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1、毕业设计(论文) 课题名称 三爪卡盘增力机构夹具设计 专业名称 机械设计和制造及其自动化 所在班级 学生学号 学生姓名 指导老师 完 成 日 期： 5月摘要 本论文设计一个在三爪卡盘上加装摆动式液压缸和平面螺旋机构螺旋摆动式液压缸增力机构结构。传统机床如车床、铣床上三爪卡盘工作通常依靠工人用手工进行夹紧,这不仅增加了工人劳动强度，而且所需夹紧力很大,还常常有夹不紧情况，阻碍了生产率提升。经过在三爪卡盘加装摆动式液压缸和平面螺旋机构组成螺旋摆动式液压缸增力机构，可实现和原有卡盘体很好结合,并使外加压力能转换成圆周运动,且其结构简单,工作可靠,能达成较高增力比，含有良好经济性和可行性。关键词 三爪
2、卡盘，液压缸，夹具，增力目录序言 4第1章. 选题背景 51.1 夹具特点1.2 研究夹具目标和意义1.3 夹具中国外现实状况和发展趋势1.4 夹具基础结构和原理第2章. 三爪卡盘螺旋摆动式液压缸增力机构结构和原理10第3章. 关键参数确定和结构计算11 3.1 液压腔结构设计 3.2 转子叶片数设计 3.3 摆动角设计 3.4 定子圆柱活塞杠面积设计第4章. 凹槽轮廓线设计13 4.1 轮廓面段数确实定 4.2 活塞杠升程确实定 4.3 参数1设计 4.4 参数设计第5章. 夹具在安装和操作时应注意事项16 5.1 夹具安装 5.2 夹具在操作时应注意事项第6章. 夹具经济效益分析18第7章
3、. 单工位夹具和成组夹具分析19 7.1定位基准和定位元件选择7.2夹紧元件和夹紧力选择7.3夹具基体设计夹具基体7.4机壳成组夹具结构第8章. 误差分析238.1定位误差分析8.2 装备误差分析第9章. 机床夹具公差综合设计理论和方法25结束语 32附录1 参考文件序言伴随中国改革开放不停深入，市场经济体系不停完善，中国工业逐步向成熟化发展。在整个机械工业中，设计在其中占有地位日益显现出来。工业设计关键包含三个方面内容。第一是产品设计,第二是和产品相关视觉传达设计，如产品包装、商业广告等平面设计。第三是由产品设计扩展环境设计如产品展示和陈列，商品橱窗设计和室内设计等。产品设计作为工业设计关键
4、，它包含面广，从大家衣食住行，到社会各行各业，产品设计无时不有，无时不在。产品设计对象既包含通常日用生活制品，也包含工业生产机床，加工工具；既包含家用小电器产品，也包含专业仪器，仪表；既包含私有自行车，摩托车，也包含大型汽车，飞机等交通工具；“从口红到宇宙飞船”全部是属于产品设计范围，本论文关键针对加工工具设计，在一定范围内又称“加工辅助设计”，即机床夹具体设计。 本论文设计一个在三爪卡盘上加装摆动式液压缸和平面螺旋机构螺旋摆动式液压缸增力机构结构。传统机床如车床、铣床上三爪卡盘工作通常依靠工人用手工进行夹紧,这不仅增加了工人劳动强度，而且所需夹紧力很大,还常常有夹不紧情况，阻碍了生产率提升。
5、经过在三爪卡盘加装摆动式液压缸和平面螺旋机构组成螺旋摆动式液压缸增力机构，可实现和原有卡盘体很好结合,并使外加压力能转换成圆周运动,且其结构简单,工作可靠,能达成较高增力比，含有良好经济性和可行性。第1章 选题背景1.1 夹具特点在机床上加工工件时,我们能够看到两种不一样情况:一个是用划针或指示表等量具,按工件某一表面,或按工件表面上所划线进行找正,使工件在机床上处于所需要正确位置,然后夹紧工件进行加工;另一个是把工件安装字夹具上进行加工。为了在工件某一部位上加工出符合要求技术要求表面,通常全部按工件结构形状,加工方法和生产批量不一样,采取多种不一样装置将工件正确,方便而可靠地安装在机床上,然
