共38頁第

頁

-

PAGE

39

-

目錄

目錄

1

摘要 3

導言 4

第一章概述 6

1.1夾具的概念 6

1.2夾具的主要功能 6

1.3夾具的分類 6

1.4夾具的組成 7

1.5常用定位元件及選用 8

1.6工件的夾緊 12

1.7機床夾具現(xiàn)狀及發(fā)展方向 15

第二章一種夾具裝置的整體方案及工作原理 16

2.1設計要求 16

2.2創(chuàng)新構(gòu)思，方案設計 16

2.3夾持功能的實現(xiàn) 19

2.4自動送料功能的實現(xiàn) 21

2.5直齒輪的設計、建模步驟 22

2.6定位誤差的計算 32

第三章基于PROE的結(jié)構(gòu)設計與建模 33

3.1夾具整體裝配圖 33

3.2本作品的主要特點及創(chuàng)新點 33

論文總結(jié) 35

致謝 36

參考文獻 37

附錄 38

一種夾具裝置的設計

學生：XXX

指導老師：XXX

教學單位：XXX大學機械工程與動力學院

摘要：本論文是結(jié)合目前實際生產(chǎn)中，常常發(fā)現(xiàn)僅用通用夾具不能滿足生產(chǎn)要求，不僅生產(chǎn)效率低、勞動強大，加工質(zhì)量不高，而且還需要增加劃線工序。為此專門設計的一種車床夾具，主要包括夾具的定位模塊，夾緊模塊、鉆孔模塊以及傳動件的校核分析。

以Pro/E軟件來進行一種夾具的結(jié)構(gòu)設計，并通過夾具加工特殊的零件。將自己以前學到的知識應用起來，把理論和實際相結(jié)合。在對夾具的結(jié)構(gòu)設計前要通過通過查閱資料、實地研究、整理資料、綜合運用對比分析等一系列研究方法進行整合，結(jié)合加工零件的實際情況制定切合實際的設計方案。然后通過所學知識綜合應用PRO\E的各項功能創(chuàng)建夾具的三維模型，最后進入組件，把所創(chuàng)建的夾具各零件裝配起來，進行校核。

設計結(jié)果是夾具各部件的設計思路，尺寸參數(shù)，三維和二維圖紙等，能夠半自動的根據(jù)要求大批量的加工特殊的工件。

關(guān)鍵詞：夾具；自動加緊；自動送料；尺寸參數(shù)；結(jié)構(gòu)造型；

Abstract:Thispaperisacombinationofthecurrentactualproduction,weoftenfoundonlyuniversalfixturecannotmeetproductionrequirements,notonlylowproductivity，laborpowerfulprocessingandthequalityisnothigh，butalsounderlinedtheneedtoincreaseprocess.Alathefixturewedesignedforthispurpose,includingthefixturepositioningsolutions,clampingscheme,theknifeprogram,checkingspecificfolderandlocatethekeyanalysisdesignandtransmissionparts.

ThesoftwareofPro/Eisusedtodesignajigandspecialpartsareprocessedthroughthisfixture.Hispreviouslyacquiredknowledge,integrateacombinationoftheoryandpractice.Beforethebeginningofthedesignationaboutstructuralofthefixture,weshouldpassthroughaccesstoinformation,fieldresearch,organizeinformation,acomprehensivecomparativeanalysisoftheuseofaseriesofresearchmethodssuchasintegration,combinedwiththeactualsituationofmachinedpartstodeveloprealisticdesign.ThentheknowledgecreatedthroughtheintegratedapplicationofPro\Efeaturesathree-dimensionalmodelofthefixture,andfinallyintocomponents,eachpartoftheclampassemblycreateduptobechecked.

Theresultofthedesignationisaboutideasdesign,dimensions,three-dimensionalandtwo-dimensionaldrawingsofeachcomponentfixtures,high-volumeprocessingofspecialworkpiececanbesemi-automaticuponrequest.

Keywords:Fixtures;Autointensify;automaticfeeding;dimensions;structuralmodeling;

導言

1.畢業(yè)設計目的

設計一個夾具，使之能夠自動夾緊直徑不小于15mm的圓柱形工件；并能夠連續(xù)送料，進行大批量生產(chǎn)加工。通過氣缸帶動兩個塊狀夾具同步前進或者后退，能夠保證圓柱形工件與卡盤中心線同軸，并通過理論計算驗證以及繪制三維零件機構(gòu)；并對可能出現(xiàn)同軸度誤差的因素做出必要分析；提供各部件的機構(gòu)圖。

2．論文寫作動機

應用PRO/E軟件設計出夾具的實體。對于設計的夾具的各部分畫法做出分析，例如齒輪在PRO/E軟件中如何生成，帶輪和氣缸如何生成，并對V型塊夾具進行實際的分析。還有送料功能的實現(xiàn)，以及其可行性分析。

3.機械創(chuàng)新設計

機械創(chuàng)新設計是充分發(fā)揮設計者的創(chuàng)造力和智慧，利用人類已有的相關(guān)科學理論、方法和原理，進行新的構(gòu)思，設計出新穎、有創(chuàng)造性及實用性的機構(gòu)和機械產(chǎn)品。

機機械創(chuàng)新設計遵循機械設計系統(tǒng)化方法，但它更加強調(diào)創(chuàng)造性。創(chuàng)新設計是增強機械產(chǎn)品市場競爭力的根本途徑。產(chǎn)品的性能、結(jié)構(gòu)、質(zhì)量、成本、維護性等都是在產(chǎn)品設計階段確定，創(chuàng)新設計既是面向產(chǎn)品全生命周期的設計，又是面向市場、面向用戶的設計，只有創(chuàng)新設計才能產(chǎn)生真正具有市場競爭力的創(chuàng)新產(chǎn)品。

機械創(chuàng)新設計是一項復雜、耗時的腦力工作，也是一項緊張而又繁重的體力勞動。為了提高設計效率，尋求科學的設計方法和有效的設計工具成為人們努力的目標，而設計自動化則是人類最終的理想設計方法。設計的科學性，一方面使得人們能夠從系統(tǒng)的角度更好地認識設計，減少不良設計的出現(xiàn)，另一方面也使得人們尋求設計工具的愿望成為可能。因此，滿足機械創(chuàng)新設計需求的CAD技術(shù)既是實際設計工作的需要，也是CAD技術(shù)未來的發(fā)展方向。

4.技術(shù)背景

CAD技術(shù)是計算機應用于工程設計中最早和最成功的典范。它的出現(xiàn)和廣泛使用，從根本上改變了傳統(tǒng)的以經(jīng)驗為主的設計方法。它將設計人員從費時、重復、煩瑣的手工繪圖方式中解放出來，不但提高了工程圖紙的質(zhì)量和繪制速度，而且能在設計完成前由計算機預先顯示產(chǎn)品最終的外形結(jié)構(gòu)供估價，更重要的是為設計人員將更多的時間和精力用于創(chuàng)造性的工作提供了條件，并為社會帶來了巨大的效益。

