孙烨毕节学院毕业论文20145

1、毕节学院本科毕业论文引言夹具在其发展的200多年历史中，大致经历了三个阶段：第一阶段，夹具在工件加工、制造的各工序中作为基本的夹持装置，发挥着夹固工件的最基本功用。随着军工生产及内燃机，汽车工业的不断发展，夹具逐渐在规模生产中发挥出其高效率及稳定加工质量的优越性，各类定位、夹紧装置的结构也日趋完善，夹具逐步发展成为机床工件工艺装备工艺系统中相当重要的组成部分。这是夹具发展的第二阶段这一阶段，夹具发展的主要特点是高效率。在现代化生产的今天，各类高效率，自动化夹具在高效，高精度及适应性方面，已有了相当大的提高。随着电子技术，数控技术的发展，现代夹具的自动化和高适应性，已经使夹具与机床逐渐融为一体，

2、使得中，小批量生产的生产效率逐步趋近于专业化的大批量生产的水平。这是夹具发展的第三个阶段，这一阶段，夹具的主要特点是高精度，高适应性。可以预见，夹具在不一个阶段的主要发展趋势将是逐步提高智能化水平。其工具及夹具是人类文明进步的象征。特别是自第二次世界大战结束以后，现代机械制造技术和工艺自动化都有了较大的发展。但夹具工具在不断地更新，其功能不断地增加，用途方面比较广。机床夹具零件加工的质量、生产效率和产品成本都有着直接或间接的影响。因此，无论在传统制造方面还是现在的制造技术中，夹具都是重要的工艺装备部件之一。自20世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具（含夹具、刀

3、具、量具与辅具等）在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此，无论在传统制造还是现代制造中，夹具都是重要的工艺装备在进入21世纪的过程当中，伴随着现代科学技术的发展，各种各样的新材料、新工艺和新技术不断涌现，机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现，已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。数控机床的问世，提高了更新频率的小批量零件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的迅速发展，极大地推动了机械加工工艺的进步，使工艺

4、过程的自动化达到了一个新的阶段。我国社会主义现代化要求机械制造工业为国民经济各部门的技术进步、技术改造提供先进、高效的技术装备，它首先要为我国正在发展的产业包括农业、重工业、轻工业以及其它产业提供质量优良、技术先进的技术装备，同时还要为新材料、新能源、机械工程等新技术的生产和应用提供基础装备。伴随着我国改革开放的不断深入，市场经济体系的不断完善，我国工业体系逐渐向成熟化。在整个机械制造工业当中，组合机床夹具在期当中变得尤其的重要。在进入21世纪当中我国为了提高零件的加工精度和加工质量，保证零部件在工作中的正常运转。在夹具设计的过程中不断地深入实际，进行调查研究，吸取国外的先进技术，制定出一个个

5、合理的设计方案，再进行具体的设计操作。而不断地深入生产实际当中进行调查研究，掌握一些珍贵的第一手资料。同时这也促进了我国在航空航天、军事、能源等方面的发展。例如：在航空航天方面，我国在最近几年进行了神舟飞船的发射，并进行了载人飞天、多人飞天、还进行了太空行走。同时还发射了天宫一号目标飞行器。在去年还进行了探月工程的软着陆这一伟大的阶段；在军工体系方面，我国自主研发的歼10战斗机、歼20隐形战斗机还有歼15舰载机等等。最突出的是我国第一艘航母“辽宁号”；能源方面，促进不可再生能源的合理开发，进而加强可再生、环保新能源的使用，同时不断地为我们人类服务机床夹具通常是指装夹工件用的装置:至于装夹各种刀

6、具用的装置,则一般称为“辅助工具”。 专用夹具在生产上起着很大的作用。机床夹具设计是工艺装备设计中的一个重要组成部分，是保证产品质量和提高劳动生产率的一项重要技术措施。尤其偏心零件在机械设备上应用非常广泛，但是偏心零件的加工工艺是比较复杂的，主要问题是比较难以掌握好偏心距，难以达到相应的公差要求，本设计就是从偏心件加工的难度出发研究设计了一种高效的偏心零件繁荣加工方法1、绪论 工业设计是人类社会发展和科学技术进步的产物，从英国莫里斯的“工艺美术运动”，到德国的包豪斯设计革命以及美国的广泛传播与推广，工业设计经过了酝酿，探索，形成，发展百余年的历史沧桑。时至今日，工业设计已成为一门独立的专业学科

