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夾具定位規(guī)劃中完整性評估和修訂
CAM實驗室，機械工程學系，伍斯特理工學院研究院，100路，伍斯特，碩士01609，美國
2004年9月14日收稿;2004年11月9日修訂;2004年11月10日發(fā)表
摘 要
幾何約束是夾具設計中最重要的考慮因素之一。確定位置的解析擬訂已發(fā)達。然而，如何分析和修改在實際夾具設計實踐過程中的一個非確定性的定位計劃尚未深入研究。在本文中，提出了一種方法來描述在限制約束下的重點夾具系統(tǒng)的幾何約束狀態(tài)。一種限制約束下狀態(tài)，如果它存在，可以識別給定定位計劃?？梢宰詣幼R別工件的所有限制約束下約束狀態(tài)的提案。這有助于改善逆差定位計劃，并為修訂提供指引，以最終實現(xiàn)確定性的定位。
關鍵詞：夾具設計;幾何約束;確定性定位;限制約束;過約束
1.介紹
夾具是用于制造工業(yè)進行工件牢固定位的一種機制。在零件加工過程中規(guī)劃一個關鍵的第一步，夾具設計需要，以確保定位精度和三維工件的精度。 3-2-1原則，在一般情況下，是最廣泛使用的指導原則發(fā)展的位置計劃。 V型塊和銷孔定位原則也常用。
一個加工夾具定位方案必須滿足一些要求。最基本的要求是，必須提供工件確定的位置。這種觀點指出，定位計劃生產(chǎn)的確定位置，工件不能移動，而至少有一個定位不會失去聯(lián)系。這一直是夾具設計的最根本的準則之一，許多研究人員關于幾何約束狀態(tài)的研究表明，工件在任何定位計劃分為以下三個類別：
1、良好的約束（確定性）：工件在一個獨特的位置進行配合，工件表面與6個定位器取得聯(lián)系。
2、限制約束：不完全約束工件的自由度。
3、過約束：工件自由度超過6定位的制約。
在1985年,淺田[1]提出了滿秩為準則雅可比矩陣的約束方程,基于分析形成了調(diào)研后,確定定位。周等[2]在1989年制定了在確定性定位問題上使用螺旋理論。結(jié)果表明,定位矩陣的定位需要壓力滿秩達到確定的位置。該方法的確定通過無數(shù)的研究。王等[3]考慮定位工件的接觸的影響，而采用點接觸面積。他們介紹了接觸矩陣，并指出，兩個接觸的機構(gòu)不應該有平等的，但在接觸點曲率相反?？柹璠4]認為，可能沒有足夠的應用，如一些不是非棱柱的表面或相對誤差近似的非小線性。他提出一個二階泰勒展開，其中也考慮到定位誤差相互作用。馬林和費雷拉[5]應用周對3-2-1的位置擬訂，制定若干按照規(guī)則的規(guī)劃。盡管眾多的位置上的確定分析研究很少注意非確定性分析的位置。
在淺田的擬定方案中,他們假設工件夾具元件和點之間的聯(lián)絡無阻力。理想的位置q*,而應放置工件表面和分片，可微函數(shù)是gi(見圖1)。
表面函數(shù)定義為:gi(q*)=0是確定的,應該有一個獨一無二的解決方案為下列所有定位方程組。
gi(q)=0,i=1,2,...,n (1)
其中n是定位器的位置與方向,代表了工件的定位和方向。
只有考慮到目標位置q*附近在處:
淺田表明
(2)
hi是幾何函數(shù)的雅可比矩陣，矩陣式所示（3）。確定定位
如果雅可比矩陣滿秩，可滿足要求。 (2)只有q=q*一個解決辦法
(3)
在1個3-2-1定位計劃中，一個約束方程的雅可比矩陣的滿秩的約束狀態(tài)如表1所示。如果定位是小于6，工件是限制約束的，即存在至少有一個工件自由定位議案不受限制的。如果矩陣滿秩，但定位大于6定位，工件是過約束，這表明存在至少一個定位等;而幾何約束工件被刪除不影響的狀態(tài)。找出一個模型除了3-2-1,可以建立基準框架提取等效的定位點。胡等[6]已經(jīng)發(fā)展出一種系統(tǒng)的方法,對這個用途。因此,這則能適用于所有的定位方案。
圖1 .夾具系統(tǒng)模型。
表1
等級 數(shù)量的定位 地位
<6 - Under-constrained
=6 =6 Well-constrained
=6 >6 Over-constrained
康等[7]遵循這些方法和他們實施制定的幾何約束分析模塊其自動化的計算機輔助夾具設計的核查制度。他們的CAFDV系統(tǒng)可以計算出雅可比矩陣和它的排名來確定定位的完整性。它也可以分析工件的位移和靈敏度定位錯誤。熊等人[8]提出的等級檢查方法的定位矩陣WL(見附件)。他們還介紹了左/右邊的定位矩陣廣義逆理論,分析了工件的幾何誤差。結(jié)果表明,定位及發(fā)展方向誤差ΔX和位置誤差Δr的工件定位相關如下:
Under-constrained:ΔX=WLΔr, (4)
Well-constrained :ΔX=(WTLWL)-1WLTΔr, (5)
Over-constrained:ΔX=WLT(WTLWL)-1Δr+(I6*6-WLT(WTLWL)-1WL)λ, (6)
λ是任意一個向量。
他們還介紹了從這些矩陣的幾個指標，評價定位配置，其次是通過約束非線性規(guī)劃的優(yōu)化。然而，他們的研究分析，不涉及非確定性定位的修訂。目前，還沒有就如何處理與提供確定的位置的夾具設計系統(tǒng)的研究。
2.定位完整性評價
