黑龙江八一农垦大学本科毕业设计1国内外研究现状及发展 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 1.1机床夹具的现状 国际生生产研究协会会的统计表明明，目前中、小小批多品种生生产的工件品品种已占工件件种类总数的的85％左右现现代生产要求求企业所制造造的产品品种种经常更新换换代，以适应应市场的需求求与竞争然然而一般企业业都仍习惯于于大量采用传传统的专用夹夹具，一般在在具有中等生生产能力的工工厂里，约拥拥有数千甚至至近万套专用用夹具另一一方面，在多多品种生产的的企业中，每每隔3~4年就要要更新50~~80％左右右专用夹具，而而夹具的实际际磨损量仅为为10~200％左右特特别是近年来来，数控机床床、加工中心心、成组技术术、柔性制造造系统（FMMS）等新加加工技术的应应用，对机床床夹具提出了了如下新的要要求： 1） 能迅速而方便地地装备新产品品的投产，以以缩短生产准准备周期，降降低生产成本本 2） 能装夹一组具有有相似性特征征的工件 3） 能适用于精密加加工的高精度度机床夹具 4） 能适用于各种现现代化制造技技术的新型机机床夹具。
5） 采用以液压站等等为动力源的的高效夹紧装装置，以进一一步减轻劳动动强度和提高高劳动生产率率 6） 提高机床夹具的的标准化程度度 1.2现代机床床夹具的发展展方向 现代机床夹具的的发展方向主主要表现为标标准化、精密密化、高效化化和柔性化等等四个方面 （1）标准化机机床夹具的标标准化与通用用化是相互联联系的两个方方面目前我我国已有夹具具零件及部件件的国家标准准：GB/TT2148~~T22599－91以及各类类通用夹具、组组合夹具标准准等机床夹夹具的标准化化，有利于夹夹具的商品化化生产，有利利于缩短生产产准备周期，降降低生产总成成本 （2）精密化随随着机械产品品精度的日益益提高，势必必相应提高了了对夹具的精精度要求精精密化夹具的的结构类型很很多，例如用用于精密分度度的多齿盘，其其分度精度可可达±0.1"，用用于精密车削削的高精度三三爪自定心卡卡盘，其定心心精度为5μm （3）高效化高高效化夹具主主要用来减少少工件加工的的基本时间和和辅助时间，以以提高劳动生生产率，减轻轻工人的劳动动强度常见见的高效化夹夹具有自动化化夹具、高速速化夹具和具具有夹紧力装装置的夹具等等例如，在在铣床上使用用电动虎钳装装夹工件，效效率可提高55倍左右，在在车床上使用用高速三爪自自定心卡盘，可可保证卡爪在在试验转速为为9000rr/min的的条件下仍能能牢固地夹紧紧工件，从而而使切削速度度大幅度提高高。
目前，除除了在生产流流水线、自动动线配置相应应的高效、自自动化夹具外外，在数控机机床上，尤其其在加工中心心上出现了各各种自动装夹夹工件的夹具具以及自动更更换夹具的装装置，充分发发挥了数控机机床的效率4）柔性化机机床夹具的柔柔性化与机床床的柔性化相相似，它是指指机床夹具通通过调整、组组合等方式，以以适应工艺可可变因素的能能力工艺的的可变因素主主要有：工序序特征、生产产批量、工件件的形状和尺尺寸等具有有柔性化特征征的新型夹具具种类主要有有：组合夹具具、通用可调调夹具、成组组夹具、模块块化夹具、数数控夹具等为为适应现代机机械工业多品品种、中小批批量生产的需需要，扩大夹夹具的柔性化化程度，改变变专用夹具的的不可拆结构构为可拆结构构，发展可调调夹具结构，将将是当前夹具具发展的主要要方向1.3关于质量量配置下的夹夹具的发展QFD的创始者者日本一位学学者定义为::“QFD将用户户需求质量特特征,通过系统展展开后将转化化为最后产品品的设计质量量, 并从每个个功能部件的的质量一直延延伸到每个零零件及工艺过过程的质量” 而美国的ASI(美国供应商协会)认为:“QFD提供了一种将用户需求转换为产品开发和生产的每一阶段(包括市场分析、系统规划、产品设计、原型评估、生产过程和销售服务等) 相应技术需求的方法,是保证达到用户要求的产品质量所需一切活动的总称”。