Pro/E軟件作為高端的三維設計軟件，用該軟件進行產(chǎn)品設計，無論設計中的哪部分進行了變更，這些變更都會傳播到所有后續(xù)信息中。Pro/E軟件能夠仿真和分析虛擬樣機及優(yōu)化設計，無需制造昂貴的實物樣機，即可以虛擬方式模擬實際的作用力和運動情況，并分析產(chǎn)品在這些情況下的可能出現(xiàn)的問題。在設計階段中及早洞察產(chǎn)品性能，從而改進產(chǎn)品性能，設計更好的產(chǎn)品，同時節(jié)省時間和成本。另外Pro/E軟件支持與多種CAD工具(包括相關(guān)數(shù)據(jù)交換)和業(yè)界標準數(shù)據(jù)格式兼容利用，與PTC的其他產(chǎn)品一起能形成團隊成員之間有效地共享數(shù)字化產(chǎn)品數(shù)據(jù)環(huán)境，基于產(chǎn)品研發(fā)體系，優(yōu)化數(shù)字化產(chǎn)品價值鏈，改善企業(yè)業(yè)務流程。

Pro/E采用了模塊方式，可以分別進行草圖繪制、零件制作、裝配設計、鈑金設計、加工處理等，保證用戶可以按照自己的需要進行選擇使用。

（1）.參數(shù)化設計和特征功能

Pro/Engineer是采用參數(shù)化設計的、基于特征的實體模型化系統(tǒng)，工程設計人員采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、殼、倒角及圓角，您可以隨意勾畫草圖，輕易改變模型。這一功能特性給工程設計者提供了在設計上從未有過的簡易和靈活。

（2）.單一數(shù)據(jù)庫

Pro/Engineer是建立在統(tǒng)一基層上的數(shù)據(jù)庫上，不象一些傳統(tǒng)的CAD/CAM系統(tǒng)建立在多個數(shù)據(jù)庫上。所謂單一數(shù)據(jù)庫，就是工程中的資料全部來自一個庫，使得每一個獨立用戶在為一件產(chǎn)品造型而工作，不管他是哪一個部門的。例如，一旦工程詳圖有改變，NC（數(shù)控）工具路徑也會自動更新；組裝工程圖如有任何變動，也完全同樣反應在整個三維模型上。這種獨特的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與工程設計的完整的結(jié)合，使得一件產(chǎn)品的設計結(jié)合起來。這一優(yōu)點，使得設計更優(yōu)化，成品質(zhì)量更高，產(chǎn)品能更好地推向市場，價格也更便宜。

第一章概述

1.1夾具概念

夾具是在機械制造過程中，用來固定加工對象，使之占有并保持正確的位置，以接受加工或檢測并保證加工要求的機床附加裝置，簡稱為夾具。在我們實際生產(chǎn)中夾具的作用是將工件定位，以使加工工件獲得相對于機床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。

1.2夾具的主要功能

在機床上加工工件的時候，必須用夾具裝好夾牢所要加工工件。將工件裝好，就是在機床上確定工件相對于刀具的正確位置，這一過程稱為定位。將工件夾緊，就是對工件施加作用力，使之在已經(jīng)定好的位置上將工件可靠地夾緊，這一過程稱為夾緊。從定位到夾緊的全過程，稱為裝夾。

1.3夾具的分類

夾具的種類很多，形狀千差萬別。為了設計、制造和管理的方便，往往按某一屬性進行分類。目前中國常用夾具有通用夾具、專用夾具、可調(diào)夾具、組合夾具和自動線夾具等五大類。

1．通用夾具

通用夾具是指結(jié)構(gòu)、尺寸已規(guī)格化，且具有一定通用性的夾具。其優(yōu)點是適應性強、不需要調(diào)整或稍加調(diào)整即可裝夾一定形狀和尺寸范圍內(nèi)的各種工件。這類夾具已商品化。如三爪自定心卡盤、四爪單動卡盤、臺虎鉗、萬能分度頭、頂尖、中心架、電磁吸盤等。采用這類夾具可縮短生產(chǎn)準備周期，減少夾具品種，從而減低生產(chǎn)成本。其缺點是夾具的加工精度不高，生產(chǎn)力較低且較難裝夾形狀復雜的工件，故適用于單件小批量生產(chǎn)中。

2．專用夾具

專用夾具是針對某一工件的某一道工序的加工要求而專門設計和制造的夾具。特點是針對性強。適用與產(chǎn)品相對穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn)中，可獲得較高的生產(chǎn)率和加工精度。

3．可調(diào)夾具

夾具的某些元件可調(diào)整或可更換，已適應多中工件的夾具，稱為可調(diào)夾具。它還分通用可調(diào)夾具和成組夾具兩類。

4．組合夾具

組合夾具是由可循環(huán)使用的標準夾具零部件組裝成易于連接和拆卸的夾具。根據(jù)被加工零件的工藝要求可以很快地組裝成專用夾具，夾具使用完畢，可以方便地拆開。

5．自動線夾具

自動線夾具一般分為兩種，一種為固定式夾具，它與專用夾具相似；另一種為隨行夾具，使用中夾具隨工件一起運動，并將工件沿著自動線從一個工位移至下一個工位進行加工。

1.4夾具的組成

雖然夾具的種類繁多，但它們的工作原理基本上是相同的。將各類夾具中，作用相同的結(jié)構(gòu)或元件加以概括，可得出夾具一般所共有的以下幾個組成部分，這些組成部分既相互獨立又相互聯(lián)系。

1．定位支承元件

定位支承元件的作用是確定工件在夾具中的正確位置并支承工件，是夾具的主要功能元件之一。定位支承元件的定位精度直接影響工件加工的精度。

2．夾緊裝置

夾緊元件的作用是將工件壓緊夾牢，并保證在加工過程中工件的正確位置不變。

3．連接定向元件

這種元件用于將夾具與機床連接并確定夾具對機床主軸、工作臺或?qū)к壍南嗷ノ恢谩?/p>

4．對刀元件或?qū)蛟?/p>

這些元件的作用是保證工件加工表面與刀具之間的正確位置。用于確定刀具在加工正確位置的元件稱為對刀元件，用于確定刀具位置并引導刀具進行加工的元件稱為導向元件。

5．其它裝置或元件

根據(jù)加工需要，有些夾具上還設有分度裝置、靠模裝置、上下料裝置、工件頂出機構(gòu)、電動扳手和平衡塊等，以及標準化了的其它聯(lián)接元件。

6．夾具體

夾具體是夾具的基體骨架，用來配置、安裝各夾具元件使之組成一整體。常用的夾具體為鑄件結(jié)構(gòu)、鍛造結(jié)構(gòu)、焊接結(jié)構(gòu)和裝配結(jié)構(gòu)，形狀有回轉(zhuǎn)體形和底座形等形狀。

上述各組成部分中，定位元件、夾緊裝置、夾具體是夾具的基本組成部分。

1.5常用定位元件及選用

工件在夾具中要想獲得正確定位，首先應正確選擇定位基準，其次是選擇合適的定位元件。工件定位時，工件定位基準和夾具的定位元件接觸形成定位副，以實現(xiàn)工件的六點定位。用定位元件選用時，應按工件定位基準面和定位元件的結(jié)構(gòu)特點進行選擇。

1.工件以平面定位

（1）以面積較小的已經(jīng)加工的基準平面定位時，選用平頭支承釘，以基準面粗糙不平或毛坯面定位時，選用圓頭支承釘，側(cè)面定位時，可選用網(wǎng)狀支承釘。

