機(jī)床夾具畢業(yè)設(shè)計(jì)論文畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、 編號(hào): 畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))題 目 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師 侯 曉 霞 學(xué)生姓名 劉文舉 學(xué) 號(hào) 200801703095 專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 教學(xué)單位 德州學(xué)院機(jī)電工程系 （蓋章） 二O一二年五月十日目 錄摘要及關(guān)鍵詞21 引言21.1 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)21.2 選題目的和意義21.3 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)22 機(jī)床夾具概述32.1 工件裝夾與夾具32.2 夾具的分類(lèi)52.3 夾緊裝置的作用62.4 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的一半步驟73 夾具總體方案設(shè)計(jì)83.1 定位原理及其實(shí)現(xiàn)83.2 誤差分析93.3 夾緊方式123.4 夾緊力的數(shù)值計(jì)算123.4 夾緊點(diǎn)的數(shù)目及位置144 銑床夾具

2、154.1 銑床夾具的分類(lèi)154.2 銑床通用夾具的結(jié)構(gòu)154.3 銑床夾具的設(shè)計(jì)特點(diǎn)164.4 典型數(shù)控機(jī)床夾具164.5 數(shù)控銑床夾具17參考文獻(xiàn)18謝 辭19機(jī)床夾具設(shè)計(jì)劉文舉（德州學(xué)院機(jī)電系，山東德州 253023） 摘 要：制造業(yè)中廣泛應(yīng)用的夾具，是產(chǎn)品制造各工藝階段中十分重要的工藝裝備之一，生產(chǎn)中所使用夾具的質(zhì)量、工作效率，及夾具使用的可靠性，都對(duì)產(chǎn)品的加工質(zhì)量及生產(chǎn)效率有著決定性的影響。首先對(duì)夾具的概念進(jìn)行了解，再進(jìn)行機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)，從定位到誤差分析再到確保加工精度，然后計(jì)算出加緊力確定加緊點(diǎn)位數(shù)等細(xì)節(jié)計(jì)算。 關(guān)鍵詞：定位；機(jī)床夾具；加工精度；定位點(diǎn)；夾緊力1 引言 1.1 機(jī)床

3、夾具的設(shè)計(jì) 在機(jī)床上對(duì)工件進(jìn)行加工時(shí)，為了保證加工壽面相對(duì)其它表面的尺寸和位置精度，首先需要使工件在機(jī)床上占有準(zhǔn)確的位置，井在加工過(guò)程中能承受各種力的作用而始終保持這一準(zhǔn)確位置不變。前者稱(chēng)為工件酌定位，后者稱(chēng)為工件的夾緊，這一整個(gè)過(guò)程統(tǒng)稱(chēng)為工件的裝夾。在機(jī)床上裝夾工件所使用的工藝裝備稱(chēng)為機(jī)床夾具(以下簡(jiǎn)稱(chēng)夾具)。1.2 選題目的和意義夾具最早出現(xiàn)在18世紀(jì)后期，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門(mén)類(lèi)齊全的工藝裝備。夾具從產(chǎn)生到現(xiàn)在，大約可以分為三個(gè)階段：第一個(gè)階段主要表現(xiàn)在夾具與人的結(jié)合上，這是夾具主要是作為人的單純的輔助工具，是加工過(guò)程加速和趨于完善；第二階段，夾具成為人與

4、機(jī)床之間的橋梁，夾具的機(jī)能發(fā)生變化，它主要用于工件的定位和夾緊。人們?cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到，夾具與操作人員改進(jìn)工作及機(jī)床性能的提高有著密切的關(guān)系，所以對(duì)夾具引起了重視；第三階段表現(xiàn)為夾具與機(jī)床的結(jié)合，夾具作為機(jī)床的一部分，成為機(jī)械加工中不可缺少的工藝裝備。1.3 本題在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)隨著機(jī)械工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)率提出了愈來(lái)愈高的要求，使多品種，中小批生產(chǎn)作為機(jī)械生產(chǎn)的主流，國(guó)內(nèi)外皆是如此。國(guó)際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明，目前中小批多品種生產(chǎn)的工藝品種已占工件種類(lèi)的85%左右。除了中小批量生產(chǎn)用夾具以外，自動(dòng)化生產(chǎn)中的夾具已有了一定發(fā)展，其中包括自動(dòng)線(xiàn)用隨行夾具和數(shù)控機(jī)床用夾具。為了

5、適應(yīng)機(jī)械生產(chǎn)的這種發(fā)展趨勢(shì)，必然對(duì)機(jī)床夾具提出更高的要求。特別像后鋼板彈簧吊耳類(lèi)不規(guī)則零件的加工還處于落后階段。在今后的發(fā)展過(guò)程中，應(yīng)大力推廣使用組合夾具、半組合夾具、可調(diào)夾具，尤其是成組夾具。在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動(dòng)下，夾具技術(shù)正朝著高精高效模塊組合通用經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展 2 機(jī)床夾具概述2.1工件裝夾與夾具 一、工件裝夾的概念 工件的裝夾，可根據(jù)工件加工的不同技術(shù)要求，采取先定位后夾緊或在夾緊過(guò)程中同時(shí)實(shí)現(xiàn)定位兩種方式，其目的都是為了保證工件在加工時(shí)相對(duì)刀具及切削成形運(yùn)動(dòng)（通常由機(jī)床所提供)具有準(zhǔn)確的位置。例如在牛頭刨床上加工一槽寬尺寸為B的通槽，若此通槽只對(duì)