美国福特汽车公司把QFD定义为一句话:“QFD就是把用户需求和期望转换成公司适合于市场需求的一个规划工具”从上述一些QFFD的定义方方式可以体会会到QFD法中包括的的主要意义::(1) QFDD是一种用户户需求驱动的的产品开发和和规划方法2) QFDD是一种结构构化的产品规规划和开发方方法,它使得产品品开发时得以以清楚了解用用户需求3) QFDD能从满足用用户需求的角角度出发,对所提出的的产品或服务务的性能进行行系统的评估估或比较4) QFDD采用系统化化方法获取和和分析用户需需求并通过结结构化 (矩阵图解解法) 转化为各各类技术规范范及信息 ((产品特征、工工艺特性、质质量控制和加加工过程等))然后, 通过协调调各项工作用用以保证最终终产品的质量量要求QFD法在日本本及美国的许许多著名企业业中应用实践践已经证明,, 它确实在在新产品开发发中起到重大大的作用, 并带来实际际效益可量量化的实际效效率就包括新新产品开发周周期的缩短,, 设计更更改次数的减减少, 产品开发发启动经费的的降低,保单索赔额额的减少, 市场销售量量的增加等等等此外, 还能获得一一系列不可量量化的效益,, 主要体现现在下述几方方面:(1)在产品整整个开发过程程中, 使产品开开发者更准确确地理解用户户需求, 从而开发发出使用户真真正满意的产产品, 也就是说说显著提高了了用户对新产产品的满意度度。
2)在综合考考虑用户需求求、竞争对手手、技术特征征和工艺成本本等前提下,, 既增加生生产率,又提高产品品质量, 因而可以以提高企业的的市场竞争力力3)可以使参参与产品开发发各部门取得得共识并建立立信息联系,, 改变了自自上而下的信信息流为水平平式的信息流流, 建立多功功能开发小组组协同工作模模式, 将导致形形成开发成功功率更高, 获得能力更更大的新产品品4) QFDD所提供的系系统化、结构构化的分析解解题与规划决决策方法, 能以十分简简洁和一目了了然的方式,, 向开发者者显示产品设设计中各种经经验和知识技技术 使企业内部部能够合理分分配和利用各各类资源, 合理解决产产品开发过程程中可能出现现的矛盾或冲冲突QFD所采用的的方法可有多多种, 但目前常常用的是所谓谓4阶段分解法法就是将用用户需求的分分解共分为44个阶段:产品规划、零零部件配置、工工艺规划和生生产规划产品规划阶段中中, 将用户需需求转化为产产品技术特征征, 通过用户户需求信息、用用户需求与技技术特征关系系矩阵、技术术特征自相关关矩阵、用户户竞争性评估估及技术竞争争性评估信息息, 确定各个个技术特征的的性能目标值值零部件配配置阶段中,,根据产品规规划阶段中所所定义的产品品技术特征,, 确定最佳佳产品设计方方案, 进行产品品结构设计,, 然后再将将产品技术特特征转化为关关键的零部件件特征, 对于复杂杂产品而言,,还可以分成成几个子阶段段来完成。
工工艺规划阶段段中, 要在确定定工艺方案基基础上, 通过工艺艺规划的“质质量屋”, 确定为保证证实现重要的的产品技术特特征和零部件件特征所必须须保证的关键键工艺操作及及工艺参数生生产规划阶段段中就是将关关键的工艺操操作及工艺参参数转化为具具体可行的生生产及质量控控制方法和手手段HOQ是实现FD的结构构化工具, 它提供了一一种将用户需需求转换成产产品和零部件件特征,以及分解到到制造过程的的框架和结构构 图1所示为产品品规划质量屋屋的结构及其其组成元素它它通常由下述述8个部分所组组成图1 质量屋结结构及组成元元素 1)用用户需求这这是质量屋的的“什么”((WHAT)),也是质量量屋的输入信信息, 是通过全全市场调研获获得的 2)用用户需求规划划矩阵包括括用户需求重重要度及排序序、用户对本本公司及竞争争者产品评估估、用户满意意度及改善率率等信息 3)产产品技术特征征这是质量量屋的“如何何”(HOWW),是为满满足用户需求求而必须保证证实现的技术术特征,也是一种手手段或措施 4)用用户需求与产产品技术特征征之间关系矩矩阵它反映映了从用户需需求到产品技技术特征的一一种映射关系系及相关程度度。
