加工支座組合夾具虛擬拼裝的設計.docx

加工支座組合夾具虛擬拼裝設計摘 要組合夾具是在夾具零部件完全標準化的基礎上，根據積木化原理，針對不同的工件對象和加工要求，拼裝組合而成的夾具。夾具用完后可進行拆卸，留待組裝新的夾具。它主要用于單件、中小批多品種生產和數(shù)控加工中，是一種較經濟的夾具。目前已基本普及，各城市及各大工廠均有自己的組合夾具站。本文通過五章內容介紹了加工支座組合夾具的設計，第一章先對機床夾具和組合夾具的概念、作用和發(fā)展趨勢做出了明確的說明。從第二章到第五章分別對車28H8孔零件的組合夾具設計、銑A、C兩平面零件的組合夾具設計、刨B面及槽零件的組合夾具設計、鉆2-M10底孔零件的組合夾具設計進行了詳細的闡述，每章都通過零件圖的分析、零件的組合夾具設計方案的擬定、零件的組合夾具的總體設計、夾具裝配工程圖上尺寸公差及技術要求的標注、零件在夾具中的定位方案分析（從零件圖分析應限制哪些自由度、從夾具定位方案分析已限制了哪些自由度、定位方案論證）、零件在夾具中的夾緊、零件加工誤差的分析、保證零件圖各項精度要求的分析、組裝過程及注意要點、本夾具的使用操作過程說明、本夾具的優(yōu)缺點分析。關鍵詞： 支座 組合夾具 定位夾緊Virtual Assembly of Support Processing Modular FixtureABSTRACTModular fixture is based on the standardization of fixture parts , according to the principle of modular, and machining object and according to different requirements, becomes the assembling fixture. After using ,Fixture can be removed to a new assembly fixture. It is mainly used for single piece, small batch and more varieties of production and in the numerical control processing.It is a kind of more economic fixture.It has basic popularization, each city and each big factory all have their own combination fixture standard. The fifth chapters in this paper, introduces the processing support modular fixture design.The first chapter introduce the machine tool fixture and the concept, function and development trend of the modular fixture very clearly .From chapter 2 to chapter 5 respectively introduce the design of 28 h8 hole parts of modular fixture , milling A and C two plane parts of modular fixture , plane surface and groove part B of modular fixture , drilling and 2 - M10 bottom intake of modular fixture. Each chapter completes the analysis of part drawing, parts of modular fixture design scheme proposed, the components of the overall design of modular fixture, fixture assembly engineering dimensional tolerance and technical requirements of marking on the drawing, parts in the fixture locating scheme analysis (from the analysis of the part drawing should limit freedom which, from