個中快速、高效的，如多件夾緊，聯(lián)動夾緊等，以縮短勞動時間，提高生產(chǎn)率；在小批量生產(chǎn)中，則要在盡可能滿足夾具功能的前提下，盡可能使夾具結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，以降低成本。
（4）適當(dāng)提高家具元件的通用化和標準化程度。要選用標準化元件選用商品化的標準元件，以縮短夾具制造周期，降低夾具成本。
（5）便于排屑。
（6）有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。設(shè)計夾具應(yīng)便于制造、檢驗、裝配、調(diào)整、維修等。
1.6夾具設(shè)計步驟
（1） 確定夾具的類型。
（2） 定位設(shè)計，根據(jù)六點定位原則設(shè)計確定工件的定位方式，選擇合適的定位元件。
（3） 確定工件的夾緊方式，選擇合適的夾緊裝置。使夾緊力與切削力靜力平衡，并注意縮短輔助時間。
（4） 確定刀具的對刀導(dǎo)向方案，選擇合適的對刀元件或?qū)蛟?
（5） 確定夾具與機床的連接方式。
（6） 確定其它元件和裝置的結(jié)構(gòu)形式，如分度裝置、靠模裝置等。
（7） 確定夾具總體布局和夾具的結(jié)構(gòu)形式。并處理好定位元件在家具體上的位置。
（8） 繪制夾具方案設(shè)計圖。
（9） 進行工序精度分析。
（10） 對動力夾緊裝置進行夾緊力驗算。
車床夾具
（我設(shè)計的在六角車床上鏜發(fā)動機前支座的110mm孔時，需要在車床上去鏜，要綜合車床與鏜床的特點。）
1車床夾具的設(shè)計要點
.1車床夾具總體結(jié)構(gòu)
車床夾具大都安裝在機床主軸上，并與主軸一起做回轉(zhuǎn)運動。為保證夾具工作平穩(wěn)，夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量緊湊，重心應(yīng)盡量靠近主軸端，一般要求夾具懸伸不大于夾具輪廓外徑。對于彎板式車床夾具和偏重的車床夾具，應(yīng)很好的進行平衡。通常采用加平衡塊（配重）的方法進行平衡。為保證工作安全，夾具上所有元件或機構(gòu)不應(yīng)超出夾具體的外輪廓，必要時應(yīng)加防護罩。此外要求車床夾具的夾緊機構(gòu)要提供足夠的夾緊力，且有較好的自鎖性，以確保工件在切削過程中不會松動。
.2 夾具與機床主軸的連接
車床夾具與機床主軸的連接方式取決于機床主軸軸端的結(jié)構(gòu)以及夾具體的體積和精度要求。
車床夾具經(jīng)常使用過渡盤與機床主軸相連接。過渡盤與機床的連接可以采用長錐柄安裝在主軸椎孔內(nèi)，這種方式定位精度高，但是剛性較差多用于小型車床夾具與機床的連接；通常采用的是斷面和短錐定位，這種定位方式不但鼎新精度高，而且剛性好。需要注意的是這種定位方式是過定位，因此要求制造精度高，一般要求對夾具體上的端面和椎孔進行配磨加工。過渡盤與夾具的連接大都采用止口（一大平面加一短圓柱面）連接方式。當(dāng)車床夾具需要經(jīng)常更換時，采用過渡盤連接是很方便的。為減小由于增加過渡盤而造成的夾具安裝誤差，可在安裝夾具時，對夾具的定位面（或在夾具上專門作出的找正環(huán)面）進行找正。
車床夾具主要用于加工零件的內(nèi)外圓、圓錐面、回轉(zhuǎn)成型面、螺紋及端平面等。車床夾具中，一類是加劇安裝在車床的主軸上，可分為：心軸類、夾頭卡盤類、焦忒類和花盤類等；另一類是夾具安裝在車床的拖板或床身上，如在車床上用旋轉(zhuǎn)刀鏜孔的夾具，以及加工回轉(zhuǎn)成型面的靠模等。