7、，并且有一套完整的研究体系。1.1、夹具在国外发展现状1980年国际工业设计协会理事会（ICSID）给工业作了明确定义：“就批量生产的工业产品而言，凭借训练，技术知识，经验及视觉感受，而预示材料、结构、构造、形态、色彩、表面加工，装饰以新的品质和规格，叫做工业设计。根据当时的具体情况，工业设计师应在上述工业产品全部侧面或其中几个方面进行工作，而且需要工业设计师对包装、宣传、展示，市场开发等问题的解决付出自己的技术知识和经验以及视觉评价能力时，这也属于工业设计的范畴”。材料、结构、工艺是产品设计的物质技术基础，一方面，技术制约着设计；另一方面，技术也推动着设计。从设计美学的观点看，技术不仅仅是物

8、质基础还具有其本身的“功能”作用，只要善于应用材料的特性，予以相应的结构形式和适当的加工工艺，就能够创造出实用，美观，经济的产品，即在产品中发挥技术潜在的“功能”。任何设计都是时代的产物，它的不同的面貌，不同的特征反映着不同历史时期的科学技术水平。技术是产品形态发展的先导，新材料，新工艺的出现，必然给产品带来新的结构，新的形态和新的造型风格。材料，加工工艺，结构，产品形象有机地联系在一起的，某个环节的变革，便会引起整个机体的变化1.2、夹具在国内发展现状随着我国改革开放的不断深入，市场经济体系的不断完善，我国工业逐渐向成熟化发展。在整个机械工业中，设计在其中占有的地位日益显现出来。工业设计主要

9、包括三个方面的内容。第一是产品设计,第二是与产品有关的视觉传达设计，如产品的包装、商业广告等平面设计。第三是由产品设计扩展的环境设计如产品的展示与陈列，商品橱窗设计以及室内设计等。产品设计作为工业设计的核心，它涉及的面广，从人们的衣食住行，到社会的各行各业，产品设计无时不有，无时不在。产品设计的对象既包括一般的日用生活制品，也包括工业生产的机床，加工工具；既包括家用小电器产品，也包括专业的仪器，仪表；既包括私有的自行车，摩托车，也包括大型的汽车，飞机等交通工具；“从一支口红到一艘宇宙飞船”都是属于产品的设计的范畴，本论文主要针对加工工具设计，在一定范围内又称“加工辅助设计”，即机床夹具体的设计

10、1.3、设计夹具要掌握的资料机床夹具设计是工艺装备设计中的一个重要组成部分，是保证产品质量和提高劳动生产率的一项重要技术措施。在设计过程中应深人实际，进行调查研究，吸取国内外的先进技术，制定出合理的设计方案，再进行具体的设计。而深入生产实际调查研究中，应当掌握下面的一些资料：(1)工件图纸；详细阅读工件的图纸，了解工件被加工表面是技术要求，该件在机器中的位置和作用，以及装置中的特殊要求。(2)工艺文件：了解工件的工艺过程，本工序的加工要求，工件被加工表面及待加工面状况，基准面选择的情况，可用机床设备的主要规格，与夹具连接部分的尺寸及切削用量等。(3)生产纲领：夹具的结构形式应与工件的批量大小相

11、适应，做到经济合理。(4)制造与使用夹具的情况，有无通用零部件可供选用。工厂有无压缩空气站；制造和使用夹具的工人的技术状况等。夹具的出现可靠地保证加工精度，提高整体工作效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的工艺性能1.4、小 结 了解了夹具的国内外研究和发展的现状，明确了索要设计的目的，从而更好地完成设计。本设计的内容是：克服偏心距的公差，制定工艺路线和绘制夹具装配图。拟采用的途径是在老师的指导下，在查阅大量文献的基础上，通过自主独立完成。根据任务书，设计批量生产，选择的毛坯制造种类为铸造。2、组合机床专用夹具概述夹具是组合机床的重要组成部件，是根据机床的工艺和结构方案的具体要求而设计的。它