the analysis of fixture locating scheme which has limited the degree of freedom, positioning scheme comparison), parts in the fixture clamping, processing error analysis,.In order to ensure that the requirement of accuracy in the detail drawings of various analysis, assembly process and key points, the use of this fixture operation process, analysis of the advantages and disadvantages of this fixture.Key Words: Bearing Modular fixture Positioning clamping目 錄引言1第一章夾具概念21.1 機床夾具21.1.1機床夾具的概念21.1.2機床夾具的作用21.1.3機床夾具的發(fā)展趨勢21.2 組合夾具21.3 加工支座組合夾具3第二章車28H8孔零件的組合夾具設計42.1零件圖的分析42.2車28H8孔零件的組合夾具設計方案的擬定52.3車28H8孔零件的組合夾具的總體設計52.4夾具裝配工程圖上尺寸公差及技術要求的標注72.5零件在夾具中的定位方案分析82.5.1從零件圖分析應限制哪些自由度82.5.2從夾具定位方案分析已限制了哪些自由度92.5.3定位方案論證92.6零件在夾具中的夾緊102.7零件加工誤差的分析122.8保證零件圖各項精度要求的分析122.9組裝過程及注意要點132.10本夾具的使用操作過程說明132.11本夾具的優(yōu)缺點分析14第三章銑A、C兩平面零件的組合夾具設計153.1零件圖的分析153.2銑A、C兩平面零件的組合夾具設計方案的擬定163.3銑A、C兩平面零件的組合夾具的總體設計163.4夾具裝配工程圖上尺寸公差及技術要求的標注173.5零件在夾具中的定位方案分析193.5.1從零件圖分析應限制哪些自由度193.5.2從夾具定位方案分析已限制了哪些自由度193.5.3定位方案論證203.6零件在夾具中的夾緊203.7零件加工誤差的分析233.8保證零件圖各項精度要求的分析233.8.1銑A、C兩平面本身的尺寸的保證233.8.2銑A、C兩平面的位置尺寸C至A面尺寸為50mm的保證233.9組裝過程及注意要點243.10本夾具的使用操作過程說明253.11本夾具的優(yōu)缺點分析25第四章刨B面及槽零件的組合夾具設計264.1零件圖的分析264.2刨B面及槽零件的組合夾具設計方案的擬定274.3刨B面及槽零件的組合夾具的總體設計274.4夾具裝配工程圖上尺寸公差及技術要求的標注284.5工件在夾具中的定位方案分析304.5.1從工件圖分析應限制哪些自由度304.5.2從夾具定位方案分析已限制了哪些自由度304.5.3定位方案論證314.6工件在夾具中的夾緊314.7保證工序圖的尺寸精度要求分析334.7.1刨B面及槽本身的尺寸7 、50 的保證334.7.2刨B面及槽的位置尺寸B面至A面尺寸為88mm的保證334.8組裝過程及注意要點344.9本夾具的使用操作過程說明344.10本夾具的優(yōu)缺點分析35第五章鉆2-M10底孔零件的組合夾具設計365.1零件圖的分析365.2鉆2-M10底孔零件的組合夾具設計方案的擬定375.3車階梯孔零件的組合夾具的總體設計375.4夾具裝配工程圖上尺寸公差及技術要求的標注385.5工件在夾具中的定位方案分析405.5.1從工件圖分析應限制哪些自由度405.5.2從夾具定位方案分析已限制了哪些自由度405.5.3定位方案論證415.6工件在夾具中的夾緊415.7工件加工誤差的分析435.8保證工序圖的尺寸精度要求分析435.8.1鉆2-M10底孔本身的尺寸的保證435.8.2鉆2-M10底孔的位置尺寸的保證435.9組裝過程及注意要點445.10本夾具的使用操作過程說明455.11本夾具的優(yōu)缺點分析45結論46參考文獻47附錄1 車28H8孔夾具工件圖48附錄2 刨B面及槽夾具工件圖48附錄3 鉆2-M10底孔夾具工件圖49附錄4 銑A、C兩平面夾具工件圖49致謝50引言機械制造業(yè)欲適應這種變化須具備較高的柔性，國外已把柔性制造系統(tǒng)作為開發(fā)新產品的有效手段，并將其作為機械制造業(yè)的主要發(fā)展方向。柔性化的著眼點主要在機床和工裝兩個方面，而夾具又是工裝柔性化的重點。