液压系统油缸支架夹具设计

资源目录里展示的全都有，所见即所得。下载后全都有,请放心下载。原稿可自行编辑修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑问可加】 XX大学 毕业设计（论文） 液压系统油缸支架夹具设计 学院(系)： 专 业： 学 生 姓 名： 学 号： 设计(论文)题目： 起 迄 日 期: 设计(论文)地点: 指 导 教 师: 专业负责人: 日期: 2013年 月 日 摘 要 本文主要对液压系统零件一个侧面上的孔尽可能多地一次加工到位，设计了钻底孔专用夹具设计。采用一面心轴定位，加上底部圆柱销顶紧。手工螺旋夹紧方式，经过验证，稳定可靠，可以应用实践当中。 关键词：加工工艺，加工方法，工艺文件，夹具 5 Abstract This paper mainly on one side and holes on the left crankcase parts as much as possible a process in place, design the special fixture design of drill hole. The two side pin positioning, manual screw clamping way, after verification, stable and reliable, and can be applied in practice. Key words: processing technology, processing method, process documentation, fixture 目 录 摘 要 3 Abstract 4 目 录 5 第1章 绪论 1 1.1夹具概述 1 1.2机床夹具的功能 1 1.3机床夹具的发展趋势 2 1.3.1机床夹具的现状 2 1.3.2 现代机床夹具的发展方向 2 第2章 零件的分析 4 2.1 零件的作用 4 2.2 零件的工艺分析 4 2.3 毛坯的制造形式 5 2.4 基准面的选择 5 2.4.1粗基准的选择 5 2.4.2精基准的选择 5 第3章 钻孔夹具设计 6 3.1 夹具的分类 6 3.2 工件的装夹方法 6 3.4 机床夹具定位元件 6 3.3 定位误差的分析 13 3.4 夹紧装置的组成 13 3.5 问题的指出 14 3.5.1 机床夹具概述 14 3.5.2 机床夹具的组成 14 3.5.3 定位基准的选择 15 3.5.4 切削力及夹紧力的计算 15 3.6 与工件定位相关的尺寸 17 3.7 定位误差分析 18 3.8 与刀具导向定位尺寸 18 3.9 有关配合尺寸 20 3.10 轮廓尺寸（夹具体) 21 总 结 23 参 考 文 献 24 致 谢 25 第1章 绪论 1.1夹具概述 现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等，在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的地位。 夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。 在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在机床夹具设计是一项重要的技术工作。 1.2机床夹具的功能 在机床上用夹具装夹工件时，其主要功能是使工件定位和夹紧。 1．机床夹具的主要功能 机床夹具的主要功能是装工件，使工件在夹具中定位和夹紧。 （1） 定位 定位是通过工件定位基准面与夹具定位元件面接触或配合实现的。 确定工件在夹具中占有正确位置的过程。正确的定位可以保证工件加工的尺寸和位置精度要求。 （2）夹紧 由于工件在加工时，受到各种力的作用，若不将工件固定，则工件会松动、脱落。工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。因此，夹紧为工件提供了安全、可靠的加工条件。 2．机床夹具的特殊功能 机床夹具的特殊功能主要是对刀和导向。 （1）对刀 如铣床夹具中的对刀块，它能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置。调整刀具切削刃相对工件或夹具的正确位置。 （2）导向 导向元件制成模板形式，故钻床夹具常称为钻模 如钻床夹具中的钻模板的钻套，能迅速地确定钻头的位置 并引导其进行钻削。。镗床夹具（镗模）也具有导向功能。 1.3机床夹具的发展趋势 随着科学技术的巨大进步及社会生产力的迅速提高，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。 1.3.1机床夹具的现状 数控机床（NC）、加工中心（MC）、成组技术（GT）、柔性制造系统（FMS）等新技术的应用现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈的竞争。特别是近年来，，对机床夹具提出了如下新的要求： 1）适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具。 