買文檔就送您 ， 01339828或 11970985 1 摘要 二十一世紀的制造業面臨著顧客需求驅動、不可預測、快速多變和來自全球不斷增加的市場競爭，而且競爭不斷加劇。市場的不斷變化要求制造系統加工的產品品種能夠快速變換以滿足市場需求。近來的制造業發展表明， 夾具 能比較好的滿足上述要求并符合我國國情 。作 為制造系統重要組成部分的夾具設計部分，制造系統對其提出了新的要求。夾具在機械加工起著重要的作用，它直接影響著機械加工的質量，生產效率和成本，因此夾具設計是機械工藝準備和施工中的一項重要工作。 這篇畢業設計主要闡述的是一套關于電機座液壓夾緊粗鏜夾具的設計方法 ，這種夾具主要應用于電機座的粗鏜工序，通過這個夾具可以保證電機座粗鏜后的加工要求和達到提高生產效率的目的。 在說明書中，首先明確了設計任務并對夾具作了相關的闡述，接著根據電機座的加工工序提出了鏜床夾具的設計方法和理論，并依據這些方法和理論對夾具進行設計和校核、驗算。最后對夾具中某些典型或重要的零件進行了介紹和校核。這種設計方法代表了鏜模的一般設計過程，對其他夾具的設計工作也有一 定的價值。 關鍵詞： 夾具、電機座、工序 買文檔就送您 ， 01339828或 11970985 2 in 1s by of a of in to of is to on an of is in of it of So is a in of a of in of It be of to we of to of we of of we to we to of of Of of of ： 、 、 買文檔就送您 ， 01339828或 11970985 3 目錄 前言 . 1章 畢業設計的目的和任務 . 畢業設計的目的 2 2 畢業設計的任務 .2 第 2章 夾具方案設計 1 夾具的概述及作用 .4 夾具的概念 .夾具的作用 .5 2 夾具設計的一般步驟 設計前的準備工作 .6 擬定夾具結構方案、繪制工件工序圖 .確定夾具的結構方案 夾具體的設計 13 3 繪制夾具結構草圖 布置圖面 15 設計定位夾緊元件 .夾具的精度計算 18 夾緊力（矩）的驗算 .繪制夾具總圖 .尺寸標注與公差配合 .液壓傳動原理 .文檔就送您 ， 01339828或 11970985 4 夾具總體設計中須注意的問題 .33 第 3章 典型零件介紹 .結 .謝 49 參考文獻 文檔就送您 ， 01339828或 11970985 5 前 言 四年的大學生活馬上就要結束了，我們也進入了大學生活的最后一個階段 畢業設計。畢業設計是對 我們四年來 所學 知識的大總結 和測驗我們對所學知識的掌握 ，也是向我們今后即將從事的工作的 正常過渡。設計的正確程度也標志著我們四年來對所學知識的掌握和熟練運用程度 。 四年來，在我院 老師及領導的精心關懷和指導下，我學習了機械設計制造與設備專業的有關知識，同時也了解了一些相關學科的基本情況，為畢業設計打下了堅實的基礎。 我們這次設計的題目是 電機座液壓夾緊夾具 。 我所設計的部分主要是夾具部分主要是夾具方面，對液壓涉及的比較少，只是在典型零件介紹中簡要提了 一下。 圖書館中對這一方面的資料 還是又不少相關資料 ， 但是重復很多 而且計算很少。通過整個設計過程，讓我懂得了 只有閱讀大量的有關知識，觸類旁通，精密構思與計算， 僅僅靠所學的知識是遠遠不能解決設計過程中所遇到的難題 ， 通過實習和在院先進制造研究所的觀察和分析，對電機座的加工工藝有了一個初步了解。綜合以上各種材料，得出了現在比較滿意的結果。在 師的辛勤指導下和同組同學的幫助下，我的這次設計取得了基本成功。 本次設計可以說是對所學知識的綜合運用，也是第一次單獨面對這樣龐大的設計工作。鑒于本人水平有限，經驗不足，設計中難免有不足之處，請各位老師同學批評指正。 