汽車前拖鉤鉆削φ17mm、φ13mm、Ra3.2粗糙度兩孔夾具設(shè)計(jì)【含9張CAD圖紙+PDF圖】
汽車前拖鉤鉆削φ17mm、φ13mm、Ra3.2粗糙度兩孔夾具設(shè)計(jì)【含9張CAD圖紙+PDF圖】,含9張CAD圖紙+PDF圖,汽車,前拖鉤鉆削,17,mm,13,Ra3,粗糙,度兩孔,夾具,設(shè)計(jì),CAD,圖紙,PDF
夾具定位規(guī)劃中完整性評(píng)估和修訂
CAM實(shí)驗(yàn)室，機(jī)械工程學(xué)系，伍斯特理工學(xué)院研究院，100路，伍斯特，碩士01609，美國
2004年9月14日收稿;2004年11月9日修訂;2004年11月10日發(fā)表
摘 要
幾何約束是夾具設(shè)計(jì)中最重要的考慮因素之一。確定位置的解析擬訂已發(fā)達(dá)。然而，如何分析和修改在實(shí)際夾具設(shè)計(jì)實(shí)踐過程中的一個(gè)非確定性的定位計(jì)劃尚未深入研究。在本文中，提出了一種方法來描述在限制約束下的重點(diǎn)夾具系統(tǒng)的幾何約束狀態(tài)。一種限制約束下狀態(tài)，如果它存在，可以識(shí)別給定定位計(jì)劃。可以自動(dòng)識(shí)別工件的所有限制約束下約束狀態(tài)的提案。這有助于改善逆差定位計(jì)劃，并為修訂提供指引，以最終實(shí)現(xiàn)確定性的定位。
關(guān)鍵詞：夾具設(shè)計(jì);幾何約束;確定性定位;限制約束;過約束
1.介紹
夾具是用于制造工業(yè)進(jìn)行工件牢固定位的一種機(jī)制。在零件加工過程中規(guī)劃一個(gè)關(guān)鍵的第一步，夾具設(shè)計(jì)需要，以確保定位精度和三維工件的精度。 3-2-1原則，在一般情況下，是最廣泛使用的指導(dǎo)原則發(fā)展的位置計(jì)劃。 V型塊和銷孔定位原則也常用。
一個(gè)加工夾具定位方案必須滿足一些要求。最基本的要求是，必須提供工件確定的位置。這種觀點(diǎn)指出，定位計(jì)劃生產(chǎn)的確定位置，工件不能移動(dòng)，而至少有一個(gè)定位不會(huì)失去聯(lián)系。這一直是夾具設(shè)計(jì)的最根本的準(zhǔn)則之一，許多研究人員關(guān)于幾何約束狀態(tài)的研究表明，工件在任何定位計(jì)劃分為以下三個(gè)類別：
1、良好的約束（確定性）：工件在一個(gè)獨(dú)特的位置進(jìn)行配合，工件表面與6個(gè)定位器取得聯(lián)系。
2、限制約束：不完全約束工件的自由度。
3、過約束：工件自由度超過6定位的制約。
在1985年,淺田[1]提出了滿秩為準(zhǔn)則雅可比矩陣的約束方程,基于分析形成了調(diào)研后,確定定位。周等[2]在1989年制定了在確定性定位問題上使用螺旋理論。結(jié)果表明,定位矩陣的定位需要壓力滿秩達(dá)到確定的位置。該方法的確定通過無數(shù)的研究。王等[3]考慮定位工件的接觸的影響，而采用點(diǎn)接觸面積。他們介紹了接觸矩陣，并指出，兩個(gè)接觸的機(jī)構(gòu)不應(yīng)該有平等的，但在接觸點(diǎn)曲率相反?？柹璠4]認(rèn)為，可能沒有足夠的應(yīng)用，如一些不是非棱柱的表面或相對(duì)誤差近似的非小線性。他提出一個(gè)二階泰勒展開，其中也考慮到定位誤差相互作用。馬林和費(fèi)雷拉[5]應(yīng)用周對(duì)3-2-1的位置擬訂，制定若干按照規(guī)則的規(guī)劃。盡管眾多的位置上的確定分析研究很少注意非確定性分析的位置。
在淺田的擬定方案中,他們假設(shè)工件夾具元件和點(diǎn)之間的聯(lián)絡(luò)無阻力。理想的位置q*,而應(yīng)放置工件表面和分片，可微函數(shù)是gi(見圖1)。
表面函數(shù)定義為:gi(q*)=0是確定的,應(yīng)該有一個(gè)獨(dú)一無二的解決方案為下列所有定位方程組。
gi(q)=0,i=1,2,...,n (1)
其中n是定位器的位置與方向,代表了工件的定位和方向。
只有考慮到目標(biāo)位置q*附近在處:
淺田表明
(2)
hi是幾何函數(shù)的雅可比矩陣，矩陣式所示（3）。確定定位
如果雅可比矩陣滿秩，可滿足要求。 (2)只有q=q*一個(gè)解決辦法
(3)
在1個(gè)3-2-1定位計(jì)劃中，一個(gè)約束方程的雅可比矩陣的滿秩的約束狀態(tài)如表1所示。如果定位是小于6，工件是限制約束的，即存在至少有一個(gè)工件自由定位議案不受限制的。如果矩陣滿秩，但定位大于6定位，工件是過約束，這表明存在至少一個(gè)定位等;而幾何約束工件被刪除不影響的狀態(tài)。找出一個(gè)模型除了3-2-1,可以建立基準(zhǔn)框架提取等效的定位點(diǎn)。胡等[6]已經(jīng)發(fā)展出一種系統(tǒng)的方法,對(duì)這個(gè)用途。因此,這則能適用于所有的定位方案。
圖1 .夾具系統(tǒng)模型。
表1
等級(jí) 數(shù)量的定位 地位
<6 - Under-constrained
=6 =6 Well-constrained
=6 >6 Over-constrained
康等[7]遵循這些方法和他們實(shí)施制定的幾何約束分析模塊其自動(dòng)化的計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)的核查制度。他們的CAFDV系統(tǒng)可以計(jì)算出雅可比矩陣和它的排名來確定定位的完整性。它也可以分析工件的位移和靈敏度定位錯(cuò)誤。熊等人[8]提出的等級(jí)檢查方法的定位矩陣WL(見附件)。他們還介紹了左/右邊的定位矩陣廣義逆理論,分析了工件的幾何誤差。結(jié)果表明,定位及發(fā)展方向誤差ΔX和位置誤差Δr的工件定位相關(guān)如下:
Under-constrained:ΔX=WLΔr, (4)
Well-constrained :ΔX=(WTLWL)-1WLTΔr, (5)
Over-constrained:ΔX=WLT(WTLWL)-1Δr+(I6*6-WLT(WTLWL)-1WL)λ, (6)
λ是任意一個(gè)向量。
他們還介紹了從這些矩陣的幾個(gè)指標(biāo)，評(píng)價(jià)定位配置，其次是通過約束非線性規(guī)劃的優(yōu)化。然而，他們的研究分析，不涉及非確定性定位的修訂。目前，還沒有就如何處理與提供確定的位置的夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)的研究。
2.定位完整性評(píng)價(jià)
如果不確定性的位置達(dá)到夾具系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求，設(shè)計(jì)師知道約束狀態(tài)是什么，以如何改善設(shè)計(jì)是非常重要的條件。如果夾具系統(tǒng)是過度約束，是理想定位需要的不必要的信息。而下約束時(shí)，所有有關(guān)知識(shí)約束工件的議案，可以引導(dǎo)設(shè)計(jì)師選擇額外的定位或使得修改定位計(jì)劃更有效。的總體戰(zhàn)略定位計(jì)劃表征幾何約束的狀態(tài)描述圖 2。
在本文中,定位矩陣秩的幾何約束的施加評(píng)價(jià)狀態(tài)(見附件為獲得的定位矩陣)。確定需要六個(gè)定位器定位提供矩陣的滿秩定位WL:
如圖3所示,在給定的定位器數(shù)量n,定位法向量[ai,bi,ci]和定位的位置[xi,yi,zi]
每一個(gè)定位器,i=1,2,.....,n,n*6定位矩陣可以確定如下:
（7）
當(dāng)?shù)燃?jí)（WL）=6，n=6時(shí)，是工件良好約束。
當(dāng)?shù)燃?jí)（WL）=6，n>6時(shí);是工件過約束。
這意味著（n-6）有不必要的定位在定位方案上。工件將不存在限制（n-6）定位器。這種狀態(tài)的數(shù)學(xué)表示方法,那就是（n-6）在定位向量矩陣,可表示為線性組合的其他六行向量。
圖2 幾何約束狀態(tài)描述
圖3一個(gè)簡化的定位方案。
定位方案，提供了確定性的位置。發(fā)達(dá)國家的算法使用下列方法確定不必要的定位：
