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1 (2005) 368378a of 989. It is to be by as et 3 N r 2005 +15088316092; +H. 1. of of of of by 985, y 1 of as a of et 2 is a in to a in a in to of a In 3is a 1. a at of by is of of to a In a to on is An if it be to to 005 100 d, 1609, 4 004; in 004; 0 004Y. of a at 4a be as 5 s on to ys is q*, at a is to be is gi(as 1)as : To be be a ; i 1;2; .; n, (1)n is of q z0;y0;f0;of of q y N Y. 1 (2005) 368378 369(2)of as by q. (3). be if q. (2) to :9=; 6. (3). If is is at of is by If is at be of a be to 6a be to Z O X Y Z O (x0,y0,1. to N of is no on to a to is by it is as to is to If is is of a to or A to of a is of is to of L:As 3, n; i 1;2; .; n; n be as : : : :2637et 7 to a to It et 8 an to of L( of to of It X of r of as (4) (5) (6)l is an of 6 6 6 46 Y. 1 (2005) 368378370WL: : : :7) n 6; is is n be of n n of to N Y. 1 (2005) 368378 371n n of n to of is to be to on of in n a s 2. Y (a1,b1,2,b2,(x1,y1,(x2,y2,(ai,bi,(xi,yi,(3. A N V X 0. (9) q. (9). an a of 0;0;0;3;0;00;1;1;0;0;00;1;1be be C0 is nd (8) 9) V0. 10(10) q. (11) is 0. (11)(11) r: In to an 1, 0, 0, 0, 0, 0, is is x 0 in of is of is by a is if of X be as of 90j: by 1, 1, 0nd . s) r n of If a n C0 r 0 r; 1r of s) to r : : : : : : :be as X (8)e y;Dz;ax;ay;x, y, z x, y, z of w is by of r Y. 1 (2005) 368378i 1;2; :; .N 0, 0, 10, 2, 1, 00,0, 1, 00, 3, 0, 20,0, 1, 00, 1, 0, 2is 01 3 :s 1;2; :;6l 1;2; :;6 () 6C0 r on a C+ to In a a is on a as 4. of as : 0, 0, 10, 1, 3, 00,2: 0, 0, 10,3,3,00,: V is a q. (11). r be 66637776663777:l 1;2; :;6 is of q. (10) a 101;0 j 1;2; :;6C0 r; 2. C2 n of to a r C2 r a 6C0 r r; 1r of s) to r C2 r :26663777H. Y. 1 (2005) 368378 373010N of 0 0000:50:5 00:51:50:75 5 1:50 00:25 0:25 0 00:5 0000000:5 is as a of of ve A of is of be 0; 0; 0; 0; 0x on an to of 4. Y. 1 (2005) 3683783745 a of in as 1: 0, 1, 00, 896, ,0, 1, 00, 1060, ,0, 1, 00, 1010, , 977, , 977, , 1034, of 1 0 515:000:896001 0378: 1:06000 1 0 612:00:01000:9955 349 0:0880 445 664 0:86380:9955 349 