工藝夾具畢業(yè)設(shè)計(jì)35鉆縫紉機(jī)底板側(cè)面孔夾具的設(shè)計(jì)

鉆縫紉機(jī)底板側(cè)面孔夾具的設(shè)計(jì) 前言 1 選題背景 本設(shè)計(jì)題目來源是社會(huì)實(shí)際 ,本課題主要是設(shè)計(jì)鉆縫紉機(jī)底版?zhèn)让婵讑A具 ,此課題是本人在中捷縫紉機(jī)股份有限公司實(shí)習(xí)時(shí)的內(nèi)容 ,為便于我在將來崗位上盡快的投入工作狀態(tài) 。 那里有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)師讓我在校期間對(duì)夾具有一定的了解 。 1.1 夾具的 特點(diǎn) 在機(jī)床上加工工件時(shí) ,我們可以看到兩種不同的情況 :一種是用劃針或指示表等量具 ,按工件 的 某 一表面 ,或者按工件表面上所劃的線進(jìn)行找正 ,使工件在機(jī)床上處于所需要的正確位置 ,然后夾緊工件進(jìn)行加工 ;另一種是把工件安裝字夾具上 進(jìn)行加工 。為了在工件的某一部位上加工出符合規(guī)定技術(shù)要求的表面 ,一般都按工件的結(jié)構(gòu)形狀 ,加工方法和生產(chǎn)批量的不同 ,采用各種不同的裝置將工件準(zhǔn)確 ,方便的而可靠地安裝在機(jī)床上 ,然后進(jìn)行加工 .這種用來安裝的工件以確定工件與切削刀具的相對(duì)位置并將工件夾緊的裝置稱為 “ 機(jī)床夾具 ” 。 在實(shí)際的生產(chǎn)中 ,例如活塞 ,連桿的生產(chǎn)線上 ,幾乎每道工序中都采用了夾具 。 十分明顯 ,如果不采用夾具 ,不但工件的加工精度難以保證 ,而且加工生產(chǎn)率也會(huì)大大降低 ,有時(shí)甚至?xí)斐蔁o法加工的情況 。 除了機(jī)床加工時(shí)需要使用夾具外 ,有時(shí)在檢驗(yàn) ,裝配等的工序中也要用 到夾具 ,因之在這種場(chǎng)合中用到的夾具可分別稱為 “ 檢驗(yàn)夾具 ” 和 “ 裝配夾具 ” 。 機(jī)床夾具通常是指 裝 夾工件用的裝置 :至于裝夾各種刀具用的裝置 ,則 一 般稱為“ 輔助工具 ” 。 輔助工具有時(shí)也廣義地 包括在機(jī)床夾具的范圍內(nèi) 。 按照機(jī)床夾具的應(yīng)用范圍 ,一般可分為通用夾具 ,專用夾具和可調(diào)整式夾具等 。 通用夾具 是 在普通機(jī)床上一般都附有通用夾具 ,如車床上的卡盤 ,銑床上的回轉(zhuǎn)工作臺(tái) ,分度頭 ,頂尖座等 。 它們都一標(biāo)準(zhǔn)化了 ,具有一定的通用性 ,可以用來安裝一定形狀尺寸范圍內(nèi)的各種工件而不需要進(jìn)行特殊的調(diào)整 。 但是 ,在實(shí)際生產(chǎn) 中 ,通用夾具常常不能夠滿 足各種零件加工的需要 ;或者因?yàn)樯a(chǎn)率低而必須把通用夾具進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn) ;或者由于工件的形狀 ,加工的要求等的不同須專門設(shè)計(jì)制造一種專用夾具 ,以解決生產(chǎn)實(shí)際的需要 。 專用夾具是 為了適應(yīng)某一工件的某一工序加工的要求而專門設(shè)計(jì)制造的 ,其功用主要有下列幾個(gè)方面 :1.保證工件被加工表面的位置精度 ,例如與其他表面間的距離精度 ,平行度 ,同軸度等 。 對(duì)于外行比較復(fù)雜 ,位置精度要求比較高的工件 ,使用通用夾具進(jìn)行加工往往難以達(dá)到精度要求 。 2.縮短了工序時(shí)間 ,從而提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率 。 進(jìn)行某一工序 所需要的時(shí)間 ,其中主要包括加工工件所需要的 機(jī)動(dòng)時(shí)間和裝卸工件等所需要的輔助時(shí)間兩部分 。 采用專用夾具后 ,安裝工件和轉(zhuǎn)換工位的工作都可以大為簡(jiǎn)化 ,不再需要畫線和找正 ,縮短了工序的 輔助 時(shí)間并且節(jié)省了畫線這個(gè)工序 ,從而提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率 .在生產(chǎn)中由于采用了多工件平行加工的夾具 ,使同時(shí)加工的幾個(gè)工件的機(jī)動(dòng)時(shí)間將與加工一個(gè)工件的機(jī)動(dòng)時(shí)間相同 。 采用回轉(zhuǎn)式多工位連續(xù)加工夾具 ,可以在進(jìn)行切削加工某個(gè)工件的同時(shí) ,進(jìn)行其它工件的裝卸工作 ,從而使輔助時(shí)間與機(jī)動(dòng)時(shí)間相重合 。 總 之 ,隨著專用夾具的采用和進(jìn)一步改善 ,可以有效地縮短工序時(shí)間 ,滿足生產(chǎn)不斷發(fā)展的需要 。 3.采用專用夾具還 能擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍 。 例如在普通車床上附加鏜模夾具后 ,便可以代替鏜床工作 ;裝上專用夾具后可以車削成型表面等 ,以充分發(fā)揮通用機(jī)床的作用 。 4.減輕勞動(dòng)強(qiáng)度 ,保障安全生產(chǎn) 。 根據(jù)生產(chǎn)需要 ,采用一些氣動(dòng) ,液壓或其它機(jī)械化 ,自動(dòng)化程度較高的專用夾具 ,對(duì)于減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度 ,保障生產(chǎn)安全和產(chǎn)品的穩(wěn)質(zhì)高產(chǎn)都有很大作用 。 加工大型工件時(shí) ,例如加工車床床身上 ,下兩面上的螺孔 ,需要把床身工件翻轉(zhuǎn)幾次進(jìn)行加工 ,勞動(dòng)強(qiáng)度大而且不安全 。 采用電動(dòng)回轉(zhuǎn)式 鉆床家具后 ,就能夠達(dá)到提高生產(chǎn)效率 ,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度 ,保障生產(chǎn)安全的目的 。 專用夾具在生產(chǎn)上 起著很大的作用 ,那么是不是在任何場(chǎng)合都要設(shè)計(jì)和采用呢 !這個(gè)問題就是具體問題具體的分析 。 上面說的關(guān)于專用夾具在生產(chǎn)中的作用 ,只是事物的一個(gè)方面 。 另一方面 ,由于夾具的設(shè)計(jì) ,制造和所用的材料等須消耗一定的費(fèi)用 ,增加了產(chǎn)品的成本 。 因之 ,在什么情況下采用什么樣的夾具才是經(jīng)濟(jì)合算的 ,這是一個(gè)大問題 ,特別對(duì)于重大的 ,設(shè)計(jì)制造工作量大的專用夾具需與工人師傅等三結(jié)合共同研究解決 。 事物總是一分為二的 ,專用夾具也存在缺點(diǎn) ,即專用夾具的專用性和產(chǎn)品多樣性的矛盾 。 由于專用夾具只適用于一個(gè)工件加工的某一個(gè)工序 ,因而隨著產(chǎn)品品種的不斷增 多 ,夾具數(shù)量也不斷上升 ,造成存放和管理上的困難 ;而當(dāng)某產(chǎn)品不再進(jìn)行生產(chǎn)時(shí) ,原來的夾具一般都無法重新利用 ,造成浪費(fèi) .同時(shí) ,專用夾具 的設(shè)計(jì)生產(chǎn)時(shí)間周期長(zhǎng) ,與生產(chǎn)的迅速發(fā)展也有矛盾 。 但是在當(dāng)前成批生產(chǎn)的機(jī)械工廠中 ,多數(shù)還是采用通用機(jī)床加上專用夾具進(jìn)行工件的機(jī)械加工 。 可調(diào)整夾具 是 為了擴(kuò)大夾具的使用范圍 ,彌補(bǔ)專用夾具只適用與一個(gè)工件的某一特定工序的缺點(diǎn) ,正在逐步推廣使用可調(diào)整式的夾具 。 