買文檔就送您 ， 01339828或 11970985 6 第 1 章 畢業設計的目的和任務 1 畢業設計的目的 通過本次畢業設計，我們能夠達到以下目的： 養我們綜合運用和鞏固擴展所學知識，提高理論聯系實際的能力； 養我們收集、閱讀、分析和運用各種資料，手冊等科技文獻的能力； 我們更加熟練的運用 計算機辦公軟件，提高計算機輔助設計的能力； 練和提高機械設計的基本理論和技能 養獨立思考，獨立工作的能力； 養我們的團隊合作意識。 2 畢業設計的任務 在 師的 帶領下，我們進行了一段畢業設計前的準備，比如查詢資料，進行必要的畢業實習，然后結合自己所掌握的資料提出設計任務并進行設計。夾具作用就是在機械制造的機械加工、檢驗、裝配、焊接和熱處理等冷熱工藝過程中，用以安裝加工對象，使之占有正確的位置，以保證零件和產品的質量，并提高生產效率。 計條件 1、準確定位所加工的工件，完全限定工件所應被限制的自由度。 2、正確夾緊工件，確定工件的位置，保證零件和產品的質量。 3、能夠順利加工出工序所要求的工件。 4、所設計的夾具要結構簡單，便于裝卸，檢修。 5、能夠提高加 工效率，減輕勞動強度。 6、達到充分發揮和擴大 機床的工藝性能。 計內容 買文檔就送您 ， 01339828或 11970985 7 1、設計方案的選擇與計算 2、總體結構的設計，成套圖紙及說明書。 計關鍵 1、仔細分析工件的加工工藝過程 2、設計與工件工序相對應的夾具 3、保證成品工件符合工序的要求 計要求 保證加工質量是必須首先滿足的要求。保證加工質量的關鍵，就在于正確選定定位基準、定位方法和定位元件。必要時需進行誤差分析計算。也要注意夾具中其他影響加工質量的部件結構。 低成本 應盡量 采用各種快速高效的結構，縮短輔助時間，提高生產率。同時盡可能采用標準元件與標準結構，力求結構簡單、制造容易，以降低夾具制造成本。 力和安全 在客觀條件許可且又經濟的前提下，盡可能的采用氣動、液壓和氣液等機械化夾具裝置，以減輕操作者的勞動強度。 排屑問題是夾具設計中的一個重要問題。因為切屑積聚在夾具中，會破壞工件正確可靠地定位 ;切屑帶來的大量熱量會引起熱變形，影響加工質量；清掃切屑又要花費一部分輔助時間。切屑積聚嚴重時，還會損壞刀具或造成工傷事故。 所 設計的夾具應便于制造、檢驗、調整、維修等。 買文檔就送您 ， 01339828或 11970985 8 第 2章 夾具方案 設計 夾具設計是工藝準備工作的重要工作之一。夾具設計的質量，直接影響工件的質量、生產率和加工成本。有時甚至決定了所設計的夾具是否有使用價值。在生產實踐中，由于某些因素考慮不周到，設計和制造出來的夾具就不能使用的例子并不少見。因而應充分應用夾具設計的基本原理和知識，正確掌握夾具設計的基本方法，才能設計出先進合理和實用的夾具。 1 夾具的概述及作用 夾具的概念 在 機械制造各行業的工藝過程中廣泛應用著各種不同的，用以固定加工對象，使之占有 正確的位置，以便接受施工的一種工藝裝備，通稱夾具。因此，無論是在機械加工、裝配、檢驗，還是在焊接、熱處理等冷、熱工藝中，以及運輸工作中都大量采用夾具。但在機械加工中應用最為廣泛的是金屬切削機床上使用的夾具。我們通稱為夾具。 夾具在機床上用以準確、迅速地安裝工件活刀具，從而保證工件與刀具間的正確位置的一種工藝裝備。由此可知，機床夾具總的看來可以分為兩大類。一類是用以安裝工件的，一般通稱為夾具。另一類是用以安裝刀具的，一般通稱輔具。如車床上的卡盤和鏜床上的鏜模等屬于前一類；即快換鉆夾頭，刀桿托架及靠模裝置等屬于 后一類。 夾具是由各種不同作用的元件組成。根據這些元件再夾具中所起的作用大體上分以下幾 類： 起定位作用的元件，夾具中定位元件組合稱為定位裝置。 起夾緊作用的元件，夾具中夾緊作用的組合稱之為夾緊裝置。 可同時起定位與夾緊作用的元件或元件的組合。 引導刀具并確定刀具對夾具的相對位置的元件。 用以連接夾具上所有元件和裝置，使其成為一個夾具整體的零買文檔就送您 ， 01339828或 11970985 9 件。 用于改變工件與刀具的相對位置以獲得多個工位的元件或元件 組合。 用來加工型面的元件或元件的組合。 