1、目 錄第一章 引言 .21.1機床夾具的現狀 . .21.2現代機床夾具的發展方向 . .21.3. 本課題研究的來源、目的和主要任務 .3第二章 機床夾具設計原理 .42.1 機床夾具及其組成 .42.2 機床夾具的分類.52.3 機床夾具的功用.5第三章 定位方式及定位元件的確定 .63.1 工件定位的基本原理.63.2 常用定位方式及定位元件.6第四章 夾緊裝置的設計 .74.1 夾緊裝置的基本要求.84.2 確定夾緊力的基本原則 .84.3 磨削力的計算 .94.4 常用夾緊機構 . 104.5 錐形夾緊環傳動的設計與應用. 12第五章 定位誤差分析 . 155.1 定位誤差產生的原因

2、. 155.2 定位誤差的計算. 15第六章 夾緊機構的動力裝置 . 176.1 碟形彈簧概述 . 176.2 碟形彈簧的計算. 176.3 動力裝置的選擇. 196.4 動力裝置參數確定 . 20第七章 砂輪的選擇及砂輪修整裝置的設計 . 227.1 常用的磨削形式. 227.2 砂輪的安裝與修整 . 237.3 砂輪修整裝置的電機選擇. 247.4 砂輪修整裝置的帶傳動設計 . 25第八章 夾具體設計 . 27 結論 . 28 致謝 . 29 主要參考文獻 . 30第一章 引言夾具最早出現在18世紀后期。隨著科學技術的不斷進步，夾具已從一種輔助工具發展成為門類齊全的工藝裝備。1.1機床夾具

3、的現狀國際生產研究協會的統計表明，目前中、小批多品種生產的工件品種已占工件種類總數的85左右。現代生產要求企業所制造的產品品種經常更新換代，以適應市場的需求與競爭。然而，一般企業都仍習慣于大量采用傳統的專用夾具，一般在具有中等生產能力的工廠里，約擁有數千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產的企業中，每隔34年就要更新5080左右專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為1020左右。特別是近年來，數控機床、加工中心、成組技術、柔性制造系統（FMS ）等新加工技術的應用，對機床夾具提出了如下新的要求：1）能迅速而方便地裝備新產品的投產，以縮短生產準備周期，降低生產成本；2）能裝夾一組具有相似性特征的

4、工件；3）能適用于精密加工的高精度機床夾具；4）能適用于各種現代化制造技術的新型機床夾具；5）采用以液壓站等為動力源的高效夾緊裝置，以進一步減輕勞動強度和提高勞動生產率；6）提高機床夾具的標準化程度。1.2現代機床夾具的發展方向現代機床夾具的發展方向主要表現為標準化、精密化、高效化和柔性化等四個方面。（1）標準化 機床夾具的標準化與通用化是相互聯系的兩個方面。目前我國已有夾具零件及部件的國家標準：GB/T2148T225991以及各類通用夾具、組合夾具標準等。機床夾具的標準化，有利于夾具的商品化生產，有利于縮短生產準備周期，降低生產總成本。（2）精密化 隨著機械產品精度的日益提高，勢必相應提高

5、了對夾具的精度要求。精密化夾具的結構類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達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5m 。（3）高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產率，減輕工人的勞動強度。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，可保證卡爪在試驗轉速為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，除了在生產流水線、自動線配置相應的高效、自動化夾具外，在數控機床上，尤其在加工中心上出現了

6、各種自動裝夾工件的夾具以及自動更換夾具的裝置，充分發揮了數控機床的效率。（4）柔性化 機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是指機床夾具通過調整、組合等方式，以適應工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產批量、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、通用可調夾具、成組夾具、模塊化夾具、數控夾具等。為適應現代機械工業多品種、中小批量生產的需要，擴大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結構為可拆結構，發展可調夾具結構，將是當前夾具發展的主要方向。1.3. 本課題研究的來源、目的和主要任務課題來源：本次畢業設計的課題是：星輪六直溝槽精磨專機夾緊定位機構及砂

7、輪修整裝置設計，該課題直接從常州超宇機械制造有限公司第一生產線選來。項目研究的目的、意義球籠等速萬向節是實現變角度的動力傳遞，星輪是球籠等速萬向節主要零件。星輪和鐘形殼之間的有六個鋼球，鋼球是被固定放置在星輪和鐘形殼之間的一個保持架的六個窗口中，六個鋼球分別推動各自所在的星形套和鐘形殼中的球道來傳遞扭矩。星輪六直溝道的磨削是保證該零件質量的關鍵工序之一常州超宇機械制造有限公司是一家專業生產球籠式等速萬向節和內外球籠冷鍛毛坯的公司，在2000年跨入汽車零部件行業，并成功開發出汽車等速萬向節(C.V.AXLE 內外球籠冷鍛毛坯具備了開發各種汽車等速萬向節球籠毛坯和成品的條件，產品遠銷北美，南美，沙