5)技技术特征排序序及技术竞争争性评估根根据用户需求求的重要度及及关系矩阵,, 计算各技技术特征相对对重要度及优优先次序, 并从技术角角度对本公司司产品和竞争争对手产品进进行评估 6)技技术特征之间间的自相关矩矩阵它表现现了改善产品品某一技术特特征的性能,, 对其他技技术特征所产产生的相关影影响 7)确确定产品技术术特征目标值值它是一个个综合的决策策问题,需求考虑用用户需求、技技术可行性及及经济性等多多方面因素质质量屋将这些些信息合起来来,根据各部分分信息的分析析比较,使目标值的的确立更加科科学合理8)产品设计方方案评估从从技术特征的的角度对产品品设计方案进进行评估,对各设计方方案进行分析析时, 评价其达达到技术特征征目标值的有有利与不利之之处,决定每一设设计方案符合合QFD确定的的用户需求的的能力 本课题题是基于质量量配置下的夹夹具实现快速速夹紧工件、产产生足够的夹夹紧力、工作作安全可靠、使使用方便、体体积小和成本本低这样新新的夹具才能能在真正意义义上实现自动动化、高生产产、安全可靠靠的目的2研究的主要内内容本课题是基于质质量配置下对对现有的夹具具出现的快速速夹紧、夹紧紧力不足等方方面进行改进进设计。
2.1基于质量量配置下对基基准面的选择择进行设计：：基面的选择是工工艺规程设计计中的重要工工作之一基基面选择的正正确合理，可可以使加工质质量得到保证证，生产率得得到提高否否则，加工工工艺过程中会会问题百出粗基准的选择：：泵体这样的的零件来说，选选择好粗基准准是至关重要要我们选择择不加工的底底面为粗基准准精基准的选择：：精基准的选选择要考虑基基准重合的原原则，设计基基准要和工艺艺基准重合 制定工工艺路线制订工艺路线的的出发点，应应当是使零件件的几何形状状、尺寸精度度及位置精度度等技术要求求能得到合理理的保证通通过仔细考虑虑零件的技术术要求后，制制定以下两种种工艺方案：：方案一工序Ⅰ：铣下端端面 表面粗粗糙度6.33工序Ⅱ：铣前后后端面 表面粗糙糙度6.3工序Ⅲ：铣左右右端面 表面粗糙糙度6.3工序Ⅳ：车2--34.5孔孔 表表面粗糙度33.2工序Ⅴ：铣宽332槽 表面粗糙糙度12.55工序Ⅵ：钻6--M6孔 表面面粗糙度6..3工序Ⅶ：钻2--5销孔 表面粗粗糙度3.22工序Ⅷ：钻2--7孔 表面面粗糙度6..3工序Ⅸ：钻2--G3/8 表表面粗糙度66.3工序X：质检 工序XI：入库库方案二工序Ⅰ：铣下端端面 表面面粗糙度6..3工序Ⅱ：铣前后后端面 表面粗粗糙度6.33工序Ⅲ：铣左右右端面 表面粗粗糙度6.33工序Ⅳ：车2--34.5孔孔 表面粗糙度度3.2工序Ⅴ：铣宽332槽 表面粗糙糙度12.55工序Ⅵ：钻2--G3/8 表面粗糙糙度6.3工序Ⅶ：钻6--M6孔 表面粗糙糙度6.3工序Ⅷ：钻2--5销孔 表面粗粗糙度3.22工序Ⅸ：钻2--7孔 表面面粗糙度6..3工序X：质检工序XI：入库库 工艺方方案一和方案案二的区别在在于方案二铣铣完宽32的槽后随随即钻2-GG3/8的螺螺纹孔，这样样不利于保证证钻孔时的定定位，而方案案一在钻了22-7的孔后后，再钻2--G3/8孔孔，这样可以以利用2-77的孔作为定定位基准，更更好地保证了了工件的加工工精度，综合合考虑我们选选择方案一。
