機電一體化論文1

1、湖南科技工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計論文設計課題： 支架通槽加工夾具 班 級： 09107 姓 名： 何 躍 學 號： 專 業(yè)： 機電一體化 教 研 室： 機電教研室 指導老師： 彭永忠 聯(lián)系電話：e-mail： pyz1968; 576405622 目錄摘要.1前言.1 機床夾具概論. 1.1 機床夾具及其功用. 1.2夾具裝夾工件的方法及特點. 1.3機床夾具的分類和組成. 1.4機床夾具的現(xiàn)狀及發(fā)展方向. 1.5工件定位的基本原則. 1.6常用定位元件及選用. 1.7工件的夾緊. 1.8工件的組合定位.2 銑槽夾具設計. 2.1銑床夾具的分類. 2.2銑床夾具的設計

2、特點. 2.3零件的結(jié)構(gòu)分析. 2.4工藝規(guī)程設計. 2.5夾具設計. 致謝 參考文獻 摘要 隨著全球制造廠業(yè)的區(qū)域轉(zhuǎn)移整個制造行業(yè)競爭的加劇，所有機械加工生產(chǎn)單位都面臨提高生產(chǎn)效率的問題。而在機加過程中作為裝夾工件的工藝裝備的夾具，在提高生產(chǎn)效率方面有其特別的優(yōu)勢。特別是在切削加工過程中，配以適當?shù)募庸ぽo助。(如夾具）等，有利于提高企業(yè)生產(chǎn)效率，使得許多復雜零件的加工成為可能，常規(guī)零件加工的質(zhì)量進一步提升，并降低勞動強度，在保證產(chǎn)品質(zhì)量加工精度同時批量生產(chǎn)，從而降低生產(chǎn)成本。從而家具的使用在某種程度上提高實際生產(chǎn)中企業(yè)的效益。因而對夾具知識的認識和學習，在今天顯得優(yōu)為重要起來。 本淪為是結(jié)合

3、目前實際生產(chǎn)中，常常發(fā)現(xiàn)僅用通用夾具不能滿足生產(chǎn)要求，用通用夾具裝夾工件生產(chǎn)效率低勞動強大，加工質(zhì)量不高，而且往往需要增加劃線工序，而專門設計的一種銑床夾具，主要包括夾具的定位方案，夾緊方案、對刀方案、夾具體與定位鍵的設計及加工精度等方面的分析?？梢杂行У臏p少工件加工的基本時間和輔助時間，大大提高了勞動生產(chǎn)力，從而可以有效地減輕工人的勞動強度和增加勞動效率。關(guān)鍵詞：高效 定位 夾緊 機床夾具前言 夾具最早出現(xiàn)在1787年，隨著科學技術(shù)的巨大進步及社會生產(chǎn)力的迅速提高，機床夾具從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝設備?？萍嫉倪M步，生產(chǎn)的發(fā)展和產(chǎn)品在時常上的競爭，產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期越來越短，對機床

4、夾具的設計、制造、使用提出了新的更高的要求?，F(xiàn)代機床夾具應該朝精密化柔性化、標準化等方面發(fā)展。 而對于我國經(jīng)濟近年來的快速發(fā)展，機械制造工業(yè)的壯大，在國民經(jīng)濟中占重要地位的制造業(yè)領(lǐng)域得以健康快速的發(fā)展。制造裝備的改進，使得作為制造工業(yè)重要設備的夾具，在機械化大生產(chǎn)的今天顯的更加重要起來，因為夾具是加工生產(chǎn)內(nèi)不可缺少的重要部分。機械制造中特別是在金屬切削加工過程中，配以適當?shù)膴A具等加工輔助工具，有力于提高企業(yè)生產(chǎn)效率，降低勞動強度，保證加工產(chǎn)品質(zhì)量，從而降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)效益。從而在某種程度上對提高我國企業(yè)的競爭力有一定的促進作用。 該夾具具有良好的加工精度，針對性強，主要用于撥叉零件銑槽工

5、序的加工。本夾具具有夾緊力裝置，具備現(xiàn)代機床夾具所要求的高效化和精密化特點，可以有效的減少工件加工的基本時間和輔助時間，大大提高了勞動生產(chǎn)力，從而可以有效地減輕工人的勞動強度和增加勞動效率。 1機床夾具概論1.1機床夾具及其功用1.1.1概念 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。 在我們實際生產(chǎn)中夾具的作用是將工件定位，以使加工工件獲得相對于機床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。1.1.2機床夾具的主要功能 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。將工件裝好，就是在機床上確定工件相對于刀