8、特，韓國等國家和地區。公司希望通過技術開發提高星輪六直溝槽精磨質量和效率，投資開發星輪六直溝槽精磨專機夾緊定位機構及砂輪修整裝置設計。主要任務本專機是對星輪六直溝槽零件進行精磨。它的設計內容有1、機床夾緊定位機構總圖。2、砂輪修整裝置總圖，零件圖。3、畢業設計說明書一份。4、翻譯與本專業相關的15000個印刷符號的科技英語文章。本夾具一次可完成對四個工件夾緊定位。工件夾緊動力采用碟形彈簧、松開采用液壓機構。砂輪定時自動完成砂輪修整。工件采用手動粗定位，分度采用自動并帶自鎖。第二章 機床夾具設計原理2.1 機床夾具及其組成夾具定義：在機床上用以裝夾工件的一種裝置。機床夾具的組成：雖然機床夾具的種

9、類繁多，但它們的工作原理基本上是相同的。將各類夾具中，作用相同的結構或元件加以概括，可得出夾具一般所共有的以下幾個組成部分，這些組成部分既相互獨立又相互聯系。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）連接定向元件這種元件用于將夾具與機床連接并確定夾具對機床主軸、工作臺或導軌的相互位置。4）對刀元件或導向元件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前正確位置的元件稱為對刀元件。

10、用于確定刀具位置并引導刀具進行加工的元件稱為導向元件。5）其它裝置或元件 根據加工需要，有些夾具上還設有分度裝置、靠模裝置、上下料裝置、工件頂出機構、電動扳手和平衡塊等，以及標準化了的其它聯接元件。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構、鍛造結構、焊接結構和裝配結構，形狀有回轉體形和底座形等形狀。上述各組成部分中，定位元件、夾緊裝置、夾具體是夾具的基本組成部分。2.2 機床夾具的分類夾具有多種分類方法，一般按適用工件的范圍和特點可分為通用夾具、專用夾具、組合夾具和可調夾具，或者按適用的機床分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具等。2

11、.3 機床夾具的功用1保證加工質量2提高勞動生產率，降低成本3擴大機床工藝范圍4改善工人勞動條件，保障生產安全第三章 定位方式及定位元件的確定3.1 工件定位的基本原理1六點定則任何一個自由剛體，在空間均有六個自由度，即沿空間坐標軸X 、Y 、Z 三個方向的移動和繞此三坐標軸的轉動。工件定位的實質就是限制工件的自由度。由此可見，工件安裝時主要緊靠機床工作臺或夾具上的這六個支承點，它的六個自由度即全部被限制，工件便獲得一個完全確定的位置。工件定位時，用合理分布的六個支承點與工件的定位基準相接觸來限制工件的六個自由度，使工件的位置完全確定，稱為“六點定則”。 六點定則是工件定位的基本法則，用于實際

12、生產時，起支承作用的是一定形狀的幾何體，這些用來限制工件自由度的幾何體就是定位元件。 2完全定位、不完全定位和欠定位加工時，工件的六個自由度被完全限制了的定位稱為完全定位。但生產中并不是任何工序都需要采用完全定位的。究竟應該限制幾個自由度和哪幾個自由度，應由工件的加工要求決定。例如在一個長軸上銑一個兩頭不通的鍵槽，加工要求除了鍵槽本身的寬度、深度和長度外，還需保證槽距軸端的尺寸及槽對外圓軸線的對稱度。此時繞工件軸線轉動的自由度就不必限制而只要限制五個自由度即行了。工件的六個自由度沒有被完全限制的現象稱為不完全定位。在平面磨床上磨削平板零件的平面也是不完全定位的一個例子。在滿足加工要求的前提下，

13、采用不完全定位是允許的。但是根據加工要求應該限制的自由度而沒有限制是不允許的，它必然不能保證加工要求，這種現象稱為欠定位。 3過定位現象工件的某個自由度被重復限制的現象稱為過定位。一般情況下應當盡量避免過定位。但是，在某些條件下，過定位的現象不僅允許，而且是必要的。此時應當采取適當的措施提高定位基準之間及定位元件之間的位置精度，以免產生干涉。 結論：在本套夾具設計中，星套定位是不完全定位，限制了除了轉動的五個自由度，其中的軸向移動自由度是通過夾具體和螺母共同限制的，其余都是錐環限制的。因為是最后一道精磨六溝槽，用數控分度頭進行分度，所以轉動的自由度就不需要限制 。3.2 常用定位方式及定位元件