可調(diào)整式夾具一般可分為標(biāo)準(zhǔn)化夾具 ,成組夾具和組合夾具等 。 1.標(biāo)準(zhǔn)化夾具 :標(biāo)準(zhǔn)化夾具就是利用 本廠已規(guī)格化了的部分或全部標(biāo)準(zhǔn)零件裝配成的 專用夾具 。 專用夾具中的大件 ,如夾具體 ,以及定位元件 ,夾緊件和機(jī)械夾緊用的氣缸部件等 ,經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化 ,尺寸規(guī)格化后有利于工廠成批準(zhǔn)備配件 ,成批加工 ,這樣可使夾具的設(shè)計(jì) ,制造工作加快 ,節(jié)省費(fèi)用 。 另外 ,當(dāng)產(chǎn)品更改 ,夾具不再使用時(shí)可以拆開 ,把標(biāo)準(zhǔn)零件保存起來 ,備以后使用 。 2.成組夾具 :多品種 ,小批量生產(chǎn)的機(jī)械加工車間中 ,往往可以采用成組加工法 。 采用成組加工法 ,是把多種產(chǎn)品的零件按加工所用的機(jī)床和刀具 ,夾具等工藝裝備的共性分組 ,同一組的 零件能在同一臺(tái)機(jī)床上用共同的工藝裝備和調(diào)整方法進(jìn)行加工 。 例如分成軸類 ,套 類 ,盤類 ,齒輪 ,杠桿 ,支架類等各種零件 。 成組夾具就是根據(jù)一組安裝方法相類似的零件而設(shè)計(jì)的 ,只要稍作調(diào)整或更換夾具上的某些定位 ,夾緊件 ,就可以從加工某一工件轉(zhuǎn)為加 工另 一 工件 。 3.組合夾具 :組合夾具是有一套專門設(shè)計(jì)制造 ,便于組裝和拆卸的有各種不同的形狀 ,不同 尺寸規(guī)格并且有完全互換性 和耐磨性的標(biāo)準(zhǔn)元件 和 合件 所組成 。 利用這些元件和 合 件 ,根據(jù)加工工件的需要可以組裝成車 ,磨 ,銑 ,刨 ,鉆 ,鏜等工序用的各種不同的機(jī)床夾具 。 夾具使用完畢 ,可以方便的拆開 ,洗凈元件存放起來 ,留待以后組裝新夾具時(shí)再用 。 因之組合夾具 是 具有高度標(biāo)準(zhǔn) 化和系列化元件的 新型工藝裝備 。 關(guān)于組合夾具的問題 ,其設(shè)計(jì)原理基本相同 。 在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用的夾具很多 ,分類方法也有很多種 。 通常還可按使用夾具的工序不同分為車床夾具 ,銑床夾具 等 ;還可以根據(jù)在機(jī)床上運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)歸并成以下幾類 ,(1)車床類夾具 :包括車床 ,內(nèi)外圓磨床 ,螺紋磨床用夾具 ,其特點(diǎn)是夾具與工件一起作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 。 (2)銑床類夾具 :包括銑床 ,刨床 ,平面磨床等機(jī)床用夾具 ,其特點(diǎn)是夾具固定字工作臺(tái)上 ,只作縱向或橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 。 (3)鉆 ,鏜床類夾具 :用于在鉆床上鉆 ,擴(kuò) ,鉸等工序或在鏜孔工序 ,其實(shí)就是夾具固定在機(jī)床上 ,刀具通過 夾具上的導(dǎo)向裝置 進(jìn)行送進(jìn)運(yùn)動(dòng) 。 上述的各種夾具都是固定在機(jī)床上的 ,但是在自動(dòng)線加工中 ,有的夾具帶著工件由生產(chǎn)線的輸送裝置 ,挨著每臺(tái)機(jī)床逐步向前輸送 ,這類夾具通常稱為 “ 隨行夾具 ” 。自動(dòng)線上的隨行夾具除了完成工件的定位 ,支承和夾緊外 ,還帶著工件沿自動(dòng)線的加工機(jī)床進(jìn)行 定位 (相對(duì)于每臺(tái)機(jī)床的刀具位置 ),夾緊 ,待加工完了再自動(dòng)送至下一臺(tái)機(jī)床加工 ,以便通過自動(dòng)線的各臺(tái)機(jī)床 ,完成工件的全部工序加工 。 隨行夾具主要適用于采 用 組 合機(jī)床自動(dòng)線加工 ,但又無良好 的輸送基面和定位基面的工件 ,以便將這種畸形工件 先裝 夾于基面完整的隨行夾具 上 ,然后在通過自動(dòng)線進(jìn)行加工 。 對(duì)一些有色金屬等軟件性材 料的 工件 ,雖然具有良好的輸送基面 ,但為了保護(hù)工件的基面不受劃傷 ,有時(shí)也采用隨行夾具 。 通用可調(diào)夾具 ,若產(chǎn)品中有若干零件具有相似性 ,有選用通用可調(diào)整夾具的可能 ,應(yīng)進(jìn)一步探索 ,應(yīng)用下面三方面分析判斷 (1)工件結(jié)構(gòu)要素的相似性 ,主要是被加工表面形式和部位的相似 ,工序內(nèi)容和技術(shù)要求基本相似 ;能有相似或相同的定位基準(zhǔn)和定位方式 。 (2)有可能采用功能相同的定位方式和夾緊方式 (包括夾緊動(dòng)力源 )。 (3)工件尺寸要素相似 ,如定位基準(zhǔn)和外廓尺寸的近似程度 ,看能否使用 ,可調(diào)夾 具結(jié)構(gòu)緊湊 ,布局協(xié)調(diào)的夾具 。 綜上所述 ,機(jī)床夾具已成為機(jī)械加工中的重要裝備 。 機(jī)床 夾具的設(shè)計(jì)和使用是促進(jìn) 生產(chǎn)發(fā)展的重要工藝措施之一 。 隨著我國(guó)機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展 ,機(jī)床夾具的改進(jìn)和創(chuàng)造已成為廣大機(jī)械工人和技術(shù)人員在技術(shù)革新中的一項(xiàng)重要任務(wù) 。 1.2 研究夾具的 目的和意義 隨著我國(guó)改革開放的不斷深入，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體系的不斷完善， 我國(guó)工業(yè)逐漸向成熟化發(fā)展 。 在整個(gè) 機(jī)械 工業(yè) 中， 設(shè)計(jì) 在其中占有 的地位 日益顯現(xiàn)出來 。 工業(yè)設(shè)計(jì)主要包括三個(gè)方面的內(nèi)容 。 第一是產(chǎn)品設(shè)計(jì) ,第二是與產(chǎn)品有關(guān)的視覺傳達(dá)設(shè)計(jì)，如產(chǎn)品的包裝 、 商業(yè)廣告等平面設(shè)計(jì) 。 第三是由 產(chǎn)品設(shè)計(jì)擴(kuò)展的環(huán)境設(shè)計(jì)如產(chǎn)品的展示與陳列，商品櫥窗設(shè)計(jì)以及室內(nèi)設(shè)計(jì)等 。 產(chǎn)品設(shè)計(jì)作為工業(yè)設(shè)計(jì)的核心，它涉及的面廣，從人們的衣食住行，到社會(huì)的各行各業(yè)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)無時(shí)不有，無時(shí)不在 。 產(chǎn)品設(shè)計(jì)的對(duì)象既包括一般的日用生活制品，也包括工業(yè)生產(chǎn) 的機(jī) 床，加工工具； 既包括家用小電器產(chǎn)品，也包括專業(yè)的儀器，儀表； 既包括私有的自行車，摩托車，也包括大型的汽車，飛機(jī)等交通工具； “ 從口紅到宇宙飛船 ” 都是屬于 產(chǎn)品的設(shè)計(jì)的范疇，本論文主要針對(duì)加工工具設(shè)計(jì)，在一定范圍內(nèi)又稱 “ 加工輔助設(shè)計(jì) ” ，即機(jī)床夾具體的設(shè)計(jì) 。 