畢業(yè)設(shè)計(jì)論文球閥閥體車床夾具設(shè)計(jì)

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1、湘潭大學(xué)函授 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 題 目： 球閥閥體夾具設(shè)計(jì) 函 授 站： 湖南省機(jī)械工業(yè)技術(shù)學(xué)院 院 （系）： 機(jī)械技術(shù)系 專 業(yè)： 數(shù)控加工與維修 學(xué) 號： 姓 名： 指導(dǎo)老師： 完成日期： 2012 年 月 日 目錄 1.1

2、夾具概念 1.2 夾具的主要功能 1.3 夾具的分類 1.4 夾具的組成 1.5 常用定位元件及選用 1.6 工件的夾緊 1.7 機(jī)床夾具的現(xiàn)狀及發(fā)展方向 1.8 球閥閥體實(shí)體圖 1.80 夾具體和夾具裝配圖 1.9 參考文獻(xiàn) 緒 論 1.1 夾具概念 夾具是在機(jī)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(jī)床附加裝置，簡稱為夾具。在我們實(shí)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(jī)床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。 1.2 夾

3、具的主要功能 在機(jī)床上加工工件的時(shí)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(jī)床上確定工件相對于刀具的正確位置，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。 1.3 夾具的分類 夾具的種類很多，形狀千差萬別。為了設(shè)計(jì)、制造和管理的方便，往往按某一屬性進(jìn)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(diǎn)是適應(yīng)性強(qiáng)、不需要調(diào)整或

4、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(zhǔn)備周期，減少夾具品種，從而減低生產(chǎn)成本。其缺點(diǎn)是夾具的加工精度不高，生產(chǎn)力較低且較難裝夾形狀復(fù)雜的工件，故適用于單件小批量生產(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(shè)計(jì)和制造的夾具。特點(diǎn)是針對性強(qiáng)。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(yīng)多中工件的夾具，稱為可調(diào)夾具。它還分通用可調(diào)夾具和成組夾具兩類。 4．

5、組合夾具 組合夾具是由可循環(huán)使用的標(biāo)準(zhǔn)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。夾具主要應(yīng)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(jì)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，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(yùn)動，并將工件沿著自動線從一個(gè)工位移至下一個(gè)工位進(jìn)行加工。 1.3.2按夾具的動力源分類 按夾具夾緊動力源可將夾具分為手動夾具和機(jī)動夾具兩大類。為減輕勞動強(qiáng)度和確保安全生產(chǎn)，手動夾具應(yīng)有擴(kuò)力機(jī)構(gòu)與自鎖性能。常用的機(jī)動夾具有氣

6、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。 上述各分類中：最常用的分類方法是，按通用，專用和組合進(jìn)行分類。 1.4 夾具的組成 雖然夾具的種類繁多，但它們的工作原理基本上是相同的。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(gè)組成部分，這些組成部分既相互獨(dú)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工件，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

7、 這種元件用于將夾具與機(jī)床連接并確定夾具對機(jī)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正確位置的元件稱為對刀元件，用于確定刀具位置并引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工的元件稱為導(dǎo)向元件。 5．其它裝置或元件 根據(jù)加工需要，有些夾具上還設(shè)有分度裝置、靠模裝置、上下料裝置、工件頂出機(jī)構(gòu)、電動扳手和平衡塊等，以及標(biāo)準(zhǔn)化了的其它聯(lián)接元件。 6．夾具體 夾具體是夾具的基體骨架，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)體形和底座形等形狀。 上述各組成部分

8、中，定位元件、夾緊裝置、夾具體是夾具的基本組成部分。 1.5 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(yīng)正確選擇定位基準(zhǔn)，其次是選擇合適的定位元件。工件定位時(shí)，工件定位基準(zhǔn)和夾具的定位元件接觸形成定位副，以實(shí)現(xiàn)工件的六點(diǎn)定位。用定位元件選用時(shí)，應(yīng)按工件定位基準(zhǔn)面和定位元件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行選擇。 1.5.1工件以平面定位 1.以面積較小的已經(jīng)加工的基準(zhǔn)平面定位時(shí)，選用平頭支承釘，以基準(zhǔn)面粗糙不平或毛坯面定位時(shí)，選用圓頭支承釘，側(cè)面定位時(shí)，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(zhǔn)平面定位時(shí)，選用支承板定位元件，用于面定位時(shí)用不帶斜槽的支承板，通常盡可能