6、后进行加工.这种用来安装工件以确定工件和切削刀具相对位置并将工件夹紧装置称为“机床夹具”。在实际生产中,比如活塞,连杆生产线上,几乎每道工序中全部采取了夹具。十分显著,假如不采取夹具,不仅工件加工精度难以确保,而且加工生产率也会大大降低,有时甚至会造成无法加工情况。除了机床加工时需要使用夹具外,有时在检验,装配等工序中也要用到夹具,因之在这种场所中用到夹具可分别称为“检验夹具”和“装配夹具”。 机床夹具通常是指装夹工件用装置:至于装夹多种刀具用装置,则通常称为“辅助工具”。辅助工含有时也广义地包含在机床夹具范围内。根据机床夹具应用范围,通常可分为通用夹具,专用夹具和可调整式夹具等。通用夹具是在
7、一般机床上通常全部附有通用夹具,如车床上卡盘,铣床上回转工作台,分度头,顶尖座等。它们全部一标准化了,含有一定通用性,能够用来安装一定形状尺寸范围内多种工件而不需要进行特殊调整。不过,在实际生产中,通用夹具常常不能够满足多种零件加工需要;或因为生产率低而必需把通用夹具进行合适改善;或因为工件形状,加工要求等不一样须专门设计制造一个专用夹具,以处理生产实际需要。专用夹具是为了适应某一工件某一工序加工要求而专门设计制造,其功用关键有下列多个方面:1.确保工件被加工表面位置精度,比如和其它表面间距离精度,平行度,同轴度等。对于外行比较复杂,位置精度要求比较高工件,使用通用夹具进行加工往往难以达成精度
8、要求。2.缩短了工序时间,从而提升了劳动生产率。进行某一工序所需要时间,其中关键包含加工工件所需要机动时间和装卸工件等所需要辅助时间两部分。采取专用夹具后,安装工件和转换工位工作全部能够大为简化,不再需要画线和找正,缩短了工序辅助时间而且节省了画线这个工序,从而提升了劳动生产率.在生产中因为采取了多工件平行加工夹具,使同时加工多个工件机动时间将和加工一个工件机动时间相同。采取回转式多工位连续加工夹具,能够在进行切削加工某个工件同时,进行其它工件装卸工作,从而使辅助时间和机动时间相重合。总而言之,伴随专用夹具采取和深入改善,能够有效地缩短工序时间,满足生产不停发展需要。3.采取专用夹具还能扩大机
9、床工艺范围。比如在一般车床上附加镗模夹具后,便能够替换镗床工作;装上专用夹具后能够车削成型表面等,以充足发挥通用机床作用。4.减轻劳动强度,保障安全生产。依据生产需要,采取部分气动,液压或其它机械化,自动化程度较高专用夹具,对于减轻工人劳动强度,保障生产安全和产品稳质高产全部有很大作用。加工大型工件时,比如加工车床床身上,下两面上螺孔,需要把床身工件翻转几次进行加工,劳动强度大而且不安全。采取电动回转式钻床家俱后,就能够达成提升生产效率,减轻劳动强度,保障生产安全目标。专用夹具在生产上起着很大作用,那么是不是在任何场所全部要设计和采取呢!这个问题就是具体问题具体分析。上面说相关专用夹具在生产中
10、作用,只是事物一个方面。其次,因为夹具设计,制造和所用材料等须消耗一定费用,增加了产品成本。因之,在什么情况下采取什么样夹具才是经济合算,这是一个大问题,尤其对于重大,设计制造工作量大专用夹具需和工人师傅等三结合共同研究处理。事物总是一分为二,专用夹具也存在缺点,即专用夹具专用性和产品多样性矛盾。因为专用夹具只适适用于一个工件加工某一个工序,所以伴随产品品种不停增多,夹具数量也不停上升,造成存放和管理上困难;而当某产品不再进行生产时,原来夹具通常全部无法重新利用,造成浪费.同时,专用夹具设计生产时间周期长,和生产快速发展也有矛盾。不过在目前成批生产机械工厂中,多数还是采取通用机床加上专用夹具进
11、行工件机械加工。可调整夹具是为了扩大夹具使用范围,填补专用夹具只适用和一个工件某一特定工序缺点,正在逐步推广使用可调整式夹具。可调整式夹具通常可分为标准化夹具,成组夹具和组合夹具等。1.标准化夹具:标准化夹具就是利用本厂已规格化了部分或全部标准零件装配成专用夹具。专用夹具中大件,如夹具体,和定位元件,夹紧件和机械夹紧用气缸部件等,经过标准化,尺寸规格化后有利于工厂成同意备配件,成批加工,这么可使夹具设计,制造工作加紧,节省费用。另外,当产品更改,夹具不再使用时能够拆开,把标准零件保留起来,备以后使用。2.成组夹具:多品种,小批量生产机械加工车间中,往往能够采取成组加工法。采取成组加工法,是把多