機(jī)床夾具設(shè) 計(jì)是工藝裝備設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要組成部分，是保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的一項(xiàng)重要技術(shù)措施 。 在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)深人實(shí)際，進(jìn)行調(diào)查研究，吸取國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)，制定出 合理的設(shè)計(jì)方案，再 進(jìn)行具體的設(shè)計(jì) 。 而 深入生產(chǎn)實(shí)際調(diào)查研究中，應(yīng)當(dāng)掌握下面的一些資料： (1)工件圖紙 ； 詳細(xì)閱讀工件的圖紙，了解工件被加工表面是技術(shù)要求，該件在機(jī)器中的位置和作用，以及裝置中的特殊要求 。 (2)工藝文件 ： 了解工件的工藝過程，本工序的加工要求，工件被加工表面及待加工面狀況，基準(zhǔn)面選擇的情況，可用機(jī)床設(shè)備的主要規(guī)格，與夾具連接部分的尺寸及切削用量 等 。 (3)生產(chǎn)綱領(lǐng) ： 夾具的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)與工件的批量大小相適應(yīng)，做到經(jīng)濟(jì)合理 。 (4)制造與使用夾具的情況，有無通用零部件可供選用 。 工廠有無壓縮空氣站；制造和使用夾具的工人的技術(shù)狀況等 。 夾具的出現(xiàn)可靠地保證加工精度，提高整體工作效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，充分發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的工藝性能 。 1.3 夾具的 國(guó)內(nèi) 外 現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 工業(yè)設(shè)計(jì)是人類社會(huì)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的產(chǎn)物，從英國(guó)莫里斯 的 “ 工藝美術(shù)運(yùn)動(dòng) ” ，到德國(guó)的包豪斯設(shè)計(jì)革命 以 及美國(guó)的廣泛傳播與推廣，工業(yè)設(shè)計(jì)經(jīng)過了醞釀，探索，形成，發(fā)展百余年的歷史滄桑 。 時(shí)至今日，工業(yè)設(shè)計(jì) 已成為一門獨(dú)立的專業(yè)學(xué)科，并且有一套完整的研究體系 。 1980年國(guó)際工業(yè)設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)理事會(huì)（ ICSID）給工業(yè)作了明確定 義： “ 就批量生產(chǎn)的工業(yè)產(chǎn)品而言，憑借訓(xùn)練，技術(shù)知識(shí)，經(jīng)驗(yàn)及視覺感受，而預(yù)示材料 、 結(jié)構(gòu) 、 構(gòu)造 、形態(tài) 、 色彩 、 表面加工，裝飾以新的品質(zhì)和規(guī)格，叫做工業(yè)設(shè)計(jì) 。 根據(jù)當(dāng)時(shí)的具體情況，工業(yè)設(shè)計(jì)師 應(yīng)在上述工業(yè)產(chǎn)品全部側(cè)面或其中幾個(gè)方面進(jìn)行工作，而且需要工業(yè)設(shè)計(jì)師對(duì)包裝 、 宣傳 、 展示，市場(chǎng)開發(fā)等問題的解決付出 自己的技術(shù)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)以及視覺評(píng)價(jià)能力時(shí)，這也屬于工業(yè)設(shè)計(jì)的范疇 ” 。 材料 、 結(jié)構(gòu) 、 工藝是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的物質(zhì)技術(shù)基 礎(chǔ)，一方面，技術(shù)制約著設(shè)計(jì)；另一方面，技術(shù)也推動(dòng)著設(shè)計(jì) 。 從設(shè)計(jì)美學(xué)的觀點(diǎn)看，技術(shù)不僅僅是物質(zhì)基礎(chǔ)還具有其本身的 “ 功能 ” 作用，只要善于應(yīng)用材料的特性，予以相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式和適當(dāng)?shù)募庸すに?，就能夠?chuàng)造出實(shí)用，美觀，經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品，即在產(chǎn)品中發(fā)揮技術(shù)潛在的 “ 功能 ” 。 任何設(shè)計(jì)都是時(shí)代的產(chǎn)物，它的不同的面貌，不同的特征反映著不同歷史時(shí)期的科學(xué)技術(shù)水平 。 技術(shù)是產(chǎn)品形態(tài)發(fā)展的先導(dǎo)，新材料，新工藝的出現(xiàn)，必然給產(chǎn)品帶來新的結(jié)構(gòu)，新的形態(tài)和新的造型風(fēng)格 。 材料，加工工藝，結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品形象有機(jī)地聯(lián)系在一起的，某個(gè)環(huán)節(jié)的變革，便會(huì)引起整 個(gè)機(jī)體的變化 。 1.4 夾具的基本結(jié)構(gòu)和工作原理 按在夾具中的作用 ,地位結(jié)構(gòu)特點(diǎn) ,組成夾具的元件可以劃分為以下幾類 : (1)定位元件及定位裝置 ； (2)夾緊元件及定位裝置 (或者稱夾緊機(jī)構(gòu) )； (3)夾具體 ； (4)對(duì)刀 ,引導(dǎo)元件及裝置 (包括刀具導(dǎo)向元件 ,對(duì)刀裝置及靠模裝置等 )； (5)動(dòng)力裝置 ； (6)分度 ,對(duì)定裝置 ； (7)其它的元件及裝置 (包括夾具各部分相互連接用的以及夾具與機(jī)床相連接 用的緊固螺釘 ,銷釘 ,鍵和各種手柄等 )； 每個(gè)夾具不一定所有的各類元件都具備 ,如手動(dòng)夾具就沒有動(dòng)力裝置 ,一般的車床夾具不 一定有刀具導(dǎo)向元件及分度裝置 。 反之 ,按照加工等方面的要求 ,有些夾具上還需要設(shè)有其它裝置及機(jī)構(gòu) ,例如在有的自動(dòng)化夾具中必須 有上下料裝置 。 2 導(dǎo)向裝置設(shè)計(jì) 根據(jù)產(chǎn)品加工圖紙和產(chǎn)品技術(shù)要求 ,知此套夾具需要在 7地方鉆 8次孔 ,其簡(jiǎn)圖 如下 : 從產(chǎn)品側(cè)面圖了解 ,需要分別在 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7 這些部位加工滿足條件的孔 ,其中在 1、 2、 3、 6 處鉆孔后需要繼續(xù)攻絲 ,鉆 4、 5、 7處 的孔達(dá)到裝配要求即可 。 2.1 鉆套類型的選擇與設(shè)計(jì) 由于加工孔的要求不同 ,那么對(duì)導(dǎo)向裝置的長(zhǎng)度 ,同軸度等一些要求也不盡相同 。 鉆 1、 2、 3、 6 處的孔還需要計(jì)算鉆孔的直徑 。 根據(jù)產(chǎn)品的圖紙 得到 1、 2、 3 處的孔大小相同 ，3X0.85=2.55mm， 此時(shí)查工廠的常用刀具型號(hào)選直徑2.5mm 的標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆 。 