14、（一）工件以平面定位 （二）工件以外圓柱面定位 （三）一面兩銷組合定位 （四）工件以圓柱孔定位工件以圓柱孔為定位基面時，常用圓柱體和圓錐體作為定位元件。1圓柱銷（定位銷）短圓柱銷可限制兩個自由度，而長圓柱銷可限制四個自由度。從結構上看，定位銷一般可分為固定式和可換式兩種。固定式定位銷是直接用過盈配合裝在夾具體上使用的。當定位銷定位部分直徑D10mm時，由于銷徑太細，為避免銷子受力過大而剪斷，通常在銷子定位端根部倒成大圓角。這時夾具體上安裝定位銷的部分應設計埋頭坑，以便定位銷的圓角部分沉入坑內，而不妨礙工件定位。2圓柱心軸心軸可以做為一個單獨的夾具，廣泛應用于車、銑、磨床上加工套筒及盤類零件。心

15、軸在定位過程中一般限制工件四個自由度。 3圓錐銷圓錐銷一般只能限制工件的三個移動自由度。工件在單個圓錐銷上容易傾斜，為此，圓錐銷一般與其它定位元件組合適用。 4錐度心軸這種定位方式的定心精度較高，可達0.010.02mm，但工件的軸向位移較大，適用于工件定位孔精度不低于IT7的精車和磨削加工，但加工端面較為困難。結論：在本套星輪六直溝槽精磨專機夾緊定位機構及砂輪修整裝置設計中，工件采用以圓柱孔為定位基面。限制了除了轉動和軸向移動的四個自由度，定位元件為錐環。星形套最后一道精磨工序圖，如下圖所示： 第四章 夾緊裝置的設計在機械加工過程中，工件受到切削力、離心力、慣性力等的作用，為了保證在這些外力

16、作用下，工件仍能在夾具中保持已由定位元件確定的加工位置，而不致發生振動或位移、夾具結構中應設置夾緊裝置將工件可靠夾牢。4.1 夾緊裝置的基本要求在不破壞工件定位精度，并保證加工質量的前提下，應盡量使夾緊裝置做到： 1夾緊力的大小適當。既要保證工件在整個加工過程中其位置穩定不變、振動小，又要使工件不產生過大的夾緊變形。2工藝性好。夾緊裝置的復雜程度應與生產綱領相適應，在保證生產效率的前提下，其結構應力求簡單，便于制造和維修。3使用性好。夾緊裝置的操作應當方便、安全、省力。4.2 確定夾緊力的基本原則設計夾緊裝置時，夾緊力的確定包括夾緊力的方向、作用點和大小三個要素。 1夾緊力的方向夾緊力的方向與

17、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。選擇時必須遵守以下準則：（1）夾緊力的方向應有助于定位穩定，且主夾緊力應朝向主要定位基面。（2）夾緊力的方向應有利于減小夾緊力，以減小工件的變形、減輕勞動強度。 （3）夾緊力的方向應是工件剛性較好的方向。 2夾緊力的作用點合理選擇夾緊力作用點必須遵守以下準則：（1）夾緊力的作用點應落在定位元件的支承范圍內，應盡可能使夾緊點與支承點對應，使夾緊力作用在支承上。（2）夾緊力的作用點應選在工件剛性較好的部位。（3）夾緊力的作用點應盡量靠近加工表面，以防止工件產生振動和變形，提高定位的穩定性和可靠性。3夾緊力的大小夾緊力的大小，對于保證定位穩定

18、、夾緊可靠，確定夾緊裝置的結構尺寸，都有著密切的關系。夾緊力的大小要適當。夾緊力過小則夾緊不牢靠，在加工過程中工件可能發生位移而破壞定位，其結果輕則影響加工質量，重則造成工件報廢甚至發生安全事故。夾緊力過大會使工件變形，也會對加工質量不利。對于本夾具的詳細計算在后面闡述。4減小夾緊變形的措施有時，一個工件很難找出合適的夾緊點。這時可以采取以下措施減少夾緊變形。 （1）增加輔助支承和輔助夾緊點 （2）分散著力點（3）增加壓緊件接觸面積（4）利用對稱變形 （5）其它措施等4.3 磨削力的計算 4.4 常用夾緊機構原始作用力轉化為夾緊力是通過夾緊機構來實現的。在眾多的夾緊機構中以斜楔、螺旋、偏心、鉸

19、鏈、聯動、定心應用最為普遍。（一）斜楔夾緊機構采用斜楔作為傳力元件或夾緊元件的夾緊機構稱為斜楔夾緊機構。斜楔夾緊具有結構簡單，增力比大，自鎖性能好等特點，因此獲得廣泛應用。 （二）螺旋夾緊機構采用螺桿作中間傳力元件的夾緊機構統稱為螺旋夾緊機構。由于它結構簡單、夾緊可靠、通用性好，而且由于螺旋升角小，螺旋夾緊機構的自鎖性能好，夾緊力和夾緊行程都較大，是手動夾具上用得最多的一種夾緊機構。（三）偏心夾緊機構用偏心件直接或間接夾緊工件的機構，稱為偏心夾緊機構。偏心夾緊加工操作方便、夾緊迅速，缺點是夾緊力和夾緊行程都小。一般用于切削力不大、振動小、沒有離心力影響的加工中。（四）鉸鏈夾緊機構鉸鏈夾緊機構是