2）能装夹一组具有相似性特征的工件。 3）提高机床夹具的标准化程度。 4）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本。 5）适用于精密加工的高精度机床夹具。 6）采用液压或气压夹紧的高效夹紧装置，以进一步提高劳动生产率。 1.3.2 现代机床夹具的发展方向 现代机床夹具的发展方向主要表现为标准化、精密化、高效化、柔性化四个方面。 标准化 机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。 目前我国已有夹具零件及部件的国家标准：GB/T2148~T2259—91以及各类通用夹具、组合夹具标准等。 夹具的标准化阶段是通用化的深入，主要是确立夹具零件或部件的尺寸系列，为夹具工作图的审查创造良好的条件。 通用化方法包括夹具、部件、元件、毛坏和材料的通用化。 精密化 精密化夹具的结构类型很多，随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达±0.1；用于精密车削的高精度三爪卡盘，其定心精度为5μm；精密心轴的同轴度公差可控制在1μm内；又如用于轴承套圈磨削的电磁无心夹具，工件的圆度公差可达0.2～0.5μm。 高效化 高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有：自动化夹具、高速化夹具、具有夹紧动力装置的夹具等。 柔性化 机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、拼装、组合等方式，以适应可变因素的能力。 具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、拼装夹具、数控机床夹具等。可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。在较长时间内，夹具的柔性化将是夹具发展的主要方向。 25 第2章 零件的分析 2.1 零件的作用 题目所给定的零件是液压系统油缸支架（附图1），其主要作用是保证对油缸起固定作用，保持油缸的正常运行。 2.2 零件的工艺分析 液压系统油缸支架的零件图中规定了一系列技术要求：（查表1.4-28《机械制造工艺设计简明手册》） 1、底面 2、顶面 3、左端面 4、右端面 5、上下凸台面 6、各面孔系 2.3 毛坯的制造形式 零件材料为硼铸铁，考虑到零件材料的综合性能及材料成本和加工成本,保证零件工作的可靠,采用铸造。零件轮廓尺寸不大，故可以采用铸造成型，这从提高生产率、保证加工精度上考虑，也是应该的。 2.4 基准面的选择 基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工 艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 2.4.1粗基准的选择 对于一般轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。按照有关的粗基准选择原则（保证某重要表面的加工余量均匀时，选该表面为粗基准。若工件每个表面都要求加工，为了保证各表面都有足够的余量，应选择加工余量最小的表面为粗基准。） 2.4.2精基准的选择 按照有关的精基准选择原则（基准重合原则；基准统一原则；可靠方便原则），对于本零件，有中心孔，可以以中心孔作为统一的基准，但是随便着孔的加工，大端的中心孔消失，必须重新建立外圆的加工基面，一般有如下三种方法： 当中心孔直径较小时，可以直接在孔口倒出宽度不大于2MM的锥面来代替中心孔。若孔径较大，就用小端孔口和大端外圆作为定位基面，来保证定位精度。 第3章 钻孔夹具设计 3.1 夹具的分类 按夹紧的动力源可分为：手动夹具，气动夹具，液压夹具，气液增力夹具，电磁夹具以及真空夹具等。 按使用机床可分为：车床夹具，铣床夹具，钻床夹具，镗床夹具，齿轮机床夹具，数控机床夹具，自动机床夹具，自动线随行夹具以及其他机床夹具。 3.2 工件的装夹方法 采用第一种方法装夹的效率低，一般要求先按图纸要求在工件的表面上划线，划出加工表面的尺寸和位置，批量较大时，都采用夹具装夹工件。装夹时，一般用于单件和小批生产，用划针或面分表找正后再夹紧。 工件装夹的方法有两种： 1、 将工件直接装夹在机床的工作台或花盘上 2、 将工件装夹在夹具上 采用夹具装夹工件有如下优点： a 、缩短辅助时间，提高劳动生产率 b、扩大机床的使用范围，实现“一机多能” c、改善工人的劳动条件，降低生产成本 d、保证加工精度，稳定加工质量 3.4 机床夹具定位元件 工件定位方式不同，夹具定位元件的结构形式也不同，这里只介绍几种常用的基本定位元件。实际生产中使用的定位元件都是这些基本定位元件的组合。 （一）工件以平面定位常用定位元件 1．支承钉 常用支承钉的结构形式如图6-1所示。平头支承钉（图a）用于支承精基准面；球头支承钉（图b）用于支承粗基准面；网纹顶面支承钉（图c）能产生较大的摩擦力，但网槽中的切屑不易清除，常用在工件以粗基准定位且要求产生较大摩擦力的侧面定位场合。