6、A面有尺寸和平行度要求時(shí)(圖1-1a)，可采用先定位后夾緊裝夾的方式；若此通槽對(duì)左右側(cè)兩面有對(duì)稱(chēng)度要求時(shí)(圖1lb)，則要求采用在夾緊過(guò)程中實(shí)現(xiàn)定位的對(duì)中裝夾方式。二、工件裝夾的方法 在機(jī)床上對(duì)工件進(jìn)行加工時(shí)，根據(jù)工件的加工精度要求和加工批量的不同，可采用如下兩種裝夾方法： 、 (一)找正裝夾法即通過(guò)對(duì)工件上有關(guān)表面或劃線(xiàn)的找正，最后確定工件加工時(shí)應(yīng)具有準(zhǔn)確位置的裝夾方法。 (二)夾具裝夾法即通過(guò)安裝在機(jī)床上的夾具對(duì)工件的定位和夾緊，最后確定工件加工時(shí)應(yīng)具有準(zhǔn)確位置的裝夾方法。由于夾具裝夾法的裝夾效率高、操作簡(jiǎn)便和易于保證加工精度，故多在成批或大量生產(chǎn)三、用夾具裝夾時(shí)保證工件加工精度的條件采用

7、夾具裝夾法對(duì)工件進(jìn)行加工時(shí)，為了保證工件加工表面相對(duì)其它有關(guān)表面的尺寸和位置精度，必須滿(mǎn)足下述三個(gè)條件：1 工件在夾具中占據(jù)一定的位置； 2夾具在機(jī)床上保持一定的位置；3夾具相對(duì)刀具保持一定的位置。四、夾具的組成 雖然加工工件的形狀、技術(shù)要求不同，所使用的機(jī)床不同，在加工時(shí)所使用的夾具大多由以下五個(gè)部分組成：(一)定位元件及定位裝置在夾具中確定工件位置的一些元件稱(chēng)為定位元件，如支承板、支承釘及定位軸、鍵等。它們的作用是使一批工件在夾具中占有同一位置，只要將工件的定位基面與夾具上的定位元件相接觸或相配合，就可以使工件定位。有些夾具還采用由一些零件組成的定位裝置對(duì)工件進(jìn)行定位。 (二)夾緊裝置 在

8、夾具中由動(dòng)力裝置(如氣缸、油缸等)、中間傳力機(jī)構(gòu)(如杠桿、螺紋傳動(dòng)副、斜楔、凸輪等)和夾緊元件（如卡爪、壓扳、壓塊等)組成的裝置稱(chēng)為夾緊裝置。它們的作用是用以保持工件在夾具中已確定的位置，并承受加工過(guò)程中各種力的作用而不發(fā)生任何變化。 （三）對(duì)刀及導(dǎo)引元件 “ 在夾具中，用來(lái)確定加工時(shí)所使用刀具位置的元件稱(chēng)為對(duì)刀及導(dǎo)引元件，如鉆套及對(duì)刀塊等。它們的作用具用來(lái)確定夾具相對(duì)刀具(如銑刀、刨刀等)的位置，或引導(dǎo)刀具（如孔加工用的鉆頭、擴(kuò)孔鉆，鉸刀及捏刀等)的方向。2.2 夾具的分類(lèi)機(jī)床夾具的種類(lèi)很多，可按夾具的應(yīng)用范圍分類(lèi)，也可按所使用的動(dòng)力源進(jìn)行分類(lèi)。一、按夾具的應(yīng)用范圍分類(lèi) 、(一)通用夾具通用

9、夾具是指在一般通用機(jī)床上所附有的一些使用性能較廣泛的夾具，如車(chē)、磨床上的三爪和四爪卡盤(pán)、頂針和雞心夾頭，銑、刨床上的平口鉗、分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等。它仍在使用上有很大的通用性，往往無(wú)需調(diào)整或稍加調(diào)整(包括配換個(gè)別零件)就可用于裝夾不同的工件。這類(lèi)夾具一般已標(biāo)準(zhǔn)化并由專(zhuān)業(yè)工廠(chǎng)生產(chǎn)作為機(jī)床附件供用戶(hù)使用。 通用夾具主要用于單件和中、少批生產(chǎn)、裝夾形狀比較簡(jiǎn)單和加工精度要求不太高的工件。在大批、大量生產(chǎn)中，對(duì)形狀復(fù)雜或加工精度要求較高的工件，往往由于操作麻煩和裝夾效率低而很少采用這類(lèi)夾具。 （二）專(zhuān)用夾具 專(zhuān)用夾具是指專(zhuān)門(mén)為某一種工件的某一工序設(shè)計(jì)的夾具。此類(lèi)夾具一般不考慮通用性，以便使夾具設(shè)計(jì)格結(jié)構(gòu)