如果不確定性的位置達到夾具系統(tǒng)設計的要求，設計師知道約束狀態(tài)是什么，以如何改善設計是非常重要的條件。如果夾具系統(tǒng)是過度約束，是理想定位需要的不必要的信息。而下約束時，所有有關知識約束工件的議案，可以引導設計師選擇額外的定位或使得修改定位計劃更有效。的總體戰(zhàn)略定位計劃表征幾何約束的狀態(tài)描述圖 2。
在本文中,定位矩陣秩的幾何約束的施加評價狀態(tài)(見附件為獲得的定位矩陣)。確定需要六個定位器定位提供矩陣的滿秩定位WL:
如圖3所示,在給定的定位器數(shù)量n,定位法向量[ai,bi,ci]和定位的位置[xi,yi,zi]
每一個定位器,i=1,2,.....,n,n*6定位矩陣可以確定如下:
（7）
當?shù)燃墸╓L）=6，n=6時，是工件良好約束。
當?shù)燃墸╓L）=6，n>6時;是工件過約束。
這意味著（n-6）有不必要的定位在定位方案上。工件將不存在限制（n-6）定位器。這種狀態(tài)的數(shù)學表示方法,那就是（n-6）在定位向量矩陣,可表示為線性組合的其他六行向量。
圖2 幾何約束狀態(tài)描述
圖3一個簡化的定位方案。
定位方案，提供了確定性的位置。發(fā)達國家的算法使用下列方法確定不必要的定位：
1、找到所有的（n-6）組合定位的。
2、為每個組合,從（n-6）定位器確定定位方案。
3、重新計算矩陣秩的定位為左六個定位器。
4、如果等級不變,被刪除的(n-6)定位器是負責過約束狀態(tài)。
這種方法可能會產(chǎn)生多種解決方案，并要求設計師來決定哪一套不必要的定位應該被刪除以最佳定位性能。
當?shù)燃墸╓L）<6,工件的限制約束。
參考文獻
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江陰職業(yè)技術學院
畢業(yè)設計
課 題：
通油管底座加工工藝及夾具設計
專 題：
專 業(yè)：
機械制造及自動化
學 生 姓 名：
班 級：
學 號：
指 導 教 師：
完 成 時 間：
摘 要
本設計專用夾具的設計通油管底座零件加工過程的基礎上。主要加工部位是平面和孔加工。在一般情況下，確保比保證精密加工孔很容易。因此，設計遵循的原則是先加工面后加工孔表面。孔加工平面分明顯的階段性保證粗加工和加工精度加工孔。的基礎上，通過輸入輸出底面作一個良好的基礎過程的基礎。主要的流程安排是支持在定位孔過程中的第一個，然后進行平面和孔定位技術支持上加工孔。在隨后的步驟中，除了被定位在頂平面和孔的加工工藝及其他孔單獨過程。整個過程是一個組合的選擇工具。專用夾具夾具的選擇，有自鎖機構(gòu)，因此，更高的生產(chǎn)力，對于大批量，滿足設計要求。
關鍵詞：通油管底座類零件；工藝；夾具；
ABSTRACT
Basic design the design of special fixture pipe base parts machining process. The main chassis parts through the pipe surface roughness, the hole processing. In general, ensure easy than guarantee precision machining precision holes. Therefore, the design principles of the first hole surface. Hole machining plane is divided into distinct stages to ensure the rough machining and machining precision machining hole. On the basis, through the input shaft and the output shaft hole of the bottom surface as the basis for a good basic reference process pipeline. The main flow arrangement is supported in the positioning hole of the first, and then the processing hole plane and the hole positioning technology support. In a subsequent step, in addition to being positioned in the processing technology of the top plane and holes and other holes separate process. The whole process is a combination of the selection tool. Special fixture fixture selection, a self-locking mechanism, therefore, higher productivity, for large quantities, to meet the design requirements.