12、是用于实现被加工零件的准确定位，夹紧，刀具的导向，以及装卸工件时限位等等作用的2.1、机床夹具的作用1）保证加工精度：夹具的最大功用是保证加工表面的位置精度。2）提高生产率，降低生产成本：快速将工件定位夹紧，免除了找正、对刀等，缩短辅助时间，提高了成品率，降低了成本。3）扩大机床的加工范围：如在车床上加镗夹具，可完成镗孔加工。 4）减轻工人劳动强度。2.2、组合夹具设计步骤 组合机床夹具是组合机床的组成部件，其设计应按如下的程序进行。1） 认真研究分析所要设计夹具的原始数据和要求 因为在拟订组合机床的工艺和结构方案时，对夹具的结构型式和主要性能已提出了原则要求。2） 拟订夹具结构方案和进行必要

13、的计算 根据机床总体设计中确定的工件定位基面、夹压位置、加工方法和刀具导向方式等，制定夹具的总体方案。3） 组合机床夹具设计的总图和零件 在已确定的夹具结构方案基础上，设计生产用的夹具总图和零件图2.3、夹具的基本结构和工作原理按照组合机床夹具的主要功能，其结构可以分为三大部分，即定位支承系统，夹紧机构和刀具导向装置。按在夹具中的作用,地位结构特点,组成夹具的元件可以划分为以下几类:1）定位元件及定位装置；2）夹紧元件及定位装置(或者称夹紧机构)； 3）夹具体；4）对刀,引导元件及装置(包括刀具导向元件,对刀装置及靠模装置等)；5）动力装置；6）分度,对定装置；7）其它的元件及装置(包括夹具各

14、部分相互连接用的以及夹具与机床相连接用的紧固螺钉,销钉,键和各种手柄等)；每个夹具不一定所有的各类元件都具备,如手动夹具就没有动力装置,一般的车床夹具不一定有刀具导向元件及分度装置。反之,按照加工等方面的要求,有些夹具上还需要设有其它装置及机构,例如在有的自动化夹具中必须有上下料装置2.4、机床夹具的分类按使用范围分 通用夹具、专业夹具、组合夹具、成组夹具、随行夹具等等图1-1三爪卡盘图1-2四爪卡盘图1-3万向平口钳 图21三爪卡盘 图22四爪卡盘 图23万向平口钳 Figure 2- 1 Three jaw chuck Figure 2 - 2Four jaw chuck Figure 2

15、 - 3Universal vice2.5、小 结 明确夹具的作用与功能，对夹具的种类进行了分析，对于夹具的构成进行详细的了解。本设计将采用autoCAD软件绘制零件图和装配图，对本课题设计的零件进行机械加工工艺规程设计，对指定的某道工序进行夹具设计，绘制夹具装配图及主要零件图。 3、组合机床偏心专用夹具设计理论和结构设计3.1、专用夹具的组成 一般专用夹具的组成：定位元件、夹紧装置、对刀引导元件、连接元件、夹具体以及其它零部件3.2、传统加工偏心件的方法 偏心件就是零件的外圆和外圆与内孔的轴线平行而不相重合，偏一个距离的工件。这两条平行轴线之间的距离称为偏心距。外圆与外圆偏心的零件叫做偏心轴