.3車床夾具設(shè)計要點
車床夾具工作時的主要特點是機床主軸帶動夾具做高速回轉(zhuǎn)，故在設(shè)計車床夾具時，除了保證工件達到的工序的精度要求外，還需考慮：
1. 夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量緊湊，懸臂尺寸應(yīng)盡可能短，市中心靠近主軸端。夾具懸臂長度L與其外擴尺寸D之比：到D<150mm時,L/D1.25;當(dāng)D=150~300mm時, L/D0.9;當(dāng)D>300mm時,L/D0.6。
2. 夾具重心應(yīng)盡可能靠近回轉(zhuǎn)軸線，凡形狀或重心對回轉(zhuǎn)中心不對稱夾具應(yīng)有平衡措施，且平衡塊位置應(yīng)可根據(jù)需要進行調(diào)節(jié)。
3. 夾具上所有元件的布置和工件的外形不應(yīng)超出夾具體的外廓，靠近外緣的元件不應(yīng)有突出的棱角，必要時應(yīng)加防護罩。夾具裝置應(yīng)注意夾具旋轉(zhuǎn)的慣性力，防止回轉(zhuǎn)是夾緊元件松脫。
4. 車床夾具與主軸的連接應(yīng)保證夾具回轉(zhuǎn)軸線與車床主軸軸線有盡可能高得同軸度。當(dāng)主軸高速轉(zhuǎn)動急剎車時，夾具與主軸間的連接應(yīng)有防松裝置。
5. 加工過程中，工件在夾具上應(yīng)能用量具測量，金屬屑應(yīng)能順利排出及清理。
根據(jù)以上要點進行車床夾具的設(shè)計
2鏜模的設(shè)計要點
而對于鏜床夾具（鏜模），則有自己的特點，鏜模根據(jù)鏜套支架的布置形式可分為單面導(dǎo)向和雙面導(dǎo)向兩類。
一、單面導(dǎo)向只有一個導(dǎo)向支架，可布置在刀具前面，成為前導(dǎo)向；也可布置在刀具后面稱為后導(dǎo)向。單面前導(dǎo)向形式適合于加工孔徑大于60mm，長徑比小于1的通孔。其優(yōu)點是加工過程中便于加工和測量，這對于需要更換刀具進行多工位加工或者多工步加工是很有利的。我設(shè)計的車床鏜孔夾具用的就是單面前導(dǎo)向，由于鏜刀較長，用前導(dǎo)向以保證鏜刀剛度。對于單面后導(dǎo)向的形式，主要用于盲孔和孔徑小于60mm的通孔加工。被加工孔的長徑比小于1時，鏜桿引導(dǎo)部分直徑可大于孔徑，此時鏜桿剛性較好，加工精度易于保證，換刀時也不必更換鏜套。當(dāng)被加工孔的長徑比大于1時，鏜桿直徑應(yīng)制成同一尺寸，并應(yīng)小于被加工孔的直徑，以使鏜桿能順利進入孔中，以上兩種形式的支架，要求鏜桿與機床主軸為剛性連接。
二、 雙面導(dǎo)向有兩個鏜模支架，分別分布在刀架的前后方，并要求鏜桿與機床主軸采用浮動連接。此時，鏜桿的精度完全有夾具來保證，而不受機床精度的影響。雙面導(dǎo)向常用于加工長徑比大于1.5的長孔或同軸度要求較高的兩個短孔
工件以底面、側(cè)面和半圓弧面在兩塊定位板11、兩個定位銷8和活動V型塊6上定位。汽缸活塞桿通過拉桿接頭1、連桿2和螺釘3將耳環(huán)板4向左拉動時，撥桿5右端的球頭便撥動活動V型塊6將工件徑向定位。與此同時，搖臂10帶動拉桿9通過斜面將搖板12向下壓，搖板12兩端螺旋壓板13將工件壓緊。刀具前導(dǎo)向套起增加刀具剛性的作用，有利于保證加工質(zhì)量和提高切削用量。
在夾具中刀具前導(dǎo)向套起增加刀具剛性的作用。具有刀具導(dǎo)向套的鏜床夾具，習(xí)慣上稱為鏜模，其實鏜模與鉆模有很多相似之處。