0:0880 728 664 0:82800:0880 0:0170 960 866:6257998 :2466 0:093626666666643777777775,o6 is It is of ve of 1is L; N 10378:001:06000 1 0 612: :01000:9955 349 0:0880 445 664 0:86380:9955 349 0:0880 728 664 0:82800:0880 0:0170 96 866:6257998 :2466 0:of :8768 607 665 21:3716 0:49953:0551 551 448 32:4448 0956 1:0862 12:0648 764 916044 0:0044 0:0061 061 00:0025 025 0:0065 069 0:0007004 0:0004 0:0284 284 is on ve is as 5. 10 (H. Y. 1 (2005) 368378 375:0551 551 448 32:4448 0956 1:0862 12:0648 764 916044 0:0044 0:0061 061 00:0025 025 0:0065 069 0:0007004 0:0004 0:0284 284 o ve to ,1:876860766521:37160:499526666666643777777775551 551 448 32:4448 0956 1:0862 12:0648 764 916044 0:0044 0:0061 061 00:0025 025 0:0065 069 0:0007004 0:0004 0:0284 284 0266666666437777777750; 13; 432; 706; 0: ; 13; 432; 706; 0:04a by of a 0, a To to of 1in . of if a 1in . is an To an an N Y. 1 (2005) 36837837614wof It an locat夹具定位规划 中 完整性评估和修订 验室，机械工程学系，伍斯特理工学院研究院， 100 路，伍斯特，硕士 01609，美国 2004年 9月 14日收稿 ;2004年 11 月 9日修订 ;2004年 11 月 10日 发表 摘 要 几何约束是夹具设计中最重要的考虑因素之一。确定位置的解析拟订已发达。然而，如何分析和修改 在 实际夹具设计实践过程中的一个非确定性的定位计划尚未深入研究。在本文中，提出了一种方法来描述 在限制 约束下的重点夹具系统的几何约束状态。 一种限制 约束 下 状态，如果它存在，可以识别给定定位计划。可以自动识别工件的 所有 限制 约束下约束状态的提案。这有助于改善逆差定位计划，并为修订提供指引，以最终实现确定性的定位。 关键词：夹具设计 ;几何约束 ;确定性定位 ;限制 约束 ;过约束 夹具是用 于 制造 工业进 行工件牢固 定 位的一种机制。在零件加工过程中规划一个关键的第一步，夹具设计需要，以确保定位精度和三维工件的精度。 3一般情况下，是最广泛使用的指导原则发展的位置计划。 一个加工夹具定位方案必须满足一些要求。最基本的要求是，必须提供工件确定的位置。 这种观点指出 ，定位计划生产 的 确定位置，工件不能移动，而至少有一个定位不会失去联系。这一直是夹具设计的最根本的准则之一，许多研究人员关于几何约束状态的研究 表明 ，工件在任何定位计划分为以下三个类别： 1、 良好的约束（确定性）：工件在一个独特的位置 进行配合 ，工件表面 与 6个定位器取得联系。 2、 限制 约束 ：不完全约束工件的自由度。 3、 过约束：工件自由度超过 6定位的制约。 在 1985年 ,浅田 1提出了满秩为准则雅可比矩阵的约束方程 ,基于分析形成了调研后 ,确定定位。周等 2在 1989年制定了在确定性定位问题上使用螺旋理论。结果表明 ,定位矩阵的定位需要压力满秩达到确定的位置。该方法的确定通过无数的研究。王等 3考虑定位工件的接触的影响，而采用点接触面积。他们介绍了接触矩阵，并指出，两个接触的机构不应该有平等的，但在接触点曲率相反。卡尔森 4认为，可能没有足够的应用，如一些不是非棱柱的表面或相对误差近似 的 非小线性。他提出一个二阶泰勒展开，其中也考虑到定位误差相互作用。马林和费雷拉 5应用周 对 3定若干按照规则的规划。尽管众多的位置上的确定分析研究 很 少注意非确定性分析的位置。 在浅田的拟定方案中 ,他们 假设工件夹具元件和点之间的联络无阻力。理想的位置 q*,而应放置工件表面和分片，可微函数是 图 1)。 表面函数定义为 :gi(q*)=0是确定的 ,应该有一个独一无二的解决方案为下列所有定位方程组。 