Keywords: pipe base parts; technology; fixture;
III
目 錄
摘 要 II
ABSTRACT III
第一章 機械加工工藝規(guī)程設計 1
1.1 零件的分析 1
1.1.1 零件的作用 1
1.1.2 零件的工藝分析 1
1.2加工的問題和設計所采取措施 2
1.2.1 孔和平面的加工順序 2
1.2.2 孔系加工方案選擇 2
1.3 通油管底座加工定位基準的選擇 3
1.3.1 粗基準的選擇 3
1.3.2 精基準的選擇 3
1.4 通油管底座加工主要工序安排 3
1.5 機械加工余量、工序及毛坯的確定 4
1.6確定切削用量及基本工時（機動時間） 5
1.7 時間定額計算及生產(chǎn)安排 10
第二章 鉆4-?16孔夾具設計 12
2.1 研究原始質(zhì)料 12
2.2 定位、夾緊方案的選擇 12
2.3切削力及夾緊力的計算 13
2.4 誤差分析與計算 14
2.5鉆套、襯套、鉆模板設計與選用 15
2.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 16
第3章(銑A面)夾具設計 18
3.1設計要求 18
3.2夾具設計 18
3.2.1 定位基準的選擇 18
3.2.2 切削力及夾緊力的計算 18
3.3定位誤差的分析 20
3.4夾具設計及操作的簡要說明 21
結(jié) 論 22
致謝 23
參考文獻 24
V
29
第一章 機械加工工藝規(guī)程設計
1.1 零件的分析
1.1.1 零件的作用
本課題是通油管。通油管以保證兩軸之間的中心距離和并行處理的主要作用，并確保組件正確安裝。因此，通油管的加工質(zhì)量不但影響裝配精度和運動精度，又影響精度，性能和壽命。通過油管實現(xiàn)功能底面。
1.1.2 零件的工藝分析
由通油管底座零件圖可知。通油管底座零件圖顯示。管殼部分，分別安裝在五個平面的外表面加工的需要。支持前和后孔。此外，表面還需加工一系列孔?？煞秩M加工表面。分析如下：
（1）以底面主要加工表面加工面。這一組表面包括：底面銑削加工；孔加工其中底面有表面粗糙度要求。
（3）頂面(A面)加工面。這一組包括：頂面(A面)的銑加工；其中孔加工底面粗糙度要求，
1.2加工的問題和設計所采取措施
由以上分析可知。通油管底座零件加工表面是平面和孔系。一般保證平面加工精度要比保證孔精度更加容易一些容易。因此，在這個過程中的主要問題是確保和孔的位置精度，應對孔與平面間的關系。由于是大生產(chǎn)量生產(chǎn)。要考慮因素如何滿足提高加工過程中的效率問題。
1.2.1 孔和平面的加工順序
應按照粗加工和精加工互相分開原則，將孔、平面加工劃粗加工和精加工兩個階段，保證精度。處理應遵循先加工面后來加工孔，第一個基準，定位基準的表面處理。然后，整個系統(tǒng)的過程。地基處理的管道應遵循這一原則。因為平面面積大，采用平面定位可以保證可靠的定位牢固，進而保證孔加工精度。其次，首先先加工面可以去除鑄件不均勻表面，進而為孔加工提供前提，也有利于保護刀具。
1.2.2 孔系加工方案選擇
通過通油管底座的加工方案，應選擇符合加工方法，加工精度和加工設備。主要考慮加工精度和效率，此外還有考慮經(jīng)濟因素。了滿足精度和生產(chǎn)率的要求，應選擇在的最終價格。
根據(jù)精密管的基通油管底座部要求顯示和生產(chǎn)力的要求，目前應用在鏜床夾具鏜床組合適于。
（1）鏜套加工
在大批量生產(chǎn)中，加工管底座通孔通常是在組合鏜床的鏜模。加工孔鏜夾具在設計和制造要求。當鏜桿的鏜套引導鏜，鏜模的精度直接保證鑰匙孔的精度。
鏜模提高系統(tǒng)抗振動、剛度。同時加工幾個工件的過程。生產(chǎn)效率很高。結(jié)構(gòu)復雜，成本高制造困難，鏜模制造和裝配在夾具誤差鏜桿鏜襯套磨損等原因。加工精度可通過鉆孔獲得也受到一定的限制。
（2）用坐標鏜方法
在現(xiàn)代生產(chǎn)中，不僅要求產(chǎn)品的生產(chǎn)率高，而且可以實現(xiàn)大的品種和數(shù)量，和產(chǎn)品的升級換代，所需時間短。普通的鏜模加工，生產(chǎn)成本高，周期長，難滿足要求，和坐標鏜可以滿足這一要求。鏜加工模板還需要利用坐標鏜床。
隨著坐標鏜削的方法，需要通油管底座孔的和在直角坐標轉(zhuǎn)換成的和公差的公差，然后用在笛卡爾坐標系統(tǒng)的運動精度鏜。
1.3 通油管底座加工定位基準的選擇
1.3.1 粗基準的選擇
基準的選擇應滿足下列要求：
（1）保證每個重要支持均勻的加工余量；
（2）保證零件和管壁有一定的差距。
為了滿足要求，主要支持應作主要參考孔。作粗基準輸入軸和輸出軸。它是從頂部背面附近的四自由度的限制主要參考孔，然后另一主軸定位限制第五個自由度的軸承孔。當孔作粗基準的精度的參考。因此，主軸承孔的精定位，孔的加工余量必須統(tǒng)一。因與孔的位置，墻是相同的核心的位置。
