揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文〕設(shè)計(jì)〔論文〕題目：圓柱凸輪的工藝與工裝設(shè)計(jì)院別：機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)：機(jī)械制造與自動(dòng)化班級(jí)：10級(jí)姓名：高山學(xué)號(hào)：100101113指導(dǎo)教師：周軍完成時(shí)間：2021年4月10日目錄TOC\o"1-3"\u第一章緒論 4 4 4 4第二章零件的幾何參數(shù)的分析 5 5 6 6 7 8 9 10第三章零件結(jié)構(gòu)分析和加工工藝流程 16 16 17第四章夾具的設(shè)計(jì) 294.1夾具概述 294.2專用夾具的設(shè)計(jì)步驟 324.3鏜床夾具的設(shè)計(jì) 34總結(jié) 37參考文獻(xiàn) 38致謝 39摘要紡織工業(yè)中的繞線機(jī)是用來(lái)當(dāng)線在紡紗機(jī)中進(jìn)行搓捻，然后從紡紗機(jī)中出來(lái)之后將其纏繞到圓筒形硬紙板心軸上,繞成一個(gè)線柱的設(shè)備。圓柱凸輪及滑座是繞線機(jī)構(gòu)中的關(guān)鍵零件。其中圓柱凸輪是繞線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的控制元件,為了減小凸輪凸緣局部熱處理變形,便于使用時(shí)與之配合的滑座間隙補(bǔ)償,編寫(xiě)一套新的加工工藝，并完成其工裝設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：圓柱凸輪，滑座，幾何參數(shù)，工藝編制，工裝設(shè)計(jì)AbstractInthetextileindustryWindingmachineisakindofdeviceofwhichusewiretobunchinspinningmachine,thenwindinthecentralspindleofcylindercardboardafterwirecomeoutandformawirepillar.Themainpartisslide,cylindercamandcasewhichisthebasiccomponentinwindingmechanism.Structuraldesignmustneedthefunctionofuseandtherelationshipofassemble.Thenewstructuredesignisdonetocompensateclearancebetweencamflangesandslideinordertoreducethermaldeformationofcamflange.TK5660four-axislinkedboring-millingmachineofadvancedmanufacturingengineeringcentreisappliedtoproducecylindercamandworkoutnumericalcontrolcodetoapplyinpractice.Slidemustneedthefunctionofusebecauseitisaabnormitypart,frockclampisdesignedtoassurethegeometryprecisionofspecialpositionowingtoitscomplexity.Themainworkinthispaperincludes:Keywords:cylinder,four-axislinked,geometricparameters,preparationprocess，toolingdesign第一章緒論紡織工業(yè)中的繞線機(jī)是用來(lái)當(dāng)線在紡紗機(jī)中進(jìn)行搓捻，然后從紡紗機(jī)中出來(lái)之后將其纏繞到圓筒形硬紙板心軸上,繞成一個(gè)線柱的設(shè)備。常用繞線機(jī)繞制的線多為漆包銅線(繞制電子、電器產(chǎn)品的電感線圈)，紡織線(繞制紡織機(jī)用的紗綻、線團(tuán))，還有繞制電熱器具用的電熱線以及焊錫纟,電線,電纜等。但凡電器產(chǎn)品大多需要用漆包銅線(簡(jiǎn)稱漆包線)繞制成電感線圈。例如各種電動(dòng)機(jī),日光燈鎮(zhèn)流器,各種大小變壓器,電視機(jī).收音機(jī)用的中周、電感線圈,行輸出變壓器(高壓包),電子點(diǎn)火器、滅蚊器上的高壓線圈，喇叭,耳機(jī),麥克風(fēng)的音圈,各種電焊機(jī)等不能一一舉例。紡織行業(yè)多用棉紗線，人造纖維線等繞制各種適合紡織機(jī)用的紗團(tuán)綻。繞線機(jī)的種類繁多，按其用途分類，可分為通用型和專用型；通用型--由1根或數(shù)根線適合安裝多種框架繞線的繞線機(jī)。常見(jiàn)的通用型漆包線繞線機(jī)有；裝有1根園形繞軸的叫"單頭機(jī)"，依此類堆有"雙頭機(jī)"3頭機(jī)""6頭機(jī)"。專用型--是裝有固定的專用繞線夾頭，只能繞制一種線圈的繞線機(jī)。繞線機(jī)的按自動(dòng)化程度可分為簡(jiǎn)易型,半自動(dòng)型,全自動(dòng)型。電子控制方式有數(shù)控式微電腦單片機(jī)及IBM電腦控制。按安裝方式分類為桌面式和落地式機(jī)。隨著科學(xué)技術(shù)的開(kāi)展,將來(lái)會(huì)有越來(lái)越多先進(jìn)的繞線機(jī)出世。圓柱凸輪是繞線機(jī)構(gòu)中的關(guān)鍵零件。其中圓柱凸輪具有體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、傳遞扭矩大和轉(zhuǎn)速高等優(yōu)點(diǎn)，它在包裝、紡織、輕工、食品及制藥等行業(yè)的自動(dòng)化機(jī)械中有著廣泛的應(yīng)用，這類凸輪的凸輪槽的曲線復(fù)雜且加工困難。在數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)以前，這類凸輪的加工一般是用劃線與坐標(biāo)法、創(chuàng)成法、仿形法等方法來(lái)加工的。隨著數(shù)控技術(shù)和CAD/CAM技術(shù)的開(kāi)展，圓柱凸輪的制造就變的越來(lái)越可靠，準(zhǔn)確了。但有的文獻(xiàn)對(duì)圓柱凸輪的設(shè)計(jì)介紹過(guò)于復(fù)雜難以理解，對(duì)加工局部的涉及很少，這往往又是技術(shù)人員所必須的。所以，本課題通過(guò)對(duì)圓柱凸輪進(jìn)行加工研究，得出加工圓柱凸輪的一般方法。:1、圓柱凸輪加工工藝設(shè)計(jì)；2、圓柱凸輪工裝設(shè)計(jì)；3、圓柱凸輪幾何參數(shù)的分析；4、生產(chǎn)批量為3000件/年。1.3.2技術(shù)路線:1)功能分析:保證其使用功能,滿足裝配關(guān)系；2)工藝分析:分析零件主要加工外表尺寸,形狀及位置精度,外表粗糙度以及設(shè)計(jì)基準(zhǔn)等；3)工藝設(shè)計(jì):制定主要零件加工工藝，設(shè)計(jì)工裝夾具。1.3.3預(yù)期目標(biāo):夾具設(shè)計(jì)采用正確的定位方案，減小定位誤差,保證加工精度,提高加工效率，夾具操作簡(jiǎn)單,方便省力。完成圓柱凸輪加工工藝的編制，設(shè)計(jì)加工局部工序的專用夾具，完成夾具的裝配圖繪制。第二章零件的幾何參數(shù)的分析實(shí)物樣件分析研究的內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：1〕功能原理的分析。先進(jìn)的產(chǎn)品往往率先采用新原理、新器件和零件。有必要根據(jù)實(shí)物進(jìn)行功能原理分析，弄清楚它的功能系統(tǒng)和實(shí)現(xiàn)功能的原理。2〕產(chǎn)品性能和特性的驗(yàn)算。