10、簡(jiǎn)單、緊湊、操作迅速和維修方便；專(zhuān)用夾具通常由使用廠(chǎng)根據(jù)工件的加工要求自行設(shè)計(jì)與制造，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期較長(zhǎng)。當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品或零件工藝過(guò)程變更時(shí)，往往無(wú)法繼續(xù)使用，故此類(lèi)夾具只適于在產(chǎn)品固定和工藝過(guò)程穩(wěn)定的大批量生產(chǎn)中使用。 (三)成組夾具在生產(chǎn)中，有時(shí)由于加工批量較小。為每種零件都分別設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具很不經(jīng)濟(jì)，而使用通用夾具又往往不能滿(mǎn)足加工精度和生產(chǎn)率的要求，故采用成組加工工藝，并根據(jù)組內(nèi)的典型代表零件設(shè)計(jì)成組夾具。這類(lèi)夾具在使用時(shí)，只需對(duì)夾具上的部分定位、夾緊元件等進(jìn)行調(diào)整或更換，就可用于組內(nèi)不同工件的加工。 (四)組合夾具 組合夾具是在夾具零、部件標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種適應(yīng)多品種、小批量生產(chǎn)

11、的新型夾具。它是由一套結(jié)構(gòu)和尺寸已經(jīng)規(guī)格化、系列他的通用元件、合件和部件構(gòu)成。它們包括：基礎(chǔ)件、支承件、定位件、導(dǎo)向件、壓緊件、緊固件、輔助件、合件和部件等。這些通用元件、合件和部件是由專(zhuān)業(yè)工廠(chǎng)生產(chǎn)供應(yīng)的，使用單位可根據(jù)被加工工件的加工要求，很快地組裝出所需要的夾具。夾具使用完畢后，可以將各組成元件、合件等拆開(kāi)，清洗后入庫(kù)以備下次組合使用。由于這類(lèi)夾具具有縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備用期，減少專(zhuān)用央具的品種、數(shù)量和存放面積等優(yōu)點(diǎn)，且組裝后又可達(dá)到較高的精度，故在加工批量較大的生產(chǎn)條件下也是適用的。二、按夾具上的動(dòng)力源分類(lèi)(一)手動(dòng)夾具此類(lèi)夾具是以操作工人手臀之力作為動(dòng)力源，通過(guò)夾緊機(jī)構(gòu)夾緊工件。為了盡量減輕工

12、人的操作強(qiáng)度和保證夾緊工件的可靠性此類(lèi)夾具的夾緊機(jī)構(gòu)必須具有增力和自鎖作用。手動(dòng)夾具一般采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的螺旋或偏心壓板機(jī)構(gòu)，制造方便，但使用時(shí)的工作效率較低。 （二)氣動(dòng)夾具 此類(lèi)夾具是用壓縮空氣作為動(dòng)力源，通過(guò)管道、氣閥、氣缸等元件，產(chǎn)生夾緊工件的夾緊力，當(dāng)要較大的夾緊力時(shí)，常在氣缸和夾緊元件之間增設(shè)斜楔式，鉸鏈?zhǔn)交蚋軛U式等擴(kuò)力機(jī)。因氣動(dòng)夾具的災(zāi)緊動(dòng)作迅速、夾緊力穩(wěn)定、操作方便，故在機(jī)械加工中得到廣泛的應(yīng)用。2.3夾緊裝置的作用 由于機(jī)床夾具在機(jī)械加工中起著重要的作用，所以它的應(yīng)用十分廣泛。其歸納起來(lái)有以下幾方面作用：1.易于保證加工精度，并使加工精度穩(wěn)定夾具在機(jī)械加工中的基本作用就是保證工件

13、的相對(duì)位置精度。由于夾具在機(jī)床上的安裝位置和工件在夾具中的安裝位置均已確定，所以工件在加工中的正確位置易于得到保證，且不受各種主觀因素的影響，加工精度穩(wěn)定。2縮短輔助時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 使用夾具包括兩個(gè)過(guò)程，一是夾具在機(jī)床上的安裝與調(diào)整，二是工件在夾具中的安裝。前者可以依靠夾具上的專(zhuān)門(mén)裝置(如定位鍵、對(duì)刀塊等)快速實(shí)現(xiàn)，或通過(guò)找正、試切等方法實(shí)現(xiàn)。工件在夾具中的安裝由于有了專(zhuān)門(mén)定位用的元件(如v形塊、定位環(huán)等)，因此也能夠迅速實(shí)現(xiàn)。此外，專(zhuān)用夾具中還可以不同程度地采用高效率的多件、多位、快速夾緊裝置。這些都可以大幅度地縮短輔助時(shí)間，從而提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。3.擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍和改變機(jī)床用途 在單