9、選用帶斜槽的支承板，以利清除切屑。 3.以毛坯面，階梯平面和環(huán)形平面作基準(zhǔn)平面定位時(shí)，選用自位支承作定位元件。但須注意，自位支承雖有兩個(gè)或三個(gè)支承點(diǎn)，由于自位和浮動作用只能作為一個(gè)支承點(diǎn)。 4.以毛坯面作為基準(zhǔn)平面，調(diào)節(jié)時(shí)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(dāng)工件定位基準(zhǔn)面需要提高定位剛度、穩(wěn)定性和可靠性時(shí)，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(diǎn)高度，支承位置應(yīng)選在有利工件承受夾緊力和切削力的地方。 1.5.2工件以外圓柱定位 1.當(dāng)工件的對稱度要求較高時(shí)，可選用V形塊定位。V形塊工作面間的夾角α常

10、取60、90、120三種，其中應(yīng)用最多的是90V形塊。90V形塊的典型結(jié)構(gòu)和尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化，使用時(shí)可根據(jù)定位圓柱面的長度和直徑進(jìn)行選擇。V形塊結(jié)構(gòu)有多種形式，有的V形塊適用于較長的加工過的圓柱面定位；有的V形塊適于較長的粗糙的圓柱面定位；有的V形塊適用于尺寸較大的圓柱面定位，這種V形塊底座采用鑄件，V形面采用淬火鋼件，V塊是由兩者鑲合而成。 2.當(dāng)工件定位圓柱面精度較高時(shí)（一般不低于IT8），可選用定位套或半圓形定位座定位。大型軸類和曲軸等不宜以整個(gè)圓孔定位的工件，可選用半圓定位座。 1.5.3工件以內(nèi)孔定位 1.工件上定位內(nèi)孔較小時(shí)，常選用定位銷作定位元件。圓柱定位銷的結(jié)構(gòu)和尺寸標(biāo)準(zhǔn)化，

11、不同直徑的定位銷有其相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式，可根據(jù)工件定位內(nèi)孔的直徑選用。當(dāng)工件圓柱孔用孔端邊緣定位時(shí)，需選用圓錐定位銷。當(dāng)工件圓孔端邊緣形狀精度較差時(shí)，選用圓錐定位銷；當(dāng)工件需平面和圓孔端邊緣同時(shí)定位時(shí)，選用浮動錐銷。 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(dāng)工件定位內(nèi)孔與基準(zhǔn)端面垂直精度較高時(shí)，常以孔和端面聯(lián)合定位。因此，這類心軸通常是帶臺階定位面的心軸，當(dāng)工件以內(nèi)花鍵為定位基準(zhǔn)時(shí)，可選用外花鍵軸，當(dāng)內(nèi)孔帶有花鍵槽時(shí)，可在圓柱心軸上設(shè)置鍵槽配裝鍵塊；當(dāng)工件內(nèi)孔精度很高，而加工時(shí)工件力矩很小時(shí)，可選用小錐度心軸定位。 綜上：正確定

12、位，必須選對定位基準(zhǔn)。 1.5.4對定位元件的基本要求 1.限位基面應(yīng)有足夠的精度。定位元件具有足夠的精度，才能保證工件的定位精度。 2.限位基面應(yīng)有較好的耐磨性。由于定位元件的工作表面經(jīng)常與工件接觸和磨擦，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(yīng)有足夠的強(qiáng)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(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度，避免使用中變形和損壞。 4.定位元件應(yīng)有較好的工藝性。定位元件應(yīng)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(yīng)便于清除切屑。定位元件的結(jié)構(gòu)和工作表面形狀應(yīng)有

13、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。 1.5.5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(zhǔn)面分為以下幾類： 1.用于平面定位的定位元件：括固定支承（釘支承和板支承），自位支承，可調(diào)支承和輔支承。 2.用于外圓柱面定位的定位元件：括V形架，定位套和半圓定位座等。 3.用于孔定位的定位元件：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。 1.5.6定位誤差分析 六點(diǎn)定位原則解決了消除工件自由度的問題，即解決了工件在夾具中位置“定與不定”的問題。但是，由于一批工件逐個(gè)在夾具中定位時(shí)，各個(gè)工件所占據(jù)的位置不完全一致，即出現(xiàn)工件位置定得“準(zhǔn)與不

