配流盘车床夹具设计前言随着科学技术的进步和生产的发展，要求机械工业不断提供先进的技术装备，加之市场需求的变化多端，产品更新换代的周期越来越短，多品种、小批量生产的比例在提高。这样。传统的成产技术准备工作，很不适应这种新的生产特点。为了适应机械工业又好又快发展的需要，机床夹具的设计与制造技术也必须与时俱进，要求企业的高级技能人才不断设计出构思合理、结构正确、工艺性良好的各种新型夹具。但是任何设计都是一项涉及多种科学、多种技术的交叉工程。要学习和掌握现代夹具设计方法，首先必须牢固地掌握前人所总结的传统夹具设计原理和丰富的夹具结构知识，从而掌握一把创新的思路钥匙，才能进行更高一级的创造性劳动。当人们谈起制造行业中的发展时，很少谈到工件夹夹具，但是在零件生产的基本领域，正吹着改革之风。如今，制造商们需要供应商提供一步到位服务，他们要求世界范围内的当地供应商能够支持全球化生产。他们需要交钥匙解决办法。他们坚持与供应商保持并行生产过程开发。他们努力寻求各种以及所有可以降低其产品生产时间的对策。那些制作夹具的人，必须采用与制作价值好几百万美元的加工中心的人们所采用的相同的规则，如今他们正在迎接这种挑战。工件夹具供应商们已经扩大了地区影响，采用一种合作伙伴方式与用户工作，开发动力系统以提高精度，研究新的材料并开发旧夹具的新处理方法，并发明了监控夹具性能的方法。让我们来看看千年之际的夹具行业。夹具最早出现在18世纪后期。随着科学技术的不断进步，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具；另一方面，在多品种生产的企业中，每隔34年就要更新5080左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为1020左右。特别是近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统（FMS）等新加工技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求：夹具是机械加工中的一种工艺装备。在生产中具有很大的作用，具体地表现在以下几个方面。1、保证工件的加工精度和稳定产品质量夹具在机床加工中的基本作用是，保证工件的相对位置精度。例如，采用弹簧心轴定位，其定新精度可达0.06mm；用车床夹具加工孔的中心距误差可控制在0.10.2mm。可见，采用能直接定位的夹具后，比划线找正所达到的加工精度要求高得多。而且稳定可靠。近年来，各种机械产品都趋向于提高组成零件的机械加工精度，这不仅需要夹具，并且要求夹具应不断地提高精度，如采用电磁无心磨夹具，工件的几何精度可达0.00020.0005mm,这说明，产品质量和夹具的关系是非常密切的。 2、提高劳动生产率和降低加工成本我国拥有的机床台数占世界前例，如果使这些机床有很好的配套夹具，对发挥机床的潜力会起着重要的作用。一般说，采用专用夹具可省去画线找正等工作，初进生产率的提高以及降低加工成本。近年来，由于夹具向标准化；可调化和组合等方面发展，在小批生产中也适当地使用了专用夹具，不仅可以提高劳动生产率，而且可以获得良好的技术经济习效果。3、充分发挥机床的性能在一台普通车床上配备一个专门设计的旋转刀架，可以加工圆球；若配备一个摆动刀架可以加工叶片的型面。因此，采用专用夹具可以扩大机床的使用范围，从而达到“一机多能”，同时也是改变生产面貌的一个有效途径。4、改善工人劳动条件采用夹具后，工件的装卸显然要比不用夹具方便、省力、安全。