12、个产品零件按加工所用机床和刀具,夹具等工艺装备共性分组,同一组零件能在同一台机床上用共同工艺装备和调整方法进行加工。比如分成轴类,套类,盘类,齿轮,杠杆,支架类等多种零件。成组夹具就是依据一组安装方法相类似零件而设计,只要稍作调整或更换夹具上一些定位,夹紧件,就能够从加工某一工件转为加工另一工件。3.组合夹具:组合夹具是有一套专门设计制造,便于组装和拆卸有多种不一样形状,不一样尺寸规格而且有完全交换性和耐磨性标准元件和合件所组成。利用这些元件和合件,依据加工工件需要能够组装成车,磨,铣,刨,钻,镗等工序用多种不一样机床夹具。夹具使用完成,能够方便拆开,洗净元件存放起来,留待以后组装新夹具时再用
13、。因之组合夹具是含有高度标准化和系列化元件新型工艺装备。相关组合夹具问题,其设计原理基础相同。在实际生产中应用夹具很多,分类方法也有很多个。通常还可按使用夹具工序不一样分为车床夹具,铣床夹具等;还能够依据在机床上运动特点归并成以下几类,(1)车床类夹具:包含车床,内外圆磨床,螺纹磨床用夹具,其特点是夹具和工件一起作旋转运动。(2)铣床类夹具:包含铣床,刨床,平面磨床等机床用夹具,其特点是夹具固定字工作台上,只作纵向或横向往复运动或回转运动。(3)钻,镗床类夹具:用于在钻床上钻,扩,铰等工序或在镗孔工序,其实就是夹具固定在机床上,刀具经过夹具上导向装置进行送进运动。上述多种夹具全部是固定在机床上
14、,不过在自动线加工中,有夹具带着工件由生产线输送装置,挨着每台机床逐步向前输送,这类夹具通常称为“随行夹具”。自动线上随行夹具除了完成工件定位,支承和夹紧外,还带着工件沿自动线加工机床进行定位(相对于每台机床刀具位置),夹紧,待加工完了再自动送至下一台机床加工,方便经过自动线各台机床,完成工件全部工序加工。随行夹具关键适适用于采取组合机床自动线加工,但又无良好输送基面和定位基面工件,方便将这种畸形工件先装夹于基面完整随行夹具上,然后在经过自动线进行加工。对部分有色金属等软件性材料工件,即使含有良好输送基面,但为了保护工件基面不受划伤,有时也采取随行夹具。通用可调夹具,若产品中有若干零件含有相同
15、性,有选择通用可调整夹具可能,应深入探索,应用下面三方面分析判定(1)工件结构要素相同性,关键是被加工表面形式和部位相同,工序内容和技术要求基础相同;能有相同或相同定位基准和定位方法。(2)有可能采取功效相同定位方法和夹紧方法(包含夹紧动力源)。(3)工件尺寸要素相同,如定位基准和外廓尺寸近似程度,看能否使用,可调夹具结构紧凑,布局协调夹具。总而言之,机床夹具已成为机械加工中关键装备。机床夹具设计和使用是促进生产发展关键工艺方法之一。伴随中国机械工业生产不停发展,机床夹具改善和发明已成为广大机械工人和技术人员在技术革新中一项关键任务。1.2 研究夹具目标和意义机床夹具设计是工艺装备设计中一个关
16、键组成部分，是确保产品质量和提升劳动生产率一项关键技术方法。在设计过程中应深人实际，进行调查研究，吸收中国外优异技术，制订出合理设计方案，再进行具体设计。而深入生产实际调查研究中，应该掌握下面部分资料：1.工件图纸；具体阅读工件图纸，了解工件被加工表面是技术要求，该件在机器中位置和作用，和装置中特殊要求。2.工艺文件：了解工件工艺过程，本工序加工要求，工件被加工表面及待加工面情况，基准面选择情况，可用机床设备关键规格，和夹具连接部分尺寸及切削用量等。3.生产纲领：夹具结构形式应和工件批量大小相适应，做到经济合理。4.制造和使用夹具情况，有没有通用零部件可供选择。工厂有没有压缩空气站；制造和使用