(2)以面積較大、平面度精度較高的基準平面定位時，選用支承板定位元件，用于面定位時用不帶斜槽的支承板，通常盡可能選用帶斜槽的支承板，以利清除切屑。

(3)以毛坯面，階梯平面和環(huán)形平面作基準平面定位時，選用自位支承作定位元件。但須注意，自位支承雖有兩個或三個支承點，由于自位和浮動作用只能作為一個支承點。

（4）以毛坯面作為基準平面，調(diào)節(jié)時可按定位面質(zhì)量和面積大小分別選用可調(diào)支承作定位元件。

（5）當工件定位基準面需要提高定位剛度、穩(wěn)定性和可靠性時，可選用輔助支承作輔助定位元件，但須注意，輔助支承不起限制工件自由度的作用，且每次加工均需重新調(diào)整支承點高度，支承位置應選在有利工件承受夾緊力和切削力的地方。

2工件以外圓柱定位

（1）當工件的對稱度要求較高時，可選用V形塊定位。V形塊工作面間的夾角α常取60°、90°、120°三種，其中應用最多的是90°V形塊。90°V形塊的典型結(jié)構(gòu)和尺寸已標準化，使用時可根據(jù)定位圓柱面的長度和直徑進行選擇。V形塊結(jié)構(gòu)有多種形式，有的V形塊適用于較長的加工過的圓柱面定位；有的V形塊適于較長的粗糙的圓柱面定位；有的V形塊適用于尺寸較大的圓柱面定位。

（2）當工件定位圓柱面精度較高時（一般不低于IT8），可選用定位套或半圓形定位座定位。大型軸類和曲軸等不宜以整個圓孔定位的工件，可選用半圓定位座。

3工件以內(nèi)孔定位

（1）工件上定位內(nèi)孔較小時，常選用定位銷作定位元件。圓柱定位銷的結(jié)構(gòu)和尺寸標準化，不同直徑的定位銷有其相應的結(jié)構(gòu)形式，可根據(jù)工件定位內(nèi)孔的直徑選用。當工件圓柱孔用孔端邊緣定位時，需選用圓錐定位銷。當工件圓孔端邊緣形狀精度較差時，選用圓錐定位銷；當工件需平面和圓孔端邊緣同時定位時，選用浮動錐銷。

（2）在套類、盤類零件的車削、磨削和齒輪加工中，大都選用心軸定位，為了便于夾緊和減小工件因間隙造成的傾斜，當工件定位內(nèi)孔與基準端面垂直精度較高時，常以孔和端面聯(lián)合定位。

綜上：正確定位，必須選對定位基準。

4對定位元件的基本要求

（1）限位基面應有足夠的精度。定位元件具有足夠的精度，才能保證工件的定位精度。

（2）限位基面應有較好的耐磨性。由于定位元件的工作表面經(jīng)常與工件接觸和磨擦，容易磨損，為此要求定位元件限位表面的耐磨性要好，以保持夾具的使用壽命和定位精度。

（3）支承元件應有足夠的強度和剛度。定位元件在加工過程中，受工件重力、夾緊力和切削力的作用，因此要求定位元件應有足夠的剛度和強度，避免使用中變形和損壞。

（4）定位元件應有較好的工藝性。定位元件應力求結(jié)構(gòu)簡單、合理，便于制造、裝配和更換。

（5）定位元件應便于清除切屑。定位元件的結(jié)構(gòu)和工作表面形狀應有利于清除切屑，以防切屑嵌入夾具內(nèi)影響加工和定位精度。

5常用定位元件所能限制的自由度

定位元件可按工件典型定位基準面分為以下幾類：

（1）用于平面定位的定位元件：括固定支承（釘支承和板支承），自位支承，可調(diào)支承和輔支承。

（2）用于外圓柱面定位的定位元件：括V形架，定位套和半圓定位座等。

（3）用于孔定位的定位元件：括定位銷（圓柱定位銷和圓錐定位銷），圓柱心軸和小錐度心軸。

6定位誤差分析

六點定位原則解決了消除工件自由度的問題，即解決了工件在夾具中位置“定與不定”的問題。但是，由于一批工件逐個在夾具中定位時，各個工件所占據(jù)的位置不完全一致，即出現(xiàn)工件位置定得“準與不準”的問題。如果工件在夾具中所占據(jù)的位置不準確，加工后各工件的加工尺寸必然大小不一，形成誤差。這種只與工件定位有關(guān)的誤差稱為定位誤差，用ΔD表示。

在工件的加工過程中，產(chǎn)生誤差的因素很多，定位誤差僅是加工誤差的一部分，為了保證加工精度，一般限定定位誤差不超過工件加工公差T的1/5～1/3，

即：ΔD≤(1/5～1/3)T（1-1）

式中ΔD——定位誤差，單位為mm；

T——工件的加工誤差，單位為mm。

7定位誤差產(chǎn)生的原因

工件逐個在夾具中定位時，各個工件的位置不一致的原因主要是基準不重合，而基準不重合又分為兩種情況：一是定位基準與限位基準不重合，產(chǎn)生的基準位移誤差；二是定位基準與工序基準不重合，產(chǎn)生的基準不重合誤差。

由于定位副的制造誤差或定位副配合間所導致的定位基準在加工尺寸方向上最大位置變動量，稱為基準位移誤差，用ΔY表示。不同的定位方式，基準位移誤差的計算方式也不同。

如果工件內(nèi)孔直徑與心軸外圓直徑做成完全一致，作無間隙配合，即孔的中心線與軸的中心線位置重合，則不存在因定位引起的誤差。但實際上，如圖所示，心軸和工件內(nèi)孔都有制造誤差。于是工件套在心軸上必然會有間隙，孔的中心線與軸的中心線位置不重合，導致這批工件的加工尺寸H中附加了工件定位基準變動誤差，其變動量即為最大配合間隙?？砂聪率接嬎悖?/p>

ΔY=amax-amin=1/2(Dmax-dmin)=1/2（δD+δd）（1-2）

式中：ΔY——基準位移誤差單位為mm；

Dmax——孔的最大直徑單位為mm；

dmin——軸的最小直徑單位為mm。

δD——工件孔的最大直徑公差，單位為mm；

δd——圓柱心軸和圓柱定位銷的直徑公差，單位為mm。

基準位移誤差的方向是任意的。減小定位配合間隙，即可減小基準位移誤差ΔY值，以提高定位精度。

加工尺寸的基準是外圓柱面的母線時，定位基準是工件圓柱孔的中心線。這種由于工序基準與定位基準不重合所導致的工序基準在加工尺寸方向上的最大位置變動量，稱為基準不重合誤差，用ΔB表示。此時除定位基準位移誤差外，還有基準不重合誤差。

