平面磨床夾具設(shè)計(jì)論文

河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 論文題目： M7130B 平面磨床夾具的設(shè)計(jì) 摘要 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì) M7130 齒條線平面磨床夾具，此夾具的優(yōu)點(diǎn)是磨削精度高，能夠進(jìn)行不同零件的加工，即能加工各種柱形面有能加工各種平面工件，其應(yīng)用范圍非常廣泛。這種夾具主要是利用磨頭的上下運(yùn)動(dòng)和砂輪的圓周面進(jìn)行磨削，砂輪的轉(zhuǎn)速較高，圓周離心力也較大，當(dāng)砂輪與工件的表面接觸時(shí)，會(huì)瞬時(shí)磨出火花。本次設(shè)計(jì)的零件既為圓柱形工件，要求在圓柱面上利用 M7130 齒條線平面磨床磨出 一個(gè)扇形面，其加工工序分為：首先在砂輪上先粗銑一個(gè)扇形槽，然后使扇形槽砂輪以一定的轉(zhuǎn)速與圓柱形工件的表面接觸，最后利用砂輪磨削工件。這樣就可以加工出所需要形狀的工件?？傊ㄟ^本次設(shè)計(jì)，使我了解了 M7130 齒條線平面磨床夾具的組成部分及各部分所起的作用，從而使我明白了次家具的工作原理。 關(guān)鍵字 ：夾具、磨削精度、工序 Abstract This graduation designs a line of the main design M7130 flat surface grinding machine tongs, the advantage of this tongs is to whet to pare the accuracy high, can carry on different spare parts process, can process various pillar form to face it can process various flat surface work piece, its application is very extensive. This kind of tongs mainly is top and bottom sport and the circumference of the emery wheels that makes use of to whet the head to face to carry on whet to pare, the emery wheel become soon higher, the circumference leaves the mental exertion to also compare greatly, be the surface contact of the emery wheel and the work piece, will whet a spark in a moment. A spare parts for design since is the cylinder form work piece, request to face in the cylinder up make use of a line of the M7130 flat surface grinding machine to whet a fan-shaped side of, it processes the work preface to is divided into: First a fan-shaped slot of first thick on the emery wheel, then make fan-shaped slot emery wheel with certainly turn soon with the surface contact of the cylinder form work piece, make use of the emery wheel to whet to pare the work piece finally. Can process thus the work piece of the demand shape. In fine pass a design, make me understand a line of the M7130 flat surface grinding machine tongs to constitute the part of and each function that part rise, thus make me understand the work principle of a furniture. Key words: Tongs, whet to pare the accuracy, work preface 目 錄 1 緒論 1 2 夾具的簡介 2 2.1 夾具的功用、組成和分類 2 2.2 夾具設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和基本要求 4 2.2.1 夾具設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 4 2.2.2 夾具設(shè)計(jì)的基本要求 4 2.3 工件在夾具中的定位 6 2.3.1 工件定位的基本原理 6 2.3.2 夾緊裝置的組成 7 2.3.3 夾緊裝置的基本要求 7 2.3.4 夾緊力的確定 8 2.4 基本夾緊機(jī)構(gòu)選擇和應(yīng)用 10 2.5 夾緊的動(dòng)力系統(tǒng) 11 2.5.1 氣動(dòng)夾緊系統(tǒng)的組成和特點(diǎn) 11 2.6 夾具的其它裝置 13 2.6.1 對(duì)刀裝置 的基本結(jié)構(gòu) 13 2.6.2 對(duì)刀裝置位置尺寸的確定 13 2.7 分度裝置 13 2.7.1 分度裝置的基本形式及定義 13 2.7.2 分度裝置組成部分 14 2.8 對(duì)定機(jī)構(gòu) 14 2.8.1 對(duì)定機(jī)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu) 14 2.8.2 機(jī)構(gòu)夾具分度裝置上通常設(shè)置有鎖緊機(jī)構(gòu) 14 2.9 夾 具體的結(jié)構(gòu)形式 14 2.9.1 夾具體毛坯的類型 15 2.9.2 夾具體設(shè)計(jì)的基本要求 15 3 M7130B 平面磨床夾具的工作原理 16 4 設(shè)計(jì)和分析 M7130B 平面磨床夾具的加工工藝 17 4.1 分析原始資料 17 4.2.1 確定定位方案，設(shè)計(jì)定位元件 17 4.2.2 夾緊方式的確定和夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè) 17 4.2 工件的工藝分析 18 4.3 氣缸的主要尺寸計(jì)算 23 4.4 塞尺的選擇 26 4.5 導(dǎo)向鍵的設(shè)計(jì)與選擇 26 4.6 夾具體連接件的設(shè)計(jì) 26 4.7 T 型槽快卸螺栓的選擇 26 4.8 夾具體的設(shè)計(jì) 26 結(jié)論 28 致謝 30 參考文獻(xiàn) 31 1 緒論 在機(jī)械制造的各個(gè)加工工藝過程中，必須使工件在工藝系統(tǒng)中處于正確的位置，以保證加工質(zhì)量，并提高生產(chǎn)效率。