根據(jù)對(duì)產(chǎn)品實(shí)物的性能測(cè)定和測(cè)繪的數(shù)據(jù)，進(jìn)行理論計(jì)算和驗(yàn)算，掌握原設(shè)計(jì)的理論依據(jù)。3〕結(jié)構(gòu)分析。結(jié)構(gòu)是產(chǎn)品機(jī)械性能和產(chǎn)品功能的保證。結(jié)構(gòu)分析包括總體布局、形體尺寸、公差配合設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)材料的選擇等。4〕工藝分析。包括加工工藝、裝配工藝等制造工藝分析。5〕材料分析。對(duì)材料的物理性能、化學(xué)成分和熱處理、外表處理情況進(jìn)行分析鑒定。通過(guò)上述幾個(gè)方面的分析，然后進(jìn)行綜合，要根本上掌握其設(shè)計(jì)原理，求得原設(shè)計(jì)的根據(jù)，原設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思想和指導(dǎo)思想。最后作出評(píng)價(jià)，歸納它的先進(jìn)之處和優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)找出它的加工制造的難點(diǎn)，針對(duì)難點(diǎn)進(jìn)行工藝工裝的設(shè)計(jì)。被測(cè)零件的形狀千差萬(wàn)別，但按其在機(jī)械中所起作用可分為聯(lián)接、緊固、傳動(dòng)、密封和箱殼類零件等。測(cè)繪時(shí)要按比例畫(huà)出零件草圖，然后標(biāo)注測(cè)量尺寸。尺寸的測(cè)量對(duì)實(shí)物反求至關(guān)重要，在進(jìn)行尺寸測(cè)量時(shí)要注意以下問(wèn)題：1〕選擇測(cè)量基準(zhǔn)機(jī)械零件有兩種尺寸，即表示零件根本形體相對(duì)位置的定位尺寸和表示零件根本形體大小的形狀尺寸，定位尺寸確定后才能確定形狀尺寸。一般可選擇零件的底面、端面、中心線、軸線或?qū)ΨQ面為尺寸基準(zhǔn)。在該零件的實(shí)際測(cè)量中是選擇零件的端面為尺寸基準(zhǔn)的。2〕關(guān)鍵零件的尺寸要進(jìn)行屢次測(cè)量，取其平均值為測(cè)量尺寸。3〕對(duì)配合尺寸、定位尺寸等功能性尺寸測(cè)量到小數(shù)點(diǎn)后一位數(shù)字即可。4〕測(cè)量具有復(fù)雜形面的零件時(shí)，如本零件凸輪槽輪廓，需要采用一定的測(cè)量方法以得到正確的測(cè)量結(jié)果。5〕有些不能直接測(cè)量得到的尺寸，要根據(jù)產(chǎn)品性能、技術(shù)要求、工作范圍等條件，通過(guò)計(jì)算求出來(lái)。實(shí)測(cè)尺寸不等于原設(shè)計(jì)尺寸，需要從實(shí)測(cè)尺寸推論出原設(shè)計(jì)尺寸。假設(shè)所測(cè)零件尺寸均為合格的尺寸，實(shí)測(cè)值一定是圖樣上規(guī)定的公差范圍內(nèi)的某一數(shù)值，即：實(shí)測(cè)值=根本尺寸制造誤差測(cè)量誤差。制造誤差與測(cè)量誤差之和，必定小于或等于給定的公差，故實(shí)測(cè)值應(yīng)在最大和最小極限尺寸之間。又根據(jù)概率統(tǒng)計(jì)原理，零件尺寸的制造誤差與測(cè)量誤差的概率分布服從正態(tài)分布規(guī)律，尺寸誤差位于公差中值的概率最大，這是處理實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的根底。對(duì)于國(guó)外設(shè)備的英制標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，也可參考上述方法處理。對(duì)于一些重要的配合尺寸，還要把實(shí)測(cè)尺寸分解為根本尺寸和公差值。在確定根本尺寸時(shí)，首先要判別是基孔制配合還是基軸制配合。基孔制配合的孔的上偏差ES為正值，下偏差EI為零。而基軸制配合軸的上偏差es為零，下偏差ei為負(fù)值。見(jiàn)圖2.3假設(shè)實(shí)測(cè)尺寸為根本尺寸與公差中值之和，那么孔或軸的根本尺寸應(yīng)滿足下面不等式。基孔制：孔的根本尺寸〈孔的實(shí)測(cè)尺寸軸的根本尺寸〈孔的實(shí)測(cè)尺寸孔的實(shí)測(cè)值-根本尺寸1/2孔公差〔IT11級(jí)〕〔2-1〕基軸制：軸的根本尺寸〉軸的實(shí)測(cè)尺寸孔的根本尺寸〉軸的實(shí)測(cè)尺寸尺寸-軸的實(shí)測(cè)值1/2軸公差〔IT11級(jí)〕〔2-2〕在處理根本尺寸小數(shù)點(diǎn)后面兩位的尾數(shù)時(shí)，可按國(guó)際數(shù)字修約規(guī)那么“四舍六入五單雙〞的原那么處理尾數(shù)。逢四那么舍，逢六那么進(jìn)，遇五以保證偶數(shù)的原那么決定舍進(jìn)。對(duì)于軸孔類零件的公差值，可按公差標(biāo)準(zhǔn)選擇。機(jī)械零件尺寸公差確定的好壞，直接影響部件裝配和整機(jī)的工作性能。零件的公差一般是不能測(cè)量的，只能通過(guò)反求設(shè)計(jì)來(lái)解決。〔1〕配合公差在式〔2-1〕和式〔2-2〕中，實(shí)測(cè)值是知道的，根本尺寸可以計(jì)算出來(lái)，故兩者的差值是可以求的，并由兩者的差值查閱公差表。根據(jù)根本尺寸，選擇配合精度，按兩者差小于或等于所對(duì)應(yīng)公差的一半的原那么，最后決定出公差的精度等級(jí)和對(duì)應(yīng)的公差值。〔2〕形位公差根據(jù)對(duì)零件的實(shí)測(cè)結(jié)果選擇形位公差時(shí)，要注意以下的原那么：1〕確定同一要素上的形位公差時(shí)，形狀公差值要小于位置公差值。要分清兩者的關(guān)系，如要求兩平面平行時(shí)，其平面度公差值要小于平行度公差值。2〕圓柱類零件的形狀公差值在一般情況下應(yīng)小于其尺寸公差值。3〕形位公差值和尺寸公差值相適應(yīng)。4〕形位公差值與外表粗糙度相適應(yīng)。粗糙度很大，一般無(wú)形位公差要求。5〕選擇形位公差時(shí)，要考慮到加工方法。依據(jù)幾個(gè)原那么，最后根據(jù)零件的功能、實(shí)測(cè)尺寸、加工方法，參考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，選擇出合理的形位公差。依據(jù)上述原那么，求出該零件外形尺寸及公差〔圖2.2〕圖2.2圓柱凸輪零件圖用機(jī)械加工方法和用其他方法獲得的零件外表，都存在著較小間距、上下起伏的微小峰谷所組成的微觀幾何形狀特征，稱為外表粗糙度。在機(jī)械加工過(guò)程中，外表粗糙度主要是由于刀具與被加工零件外表的摩擦、切屑別離時(shí)工件外表層金屬的塑性變形以及工藝系統(tǒng)中的高頻振動(dòng)等原因所形成的[8]。實(shí)際上，加工所得的零件外表并不是完全理想的外表，完工零件的截面輪廓形狀由外表粗糙度、波度和形狀誤差疊加而成。上述三者通常按相鄰兩波峰或兩波谷之間的距離，即按波距的大小來(lái)劃分；的屬于外表粗糙度〔微觀幾何形狀誤差〕；并呈周期性變化的屬于外表波度〔中間幾何形狀誤差〕；并無(wú)明顯周期性變化的屬于形狀誤差〔宏觀幾何形狀誤差〕。外表粗糙度又稱微觀不平度，外表越粗糙，表示其微觀幾何形狀誤差越大；反之，外表越光滑，表示其微觀幾何形狀誤差越小。外表粗糙度影響零件的使用性能，直接關(guān)系到機(jī)器的使用壽命和工作的可靠性。1〕對(duì)配合外表的影響對(duì)于間隙配合，粗糙外表易磨損。孔、軸相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，因配合外表間的有效接觸面積小，單位壓力大而會(huì)很快磨損，從而使配合間隙增大，引起配合性質(zhì)的改變。