6、具的正確位置，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(jīng)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。工件裝夾情況的好壞，將直接影響工件的加工精度。1.2夾具裝夾工件的方法及特點 工件的裝夾方法有找正裝夾法和夾具裝夾法兩種。 找正裝夾方法是以工件的有關(guān)表面或?qū)ｉT劃出的線痕作為找正依據(jù)，用劃針或指示表進行找正，將工件正確定位，然后將工件夾緊，進行加工。這種方法安裝方法簡單，不需專門設備，但精度不高，生產(chǎn)率低，因此多用于單件、小批量生產(chǎn)。 夾具裝夾方法是靠夾具將工件定位、夾緊，以保證工件相對于刀具、機床

7、的正確位置具有以下特點： 1.工件在夾具中的正確定位，是通過工件上的定位基準面與夾具上的定位元件相接觸而實現(xiàn)的。因此，不再需要找正便可將工件夾也緊。 2.由于夾具預先在機床上已調(diào)整好位置（也有在加工過程中再進行找正的），因此，工件通過夾具對于機床也就有了正確的位置。 3.通過夾具上的對刀裝置，保證了工件加工表面相對于刀具的正確位置。 4.裝夾基本上不受工人技術(shù)水平的影響，能比較容易和穩(wěn)定地保證加工精度。 5.裝夾迅速、方便，能減輕勞動強度，顯著地減少輔助時間，提高勞動生產(chǎn)率。 6.能擴到機床的工藝范圍。如鏜削圖機體的梯孔，若沒有臥式鏜床和專用設備，可設計一類夾具在車床上加工。1.3機床夾具的分

8、類和組成 機床夾具的種類很多，形狀千差萬別。為了設計、制造和管理的方便，往往接某一屬性進行分類。1.3.1按夾具的通用特性分類 目前中國常用夾具有通用夾具、專用夾具、可調(diào)夾具、組合夾具和自動線夾具等五大類。 1.通用夾具 通用夾具是指結(jié)構(gòu)、尺寸已規(guī)格化，且具有一定通用性的夾具。其優(yōu)點是適應性強、不要要調(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。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。采用這類夾具可縮短生產(chǎn)準備周期，減少夾具品種，從而減低生產(chǎn)成本。其缺點是夾具的加工精度不高，生產(chǎn)力較低且較難裝夾形狀復雜的工件，故適用于單件小批量生

9、產(chǎn)中。 2.專用夾具 專用夾具是針對某一工件的某一道工序的加工要求而專門設計和制造的夾具。特點是針對性強。適用與產(chǎn)品相對穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn)中，可獲得較高的生產(chǎn)率和加工精度。 3.可調(diào)夾具 夾具的某些元件可調(diào)整或可更換，已適應多種工件的夾具，稱為可調(diào)夾具。它還分為通用可調(diào)夾具和成組夾具兩類。 4.組合夾具 組合夾具是由可循環(huán)使用的標準夾具零部件（或?qū)Ｓ昧悴考┙M裝成易于連接和拆卸的夾具。根據(jù)被加工零件的工藝要求可以很快地組裝成專用夾具，夾具使用完畢，可以方便地拆開。夾具主要適用在單件，中、小批多品種生產(chǎn)和數(shù)控加工中，是一種較經(jīng)濟的夾具。 5.自動線夾具 自動線夾具一般分為兩種，一種為固定式夾具

10、，它與專用夾具相似；另一種為隨行夾具，使用中夾具隨工件一起運動，并將工件沿著自動線從一個工位移至下一個工位進行加工。1.3.2按夾具使用的機床分類 這是專用夾具所用的分類方法?？煞譃檐嚧病姶?、鉆床、鏜床、平面磨床、齒輪加工夾具、拉床等夾具。多品種生產(chǎn)和數(shù)控加工中，是一種較經(jīng)濟的夾具。 1.3.3按夾具動力源來分類 按夾具夾緊動力源可將夾具分為手動夾具和機動夾具兩大類。為減輕勞動強度和確保安全生產(chǎn)，手動夾具應有擴力機構(gòu)與自鎖性能。常用的機動夾具有氣動夾具、液壓夾具、氣液夾具、電動夾具、電磁夾具、真空夾具和離心力夾具等。 1.3.4機床夾具的組成 雖然機床夾具的種類繁多，但它們的工作原理基本上是