20、一種增力夾緊機構。由于其機構簡單，增力倍數大，在氣壓夾具中獲得較廣泛的運用，以彌補氣缸或氣室力量的不足。（五）聯動夾緊機構在工件的裝夾過程中，有時需要夾具同時有幾個點對工件進行夾緊；有時則需要同時夾緊幾個工件；而有些夾具除了夾緊動作外，還需要松開或固緊輔助支承等，這時為了提高生產率，減少工件裝夾時間，可以采用各種聯動機構。（六）、定心夾緊機構當工件被加工面以中心要素（軸線、中心平面等）為工序基準時，為使基準重合以減少定位誤差，需采用定心夾緊機構。定心夾緊機構具有定心和夾緊兩種功能。它的特點是：夾緊機構的定位元件與夾緊元件合為一體，并且定位和夾緊動作是同時進行的。機構按其定心作用原理有兩種類型，

21、一種是依靠傳動機構使定心夾緊元件等速移動，從而實現定心夾緊，如螺旋式、杠桿式、楔式機構等；另一種是利用薄壁彈性元件受力后產生均勻的彈性變形（收縮或擴張），來實現定心夾緊，如彈簧筒夾、膜片卡盤、波紋套、液性塑料等。1螺旋式定心夾緊機構螺桿兩端的螺紋旋向相反，螺距相同。當其旋轉時，使兩個V 形鉗口作對向等速移動，從而實現對工件的定心夾緊或松開。V 形鉗口可按工件不同形狀進行更換。這種定心夾緊機構的特點是：結構簡單、工作行程大、通用性好，但定心精度不高，主要適用于粗加工或半精加工中需要行程大而定心精度要求不高的場合。2杠桿式定心夾緊機構杠桿式三爪自定心卡盤中，滑套作軸向移動時，圓周均布的三個鉤形杠桿

22、便繞軸轉動，撥動三個滑塊沿徑向移動，從而帶動其上卡爪將工件定心并夾緊或松開。這種定心夾緊機構具有剛性大、動作快、增力倍數大、工作行程也比較大等特點，但其定心精度較低。一般為0.1mm 左右，它主要用于工件的粗加工。由于杠桿機構不能自鎖，所以這種機構自鎖要靠氣壓或其它機構。3楔式定心夾緊機構機動的楔式夾爪自動定心機構中，當工件以內孔及左端面在夾具上定位后，汽缸通過拉桿使六個夾爪左移，由于本體上斜面的作用，夾爪左移的同時向外脹開，將工件定心夾緊；反之，夾爪右移時，在彈簧卡圈的作用下使夾爪收攏，將工件松開。這種定心夾緊機構的結構緊湊，定心精度一般可達0.02mm0.07mm，比較適用于工件內孔作定位

23、基面的半精加工工序。4彈簧筒夾式定心夾緊機構這種定心夾緊機構常用于安裝軸套類工件。彈性定心夾緊機構的結構簡單、體積小、操作方便迅速，因而應用十分廣泛。其定心精度可穩定在0.04mm0.010mm之間。除上述介紹的定心夾緊機構外，常用的還有膜片卡盤機構、波紋套定心夾緊機構以及液性塑料夾緊機構等。結論：在本套夾具設計中，我利用均勻彈性變形的原理，采用錐環來實現工件的定心定位。錐形夾緊環簡稱錐環，是用來聯接傳動零件與轉軸的一種新穎緊固件，其作用相當于楔形鍵，廣泛應用于數控機床和加工中心及其他有特殊要求的設備，下圖是錐環的一種應用。其主要優點是：(1裝拆方便，緊固力強；(2輪軸之間動力傳動無反向間隙；

24、(3有利于減小輪軸之間的安裝偏心；(4屬無鍵聯接，無應力集中影響，在相同工況下材料利用率高；(5軸向與周向位置調整方便。錐環應用因此，在反向間隙要求嚴格的精密傳動、動態穩定性要求高的高速傳動以及要求簡化制造與裝配結構工藝性的傳動中，錐環的應用已相當廣泛。錐環脹緊聯接是在軸和轂孔之間放幾對錐環，每對錐環由外環和內環組成，外環的外表面是圓柱面，內表面是圓錐面。內環的外表面是圓錐面，內孔為圓柱面。當對外脹套施加軸向力后，內外環沿錐面相對移動而楔緊。外環脹開，外徑增大，將轂孔壓緊，內徑縮小，將軸壓緊。脹緊聯接是利用軸和轂孔與脹套接觸表面上產生的摩擦力來傳遞扭矩和軸向力。結論：本套夾具的錐環的應用如下圖