16、或偏心盘，外圆与内孔偏心的零件叫做偏心套。 在机械转动中，回转运动变为往复直线运动变为回转运动，一般都是利用偏心零件来完成。例如车床床头箱用偏心工件带动的润滑泵，汽车发动机中的曲轴等。 偏心轴、偏心套一般都是在车床上加工。它们的加工原理基本相同；主要是在装夹方面采取措施，即把需要加工的偏心部分的轴线找正到车床主轴线相重合。一般车偏心工件的方法有5种，即在三抓卡盘上车偏心工件，在四抓卡盘上车偏心工件，在两顶尖车偏心工件，在偏心卡盘上车偏心工件，在专用夹具上车偏心工件3.3、传统车偏心件的工艺分析3.3.1、利用三抓卡盘装夹 1）车削方法：长度较短的偏心工件，可以在三抓卡盘上进行车削。先把偏心工件

17、中的非偏心部分的外圆车好，随后在卡盘任意一个卡爪与工件接处面之间，垫上一块预先选好厚度的垫片，经校对母线与偏心距，并把工件夹紧后，即可切削。垫片厚度可用近似公式计算：X=1.5e(偏心距)。若是计算更精确一些，则需要在近似公式中带入偏心距修正值k来计算和调整垫片厚度，则近似公式为：垫片厚度 X=1.5e+k （31）偏心工件的测量和检查：工件调整校正侧母线和偏心距时。主要是用带有磁力表座的百分表在车床上进行（如下图），直至符合要求后方可进行车削。待工件车好后为确定偏心距是否符合要求，还需要进行检查。方法是把工件放入v型铁中，用百分表在偏心圆处测量，缓慢转动工作，观察其跳动量3.3.2、利用四抓

18、和三爪单动卡盘装夹找正步骤：第一步把画好的线工件装在四抓卡盘上。在装夹时，先调节卡盘的两爪，使其成对称位置，工件偏心圆线在卡盘中央。 第二步：在床面上放好小平板和划针盘，针尖对准偏心线，校正偏圆。然后把针尖对准外圆水平线。自左向右检查水平线是否水平。把工件旋转90度，用同样的方法检查另一个水平线，然后紧固卡脚和复查工件装夹情况。如下图： 第三步：工件校正后，把四抓再拧紧一边，既可以进行切削，在切削时进给量要小，切削深度要浅，等工件车圆后切削用量可以适当增加，否则就会损坏车刀或者工件移位。 以上两种方法都是比较常用的加工方法，但是都是存在缺点，装夹比较麻烦，不容易找正，容易造成误差，而且不适合批

19、量生产。由此以上缺点，我设计的组合机床专用偏心夹具，就是适合批量生产，效率高，大大降低生产成本，并能达到一定的效果3.4、对于新型偏心夹具的设计及设计方式选择3.4.1、专用夹具的基本定位原理以及分析工件在夹具中的定位状况分为：完全定位、不完全定位、欠定位、过定位。工件在夹具中六个自由度均被唯一限制的定位情况称为完全定位；其应用比较广泛。根据工件的加工要求及其表面结构特征，没有必要限制工件的全部自由度就能满足加工要求的定位称为不完全定位。过定位也称重复定位，是指定位元件重复限制了工件的同一个或几个自由度的定位。根据工件的加工要求，工件上应该限制的自由度没有别限制的定位，称为欠定位；但是欠定位无

20、法保证工件的加工精度。一般在机床加工时是不允许的。任何一个物体在空间直角坐标系中都有 6 个自由度。一个物体在空间可以有6个独立的运动，即沿X、y、Z轴的平移运动，分别记为：X1、Y1、Z1；绕X、y、Z轴的转动，记为x、y、z；习惯上把上述6个独立运动称作6个自由度。因为要确定其空间位置，就需要限制其 6 个自由度。所以必须采用一定的约束措施，来消除物体的6个自由度，只有这样物体才能被完全的定位。假如讨论圆体工件时，可以在底面布置3个不共线的约束点，在侧面布置2个约束点，在端面布置一个约束点，则底面约束点可以限制X2、Y2、Z2 ，3个自由度，侧面约束点限制X1、Z1，2个自由度，