17、夹具工人技术情况等。夹具出现可靠地确保加工精度，提升整体工作效率，减轻劳动强度，充足发挥和扩大机床工艺性能。1.3 夹具中国外现实状况和发展趋势工业设计是人类社会发展和科学技术进步产物，从英国莫里斯“工艺美术运动”，到德国包豪斯设计革命和美国广泛传输和推广，工业设计经过了酝酿，探索，形成，发展百余年历史沧桑。时至今日，工业设计已成为一门独立专业学科，而且有一套完整研究体系。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、结构、形态、色彩、表面加工，装饰以新品质和规格，叫做工业设计。依据当初具体情况
18、，工业设计师应在上述工业产品全部侧面或其中多个方面进行工作，而且需要工业设计师对包装、宣传、展示，市场开发等问题处理付出自己技术知识和经验和视觉评价能力时，这也属于工业设计范围”。材料、结构、工艺是产品设计物质技术基础，首先，技术制约着设计；其次，技术也推进着设计。从设计美学见解看，技术不仅仅是物质基础还含有其本身“功效”作用，只要善于应用材料特征，给予对应结构形式和合适加工工艺，就能够发明出实用，美观，经济产品，即在产品中发挥技术潜在“功效”。任何设计全部是时代产物，它不一样面貌，不一样特征反应着不一样历史时期科学技术水平。技术是产品形态发展先导，新材料，新工艺出现，肯定给产品带来新结构，新
19、形态和新造型风格。材料，加工工艺，结构，产品形象有机地联络在一起，某个步骤变革，便会引发整个机体改变。1.4 夹具基础结构和工作原理按在夹具中作用,地位结构特点,组成夹具元件能够划分为以下几类:1定位元件及定位装置；(2)夹紧元件及定位装置(或称夹紧机构)； (3)夹具体；(4)对刀,引导元件及装置(包含刀具导向元件,对刀装置及靠模装置等)；(5)动力装置；(6)分度,对定装置；(7)其它元件及装置(包含夹具各部分相互连接用和夹具和机床相连接用紧固螺钉,销钉,键和多种手柄等)；每个夹具不一定全部各类元件全部含有,如手动夹具就没有动力装置,通常车床夹具不一定有刀具导向元件及分度装置。反之,根据加
20、工等方面要求,有些夹具上还需要设有其它装置及机构,比如在有自动化夹具中必需有上下料装置。第2章 三爪卡盘螺旋摆动式液压缸增力机构结构及原理设计本设计是在三爪卡盘结构基础上增设一个液压机构来实现夹紧省力，设计方案图1所表示，关键是在原有结构基础上增加了一个螺旋盘，一个摆动油缸及柱塞等。大锥齿轮后面加工出凹槽，圆柱活塞一端和槽配合，另一端装在液压缸定子叶片孔中，端部装有弹簧，柱塞在弹簧作用下，一端一直和凹槽接触。 工作时利用转动杠转动小锥齿轮2带动大锥齿轮3,当卡爪7未接触工件时,圆锥螺旋弹簧5所受载荷较小,圆柱活塞4和大锥齿轮3无相对运动,缸体6随之一起转动,卡爪7径向移动,靠近工件,此为空行程
21、。当卡爪7接触工件后,所受阻力激增,进 1.卡盘体端盖 2.小锥齿轮 3.大锥齿轮 4.圆柱活塞5.圆锥螺旋弹簧 6.液压缸体 7.卡 爪 8.定子叶片 9.换油机构 10.转子叶片 11.缸体端盖 12.液压油 13.卡盘体图 2-1 卡盘结构方案简图给激减，继续转动手柄，活塞4受力增大，当其达成一定程度时，圆锥螺旋弹簧5被压缩，活塞4和大锥齿轮3产生相对运动，活塞4向定子孔中运动，液压油12被加压缩，液体推进转子叶片10旋转，卡爪7径向微进给，此为夹紧行程。当大锥齿轮3继续旋转至某一角度，活塞4将复位，继续转动，将反复上一次运动直到把工件完全夹紧。第3章 关键参数确定和结构计算以下以在KZ
22、320型卡盘基础上增设一个螺旋摆动式液压机构为例进行分析。3.1 液压腔结构设计依据其具体安装条件和强度刚度要求，拟对其尺寸初步取：外壁厚： n1=16mm 内壁厚： n2=8mm油腔宽： a=30mm 空隙宽： x=1mm故液压腔面积： S1=a(D/2-d/2-L1-L2-x-n1-n2) =1350mm（1）其中：卡盘体大径D=320mm 小径d=100mm 卡盘体外壁厚L1=25mm 卡盘体内壁厚L2=15mm 3.2 转子叶片数设计 摆动缸中转子叶片作用是得到尽可能大扭矩,其输出扭矩表示式为： M=Zb(-)Pym (N.m)（2） 其中 Z：叶片数 b：轴间宽度 D1：油腔大径 d
