本科畢業(yè)論文-多軸鏜床專用夾具設(shè)計(jì)說(shuō)明書

摘要洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）PAGEIVPAGEI多軸鏜床專用夾具設(shè)計(jì)說(shuō)明書摘要機(jī)床夾具是機(jī)械加工工藝系統(tǒng)的重要組成部分，是機(jī)械制造中的一項(xiàng)重要工藝裝備。機(jī)床夾具在機(jī)械加工中起著重要的作用，它直接影響機(jī)械加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本以及工人的勞動(dòng)強(qiáng)度等。因此機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是機(jī)械加工工藝準(zhǔn)備中的一項(xiàng)重要工作。在鏜床專用夾具的設(shè)計(jì)中，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)主要就二軸支架的循環(huán)裝卸鏜床夾具進(jìn)行了設(shè)計(jì)，完成了對(duì)夾具的旋轉(zhuǎn)架、定位件、導(dǎo)向件、對(duì)刀件、導(dǎo)引件等夾具中用到的零件的設(shè)計(jì)，并用pro/e進(jìn)行了三維建模。根據(jù)所需加工的工件外形及加工要求，設(shè)計(jì)出合適的夾具?？紤]到二軸支架的的外形較小，故應(yīng)選用一次多件加工方案，以提高加工效率。本文設(shè)計(jì)的夾具，基本上可以滿足工程需要，本文使用的設(shè)計(jì)方法，也可為同類夾具的設(shè)計(jì)提供參考。關(guān)鍵詞：循環(huán)裝卸，鏜床夾具，pro/e，多件加工

DesignofSpecialBoringFixtureAbstractABSTRACTToolfixturemachiningprocessisanimportantcomponentofthesystemisanimportantmechanicalmanufacturingtechnologyandequipment.Toolfixtureinmachiningplaysanimportantrole,whichdirectlyaffectmachiningquality,productivityandproductioncostsandlaborintensityandsoon.Therefore,thedesignofjigsandfixturesmachiningprocessisanimportantworkinpreparation.Dedicatedfixturedesign,basedmainlyontheconnectingroddesigntask,thepump'sinstallationjigboringmachinehasbeendesignedwithcompletefixturewiththepositioningofparts,piecesofguidancedocumentsontheknife,guidancedocumentsandotherpartsusedinfixturesdesign,andconductedathree-dimensionalmodelingwithpro/e.Fixturedesign,basedonthedesignoftheworkpieceshapeandprocessingrequirements,designasuitablefixture.Takingintoaccounttheshapeofalargerpump,itshouldbeintheselectionofthepositioningfixtureusedpartsbearingplates,andconnectingrodworkpiecesizesmaller,buthigherprecision.Thisfixturewasdesignedtobasicallymeettheengineeringneedsofthedesignusedinthismethodcanalsobedesignedforsimilarreferencefixture.KEYWORDS:Cyclicloading，Boringmachinefixture，Manyprocessing，pro/e前言目錄TOC\o"1-3"\h\u10152前言 115597第1章鏜床夾具設(shè)計(jì)的基本理論 4176021.1鏜床夾具設(shè)計(jì)基本過(guò)程 481371.1.1研究原始材料，明確任務(wù)書 468681.1.2擬定夾具的結(jié)構(gòu)方案，繪制結(jié)構(gòu)草圖 567221.1.3繪制夾具總裝配圖及零件圖 5193241.1.4撰寫夾具設(shè)計(jì)說(shuō)明書 5260321.2鏜床夾具的基本組成與設(shè)計(jì)特點(diǎn) 561721.2.1鏜床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 576021.2.2鏜床類夾具主要技術(shù)條件 957761.2.3鏜床規(guī)格和主要聯(lián)系尺寸 9119071.2.4鏜床類典型刀具 10165651.3鏜孔加工主要特點(diǎn) 1058731.3.1刀具轉(zhuǎn)動(dòng) 10237991.3.2刀具的顛振 1089981.3.3刀具的裝夾 11288021.4切屑的排出 1211941第2章工件的定位 13122342.1工件的定位方案 13120622.1.1定位原理 13185682.1.2定位的類型 1359032.1.3定位方案的選取 14308082.1.4夾具定位尺寸的有關(guān)計(jì)算 16220962.2工件的定位精度 18157782.2.1定位誤差的分析 18122702.2.2定位誤差產(chǎn)生的原因 1872852.2.3定位誤差的計(jì)算 196155第3章加緊裝置的選用及夾緊力計(jì)算 20326293.1選擇夾緊機(jī)構(gòu) 2086083.1.1工件加緊裝置的要求 20156373.1.2夾緊力的方向 208413.1.3夾緊力的作用點(diǎn) 20193673.1.4選擇夾緊機(jī)構(gòu) 20131953.2加緊力計(jì)算 2417177第4章夾具結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì) 26246264.1循環(huán)裝卸裝置的總體設(shè)計(jì) 263324.1.1旋轉(zhuǎn)架設(shè)計(jì) 26250194.2滑動(dòng)加緊一體化裝置 29118804.2.1氣壓裝置 2948344.2.2滑動(dòng)裝置 2922094.3總體裝配圖及其工作步驟 30301564.3.1總裝圖及三維模型 30233624.3.2夾具的運(yùn)動(dòng)步驟 327020結(jié)論 3325341謝辭 349995參考文獻(xiàn) 3512753外文翻譯 36前言1.機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢(shì)機(jī)床夾具是在機(jī)床上加工零件時(shí)所使用的一種工藝裝備，是機(jī)械加工工藝系統(tǒng)中不可缺少的一要素。當(dāng)機(jī)床技術(shù)被帶向高速、精密、高效、復(fù)合、智能和環(huán)保的方向時(shí)，夾具技術(shù)也正向著高效、精密、模塊、組合、通用和經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展。（1）高效是為了提高機(jī)床的生產(chǎn)效率，雙面、三面、四面和多件裝夾工件的夾具產(chǎn)品越來(lái)越多。為了縮短工件的安裝時(shí)間，各種精密平口鉗、自動(dòng)定心夾緊、杠桿夾緊、氣動(dòng)或液壓夾緊等裝置不斷的推陳出新。新型的電磁夾緊裝置，其夾緊和松開(kāi)工件的時(shí)間更短，而且使得夾具的結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)化，同時(shí)大大的減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。（2）隨著零件加工精度的不斷提高，對(duì)機(jī)床的精度也有了更高的要求。為了降低定位誤差，提高加工精度，可以制造精度要求更高的夾具。高精度夾具的定位孔距精度可以達(dá)到±5?，夾具支承面的垂直度可達(dá)到0.01㎜?300㎜，平行度達(dá)到0.01㎜?500㎜。機(jī)床夾具的精度已經(jīng)可以提高到微米級(jí)，與此同時(shí)，為了適應(yīng)不同行業(yè)的需求和滿足經(jīng)濟(jì)性，夾具可分為不同的型號(hào)，以及具有不同級(jí)別精度標(biāo)準(zhǔn)的夾具供選擇。（3）夾具元件的模塊化是實(shí)現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。利用模塊化設(shè)計(jì)的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化夾具元件，能夠快速組裝成各種夾具，這已經(jīng)成為夾具技術(shù)開(kāi)發(fā)的基點(diǎn)。