21、端面约束点限制y。这个自由度，就完全限制了圆柱体工件6个自由度3.4.2、定位工件的定位就是使同一工序中的所有工件逐次放置到夹具中，使之占有正确的位置的工艺过程。一批工件逐个在夹具中定位时，由于定位基准与工序基准不重合、定位副制造不准确等原因，使得各个工件在夹具中占据的位置不可能完全一致，慢慢的势必产生定位误差，工件在夹具中因定位不准确而产生的工件加工误差定位误差实际上是一批工件采用调整法加工时，由于定位所造成的工件加工面相对于工序基准的位置误差。假定在加工时，夹具相对于刀具及切削成形运动的位置经调整后不再变动，那么可以认为加工面的位置是固定的，这样工件加工面相对于其工序基准的位置误差就是由于

22、工序基准的位置变动所引起的。所以，定位误差也就是工件定位时工序基准在工序加工要求(位置尺寸或位置精度)方向上的位置变动量。应用夹具CAD系统设计夹具时，在未选定夹具定位方案的具体结构之前，尚不能建立定位尺寸链。在系统确定了夹具定位结构之后，就可以根据具体结构建立定位尺寸链进行正计算或反计算正计算就是当已知定位结构中有关定位元件尺寸的公差时，用定位尺寸链求解封闭环公差(即定位误差)。如果所求的定位误差值在允许的公差范围之内，则表明所确定的定位元件的尺寸公差能满足精度要求。否则不能保证其精度，就需要调整定位结构中定位元件的尺寸公差。假如这些公差无调整的余地，则需考虑重新确定定位结构。应满足以下关系

23、式 （32） 式中各种因素产生的误差总和； 工件被加工尺寸的工差。 以上式子也可以写成 （33） 式中工件在夹具中的定位误差，一般应小于； 是除定位误差外，其他因素引起的误差总和 定位误差及产生原因，所谓的定位误差，是指由于工件定位造成的加工面相对工序基准的位置误差。因为对于一批工件来说，刀具经调整后的位置是不动的，即被加工表面的位置相对于定位基准是不变的，所以定位误差就是工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量。造成定位误差的原因有:1) 由于定位基准与工序基准不一致所引起的定位误差，称基准不重合误差，即工序基准的相对位置在加工尺寸方向上的最大变动量，以表示。2) 由于定位副制造误差及其配合期间

24、所引起的位置误差，称基准位移误差，即定位基准的相对位置在加工尺寸方向上的最大变动量，以表示。最常见的定位方式的定位误差分析与计算 故有 （34） 定位支承的选择：定位支承系统概述在组合机床上加工时,必须使用被加工零件对刀具及其导向体质正确的相对位置,这是靠夹具的定位支承系统来实现的,定位支承系统除用以确定被加工零件的位置外,还要承受被加工零件的夹压力,有时还要取受切削力。定位支承系统主要由定位支承、辅助支了和一些限位元件组成。定位支承是指在加工过程中维持被子加工零件有一定位置的元件。辅助支承是公用作增加被加工零件在加工过程中的刚度及稳定性的一种活动式支承元件。由于定位支承元件直接与被加工零件接

25、触，因此其尺寸、结构、精度和布置都直接影响被其加工零件精度3.4.3、工件及平面定位（1）主要支承 主要支承用来限制工件的自由度，起定位作用 1）固定支承 2）可调支承 3）自位支承（2）辅助支承 提高工件的安装刚性和稳定性 1）螺旋式辅助支承 2）自位式辅助支承 3）推引式辅助支承 4）液压锁紧的辅助支承（3）工件以圆柱空定位 1）圆柱销 2）圆锥销 3）圆柱心轴（4）工件以外圆柱面定位 1）在V形块中定位 2）在圆孔中定位 3）在半圆孔和圆锥孔中定位为了避免产生报废品的出现，以及经常修理定位支承元件的缺陷，在设计时必须注意以下的问题：1）合理布置支承元件，力求使其组成较大 的定位支承平面。