對(duì)于過(guò)盈配合在粗糙外表裝配壓入過(guò)程中，會(huì)使微觀凸峰擠平而填入凹谷，減小了實(shí)際有效過(guò)盈，降低了孔、軸的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度。2〕對(duì)摩擦磨損的影響外表愈粗糙，摩擦系數(shù)就愈大，且兩配合外表的實(shí)際有效接觸面積也愈小，造成單位面積壓力愈大，故外表更易磨損。但是，外表過(guò)于光滑，不利于儲(chǔ)存潤(rùn)滑油，易使工件外表間形成半干摩擦或干摩擦，反而使摩擦系數(shù)增大，加劇磨損。3〕對(duì)耐腐蝕性的影響粗糙外表的凹谷處容易積聚腐蝕性物質(zhì)，且不易去除，造成金屬外表銹蝕。凹谷愈深，零件耐腐蝕能力愈差。4〕對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響零件外表愈粗糙，凹痕愈深，對(duì)應(yīng)力集中就愈敏感，特別是當(dāng)零件承受交變載荷時(shí)，其疲勞破壞的可能性愈大。因此，為保證機(jī)械零件的使用性能，在對(duì)零件進(jìn)行尺寸、形狀和位置精度設(shè)計(jì)的同時(shí)，必須合理地提出外表粗糙要求。外表粗糙度的評(píng)定參數(shù)有三大類，它們分別是：高度特征參數(shù)、間距特征參數(shù)、形狀特征參數(shù)。1〕高度特征參數(shù)其具體又可以由三個(gè)具體的參數(shù)來(lái)描述外表粗糙度，它們是輪廓算術(shù)平均偏差，微觀不平度十點(diǎn)高度，輪廓最大高度。2〕間距特征參數(shù)其具體同樣是由兩個(gè)具體的參數(shù)來(lái)描述外表粗糙度的，它們是輪廓微觀不平度平均間距和輪廓單峰平均間距。3〕形狀特征參數(shù)同樣也是用來(lái)描述外表粗糙度的參數(shù)，微觀不平度的形狀特征用輪廓支撐長(zhǎng)度率表示，它是在水平下的輪廓支撐長(zhǎng)度與取樣長(zhǎng)度之比。外表粗糙度的檢測(cè)方法較多，常用的有比擬法、光切法、顯微干預(yù)法、針描法等。圖2.3孔粗糙度檢測(cè)圖零件幾何形狀的測(cè)量方法根本可分為接觸式和非接觸式兩類，而測(cè)量系統(tǒng)與物體的作用不外乎光、聲、電、機(jī)等方式，圖2.7列舉了主要的幾何形狀三維測(cè)量方法。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)作為一種精密的幾何測(cè)量手段，在工業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的特點(diǎn)是測(cè)量精度高，對(duì)被測(cè)物的材質(zhì)和色澤無(wú)特殊要求，對(duì)不具有復(fù)雜內(nèi)部型腔、特征幾何尺寸多、只有少量特征曲線的零件，測(cè)量機(jī)是一種非常有效可靠的三維數(shù)字化手段。但不能對(duì)軟物體進(jìn)行精密的測(cè)量。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)價(jià)格昂貴，對(duì)使用環(huán)境要求高，測(cè)量速度慢，測(cè)量數(shù)據(jù)密度低，測(cè)量過(guò)程需人工干預(yù)，這些缺乏限制了它在快速反求領(lǐng)域的應(yīng)用。根據(jù)零件使用要求，得出其工作面為凸輪槽的側(cè)面，同時(shí)該零件是空間的凸輪，其具體的尺寸涉及到X,Z,A三個(gè)軸，根據(jù)現(xiàn)有的設(shè)備條件，選擇了ZC866型三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x、配合分度頭及專用夾具對(duì)該零件進(jìn)行空間數(shù)據(jù)的采集。〔1〕測(cè)頭的分類及特性表2.1測(cè)頭及其特性測(cè)頭類型主要特性觸發(fā)式測(cè)頭探測(cè)有棱有形的物體或集合形狀的物體比擬適宜；靈活多用,適用不同材料和外表特性，能夠檢測(cè)工件的多項(xiàng)特性；簡(jiǎn)單易用，具有多種型號(hào)的測(cè)頭和附件。接觸式掃描測(cè)頭用于輪廓或外形的檢測(cè)；能夠高速采集數(shù)據(jù)；能夠高密度采點(diǎn)。非接觸式測(cè)量檢測(cè)較軟或易碎的物品比擬適宜；用于輪廓測(cè)量；性能可能受到檢測(cè)工件外表的物理特性的影響。非接觸式掃描檢測(cè)較軟或易碎的物品比擬適宜；視頻測(cè)頭適用于兩維檢測(cè)；一些類型的測(cè)頭適合外形和形狀的檢測(cè)；能夠高速進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；能夠高密度采集；綜合這四種測(cè)頭的主要特性和所要測(cè)量的零件的形狀、使用要求及現(xiàn)有的設(shè)備等等因素，最終決定采用觸發(fā)式測(cè)頭來(lái)對(duì)零件進(jìn)行測(cè)量。〔2〕測(cè)頭的使用方法采用觸發(fā)式測(cè)頭進(jìn)行精確的檢測(cè)需要注意以下幾點(diǎn)：1〕當(dāng)測(cè)頭觸碰工件外表時(shí)，測(cè)桿的移動(dòng)要承受一定的彈簧壓力，以保持測(cè)桿固定和產(chǎn)生探測(cè)力；2〕在測(cè)頭發(fā)出信號(hào)時(shí)，測(cè)桿要有彎曲或輕微變形；3〕由于不同位置力的大小有輕微差異，因此，彎曲的角度也會(huì)有所不同。為了保證最小的超行程偏差和最大的精度，應(yīng)采用短的、硬的測(cè)桿以減少?gòu)澢?〕采用盡量小的探測(cè)力以保證最小的彎曲——換句話說(shuō)，為使測(cè)頭防止誤觸發(fā)，取決于測(cè)量機(jī)的振動(dòng)和加速性能；5〕通過(guò)輸入測(cè)桿數(shù)據(jù)以修正超行程偏差；6〕在使用每個(gè)測(cè)桿的配置時(shí)，確保它經(jīng)過(guò)了修正。標(biāo)準(zhǔn)球和環(huán)規(guī)以及塊規(guī)都可采用。通過(guò)修正，可提供測(cè)桿的有效工作直徑；7〕確保所有的關(guān)節(jié)和測(cè)桿連接區(qū)域是干凈的，同時(shí)確保所有關(guān)節(jié)連接牢固。〔1〕測(cè)量誤差的來(lái)源在日常的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)〔以下簡(jiǎn)稱測(cè)量機(jī)〕上測(cè)量時(shí)，常常會(huì)遇到這種情況，被測(cè)零件的公差值與測(cè)量機(jī)精度接近，滿足不了測(cè)量準(zhǔn)那么的要求，這樣測(cè)出的結(jié)果的可靠性就大大折扣。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)所產(chǎn)生的誤差概括起來(lái)就可以分為兩大類：系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差。系統(tǒng)誤差主要指測(cè)量機(jī)的機(jī)械誤差：如導(dǎo)軌的直線度誤差、各導(dǎo)軌的垂直度誤差、回程誤差及阿貝原理誤差等。隨機(jī)誤差主要指導(dǎo)軌的直線度和垂直度在運(yùn)動(dòng)中引起的局部誤差，測(cè)量力的變化引起的誤差，測(cè)頭重復(fù)性誤差及測(cè)量環(huán)境不穩(wěn)定等引起的測(cè)量誤差，這一類誤差大多符合于正態(tài)分布。〔2〕消除或減少誤差的方法找到了測(cè)量機(jī)測(cè)量時(shí)誤差產(chǎn)生的來(lái)源，就可以采取相應(yīng)的方法解決。根據(jù)系統(tǒng)誤差的特征，采用實(shí)驗(yàn)比照法改變系統(tǒng)誤差的條件，進(jìn)行不同條件下的測(cè)量，以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤差。根據(jù)隨機(jī)誤差的特征中的誤差抵償性采用等精度屢次測(cè)量，利用數(shù)據(jù)處理的方法，來(lái)消除隨機(jī)誤差。