1、找到所有的（n-6）組合定位的。
2、為每個(gè)組合,從（n-6）定位器確定定位方案。
3、重新計(jì)算矩陣秩的定位為左六個(gè)定位器。
4、如果等級(jí)不變,被刪除的(n-6)定位器是負(fù)責(zé)過約束狀態(tài)。
這種方法可能會(huì)產(chǎn)生多種解決方案，并要求設(shè)計(jì)師來決定哪一套不必要的定位應(yīng)該被刪除以最佳定位性能。
當(dāng)?shù)燃?jí)（WL）<6,工件的限制約束。
參考文獻(xiàn)
[1] Asada H, By AB.。自動(dòng)重構(gòu)夾具的柔性裝配夾具的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。 IEEE J機(jī)器人autom1985; RA-1:86-93。
[2] zhou YC，Chandru V，Barash MM。加工裝置的自動(dòng)配置的數(shù)學(xué)方法分析和綜合。反ASME J英工業(yè)1989;111:299-306。
[3] Wang MY, Liu T, Pelinescu DM.。夾具運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的基礎(chǔ)上充分接觸剛體模型。 J制造業(yè)│科學(xué)與工程2003;125：316-24。
[4] Carlson JS。剛性零件的裝夾和定位計(jì)劃的二次靈敏度分析“。 ASME J制造業(yè)│2001年科學(xué)與工程;123（3）：462-72。
[5] Marin R, Ferreira P.確定性3-2-1定位計(jì)劃的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和綜合加工裝置。 ASME J制造業(yè)│科學(xué)與工程2001年;123:708-19。
[6] Hu W.設(shè)置規(guī)劃和公差分析。博士論文中，伍斯特理工學(xué)院;2001年。
[7] Kang Y, Rong Y, Yang J, Ma W.計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)驗(yàn)證。大會(huì)Autom2002;22:350-9。
[8] Rong KY, Huang SH, Hou Z.先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)。波士頓：愛思唯爾;2005年。
畢 業(yè) 論 文
作 者： 學(xué) 號(hào)：
教 學(xué) 點(diǎn)： 湖南科技工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
專 業(yè)： 機(jī)械電子工程
題 目： 汽車前拖鉤鉆孔夾具設(shè)計(jì)
指 導(dǎo) 者： 副教授
評(píng) 閱 者：
2014 年 3 月
Xxx大學(xué)
機(jī)械加工工藝過程卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
汽車前拖鉤
零件名稱
汽車前托鉤
共
1
頁
第
1
頁
材 料 牌 號(hào)
HT200
毛 坯 種 類
鑄造
毛坯外形尺寸
138x112x34
每毛坯件數(shù)
1
每 臺(tái) 件 數(shù)
1
備 注
工
序
號(hào)
工序
名稱
工 序 內(nèi) 容
車間
工段
設(shè) 備
工 藝 裝 備
工時(shí)/min
準(zhǔn)終
單件
1
鑄
鑄造出毛坯138x112x34
2
熱處理
毛坯退火處理
3
銑
粗銑汽車前托鉤主視圖底平面
金工
X52K
硬質(zhì)合金端銑刀,游標(biāo)卡尺
4
銑
粗銑汽車前托鉤主視圖頂平面
金工
X52K
硬質(zhì)合金端銑刀,游標(biāo)卡尺
5
銑
精銑汽車前托鉤主視圖底平面
金工
X52K
硬質(zhì)合金端銑刀,游標(biāo)卡尺
6
銑
精銑汽車前托鉤主視圖頂平面
金工
X52K
硬質(zhì)合金端銑刀,游標(biāo)卡尺
7
鉆
鉆，擴(kuò)，鉸Φ13孔
金工
Z525
麻花鉆，擴(kuò)孔刀，鉸刀，游標(biāo)卡尺
8
鉆
鉆，擴(kuò)，鉸Φ17孔
金工
Z525
麻花鉆，擴(kuò)孔刀，鉸刀，游標(biāo)卡尺
9
終檢
入庫
設(shè) 計(jì)（日 期）
校 對(duì)（日期）
審 核（日期）
標(biāo)準(zhǔn)化（日期）
會(huì) 簽（日期）
標(biāo)記
處數(shù)
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日 期
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
學(xué) 生 姓 名 ： 學(xué)號(hào)：
專 業(yè) ： 機(jī)械電子工程
設(shè)計(jì)（論文）題目： 汽車前拖鉤鉆孔夾具設(shè)計(jì)
指 導(dǎo) 教 師 ：
2014年 1 月 6 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
1、結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫2000字左右的文獻(xiàn)綜述：
夾具是在機(jī)械制造過程中，用來固定加工對(duì)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。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(duì)于機(jī)床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。
夾具的兩個(gè)主要作用是“定位”和“夾緊”。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(duì)于刀具的正確位置，這一過程稱為定位。將工件夾緊，就是對(duì)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。
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。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(dòng)線夾具等五大類。
夾具的發(fā)展趨勢：夾具是機(jī)械加工不可缺少的部件，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。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，市場需求的變化多端及商品競爭的日夜激勵(lì)，是機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期愈來愈短，多品種、小批量生產(chǎn)的比例愈來愈高。為了使適用這種形勢的需要，出現(xiàn)了各種新型夾具?，F(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)在精密化、高效化、高柔化、等方面。
我選了夾具設(shè)計(jì)這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)，我想它足以檢驗(yàn)我這幾年來所學(xué)的知識(shí)，這剛好把我所學(xué)的東西全部聯(lián)系到了一起。我想通過本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，會(huì)使得我靈活運(yùn)用所學(xué)的能力得到很好的提升，我會(huì)好好把握這次機(jī)會(huì)，盡自己最大努力做好設(shè)計(jì)。
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
2、本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：