26、2）提高刚性，减少定位支承系统的变形。应力求使定位元件（如定位销）不要受力。3）提高定位支承系统的精度及其元件的耐磨性，以便长期保持夹具的定位精度。根据前面所述，本工序采用两面一销的定位方式，即底面限制三个自由度；侧面为一窄长平面限制两个自由度；端面为一支撑钉限制一个自由度。结合实际生产情况：批量大，生产率高。这样的话，加工过程中，会频繁的移动工件位置，对定位表面产生摩擦，定位精度减低，夹具体使用寿命减低 3.4.4 定心轴的设计 定位元件包括心轴和键。端面限制3个自由度，心轴限制2个自由度，键限制一个旋转方向的自由度，这样空间的六个自由度就限制完全了。因此轴的材料也选用45钢（合金钢调质）

27、（1）轴上的扭转强度条件计算 （35） 式中： 扭转切应力，单位兆帕 T 轴所受的扭矩 轴的抗扭截面系数 n 轴的转速 p轴的传递的功率 d 计算截面处轴的直径 许用扭转切应力 有公式得轴的直径： （36） （37） （38） （39） （2）轴的强度校核 对传递动力轴满足强度条件是最基本的要求。通过结构设计初步确定出轴的尺寸后，根据受载情况进行轴的强度校核计算 首先作出轴的计算图。如果轴上零件的位置已知，即已知外载荷及支反力的作用位置。将偏心夹具装配宽度的分布简化为集中力；略去轴和轴上的自重；略去轴上产生的拉压应力；把轴看成铰链支承，支反力作用在轴承上，其作用点的位置可用如下图所示确定。则将

28、双支点轴当作受集中力的简支梁进行计算，然后绘制弯矩图和扭矩图，并进行轴的强度校核 1) 求出轴的功率，转速和转矩。 设，分别为定心传动轴承的传动效率 则 = (310) 又 （311） （3) 按弯扭合成应力校核轴的强度 进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面）强度。由式 （312）式中：轴的计算应力。单位为Mpa M轴所受的弯矩。单位为Nmm T轴所受的扭矩。单位为Nmm W轴的抗弯截面系数。单位为对于圆环形截面 （313）其中 （314） 因此： 前面已经选定轴的材料为45号钢，调质处理。由表查得 使得 （315） 才能满足轴校核安全要求 因此轴的结构设计,根据轴向

29、定位的要求确定轴的各段直径和长度，下图为定心轴零件图如下： 图31定心轴 Figure 3 - 1 fixed mandrel（4） 、确定轴上圆角和倒角尺寸， 由式子 （316） 取轴端倒角为2×450, 3.4.5、夹具（1）各类夹具的基本功能要求可以将夹紧装置概括为两类：第一类是性能要求，主要指定位唯一性、定位稳定性,夹紧稳定性及总体约束。 第二类要求是夹具的结构刚性、成本及易操作性、易于维修等要求。本设计目录中功能项包括夹紧对象特征项、加工信息特征及夹紧要求特征。夹紧对象特 征项目：包括夹紧对象类型、材料、形状、体积、数量、物理特性、磁性、导电性、刚性等信息。加工信息特征项：

30、加工类型、机加工、装配、检测、焊接等、加工参数、切削参数、运动参数、几何参数等。夹紧要求特征项：主要指性能要求，包括定位要求、定位基准选择，如特征点、特征面。夹紧力大小、夹紧方向、夹紧行程、夹紧松开速率，自锁性等。元件功能分析：夹紧功能主要包括定位功能、传动功能和执行功能等辅助功能。定位功能由定位元件完成，定位元件按定位面特征分为平面定位元件、圆孔定位元件、外圆定位元件。传动功能由中间递力机构完成，该机构一般有三个作用；改变作用力的力一向、大小和自锁作用。目前常用的有以下机构：斜楔机构、螺旋机构等 设计夹紧装置时,应满足下述主要要求：1、夹紧装置在对工件夹紧时，不应破坏工件的定位,为此，必须正