25、所示：4.5 錐形夾緊環傳動的設計與應用1. 錐環的結構尺寸設計包含以下幾個方面： (1錐環材料選用65Mn ，通過淬火處理，硬度達到HRC56左右，材料具有一定的彈性和韌性。(2錐環的錐角應具有不自鎖性，由于楔形的不自鎖條件為不小于2倍摩擦角，若按鋼材的最大靜摩擦力系數f=0.15計算，則其摩擦角應為8.53，根據實際情況選取為16.7。(3錐環的內外徑根據電機軸徑與機床空間結構、聯接齒輪的結構尺寸確定，外徑D=25mm，內徑d=20mm。(4錐環名義寬度L 可按下式計算：L=(D-d/2-f1tg (1式中，f1是錐環小端為避免過于尖銳而留出的厚度，通常為0.20.3?mm ，本例取0.2

26、mm 。將已知值代入(1式，可得L 6.3mm 。(5錐環實際寬度l 。由于錐環在緊固狀態下有相對楔進量，在楔緊的極端情況下，錐環應有一個變形以消除配合間隙，以及為保證足夠的聯接強度而有一定的過盈量，這樣，錐環的楔進量應為(+/2tg。另外，在這種情況下，仍希望內外環不要貼齊，應有錯開量f2，錐環實際寬度可按下式計算：l=L-(+/2tg-f2 (2f2通常取0.406mm ，本例取0.6mm ，設計為0.05mm, 取0.01mm 。將已知值代入(2式，可得l=5.3mm。2. 錐環受力分析與計算在對錐環施加軸向力過程中，首先有初始軸向力F0來消除配合間隙，然后才開始產生接觸壓強p ，若軸向

27、總施力為F ，能產生接觸壓強的軸向力為F ，則F=F0+F。圖2F 0初始力；N 0初始力產生的徑向壓力；N 0錐面正壓力；F 2錐面摩擦力；R 0N 0與F 2的合力。(1計算初始力F0。由圖2可知，N0=F0/tg(+ ，如把錐環視作平均直徑為(D+d/2的圓環，則軸向力使錐面上產生的徑向壓力N0會產生一個徑向壓強p0：p0=N0/（D+d/2l=F0/(D+d/2l tg(+ (3 另由材料力學知識可知錐環周向應力為=(1/(2p0(Dd/2l/(1/(2(D-d/2l=p0(D+d/(D-d=2F0/l(D-dtg(+ (4又由于=E(為徑向應變，E 為鋼材彈性模量 ，取E=20610

28、9?N/m2，=/(D+d/2，故可得等式2F0/l(D-dtg(+=2E/(D+d，所以，初始力F0應為F0Eltg(+ (D-d/(D+d (5將已知值代入(5式，可得F0=8974N。(2計算總預緊力及接觸強度。在施加初始力F0后，錐環裝配間隙消除，當螺母繼續擰緊時，錐環開始脹緊軸和齒輪，其受力情況見圖3，可得R1sin(90- F sin(+2 ，即R1cos(+ F sin(+2 ；又：R1=N1/cos，故可得N1/cos2（1-f?tg =F/cos2（tg (cos?2/cos2 +2tg(6圖3 預緊力和接觸壓強分析F 產生接觸壓強的軸向力；N1，N2正壓力；F1，F2摩擦力

29、；R1N1與F1的合力；R2N2與F2的合力。在一般情況下，f=0.120.15，=6.885，所以cos?2/cos21，f?tg0，故有N1F /(tg+2f，產生的接觸壓強為p=N1/dl F /dl(tg+2f，所以產生接觸壓強的軸向力F p dl(tg+2f。內環內壁的接觸壓強 查17p=98MPa數據代入公式所以 F= pdl(tg+2f=98*3.14*20*5.3*（tan16.7+2*0.15）=19571N確定壓緊錐環的軸向力F= F+F0=19571+8974=28545Nn3時，其承載能力的提高已不太顯著，故取n=2 第五章 定位誤差分析六點定位原則解決了消除工件自由度

30、的問題，即解決了工件在夾具中位置“定與不定”的問題。但是，由于一批工件逐個在夾具中定位時，各個工件所占據的位置不完全一致，即出現工件位置定得“準與不準”的問題。如果工件在夾具中所占據的位置不準確，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的誤差稱為定位誤差，用D 表示。在工件的加工過程中，產生誤差的因素很多，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1/51/3，即D (1/51/3T式中 D 定位誤差，單位為mm ；T 工件的加工誤差，單位為mm 。5.1 定位誤差產生的原因工件逐個在夾具中定位時，各個工件的位置不一致的原