模塊化設(shè)計(jì)為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與組裝奠定了基礎(chǔ)，cad技術(shù)得以應(yīng)用，可以方便的建立元件庫(kù)和典型的夾具庫(kù)。對(duì)夾具進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以為用戶提供三維的實(shí)體組裝夾具。（4）夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟(jì)性。采用模塊化、組合式的夾具，一次性資金投入比較大，夾具經(jīng)濟(jì)性能的好壞，是受夾具系統(tǒng)的可重構(gòu)性、可重組性以及可擴(kuò)展性，應(yīng)用范圍，通用性和夾具的利用率等因素影響。2.本課題國(guó)內(nèi)外的研究動(dòng)態(tài)就目前而言，中國(guó)的制造業(yè)突飛迅猛，以前的中國(guó)制造業(yè)大多使用剛性機(jī)床加工零部件，這樣就導(dǎo)致零件改型或者生產(chǎn)單個(gè)零部件的周期比較長(zhǎng)。伴隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)力的發(fā)展，為了滿足我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展和各種不同產(chǎn)品的需求，這就要求機(jī)械工業(yè)能夠不斷提供先進(jìn)的技術(shù)裝備，研發(fā)新的產(chǎn)品品種。這樣一來(lái)，就促使機(jī)械工業(yè)的生產(chǎn)形式發(fā)生了明顯的變化，多品種、中小批量的生產(chǎn)漸漸的占據(jù)了優(yōu)勢(shì)。為了適應(yīng)這一生產(chǎn)形式的變化，加工工藝和加工設(shè)備朝著柔性化的方向轉(zhuǎn)變。隨著國(guó)外柔性制造系統(tǒng)的提出，它的出現(xiàn)標(biāo)志了機(jī)械制造業(yè)步入了一個(gè)新的發(fā)展階段。柔性制造系統(tǒng)能夠根據(jù)制造任務(wù)或生產(chǎn)的變化而迅速進(jìn)行調(diào)整，適合于多品種，小批量的生產(chǎn)，這樣一來(lái)就克服了原先機(jī)械生產(chǎn)線只適用于大批量生產(chǎn)的剛性特征。柔性生產(chǎn)方式將手工操作減少到最低，擁有很高的自動(dòng)化特點(diǎn)，從而生產(chǎn)效率也顯著提高。3.研究的目的及意義夾具和機(jī)床的結(jié)合，成為機(jī)械加工中不可或缺的工藝裝備。夾具的主要作用是實(shí)現(xiàn)工件的定位和夾緊，使得工件加工時(shí)能夠相對(duì)于機(jī)床、刀具具有正確位置，它直接影響機(jī)械加工的質(zhì)量、生產(chǎn)成本和生產(chǎn)效率以及工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。所以，機(jī)械加工工藝準(zhǔn)備中的一項(xiàng)重要工作就是機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)。機(jī)床夾具對(duì)機(jī)械制造具有重要意義：（1）能穩(wěn)定的保證工件的加工精度用夾具裝夾工件時(shí)，是由夾具保證工件相對(duì)于刀具和機(jī)床的位置精度，不受工人技術(shù)水平的影響，可使一批工件的加工精度保持一致性。（2）提高生產(chǎn)效率使用夾具裝夾工件迅速，方便，安全，可靠，可顯著的減少輔助時(shí)間，進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率。（3）擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍使用夾具實(shí)質(zhì)上是對(duì)機(jī)床進(jìn)行了部分改造，擴(kuò)大了機(jī)床的工藝范圍。（4）減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證了實(shí)際的生產(chǎn)安全。為了更好的服務(wù)制造業(yè)的發(fā)展，因此對(duì)機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)和研究具有十分重要的意義。4.研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問(wèn)題（1）合理運(yùn)用大學(xué)期間所學(xué)過(guò)的專業(yè)課知識(shí)、理論以及在畢業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐理論知識(shí)，正確的解決鏜床專用夾具設(shè)計(jì)中的工藝分析、工藝方案優(yōu)化、工藝計(jì)算和夾具實(shí)際結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等一系列問(wèn)題。（2）提高自我設(shè)計(jì)的能力。通過(guò)對(duì)所給工件進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出一套滿足該零件加工要求，具有經(jīng)濟(jì)高效，結(jié)構(gòu)合理，操作簡(jiǎn)單，安全可靠的夾具，這是對(duì)自我設(shè)計(jì)能力的提升。（3）根據(jù)零件的加工要求，對(duì)所要設(shè)計(jì)的夾具進(jìn)行技術(shù)方面和經(jīng)濟(jì)方面的工藝分析。（4）確定多種夾具設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，從中選取最佳的夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工藝方案。（5）進(jìn)行毛坯尺寸、夾具結(jié)構(gòu)尺寸和公差的計(jì)算。（6）學(xué)會(huì)如何查閱工程手冊(cè)和相關(guān)設(shè)計(jì)資料。充分利用與本次夾具設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料，做到科學(xué)合理的運(yùn)用。 第1章標(biāo)題第1章鏜床夾具設(shè)計(jì)的基本理論鏜床夾具是保證達(dá)到工件上孔的尺寸精度、幾何精度、表面粗糙度以及多孔鏜削時(shí)孔距和孔的位置精度的精密工藝裝備。鏜床夾具的主要加工對(duì)象是薄殼箱型鑄件，因此在設(shè)計(jì)時(shí)，除了考慮工件的正確定位，加緊以為，主要考慮的問(wèn)題是，刀具導(dǎo)向裝置的合理選用，以達(dá)到工件的工藝要求。鏜床夾具分類見(jiàn)圖1-1。圖1-1鏜模分類1.1鏜床夾具設(shè)計(jì)基本過(guò)程1.1.1研究原始材料，明確任務(wù)書根據(jù)任務(wù)書、分析、研究被加工工件的零件圖、毛坯圖及相關(guān)的裝配圖和工藝規(guī)程等技術(shù)條件。從中了解工件的作用，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、材料、技術(shù)要求、工序前工件的狀況、本工序加工的內(nèi)容、加工要求。定位基準(zhǔn)、夾緊表面、加工余量、切削用量以及工件的生產(chǎn)批量等。此外，還應(yīng)該熟悉本工序所用機(jī)床，刀具和量具的規(guī)格，主要技術(shù)參數(shù)，安裝夾具部位的尺寸，并收集夾具零部件的標(biāo)準(zhǔn)、夾具結(jié)構(gòu)圖冊(cè)等夾具設(shè)計(jì)資料。1.1.2擬定夾具的結(jié)構(gòu)方案，繪制結(jié)構(gòu)草圖確定工件的定位方案，根據(jù)工件定位原理選擇或者設(shè)計(jì)定位裝置，合理設(shè)置定位元件，進(jìn)行定位誤差的分析計(jì)算，定位誤差應(yīng)小于工序公差的三分之一。確定刀具的對(duì)刀或引導(dǎo)方式，設(shè)計(jì)對(duì)刀及引導(dǎo)裝置。確定工件的夾緊方案，合理的確定夾緊的方向和作用點(diǎn)，進(jìn)行夾緊力的分析計(jì)算，最后確定夾緊元件及傳動(dòng)裝置的主要尺寸。確定夾具其它元件(分度裝置、定向鍵等)的架構(gòu)模型。合理布置夾具元件，確定夾具體的形式及夾具的總體結(jié)構(gòu)（空一行）1.1.3繪制夾具總裝配圖及零件圖夾具總裝配圖應(yīng)盡量采用1：1的比例，必要時(shí)可采用1：2、1：5、2：1、5：1等比例。主視圖應(yīng)選面對(duì)操作者的工作位置。總裝配圖繪制的順序是：用雙點(diǎn)劃線將工件的外形輪廓、定位基面，夾緊表面及加工表面(加工余量用網(wǎng)線表示)繪制在各個(gè)視圖的合理位置上，視工件為透明體，依次繪出定位、對(duì)刀、導(dǎo)引、夾緊及其它元件或裝置，最后繪出夾具體，并對(duì)各零件進(jìn)行編號(hào)，填寫零件明細(xì)表和標(biāo)題欄。