31、确选择夹紧力的方向及着力点。2、夹紧力的大小应该可靠，适当，要保证工件在夹紧后的变形和受压表面的损伤不致超出允许的范围。3、夹紧装置结构简单合理，夹紧动作要迅速，操作方便省力，安全。4、夹紧力或夹紧行程在一定范围内可进行调整和补偿。 确定夹紧力就是确定夹紧力的大小、方向和作同点。在确定夹紧力的三要素时要分析工件的结构特点、加工要求、切削力及其他外力作用于工件的情况，而且必须考虑定位装置的结构形式和布置方式。夹紧力的三要素对夹紧结构的设计起着决定性的作用。只有夹紧力的作用点分布合理，大小适当，方向正确才能获得良好的效益(1)夹紧力方向的选择原则为:1) 夹紧力的作用方向应不破坏工件定位

32、的准确性可靠性2) 夹紧力方向应使工件变形尽可能小3) 夹紧力方向应使所需夹紧力尽可能小(2)夹紧力作用点的位置和数目将直接影响工件定位后的可靠性和夹紧后的变形，应注意以下方面：1） 夹紧力作用点位置应靠近支承元件的几何中心或几个支承元件所形成的支承面内。2） 夹紧力作用点应落在工件刚度较好的部位上。3） 夹紧力作用点应尽可能靠近被加工表面，以减小切削力对工件造成的翻转力矩，必要时应在工件刚性差的部位增加辅助支承并施加附加夹紧力，以免震动和变形。夹紧力的计算选择夹紧力的作用点主要考虑以下几点：夹紧力应正对支承元件或几个支承元件所形成的支承面内；夹紧力作用点应位于工件刚性较好的部位；夹紧力应尽量

33、靠近加工表面。由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工，钻削力。采用分析的方法，一般根据切削原理的公式求出切削力的大小F，必要时求出惯性力、离心力的大小，然后与工件重力及待求的夹紧力组成静平衡力系，即可计算出理论夹紧力。为了安全可靠起见，还要考虑一个安全系数K，因此实际的夹紧力应为: （317）的取值范围一般为1.53，粗加工时取2.53，精加工时取1.52（3）夹紧机构的确定夹紧机构通常由以下三个部分组成：夹紧动力部分，中间传动机构，夹紧元件1、常用的夹紧机构及应用范围：1）斜楔夹紧机构 斜楔夹紧机构增力比不大，夹紧行程受到限制，操作又较不便，较少地用做夹紧件，一般在夹紧装置中用做中间

34、递力机构，在气动夹紧装置中斜楔的应用较广，常在夹头、弹性夹头等定心夹紧机构中使用2）偏心夹紧机构 偏心夹紧机构靠偏心轮回转时回转半径变大而产生夹紧作用，其原理和斜楔工作时产生的楔紧作用是一样的。实际上，可将偏心轮视为一楔角变化的斜楔 3）螺旋夹紧机构 螺旋夹紧机构的类型很多，在生产中应用广泛。螺旋夹紧机构结构简单、夹紧行程大，特别是它具有增力大、自锁性能好两大特点，其许多元件都已标准化，很适用于手动夹紧。它主要有两种典型的结构形式。螺旋夹紧机构结构简单、夹紧行程大，特别是它具有增力大、自锁性能好两大特点，其许多元件都已标准化，很适用于手动夹紧故结合实际设计的要求采用单螺旋夹

35、紧机构 （4）夹紧力的计3.5、确定夹具结构的设计3.5.1、专用夹具设计的基本要求1） 稳定的保证工件的加工精度2） 提高生产效率，降低成本，提高经济性3） 操作方便、省力和安全4） 有良好的结构工艺性3.5.2、专用夹具的设计步骤1） 研究原始材料，明确设计任务2） 考虑和确定夹具的设计方案，绘制结构草图3） 绘制结构总图4） 绘制夹具零件图3.5.3、确定夹具结构方案设计原则：由于在加工工件使批量生产，需满足以下几点要求：安装方便、夹紧迅速可靠、结构刚度好、夹具设计误差小最好采用一体结构。依据学校的设备CA6150B型号的车床加工需要，再根据其三爪卡盘尺寸，内外圆之差为86mm