鏜套的設(shè)計要點，鏜套用于引導(dǎo)鏜桿。根據(jù)在加工中是否運動可分為固定式鏜套和回轉(zhuǎn)式鏜套兩類。固定式鏜套的結(jié)構(gòu)和鉆套相似，外形尺寸較小，且位置精度較高，缺點是易于磨損，多用于速度較底的場合。當(dāng)鏜桿的線速度大于20mm/min時，應(yīng)采用回轉(zhuǎn)式鏜套，
3研究初始資料，確定確定基本要求
初始要求：
圖4-1 零件圖
在六角車床上鏜發(fā)動機前支座的110mm孔。
4定位方案的比較與選擇
圖4-2 加工方案
方案一：工件以底面、側(cè)面和半圓弧面在兩塊定位板、兩個定位銷和活動V型塊上定位。
圖4-3 加工方案
方案二：利用兩側(cè)孔，用一面兩銷進行定位，然后再用兩個定位銷定位側(cè)面，在用壓板定位上側(cè)面。如上圖：
分析比較：對于方案一，定位夾緊比較可靠，自由度完全限制，并且定位面都為精加工面，可以很好的保證定位精度。對于方案二，由于孔的位置精度度不是很高，難以保證定位精度要求。因此，經(jīng)比較，選擇方案一。
對于方案二，工件以底面、側(cè)面和半圓弧面在兩塊定位板11、兩個定位銷8和活動V型塊6上定位。汽缸活塞桿通過拉桿接頭1、連桿2和螺釘3將耳環(huán)板4向左拉動時，撥桿5右端的球頭便撥動活動V型塊6將工件徑向定位。與此同時，搖臂10帶動拉桿9通過斜面將搖板12向下壓，搖板12兩端螺旋壓板將工件壓緊。刀具前導(dǎo)向套起增加刀具剛性的作用，有利于保證加工質(zhì)量和提高切削用量。
圖4-4 夾具示意圖
5夾緊裝置的設(shè)計
5.1 夾緊裝置的設(shè)計要點
工件必須靠夾緊才能保證不動從而被切削加工。夾緊力包括大小、方向、作用點三個要素，他們的確定是夾緊機構(gòu)設(shè)計中首要解決的問題。
夾緊力的方向選擇一般應(yīng)遵循以下原則：
夾緊力的作用方向應(yīng)有利于工件的準確定位，而不能破壞定位。為此一般要求主要夾緊力應(yīng)垂直指向主要定位面。一般稱定點數(shù)最多的表面為第一定位基準面或主要定位面或支承面。對于定位點數(shù)次多的定位表面稱為第二定位基準或?qū)蛎?。對于定位點數(shù)唯一的定位表面稱為第三定位基準或止動面。
本夾具使用塊楔夾緊裝置，塊楔夾緊裝置是最基本的夾緊裝置形式之一,其他夾緊裝置均是它的變形。它主要用于增大夾緊力或改變夾緊力方向。
5.2楔塊夾緊裝置夾緊力設(shè)計要點
⑴楔塊夾緊裝置特點:
①自鎖性(自鎖條件α≤ψ1+ψ2)
②斜楔能改變夾緊作用力方向
③斜楔具有擴力作用,ip=θ/p=1/[tanψ2+tan(α+ψ1)]
④夾緊行程小
⑤效率低(因為斜楔與夾具體及工件間是滑動摩擦,所以夾緊效率低)
所以適用范圍:多用與機動夾緊裝置中
⑵夾緊力計算:
θ=p/[tanψ2+tan(α+ψ1)] 其中p為原始力,α為楔塊升角,常數(shù)6度--10度
ψ1:工件與楔塊的摩擦角 ψ2:夾具體與楔塊的摩擦角
⑶自鎖條件:
原始力P撤除后,楔塊在摩擦力作用下仍然不會松開工件的現(xiàn)象稱為自鎖。
α≤ψ1+ψ2 ,一般α取10--15度或更小。
⑷傳力系數(shù):
夾緊力與原始力之比稱為傳力系數(shù)，用ip表示：ip=θ/p=1/[tanψ2+tan(α+ψ1)]。
圖4-5 確定夾緊力示意圖
⑸楔塊尺寸與材料:
升角α確定后,其工作長度應(yīng)滿足夾緊要求,其厚度保證熱處理不變形,小頭厚應(yīng)為75mm.材料一般用20鋼或20Cr,滲碳厚為0.8--1.2mm.HRC:56--62.Ra為1.6μm.