綜上：定位誤差產(chǎn)生的原因是，定位基準與限位基準不重合及定位基準與工序基準不重合而產(chǎn)生的誤差。

8常見定位方式中基準位移誤差

（1）.用圓柱定位銷、圓柱心軸中心定位

計算式：ΔY＝Xmax=δD+δd0+Xmin（定位心軸較短）（1-3）

Xmax——工件定位后最大配合間隙；

δD——工件定位基準孔的直徑公差；

δd0——圓柱定位銷或圓柱心軸的直徑公差；

Xmin——定位所需最小間隙，由設計而定。

注意：基準位移誤差的方向是任意的。

當工件用長定位心軸定位時，需考慮平行度要求。

計算式：ΔY＝Xmax=（δD+δd+Xmin）L1／L2（1-4）

L1——加工面長度；

L2——定位孔長度。

（2）.定位套定位

計算式：ΔY＝Xmax=δD0+δd+Xmin（1-5）

δD0——定位套的孔徑公差；

δd——工件定位外圓的直徑公差。

注意：基準位移誤差的方向是任意的。

（3）.平面支承定位

平面支承定位的位移誤差較容易計算，當忽略支承誤差且定位基準制作精度較高時，工序尺寸的基準位移誤差視為零。

（4）.V形體定心定位

若不計V形體制造誤差，僅有工件基準面的圓度誤差時，工件的定位中心會發(fā)生偏移即O1O2＝T1－T2，產(chǎn)生基準位移誤差。

即：ΔY＝O1O2=T1－T2（1-6）

故：對于90°V形體ΔY＝0.707δd。

9定位誤差的合成

定位誤差是兩誤差的合成即：ΔD=ΔB+ΔY（1-7）

在圓柱間隙配合定位和V形塊中心定位中，當基準不重合誤差和位移誤差都存在時，定位誤差的合成需判斷“＋”、“－”號。

例如：

V形塊中：ΔB＝δd／2（1-8）

當ΔB與ΔY的變動方向相同時：ΔD＝ΔB＋ΔY＝δd／2+ΔY（1-9）

當ΔB與ΔY的變動方向相反時：ΔD＝ΔB－ΔY＝δd／2－ΔY（1-10）

10六點定位原理

當工件在不受任何條件約束時，其位置是任意的不確定的。由理論力學可知，在空間處于自由狀態(tài)的鋼體，具有六個自由度，即沿著X、Y、Z三個坐標軸的移動和繞著這三個坐標軸轉(zhuǎn)動的自由度。

六個自由度是工件在空間位置不確定的最高程度。定位的任務，就是要限制工件的自由度。在夾具中，用分別適當?shù)呐c工件接觸的六個支撐點，來限制工件六個自由度的原理，稱為六點定位原理。

11應用定位的幾種情況

（1）.完全定位

工件的六個自由度全部被限制，它在夾具中只有唯一的位置，稱為完全定位。

（2）.部分定位

工件定位時，并非所有情況下都必須使工件完全定位。在滿足加工要求的條件下，少于六個支撐點的定位稱為部分定位。

在滿足加工要求的前提下，采用部分定位可簡化定位裝置，在生產(chǎn)中應用很多。如工件裝夾在電磁吸盤上磨削平面只需限制三個自由度。

（3）.過定位（重復定位）

幾個定位支撐點重復限制一個自由度，稱為過定位。

=1\*GB3

①

一般情況下，應該避免使用過定位。

通常，過定位的結(jié)果將使工件的定位精度受到影響，定位不確定可使工件（或定位件）產(chǎn)生變形，所以在一般情況下，過定位是應該避免的。

=2\*GB3

②

過定位亦可合理應用

雖然工件在夾具中定位，通常要避免產(chǎn)生“過定位”，但是在某些條件下，合理地采用“過定位”，反而可以獲得良好的效果。這對剛性弱而精度高的航空、儀表類工件更為顯著。

工件本身剛性和支承剛性的加強，是提高加工質(zhì)量和生產(chǎn)率的有效措施，生產(chǎn)中常有應用。只要事先能對工件上諸定位基準和機床（夾具）有關(guān)的形位誤差從嚴控制，過定位的弊端就可以免除。由于工件的支撐剛性得以加強，尾架的扶持有助于實現(xiàn)穩(wěn)定，可靠的定位，所以工件安裝方便，加工質(zhì)量和效率也大為提高。

1.6工件的夾緊

在機械加工過程中，工件會受到切削力、離心力、慣性力等的作用。為了保證在這些外力作用下，工件仍能在夾具中保持已由定位元件所確定的加工位置，而不致發(fā)生振動和位移，在夾具結(jié)構(gòu)中必須設置一定的夾緊裝置將工件可靠地夾牢。工件定位后，將工件固定并使其在加工過程中保持定位位置不變的裝置，稱為夾緊裝置。

1夾緊裝置的設計原則

在夾緊工件的過程中，夾緊作用的效果會直接影響工件的加工精度、表面粗糙度以及生產(chǎn)效率。因此，設計夾緊裝置應遵循以下原則：

（1）工件不移動原則

夾緊過程中，應不改變工件定位后所占據(jù)的正確位置。

（2）工件不變形原則

夾緊力的大小要適當，既要保證夾緊可靠，又應使工件在夾緊力的作用下不致產(chǎn)生加工精度所不允許的變形。

（3）工件不振動原則

對剛性較差的工件，或者進行斷續(xù)切削，以及不宜采用氣缸直接壓緊的情況，應提高支承元件和夾緊元件的剛性，并使夾緊部位靠近加工表面，以避免工件和夾緊系統(tǒng)的振動。

（4）安全可靠原則

夾緊傳力機構(gòu)應有足夠的夾緊行程，手動夾緊要有自鎖性能，以保證夾緊可靠。

（5）經(jīng)濟實用原則

夾緊裝置的自動化和復雜程度應與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應，在保證生產(chǎn)效率的前提下，其結(jié)構(gòu)應力求簡單，便于制造、維修，工藝性能好；操作方便、省力，使用性能好。

2定位夾緊力的基本原則

設計夾緊裝置時，夾緊力的確定包括夾緊力的方向、作用點和大小三個要素。

（1）夾緊力的方向

夾緊力的方向與工件定位的基本配置情況，以及工件所受外力的作用方向等有關(guān)。選擇時必須遵守以下準則：

=1\*GB3

①

力的方向應有助于定位穩(wěn)定，且主夾緊力應朝向主要定位基面。

=2\*GB3

②

緊力的方向應有利于減小夾緊力，以減小工件的變形、減輕勞動強度。

=3\*GB3

③

力的方向應是工件剛性較好的方向。由于工件在不同方向上剛度是不等的。不同的受力表面也因其接觸面積大小而變形各異。尤其在夾壓薄壁零件時，更需注意使夾緊力的方向指向工件剛性最好的方向。

（2）夾緊力的作用點

夾緊力作用點是指夾緊件與工件接觸的一小塊面積。選擇作用點的問題是指在夾緊方向已定的情況下確定夾緊力作用點的位置和數(shù)目。夾緊力作用點的選擇是達到最佳夾緊狀態(tài)的首要因素。合理選擇夾緊力作用點必須遵守以下準則：

=1\*GB3

①

力的作用點應落在定位元件的支承范圍內(nèi)，應盡可能使夾緊點與支承點對應，使夾緊力作用在支承上。如夾緊力作用在支承面范圍之外，會使工件傾斜或移動，夾緊時將破壞工件的定位。

=2\*GB3

②

力的作用點應選在工件剛性較好的部位。這對剛度較差的工件尤其重要，如將作用點由中間的單點改成兩旁的兩點夾緊，可使變形大為減小，并且夾緊更加可靠。

=3\*GB3

③

力可的作用點應盡量靠近加工表面，以防止工件產(chǎn)生振動和變形，提高定位的穩(wěn)定性和靠性。

（3）夾緊力的大小

夾緊力的大小，對于保證定位穩(wěn)定、夾緊可靠，確定夾緊裝置的結(jié)構(gòu)尺寸，都有著密密切的關(guān)系。夾緊力的大小要適當。夾緊力過小則夾緊不牢靠，在加工過程中工件可能發(fā)生位移而破壞定位，其結(jié)果輕則影響加工質(zhì)量，重則造成工件報廢甚至發(fā)生安全事故。夾緊力過大會使工件變形，也會對加工質(zhì)量不利。