一个支承钉相当于一个支承点，限制一个自由度；在一个平面内，两个支承钉限制二个自由度；不在同一直线上的三个支承钉限制三个自由度。 图3-1 常用支承钉的结构形式 2．支承板 平面型支承板结构简单，但沉头螺钉处清理切屑比较困难，适于作侧面和顶面定位；带斜槽型支承板，在带有螺钉孔的斜槽中允许容纳少许切屑，适于作底面定位。当工件定位平面较大时，常用几块支承板组合成一个平面。一个支承板相当于两个支承点，限制两个自由度；两个（或多个）支承板组合，相当于一个平面，可以限制三个自由度。 3．可调支承 可调支承多用于支承工件的粗基准面，支承高度可以根据需要进行调整，调整到位后用螺母锁紧。一个可调支承限制一个自由度。 4．自位支承 常用自位支承的结构形式如图3-2所示。由于自位支承是活动的或是浮动的，无论结构上是两点或三点支承，其实质只起一个支承点的作用，所以自位支承只限制一个自由度。使用自位支承的目的在于增加与工件的接触点，减小工件变形或减少接触应力。 图3-2 自位支承的结构形式 5．辅助支承 辅助支承不能作为定位元件，不能限制工件的自由度，它只用以增加工件在加工过程中的刚性。图3-3列出了辅助支承的几种结构形式。图a结构简单，但在调整时支承钉要转动，会损坏工件表面，也容易破坏工件定位；图b所示结构在旋转螺母1时，支承螺钉2受装在套筒4键槽中的止动销3的限制，只作直线移动；图c为自动调节支承，支承销2受下端弹簧1的推力作用与工件接触，当工件定位夹紧后，回转手柄5，通过锁紧螺钉4和斜面顶销3，将支承销2锁紧；图d为推式辅助支承，支承滑柱2通过推杆1向上移动与工件接触，然后回转手柄4，通过钢球5和半圆键3，将支承滑柱1锁紧。 图3-3 辅助支承 (二) 工件以孔定位常用定位元件 1．定位销 图3-4是几种常用固定式定位销的结构形式。当工件的孔径尺寸较小时，可选用图 a 所示的结构；当孔径尺寸较大时，选用图 b 所示的结构；当工件同时以圆孔和端面组合定位时，则应选用图c所示的带有支承端面的结构。用定位销定位时，短圆柱销限制二个自由度；长圆柱销可以限制四个自由度；短圆锥销（图d）限制三个自由度。 图3-4 固定式定位销的结构形式 2．心轴 心轴的结构形式很多，图3-5是几种常用的心轴结构形式。图a为过盈配合心轴，限制工件四个自由度；图b为间隙配合心轴，限制工件五个自由度（心轴外圆部分限制四个自由度，轴肩面限制一个自由度）；图c为小锥度（1：5000～1：1000）心轴，装夹工件时，通过工件孔和心轴接触表面的弹性变形夹紧工件，使用小锥度心轴定位可获得较高的定位精度，它可以限制五个自由度。 图3-5 定位心轴 (三) 工件以外圆定位常用定位元件 1．V形块 V形块的结构形式如图3-6所示。图a为短V形块；图b为两短V形块组合，用于工件定位基面较长的情况；图c为分体结构的V形块，淬硬钢镶块或硬质合金镶块用螺钉固定在V形铸铁底座上，用于工件定位基面长度和直径均较大的情况；图e 、f是两种浮动式 图3-6 V形块的结构形式 V形块结构。当工件以粗基准或工件以阶梯圆柱面定位时，V形块工作面的长度一般应减为2mm～5mm(如图d所示)，以提高定位的稳定性。 用V形块定位，工件的定位基准始终在V形块两定位面的对称中心平面内，对中性能好。 一个短V形块限制两个自由度；两个短V形块组合或一个长V形块限制四个自由度；浮动式V形块只限制一个自由度。 2. 定位套 图3-7是常用的定位套结构形式。图a用在工件以端面为主要定位基面的场合，短定位套孔限制工件的两个自由度；图b用在工件以外圆柱表面为主要定位基面的场合，长定位套孔限制工件的四个自由度；图c用于工件以圆柱面端部轮廓为定位基面，锥孔限制工件的三个自由度。 图3-7 定位套 3．半圆孔 当工件尺寸较大，用圆柱孔定位不方便时，可将圆柱孔改成两半，下半孔用作定位，上半孔用于压紧工件。短半圆孔定位限制工件的二个自由度；长半圆孔定位限制工件的四个自由度。 （四） 工件以组合表面定位常用定位元件 在实际生产中，为满足加工要求，有时采用几个定位面相组合的方式进行定位。常见的组合形式有：两顶尖孔、一端面一孔、一端面一外圆、一面两孔等；与之相对应的定位元件也是组合式的。例如，长轴类零件采用双顶尖组合定位；箱体类零件采用一面双销组合定位。 几个表面同时参与定位时，各定位基准（基面）在定位中所起的作用有主次之分。例如，轴以两顶尖孔在车床前后顶尖上定位的情况，前顶尖孔为主要定位基面，前顶尖限制三个自由度，后顶尖只限制两个自由度。 3.3 定位误差的分析 造成定位误差的原因有两个：一是定位基准与限制位基准不重合，由此产生基准位移误差△y 。二是定位基准与工序基准不重合，由此产生 基准不重合误差△b； 基准不重合误差△b是定位基准与工序基准不重合而造成的加工误差，其大小为定位尺寸的公差在加工尺寸方向上的投影。一批工件逐个在夹具上定位时，基准位移误差△y是一批工件逐个在夹具上定位时，定位基准相对于限位基准的最大变化范围在加工尺寸方向上的投影 3.4 夹紧装置的组成 (1)夹紧装置的种类繁多，综合起来其结构均由两部分组成。 a. 动力装置 夹紧分手动夹紧和机动夹紧。动力装置是产生原始作用力的装置。