（一）要研究或解決的問題
該畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)是設(shè)計(jì)鉆削汽車前拖鉤φ17mm、φ13mm、Ra3.2粗糙度的兩個(gè)通孔的鉆床夾具。工件以臺(tái)階面、側(cè)面和圓弧面為定位基準(zhǔn)，工件材料45＃鋼，數(shù)量為中批量。由于該零件屬于中批量生產(chǎn)，鉆孔精度有要求，因此設(shè)計(jì)一個(gè)專用的鉆床夾具，保證零件的加工質(zhì)量，提高加工效率。本夾具擬采用移動(dòng)式結(jié)構(gòu)是為了工件在一次安裝中鉆兩較大的孔時(shí)，可以極為方便地確定鉆套對(duì)刀具的位置，從而節(jié)省找正夾具的時(shí)間，減少鉆套與刀具的磨損。
設(shè)計(jì)鉆床夾具，首先要仔細(xì)分析加工零件的技術(shù)要求，運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，擬定夾具設(shè)計(jì)方案；在滿足加工精度的條件下，合理的進(jìn)行安裝、定位、夾緊；在完成夾具草圖后，進(jìn)一步考慮零件間的連接關(guān)系和螺釘、螺母、定位銷等的固定方式，設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)各零部件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)；根據(jù)各零件的使用要求，選擇相應(yīng)的材料。
完成鉆床夾具的所有設(shè)計(jì)后，用AutoCAD進(jìn)行二維圖形的繪制，首先畫裝配圖，然后從裝配圖上拆畫零件圖，標(biāo)注相關(guān)尺寸及技術(shù)要求，最后進(jìn)行論文的撰寫、整理、修改完成該畢業(yè)設(shè)計(jì)。
（二）擬采用的研究手段
1．明確設(shè)計(jì)要求，認(rèn)真調(diào)查研究，收集設(shè)計(jì)材料；
2．根據(jù)零件的加工要求，確定夾具的結(jié)構(gòu)方案；
3．夾具設(shè)計(jì)重點(diǎn)在“定位”和“夾緊”的設(shè)計(jì)。在定位方案中需要充分分析定位誤差影響因素、設(shè)計(jì)中著重考慮誤差計(jì)算和定位方案比較；
4．夾具設(shè)計(jì)中還需設(shè)計(jì)夾緊方案，進(jìn)行夾緊力的計(jì)算；
5．通過老師的指導(dǎo)，借閱有關(guān)夾具設(shè)計(jì)的課外書籍，通過前人的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)在集合自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)一定能完成的；
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
指導(dǎo)教師意見：
1、對(duì)“文獻(xiàn)綜述”的評(píng)語：
2、對(duì)本課題的深度、廣度及工作量的意見和對(duì)設(shè)計(jì)（論文）結(jié)果的預(yù)測：
指導(dǎo)教師：
年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）的內(nèi)容及裝訂程序
第一部分 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）前期工作材料
1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）前期工作材料封面
2、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）選題、審題表
3、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
4、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告（含文獻(xiàn)綜述）
5、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表
第二部分畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）的內(nèi)容及裝訂程序
1、 畢業(yè)論文封面（含作者、論文題名、指導(dǎo)教師姓名、專業(yè)技術(shù)職務(wù)等）
2、評(píng)語［含指導(dǎo)者評(píng)語、評(píng)閱者評(píng)語以及答辯委員會(huì)（小組）評(píng)語
3、摘要（含中、外文摘要及關(guān)鍵詞）
4、目次
5、插圖和附表清單（必要時(shí)）
6、符號(hào)、標(biāo)志、縮略詞、首字母、術(shù)語等匯集表（必要時(shí)）
7、正文（含引言或緒論）
8、結(jié)論
9、致謝
10、參考文獻(xiàn)
11、附錄（必要時(shí)）
12、總裝圖A3（一張），零件圖A4（全套）
13、結(jié)尾部分
（打印件除總裝圖外，其它一律用A4紙型）
學(xué)生將評(píng)語頁面打印下來，和畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）一起裝訂，供老師寫評(píng)語。
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)語
學(xué)生姓名：
班級(jí)、學(xué)號(hào)：
機(jī)械電子工程
題 目：
汽車前拖鉤鉆孔夾具設(shè)計(jì)
綜合成績：
指導(dǎo)者評(píng)語：
指導(dǎo)者(簽字)：
年 月 日
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）評(píng) 語
評(píng)閱者評(píng)語：
評(píng)閱者（簽字）：
年 月 日
答辯委員會(huì)（小組）評(píng)語：
答辯委員會(huì)（小組）負(fù)責(zé)人（簽字）：
年 月 日
本 科 畢 業(yè) 論 文 第26 頁 共26 頁
目 錄
1 緒論 4
1.1 機(jī)床夾具的概述 4
1.2 機(jī)床夾具的分類 4
1.3 機(jī)床夾具的組成 5
1.4機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用 5
1.5機(jī)床夾具的現(xiàn)狀及發(fā)展方向 6
2 專用夾具的設(shè)計(jì)方法 7
2.1專用夾具的基本要求和設(shè)計(jì)步驟 7
2.1.1對(duì)專用夾具的基本要求 7
2.1.2 專用夾具設(shè)計(jì)步驟 7
2.2 夾具體的設(shè)計(jì) 8
2.2.1對(duì)夾具體的要求 8
2.2.2 夾具體毛坯的類型 10
3 鉆床夾具的總體設(shè)計(jì) 11
3.1 設(shè)計(jì)任務(wù) 11
3.2 夾具的設(shè)計(jì)步驟 12
3.3鉆床夾具的設(shè)計(jì) 14
4 鉆床夾具的詳細(xì)設(shè)計(jì) 16
4.1零件的工藝性分析 16
4.2?確定夾具類型 16
4.3?擬訂定位方案和選擇定位元件 16
4.4 確定夾緊方案 16
4.5 加工方法和步驟： 16
4.5.1零件加工工藝過程： 16
4.5.2設(shè)計(jì)任務(wù) 16
4.6 夾具設(shè)計(jì)方法和步驟 17
4.6.1夾具類型的確定 17
4.6.2選擇定位元件 17
4.6.3 定位誤差分析計(jì)算 18
4.6.4??夾緊裝置的設(shè)計(jì) 18
4.6.5??導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)及其他裝置結(jié)構(gòu)、夾具體的確定 19
4.6.6??繪制夾具結(jié)構(gòu)圖 20
4.6.7確定夾具技術(shù)要求和有關(guān)尺寸，公差配合 20
4.6.8?夾具精度分析與計(jì)算 20