從而確定鉆套的導(dǎo)向直徑，取2.5mm， 從整體設(shè)計(jì) 的已知條件 來看 ，鉆模板厚 20mm，縫紉機(jī)底板最寬處達(dá) 178mm，又下墊塊厚 14mm。 由設(shè)計(jì)的框架數(shù)據(jù)計(jì)算，鉆模板與底板的最小間距為 200mm-14mm-178mm 8mm，由以上數(shù)據(jù)綜合分析 ，取 鉆套 1 總 長(zhǎng) 為 30mm,其中沉孔部分長(zhǎng) 15mm，導(dǎo)向定位孔長(zhǎng) 15mm，帶肩部分長(zhǎng) 5mm。 查設(shè)計(jì)資料表確定鉆套 1的 帶肩部分直徑 12mm，下體直徑 8mm，沉孔 直徑 4mm，導(dǎo)向 孔 直徑 2.5mm。 從產(chǎn)品的三維尺寸和假象安裝情形看，鉆套 2、 3 的長(zhǎng)度不完全受底板的 最寬長(zhǎng)度 的限制，為提高和保證一定的精度，取鉆套 2、 3的總長(zhǎng)度為 35mm，其中帶沉孔 15mm，導(dǎo)向 定位長(zhǎng) 20mm， 帶肩部分長(zhǎng) 5mm，查設(shè)計(jì)資料表確定鉆套 2、 3的帶肩部分直徑 12mm，下體直徑 8mm，沉孔直徑 4mm，導(dǎo)向孔直徑 2.5mm。 鉆 套 4 的選取和設(shè)計(jì)參數(shù)為，總長(zhǎng)為 35mm,其中沉孔部分長(zhǎng) 15mm，導(dǎo)向定位孔長(zhǎng) 20mm，帶肩部分長(zhǎng) 5mm。 查設(shè)計(jì)資料表確定鉆套 4 的帶肩 部分直徑 14mm，下體直徑 10mm，沉孔直徑 6mm，導(dǎo)向直徑 5mm。 鉆套 5 的選取和設(shè)計(jì)參數(shù)為，總長(zhǎng)為 35mm， 其中沉孔部分長(zhǎng) 15mm，導(dǎo)向定位孔長(zhǎng) 20mm，帶肩部分長(zhǎng) 5mm，查設(shè)計(jì)資料表確定鉆套 5 的帶肩部分直徑 14mm，下體直徑 10mm，沉孔直徑 5mm，導(dǎo)向直徑 3.7mm。 鉆套 7 的選取和設(shè)計(jì)參數(shù)為，總長(zhǎng)為 35mm,其中沉孔部 分長(zhǎng) 15mm，導(dǎo)向定位孔長(zhǎng) 20mm，帶肩部分長(zhǎng) 5mm，查設(shè)計(jì)資料表確定鉆套 7 的帶肩部分直徑 20mm，下體直徑 16mm，沉孔直徑 8mm，導(dǎo)向直徑 6.5mm。 與 1、 2、 3、 4、 5、 7不 同的是 首 先要在 6處 鉆深度為 10mm， 直徑為 7mm的孔，然后 再 鉆直徑為 5.7mm的孔 (通 ),其參數(shù)分別為，總長(zhǎng)為 35mm,其中沉孔部分長(zhǎng) 15mm，導(dǎo)向定位孔長(zhǎng) 20mm，帶肩部分長(zhǎng) 5mm，帶肩部分直徑 16mm，下體直徑 12mm，沉孔直徑 8mm，導(dǎo)向直徑 7mm。 第 2 孔參數(shù)總長(zhǎng)為 35mm,其中沉孔部分長(zhǎng) 15mm，導(dǎo)向定位孔長(zhǎng) 20mm，帶肩部分長(zhǎng) 5mm，帶肩部分直徑 16mm，下體直徑 12mm，沉孔直徑 8mm，導(dǎo)向直徑 5.7mm。 生產(chǎn)技術(shù)要求為 :1.d 對(duì) D 的徑向跳動(dòng)不大于 0.01 毫米 ;2.d 公稱尺寸系刀具的最大尺寸 ,其允許差為 +0.003+0.013;3.熱處理 ： T10A,淬火 HRC6064;滲碳深度0.81.2mm。 4.表面發(fā)藍(lán)或其它的防銹處理 ,銳邊無毛刺。 2.2 襯套的選擇與設(shè)計(jì) 襯套的主要作用是為了避免 在 更換鉆套的時(shí)候 ， 對(duì) 鉆模板的孔口造成過多的摩擦而不斷的擴(kuò)大 ， 從而影響鉆孔的精度 ， 不能達(dá)到精度和加工的要求 ， 致使生產(chǎn)的產(chǎn)品成為廢品。 此套夾具采用固定襯套。 根據(jù)已有條件確定襯套的外徑為 18mm， 公差范圍為 +0.02mm+0.032mm， 內(nèi)孔徑為 +0.011mm+0.019mm。 生產(chǎn)技術(shù)要求為 ： 1.d 對(duì) D 的徑向跳動(dòng)不大于 0.01 毫米 ;2.d 公稱尺寸系鉆套的最大尺寸 ,其允許差為 +0.004+0.017;3.熱處理 :T10A,淬火 HRC6064； 滲碳深度0.81.2mm； 4.表面發(fā)藍(lán)或其它的防銹處理 ， 銳邊無毛刺。 3 定位元件的確定 在選擇定位方案時(shí)，由于定位方式多種多樣，對(duì)定位基準(zhǔn)、限位基準(zhǔn)的確定也有幾種不同方法，此處采用以下觀點(diǎn) : 1)當(dāng)工件以回轉(zhuǎn)面 (內(nèi)、外圓柱面、圓錐面、球面等 )作為定位基面時(shí)，其軸線為定位基準(zhǔn) 。當(dāng)工件以平面與定位元件接觸，此平面就是定位基面，它的理想狀態(tài) (平面度誤差為零 )是定位基準(zhǔn) 。但對(duì)于已經(jīng)加工過的平面，通常忽略其平面度誤差，所以認(rèn)為，定位基面就是定位基準(zhǔn)，二者重合。 2)當(dāng)定位元件以回轉(zhuǎn)面作為限位基面時(shí)，其軸線作為限位基準(zhǔn)。 此夾具 定位元件采用兩平面和一定位柱 ,擬用不完全限位方式定位 。 定位三面 ，夾緊兩面 ， 有一面未限定的正好與加工的方向反向 。 可以不作要求 ， 在夾緊的時(shí)候 ，留有稍微大點(diǎn)的余量即可 。 其夾緊方式從總裝圖上可以清晰地看出 ， 在此不 在作過多的敘述 。 型號(hào) 1 墊塊的尺寸為 150X30X14 毫米 ， 型號(hào) 2 墊塊為 65X20X14 毫米 。 定位柱的尺寸為 總長(zhǎng) 83毫米 ， 軸孔配合部分長(zhǎng) 22毫米 ， 定位 柱 主擋 長(zhǎng) 35毫米 .軸孔配合圖上已經(jīng)標(biāo)注 。 工件的定位誤差分析，是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一 。 基準(zhǔn)位移誤差如 ： 基準(zhǔn)不重合誤差，構(gòu)成了定位誤差，這些基本概念定義準(zhǔn)確嚴(yán)密， 在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中需要 費(fèi)一定的時(shí)間，用實(shí)際例子來說明基準(zhǔn)位移和 基 準(zhǔn)不重合這兩項(xiàng)誤差產(chǎn)生的原因及對(duì)加工尺寸的影響，但一涉及到兩項(xiàng)誤差的合成問題，即定位誤差對(duì)工序要求的影響，常常容易混淆 。 與其他定位誤差相比較 ， 此夾具取用最基本的定位方式 。 定位柱加工要求 ： 1.表面發(fā) 藍(lán) 或其它的防銹處理 ； 2.熱處理 :T10A， 淬火HRC6064； 滲碳深度 0.81.2mm； 3.銳邊無毛刺。墊塊加工要求 ： 1.表面發(fā) 藍(lán) 或其它的防銹處理 ； 2.熱處理 ： T10A,淬火 HRC6064， 滲碳深度 0.81.2mm； 3.銳邊無毛刺。4.留 0.20.3mm余量 ， 裝配 時(shí) 磨削至所需要求 。 4 夾緊 裝置 4.1 夾緊基本原理理論 夾緊的目的是保證工件在夾具中的定位 ， 不致因工時(shí)受切削力 ， 重力或伴生離心力 ， 慣性力 ， 熱應(yīng)力等的作用產(chǎn)生移動(dòng)或振動(dòng) 。 夾緊裝置是夾具完成夾緊作用的一個(gè)重要的而不可以缺少的組成部分 ， 除非工件在加工過程中所受到的各種力不會(huì)使它離開定位 時(shí)所需確定的位置 ， 才可以設(shè)有夾緊裝置 。 