標(biāo)注必要的尺寸、公差配合及技術(shù)要求。夾具中的非標(biāo)準(zhǔn)零件要繪制零件圖，并按總裝配圖的設(shè)計(jì)要求，確定各零件的尺寸、公差及技術(shù)要求。1.1.4撰寫夾具設(shè)計(jì)說(shuō)明書1.2鏜床夾具的基本組成與設(shè)計(jì)特點(diǎn)1.2.1鏜床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)導(dǎo)向裝置的布置原則在鏜削長(zhǎng)度大于直徑的1.5倍的長(zhǎng)孔或排列在同一軸線上的幾個(gè)短孔，且孔的中心距和精度要求較高時(shí)，應(yīng)采用雙導(dǎo)向。若孔距較大（導(dǎo)向間距大于10倍鏜桿直徑），在雙導(dǎo)向間還應(yīng)增加的輔助導(dǎo)向。刀具和機(jī)床主軸應(yīng)采用浮動(dòng)連接，以避免加工時(shí)產(chǎn)生的擴(kuò)大孔徑、拉毛導(dǎo)套或咬住刀具的現(xiàn)象。在鏜削同一軸線上孔徑相同的孔時(shí)，設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮借偏工件孔能使刀具通過(guò)的機(jī)構(gòu)（圖），工件的最小偏移量為：式子中——孔的徑向加工余量：——刀尖通過(guò)毛坯孔時(shí)必需的間隙（實(shí)測(cè)）——刀桿通過(guò)毛坯孔時(shí)必需的間隙（實(shí)測(cè)）鏜套的選擇與設(shè)計(jì)根據(jù)夾具設(shè)計(jì)中的需要，進(jìn)行鏜套的選擇與設(shè)計(jì)：鏜套的類型有固定式鏜套、回轉(zhuǎn)式鏜套。如圖1-2、圖1-3、圖1-4所示?；瑒?dòng)鏜套，滑動(dòng)鏜套適用于回轉(zhuǎn)速度不高的，孔間距較小又不能采用滾動(dòng)導(dǎo)套的場(chǎng)合。具有良好潤(rùn)滑的滑動(dòng)軸承適用于要求減震性好，發(fā)熱低，高精度的鏜孔。徑向尺寸較小，抗振性好，承載能力大，回轉(zhuǎn)線速度低于0.4m/s，適用于精加工。此鏜模采用回轉(zhuǎn)式滑動(dòng)鏜套。圖1-2固定鏜套圖1-3回轉(zhuǎn)式滑動(dòng)鏜套圖1-4回轉(zhuǎn)式滾動(dòng)式鏜套鏜孔工具設(shè)計(jì)·一般在設(shè)計(jì)鏜模的結(jié)構(gòu)前，需先確定鏜孔工具。.支架和底座的設(shè)計(jì)鏜模支架和底座均為鏜末主要零件。支架供安裝鏜套和承受切削力用。鏜模底座承受包括工件、鏜桿、鏜套、鏜模支架、定位元件和夾緊裝置等在內(nèi)的全部重量以及加工過(guò)程中的切削力，因此支架和底座的剛性要好，變形要小。在設(shè)計(jì)支架和底座時(shí)注意事項(xiàng)：支架和底座宜分離，以便于制造。支架在底座上必須用兩定位銷定位，用螺釘緊固。支架必須有很好的剛性。支架裝配基面寬度沿孔軸線方向不小于高度的1/2。支架的厚度應(yīng)根據(jù)高度的大小確定，一般取15mm~25mm。支架應(yīng)避免承受夾緊力。底座應(yīng)有很好的剛性，底座厚度尺寸與長(zhǎng)度尺寸之間比為1/5~1/7.為增強(qiáng)剛性，底座應(yīng)采用十字形肋條，筋條間距一般為100mm×100mm。底座的壁厚一般取20~25mm。底座上應(yīng)有找正基面，以便于夾具的制造和轉(zhuǎn)配，找正基面的平面度為0.05mm。底座上應(yīng)設(shè)置供起吊用的吊環(huán)螺釘或起重螺栓鏜模底座的結(jié)構(gòu)尺寸簡(jiǎn)圖如圖1-5所示。圖1-5鏜模底座的結(jié)構(gòu)尺寸簡(jiǎn)圖支架的典型結(jié)構(gòu)和尺寸簡(jiǎn)圖如圖1-6所示。圖1-6支架1.2.2鏜床類夾具主要技術(shù)條件夾具設(shè)計(jì)中，各相關(guān)元件間表面相互位置精度要求，通長(zhǎng)稱為技術(shù)條件，一般包括以下幾個(gè)方面：定位元件之間或定位元件對(duì)夾具體底面之間的相互位置要求。定位元件與連接元件(或找正基面)間的相互位置要求。對(duì)刀元件與連接元件(或找正基面)間的相互位置要求。定位元件與導(dǎo)向元件間的相互位置要求。凡與工件加工要求直接有關(guān)者，其位置誤差數(shù)值可按工件加工技術(shù)條件規(guī)定數(shù)值的1/2~1/5選取；若與工件加工要求無(wú)直接關(guān)系，可按參考數(shù)值確定。在鏜床上加工孔和孔系時(shí)，其尺寸精度和相對(duì)位置精度，是靠導(dǎo)套內(nèi)，外圈的同軸度公差一般不超過(guò)0.005mm。導(dǎo)套內(nèi)徑的基本尺寸即為刀具最大極限尺寸，其公差按基軸制配合制定。1.2.3鏜床規(guī)格和主要聯(lián)系尺寸表1-1臥式鏜床聯(lián)系尺寸型號(hào)鏜床頭和立架間最大距離主軸最大移動(dòng)量主軸箱升降行程鏜床頭到工作臺(tái)中心距離L主軸軸線到工作臺(tái)距離H1立架上孔徑工作臺(tái)離導(dǎo)軌高度S工作臺(tái)移動(dòng)距離最大最小最大最小縱向橫向168*262T*2270600755166052080045851153451140850T6823352352600755166052080030853663451140850T611236060075517401745520800301103451225850850T612330010001400243083014000125160014001.2.4鏜床類典型刀具具有一個(gè)或兩個(gè)切削部分、專門用于對(duì)已有的孔進(jìn)行粗加工、半精加工或精加工的刀具。鏜刀可在鏜床、車床或銑床上使用。因裝夾方式的不同，鏜刀柄部有方柄、莫氏錐柄和7：24錐柄等多種形式。單刃鏜刀切削部分的形狀與\o"車刀"車刀相似。為了使孔獲得高的尺寸精度，精加工用鏜刀的尺寸需要準(zhǔn)確地調(diào)整。微調(diào)鏜刀可以在機(jī)床上精確地調(diào)節(jié)鏜孔尺寸，它有一個(gè)精密游標(biāo)刻線的指示盤，指示盤同裝有鏜刀頭的心桿組成一對(duì)精密絲桿螺母副機(jī)構(gòu)。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)螺母時(shí)，裝有刀頭的心桿即可沿定向鍵作直線移動(dòng)，借助游標(biāo)刻度讀數(shù)精度可達(dá)0.001毫米。鏜刀的尺寸也可在機(jī)床外用對(duì)刀儀預(yù)調(diào)。雙刃鏜刀有兩個(gè)分布在中心兩側(cè)同時(shí)切削的刀齒，由于切削時(shí)產(chǎn)生的徑向力互相平衡，可加大切削用量，生產(chǎn)效率高。雙刃鏜刀按刀片在鏜桿上浮動(dòng)與否分為浮動(dòng)鏜刀和定裝鏜刀。浮動(dòng)鏜刀適用于孔的精加工。它實(shí)際上相當(dāng)于鉸刀，能\o"鏜削"鏜削出尺寸精度高和表面光潔的孔，但不能修正孔的直線性偏差。為了提高重磨次數(shù)，浮動(dòng)鏜刀常制成可調(diào)結(jié)構(gòu)。1.3鏜孔加工主要特點(diǎn)1.3.1刀具轉(zhuǎn)動(dòng)車床加工不同，加工中心加工時(shí)由于刀具轉(zhuǎn)動(dòng)，便不可能在加工中及時(shí)掌握刀尖的情況來(lái)調(diào)節(jié)進(jìn)刀量等。也不可能像數(shù)控車床那樣可以只調(diào)節(jié)數(shù)控按扭就可以改變加工直徑。這便成了完全自動(dòng)化加工的一個(gè)很大的障礙。也正因?yàn)檫@樣所以就要求鏜刀必須具有微調(diào)機(jī)構(gòu)或自動(dòng)補(bǔ)償機(jī)能，特別是在精鏜時(shí)根據(jù)公差要求有時(shí)必須在微米級(jí)調(diào)節(jié)。

另外，加工鏜孔時(shí)由于切屑的流出方向在不斷地改變，所以刀尖、工件的冷卻以及切屑的排出都要比車床加工時(shí)難的多。1.3.2刀具的顛振鏜孔加工時(shí)最常出現(xiàn)的、也是最令人頭疼問(wèn)題是顛振。在加工中心上發(fā)生顛振的原因主要有以下幾點(diǎn)：工具系統(tǒng)的剛性：包括刀柄、鏜桿、以及中間連接部分的剛性。因?yàn)槭菓冶奂庸に蕴貏e是小孔、深孔及硬質(zhì)工件的加工時(shí)，工具系統(tǒng)的剛性尤為重要。刀具系統(tǒng)的動(dòng)平衡：相對(duì)于刀具系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸心，刀具自身如有一不平衡質(zhì)量，在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)因不平衡的離心力的作用而導(dǎo)致顛振的發(fā)生。特別是在高速加工時(shí)刀具的動(dòng)平衡性所產(chǎn)生影響很大。工件自身或工件的固定剛性：像一些較小、較薄的部件由于其自身的剛性不足，或由于工件形狀等原因無(wú)法使用合理的夾具進(jìn)行充分的固定。刀片的刀尖形狀：刀片的前角、刀尖半徑、斷屑槽形狀的不同所產(chǎn)生的切削抗力也不同。切削條件：包括切削速度、進(jìn)給量、進(jìn)刀量以及給切削油方式及種類等。機(jī)器的主軸系統(tǒng)：機(jī)器主軸自身的剛性、軸承及齒輪的性能以及主軸和刀柄之間的連接剛性。1.3.3刀具的裝夾 在鏜削孔時(shí)，最重要的是在加工中心上正確裝夾刀具。在小孔鏜削中，刀具的中心高是導(dǎo)致刀具失效的重要因素。如果刀具安裝低于中心高，將影響刀具的加工性能。主要表現(xiàn)在：切削刃相對(duì)于工件的主后角減小，導(dǎo)致刀具的后刀面與工件接觸，使刀片與工件之間發(fā)生摩擦，當(dāng)?shù)镀D(zhuǎn)時(shí)，這種摩擦進(jìn)一步會(huì)使刀尖發(fā)生偏離，導(dǎo)致刀具更深地切入工件。切削刃的幾何參數(shù)對(duì)切削效率的高低和加工質(zhì)量的好壞有很大影響。增大前角，可減小前刀面擠壓切削層時(shí)的塑性變形，減小切屑流經(jīng)前面的摩擦阻力，從而減小切削力和切削熱。但增大前角，同時(shí)會(huì)降低切削刃的強(qiáng)度，減小刀頭的散熱體積。