4.6.9 夾具零部件的設(shè)計(jì)與選用 21
4.6.10?繪制夾具非標(biāo)準(zhǔn)零件(見圖) 22
結(jié)論 23
致謝 24
參考文獻(xiàn) 25
1 緒論
1.1 機(jī)床夾具的概述
機(jī)床夾具是機(jī)床上用以裝夾工件（或引導(dǎo)刀具）的一種裝置。其作用是將工件定位，以使工件獲得相對(duì)于機(jī)床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。
夾具的主要功能是使工件定位和夾緊。工件的定位是確定工件在機(jī)床或夾具中占有正確位置的過程。工件定位后，經(jīng)夾緊裝置施力于工件其固定夾牢，使工件正確的定位位置保持不變，稱為工件的夾緊。從定位到夾緊的全過程，稱為裝夾。工件的裝夾方法分找正裝夾和夾具裝夾。
用夾具裝夾工件的特點(diǎn)：
（1）工件在夾具中的正確定位，是通過工件上的定位基準(zhǔn)面與夾具上的定位元件相接觸而實(shí)現(xiàn)的；
（2）夾具預(yù)先在機(jī)床上已調(diào)整好位置，工件通過夾具對(duì)于機(jī)床也就占有了正確的位置；
（3）通過夾具上的對(duì)刀裝置，保證了工件加工表面相對(duì)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)定地保證加工質(zhì)量；
（5）裝夾迅速、方便，能減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，顯著地減少輔助時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；
（6）能擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍。
1.2 機(jī)床夾具的分類
（1）按夾具的通用特性分類
通用夾具：指結(jié)構(gòu)、尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，且具有一定通用性的機(jī)床附件；
專用夾具：針對(duì)某一種工件的某一工序的加工要求而專門設(shè)計(jì)和制造的夾具。
（2）按夾具的通用特性分類
通用夾具：指結(jié)構(gòu)、尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，且具有一定通用性的機(jī)床附件；
專用夾具：針對(duì)某一種工件的某一工序的加工要求而專門設(shè)計(jì)和制造的夾具；
成組專用（可調(diào)）夾具：采用成組加工工藝，將工件按形狀、尺寸和工藝的共性分組，再為每組工件設(shè)計(jì)組內(nèi)通用的專用夾具；
組合夾具：是一種模塊化的夾具，由一套預(yù)先制造好的標(biāo)準(zhǔn)元件組裝成的專用夾具；
隨行夾具：自動(dòng)線夾具，既擔(dān)負(fù)裝夾任務(wù)，又擔(dān)負(fù)沿自動(dòng)線輸送工件的任務(wù)。
（3）按夾具使用的機(jī)床分類
可分為車床、銑床、鉆床、鏜床、磨床、齒輪機(jī)床、數(shù)控機(jī)床夾具等。
（4）按夾具的動(dòng)力源分類
按夾具夾緊動(dòng)力源可將夾具分為手動(dòng)夾具和機(jī)動(dòng)夾具兩大類：
手動(dòng)夾具應(yīng)有擴(kuò)力機(jī)構(gòu)與自鎖性能，以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度與確保安全生產(chǎn)；
常用的機(jī)動(dòng)夾具有：氣動(dòng)、液壓、氣液增壓、電動(dòng)、電磁、真空、離心力、自夾緊夾具等。
1.3 機(jī)床夾具的組成
（1）定位元件：用于確定工件在夾具中的位置；
（2）夾緊裝置：將工件壓緊夾牢，并保證工件在加工過程中位置不變；
（3）聯(lián)接元件：用于確定夾具對(duì)機(jī)床主軸、工作臺(tái)或?qū)к壍南鄬?duì)位置；
（4）對(duì)刀或?qū)蛟河糜诒ＷC工件加工表面與刀具之間的位置；
（5）其它裝置或元件：定向鍵、操作件、分度裝置、靠模裝置、上下料裝置、平衡塊等，以及標(biāo)準(zhǔn)化了的其它聯(lián)接元件；
（6）夾具體：是夾具的基座和骨架，用來配置、安裝各夾具元件及裝置。
1.4機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用
（1）保證加工精度，并使之穩(wěn)定；
（2）縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，降低成本；
（3）擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍；
（4）減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，降低技術(shù)要求；
（5）便于變更工位、引導(dǎo)刀具或進(jìn)行仿形加工。
1.5機(jī)床夾具的現(xiàn)狀及發(fā)展方向
（1）對(duì)機(jī)床夾具提出了如下新的要求：
能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本；
能裝夾一組具有相似性特征的工件；
適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具；
適用于現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具；
采用液壓動(dòng)力源的高效夾緊裝置；
提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。
（2）現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向
精密化：如精密分度、高精度自定心；
高效化：縮短加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度；
柔性化：通過調(diào)整、組合等方式，以適應(yīng)工藝可變因素；
標(biāo)準(zhǔn)化：按夾具零件及部件的國家標(biāo)準(zhǔn)以及各類通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)制造，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 專用夾具的設(shè)計(jì)方法
2.1專用夾具的基本要求和設(shè)計(jì)步驟
2.1.1對(duì)專用夾具的基本要求
1、保證工件的加工精度
專用夾具應(yīng)有合理的定位方案，標(biāo)注合適的尺寸、公差和技術(shù)要求，并進(jìn)行必要的精度分析，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。
2．提高生產(chǎn)效率
應(yīng)根據(jù)工件生產(chǎn)批量的大小設(shè)計(jì)不同復(fù)雜程度的高效夾具，以縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。
3、工藝性好
專用夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單、合理，便于加工、裝配、檢驗(yàn)和維修。
專用夾具的制造屬于單件生產(chǎn)。當(dāng)最終精度由調(diào)整或修配保證時(shí)，夾具上應(yīng)設(shè)置調(diào)整或修配結(jié)構(gòu)，如設(shè)置適當(dāng)?shù)恼{(diào)整間隙，采用可修磨的墊片等。
4、使用性好
專用夾具的操作應(yīng)簡便、省力、安全可靠，排屑應(yīng)方便，必要時(shí)可設(shè)置排屑結(jié)構(gòu)。
5、經(jīng)濟(jì)性好