從而到達(dá)通過(guò)對(duì)測(cè)量機(jī)系統(tǒng)誤差的修正及隨機(jī)誤差的消除方法來(lái)提高測(cè)量機(jī)的測(cè)量精度的目的。具體做法如下：1〕首先確定在測(cè)量機(jī)上測(cè)量的工件，被測(cè)件的被測(cè)要素在測(cè)量機(jī)工作臺(tái)上的位置，然后用經(jīng)過(guò)等溫后已搞定的標(biāo)準(zhǔn)量塊放在該位置處，用測(cè)量機(jī)對(duì)其進(jìn)行測(cè)量，將測(cè)量的結(jié)果與量塊的實(shí)際尺寸進(jìn)行比擬，兩者的差值即為測(cè)量機(jī)在該位置的系統(tǒng)誤差。2〕在校對(duì)出測(cè)量機(jī)的系統(tǒng)誤差之后，將校對(duì)用的量塊取下，再將被測(cè)件的被測(cè)要素放到剛剛量塊的位置處，然后進(jìn)行等精度屢次測(cè)量，將全部的測(cè)量值求平均值，最后將測(cè)得值的算術(shù)平均值加上修正的系統(tǒng)誤差即為最終的測(cè)量結(jié)果。在測(cè)量該空間凸輪時(shí)，我們對(duì)其進(jìn)行了三個(gè)坐標(biāo)的測(cè)量，三坐標(biāo)機(jī)的測(cè)量簡(jiǎn)圖如圖2.9所示：在該測(cè)量設(shè)備和測(cè)量條件下我們測(cè)量得到的該零件的空間的三個(gè)坐標(biāo)X、Y、Z的局部數(shù)據(jù)如下所示：X坐標(biāo)Y坐標(biāo)Z坐標(biāo)A角〔〕12-395.7062003-395.8114004-395.9342005-396.05880067-396.350700-367.49350089-367.48750010從測(cè)量數(shù)據(jù)可以得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：1〕測(cè)量時(shí)測(cè)頭在Y向通過(guò)心軸中心應(yīng)保持不變，Z向處在曲線槽內(nèi)位置〔數(shù)據(jù)〕也應(yīng)保持不變，此時(shí)測(cè)量軸的坐標(biāo)原點(diǎn)可以任意選取，測(cè)出的X向數(shù)據(jù)反映的是在各轉(zhuǎn)角時(shí)，X值的相對(duì)變化量即圓柱凸輪曲線轉(zhuǎn)角與升程變化的關(guān)系。2〕分度頭處在同一轉(zhuǎn)角A時(shí)，Y值不變，假設(shè)改變Z的大小即測(cè)頭測(cè)量的深度位置改變，而X值不變，說(shuō)明凸輪的輪廓面是直紋面，滾子在凸輪槽中工作時(shí)，滾子與凸輪輪廓面的接觸線是直線且通過(guò)心軸中心，筆者在實(shí)際測(cè)量中進(jìn)行過(guò)比照，Z值改變而X值未發(fā)生變化。因此，可以認(rèn)為，對(duì)于該類凸輪〔輪廓面是直紋面〕，通過(guò)一條凸輪曲線，利用圓柱刀具代替滾子即可加工出凸輪輪廓面且與原件輪廓面是一致的。另外，該凸輪的從動(dòng)滾子為圓柱體，也說(shuō)明了這一問(wèn)題。3〕凸輪展開(kāi)時(shí)的半徑，其值可以這樣求得。當(dāng)測(cè)頭處在凸輪最外圓時(shí)，有Z1值，此時(shí)對(duì)應(yīng)工件直徑為d1；當(dāng)測(cè)頭處在槽中測(cè)量位置時(shí)有Z2值〔此例顯示為-517.5326〕。半徑差值為〔Z1-Z2〕，那么實(shí)際展開(kāi)時(shí)的直徑d=d1-2(Z1-Z2)。零件材料的選擇與熱處理直接影響到零件的強(qiáng)度、剛度、壽命、可靠性等指標(biāo)，是機(jī)械設(shè)計(jì)中的重要問(wèn)題。1〕零件材料成分分析材料的成分分析是指確定材料中化學(xué)成分。對(duì)材料的整體、局部、外表進(jìn)行定性分析或定量分析時(shí)，可通過(guò)以下的手段：火花鑒別法、音質(zhì)鑒別法、.原子發(fā)射光譜分析法、紅外光譜分析法、化學(xué)成分分析法、微探針?lè)治龇āＭㄟ^(guò)上述的方法可以對(duì)材料進(jìn)行材質(zhì)分析。由于受條件限制及零件的實(shí)際情況未對(duì)本零件材料成分進(jìn)行分析。2〕零件硬度測(cè)定根據(jù)零件的具體使用場(chǎng)合及使用必須滿足的性能要求，得知該零件是工作在高速旋轉(zhuǎn)、中等載荷、小截面的條件下，而在這樣的工作條件下要保證零件的強(qiáng)度、剛度、壽命和可靠性，這對(duì)材料的要求性能要求較好，同時(shí)必須具備較高的耐磨性。測(cè)量硬度的方法一般是采用壓入硬度試驗(yàn)法。按其壓入的壓頭、負(fù)荷的不同，可以將硬度分為布氏硬度和洛氏硬度。布氏硬度的優(yōu)點(diǎn)是：壓痕面積較大，能在較大的范圍內(nèi)反映金屬的綜合性能數(shù)據(jù)，且試驗(yàn)數(shù)據(jù)穩(wěn)定。而在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的是洛氏硬度。洛氏硬度的優(yōu)點(diǎn)是：洛氏硬度測(cè)量范圍大，可以測(cè)量從極軟到極硬材料的硬度，同時(shí)洛氏硬度試驗(yàn)的操作迅速簡(jiǎn)便，不損傷工件外表、應(yīng)用范圍廣。3〕零件材料選擇根據(jù)以上兩種方法的特點(diǎn)選擇了洛氏硬度試驗(yàn)法來(lái)對(duì)該零件的硬度進(jìn)行測(cè)量達(dá)200HB左右，而汽缸，齒輪，底架，機(jī)件，飛輪，齒條，襯套：一般機(jī)床床身及中等壓力液壓筒，液壓泵和閥的殼體等是可以采用HT200，還要另外一方面灰鑄鐵價(jià)格廉價(jià)，應(yīng)用范圍最廣泛的鑄鐵材料，“HT〞表示“灰鐵〞，后面的數(shù)字表示最低抗拉硬度。灰鑄鐵生產(chǎn)中要控制碳和硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.5%--4.0%C;1.0%--2.0%SI;過(guò)高和過(guò)低都會(huì)影響其性能和質(zhì)量。小結(jié)分析了零件在設(shè)備中的工作性能要求，結(jié)合零件實(shí)物具體結(jié)構(gòu)，參照國(guó)家有關(guān)制圖、公差等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)零件以下內(nèi)容進(jìn)行了測(cè)量、設(shè)計(jì)確定：1〕測(cè)量、分析確定了零件幾何形體尺寸及形位公差；2〕通過(guò)輪廓掃描，確定了零件各主要外表的粗糙度；3〕設(shè)計(jì)、選擇了對(duì)圓柱凸輪工作槽曲線的反求檢測(cè)方法及數(shù)據(jù)采集；4〕從保證零件使用壽命的要求出發(fā)，確定了零件原材料及最終熱處理的方法。第三章零件結(jié)構(gòu)分析和加工工藝流程圓柱凸輪是紡織機(jī)中一個(gè)關(guān)鍵零件,其工作原理：圓柱凸輪是繞線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的控制元件，圓柱凸輪通過(guò)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)滾子來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)，滾子是帶滑座的動(dòng)力來(lái)源，同時(shí)帶動(dòng)滑座往復(fù)運(yùn)動(dòng)，然而滑座再帶動(dòng)短移絲桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)的從動(dòng)件。