1.3.2 精基準的選擇
從孔與孔的位置，孔與平面，平面與平面的位置。精基準的選擇應能確保在整個過程的統(tǒng)一的管道基本上可以使用參考位置。從管底座零件圖的分析，支撐孔平行并覆蓋大面積的平面與主軸，適合用作精基準。但與平面定位只能三自由度的限制，如果使用一二孔定位方法對典型的全過程，基本能夠滿足定位要求的參考。最后，雖然它是裝配基準通油管底座地，但因它是對垂直主軸承孔的基礎。
1.4 通油管底座加工主要工序安排
用于零件的批量生產(chǎn)，總是首先產(chǎn)生均勻的基準?；艿奶幚淼牡谝徊绞翘幚硪粋€統(tǒng)一的基礎。具體安排第一孔定位粗后，加工頂平面。第二步是定位兩個工藝孔。由于頂面處理后到管道基礎處理已經(jīng)完成，除了個人的過程，作定位基準。因此，孔底面也應在兩個工藝孔加工工藝處理。
工序安排應該是盡可能地先加工表面然后再加工孔。首先粗加工面，然后粗加工孔。螺紋孔鉆床的鉆頭，切削力大，也應在粗加工階段完成。對于工件，需要精加工是支持前孔與平面結(jié)束后。根據(jù)以上原則應該先完成加工平面加工孔，但在本裝置實際生產(chǎn)不易保證孔和端面互相垂直的。因此，工藝方案實際上是用于精加工軸承孔，從而支持擴孔芯棒定位端處理，所以容易保證的端部的圖紙上的全跳動公差。螺紋孔攻絲時，切削力小，可以分散在后期階段。
根據(jù)以上分析過程，現(xiàn)將通油管底座加工工藝路線確定如下：
工藝路線一：
1、鑄造
2、時效處理
3、銑削底面
4、銑削頂面(A面)
5、銑削側(cè)面
5、鉆4-Φ16定位銷孔
6、終檢
7、清洗入庫
綜合選擇方案：
1、鑄造
2、時效處理
3、銑削底面
4、銑削頂面(A面)
5、銑削側(cè)面
5、鉆4-Φ16定位銷孔
6、終檢
7、清洗入庫
1.5 機械加工余量、工序及毛坯的確定
“通油管底座”零件材料采用HT200制造。材料是HT200，硬度HB170到240，大批量生產(chǎn)，鑄造毛坯。
（1）底面的加工余量。
根據(jù)要求，面加工分粗、精銑加工。
各步余量如：
粗銑：參照《工藝手冊第1卷》。其余量值規(guī)定，現(xiàn)取。
粗銑平面時厚度偏差取。
精銑：參照《工藝手冊》，其余量值規(guī)定。
（2）面加工余量。根據(jù)工藝要求，端面分粗銑、精銑加工。各余量如下：
粗銑：參照《手冊第1卷》，加工余量是，現(xiàn)取值為。
1.6確定切削用量及基本工時（機動時間）
工序3：銑削底面
銑床X52K
刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）
齒數(shù)[10]
（1）粗銑
銑削深度：
每齒進給量：根據(jù)《工藝手冊》，取
銑削速度：參照《工藝手冊》，取
主軸轉(zhuǎn)速：，取
實際銑削速度：
進給量：
每分進給量：
：根據(jù)《工藝手冊》,
被切削層：由毛坯可知
刀具切入：
刀具切出：取
走刀次數(shù)1
機動時間：
（2）精銑
銑削深度：
每齒進給量：根據(jù)《工藝手冊》，取
銑削速度：參照《工藝手冊》，取
主軸轉(zhuǎn)速：，取
實際銑削速度：
進給量：
每分進給量：
被切削層：由毛坯可知
刀具切入：精銑時
刀具切出：取
走刀次數(shù)1
機動時間：
本工序機動時間
工序4：銑削頂面(A面)
銑床X52K
刀具：硬質(zhì)合金端銑刀
（1）粗銑
銑削深度：
每齒進給量：根據(jù)《工藝手冊》，取
銑削速度：參照《工藝手冊》，取
主軸轉(zhuǎn)速：，取
實際銑削速度：
進給量：
每分進給量：
：根據(jù)《工藝手冊》,
被切削層：由毛坯可知
刀具切入：
刀具切出：取
走刀次數(shù)1
機動時間：
（2）精銑
銑削深度：
每齒進給量：根據(jù)《工藝手冊》，取
銑削速度：參照《工藝手冊》，取
主軸轉(zhuǎn)速：，取
實際銑削速度：
進給量：
每分進給量：
被切削層：由毛坯可知
刀具切入：精銑時
刀具切出：取
走刀次數(shù)1
機動時間：
本工序機動時間
工序5：銑削側(cè)面
銑床X52K
刀具：硬質(zhì)合金端面銑刀，
（1）粗銑
銑削深度：
每齒進給量：根據(jù)《工藝手冊》，取
銑削速度：參照《工藝手冊》，取
主軸轉(zhuǎn)速：，取
實際銑削速度：
進給量：
每分進給量：
：根據(jù)《工藝手冊》表2.4.81,
被切削層：由毛坯可知
刀具切入：
刀具切出：取
走刀次數(shù)1
機動時間：
（2）精銑
銑削深度：
每齒進給量：根據(jù)《工藝手冊》，取
銑削速度：參照《工藝手冊》，取
主軸轉(zhuǎn)速：，取
實際銑削速度：
進給量：
每分進給量：
被切削層：由毛坯可知
刀具切入：精銑時
刀具切出：取
走刀次數(shù)1
機動時間：
本工序機動時間
工序5：鉆4-Φ16定位孔
先鉆定位孔底孔Φ11
切削深度：
進給量：根據(jù)《工藝手冊》，取