常用的动力装置有液压装置、气动装置、电磁装置、电动装置、气-液联动装置和真空装置等。按夹紧力的来源，手动夹紧是靠人力；机动夹紧是采用动力装置。 b. 夹紧装置 传递夹紧力。传递机构是把原动力传递给夹紧装置。动力装置所产生的力或人力要正确地作用到工件上，需有适当的传动机构。它由两种构件组成，一是接受原始作用力的构件，二是中间传力机构。 (2)、夹紧装置的设计要求 夹紧装置的设计和选用是否正确，都保证工件的精度、提高生产率和减轻工人劳动强度有很大的影响。因此，夹紧装置应满足以下要求： a. 夹紧过程中，不能破坏工件在定位时所处的正确位置。 b.夹紧力的大小适当。保证工件在整个加工过程中的位置稳定不变，夹紧可靠牢固，振动小，又不超出允许的变形。 c.夹紧装置的复杂程度应与工件的生产纲领相适应。工件生产批量越大，越应设计较复杂、效率较高的夹紧装置。 d.具有良好的结构工艺性。力求简单，便于制造维修，操作安全方便，并且省力。 3.5 问题的指出 3.5.1 机床夹具概述 在对工件进行机械加工时，为了保证加工的要求，首先要使工件相对道具及机床有正确的位置，并使这个位置在加工过程中不因外力的影响而变动。因此，在进行机械加工前，先要将工件装夹好。 3.5.2 机床夹具的组成 1、定位装置 其作用是使工件在夹具中占据正确的位置。 2、夹紧装置 其作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中受到外力（切削力等）作用时不离开已经占据的正确的正确位置。 3、对刀或导向装置 其作用是确定刀具相对定位元件的正确位置。 4、连接原件 其作用是确定夹具在机床上的正确位置。 5、夹具体 夹具体是机床夹具的基础件，通过它将夹具的所有元件连接成一个整体。 6、其他元件或装置 是指家家具中因特殊需要而设置的元件或装置。根据加工需要，有些夹具上设置分度装置、靠模装置；为能方便、准确定位，常设置预定位装置；对于大型夹具，常设置吊装元件等。 以上各组成部分中，定位元件、夹紧装置和夹具体是机床夹具的基础组成部分。 本夹具主要用来钻钻这6个孔，由于工艺要求不高，因此，在本道工序加工时，主要应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度。 3.5.3 定位基准的选择 由零件图可,尺寸精度为自由尺寸精度要求。其设计基准为两对称孔中心距，由于难以使工艺基准与设计基准统一为了提高加工效率及方便加工，决定钻头材料使用高速钢，用于对孔进行加工。同时，为了缩短辅助时间，准备采用螺旋夹紧。 3.5.4 切削力及夹紧力的计算 夹紧力的确定 (1) 夹紧力方向的确定 夹紧力应朝向主要的定位基面。 a. 夹紧力的方向尽可能与切削力和工件重力同向。 (2) 夹紧力作用点的选择 a. 夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内。 b. 夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位上，这样可以防止或减少工件变形变形对加工精度的影响。 c. 夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面。 (3)夹紧力大小的估算 理论上确定夹紧力的大小，必须知道加工过程中，工件所受到的切削力、离心力、惯性力及重力等，然后利用夹紧力的作用应与上述各力的作用平衡而计算出。但实际上， 夹紧里的大小还与工艺系统的刚性、夹紧机构的传递效率等有关。而且，切削力的大小在加工过程中是变化的，因此，夹紧力的计算是个很复杂的问题，只能进行粗略的估算。 估算的方法：一是找出对夹紧最不利的瞬时状态， 估算此状态下所需的夹紧力；二是只考虑主要因素在力系中的影响，略去次要因素在力系中的影响。 估算的步骤： a.建立理论夹紧力FJ理与主要最大切削力FP的静平衡方程：FJ理=Ф (FP)。 b.实际需要的夹紧力FJ需，应考虑安全系数，FJ需=KFJ理。 c.校核夹紧机构的夹紧力FJ是否满足条件：FJ>FJ需。 夹具中的装夹是由定位和夹紧两个过程紧密联系在一起的。定位问题已在前面研究过，其目的在于解决工件的定位方法和保证必要的定位精度。 螺旋夹紧机构是斜契夹紧的另一种形式，利用螺旋杆直接夹紧元件，或者与其他元件或机构组成复合夹紧机构来夹紧工件。螺旋夹紧机构中所用的螺旋，实际上相当于把契绕在圆柱体上，因此他的作用原理与斜契是一样的。 也利用其斜面移动时所产生的压力来夹紧工件的。不过这里上是通过转动螺旋，使绕在圆柱体是的斜契高度发生变化来夹紧的。 典型的螺旋夹紧机构的特点： （1）结构简单； （2）扩力比大； （3）自琐性能好； （4）行程不受限制； （5）夹紧动作慢。 夹紧装置可以分为力源装置、中间传动装置和夹紧装置，在此套夹具中，中间传动装置和夹紧元件合二为一。力源为机动夹紧，通过螺栓夹紧移动压板。达到夹紧和定心作用。 此套移动压板制作简单，便于手动调整。通过松紧螺栓实现压板的前后移动，以达到压紧的目的。压紧的同时，实现工件的定心，使其定位基准的对称中心在规定位置上。工件通过定位销的定位限制了绕Z轴旋转，通过螺栓夹紧移动压板，实现对工件的夹紧。