隨著制造技術的發(fā)展，產品的設計周期縮短，更新?lián)Q代增快。傳統(tǒng)的大批量生產模式逐步被中小批量生產模式所取代。組合夾具的平均設計和組裝時間是專用夾具所花時間的5%20%，可以認為組合夾具就是柔性夾具的代名詞。由于組合夾具應變能力強、設計和制造周期短、成本低、適應產品更新?lián)Q代的要求，提高了企業(yè)的競爭力，所以日益受到廠家的青睞。本設計的研究方法是主要運用solidworks軟件進行實體建模，將組合夾具進行裝配并把需要加工零件與組合夾具進行裝配，從而檢驗夾具效果。本課題研究手段是，機械產品是三維實體，只有從三維開始設計，所以CAD軟件對設計的輔助作用才能很容易擴展和貫穿到產品開發(fā)的全過程。應用SolidWorks軟件，可以清晰明了的了解自己所設計的產品，并且只要有一處修改，其他的全都自動修改，極大地提高了效率與設計水平。第一章 夾具概念1.1 機床夾具1.1.1機床夾具的概念機床夾具是在機床上用來固定加工對象，使之占有正確加工位置的工藝裝備，簡稱為夾具。1.1.2機床夾具的作用1.縮短輔助時間，提高勞動生產率2.保證加工精度，穩(wěn)定產品質量3.降低對工人技術等級的要求和減輕工人勞動強度4.擴大機床的工藝范圍1.1.3機床夾具的發(fā)展趨勢1. 高精度2. 高效率3. 模塊化、組合化4. 自動化、智能化1.2 組合夾具組合夾具由一套預先制造好的不同形狀、不同規(guī)格、不同尺寸的標準元件及合件組裝而成。組合夾具一般是為某一工件的某一工序組裝的專用夾具，也可以組裝成通用可調夾具或成組夾具。組合夾具適用于各類機床。組合夾具的優(yōu)點是縮短生產周期；節(jié)省工時和材料，降低生產成本；還可減小夾具庫房面積，有利于管理。組合夾具的元件精度高、耐磨，并且實現(xiàn)了完全互換。組合夾具的主要缺點是體積大、剛度較差、一次性投資大、成本高。1.3 加工支座組合夾具作用：將上部結構承受的各種荷載傳遞給墩臺，并能適應橋梁上部結構的變形，使上、下部結構的實際受力情況符合設計的計算圖式。要求：1、具有足夠的承載能力，以保證安全可靠地傳遞支座反力2、對橋梁變形的約束應盡可能小，以適應梁體自由伸縮及轉動的需要3、便于安裝，造價經濟。4.具有相當?shù)氖褂脡勖阌陴B(yǎng)護維修以及必要時更換。 變形方向：固定支座，單向活動支座和多向活動支座。結構形式：弧形支座、搖軸支座、輥軸支座、板式橡膠支座、四氟板式橡膠支座、盆式橡膠支座和球形支座。 材料：剛支座、聚四氟乙烯支座（滑動支座）、橡膠支座、混凝土支座和鉛支座。第二章 車28H8孔零件的組合夾具設計2.1零件圖的分析車28H8孔零件的組合夾具工件圖見圖2.1所示。圖2.1工件圖本工序的加工表面為：28孔被加工表面的加工精度要求如下：該孔中心與工件的下表面距離35mm,與右側表面距離80mm，到B面的距離為88mm。2.2車28H8孔零件的組合夾具設計方案的擬定由于被加工的是孔，所以應以B面作為主要定位表面在車床圓型基礎板上進行定位。如圖2.1的工件圖所示，工件被加工表面28孔，距離右側面80mm和下表面35mm的加工位置要求，按照基準重合的原則，在夾具結構中也把工件的這兩個表面作為定位面，在夾具定位元件中進行定位，有利于保證孔的位置精度。在定位方案中，工件被加工表面28孔的中心，必須與夾具圓型基礎板同心，從而才能與車床回轉中心重合。該夾具的夾緊方案，應該在不影響28H8孔加工的前提下，用壓板壓緊工件上表面的兩側，來實現(xiàn)工件的夾緊。由于車削加工的工件孔必須與回轉中心保持同心，應設置輔助基準使定位穩(wěn)定夾緊可靠。2.3車28H8孔零件的組合夾具的總體設計車28H8孔零件的組合夾具的總體設計裝配圖如圖2.2所示。圖2.2總體設計裝配圖該支座幾何形狀較復雜，精度要求不高，但批量較大。該夾具用于車28H8孔。以B面為三點定位面，40mm寬的槽為兩點定位面，保證被加工孔與55mm凸臺同軸。本夾具所用元件的明細表如圖2.3所示: 圖2.3元件明細表2.4夾具裝配工程圖上尺寸公差及技術要求的標注夾具裝配工程圖的尺寸公差及技術要求的標注，如圖2.4所示。外形輪廓尺寸：由于夾具的圓形基礎板是最大的基礎件，因此外形輪廓尺寸為360mm，夾具的總高度為335mm。工件與定位元件間的聯(lián)系尺寸：為保證工件在專用直角槽方支承和對稱槽方支承201005上定位后，其中心與夾具上圓形基礎板中心同心。由于工件在圖示2.1中，垂直方向上的尺寸為35mm，在水平方向上的尺寸為80mm。因此，專用直角槽方支承到圓形基礎板中心的尺寸為35mm。對稱槽方支承201005到圓形基礎板中心的尺寸為80mm。