14、件小批量生產(chǎn)的條件下，工件的種類(lèi)、規(guī)格多，而機(jī)床的數(shù)量品種卻有限。為解決這種矛盾，可設(shè)計(jì)制造專(zhuān)用夾具，使機(jī)床“一機(jī)多用”。例如，在車(chē)床的溜板上或在搖臂鉆床工作臺(tái)上裝上鏜摸就可以進(jìn)行箱體的鏜孔加工。在普通銑床上安裝專(zhuān)用夾具，又可以銑削成形表面。4降低對(duì)工人的技術(shù)要求和減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度使用專(zhuān)用夾具安裝工件，定位方便、迅速，所以降低了對(duì)工人的技術(shù)；采要用增力機(jī)動(dòng)等裝置，可減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。2.4機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的一般步驟 一、研究原始資料、分析設(shè)計(jì)任務(wù) 工藝人員在編制零件的工藝規(guī)程時(shí)，提出了相應(yīng)的夾具設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，其中對(duì)定位基準(zhǔn)、夾緊方案及有關(guān)要求作了說(shuō)明。夾具設(shè)計(jì)入員根據(jù)任務(wù)書(shū)進(jìn)行夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。為

15、了使所設(shè)計(jì)的具具能夠滿(mǎn)足上述基本要求，設(shè)計(jì)前要認(rèn)真收集和研究下列資料：（一） 生產(chǎn)綱領(lǐng)（二） 零件圖及工序圖（三） 零件工藝規(guī)程（四） 夾具結(jié)構(gòu)及標(biāo)準(zhǔn)二確定夾具的結(jié)構(gòu)方案確定夾具的主要結(jié)構(gòu)方案主要包括： (一)根據(jù)工件的定位原理，確定工件的定位方式，選擇定位元件； (二)確定刀具的對(duì)準(zhǔn)及引導(dǎo)方式，選擇刀具的對(duì)準(zhǔn)及導(dǎo)引元件； （三)確定工件的夾緊方式，選擇適宜的夾緊機(jī)構(gòu)； (四)確定其他元件或裝置的結(jié)構(gòu)型式，如定向元件、分度裝置等； (五)協(xié)調(diào)各裝置、元件的布局，確定夾具具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu)。在確定夾具結(jié)構(gòu)方案的過(guò)程中定位、夾緊、對(duì)定等各個(gè)部分的結(jié)構(gòu)以及總體布局都會(huì)有幾種不同方案可供選擇應(yīng)畫(huà)出

16、草圖，經(jīng)過(guò)分析比較，從中選取較為合理的方案。三.繪制夾具總圖 繪制夾具總圖時(shí)應(yīng)遵循國(guó)家制圖標(biāo)準(zhǔn)，繪圖比例應(yīng)盡量取1：1，以便使圖形有良好的直觀性。如工件尺寸大，夾具總圖可按1：2或1：5的比例繪制；零件尺寸過(guò)小、，總圖可按2：1成5：1的比例繪制。總圖中視圖的布置也應(yīng)符合國(guó)家制圖標(biāo)準(zhǔn)，在清楚表達(dá)夾具內(nèi)部結(jié)構(gòu)及各裝置、元件位置關(guān)系的情況下，視圖的數(shù)目應(yīng)盡量少。 繪制總圖時(shí)，視圖應(yīng)取操作者實(shí)際工作時(shí)的位置，以便于夾具裝配及使用時(shí)參考。工件看作為“透明體”，所畫(huà)的工件輪廓線(xiàn)與夾具的任何線(xiàn)條彼此獨(dú)立，不相干涉。其外廓以黑色雙點(diǎn)劃線(xiàn)表示。 繪制總圖的順序是：先用雙點(diǎn)劃線(xiàn)繪出工件的輪廓外形和主要表面，并用

17、網(wǎng)紋線(xiàn)表示出加工余量。圍繞工件的幾個(gè)視圖依次繪出定位元件、對(duì)定元件、夾緊機(jī)構(gòu)以及其他元件、裝置，最后繪制出夾具體及連接件，把夾具的各組成元件、裝置連成一體。夾具總圖上應(yīng)畫(huà)出零件明細(xì)表和標(biāo)題欄，寫(xiě)明央具名稱(chēng)及零件明細(xì)表上所規(guī)定的內(nèi)容。四確定并標(biāo)注有關(guān)尺寸、配合和技術(shù)條件(一)應(yīng)標(biāo)注的尺寸在夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注的尺寸及配合有下列五類(lèi)：1 工件與定位元件的聯(lián)系尺寸2 夾具和刀具的連接尺寸3 夾具與機(jī)床的聯(lián)系尺寸4 夾具內(nèi)部的配合尺寸5 夾具的外廓尺寸（二）應(yīng)標(biāo)注的技術(shù)條件在夾具裝配圖上應(yīng)標(biāo)注的技術(shù)條件（位置精度要求）有如下幾個(gè)方面：1定位元件之間或定位元件與夾具體底面間的位置要求，其作用是保證加工面與定