gi(q)=0,i=1,2,.,n (1) 其中 向 ,代表了工件的定位和方向。 只有考虑到目标位置 q*附近在 处 : 浅田表明 (2) 阵式所示 （ 3）。确定定位 如果雅可比矩阵满秩，可满足要求。 (2)只有 q=q*一个解决办法 (3) 在 1个 3 ，一个约束方程的雅可比矩阵的 满 秩 的 约束状态如表1所示。如果 定位 是小于 6，工件是 限制约束 的，即存在至少有一个工件 自由 定位议案不 受 限制的。如果矩阵满秩，但定位 大于 6定位，工件 是 过约束，这表明存在至少一个定位等 ;而几何约束工件被删除不影响的状态。 找出一个模型除了3以建立基准框架提取等效 的定位点。胡等 6已经发展出一种系统的方法 ,对这个用途。因此 ,这则能适用于所有的定位方案。 图 1 表 1 等级 数量的定位 地位 6 等 7遵循这些方法和他们实施制定的几何约束分析模块其自动化的计算机辅助夹具设计的核查制度。他们 的 也可以分析工件的位移和灵敏度定位错误。 熊等人 8提出的等级检查方法的定位矩阵 附件 )。他们还介绍了左 /右边的定位矩阵广义逆理论 ,分析了工件的几何误差。结果表明 ,定位及发展方向误差 X 和位置误差 X=r, (4) X=(1r, (5) X=1 r+(1 , (6) 是 任意一个向量。 他们还介绍了从这些矩阵的几个指标，评价定位配置，其次是通过约束非线性规划的优化。然而，他们的研究分析，不涉及非确定性定位的修订。目前，还没有就如何处理与提供确定的位置 的 夹具设计系统的研究。 如果不确定性的位置达到夹具系统设计的 要求 ，设计师知道约束状态是什么，以如何改善设计是 非常 重要的 条件 。如果夹具系统是过度约束， 是理想定位需要的 不必要的 信息 。而下约束时，所有有关知识约束工件的议案，可以引导设计师选择额外的定位或 使得 修改定位计划更有效。的总体战略定位计划表征几何约束的状态描述图 2。 在本文中 ,定位矩阵秩的几何约束的施加评价状态 (见附件为获得的定位矩阵 )。确定需要六个定位器定位提供矩阵的满秩定位 如图 3所示 ,在给定的定位器数量 n,定位法向量 ai,bi,定位的位置 xi,yi,每一个定位器 ,i=1,2,.,n,n*6定位矩阵可以确定如下 : （ 7） 当等级 （ =6， n=6时，是工件良好约束。 当等级（ =6， n6时 ;是工件过约束。 这意味着（ 不必要的定位在定位方案上。工件将不存在限制（ 位器。这种状态的数学表示方法 ,那就是（ 定位向量矩阵 ,可表示为线性组合的其他六行向量。 图 2 几何约束状态描述 图 3一个简化的定位方案。 定位方案，提供了确定性的位置。发达国家的算法使用下列方法确定不必要的定位： 1、找到所有的（ 合定位 的。 2、为每个组合 ,从（ 位器确定定位方案。 3、重新计算矩阵秩的定位为左六个定位器。 4、如果等级不变 ,被删除的 (位器是负责过约束状态。 这种方法可能会产生多种解决方案，并要求设计师来决定哪一套不必要的定位应该被删除 以 最佳定位性能。 当等级（ 6,工件的 限制 约束。 参考文献 1 , B.。自动重构夹具的柔性装配夹具的运动学分析。 机器人 6 2 C， ， M。加工装置的自动配置的数学方法分析和综合。反 英工业 1989;111:299 3 Y, , M.。 夹具运动学分析的基础上充分接触刚体模型。 学与工程 2003;125： 316 4 S。刚性零件的装夹和定位计划的二次灵敏度分析 “。 制造业 2001年科学与工程 ;123（ 3）： 462 5 , 制造业 科学与工程 2001年 ;123:708 6 士论文中，伍斯特理工学院 ;2001年。 7 , , , 会 2:350 8 Y, H, 士顿：爱思唯尔 ;2005年。 购买后包含有 咨询 I 学 毕业设计 论文 固定耳板的加工工艺与钻夹具设计 所在学院 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导老师 年 月 日 购买后包含有 咨询 要 固定耳板 零件加工工艺及 钻床夹具设计 是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后 进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。 关键词： 工艺 ， 工序 ， 切削用量 ， 夹紧 ， 定位 ， 误差 购买后包含有 咨询 he is of In of to of to of of in to is to of of as a by of to 购买后包含有 咨询 录 摘 要 . . 录 . 1 章 序 言 . 11 第 2 章 零件的分析 . 12 件的形状 . 