并且移动压板的定心装置是与工件外圆弧面相吻合的移动压板，通过精确的圆弧定位，实现定心。 3.6 与工件定位相关的尺寸 本工序选用的是定位基准为二面一心轴，底部有圆柱销顶紧工件一平面。 钻孔时的轴向力 查文献[２]表15-31， 由于工件所受加紧力与切削力方向相互垂直，为防止工件在切削力作用下沿φ90mm段较小平面侧边倾斜，使工件离开基面所需的夹紧力 ， 摩擦系数查[4]表3-19，=0.25。 安全系数 ， 式中 K————基本安全系数1.5； K————加工状态系数1.2； K————刀具钝化系数1.5，由文献[4]表3-20查得； K————切削特点系数1.0； K————考虑加紧动力稳定性系数1.3。 L=20mm, H=42mm, l=34mm 查文献[4]表3-26，知d=10mm的螺栓许用加紧力，因 φ10mm钩型螺栓长度小于所需夹紧长度，为方便加紧，选用φ16mm的钩型夹紧螺栓夹紧，夹紧螺母上钻一φ16mm斜孔使之成为可快速拆装的螺母 且定位套在φ45h6mm外圆段的定位套对工件有辅助支撑作用，使支撑更加稳定，因此选用该螺栓加紧足以满足加紧要求。 3.7 定位误差分析 本夹具选用的定位元件为一面两销定位。其定位误差主要为： （1）移动时基准位移误差 （2）转角误差 其中： 3.8 与刀具导向定位尺寸 工艺孔的加工需钻、扩、铰三次切削才能满足加工要求。故选用快换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。根据工艺要求：工艺孔分钻工步完成加工。即先用的麻花钻钻孔，根据GB1141—84的规定钻头上偏差为零，故钻套孔径为即。再用标准扩孔钻扩孔，根据GB1141—84的规定，故钻套尺寸为即。最后用的标准铰刀铰孔，根据GB1141—84的规定标准铰刀尺寸为故钻套孔径尺寸为。 图：快换钻套 铰工艺孔钻套结构参数如下表： d H D 公称尺寸 允差 5 12 12 +0.023 +0.012 30 28 12 7 10 11.5 20.5 衬套选用固定衬套其结构如图所示： 其结构参数如下表： d H D C 公称尺寸 允差 公称尺寸 允差 5 +0.018 0 24 25 +0.039 +0.025 1 0.6 钻模板选用悬挂式钻模板，在本夹具中选用的是气动滑柱式钻模板。利用夹具体内安装气缸，使滑柱带动升降板上升或下降由于气缸始终作用故不需要自锁机构。 夹具体的设计主要考虑零件的形状及将上述各主要元件联成一个整体。这些主要元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图。整个夹具的结构见夹具装配图2所示。 3.9 有关配合尺寸 利用夹具在机床上加工时，机床、夹具、工件、刀具等形成一个封闭的加工系统。它们之间相互联系，最后形成工件和刀具之间的正确位置关系。因此在夹具设计中，当结构方案确定后，应对所设计的夹具进行精度分析和误差计算。 由工序简图可知，本道工序由于工序基准与加工基准重合，又采用顶面为主要定位基面，故定位误差很小可以忽略不计。本道工序加工中主要保证两工艺孔尺寸及位置度公差及表面粗糙度。本道工序最后采用精铰加工，选用GB1141—84铰刀，直径为，并采用钻套，铰刀导套孔径为，外径为同轴度公差为。固定衬套采用孔径为，同轴度公差为。 该工艺孔的位置度应用的是最大实体要求。即要求：（1）、各孔的实际轮廓受最大实体实效边界的控制即受直径为的理想圆柱面的控制。（2）、各孔的体外作用尺寸不能小于最大实体实效尺寸。（3）、当各孔的实际轮廓偏离其最大实体状态，即其直径偏离最大实体尺寸时可将偏离量补偿给位置度公差。（4）、如各孔的实际轮廓处于最小实体状态即其实际直径为时，相对于最大实体尺寸的偏离量为，此时轴线的位置度误差可达到其最大值。即孔的位置度公差最小值为。 工艺孔的尺寸，由选用的铰刀尺寸满足。 工艺孔的表面粗糙度，由本工序所选用的加工工步钻、扩、铰满足。 影响两工艺孔位置度的因素有（如下图所示）： （1）、钻模板上两个装衬套孔的尺寸公差： （2）、两衬套的同轴度公差： （3）、衬套与钻套配合的最大间隙： （4）、钻套的同轴度公差： （5）、钻套与铰刀配合的最大间隙： 所以能满足加工要求。 3.10 轮廓尺寸（夹具体) 如前所述，在设计夹具时，为提高劳动生产率，应首先着眼于机动夹具，本道工序的钻床夹具选用夹紧方式。本工序由于是粗加工，切削力较大而这将使整个夹具过于庞大。因此，应设法降低切削力。目前采取的措施有两个：一是提高毛坯精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；以增加气缸推力。结果，本夹具结构比较紧凑。 总 结 通过毕业设计，我对课本理论知识有了更深刻了理解，同时，绘图能力也有了较大的提高。这对我以后的工作打下了良好的基础 本文是夹具设计，并对工艺方案进行比较选择合理的工艺路线，然后计算分析尺寸，是夹具的设计。 设计的总体过程可以概括为，首先对零件的结构、形状及材料作整体分析，然后初选加工工艺方案。 本次毕业设计综合了大学里所学的知识，是理论与实际相结合的一个成果。