18、位基面間的位置精度。2定位元件與連接元件（或找正基面)間的位置要求。3對(duì)刀元件與連接元件（或找正基面)間的位置要求。4.定位元件與導(dǎo)引元件間的位置要求。3夾具總體方案設(shè)計(jì)夾具是機(jī)床的重要組成部分，是根據(jù)機(jī)床的工藝和結(jié)構(gòu)方案的具體要求而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的。它是用于實(shí)現(xiàn)被加工零件的準(zhǔn)確定位、夾壓、刀具的導(dǎo)向以及裝卸工件時(shí)的限位等作用。3.1 定位原理及其實(shí)現(xiàn)根據(jù)被加工零件的結(jié)構(gòu)特征，選擇定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)六點(diǎn)定位原理,即以工件的右側(cè)面為定位基準(zhǔn)面，約束了z向的轉(zhuǎn)動(dòng)；x向的移動(dòng)；y向的轉(zhuǎn)動(dòng)3個(gè)自由度。短定位銷(xiāo)約束了z向的移動(dòng)；y向的移動(dòng)2個(gè)自由度。長(zhǎng)定位銷(xiāo)約束了x向的轉(zhuǎn)動(dòng)1個(gè)自由度。這樣工件的6個(gè)自由度被完全被

19、消除也就得到了完全的定位。如圖所示: 圖3-1定位原理圖3.2 誤差分析 一批工件依次在夾具中進(jìn)行定位時(shí)，由于工序基準(zhǔn)的變動(dòng)對(duì)加工表面尺寸所造成的極限值之差稱(chēng)為定位誤差。產(chǎn)生定位誤差的原因是工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不相重合或工序基準(zhǔn)自身在位置上發(fā)生偏移或位移所引起的。3.2.1 影響加工精度的因素 用夾具裝夾工件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，其工藝系統(tǒng)中影響工件加工精度的因素很多，與夾具有關(guān)的因素有：定位誤差P、對(duì)刀誤差T、夾具在機(jī)床上的安裝誤差A(yù)和夾具誤差E，在機(jī)械加工工藝系統(tǒng)中，影響加工精度的其它因素綜合稱(chēng)為加工方法誤差G。上述各項(xiàng)誤差均導(dǎo)致刀具相對(duì)工件的位置不精確而形成總的加工誤差。a.定位誤差D第一類(lèi)誤差

20、第一類(lèi)誤差是指工件在夾具上定位時(shí)所產(chǎn)生的那部分定位誤差基準(zhǔn)不重合誤差是由于定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的那部分定位誤差。在本設(shè)計(jì)中，由于定位誤差和工序基準(zhǔn)是重合的，所以基準(zhǔn)不重合誤差為0。第二類(lèi)誤差第二類(lèi)誤差是定位元件對(duì)夾具三基準(zhǔn)面的尺寸誤差及位置度所產(chǎn)生的那一部分定位誤差。當(dāng)支承面即工件底面對(duì)夾具的安裝基準(zhǔn)（底面）有平行度誤差及支承面對(duì)夾具的對(duì)刀基準(zhǔn)（鉆套軸線(xiàn)）有位置誤差，被加工孔的定位誤差為移動(dòng)誤差： （3-1） 轉(zhuǎn)動(dòng)誤差： （3-2） 故定位誤差為 （3-3） 按標(biāo)注的測(cè)量尺寸： 將上述數(shù)值代入定位誤差計(jì)算公式，則得： b.對(duì)刀誤差T因?yàn)榈毒呦鄬?duì)于對(duì)刀或?qū)蜓b置不精確造成的加工誤差，稱(chēng)

21、為對(duì)刀誤差。本工序中麻花鉆是采用模板進(jìn)行導(dǎo)向，鉆孔時(shí)導(dǎo)向誤差計(jì)算公式為： （3-4） 即得導(dǎo)向誤差mm c.夾具在機(jī)床上的安裝誤差A(yù)因?yàn)閵A具在機(jī)床上的安裝不精確而造成的加工誤差，稱(chēng)為夾具的安裝誤差。一般?。?水A=0.02mm 垂A=0mmd.夾具誤差E因夾具上定位元件，對(duì)刀或?qū)蛟鞍惭b基面三者之間（包括導(dǎo)向元件與導(dǎo)向元件之間）的位置不精確而造成的加工誤差，稱(chēng)為夾具誤差，夾具誤差大小取決于夾具零件的加工精度的夾具裝配時(shí)的調(diào)整和修配精度。一般取E=0.04mme.加工方法誤差G因機(jī)床精度，刀具精度，刀具與機(jī)床的位置精度，工藝系統(tǒng)受力變形和受熱變形等因素造成的加工誤差，統(tǒng)稱(chēng)為加工方法誤差，因該

22、項(xiàng)誤差影響因素很多，又不便于計(jì)算，所以常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)為它留出工件公差的。計(jì)算時(shí)可設(shè)G=。工件位置公差取0.20G= （3-5）3.2.2 保證加工精度工件在夾具中加工時(shí)，總加工誤差為上述各項(xiàng)誤差之和。由于上述誤差均為獨(dú)立隨機(jī)誤差，應(yīng)用概率法加，因此，保證工件加工精度條件是： （3-6） 即工件總加工誤差應(yīng)不大于工件的加工尺寸公差，由以上得知，本夾具完全可以保證加工精度。為保證夾具有一定的使用壽命，防止夾具因磨損而過(guò)早報(bào)廢，在分析計(jì)算工件加工精度時(shí)需留出一定精度儲(chǔ)備量，因此將上式改為： = （3-7）當(dāng)0時(shí)夾具能滿(mǎn)足加工要求，根據(jù)以上=0.20-0.176=0.0240 所以?shī)A具完全可以滿(mǎn)足加工要求