23、1：油腔小径 P：进油口压力(Pa) Ym：机械效率 D1=D-2L1-2X1-2n1=236mm d1=d+2L1+2L2=146mm 由错误！未找到引用源。可得,在b、D1、d1、P及Ym等一定情况下，理论上叶片数越大，得到输出扭矩也越大。 在本设计中，摆动液压缸是利用液体压强向各个方向等压强传输原理，来实现轴向运动向旋转运动转换。因为已知结构特定，故在本方案中其输出扭矩并不随叶片数增大而增大，在外力一定情况下，M只和油腔轴向面积成正比。叶片数Z只影响压力油压强，但最终扭矩不变。故为了便于制造、安装和密封，取 Z=3.3.3摆动角设计由经验可知，在通常情况下，工件被夹紧时其变形B1mm,取
24、每次夹紧行程中卡爪进给0.05mm,故可得摆动角=360tf=1.5其中 平面螺旋机构升程t=12卡爪每次进给量f=0.05 3.4定子圆柱活塞杠面积设计由结构可知，叶片输出扭矩M=PS1rZ1Ym（3） 其中 P：进油口压强 S：叶片面积 Z：叶片数 r：叶片面积几何中心到轴心线距离 Ym：机械效率 油液压强 P=F2/S2（4） 其中 F2=F/Z （5） 每个叶片受力 F1=PS1（6） F1/F2=S1/S2=1（7）其中1为增力比,为一常数,故S2=S1/1（8） 第4章. 凹槽轮廓线设计 依据设计方案可知,凹槽轮廓线分两个功效部分,即增力夹紧部分和圆柱活塞杠位置复原部分。活塞杠和叶
25、片组成增力系统,又和弹簧配合,组成离合销系统。为了使两个系统工作顺利衔接,特设计过渡斜面系统.设计凹槽形状图3所表示。 图3 凹槽展开图 图所表示, 1角斜面为槽面第一部分,角斜面为槽面第二部分增力部分, 2角为第三部分过渡部分，下面分别确定个参数。4.1确定轮廓面段数因采取三个圆柱活塞杠,故一样形状轮廓面段数N=3n(n=1、2、3)考虑到结构具体需要,取 n=2, 则N=6,卡爪在一周内将进给 f=6f10.30故缩短了夹紧时间,提升了效率。 4.2 活塞杠升程活塞杠升程 H= H1+ H2 分别确定H1、 H2再依据 H=m（9）其中 ：增力比 m：卷子叶片平均移动距离m=0/r=0/
26、（D1+d2/2）191/22/200=3mm 依据安装需要，活塞杠轴线和卡盘体轴线R=（191-6）/2=92mm 得轮廓线参数L=2r /6=90.3mm,则H=m1=12mm, 故 S2=S1/1,=1350/15=270mm. r2=1S2/=9.0mm 凹槽轮廓线增力部分增力比最大为3=J/L 对活塞杠进行受力分析,图4所表示 图4 活塞杠受力图 =Nsin+Fcos（10） J=Ncos(11) F=Nf (12) 其中f为摩擦系数,可取f=0.18,则：3=T/Q=1/tg+ f 若取极大值,则 tgH/L-2r1=15/96.3-18=0.20 故可得：3min=1/0.20+
27、0.18=1/0.36=2.6 13=42.5=10.4 因为新增机构增力比为13,且其它机构不变,故13就是最终增力比.设计目标为增力比0=10,故13=10.4相差不大,符合要求，故取1=4,H=m1=12mm可设H1=4mm,H2=8mm。4.3参数1设计 当活塞杠处于和凹槽配合状态，和大锥齿轮还没有相对滑动时，其受力图5所表示， 图5 活塞杠凹槽受力图取临界状态分析，则依据平衡条件可得：Fcos+Nsin+R2=R 水平力平衡(13)F1+F2+Fsin+T=Nsin 竖直力平衡(14)Fcos+Nsin=Q (15)F=Rf(16) T=PS2+T0(17) T：圆锥螺旋弹簧弹力 F