圓柱凸輪的自由度分析見(jiàn)圖3.1，其運(yùn)動(dòng)方式為繞X的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所以要限制其5個(gè)自由度，分別是x,y,z方向的移動(dòng)，y,z方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。但從其加工圓柱孔的方面考慮，應(yīng)該限制五個(gè)自由度，屬欠定位。圖3.1圓柱凸輪自由度分析3.1.2加工工藝制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)該考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)本錢盡量下降。制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)該考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)本錢盡量下降。方案一：工序Ⅰ鑄造，正火，去飛邊，清理，不加工外表上防銹漆工序Ⅱ車C端面和外圓以外圓和B端面定位，粗車C端面，保證長(zhǎng)198，210〔2〕調(diào)頭以C面和外圓定位，半精車B端面，保證，半精車外圓保證，倒角2x45〔3〕精鏜內(nèi)孔，100，150，工序Ⅲ〔1〕鉆孔6x〔2〕攻絲6xM8深15工序Ⅳ插鍵槽工序Ⅴ銑曲線槽〔1〕鉆起刀孔15〔3〕精銑曲線槽，保證精度48工序Ⅵ去毛刺，檢查，入庫(kù)圓柱凸輪工藝路線方案二：工序Ⅰ鑄造，去應(yīng)力退火，去飛邊，清理，不加工外表上防銹漆工序Ⅱ車兩端面和鏜孔〔1〕以外圓和B面定位，粗車C端面，保證195，鏜內(nèi)孔150，108，100，48。〔2〕調(diào)頭以C面和外圓定位，精車B端面，保證，粗車外圓212，精車保證精度，倒角2x45〔3〕精鏜內(nèi)孔，，倒角2x45工序Ⅲ〔1〕鉆孔6x〔2〕攻絲6xM8深15工序Ⅳ插鍵槽工序Ⅴ銑曲線槽〔1〕鉆起刀孔15〔3〕精銑曲線槽，保證精度48工序Ⅵ去毛刺，熱處理去應(yīng)力，檢查，入庫(kù)經(jīng)過(guò)比擬第一種方案比擬合理。，切削工時(shí)1.粗車C端面，保證1981〕切削深度=2mm2〕進(jìn)給量根據(jù)?切屑用量簡(jiǎn)明手冊(cè)?表1.4，選用f=0.95mm/r3〕切削速度見(jiàn)?金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)?表1.1，選用=m/min4〕確定切削速度切削速度的修正系數(shù)為1查?金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)?表10-36續(xù)切削速度即可以根據(jù)公式計(jì)算:根據(jù)?機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)?表4.2-8，現(xiàn)取，速度損失較小。故實(shí)際切削速度5〕計(jì)算切削工時(shí)根據(jù)?機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)?表6.2-1。2.粗車外圓2201〕切削深度=2mm2〕進(jìn)給量根據(jù)?切屑用量簡(jiǎn)明手冊(cè)?表1.4，選用f=1mm/r3〕切削速度見(jiàn)?金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)?表10-1續(xù)，選用=m/min根據(jù)?機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)?表4.2-8，現(xiàn)取，速度損失較小。故實(shí)際切削速度4〕.計(jì)算切削工時(shí)根據(jù)?機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)?表6.2-1。3.半精車外圓保證精度1〕切削深度=1mm2〕進(jìn)給量根據(jù)?切屑用量簡(jiǎn)明手冊(cè)?表1.4，選用f=1mm/r3〕切削速度見(jiàn)?金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)?表10-1續(xù)，選用=95m/min計(jì)算切屑工時(shí)如同上②，③。調(diào)頭以C面和外圓定位，精車B端面，保證，粗車外圓220，半精車保證精度，倒角2x454.粗車外圓2201〕切削深度=3mm2〕進(jìn)給量根據(jù)?切屑用量簡(jiǎn)明手冊(cè)?表1.4，選用f=1mm/r3〕切削速度見(jiàn)?金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)?表10-1續(xù)，選用=m/min根據(jù)?機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)?表4.2-8，現(xiàn)取，速度損失較小。故實(shí)際切削速度4〕計(jì)算切削工時(shí)根據(jù)?機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)?表6.2-1。5.鏜內(nèi)孔1501〕切削深度=4mm2〕進(jìn)給量根據(jù)?切屑用量簡(jiǎn)明手冊(cè)?表，選用f=mm/r3〕切削速度見(jiàn)?金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)?表10-1續(xù)，選用=m/min根據(jù)?機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)?表4.2-8，現(xiàn)取，速度損失較小。故實(shí)際切削速度4〕計(jì)算切削工時(shí)根據(jù)?機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)?表6.2-1。6.鏜內(nèi)孔1101〕切削深度=mm2〕進(jìn)給量根據(jù)?切屑用量簡(jiǎn)明手冊(cè)?表，選用f=1mm/r3〕切削速度見(jiàn)?金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)?表10-1續(xù)，選用=m/min根據(jù)?機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)?表4.2-8，現(xiàn)取，速度損失較小。故實(shí)際切削速度4〕計(jì)算切削工時(shí)根據(jù)?機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)?表6.2-1。7.鏜內(nèi)孔1001〕切削深度=mm2〕進(jìn)給量根據(jù)?切屑用量簡(jiǎn)明手冊(cè)?表，選用f=1mm/r3〕切削速度見(jiàn)?金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)?表10-1續(xù)，選用=m/min根據(jù)?機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)?表4.2-8，現(xiàn)取，速度損失較小。故實(shí)際切削速度4〕計(jì)算切削工時(shí)根據(jù)?機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)?表6.2-1。8.鏜內(nèi)孔501〕切削深度=mm2〕進(jìn)給量根據(jù)?切屑用量簡(jiǎn)明手冊(cè)?表，選用f=mm/r3〕切削速度見(jiàn)?金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)?表10-1續(xù)，選用=m/min根據(jù)?機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)?表4.2-8，現(xiàn)取，速度損失較大。