6車床夾具定位誤差計算
一、工件以外圓柱面通過V型塊定位時的定位誤差計算要點
圖4-6 確定定位誤差示意圖
工序基準定位基準△定
H1尺寸：
A0△不≠0，
△基≠0
H2尺寸：
00△不=0，
△基≠0
H3尺寸：
B0△不≠0，
△基≠0
①對H2尺寸：△不=0，△基為定位基準線0的在加工方向的最大變動量，即OO'
所以△基=OO'=OE-O'E=[dmax/2sin（α/2）]-[dmin/2sin(α/2)]=δd/2sin(α/2）
即：△定=△不+△基=0+δd/2sin(α/2）=δd/2sin(α/2）
②對H1尺寸：△不=δd/2，△基=δd/2sin(α/2）
或：△定=AA'=AO+OO'-A'O'=dmax/2+δd/2sin(α/2）-dmin/2
=δd/2{1+[1/sin(α/2）]}
③對H3尺寸：△定=BB'=B'O'+OO'-OB=(dmin/2)+[δd/2sin(α/2）]-dmax/2
=δd/2{[1/sin(α/2）]-1}
綜上所述：△定（H3)<△定(H2)<△定(H1)，所以標注尺寸H3最好。
二 、工件定位誤差計算
圖4-7 確定定位誤差示意圖
在設(shè)計尺寸中，未注公差（精度等級底于IT13，允許不標注公差），須經(jīng)計算才能分配得到。為了保證的設(shè)計要求，首先要將公差分配給，。這里我用等公差法進行分配。令，
按入體原則標注的公差得 =
計算的基本偏差，由尺寸鏈：
由公式
（4-1）
得：
由
（4-2）
得
所以 的基本尺寸和偏差為
由于外圓表面V型塊定位，加工時產(chǎn)生定位誤差。
圖4-8 確定定位誤差示意圖
在方向上，查得公式，
在方向上，由于設(shè)計基準和定位基準重合，不存在基準不重合問題，夾具的精度遠高于加工件，已能保證加工要求。
7繪制夾具總裝圖
繪制總裝圖時先用點畫線劃出輪廓和主要表面。主要表面指定為基準面、夾緊表面和被加工表面。總裝配圖上所繪制的工件視為假想的透明體，因此不影響其他元件的繪制。然后按定位元件、對刀引導(dǎo)元件、夾緊機構(gòu)傳動裝置為順序畫出各圖的具體結(jié)構(gòu)，最后畫夾緊件。
8標注夾具裝配圖上的各部分尺寸的技術(shù)條件
這套夾具中所涉及到的尺寸：
（1）夾具外形輪廓尺寸
一般指夾具外形的長、寬、高的尺寸。標注這種尺寸便于檢查夾具與機床。刀具的相對位置又無干涉現(xiàn)象以及在機床上安裝的可能性。在本次所涉及的這套夾具中的總長為316mm，直徑440mm。
( 2 ) 工件定位元件間的聯(lián)系尺寸:這種尺寸通常是指鉻鎳鋼件定位基準與定位元件間的配合尺寸以及定位元件之間的位置尺寸。
9標注零件編號及編制明細表
零件編號指引線引出試圖外，按順時針方向順序編號，明細表中填寫序號名稱，標準代號、規(guī)格、數(shù)量，專用件的材料、熱處理硬度等。具體見裝配圖。
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本科畢業(yè)設(shè)計說明書
車床夾具
（我設(shè)計的在六角車床上鏜發(fā)動機前支座的110mm孔時，需要在車床上去鏜，要綜合車床與鏜床的特點。）
1車床夾具的設(shè)計要點
.1車床夾具總體結(jié)構(gòu)
車床夾具大都安裝在機床主軸上，并與主軸一起做回轉(zhuǎn)運動。為保證夾具工作平穩(wěn)，夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量緊湊，重心應(yīng)盡量靠近主軸端，一般要求夾具懸伸不大于夾具輪廓外徑。對于彎板式車床夾具和偏重的車床夾具，應(yīng)很好的進行平衡。通常采用加平衡塊（配重）的方法進行平衡。為保證工作安全，夾具上所有元件或機構(gòu)不應(yīng)超出夾具體的外輪廓，必要時應(yīng)加防護罩。此外要求車床夾具的夾緊機構(gòu)要提供足夠的夾緊力，且有較好的自鎖性，以確保工件在切削過程中不會松動。
.2 夾具與機床主軸的連接
車床夾具與機床主軸的連接方式取決于機床主軸軸端的結(jié)構(gòu)以及夾具體的體積和精度要求。