切削速度：參照《工藝手冊》，取
主軸轉(zhuǎn)速：，取
實際切削速度：
被切削層：
刀具切入：
刀具切出：
走刀次數(shù)1
機動時間：
鉸定位孔
進給量：根據(jù)《工藝手冊》，擴盲孔取
切削速度：參照《工藝手冊》，取
主軸轉(zhuǎn)速：，取
實際切削速度：
被切削層：
刀具切入：
刀具切出：
走刀次數(shù)1
機動時間：
1.7 時間定額計算及生產(chǎn)安排
設年產(chǎn)量是10萬件。一年有250個工作日。一個日產(chǎn)量420。一天工作時間的計算8個小時，每部分的生產(chǎn)時間不應超過1.14min。機械加工單（在上述配方生產(chǎn)類型：）時間定額：大規(guī)模生產(chǎn)）
因此在單一的時間定額的計算公式的大規(guī)模生產(chǎn)：
其中：單件基本時間
輔助時間。一個過程的每一件必須及時進行的各種輔助動作的消費，包括裝卸時間和輔助時間工作，生理需要時間百分比的操作時間
步驟1：粗，精銑底
移動時間：
輔助時間：根據(jù)《技術手冊》，一步一步的時間。因為在裝卸時間生產(chǎn)線很短，所以裝卸時間。然后
根據(jù)《技術手冊》表：2.5.48，
單間時間定額：
因此布置2臺同時加工。
即能滿足生產(chǎn)要求
工序2：鉆底面孔、鉸定位孔
機動時間：
輔助時間：參照《工藝手冊》，取工步輔助時間。在生產(chǎn)線上卸工件時間短，取卸工件時間。則
：根據(jù)《工藝手冊》表2.5.43，
單間時間定額：
因此布置一臺即能滿足生產(chǎn)要求。
工序3：粗銑側(cè)面凸臺
機動時間：
輔助時間：參照《工藝手冊》HT200，取工步輔助時間。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間。則
：根據(jù)《工藝手冊》，
單間時間定額：
因此布置一臺即能滿足生產(chǎn)要求。
第二章 鉆4-?16孔夾具設計
2.1 研究原始質(zhì)料
利用本夾具主要用來鉆4-?16孔，加工時除了要滿足粗糙度要求外，
先鉆一個孔，然后旋轉(zhuǎn)鉆第二個孔，在旋轉(zhuǎn)鉆第三個，然后第四個孔。
因為加工精度不高，故在加工中，主要目的是降低生產(chǎn)成本，減輕勞動強度從而來提高效率。
2.2 定位、夾緊方案的選擇
零件圖顯示：在前面的孔的加工，在粗，精銑，鉆，表面擴孔，擴孔。因此，定位，夾緊方案：
方案一：底面周圍和軸端定位，定位的V型塊.
方案二：表面，底表面的采用，銷軸位于擋銷和定位工藝孔的大孔端，夾緊方式與芯軸上的緊固螺母。
方案三：選擇一二銷定位方法，采用短圓柱銷孔的過程，和一個止動銷位于大孔端的夾持方法，操作簡單，通用性強的移動壓板夾緊。
與上述三個方案的比較分析：V型塊定位方案的定位和夾緊方式，擴大設計，安裝，和工件是不容易的。心軸夾緊，定位方案二是不正確的，也是不處理，以及定位和夾緊的應該分開，因為夾持損傷位置。
要合理選擇定位基準，不然會影響加工過程的質(zhì)量，進而最終工件質(zhì)量。選擇不合適的基準，故會增加加工過程或不合理工藝路線，導致夾具設計困難，最終達不到零件加工精度（特別位置精度）。
所以應根據(jù)零件要求，保證加工要求，合理選擇定位基準。這一部分不需很高的技術要求，平行性和對稱性不高，所以應如何降低強度，提高工作效率，提高加工，減少定位誤差，選擇利于定位精度夾具設計，包括加工工藝，設計好定位夾具。
2.3切削力及夾緊力的計算
選用：鉆床Z525，刀具高速鋼刀具。
由文獻可得：
切削力公式：
式中
查表得：
其中：
即：
實際所需夾緊力
有：
安全系數(shù)K可按下式計算有：
式中：因素安全系數(shù)
所以
通過計算實際夾緊力不大，夾具結(jié)構(gòu)簡單操作方便，采用螺旋夾緊機構(gòu)。
取，，
根據(jù)切削力，夾緊力的影響因素，在夾緊不利狀態(tài)過程，該夾緊力的計算應該根據(jù)機械平衡原理來設計。最后，為了確?？煽繆A緊，數(shù)值乘以安全系數(shù)實際所需夾緊力。
安全系數(shù)K可按下式計算有：：
式中：是各種因素安全系數(shù)
所以有：
按以下公式計算有：
根據(jù)參考文獻可查得：
其中：
螺旋夾緊力：
通過計算實際所需夾緊力不大，該夾具具有結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，決定使用手動螺旋夾緊機構(gòu)。
2.4 誤差分析與計算
必須要滿足誤差的總和應該小于或等于該工序公差。
與夾具有關的加工誤差，一般可用下式表示：
由參考文獻可得：
⑴ 兩定位銷定位誤差 ：
其中：
，
，
，
⑵ 夾緊誤差 ：
其中接觸變形位移值：
查[5]表1～2～15有。
⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過
⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上、所設計的夾具滿足零件加工精度要求。
2.5鉆套、襯套、鉆模板設計與選用
為了減少輔助時間采用可換鉆套，以來滿足達到孔的加工的要求。
表
d
D
D1
H
t
基本
極限
偏差F7
基本
極限
偏差D6
＞0～1
+0.016
+0.006
3
+0.010
+0.004
6
6
9
--
0.008
＞1～1.8
4
+0.016
+0.008
7
＞1.8～2.6
5
8
＞2.6～3
6
9
8
12
16
＞3～3.3
+0.022
+0.010
＞3.3～4
7
+0.019
+0.010
10
＞4～5
8
11
＞5～6
10
13
10
16
20
＞6～8
+0.028
+0.013
12
+0.023
+0.012
15
＞8～10
15
18
12
20
25
＞10～12
+0.034
+0.016
18
22
＞12～15
22
+0.028
+0.015
26
16
28
36
＞15～18
26
30
0.012
＞18～22
+0.041
+0.020
30
34
20
36
HT200
＞22～26
35
+0.033
+0.017
39
＞26～30
42
46
25
HT200
56
＞30～35
+0.050
+0.025
48
52
＞35～42
55
+0.039
+0.020
59
30
56
67
＞42～48
62
66
＞48～50
70
74
0.040
鉆模板選用翻轉(zhuǎn)鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。
2.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu)
對夾具體的設計的基本要求
（1）應該保持精度和穩(wěn)定性
在夾具體表面重要的面，如安裝接觸位置，安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的，足夠的精度，之間的位置精度穩(wěn)定夾具體，夾具體應該采用鑄造，時效處理，退火等處理方式。
（2）應具有足夠的強度和剛度
保證在加工過程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動是不允許的，夾具應有足夠的厚度，剛度可以適當加固。
（3）結(jié)構(gòu)的方法和使用應該不錯
夾較大的工件的外觀，更復雜的結(jié)構(gòu)，之間的相互位置精度與每個表面的要求高，所以應特別注意結(jié)構(gòu)的過程中，應處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強度）前提下，應能減小體積減輕重量，結(jié)構(gòu)應該簡單。
（4）應便于鐵屑去除
在加工過程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時清除，切削熱的積累會破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個過程中的鐵屑不多，可適當增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對切削過程中產(chǎn)生更多的，一般應在夾具體上面。
（5）安裝應牢固、可靠
夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的。當夾安裝在重力的中心，夾具應盡可能低，支撐面積應足夠大，以安裝精度要高，以確保穩(wěn)定和可靠的安裝。夾具底部通常是中空的，識別特定的文件夾結(jié)構(gòu)，然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。
加工過程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產(chǎn)生沖擊和振動，夾具的形狀，取決于夾具布局和夾具和連接，在因此夾具必須有足夠的強度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設計，必須考慮結(jié)構(gòu)應便于鐵屑。此外，夾點技術，經(jīng)濟的具體結(jié)構(gòu)和操作、安裝方便等特點，在設計中還應考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，切割積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設計，必須考慮結(jié)構(gòu)應便排出鐵屑。
第3章(銑A面)夾具設計
3.1設計要求
為了提高效率，提高加工質(zhì)量，減少勞動強度和體力，加工銑A面，需要設計專用夾具。這里的銑床夾具（銑）專用夾具，夾具將用于X62W銑床。