當采用估算法確定夾緊力的大小時，為簡化計算，通常將夾具和工件看成一個剛性系統(tǒng)。根據(jù)工件所受切削力、夾緊力（大型工件應考慮重力、慣性力等）的作用情況，找出加工過程中對夾緊最不利的狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力，最后再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力，即

Fwk=KFw（1-11）

式中Fwk——實際所需夾緊力，單位為N；

Fw——在一定條件下，由靜力平衡算出的理論夾緊力，單位為N；

K——安全系數(shù)，粗略計算時，粗加工取K＝2.5～3，精加工取K＝1.5～2。

夾緊力三要素的確定，實際是一個綜合性問題。必須全面考慮工件結(jié)構(gòu)特點、工藝方法、定位元件的結(jié)構(gòu)和布置等多種因素，才能最后確定并具體設計出較為理想的夾緊裝置。

3減小夾緊變形的措施

有時，一個工件很難找出合適的夾緊點。如較長的套筒在車床上鏜內(nèi)孔和高支座在鏜床上鏜孔，以及一些薄壁零件的夾持等，均不易找到合適的夾緊點。這時可以采取以下措施減少夾緊變形。

（1）均勻的對稱變形，以便獲得變形量的統(tǒng)計平均值，通過調(diào)整刀具適當消除部分變形量，也可以達到所要求的加工精度。

（2）分散著力點，用一塊活動壓板將夾緊力的著力點分散成兩個或四個，從而改變著力點的位置，減少著力點的壓力，獲得減少夾緊變形的效果。

（3）增加壓緊件接觸面積，在壓板下增加墊環(huán)，使夾緊力通過剛性好的墊環(huán)均勻地作用在薄壁工件上，避免工件局部壓陷。

（4）利用對稱變夾具的夾緊設計，應保證形狀在加工薄壁套筒時，采用加寬卡爪，如果夾緊力較大，仍有可能發(fā)生較大的變形。因此，在精加工時，除減小夾緊力外，工件能產(chǎn)生。

（5）其它措施對于一些極薄的特形工件，靠精密沖壓加工仍達不到所要求的精度而需要進行機械加工時，上述各種措施通常難以滿足需要，可以采用一種凍結(jié)式夾具。

1.7機床夾具的現(xiàn)狀及發(fā)展方向

夾具最早出現(xiàn)在18世紀后期。隨著科學技術(shù)的不斷進步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。

1.機床夾具的現(xiàn)狀

有關(guān)統(tǒng)計表明，目前的中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85％左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應市場的需求與競爭。特別是近年來，數(shù)控機床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術(shù)的應用，對機床夾具提出了如下新的要求：

（1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)成本；

（2）能適用于精密加工的高精度機床夾具；

（3）能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機床夾具；

（4）采用以液壓站等為動力源的高效夾緊裝置，以進一步減輕勞動強度和提高勞動生產(chǎn)率；

（5）提高機床夾具的標準化程度。

2.現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向

現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為標準化、精密化、高效化和柔性化等四個方面。

（1）標準化

機床夾具的標準化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)總成本。

（2）精密化

隨著機械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必相應提高了對夾具的精度要求。

（3）高效化

高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強度。常見的高效化夾具有自動化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。目前在數(shù)控機床上，尤其在加工中心上出現(xiàn)了各種自動裝夾工件的夾具以及自動更換夾具的裝置，充分發(fā)揮了數(shù)控機床的效率。

（4）柔性化

機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是指機床夾具通過調(diào)整、組合等方式以適應可變因素的能力。為適應現(xiàn)代機械工業(yè)多品種、中小批量生產(chǎn)的需要，擴大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結(jié)構(gòu)為可拆結(jié)構(gòu)，發(fā)展可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)，將是當前夾具發(fā)展的主要方向。

第二章夾具整體設計方案及工作原理

2.1設計要求

（1）夾具能夠自動夾緊的圓柱形工件的直徑不小于15mm（如圖2—1）。

（2）機構(gòu)能夠自動送料

（3）提供夾具各個部件的機構(gòu)圖。

（4）能夠適應大批量生產(chǎn)要求。

圖2-1零件加工要求

2.2創(chuàng)新構(gòu)思，方案設計

根據(jù)廣泛的資料調(diào)查，我們確定夾具必須具備以下基本功能：

夾持功能：該模塊要求能夠自動夾緊待加工零件，以提高生產(chǎn)效率。目前能夠?qū)崿F(xiàn)自動夾緊圓柱體的夾具主要是三爪卡盤和V型塊，三爪卡盤的工作原理是通過錐齒輪機構(gòu)實現(xiàn)三個爪在圓盤形螺紋上的自動收縮，以實現(xiàn)夾緊，其動力裝置有液壓、氣動和電機控制。除此之外，三爪卡盤還有自動定心的功能，提高零件加工質(zhì)量。當工件的對稱度要求較高時，可選用V形塊定位。V形塊工作面間的夾角α常取60°、90°、120°三種，其中應用最多的是90°V形塊。90°V形塊的典型結(jié)構(gòu)和尺寸已標準化，使用時可根據(jù)定位圓柱面的長度和直徑進行選擇。

進給送料功能：該模塊要求能夠自動送料，由于在下一次送料之前，還有一個切削加工過程，所以送料機構(gòu)必須能實現(xiàn)間歇送料。目前的自動送料機構(gòu)主要有氣缸，液壓缸活塞桿推動送料、皮帶傳動送料以及滑輪擠壓送料等。

切削功能：實現(xiàn)該零件的加工過程主要有一下幾步，夾緊切削右端面——粗車圓柱——精車圓柱面——鉆孔——左右端倒角——切斷零件——機構(gòu)自動送料，以上步驟中，用到了4把切削刀具和一個鉆頭；因此，刀盤上至少有四把刀。

為實現(xiàn)上述功能，基于加工效率以及成產(chǎn)成本考慮，我們設計的夾具裝置由夾持模塊、進給模塊和切削鉆孔模塊組成：

夾具體

切削模塊

進給模塊

夾持模塊

最初，我們根據(jù)設計要求設計了兩種整體方案來實現(xiàn)基本功能；

1、三爪卡盤夾具：目前機床中加工圓柱形的夾具大部分都是三爪卡盤，夾持模塊主要是由三爪卡盤組成的，三爪卡盤最大的優(yōu)點就是能快速找準中心，定心簡便準確，夾緊方便可靠；節(jié)約時間，有廣泛的通用性。但一般的三爪卡盤只能由手動夾緊，通過旋轉(zhuǎn)軸齒輪傳遞力，帶動平面螺紋旋轉(zhuǎn)，

圖2-2三爪卡盤的工作原理

從而使得三個抓頭能夠沿著螺紋旋轉(zhuǎn)收縮，從而起到夾緊定心的作用（如圖2—2）。我們在三爪卡盤的基礎(chǔ)上，通過電機帶動，使得小齒輪能夠自動帶動大錐齒輪旋轉(zhuǎn)，從而自動夾緊（如圖2—3）。