12 件的工艺分析 . 12 第 3 章 工艺规程设计 . 13 定毛坯的制造形式 . 13 面的选择 . 13 定工艺路线 . 13 艺路线方案一 . 13 艺路线方案二 . 14 艺方案的比较与分析 . 14 择加工设备和工艺装备 . 15 床选用 . 15 择刀具 . 15 择量具 . 15 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 16 定切削用量及基本工时 . 17 第 4 章 加工 4具设计 . 26 具设计要求说明 . 26 位原理及其实现 . 26 位原件选择 . 26 紧机构的选择 . 27 件的夹具的加工误差分析 . 27 定夹具体结构尺寸和总体结构 . 28 购买后包含有 咨询 V 件的专用夹具简单使用说明 . 29 总 结 . 31 致 谢 . 32 参 考 文 献 . 33 购买后包含有 咨询 买后包含有 咨询 买后包含有 咨询 买后包含有 咨询 买后包含有 咨询 X 11 第 1 章 序 言 机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也 可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。 固定耳板 零件加工工艺及 钻床夹具设计 是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等 的基础下，进行的一个全面的考核 。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具， 保证尺寸 证零件的加工质 量。 本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。 本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。 12 第 2 章 零件的分析 件的形状 题目给的零件是 固定耳板 零件 ，主要作用是 起连接作用。 零件 的实际形状如上图所示， 从零件图上看，该零件是典型的零件，结构比较简单 。 具体尺寸，公差如下图所示 。 件的工艺分析 由零件图 可知，其材料为 用于承受较大应力和要求耐磨零件。 固定耳板 零件主要加工表面为： 1. 铣削底面 ，表面粗糙度2.5 m 。 2. 铣削左端面 ，表面粗糙度2.5 m 。 3. 铣削右端面 ，表面粗糙度2.5 m 。 4. 钻扩铰 45 和钻 扩铰 11，及表面粗糙度.2 m 。 固定耳板 共有两组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下： (1) 端面 的加工表面： 这一组加工表面包括： 端面 ，内孔 。这一部份只有端面有 粗糙度要求 。其要求并不高，粗车后半精车就可以达到精度要求。 (2). 45和 11的加工表面： 这一组加工表面包括：钻 扩铰 45和 11孔。 13 第 3 章 工艺规程设计 本 固定耳板 假设 年产量为 10 万台，每台车床需要该 零件 1 个，备品率为 19%，废品率为 每日工作班次为 2班。 该零件材料为 据设计要求 Q=100000件 /年， n=1件 /台；结合生产实际，备品率和 废品率分别取 19%和 入公式得该工件的生产纲领 N=2+ )（ 1+ )=238595件 /年 定 毛坯 的制造形式 零件材料为 产量已达成批生产水平，而且零件轮廓尺寸不大，可以采用 型材 ，这从提高生产效率，保证加工精度，减少生产成本上考虑，也是应该的。 面的选择 基面选择是 工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 粗基准的选择，对像 固定耳板 这样的零件来说，选好粗基准是至关重要的。对本零件来说，如果外圆的端面做基准，则可能造成这一组内外圆的面与零件的外形不对称，按照有关粗基准的选择原则 (即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面做粗基准，若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对应位置精度较高的不加工表面做为粗基准 )。 对于精 基准而言，主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不在重复。 