28、1、F2为密封圈处摩擦力 R1、R2为密封圈处空壁对活塞杠作用力 f：摩擦系数取f=0.15，f1=f2=0.3 已知H1=4,力N作用点在h=H1/2=2处,为方便计算和实际需要,初取=45由以上各式可得: (3.83sin-0.85cos)T/(0.1cos+sin)=2R1(1.83sin-1.15cos)Q/(0.15cos+sin)=2R2 因为T0，5238； 因为R20，329取=329，则T=0.86Q，R2=0取=5238，则T=0.故可得：伴随增大,T急剧降低,且T随活塞杠升程增大而增大,其和弹簧弹力及液体压强相关,若弹簧确定,则临界T确定,即能求得螺旋盘从空行程转入到夹紧
29、行程最小动力，故=45符合要求,此时R1=1.3Q，R2=0.3Q，T=0.26Q。 4.4参数设计 图6 凹槽中心剖面图槽面形状图6所表示,基于工作要求,取C1=3mm,C2由前述条件得:C2=H2tg=H2sin45=8mm. (18)则tg=H2/(L-C1-C2)=8/(96.3-20-3-8)=0.123 ，得：=7第5章 夹具在安装和操作时应注意事项5.1夹具安装当夹具各个零件生产出来后，就要对它进行安装。安装夹具看起来是很简单事情，不过不一样人安装一样夹具，其安装夹具误差全部不一样。(从瑞士手表安装正确度，其秒针走时误差十二个月相隔一秒和一星期相隔一秒例子得启示)企业有专员安装夹
30、具队伍，在一些程度上提升了安装精度。在安装夹具过程中要注意部分事项：(1)先以平衡方法把钻模板和夹具体以两个锥销定位，接着依次上固定螺钉。(2)垫铁留有余量，在安装上去后，等检验精度时候再磨削部分余量至达成要求。根据磨损规则是尽可能首次磨削最少余量，能够使使用时间加长,降低成本。(3)衬套用专用夹钳装入，实际装入时应有一定阻力，最好效果是一次性装入。钻套以旋转方法逐步装入，当装入大约2/3时候旋出，再完全装入。(4)定位柱套入后即旋紧螺母，当需要调整精度时再作更换，通常情况是不需要调整和更换。(5)安装夹紧座时，需同时上两个固定螺钉。假如螺孔已经回孔，就有一次性装入，未回孔先独立旋进1/2后旋
31、出，然后整体旋进即可。(6)装支板对照总装图形式装入，其中有一反向螺栓，装在第2支板上即可(支板序号以总装图从左往右为序) 。(7)最终,以总装图标准配上夹紧螺钉。5.2夹具在操作时应注意事项现代化生产要想有好经济效益，必需提升劳动生产率而影响生产率原因很多,金属加工中一个关键影响原因就是工件在夹具上装夹。夹具设计依据标准是简捷、实用、快速、可靠.这里“快速”指就是快速装夹。依据工件种类、结构特征不一样，可采取不一样形式。合理装夹形式不仅能达成快速、高效目标而且能减轻工人劳动强度，通常夹具设计出来成为产品后,就有一个装夹模式。装夹模式在快速装夹过程中，应该注意部分事项:(1)分别松开支板1和2
32、上下螺栓(只需要稍微松一点，约23毫米)，依次旋转扳开支板1和2，逆时针松动夹紧座夹紧螺钉。(2)把工件以1015度倾斜角靠定位柱放入夹具内，同时旋转支板2并对应拧紧螺栓和轻微拧夹紧螺钉至和工件接触水平。回位支板1及其上夹紧螺钉，一次性旋紧夹紧座上夹紧螺钉，最终依次拧紧支板1和2夹紧螺钉。(3)工件加工过程中不要手去接触铁屑，让其自动排屑.按要求是每间隔1小时有工人清除铁屑。(4)取工件时是先松支板1和2夹紧螺钉，再松螺栓后旋转支板至水平，一手扶工件，一手松夹紧座夹紧螺钉,方可取出工件。(5)定位柱有显著磨损后，更换新定位柱或调整定位柱 (标准上该企业每隔一段时间就检验一次精度，不需要操作工负