31、因主要是基準不重合，而基準不重合又分為兩種情況：一是定位基準與限位基準不重合，產生的基準位移誤差；二是定位基準與工序基準不重合，產生的基準不重合誤差。5.2 定位誤差的計算計算定位誤差時，可以分別求出基準位移誤差和基準不重合誤差，再求出它們在加工尺寸方向上的矢量和；也可以按最不利情況，確定工序基準的兩個極限位置，根據幾何關系求出這兩個位置的距離，將其投影到加工方向上，求出定位誤差。計算定位誤差，是為定位元件選擇合適的精度，這樣可以避免因定位元件精度不足而造成工件報廢的現象出現。定位誤差的計算：定位錐環的定位情況如圖所示：由圖可見，錐環定位的情況為：定位基準：工件內孔軸線；工序基準：工件內孔軸線

32、；限位基準：錐環中心線； 定位基準與工序基準重合，無基準不重合誤差 工序基準與限位基準不重合，存在基準位移誤差 定位誤差：dw jw bc 式種：dw 為定位誤差 jw 為基準位移誤差 bc 為基準不重合誤差計算公式的由來：由圖可見，軸線為水平放置，設軸線為O ，最小、最大直徑分別為d max ，d min ，公差為T d ；工件最小直徑為D min 、軸心線為O 1 ，最大直徑D max 、軸心線為O 2 ，公差為T D 1 。，工件外圓最小、最大直徑分別為D 。 、D 。 ，公差為To ，工件與心軸配合的最小間隙為X min 。在這種定位情況下，工件上母線始終與心軸上母線單邊接觸。這批工件

33、的定位基準是內孔軸心線，由于工件和心軸都存在制造誤差及二者配合的間隙，使得該定位方案存在基準位移誤差，定位基準由01移到02 。由幾何關系知：當心軸直徑最小d min 、定位孔徑最大D max 一時，心軸與工件內孔的距離為1 ，相反有距離2 。由此可以得出定位基準的最大變動量14：又因為該錐環定位基準與工序基準重合；所以基準不重合誤差為零，即： bc 所以錐環定位的誤差為的計算公式為： dw jw bcjw 2（T D +T d ）式中：T D 為孔的公差； T d 為錐環的公差dw 所以該錐環定位的誤差為：（T D + T d ）jw bc式中: Tg 為工件要求的工序尺寸誤差. 即:所以定

34、位誤差符合要求 第六章 夾緊機構的動力裝置在本套夾具設計中工件夾緊動力采用碟形彈簧、松開采用液壓機構6.1 碟形彈簧概述碟形彈簧具有體積小、負荷大、組合使用方便等特性，同時具有載荷集中傳遞的優0點。可采用單片對合組合、多片疊合組合和混合組合等方式以獲得各種不同曲線。如右圖所示：組合式碟形彈簧在機械行業中很大范圍內取代圓柱彈簧，體現了新產品（主機）設計小型化多功能化的特點。在載荷作用方向上，較小的變形能承受較大的載荷，軸向空間緊湊。與其他類型的彈簧比較，其單位體積的變形能較大，具有較好的緩沖吸震能力。特別是采用疊合組合使用方式，由于表面摩擦阻尼作用，吸收沖擊和消散能量的作用更為顯著。目前，在國防

35、、冶金、工程、電力、機床、建筑等行業得到廣泛應用。如：模具、支承吊架、離合器、制動器、橋梁緩沖（減震）裝置、軸承預緊、安全過載裝置、重型機械、機械起動器、控制裝置、閥門、工業電爐、分度裝置、夾緊裝置等等。碟形彈簧特點是:在載荷作用方向上尺寸較小, 能在微小的變形時產生很大的能量, 且軸向空間緊湊, 使用壽命長, 標準的碟形彈簧具有較好的彈性與強度, 不會產生彈性塑性變形, 適用于重型機械設備.我國碟形彈簧采用材料有高質量的彈簧鋼60Si2MnA 、50CrVA 或特殊材料，如不銹鋼、鉻鎳鐵合金等。其中特殊材料不銹鋼、鉻鎳鐵合金等適用于高溫和腐蝕性環境6.2 碟形彈簧的計算 6.3 動力裝置的選

36、擇夾具的動力源有手動、氣壓、液壓、電動、電磁、彈力、離心力、真空吸力等等。隨著機械制造工業的迅速發展，自動化和半自動化設備的推廣，以及在大批量生產中要求盡量減輕操作人員的勞動強度，現在大多采用氣動、液壓等夾緊來代替人力夾緊，這類夾緊機構還能進行遠距離控制，其夾緊力可保持穩定，機構也不必考慮自鎖，夾緊質量也比較高。設計夾緊機構時，應同時考慮所采用的動力源。選擇動力源時通常應遵循兩條原則：1）經濟合理。2）與夾緊機構相適應。1手動動力源故手動動力源多用于螺栓螺母施力機構和偏心施力機構的夾緊系統。設計這種夾緊裝置時，應考慮操作者體力和情緒的波動對夾緊力的大小波動的影響，應選用較大的裕度系數。2氣動動