定工艺路线 制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 艺路线方案一 14 10 开料 型材开料毛坯 20 铣 铣大端面 30 铣 铣四周侧面 40 车 车 弧面 50 钻 钻扩铰 45 60 钻 钻扩铰 41 70 去毛刺 钳工去毛刺 80 终检 按图样要求检验 90 入库 入库 艺路线方案二 10 开料 型材开料毛坯 20 铣 铣大端面 30 铣 铣四周侧面 40 车 车 弧面 50 钻 钻扩铰 45 60 钻 钻扩铰 41 70 去毛刺 钳工去毛刺 80 终检 按图样要求检验 90 入库 入库 艺方案的比较与分析 上述两个方案的特点在于：方案一的定位和装夹等都比较方便，但是要更换多台设备，加工 过程比较繁琐，而且在加工过程中位置精度不易保证。方案二减少了装夹次数，但是要及时更换刀具，因为有些工序在车床上也可以加工，镗、钻孔等等，需要换上相应的刀具。而且在磨削过程有一定难度，要设计专用夹具。因此综合两个工艺方案，取优弃劣，具体工艺过程如下： 10 开料 型材开料毛坯 20 铣 铣大端面 15 30 铣 铣四周侧面 40 车 车 弧面 50 钻 钻扩铰 45 60 钻 钻扩铰 41 70 去毛刺 钳工去毛刺 80 终检 按图样要求检验 90 入库 入库 择加工设备和工艺装备 床选用 . 工序 40 用 6140 车床加工 ， 各工序的工步数不多，成批量生产，故选用卧式车床就能满足要求。本零件外轮廓尺寸不大，精度要求属于中等要求，选用最常用的 考根据机械制造设计工工艺简明手册表 0、 60 是钻孔，选用 0 铣削 加工 ,这两个面的要求精度 不 高 ,从经济角度看 ,采用 床 。 择刀具 一般选用硬质合金车刀和镗刀。加工刀具选用 硬质合金车刀，它的主要应用范围 为普通铸铁、冷硬铸铁、高温合金的精加工和半精加工。为提高生产率及经济性 ,可选用可转位车刀 ( 考机械加工工艺手册（主编 孟少农），第二卷表 择量具 本零件属于成批量生产，一般均采用通常量具。选择量具的方法有两种：一是按计量器具的不确定度选择；二是按计量器的测量方法极限误差选择。采用其中的一种方法即可。 16 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “ 固定耳板 ” 零件材料为 机械加工工艺手册（以后简称工艺手册），表 种铁的性能比较， 铁 的硬度 43 269，表 物理性能， 3，计算零件毛坯的重量约为 2 表 3械加工车间的生产性质 生产类别 同类零件的年产量 件 重型 （零件重 2000 中型 （零件重1002000 轻型 （零件重 51 101 表 3用型麻花钻的主要几何参数的推存值（根据 （ ） d ( 2 f 0 118 12 40 60 表 3头、扩孔钻和铰刀的磨钝标准及耐用度 （ 1）后刀面最大磨损限度 具材料 加工 材料 钻头 直径 20 高速钢 铸铁 2）单刃加工刀具耐用度 T 具类型 加工材料 刀具材料 刀具直径 11 20 钻头（钻孔及扩孔） 铸铁、铜合金及合金 高速钢 60 钻头后刀面最大磨损限度为 具耐用度 T = 60 查机械加工工艺手册 孟少农 主编，第二卷表 速钢钻头钻孔的进给量 23 为 f=根据表 中可知，进给量取 f= 查机械加工工艺手册 孟少农 主编，表 口铸铁 （ 190钻孔的切削速度轴向力，扭矩及功率得， V=12 参考机械加工工艺手册 孟少农 主编，表 V=12 = （ 3 则 n = =131 （ 3 查表 可知， 取 n = 150 则实际切削速度 = =11.8 查机械加工工艺手册 孟少农 主编，表 孔时加工机动时间计算公式： （ 3 其中 2 5 2 3则： t= =确定钻孔的切削用量 钻孔选用机床为 臂机床，刀具选用 柄短麻花钻，机械加工工艺手册第 2卷。 根据机械加工工艺手册第 2卷表 0钻孔进给量为 则取 确定切削速度，根据机械加工工艺手册第 2卷表 削速度计算公式为 m 3 查得参数为 , 具耐用度 T=35则 v = =1.6 所以 n =72 选取 所以实际切削速度为 1000 v =确定切削时间（一个孔） t = 28 25 1000 1000 24 工序 60： 钻扩铰 41 孔两端倒角 。 机床： 立式钻床 具：根据参照参考文献 3表 9 选 高速钢 锥柄麻花钻头。 钻孔 4 11孔 4 11先采取的是钻 ，再 铰孔 到 11，所以 = 切削深度给量 f ：根据参考文献 3表 38，取 。 切削速度 V ：参照参考文献 3表 41，取 V m s 。 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 4 8 6 0 5 3 9 . 5 3 / m i 1 4 1 0 . 8 ， 按照参考文献 3表 31，取 6 3 0 / m 所以实际切削速度 v ： 3 . 1 4 1 0 . 8 6 3 0 0 . 