33、责) 。第6章 夹具经济效益分析机床夹具费用是工艺成本组成部分，它直接影响工艺过程经济性及产品成本,机床夹具经济性用下述不等式评价:SNC式中S-使用机床夹具后生产费用节省,即经济效果；式中N-用机床夹具整年加工工件数量,即工件年产量；式中C-使用机床夹具整年费用。(1)使用机床夹具经济效果：机床夹具使用降低了生产单件时间，一个工件某一工序因使用机床夹具而降低单件时间是：T=T1-T2，式中T1和T2分别为使用机床夹具前后工件单件时间。若比较两种机床夹具经济性， T1和T2又分别代表两种夹具加工工件单件时间,因为使用机床夹具而节省工人工资额为：Z=Z1T1-Z2T2式中Z1，T2分别为使用机床
34、夹具前后机床工人每分钟工资额，若考虑杂费方面H节省，使用机床夹具经济效果为：S=Z(1+0.01H)(2)使用机床夹具整年费用,一套专用夹具费用为：式中As-专用夹具设计系数,通常为0.5；式中Ay -专用夹具使用系数，通常取用专用夹具制造价格0.20.3；式中T-专用夹具使用年限,简单夹具=1年，中等复杂夹具=23年，复杂夹具是=45年；Cz专用夹具制造价格由下式计算 Cz =+tZp(1+0.01H)；式中-材料平均价格 （元/kg）式中-夹具元件重量；式中t-夹具制造工时 h；式中Zp-工人平均工资 元/人；式中H-工具车间杂费百分比；经过原理，已经能够从该方案中检索到实现设计可行性原理
35、方案。实现某一功效可能有多个解，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特征值，反应了原理方案在技术性、经济性和社会性上效用。以上所述原理中相关项目中所表示评价决议方方面面，为设计展示出统率全局设计信息空间。第7章 单工位夹具和成组夹具分析成组技术是多年来在中国外机械制造领域内得到快速发展一个新作业方法。而成组夹具则是按成组技术原理，在零件分组基础上，针对一组 （或几组）相同零件一道（或几道）工序而设计夹具。它含有专用夹具若干特点，又含有对工件特征在一定范围内改变适应性，它能使产品多品种、中小批量生产达成大批量生产效果，所以，成组夹具在产品不停更新换代今天，有着不可比拟优势。零件
36、分析和分组, 如某厂生产交、直流起动机机壳，因为结构简单，采取10号无缝钢管加工而成。本道工序为半精车内孔，其品种有12种之多。轴向长度尺寸最大为1820+0.023，最小为900+0.18 ,止口定位尺寸最大为0-0.087，最小为710-0.046，轴向止口长度一律为3 ，因为尺寸段相距较远，轴向长度考虑压板尺寸，将其分为两组。第1组轴向长度为90135 ，第2组为140182，止口定位尺寸因为需更换定位元件不再分组。把这类使用机床、夹紧方法、加工内容相同零件挑选出来，形成所需要成组工序（见图 ）。成组夹具结构设计：成组夹具设计和专用夹具设计方法相同，但含有一定针对性，它是为加工一些几何形
37、状相同、工艺过程和定位夹紧相同零件而设计。设计时仍然需要选择合理定位基准、定位元件;选择适宜夹紧力、夹紧元件；设计好合理基体件。 7.1定位基准和定位元件选择 定位基准和定位元件选择制订设计方案时需选择合理定位基准、定位元件。以图工件为例，选1020-0.07处止口为定位基准，止口平面为辅助定位。夹具采取定位盘定位，这么定位基准和设计基准重合，无基准不重合误差。但在实际中考虑多个原因影响，往往采取增大定位盘内圆柱孔方法。定位盘内圆柱孔最小增大尺寸为：=hXtg=3X(0.05/123)=0.0012 7.2夹紧元件和夹紧力选择夹紧力选择，除夹紧力方向和作用点外，还要使工件产生尽可能小夹紧变形，
38、这是选择夹紧元件和夹紧力关键原因。本例采取压板压紧，夹紧力方向平行工件外圆母线，夹紧牢靠，工件保持正确位置，既预防了薄壁零件装夹变形，又满足了成组要求。 7.3夹具基体设计夹具基体是成组夹具基础，在设计夹具基体时，除应确保结构合理外，还应确保夹具基体有足够刚度，而且在可能范围内，努力争取能加工零件组全部。对其基体件还应依据相同件形状、尺寸、精度、毛坯种类及其工艺方法来确定基体件形状、尺寸，以满足加工全部相同件要求。该基体件和其它夹具元件组成夹具结构紧凑，操作方便，更换元件轻易，能够加工不一样产品相同件，详见下图，经过它组成半精车内孔成组夹具，能够完成不一样产品机壳内孔加工。 7.4机壳成组夹具