把為了使工件處于正確位置所使用的各種工藝裝備，稱為夾具。如檢驗(yàn)夾具、焊接夾具、裝配夾具等。 在機(jī)床上對(duì)工件進(jìn)行切削加工時(shí)，為了保證加工精度，必須正確地安放工件，使工件相對(duì)于刀具和機(jī)床占有正確的位置，這一過程稱為“定位”。為了保持這個(gè)正確位置在加工過程 中穩(wěn)定不變，應(yīng)對(duì)工件施加一定的夾緊力，這一過程稱為“夾緊”。這兩個(gè)過程稱為“安裝”。在機(jī)床上實(shí)現(xiàn)安裝任務(wù)的工藝裝備，就是“機(jī)床夾具”。 機(jī)床夾具的種類很多，其中，使用最廣泛的是通用夾具。這類夾具的規(guī)格尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化，由專業(yè)廠進(jìn)行生產(chǎn)。而用于批量生產(chǎn)，專門為工件某加工工序服務(wù)的專用夾具，則必須由各制造廠自行設(shè)計(jì)制造。 由于專用夾具的設(shè)計(jì)制造在很大程度上影響加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、勞動(dòng)條件和生產(chǎn)成本，因此，它是各機(jī)械制造廠新產(chǎn)品投資、老產(chǎn)品改進(jìn)和工藝更新中的一項(xiàng)重要生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作，也是每一個(gè)從事機(jī)械加工工藝的技術(shù)人員 必須掌握的基礎(chǔ)知識(shí)，因此本次主要設(shè)計(jì)專用夾具。 由于本次設(shè)計(jì)是每個(gè)學(xué)員進(jìn)行的最后一次設(shè)計(jì)，這對(duì)每個(gè)學(xué)員都具有十分重要的作用，不僅考查我們?cè)诖髮W(xué)三年所獲得專業(yè)知識(shí)，而且又能開發(fā)我們的智力，使我們?cè)诮窈蟮漠a(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)方面更進(jìn)一步。 2 夾具的簡介 2.1 夾具的功用、組成和分類 歸納起來夾具有下列幾個(gè)方面的作用： （ 1）保證工件的加工精度，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。 （ 2）提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低加工成本。 （ 3）擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍和改變機(jī)床用途。 （ 4）改善工人勞動(dòng)條件。 （ 5）在流水線生產(chǎn)中，便于平衡生產(chǎn)節(jié)拍。 （ 6）定位元件和定位裝置 它用于確定工件在夾具中獲得正確位置的元件或裝置。如在夾具圖中所用的 V 形塊、導(dǎo)向鍵、定位軸、定位鍵等。 （ 7）夾緊元件或夾緊裝置 它是用于夾緊工件，使工件在受力后，仍能保持其既定位置的元件或裝置。例如夾具圖中所示的壓板機(jī)構(gòu)、螺釘 M6X10、前后頂尖等。對(duì)于動(dòng)力夾緊機(jī)構(gòu)來說，還應(yīng)包裹動(dòng)力源裝置，如夾緊汽缸等。 （ 8）對(duì)刀元件和引導(dǎo)元件 它是用于確定或引導(dǎo)刀具使其與夾具的定位元件保持某一正確的相互位置關(guān)系的元件。例如對(duì)刀塊、銅套等。 （ 9）連接元件 它是用于保證夾具與機(jī)床間相互安裝位置的元 件。例如導(dǎo)向鍵等。 （ 10）夾具體 用于連接夾具各組成部分，使之成為一個(gè)整體的基礎(chǔ)件。例如夾具圖中所示的夾具體（ M7130B 平面磨床夾具） （ 11）其他元件及裝置 根據(jù)工件加工要求，有些夾具上除上述組成部分外，還需設(shè)置其他元件和裝置。例如分度裝置等。 按專門化程度分類可分為： （ 1）通用夾具它主要用于單件、小批生產(chǎn)。 （ 2）專用夾具它主要用于較大批量的生產(chǎn)，本次主要設(shè)計(jì)專用夾具。 （ 3）可調(diào)夾具它主要用于多品種、中小批量生產(chǎn)。 （ 4）專門化拼裝夾具 它主 要用 于新產(chǎn)品試制和多種小批量生產(chǎn)。 （ 5）自動(dòng)化 生產(chǎn)用夾具 它主 要用于自動(dòng)生產(chǎn)線上。 按使用機(jī)床類型可分為 ：車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具等。本次主要設(shè)計(jì)磨床夾具（齒背拋光夾具 M7130B） 按夾具動(dòng)力源可分為 ：手動(dòng)夾具、氣動(dòng) 夾具、液壓夾具、電磁夾具、真空夾具、離心力夾具及自定心夾具等，本次主要設(shè)計(jì)氣動(dòng)夾具。 2.2夾具設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和基本要求 2.2.1 夾具設(shè)計(jì)的特點(diǎn)： （ 1）針對(duì)性強(qiáng)，設(shè)計(jì)人員必須全面掌握工藝和生產(chǎn)現(xiàn)場的實(shí)際情況。 （ 2）保證加工質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率，而保證加工質(zhì)量又是第一位的。 （ 3）夾緊結(jié) 構(gòu)對(duì)整個(gè)夾具機(jī)構(gòu)起決定作用。 （ 4）一般夾具設(shè)計(jì)周期短，一般不進(jìn)行強(qiáng)度和剛度計(jì)算。 2.2.2 夾具設(shè)計(jì)的基本要求： 夾具設(shè)計(jì)的原則是經(jīng)濟(jì)和適用，它可以概裹為“好用、好造、好修”這六個(gè)字，其中好用是主要的。其具體要求如下： （ 1）夾具的構(gòu)造應(yīng)與其用途和生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)，正確處理好質(zhì)量、效率、方便性與經(jīng)濟(jì)性四者的關(guān)系。 （ 2）保證工件的加工精度。 （ 3）保證使用方便，要便于裝卸、便于夾緊、便于調(diào)整、便于觀察、便于測量、便于排屑排液、便于安裝運(yùn)輸，包證安全第一。 （ 4）注意結(jié)構(gòu)工藝性，對(duì)加工、裝配、檢驗(yàn)和維修等問題 應(yīng)加以考慮，以降低制造成本。 設(shè)計(jì)方案的制定 設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)在成批生產(chǎn)條件下，在 M7130B 的平面磨床上磨削直徑為 24mm 的圓柱形工件，并設(shè)計(jì)齒背拋光夾具。 設(shè)計(jì)任務(wù)的分析 圓柱形工件的直徑尺寸為 24mm，可分兩道工序來完成。該圓柱形工件在軸線方向上的定位基準(zhǔn)為 80mm，上偏差為 +0.05mm,下偏差為 -0.05mm的后底座下底面。圓柱形工件的軸線應(yīng)與壓蓋的上表面保持一定的平行度，其尺寸為直徑為 20mm，上偏差為 +0.021mm，下偏差為 0mm。