故實(shí)際切削速度4〕計(jì)算切削工時(shí)根據(jù)?機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)?表6.2-1。9.精鏜內(nèi)孔，，倒角2x45①精鏜內(nèi)孔1〕切削深度=mm2〕進(jìn)給量根據(jù)?切屑用量簡(jiǎn)明手冊(cè)?表3〕切削速度見(jiàn)?金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)?表10-1續(xù)，選用=29m/min計(jì)算步驟如同上②精鏜內(nèi)孔1〕切削深度=mm2〕進(jìn)給量根據(jù)?切屑用量簡(jiǎn)明3〕切削速度見(jiàn)?金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)?表3.9，選用=29m/min計(jì)算步驟如同上工序Ⅲ10.鉆孔6x8深15〔1〕機(jī)床：立式鉆床Z3025。鉆頭：根據(jù)?切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)?表2.5，選取高速鋼擴(kuò)孔鉆鉆頭，材料為，其直徑為，其幾何形狀和角度為標(biāo)準(zhǔn)刃磨形狀，、、、。根據(jù)?切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)?表2.15，查的切削速度。各修正系數(shù)為、故根據(jù)?機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)?表4.2-12，現(xiàn)取，速度損失較小。所以實(shí)際切削速度。切削工時(shí)，根據(jù)?機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)?表6.2-5。〔2〕選擇鉸刀根據(jù)?機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)?表3.1-16，鉸刀選為的高速鋼直柄機(jī)用鉸刀，，,。根據(jù)?切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)?表2.6，其幾何參數(shù)為，，。選擇切削用量1〕決定進(jìn)給量f：根據(jù)?切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)?表2.11，，根據(jù)?機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)?表4.2-13，查得。2〕決定鉸刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命：根據(jù)?切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)?表2.12，當(dāng)時(shí)，鉸刀后刀面最大磨損量為0.6，修正系數(shù)為1查?金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)?表10-83壽命。3〕決定切削速度：根據(jù)?切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)?表2.30，計(jì)算削速度：那么根據(jù)?機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)?表4.2-12，與相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為與，現(xiàn)取。所以實(shí)際切削速度。4〕計(jì)算根本工時(shí)：切削工時(shí)，根據(jù)?機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)?表6.2-5。11.攻絲6xM8深152〕進(jìn)給量根據(jù)?切屑用量簡(jiǎn)明手冊(cè)?3〕切削速度見(jiàn)?金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)?，選用=9m/min計(jì)算與鉸孔相似12.插鍵槽1〕切削深度2〕進(jìn)給量根據(jù)?金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)?表10-56，選用f=2mm/r3〕切削速度見(jiàn)?金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)?表10-157，選用=8m/min4〕計(jì)算切削工時(shí)3。13.銑曲線槽。保證槽寬32切屑用量所選刀具為高速鋼錯(cuò)齒三面刃銑刀。銑刀直徑d=125mm寬度L=13mm齒輪z=20根據(jù)?切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)?第三局部表3.2銑刀形狀前角，后腳〔周齒〕〔端齒〕根據(jù)上述選用X62型臥式銑床。決定每齒進(jìn)給量根據(jù)?切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)?第三局部表=0.06-0.1mm/z。現(xiàn)取=0.07mm/z。根據(jù)?切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)?第三局部表3.7查的后刀面最大磨損量為0.6mm；銑刀直徑d=125mm，耐用度T=120min(表3.8)。決定切削速度v和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量根據(jù)表3.27中公式計(jì)算；根據(jù)X62型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速〔?機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)?表4.2-39〕n=60r/min=1r/s根據(jù)X62型臥式銑工作臺(tái)進(jìn)給量〔?機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)?表4.2-40〕選擇=75mm/min那么實(shí)際每齒進(jìn)給量為=，所確定的切削用量為根本時(shí)間式中l(wèi)=7.5mm，，d=125mm，，，i=4第四章夾具的設(shè)計(jì)4.1夾具概述在機(jī)械制造各行業(yè)的工藝過(guò)程中廣泛應(yīng)用著各種不同的，用以固定加工對(duì)象，使之占有正確位置以便接受施工的一種工藝裝備，統(tǒng)稱為夾具。在機(jī)械加工中金屬切屑機(jī)床上使用的夾具，我們統(tǒng)稱為機(jī)床夾具。機(jī)床夾具是在機(jī)床上用以準(zhǔn)確、迅速地安裝工件或刀具，從而保證工件與刀具間正確相對(duì)位置的一種工藝裝備。由此可知，機(jī)床夾具總的來(lái)看可以分為兩大類。一類是用以安裝工件的，一般統(tǒng)稱為夾具；另一類是用以安裝刀具的，一般統(tǒng)稱為輔具。如車床上的卡盤和鏜床上的鏜模等屬于前一類；而快換鉆夾頭、刀桿托架及攻絲靠模裝置等屬于后一類。本課題的機(jī)床夾具屬于前一類。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機(jī)床的夾具作為機(jī)床的一局部已經(jīng)成為機(jī)械加工中不可缺少的工藝裝備，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)更是機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)中一項(xiàng)重要的工作。