5 6 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 切削工时 被切削层长度 l ： 42l 刀具切入长度 1l ： 1 17( 1 2 ) 1 2 0 1 5 . 9 622c t g k c t g m m m m 刀具切出长度 2l ： 12 取 2 走刀次数为 1 机动时间14 2 6 3 0 . 2 5 m i 3 3 6 3 0 (2) 铰孔 11 刀具：根据参照参考文献 3表 54，选择硬质合金锥柄机用铰刀。 切削深度且 10D 。 进给量 f ：根据参考文献 3表 58， 取 。 切削速度 V ：参照参考文献 3表 60，取 。 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 3 2 6 0 3 0 5 . 7 3 / m i 1 4 2 0 按照参考文献 3表 31取 3 1 5 / m 实际切削速度 v ： 3 . 1 4 2 0 6 0 0 0 . 6 3 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 25 切削工时 被切削层长度 l ： 42l 刀具切入长度 1l ， 01 2 0 1 9 . 7( 1 2 ) 1 2 0 2 2 . 0 922c t g k c t g m m 刀具切出长度 2l ： 12 取 2 走刀次数为 1 机动时间34 2 2 . 0 9 3 0 . 0 7 m i 1 5 该工序的加工机动时间的总和是0 . 2 5 0 . 1 6 0 . 0 7 0 . 4 8 m i 26 第 4 章 加工 41 夹具设计 具 设计要求说明 夹具是根据机床的工艺和结构方案的具体要求而专门设计的。它是用于实现被加工零件的准确定位、夹压、刀具的导向以及装卸工件时的限位等作用。 因此，该臂板孔加工钻夹具的设计要求主要有以下几个方面： 1、满足尺寸精度要求 长短臂板主要保证芯板组件组合后的产品安装连接尺寸， 个孔之间的相对位置关系。长短臂板与芯板连接后的 寸。还要保证铰制孔与长短臂板两个侧面的垂直度，铰制孔与铰制孔之间的相对位置，铰制孔到芯板部件圆心的的距离，铰制孔与万向套孔之间的 相对位置。 2、夹具具备通用性 由于离合器的类型多样性与各个厂家的要求不一样，所以加工类型属于多品种、小批量生产，为降低夹具的制作成本，要求一副夹具加工范围涵盖各个规格品种。在更换不同类的工件后夹具不需要大幅度调整，操作需要简单方便快捷。 通用性也是本夹具考虑的重点，是本夹具的核心所在。通过观察图纸发现长短臂板有一个共同的特点，就是都有一个万向套孔，而且它的精度要求、形位公差要求都比较高适合以这个孔定位。所以一面两销的定位方法比较适合本工件。也能实现夹具的通用性。 3、安装调试方便 夹具要具有安装方便，调试 简单，通用性强等优点。 位原理及其实现 根据被加工零件的结构特征，选择 “一面两销”的定位原理，其 定位基准如图 3所示 。根据 六点定位原理 ， 即以工件的 内孔 为定位基准面，约束了 个自由度。套在万向套孔上的 芯轴 约束了 个自由度。轴承与工件上接触的两点形成一条线约束了 个转动自由度。这样工件的 6个自由度被完全被消除 ，获得到了完全 定位 ， 所以本夹具完全符合六点定位原理。 位原件选择 如图 3所示，定位套台阶面与定位顶块台阶面来保证工件的水平。 定位套的定位外圆和定位顶块上的两个轴承来保证工件 位套选用 7 加使用寿命，轴承属于标准件采购方便也容易更换。 紧机构的选择 夹紧装置中产生源动力的部分叫做力源装置，常用的力源装置有气动、液压、电动等夹紧装置中直接与工件的被夹压面接触并完成压夹作用的元件称为夹紧元件，本设计采用了手动螺母压板夹紧，夹紧点如图 3黑色加粗点所示。因为本产品不是大批量单一性的工件，所以如果采用气动或者液压夹紧方式的话有点大材小用，浪费人力物力财力显得有点划不来。本工件只需要加工四个孔，切削力实 验后发现手动夹紧方式完全满足要求。综合考虑手动压板压紧机构是最优的选择。 5、使用说明 工件 安装 时 ，用压板或者螺栓将夹具固定在工作台上，用百分表校准夹具的平行度。这样就可以保证长短臂板的万向套孔与加工后的四个铰制螺钉孔的圆弧中心在一直线上，从而保证芯板部件的技术尺寸要求。 本套夹具的使用首先要根据长短臂板的万向套孔选择合适的定位套，然后根据长短臂板的大小调整定位楔块的前后距离留一定的微调距离，最后微调夹紧。 件的夹具的加工误差分析 工件在夹具上加工时，加工误差的大小受工件在夹具上的定位误差 D 、 夹具误差J、 夹具在主轴上的安装误差 A 和加工方法误差G的影响 。 