14、準(zhǔn)”的問題。如果工件在夾具中所占據(jù)的位置不準(zhǔn)確，加工后各工件的加工尺寸必然大小不一，形成誤差。這種只與工件定位有關(guān)的誤差稱為定位誤差，用ΔD表示。 在工件的加工過程中，產(chǎn)生誤差的因素很多，定位誤差僅是加工誤差的一部分，為了保證加工精度，一般限定定位誤差不超過工件加工公差T的1/5～1/3， 即： ΔD≤(1/5～1/3)T （1-1） 式中 ΔD——定位誤差，單位為mm； T——工件的加工誤差，單位為mm。 1.5.7定位誤差產(chǎn)生的原因 工件逐個(gè)在夾具中定位

15、時(shí)，各個(gè)工件的位置不一致的原因主要是基準(zhǔn)不重合，而基準(zhǔn)不重合又分為兩種情況：一是定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合，產(chǎn)生的基準(zhǔn)位移誤差；二是定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，產(chǎn)生的基準(zhǔn)不重合誤差。 由于定位副的制造誤差或定位副配合間所導(dǎo)致的定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上最大位置變動量，稱為基準(zhǔn)位移誤差，用ΔY表示。不同的定位方式，基準(zhǔn)位移誤差的計(jì)算方式也不同。 如果工件內(nèi)孔直徑與心軸外圓直徑做成完全一致，作無間隙配合，即孔的中心線與軸的中心線位置重合，則不存在因定位引起的誤差。但實(shí)際上，如圖所示，心軸和工件內(nèi)孔都有制造誤差。于是工件套在心軸上必然會有間隙，孔的中心線與軸的中心線位置不重合，導(dǎo)致這批工件的加工尺寸H

16、中附加了工件定位基準(zhǔn)變動誤差，其變動量即為最大配合間隙?？砂聪率接?jì)算： ΔY=amax-amin=1/2(Dmax-dmin)=1/2（δD+δd） （1-2） 式中： ΔY——基準(zhǔn)位移誤差單位為mm； Dmax——孔的最大直徑單位為mm； dmin——軸的最小直徑單位為mm。 δD——工件孔的最大直徑公差，單位為mm； δd——圓柱心軸和圓柱定位銷的直徑公差，單位為mm。 基準(zhǔn)位移誤差的方向是任

17、意的。減小定位配合間隙，即可減小基準(zhǔn)位移誤差ΔY值，以提高定位精度。 加工尺寸的基準(zhǔn)是外圓柱面的母線時(shí)，定位基準(zhǔn)是工件圓柱孔的中心線。這種由于工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合所導(dǎo)致的工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大位置變動量，稱為基準(zhǔn)不重合誤差，用ΔB表示。此時(shí)除定位基準(zhǔn)位移誤差外，還有基準(zhǔn)不重合誤差。 綜上：定位誤差產(chǎn)生的原因是，定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合及定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的誤差。 1.5.8常見定位方式中基準(zhǔn)位移誤差 1.用圓柱定位銷、圓柱心軸中心定位 計(jì)算式： ΔY＝Xmax=δD+δd0+Xmin（定位心軸較短） （1-3） Xmax

18、——工件定位后最大配合間隙； δD——工件定位基準(zhǔn)孔的直徑公差； δd0——圓柱定位銷或圓柱心軸的直徑公差； Xmin——定位所需最小間隙，由設(shè)計(jì)而定。 注意：基準(zhǔn)位移誤差的方向是任意的。 當(dāng)工件用長定位心軸定位時(shí)，需考慮平行度要求。 計(jì)算式： ΔY＝Xmax=（δD+δd+Xmin）L1／L2 （1-4） L1——加工面長度； L2——定位孔長度。 2.定位套定位 計(jì)算式： ΔY＝Xmax=δD0+δd+Xmin （1-5） δD0——定位套的