夾具與刀具的聯(lián)系尺寸：這類尺寸是用來確定夾具上對刀導引元件的位置的尺寸。本夾具沒有設置對刀塊，因此無需標注該類尺寸。夾具與機床連接部分的尺寸：本夾具以360mm的圓形基礎板為基礎件，以該元件底面1800.05mm 深5mm的止口(或350.05mm的內孔)與車床主軸進行定位，尺寸公差取工件的相應公差的1/21/3，。以42均布的4M12孔緊固連接。因此該類尺寸標注見圖2.4所示。其它裝配尺寸：按照組合夾具裝配標準執(zhí)行。圖2.4夾具裝配工程圖2.5零件在夾具中的定位方案分析2.5.1從零件圖分析應限制哪些自由度圖2.1工件圖由工件圖4.1所示，由工件的右側視圖可以看出應該限制工件X移動、Y移動、Z移動X轉動、Z轉動五個自由度，由左側視圖可以看出應該限制工件Y的轉動。零件圖所示的定位方案，表明了應限制工件的六個自由度，為完全定位。2.5.2從夾具定位方案分析已限制了哪些自由度夾具的定位分析圖如圖2.5所示。本夾具定位方案分析如下：工件以大平面在圓形基礎板上定位，限制了工件Y移動和X轉動以及Z轉動三個自由度。兩個以窄長平面在專用直角槽方支承上定位，限制了工件Z移動和工件Y轉動兩個自由度。而工件左邊的小平面，在對稱槽方支承上定位，限制了工件X移動的自由度。該夾具的定位方案分別限制了工件的六個自由度，也屬于完全定位。圖2.5夾具定位分析圖2.5.3定位方案論證綜上所述，該夾具的定位方案限制的自由度與零件圖分析應限制的自由度完全一致，均為限制六個自由度的完全定位，符合零件圖的定位要求，該夾具定位方案合理可行。2.6零件在夾具中的夾緊夾緊方案結構圖如圖2.6所示：用兩套由平壓板及方頭螺栓等所組成的軸向夾緊裝置，產生的兩個軸向的夾緊力，把工件壓緊在圓形基礎板上。由壓緊螺釘、連接板、緊固支承230007等組成的徑向夾緊裝置，所產生的徑向夾緊力，把工件壓緊在兩個專用直角槽方支承上。從而實現(xiàn)穩(wěn)定可靠地夾緊。圖2.6夾緊方案結構圖工件夾緊方案分析：本工件的加工為車Z方向的28H8孔，由于是車削加工,切削力有兩個方向,即軸向力Q和沿軸向的扭矩N。工件受力分析圖如圖2.7）所示。工件受到車削產生的軸向力Q和沿軸向的扭矩N。由于扭矩N的作用，工件有發(fā)生旋轉而脫離現(xiàn)有位置的趨勢。此時，兩套由壓緊螺釘、連接板等組成的夾緊裝置對工件兩端施加F1的正壓力，以及車削軸向力Q，共同所產生對工件產生的摩擦力，抵御了沿軸向的扭矩N，以及工件自身的重力，使得夾緊穩(wěn)定可靠。壓板受力分析圖如圖2.7 b）所示。在螺栓壓板結構中，以壓板為受力體進行分析，該壓板受到向下的螺栓夾緊力F2、向上的工件作用反力F1、向上的后支承力F1。在三個平行力的作用下，達到受力平衡狀態(tài)，起到夾緊工件的作用。a)b)圖2.7受力分析圖2.7零件加工誤差的分析表2.1 工件在具有經濟組裝精度的組合夾具中加工后達到的位置精度車夾具精度名稱誤差值(mm)以面為定位基準車孔孔與基準面之間的距離:孔與基準面的平行度或垂直度:+0.030.01-0.02/100以孔為定位基準:加工孔與基準孔的中心距: 加工孔與基準孔的平行度: 加工孔與基準孔的垂直度: +0.020.04/1000.02/100由表2.1工件在具有經濟組裝精度的組合夾具中加工后達到的位置精度可知,本夾具為以面為定位基準車孔,孔與基準面可達到+0.03mm的精度,本工件孔與基準面之間的公差為+0.1,由此可見,能夠保證工件的精度要求。2.8保證零件圖各項精度要求的分析孔本身的尺寸28H8孔的保證孔本身的尺寸由刀具調整和測量保證。2.9組裝過程及注意要點圖2.8組裝及使用操作在實際組裝中先從基礎元件開始組裝，組裝順序為: 先擺上圓形基礎板,然后進行定位方案的拼裝設計，包括兩個專用直角槽方支承、對稱槽方支承等。調整并測量定位元件的位置，使其滿足裝配工程圖所標注的尺寸及公差要求后，鎖緊緊固螺栓確定其位置。繼而進行夾緊裝置的拼裝設計，包括兩個平壓板、槽用方頭螺栓、槽用長方頭螺栓、連接板以及壓緊螺釘?shù)?。注意?.在各夾具元件的拼裝過程中，對凡是有精度要求的元件之間，都必須安裝定位鍵進行定位。尺寸較大的元件應該安裝兩個定位鍵，并且兩定位鍵之間距離較遠。2.所有夾具元件均必須用螺栓進行緊固。組裝圖見圖2.8。2.10本夾具的使用操作過程說明工件的定位裝夾過程見圖2.8所示。首先將工件的大平面與圓型基礎板緊貼接觸，使其側面及端面與專用直角槽方支承及對稱槽方支承緊貼接觸，從而實現(xiàn)定位。夾緊工件時，首先鎖緊連接板上的壓緊螺釘，使工件的窄長平面與專用直角槽方支承穩(wěn)定接觸后，再鎖緊兩側平壓板上的螺母，即實現(xiàn)了穩(wěn)定的夾緊過程。此時可以進行車孔的加工。