39、结构 机壳成组夹具由基体件、调换件、标准件三部分组成，见下图。该夹具由基体件和机床连接，使用机床可视厂方具体情况而定。为确保工件轴线和机床轴线相重合，使使用方法兰盘(过渡件)和机床内锥孔配合，完成定位。和夹具定位则依靠基体件上外止口(本例为240处)，正确定位后，给予轴向锁紧。夹紧采取双压板球铰压紧，由大拉杆1带动两个小拉杆2来完成。两小拉杆做为调换件，以适应分段两组中不一样轴向长度需要。 4成组夹具误差分析(1)机床回转中心和夹具安装不一样轴时，使夹具在机床上定位脱离理想状态，造成安装误差。处理措施:可在车床上重新车一次定位盘止口，确保定位盘中心和机床主轴中心同轴度小于0.015。(2)工件
40、在夹具上定位时，定位脱离理想位置，产生加工偏差，产生原因有： 定位元件制造超差； 工件和定位元件间定位面间隙太大，或定位元件和机床主轴不垂直； 处理措施： a)确保元件制造精度，定位盘和基体件配合可按公差等级5级或6级精度。 b)夹具基体件上和定位元件配合需在机床上精车，以确保定位元件安装后，处于正确位置。图2中甲120H6及其端面A，并确保尺寸公差和精度要求。 c)定位盘内孔尺寸，取工件最大实体尺寸加(或减)制造公差1/51/8即:102+0.1 x1/7 =102.0143。 成组夹具经济效益分析 1)节省设计时间：成组夹具只需设计调换件，可单独出图或提供元件号填表选择，通常只占总夹具设计
41、量515%，以本夹具为例，调换件只占设计总量10%。2)节省制造工时：只需制造调换件即可，所以节省工时，缩短生产周期，减轻工具车间负荷。3)节省原材料：通常调换件所需原材料只占夹具用料515%。4)便于管理，降低库存面积。5)为工装标准化、系列化、规格化打下基础。现在，成组夹具和组合夹具在车床、铣床、钻床、磨床上得到推广应用。开展成组夹具设计和应用，对确保产品质量，缩短生产准备周期，提升经济效益起到主动作用，对中国工业发展将起到良好推进作用。第8章 误差分析8.1定位误差分析工件定位就是使同一工序中全部工件逐次放置到夹具中，使之占有正确位置工艺过程。一批工件逐一在夹具中定位时，因为定位基准和工
42、序基准不重合、定位副制造不正确等原因，使得各个工件在夹具中占据位置不可能完全一致，势必产生定位误差，即工件在夹具中因定位不正确而产生工件加工误差。定位误差实际上是一批工件采取调整法加工时，因为定位所造成工件加工面相对于工序基准位置误差。假定在加工时，夹具相对于刀具及切削成形运动位置经调整后不再变动，那么能够认为加工面位置是固定，这么工件加工面相对于其工序基准位置误差就是因为工序基准位置变动所引发。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
43、构以后，就能够依据具体结构建立定位尺寸链进行正计算或反计算。a)正计算就是当已知定位结构中相关定位元件尺寸公差时，用定位尺寸链求解封闭环公差(即定位误差)。假如所求定位误差值在许可公差范围之内，则表明所确定定位元件尺寸公差能满足精度要求。不然不能确保精度，就需调整定位结构中定位元件尺寸公差。假如这些公差无调整余地则需考虑重新确定定位结构。b)反计算就是已知封闭环尺寸及公差,确定各组成环公差,立即许可定位误差合理地分配到各组成环中去。8.2 装备误差分析“机床夹具装配调整及夹具精度检验”试验，认识到夹具制造工艺特点和工件加工精度确保方法，认识到夹具总装图公差配合和技术要求实际意义。从而使我在进行夹具设计时明白到底应标注哪些技术要求有其意义。安装误差和定位误差：在应用夹具安装工件时,往往因为下