除考慮專用夾具本身結(jié)構(gòu)簡單、標(biāo)準(zhǔn)化程度高、成本低廉外，還應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)對(duì)夾具方案進(jìn)行必要的經(jīng)濟(jì)分析，以提高夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)效益。
2.1.2 專用夾具設(shè)計(jì)步驟
1. 明確設(shè)計(jì)任務(wù)與收集設(shè)計(jì)資料
2．?dāng)M定夾具結(jié)構(gòu)方案與繪制夾具草圖
1) 確定工件的定位方案，設(shè)計(jì)定位裝置。
2) 確定工件的夾緊方案，設(shè)計(jì)夾緊裝置。
3) 確定對(duì)刀或?qū)蚍桨?，設(shè)計(jì)對(duì)刀或?qū)蜓b置。
4) 確定夾具與機(jī)床的連接方式，設(shè)計(jì)連接元件及安裝基面。
5) 確定和設(shè)計(jì)其它裝置及元件的結(jié)構(gòu)型式，如分度裝置、預(yù)定位裝置及吊
裝元件等。
6)確定夾具體的結(jié)構(gòu)型式及夾具在機(jī)床上的安裝方式。
7) 繪制夾具草圖，并標(biāo)注尺寸、公差及技術(shù)要求。
3．進(jìn)行必要的分析計(jì)算
工件的加工精度較高時(shí)，應(yīng)進(jìn)行工件加工精度分析。有動(dòng)力裝置的夾具，需計(jì)算夾緊力。當(dāng)有幾種夾具方案時(shí)，可進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析，選用經(jīng)濟(jì)效益較高的方案4．審查方案與改進(jìn)設(shè)計(jì)
夾具草圖畫出后，應(yīng)征求有關(guān)人員的意見，并送有關(guān)部門審查，然后根據(jù)他們的意見對(duì)夾具方案作進(jìn)一步修改．
5．繪制夾具裝配總圖
夾具的總裝配圖應(yīng)按國家制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制。繪圖比例盡量采用1：1。主視圖按夾具面對(duì)操作者的方向繪制?？倛D應(yīng)把夾具的工作原理、各種裝置的結(jié)構(gòu)及其相互關(guān)系表達(dá)清楚。
夾具總圖的繪制次序如下：
1)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繪制在各個(gè)視圖的合適位置上。在總圖中，工件可看作透明體，不遮擋后面夾具上的線條。
2)依次繪出定位裝置、夾緊裝置、對(duì)刀或?qū)蜓b置、其它裝置、夾具體及連接元件和安裝基面。
3)標(biāo)注必要的尺寸、公差和技術(shù)要求。
4)編制夾具明細(xì)表及標(biāo)題欄。
6.繪制夾具零件圖
夾具中的非標(biāo)準(zhǔn)零件均要畫零件圖，并按夾具總圖的要求，確定零件的尺寸、公差及技術(shù)要求。
2.2 夾具體的設(shè)計(jì)
2.2.1對(duì)夾具體的要求
1.有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性
夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對(duì)刀或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面(與機(jī)床相連接的表面)等，應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽绾托螤罹?，它們之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁?。為增加夾具體尺寸穩(wěn)定，鑄造夾具體要進(jìn)行時(shí)效處理，焊接和鍛造夾具體要進(jìn)行退火處理。
2. 有足夠的強(qiáng)度和剛度
加工過程中，夾具體要承受較大的切削力和夾緊力。夾具體需有一定的壁厚，鑄造和焊接夾具體常設(shè)置加強(qiáng)肋，或在不影響工件裝卸的情況下采用框架式夾具體(如圖2-1c所示)。
3.結(jié)構(gòu)工藝性好
夾具體應(yīng)便于制造、裝配和檢驗(yàn)。鑄造夾具體上安裝各種元件的表面應(yīng)鑄出凸臺(tái)，以減少加工面積。夾具體毛面與工件之間應(yīng)留有足夠的間隙，一般為4—15mm。夾具體結(jié)構(gòu)型式應(yīng)便于工件的裝卸，如圖1所示.
①分為開式結(jié)構(gòu)(圖2、a)；
②半開式結(jié)構(gòu)(圖2、b)；
③框架式結(jié)構(gòu)(圖2、c)等。
圖1常見的夾具體結(jié)構(gòu)
4. 排屑方便
切屑多時(shí)，夾具體上應(yīng)考慮排屑結(jié)構(gòu)。如圖2所示，在夾具體上開排屑槽及夾具體下部設(shè)置排屑斜面，斜角可取30°一50°
圖2 夾具體上設(shè)置排屑結(jié)構(gòu)
5. 在機(jī)床上安裝穩(wěn)定可靠
① 夾具在機(jī)床工作臺(tái)上安裝，夾具的重心應(yīng)盡量低，重心越高則支承面應(yīng)越大；
② 夾具底面四邊應(yīng)凸出，使夾具體的安裝基面與機(jī)床的工作臺(tái)面接觸良好，
2.2.2 夾具體毛坯的類型
1．鑄造夾具體
夾具體材料一般是鑄造，其特點(diǎn)是工藝性好，可鑄出各種復(fù)雜形狀，具有較好的抗壓強(qiáng)度、剛度和抗振性，但生產(chǎn)周期長，需進(jìn)行時(shí)效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。常用材料為灰鑄鐵
2．焊接夾具體
它由鋼板、型材焊接而成，這種夾具體制造方便、生產(chǎn)周期短、成本低、重量輕(壁厚比鑄造夾具體薄)。但焊接夾具體的熱應(yīng)力較大，易變形，需經(jīng)退火處理，以保證夾具體尺寸的穩(wěn)定性。
3．鍛造夾具體
它適用于形狀簡單、尺寸不大、要求強(qiáng)度和剛度大的場合。鍛造后也需經(jīng)退火處理．此類夾具體應(yīng)用較少。
4．型材夾具體
小型夾具體可以直接用板料、棒料、管料等型材加工裝配而成．這類夾具體取材方便、生產(chǎn)周期短、成奉低、重量輕，
5．裝配夾具體
它由標(biāo)準(zhǔn)的毛坯件、零件及個(gè)別非標(biāo)準(zhǔn)件通過螺釘、銷釘連接，組裝而成此類夾具體具有制造成本低、周期短、精度穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，有利于夾具標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，也便于夾具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。
3 鉆床夾具的總體設(shè)計(jì)
3.1 設(shè)計(jì)任務(wù)
該畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)是鉆削汽車前拖鉤φ17mm、φ13mm、Ra3.2粗糙度的兩個(gè)通孔。工件以臺(tái)階面、側(cè)面和圓弧面為定位基準(zhǔn)，工件材料45＃鋼，數(shù)量為中批量。由于該零件屬于中批量生產(chǎn)，鉆孔精度有要求，因此設(shè)計(jì)一個(gè)專用的鉆床夾具，保證零件的加工質(zhì)量，提高加工效率。
從前拖鉤零件圖（圖1）和三維圖（圖2）分析，汽車前拖鉤的結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜，屬叉架類零件，其加工表面為Φ13mm、Φ17mm的孔，其孔的側(cè)壁粗糙度是Ra3.2，為半精加工。由于零件設(shè)計(jì)圖上沒有標(biāo)出尺寸誤差，因此采用自由公差±0.5mm，所以兩孔的軸心距為74±0.1mm；Φ13mm與Φ25mm、Φ17mm與Φ34mm的同軸度誤差皆為0.1mm。兩孔端面有一個(gè)尺寸誤差要求須保證13±0.5。
本夾具擬采用移動(dòng)式結(jié)構(gòu)是為了工件在一次安裝中鉆兩較大的孔時(shí)，可以極為方便地確定鉆套對(duì)刀具的位置，從而節(jié)省找正夾具的時(shí)間，減少鉆套與刀具的磨損。