具体的工艺路线线如下：工序Ⅰ：铣下端端面 表表面粗糙度66.3工序Ⅱ：铣前后后端面 表面面粗糙度6..3工序Ⅲ：铣左右右端面 表面面粗糙度6..3工序Ⅳ：精车22-34.55孔 表面面粗糙度3..2工序Ⅴ：铣宽332槽 表面粗粗糙度12..5工序Ⅵ：钻6--M6孔 表面粗粗糙度6.33工序Ⅶ：钻2--5销孔 表面面粗糙度3..2工序Ⅷ：钻2--7孔 表表面粗糙度66.3工序Ⅸ：钻2--G3/8 表面粗粗糙度6.33工序X：质检工序XI：入库库2.2基于质量量配置下的定定位方式及元元器件选择的的设计1）定位器的作作用是要使工工件在夹具中中具有准确和和确定不便的的位置，在保保证加工要求求的情况下，限限制足够的自自由度工件件的定位原理理由空间直角坐标标系中有六个个自由度，即即沿OX,OOY,OZ三三个轴向的平平动自由度和和三个绕轴的的转动自由度度要使工件件在夹具体中中具有准确和和确定不变的的位置，则必必须限制六个个自由度工工件的六个自自由度均被限限制的定位叫叫做完全定位位；工件被限限制的自由度度少于六个，但但仍然能保证证加工要求的的定位叫不完完全定位。
在在焊接生产中中，为了调整整和控制不可可避免产生的的焊接应力和和变形，有些些自由度是不不必要限制的的，故可采用用不完全定位位的方法在在焊接夹具设设计中，按加加工要求应限限制的自由度度而没有被限限制的欠定位位是不允许的的；而选用两两个或更多的的支撑点限制制一个自由度度的方法称为为过定位，过过定位容易位位置变动，夹夹紧时造成工工件或定位元元件的变形，影影响工件的定定位精度，过过定位也属于于不合理设计计① 工件的平面面为基准进行行定位时，常常采用挡铁、支支撑钉进行定定位② 件以圆孔内内表面为基准准进行定位时时常采用销定定位器③ 件以圆柱外外表面为基准准进行定位时时常采用V形铁定位器器④ 用以定位工工件的轮廓对对被定位工件件进行定位可可采用样板定定位器主焊件件“撑杆”用挡板和挡挡销定位挡挡销限制了XX方向的平动动自由度，挡挡板限制了YY方向的平动动自由度，夹夹具体限制了了Z方向的平动动自由度，挡挡铁螺旋夹紧紧器件限制了了Z方向的转动动自由度，螺螺旋夹紧机构构限制了X、Y方向的转动动自由度，共共限制了6个自由度件件“发动机衬管管”两件用插销销机构定位插插销机构限制制了X、Y、Z方向的平动动自由度，快快撤式螺旋夹夹紧器件限制制了Y、Z方向的转动动自由度，共共限制了5个自由度。
螺螺母M6和喇叭支支座的组件用用锥头销钉和和螺旋夹紧机机构的压板上上的开的凹槽槽来定位“撑杆”限制了Z方向的平动动自由度，螺螺旋夹紧机构构的压板上的的开的凹槽限限制了Z方向的平转转动自由度，锥锥头销钉限制制了X、Y方向的平动动自由度，螺螺旋夹紧机构构限制了X、Y方向的转动动自由度，共共限制了5个自由度所所以加工2--3/8G孔孔时我们采用用经典的一面面2销定位2.3基于质量量配置下的夹夹紧方式及元元器件选择的的设计夹紧机构的三要要素是夹紧力力方向的确定定、夹紧力作作用点的确定定、夹紧力大大小的确定对夹紧机构的基基本要求如下下：①夹紧作用准确确，处于夹紧紧状态时应能能保持自锁，保保证夹紧定位位的安全可靠靠②夹紧动作迅速速，操作方便便省力，夹紧紧时不应损害害零件表面质质量 ③夹紧件应具备备一定的刚性性和强度，夹夹紧作用力应应是可调节的的④结构力求简单单，便于制造造和维修所以泵体的夹具具的夹紧方式式我采用液压压式夹紧方式式综合以上所述，本本课题主要研研究的重点是是根据夹具的的工作原理及及工作过程在在传统的夹具具基础上，对对夹具进行一一定的结构改改造，使其更更加适应生产产的需要并并确定机器总总体参数及传传动机构型式式，定位方式式和驱动方式式，对夹具工工作部件的设设计和计算。