夾緊裝 置設(shè)計(jì)的優(yōu)劣 ， 對(duì)于提高夾緊的精度和加工作效率 ， 減輕勞動(dòng)強(qiáng)度都有很大的影響 。 分析各類夾具的基本功能要求 可以將夾緊裝置 概括為兩類： 第一類是性能要求 ，主要指定位唯一性、定位穩(wěn)定性 ,夾緊穩(wěn)定性及總體約束；第二類要求是夾具的結(jié)構(gòu)剛性、成本及易操作性、易于維修等要求。本設(shè)計(jì)目錄中功能項(xiàng)包括夾緊對(duì)象特征項(xiàng)、加工信息特征及夾緊要求特征。 夾緊對(duì)象特征項(xiàng)目：包括夾緊對(duì)象類型、材料、形狀、體積、數(shù)量、物理特性 、磁性、導(dǎo)電性、剛性 等信息。 加工信息特征項(xiàng)：加工類型 、 機(jī)加工、裝配、檢測(cè)、焊接等 、加工參數(shù) 、 切削參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)、 幾何參數(shù)等 。 夾緊要求特征項(xiàng)：主要指性能要求，包括定位要求、定位基準(zhǔn)選擇，如特征點(diǎn)、特征面。夾緊力大小、夾緊方向、夾緊行程、夾緊 松開 速率，自鎖性等。 元件功能分析 ： 夾緊功能主要包括四種元功能：定位功能、傳動(dòng)功能、執(zhí)行功能和分度功能等輔助功能。定位功能由定位元件完成 ， 定位元件按定位面特征分為平面定位元件、圓孔定位元件、外圓定位元件。傳動(dòng)功能由中間遞力機(jī)構(gòu)完成，該機(jī)構(gòu)一般有三個(gè)作用 ； 改變作用力的力一向、大小和自鎖作用。目前常用的有以下機(jī)構(gòu) ： 斜楔機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)、圓偏心機(jī)構(gòu)、杠桿鉸鏈機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)、對(duì)中機(jī) 構(gòu)、定心機(jī)構(gòu)等。 設(shè)計(jì)夾緊裝置時(shí) ,應(yīng)滿足下述主要要求 ： 1.夾緊裝置在對(duì)工件夾緊時(shí) ， 不應(yīng)破壞工件的定位 ,為此 ， 必須正確選擇夾緊力的方向及著力點(diǎn) 。 2.夾緊力的大小應(yīng)該可靠 ， 適當(dāng) ， 要保證工件在夾緊后的變形和受壓表面的損傷不致超出允許的范圍 。 3.夾緊裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理 ， 夾緊動(dòng)作要迅速 ， 操作方便省力 ， 安全 。 4.夾緊力或夾緊行程在一定范圍內(nèi)可進(jìn)行調(diào)整和補(bǔ)償 。 4.2 夾緊座 在 不考慮重力和其它的伴生力的情況下，夾緊力的大小既與切削力的大小有 關(guān)，也與切削力對(duì)支承的作用有關(guān)。 W=KM(f1Rf1+f2Rf2)N(其中 K=K1K2K3K4,K1=1.52,K2=1.2,K3=1.11.3,K4=1.2) W=1.8X1.2X1.2X1.2X85X(0.2X7+0.2X7) N=740.28N M(切削扭矩 ) Q 需 =KP/(f1+f2)=1.8X1.2X1.2X1.2X100/(0.2+0.2)=777.4N Q 需 (切削力 ) 為簡(jiǎn)化夾具的成本及考慮工廠實(shí)際情況 ， 擬用螺釘夾緊裝置。計(jì)算螺釘?shù)膴A緊力：W=2QL/ D 中 /tg( + 1)。此公式采用中的數(shù)據(jù)以 M16標(biāo)準(zhǔn)螺紋計(jì)算。 為螺紋升角 ;tg =S/ D 中 ; 1螺紋摩擦角； D 中 螺紋中徑； Q 人工作用力；其中有 f=0.1(螺母端面與工件間的摩擦系數(shù) )， 1=6。 34， ； 計(jì)算 W=836.8 公斤力。 很明顯，可以使用螺釘夾緊機(jī)構(gòu)。 見 總裝 圖： 夾緊座加工要求 ： 1.表面發(fā)藍(lán)或其它的防銹處理 ； 2.熱處理 :T10A,淬火HRC6064； 滲碳深度 0.2 0.6mm； 3.銳邊無毛刺 ； 4.螺紋孔以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的 M16配做 。 4.3 夾緊支板 夾 緊支板和夾緊座的 目的相同 ， 都是夾緊工件的 ， 保證在加工過程中工件不移動(dòng) ，限制它的自由度 ， 夾緊支板的工件接觸裝置擬用夾緊 螺釘 ， 支板在其中是輔助支承的 ，最終起決定 作用的還是人的操作 ， 不同人操作同樣的夾具或者是在夾緊的過程中用力和速度的不同 ， 都對(duì)工件的加工精度有影響 。 由于取用的夾緊螺釘是一樣的 ， 前面已經(jīng)計(jì)算過了 ， 在此 不重復(fù)了。 具體的結(jié)構(gòu)見 零件圖 。 夾緊支板加工要求 ： 1.表面發(fā)藍(lán)或其它的防銹處理 ； 2.熱處理 :T10A， 淬火HRC3845； 滲碳深度 0.20.6mm； 3.銳邊無毛刺 ； 4.螺紋孔以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的 M16配做 。 4.4 夾緊螺釘 根據(jù)公司的實(shí)際情況選用 夾 緊螺釘 ， 人工操作 。 節(jié)省成本 ， 制造夾具的時(shí)間縮短并以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格生產(chǎn)。 夾緊功能的原理 方 案設(shè)計(jì)目錄是設(shè)計(jì)目錄應(yīng)用的具體體現(xiàn)，由于夾具種類繁多，如何對(duì)其進(jìn)行抽象化整理，以利于運(yùn)用設(shè)計(jì)目錄的結(jié)構(gòu)形式，還需要更深入的研究。建立原理 方 案設(shè)計(jì)目錄涉及的知識(shí)面較廣，難度較大，目錄本身的構(gòu)造規(guī)律也很復(fù)雜。這里 僅作最 基本 的 原理 方 案設(shè)計(jì)研究。 5 夾具體 的 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 夾具 體整體輪廓 尺寸如下 ： 底座 尺寸 525X145X30 毫米 ， 上貼板尺寸 200X25X145毫米 。 加強(qiáng)筋尺寸 16X35X200(80 )毫米 。 此模型是取用最基本的也是目前中捷公司大眾化模型。 夾緊擬取方案 ： 定位柱與夾緊座對(duì)稱分布 ， 此夾緊可以 盡量的避免多余的加工扭矩和定位旋轉(zhuǎn)誤差 。 兩不同面內(nèi)的墊塊主要墊在受力大的地方或者是產(chǎn)品的主筋上 ， 在人為的基礎(chǔ)上消除夾緊和加工 彈性變形。 6 夾具 在安裝和操作時(shí) 應(yīng)注意的事項(xiàng) 6.1 夾具的安裝 當(dāng)夾具的各個(gè)零件生產(chǎn)出來后 ， 就要對(duì)它進(jìn)行安裝 。 安裝夾具看起來是非常簡(jiǎn)單的事情 ， 但是不同的人安裝同樣的夾具 ， 其安裝的夾具誤差都不一樣 。 (從瑞士手表的安裝準(zhǔn)確度 ， 其秒針走時(shí)誤差一年相隔一秒與一星期相隔一秒的例子得啟示 )公司有專人安裝夾具的隊(duì)伍 ， 在某些程度上提高了安裝精度 。在安裝夾具的過程中要注意一些 事項(xiàng) ： (1)先以平衡的方 式 把鉆模板和夾具體以 兩個(gè)錐銷 定位 ， 接著依次上固定螺釘 。 (2)墊鐵留有余量 ， 在安裝上去后 ， 等檢驗(yàn)精度的時(shí)候再磨削部分余量至達(dá)到要求 。 按照磨損規(guī)則是盡量的初次磨削最少的余量 ， 可以使使用時(shí)間加長(zhǎng) ,減少成本 。 (3)襯套用專用的夾鉗裝入 ， 實(shí)際 裝入時(shí)應(yīng) 有一定的阻力 ， 最佳效果是一次性裝入 。 鉆套以旋轉(zhuǎn)的方式逐漸裝入 ， 當(dāng)裝入大約 2/3時(shí)候旋出 ， 再完全裝入 。 (4)定位柱套入后即旋緊螺母 ， 當(dāng)需要調(diào)整精度時(shí)再作更換 ， 一般情況是不需要調(diào)整和更換的 。 (5)安裝夾緊座時(shí) ， 需同時(shí) 上兩個(gè)固定螺釘 。 如果螺孔已經(jīng)回孔 ， 就有一次性裝入 ， 未 回孔的先獨(dú)立旋進(jìn) 1/2后旋出 ， 然后整體旋進(jìn)即可 。 (6)裝支板對(duì)照總裝圖的形式裝入 ， 其中有一反向螺栓 ， 裝在第 2支板上即可 (支板序號(hào)以總裝圖從左往右為序 ) 。 (7)最后 ,以總裝圖的標(biāo)準(zhǔn)配上夾緊螺釘 。 6.2 夾具在操作時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng) 現(xiàn)代化生產(chǎn)要想有好的經(jīng)濟(jì)效益 ， 必須提高勞動(dòng)生產(chǎn)率而影響生產(chǎn)率的因素很多 ,金屬加工中一個(gè)重要的影響因素就是工件在夾具上的裝夾 。 夾具設(shè)計(jì)依據(jù)的原則是簡(jiǎn)捷、實(shí)用、快速、可靠 .這里的“快速”指的就是快速裝夾。 根據(jù)工件的種類、結(jié)構(gòu)特征的不同，可采用不同的形式。合理的裝夾形式不但能達(dá)到快速、 高效的目的而且能減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，一般夾具設(shè)計(jì)出來成為產(chǎn)品后 ,就有一個(gè)裝夾模式。 裝夾模式在 快速裝夾的過程中 ， 應(yīng)該注意一些 事項(xiàng) : (1)分別松開支板 1 和 2 的上下螺栓 (只需要稍微松一點(diǎn) ， 約 23 毫米 )， 依次旋轉(zhuǎn)扳開 支板 1和 2， 逆時(shí)針?biāo)蓜?dòng)夾緊座的的夾緊螺釘 。 (2)把工件以 1015 度傾斜角靠定位柱放入夾具內(nèi) ， 同時(shí)旋轉(zhuǎn)支板 2 并相應(yīng)的擰緊螺栓和輕微的擰夾緊螺釘至與工件接觸 水平 。 回位支板 1及其上的夾緊螺釘 ， 一次性旋緊夾緊座上的夾緊螺釘 ， 最后依次擰緊支板 1和 2的夾緊螺釘 。 (3)工件加工過程中不要手去接觸鐵屑 ， 讓其 自動(dòng)排屑 .按規(guī)定是每間隔 1小時(shí)有工人清除鐵屑 。 (4)取工件時(shí)是先松支板 1 和 2 的夾緊螺釘 ， 再松螺栓后旋轉(zhuǎn)支板至水平 ， 一手扶工件 ， 一手松夾緊座的夾緊螺釘 ,方可取出工件 。 (5)定位柱 有明顯的磨損后 ， 更換新定位柱或調(diào)整定位柱 (原則上該公司每隔一段時(shí)間就檢驗(yàn)一次精度 ， 不需要操作工負(fù)責(zé) ) 。 7 夾具的經(jīng)濟(jì)效益 分析 機(jī)床夾具費(fèi)用是工藝成本的組成 部分 ， 它直接影響工藝過程的經(jīng)濟(jì)性及產(chǎn)品成本 ,機(jī)床 夾具 的經(jīng)濟(jì)性用下述不等式評(píng)價(jià) : SN C 式中 S-使用機(jī)床夾具后生產(chǎn)費(fèi)用的節(jié)約 ,即經(jīng)濟(jì)效果 ； 式中 N-用 機(jī)床夾具全年加工的工件數(shù)量 ,即工件的年產(chǎn)量 ； 式中 C-使用機(jī)床夾具全年的費(fèi)用 。 (1)使用機(jī)床夾具的經(jīng)濟(jì)效果 ： 機(jī)床夾具的使用減少了 生產(chǎn) 單件 的 時(shí)間 ， 一個(gè)工件的某一工序因使用機(jī)床夾具而減少的單件時(shí)間是 ： T=T1-T2， 式中 T1和 T2分別為使用機(jī)床夾具前后工件的單件時(shí)間 。 若比較兩種機(jī)床夾具的經(jīng)濟(jì)性 ， T1和 T2又分別代表兩種夾具加工工件的單件時(shí)間 ,由于使用機(jī)床夾具而節(jié)約的工人工資額為 ： Z=Z1T1-Z2T2 式中 Z1， T2分別為使用機(jī)床夾具前后機(jī)床工人每分鐘的工資額 ， 若考慮雜費(fèi)方面H的節(jié)約 ， 使用 機(jī)床夾具的經(jīng)濟(jì)效果為 ： S= Z(1+0.01H) (2)使用機(jī)床夾具的的全年費(fèi)用 ,一套專用夾具的費(fèi)用為 ： CzAyT AsC )1( 式中 As-專用夾具的設(shè)計(jì)系數(shù) ,通常為 0.5； 式中 Ay -專用夾具的使用系數(shù) ， 一般取用專用夾具制造價(jià)格的 0.20.3； 式中 T-專用夾具的使用年限 ,簡(jiǎn)單夾具 =1年 ， 中等復(fù)雜的夾具 =23年 ， 復(fù)雜夾具是 =45年 ； Cz專用夾具的制造價(jià)格由下式計(jì)算 Cz = +tZp(1+0.01H)； 式中 -材料的平均價(jià)格 元 /kg； 式中 -夾具元件的重量 ； 式中 t-夾具制造工時(shí) h； 式中 Zp-工人的平均工資 元 /人 ； 式中 H-工具車間雜費(fèi)百分比 ； 通過原理，已經(jīng)可以從該 方案 中檢索到實(shí)現(xiàn) 設(shè)計(jì) 可行 性 原理方案。實(shí)現(xiàn)某一功能可能有多個(gè)解，其優(yōu)劣程序要視具體情況而論。評(píng)價(jià)項(xiàng)給出了評(píng)價(jià)準(zhǔn)則和評(píng)價(jià)的特性值，反映了原理方案在技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性和社會(huì)性上的效用。 以上所述原理中有關(guān)項(xiàng)目 中 所表達(dá) 的 評(píng)價(jià)決策的方方 面面，為設(shè)計(jì) 展示出統(tǒng)率全局的設(shè)計(jì)信息空間。 8 單工位夾具與成組夾具的分析 成組技術(shù) 是近年來在國(guó)內(nèi)外機(jī)械制造領(lǐng)域內(nèi)得到迅速發(fā)展的一種新的作業(yè)方式。而成組夾具則是按成組技術(shù)原理，在零件分組的基礎(chǔ)上，針對(duì)一組 （或幾組）相似零件的一道（或幾道）工序而設(shè)計(jì)的夾具。它具有專用夾具的若干特點(diǎn)，又具有對(duì)工件特征在一定范圍內(nèi)變化的適應(yīng)性，它能使產(chǎn)品多品種、中小批量生產(chǎn)達(dá)到大批量生產(chǎn)的效果，因此，成組夾具在產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代的今天，有著不可比擬的優(yōu)勢(shì)。 零件的分析與分組 , 如某廠生產(chǎn)的交、直流起動(dòng)機(jī)機(jī)殼，由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用 10號(hào)無縫鋼管加工而成。本道工序?yàn)榘刖噧?nèi)孔，其品種有 12 種之多。軸向長(zhǎng)度尺寸最大為 1820+0.023，最小為 900+0.18 ,止口定位尺寸最大為 0-0.087，最小為 710-0.046，軸向止口長(zhǎng)度一律為 3 ， 由于尺寸段相距較遠(yuǎn)，軸向長(zhǎng)度考慮壓板尺寸，將其分為兩組。第 1 組軸向長(zhǎng)度為 90135 ，第 2 組為 140182，止口定位尺寸由于需更換定位元件不再分組。把這類使用機(jī)床、夾緊方式、加工內(nèi)容相同的零件挑選出來，形成所需要的成組工序 （見圖 ） 。 成組夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ： 成組夾具設(shè)計(jì)與專用夾具的設(shè)計(jì)方法相似，但具有一定的針對(duì)性，它是為加工某些幾何形狀相似、工藝過程和定位夾緊相 似的零件而設(shè)計(jì)的。