11、相同的。將各類夾具中，作用相同的結(jié)構(gòu)或元件加以概括，可得出夾具一般所共有的以下幾個組成部分，這些組成部分即相互獨立又相互聯(lián)系。 1.定位支承元件 定位支承元件的作用是確定工件在夾具中的正確位置并支承元件，是夾具的主要功能元件之一。定位支承元件的定位精度直接影響工件加工的精度。 2.夾緊裝置 夾緊元件的作用是將工件壓緊夾牢，并保證在加工過程中工件的正確位置不變。 3.連接定向元件 這種元件作用于將夾具與機床連接并確定夾具對機床主軸、工作臺或?qū)к壍南嗷ノ恢谩?4.對刀元件或?qū)蛟?這些元件的作用是保證工件加工表面與刀具之間的正確位置。用于確定刀具在加工前正確位置的元件稱為對刀元件，用于確定刀具位

12、置并引導刀具進行加工的元件稱為導向元件。 5.其他裝置或元件 根據(jù)加工需要，有些夾具上海沒有分度裝置、考模裝置、上下料裝置、工件頂出機構(gòu)、電動扳手和平衡塊等，以及標準化了的其它聯(lián)系元件。 6.夾具體 夾具體是夾具的基本骨架，用來配置、安裝各夾具元件使之組成一整體。常用的夾具體為鑄件結(jié)構(gòu)、鍛造結(jié)構(gòu)、焊接結(jié)構(gòu)和裝配結(jié)構(gòu)，形狀有回轉(zhuǎn)體形和底座形狀。 上述各組成部分中，定位元件、夾緊裝置、夾具體是夾具的基本組成部分。1.4機床夾具的現(xiàn)狀及發(fā)展方向 夾具最早出現(xiàn)在18世紀后期。隨著科學技術(shù)的不斷進步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。1.4.1機床夾具的現(xiàn)狀 有關(guān)統(tǒng)計表明，目前的中、小批多

13、品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85%左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應市場的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都任習慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里，約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3-4年就要更新50-80%左右專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為10-20%左右。特別是近年來，數(shù)控機床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)（fms)等新加工技術(shù)的應用，對機床夾具提出了如下新的要求： 1.能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投資，以縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)成本； 2.能裝夾一組具有相似特性特征的工件； 3.能適用于精密加工的高

14、精度機床夾具； 4.能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機床夾具； 5.采用以液壓站等為動力源的高效夾緊裝置，以進一步減輕勞動強度和提高勞動生產(chǎn)率； 6.提高機床夾具的標準化程度。1.4.2現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為標準化、精密化、高效化和柔性化等四個方面。 1.標準化 機床夾具的標準化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面。目前我國已有夾具零件及部件的國家標準：gb/t2148-t225991以及各類通用夾具、組合夾具標準等。機床夾具的標準化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)總成本。 2.精密化 隨著機械產(chǎn)品精密的日益提高，勢必相應提高了對夾具的精度要

15、求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達：用于精密車削的高精度三爪自定心卡盤，其定心精度為5。 3.高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強度。常見的高效化夾具有自動化夾具、高效化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動虎鉗夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在試驗轉(zhuǎn)速為9000r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生產(chǎn)流水線、自動線配置相應的高效、自動化夾具外，在數(shù)控機床上，尤其在加工中心上出現(xiàn)了各種自動裝夾工件的夾具以及自動

16、更換夾具的裝置，充分發(fā)揮了數(shù)控機床的效率。 4.柔性化 機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是指機床夾具通過調(diào)整、組合等方式適應可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、組成夾具、模塊化夾具、數(shù)控夾具等。為適應現(xiàn)代化機械工業(yè)多品種、中小批量的需要，擴大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結(jié)構(gòu)為可拆結(jié)構(gòu)，發(fā)展可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)，僵尸當前夾具發(fā)展的主要方向。1.5工件定位的基本原理1.5.1自由度的概念 由剛體運動學可知，一個自由剛體，在空間有且僅有六個自由度。如圖所示的工件，它在空間的位置是任意的，即它

17、既能沿ox、oy、oz三個坐標軸液動，稱為移動自由度；又能繞ox、oy、oz、三個坐標軸移動，稱為轉(zhuǎn)動自由度。1.5.2六點定位原則 如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，分別限制剛體的六個運動自由度。在討論工件的定位是，工件就是我們所指的自由剛體。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(zhì)上就是限制工件的自由度。 分析工件定位時，通常是用一個支承點限制工件的一個自由度。用合理設置的六個支承點，限制工件的六個自由度，使工件在夾具中的位置完全確定，這就是六點定位原則。關(guān)于六點定位原則的幾個主要問題： 1定位支承點是定位元件