如夹具图所示，在夹具上加工时，尺寸的加工误差的影响因素如下所述： 根据上述“一面两销”定位原理，产生的定位误差的的原因有两个：一个是由于定位基准与设计基准不重合引起的基准不重合误差 B，由于定位芯轴的基准为轴线与工件内孔的定位基准轴线重合，此项误差为零；二是由于定位副制造误差引起 的定位基准的位移，称为基准位移误差 Y。 m i i a xm a x 式中： 位副最大的配合间隙； 件定位孔最大直径； 轴的最小直径； D 工件定位孔的直径公差； 0d 芯轴的直径公差； 定位所需的最小间隙。 28 已知，定位内孔的直径公差为 小间隙 此，只需要将芯轴的制造公差控制在 可保证定位精度。 （ 1）定位误差 D 由于 底面 既是工序基准，又是定位基准，基准不重合误差 B 为零 。 工件在夹具上定位时，定位基准与限位基准是重合的，基准位移误差 Y 为零 。 因此，尺寸的定位误差 D 等于零 。 （ 2）夹具误差J夹具误差为限位基面与轴线间的距离误差，以及限位基面相对安装基面 （ 3）安装误差 A 因为夹具和主轴是莫氏锥度配合，夹具的安装误差几乎可以忽略不计 。 （ 4）加工方法误差G如车床主轴上安装夹具基准与主轴回转轴线间的误差 、 主轴的径向跳动 、 车床溜板进给方向与主轴轴线的平行度或垂直度等 。 它的大小取决于机床的制造精度 、 夹具的悬伸长度和离心力的大小等因素 。 一般取 G= K /3=件的夹具总加工误差是： 22 2 精度储备： 故此方案可行 。 定夹具体结构尺寸和总体结构 夹具体设计的基本要求 （ 1）应有适当的精度和尺寸稳定性 夹具体上的重要表面，如安装定位元件的表面、安装对刀块或导向元件的表面以及夹具体的安装基面，应有适当的尺寸精度 和形状精度，它们之间应有适当的位置精度。 为使夹具体的尺寸保持稳定，铸造夹具体要进行时效处理，焊接和锻造夹具体要进 29 行退火处理。 （ 2）应有足够的强度和刚度 为了保证在加工过程中不因夹紧力、切削力等外力的作用而产生不允许的变形和振动，夹具体应有足够的壁厚，刚性不足处可适当增设加强筋。 （ 3）应有良好的结构工艺性和使用性 夹具体一般外形尺寸较大，结构比较复杂，而且各表面间的相互位置精度要求高，因此应特别注意其结构工艺性，应做到装卸工件方便，夹具维修方便。在满足刚度和强度的前提下，应尽量能减轻重量，缩小体积，力 求简单。 （ 4）应便于排除切屑 在机械加工过程中，切屑会不断地积聚在夹具体周围，如不及时排除，切削热量的积聚会破坏夹具的定位精度，切屑的抛甩可能缠绕定位元件，也会破坏定位精度，甚至发生安全事故。因此，对于加工过程中切屑产生不多的情况，可适当加大定位元件工作表面与夹具体之间的距离以增大容屑空间：对于加工过程中切削产生较多的情况，一般应在夹具体上设置排屑槽。 （ 5）在机床上的安装应稳定可靠 夹具在机床上的安装都是通过夹具体上的安装基面与机床上的相应表面的接触或配合实现的。当夹具在机床工作台上安装时，夹具的重心应 尽量低，支承面积应足够大，安装基面应有较高的配合精度，保证安装稳定可靠。夹具底部一般应中空，大型夹具还应设置吊环或起重孔。 确定夹具体的结构尺寸，然后绘制夹具总图。详见绘制的夹具装配图。 件的专用夹具 简单使用说明 由于长短臂板的品种比较多，又是小批量生产。以前都是采用配做的方式来加工，所以造成了更换不易、加工困难、维护维修复杂同时也造成了极大的浪费。本夹具考虑到虽然长短臂板尺寸大小各有不同但是外形基本类似的特点，通过现有的万向套孔和圆弧上两点一线的一条边来定位。 通用性的实现是通过更换定位套来配合 长短臂板上的万向套孔。万向套的尺寸规格较少，完全可以每个尺寸配个定位套。然后前后移动中间可以移动的梯形滑块来控制能加工长短臂板的大小。这个方法非常方便，而且梯形滑块靠定位插销来定位可以节省调节夹具的时间。拧 动 蝶形螺母来 微调 楔块找正长短臂板的中心线，定位顶块上与长短臂板接触的是两个小轴承更加方便找正中心，消除了定位不准确的可能。最后通过压板压紧。 30 本夹具实现了一副夹具可以加工所有长短臂板的夹具设计要求。而且夹具结构简单，调试方便，更换零件容易，便于维修等优点。 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度， 需要设计专用夹具。 本次设计的长短臂板通用夹具可以加工各个型号规格的长短臂板，大大提高了生产效率，降低了劳动强度，从而降低了零件的加工成本。同时采用“一面一销一边”的定位方式和手动压板夹紧方法，保证了加工精度，提高了加工效率。并且在设计之中，尽量选用通用件，进一步减少了制造成本，从而增加了经济效益。本长短臂板通用夹具设计合理，符合实际应用，满足加工要求，且较大部分采用通用件和标准件，制造成本合理，操作简单，设备调整、维修方便。 （ 1）夹具的总体结构应力力求紧凑 、 轻便，悬臂尺寸要短，重心尽可能靠近主轴 。 （ 2） 当工件和夹具上个元件相对机床主轴的旋转