加工完畢后，按照夾緊時相反的順序松開工件，即先松開兩側平壓板上的螺母，再松開連接板上的壓緊螺釘，可方便的拆、裝工件。該夾緊操作起來簡單方便，能夠有效地提高生產率。2.11本夾具的優(yōu)缺點分析首先本夾具的設計方案完全能夠滿足工件的加工精度要求。本夾具結構簡單，組裝和調整比較方便。工件定位準確，夾緊可靠，且拆卸方便。本夾具經過實際拼裝后，可以很快的投入到生產,應能夠有效地提高勞動生產率。該夾具的缺點為：需要三個夾緊動作才能夠最終完成工件的夾緊，工人的輔助操作時間較長。今后應該考慮聯(lián)動的夾緊方案，以更好地提高生產率和降低工人的勞動強度。第三章 銑A、C兩平面零件的組合夾具設計3.1零件圖的分析銑A、C兩平面零件的組合夾具工件圖見圖3.1所示。圖3.1工件圖本工序的加工表面為:銑A、C兩平面被加工表面的加工精度要求如下：C面距離A面為50mm。A面的直徑為55。3.2銑A、C兩平面零件的組合夾具設計方案的擬定由于被加工的是A、C兩平面，所以應以大平面作為主要定位表面在銑床長方形基礎板上進行定位。如圖4.1的工件圖所示，工件被加工表面A面和C面，C面到A面的距離為50mm的加工位置要求，按照基準重合的原則，在夾具結構中也把工件的這兩個表面作為定位面，在夾具定位元件中進行定位，有利于保證孔的位置精度。在定位方案中，工件被加工表面A和C面，必須與夾具長方形基礎板平行，從而才能與銑床工作臺平行。該夾具的夾緊方案，應該在不影響A面、C加工的前提下，用壓板壓緊工件上表面的的兩側，來實現(xiàn)工件的夾緊。銑削時切削力較大，而且振動也很大，因此，夾具要有足夠的剛度與強度，銑床夾具的結構形式在很大程度上取決于定位元件、夾緊裝置其他元件的結構和布置。3.3銑A、C兩平面零件的組合夾具的總體設計銑A、C兩平面零件的組合夾具的總體設計裝配圖如圖3.2所示。圖3.2 總體設計裝配圖該支座幾何形狀較復雜，精度要求不高，但批量較大。該家具用于銑A、C兩平面。定位基準全是毛面，為保證A、C兩面的距離，先銑A面。去掉C面上的壓板，以A面為基準銑C面，C至A面尺寸為50mm。本夾具所用元件的明細表如圖3.3所示：圖3.3 元件明細表3.4夾具裝配工程圖上尺寸公差及技術要求的標注夾具裝配工程圖的尺寸公差及技術要求的標注，如圖3.4所示。外形輪廓尺寸：由于夾具的長方形基礎板是最大的基礎件，因此外形輪廓尺寸長為287mm，寬為257mm，夾具的總高度為346mm。工件與定位元件間的聯(lián)系尺寸：為保證工件在專用槽用方頭螺栓和雙頭螺栓上定位后，使A、C兩平面便于銑削。夾具與刀具的聯(lián)系尺寸：這類尺寸是用來確定夾具上對刀導引元件的位置的尺寸。本夾具沒有設置對刀塊，因此無需標注該類尺寸。夾具與機床連接部分的尺寸：本夾具以24018060的長方形基礎板為基礎件，以該元件底面與銑床主軸進行定位，尺寸公差取工件的相應公差的1/21/3，。以42均布的4M12孔緊固連接。因此該類尺寸標注見圖3.4所示。其它裝配尺寸：按照組合夾具裝配標準執(zhí)行。圖3.4 夾具裝配工程圖3.5零件在夾具中的定位方案分析3.5.1從零件圖分析應限制哪些自由度圖3.1 工件圖由工件圖3.1所示，工件主視圖的V型槽的上表面屬于窄長平面，應該限制工件Y移動和Z轉動兩個自由度，而右面屬大平面，應該限制工件Z移動、X轉動、Y轉動三個自由度。零件圖所示的定位方案，表明了應限制工件的五個自由度，為不完全定位。3.5.2從夾具定位方案分析已限制了哪些自由度夾具的定位分析圖如圖3.5所示。本夾具定位方案分析如下：工件以大平面在長方形基礎板上定位，限制了工件Z移動和X轉動以及Y轉動三個自由度。兩個以窄長平面在雙頭螺栓和槽用方頭螺栓上定位，限制了工件Y移動和工件Z轉動兩個自由度。該夾具的定位方案分別限制了工件的五個自由度，也屬于不完全定位。圖3.5夾具定位分析圖3.5.3定位方案論證綜上所述，該夾具的定位方案限制的自由度與零件圖分析應限制的自由度完全一致，均為限制五個自由度的不完全定位，符合零件圖的定位要求，該夾具定位方案合理可行。3.6零件在夾具中的夾緊夾緊方案結構圖如圖3.6所示：用三套由伸長壓板及方頭螺栓等所組成的軸向夾緊裝置，產生的三個軸向的夾緊力，把工件壓緊在長方形形基礎板上。由壓緊螺釘、連接板、緊固支承等組成的徑向夾緊裝置，所產生的徑向夾緊力，把工件壓緊在雙頭螺栓和槽用方頭螺栓上。從而實現(xiàn)穩(wěn)定可靠地夾緊。圖3.6夾緊方案結構圖工件夾緊方案分析：本工件的加工為銑A、C兩平面，由于是銑削加工,切削力有一個方向,即軸向力Q。工件受力分析圖如圖3.7）所示。工件受到銑削產生的軸向力Q。