車床夾具經(jīng)常使用過渡盤與機床主軸相連接。過渡盤與機床的連接可以采用長錐柄安裝在主軸椎孔內(nèi)，這種方式定位精度高，但是剛性較差多用于小型車床夾具與機床的連接；通常采用的是斷面和短錐定位，這種定位方式不但鼎新精度高，而且剛性好。需要注意的是這種定位方式是過定位，因此要求制造精度高，一般要求對夾具體上的端面和椎孔進行配磨加工。過渡盤與夾具的連接大都采用止口（一大平面加一短圓柱面）連接方式。當(dāng)車床夾具需要經(jīng)常更換時，采用過渡盤連接是很方便的。為減小由于增加過渡盤而造成的夾具安裝誤差，可在安裝夾具時，對夾具的定位面（或在夾具上專門作出的找正環(huán)面）進行找正。
車床夾具主要用于加工零件的內(nèi)外圓、圓錐面、回轉(zhuǎn)成型面、螺紋及端平面等。車床夾具中，一類是加劇安裝在車床的主軸上，可分為：心軸類、夾頭卡盤類、焦忒類和花盤類等；另一類是夾具安裝在車床的拖板或床身上，如在車床上用旋轉(zhuǎn)刀鏜孔的夾具，以及加工回轉(zhuǎn)成型面的靠模等。
.3車床夾具設(shè)計要點
車床夾具工作時的主要特點是機床主軸帶動夾具做高速回轉(zhuǎn)，故在設(shè)計車床夾具時，除了保證工件達到的工序的精度要求外，還需考慮：
1. 夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量緊湊，懸臂尺寸應(yīng)盡可能短，市中心靠近主軸端。夾具懸臂長度L與其外擴尺寸D之比：到D<150mm時,L/D1.25;當(dāng)D=150~300mm時, L/D0.9;當(dāng)D>300mm時,L/D0.6。
2. 夾具重心應(yīng)盡可能靠近回轉(zhuǎn)軸線，凡形狀或重心對回轉(zhuǎn)中心不對稱夾具應(yīng)有平衡措施，且平衡塊位置應(yīng)可根據(jù)需要進行調(diào)節(jié)。
3. 夾具上所有元件的布置和工件的外形不應(yīng)超出夾具體的外廓，靠近外緣的元件不應(yīng)有突出的棱角，必要時應(yīng)加防護罩。夾具裝置應(yīng)注意夾具旋轉(zhuǎn)的慣性力，防止回轉(zhuǎn)是夾緊元件松脫。
4. 車床夾具與主軸的連接應(yīng)保證夾具回轉(zhuǎn)軸線與車床主軸軸線有盡可能高得同軸度。當(dāng)主軸高速轉(zhuǎn)動急剎車時，夾具與主軸間的連接應(yīng)有防松裝置。
5. 加工過程中，工件在夾具上應(yīng)能用量具測量，金屬屑應(yīng)能順利排出及清理。
根據(jù)以上要點進行車床夾具的設(shè)計
2鏜模的設(shè)計要點
而對于鏜床夾具（鏜模），則有自己的特點，鏜模根據(jù)鏜套支架的布置形式可分為單面導(dǎo)向和雙面導(dǎo)向兩類。
一、單面導(dǎo)向只有一個導(dǎo)向支架，可布置在刀具前面，成為前導(dǎo)向；也可布置在刀具后面稱為后導(dǎo)向。單面前導(dǎo)向形式適合于加工孔徑大于60mm，長徑比小于1的通孔。其優(yōu)點是加工過程中便于加工和測量，這對于需要更換刀具進行多工位加工或者多工步加工是很有利的。我設(shè)計的車床鏜孔夾具用的就是單面前導(dǎo)向，由于鏜刀較長，用前導(dǎo)向以保證鏜刀剛度。對于單面后導(dǎo)向的形式，主要用于盲孔和孔徑小于60mm的通孔加工。被加工孔的長徑比小于1時，鏜桿引導(dǎo)部分直徑可大于孔徑，此時鏜桿剛性較好，加工精度易于保證，換刀時也不必更換鏜套。當(dāng)被加工孔的長徑比大于1時，鏜桿直徑應(yīng)制成同一尺寸，并應(yīng)小于被加工孔的直徑，以使鏜桿能順利進入孔中，以上兩種形式的支架，要求鏜桿與機床主軸為剛性連接。
二、 雙面導(dǎo)向有兩個鏜模支架，分別分布在刀架的前后方，并要求鏜桿與機床主軸采用浮動連接。此時，鏜桿的精度完全有夾具來保證，而不受機床精度的影響。雙面導(dǎo)向常用于加工長徑比大于1.5的長孔或同軸度要求較高的兩個短孔