18、抽象而來的。在夾具的實際結(jié)構(gòu)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。根據(jù)數(shù)學概念可知，兩個點決定一條直線，三個點決定一個面，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（條形支承）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保持接觸，才能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的位置，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。1.5.3工

19、件定位中的幾種情況 1.完全定位 完全定位是指不重復地限制了工件的六個自由度的定位。當工件在x、y、z三個坐標方向均有尺寸要求或位置精度要求時，一般采用這種定位方式。 2.不完全定位 根據(jù)工件的加工要求，有時并不需要限制工件的全部自由度，這樣的定位方式稱為不完全定位。如在車床上加工通孔，根據(jù)加工要不需限制兩個自由度，所以用三爪自定心卡盤夾持限制其余四個自由度，就可以實現(xiàn)四點定位。又如平板工件磨平面，工件只有厚度和平行度要求，只需限制三個自由度，在磨床上采用電磁工作臺就能實現(xiàn)三點定位。由此可知，工作在定位時應該限制的自由度數(shù)目由工序的加工要求而定，不影響加工精度的自由度可以不加限制。采用不完全定

20、位可簡化定位裝置，因此不完全定位在實際生產(chǎn)中也廣泛應用。 3.欠定位 根據(jù)工件的加工要求，應該限制的自由度沒有完全被限制的定位稱為欠定位。 欠定位無法保證加工要求，因此，在確定工件在夾具中的定位方案時，決不允許有欠定位的現(xiàn)象產(chǎn)生。如不設端面而支承，則在一批工件上半封閉槽的長度就無法保證；若缺少側(cè)面兩個支承點時，則工件上的部分尺寸和槽與工件側(cè)面的平行度則很難保證。 4.過定位 夾具上的兩個或兩個以上的定位元件重復限制同一個自由度的現(xiàn)象，稱為過定位。而在實際定位過程中會有隨即誤差，這種隨機的誤差造成了定位的不穩(wěn)定，嚴重時會引起定位干涉，因此應該盡量避免和消除過定位現(xiàn)象。消除或減少過定位引起的干涉，

21、一般有兩種方法：一是改變定位元件的結(jié)構(gòu)，如縮小定位元件工作面的接觸長度；或者減小定位元件的配合尺寸，增大配合間隙等；二是控制或者提高工件定位基準之間以及定位元件自由度。1.5.4定位基準的基本概念 在研究和分析工件定位問題時，定位基準的選擇是一個關(guān)鍵問題。定位基準就是在加工中用作定位的基準。一般說來，工件的定位基準一旦被選定，則工件的定位方案也基本上被確定。定位方案是否合理，直接關(guān)系到工件的加工精度能否保證。工件定位時，作為定位基準的點和線，往往由某些具體表面體現(xiàn)出來，這種表面稱為定位基面。例如用兩頂尖裝夾車軸時，軸的兩中心孔就是定位基面。但它體現(xiàn)的定位基準則是軸的軸線。根據(jù)定位基準所限制的自

22、由度數(shù)，可將其分為： 1.主要定位基準面 平面設置三個支承點，限制工件的三個自由度，這樣的平面稱為主要定位基準面。一般應選擇較大的表面作為主要定位基面。 2.導向定位基準面 平面設置兩個支承點，限制了工件的兩個自由度，這樣的平面或圓柱面稱為主要定位基面。該基準面應選擇工件上窄長的表面，而且兩支承點間的距離應盡量遠些，以保證其限制精度。 3.雙導向定位基準面 限制工件四個自由度的圓柱面，稱為雙導向定位基準面。 4.雙支承定位基準面 限制工件兩個移動自由度的圓柱面，稱為雙支承定位基準面。 5.止推定位基準面 限制工件一個移動自由度的表面，稱為止推定位基準面。平面上只設置了一個支承點，它只限制了工件

23、沿y軸方向的移動。在加工過程中，工作有時要承受切削力和沖擊力等，可以選取工件上窄小且與切削方向相對的表面作為止推定位基準面。 6.防轉(zhuǎn)定位基準面 限制工件一個轉(zhuǎn)動自由度的表面，稱為防轉(zhuǎn)定位基準面。如軸的通槽側(cè)面設置一個防轉(zhuǎn)銷，它限制了工件沿y軸的轉(zhuǎn)動，減小了工件的角度定位誤差。防轉(zhuǎn)支承點距離工件安裝后的回轉(zhuǎn)軸線應盡量遠些。1.6常用定位元件及選用 工件在夾具中要想獲得正確定位，首先應正確選擇定位基準，其次是選擇合適的定位元件。工件定位時，工件定位基準和夾具的定位元件接觸形成定位副，以實現(xiàn)工件的六點定位。1.6.1對定位元件的基本要求 1.限位基面應有足夠的精度。定位元件具有足夠的精度，才能保證