在非手動夾具中用來產生動力部分的裝置。 包括與機床連接用的零件、各種連接件、特殊元件以及其它輔助元件等。 并非所有夾具都包括上述各類元件，但定位件、夾緊件和夾具體卻是各類夾具中不可缺少的組成部分。在我們這個夾具設計中出現的就是這種情況，只有定位件、夾緊元件和夾具體，而沒有引導元件等裝置，采用的是自動定心元件裝置。這樣可同時起定位與夾緊元件或元件組合。 具的作用 機床夾具 在保證產品優質、高產、低成本 ，充分發揮現有設備的潛力，便于工人掌握復雜或精密零件加工技術，減輕繁重的體力勞動等諸方面起著巨大的作用。機床夾具的設計和使用是促進生產迅速反展的重要工藝之一。因此，一切機械制造行業的廣大工人和工程技術人員，歷來都把機床夾具的改進、研制和開發，作為革新中的主要課題之一。機床夾具的作用可以歸納為如下幾個方面： 1. 夾具是保證和穩定產品質量，實行全面質量管理的重要手段。 2. 可以提高生產成本，降低產品成本。 3. 夾具可擴大機床的工藝范圍，做到一機多能。 4. 夾具在特種零件的加工中起著特殊的作用。 5. 機床夾具在新產品的試制過程中，對 縮短試制周期起著重要的作用。 6. 平衡各工序時間，以便組織流水生產。 7. 使操作方便、安全，減輕工人的勞動強度。 買文檔就送您 ， 01339828或 11970985 10 2 夾具設計的一般步驟 一般來說，夾具設計的過程，可分為 四個階段：設計前的準備工作 ;擬定夾具結構 方案和繪制夾具結構方案草圖；繪制夾具總裝配圖；繪制夾具零件圖。 計前的準備工作 在設計夾具之前，一般要搜集和分析下述資料： 1. 產品零件圖； 了解零件的作用、形狀、結構特點、材料及毛坯的制造的方法和余量，分析尺寸精度、加工表面光潔度、形狀和位置精度等技術要求。 2. 詳細分析加工工藝過程及 本工序在整個工藝過程中的順序、加工方法和要求 ； 了解本工序 的加工余量和切削用量。對于工件的定位基準面、夾緊力的方向和作用點，如果在工藝設計中已初步確定，在設計夾具時，還應該從設計夾具的角度出發，進一步分析定位夾緊的可能性、可靠性、夾具結構的復雜性、工件安裝的方便性和操作的安全性等因素。如果由于工藝分析時所給的條件，使夾具設計發生困難，可與工藝人員協調解決，尋求合理的定位和裝夾等方案。 3. 了解使用該夾具的機床的主要規格、性能特點，機床 運動情況，功率和剛度，以及在機床上安裝夾具部分的結構和配合尺寸。 4. 了解所用 切削工具的結構、尺寸、運動和夾具 的配合方式。 5. 了解工件的年產量、每次投產的批量和生產率要求，以便決定每次安裝工件數量和選擇相應的夾緊機構，以及確定夾具的自動化程度。 6. 熟悉夾具零部件的標準資料。以前我國主要使用機械工業通用標準“夾具零件及部件”（ 以及經過修改補充的第一機械工業機床研究所與幾個工廠聯合提出的“機床夾具零部件”參考標準（ ,此外，還有組合機床設計參考圖冊等。最近，國家標準總局與批發了“機床夾具零件及部件”國家標準 259 80及 269 80，要求從一九八一年十月 一日起實施。 7. 了解國內外先進夾具的結構資料及典型的夾具圖冊。 買文檔就送您 ， 01339828或 11970985 11 8. 了解工廠原有夾具的結構資料、廠頒標準，以及操作者對夾具結構 的意見 。 擬定夾具結構方案、繪制工件 工序 圖 通過實習，詳細的了解了電機座的加工過程和仔細的分析了工件的加工工序 圖，并觀察了工件加工過程所使用的機床、刀具和夾具等相關設備 比較后，選擇了較為典型的夾具結構 電動座液壓夾緊粗鏜夾具。電動機的底座是鑄鐵薄殼結構，本道工序 粗鏜電機 座要求粗鏜電機座的 二端面、二止口及內孔在精加工前留下 米加工余量。本道工序的加工必須保證坯件的壁厚均勻，兩端止口尺寸精度位 止口公共軸線對兩端面的垂直度要求為 滿足下道精加工工序時作定位作用的要求。其工件工序圖見圖 2 4買文檔就送您 ， 01339828或 11970985 12 圖 2 工件工序圖 定夾具的結構方案 在確定夾具結構方案之前，需要了解 三類信息，即零件幾何形狀信息，制造工藝信息和裝夾信 息。