工件以底面、側(cè)面和半圓弧面在兩塊定位板11、兩個定位銷8和活動V型塊6上定位。汽缸活塞桿通過拉桿接頭1、連桿2和螺釘3將耳環(huán)板4向左拉動時，撥桿5右端的球頭便撥動活動V型塊6將工件徑向定位。與此同時，搖臂10帶動拉桿9通過斜面將搖板12向下壓，搖板12兩端螺旋壓板13將工件壓緊。刀具前導(dǎo)向套起增加刀具剛性的作用，有利于保證加工質(zhì)量和提高切削用量。
在夾具中刀具前導(dǎo)向套起增加刀具剛性的作用。具有刀具導(dǎo)向套的鏜床夾具，習(xí)慣上稱為鏜模，其實鏜模與鉆模有很多相似之處。
鏜套的設(shè)計要點，鏜套用于引導(dǎo)鏜桿。根據(jù)在加工中是否運動可分為固定式鏜套和回轉(zhuǎn)式鏜套兩類。固定式鏜套的結(jié)構(gòu)和鉆套相似，外形尺寸較小，且位置精度較高，缺點是易于磨損，多用于速度較底的場合。當(dāng)鏜桿的線速度大于20mm/min時，應(yīng)采用回轉(zhuǎn)式鏜套，
3研究初始資料，確定確定基本要求
初始要求：
圖4-1 零件圖
在六角車床上鏜發(fā)動機前支座的110mm孔。
4定位方案的比較與選擇
圖4-2 加工方案
方案一：工件以底面、側(cè)面和半圓弧面在兩塊定位板、兩個定位銷和活動V型塊上定位。
圖4-3 加工方案
方案二：利用兩側(cè)孔，用一面兩銷進行定位，然后再用兩個定位銷定位側(cè)面，在用壓板定位上側(cè)面。如上圖：
分析比較：對于方案一，定位夾緊比較可靠，自由度完全限制，并且定位面都為精加工面，可以很好的保證定位精度。對于方案二，由于孔的位置精度度不是很高，難以保證定位精度要求。因此，經(jīng)比較，選擇方案一。
對于方案二，工件以底面、側(cè)面和半圓弧面在兩塊定位板11、兩個定位銷8和活動V型塊6上定位。汽缸活塞桿通過拉桿接頭1、連桿2和螺釘3將耳環(huán)板4向左拉動時，撥桿5右端的球頭便撥動活動V型塊6將工件徑向定位。與此同時，搖臂10帶動拉桿9通過斜面將搖板12向下壓，搖板12兩端螺旋壓板將工件壓緊。刀具前導(dǎo)向套起增加刀具剛性的作用，有利于保證加工質(zhì)量和提高切削用量。
圖4-4 夾具示意圖
5夾緊裝置的設(shè)計
5.1 夾緊裝置的設(shè)計要點
工件必須靠夾緊才能保證不動從而被切削加工。夾緊力包括大小、方向、作用點三個要素，他們的確定是夾緊機構(gòu)設(shè)計中首要解決的問題。
夾緊力的方向選擇一般應(yīng)遵循以下原則：
夾緊力的作用方向應(yīng)有利于工件的準確定位，而不能破壞定位。為此一般要求主要夾緊力應(yīng)垂直指向主要定位面。一般稱定點數(shù)最多的表面為第一定位基準面或主要定位面或支承面。對于定位點數(shù)次多的定位表面稱為第二定位基準或?qū)蛎?。對于定位點數(shù)唯一的定位表面稱為第三定位基準或止動面。
本夾具使用塊楔夾緊裝置，塊楔夾緊裝置是最基本的夾緊裝置形式之一,其他夾緊裝置均是它的變形。它主要用于增大夾緊力或改變夾緊力方向。
5.2楔塊夾緊裝置夾緊力設(shè)計要點
⑴楔塊夾緊裝置特點:
①自鎖性(自鎖條件α≤ψ1+ψ2)
②斜楔能改變夾緊作用力方向
③斜楔具有擴力作用,ip=θ/p=1/[tanψ2+tan(α+ψ1)]
④夾緊行程小
⑤效率低(因為斜楔與夾具體及工件間是滑動摩擦,所以夾緊效率低)
所以適用范圍:多用與機動夾緊裝置中
⑵夾緊力計算:
θ=p/[tanψ2+tan(α+ψ1)] 其中p為原始力,α為楔塊升角,常數(shù)6度--10度
ψ1:工件與楔塊的摩擦角 ψ2:夾具體與楔塊的摩擦角
⑶自鎖條件:
原始力P撤除后,楔塊在摩擦力作用下仍然不會松開工件的現(xiàn)象稱為自鎖。
α≤ψ1+ψ2 ,一般α取10--15度或更小。
⑷傳力系數(shù):
夾緊力與原始力之比稱為傳力系數(shù)，用ip表示：ip=θ/p=1/[tanψ2+tan(α+ψ1)]。
圖4-5 確定夾緊力示意圖
⑸楔塊尺寸與材料:
升角α確定后,其工作長度應(yīng)滿足夾緊要求,其厚度保證熱處理不變形,小頭厚應(yīng)為75mm.材料一般用20鋼或20Cr,滲碳厚為0.8--1.2mm.HRC:56--62.Ra為1.6μm.