24、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(jīng)常與工件接觸和摩擦，容易磨損，為此要求定位元件限位表面的耐磨性要好，以保持夾具的使用壽命和定位精度。 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，避免使用中變形和損壞。 4.定位元件應有較好的工藝性。定位元件應力求結(jié)構(gòu)簡單、合理、便于制造、裝配和更換。 5.定位元件應便于清除刀屑。定位元件的結(jié)構(gòu)和工作表面形狀應有利于清除切屑，以防切屑嵌入夾具內(nèi)影響加工和定位精度。1.6.2常用定位元件所能限制的自由度 定位元件可按工件典型定位基準面分為以下

25、幾類： 1.用于平面定位的定位元件：包括固定支承（釘支承和板支承），自位支承，可調(diào)支承和軸支承。 2.用于外圓柱面定位的定位元件：包括v行架，定位套和半圓定位座等。 3用于孔定位的定位元件：包括定位銷（圓柱定位銷和圓錐定位銷），圓柱心軸和小錐度心軸。1.6.3常用定位元件的選用 用定位元件選用時，應按工件定位基準面和定位元件的結(jié)構(gòu)特點進行選擇。 1.工件以平面定位 （1）以面積較小的已經(jīng)加工的基準面定位時，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(cè)面定位時，可選用網(wǎng)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，以利清除切屑。 （3）以毛坯面，

26、階梯平面和環(huán)形平面作基準平面定位時，選用自位支承作定位元件。但須注意，自位支承雖有兩個或三個支承點，由于自位和浮動作用只能作為一個支承點。 （4）以毛坯而作為基準平面，調(diào)節(jié)時可按定位面質(zhì)量和面積大小分別選用可調(diào)支承作定位元件。 （5）當工件定位基準面需要提高定位剛度、穩(wěn)定性和可靠性時，可選用輔助支承作輔助定位元件，但須注意，輔助支承不起限制工件自由度的作用，且每次加工均需重新調(diào)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。 2.工件以外圓柱定位 （1）當工件的對稱度要求較高時，可選用v形塊定位。 （2）當工件定位圓柱面精度較高時（一般不低于it8），可選用定位套或半圓形定位座定

27、位。大型軸類和曲軸等不宜以整個圓孔定位的工件，可選用半圓定位座。 3.工件以內(nèi)孔定位 （1）工件上定位內(nèi)孔較小時，常選用定位銷作為定位元件。 （2）在套類、盤類零件的車削、磨削和齒輪加工中，大都選用心軸定位，為了便于夾緊和減小工件因間隙造成的傾斜，當工件定位內(nèi)孔與基準端面垂直精度較高時，常以孔和端面聯(lián)合定位。 1.7工件的夾緊 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。為了保證在這些外力作用下，工件仍能在夾具中保持已由定位元件所確定的加工位置，而不致發(fā)生振動和位移，在夾具結(jié)構(gòu)中必須設置一定的夾緊裝置將工件可靠地夾牢。 第一節(jié)、夾緊裝置的組成及其設計原則 工件定位后，將工件固定

28、并使其在加工過程中保持定位位置不變的裝置，稱為夾緊裝置。1.7.1夾緊裝置的組成 夾緊裝置的組成由以下三部分組成。 動力源裝置 它是產(chǎn)生夾緊作用力的裝置。分為手動夾緊和機動夾緊兩種。手動夾緊的力源來自人力，用時比較費時費力。為了改善勞動條件和提高生產(chǎn)率，目前在大批量生產(chǎn)中均采用機動夾緊。機動夾緊的力源來自氣動、液動、氣液聯(lián)動、電磁、真空等動力夾緊裝置。 傳力機構(gòu) 它是介于動力源和夾緊元件之間傳遞動力的機構(gòu)。傳力機構(gòu)的作用是：改變作用力的方向：改變作用力的大?。壕哂幸欢ǖ淖枣i性能，以便在夾緊力一旦消失后，仍能保證整個夾緊系統(tǒng)處于可靠的夾緊狀態(tài)，這一點在手動夾緊時尤為重。 夾緊元件 它是直接與工件