當(dāng)?shù)毒吆蠼菧p小時(shí)，刀片相對(duì)于工件的前角也增大，從而引起刀具刮削工件，引起刀具振動(dòng)并損壞刀具。這種情況在鏜削小孔時(shí)更為嚴(yán)重。為此建議刀具安裝應(yīng)略高于中心高(但應(yīng)盡可能接近中心高)。這樣可使刀具相對(duì)于工件的法向后角增大，切削條件得到改善，如果加工時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)，刀尖會(huì)向下和向中心偏斜，從而接近理想的中心高。刀具也可輕微地退出，減小削傷工件的可能性。此外，刀具前角也將減小，這樣可穩(wěn)定工作壓力。如果前角減小到0°，就會(huì)產(chǎn)生太大的工作壓力，導(dǎo)致刀具失效。所以在鏜孔時(shí)，應(yīng)選取正前角的鏜刀，在鏜1mm的小孔時(shí)，鏜桿的直徑只有0.75mm左右，使刀具承受的切削力減小。1.4切屑的排出在鏜削孔時(shí)，切屑的有效排出至關(guān)重要。加工時(shí)，由于刀具在孔內(nèi)，切削液很難到達(dá)切削刃，造成切屑排出困難，影響刀具壽命。為解決這一難題，一些刀具制造商開(kāi)發(fā)出一種沿切削刃帶冷卻槽的刀片，使切削液直接流向切削刃，防止切屑堵塞和刀具損壞。REF_Ref168484390\r\h錯(cuò)誤！未找到引用源。REF_Ref168484424\h錯(cuò)誤！未找到引用源。PAGE6PAGE13第2章工件的定位2.1工件的定位方案2.1.1定位原理在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，原則上應(yīng)該選取工藝基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，但無(wú)論是工藝基準(zhǔn)還是定位基準(zhǔn)，都應(yīng)該符合六點(diǎn)定位的原理。所謂六點(diǎn)定位原理就是采用六個(gè)按一定規(guī)則布置的約束點(diǎn)，以此限制工件的六個(gè)自由度，使工件在夾具中具有完全確定的位置。需要強(qiáng)調(diào)的是每個(gè)約束點(diǎn)只起到限制一個(gè)自由度的作用，而不能用一個(gè)以上的約束點(diǎn)來(lái)限制同一個(gè)自由度。所以，這六個(gè)自由點(diǎn)不是隨意布置的。如圖2-1所示圖2-1工件的六點(diǎn)定位2.1.2定位的類型1.完全定位根據(jù)工件加工表面位置的要求，有時(shí)需要將工件的六個(gè)自由度完全限制，這種定位方式稱為完全定位。2.不完全定位有時(shí)需要限制的自由度少于六個(gè)，這種情況仍能滿足零件的加工要求，這種定位方式稱為不完全定位。3.欠定位根據(jù)加工表面的位置尺寸要求，需要限制的自由度卻沒(méi)有被完全限制，這種定位方式不能保證位置精度。4.過(guò)定位根據(jù)加工表面的位置尺寸要求，某自由度被兩個(gè)或兩個(gè)以上的約束重復(fù)限制，這種定位方式稱為過(guò)定位。在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，是否允許過(guò)定位，應(yīng)該根據(jù)工件的不同定位情況進(jìn)行分析。如果工件定位時(shí)出現(xiàn)過(guò)定位，將會(huì)產(chǎn)生以下不良后果：（1）定位不穩(wěn)定，增加了同一批工件在夾具中的位置不一致性。（2）使工件和夾具定位元件產(chǎn)生夾緊變形。（3）造成一些工件不能順利與定位元件配合，發(fā)生干涉。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)具體的情況，采取以下措施，減少或避免過(guò)定位產(chǎn)生的不良后果：（1）提高工件定位基準(zhǔn)之間及定位元件工作表面之間的位置精度，減小過(guò)定位對(duì)加工精度的影響。（2）改變定位方案，避免過(guò)定位。撤銷重復(fù)限制自由度的支承或者將某一個(gè)支承改為輔助支承，再或者改變定位元件的結(jié)構(gòu)，例如圓柱銷改為菱形銷，長(zhǎng)銷改為短銷。（3）在一些情況下，過(guò)定位又是允許的，而且是必要的，有時(shí)是不可避免的。對(duì)于那些剛性差的薄壁件、細(xì)長(zhǎng)軸作為工件的定位基準(zhǔn)時(shí)，為了減小切削力對(duì)工件和夾具定位元件的變形，保證加工過(guò)程中的定位穩(wěn)定，又常常采用過(guò)定位的方式。如車床上車削細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)，就采用前后頂尖和中心架定位。2.1.3定位方案的選取工件在夾具中的定位，主要是依靠各種類型的定位元件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在機(jī)械加工中，盡管被加工的工件種類奇多、形狀怪異，但是從基本結(jié)構(gòu)來(lái)看，無(wú)外乎是由平面、圓柱面、圓錐面而組成。因此，在夾具設(shè)計(jì)中可以根據(jù)需要，選用下列各類型的定位元件。1.平面定位元件選用平面作為定位基準(zhǔn)所使用的定位元件主要是基本支承，其包括固定支承、可調(diào)支承、自位支承及輔助支承。2.圓孔表面定位元件在機(jī)械加工中，以孔作為定位基準(zhǔn)所選用的定位元件有定位銷和定位心軸等。如圖2-2所示。圖2-2定位銷和定位心軸外圓表面定位元件經(jīng)常使用外圓表面定位的定位元件有V形塊和定位套。如圖2-3所示。圖2-3v型塊、定位套4.組合表面定位元件在實(shí)際生產(chǎn)中往往遇到的不是單一表面的定位，而是幾個(gè)定位表面的組合。常見(jiàn)的組合定位有平面與平面的組合，平面與圓孔的組合，平面與外圓表面的組合，平面與其他表面的組合，錐面與錐面的組合等等。在加工箱體類零件時(shí)，通常采用一面兩孔（一個(gè)大平面及與該平面相互垂直的兩個(gè)圓孔組合）定位，在定位時(shí)，夾具上相應(yīng)的定位元件是一面兩孔。為了避免過(guò)定位時(shí)引起的工件安裝干涉，兩銷中的一個(gè)應(yīng)該采用菱形銷，只限制一個(gè)自由度。對(duì)所要加工的二軸支架圖2-4進(jìn)行分析，由圖可知要完成鏜削至孔徑尺寸?20，該工件具有一個(gè)較大的平面且平面上的五個(gè)孔，屬于典型的一面兩孔組合定位的方式。故該工件的定位方案是以孔徑?8菱形銷定位，孔徑?15圓柱銷定位，大平面由一大一小兩塊支承板定位。圖2-5給出了兩塊支承板的位置布置形式，以及菱形銷的長(zhǎng)軸方向應(yīng)與兩孔?8和?15的中心線連線垂直，避免產(chǎn)生過(guò)定位的現(xiàn)象?；鶞?zhǔn)面采用大平面60×90來(lái)定位，由于定位基面大，故定位安全可靠。同時(shí)，定位基面容易加工，可以獲得較高的精度。圖2-4工件定位圖2-5工件定位2.1.4夾具定位尺寸的有關(guān)計(jì)算當(dāng)工件以定位銷定位，為了便于拆卸，必須核定定位銷的高度。1.圓柱銷定位銷的最大允許高度H(mm)（以兩個(gè)定位銷定位）公式:H=(L+l+0.5*D)*sqrt(2*(L+D)*Δmin)/(L+D)參數(shù):L=98參數(shù):l=10參數(shù):D=15參數(shù):Δmin=0.025計(jì)算結(jié)果=2.4292.菱形銷的允許最大高度參數(shù):L=98參數(shù):l=16參數(shù):D=8參數(shù):Δmin=0.025計(jì)算結(jié)果=2.562兩定位銷（或定位平面至定位銷）中心距(mm)公式:Lx=Lg參數(shù):Lg=98計(jì)算結(jié)果=98兩定位銷（或定位平面至定位銷）中心距公差公式:±δLx=x*δLg參數(shù):x=0.25參數(shù):δLg=0.5計(jì)算結(jié)果=0.125圓柱銷最大直徑(mm)公式:d1=D1參數(shù):D1=15計(jì)算結(jié)果=15補(bǔ)償值(mm)公式:ε=δLg+δLx-1/2*Δ1min參數(shù):δLg=0.5參數(shù):δLx=0.125參數(shù):Δ1min=0.025計(jì)算結(jié)果=0.612削邊銷與基準(zhǔn)孔的最小配合間隙(mm)公式:Δ2min=2*b*ε/D2參數(shù):b=3參數(shù):ε=0.612參數(shù):D2=8計(jì)算結(jié)果=0.459削邊銷的最大直徑(mm)公式:d2=D2-Δ2min參數(shù):D2=8參數(shù):Δ2min=0.459計(jì)算結(jié)果=7.5412.2工件的定位精度2.2.1定位誤差的分析工件在夾具上加工時(shí)的加工誤差是由工藝系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)誤差同時(shí)影響的結(jié)果。