此時，兩套由壓緊螺釘、連接板、緊固支承等組成的夾緊裝置對工件兩端施加F1的正壓力，以及銑削軸向力Q，共同所產生對工件產生的摩擦力，抵御了沿軸向的扭矩，以及工件自身的重力，使得夾緊穩(wěn)定可靠。壓板受力分析圖如圖3.7 b）所示。在螺栓壓板結構中，以壓板為受力體進行分析，該壓板受到向下的螺栓夾緊力F2、向上的工件作用反力F1、向上的后支承力F1。在三個平行力的作用下，達到受力平衡狀態(tài)，起到夾緊工件的作用。）圖3.7 受力分析圖3.7零件加工誤差的分析表3.1 工件在具有經濟組裝精度的組合夾具中加工后達到的位置精度車夾具精度名稱誤差值(mm)斜面的角度面與基準面的平行度面與基準面的垂直度30.05/1000.05/100由表3.1工件在具有經濟組裝精度的組合夾具中加工后達到的位置精度可知,本夾具為以面為定位基準銑面,由此可見,能夠保證工件的精度要求。3.8保證零件圖各項精度要求的分析3.8.1銑A、C兩平面本身的尺寸的保證 A、C面本身的尺寸由刀具調整和測量保證。3.8.2銑A、C兩平面的位置尺寸C至A面尺寸為50mm的保證由圖3.4可知：工程圖的總長為287mm，總寬為257mm，總高為346mm。以及圖3.1工件圖C至A面尺寸為50mm。因此，完全能夠保證工件A、C兩平面上的尺寸的精度要求。3.9組裝過程及注意要點圖3.8 組裝及使用操作在實際組裝中先從基礎元件開始組裝，組裝順序為: 先擺上長方形形基礎板,然后進行定位方案的拼裝設計，包括專用直角槽方支承、小長方方支承等。調整并測量定位元件的位置，使其滿足裝配工程圖所標注的尺寸及公差要求后，鎖緊緊固螺栓確定其位置。繼而進行夾緊裝置的拼裝設計，包括三個伸長板、槽用方頭螺栓、槽用長方頭螺栓、連接板以及壓緊螺釘?shù)取Ｗ⒁猓?.在各夾具元件的拼裝過程中，對凡是有精度要求的元件之間，都必須安裝定位鍵進行定位。尺寸較大的元件應該安裝兩個定位鍵，并且兩定位鍵之間距離較遠。2.所有夾具元件均必須用螺栓進行緊固。組裝圖見圖3.8。3.10本夾具的使用操作過程說明工件的定位裝夾過程見圖3.8所示。首先將工件的V型槽兩平面分別于雙頭螺栓和槽用方頭螺栓上端緊貼接觸，使其側面與麟齒支承帽緊貼接觸，從而實現(xiàn)定位。夾緊工件時，首先鎖緊連接板上的壓緊螺釘，使工件的窄長平面與專用直角槽方支承穩(wěn)定接觸后，再鎖緊兩側平壓板上的螺母，即實現(xiàn)了穩(wěn)定的夾緊過程。此時可以進行兩平面的銑削。加工完畢后，按照夾緊時相反的順序松開工件，即先松開兩側平壓板上的螺母，再松開連接板上的壓緊螺釘，可方便的拆、裝工件。該夾緊操作起來簡單方便，能夠有效地提高生產率。3.11本夾具的優(yōu)缺點分析首先本夾具的設計方案完全能夠滿足工件的加工精度要求。本夾具結構簡單，組裝和調整比較方便。工件定位準確，夾緊可靠，且拆卸方便。本夾具經過實際拼裝后，可以很快的投入到生產,應能夠有效地提高勞動生產率。該夾具的缺點為：需要三個夾緊動作才能夠最終完成工件的夾緊，工人的輔助操作時間較長。今后應該考慮聯(lián)動的夾緊方案，以更好地提高生產率和降低工人的勞動強度。第四章 刨B面及槽零件的組合夾具設計4.1零件圖的分析刨B面及槽零件的組合夾具工件圖見圖4.1所示。圖4.1 工件圖本工序的加工表面為：刨B面及槽。被加工表面的加工精度要求如下：1.槽高為7mm的公差為7 ；2.槽寬公差為50 。4.2刨B面及槽零件的組合夾具設計方案的擬定由于被加工的是刨B面及槽，所以應以大平面作為主要定位表面在刨床長方形基礎板上進行定位。如圖4.1的工件圖所示，工件被加工表面距離下表面88mm的加工位置要求，按照基準重合的原則，在夾具結構中也把工件的這兩個表面作為定位面，在夾具定位元件中進行定位，有利于保證孔的位置精度。在定位方案中，工件被加工表面B面，必須與夾具長方形基礎板平行，從而才能與刨床加工表面平行。該夾具的夾緊方案，應該在不影響刨B面及槽加工的前提下，用壓板壓緊工件上表面的的兩側，來實現(xiàn)工件的夾緊。4.3刨B面及槽零件的組合夾具的總體設計刨B面及槽零件的組合夾具的總體設計裝配圖如圖4.2所示。圖4.2 總體設計裝配圖該夾具用于刨B面及槽。以A面為三點定位面，保證B至A面尺寸為88mm和槽各部分尺寸。本夾具所用元件的明細表如圖4.3所示：圖4.3 元件明細表4.4夾具裝配工程圖上尺寸公差及技術要求的標注夾具裝配工程圖的尺寸公差及技術要求的標注，如圖4.4所示。外形輪廓尺寸：夾具的總長度為300mm，總寬度為293mm夾具的總高度為321mm。夾具與刀具的聯(lián)系尺寸：這類尺寸是用來確定夾具上對刀導引元件的位置的尺寸。本夾具沒有設置對刀塊，因此無需標注該類尺寸。其它裝配尺寸：按照組合夾具裝配標準執(zhí)行。