圖1 前拖鉤零件圖
圖2 前拖鉤三維圖
3.2 夾具的設(shè)計(jì)步驟
（1）明確設(shè)計(jì)任務(wù)書與收集設(shè)計(jì)材料
夾具設(shè)計(jì)的第一步是在已知生產(chǎn)綱領(lǐng)的前提下，研究被加工零件的零件圖、工序圖、工藝規(guī)程和設(shè)計(jì)任務(wù)書，對(duì)工件進(jìn)行工藝分析。其內(nèi)容主要是了解工件的特點(diǎn)、材料；確定本工序的加工表面、加工要求、加工余量、定位基準(zhǔn)和夾緊表面及所用的機(jī)床、刀具、量具等。
其次是根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書收集有關(guān)材料，如機(jī)床的技術(shù)參數(shù)，夾具零部件的國家標(biāo)準(zhǔn)、部頒標(biāo)準(zhǔn)和裝訂標(biāo)準(zhǔn)，各類夾具圖冊(cè)、夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)等，還可收集一些同類夾具的設(shè)計(jì)樣圖，并了解該廠的工裝制造水平，以供參考。
（2）擬定夾具結(jié)構(gòu)方案與繪制夾具草圖
（A）確定工件的定位方案，設(shè)計(jì)定位裝置。
（B）確定工件的夾緊方案，設(shè)計(jì)夾緊裝置。
（C）確定對(duì)刀或?qū)蚍桨福O(shè)計(jì)對(duì)刀或?qū)蜓b置。
（D）確定夾具與機(jī)床的連接方式，設(shè)計(jì)連接元件及安裝基面。
（E）確定和設(shè)計(jì)其它裝置及元件的結(jié)構(gòu)型式，如分度裝置、定位裝置及吊裝元件等。
（F）確定夾具體的結(jié)構(gòu)型式及夾具在機(jī)床上的安裝方式。
（G）繪制夾具草圖，并標(biāo)注尺寸、公差及技術(shù)要求。
進(jìn)行必要的分析計(jì)算
工件的加工精度較高時(shí)，應(yīng)進(jìn)行工件加工精度分析。有動(dòng)力裝置的夾具，需計(jì)算夾緊力。當(dāng)有幾種夾具方案時(shí)，可進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析，選用經(jīng)濟(jì)效益較好的方案。
審查方案與改進(jìn)設(shè)計(jì)
夾具草圖畫出后，應(yīng)征求有關(guān)人員的意見，并送有關(guān)部門審查，然后根據(jù)他們的意見對(duì)夾具方案作進(jìn)一步修改。
繪制夾具裝配總圖
由于三維CAD系統(tǒng)具有可視化好、形象直觀、設(shè)計(jì)效率高、以及能為企業(yè)數(shù)字化的各類應(yīng)用環(huán)節(jié)提供完整的設(shè)計(jì)、工藝、制造信息等優(yōu)勢，使其取代傳統(tǒng)的純二維CAD系統(tǒng)已成為歷史發(fā)展的必然。因此決定嘗試采用三維CAD軟件----Pro ENGINEER V4.0作為本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的工具軟件。
由Pro ENGINEER V4.0繪制出夾具的總裝配圖，再生成二維的工程圖。圖紙應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)繪制。繪圖比例盡量采用1:1. 主視圖按夾具面對(duì)操作者的反向繪制。總圖應(yīng)把夾具的工作原理、各種裝置的結(jié)構(gòu)及其相互關(guān)系表達(dá)清楚。
夾具總圖的繪制次序如下：
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繪制在各個(gè)視圖的合適位置上。在總圖中，工件可看作透明體，不遮擋后面夾具的線條。
依次繪出定位裝置、夾緊裝置、對(duì)刀或?qū)蜓b置、其它裝置、夾具體及連接元件和安裝基面。
標(biāo)注必要的尺寸、公差和技術(shù)要求。
編制夾具明細(xì)表及標(biāo)題欄
完整的夾具裝配總圖可參閱夾具圖冊(cè)。
繪制夾具零件圖
夾具中的非標(biāo)準(zhǔn)零件均要畫零件圖，并按夾具總圖的要求，確定零件的尺寸、公差及技術(shù)要求。
3.3鉆床夾具的設(shè)計(jì)
鉆床夾具三維圖，如圖3所示。
6
5
2
4
7
3
圖3 鉆床夾具三維圖
本夾具用來在立式鉆床上鉆汽車前拖鉤的兩個(gè)通孔。
工件以臺(tái)階面、側(cè)面和圓弧面為定位基準(zhǔn)，分別由左、右支承3與6、支承板4和檔銷7定位。為了減少工件與支承間的接觸面。左、右支承3與6都經(jīng)削邊。由于工件側(cè)面是一斜面，因此支承板4做成臺(tái)階式的。
夾具體5可在帶導(dǎo)軌的底座2上移動(dòng)，并用螺釘來調(diào)節(jié)兩極限位置。
本夾具采用移動(dòng)式結(jié)構(gòu)是為了工件在一次安裝中鉆兩較大的孔時(shí)，可以極為方便地確定鉆套對(duì)刀具的位置，從而節(jié)省找正夾具的時(shí)間，減少鉆套與刀具的磨損。
該夾具的缺點(diǎn)是切屑易積存在導(dǎo)軌上，影響夾具體5的移動(dòng)及定位精度。應(yīng)該注意：工件以臺(tái)階平面定位的方法只適用于加工要求不高的情況下。
4 鉆床夾具的詳細(xì)設(shè)計(jì)?
4.1零件的工藝性分析
我們所需要設(shè)計(jì)的是利用鉆床夾具加工出圖中Φ17,Φ13孔的鉆模。工件的其他都是已經(jīng)加工好的。?
該工件的結(jié)構(gòu)形狀比較不規(guī)則，兩端都是圓弧形狀，待加工的孔精度要求較高，需鉆削φ17mm、φ13mm、Ra3.2粗糙度的兩孔，工件材料45＃鋼，數(shù)量為為中批量孔表面粗糙度細(xì)，故工藝規(guī)程中分鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸四個(gè)工步進(jìn)行加工。
4.2?確定夾具類型?
工件在鉆床上不好夾緊，要求我們?cè)O(shè)計(jì)出夾緊裝置，設(shè)計(jì)出夾緊加工方案。?我們采用立式鉆床。?
4.3?擬訂定位方案和選擇定位元件?
根據(jù)工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其定位方案為以工件以臺(tái)階面、側(cè)面和圓弧面為定位基準(zhǔn)，選擇帶臺(tái)階面的V型塊，作為及其端面的定位元件。
4.4 確定夾緊方案?
參考夾具資料，采用螺栓，V型塊，端面夾緊工件。???
4.5 加工方法和步驟：?
4.5.1零件加工工藝過程：?
（1）鑄造成形，其余實(shí)心；?
（2）退火，消除殘余內(nèi)應(yīng)力；
（3）數(shù)控銑，銑左邊兩平面，再鉆鉸Φ7.94孔，用平虎鉗定位和裝夾；?
（4）數(shù)控銑，銑右邊兩平面，用平虎鉗定位和裝夾；?
（5）鉆孔，用專用鉆夾具加工Φ13和Φ17孔；?
（6）去毛刺.檢驗(yàn)。?
4.5.2設(shè)計(jì)任務(wù)?
（2）生產(chǎn)類型：中批量生產(chǎn)。?
（3）毛胚：鑄造件。?
鑄造是利用模具使坯料變形而獲得鑄件的鑄造方法.鑄造與自由鑄相比,具有生產(chǎn)率高,鑄件外形復(fù)雜,尺寸精度高,表面粗糙度值小,加工余量小等優(yōu)點(diǎn),鑄模制造成本高.鑄造適合中小鑄件的大批量生產(chǎn).?
（4）工藝內(nèi)容：先銑端面,后完成鉆、擴(kuò)、較Φ13孔和Φ17孔，工序如圖所示。該工序所用設(shè)備為Z525立式鉆床。
（5）工序的加工要求：兩孔中心距為（74±0.05）mm。??
4.6 夾具設(shè)計(jì)方法和步驟?
4.6.1夾具類型的確定?
由設(shè)計(jì)任務(wù)及條件可知,工件的外形輪廓尺寸小,重量輕,加工要求不高,生產(chǎn)批量不大.因此,設(shè)計(jì)的夾具不宜復(fù)雜,在保證質(zhì)量和提高生產(chǎn)率的前提下,盡量簡化結(jié)構(gòu),做到經(jīng)濟(jì)合理.根據(jù)被加工部位?的分布情況,擬采用翻轉(zhuǎn)式鉆夾具(快換鉆套).?