36、,卡盘的卡爪长度为140mm。对于本设计的夹具可以加工直径小于33mm的45号钢等等，所以将其夹具的设计尺寸为外圆半径为25mm，长度为28mm, 以外圆对称均匀的钻34.5mm的孔对其采用螺旋夹紧机构，这样可以使工件装卸迅速、方便等；如下图夹具工件工序简图螺钉夹紧。图31夹具工件工序简图Figure 3 - 1The fixture workpiece process schematic diagram在装夹的时候打表校正直径为33mm的内孔，保证零件形状公差要求，装夹方法是下图夹具的左端装夹工件，可以通过百分表校正，右端装夹在三爪自定心卡盘上。 3.6、偏心零件的装配图： 如前所述，在设计

37、夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本次夹具设计采用端面和孔定位，采用心轴和键定位，同时采用开口压板压紧工件即可满足要求。本夹具的最大优点就是结构简单紧凑。夹具的夹紧力不大，故使用手动夹紧。为了提高生产力，使用快速夹紧机构本夹具用于加工直径小于33mm阶梯轴承。夹具组成如图下图所示。从图中可知：紧固螺钉：主要用于夹紧工件。偏心车轮夹具体：主要定位工件。三爪卡盘：主要用于卡住夹具体。定位销（心轴）：用于定位夹具体，用于支撑整个夹具和工件。工作原理：通过先通过紧固螺钉夹紧，再通过定位销（心轴）定位夹具体和工件图32偏心夹具装配图Figure

38、 3 - 2Eccentric fixture assembly3.7、小结通过原理，已经可以从该方案中检索到实现设计可行性原理方案。实现某一功能可能有多个解，其优劣程序要视具体情况而论。评价项给出了评价准则和评价的特性值，反映了原理方案在技术性、经济性和社会性上的效用。以上所述原理中有关项目中所表达的评价决策的方方面面，为设计展示出统率全局的设计信息空间。 结合了学校的机床设备的依据设计出专用的偏心夹具，但是自己的能力有限，在有关细节方面没有考虑周到，还请导师和评委指正。4、总结与展望这次设计是大学学习中最重要的一门科目，它要求我们把大学里学到的所有知识系统的组织起来，进行理论联系实际的总体

39、考虑，需把金属切削原理及刀具、机床概论、公差与配合、机械加工质量、机床夹具设计、机械制造工艺学等专业知识有机的结合起来。同时也培养了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。所以在设计中既了解了基本概念、基本理论，又注意了生产实践的需要，将各种理论与生产实践相结合，来完成本次设计。这次设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,更是在大学所学的所有专业课及生产实习的一次理论与实践相结合的综合训练。这次毕业设计使我以前所掌握的关于零件加工方面有了更加系统化和深入合理化的掌握。比如参数的确定、计算、材料的选取、加工方式的选取、刀具

40、选择、量具选择等； 也培养了自己综合运用设计与工艺等方面的知识； 以及自己独立思考能力和创新能力得到更进一步的锻炼与提高；再次体会到理论与实践相结合时，理论与实践也存在差异。本设计研究过程中仍然存在不足之处，有的问题还待于进一步深入，具体如下：缺乏实际工厂经验，对一些参数和元件的选用可能不是非常合理，有一定的浪费；与夹具相关的刀具和量具的了解还不太清楚；系统的设计不太完善，在与计算机配合进行精确的数据采集和控制上还有一些不足。这次设计虽然顺利完成了，也解决了许多问题，也碰到了许多问题，闫老师的辛勤指导下，都迎刃而解。同时，在闫老师的身上我也学得到很多额外的知识，在此我表示深深的感谢！同时，对给

41、过我帮助的所有同学和学院各位指导老师再次表示忠心的感谢！ 参考文献u yongdong, Huanghe et al. A PLC-based mine hoist control system design J. LC&FA, 2008(10):52-56 (in Chinese) 7 朱秀琳.机械制造基础M.北京：机械工业出版社，20088 Bausch MM,Youcef-Toumi K.Computer Planning Method for Automated Fixture Layout SynthesisJ.Proc.Of the Manuf.Int. 90 Conf.,1990,