其平行度公差為 0.030mm，用夾具保證這個(gè)平行度也沒有多大 困難。 平面磨床夾具（ M7130B）的最大磨削直徑為 30mm，主軸的最大長度為 627.4mm,上偏差 和下偏差 均為 +0.2mm 和 -0.2mm，齒 條的最大 長度為 205mm，圓柱形工件磨削扇形面角度為 70 度以上，主軸的轉(zhuǎn)速為 1440 轉(zhuǎn)， 這些都是本次畢業(yè)設(shè)計(jì)所給定的工藝數(shù)據(jù)。 其空間尺寸完全能滿足夾具的布置和加工范圍的要求。 本次主要設(shè)計(jì)齒背拋光夾具，材料為 S45CS1-QDS。 本次設(shè)計(jì)為單一的扇形槽的加工，所以該夾具采用固定式。 設(shè)計(jì)要求 齒背拋光夾具的生產(chǎn)周期很短，大約 39 秒，手動(dòng)操作時(shí)間為 5 秒， 自動(dòng)進(jìn)給 34 秒。 2.3工件在夾具中的定位 工件在夾具中的定位，對(duì)保證加工精度起著重要的作用。在加工之前，必須使它相對(duì)于刀具和機(jī)床占有正確的位置，它包裹工件在夾具中的定位、夾具在機(jī)床上的安裝以及夾具對(duì)刀具和整個(gè)工藝系統(tǒng)的調(diào)整等工作過程。本次主要設(shè)計(jì)圓柱形工件在齒背拋光夾具中的定位。 2.3.1 工件定位的基本原理 要想使工件在齒條線平面磨床夾具中占有正確的位置，必須先對(duì)工件進(jìn)行 設(shè)計(jì)，所謂基準(zhǔn)就是確定工件位置的點(diǎn)、線、面?；惡芏?，本次只設(shè)計(jì)工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)。不管何種基準(zhǔn)都包裹 粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)兩種。粗基準(zhǔn)通常選未經(jīng)加工的表面，而精基準(zhǔn)選經(jīng)過精加工的面。 選擇精基準(zhǔn)應(yīng)遵循以下幾個(gè)方面的原則： （ 1）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則（ 2）基準(zhǔn)重合原則（ 3）自為基準(zhǔn)原則（ 4）互為基準(zhǔn)原則（ 5）便于裝夾原則。一般專用夾具通常采用基準(zhǔn)重合原則，這樣夾具就不存在定位誤差。 每個(gè)工件的定位方式有： 1、完全定位 2、不完全定位（包裹欠定位）3、過定位 4、重復(fù)定位自由度數(shù)目不同，由本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中的齒背拋光夾具零件圖（齒背部拋光）可知：為了保證前頂尖工件（直徑尺寸為 20mm,上偏差為 +0.021mm,下偏差為 0)與銅套 （直徑為 30mm,上偏差為 +0.048mm,下偏差為 +0.035mm)的圓柱度符合要求，應(yīng)當(dāng)限制前頂尖的左右轉(zhuǎn)動(dòng)和上下移動(dòng)及前后移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，由于銅套又在前底座上起導(dǎo)向和潤滑作用 ， 所以應(yīng)限制銅套的 轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)又由于前底座支承著銅套，而銅套又相當(dāng)于套筒一樣套著前頂尖，然而這三個(gè)元件都和圓柱形工件（直徑為 24mm）位與同一軸線上，所以應(yīng)保證同軸度要求。由此可見，圓柱形工件的軸線為定位基準(zhǔn)，而工序基準(zhǔn)為圓柱形工件的下母線，圓柱形工件的定位基面為圓柱形工件的外圓表面，由于工序基準(zhǔn)在定位基面上，所以定位基準(zhǔn)和工序基 準(zhǔn)不重合，存在定位誤差。 同理，后底座和壓蓋也存在平行度要求，應(yīng)當(dāng)限制后底座和壓蓋之間 的左右移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)，上下轉(zhuǎn)動(dòng)。另外齒背拋光夾具中設(shè)計(jì)的輔助支承，只能增加工件的剛度和穩(wěn)定性，并不起定位作用。此外夾具中所設(shè)計(jì)到的定位塊、 V 型塊、定位軸等也都是定位元件，在這兒我不一一介紹了。 第六章工件在夾具中的夾緊 如前面所述，工件在進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)必須進(jìn)行正確的安裝。安裝工作是由工件的定位和夾緊過程所組成。眾所周知，工件在機(jī)械加工中將受到切削力、慣性力和重力等外力的作用，為保證 工件在這些力的作用下不產(chǎn)生移動(dòng)和不允許的振動(dòng)，在通常情況下，工件在夾具中定位后，還必須被夾緊壓牢，以確保加工要求，避免機(jī)床、刀具的損壞和產(chǎn)生人身事故。通常將把工件夾緊壓牢在夾具中的裝置稱為夾緊裝置。 2.3.2 夾緊裝置的組成 （ 1）力源裝置 夾緊裝置中產(chǎn)生源動(dòng)力的部分叫做力源裝置。常用的力源裝置有氣動(dòng)、液壓、電動(dòng)等。例如在齒背拋光夾具中所用的雙作用汽缸，便是一種力源裝置。 （ 2）夾緊元件 夾緊裝置中直接與工件的被夾壓面接觸并完成夾壓作用元件稱為夾緊元件。例如在夾具中所用的壓板。 （ 3）中間傳力機(jī)構(gòu) 通常，力源裝置所產(chǎn)生的源動(dòng)力不直接作用在夾緊元件上，而是為達(dá)到一定目的通過中間環(huán)節(jié)進(jìn)行力的傳遞。這種介于力源裝置和夾緊元件間的中間環(huán)節(jié)稱為中間傳力機(jī)構(gòu)。例如夾具中所用的氣缸，它所產(chǎn)生的氣壓通過銅套傳給后頂尖，由于后頂尖是活動(dòng)頂尖，通過它頂緊工件。由此可見，中間力機(jī)構(gòu)是夾具夾緊裝置 設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。中間傳力機(jī)構(gòu)具有以下要求： （ 1）改變夾緊力的方向 （ 2）改變夾緊力的大小 2.3.3 夾緊裝置的基本要求 （ 1）在夾緊工件的過程中，應(yīng)有利于工件的定位而不能破壞工件的既定位置。為此，要求夾緊裝置所產(chǎn)生的夾緊力應(yīng)滿足 兩方面的要求： (2）夾緊力應(yīng)使工件的定位基面緊貼夾具的定位支承，而不能離開其定位支承。 (3）夾緊力不應(yīng)使工件在夾緊過程中使夾具中的非支承定位元件受力，即夾緊力不能依靠非支承元件的反力來平衡。 （ 4）夾緊力作用合適、可靠、安全。 （ 5）夾緊裝置應(yīng)操作方便、安全、省力。 （ 6）力求結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，其結(jié)構(gòu)自動(dòng)化程度和復(fù)雜程度與工件 的生產(chǎn)類型相適應(yīng)。 （ 7）具有良好的自鎖性能。 2.3.4 夾緊力的確定 緊夾裝置是依靠其產(chǎn)生的夾緊力起到夾緊工件的作用，且要求夾緊力適當(dāng)，即既能保證工件被夾緊，又不會(huì)因夾緊力過 大而導(dǎo)致工件產(chǎn)生不允許的夾緊變形，這就使夾緊力成為了設(shè)計(jì)夾緊裝置的基本緊力包裹三方面的要素：夾緊力的方向夾緊力的作用點(diǎn)夾緊力的大小 （ 1）夾緊力方向的確定 夾緊力應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確可靠，不破壞工件原來的定位精度。 