設(shè)計(jì)時(shí)仍然需要選擇合理的定位基準(zhǔn)、定位元件 ;選擇合適的夾緊力、夾緊元件 ；設(shè)計(jì)好合理的基體件。 8.1 定位基準(zhǔn)與定位元件的選擇制定設(shè)計(jì)方案時(shí)需選擇合理的定位基準(zhǔn)、定位元件。以圖工件為例，選 1020-0.07 處止口為定位基準(zhǔn)，止口平面為輔助定位。夾具采用定位盤定位，這樣定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，無基準(zhǔn)不重合誤差。但在實(shí)際中考慮多種因素的影響，往往采用增大定位盤內(nèi)圓柱孔的方法。定位盤內(nèi)圓 柱孔 最小增大尺寸為 ： =hXtg=3X(0.05/123)=0.0012 8.2 夾緊元件與夾緊 力的選擇 夾緊力的選擇，除夾緊力方向和作用點(diǎn)外，還要使工件產(chǎn)生盡可能小的夾緊變形，這是選擇夾緊元件和夾緊力的主要因素。本例采用壓板壓緊，夾緊力方向平 行工件外圓母線 ， 夾緊牢靠，工件保持正確位置，既防止了薄壁零件裝夾變形，又滿足了成組的要求。 8.3 夾具基體的設(shè)計(jì)夾具基體是成組夾具的基礎(chǔ)，在設(shè)計(jì)夾具基體時(shí)，除應(yīng)保證結(jié)構(gòu)合理外，還應(yīng)保證夾具基體有足夠的剛度，而且在可能的范圍內(nèi)，力求能加工零件組的全部。對(duì)其基體件還應(yīng)根據(jù)相似件形狀、尺寸、精度、毛坯種類及其工藝方法來確定基體件形狀、尺寸，以滿足加工所有相似件的要求 。該基體件與其它夾具元件組成的夾具結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，更換元件容易，可以加工不同產(chǎn)品的相似件，詳見下 圖，通過它組成半精車內(nèi)孔成組夾具，可以完成不同產(chǎn)品機(jī)殼內(nèi)孔的加工。 8.4 機(jī)殼成組夾具結(jié)構(gòu) 機(jī)殼成組夾具由基體件、調(diào)換件、標(biāo)準(zhǔn)件三部分組成，見下圖。該夾具由基體件與機(jī)床連接，使用機(jī)床可視廠方具體情況而定。為保證工件軸線與機(jī)床軸線相重合，使用法蘭盤 (過渡件 )與機(jī)床內(nèi)錐孔配合，完成定位。與夾具定位則依靠基體件上的外止口 (本例為 240處 )，準(zhǔn)確定位后，予以軸向鎖緊。夾緊采用雙壓板球鉸壓緊，由大拉桿 1帶動(dòng)兩個(gè) 小拉桿 2來完成。兩小拉桿做為調(diào)換件，以適應(yīng)分段兩 組中不同軸向長(zhǎng)度的需要。 4 成組夾具的誤差分析 (1)機(jī)床回轉(zhuǎn)中心與夾具安裝不同軸時(shí)，使夾具在機(jī)床上定位脫離理想狀態(tài)，造成安裝誤差。 解決辦法 :可在車床上重新車一次定位盤止口，保證定位盤中心和機(jī)床主軸中心同軸度小于 0.015。 (2)工件在夾具上定位時(shí)，定位脫離理想位置，產(chǎn)生加工偏差，產(chǎn)生的原因有 ： 定位元件制造超差 ； 工件與定位元件間定位面間隙太大，或定位元件與機(jī)床主軸不垂直 ； 解決辦法 ： a)確保元件制造精度 ， 定位盤與基 體件的配合可按公差等級(jí) 5 級(jí)或 6 級(jí)精度。 b)夾具基體件上與定位元件的配合需在機(jī)床上精車，以確保定位元件安裝后，處于正確位置。 如圖 2 中甲 120H6 及其端面 A，并保證尺寸公差和精度要求。 c)定位盤內(nèi)孔尺寸，取工件最大實(shí)體尺寸加 (或減 )制造公差的 1/51/8 即 :102+0.1 x1/7 =102.0143。 5 成組夾具的經(jīng)濟(jì)效益分析 1)節(jié)約設(shè)計(jì)時(shí)間 ： 成組夾具只需設(shè)計(jì)調(diào)換件，可單獨(dú)出圖或提供元件號(hào)填表選用，一般只占總夾具設(shè)計(jì)量的 515%，以本夾具為例，調(diào)換件只占設(shè)計(jì)總量的 10%。 2)節(jié)約制造工時(shí) ： 只需制造調(diào)換件即可，因此節(jié)約工時(shí)，縮短生產(chǎn)周期，減輕工具車間負(fù)荷。 3)節(jié)約原材料 ： 一般調(diào)換件所需原材料只占夾具用料的 515%。 4)便于管理，減少庫(kù)存面積。 5)為工裝標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、規(guī)格化打下基礎(chǔ)。 目前，成組夾具和組合夾具在車床、銑床、鉆床、磨床上得到推廣應(yīng)用。開展成組夾具的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，提高經(jīng)濟(jì)效益起到積極作用，對(duì)我國(guó)工業(yè)發(fā)展將起到良好的推動(dòng)作用。 9 誤差分析 9.1 定位誤差分析 工件的定位就是使同一工序中的所有工件逐次放置到夾具中，使之占有正確 的位置的工藝過程。一批工件逐個(gè)在夾具中定位時(shí)，由于定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合、定位副制造不準(zhǔn)確等原因，使得各個(gè)工件在夾具中占據(jù)的位置不可能完全一致，勢(shì)必產(chǎn)生定位誤差，即工件在夾具中因定位不準(zhǔn)確而產(chǎn)生的工件加工誤差。 定位誤差實(shí)際上是一批工件采用調(diào)整法加工時(shí)，由于定位所造成的工件加工面相對(duì)于工序基準(zhǔn)的位置誤差。假定在加工時(shí)，夾具相對(duì)于刀具及切削成形運(yùn)動(dòng)的位置經(jīng)調(diào)整后不再變動(dòng)，那么可以認(rèn)為加工面的位置是固定的，這樣工件加工面相對(duì)于其工序基準(zhǔn)的位置誤差就是由于工序基準(zhǔn)的位置變動(dòng)所引起的。所以，定位誤差也就是工件定位 時(shí)工序基準(zhǔn)在工序加工要求 (位置尺寸或位置精度 )方向上的位置變動(dòng)量。 應(yīng)用夾具 CAD系統(tǒng)設(shè)計(jì)夾具時(shí)，在未選定夾具定位方案的具體結(jié)構(gòu)之前，尚不能建立定位尺寸鏈。在系統(tǒng)確定了夾具定位結(jié)構(gòu)之后，就可以根據(jù)具體結(jié)構(gòu)建立定位尺寸鏈進(jìn)行正計(jì)算或反計(jì)算。 a)正計(jì)算就是當(dāng)已知定位結(jié)構(gòu)中有關(guān)定位元件尺寸的公差時(shí)，用定位尺寸鏈求解封閉環(huán)公差 (即定位誤差 )。如果所求的定位誤差值在允許的公差范圍之內(nèi) ， 則表明所確定的定位元件的尺寸公差能滿足精度要求。否則不能保證精度，就需調(diào)整定位結(jié)構(gòu)中定位元件的尺寸公差。如果這些公差無調(diào)整的余地則需考 慮重新確定定位結(jié)構(gòu)。 b)反計(jì)算 就是已知封閉環(huán)的尺寸及公差 ,確定各組成環(huán)的公差 ,即將允許的定位誤差合理地分配到各組成環(huán)中去。 9.2 裝備誤差 分析 “機(jī)床夾具裝配調(diào)整及夾具精度檢驗(yàn)”實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)到夾具制造工藝特點(diǎn)和工件加工精度的保證方法，認(rèn)識(shí) 到 夾具總 裝 圖公差配合與技術(shù)要求的實(shí)際意義。從而使 我 在進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)時(shí)明白到底應(yīng)標(biāo)注哪些技術(shù)要求 有 其 意 義。 