4.6.2選擇定位元件?
1)選用帶臺(tái)階面的定位銷,作為Ф25外圓及其端面定位的定位元件.其結(jié)構(gòu)和尺寸按要求確定.?
①選用可調(diào)支承釘作為以底面外緣定位的定位元件,其結(jié)構(gòu)和尺寸按表3-19和表3-20確定,它可限制Z自由度.該方案可克服毛胚精度對(duì)定位精度的影響,在使用過程中根據(jù)每批毛胚的精度進(jìn)行調(diào)整.?
②采用Ｖ形塊為定位元件,?,限制了Z自由度,其定位精度不受毛胚精度的影響,但受夾具結(jié)構(gòu)限制,并且結(jié)構(gòu)復(fù)雜,布局較難.Ｖ形塊除定位作用外,還有夾緊作用,根據(jù)本工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),易引起工件的變形.
4.6.3 定位誤差分析計(jì)算?
1)加工Ф25,要求保證中心距尺寸74mm及兩孔軸線平行度0.30mm.?
①計(jì)算中心距尺寸(74±0.20)mm定位誤差△D為：
△D=△B+△Y?由圖可知,△B=0?
基準(zhǔn)位移誤差△Y等于定位銷與定位孔的最大間隙值Xmax,銷25外圓配合代號(hào)為Ф25?。?
于是?????∵ Xmax=Dmax-dmin=28.021 - 27.98=0.041（mm）< 0.30mm
?????∴ 該定位方案滿足要求。?
?2）加工Φ13孔Φ17孔，要求保證孔距尺寸（74±0.25）mm的定位精度。?
同理?????△D=△B+△Y，∵△B=0? ∴△D=△Y=0.041（mm）<±0.25
該定位方案滿足要求。?
由于上分析可知，該定位方案與定位裝置是可行的。?
4.6.4??夾緊裝置的設(shè)計(jì)?
1.夾緊機(jī)構(gòu)?
根據(jù)生產(chǎn)類型，此夾具的夾緊機(jī)構(gòu)不宜復(fù)雜，采用螺旋夾緊方式。螺栓直徑暫用M8.??
2.夾緊力的計(jì)算?
（1）加工兩孔時(shí)受力分析加工時(shí)，鉆削軸向力F與夾緊力F1同向，作用在定位支承上，而鉆削扭距T1則有使工件緊靠于可調(diào)支承之勢，所用鉆頭直徑小，切削力矩不大。因此，對(duì)加工此孔來說，夾緊是可靠的，不必進(jìn)行夾緊力校核。加工時(shí)，鉆削軸向力F有使工件繞O點(diǎn)旋轉(zhuǎn)的趨勢，而鉆削扭矩T2又有使工件翻轉(zhuǎn)的趨勢，為防止上述兩種趨勢的發(fā)生，夾具的夾緊機(jī)構(gòu)具有足夠的夾緊力和摩檫力矩，為此需進(jìn)行夾緊的校核。?
1）鉆削軸向力F?
鉆該兩孔上時(shí)選用：搖臂鉆床Z3925，刀具選用高速鋼刀具。
查[6]資料得：
切削力公式：=667
式中D1=17mm D2=13mm
查資料得：=(/736)0.75
其中 σb =0.6 =0.0048
即：1=8590.72(N) 2=5730.08(N)
實(shí)際所需夾緊力：
查資料得：= F×K/μ1+μ2
有 μ1=0.7 ，μ2=0.16
安全系數(shù)K可按下式計(jì)算有：
K=
式中：～為各種因素的安全系數(shù)，查資料可得：
K=1.21.01.01.01.31.01.0=1.56
所以 1=K=5826.09(N 2=K=3886.10(N)
由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具 結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
取K=1.56，μ1=0.7 μ2=0.16
查資料可知壓板螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以
下公式計(jì)算：
式中參數(shù)由資料可查得：
=6.22 =2.76 φ1=90° φ2=9°50′ α=2°29′
其中：L=40（mm） Q=106(N)
螺旋夾緊力:W0=9496.4(N)
由上述計(jì)算易得：W0＞ Wk
因此采用夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的
4.6.5??導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)及其他裝置結(jié)構(gòu)、夾具體的確定?
1.加工Φ17孔導(dǎo)向裝置的確定?
為適應(yīng)鉆、擴(kuò)、鉸的要求，現(xiàn)選用快換鉆套及與之相適應(yīng)的襯套鉆套端面至加工面間的距離一般取（0.3~1）d(d為鉆頭直徑），取8mm.?
2.加工Φ13孔的導(dǎo)向裝置的確定?
為維修方便，不采用固定鉆套，而選用可換鉆套，它們的主要尺寸和結(jié)構(gòu)由參考文獻(xiàn)[1]選取。其主要尺寸如表4—2所示。?各導(dǎo)向件至定位元件（Φ13H7孔中心）間的位置尺寸公差按工件相應(yīng)公差的1/2~1/5選取。因此,(74±0.05）mm，13H9孔鉆套軸心線對(duì)基準(zhǔn)面垂直度允差Φ0.05mm,Φ17孔鉆套軸心線對(duì)基準(zhǔn)面平行度允差Φ0.05mm.?3.其他裝置的確定?
為便于排屑，輔助支承采用螺旋套筒式；為便于夾具的制造和維修，鉆模板與夾具體的聯(lián)接采用裝配式。夾具體采用開式，使加工、觀察、清理切屑均方便。
4.6.6??繪制夾具結(jié)構(gòu)圖?
繪制夾具結(jié)構(gòu)圖一般分兩步，首先繪制草圖，待對(duì)夾具精度進(jìn)行分析和計(jì)算后，若需修改的，修改后再按國際正式繪制夾具總裝圖，如圖所示。?
4.6.7確定夾具技術(shù)要求和有關(guān)尺寸，公差配合?
夾具技術(shù)要求和有關(guān)尺寸，公差配偶和是根據(jù)教材和、有關(guān)資料，手冊(cè)規(guī)定的原則和方法確定的，本例的技術(shù)要求和公差配合如下：
?1.技術(shù)要求?
⑴定位元件與夾具底面的垂直度誤差允許值在全長上為0.03mm。?
⑵導(dǎo)向元件與夾具底面的垂直度誤差允許值在全長上為0.05mm?
⑶導(dǎo)向元件與夾具底面的平行度誤差允許值為0.05mm
2.公差配合?
⑴Φ13H9孔鉆套，鉆模板上內(nèi)孔之間的配合代號(hào)及精度分別為：?
??Φ22H7/g6(鉆套—鉆模板)?
⑵Φ17H9孔鉆套，鉆模板上內(nèi)孔之間的配合代號(hào)及精度分別為：?
??Φ26H7/g6(鉆套—鉆模板)?
⑶其余部分的公差配合代號(hào)及精度如圖所示。?
4.6.8?夾具精度分析與計(jì)算?
由圖可知，所設(shè)計(jì)夾具需保證的加工要求有：尺寸（74±0.2）mm及Φ13H9孔和Φ17H7孔軸線間平行度誤差0.30mm等四項(xiàng)。，不必驗(yàn)算，其余各項(xiàng)精度要求分別驗(yàn)算如下：?