機(jī)床夾具的開(kāi)展趨勢(shì)隨著科學(xué)技術(shù)的巨大進(jìn)步及社會(huì)生產(chǎn)力的迅速提高，夾具已從一種輔助工具開(kāi)展成為門類齊全的工藝裝備。機(jī)床夾具的現(xiàn)狀國(guó)際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)說(shuō)明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工作品種已占工件種類總數(shù)的85%左右。現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場(chǎng)劇烈的競(jìng)爭(zhēng)。然而，一般企業(yè)仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，約4年就要更新80%左右的專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量?jī)H為15%左右。特別是近年來(lái)，數(shù)控機(jī)床〔NC〕、加工中心〔MC〕、成組技術(shù)〔GT〕、柔性制造系統(tǒng)〔FMS〕等新技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)床夾具提出了如下新的要求：1〕能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)本錢。2〕能裝夾一組具有相似性特征的工件。3〕適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具。4〕適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具。5〕采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。6〕提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。現(xiàn)代機(jī)床夾具的開(kāi)展方向現(xiàn)代機(jī)床夾具的開(kāi)展方向主要表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標(biāo)準(zhǔn)化四個(gè)方面。精密化隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢(shì)必相應(yīng)提高了對(duì)夾具的精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達(dá)±0.1；用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為5μm；精密心軸的同軸度公差可控制在1μμm。高效化高效化夾具主要用來(lái)減少工件加工的根本時(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。常見(jiàn)的高效化夾具有：自動(dòng)化夾具、高速化夾具、具有夾緊動(dòng)力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動(dòng)虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用的高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在〔試驗(yàn)〕轉(zhuǎn)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。柔性化機(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是指機(jī)床夾具通過(guò)調(diào)整、拼裝、組合等方式，以適應(yīng)可變因素的能力。可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)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(diào)夾具、成組夾具、拼裝夾具、數(shù)控機(jī)床夾具等。在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，夾具的柔性化將是夾具開(kāi)展的主要方向。標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面。在制訂典型夾具結(jié)構(gòu)的根底上，首先進(jìn)行夾具元件和部件的通用化，建立類型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的結(jié)構(gòu)。通用化方法包括夾具、部件、元件、毛壞和材料的通用化。夾具的標(biāo)準(zhǔn)化階段是通用化的深入，主要是確立夾具零件或部件的尺寸系列，為夾具工作圖的審查創(chuàng)造良好的條件。目前我國(guó)已有夾具零件及部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T2148~T2259—91以及各類通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，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)總本錢。工件裝夾迅速，減少輔助時(shí)間；保證一定的加工精度，特別是相互位置精度；發(fā)揮機(jī)床潛力，擴(kuò)大使用范圍；減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，保證平安生產(chǎn)；平衡工序時(shí)間，便于生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。4.1.5機(jī)床夾具的組成機(jī)床夾具雖然分成各種不同的類型，但它們的工作原理根本相同。如將各種類型的夾具中作用相同的組件或結(jié)構(gòu)加以概括，那么可以得出夾具一般共有的幾個(gè)組成局部，這些組成局部既相互獨(dú)立又相互聯(lián)系。定位元件或裝置這種裝置包括定位組件或組件的組合，其作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在夾具中的位置。夾緊元件或裝置這種裝置包括夾緊組件或其組合以及動(dòng)力源．其作用是將工件壓緊壓牢，保證工件在定位時(shí)的所占居的位置在加工過(guò)程中不因受力或產(chǎn)生位移，同時(shí)防止或減少振動(dòng)．導(dǎo)向、對(duì)刀組件這類組件用于引導(dǎo)刀具或確定刀具與被加工面之間的正確位置。聯(lián)接組件這類組件用于確定夾具本身在機(jī)床上的位置與機(jī)床相聯(lián)接。其它裝置或組件這類裝置或組件主要有分度裝置、防錯(cuò)裝置、平安保護(hù)裝置、靠模裝置、上下料裝置和頂出器等。夾具體夾具體是夾具的基座和骨架，用來(lái)聯(lián)接或固定各元件或裝置，使之成為一個(gè)整體，并通過(guò)它將夾具安裝在機(jī)床上。如圖示為機(jī)床夾具的組成及各組成局部與機(jī)床、工件、刀具的相互聯(lián)系。由此為正確設(shè)計(jì)夾具提供必要的依據(jù)。因?yàn)槎ㄎ缓蛫A緊是與工件有關(guān)，所以在設(shè)計(jì)定位組件和夾緊裝置時(shí)，必須全面掌握與工件在該工序加工時(shí)的有關(guān)資料；在設(shè)計(jì)導(dǎo)向、對(duì)刀組件時(shí)，除考慮工件所要求的加工尺寸外，還必須掌握所用的刀具的類型和尺寸規(guī)格；在設(shè)計(jì)連接組件時(shí)，那么應(yīng)符合加工時(shí)所用機(jī)床的工作臺(tái)或機(jī)床主軸的結(jié)構(gòu)形式和尺寸規(guī)格。