這些信息需要在夾具設計的初期階段進行詳細分析。 零件的幾何形狀是設計夾具的基本信息，然而并非零件幾何信息的一切細節都需要識別。零件幾何模型中與夾具設計有關的信息包括零件幾何形狀的類型和外形尺寸，如在加工中心加工的零件可以分為框架類、箱體類、支架類、模具的凸、凹模，或者是特殊的結構零件，如葉輪葉片等。對不同的零件形狀，夾具結構通常是不同的。組合夾具設計時，零件的外形尺寸是選擇基礎板的主要依據： 專用夾具設計時零件外形尺寸則是確定專用夾具基本的依據之一。 加工工藝信息 設計夾具時需要的工藝 信息包括： 1. 產品加工精度要求，包括尺寸精度和形位公差要求，這對夾具的方案設計、定位設計、基準的選擇、精度設計和校驗都是很重要的。 2. 工件材料、熱處理、毛坯形式和金屬切除量信息對加工過程中切屑力的估算和夾具結構的強度、剛度、穩定性設計是必不可少的。 3. 切屑方式和加工機床的性能對于夾具設計、布局都有很大的影響。例如采用臥式銑削中心與立式加工中心時夾具的布局可能完全不同。 電機座粗鏜加工的技術要求：本道工序必須保證坯件的厚度均勻，兩端止口尺寸精度為 止口公共軸線對兩端面的垂直度要求為 以滿足下道精加工工序時作定位用的要求。夾具安裝在雙頭各配有組合刀具的專用機床上，有液壓程序控制進給。生產批量大要求生產效率高。 鏜床夾具也被稱為鏜模，鏜模時一種精密夾具。它主要用來加工箱體累零件的買文檔就送您 ， 01339828或 11970985 13 精密孔系。鏜模是依靠專門的導引元件 鏜套來導引鏜桿。從而保證所鏜的孔具有很高的位置精度。由此可知，采用鏜模后，鏜孔的精度便可不受機床精度的影響。鏜模廣泛應用于高效率的專用組合鏜床（又稱聯動機床）和一般普通鏜床。一般鏜模都有以下四部分組成： （ 1）、定位元件 （ 2）、夾緊裝置 （ 3）、導引元件（鏜套） （ 4）、夾具 體（鏜模支架和鏜模底座） 以下便是鏜模夾具的具體設計步驟： 夾具按設計步驟可分為定位設計、夾緊設計、導向對刀設計、夾具體設計。 工件的定位是指保證同一批工件在夾具中占有一致的正確位置，這一位置的獲得可以通過定位支承限制工件的相應自由度來實現。當前普遍應用與工件的定位原理是六點定位原理。定位件的定位方法如下表 2 表 2定位方法 典型的夾緊裝置是由力源裝置、中間傳力機構、夾緊元件、夾緊元件與夾緊機構組成。在設計夾緊機構時力求結構簡單 、制造容易，操作方 便、安全，精度高。目前夾具應用的夾緊裝置如表 2 表 2夾緊機構 在我們設計的這個電機座液壓夾緊粗鏜夾緊夾具所采用的夾緊裝置就是斜楔夾緊機構。如圖 2 2 買文檔就送您 ， 01339828或 11970985 14 導向裝置主要用于鉆床和鏜床夾具中，其作用是為了刀具導向。引導元件主要有鉆套和鏜套。 圖 2 2 斜楔夾緊機構圖 對刀裝置主要用于銑床夾具，它由對刀塊和塞尺組成 。采用對刀裝置的優點是可以迅速而準確地確定夾具與刀具間的相對位置。 位方案 夾具 定位設計一般依據空間六點定位原理，即限制工件在笛卡兒空間坐標系下沿 X、 Y、 Z 三個軸方向的直線運動和繞 X、 Y、 限制其空間的六個自由度。實際的定位設計則根據加工特點對工件的自由度進行限制，有時采用過定位或欠定位的方式進行定位。決定定位方法是夾具設計的主要 任務。位保證加工精度要求，需要一定的定位精度，而選定定位方法就要選擇合適的基準面。夾緊結構的選擇也受定位方法的限制，夾具結構的布局基本上取決于定位方法和工件的幾何形狀的類型。 而在我們設計的電機座液壓粗鏜夾緊夾具中，對工件采用的是五點定位 :徑向是四點即六只定位爪中的四爪是定位點 ,而定位爪中的另外兩爪按其作用是施加定位力 ,故只能算作夾緊點 ,也就是說這兩爪是夾緊元件 相當于一點 ,即是一個定位元件 那個是夾緊元件 ,因此應把定位夾緊元件的設計放在一個設計步驟中。 工件定位點位置的確定，采用工件上的平面作定位基準時，定位面上定位點的布局對定位誤差有著直接的影響。