應(yīng)有利于減小所需的夾緊力。 （ 2）夾緊力作用點(diǎn)的確定 夾緊力的作用點(diǎn)是否得當(dāng)，對(duì)工件定位的可靠程度、夾緊變形的大小、夾緊裝置的復(fù)雜程度以及使用可靠性等都有較大的影響。確定夾緊力夾緊力的作用點(diǎn)包裹兩方面的內(nèi)容 :確定夾緊力作用點(diǎn)的數(shù)目。確定夾緊力各作用點(diǎn)作用在工件上的位置。下 面就這兩方面進(jìn)行分析。 在確定夾緊力作用點(diǎn)的數(shù)目時(shí)，應(yīng)遵從的原則是：對(duì)剛性差的工件，夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)增多，力求避免單點(diǎn)集中夾緊，以圖減小工件的夾緊變形。但夾緊點(diǎn)愈多，夾緊機(jī)構(gòu)愈復(fù)雜，夾緊的可靠性也愈差，故能采用單點(diǎn)夾緊時(shí)，應(yīng)盡量避免采用多點(diǎn)夾緊?；虮仨毑捎枚帱c(diǎn)夾緊時(shí)，在許可范圍內(nèi)，應(yīng)力求夾緊點(diǎn)數(shù)目為最小。 夾緊力作用點(diǎn)的位置應(yīng)能保證工件定位穩(wěn)定，而不會(huì)引起工件在夾緊過程中產(chǎn)生位移或偏轉(zhuǎn)。 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)處于工件剛性較大的部位和方向上。 夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近工件的被加工面，以提高夾緊剛性 。 夾緊力大小的確定夾緊裝置所產(chǎn)生的夾緊力的大小與工件所承受的切削力密切相關(guān) 。在通常情況下，切削力的大小和作用點(diǎn)都隨著加工過程的進(jìn)行而發(fā)生變化，而且有的在切削加工中，例如磨削時(shí)所產(chǎn)徑向力較大，同理軸向力也十分重要。因此，要準(zhǔn)確地計(jì)算出切削力的大小是十分困難的。 因此在設(shè)計(jì)夾緊裝置時(shí)，常采用下述兩種方法來確定近似的夾緊力：一是根據(jù)加工同類夾具的使用情況，用類比法進(jìn)行估算，這種方法在生產(chǎn)中應(yīng)用甚廣；另一種是根據(jù)加工情況，確定出工件在加工過程中對(duì)夾緊最不利的瞬時(shí)狀態(tài)，再將此時(shí)工件所受的各種外力看作靜力 ，并用靜力平衡原理計(jì)算出所需的夾緊力。為確保夾緊安全可靠，往往將計(jì)算所得的夾緊力 擴(kuò)大 K 倍作為實(shí)際需要的夾緊力，即： W = KF，粗加工時(shí)， K 取 2.5-3；精加工時(shí)， K 取 1.5-2。下面是關(guān)于平面磨床（ M7130B）的有關(guān)參數(shù)計(jì)算。 (1)砂輪的速度 V V= ds ns/60 1000 =3.14 400 1440/60 1000 = 30(m/s) 其中砂輪的直徑由參考文獻(xiàn)機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)中查取 ds = 400(mm),由于直徑大且硬度高的砂輪比較耐磨 ,故應(yīng)選大直徑砂輪 . （ 2） 工件速度 Vw Vw = dw nw/1000 =3.14 24 20/1000 =106(m/min) 其中工件的轉(zhuǎn)速由機(jī)床夾具手冊(cè)查得為 nw = 20r/s 2.4基本夾緊機(jī)構(gòu)選 擇和應(yīng)用 夾具中的基本夾緊機(jī)構(gòu)類型很多 , 常見的幾種基本機(jī)構(gòu)類型有下列三種： （ 1）斜楔夾緊機(jī)構(gòu)（ 2）螺旋夾緊機(jī)構(gòu)（ 3）偏心夾緊機(jī)構(gòu) 本次主要設(shè)計(jì)的齒背拋光夾具是螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。常見的有單螺桿夾緊機(jī)構(gòu)和螺釘壓板夾緊機(jī)構(gòu)。下面由我單獨(dú)介紹單螺桿夾緊機(jī)構(gòu)和螺釘壓板夾緊構(gòu)機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍吧！ 單螺桿夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍：單螺桿緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，夾緊可靠，增力系數(shù)大，自鎖性能好，且夾緊行程幾乎不受限制。但為保證自鎖性能，夾緊螺桿的螺旋升角一般較小，因此螺紋的螺距一般較小，導(dǎo)致此種機(jī)構(gòu)的夾緊動(dòng)作慢，夾緊輔 助時(shí)間長。故單螺桿夾緊機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于手動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)中，而在快速夾緊機(jī)構(gòu)中卻很少采用。 螺釘壓板夾緊構(gòu)機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍：此種夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，夾緊力和夾緊行程都較大，而且都可通過壓板所形成的杠桿加以調(diào)節(jié)因此，在手用夾緊機(jī)構(gòu)中應(yīng)用極為廣泛。螺釘夾緊機(jī)構(gòu)有三種基本形式：第一種形式主要用著增大夾緊行程。第二種形式主要用作改變夾緊力的方向，以實(shí)現(xiàn)增大夾緊力和夾緊行程的目的。第三種形式主要用于增大夾緊力。螺釘壓板夾緊機(jī)構(gòu)所采用的壓板結(jié)構(gòu)形式可分為五夾緊結(jié)構(gòu)；螺釘鉤頭壓板夾緊結(jié)構(gòu)；萬能自調(diào)節(jié)壓板夾緊機(jī)構(gòu)。 2.5夾緊的動(dòng)力系統(tǒng) 2.5.1 氣動(dòng)夾緊系統(tǒng)的組成和特點(diǎn) 在機(jī)動(dòng)夾緊中，一般都設(shè)有產(chǎn)生夾緊力的動(dòng)力系統(tǒng)，常用的動(dòng)力系統(tǒng)有：氣動(dòng)、液壓、氣液聯(lián)合、電動(dòng)、磁力、真空動(dòng)力系統(tǒng)等。機(jī)動(dòng)夾緊可以大幅度縮減裝夾工件的輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)率和減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度。本次主要設(shè)計(jì)氣動(dòng)夾緊的動(dòng)力系統(tǒng)。 動(dòng)夾緊是機(jī)動(dòng)夾緊中應(yīng)用最廣泛的一種，目前不僅在大批量生產(chǎn)中已普遍采用，而且已逐步推廣到成批和小批生產(chǎn)中。 