3.2夾具設計
3.2.1 定位基準的選擇
通過零件圖可以看出：在加工A平面面之前已經(jīng)加工過底面，底面進行過粗，精銑，粗，精加工。
因此，定位，夾緊方案：
方法1：選擇我的底面和側(cè)面夾緊方式，操作簡單，通用性強的移動壓板夾緊。
方案2：選擇一面二銷，夾緊方法操作簡單，通用性強的移動壓板夾緊。
與上述兩個方案的比較分析：定位方案二是不正確的，固定銷的位置是固定的，和定位夾緊應分開，因為夾持損傷位置。
通過比較分析我符合要求，軸孔加工和孔的公差，選擇小孔和定位孔，以保證公差要求。定位誤差滿足要求的范圍內(nèi)，在結(jié)構(gòu)中的位置的簡單易操作。
3.2.2 切削力及夾緊力的計算
刀具：面銑刀硬質(zhì)合金
刀具有關幾何參數(shù)：
由參考文獻，銑削切削力計算公式：
有：
根據(jù)應力影響切削力，夾緊力，在夾緊的最不利彎矩狀態(tài)的過程中該夾緊力的計算根據(jù)靜力平衡原理。確?？煽繆A緊，實際所需夾緊力是安全系數(shù)乘以數(shù)值，
即：
安全系數(shù)K可按下式計算：
式中是各個因素安全系數(shù)，查文獻可知其公式參數(shù)：
由此可得：
所以
經(jīng)過計算得出所需夾緊力不大，夾具應該采用結(jié)構(gòu)簡單，方便操作使用的方式進行裝夾，因此采用手動螺旋夾緊機構(gòu)。確定夾緊力方向
（1）夾緊力作用點選擇
作用點A.夾緊力應作用在在支承定位元素。
B.夾緊力作用點應該作用在要加工的工件剛性較好部位，可防止或減少對影響工件加工的精度。
C.夾緊力的作用點應該在加工表面的周圍。
（3）估計的夾緊力
確定夾緊力理論的大小，計算夾緊力是個非常復雜的問題，只是一個粗略估計。切削力，離心力，慣性力和重力，并夾緊力應力平衡計算。但事實上，工藝系統(tǒng)剛度的大小，夾緊的相關轉(zhuǎn)移效率等。此外，切削力的大小變化的過程中，因此，
估計方法：一是在最不利的夾緊找到的瞬時狀態(tài)，夾緊力，需要估計的條件；二是只考慮電力系統(tǒng)中的主要因素，在電力系統(tǒng)中的次要因素的省略。
估計程序：
理論夾緊力和切削力FP組FJ最大靜平衡方程A：FJ =Φ（FP）
B.的夾緊力FJ的實際需要，應考慮安全因素，F(xiàn)J = kfj。
檢查是否C.夾緊的夾緊力滿足FJ的條件
該夾具是由定位和夾緊兩個緊密相連的過程。選址問題進行了研究，在前面，目的是對工件的定位方法和定位精度，解決的是保證。
在大多數(shù)情況下只有一個好地方，也不能被處理。只有在夾具上設有夾緊裝置相應的夾持工件，在工件夾具完成任務。
夾緊裝置的基本任務工件的定位夾持過程中實現(xiàn)的，可以正確夾緊工件的定位正確不正確。
通用夾緊裝置包括一個移動源產(chǎn)生的原動力部分。夾緊機構(gòu)是接受和傳遞原始的力量，使夾緊力，以及任務的夾持部分的實現(xiàn)。他包括中間輸送機構(gòu)和夾緊元件。
考慮到性能，批量生產(chǎn)加工時，通過手動夾緊的決定。
螺旋夾緊機構(gòu)是另一種形式的斜楔夾緊螺桿，直接夾緊元件，或與其他元素或機制相結(jié)合的夾緊機構(gòu)夾緊工件。夾緊機構(gòu)是最廣泛使用的。
螺桿的螺旋夾緊機構(gòu)，實際上相當于在圓柱體，其作用原理與斜楔是一樣的。同時產(chǎn)生的斜坡運動時的壓力夾緊工件。
式中參數(shù)由參考文獻可查得：
其中：
螺旋夾緊力：
該夾具采用螺旋夾緊機構(gòu)， 由上述計算易得：
由計算可知所需實際夾緊力不是很大，了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。
3.3定位誤差的分析
必須要滿足誤差的總和應該小于或等于該工序公差。
與夾具有關的加工誤差，一般可用下式表示：
由文獻可得：
定位誤差 ：
其中：
，
，
，
⑵ 夾緊誤差 ：
其中接觸變形位移值：
查[5]表1～2～15有。
⑶ 磨損導致加工誤差：應該不超過
⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取
誤差總和：
根據(jù)以上的情況分析，本課題所設計的夾具能滿足零件的加工設計制造的要求。
3.4夾具設計及操作的簡要說明
由于大規(guī)模生產(chǎn)，提高勞動生產(chǎn)率的主要考慮。這樣的設計，需要改變零件的加工速度快。夾具設計，大平面定位移動的三個自由度，兩個自由度，最后一個旋轉(zhuǎn)度的自由定位塊。
結(jié) 論