如果夾具設(shè)計(jì)合理，就可以減小甚至消除機(jī)床、刀具等對(duì)工件加工精度的影響。工件在夾具中安裝，產(chǎn)生工件加工誤差的主要分為安裝誤差、對(duì)定誤差、加工過(guò)程誤差。2.2.2定位誤差產(chǎn)生的原因所謂定位誤差是指一批工件在夾具中定位時(shí)，工件的工序基準(zhǔn)在工序尺寸方向或加工要求方向上的最大變化量。然而，引起定位誤差的原因有兩項(xiàng)，即基準(zhǔn)不重合誤差和基準(zhǔn)位移誤差。1.基準(zhǔn)不重合誤差△B所謂基準(zhǔn)不重合誤差是指在定位方案中，因?yàn)楣ぜ墓ば蚧鶞?zhǔn)和定位基準(zhǔn)不重合所造成的加工誤差?；鶞?zhǔn)不重合誤差的大小也就等于因?yàn)槎ㄎ换鶞?zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)所造成的加工尺寸的變動(dòng)范圍。其可表示為：△B＝Amax－Amin＝Smax－Smin＝TsS是定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)間的距離尺寸，叫做定位尺寸。值得注意的是，如果工序基準(zhǔn)的變動(dòng)方向與加工尺寸的方向有夾角時(shí)，基準(zhǔn)不重合誤差也就等于定位尺寸的公差在加工方向上的投影。2.基準(zhǔn)位移誤差△Y工件在夾具中定位時(shí)，由于定位副的制造公差與最小配合間隙的影響，使得定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上出現(xiàn)位移，造成各個(gè)工件的位置不一致，產(chǎn)生的這個(gè)誤差叫做基準(zhǔn)位移誤差?；鶞?zhǔn)位移誤差的大小等于因定位基準(zhǔn)與調(diào)刀基準(zhǔn)不重合所造成的工序尺寸的最大變動(dòng)范圍。其可表示為：△Y＝Amx－Amin＝imax－imin＝δi2.2.3定位誤差的計(jì)算本道工序是要鏜削孔徑至尺寸?20+0.021/0，現(xiàn)計(jì)算其定位誤差：（1）在定位方案中，工件的工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，故沒(méi)有基準(zhǔn)不重合誤差，即基準(zhǔn)不重合誤差△B＝0；（2）在定位方案中，工件的調(diào)刀基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，故沒(méi)有基準(zhǔn)位移誤差，即基準(zhǔn)位移誤差△Y＝0；（3）工件的定位誤差△D等于基準(zhǔn)不重合誤差△B與基準(zhǔn)位移誤差△Y的總和，即△D＝△B＋△Y＝0經(jīng)計(jì)算發(fā)現(xiàn)在此定位方案下，工件的定位誤差△D＝0，所以此定位方案為工件加工的最佳定位方案。第3章REF_Ref168484495\h錯(cuò)誤！未找到引用源。洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）PAGE32第3章加緊裝置的選用及夾緊力計(jì)算3.1選擇夾緊機(jī)構(gòu)3.1.1工件加緊裝置的要求在加緊過(guò)程中應(yīng)保持工件定位時(shí)獲得的正確位置。加緊力大小合適。加緊裝置應(yīng)操作方便，省力，安全。夾緊裝置的復(fù)雜程度和制動(dòng)化程度應(yīng)與生產(chǎn)批量和生產(chǎn)方式相適應(yīng)。3.1.2夾緊力的方向夾緊力的方向要有利于工件的定位，并注意工件的剛性方向，不能使工件有脫離定位表面的趨勢(shì)，防止工件在夾緊力的作用下產(chǎn)生變形。3.1.3夾緊力的作用點(diǎn)夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)選擇在定位元件支承點(diǎn)的作用范圍內(nèi)，以及工作剛度高的位置。確保工件定位準(zhǔn)確、不變形。3.1.4選擇夾緊機(jī)構(gòu)夾緊機(jī)構(gòu)的類型：斜楔夾緊機(jī)構(gòu)斜楔夾緊機(jī)構(gòu)是最基本的夾緊結(jié)構(gòu)形式之一，螺旋夾緊機(jī)構(gòu)、圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)、定心對(duì)中夾緊機(jī)構(gòu)均由斜楔夾緊機(jī)構(gòu)演變而成。因?yàn)槭謩?dòng)的斜楔夾緊機(jī)構(gòu)在夾緊時(shí)費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，效率也很低，所以實(shí)際上往往是與其他元件組成復(fù)合夾緊機(jī)構(gòu)。圖4-1所示為斜楔夾緊機(jī)構(gòu)實(shí)例圖4-1斜楔夾緊機(jī)構(gòu)實(shí)例螺旋夾緊機(jī)構(gòu)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)是一種應(yīng)用廣泛的夾緊機(jī)構(gòu)，它利用螺桿來(lái)夾緊工件或與其他元件組合形成復(fù)合夾緊機(jī)構(gòu)。由于螺旋夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造，夾緊可靠，且擴(kuò)大比大和夾緊行程不受限制等優(yōu)勢(shì)，因而在手動(dòng)夾緊裝置中得到廣泛應(yīng)用。圖4-2為螺旋夾緊機(jī)構(gòu)圖4-2螺旋夾緊機(jī)構(gòu)圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)用于切削力不大且振動(dòng)很小的場(chǎng)合，因?yàn)槠膱A的夾緊力小，自鎖性能也不是很好。為了滿足自鎖條件，其夾緊行程受到限制，用于夾緊行程較小的場(chǎng)合。圖4-3為圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)實(shí)例圖4-3圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)實(shí)例鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)因鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，擴(kuò)大比大，適用于多點(diǎn)或多件夾緊，在氣動(dòng)或液動(dòng)夾具中得到廣泛運(yùn)用。聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)為了提高效率，工件在夾具中有時(shí)需要幾個(gè)點(diǎn)對(duì)工件進(jìn)行夾緊，而有時(shí)需要同時(shí)夾緊幾個(gè)工件，這樣就可以采用聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。在確定夾緊力的方向、作用點(diǎn)的同時(shí)，要確定相應(yīng)的夾緊機(jī)構(gòu)。確定夾緊機(jī)構(gòu)要注意以下幾方面的問(wèn)題：1.安全性?shī)A緊機(jī)構(gòu)應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和夾緊力，以防止傷及夾具操作人員。2.手動(dòng)夾具夾緊機(jī)構(gòu)的操作力不應(yīng)過(guò)大，以減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。3.夾緊機(jī)構(gòu)的行程不宜過(guò)長(zhǎng)，以提高夾具的工作效率。4.手動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)操作靈活、方便。確定夾緊力的方向、作用點(diǎn)，以及夾緊元件或夾緊機(jī)構(gòu)，估算夾緊力大小，要選擇和設(shè)計(jì)動(dòng)力源。夾緊方案也需反復(fù)分析比較，確定后，正式設(shè)計(jì)時(shí)也可能在具體結(jié)構(gòu)上作一些修改。方案一使用聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)方案二使用鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)方案一，使用聯(lián)動(dòng)加緊機(jī)構(gòu)，加緊二軸支架頂部圓柱面，使用活動(dòng)V塊加緊，保證加緊牢固，但是，每加工一個(gè)零件，需要用扳手?jǐn)Q緊加緊螺母，操作繁瑣，不適用于大批量生產(chǎn)。由于工件批量大，宜用簡(jiǎn)單的液壓驅(qū)動(dòng)裝置。