19、孔徑公差； δd——工件定位外圓的直徑公差。 注意：基準(zhǔn)位移誤差的方向是任意的。 3.平面支承定位 平面支承定位的位移誤差較容易計(jì)算，當(dāng)忽略支承誤差且定位基準(zhǔn)制作精度較高時(shí)，工序尺寸的基準(zhǔn)位移誤差視為零。 4.V形體定心定位 若不計(jì)V形體制造誤差，僅有工件基準(zhǔn)面的圓度誤差時(shí)，工件的定位中心會發(fā)生偏移即O1O2＝T1－T2，產(chǎn)生基準(zhǔn)位移誤差。 即： ΔY＝O1O2=T1－T2 （1-6） 故：對于90V形體ΔY＝0.707δd。 1.5.9定位誤差的合成 定位誤差是兩誤差的

20、合成即：ΔD=ΔB+ΔY （1-7） 在圓柱間隙配合定位和V形塊中心定位中，當(dāng)基準(zhǔn)不重合誤差和位移誤差都存在時(shí)，定位誤差的合成需判斷“＋”、“－”號。 例如： V形塊中：ΔB＝δd／2 （1-8） 當(dāng)ΔB與ΔY的變動方向相同時(shí)：ΔD＝ΔB＋ΔY＝δd／2+ΔY （1-9） 當(dāng)ΔB與ΔY的變動方向相反時(shí)：ΔD＝ΔB－ΔY＝δd／2－ΔY （1-10） 1.5.10六點(diǎn)定位原理

21、當(dāng)工件在不受任何條件約束時(shí)，其位置是任意的不確定的。由理論力學(xué)可知，在空間處于自由狀態(tài)的鋼體，具有六個(gè)自由度，即沿著X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)軸的移動和繞著這三個(gè)坐標(biāo)軸轉(zhuǎn)動的自由度。 六個(gè)自由度是工件在空間位置不確定的最高程度。定位的任務(wù)，就是要限制工件的自由度。在夾具中，用分別適當(dāng)?shù)呐c工件接觸的六個(gè)支撐點(diǎn)，來限制工件六個(gè)自由度的原理，稱為六點(diǎn)定位原理。 1.5.11應(yīng)用定位的幾種情況 1.完全定位 工件的六個(gè)自由度全部被限制，它在夾具中只有唯一的位置，稱為完全定位。 2.部分定位 工件定位時(shí)，并非所有情況下都必須使工件完全定位。在滿足加工要求的條件下，少于六個(gè)支撐點(diǎn)的定位稱為部分定位。

22、 在滿足加工要求的前提下，采用部分定位可簡化定位裝置，在生產(chǎn)中應(yīng)用很多。如工件裝夾在電磁吸盤上磨削平面只需限制三個(gè)自由度。 3.過定位（重復(fù)定位） 幾個(gè)定位支撐點(diǎn)重復(fù)限制一個(gè)自由度，稱為過定位。 （1）一般情況下，應(yīng)該避免使用過定位。 通常，過定位的結(jié)果將使工件的定位精度受到影響，定位不確定可使工件（或定位件）產(chǎn)生變形，所以在一般情況下，過定位是應(yīng)該避免的。 （2）過定位亦可合理應(yīng)用 雖然工件在夾具中定位，通常要避免產(chǎn)生“過定位”，但是在某些條件下，合理地采用“過定位”，反而可以獲得良好的效果。這對剛性弱而精度高的航空、儀表類工件更為顯著。 工件本身剛性和支承剛性的加強(qiáng)，是提高加

23、工質(zhì)量和生產(chǎn)率的有效措施，生產(chǎn)中常有應(yīng)用。大家都熟知車削長軸時(shí)的安裝情況，長軸工件的一端裝入三爪卡盤中，另一端用尾架尖支撐。這就是個(gè)“過定位”的定位方式。只要事先能對工件上諸定位基準(zhǔn)和機(jī)床（夾具）有關(guān)的形位誤差從嚴(yán)控制，過定位的弊端就可以免除。由于工件的支撐剛性得以加強(qiáng)，尾架的扶持有助于實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定，可靠的定位，所以工件安裝方便，加工質(zhì)量和效率也大為提高。 1.6 工件的夾緊 在機(jī)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(shè)置一定的夾緊裝置將工件可靠地夾牢。工件定位后