通油管底座的加工工藝及夾具設計，主要是對加工工藝及夾具設計。主要是確定的工藝設計的工藝路線，確定加工和切削參數(shù)，基本工時，本設計的零件工藝路線是正確合理的，定位和夾緊的夾緊機構(gòu)可實現(xiàn)定位和夾緊的目的，可以保證工件的加工精度。在很多問題的設計過程中，假設出現(xiàn)不合理工藝路線，甚無法保證夾具設計的準確性。在夾具設計中，由于定位基準的選擇不合理，出現(xiàn)了定位或不定位零件加工精度無法保證。在夾緊機構(gòu)由于尺寸的選擇，如不合理，但沒有達到夾緊的目的，也可能是由于位置的夾緊力和工件表面的作用所產(chǎn)生的營業(yè)額不合理。然而，在老師的細心指導的悉心指導下，經(jīng)過三個月的努力，這些問題都一一解決方案。在這一過程中，加工工藝及夾具設計知識和更深入的了解，提高了綜合專業(yè)知識的能力，我的專業(yè)知識，進一步提高技能，為以后從事專業(yè)技術工作。然而，在老師的細心指導的悉心指導下，經(jīng)過三個月的努力，這些問題都一一解決方案。在這一過程中，加工工藝及夾具設計知識和更深入的了解，提高了綜合專業(yè)知識的能力，我的專業(yè)知識，進一步提高技能，為以后從事專業(yè)技術工作。通過這次的畢業(yè)設計，我深深地感受到，做任何事都必須有耐心，細心。有時是不小心計算誤差，只能被無情地重做。但一想到老師教得比平時多，病人，認為他們的社會責任感的未來，思想在世界上是因為一些小錯誤，讓人觸目驚心的事故，我不能不提醒自己，要形成一個高度負責的好習慣，一絲不茍。發(fā)現(xiàn)自己的知識真的很差，他們的能力，用學到的知識是不夠的，幾年來學習很多課程，今天才知道自己和不使用。想到這里，我真的有點不耐煩。主要是確定的工藝設計的工藝路線，確定加工和切削參數(shù)，基本工時，本設計的零件工藝路線是正確合理的，定位和夾緊的夾緊機構(gòu)可實現(xiàn)定位和夾緊的目的，可以保證工件的加工精度。在很多問題的設計過程中，假設出現(xiàn)不合理工藝路線，甚無法保證夾具設計的準確性。在夾具設計中，由于定位基準的選擇不合理，出現(xiàn)了定位或不定位零件加工精度無法保證。在夾緊機構(gòu)由于尺寸的選擇，如不合理，但沒有達到夾緊的目的，也可能是由于位置的夾緊力和工件表面的作用所產(chǎn)生的營業(yè)額不合理。然而，在老師的細心指導的悉心指導下，經(jīng)過三個月的努力，這些問題都一一解決方案。在這一過程中，加工工藝及夾具設計知識和更深入的了解，提高了綜合專業(yè)知識的能力，我的專業(yè)知識，進一步提高技能，為以后從事專業(yè)技術工作。然而，在老師的細心指導的悉心指導下，經(jīng)過三個月的努力，這些問題都一一解決方案。在這一過程中，加工工藝及夾具設計知識和更深入的了解，提高了綜合專業(yè)知識的能力，我的專業(yè)知識，進一步提高技能，為以后從事專業(yè)技術工作。通過這次的畢業(yè)設計，我深深地感受到，做任何事都必須有耐心，細心。有時是不小心計算誤差，只能被無情地重做。但一想到老師教得比平時多，病人，認為他們的社會責任感的未來，思想在世界上是因為一些小錯誤，讓人觸目驚心的事故，我不能不提醒自己，要形成一個高度負責的好習慣，一絲不茍。發(fā)現(xiàn)自己的知識真的很差，他們的能力，用學到的知識是不夠的，幾年來學習很多課程，今天才知道自己和不使用。想到這里，我真的有點不耐煩。
23
致謝
畢業(yè)設計是大學知識，相關的專業(yè)知識的綜合運用，是知識在實踐中的應用。通過本次畢業(yè)設計，使我的專業(yè)知識得到鞏固和提高在原來的基礎上，就離不開老師和同學的幫助。設計的分析是在老師的指導下完成的，在分析過程中，老師給了我很大的鼓勵，在設計和分析使我覺得更多的設計思路，提高的學習能力，和討論的問題的分析，有一個更清楚的了解，使我受益不淺。
說實話，畢業(yè)設計真是有點累了。然而，明確其自身的設計結(jié)果，畢業(yè)設計仔細回味的旅程，一個罕見的成功立刻讓我昏昏欲睡。雖然這是我剛學的第一個走，一點在我的生命中的成功，但它讓我覺得更成熟了。通過這次的畢業(yè)設計，我深深地感受到，做任何事都必須有耐心，細心。有時是不小心計算誤差，只能被無情地重做。但一想到老師教得比平時多，病人，認為他們的社會責任感的未來，思想在世界上是因為一些小錯誤，讓人觸目驚心的事故，我不能不提醒自己，要形成一個高度負責的好習慣，一絲不茍。發(fā)現(xiàn)自己的知識真的很差，他們的能力，用學到的知識是不夠的，幾年來學習很多課程，今天才知道自己和不使用。想到這里，我真的有點不耐煩。
因為臨近畢業(yè)的時間，許多本來應該了解到的地方都沒有時間去仔細調(diào)查的來源，如控制，協(xié)調(diào)電網(wǎng)的理解，選擇求解器，它使我明白大學只是一個大致的方向，和距離太遠，離實際應用。但我認為，方向是最重要的，因為方向，將用最少的精力去做事情，這項工作后，我的生命。因為在實際生產(chǎn)生活中，從事的工作是千差萬別的，只有找到自己最喜歡的，最有前途的工作，個人有更高的熱情，但也最有可能在自己的崗位上做出一定的貢獻。
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