下面討論平面上定位點位置的確定方法。 平面作主定位面時消除工件的三個自由度（ x 、 y 、 z），一般將其抽象位三個買文檔就送您 ， 01339828或 11970985 15 定位點；平面作第二定位面消除兩個自由度（ x、 z ），抽象為兩個定位點；平面作第三定位面消除一個自由度（ y），抽象為一個定位點。在確定定位點的位置時，除了要滿足加工要求（精度要求、支承要求、穩定性要求等），還要注意所選的定位點應能使定位元件可接近。因此，應根據平面的定位可行度分析結果，將有 效采樣單元中心點作為候選定位點，從中選取合適的定位點位置。 一般來說，確定定位面三個定位點位置的標準有三個： （ 1） 定位點可使定位元件接近 （ 2） 三點構成的三角形面積盡量大 （ 3） 工件重心在主定位面上的投影點應位于三角形范圍內，以使工件定位穩定，且投影點到三角形幾何中心的距離越近越好。 由工件工序簡圖可知：待加工面為電機內壁兩止口，其位置精度及零件加工情況簡圖 2根據零件加工面的位置精度要求，選擇定位方案。首先分析應消除的自由度數目，由圖 2保證電機平穩，就必須在徑向和軸線限制電機的 5個自 由度。由于 是大型工件且屬于生產批量大且生產效率高的工件，故應把夾緊方案設計成為便于裝卸而且工作效率高的夾緊方案。在分析和比較后，選擇由固定支 圖 2 3 定位原理圖 架和活動支架及底座構成的夾具，其工作原理是一對夾緊缸在拉活動支架夾緊工作時，與固定支架一起形成框架結構，使工件在二支架間夾緊時相互受力平衡，活動支架殼移開相當距離，使裝卸工件時有足夠空間，即可規定活動支架的行程范圍，根據工件軸長為 203假定活動支架的活動范圍為 150 260定 位方案原理圖如圖 2 在該圖上我們可以看出本工序中工件所需的五點定位：徑向試四點，六點定位買文檔就送您 ， 01339828或 11970985 16 爪中的兩爪，按其作用是施加定位力故只能算作夾緊點，端面的三爪相互兩通，相當于一點。 確定夾緊方案 為了保持工件在定位時已取得的正確位置，并且在加工過程中在切削力、離心力、慣性力等外力作用下保證位置始終不變和不發生振動。則應使加緊裝置做到： （ 1） 夾緊作用準確、安全、可靠。 （ 2） 夾緊動作迅速，操作方便省力。 （ 3） 夾緊變形小。 （ 4） 結構簡單。制造容易。 （ 5） 而確定夾緊力就是要確定其方向、作用點及大小。為此根據工件定位方案 、結構特點、加工要求以及切削力與其他外力作用等綜合考慮。 夾緊力的方向應遵循以下原則： （ 1） 夾緊力的方向應有利于減小夾緊力。 （ 2） 夾緊力方向應有助于定位穩定，且 加緊方向應垂直于主要定位方向。 （ 3） 夾緊力方向應是工件剛性較好的方向。 1. 夾緊力作用點選用原則： （ 1） 夾緊力作用點的選擇應不破壞工件定位已確定的位置，即應作用于支撐 上或支承所組成的面積范圍之內。 （ 2） 夾緊力的作用點應使夾緊系統的夾緊變形盡可能小 夾緊面位相對于可定位表面的可用作夾緊的表面。因為夾緊表面應該是正對著一個定位表面，所以正對著可定位表面的零件另一面是否由 夾緊表面也被列為定位表面的一個特征。可定位表面，表面的特征及其相互關系的信息結構來自零件圖和工藝設計過程設計。而定位 /夾緊表面的最后決定，是在裝夾特征識別以后的夾具設計過程中決定的。 工件夾緊點是指夾緊元件與工件接觸的部位。夾緊表面規定了夾緊點的位置范圍，但不是夾緊表面上的每一點都可以作為夾緊點。正確的夾緊點位置應使各定位支承點受力均勻，使工件具有良好的穩定性，防止夾緊變形，并且所需夾緊力較小。如果夾緊點選擇不當，則可能會增大夾緊變形，甚至破壞工件的定位或無法夾緊工件。因此，夾緊點的選擇使夾緊設計中的關鍵問 題。 夾緊點的選擇與該 夾緊力所指向的工件的定位基準的形式有關。當工件以空作為定位基準時，指向該定位基準的夾緊力的作用表面（夾緊表面）一般與定位基準相同，且常用脹心夾緊方式，此時夾緊元件與定位元件合為一體。 