利用液壓驅(qū)動(dòng)鉸鏈加緊裝置，可以迅速方便的實(shí)現(xiàn)工具的加緊與拆卸，利用鉸鏈杠桿增力機(jī)構(gòu)，壓緊二軸支架的底板，穩(wěn)定性好，安全可靠，效率高。為實(shí)現(xiàn)循環(huán)裝卸工件，連續(xù)加工的目的，工件安裝在旋轉(zhuǎn)定位板上，當(dāng)旋轉(zhuǎn)定位板轉(zhuǎn)到固定定位板上時(shí)，利用鉸鏈加緊裝置加緊工件，壓緊工件采用的是圓柱壓緊塊，不同于普通的壓緊塊，當(dāng)加緊裝置松開(kāi)時(shí)，圓柱壓塊受重力作用平口端朝上，當(dāng)圓柱壓塊解除旋轉(zhuǎn)定位板上的斜面時(shí)，圓柱定位板開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，當(dāng)平口端旋轉(zhuǎn)至工件表面時(shí)，開(kāi)始?jí)壕o壓緊工件。如圖3-1所示。圓柱壓塊工作原理圖如圖3-2所示。加緊裝置如圖3-3所示。圖3-1圓柱壓塊圖3-2圓柱壓塊工作原理圖圖3-3加緊裝置3.2加緊力計(jì)算在夾緊力的方向和作用點(diǎn)的位置確定后，還需要合理的確定夾緊力的大小，夾緊力的大小應(yīng)該選取適當(dāng)，不易過(guò)大也不易過(guò)小。夾緊力的計(jì)算是個(gè)很復(fù)雜的過(guò)程，一般只能粗略的估算，因?yàn)樵谇邢骷庸み^(guò)程中，工件受到切削力、重力、離心力等一系列力的作用。從理論上而言，夾緊力的作用效果應(yīng)與上述力或力矩相平衡。為簡(jiǎn)化夾緊力的計(jì)算，通常認(rèn)為工藝系統(tǒng)是剛性的，但為了保證夾緊可靠，需要再乘以安全系數(shù)，就可粗略的得到實(shí)際需要的夾緊力。根據(jù)常見(jiàn)的典型夾緊形式所需夾緊力的計(jì)算公式，工件以一面兩孔進(jìn)行定位且?jiàn)A緊力與切削力相互垂直，相應(yīng)的計(jì)算公式為：式中為圓柱銷上承受的部分切削力為圓柱銷的寬度為圓柱銷的長(zhǎng)度為許用擠壓應(yīng)力為夾緊元件與工件的摩擦系數(shù)為工件與夾具支承面間的摩擦系數(shù)本次設(shè)計(jì)的是精鏜孔的夾具，用于精加工??；取；；由設(shè)計(jì)知道：l＝15㎜；安全系數(shù)K的選取，為基本安全系數(shù)，一般取1.5；為加工狀態(tài)系數(shù)，精加工；為刀具鈍化系數(shù)，一般；為切削特點(diǎn)系數(shù)，連續(xù)加工；為考慮夾緊動(dòng)力穩(wěn)定性系數(shù)，機(jī)動(dòng)加緊：；為考慮手動(dòng)夾緊時(shí)手柄位置系數(shù)，；為有力矩作用在工件時(shí)，才應(yīng)考慮支承面接觸情況的系數(shù)，工件在支承板上定位；為保證工件的夾緊可靠，K值不應(yīng)小于2.5。本次設(shè)計(jì)中K值為：＝1.5×1.0×1.5×1.0×1.0×1.0×1.5＝3.375為保證可靠度取K＝3.5；所以，＝589.6N本次設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)多件加工，總的夾緊力Q＝589.6×3＝1768.8N第4章夾具結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)4.1循環(huán)裝卸裝置的總體設(shè)計(jì)4.1.1旋轉(zhuǎn)架設(shè)計(jì)根據(jù)馬鈴薯挖掘機(jī)原理，設(shè)計(jì)出了旋轉(zhuǎn)定位架，定位板與一字架連接，一字架在旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，定位板始終保持水平，這就保證了工件在沒(méi)有加緊力的情況下，不至于掉落下來(lái)。一字架原理圖及三維圖，如圖4-1所示。圖4-1一字架原理圖及三維圖一字架和旋轉(zhuǎn)定位板的裝配如圖4-2所示圖4-2一字架和旋轉(zhuǎn)定位板的裝配圖4.1.2齒輪組裝置此裝置主要實(shí)現(xiàn)，在液壓缸推動(dòng)左右滑動(dòng)支撐板運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)齒輪齒條嚙合，實(shí)現(xiàn)一字架的旋轉(zhuǎn)。為節(jié)省裝夾時(shí)間，液壓缸的速度速度越快越好，但是考慮到液壓缸控制一字架的旋轉(zhuǎn)，所以為了減緩一字架的旋轉(zhuǎn)速度，設(shè)置齒輪組減速比為1:2，為了實(shí)現(xiàn)加工好的工件和待加工工件的互換，加入了棘輪機(jī)構(gòu)，滑動(dòng)支撐架推出時(shí)，一字架不旋轉(zhuǎn)，滑動(dòng)支撐架推入時(shí)，一字架旋轉(zhuǎn)180。最終實(shí)現(xiàn)了，已加工件和待加工件的位置互換。齒輪組裝置的二維圖如圖4-3所示。圖4-3齒輪組裝置的三視圖4.2滑動(dòng)加緊一體化裝置4.2.1氣壓裝置本夾具設(shè)計(jì)的夾緊裝置類型，采用氣動(dòng)作為夾緊裝置的動(dòng)力源，氣動(dòng)夾緊裝置使用的是壓縮空氣，氣壓缸使用的是管接式耳座氣缸（如圖4-4所示），壓力為0.4–0.6MPa。氣動(dòng)夾緊具以下優(yōu)點(diǎn)：1.夾緊力基本恒定。2.夾緊動(dòng)作迅速，省力。3.空氣作為介質(zhì)，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。圖4-4管接式耳座氣缸4.2.2滑動(dòng)裝置滑動(dòng)支撐架由氣壓缸驅(qū)動(dòng)，通過(guò)活動(dòng)卡爪（如圖4-5所示）推拉滑動(dòng)支撐架，當(dāng)滑動(dòng)支撐架運(yùn)動(dòng)到右側(cè)極限位置時(shí)，活動(dòng)卡爪由凸塊（如圖4-6所示）頂起，此時(shí)氣壓缸不再作用于滑動(dòng)支持架，氣壓缸只作用于加緊機(jī)構(gòu)。圖4-5活動(dòng)卡爪圖4-6凸塊4.3總體裝配圖及其工作步驟4.3.1總裝圖及三維模型為便于表達(dá)，此夾具采用兩個(gè)總裝圖表達(dá)，圖4-7所示為旋轉(zhuǎn)定位板，一字架及鏜套支架裝置。圖4-8所示為加緊裝置，活動(dòng)卡爪裝配圖。圖4-9為此套夾具的三維模型。圖4-7總裝圖（1）圖4-8總裝圖（2）圖4-9三維總裝圖4.3.2夾具的運(yùn)動(dòng)步驟在左側(cè)旋轉(zhuǎn)定位板上放上待加工零件，氣壓缸拉動(dòng)滑動(dòng)支撐板向右移動(dòng)，通過(guò)齒輪組帶動(dòng)一字架旋轉(zhuǎn)180。當(dāng)滑動(dòng)支撐板運(yùn)動(dòng)至右極限，活動(dòng)卡爪被凸塊頂起，此時(shí)，旋轉(zhuǎn)支撐板運(yùn)動(dòng)至固定支撐板，且氣壓缸不再作用于滑動(dòng)支撐架，與此同時(shí)，氣壓缸開(kāi)始作用于壓緊裝置，壓緊工件開(kāi)始加工。加工期間，把已經(jīng)加工過(guò)的工件卸下并裝上待加工工件。加工完成后，氣壓缸松開(kāi)壓緊裝置，運(yùn)動(dòng)一小段時(shí)間，活動(dòng)卡爪脫離凸臺(tái)，開(kāi)始作用于滑動(dòng)支撐板，通過(guò)齒輪組的棘輪機(jī)構(gòu)，此時(shí)一字架不旋轉(zhuǎn)，然后循環(huán)下去，實(shí)現(xiàn)快捷方便連續(xù)的鏜孔操作。結(jié)論P(yáng)AGE33結(jié)論本設(shè)計(jì)主要完成了如下工作：完成了多軸鏜床夾具的設(shè)計(jì)工作，其中夾具的設(shè)計(jì)過(guò)程包括單個(gè)工件的分析，建模、專用夾具組合部件的設(shè)計(jì)，專用夾具的整體設(shè)計(jì)，和單個(gè)零件的分解。完成了二軸支架零件的分析，二維視圖的制作，及其夾具中定位件，夾緊件、導(dǎo)向件等機(jī)床夾具部件的設(shè)計(jì)，夾具設(shè)計(jì)中，除了規(guī)定有關(guān)尺寸精度外，還要制定有關(guān)元件之間，各元件的有關(guān)表面之間的相互位置精度，以保證整個(gè)夾具的工作精度。3.完成了多軸鏜床夾具的裝配設(shè)計(jì)。包括二維圖片的制作，三維工件圖片的制作。基于以上工作所建立的基于多軸專用鏜床夾具的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)工件在加工中方便快捷。在以后還需對(duì)這些夾具進(jìn)行必要的修補(bǔ)和完善工作，包括如下幾方面：1.校核夾具中各個(gè)部件的參數(shù)，保證和夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)中的數(shù)據(jù)完全吻合。2.對(duì)夾具的其它部件進(jìn)行完善。致謝洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文16PAGE34謝辭本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在賀藝?yán)蠋煹闹笇?dǎo)下完成的，由衷的感謝賀老師的細(xì)心指導(dǎo)和辛勤工作。