機(jī)床夾具的組成關(guān)系4.2專用夾具的設(shè)計(jì)步驟研究原始資料認(rèn)真研究任務(wù)書(shū)中提出的設(shè)計(jì)要求，明確設(shè)計(jì)任務(wù)并收集以下資料：①零件工作圖、毛坯圖和工藝規(guī)程等技術(shù)文件。了解該工序的加工技術(shù)要求，定位和夾緊方案，毛坯情況。加工中使用的機(jī)床、刀具、檢驗(yàn)量具、加工余量和切削用量等。②了解生產(chǎn)批量和對(duì)夾具的需用情況，以確定所采用夾具結(jié)構(gòu)的合理性和經(jīng)濟(jì)性。③了解機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù)、規(guī)格、安裝夾具的有關(guān)連接局部的尺寸等。④了解刀具的主要結(jié)構(gòu)尺寸、制造精度、主要技術(shù)條件等。⑤收集有關(guān)夾具零部件標(biāo)準(zhǔn)(國(guó)標(biāo)、部標(biāo)、企標(biāo)、廠標(biāo))，典型夾具結(jié)構(gòu)、夾具設(shè)計(jì)資料等。⑥了解本廠制造、使用夾具的情況，如有無(wú)壓縮空氣站，本廠制造夾具的能力和經(jīng)驗(yàn)等。確定夾具的結(jié)構(gòu)方案①確定工件的定位方案。工件在夾具中的定位應(yīng)符合定位原理，合理設(shè)置定位元件，進(jìn)行定位誤差的分析計(jì)算，定位誤差應(yīng)小于工序公差的三分之一。②確定刀具的對(duì)刀或引導(dǎo)方式。根據(jù)加工外表的具體情況，合理地選擇與確定刀具的對(duì)刀或引導(dǎo)方式。③確定工件的夾緊方案。夾緊力的作用點(diǎn)和方向應(yīng)符合夾緊原那么。進(jìn)行夾緊力的分析和計(jì)算，以確定夾緊元件及傳動(dòng)裝置的主要尺寸。④確定夾具其他組成局部的結(jié)構(gòu)形式。⑤確定夾具體的形式和夾具的總體結(jié)構(gòu)。繪制夾具總裝配圖夾具總圖應(yīng)按國(guó)家制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制。圖形大小盡量采用1：1比例，以具有良好的直觀性。工件過(guò)大時(shí)可用1：2或1：5的比例；過(guò)小時(shí)可用2：l的比例。主視圖應(yīng)選取面對(duì)操作者的工作位置。繪制總裝配圖的順序是：先用紅色細(xì)實(shí)線或黑色雙點(diǎn)劃線，畫(huà)出工件的輪廓和主要外表。主要外表是指：定位基準(zhǔn)面、夾緊外表和被加工外表。被加工外表上的加工余量，可用網(wǎng)紋線表示。總裝配圖上所繪制的工件視為假想的透明體，因此它不影響夾具元件的繪制。然后按定位元件、對(duì)刀—引導(dǎo)元件、夾緊機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)裝置等順序，畫(huà)出各自的具體結(jié)構(gòu)，最后畫(huà)夾具體。總裝配圖上的視圖配置和選擇，應(yīng)能完整地表達(dá)出整個(gè)夾具的各局部結(jié)構(gòu)。標(biāo)注夾具總裝配圖上各局部尺寸和技術(shù)條件標(biāo)注零件編號(hào)及編制零件明細(xì)表在標(biāo)注零件編號(hào)時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)件可直接標(biāo)出國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)號(hào)。明細(xì)表要注明夾具名稱、編號(hào)、序號(hào)、零件名稱和材料、數(shù)量等。繪制夾具零件圖拆繪夾具零件圖的順序和繪制夾具總裝配圖的順序相同。主要繪制夾具上專用零件的工作圖。7〕夾具體的設(shè)計(jì)選定圓柱凸輪的加工工序?qū)ζ溥M(jìn)行夾具設(shè)計(jì)，選定內(nèi)孔?50的鏜削進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)，由于采用的定位方式為半圓槽，夾緊方式為螺栓螺母夾緊，設(shè)計(jì)出一套夾具能適用2道工序鏜削的需要。如夾具體零件圖所示，夾具體采用鑄造方法，材料為灰鑄鐵。夾具體左端面鏜支架為支撐，半圓槽為定位安裝在夾具體上，此方案結(jié)構(gòu)緊湊，安裝穩(wěn)定，剛性及剛度好，生產(chǎn)周期也不長(zhǎng)，本錢不高，又可滿足加工要求及定位精度要求，應(yīng)選擇此方案較為適宜。如圖4-2是對(duì)圓柱凸輪的內(nèi)孔加工的專用夾具圖第一步：選擇鑄件作為毛坯件以半圓槽為定位；第二步：C端面用一擋塊，這樣就能夠?qū)A柱凸輪一面移動(dòng)定位；第三步：定位好后，通過(guò)螺母將工件夾緊。4.3鏜床夾具的設(shè)計(jì)4.3.1問(wèn)題的指出本夾具主要作來(lái)加工圓柱凸輪?50mm圓柱孔，應(yīng)為這孔的圓柱度控制好，因此在設(shè)計(jì)夾具是要充分考慮的圓柱凸輪的定位及夾緊，從而提高加工精度和生產(chǎn)效率。4.3.2夾具體的設(shè)計(jì)1)、定位基準(zhǔn)的選擇由圓柱凸輪零件圖可知，在加工?50圓柱孔時(shí)，用一半圓槽定位。因此為了到達(dá)所需定位，可以選擇一個(gè)擋塊限制5個(gè)自由度，再加上利用螺栓夾緊限制其他自由度，即到達(dá)了完全定位，滿足零件的加工要求。2〕、夾緊方案確實(shí)定由于圓柱凸輪是圓柱形的而且是中空的，所以可以用螺紋夾緊，這樣既方便夾緊又方便拆卸。如下圖：圖4.33〕、夾具體的設(shè)計(jì)夾具體的作用是將定位、夾具裝置連接成一體，并能正確安裝在機(jī)床上，加工時(shí)，能承受一局部切削力。夾具體圖如下：圖4.4夾具體的安裝定位夾具體為鑄造件，安裝穩(wěn)定，剛度好，但制造周期較長(zhǎng)。、切削力及夾緊力的計(jì)算切削力的計(jì)算：由?機(jī)械加工工藝師手冊(cè)?表2.2-12，4mm1.2mm〔根據(jù)表2.2-13〕，n=0.8〔根據(jù)表2.2-14〕，〔根據(jù)表2.2-15〕分別得到1.11，1，0.85，1所以切削力F=3532.2N。夾緊力的計(jì)算：由?機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)?〔表1-2-25〕得：用扳手的六角螺母的夾緊力：M=20,P=，L=240mm,作用力：F=100N，夾緊力：W0=7950N定位誤差的分析和計(jì)算:由加工工序知，加工面為內(nèi)孔面，是以及具體底面半圓槽和擋塊定位的。圓柱凸輪的軸心線有垂直度要求〔垂直度允差3mm〕,所以本工序的工序基準(zhǔn)為圓柱凸輪下外表，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為其中心線，及設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)不重合。確定定位銷中心與大頭孔中心的距離及其公差。此公差取工件相應(yīng)尺寸的平均值，公差取相應(yīng)公差的三分之一〔通常取1/5~1/3〕。2〕確定定位件尺寸及公差本夾具的主要定位元件為半圓槽和擋塊，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但不便于更換。該定位件的根本尺寸取決工件整體尺寸。公差與本零件在工作時(shí)與外圓尺寸公差相同，定位方案一：根據(jù)加工要求和基準(zhǔn)重合原那么，采用工件外圓外表為定位基準(zhǔn)〔基面〕。定位元件采用半圓槽，上下兩個(gè)半圓槽，上面一個(gè)主要用于夾緊，所以公差只在于下面的半圓槽出現(xiàn)公差的1/3~1/2，且公差帶對(duì)稱分布，得半圓槽內(nèi)孔根本尺寸根本公差：L=105〔1〕定位誤差Δ加工尺寸50的工序基準(zhǔn)是工件外圓外表；現(xiàn)該半圓槽孔定位，即定位基準(zhǔn)亦是其對(duì)稱中心線，故基準(zhǔn)不重合，