由于专业知识有限，在设计过程中遇到的问题主要通过老师的讲解，同学们的讨论以及查阅资料来解决。 填料箱盖零工艺规程气动夹具设计毕业论文 参 考 文 献 [1] 李 洪．机械加工工艺手册[M] ．北京出版社，2006．1． [2] 陈宏钧．实用金属切削手册[M] ．机械工业出版社，2005．1． [3] 上海市金属切削技术协会．金属切削手册[M]．上海科学技术出版社，2002． [4] 杨叔子．机械加工工艺师手册[M]．机械工业出版社，2000． [5] 徐鸿本．机床夹具设计手册[M] ．辽宁科学技术出版社，2003．10． [6] 都克勤．机床夹具结构图册[M] ．贵州人民出版社，2003．4 [7] 胡建新．机床夹具[M] ．中国劳动社会保障出版社，2001．5． [8] 冯 道．机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册[M] ．安徽文化音像出版社，2003． [9] 王先逵．机械制造工艺学[M]．机械工业出版社，2000． [10] 马贤智．机械加工余量与公差手册[M]．中国标准出版社，1994．12． [11] 刘文剑．夹具工程师手册[M]．黑龙江科学技术出版社，2007 [12] 王光斗．机床夹具设计手册[M]．上海科学技术出版社，2002．8． 致 谢 毕业设计是将大学所学的知识融合在一起，综合运用所有的相关专业知识，是课本知识在实际中的应用。 在设计分析中引导我去思考了更多的设计思路，增强了我的学习能力，与我们一起讨论问题，使我对分析有了更清晰明确的认识，使我受益非浅。 毕业设计是我们专业知识综合应用的实践训练，这是我们迈向社会、从事职业工作前一个必不可少的过程。一着手清理自己的设计结果，仔细回味毕业设计的心路历程，一种少有的成功喜悦即刻使我倦意顿消。但一想起老师平时多耐心的教导，想到今后自己应当承担的社会责任，想到世界上因为某些细小失误而出现的令世人无比震惊的事故，我不禁时刻提醒自己，一定要养成一种高度负责、一丝不苟的良好习惯。 我深深体会到这句千古言的真正含义。虽然这是我刚学会走完的第一部，是我人生中的一点小小的胜利，然而它令我感到自己成熟了许多，使我我发现了自己所掌握的知识是真正的贫乏，自己综合运用所学专业知识的能力是如此的不足，几年来学习了那么多的课程，今天才知道自己并不会用。想到这里，我真的有点心急了。 学会脚踏实地地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。 说实话，毕业设计真是有点累。通过毕业设计，使我深深体会到，干任何事都必须耐心、细致。经历了毕业设计 许多计算有时不免令我感到有些心烦意乱；有时应为不小心计算出错，只能毫不留情地重做。 由于毕业时间的仓促，很多本来应该弄懂弄透的地方都没有时间去细细追究来源，但我相信方向才是最重要的，因为方向确定了，就会用最少的精力做好事情，这对于我以后的工作至关重要。因为在实际生产生活中，要从事的工种是千差万别的，只有从中找到自己最拿手，最有发展前途的岗位，个人才有更多的热情，也最可能在自己的岗位做出一些贡献。 外文翻译 译文题目 一种自动化夹具设计方法 原稿题目A Clamping Design Approach for Automated Fixture Design 原稿出处 Int J Adv Manuf Technol (2001)18:784–789 一种自动化夹具设计方法 塞西尔 美国，拉斯克鲁塞斯，新墨西哥州立大学，，工业工程系，虚拟企业工程实验室（VEEL） 在这片论文里，描述了一种新的计算机辅助夹具设计方法。对于一个给定的工件，这种夹具设计方法包含了识别加紧表面和夹紧位置点。通过使用一种定位设计方法去夹紧和支撑工件，并且当机器正在运行的时候，可以根据刀具来正确定位工件。该论文还给出了自动化夹具设计的详细步骤。几何推理技术被用来确定可行的夹紧面和位置。要识别所完成工件和定位点就还需要一些输入量包括CAD模型的技术要求、特征。 关键词：夹紧；夹具设计 1. 动机和目标 夹具设计是连接设计与制造间的一项重要任务。自动化夹具设计和计算机辅助夹具设计开发（夹具CAD）是下一代制造系统成功实现目标的关键。在这片论文里，讨论了一种夹具设计的方法，这种方法有利于在目前环境下夹具设计的自动化。 夹具设计方法的研究已成为国内多家科研工作的重点。作者：周在[1]中对工件的稳定和总需求约束了双重标准，突出重点的工作。在夹具设计中广泛的运用了人工智能（AI）以及专家系统。部分CAD模型几何信息也被用于夹具设计。Bidanda [4]描述了一个基于规则的专家系统，以确定回转体零件的定位和夹紧。夹紧机制同时用于执行定位和夹紧功能。其他研究者（如DeVor等，[5,6]）分析了切削力钻井机械和建筑模型及其他金属切削加工。康有为等在[2]中定义了装配约束建模的模块化与夹具元件之间的空间关系。一些研究人员采用模块化夹具设计原则，用以生成[2,7-11]，另一些夹具设计工作者已经报告了[1,3,9,12-23]。可以在[21,24]中找到夹具设计相关的大量的审查工作。 在第二节中，对夹具设计任务中各种步骤进行了概述。在第3节和第四节中描述了工件的加工过程，要夹紧工件表面，否则将面临工件的全面自动测定。