氣動(dòng)夾緊系統(tǒng)一般由四部分組成： （ 1）氣源部分 包裹空氣壓縮機(jī)、冷卻器、儲(chǔ)氣罐、過濾器，一于動(dòng)力站內(nèi)。 （ 2）控制部分 如調(diào)壓閥、節(jié)流閥、換向閥等。用于控制和調(diào)節(jié) 壓縮空氣的壓力、流量和方向，以滿足夾具的動(dòng)作和性能要求。多裝在機(jī)床附近。 （ 3）執(zhí)行部分 能量輸出裝置，即氣缸。通常安裝在機(jī)床夾具上，與夾緊機(jī)構(gòu)相連接。 （ 4）輔助部分 包裹管部、接頭、壓力表、分水濾氣器、油霧器、消生器等。起連接、測量、過濾、潤滑、減小噪聲等作用。多裝在機(jī)床附近。 壓縮空氣來源于大氣，取之不盡，廢氣可排入大氣中，處理方便。 壓縮空氣在管道中的流動(dòng)壓力損失小，因此，便于集中供應(yīng)和實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操縱，以提高自動(dòng)化程度。 動(dòng)作迅速，反應(yīng)靈敏?？?達(dá)到快速夾緊、方便操作。 夾緊力基本穩(wěn)定，但由于空氣有壓縮性，夾緊剛度差，故在重切削和斷續(xù)切削時(shí)，應(yīng)設(shè)置自鎖裝置。 壓縮空氣的工作壓力較小，因此，與液壓夾緊裝置相比，結(jié)構(gòu)龐大。 常用氣缸形式有兩種基本形式，即活塞式和薄膜式。本次最后畢業(yè)設(shè)計(jì)要求齒條線平面磨床（ M7130B）夾具主要采用活塞式氣缸?；钊綒飧?按在工作過程中的運(yùn)行情況，可分為固定式、擺動(dòng)式、回轉(zhuǎn)式氣缸等；按氣缸進(jìn)氣情況，可分為單向作用氣缸和雙向氣缸；按活塞數(shù)量又可分為單活塞氣缸和多活塞氣缸。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的是雙向作用的回轉(zhuǎn)式活塞氣缸，薄膜式氣 缸一般不常用雙向回轉(zhuǎn)式活塞氣缸的密封性能良好，常采用 O 形密封圈。其具有使用方便，不需經(jīng)常調(diào)節(jié)，摩擦系數(shù)小，受到氣壓作用后能自動(dòng)變形消除間隙，使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)?；钊綒飧椎奶攸c(diǎn)，在于其行程不受限制，可根據(jù)需要自行設(shè)計(jì)，且作用力不隨行程長短而變化。 2.6 夾具的其它裝置 夾具的其它裝置主要有對(duì)刀裝置、分度裝置、及夾具體等。 2.6.1 對(duì)刀裝置的基本結(jié)構(gòu) 所謂對(duì)刀，就是確定刀具與工件在加工中的正確位置關(guān)系。其方法通常有兩種：一種為試切法對(duì)刀；另一種為采用樣件或?qū)Φ堆b置對(duì)刀。后一種對(duì)刀方法，比較方便和可靠，有利于提高生產(chǎn)率。 對(duì)刀裝置的結(jié)構(gòu)形式主要取決于工件被加工面的位置和形狀，以及家具的類型和所采用的刀具。除此之外，在平面磨床夾具上用于確定刀具位置，并引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工的對(duì)刀裝置還有方頭導(dǎo)向平鍵。 2.6.2 對(duì)刀裝置位置尺寸的確定 采用對(duì)刀裝置對(duì)刀，其操作方便迅速，但對(duì)刀精度一般比試切法低。影響對(duì)刀精度的因素主要有兩個(gè)方面：、對(duì)刀是的調(diào)整精度；、對(duì)刀裝置工作表面相對(duì)于夾具上定位元件間位置尺寸的制造誤差，一般取工序尺寸公差的。另外，在加工誤差分析中，對(duì)刀裝置還會(huì)影響 定位、夾緊誤差，這些誤差均屬于安裝調(diào)整誤差，按照本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求齒背拋光家具的加工誤差一般限制在范圍內(nèi)，然后按實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。 2.7分度裝置 2.7.1 分度裝置的基本形式及定義 使工件在一次裝夾中，每加工完一個(gè)表面之后，通過夾具上的可動(dòng)部分連同工件一起轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度或移動(dòng)一定的距離，以改變工件加工位置的裝置，稱為分度裝置。 分度裝置可分為兩類：回轉(zhuǎn)分度裝置和直線分度裝置。兩者的基本結(jié)構(gòu)形式和工作原理是相似的，生產(chǎn)中又以回轉(zhuǎn)分度裝置應(yīng)用較多。 回轉(zhuǎn)分度裝置按其回轉(zhuǎn)軸的安裝基面間的相互位置關(guān)系， 可以分為立軸式、臥軸式和斜軸式等三種。 采用具有分度裝置的夾具，可使工件加工工序集中，易于保證加工面 間的位置尺寸及精度，減少工件安裝次數(shù)，從而減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和提高生產(chǎn)率。因此，分度裝置廣泛用于各類機(jī)床夾具中。 2.7.2 分度裝置組成部分 ( )固定部分 ( )轉(zhuǎn)動(dòng)部分 ( )對(duì)定機(jī)構(gòu) ( )鎖緊機(jī)構(gòu)。本次平面磨床夾具中主要采用轉(zhuǎn)動(dòng)部分，如平面磨床 ( 7130B 位軸和定位塊。 2.8 對(duì)定機(jī)構(gòu) 采用具有分度裝置的夾具加工工件時(shí)，各個(gè)加工面間的相互位置精度與該分度裝置結(jié)構(gòu)形式和制造精度有關(guān)。其中，主要市分度裝置的 對(duì)定機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。 分度對(duì)定機(jī)構(gòu)主要有分度盤和對(duì)定銷構(gòu)成，大多數(shù)情況下采用分度盤。 按照分度盤的相互位置關(guān)系，分度方式一般可分為軸向分度與徑向分度兩種。一般來說，軸向分度機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊、外形尺寸小，便于維護(hù)保養(yǎng)，故在生產(chǎn)中應(yīng)用較多。而徑向分度機(jī)構(gòu)，因起分度半徑較大，故常用在分度精度要求較高的場合。 2.8.1 對(duì)定機(jī)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu) (1)鋼球?qū)ΧC(jī)構(gòu) (2) 圓柱銷對(duì)定機(jī)構(gòu) (3)圓錐銷對(duì)定機(jī)構(gòu) (4)單斜面體對(duì)定機(jī)構(gòu) (5)正多面體對(duì)定機(jī)構(gòu) 2.8.2 機(jī)構(gòu)夾具分度裝置上通常設(shè)置有鎖緊機(jī)構(gòu) 此種機(jī)構(gòu)除采用螺桿、螺母鎖緊機(jī)構(gòu)外 ，還有其它多種形式的鎖緊機(jī)構(gòu)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)平面磨床 (M7130B)的，螺栓和螺母鎖緊機(jī)構(gòu)。 