29、接觸完成夾緊作用的最終執(zhí)行元件。1.7.2夾緊裝置的設計原則 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(chǎn)效率。因此，設計夾緊裝置應遵循以下原則： 工件不移動原則 夾緊過程中，應不改變工件定位后所占據(jù)的正確位置。 工件不變形原則 夾緊力的大小要適當，既要保證夾緊可靠，又應使工件在夾緊的作用力不致產(chǎn)生加工精度所不允許的變形。 工件不振動原則 對剛性較差的工件，或者進行斷續(xù)切削，以及不宜采用氣缸直接壓緊的情況，應提高支承元件和夾緊元件的剛性，并使夾緊部位靠近加工表面，以避免工件和夾緊系統(tǒng)的振動。 安全可靠原則 夾緊傳力機構(gòu)應有足夠的夾緊行程，手動夾緊要有自鎖性能，

30、以保證夾緊可靠。 經(jīng)濟適用原則 夾緊裝置的自動化和復雜程度應與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應，在保證生產(chǎn)效率的前提下，其結(jié)構(gòu)應力求簡單，便于制造、維修，工藝性能好：操作方便、省力，使用性能好。1.7.3夾緊力的基本原則 設計夾緊裝置時，夾緊力的確定包括夾緊力的方向、作用點和大小三個要素。 1.夾緊力的方向 夾緊力的方向與工件定位的基本配置情況，以及工件所受外力的作用方向等有關(guān)。選擇時必須遵守以下準則： 夾緊力的方向應有助于定位穩(wěn)定，且主夾緊力應朝向主要定位基面。 夾緊力的方向應有利于減小夾緊力，以減小工件的變形、減輕勞動強度。 夾緊力的方向應是工件剛性較好的方向。由于工件在不同方向上剛度是不等的。不同的受力表

31、面也因其接觸面積大小而變形各異。尤其在夾壓薄壁零件時，更需注意使夾緊力的方向指向工件剛性最好的方向。 2.夾緊力的作用點 夾緊力作用點是指夾緊件與工件接觸的一小塊面積。選擇作用點的問題是指在夾緊方向已定的情況下確定夾緊力作用點的位置和數(shù)目。夾緊力作用點的選擇是達到最佳夾緊狀態(tài)的首要因素。合理選擇夾緊力作用點必須遵守以下準則: 夾緊力的作用點應落在定位元件的支承面范圍之外，會使工件傾斜或移動，夾緊時將破壞工件的定位。 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。 夾緊力的作用點應盡量靠近加工表面

32、，以防止工件產(chǎn)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、加緊可靠，確定夾緊裝置的結(jié)構(gòu)尺寸，都有著密切的關(guān)系。夾緊力的大小要適當。夾緊力過小則夾緊不牢靠，在加工過程中工件可能發(fā)生位移而破壞定位，其結(jié)果輕則影響加工質(zhì)量，重則造成工件報廢甚至發(fā)生安全事故。夾緊力過大會使工件變形，也會對加工質(zhì)量不利。 理論上，夾緊力的大小應與作用在工件上的其它力（力矩）相平衡；而實際上，夾緊力的大小還與工藝系統(tǒng)的剛度、夾緊機構(gòu)的傳遞效率等因素有關(guān)，計算是很復雜的。因此，實際設計中常采用估算法、類比法和試驗法確定所需的夾緊力。 當采用估算法確定夾緊力的大小時，為簡化計算

33、，通常將夾具和工件看成一個剛性系統(tǒng)。根據(jù)工件所受切削力、夾緊力（大型工件考慮重力、慣性力等）的作用情況，找出加工過程中對夾緊最不利的狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力，最后在乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力，既 fwk=kfw 式中 fwk實際所需夾緊力，單位為n; fw在一定條件下，由靜力平衡算出的理論夾緊力，單位為n; k安全系數(shù)，粗略計算時，粗加工取k=2.5-3， 精加工取k=1.5-2。 夾緊力三要素的確定，實際是一個綜合性問題。必須全面考慮工件結(jié)構(gòu)特點、工藝方法、定位元件的結(jié)構(gòu)和布置等多種因素，才能最后確定并具體設計為理想的夾緊裝置。1.7.4減小夾緊變形的措施 有時，一個工件很難