例如，采用电动卡盘，只要按一下电钮就可以完成工件的夹紧或松开动作。又如采用如图45所示夹具，完成几个孔的加工，只需装卸一次工件。可见，在加工中采用夹具，可以有效地改善劳动条件。夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。常见的夹紧机构31斜楔夹紧机构斜楔是夹紧机构中最为基本的一种形式，它是利用斜面移动时所产生的力来夹紧工件的，常用于气动和液压夹具中。在手动夹紧中，斜楔往往和其他机构联合使用。斜楔夹紧机构的缺点是夹紧行程小，手动操作不方便。斜楔夹紧机构常用在气动、液压夹紧装置中，此时斜楔夹紧机构不需要自锁。3.2 螺旋夹紧机构采用螺旋装置直接夹紧或与其他元件组合实现夹紧的机构，统称螺旋夹紧机构。螺旋夹紧机构结构简单，容易制造。由于螺旋升角小，螺旋夹紧机构的自锁性能好，夹紧力和夹紧行程都较大，在手动夹具上应用较多。螺旋夹紧机构可以看作是绕在圆柱表面上的斜面，将它展开就相当于一个斜楔。3.3偏心夹紧机构偏心夹紧机构是斜楔夹紧机构的一种变型，它是通过偏心轮直接夹紧工件或与其他元件组合夹紧工件的。常用的偏心件有圆偏心和曲线偏心，圆偏心夹紧机构具有结构简单，夹紧迅速等优点；但它的夹紧行程小，增力倍数小，自锁性能差，故一般只在被夹紧表面尺寸变动不大和切削过程振动较小的场合应用。3.4 定心夹紧机构定心夹紧机构能够在实现定心作用的同时，又起着将工件夹紧的作用。定心夹紧机构中与工件定位基面相接触的元件，既是定位元件，又是夹紧元件。3.5 铰链夹紧机构铰链夹紧机构是一种增力装置，它具有增力倍数较大、摩擦损失较小的优点，广泛应用于气动夹具中。3.6 联动夹紧机构联动夹紧机构是一种高效夹紧机构，它可通过一个操作手柄或一个动力装置，对一个工件的多个夹紧点实施夹紧，或同时夹紧若干个工件。夹紧装置的组成和基本要求一：夹紧装置的组成夹紧装置的种类很多，但其结构由两部分组成。1 动力装置-产生夹紧力机械加工过程中，要保证工件不离开定位时占据的正确位置，就必须有足够的夹紧力来平衡切削力，惯性力，离心力及重力对工件的影响。夹紧力的来源，一是人力；二是某种动力装置。常用的动力装置有：气压装置，地磁装置，电动装置，电机装置，气-液联动装置和真空装置等。2 夹紧机构-传递夹紧力。要使动力装置所产生的力或人力正确地作用到工件上 ，需有适当的传递机构。在工件夹紧的过程中起力的传递作用的机构，称为夹紧机构。夹紧机构在传递的过程中，能根据需要改变力的大小，方向和作用点。手动夹具的夹紧机构还应具有良好的自锁性能，以保证人力的作用停止后，仍能可靠的夹紧工件。3.7对夹紧装置的基本要求1夹紧过程中，不改变工件定位后占据的正确位置。2夹紧力的大小适当，一批工件的夹紧力要稳定不变。既要保证工件在整个过程中的位置稳定不变，振动小，又要使工件不产生过大的夹紧变形。夹紧力稳定可减少夹紧误差。3夹紧的装置的复杂程度应与工件的生产纲领相适应。工件生产批量愈大，允许设计复杂，效率愈高的夹紧装置。4工艺性好，使用性好。其结构应力求简单 ，便于制造和维修。夹紧装置的操作应当方便，安全，省力。3.8夹紧力的方向选择1)夹紧力的作用方向应有利于工件的准确定位，而不能破坏定位。措施：夹紧力要垂直指向主要定位面。2)夹紧力的作用方向应尽量与工件刚度最大的方向相一致，以减小工件变形。3)夹紧力的作用方向应尽可能与切削力、工件重力方向一致，以减小所须的夹紧力夹具作用点的选择1)夹紧力作用点应正对支承元件或位于支承元件所形成的支承面内，以保证工件已获得的定位不变。