安裝誤差與定位誤差 ： 在應(yīng)用夾具安裝工件時(shí) ,往往由于下列幾種因數(shù)引起工件的安裝誤差 ： 1.夾具本身的誤差 ; 2.夾具在機(jī)床上的安裝 ,調(diào)整誤差 ; 3.夾緊時(shí) ,整個(gè)夾具或其它元 件受力后產(chǎn)生彈性變形 ; 4.工件的定位基準(zhǔn)與定位元件接觸后的變形 ; 5.由于工件的定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的誤差 ; 6.由于工件的定位基準(zhǔn)面與定位元件之間的間隙 (如內(nèi) ,外圓柱面定位時(shí) )引起的工件可能的最大的位移 。 小結(jié) :在實(shí)際工作中，應(yīng)多讀些典型機(jī)床夾具總圖 ， 多調(diào)試一些夾具 ， 多了解一些夾具結(jié)構(gòu)方案，從中多學(xué)習(xí)一些結(jié)構(gòu)工藝性方面的知識(shí) ， 使設(shè)計(jì)能力有所提高。 10 人工智能的思考 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，機(jī)電產(chǎn)品種類日益繁多，而且要求產(chǎn)品的質(zhì)量和品種不斷提高和更新，生產(chǎn)周期也越來越短。而且新產(chǎn)品的生產(chǎn) 規(guī)模多屬中小批量。為此，在現(xiàn)代機(jī)械制造中，要求加工機(jī)床和夾具裝備具有更好的柔性，近 20 年來數(shù)控機(jī)床和柔性制造系統(tǒng)迅猛發(fā)展，正是迎合多品種、中小批量生產(chǎn)方式的需要。在這種生產(chǎn)方式中，組合夾具得到了廣泛的應(yīng)用。 在專家系統(tǒng)的幫助下，輸入了有關(guān)工件的幾何尺寸和定位、壓緊等有關(guān)信息后，計(jì)算機(jī)可通過專家系統(tǒng)的知識(shí)庫(kù)和推理機(jī)自動(dòng)進(jìn)行元件的選擇、工件在基礎(chǔ)板 上 位置的確定、元件空間位置相互干涉的避免，最后生成組合夾具裝配圖和元件清單 。 該公司 開始組合夾具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)以來，已先后完成了槽系和孔系兩種組合夾具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟 件包，這兩種計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件都采用了計(jì)算機(jī)繪圖法和計(jì)算機(jī)檢索法相結(jié)合的設(shè)計(jì)方法。計(jì)算機(jī)繪圖法實(shí)際上就是由人設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)輔助繪圖。設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)者在計(jì)算機(jī)上將所需的元件調(diào)出，然后就象在組裝室現(xiàn)場(chǎng)組裝夾具一樣，將計(jì)算機(jī)屏幕作為圖板，繪制組合夾具裝配圖 。 計(jì)算機(jī)檢索法首先要求按工件的形狀和裝夾特征進(jìn)行編碼，在確定了工件的分類編碼后，按編碼檢索出所需的夾具圖形文字，如果已有該零件或相似零件的夾具圖形文件，則可將其調(diào)出，在計(jì)算機(jī)上對(duì)檢索出的圖形進(jìn)行修改，然后用繪圖儀繪制裝配交給工人組裝。目前， 該公司 自行開發(fā)的三維槽系組合 夾具計(jì)算機(jī)輔 助軟件包 已經(jīng)交工廠試用。 但目前已有的組合夾具 CAD系統(tǒng)雖有節(jié)省繪圖工作量，減少人工反復(fù)試裝造成元件磨損等優(yōu)點(diǎn)，但它無法幫助設(shè)計(jì)人員思維，從某種角度來講，它只是把反復(fù)試裝的過程從組裝現(xiàn)場(chǎng)搬到了計(jì)算機(jī)房，仍然費(fèi)時(shí)費(fèi)工，其設(shè)計(jì)質(zhì)量還要靠設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)來保證。因此，在已有工作的基礎(chǔ)上，開展了智能組合夾具 CAD的研究工作，初步研究結(jié)果證明，利用基于規(guī)則的專家系統(tǒng)，可以大大提高組裝設(shè)計(jì)的速度并有效的提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。 專家系統(tǒng)是一個(gè)程序。它的工作就象一個(gè)有限應(yīng)用領(lǐng)域的專家。因此，專家系統(tǒng)必須能以某種方式與用戶 交流信息。一般來說，有幾種形式的輸入方式可供選擇 ： (l)會(huì)話方式 ； (2)菜單方式 ； (3)圖形方式 ； (4)聲音輸入方式。由于軟、硬件條件限制，該 系統(tǒng)主要采用前兩種方式同計(jì)算機(jī)進(jìn)行對(duì)話。 對(duì)于獨(dú)立的組合夾具輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)，零件形狀的輸入是一件復(fù)雜而難以解決的問題。對(duì)于組合夾具輔助設(shè)計(jì)而言，并不需要完整的零件形狀。因此，我們采取兩種簡(jiǎn)化的描述方法 ： 一是利用 AutoCAD的實(shí)體造形技術(shù)，畫出帶有零件特征的三維簡(jiǎn)圖，并以圖塊方式存入計(jì)算機(jī) ； 二是在進(jìn)入本系統(tǒng)時(shí)，以對(duì)話方式將零件的長(zhǎng)、寬、高輸入計(jì)算機(jī)。兩者相比，后者顯然簡(jiǎn) 便得多，但不如前一種方式形象。 為了便于用戶使用，定位方式的輸入采用了菜單形式，而定位點(diǎn)，壓緊點(diǎn)和壓緊方位等則采用人機(jī)對(duì)話方式輸入。為了能更形象地顯示定位點(diǎn)和壓緊點(diǎn)的位置和方向，利用 Turbo PRPLOG 語言的圖象功能，把輸入的數(shù)據(jù)用圖形方式顯示出來，以幫助設(shè)計(jì)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)輸入過程中的問題。 專家系統(tǒng)的輸出為組合夾具明細(xì)表和用 AutoLISP 語言編寫的自動(dòng)繪圖程序。利用該自動(dòng)繪圖程序調(diào)用 AutoCAD命令畫出所需的組合夾具裝配圖，如下圖示。 專家系統(tǒng)的特征是有一個(gè)完整的知識(shí)庫(kù)。組合夾具組裝專家系統(tǒng) 的知識(shí)庫(kù)應(yīng)具有兩方面的知識(shí)，確定性知識(shí)和非確定性知識(shí)。確定性知識(shí)由組合夾具元件庫(kù)和有關(guān)計(jì)算方法組成。非確定性知識(shí)主要包括組裝工作經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)和竅門。我們研究的組合夾具專家系統(tǒng)是一個(gè)產(chǎn)生式系統(tǒng)，用 Turbo PROLOG 語言編寫。采用謂詞邏輯、產(chǎn)生式規(guī)則和過程模式相結(jié)合的方式來描述組合夾具組裝所需的知識(shí)和信息。 對(duì)于組合夾具元件數(shù)據(jù)庫(kù)中的元件信息，可采用謂詞邏輯以如下形式來描述 ： 元件名 (元件代碼，參量 1，參量 2， )以基礎(chǔ)件中的方形基礎(chǔ)板為例，如 1 塊長(zhǎng) X 寬X高為 BXLXH的基礎(chǔ)板可表示為 ： base_plate(Code， L， W， H) 其中 base_Plate 是謂詞，它表示參量性質(zhì)或多個(gè)參量之間的關(guān)系