37、力源氣動動力源的介質是空氣，故不會變質和不產生污染，且在管道中的壓力損失小，但氣壓較低，一般為0.40.6MPa，當需要較大的夾緊力時，氣缸就要很大，致使夾具結構不緊湊。另外，由于空氣的壓縮性大，所以夾具的剛度和穩定性較差。此外，還有較大的排氣噪聲。3液壓動力源液壓動力源夾緊系統是利用液壓油為工作介質來傳力的一種裝置。它與氣動夾緊比較，液壓夾緊機構具有壓力大、體積小、結構緊湊、夾緊力穩定、吸振能力強、不受外力變化的影響等優點。但結構比較復雜、制造成本較高，因此僅適用于大量生產。液壓夾緊的傳動系統與普通液壓系統類似，但系統中常設有蓄能器，用以儲蓄壓力油，以提高液壓泵電動機的使用效率。在工件夾緊后

38、，液壓泵電動機可停止工作，靠蓄能器補償漏油，保持夾緊狀態。4氣-液組合動力源氣-液組合動力源夾緊系統的動力源為壓縮空氣，但要使用特殊的增壓器，比氣動夾緊裝置復雜。5電動電磁動力源電動扳手和電磁吸盤都屬于硬特性動力源，在流水作業線常采用電動扳手代替手動，不僅提高了生產效率，而且克服了手動時施力的波動，并減輕了工人的勞動強度，是獲得穩定夾緊力的方法之一。電磁吸盤動力源主要用于要求夾緊力穩定的精加工夾具中。結論：在本套夾具設計中我采用液壓動力裝置。與氣動夾緊裝置相比，液壓夾緊裝置有以下優點：1） 工作壓力可達56.5MPa,傳動力大，可采用直接夾緊方式，結構尺寸較小。 2） 油液不可壓縮，故夾緊剛性

39、大，工作平穩、可靠。 3） 噪聲小6.4 動力裝置參數確定油缸的計算油缸的結構形式如下圖所示 第七章 砂輪的選擇及砂輪修整裝置的設計7.1 常用的磨削形式磨削就是利用高速旋轉的砂輪等磨具加工工件表面的切削加工。磨削用于加工各種工件的內外圓柱面、圓錐面和平面, 以及螺紋、齒輪和花鍵等特殊、復雜的成形表面。 有外圓磨削、內圓磨削、平面磨削、無心磨削和其他特殊形式的磨削。外圓磨削 主要在外圓磨床上進行，用以磨削軸類工件的外圓柱、外圓錐和軸肩端面。磨削時，工件低速旋轉，如果工件同時作縱向往復移動并在縱向移動的每次單行程或雙行程后砂輪相對工件作橫向進給，稱為縱向磨削法（圖1）。如果砂輪寬度大于被磨削表面

40、的長度稱為切入磨削法。一般切入磨削法效率高于縱向磨削法。如果將砂輪修整成成形面，, 則工件在磨削過程中不作縱向移動, 而是砂輪相對工件連續進行橫向進給，切入磨削法可加工成形的外表面。內圓磨削 主要用于在內圓磨床、萬能外圓磨床和坐標磨床上磨削工件的圓柱孔（圖2）、圓錐孔和孔端面。一般采用縱向磨削法。磨削成形內表面時，可采用切入磨削法。在坐標磨床上磨削內孔時，工件固定在工作臺上，砂輪除作高速旋轉外，還繞所磨孔的中心線作行星運動。內圓磨削時, 由于砂輪直徑小, 磨削速度常常低于30米秒。平面磨削 主要用于在平面磨床上磨削平面、溝槽等。平面磨削有兩種：用砂輪外圓表面磨削的稱為周邊磨削(圖3 ，一般使用

41、臥軸平面磨床, 如用成形砂輪也可加工各種成形面；用砂輪端面磨削的稱為端面磨削，一般使用立軸平面磨床。無心磨削 一般在無心磨床上進行，用以磨削工件外圓。磨削時，工件不用頂尖定心和支承，而是放在砂輪與導輪之間，由其下方的托板支承，并由導輪帶動旋轉。當導輪軸線與砂輪軸線調整成斜交16時，工件能邊旋轉邊自動沿軸向作縱向進給運動，這稱為貫穿磨削。貫穿磨削只能用于磨削外圓柱面。采用切入式無心磨削時，須把導輪軸線與砂輪軸線調整成互相平行，使工件支承在托板上不作軸向移動，砂輪相對導輪連續作橫向進給。切入式無心磨削可加工成形面。無心磨削也可用于內圓磨削，加工時工件外圓支承在滾輪或支承塊上定心，并用偏心電磁吸力環