夾具體是將夾具上的各種裝置和元件連成一個(gè)整體的基礎(chǔ)件，它通常是夾具上體積最大和結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的零件。在加工過程中，夾具體還要承受夾緊力，切削力，慣性力以及由此而產(chǎn)生的沖擊和振動(dòng)。所以夾具體也是承受載荷最大的零件，另外夾具體既要保證在其上所安裝的各種裝置和元件間的相互位置關(guān)系，而且還要實(shí)現(xiàn)夾具與機(jī)床的之間的定位和連接，所以，它的加工精度要求往往較高。為此，在設(shè)計(jì)夾具體時(shí)，還應(yīng)考慮到他的結(jié)構(gòu)工藝性，在保證精度，強(qiáng)度， 剛度的前提下，使之能合理，經(jīng)濟(jì)和方便地制造出來。 2.9夾具體的結(jié)構(gòu)形式 夾具體的結(jié)構(gòu)形式，可以分為開式，半開式和框式三種，一般講，開式結(jié)構(gòu)的 制造工藝性較好，而框式結(jié)構(gòu)的整體剛性較強(qiáng)。 2.9.1 夾具體毛坯的類型 (1)夾具體鑄造夾具體的材料主要采用 HT150 或 HT200 灰鑄鐵，優(yōu)點(diǎn)是工藝性好，可以鑄出各種復(fù)雜形狀的外形，并具有較好的抗呀強(qiáng)度、剛度和抗振性。其中灰鑄鐵易于加工，成本較低，應(yīng)用范圍廣泛。 (2)體其由鋼板、型材焊接而成。主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較簡單，易于制造，生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)周期短，重量輕。 (3)夾具體 具有周期短，成本低，精度穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。 (4)它類型的夾具體主要有鍛造夾具體和型材夾具體 2.9.2 夾具體設(shè)計(jì)的基本要求 (1)有良好的加工精度和尺寸穩(wěn)定性 (2)應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度 (3)應(yīng)具有良好的制造工藝性和使用性 (4)應(yīng)保證夾具在機(jī)床上的安裝應(yīng)穩(wěn)定可靠 3 M7130B 平面磨床的工作原理 打開平面磨床的啟動(dòng)按鈕，使機(jī)床啟動(dòng)。從而使主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，撥動(dòng)工作臺(tái)的手柄，使工作臺(tái)以一定的轉(zhuǎn)速作左右移動(dòng)。然后在氣動(dòng)夾系統(tǒng)中，使雙向活塞式雙作用氣缸通過壓縮空氣帶動(dòng)活塞桿作右往復(fù)直線 運(yùn)動(dòng)，使活塞桿向左運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)前頂尖頂緊工件的右端，后頂尖由壓蓋壓緊及后底座支承。齒條由定位板支承定位。在砂輪的端面挖開一個(gè) 70 度以上的扇形槽，再打開砂輪的啟動(dòng)按鈕，使砂輪以 1440 轉(zhuǎn) /分的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使砂輪與圓柱形工件的外圓表面接觸，磨削扇形槽，當(dāng)加工到一定階段時(shí)，使砂輪以一定的轉(zhuǎn)速離開工件，然后再繼續(xù)加工，就這樣連續(xù)加工直到扇形槽磨削完成為止。最后關(guān)閉主軸的按鈕，接著關(guān)閉砂輪的按鈕。 4 設(shè)計(jì)和分析齒條線平面磨床夾具的加工工藝 4.1分析原始資料 4.1.1 M7130B 平 面磨床夾具的主要參數(shù)如下： 工作臺(tái)長度為 1500X300(mm) 工作臺(tái)最大行程 縱向 850(mm) 橫向 500(mm) 主軸轉(zhuǎn)速范圍（ 18 級(jí)） 301500 轉(zhuǎn) /分，本次設(shè)計(jì)的齒背拋光夾具主軸的轉(zhuǎn)速為 1440 轉(zhuǎn) /分 前后頂尖的錐度為 60 度 主軸中心線到工作臺(tái)面間距離 300(mm) 床身垂直導(dǎo)軌到工作臺(tái)面中心距離 215515(mm) 砂輪直徑為 400 500mm 進(jìn)給量范圍（ 21 級(jí)） 縱向 201000mm/min 橫向 10100 mm/min 快速進(jìn)給量 縱向，橫向 2000 mm/min 主電機(jī)功率 7.5 千瓦 轉(zhuǎn)速 1450r/min 4.1.2 砂輪的尺寸參數(shù) 砂輪的基本尺寸參數(shù)如下： 直徑 D 基本尺寸 500 mm 極限偏差 0.95 mm 厚度 D 基本尺寸 60mm 極限偏差 0.0750 mm 孔徑 d 基本尺寸 mm 極限偏差 0.0210 mm 4.1.3 零件的形狀及尺寸 工件是一個(gè)圓柱形軸類零件，厚度為 24，直徑為 24 0.15 ，要加工 的扇形面的尺寸為 00.3522，表面粗糙度為 3.2。加工深度為 12。 本工序的加工技術(shù)要求。 利用砂輪對(duì)圓柱形軸類零件進(jìn)行加工，磨出扇形面。扇形面的尺寸為00.3522 ，粗糙度為 3.2。光輪的磨削加工尺寸為 12。 定位夾緊方式采用 V 形塊在 M7130B 平面磨床夾具上夾緊定位用直角對(duì)刀塊作為對(duì)刀引導(dǎo)裝置。 4.2 工件的工藝分析 圓柱形工件的結(jié)構(gòu)形狀比較規(guī)則，需加工的扇形槽面光潔度要求不高，故工藝規(guī)程中分粗銑，精磨兩道工序來完 成，依靠所設(shè)計(jì)的夾具保證下列位置和尺寸精度。 (1)待加工扇形面的半徑尺寸為 R12。 (2)相對(duì)扇形面槽壁均勻 4.2.1 確定定位方案，設(shè)計(jì)定位元件 工件在加工的扇形槽面沿 X 軸向的位移自由度可以不予限制，由于加工件為圓柱體形狀且為圓形，所以在 Y 軸的旋轉(zhuǎn)自由度也不予限制，故按照不完全定位設(shè)計(jì)夾具并力求遵守基準(zhǔn)重合原則，以減少定位誤差對(duì)加工精度的影響。 初步一定兩種定位方案： (1)從便于加工和定位穩(wěn)定的角度出發(fā)以加工邊的 A 面和圓柱外圓作為定位基準(zhǔn)，在夾具上的 V 形塊和定位軸上定位限制工件的五個(gè)自由度進(jìn)行磨削。優(yōu)點(diǎn)是工件安裝穩(wěn)定，能保證被加工圓柱形工件的位置，但違背了基準(zhǔn)重合原則不利于加工要求。 (2)從基準(zhǔn)重合角度出發(fā)加以變動(dòng) 前頂尖和銅套的與圓柱形工件的軸線為一致的，所以以圓柱形工件的軸線作為定位基準(zhǔn)在夾具上的后頂尖與壓 蓋上定位限制工件的五個(gè)自由度，進(jìn)行磨削，優(yōu)點(diǎn)是保證 尺寸 24mm 的加工精度，但不利于加工并且使夾具結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。 從保證加工精度和夾具結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度兩方面綜合分析按方案 1 設(shè)計(jì)夾具比較合理。 