2)夹紧力作用点应处在工件刚性较好的部位，以减小工件的夹紧变形。3)夹紧力作用点应尽可能靠近被加工表面，以便减小切削力对工件造成的翻转力矩。夹紧力大小的估算夹紧力不能过小过大。夹紧力不足，会使工件在切削过程中产生位移并容易引起振动；夹紧力过大又会造成工件或夹具不应有的变形或表面损伤。 夹紧力的大小可根据作用在工件上的各种力：切削力、工件重力的大小和相互位置方向来具体计算，确定保持工件平衡所需的最小夹紧力； 为安全起见将最小夹紧力乘以安全系数k，可得到所需要的夹紧力。夹具设计时，其夹紧力一般比理论值大23倍问题的提出利用本夹具主要用来车配流盘的端端和两个螺纹孔。这两个螺纹孔都有一定的技术要求. 夹具设计1定位基准的选择 由零件图可知，螺纹孔有位置度要求，面有垂直度要求，为了使定位误差为零，应选用大平面及两个11内圆柱面定位的定心夹具。2切削力及夹紧力计算：刀具：YG8端面车刀，螺纹车刀。车端面。=9.8=138.7 ， =1.0=1.0 ， =1=9.8138.72.111=602.2（N）设计时用二压板夹紧装置。=2=1204.4（N）由夹紧机构产生的实际夹紧力应满足下式：=安全系数 ：= -基本安全系数 1.5 -加工性质系数 1.1 -刀具钝化系数 1.2 -断续切削系数 1.2=1.51.11.21.21204.4 =2860.7（N）因该夹具是车夹具，夹具在工作时与主轴一起旋转，且尺寸较大，为减轻工人劳动强度和保证加工精度。夹具的动力装置选手动夹具。P=19500（N）则 =8750（N）。则远远高于要求的夹紧力，因此工作是可靠的。3定位误差分析：（1）定位元件尺寸及公差的确定。 夹具的主要定位面是大平面和11内圆柱面。零件的精度由这二个主要定位面来保证。（2）计算加工完零件的同轴度误差。=0-（-0.01）=0.010.04。故同轴度误差是允许的。夹紧元件的误差是允许的。4夹紧元件的强度校核： 夹具中两个压板的轴向力是较大的。=8750（W）=17.8（MPa）压板为45号钢=353MPa, n=2.0=176.5MPa故安全。夹具设计及操作的简要说明如前所述，在夹具设计中，应注意提高劳动生产率。为此，应首先着眼手动夹紧方式。因为这是零件装夹速度提高的重要途径，从中选择了手动夹紧方式。在设计专用夹具时，应尽量采用通用部件和标准件，减少非标准件的选用，以提高夹具标准化程度，缩短夹具设计和制造周期，因此应采用高效、省力、便捷的专用夹具结构。在设计专用夹具时，应尽量采用通用部件和标准件，减少非标准件的选用，以提高夹具标准化程度，缩短夹具设计和制造周期。夹具的零件和部件既要重量轻又要具有足够的刚度和强度，尤其夹具体上各更应该有足够的刚度，以保证装在夹具体上的各元件的位置不变，并在加工过程中不产生振动从而保证工件的加工精度，由于夹具体的结构形状比较复杂，从工艺性和刚度观点考虑夹具体应采用铸铁材料。另外，在夹具的结构设计中应考虑零件在加工过程中是否受力均衡，如果在加工过程中易产生振动等一系列影响零件加工质量的因素时，应考虑采用辅助支撑机构。夹具的零件和部件既要重量轻又要具有足够的刚度和强度，尤其夹具体上各更应该有足够的刚度，以保证装在夹具体上的各元件的位置不变，并在加工过程中不产生振动从而保证工件的加工精度，由于夹具体的结构形状比较复杂，从工艺性和刚度观点考虑夹具体应采用铸铁材料。另外，在夹具的结构设计中应考虑零件在加工过程中是否受力均衡，如果在加工过程中易产生振动等一系列影响零件加工质量的因素时，应考虑采用辅助支撑机构。经计算和比较，考