42、帶動工件旋轉，砂輪伸入孔內進行磨削，此時外圓作為定位基準，可保證內圓與外圓同心。無心內圓磨削常用于在軸承環專用磨床上磨削軸承環內溝道。特殊形式的磨削 磨削還有許多特殊的形式。有用于磨削特定零件的，如在磨齒機上用展成法或成形法磨削齒輪，在螺紋磨床上用成形法磨削螺紋， 在花鍵磨床上成形磨削花鍵（見花鍵加工機床）等。磨削時需用專門配置的砂輪修整器（見砂輪修整）把砂輪表面修整成相應的精確廓形。此外，還有使用環形砂帶的砂帶磨削，使用以金剛石微粒粘固于高強度金屬細線上的砂線磨削，以及與電加工相結合的電火花磨削和電解磨削等。7.2 砂輪的安裝與修整（1）砂輪的安裝在磨床上安裝砂輪應特別注意。因為砂輪在高速旋

43、轉條件下工作，使用前應仔細檢查，不允許有裂紋。安裝必須牢靠，并應經過靜平衡調整，以免造成人身和質量事故。砂輪內孔與砂輪軸或法蘭盤外圓之間，不能過緊，否則磨削時受熱膨脹，易將砂輪脹裂，也不能過松，否則砂輪容易發生偏心，失去平衡，以致引起振動。一般配合間隙為0.10.8mm，高速砂輪間隙要小些。用法蘭盤裝夾砂輪時，兩個法蘭盤直徑應相等，其外徑應不小于砂輪外徑的1/3。在法蘭盤與砂輪端面間應用厚紙板或耐油橡皮等做襯墊，使壓力均勻分布，螺母的擰緊力不能過大，否則砂輪會破裂。注意緊固螺紋的旋向，應與砂輪的旋向相反，即當砂輪逆時針旋轉時（2）砂輪修整用修整工具將砂輪修整成形或修去磨鈍的表層，以恢復工作面的

44、磨削性能和正確的幾何形狀的操作過程。及時而正確地修整砂輪，是提高磨削效率和保證磨削質量不可缺少的重要環節。砂輪修整一般有車削、用金剛石滾輪、磨削和滾軋等方法。 車削修整法：以單顆粒金剛石(或以細碎金剛石制成的金剛筆、金剛石修整塊 作為刀具車削砂輪, 是應用最普遍的修整方法（圖1）。安裝在刀架上的金剛石刀具通常在垂直和水平兩個方向各傾斜約515; 金剛石與砂輪的接觸點應低于砂輪軸線0.52毫米，修整時金剛石并作均勻的低速進給移動。要求磨削后的表面粗糙度越小，則進給速度應越低，如要達到Ra0.160.04微米的表面粗糙度，修整進給速度應低于50毫米分。 修整總量一般為單面0.1毫米左右，往復修整多

45、次。粗修的切深每次為0.010.03毫米，精修則小于0.01毫米。 金剛石滾輪修整法:采用電鍍或粉末冶金等方法把大量金剛石顆粒鑲嵌在鋼質滾輪表面制成的金剛石滾輪（圖2）, 以一定轉速旋轉（借以降低滾輪與砂輪的相對速度），對高速旋轉的砂輪表面產生磨削和輾壓作用，使砂輪獲得與滾輪型面吻合的鋒利工作表面。金剛石滾輪制造復雜, 造價高, 但經久耐用，修整效率高，適于在大批量生產中修整磨削特殊成形表面（如螺紋、齒輪和渦輪葉片榫齒等）的砂輪。 用金剛石滾輪修整的砂輪，其切削性能比用單顆粒金剛石修整的砂輪差。但在需要的時候何以每磨一個工件就自動修整砂輪一次或采用不停頓的連續修整法，以提高和保持砂輪的磨削性能

46、，形狀的正確性和尺寸精度。 砂輪磨削修整法:采用低速回轉的超硬級碳化硅砂輪與高速旋轉的砂輪對磨，以達到修整的目的。 滾軋修整法:采用硬質合金圓盤、一組由波浪形白口鐵圓盤或帶槽的淬硬鋼片套裝而成的滾輪，與砂輪對滾和擠壓進行修整。滾輪一般裝在修整夾具上手動操作，修整效率高，適于粗磨砂輪的修整。與以上砂輪修整方法相對應的常用砂輪修整工具有1）金剛鉆 2）金剛石筆 3）滾輪 。結論：對于成形砂輪的修整以上方法同樣適用。本次畢業設計課題為星輪六直溝槽 精磨專機夾緊定位機構及砂輪修整裝置設計為成形砂輪磨削磨削砂輪為半徑R=150mm的圓盤形。砂輪的修整采用金剛石滾輪修整法。砂輪修整裝置結構圖如下用三相異步電動機通過帶傳動帶動主軸旋轉，是修整裝置轉起來，修整砂輪繼續采用錐環定心定位，用螺母鎖緊，主軸支承采用角接觸球軸承。7.3 砂輪修整裝置的電機選擇查機床設計手冊第二版 根據同類型的磨床電機選擇Y 系列封閉式三相異步電動機Y802-2 額定功率1.1KW n=2830r/min7.4 砂輪修整裝置的帶傳動設計 第八章 夾具體設計根據夾具體的設計