6車床夾具定位誤差計算
一、工件以外圓柱面通過V型塊定位時的定位誤差計算要點
圖4-6 確定定位誤差示意圖
工序基準定位基準△定
H1尺寸：
A0△不≠0，
△基≠0
H2尺寸：
00△不=0，
△基≠0
H3尺寸：
B0△不≠0，
△基≠0
①對H2尺寸：△不=0，△基為定位基準線0的在加工方向的最大變動量，即OO'
所以△基=OO'=OE-O'E=[dmax/2sin（α/2）]-[dmin/2sin(α/2)]=δd/2sin(α/2）
即：△定=△不+△基=0+δd/2sin(α/2）=δd/2sin(α/2）
②對H1尺寸：△不=δd/2，△基=δd/2sin(α/2）
或：△定=AA'=AO+OO'-A'O'=dmax/2+δd/2sin(α/2）-dmin/2
=δd/2{1+[1/sin(α/2）]}
③對H3尺寸：△定=BB'=B'O'+OO'-OB=(dmin/2)+[δd/2sin(α/2）]-dmax/2
=δd/2{[1/sin(α/2）]-1}
綜上所述：△定（H3)<△定(H2)<△定(H1)，所以標注尺寸H3最好。
二 、工件定位誤差計算
圖4-7 確定定位誤差示意圖
在設(shè)計尺寸中，未注公差（精度等級底于IT13，允許不標注公差），須經(jīng)計算才能分配得到。為了保證的設(shè)計要求，首先要將公差分配給，。這里我用等公差法進行分配。令，
按入體原則標注的公差得 =
計算的基本偏差，由尺寸鏈：
由公式
（4-1）
得：
由
（4-2）
得
所以 的基本尺寸和偏差為
由于外圓表面V型塊定位，加工時產(chǎn)生定位誤差。
圖4-8 確定定位誤差示意圖
在方向上，查得公式，
在方向上，由于設(shè)計基準和定位基準重合，不存在基準不重合問題，夾具的精度遠高于加工件，已能保證加工要求。
7繪制夾具總裝圖
繪制總裝圖時先用點畫線劃出輪廓和主要表面。主要表面指定為基準面、夾緊表面和被加工表面?？傃b配圖上所繪制的工件視為假想的透明體，因此不影響其他元件的繪制。然后按定位元件、對刀引導(dǎo)元件、夾緊機構(gòu)傳動裝置為順序畫出各圖的具體結(jié)構(gòu)，最后畫夾緊件。
8標注夾具裝配圖上的各部分尺寸的技術(shù)條件
這套夾具中所涉及到的尺寸：
（1）夾具外形輪廓尺寸
一般指夾具外形的長、寬、高的尺寸。標注這種尺寸便于檢查夾具與機床。刀具的相對位置又無干涉現(xiàn)象以及在機床上安裝的可能性。在本次所涉及的這套夾具中的總長為316mm，直徑440mm。
( 2 ) 工件定位元件間的聯(lián)系尺寸:這種尺寸通常是指鉻鎳鋼件定位基準與定位元件間的配合尺寸以及定位元件之間的位置尺寸。
9標注零件編號及編制明細表
零件編號指引線引出試圖外，按順時針方向順序編號，明細表中填寫序號名稱，標準代號、規(guī)格、數(shù)量，專用件的材料、熱處理硬度等。具體見裝配圖。
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