3夹具技术综述述及QFD理论的的引入3.1机床夹具具概述3.1.1机床床夹具的概念念 机床夹具是机床床上用以装夹夹工件（和引引导刀具）的的一种装置其其作用是将工工件定位，以以使工件获得得相对于机床床和刀具的正正确位置，并并把工件可靠靠地夹紧3.1.2机床床夹具的分类类 机床夹具可根据据其使用范围围，分为通用用夹具、专用用夹具、组合合夹具、通用用可调夹具和和成组夹具等等类型机床床夹具还可按按其所使用的的机床和产生生加紧力的动动力源等进行行分类根据据所使用的机机床可将夹具具分为车床夹夹具、铣床夹夹具、钻床夹夹具（钻模）、镗镗床夹具（镗镗模）、磨床床夹具和齿轮轮机床夹具等等，根据产生生加紧力的动动力源可将夹夹具分为手动动夹具、气动动夹具、液压压夹具、电动动夹具、电磁磁夹具和真空空夹具等3.1.3机床床夹具的组成成(1)定位元件件(2)夹紧装置置(3)对刀、引引导元件或装装置(4)连接元件件 (5)夹具体(6)其它元件件及装置3.2定位基准准 基准是用以确定定生产对象上上几何要素间间的几何关系系所依据的点点，线，面在在加工中用以以定位的基准准称为定位基基准有时，作作为基准的点点、线、面在在工件上不一一定具体存在在（例如孔的的中心线和对对称中心平面面等），其作作用是由某些些具体表面（如如内孔圆柱面面）体现的，体体现基准作用用的表面称为为基面。
3.3工件在夹夹具中的定位位3.3.1六点点定位原理任何未定位的工工件在空间直直角坐标系中中都具有六个个自由度工工件定位的任任务就是根据据加工要求限限制工件的全全部或部分自自由度工件件的六点定位位原理是指用用六个支撑点点来分别限制制工件的六个个自由度，从从而使工件在在空间得到确确定定位的法法 图3-1六点定定位原理图3.3.2完全全定位与不完完全定位工件的六个自由由度完全被限限制的定位称称为完全定位位按加工要要求，允许有有一个或几个个自由度不被被限制的定位位称为不完全全定位3.3.3欠定定位与过定位位按工序的加工要要求，工件应应该限制的自自由度而未予予限制的定位位，称为欠定定位在确定定工件定位方方案时，欠定定位时绝对不不允许的工工件的同一自自由度背二个个或二个以上上的支撑点重重复限制的定定位，称为过过定位在通通常情况下，应应尽量避免出出现过定位消消除过定位及及其干涉一般般有两个途径径：其一是改改变定位元件件的结构，以以消除被重复复限制的自由由度；其二是是提高工件定定位基面之间间及夹具定位位元件工作表表面之间的位位置精度，以以减少或消除除过定位引起起的干涉3.4夹具定位位误差分析计计算所谓定位误差，是是指由于工件件定位造成的的加工面相对对工序基准的的位置误差。
因因为对一批工工件来说，刀刀具经调整后后位置是不动动的，即被加加工表面的位位置相对于定定位基准是不不变的，所以以定位误差就就是工序基准准在加工尺寸寸方向上的最最大变动量 3.5定位误差差的组成 3.5.1定义义：定位误差是工件件在夹具中定定位，由于定定位不准造成成的加工面相相对于工序基基准沿加工要要求方向上的的最大位置变变动量 3..5.2定位位误差的组成成：定位基准与工序序基准不一致致所引起的定定位误差，称称基准不重合合误差，即工工序基准相对对定位基准在在加工尺寸方方向上的最大大变动量，以以△不表示 定位基准面和定定位元件本身身的制造误差差所引起的定定位误差，称称基准位置误误差，即定位位基准的相对对位置在加工工尺寸方向上上的最大变动动量，以△基表示。
△定=△不+△基 此外明明确两点：①只用调整法加加工一批零件件才产生定位位误差，用试试切法不产生生定位误差；；②定位误差是一一个界限值（有有一个范围） 3.6定位误差差的分析计算算3.6.1工件件以平面定位位时的定位误误差定位基准：平面面；定位元件件工作面：平平面=====>易加工平平整，接触良良好===>>所以△基==0 △定==△不（注：：若位毛坯面面，则仍有△△基） 图33-2工件以以平面定位 3.6.2工件件以外圆柱面面定位时的定定位误差H1尺寸：A0△不≠0，△基≠0H2尺寸：00△不=0，△基≠0H3尺寸：B0△不≠0，△基≠0工序基准定位基基准△定①对H2尺寸：：△不=0，△△基为定位基基准线0的在在加工方向的的最大变动量量，即OO''所以△基=OOO'=OE--O'E (3--1) =[dmaax/2siin（α/22）]-[ddmin/22sin(αα/2)] =δd/22sin(αα/2）即：△定=△不不+△基 ((3-2) =0+δδd/2siin(α/22） =δd//2sin((α/2）②对H1尺寸：：△不=δdd/2，△基基=δd/22sin(αα/2） (3-3)) (3-44)或：△定=AAA'=AO++OO'-AA'O' (33-5) =dmaxx/2+δdd/2sinn(α/2）--dmin//2 =δd/22{1+[11/sin((α/2）]]}③对H3尺寸：：△定=BBB'=B'OO'+OO''-OB (3-6)) =((dmin//2)+[δδd/2siin(α/22）]-dmmax/2 =δδd/2{[[1/sinn(α/2）]]-1}综上所述：△定定（H3)<<△定(H22)<△定((H1) ，所以标注注尺寸H3最最好。
3.6.3工件件以内孔表面面定位时的定定位误差①主要介绍工件件孔与定位心心轴（或销）采采用间隙配合合的定位误差差计算△定=△不+△△基a.心轴（或定定位销）垂直直放置，按最最大孔和最销销轴求得孔中中心线位置的的变动量为：： △基=δδD+δd++△min==△max (最大间间隙）b.心轴（或定定位销）水平平放置，孔中中心线的最大大变动量（在在铅垂方向上上）即为△定定 △基=OOO'=1//2(δD++δd+△mmin)=△△max/22 或△基==(Dmaxx/2)-((dmin//2)=△mmax/2②工件孔与定位位心轴(销))过盈配合时时(垂直或水水平放置)时时的定位误差差此时，由于于工件孔与心心轴(销)为为过盈配合，所所以△基=00对H1尺尺寸:工序基基准与定位基基准重合,均均为中心O ,所以△不不=0对H22尺寸:△不不=δd/223.6.4工件件以"一面两孔"定位时的定定位误差 图3-3工件用用一面两孔定定位 ①“1”孔中中心线在X，YY方向的最大大位移为：△定（1x)==△定(1yy) （3--7） =δD1+δdd1+△1mmin （3-88）=△1max（孔孔与销的最大大间隙）②“2”孔中心心线在X,YY方向的最大大位移分别为为:△定(2x)==△定(1xx)+2δLLd(两孔中中心距公差)) （3-9）△定(2y)==δD2+δδd2+△22min=△△2max （3-110）③两孔中心连线线对两销中心心连线的最大大转角误差::△定(α)=22α=2taan-1[((△1maxx+△2maax)/2LL] ((其中L为两两孔中心距)) （33-11）以上定位误差都都属于基准位位置误差,因因为△不=00。
3.7工件的夹夹紧工件的夹夹紧与常用的的夹紧装置3.7.1工件件的夹紧 3.7.1.11夹紧装置a.夹紧装置的的组成——动力装置置、夹紧元件件、中间传力力机构b.夹紧装置的的基本要求(1) 夹紧既不应破坏坏工件的定位位，或产生过过大的夹紧变变形，又要有有足够的夹紧紧力，防止工工件在加工中中产生振动；；(2) 足够的夹紧行程程，夹紧动作作迅速，操纵纵方便、安全全省力;(3) 手动夹紧机构要要有可靠的自自锁性，机动动夹紧装置要要统筹考虑夹夹紧的自锁性性和原动力的的稳定性；(4) 结构应尽量简单单紧凑，制造造、维修方便便3.7.1.22夹紧力的确确定a.确定夹紧力力作用方向的的原则(1)夹紧力的的方向应使定定位基面与定定位元件接触触良好，保证证工件定位准准确可靠；(2)加紧力的的方向应与工工件刚度最大大的方向一致致，以减小工工件变形；(3)加紧力的的方向应尽量量与工件受到到的切削力、重重力等的方向向一致，以减减小加紧力b.确定夹具力力作用点的原原则(1)加紧力的的作用点应正正对支撑元件件或位于支撑撑元件所形成成的支撑面内内；(2)夹具力的的作用点应位位于工件刚性性较好的部位位3)夹具力的的作用点应尽尽量靠近加工工表面，以减减小切削力对对夹紧点的力力矩，防止或或减小工件的的加工振动或或弯曲变形。