34、找出合適的加緊點。如較長的套筒在車床上鏜內(nèi)孔和高支座在鏜床上鏜孔，以及一些薄壁零件的夾持等，均不易找到合適的加緊點。這時可以采取以下措施減少夾緊變形。 1.均勻的對稱變形，以便獲得變形量的統(tǒng)計平均值，通過調(diào)整刀具適當?shù)南糠肿冃瘟浚部梢赃_到所要求的加工精度，增加輔助支承和輔助加緊點。若高支座可采用增加一個輔助支承點及輔助夾緊力，就可以使工件獲得滿意的夾緊狀態(tài)。 2.分散著力點，用一塊活動壓板將夾緊力的著力點分散成兩個或四個，從而改變著力點的位置，減少著力點的壓力，獲得減少夾緊變形的效果。 3.增加壓緊件接觸面積，在壓板下增加墊環(huán)，使夾緊力通過剛性好的墊環(huán)均勻地作用在薄壁工件上，避免工件局部

35、壓陷。 4利用對稱夾具的夾緊設計，應保證形變加工薄壁套筒時，采用加寬卡爪，如果夾緊力較大，仍有可能發(fā)生較大的變形。因此，在精加工時，除減小夾緊力外，工件能產(chǎn)生。 1.8工件的組合定位1.8.1工件組合定位應注意問題 工件常以平面、外圓柱面、內(nèi)圓柱面、圓錐面等的各種組合，工件組合定位時，應注意的幾個關(guān)鍵性問題。 1.合理選擇定位元件，實現(xiàn)工件的完全定位或不完全定位。 2.按基準重合原則選擇定位基準。 3.組合定位中，一些定位元件單獨使用時限制沿坐標方向的自由度，而在組合定位時則轉(zhuǎn)化為限制繞坐標軸方向的自由度。 4從多種定位方案中選擇定位元件時，應特別注意定位元件所限制的自由度與加工精度關(guān)系，以滿

36、足加工要求。 因工件在夾具上地位時，定位基準發(fā)生位移、定位基準與工序基準不重合產(chǎn)生定位誤差。基準位移誤差和基準不重合誤差分別獨立、互不相干，他們都使工序基準位置產(chǎn)生變動。定位誤差包括基準位移誤差和基準不重合誤差。當無基準位移誤差時，y=0。當定位基準與工序基準重合時，b=0；若兩項誤差都沒有，則d=0。分析和計算定位誤差的目的，是為了對定位方案能否保證加工要求，有一個明確的定量概念，以便對不同定位方案進行分析比較，同時也是在決定定位方案時的一個重要依據(jù)。1.8.2工件以兩孔一面定位 定位元件：支承板、定位銷、和棱形銷。1.8.3組合表面定位及其誤差分析 以上常見定位方式，多為以單一表面作為定位

37、基準，但在實際生產(chǎn)中，通常都以工件上的兩個或兩個以上的幾何表面作為定位基準，即采用組合定位方式。 組合定位方式很多，常見的組合方式：一個孔及其端面，一根軸及其端面，一個平面及其上的兩個圓孔。生產(chǎn)中最常用的就是“一面兩孔”定位，如加工箱體、杠桿、蓋板支架類零件。采用“一面兩孔”定位，容易做到工藝過程中的基準統(tǒng)一，保證工件的相對位置精度。 工件采用“一面兩孔”定位時，兩孔可以是工件結(jié)構(gòu)上原有的，也可以是定位需要專門設計的工藝孔。相對的定位元件時支承板和兩定位銷。當兩孔的定位方式都選用短圓柱銷時，支承板限制工件三個自由度；兩短圓柱銷分別限制工件兩個自由度；有一個自由度被兩短圓柱銷重復限制，產(chǎn)生過定位

38、現(xiàn)象，嚴重時會發(fā)生工件不能安裝的現(xiàn)象。因此，必須正確處理過定位，并控制各定位元件對定位誤差的綜合影響。為使工件能方便地安裝到兩短圓柱銷上，可把一個短圓柱銷改為棱形銷，采用一圓柱銷、一棱形銷和一支承板的定位方式，這樣可以消除過定位現(xiàn)象，提高定位精度，有利于保證加工質(zhì)量。2 銑槽夾具設計2.1銑床夾具的分類 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。按工件在銑床上加工的運動特點，可分為直線進給夾具、圓周進給夾具、沿曲線進給夾具三類。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。其中，最常用的分類方法是按通用、專用和組合進行分類。2.2銑床夾具的設計特點