23、。3.3 夾緊方式 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)等夾緊裝置中直接與工件的被夾壓面接觸并完成壓夾作用的元件稱(chēng)為夾緊元件，本設(shè)計(jì)采用了液壓夾緊，解決了手動(dòng)夾緊是夾緊力不一致，誤差大，精度低，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大等缺點(diǎn)。由于油液的不可壓縮性，能傳遞較大的壓力，一般工作壓力可達(dá)pa,比氣壓大10多倍，因此，在產(chǎn)生同樣作用力的情況下，油缸直徑可以小許多倍，使夾具結(jié)構(gòu)更為緊湊。3.4 夾緊力的數(shù)值計(jì)算 選擇夾緊力的作用點(diǎn)和方向應(yīng)注意：a) 夾緊力應(yīng)朝向主要限位面；b) 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件支承范圍內(nèi)；c) 夾緊力的作用點(diǎn)，應(yīng)落在工件剛性較好的方向和部位；d)

24、夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)靠近工件的加工表面；夾緊力大小主要取決于切削力和重力的大小和方向。夾緊力作用點(diǎn)和方向的選擇，通常應(yīng)與工件定位基準(zhǔn)的選擇同時(shí)考慮，因此這兩個(gè)參數(shù)在制定機(jī)床工藝方案時(shí)已確定，這里僅作重點(diǎn)敘述的是確定夾緊力的大小的問(wèn)題。3.4.1 確定夾緊力時(shí)應(yīng)考慮的計(jì)算系數(shù)a.摩擦系數(shù)在許多情況下，并不是由夾具的定位支承機(jī)構(gòu)或夾緊機(jī)構(gòu)本身直接承受工件所受切削力，而是由工件在緊急狀態(tài)下，工件與定位支承機(jī)構(gòu)及夾緊機(jī)構(gòu)之間所產(chǎn)生的摩擦力來(lái)防止工件產(chǎn)生平移或轉(zhuǎn)動(dòng)，因此在確定夾緊力時(shí)，需要考慮各種接觸表面之間的摩擦系數(shù)。摩擦系數(shù)主要取決于工件和支承件，壓板之間的接觸形式：1工件和支承件之間的摩擦系數(shù)；2工件和

25、壓板之間的摩擦系數(shù)；查表得 1=0.2， 2=0.7b.安全系數(shù)在加工過(guò)程中，由于工藝的不同，工件材質(zhì)和加工余量的不同以及刀具鈍化等因素的影響，欲準(zhǔn)確地確定所需夾緊力是很困難的。因此，為了夾緊可靠，必須將計(jì)算所得的切削力乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需的夾緊力。 (3-8)式中， 基本安全系數(shù) 加工狀態(tài)系數(shù)刀具鈍化系數(shù)切削特點(diǎn)系數(shù)根據(jù)參考文獻(xiàn)11選取=1.2=1.2 =1.2 =13.4.2 確定夾緊力夾緊力大小的計(jì)算是個(gè)很復(fù)雜的問(wèn)題，一般只能作粗略的估算。為了簡(jiǎn)化計(jì)算起見(jiàn)，在設(shè)計(jì)夾緊裝置時(shí)，可只找出在加工過(guò)程中對(duì)夾緊最不利的瞬時(shí)狀態(tài)，按靜力平衡原理求出夾緊力的大小。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)

26、作為實(shí)際所需要的夾緊力數(shù)值。由靜力平衡原理得出所需要的夾緊力為： (3-9) 本機(jī)床設(shè)計(jì)的夾緊力為。3.5 夾緊點(diǎn)的數(shù)目及位置3.5.1 夾緊點(diǎn)的數(shù)目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)剛性較差的工件，夾緊力的數(shù)目應(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，夾緊的可靠性愈差。所以采用多點(diǎn)夾緊時(shí)，應(yīng)力求夾緊點(diǎn)的數(shù)目為最小?？紤]到機(jī)體是箱體，使夾緊力分散，應(yīng)采用多點(diǎn)夾緊。所以本設(shè)計(jì)采用壓塊進(jìn)行壓緊，兩個(gè)壓塊可將壓緊力分為兩個(gè). 由于本次設(shè)計(jì)所選擇的液壓缸是標(biāo)準(zhǔn)件,GB/T2348-1993,T5033型液壓缸,它所能提供的最大力為6,所以總夾緊力為