通過查閱資料，我們發(fā)現(xiàn)，在專利ZL201120406087.4中，我們發(fā)現(xiàn)，三爪卡盤的小錐齒輪比大錐齒輪小的多，因此，我們可以將每個小錐齒輪的底部改裝成類似螺柱的六角柱，然后在機床上安裝一個支架，上面安裝氣缸，和電機，在電機的下端安裝內(nèi)六角工具，這樣就可以通過氣缸控制電機的上下運動，電機底部的工具頭套進六角柱，帶動小錐齒輪旋轉(zhuǎn)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)三爪卡盤的鎖緊過程。

圖2-3方案一——能夠自動夾緊的三爪卡盤

在這種三爪卡盤夾具中，我們設想的是工件是完全未加工狀態(tài)，此時，在加工之前，將長為1000mm，直徑為d=18mm的棒料預先放置在張開的三爪卡盤和圓柱擠壓輪中，加工過程中，先通過氣缸帶動電機向下移動，使得六角螺母套進下方的螺帽上，然后通過電機轉(zhuǎn)動，帶動小錐齒輪旋轉(zhuǎn)，帶動三爪卡盤夾緊，這樣就實現(xiàn)了自動夾緊功能；通過卡盤帶動夾緊的工件旋轉(zhuǎn)，刀盤上的刀具依次對棒料進行切削右端面——粗車圓柱——精車圓柱面——鉆孔——左右端倒角——切斷零件的過程，當一個加工過程完成之后，三爪卡盤張開，左端的不完全齒輪帶動旋轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)，擠壓棒料推動向前行走，即實現(xiàn)了自動送料過程，依次過程往復循環(huán)，從而能夠達到加工要求。

但這種方案也有很多缺陷：

=1\*GB2

⑴

首先得對機床進行改動，包括三爪卡盤和擠壓送料機構(gòu)，成本較高；

=2\*GB2

⑵

控制精度要求較高，由于整個機構(gòu)的自動化程度較高，整個加工過程是從原始的棒料一直到成品零件，不僅耗時較長，而且在刀具、鉆頭的行走過程中，對于控制精度要求過高；

2、V型塊夾具：V型塊（如圖2—4）定位加工，一個最顯著的特點，就是圓柱形實心工件用它定位可實現(xiàn)自動對中的要求,也就是在加工中不會因前道工序(車削)中軸直徑大小的誤差，而影響本道工序?qū)χ行砸蟆型塊定位通常放在軸類或盤類零件上有對稱度要求的這道工序的加工。若使用V型塊夾具，則在鉆孔之前，零件的表面已經(jīng)成型，即只需對零件進行鉆孔加工即可。這樣分步進行，即可以避免像三抓卡盤那樣的對零件進行整體加工，節(jié)約了時間，而且對夾具的要求也不太高，降低了加工成本。

圖2-4方案二——V型塊夾具

通過我在網(wǎng)上查閱資料以及結(jié)合指導老師的意見，最后我放棄了三爪卡盤夾具，選擇了V型塊夾具。

2.3夾持功能的實現(xiàn)

V型塊（如圖）是一種比較特殊的定位元件。它雖然是一個單獨定位元件，但它的定位基面的結(jié)構(gòu)要素卻不是單一的，有兩個定位平面，從某種意義上來講這種形式的定位可看作是兩個平面的組合定位。因此，它的

定位基準

的確定就不能象分析單一定位基面那樣簡單。

大多數(shù)定位元件的定位基準都是定位基面本身或者是由其形成的點、面、線，如單一平面、球心、孔和軸的中心線等。因此，V型塊的定位基準應有兩個，其一是兩定位平面的交線，另一個是由兩平面形成的對稱中心面，交線作為垂直方向的定位基準；對稱中心面作為水平方向的定位基準。

按照中心論的理論，V型塊的定位基準應是檢驗心軸的中心高，即檢驗心軸在V型塊上放置時的中心線，實際上這條中心線在V型塊中的位置是不確切的，它會因檢驗心軸直徑誤差大小而變化，因此，在對刀誤差中往往會引入這條中心線的

位置誤差

。若以V型塊定位平面與工件外圓接觸母線為定位基準，由于有兩個定位基面的共同定位作用，才使工件實現(xiàn)正確定位。

圖2-5氣缸—V型塊夾具

由于V型塊是兩個平面的組合定位，不能用分析單一表面的定位元件的定位基準方法來分析其定位基準。例如，工件以一面兩孔定位是常用定位元件為一面兩銷，兩銷的中心連線常作為工作的垂直連心線方向的位置要求的定位基準，并不是以某一銷中心線或外圓面作其定位基準的。

當工件傳輸?shù)街付ǖ奈恢脮r，工件停止移動，此時兩邊的氣缸活動，活塞帶動V型塊相向移動，直至將工件夾緊為止（如圖2—5，圖2—6）。

圖2-6雙V型塊夾具

2.4自動送料功能的實現(xiàn)

目前數(shù)控車床上的自動送料機主要是指配合可連續(xù)循環(huán)加工物料的數(shù)控車床實現(xiàn)自動送料，從而提高設備的加工效率和自動化程度的送料機器。可加工各類棒料(包括各類圓棒料,六角料,空心料等)，目前數(shù)控車床上比較成熟的自動送料機是指數(shù)控車床用的油浴送料機。

油浴送料機由液壓站、料管、推料桿、支架、控制電路等五部分組成（如圖2—7），原理是油泵以恒定的壓力（0.1～0.2Mpa）向料管供油,推動活塞桿（推料桿）將棒料推入主軸，所以也稱作油壓送料機。工作時棒料處于料管的液壓油內(nèi)，當棒料旋轉(zhuǎn)時，在油液的阻尼反作應力下，棒料就會從料管內(nèi)浮起，當轉(zhuǎn)數(shù)快時棒料就會自動懸浮在料管中央的轉(zhuǎn)動。大大的減少少棒料與送料管壁的碰撞與磨擦。工作時振動與噪音非常小，特別適用高轉(zhuǎn)速，長棒料，精密工件加工。

圖2-7油浴送料機具原理

油浴送料機是一種新型的送料機，其優(yōu)點主要是送料長度長（一般為3米以內(nèi)）、操作方便、穩(wěn)定性好、低噪音、棒料無磨損、運行故障少、使用壽命長、價格適中等優(yōu)點，特別適合高轉(zhuǎn)速、長棒料、精密工件的加工，因此成為數(shù)控車床配套較多的送料機。但在此裝置上，由于零件的長度限制（只有40mm），故油浴送料機不合適。

我們根據(jù)零件長度較小的特點，設計了履帶式的自動送料機構(gòu)（如圖2—8），帶輪的外表面上均勻的布置了一些小孔，在加工過程中，我們可以提前將表面已加工好的零件插入小孔內(nèi)，進行初校準。通過不完全齒輪帶動帶輪轉(zhuǎn)動，當?shù)竭_指定位置后，帶輪停止轉(zhuǎn)動，兩邊的同時氣缸伸出，推動V型塊夾緊工件，鉆頭下移，鉆圓孔，工序完成。

圖2-8履帶式自動送料機構(gòu)