24、，將工件固定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。 1.6.1夾緊裝置的組成 夾緊裝置的組成由以下三部分組成。 第一部分：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(jī)動夾緊兩種。手動夾緊的力源來自人力，用時(shí)比較費(fèi)時(shí)費(fèi)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(jī)動夾緊。機(jī)動夾緊的力源來自氣動、液壓、氣液聯(lián)動、電磁、真空等動力夾緊裝置。 第二部分：傳力機(jī)構(gòu) 它是介于動力源和夾緊元件之間傳遞動力的機(jī)構(gòu)。傳力機(jī)構(gòu)的作用是：改變作用力的方向；改變作用力的大?。痪哂幸欢ǖ淖枣i性能，以便在夾緊力一旦消失后，仍能保證整個(gè)夾緊系統(tǒng)處于可靠的夾緊狀態(tài)

25、，這一點(diǎn)在手動夾緊時(shí)尤為重要。 第三部分：夾緊元件 它是直接與工件接觸完成夾緊作用的最終執(zhí)行元件。 1.6.2夾緊裝置的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)夾緊裝置應(yīng)遵循以下原則： 1.工件不移動原則 夾緊過程中，應(yīng)不改變工件定位后所占據(jù)的正確位置。 2.工件不變形原則 夾緊力的大小要適當(dāng)，既要保證夾緊可靠，又應(yīng)使工件在夾緊力的作用下不致產(chǎn)生加工精度所不允許的變形。 3.工件不振動原則 對剛性較差的工件，或者進(jìn)行斷續(xù)切削，以及不宜采用氣缸直接壓緊的情況，應(yīng)提高支承元件和夾緊元件的剛性，并使夾緊部位靠近加

26、工表面，以避免工件和夾緊系統(tǒng)的振動。 4.安全可靠原則 夾緊傳力機(jī)構(gòu)應(yīng)有足夠的夾緊行程，手動夾緊要有自鎖性能，以保證夾緊可靠。 5.經(jīng)濟(jì)實(shí)用原則 夾緊裝置的自動化和復(fù)雜程度應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，在保證生產(chǎn)效率的前提下，其結(jié)構(gòu)應(yīng)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。 1.6.3定位夾緊力的基本原則 設(shè)計(jì)夾緊裝置時(shí)，夾緊力的確定包括夾緊力的方向、作用點(diǎn)和大小三個(gè)要素。 1.6.3.1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(shí)必須遵守以下準(zhǔn)則： 1.力的方向應(yīng)有助于定位穩(wěn)定，且主夾緊力應(yīng)朝向主要定位基面

27、。 2.緊力的方向應(yīng)有利于減小夾緊力，以減小工件的變形、減輕勞動強(qiáng)度。 3.力的方向應(yīng)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(shí)，更需注意使夾緊力的方向指向工件剛性最好的方向。 1.6.3.2夾緊力的作用點(diǎn) 夾緊力作用點(diǎn)是指夾緊件與工件接觸的一小塊面積。選擇作用點(diǎn)的問題是指在夾緊方向已定的情況下確定夾緊力作用點(diǎn)的位置和數(shù)目。夾緊力作用點(diǎn)的選擇是達(dá)到最佳夾緊狀態(tài)的首要因素。合理選擇夾緊力作用點(diǎn)必須遵守以下準(zhǔn)則： 1.力的作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)，應(yīng)盡可能使夾緊點(diǎn)與支承點(diǎn)對應(yīng)，使夾緊力作用在支承上。如夾

28、緊力作用在支承面范圍之外，會使工件傾斜或移動，夾緊時(shí)將破壞工件的定位。 2.力的作用點(diǎn)應(yīng)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(diǎn)由中間的單點(diǎn)改成兩旁的兩點(diǎn)夾緊，可使變形大為減小，并且夾緊更加可靠。 3.力可的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面，以防止工件產(chǎn)生振動和變形，提高定位的穩(wěn)定性和靠性。 1.6.3.3夾緊力的大小 夾緊力的大小，對于保證定位穩(wěn)定、夾緊可靠，確定夾緊裝置的結(jié)構(gòu)尺寸，都有著密密切的關(guān)系。夾緊力的大小要適當(dāng)。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(bào)廢甚至發(fā)生安全事故。夾緊力過大會使工件變形，也會