根據夾緊裝置設計的基本要求，以及夾緊力方向應垂直于主要定位平面（工序定位基準為工件的軸心線）的原則，工件屬于大批量高效率的生產方式，且要求裝卸方便， 故夾緊方案應操作方便，便于裝卸， 設計夾緊方案如圖 2 買文檔就送您 ， 01339828或 11970985 17 圖 2 夾緊方案圖 這種方案的優缺點是三等分分布的定位爪由每一支架上的一對定位缸帶動各自的拉板，經斜楔拄的斜面轉折而使其作輻射方向的收攏，這與三爪卡盤的定心功能相似。 二支架上的三等分自位缸是以油脂做介質的相互溝通的封閉腔油路，它們給從三檔夾緊爪與工件的三條毛坯大筋的端面接觸時得到反饋 ,每爪以相同的力夾緊工件。由于油脂介質的流動性較好，壓力傳遞損失少，對相互距離較長，同道曲折的夾緊爪易于實現相互反饋。這種結構用于要求用于多點均勻夾緊的場合 。 具體的設計 夾具體是 夾具的基礎件，它既要包夾具的各種元件、機構、裝置連接成一個整體，而且，還要考慮工件裝卸方便以及夾具與機床的連接方式。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。 夾具時應滿足以下一些基本要求： （ 1） 足 夠的剛度和強度。加工工件時，為了防止在切削力、夾緊力等外力的作用下，夾具產生不允許的變形和振動，夾具體應具有足夠的壁厚，剛性不足處可適當增加加強筋。 （ 2） 力求結構簡單、重量輕。夾具體的外形一般尺寸較大，結構比較復雜，而且各表面間的相互位置 精度要求高，應特別注意其結構工藝性。 （ 3） 應便于排除切屑。加工過程中為了防止切屑聚積，影響工件的正確定位和夾具的正常操作，因才在設計夾具體時應考慮切屑的排除問題。 （ 4） 在機床上的安裝應穩定可靠。對于固定在機床上的夾具，應該使重心盡量低；對于不固定在機床上的夾具，則重心和切削力作用點應落在夾具體的作用范買文檔就送您 ， 01339828或 11970985 18 圍之內，重心越高夾具支承面積越大。為了使夾具安裝穩定可靠，夾具體底面中部通常挖空。對于翻轉或移動式夾具體，應在夾具體上設置手柄或手扶部件，以便于操作。對于大型夾具，在夾具體上應設置吊環螺栓或者起重孔，以 便于吊運。 應具有良好的結構工藝性和經濟性。夾具體上有三個重要的表面，直接影響夾具的裝配精度，即夾具體底面，固定定位元件和引導裝置的表面，以及夾具安裝時的校正基面。在加工這些表面時，通常是以夾具底面作為定位基準，因此在考慮夾具體的結構時，應便于達到這些表面的加工要求。在夾具體上供安裝各種元件的表面，一般應鑄出 3 5便于減少加工面積。 根據待加工表面的位置情況，需要采用組合刀具加工兩端面以及鏜內孔壁。 圖 2 5 夾具體圖 那么設計的夾具體結構就應該適合加工要求 我們把夾具體設計成如圖 2 5所示。 螺釘 1 固定支架 ,防止支架在夾具受到外力 (如切削力等 )作用時發生振動 ,產生位移 ,造成工件的加工誤差 . 螺釘 2是用來固定加緊缸 ,防止加緊缸在工作時來回移動 . 夾具體的外形尺寸 夾具制造屬于單件生產性質，在作夾具設計時，一般無需復雜的計算，通常是參照類似結構，采用類比法估計確定。實際上，在繪制夾具總圖時，根據夾具的各組成元件，裝置 和機構所在的位置，夾具體的外形尺寸便已大體確定。以下數據可供確定夾具體結構尺寸時參考：鑄造結構夾具體，壁厚一般取 8 25厚處應挖空。如圖 2文檔就送您 ， 01339828或 11970985 19 圖 2 夾具體 在圖 20 3 繪制夾具結構草圖 通過以上各個部分的設計 ,對夾具已有了大體輪廓 ,下面就需要對夾具結構進行詳細設計 。 其步驟如下 : 置圖面 畫出工件位置 ,選擇適當比例 (一般為 1:1),在圖紙上用雙點劃線繪出工件23個方向的輪廓線 ,主視圖一般選面對操作者的加工狀態或工件裝卸的位置 ,各 圖 2工件圖 買文檔就送您 ， 01339828或 11970985 20 視圖之間留足夠空隙以便布置夾具元件 ,工件圖如圖 2 設計定位夾緊元件 因為本工序對工件只需五點定位 :徑向是四點即六只定位爪中的四爪是定位點 ,而定位爪中的另外兩爪按其作用是施加定位力 ,故只能算作夾緊點 ,也就是說這兩爪是夾緊元件 相當于一點 ,即是一 夾緊元件的設計放在一個設計步驟中。 