2.5直齒輪的設計、建模步驟（如圖2—9）

一、齒輪基本數(shù)據(jù)：

畫一個M=2，Z=30，厚為12的外嚙合齒輪

正常齒制：ha'=1

,c'=0.25

分度圓直徑：d=m*z

齒頂圓直徑：da=(z+2ha')*m

齒根圓直徑：df=(z-2ha'-2c')*m

《外嚙合》：df=(z+2ha'+2c')*m

〈內(nèi)嚙合〉

經(jīng)計算得：

d=60，da=64，df=55

圖2-9齒輪的建模分析

二、具體操作步驟如下：

1．用拉伸畫一個直徑為da=60（齒頂圓），厚為12的圓柱體：

操作步驟：

拉伸－－選取FRONT基準面為草繪面，繪制直徑為da＝60（齒頂圓），厚為12的圓柱體

2．插入基準曲線從方程--完成--選取--坐標（三個面的交點）笛卡爾輸入?yún)?shù)（參數(shù)如下）

m=2

z=30

a=20

r=(m*z*cos(a))/2

fi=t*90

arc=(pi*r*t)/2

x=r*cos(fi)+arc*sin(fi)

y=r*sin(fi)-arc*cos(fi)

z=0

（7）完成后的曲線如圖2—10所示；

圖2-10完成后的漸開線

3．鏡像漸開線

（1）創(chuàng)建基準點，創(chuàng)建軸線，創(chuàng)建基準平面；

（2）在繪圖區(qū)單擊漸開線特征，然后在工具欄內(nèi)單擊按鈕,系統(tǒng)彈出“鏡像”特征定義操控面板；

（3）在繪圖區(qū)單擊選取剛剛創(chuàng)建的“DTM2”平面作為鏡像平面，在“鏡像”特征定義操控面板內(nèi)單擊按鈕，完成漸開線的鏡像。完成后的曲線如圖2—11所示。

圖2-11完成后的鏡像漸開線

4．創(chuàng)建齒根圓

（1）在工具欄內(nèi)單擊按鈕,在面板內(nèi)單擊“放置”→“定義”，彈出“草繪”定義對話框；

（2）選擇“FRONT”面作為草繪平面,單擊【草繪】進入草繪環(huán)境；

（3）在工具欄內(nèi)單擊按鈕，在繪圖區(qū)單擊選取齒根圓曲線，如圖2—12所示。在工具欄內(nèi)單擊按鈕，完成草圖的繪制；

圖2-12完成齒根圓曲線

（4）在“拉伸”特征定義操控面板內(nèi)單擊選取“實體”按鈕、“拉伸到指定深度”按鈕，在拉伸深度文本框內(nèi)輸入深度值為B；

（5）拉伸深度自動調(diào)整到用戶設置的參數(shù)B的值，在“拉伸”特征定義操控面板內(nèi)單擊按鈕，完成齒根圓的創(chuàng)建，完成后的齒根圓如圖2—13所示。

圖2-13完成后的齒根圓

（6）將關(guān)系式添加到“關(guān)系”對話框，在模型樹中右鍵單擊齒根圓特征，在彈出的快捷菜單中單擊“編輯”；

（7）在主菜單上單擊“工具”→“關(guān)系”，系統(tǒng)彈出“關(guān)系”對話框。此時系統(tǒng)顯示齒根圓厚度尺寸代號。單擊該尺寸代號，尺寸代號將自動顯示在“關(guān)系”對話框中，輸入的關(guān)系式為：D20=b完成后的“關(guān)系”對話框如圖2—14所示，在“關(guān)系”對話框內(nèi)單擊【確定】完成添加關(guān)系式；

圖2-14“關(guān)系”對話框

5．創(chuàng)建齒形

（1）在工具欄內(nèi)單擊按鈕，在面板內(nèi)單擊“放置”→“定義”，彈出“草繪”定義對話框；

（2）選擇“FRONT”面作為草繪平面，單擊【草繪】進入草繪環(huán)境；

（3）繪制如圖2—15所示的二維草圖，在工具欄內(nèi)單擊按鈕，完成草圖的繪制；

圖2-15繪制二維草圖

（4）在“拉伸”特征定義操控面板內(nèi)單擊選取“實體”按鈕、“拉伸到指定深度”按鈕，在拉伸深度文本框內(nèi)輸入深度值為B；

（5）拉伸深度自動調(diào)整到用戶設置的參數(shù)B的值，在“拉伸”特征定義操控面板內(nèi)單擊按鈕，完成輪齒的創(chuàng)建，完成后的輪齒如圖2—16所示。

圖2-16完成后的輪齒

（6）將關(guān)系式添加到“關(guān)系”對話框，在模型樹中右鍵單擊輪齒特征，在彈出的快捷菜單中單擊“編輯”；

（7）在主菜單上單擊“工具”→“關(guān)系”，系統(tǒng)彈出“關(guān)系”對話框。此時系統(tǒng)顯示輪齒厚度尺寸代號和齒根圓角尺寸代號。單擊該尺寸代號，尺寸代號將自動顯示在“關(guān)系”對話框中，輸入的關(guān)系式為：

完成后的“關(guān)系”對話框如圖2—17所示，在“關(guān)系”對話框內(nèi)單擊【確定】完成添加關(guān)系式；

圖2-17“關(guān)系”對話框

7．陣列輪齒

為陣列輪齒，首先要創(chuàng)建一個輪齒。

（1）首先單擊選取已經(jīng)創(chuàng)建好的輪齒，然后在主菜單上依次單擊“編輯”→“復制”，然后再次依次單擊“編輯”→“選擇性粘貼”，系統(tǒng)彈出“選擇性粘貼”復選框，如圖2—18所示；

（2）勾選復選框的前兩項，如圖3-31所示，單擊【確定】，系統(tǒng)彈出“選擇性粘貼”定義操控面板；

（3）在“選擇性粘貼”定義面板內(nèi)選取按鈕，在文本框輸入旋轉(zhuǎn)角度為“360/z”；

圖2-18“選擇性粘貼”復選框

（4）在繪圖區(qū)單擊選取齒根圓的中心軸作為旋轉(zhuǎn)軸，如圖2—19所示。在“選擇性粘貼”定義操控面板內(nèi)單擊按鈕，完成輪齒的創(chuàng)建；

圖2-19選取旋轉(zhuǎn)軸

（5）將旋轉(zhuǎn)角度關(guān)系式添加到“關(guān)系”對話框。在模型樹中右鍵單擊第二個輪齒特征，在彈出的快捷菜單中單擊“編輯”；

（6）在主菜單上單擊“工具”→“關(guān)系”，系統(tǒng)彈出“關(guān)系”對話框。此時系統(tǒng)顯示兩個輪齒夾角的尺寸代號。單擊該尺寸代號，尺寸代號將自動顯示在“關(guān)系”對話框中，輸入的關(guān)系式為：d124=360/z

完成后的“關(guān)系”對話框如圖2—20所示，在“關(guān)系”對話框內(nèi)單擊【確定】完成添加關(guān)系式；

圖2-20“關(guān)系”對話框

（7）在模型樹中單擊剛剛創(chuàng)建的第二個輪齒特征，在工具欄內(nèi)單擊按鈕，系統(tǒng)彈出“陣列”定義操控面板，如圖2—21所示；

圖2-21“陣列”特征定義面板

（8）在繪圖區(qū)單擊選取兩個輪齒間的夾角尺寸“14.4”度作為陣列參照，在“陣列”定義操控面板單擊按鈕，完成陣列特征的創(chuàng)建；

（9）在繪圖區(qū)可以看到，陣列操作只創(chuàng)建了個輪齒，下面通過添加關(guān)系式來創(chuàng)建其它輪齒。在模型樹中右鍵單擊選取剛剛創(chuàng)建的陣列特征，在彈出的快捷菜單中單擊“編輯”；