在我遇到問(wèn)題不知道怎樣解決時(shí)，老師總是給我提供很多寶貴的建議，幫我解答疑惑，給我不斷地鼓勵(lì)，讓我的思路變得開(kāi)闊。在周末休息的時(shí)間里，還是能看見(jiàn)老師在辦公室給我們答疑或修改圖紙的問(wèn)題，老師的指導(dǎo)很到位。在此，我深深感謝機(jī)械工程系的領(lǐng)導(dǎo)和老師，他們處事認(rèn)真，一絲不茍的工作作風(fēng)不斷影響著我，使我在學(xué)習(xí)和工作上能夠嚴(yán)格要求自己，對(duì)我這次畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠順利的完成給予了很大的幫助。同樣，我要感謝學(xué)校對(duì)我們的重視，能給我們提供這次來(lái)之不易的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我們溫故大學(xué)所學(xué)的相關(guān)專業(yè)知識(shí)，把課本上的知識(shí)用于解決實(shí)際問(wèn)題，達(dá)到學(xué)以致用。最后，感謝幫助我支持我和關(guān)心我的同學(xué)，使我圓滿的完成了此次設(shè)計(jì)所要求的任務(wù)。。附錄PAGE16PAGE48參考文獻(xiàn)王光斗王春福.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)(第三版)上?？茖W(xué)技術(shù)出版.2000.11盧秉恒(主編)趙萬(wàn)華.洪軍.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ).第三版.機(jī)械工業(yè)出社，2008.3龔定安.蔡建國(guó).機(jī)床夾具設(shè)計(jì)原理.陜西設(shè)計(jì)科學(xué)出版社，1981張展.非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè).兵器工業(yè)出版社，1994白婕靜，萬(wàn)宏強(qiáng).《機(jī)械知道工程學(xué)》課程設(shè)計(jì).兵器工業(yè)出版社.2008.3李碩根.楊興駿.互換性與技術(shù)測(cè)量.中國(guó)計(jì)量出版社.2008.6徐圣群.簡(jiǎn)明機(jī)械加工工業(yè)手冊(cè).上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社.1991張亞明.機(jī)床夾具的分類與構(gòu)成.煤炭技術(shù).2008.27(4)：12-13林文煥，陳本通主編.機(jī)床夾具設(shè)計(jì).國(guó)防工業(yè)出版社，1987.8王光斗，王春福.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè).上?？茖W(xué)技術(shù)出版社.2002.8大連理工大學(xué)工程圖學(xué)研究室編.機(jī)械制圖.第六版.2007.2楊黎明主編.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè).第一版.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1996.5吳宗澤.羅圣國(guó).機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè).第二版.北京：高等教育出版社.1998.12崇凱.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南.北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2008.1孫恒，陳作模，葛文杰，機(jī)械原理.北京：高等教育出版社.2006.12吳宗澤，羅圣國(guó).機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè).第二版.北京：高等教育出版社.1998.12張士良主編.機(jī)械設(shè)計(jì)制圖手冊(cè).第一版.同濟(jì)大學(xué)版社，1991.8成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).第二卷.第五版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2008.4黃如林.切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè).北京.化學(xué)工業(yè)出版社.2004.7外文翻譯一篇提交給克萊姆森大學(xué)研究生院的論文部分實(shí)現(xiàn)機(jī)械工程理學(xué)碩士要求設(shè)計(jì)者凱利·r·奧斯汀2012年5月導(dǎo)師：委員會(huì)主席約翰·瓦格納博士成員：瓦海德博士托德·施瓦星格博士文摘機(jī)電一體化是一個(gè)集成的、多才多藝的、寬泛的定義工程設(shè)計(jì)方法。盡管一些對(duì)機(jī)電一體化支持者的定義不同，但這個(gè)話題是一個(gè)跨學(xué)科的工程，是由許多行業(yè)、校園應(yīng)該反映在教育方面的方法。在本論文中,是兩個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)是用于開(kāi)發(fā)克萊姆森大學(xué)機(jī)械工程項(xiàng)目,熱電發(fā)電是從柴油機(jī)廢熱作為汽車行業(yè)調(diào)查的應(yīng)用程序。附加了彈簧和阻尼器的電磁鐵興奮mass-pendulum系統(tǒng)，它是工程本科/研究生實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)必備課程。本實(shí)驗(yàn)室為學(xué)生提供機(jī)械、電氣和控制工程挑戰(zhàn)平臺(tái)。使用牛頓和拉格朗日方法導(dǎo)出非線性耦合運(yùn)動(dòng)方程，動(dòng)態(tài)系統(tǒng)由38個(gè)w擺電磁鐵的磁力驅(qū)動(dòng)，靜磁壓迫功能，通過(guò)會(huì)計(jì)脈動(dòng)磁場(chǎng)的特點(diǎn),迫使有用的模擬實(shí)驗(yàn)所確定系統(tǒng)參數(shù)的系統(tǒng)，代表性數(shù)值和實(shí)驗(yàn)結(jié)果給出了要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)模型?？偟膩?lái)說(shuō),百分比數(shù)值和實(shí)驗(yàn)之間的區(qū)別應(yīng)該在于7.5cm電磁鐵2%到47%不等的系統(tǒng)平衡位置，進(jìn)一步說(shuō),工作臺(tái)上實(shí)驗(yàn)為學(xué)生提供手動(dòng)探索科學(xué)和古典工程概念。在交通運(yùn)輸行業(yè),為鼓勵(lì)研究提高現(xiàn)在的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)廢熱回收、傳動(dòng)系統(tǒng)效率而提供了許多額外的權(quán)力。大約三分之一的汽油或柴油燃料的能量通過(guò)排氣系統(tǒng)排入大氣中。自1960年以來(lái)，材料和模塊設(shè)計(jì)、持續(xù)發(fā)展、熱電發(fā)電,應(yīng)用程序用于其在太空中可靠的輸出功率,有可能用于大部分的引擎熱回收。在這項(xiàng)研究中,可用發(fā)電的能力從排氣熱電發(fā)電熱3-cylinder,4-cycle697cubic-centimeter柴油機(jī)進(jìn)行調(diào)查，排氣熱電發(fā)電系統(tǒng)大約是204，這是發(fā)現(xiàn)的最大表面溫度。然而,以確保的最高溫度模塊的冷端沒(méi)有超過(guò)空氣應(yīng)用模塊的翅片散熱片的溫度。從實(shí)驗(yàn)室測(cè)試,單個(gè)模塊和最大功率輸出四個(gè)模塊連接在系列0.47w和2.81w,預(yù)測(cè)最大功率分別輸出0.49w和2.91w。比較實(shí)驗(yàn)值數(shù)值，計(jì)算值由制造商的提供數(shù)據(jù),這是觀察到一個(gè)理想的結(jié)果。提議的替代能源的可行性得進(jìn)一步研究和實(shí)地測(cè)試，但很小的可能生成電力數(shù)量。謝辭作者要感謝所有的朋友和同事在本論文的研究和寫作中幫助和鼓勵(lì)，我感激的機(jī)械工程車間技術(shù)人員馬奇?正義、杰米?科爾和斯蒂芬在加工零件方面的幫助,并且?guī)臀医y(cè)試系統(tǒng)和協(xié)助設(shè)備，他們的幫助和建議是無(wú)價(jià)的。我還要感謝戴夫風(fēng)車式先生在設(shè)置的幾個(gè)電氣系統(tǒng)和我的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的幫助和建議，也謝謝你許多的同學(xué)、同事和朋友們提供了他們?cè)谠S多學(xué)科領(lǐng)域和計(jì)算機(jī)程序的研究成果。