29、對加工質(zhì)量不利。 理論上，夾緊力的大小應(yīng)與作用在工件上的其它力（力矩）相平衡；而實(shí)際上，夾緊力的大小還與工藝系統(tǒng)的剛度、夾緊機(jī)構(gòu)的傳遞效率等因素有關(guān)，計(jì)算是很復(fù)雜的。因此，實(shí)際設(shè)計(jì)中常采用估算法、類比法和試驗(yàn)法確定所需的夾緊力。 當(dāng)采用估算法確定夾緊力的大小時(shí)，為簡化計(jì)算，通常將夾具和工件看成一個(gè)剛性系統(tǒng)。根據(jù)工件所受切削力、夾緊力（大型工件應(yīng)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(jì)算出理論夾緊力，最后再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力，即 Fwk=KFw

30、 （1-11） 式中 Fwk——實(shí)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(jì)算時(shí)，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(shí)際是一個(gè)綜合性問題。必須全面考慮工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、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(shè)計(jì)出較為理想的夾緊裝置。 1.6.4減小夾緊變形的措施 有時(shí)，一個(gè)工件很難找出合適的夾緊點(diǎn)。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，均不易找到合適的夾緊點(diǎn)。這時(shí)可

31、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(jì)平均值，通過調(diào)整刀具適當(dāng)消除部分變形量，也可以達(dá)到所要求的加工精度。）增加輔助支承和輔助夾緊點(diǎn) 。 若高支座可采用增加一個(gè)輔助支承點(diǎn)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(diǎn) ，用一塊活動壓板將夾緊力的著力點(diǎn)分散成兩個(gè)或四個(gè)，從而改變著力點(diǎn)的位置，減少著力點(diǎn)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，避免工件局部壓陷。 4.利用對稱變夾具的夾緊設(shè)計(jì)，應(yīng)保證形狀在加工薄壁套筒時(shí)，采用加寬卡爪，如果夾緊力較大，仍有可能發(fā)生

32、較大的變形。因此，在精加工時(shí)，除減小夾緊力外，工件能產(chǎn)生。 5.其它措施 對于一些極薄的特形工件，靠精密沖壓加工仍達(dá)不到所要求的精度而需要進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，上述各種措施通常難以滿足需要，可以采用一種凍結(jié)式夾具。這類夾具是將極薄的特形工件定位于一個(gè)隨行的型腔里，然后澆灌低熔點(diǎn)金屬，待其固結(jié)后一起加工，加工完成后，再加熱熔解取出工件。低熔點(diǎn)金屬的澆灌及熔解分離，都是在生產(chǎn)線上進(jìn)行的。 1.7 機(jī)床夾具的現(xiàn)狀及發(fā)展方向 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)展成為門類齊全的工藝裝備。 1.7.1機(jī)床夾具的現(xiàn)狀 有關(guān)統(tǒng)計(jì)表明，目前的中、小批多品種生產(chǎn)的工件

33、品種已占工件種類總數(shù)的85％左右。現(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(yīng)市場的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)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(shí)際磨損量僅為10～20％左右。特別是近年來，數(shù)控機(jī)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(yīng)用，對機(jī)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)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本； 2．能裝夾一組具有相似性特征的工件； 3．能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾

34、具； 4．能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具； 5．采用以液壓站等為動力源的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步減輕勞動強(qiáng)度和提高勞動生產(chǎn)率； 6.提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。 1.7.2現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向 現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)化、精密化、高效化和柔性化等四個(gè)方面。 1.標(biāo)準(zhǔn)化 機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面。目前我國已有夾具零件及部件的國家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T2148～T2259－91以及各類通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。 2.精密化 隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必相應(yīng)提高了對

35、夾具的精度要求。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(dá)0.1"；用于精密車削的高精度三爪自定心卡盤，其定心精度為5μm。 3.高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間，以提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強(qiáng)度。常見的高效化夾具有自動化夾具、高速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裝夾工件，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(yàn)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(yīng)的高效、自動化夾具外，在數(shù)控機(jī)床上，尤其在加工中心上出現(xiàn)了