27、18。18,故所選擇的液壓缸完全滿(mǎn)足要求。3.5.2 夾緊點(diǎn)的位置夾緊力的作用點(diǎn)的位置應(yīng)能保證工件的定位穩(wěn)定，而不會(huì)引起工件在夾緊過(guò)程中產(chǎn)生位移或偏轉(zhuǎn)。夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)處在夾具定位支承所在的位置上。由于工件的結(jié)構(gòu)和形狀較為簡(jiǎn)單，故工件的剛度在不同的部位和不同方向上是相同的。由箱體的結(jié)構(gòu)可分析出：夾緊力著力點(diǎn)應(yīng)對(duì)稱(chēng)布置在側(cè)面的方向上，如圖所示：圖3-2夾緊原理圖4銑床夾具4.1銑床夾具的分類(lèi)銑床夾具按使用范圍，可分為通用銑夾具、專(zhuān)用銑夾具和組合銑夾具三類(lèi)。按工件在銑床上加工的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，可分為直線(xiàn)進(jìn)給夾具、圓周進(jìn)給夾具、沿曲線(xiàn)進(jìn)給夾具（如仿形裝置）三類(lèi)。還可按自動(dòng)化程度和夾緊動(dòng)力源的不同（如氣動(dòng)、

28、電動(dòng)、液壓）以及裝夾工件數(shù)量的多少（如單件、雙件、多件）等進(jìn)行分類(lèi)。其中，最常用的分類(lèi)方法是按通用、專(zhuān)用和組合進(jìn)行分類(lèi)。4.2銑床常用通用夾具的結(jié)構(gòu)銑床常用的通用夾具主要有平口虎鉗，它主要用于裝夾長(zhǎng)方形工件，也可用于裝夾圓柱形工件。機(jī)用平口虎鉗是通過(guò)虎鉗體固定在機(jī)床上。固定鉗口和鉗口鐵起垂直定位作用，虎鉗體上的導(dǎo)軌平面起水平定位作用?；顒?dòng)座、螺母、絲桿（及方頭的）和緊固螺釘可作為夾緊元件。回轉(zhuǎn)底座和定位鍵分別起角度分度和夾具定位作用。4.3銑床夾具的設(shè)計(jì)特點(diǎn)銑床夾具與其它機(jī)床夾具的不同之處在于：它是通過(guò)定位鍵在機(jī)床上定位，用對(duì)刀裝置決定銑刀相對(duì)于夾具的位置。1.床夾具的安裝 銑床夾具在銑床工作

29、臺(tái)上的安裝位置，直接影響被加工表面的位置精度，因而在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮其安裝方法，一般是在夾具底座下面裝兩個(gè)定位鍵。定位鍵的結(jié)構(gòu)尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化，應(yīng)按銑床工作臺(tái)的T形槽尺寸選定，它和夾具底座以及工作臺(tái)T形槽的配合為H7/h6、H8/h8。兩定位鍵的距離應(yīng)力求最大，以利提高安裝精度。 作為定位鍵的安裝是夾具通過(guò)兩個(gè)定位鍵嵌入到銑床工作臺(tái)的同一條T 形槽中，再用T 形螺栓和墊圈、螺母將夾具體緊固在工作臺(tái)上，所以在夾具體上還需要提供兩個(gè)穿T形螺栓的耳座。如果夾具寬度較大時(shí)，可在同側(cè)設(shè)置兩個(gè)耳座，兩耳座的距離要和銑床工作臺(tái)兩個(gè)T形槽間的距離一致。2.銑床夾具的對(duì)刀裝置 銑床夾具在工作臺(tái)上安裝好了以后，還要調(diào)整

30、銑刀對(duì)夾具的相對(duì)位置，以便于進(jìn)行定距加工。為了使刀具與工件被加工表面的相對(duì)位置能迅速而正確地對(duì)準(zhǔn)，在夾具上可以采用對(duì)刀裝置。對(duì)刀裝置是由對(duì)刀塊和塞尺等組成，其結(jié)構(gòu)尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化。各種對(duì)刀塊的結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)工件的具體加工要求進(jìn)行選擇。由于銑削時(shí)切削力較大，振動(dòng)也大，夾具體應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，還應(yīng)盡可能降低夾具的重心，工件待加工表面應(yīng)盡可能靠近工作臺(tái)，以提高夾具的穩(wěn)定性，通常夾具體的高寬比H/B11.25為宜。4.4典型數(shù)控機(jī)床夾具數(shù)控機(jī)床夾具有高效化、柔性化和高精度等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)，除了應(yīng)遵循一般夾具設(shè)計(jì)的原則外，還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1.數(shù)控機(jī)床夾具應(yīng)有較高的精度，以滿(mǎn)足數(shù)控加工的精度要求；2.數(shù)控