39、 銑床夾具與其它機床夾具的不同之處在于：它是通過定位鍵在機床上定位，用對刀裝置決定銑刀相對于夾具的位置。2.2.1銑床夾具的安裝 銑床夾具在銑床工作臺上的安裝位置，直接影響被加工表面的位置精度，因而在沒計時必須考慮其它安裝方法，一般是在夾具底座下面裝兩個定位鍵。在夾具上需要固定的位置上合理的銑兩個t形槽與工作臺的標準t形槽用螺栓固定。2.2.2銑床夾具的對刀裝置 銑床夾具在工作臺上安裝好了以后，還要調(diào)整銑刀對夾具的相對位置，以便于進行定距加工。為了是刀具與工件被加工表面的相對位置能迅速而正確地對準，在夾具上可以采用對刀裝置。對刀裝置時由對刀塊和塞尺等組成，其機構(gòu)尺寸已標準化。2.3零件的結(jié)構(gòu)分

40、析該零件的材料為ht150，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單，主要銑工件上3mm的通槽。該零件屬于支架類零件，主要起支撐作用。下端是安裝部分，上端是工作部分，中間是連接部分工件以工作部分側(cè)面及35mm孔為定位基準，實現(xiàn)五點定位，用定位體和中心軸及螺帽限制工件的轉(zhuǎn)動自由度。通過底板和壓板夾緊工件。夾具的定位裝置均安裝在由定位體基礎(chǔ)版所組成的側(cè)板面上。槽寬由刀具直接保證，槽深和位置要用中心定位軸保證。該夾具結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。工件的三維模型2.4 工藝規(guī)程設計零件材料為ht150?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)不是很復雜，故選擇鑄造毛坯?；孢x擇是工藝規(guī)程設計的重要工作之一?；孢x擇的正確與合理

41、是加工質(zhì)質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中回問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批量報廢，使生產(chǎn)無法正常運行。1.粗基準的選擇。對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對于若干個不加工的表面的工件，則應該與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準。根據(jù)這個基準選擇原則，選取側(cè)面和上面限制自由度以達到完全定位。2.精基準的選擇。主要應該考慮基準重合的問題。當設計基準和工序基準重合時，應該進行尺寸換算，在這以后還要專門計算，此處不再重復。制定工藝路線得出發(fā)點，應是使零件的的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下，可以考慮采用萬

42、能性機床配以組合夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降低。一個好的結(jié)構(gòu)不但要達到設計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便與加工，要能夠保證加工質(zhì)量，同時使加工的勞動量最小。工藝路線：1.粗銑3mm的直槽，再精銑3mm的直槽；2檢驗3入庫由于本工件簡單容易加工，故采用上邊的工藝路線便可完成加工，而且效率很高2.5夾具設計 夾具的組成 這里涉及到得的設計夾具是組合夾具，由定位體、定位中心軸、墊片、螺母、墊塊鐵、壓板，定位板和中心定位軸主要起定位作用，螺母和壓板起固定作用，墊塊鐵主要用于與工件安裝部分底面基準面重合及支撐作用。

43、 定位體 壓板 墊圈 螺母 螺母 墊塊 墊圈 雙向螺栓 拉桿夾具的安裝 當夾具的各個零件生產(chǎn)出來后，就要對它進行安裝。在安裝夾具的過程中要注意一些事項： （1）先把定位板安裝在水平工作臺上，依次上固定螺釘。 （2）然后把中心軸水平套進定位體側(cè)面板的20孔中，并垂直于側(cè)板，然后在上螺母固緊。 （3）接著安裝工件，以20的基準孔套進中心軸然后在上螺母固定。 （4）最后放入墊鐵于工件安裝部分的底部空位中，然后用壓板夾緊工件工作部分于定位體地板上。定位基準的選擇該夾具為銑工件上3mm直槽的組合夾具。工件以側(cè)平面及35mm孔為定位基準，實現(xiàn)五點定位，用定位體和中心軸及螺帽限制工件的轉(zhuǎn)動自由度。通過底板和壓板夾緊工件。夾具的定位裝置均安裝在由定位體基礎(chǔ)版所組成的側(cè)板面上。該夾具結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。夾具體是夾具的基本件，它既要把夾具的各種元件、機構(gòu)、裝置連接成一個整體，而且還要考慮工件裝卸的方便。因此，夾具體的形狀和尺寸主要取決于夾具各組成件的分布位置、工件的外形輪廓尺寸以及加工的條件等。在設計夾具體時應滿足以下基本要求: 1.結(jié)構(gòu)簡單、輕便，在保證強度和剛度前提下結(jié)構(gòu)盡可能簡單緊湊，體積小、質(zhì)量輕和便于工