圖4.4 夾具裝配工程圖4.5工件在夾具中的定位方案分析4.5.1從工件圖分析應限制哪些自由度圖4.1 工件圖由工件圖4.1所示，由A面知應該限制工件Z移動、X移動、Y轉動三個自由度，由D面知應該限制工件Y移動和Z轉動兩個自由度，而左面屬于小平面，限制X的移動。零件圖所示的定位方案，表明了應限制工件的六個自由度，為完全定位。4.5.2從夾具定位方案分析已限制了哪些自由度夾具的定位分析圖如圖4.5所示。本夾具定位方案分析如下：工件以大平面在長方形基礎板上定位，限制了工件Z移動和X轉動以及Y轉動三個自由度。用小長方支承上定位，限制了工件Y移動和工件Z轉動兩個自由度。而工件右邊的小平面，在小長方支承上定位，限制了工件X移動的自由度。該夾具的定位方案分別限制了工件的六個自由度，也屬于完全定位。圖4.5夾具定位分析圖4.5.3定位方案論證綜上所述，該夾具的定位方案限制的自由度與零件圖分析應限制的自由度完全一致，均為限制六個自由度的完全定位，符合零件圖的定位要求，該夾具定位方案合理可行。4.6工件在夾具中的夾緊夾緊方案結構圖如圖4.6所示：用兩套由彎壓板及方頭螺栓等所組成的軸向夾緊裝置，產生的兩個軸向的夾緊力，把工件壓緊在長方形基礎板上。由壓緊螺釘、緊固支承等組成的徑向夾緊裝置，所產生的徑向夾緊力，把工件壓緊在兩個小長方支承上。從而實現(xiàn)穩(wěn)定可靠地夾緊。圖4.6夾緊方案結構圖工件夾緊方案分析：本工件的加工為刨B面及槽，切削力有兩個方向,即軸向力Q和沿軸向的扭矩N。工件受力分析圖如圖4.7所示。工件受到車削產生的軸向力Q和沿軸向的扭矩N。由于扭矩N的作用，工件有發(fā)生旋轉而脫離現(xiàn)有位置的趨勢。此時，兩套由壓緊螺釘、緊固支承等組成的夾緊裝置對工件兩端施加F1的正壓力，以及車削軸向力Q，共同所產生對工件產生的摩擦力，抵御了沿軸向的扭矩N，以及工件自身的重力，使得夾緊穩(wěn)定可靠。圖4.7 受力分析圖4.7保證工序圖的尺寸精度要求分析4.7.1刨B面及槽本身的尺寸7 、50 的保證刨B面及槽本身的尺寸由刀具調整和測量保證。4.7.2刨B面及槽的位置尺寸B面至A面尺寸為88mm的保證由圖4.4可知：先對A面進行加工，然后把對稱槽方支承201006放到長方形基礎板上，保證了工件在對稱槽方支承201006上定位后，使工件的B面平行于長方形基礎板。因此，完全能夠保證工件中心水平方向上的尺寸及公差為105+0.1的精度要求。4.8組裝過程及注意要點圖4.8 組裝及使用操作在實際組裝中先從基礎元件開始組裝，組裝順序為: 先擺上長方形基礎板,然后進行定位方案的拼裝設計，包括兩個小長方方支承、對稱槽方支承、緊固支承等。調整并測量定位元件的位置，使其滿足裝配工程圖所標注的尺寸及公差要求后，鎖緊緊固螺栓確定其位置。繼而進行夾緊裝置的拼裝設計，包括兩個彎壓板、槽用方頭螺栓以及壓緊螺釘?shù)?。注意?.在各夾具元件的拼裝過程中，對凡是有精度要求的元件之間，都必須安裝定位鍵進行定位。尺寸較大的元件應該安裝兩個定位鍵，并且兩定位鍵之間距離較遠。2.所有夾具元件均必須用螺栓進行緊固。組裝圖見圖4.8。4.9本夾具的使用操作過程說明工件的定位裝夾過程見圖4.8所示。首先將工件的A面與對稱槽方支承緊貼接觸，從而實現(xiàn)定位。夾緊工件時，首先鎖緊伸長壓板上的壓緊螺釘，使工件的窄長平面與專用直角槽方支承穩(wěn)定接觸后，再鎖緊兩側彎壓板上的螺母，即實現(xiàn)了穩(wěn)定的夾緊過程。此時可以進行加工。加工完畢后，按照夾緊時相反的順序松開工件，即先松開兩側平壓板上的螺母，再松開連接板上的壓緊螺釘，可方便的拆、裝工件。該夾緊操作起來簡單方便，能夠有效地提高生產率。4.10本夾具的優(yōu)缺點分析首先本夾具的設計方案完全能夠滿足工件的加工精度要求。本夾具結構簡單，組裝和調整比較方便。工件定位準確，夾緊可靠，且拆卸方便。本夾具經過實際拼裝后，可以很快的投入到生產,應能夠有效地提高勞動生產率。該夾具的缺點為：需要三個夾緊動作才能夠最終完成工件的夾緊，工人的輔助操作時間較長。今后應該考慮聯(lián)動的夾緊方案，以更好地提高生產率和降低工人的勞動強度。第五章 鉆2-M10底孔零件的組合夾具設計5.1零件圖的分析鉆2-M10底孔零件的組合夾具工件圖見圖5.1所示。圖5.1工件圖本工序的加工表面為：鉆2-M10底孔。被加工表面的加工精度要求如下：1鉆2-M10底孔為自由公差；2.鉆2-M10底孔距離A面為188mm。5.2鉆2-M10底孔零件的組合夾具設計方案的擬定由于被加工的是鉆2-M10底孔，所以應以大平面作為主要定位表面在鉆床長方形基礎板上進行定位。如圖5.1的工件圖所示，工件被加工表面2-M10底孔，距離中心線為32mm和A面188mm的加工位置要求，按照基準重合的原則，在夾具結構中也把工件的這兩個表面作為定位面，在夾具定位元件中進行定位，有利于保證孔的位置精度。