36、各種自動裝夾工件的夾具以及自動更換夾具的裝置，充分發(fā)揮了數(shù)控機(jī)床的效率。 4.柔性化 機(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是指機(jī)床夾具通過調(diào)整、組合等方式以適應(yīng)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、成組夾具、模塊化夾具、數(shù)控夾具等。為適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)多品種、中小批量生產(chǎn)的需要，擴(kuò)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)，將是當(dāng)前夾具發(fā)展的主要方向。 1.8球閥閥體實(shí)體圖 球閥實(shí)體件圖 1.8夾

37、具體和夾具裝配圖 球閥閥體夾具體 球閥閥體夾具裝配圖 結(jié) 論 本夾具設(shè)計(jì)課程實(shí)踐環(huán)節(jié)即將結(jié)束，課題是根據(jù)零件的加工內(nèi)容所設(shè)計(jì)的車床專用夾具。從零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及加工內(nèi)容初步擬定定位方案，夾緊方案，繪制草圖，修改方案，最終確定方案。這期間鞏固復(fù)習(xí)了以前學(xué)習(xí)過的內(nèi)容并進(jìn)行了綜合運(yùn)用，提高了我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識以及理論結(jié)合實(shí)際的能力。 通過此次的學(xué)習(xí)不僅使我對課本內(nèi)容有了更深入的認(rèn)識，培養(yǎng)了我分析問題的能力。對靈活運(yùn)用工具手冊解決問題的能力有了明顯地提高。我基本掌握了專用夾具設(shè)計(jì)的方法和步驟。由于自己的能力所限，設(shè)計(jì)中還有許多不

38、足之處，以后還要繼續(xù)不斷的學(xué)習(xí)改進(jìn)。 致 謝 本論文是在朱志軍老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，朱老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。在此謹(jǐn)向朱志軍老師致以誠摯的感謝和崇高的敬意。搞畢業(yè)設(shè)計(jì)也是一個(gè)新學(xué)習(xí)和檢驗(yàn)學(xué)習(xí)知識的過程，充分將學(xué)習(xí)的知識應(yīng)用于實(shí)際的設(shè)計(jì)中，溫故而知新，有助于我們更好的掌握所學(xué)的內(nèi)容。 在此次論文寫作中，我去圖書館查資料，在網(wǎng)上搜集資料，經(jīng)過兩個(gè)月的精心準(zhǔn)備，在朱老師的指導(dǎo)下我終于把論文底稿給定了下來，在此要感謝所有曾在論文寫作期間對我提供一臂之力的同學(xué)

39、和朋友。最后再次感謝我的指導(dǎo)朱志軍老師，她嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；她循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。在這里請接受我誠摯的謝意。在設(shè)計(jì)中我深刻的體會到：無論做什么，都要做一個(gè)自始自終的人，盡力把每一個(gè)章節(jié)都做好，一切按照要求做，充分發(fā)揮自己的想象空間和創(chuàng)造能力。 雖然自己將要告別學(xué)生生活，但自己在以后工作中還要需要更加的努力學(xué)習(xí)，我堅(jiān)信四年的大學(xué)搞畢業(yè)論文設(shè)計(jì)工作的過程中，我增長了知識的同時(shí)也深刻的發(fā)現(xiàn)自己知識的欠缺，自己在學(xué)校的書本上學(xué)的知識，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足以后的需生活，將成為我人生中的一筆寶貴的財(cái)富。最后，感謝湖南汽車技師學(xué)院的各位老師四年來對我

40、們的教育，感謝學(xué)院能給我們提供這次非常好的學(xué)習(xí)實(shí)踐機(jī)會！ 參考文獻(xiàn) 1.孟少農(nóng) 主編《機(jī)械加工工藝手冊》第一卷 機(jī)械工業(yè)出版社 2.徐群 主編《簡明機(jī)械工業(yè)加工工藝手冊》 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 3.馬慧、劉宏軍 主編《機(jī)械制圖》 機(jī)械工業(yè)出版社

41、4.李洪 主編《機(jī)械加工工藝手冊》 北京出版社 5.汪萬清、曾慶亨、郝建華 主編《機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)》 重慶大學(xué)出版社 6.眭潤舟 主編《數(shù)控編程與加工技術(shù)》 機(jī)械工業(yè)出版社 7.趙如福 主編《機(jī)械加工工藝人員手冊》第三版 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 8 機(jī)械加工工藝手冊 9 機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo) 10 機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程