⑴尺寸（74±0.2）mm
⑵定位誤差△D，由前計(jì)算可知△D=0.041mm；?
⑶定位元件對(duì)底面的垂直度誤差△A=0.03mm；?
⑷鉆套與鉆模板間的最大配合間隙△T1=0.033mm；?
⑸鉆套孔的距離公差△T2=0.1mm；?
⑹鉆套軸線對(duì)底面（F）的垂直度誤差為△T3=0.05mm；?
⑺麻花鉆與鉆套內(nèi)孔的間隙X=0.050；?參考文獻(xiàn)[6]有式3-2可得：?
△?J=△D+△A+△T1△+△T2+△T3+X?
=0.0412+0.03+0.033+0.1+0.05+0.050?=0.131∠2/3δG=2/3X0.4=0.26mm
因而夾具能保證尺寸這項(xiàng)加工要求。?
同理可完成Φ10H9孔軸線對(duì)Φ25H7孔軸線的平行線誤差為0.30mm的精度校核。?
由于夾具設(shè)計(jì)的各部分分析與計(jì)算已進(jìn)行，結(jié)果符合要求，在結(jié)構(gòu)草圖的基礎(chǔ)上，繪制正式的總裝配圖。
4.6.9 夾具零部件的設(shè)計(jì)與選用
1.檔銷的設(shè)計(jì)
根據(jù)零件的設(shè)計(jì)技術(shù)要求，從而設(shè)計(jì)定位檔銷的尺寸，如圖4所示：
圖4 檔銷零件圖
2.鉆套的選用
工藝孔的加工只需鉆就能滿足加工要求。因此采用鉆套導(dǎo)向加工兩個(gè)工藝孔。
圖5 鉆套零件圖
表2 鉆套結(jié)構(gòu)尺寸表
d
D
D1
H
t
基本尺寸
極限偏差F7
基本尺寸
極限偏差n6
13
+0.034
+0.016
22
+0.028
+0.015
26
16
28
36
0.008
17
26
30
0.012
4.6.10?繪制夾具非標(biāo)準(zhǔn)零件(見圖)?
結(jié)論
該畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)鉆床夾具進(jìn)行了一定的研究，在設(shè)計(jì)過程中定位方案和夾緊裝置是兩個(gè)重點(diǎn)也是兩個(gè)難點(diǎn)。該論文的主要任務(wù)是設(shè)計(jì)一個(gè)汽車前拖鉤鉆孔夾具設(shè)計(jì)，工件以臺(tái)階面、側(cè)面和圓弧面為定位基準(zhǔn)，需鉆削φ17mm、φ13mm、Ra3.2粗糙度的兩孔，工件材料45＃鋼，數(shù)量為為中批量。為了使鉆孔的位置精確，必須對(duì)零件進(jìn)行安裝、定位、夾緊。
本夾具采用移動(dòng)式結(jié)構(gòu)是為了工件在一次安裝中鉆兩較大的孔時(shí)，可以極為方便地確定鉆套對(duì)刀具的位置，從而節(jié)省找正夾具的時(shí)間，減少鉆套與刀具的磨損。
在設(shè)計(jì)過程中采用了大量的標(biāo)準(zhǔn)件，這樣可以降低夾具的生產(chǎn)成本，使該鉆床夾具更經(jīng)濟(jì)；由于使用專用的夾具，大批量生產(chǎn)單一的零件，即保證了零件的加工精度又提高了零件的生產(chǎn)效率；達(dá)到了經(jīng)濟(jì)、高效的目的。
致謝
經(jīng)過了兩個(gè)多月的學(xué)習(xí)和努力，在楚天舒老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下，我終于完成了“汽車前拖鉤的鉆床夾具設(shè)計(jì)”的畢業(yè)設(shè)計(jì)。從課題選擇、方案論證到具體設(shè)計(jì)，每一步對(duì)我來說無疑是巨大的嘗試和挑戰(zhàn)，也成就了我在大學(xué)期間獨(dú)立完成的最大的項(xiàng)目。記得在剛接到這個(gè)課題時(shí)，由于夾具設(shè)計(jì)以及相關(guān)知識(shí)不是很了解，我都有些茫然不知所措，不知從何入手，于是我給自己提出了一系列問題：如何做畢業(yè)設(shè)計(jì)、做畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求、我要設(shè)計(jì)一個(gè)怎樣的夾具、要達(dá)到什么樣的效果、實(shí)現(xiàn)什么樣的功能、與那些專業(yè)知識(shí)有關(guān)聯(lián)等。后來，在老師的引導(dǎo)下，我清楚要做好畢業(yè)設(shè)計(jì)，必須了解相關(guān)的專業(yè)知識(shí)，去圖書館查閱相關(guān)資料、上網(wǎng)去了解鉆床夾具的最新動(dòng)向。
在具體設(shè)計(jì)的過程中，我遇到了很多問題，比如：加工零件時(shí)，我應(yīng)該如何定位，才能滿足要求，又能使工人師傅加工方便、快捷、高效。于是我不斷地給自己提出新的想法，然后去論證這種想法的使用性，在這個(gè)循環(huán)往復(fù)的過程中，我學(xué)到了很多東西，同時(shí)畢業(yè)設(shè)計(jì)也在一天天的完成中。雖然我的設(shè)計(jì)作品不是很成熟，參考了很多資料仍然還有很多不足之處，但我心里有一種莫大的幸福感，因?yàn)槲覍?shí)實(shí)在在地走過了一個(gè)完整的設(shè)計(jì)所應(yīng)該走的每一個(gè)過程，并且享受了每一個(gè)過程，更重要的是這個(gè)設(shè)計(jì)中我加入了自己鮮活的思想。
在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，我學(xué)到的不僅僅是畢業(yè)設(shè)計(jì)本身，還有很多畢業(yè)設(shè)計(jì)之外的東西，一種態(tài)度，既是對(duì)學(xué)術(shù)的態(tài)度，也是對(duì)人生的態(tài)度，盡自己所能，認(rèn)真做好手邊的事情。
在這里我要特別感謝我的指導(dǎo)老師—XXX老師。他為人隨和熱情，治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)心。從選題、定題開始，一直到最后論文的反復(fù)修改、潤色，XXX老師始終認(rèn)真負(fù)責(zé)地給予我深刻而細(xì)致地指導(dǎo)，幫助我開拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)。正是楚老師的無私幫助與熱忱鼓勵(lì)，我的畢業(yè)論文才能夠得以順利完成，謝謝楚老師。
同時(shí)，感謝所有關(guān)心、支持、幫助過我的良師益友。最后，向所有為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)提出寶貴意見的專家老師們表示衷心的感謝和崇高的敬意！
致謝人：李建軍
參考文獻(xiàn)
[1] 孟憲棟.機(jī)床夾具圖冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.10；
[2] 李名望.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)實(shí)例教程.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.8；
[3] 譚雪松. Pro/ENGINEER中文野火版4.0項(xiàng)目教程.北京：人民郵電出版社，2009.5；
[4] 傅成昌,傅曉燕.公差與配合問答.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.1；
[5] 虞自奮.AutoCAD2008高級(jí)案例解析.北京：中國電力出版社，2008.5；
[6] 曹巖.機(jī)床夾具手冊(cè)與三維圖庫.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.3；
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