在定位方案中，工件被加工表面鉆2-M10底孔的中心，必須與鉆模板板同心，從而才能與鉆床回轉中心重合。該夾具的夾緊方案，應該在不影響鉆2-M10底孔加工的前提下，用槽用方頭螺栓頂住工件下表面，來實現(xiàn)工件的夾緊。5.3車階梯孔零件的組合夾具的總體設計車階梯孔零件的組合夾具的總體設計裝配圖如圖5.2所示。圖5.2 總體設計裝配圖該夾具用于鉆2-M10底孔。從A面為三點定位面、28H8孔為兩點定位面、40mm寬的槽為一點定位面。本夾具所用元件的明細表如圖5.3所示：圖5.3 元件明細表5.4夾具裝配工程圖上尺寸公差及技術要求的標注夾具裝配工程圖的尺寸公差及技術要求的標注，如圖5.4所示。外形輪廓尺寸：夾具的總長度為387mm夾具的總寬度為234mm夾具的總高度為280mm。夾具與刀具的聯(lián)系尺寸：這類尺寸是用來確定夾具上對刀導引元件的位置的尺寸。本夾具沒有設置對刀塊，因此無需標注該類尺寸。其它裝配尺寸：按照組合夾具裝配標準執(zhí)行。圖5.4 夾具裝配工程圖5.5工件在夾具中的定位方案分析5.5.1從工件圖分析應限制哪些自由度圖5.1 工件圖由工件圖5.1所示，A面應該限制工件Z移動、X轉動、Y轉動三個自由度，28H8應該限制工件Y移動和Z轉動兩個自由度，而40mm寬的槽限制X的移動。工件圖所示的定位方案，表明了應限制工件的六個自由度，為完全定位。5.5.2從夾具定位方案分析已限制了哪些自由度夾具的定位分析圖如圖5.5所示。本夾具定位方案分析如下：工件以A面在側中孔定位支承上定位，限制了工件Z移動和X轉動以及Y轉動三個自由度。用雙頭螺栓在工件上定位，限制了工件Y移動和工件Z轉動兩個自由度。而工件槽的上表面，限制了工件X移動的自由度。該夾具的定位方案分別限制了工件的六個自由度，也屬于完全定位。圖5.5夾具定位分析圖5.5.3定位方案論證綜上所述，該夾具的定位方案限制的自由度與工件圖分析應該限制的自由度完全一致，都為限制六個自由度的完全定位，符合工件圖的定位要求，該夾具定位方案合理可行。5.6工件在夾具中的夾緊夾緊方案結構圖如圖5.6所示：用三套由鉆模板及雙頭螺栓等所組成的軸向夾緊裝置，產生的兩個軸向的夾緊力，把工件壓緊在側中孔定位支承上。由壓緊螺釘、緊固支承等組成的徑向夾緊裝置，所產生的徑向夾緊力，把工件壓緊在60寬單槽伸長板上。從而實現(xiàn)穩(wěn)定可靠地夾緊。圖5.6夾緊方案結構圖工件夾緊方案分析：本工件的加工為鉆2-M10底孔，切削力有兩個方向,即軸向力Q和沿軸向的扭矩N。工件受力分析圖如圖5.7所示。工件受到鉆削產生的軸向力Q和沿軸向的扭矩N。由于扭矩N的作用，工件有發(fā)生旋轉而脫離現(xiàn)有位置的趨勢。此時，由滾花螺母、鉆模板、雙頭螺栓等組成的夾緊裝置對工件40寬槽的表面施加F1的正壓力，以及車削軸向力Q，共同所產生對工件產生的摩擦力，抵御了沿軸向的扭矩N，以及工件自身的重力，使得夾緊穩(wěn)定可靠。圖5.7 受力分析圖5.7工件加工誤差的分析表5.1 工件在具有經濟組裝精度的組合夾具中加工后達到的位置精度鉆孔夾具精度名稱誤差值(mm)鉆、鉸兩孔間的距離鉆、鉸兩孔的垂直度鉆、鉸上、下兩孔的同軸度0.050.05/1000.06/100鉆、鉸孔與底面的垂直度鉆、鉸圓周孔的孔距鉆、鉸圓周孔的圓周直徑鉆、鉸斜孔的角度0.05/1000.030.052由表5.1工件在具有經濟組裝精度的組合夾具中加工后達到的位置精度可知,本夾具為以面為定位基準鉆孔,孔與基準面可達到+0.03mm的精度,由此可見,能夠保證工件的精度要求。5.8保證工序圖的尺寸精度要求分析5.8.1鉆2-M10底孔本身的尺寸的保證孔本身的尺寸由刀具調整和測量保證。5.8.2鉆2-M10底孔的位置尺寸的保證由圖5.4可知：鉆模板到長方形基礎板表面的尺寸標注，保證了工件在鉆模板上定位后，其加工中心與鉆模板上孔的中心同心。因此，完全能夠保證工件中心垂直方向上的尺寸精度要求。5.9組裝過程及注意要點圖5.8 組裝及使用操作在組裝過程中先從基礎元件開始組裝，組裝順序為: 先擺上長方形基礎板,然后進行定位方案的拼裝設計，包括60寬單槽伸長板、對稱槽方支承等。調整并測量定位元件的位置，使其滿足裝配工程圖所標注的尺寸及公差要求后，鎖緊緊固螺栓確定其位置。繼而進行夾緊裝置的拼裝設計，包括鉆模板、槽用方頭螺栓、滾花螺母、雙頭螺栓以及壓緊螺釘?shù)取Ｗ⒁猓?.在各夾具元件的拼裝過程中，對凡是有精度要求的元件之間，都必須安裝定位鍵進行定位。尺寸較大的元件應該安裝兩個定位鍵，并且兩定位鍵之間距離較遠。2.所有夾具元件均必須用螺栓進行緊固。組裝