第5节讨论了对工件的夹紧点的测定。 2. 夹具设计的整体方法 在本节中，描述了整体夹紧的设计方法。通常对较理想的位置的那一部分进行夹紧，并减低切削力的影响。夹紧的位置和夹具设计中定位的位置是高度相关的。通常，夹紧和定位可以通过同样的方法来完成。但是，不明白这两个是夹具设计中不同的方面，可能导致夹具设计的失败。多数人的在规划过程中首先解决定位问题，这样可以使开发的定位与设计的定位相契合。不过，整体定位及设计方法不在本文讨论范文内。 除了零件的设计（为此夹具设计有待开发），公差规格，过程序列，定位点和设计等因素外，还应投入CAD模型到夹具设计方法中。这样的夹具可以夹紧并支撑定位器。指导使用的主要内容应尽量不抵制切割或加工过程和中所涉及的操作。相反，应定位夹具，使切削力在正确的方向，这将有助于保持在一个特定的部分加工操作安全。通过引导对定位器的切割力量，部分（或工件）被固定，固定定位点，因此不能移动的定位器。 在这里讨论的夹具的设计方法必须在整体夹具设计方法的范围内。在此之前进行定位器/支撑和夹具设计的初步阶段，涉及到的分析和识别的功能、相关的公差和其他规范是必要的。根据初步的评估和测定，定位/支撑设计与夹具设计结果的在此基础上可以同时进行。本文对所描述夹具设计的方法讨论基于定位器/支撑设计与先前已经确定的假设（包括适当的定位和支持测定一个工件的定位，以及识别和夹具，如V元素的支持面块，基础板，定位销等）。 （1） 夹具设计的输入 输入包括对特定产品的设计翼边模型，公差信息，提取的特征，过程顺序和部分在给定的每一个设计的相关特性的加工方向，面向的位置和定位装置，以及加工过程中的各种工序，须出示每个相应的功能。 （2）夹具设计的方法 图一是自动化夹具设计主要步骤总结图。对这些步骤概述如下： 第1步：设置配置清单以及相关的[进程_功能]条目。 第2步：确定方向和夹紧力。输入必要的加工方向向量mdv1，mdv2……mdvn，面对nvs的支持力，并确定法向量。如果加工方向向下（对应的方向向量[0，0，-1]），和面的支持向量平行于加工方向，那么，夹紧力方向平行向下加工方向[0，0，-1]。如果必需要侧面夹紧并没有可夹紧的地方，那么在其中放置一个夹具夹紧下调，然后边钳方向计算如下。让sv和tv辅助常规的向量代替次要的和三级定位孔。然后，使用夹紧机构夹紧一个方向，例如，av应平行于这两个法向量，即，正常向量应分别与每块表面的sv和tv向量平行。侧面夹紧面应该是一对分别平行于面sv和tv的平面孔。 第三步：从列表中选出最大有效加工力。这样能够有效的平衡各加工力。 第四步：利用计算出的最高有效加工力，才能确定用来支撑工件加工的面积的夹具尺寸（例如，一个带夹子可以作为一个夹紧机构使用）。 第五步：确定给定工件的夹紧面。这一步在第4步中所述过。 第六步：该夹具的夹紧面的实际位置自动在第5节中确定。考虑接下来的步骤并返回第一步。 3. 判断夹具尺寸 在这项工作中所用到的夹具都来自一个系列。夹具的原理与图二相同。在这一节里，描述了一个自动化夹具。锁模力所需的有关螺杆的螺纹装置大小或保存到位钳。夹紧力平衡加工工件使工件保持恰当的位置。让锁模力为W和螺杆直径为D。各种螺丝夹紧力大小，可以按以下方式确定：最初，极限拉伸强度（抗拉强度）和该夹具的材料（供应情况而定）可以从数据检索库检索。各种材料有不同的拉伸强度。该夹具材料的选择，也可直接采用启发式规则进行。例如，如果部分材料是低碳钢，那么钳材料可低碳钢或机器钢。为了确定设计应力，抗拉强度值应除以安全系数（如4或5）。根区的螺丝格A1（如一个螺丝钳）可以被确定：[锁模力/设计应力]。随后，螺栓截面全面积可以计算为等于{格A1 /（65％），}（因为螺丝的地方可能会发生根切面积约为65％螺栓的总面积） 。螺钉的直径D可以被确定等同于（D2的3.14 / 4）。另一项涉及可用于方程有关的宽度B，高度H和跨度的钳L的螺丝直径为D（B，H和L可以为不同的值计算D）：d2 =4/3 BH2/L. 4. 判断夹紧表面 确定夹具经常出现的相关参数包括了产品的CAD模型，提取的特征信息，特征尺寸，定位面和定位器的选择。考虑所有潜在的加紧面，如图3。最关键的是夹紧表面不应重叠或与该面相交，如图4所示。夹紧面积是与工件表面（或PCF）接触的是一个二维轮廓线段组成的（见图6）。利用线段相交测试，可以测定在给定的光子晶体光纤的任何范围内是否可能有接触面夹紧面重叠。 夹紧面的确定可以如下所示： 第1步：鉴别平行于二级和三级定位面（lf1和lf2）是分别到lf1和tcj最远的距离的面。如下所示：（一）鉴别面tci,tcj,使面tci和 tcj平行lf1和tcj平行lf2。（二）在TCF中列出面对tci的面。（三）通过检查所有TCF中面对tci的面，确定的面对tci和tcj的面是到lf1和lf2分别最远的面，并舍弃所有其他TCF中的面。 第2步：鉴别平行面的位置，除了不相邻的附加面。最好是选择一个不与其他定位面垂直相邻的面。这一步如下所示： (a) 考虑TCF列表中的tci面，获得与每个tci面垂直或相邻的面然后，在FCF列表中插入每个fci面。 (b) 检查每个FCI面，并执行以下测试：如果FCI是相邻、垂直于lf1或lf2，然后从列表中舍弃它并插入NTCF列表中。 