定位元件的設(shè)計(jì)與選擇 固定 V 形塊的設(shè)計(jì)與選擇根據(jù)中國國家標(biāo)準(zhǔn)分類匯編 GB/T2008-91由于 V 形塊的高度只于夾緊工件的直徑有關(guān)為保證對(duì)工件的夾緊和位置精度，故對(duì)國家標(biāo)準(zhǔn)中 H 值作改動(dòng)。因?yàn)楸患庸すぜ睆綖檩^小的直徑，所以 V 形塊的高度值 1 .2 2 8 .8HD取 H =28 由于要加工圓柱形工件的直徑是24 所以 V 形塊的主要尺寸標(biāo)注如齒條線平面磨床中的零件圖所示?；顒?dòng) V形塊的設(shè)計(jì)與選擇，根據(jù)中國國家標(biāo)準(zhǔn)分類匯編 GB/T2010-91 查得 V形塊的主要尺寸如齒條線平面磨床中的零件圖所示： 確保 24mm 尺 寸精 確的定 位元 件定位 塊 的設(shè) 計(jì)： 由于工 件的直 徑為 24mm，所以根據(jù)中國國家標(biāo)準(zhǔn)分類匯編 GB/T2236-91 查得定位塊的主要尺寸如齒條線平面磨床中的零件圖標(biāo)注所示： 定位誤差分析 首先分析 00.3522的定位誤差，由于砂輪磨削圓柱形工件的扇形槽面。扇形槽面間的尺寸精度有圓柱形工件的尺寸決定，由于工件定位基準(zhǔn)為圓柱體工件的軸線，而工序基準(zhǔn)為圓柱形工件的外圓表面，所以不遵循基準(zhǔn)重合原則。又因?yàn)楣ぜ鈭A存在精度誤差，所以在 00.3522這一尺寸精度上既 有基準(zhǔn)不重合誤差又有基準(zhǔn)位移誤差。 基準(zhǔn)唯位移誤差計(jì)算 2 s i n 2 s i n22d d dY =2sin 2d = 0.3222=0.0621 基準(zhǔn)不符誤差計(jì) 算 m a x m i n12B dd=12 d = 10.32=0.15 定位誤差計(jì)算為 D Y B = 122 s in2d d = 1( 1)2sin 2d =0.0879 定位誤差值小于 0 .3 5 0 .1 1 6 73，所以 00.3522這一尺寸在 V 形塊上定位符合定位精度要求。 4.2.2 夾緊方式的確定和夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) (1)夾緊裝置的選用 由于圓柱形工件在 Y 軸方向上受到沿 Y 軸的軸向分力，為保證 24mm 的尺寸精度，以及加工后后底座與壓蓋上表面的平行度和后底座對(duì)底面的垂直度，故采用定位軸對(duì)工件定位以確定工件在 Y 軸方向上的精度。由于加工工件是圓柱形軸類零件，為保證工件的穩(wěn)定性和定位精度 故采用 V 形塊對(duì)工件進(jìn)行 X 軸和 Z 軸自由度的限制，又因?yàn)樯a(chǎn)中圓柱形工件需要在夾具上裝夾所以在 V 形塊的選擇中選擇活動(dòng) V 形塊和固定 V 形塊來對(duì)工件進(jìn)行夾緊。 (2)夾緊力的確定 由于壓板使工件在 Y 軸上承受了壓力時(shí)工件在 Y 軸方向上固定，由于磨削是磨削力跟 X 軸方向是活動(dòng) V 形塊承受力矩，因此對(duì)工件施加 X 軸方向的夾緊力。 在對(duì)工件的夾緊加工過程中剛接觸工件時(shí)為最不利瞬間狀態(tài)，所以按靜力平衡原理計(jì)算其切削力 P 為 查機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表 1-2-9 可知 0 . 7 20 . 8 6 0 . 8 6 PppzF B zfca DK F -切削力（ N） pc-用高速鋼（ W18Cr4V），砂輪磨削時(shí)，考慮到工件材料及砂輪類型的系數(shù) pa-磨削深度（ mm） D-砂輪直徑（ mm） zf-磨削進(jìn)給量 B-磨削寬度（ mm） Z-磨削次數(shù) PK-用優(yōu)質(zhì)碳素鋼磨削時(shí)，考慮到工件材料機(jī)械性能不同的修正系數(shù)，鑄鋼： 0.8736P bK ，對(duì)于灰鑄鐵 0 .5 5190P HBK pc的選擇根據(jù)機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)軟件版 V1.0由于在加工采用砂輪磨削，工件的材料為 45 號(hào)鋼，所以pc值取pc=510 zf砂輪進(jìn)給量的計(jì)算 根據(jù)齒條形平面磨床夾具的工藝參數(shù)可知：磨削次數(shù) Z=4。由于加工時(shí)磨頭主要作垂直和左右方向的運(yùn)動(dòng)，并且分粗銑、精磨兩步，所以在加工時(shí)的進(jìn)給量 f =235mm/min，所以zf=15 mm/min=0.24 mm/s PK修正系數(shù)的選擇根據(jù)機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)軟件版 V1.0由于工件的材料為 45 號(hào)鋼，所以取PK=1 根據(jù)工件的尺寸數(shù)據(jù)可知 pa=24 D=500 B=60 將上述數(shù)據(jù)代入 0 . 7 20 . 8 6 0 . 8 6Ppp zF B zfca DK得 F=510 240.86 0.240.72 24 1 0.720.24 =1220N 由于在加工工件過程中齒條線平面磨床主軸在高速度的旋轉(zhuǎn)，和其它外界原因?qū)ぜ募庸ざ加胁话踩囊蛩?，所以在夾具的設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)安全系數(shù)的考慮是必須的。所以安全系數(shù)的計(jì)算為： 0 1 2 3 4 5 6K K K K K K K K 0K-考慮工件材料及加工余量均勻性的基本安全系數(shù) 一般為 1.2 1.5。 1K-加工性質(zhì)引起的安全系數(shù)精加工的安全系數(shù)為 1.0 粗加工時(shí)安全系數(shù)為 1.2。 2K-刀具鈍化程度（詳見下一結(jié)點(diǎn)安全系數(shù) K2） 系數(shù)值 : 1.0 1.9。 3K-切削特點(diǎn)引起的安全系數(shù) 連續(xù)切削時(shí)的安全系數(shù) 為 1.0,斷續(xù)切削時(shí)的安全系數(shù)為 1.2。 4K-夾 緊力的 穩(wěn)定 性安 全系數(shù) 手動(dòng) 夾緊 時(shí)為1.3,機(jī)動(dòng)夾緊時(shí)為 1.0。 5K-手動(dòng)夾緊時(shí)的手柄位置引起的安全系數(shù)值操作方便時(shí)安全系數(shù)為 1.0,操作不方便時(shí) 安全系數(shù)為 1.2。 6K-僅有力矩使工件回轉(zhuǎn)時(shí)工件與支承面接觸的情況下安全系數(shù)值，接觸點(diǎn)確定時(shí)安全系數(shù)值為 1.0 接觸點(diǎn)不確定時(shí)安全系數(shù)值為 1.5。 查機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) 1-2-1 由于工件的在加工過程中加工加工余量比較均勻，且工件材料為 45 號(hào)鋼，所以0K=1.2 。 