作為我的論文委員會(huì)成員,瓦海德博士和托德·施瓦星格博士，謝謝您們?cè)谠u(píng)估我的論文工作中起重要的角色作用。我特別想感謝我的導(dǎo)師瓦格納，他給了我很多獲得一些寶貴的經(jīng)驗(yàn)機(jī)會(huì)，我很感激他的幫助和建議。第1章介紹機(jī)電一體化系統(tǒng)可以被定義為一體的機(jī)械、電氣、控制和信息技術(shù)應(yīng)用到智能產(chǎn)品或過(guò)程，然而,一個(gè)稍微關(guān)于這個(gè)話題的文章的概述揭示了缺乏專業(yè)人士的共識(shí)確切的定義?？屏_拉多州大學(xué)從各種各樣的出版物和教育機(jī)構(gòu)[1]發(fā)表了超過(guò)二十種對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的定義，雖然很多定義指定機(jī)電一體化在系統(tǒng)的整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中為核心的集成和融合的工程學(xué)科,不同的強(qiáng)調(diào)了不同學(xué)科，揭示了缺乏一個(gè)統(tǒng)一的機(jī)電一體化教育結(jié)構(gòu)的大學(xué)。即使沒(méi)有一個(gè)公認(rèn)的定義,但是機(jī)電一體化的重要性教育是證明論文的數(shù)量、期刊和會(huì)議的的話題，機(jī)電一體化這個(gè)不斷增長(zhǎng)的興趣也延伸到行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的地方市場(chǎng),需要成本和時(shí)間效率,促使許多公司開(kāi)發(fā)一個(gè)跨學(xué)科的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和制造方法[2]。1.1機(jī)電一體化的定義大學(xué)的大衛(wèi)·布拉德利Abertay鄧迪(蘇格蘭鄧迪)[3]提出了這樣的問(wèn)題出現(xiàn)兩個(gè)問(wèn)題,團(tuán)塊的定義是,“一個(gè)機(jī)電一體化的定義嗎?”和“應(yīng)該有一個(gè)單一的定義機(jī)電一體化?”討論的目的,。布拉德利問(wèn)如果一個(gè)特定的,包括機(jī)電一體化的定義是一個(gè)混亂的來(lái)源,而不是嘗試符合這一定義,可以更好的機(jī)電一體化專業(yè)人員組成根據(jù)他們自己的定義的背景下,去干他們的工作。其他機(jī)電一體化專業(yè)人員渴望一個(gè)特定的定義和一個(gè)機(jī)電一體化課程的總體結(jié)構(gòu)大學(xué)，這是顯示在[4],作者希望限制定義控制的機(jī)電一體化系統(tǒng)，還有一些從業(yè)者欲望的公共基礎(chǔ)機(jī)電一體化教育學(xué)科不受特定的約束定義(5、6)。1.1.1基本定義概述機(jī)電一體化技術(shù)在[6],從創(chuàng)建的術(shù)語(yǔ)TetsuroMori歸功于1969年,表明機(jī)電一體化發(fā)展的《盜夢(mèng)空間》。最初這一術(shù)語(yǔ)確定了機(jī)電一體化的學(xué)科在一個(gè)系統(tǒng),也稱為一個(gè)機(jī)電系統(tǒng)。現(xiàn)在機(jī)電一體化已經(jīng)應(yīng)用于自動(dòng)化和機(jī)器人技術(shù)等領(lǐng)域,汽車系統(tǒng)、光電子學(xué)、工業(yè)機(jī)械、物料搬運(yùn)技術(shù)、復(fù)合材料、醫(yī)療系統(tǒng)、傳感和控制系統(tǒng)(3、6)，此列表不是詳盡的,只是為了提供一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)的定義。然而,明確溝通的目的,需要一個(gè)可用的定義。集成的機(jī)械、電氣、計(jì)算機(jī)、控制工程產(chǎn)品或過(guò)程的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)是一個(gè)基本的定義。一般機(jī)械系統(tǒng)可以在圖1.1中表示,機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)或植圖1.1:一個(gè)典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)集成技術(shù)的機(jī)械、電氣、控制和計(jì)算機(jī)工程物學(xué)由傳感器或一組傳感器監(jiān)控，這可能需要線性化信號(hào)模擬、過(guò)濾器，或傳感器的信號(hào)放大,然后再發(fā)送信號(hào)控制和/或數(shù)據(jù)收購(gòu)(DAQ)系統(tǒng)，微機(jī)控制系統(tǒng),通常包含一個(gè)類型,確定所需的輸出信號(hào)根據(jù)輸入信號(hào)，與使用系統(tǒng),采集相關(guān)的計(jì)算機(jī)程序是用于收集和分析傳感器數(shù)據(jù)并確定信號(hào)的輸出，放大后,輸出信號(hào)發(fā)送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，這改變了動(dòng)力機(jī)械系統(tǒng)的電氣或機(jī)械的意義,系統(tǒng)將繼續(xù)循環(huán)操作。從圖1.1中,可以清楚地看到,這些組件設(shè)計(jì)需要在所有的工程領(lǐng)域知識(shí)中列出一個(gè)基本的定義系統(tǒng)，這個(gè)定義超出了工程學(xué)科集成的學(xué)科在設(shè)計(jì)階段開(kāi)始。例如,考慮可能給正確的傳感器操作和可能安排在機(jī)械設(shè)計(jì)延長(zhǎng)傳感器壽命，并發(fā)控制和機(jī)械部件的發(fā)展允許一個(gè)組件的變化迅速調(diào)整的其他組件，設(shè)計(jì)系統(tǒng)了解必要的電子元件可以鼓勵(lì)創(chuàng)建一個(gè)緊湊的節(jié)能應(yīng)用。1.1.2機(jī)電一體化設(shè)計(jì)理念一些支持者對(duì)機(jī)電一體化的基本定義沒(méi)有限制其增長(zhǎng)，認(rèn)為機(jī)電一體化是一個(gè)跨學(xué)科的工程哲學(xué)調(diào)整技術(shù)(3、7)，在[6]中,作者推廣了機(jī)電一體化工程師考慮設(shè)計(jì)過(guò)程,使他們學(xué)科需要集成能最有效的解決眼前的問(wèn)題。機(jī)電一體化的范圍可以擴(kuò)大到包括學(xué)科之外的核心上面的定義(3、6)，這些可能包括經(jīng)濟(jì)的整合方面、制造、工業(yè)設(shè)計(jì)。布拉德利警告[3],未能看到整個(gè)系統(tǒng)的產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、機(jī)電一體化設(shè)計(jì)一部分的重要性,也許導(dǎo)致部分的失敗和機(jī)電一體化學(xué)科的負(fù)面看法。1.2機(jī)電一體化設(shè)計(jì)理念的重要性機(jī)電一體化系統(tǒng)在社會(huì)普遍存在:在汽車系統(tǒng)方面活躍懸架、制動(dòng)控制、自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)管理；在健康保健方面作為手術(shù)室儀器儀表、智能假肢,改善手術(shù)艾滋?。辉诩译姺矫嫒缦匆聶C(jī)、咖啡機(jī)和面包制造商；制造業(yè)也有許多機(jī)電一體化系統(tǒng)和航空航天的應(yīng)用。有一些爭(zhēng)論主要根據(jù)控制器的復(fù)雜性、自動(dòng)化系統(tǒng)和機(jī)電一體化系統(tǒng)的區(qū)別,與基本系統(tǒng)交互圖1.1所示，它的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)是增強(qiáng)一個(gè)跨學(xué)科的方法。因?yàn)槠髽I(yè)在經(jīng)濟(jì)上必須保持競(jìng)爭(zhēng)力,機(jī)電一體化可能是重要的設(shè)計(jì)方法,增強(qiáng)了初級(jí)工程師在機(jī)電一體化教育機(jī)構(gòu)培訓(xùn)效果。1.2.1機(jī)電一體化設(shè)計(jì)理念的學(xué)者工業(yè)的發(fā)展,強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科的設(shè)計(jì)和機(jī)電一體化系統(tǒng)助長(zhǎng)了機(jī)電一體化在學(xué)術(shù)界的興趣。許多工程項(xiàng)目提供機(jī)電一體化與幾所學(xué)校提供學(xué)歷項(xiàng)目。機(jī)電一體化以來(lái)沒(méi)有一個(gè)獨(dú)特的技術(shù)重點(diǎn)和機(jī)構(gòu)機(jī)電一體化程序之間可以有很大區(qū)別，取決于的安排程序作為獨(dú)立的、嵌入或交叉學(xué)科。機(jī)電一體化作為一個(gè)獨(dú)立的學(xué)科缺少一個(gè)機(jī)構(gòu)提出目標(biāo)和建議促使一些機(jī)電