個定位元件 那個是夾緊元件 ,因此應把定位 根據選定的定位方案和定位元件類型尺寸和具體結構繪在相應的視圖上 ,與工件的定位基準形狀和精度相適應 將所選定的夾緊裝置的具體結構按視圖繪在圖上 ,表示出工件處于夾緊狀態 位原理如圖 2主視圖 買文檔就送您 ， 01339828或 11970985 21 側視圖 圖 2 定位夾緊原理圖 設計夾具體 ,形成夾具結構草圖 ,將上述各部分組成聯系成一體 ,形成一個完整的夾具 在完成結構草圖設計之后 ,為了進一步論證方案的可行性 ,應作必要的夾具精度分析及夾緊力矩大小等驗算。 買文檔就送您 ， 01339828或 11970985 22 2 夾具總圖 夾具精度的驗算 在上述結構中 ,對夾具有精度要求的主要是工件的二止口和兩端面的位置精度 止口公共軸線對兩端面的垂直度要求為 影響該項精度要求的因素有 : （ 1） 工件定位誤差 定位原理只解決了工件在加工中的位置“定與不定”的問題。然而一批工件在夾具中定位時，對每一工件的具體表面來說均在允許的公差范圍之內發生變化，各個表面都有著不同的位置精度。故需要進一步討論工件在正確的定位的情況下，加工表面所獲得的尺寸，以及相互位置的精度如何，即解決“精與不精”的問題，而工件在夾具中安裝時，與其直接有關的基準又兩 個，即工序基準和定位基準。 本工序對工件只需五點定位：徑向是四點，六只定位爪中的兩爪，按其作用是施加定位力，故只能算作夾緊點，端面的三爪相互連通，相當于一點。 在徑向定位上，由于工件是薄殼結構，夾緊力不宜在徑向施加，但工件又是毛買文檔就送您 ， 01339828或 11970985 23 坯，不但三條大筋的直徑尺寸又鑄造誤差，而且其軸心線對端面也又任意方向的垂直度誤差，夾具定位與夾緊關系如示意圖的上圖所示，其定位爪固定（這可省去定位缸、拉板等結構）而每邊相互成 120用二只爪，無定位力，于是前者會造成“ e”的誤差而后者在夾緊后會造成“”的誤差（實際上是工件偏 離任二定位爪為的距離），而這兩者的誤差都是混在一起發生的 ,由工序圖可知，在工件制造過程中，毛坯的三條大筋的直徑尺寸的鑄造誤差在 e 圍之內，即三條大筋所構成的圓的圓心與理想工件的圓心在徑向方向的偏移距離 e 誤差范圍在本工序要求二止口公共軸線對兩端面的垂直要求為 范圍內，從這個方向考慮，該夾具可以滿足加工要求。 而兩端面的三爪相互連通，所受的作用力大小相等。因此 &將產生極小的誤差，可以不予考慮。 （ 2） 工件導向誤差 夾具在機床上安裝后，需要調整夾具相對于刀具的相對位置， 但由于制造夾具時，對刀塊或導向裝置對定位元件的位置不準確，導致加工表面尺寸變化。由此所產生的加工誤差，稱為調刀誤差。在本工件加工的夾具裝置中，由于沒有設計鏜套裝置，即沒有導引元件，故夾具不存在導向誤差。 夾緊力（矩）的驗算 在確定了工件的夾緊點位置后，就可以根據切削力的大小合方向來計算所需的夾緊力了，切削力的大小可從有關書籍合手冊中查找相應的數據和公式進行計算，或通過切削試驗測得。至于切削力的方向，在夾具設計中應盡可能使其指向定位支承，以減小所需的夾緊力。 圖 2 斜楔結構圖 買文檔就送您 ， 01339828或 11970985 24 夾緊力的大小必須適當，夾緊力過小，工件在夾具中的位置可能在加工過程中產生變動，破壞原有的定位，這樣不僅影響加工質量，甚至還可能造成事故，夾緊力過大，則會使工件和夾具產生過大的變形，也會影響加工質量，而且還將造成人力、物力的浪費。 本夾具的夾緊力來自夾緊爪，若采用原結的夾緊爪，則夾緊爪和活塞是整體結構，當爪端在接觸工件而受力后，整個活塞總是在平衡缸內側，見圖 2一現象會產生下列缺點： （ 1） 使活塞 易在缸內卡住，并引起工作間隙不均勻，實質是增大了間隙，在160以保證密封性能。