第3步:确定加紧面都在有效的加紧面上，如下所述夹紧面： 例1:如果没有条目在列表NTCF中，就使用TCF中的面并继续执行步骤4。如果任何面发现，垂直于第二，第三位置的面孔lf1和lf2，这将要面临的是下次选择可行的夹具。在这种情况下，唯一剩下的选择是重新审视在列表NTCF的面。 例2：如果列表中NTCF条目数为1时，可行夹紧面为FCI。与TCI的法向量垂直相邻的相应轴是夹紧轴。 例3：如果在列表NTCF项数大于1，确定最大的TCI加紧面再进行步骤4。 例4：:夹紧力的方向可以是[1，0，0]或[0，1，0]，可以夹紧TCI面的中心位置。 在其他几何位置可确定使用零件几何形状和拓扑信息，这在下一节中描述。 5. 判断夹紧表面上的夹紧点 确定夹紧面后，必须确定实际夹紧位置。输入夹具侧面积，沿着[x，Y，Z]和潜在的夹紧面CF方向。容下使用CF几何获得夹具侧面积： 第一步是确定一个箱体的大小，这是用来测试它是否包含在它里面的任何部分。相交测试也可以在前面介绍的方法使用。如果相交测试返回一个负的结果，那么有部分箱体与夹具相交，如图4所示。如果相交测试返回一个正的结果，可以执行下列步骤： 1． 划分成更小的矩形大小条（1 W）夹框轮廓(图5和图6)。 2． 执行指定与功能配置文件出现在CF面的零件设计的相交测试。 3． 没有功能相交的条形区域，都是可行夹紧区域。如果有一个以上的长方形候选 面，矩形配置文件，向中沿轴夹紧CF面点的是夹紧配置文件（夹点）。 如果没有发现配置文件，夹具宽度可减少一半，夹具数可以增加两个。使用这些修改过的夹具尺寸，执行前面描述的特征相交测试。如果此测试也失败了，那么可以用相邻的面作为夹紧面用于执行端夹紧。这面可以重复进行PCF和功能相交测试。 : 5.1试验曲线的交点 输入需要的二维轮廓P1、P2，使用下列方法可以自动确定该配置文件的交集。每一个输入的资料组成一个封闭环。此配置文件测试的步骤如下： (T1) 考虑P1线段中的L（i，1）和P2线段中的L（2，j）。 (T2) 采用L（i，1）线段和L（2，j）线段的相交段。如果边缘相交测试返回一个正值，那么特征面和潜在面相交。如果它返回一个负值，继续执行步骤3。 （T3）重复与步骤（T1）相同的部分或者缓慢走过其余P1中的(Li,1)段直到P2中的 [(L2, j+1) till j =n–1]段。 (T4) 其余部分边和P1中的L12、L13到L1n段重复（T1）和（T2）步骤。 如果特征面与夹紧面重复，线相交测试将决定该事件。相交的边可以进行自动检测两个面是否相互交叉。输入所需的边L12{连接 (x1, y1) 和 (x2, y2)}和L34{连接 (x3, y3) 和(x4, y4)}。 L12型方程的可表示为： F(x,y) =0 (1) L34型方程的可表示为： H(x,y) =0 (2) . 第一步：使用等式（1）计算R3 =F(x3, y3)，用X和Y取代X3和Y3;计算R4 =F(x4, y4)，用X和Y取代X4和Y4。 第二步：如果R3和R4都与0不相等，但R3与R4结果相同（R1与R2在相同的一边），则边L12与L34不相交。如果这样不满足条件，那么进行第三步。 第三步：使用等式（2）计算R1 =H(x1, y1)。接着，计算R2 =G(x2, y2)再进行第四步。 第四步：如果R1与R2都不等于0，且R1与R2的结果相同，那么把R1与R2放在相同的一边并输入不相交。如果，这个也不满足条件，那么进行第五步。 第五步：给定相交线段。这样就完成了测试。考虑如图7所示的一部分样品。将要生产一个盲孔。起初，完成定位设计。定位器的（或主要定位器）是一个基盘（放在F4面）和二级和三级定位器面临F6和F5（对应到定位面lf1和lf2在第4节中讨论）。一个辅助定位器也被使用，这是一个V型块（对F3和F5面辅助定位），如图8所示。在前面讨论的夹具设计方法中所述的步骤的基础上，候选面孔（这是平行的，并在从lf1和lf2最遥远的距离）是面对F3和F5面。没有面孔，这是平行到定位面，但他们不相邻。在这种情况下使用的优先权规则（如步骤3第4步讨论），剩余的候选面面对的是F2面。夹具方向向下的V型块径向定位器和其他与对工件夹紧底面提供所需位置。 根据第五步选择夹具的位置。如果没有功能发生在面F2上，那么也没有必要进行相交测试确定夹具优美加紧。夹具位置应远离V型定位器（这是辅助定位位置）的夹紧面毗邻辅助定位面（这确保了更好的快速夹紧）。最终位置和夹具的设计如图8所示。 本文讨论的方法，毫不逊色于其他夹具设计文献中讨论的方法。本文所讨论的方法的独特性是零件的夹紧面的几何形状，拓扑和功能发生了被加工为基础的系统鉴定。其他方法都没有利用了定位器的位置，该方法使用定位器在对持有一级，二级和三级定位器加工的工件。这种方法的另一个好处是在可行的候选面上确定在面上用夹具面交点测试（如前所述），并迅速和有效地确定潜在的下游过程中可能出现问题，夹紧和加工的功能检测。 6. 总结 在这篇论文中，对在一个夹具设计方法的总体框架内进行了夹具设计方面的讨论。 设计定位器，规范零件设计，和其他相关被用来确定夹紧面和夹紧方向。并讨论了各种自动化步骤。