31、機(jī)床夾具應(yīng)有利于實(shí)現(xiàn)加工工序的集中，即可使工件在一次裝夾后能進(jìn)行多個(gè)表面的加工，以減少工件裝夾次數(shù)；3.數(shù)控機(jī)床夾具的夾緊應(yīng)牢固可靠、操作方便；夾緊元件的位置應(yīng)固定不變，防止在自動(dòng)加工過(guò)程中，元件與刀具相碰。所示為用于數(shù)控車(chē)床的液動(dòng)自定心三爪卡盤(pán)，在高速車(chē)削時(shí)平衡塊所產(chǎn)生的離心力經(jīng)杠桿給卡爪一個(gè)附加的力，以補(bǔ)償卡爪夾緊力的損失?？ㄗτ苫钊?jīng)拉桿和楔槽軸的作用將工件夾緊。而作為數(shù)控銑鏜床夾具結(jié)構(gòu)的，要防止刀具（主軸端）進(jìn)入夾緊裝置所處的區(qū)域，通常應(yīng)對(duì)該區(qū)域確定一個(gè)極限值。4.每種數(shù)控機(jī)床都有自己的坐標(biāo)系和坐標(biāo)原點(diǎn)，它們是編制程序的重要依據(jù)之一。設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床夾具時(shí)，應(yīng)按坐標(biāo)圖上規(guī)定的定位和夾緊表面

32、以及機(jī)床坐標(biāo)的起始點(diǎn)，確定夾具坐標(biāo)原點(diǎn)的位置。4.5數(shù)控銑床夾具1.對(duì)數(shù)控銑床夾具的基本要求實(shí)際上，數(shù)控銑削加工時(shí)一般不要求很復(fù)雜的夾具，只要求有簡(jiǎn)單的定位、夾緊機(jī)構(gòu)就可以了。其設(shè)計(jì)原理也和通用銑床夾具相同，結(jié)合數(shù)控銑削加工的特點(diǎn)，這里只提出幾點(diǎn)基本要求：1）為保持零件安裝方位與機(jī)床坐標(biāo)系及程編坐標(biāo)系方向的一致性，夾具應(yīng)能保證在機(jī)床上實(shí)現(xiàn)定向安裝，還要求能協(xié)調(diào)零件定位面與機(jī)床之間保持一定的坐標(biāo)尺寸聯(lián)系。2）為保持工件在本工序中所有需要完成的待加工面充分暴露在外，夾具要做得盡可能開(kāi)敞，因此夾緊機(jī)構(gòu)元件與加工面之間應(yīng)保持一定的安全距離，同時(shí)要求夾緊機(jī)構(gòu)元件能低則低，從防止夾具與銑床主軸套筒或刀套、

33、刀具在加工過(guò)程中發(fā)生碰撞。3）夾具的剛性與穩(wěn)定性要好。盡量不采用在加工過(guò)程中更換夾緊點(diǎn)的設(shè)計(jì)，當(dāng)非要加工過(guò)程中更換夾緊點(diǎn)不可時(shí)，要特別注意不能因更換夾緊點(diǎn)而破壞夾具或工件定位精度。2.數(shù)控銑削加工常用的夾具大致有下幾種：1）組合夾具：適用于小批量生產(chǎn)或研制時(shí)的中、小型工件在數(shù)控銑床上進(jìn)行銑加工。2）專(zhuān)用銑削夾具：是特別為某一項(xiàng)或類(lèi)似的幾項(xiàng)工件設(shè)計(jì)制造的夾具，一般在批量生產(chǎn)或研制時(shí)非要不可時(shí)采用。3）多工位夾具：可以同時(shí)裝夾多個(gè)工件，可減少換刀次數(shù)，也便于一面加工，一面裝卸工件，有利于縮短準(zhǔn)備時(shí)間，提高生產(chǎn)率，較適宜于中批量生產(chǎn)。4）氣動(dòng)或液壓夾具： 適用于生產(chǎn)批量較大，采用其他夾具又特別費(fèi)工、

34、費(fèi)力的工件。這類(lèi)夾具能減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和提高生產(chǎn)率，但其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，造價(jià)往往較高，而且制造周期長(zhǎng)。5）真空夾具：適用于有較大定位平面或具有較大可密封面積的工件。有的數(shù)控銑床（如壁板銑床）自身帶有通用真空夾具，工件利用定位銷(xiāo)定位，通過(guò)夾具體上的環(huán)形密封槽中的密封條與夾具密封。啟動(dòng)真空泵，使夾具定位面上的溝槽成為真空，工件在大氣壓力的作用下被夾緊在夾具體。除上述幾種夾具外，數(shù)控銑削加工中也經(jīng)常采用機(jī)用平口虎鉗、分度頭和三爪自定心卡盤(pán)等通用夾具參考文獻(xiàn)：1 陶崇德、葛鴻翰主編機(jī)床夾具設(shè)計(jì)(第二版)上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1995 2 王先逵主編機(jī)械制造工藝學(xué)(第二版)北京：機(jī)械工業(yè)出版社，200

35、73 王伯平主編互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)(第一版)北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20044 羅圣國(guó)，吳宗澤主編機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)(第三版)北京：高等教育出版社，20075 梁炳文主編機(jī)械加工工藝與竅門(mén)精選(第一版)北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20046 何銘新，錢(qián)可強(qiáng)主編機(jī)械制圖(第五版)北京：高等教育出版社，20047 基于實(shí)例的機(jī)床夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)及其夾具庫(kù)的研究，論文天下 2012Machine tool clamp designLiu Wenju（Texas college JiDianXi, shandong Texas 253023） Abstract: Widely applied in manufact