在整個(gè)工序加工過程中只有一次磨削加工就可以達(dá)到圓柱形工件的質(zhì)量精度要求，所以加工性質(zhì)引起的安全系數(shù)精度為1K=1.0，工件在夾具上的裝夾完成后砂輪分兩次走刀對(duì)圓柱形工件進(jìn)行加工，工件兩次加工成功，所以切削特點(diǎn)引起的安全系數(shù)為3K=1.0，由于夾具采用了液壓作為傳動(dòng)裝置屬于機(jī)動(dòng)夾緊所以夾緊力的 穩(wěn)定性 引起的 安全性 誤差為4K=1.0，由 于是用 機(jī)動(dòng)夾 緊所以5K=0 ，由于工件是用 V 形塊定位，所以接觸點(diǎn)確定，6K=1.0 2K刀具鈍化程度引起的安全系數(shù)值的確定： 查表機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) 1-2-2 可知由于在加工過程中工件的加工為圓柱面磨削，并且工件材料為 45 鋼，所以取2K=1.3 因此 0 1 2 3 4 5 6K K K K K K K K =1.2 1.0 1.0 1.0 1.0 1.3 =1.56 在這個(gè)夾緊裝置中工件以 V 形塊定位并且以 V 形塊夾緊來防止工件的移動(dòng)所以夾緊力的計(jì)算公式為 2sin 22KKFW F-切削力（ N） K-安全系數(shù) 2-工件與 V 形塊之間圓周方向上的摩擦因數(shù) 其他符號(hào)如圖所示： 由于工件的外表面是已經(jīng)加工過的表面所以摩擦系數(shù)2=0.16 將數(shù)據(jù)代入公式 2s in 22KKFW = 901 2 2 0 0 .5 6 s i n 22 0 .1 6 =1725 4.3氣缸的主要尺寸計(jì)算 (1)工作壓力 P 的確定（根據(jù)及其類型和負(fù)載大?。┏醪絽㈤啔鈮合到y(tǒng)設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)表 2-1 取氣缸的工作壓力 P=0.5MPa (2)計(jì)算氣缸的內(nèi)徑 D 和活塞桿直徑 d 因?yàn)椴捎玫氖请p向活塞桿雙作用氣缸，所以氣缸內(nèi)徑 D 2 2 2 2114 fcFD D dF PPP 1P-氣缸工作壓力 2P-氣缸回油腔背壓力 fcF-氣缸密封處摩 擦力 F-工作循環(huán)最大負(fù)載 1P值選系統(tǒng)壓力1P=3MP 回油腔背壓力2P由于系統(tǒng)比較簡單并且用節(jié)流閥調(diào)速查氣壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)表 2-2 取2 P=0.3MP F 與fcF的取值由于fcF的精確度不易 確定故用氣缸的機(jī)械性能cm估算 fccmFF F cm-氣缸機(jī)械效率 查氣壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)可知cm取 0.95 dD=0.5 所以將上式代入得 2211411cmFDdDPP P = 24 2 1 5 60 . 33 0 . 9 5 1 1 0 . 53 =32.277 查氣缸內(nèi)徑尺寸系列（ GB2348-80）選取內(nèi)徑值為 40 mm 活塞桿的直徑 d 按 dD=0.7 計(jì)算得 d=28 mm 查氣壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)表 2-5 活塞桿直徑系列（ GB2348-80）取活塞桿直徑為 28 mm 氣壓缸有桿腔的實(shí)際面積 224A dD = 224 40 28 =640mm2 (3)氣缸壁厚和外徑的計(jì)算 由于系統(tǒng)的壓力不大屬于中低壓系統(tǒng)并且 10D所以按材料力學(xué)外壁愿同公式計(jì)算 0 . 4 12 0 . 3yyD PP -氣缸壁厚 D-氣缸內(nèi)徑 yP-試驗(yàn)壓力一般?。?1.251.5）1P -缸筒材料許用應(yīng)力 由于缸筒材料為灰鑄鐵所以材料許用應(yīng)力 =25MPa 試驗(yàn)壓力取yP=1.3 將數(shù)據(jù)代入公式得 =0.85 mm 缸體外徑1 2DD所以1D取 60 mm (4)氣缸工作行程的確定 查氣壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)表 2-6 氣缸活塞行程參數(shù)系列取氣缸行程為 25 (5)氣缸缸蓋厚度確定 由于氣缸缸蓋與缸筒材用螺紋連接所以缸蓋的厚度為 20 . 4 3 3 ytDp 2D -端 蓋止口內(nèi)徑 將數(shù)據(jù)代入得 t 10.2 取 t =11 mm (6)最小導(dǎo)向長度的確定 由于在氣缸中導(dǎo)向長度過小會(huì)使氣缸的初始撓度增大，影響氣缸的穩(wěn)定性，所以必須保證最小導(dǎo)向長度。 根據(jù)公式 2 0 2LDH L -氣缸的最大行程 D -氣缸內(nèi)徑 得 H 21.25 取 H 25 mm 活塞寬度 B 的取值計(jì)算 B 一般?。?0.61.0） D 所以 B=0.8D=32 mm 缸蓋滑動(dòng)支撐面長度 1L 的 計(jì)算 因?yàn)闅飧椎膬?nèi)徑 D 小于 80 mm 所以取 1 0 . 6 1 . 0LD 1L =0.8D=32mm （ 7）缸體長度的設(shè)計(jì) 內(nèi)部長度 +B內(nèi) LL=25+32=57 mm 外部長度 + 2 t外 內(nèi)LL=57+22=79 mm P -氣壓最 大工作壓力 -執(zhí)行元件的最大工 4.4 塞尺的選擇 由于砂輪在加工過程中分兩次加工完扇形面，所以在檢測刀具與砂輪之間的距離進(jìn)而確定刀具位置時(shí)要檢測的扇形面，考慮到 24mm 尺寸的精度保證和扇形面的穩(wěn)定性，故采用對(duì)刀平塞規(guī)工件的尺寸零件圖中標(biāo)注所示。 4.5導(dǎo)向鍵的設(shè)計(jì)與選擇 由于在加工工件過程中活動(dòng) V 形塊要在夾具上來回的作往復(fù)運(yùn)動(dòng)所以必須要限制他的位置精度，為保證 V 形塊的對(duì)稱中心線與夾具體的對(duì)稱中心線重合以及保證工件的夾緊精度。根據(jù)活動(dòng) V 形塊的尺寸設(shè)計(jì)導(dǎo)向板。因?yàn)榛顒?dòng) V 形塊的寬度尺寸為 0.0250.05034 所以根據(jù)中國國家標(biāo)準(zhǔn)分類匯編GB/T2212-91 選取圓柱形工件的尺寸數(shù)據(jù)如零件圖中所示。 4.6 夾具體連接件的設(shè)計(jì) 由于 M7130B 平面磨床夾具的機(jī)床的 T 形槽尺寸上部分為 14mm 下部分為 21mm 所以查中國國家標(biāo)準(zhǔn)分類匯編選擇夾具體連接件方頭導(dǎo)向鍵的設(shè)計(jì)。根據(jù)中國國家標(biāo)準(zhǔn)分類匯編 GB/T2006-91 可取導(dǎo)向鍵的主要尺寸夾具圖中所示。 4.7 T 型槽槽用螺栓的選擇 根據(jù)中國國家標(biāo)準(zhǔn)分類匯編 GB/T2165-91 取的主要尺寸如夾具圖中所示。 4.8 夾具體的設(shè)計(jì) 夾具在機(jī)床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機(jī)床上相應(yīng)的表面接觸或配合向?qū)崿F(xiàn)的，為了使夾具體底面與機(jī)床工作臺(tái)有較好的接觸，故采用周邊接觸 (要求加工時(shí)兩次磨出 )，并同時(shí)通過兩個(gè)導(dǎo)向鍵和螺釘與T 型槽連接。 為 了 保 證 夾 具 有 足 夠 的 強(qiáng) 度 和 剛 度 故 采 用 鑄 造 夾 具 體 （ 材 料 為HT200）。