經過多次使用后，鑄鐵活塞缸口會產生環口變形，這更會增大間隙，影響密封性能，造成泄漏，降低夾緊性能。 1圖 2 2） 爪端與工件的接觸面積很小，實際上是點接觸。 若將原結構改進成如圖 2能取得如下的優點： （ 1） 充分利用支架的寬度，以加長活塞在杠體內的有效導向長度，減少活 塞在平衡缸內的傾斜度而使間隙趨于均勻，從而提高密封性能。 （ 2） 爪端用球面塊，與工件接觸時能自位，加大夾緊爪與工件的接觸面積，為球的球心位置給以一定的 k、 m 植時，使其產生一 W 力，減少活塞傾斜趨勢。 （ 3） 適當加大了活塞直徑，以降低油腔內的工作壓力，若直徑為 24，經折算油缸壓力降至 110N 平方厘米。 （ 4） 活塞尾端對應部位可作 c*h 的平面，使其得到 ，該力也有抵消活塞傾斜作用。 （ 5） 活塞內腔可加一強力彈簧，使活塞在未受載時伸出，受載時既起了緩沖作用又可降低油腔壓力。 （ 6） O 型 密封圈受壓，對側可加擋圈，能增強密封能力。 買文檔就送您 ， 01339828或 11970985 25 這幾條措施對改善爪端與工件的接觸情況和防止油腔泄漏及延長夾緊部分的使用壽命都有一定作用。 由上圖可知，定位爪的受力方式如上圖所示，其各力的大小可通過以下公式計算： 22 21N d d c b h P 2222a r c t a mR m K 2222s i PR m K 則由上面章節中知道，工件受力為 1100N，而在上圖中有以下數據是已知的： m=B=16240 222214853 5 3 7 . 7 6c o s c o s 2 5 . 5 6s i n 2 3 7 . 3 3 P NR m K 買文檔就送您 ， 01339828或 11970985 26 222222222222211 2 1 2 2 3 . 5 0 3 . 5 0 5 0 1 14 0 7 . 5 0a r c t a 3 . 5 4 . 5a r c t a 4 . 5 3 . 57 . 0a r c t a n 2 5 . 5 61 4 . 6N d d c c h mR m K 又因為本夾具的夾緊結構采用的是斜楔夾緊結構，其導向是移動柱塞單頭導向， 斜楔結構如圖 2 圖 2 斜楔結構圖 則斜楔夾緊機構傳力比計算公式為： 1213t a n t a n1 t a n t a 式中 P 作用在斜楔夾緊機構上的外力； Q 斜楔面上所產生的夾緊力（ N）； 買文檔就送您 ， 01339828或 11970985 27 1Q 多斜楔面夾緊機構上，每一斜楔面上所產生的夾緊力（ N）； 1 QQ nN 多斜楔面夾緊機構的斜楔作用面數； 斜楔夾緊機構的斜楔角； 1 平面摩擦時，作用在斜楔面上的摩擦角； 2 平面摩擦時，作用在斜楔基面上的摩擦角； 3 移動柱塞雙向導向時，導向孔與移動柱塞間的摩擦角； 1d 滾子作用在斜楔面上的當量摩擦角： 11t a n t a nd d 滾子轉軸直徑（ D 滾子外徑（ 2d 滾子作用在斜楔面上的當量摩擦角： 21t a n t a nd h 移動柱塞導向孔長度； l 移動柱塞導向孔中點到斜楔面的距離（ 在本結構中，斜楔的斜楔角為 45 ，則由金屬切削機床夾具設計手冊中 表 3 35 得知，每個斜楔面的行程比 ，斜楔夾緊機 構理想傳動比1 1， 動效率 t a n 1 0 . 6 41 . 5 7 ，則所需的推力QP i Q。 計算夾緊力時，通常將夾具和工件看成一個剛性系統，以簡化計算。根據工件受切削力、夾緊力（大工件應考慮重力，高速運動的工件應考慮慣性力等）后的靜買文檔就送您 ， 01339828或 11970985 28 力平衡條件，計算出理論夾緊力乘以裕度系數 際夾緊力，即 W在確定夾緊力裕度系數時，應考慮切削力計算誤差、切削力波動、夾緊力源波動、刀具狀況、加工性質等因素的影響。因此，可采用下式來計算 0 1 2 3 4 5 6K K K K K K K K式中 0K 基本安全系數，