（10）在主菜單上單擊“工具”→“關(guān)系”，系統(tǒng)彈出“關(guān)系”對話框。此時系統(tǒng)顯示兩個輪齒夾角的尺寸代號。單擊該尺寸代號，尺寸代號將自動顯示在“關(guān)系”對話框中，輸入的關(guān)系式為：

d141=360/z

p142=z-1

d141為兩個輪齒間的夾角，p142為陣列的個數(shù)。完成后的“關(guān)系”對話框如圖2—22所示，在“關(guān)系”對話框內(nèi)單擊【確定】完成添加關(guān)系式；

圖2-22“關(guān)系”對話框

（11）在工具欄上單擊重生按鈕，或者依次在主菜單上單擊“編輯”→“再生”，完成所有輪齒的創(chuàng)建，完成后的齒輪如圖2—23所示。

圖2-23完成后的輪齒

2.6定位誤差的計算

所謂定位誤差，是指由于工件定位造成的加工面相對工序基準的位置誤差。因為對一批工件來說，刀具經(jīng)調(diào)整后位置是不動的，即被加工表面的位置相對于定位基準是不變的，所以定位誤差就是工序基準在加工尺寸方向上的最大變動量。引起定為誤差的原因有兩個：一是基準不重合誤差，二是基準位移誤差。其中，在定位方案中，若工件的工序基準與定位基準不重合而造成的加工誤差，成為基準不重合誤差，以?bc表示；若由于定位副的制造公差和最小配合間隙的影響，使定位基準在加工尺寸方向上產(chǎn)生位移，導致各個工件的位置不一致，造成加工誤差，稱為基準位移誤差，用?jw表示。

在加工此工件工程中，由于工件基準是外圓幾何中心，即圓柱軸線，其定位基準也是圓柱軸線，兩者重合，故?bc=0。

由圖可知，當工件基準外圓直徑為最大值D時，即外圓中心下移到，根據(jù)公式可知，此時產(chǎn)生的基準位置誤差為

?jw=O1O2=Td2sina2（2-1）

?jw在加工工序尺寸方向上的分量，就是由?jw引起的定位誤差，即

?dw=?jwcosy（2-2）

式中y——基準位置誤差方向與工序尺寸方向間的夾角。

圖2-24工件定位誤差分析

由圖可知，?jw=O1O2=Td2sina2=0.0212sin45≈0.01485

又y=0°，則可知，?dw=?jwcosy=?jw=0.01485

第三章基于PRO/E的結(jié)構(gòu)設計建模與裝配

3.1夾具整體裝配圖

圖3-1整體裝配圖

工作原理：電機帶動不完全齒輪旋轉(zhuǎn)，當不完全齒輪與傳動齒輪配合時，帶動履帶式傳送帶向前傳動，我們可以在結(jié)構(gòu)的左邊人工的將待加工的零件插入履帶輪的圓孔中，與此同時，當工件傳輸?shù)街付ǖ奈恢脮r，工件停止移動，此時兩邊的氣缸活動，活塞帶動V型塊相向移動，直至將工件夾緊為止，即可進行鉆孔。一道工序完成。

3.2本作品的主要特點及創(chuàng)新點

剛開始接到老師的畢業(yè)設計任務時，由于和導師缺乏溝通，以及自己的理解有誤，我以為是直接設計一套夾具，將整個零件從棒料毛坯從表面切削一直加工到鉆孔，并攻螺紋孔，為此花費了很大精力設計一套半自動化的夾具（如圖2—3），后來通過及時的與導師溝通，他認為我設計的夾具過于復雜，并給我降低了此課題的難度要求，要求只對零件進行鉆孔即可，如此，很大程度上簡化了本課題的難度要求，也更適合我鍛煉自己的能力，經(jīng)過大量的查閱資料，我設計了方案二（如圖3—1），我認為此夾具有如下創(chuàng)新點：

1、以簡單可靠的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了加工要求，降低了加工成本；

2、履帶式的傳送結(jié)構(gòu)，不僅能對工件進行初校準，還能降低對控制的要求，結(jié)構(gòu)簡單，方便，可靠。

3、通過不完全齒輪傳動，以純機械來代替電氣控制，降低成本。

論文總結(jié)

通過兩個月的畢業(yè)設計，使我學到了更多的知識，將我所學到的理論知識與實際結(jié)合起來，把自己的知識面擴大了許多。在設計當中我發(fā)現(xiàn)不是所有的理論知識在現(xiàn)實生活中都是對的，有時就是跟現(xiàn)實是沖突的。現(xiàn)實生活中也有書上講不到的，有用的知識。有些要經(jīng)過很長時間才能學會，有些會讓人感到很多疑問，可是用起來卻很好。

在做設計和寫論文的過程中，我發(fā)現(xiàn)了自己的許多不足，同時我在設計過程中也不斷的改進不足，使我對本次畢業(yè)設計感觸很深。一方面：知識的重要性。在設計中我將三年所學的知識盡可能的在這次設計中得到發(fā)揮，在這兩個多月的畢業(yè)設計過程中，我確實學到了不少的東西，同時也深感自己知識的欠缺。雖然即將畢業(yè)，但在以后的學習工作中，一定要繼續(xù)堅持不斷地學習新興的知識以及相關(guān)的非專業(yè)的知識，只有這樣才能在日益激烈的競爭的環(huán)境中站住腳，不斷探索自己的發(fā)展空間。

另一方面：在實踐中學習，把理論應用于實踐，然后檢驗自己的錯誤，并加以改正。這對我的以后的工作中會有很大的幫助，我會在以后的工作中繼續(xù)保持著這種精神，是我的工作、學習能更上一層INEER的功能及一些常用工具有了深刻、細致的理解與掌握。現(xiàn)在我可以更加熟練的掌握Pro/ENGINEER各種的工具的使用，使理論與實踐更加緊密的結(jié)合。借這次機會感謝三年以來給我?guī)椭乃欣蠋煛⑼瑢W，你們的友誼是我人生的財富，是我生命中不可或缺的一部分。我的畢業(yè)設計指導老師張明松老師，他始終以一位長輩的風范來引導我，給我不厭其煩的指導，也十分感謝張老師專業(yè)、認真、耐心的指導和幫助。畢業(yè)設計，也許是我大學生涯交上的最后一個作業(yè)了，我會為自己交上一份老師滿意的畢業(yè)答卷而驕傲和自豪！

致謝

在本次論文設計過程中，老師對該論文從選題，構(gòu)思到最后定稿的各個環(huán)節(jié)給予細心指引與教導,使我得以最終完成畢業(yè)設計。在學習中,老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、豐富淵博的知識、敏銳的學術(shù)思維、精益求精的工作態(tài)度以及侮人不倦的師者風范是我終生學習的楷模，老師們的高深精湛的造詣與嚴謹求實的治學精神，將永遠激勵著我。這四年中還得到眾多老師的關(guān)心支持和幫助。在此，謹向老師們致以衷心的感謝和崇高的敬意！

在此，我還要感謝在一起愉快的度過大學四年的各位室友，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個一個的困難和疑惑，直至本文的順利完成。在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意!最后我還要感謝培養(yǎng)我長大含辛茹苦的父母，謝謝你們!

參考文獻

[1]