3.7.2夹紧紧装置 3.7.22.1一面两两销定位的夹夹具一面两销定位装装置，属于机机加工定位装装置，在平板板上设有圆柱柱销和削边销销，前者直径径大于后者直直径，其特点点是削边削为为滑动式结构构，由定位轴轴和套在定位位轴上的滑块块构成，定位位轴端头有挡挡圈本实用用新型用于带带有两个以上上内孔、长圆圆内孔或卡槽槽孔的工件加加工时定位，由由于滑块与工工件内孔配合合时，可适当当纵向移动，对对中性好，能能补偿工件内内孔尺寸公差差的变化，克克服了现有削削边销与工件件内孔间的定定位面不足、造造成工件绕ＺＺ轴自由度难难以消除的弊弊端，从而提提高了定位精精度1） 一面两销定位的的夹具的特点点：（1）设计变量量的选择（2）设计准则则的确定（3）约束函数数的确定（4）数学模型型及模型求解解3.7.2.22液压夹紧装装置液压夹紧装置是是利用液体的的力量来推动动杆来夹紧零零件的一种最最常用的夹紧紧装置1）液压夹紧装装置的特点（1）液体有不不可压缩性，加加紧刚性较高高2）工作平稳稳，油有吸震震能力，便于于实现频繁的的换向。
3）操纵简单单，便于实现现自动化，气气液电联合应应用时更能发发挥各自的优优点，以实现现复杂的自动动工作循环4）系统工作作时，工作介介质（油液）可可以自动润滑滑运动偶件，有有利于提高元元件使用寿命命5）易于实现现零部件的通通用化，标准准化，便于组组织专业化生生产3.8机床夹具具的基本要求求和设计步骤骤机床夹具的的基本要求和和设计步骤1）、对机床夹夹具的基本要要求 对机床夹具的基基本要求可总总括为四个方方面：①稳定地保证工工件的加工精精度；②提高机械加工工的劳动生产产率；③结构简单，有有良好的结构构工艺性和劳劳动条件；④应能降低工件件的制造成本本2）、夹具设计计的工作步骤骤 ⑴研究原始资料料，明确设计计任务⑵考虑和确定夹夹具的结构方方案，绘制结结构草图⑶绘制夹具总图图⑷确定并标注有有关尺寸和夹夹具技术要求求⑸绘制夹具零件件图3.9 QFDD理论的相关关介绍及主要要内容质量功能配置((Qualiity Fuunctioon Depploymeent,QFFD)可在设设计的各个阶阶段首选[11],为保证证产品质量提供了一种可可行方法FD在70年代由日日本学者提出出,目前,已在日本、美美国等很多国国家应用,并已取得了了成功的经验验[7],在我我国也有应用用[8-155]。
QFD最初是是将用户需求求与一组广义义设计参数或或质量要素通通过质量屋((Housee of ualitty,HO)或扩展的的质量屋(EExtendd Housse of Qualiity,EHHOQ)[116]相联系系,明确用户需需求与广义设设计参数间的的关系,使设计一开开始就有明确确目标目前前,QFD已用用于设计和制制造全过程的的质量控制3.9.1 质质量功能配置置方法美国ASI定义义QFD方法作作为一种系统统,是用来将用用户需求转换换成为从研究究到产品布置置、加工、市市场销售和分分布各个阶段段相应的公司司要求的一个个过程这个个过程的主要要环节是质量量屋(HO),如图1所示,从质量屋可可获得所有的的关系和比较较传统的QFD方方法有两种[[11]:瀑瀑布式分解过过程模型和AAkao模型型QFD方法的的实质是,将质量屋的的顶部横排的的条款解释为为工程、采购购、制造、管管理质量等方方面可执行的的计划,来满足对应应的需求瀑瀑布式分解过过程是第一张张表顶排的“技术措施”,变成了第二二张表的“需求”,第二张表中中的顶排,则变为更加加具体的技术术细节这样样,表格不断被被派生出来,,直至企业的的每一部分均均被落实了有有关的具体任任务为止,用户的要求求也就被布置置到整个企业业之中。
Akkao模型是是根据具体产产品、行业选选择适合的配配置,将用户需求求布置下去对对于机械新产产品的概念设设计,为保证设计计质量,应将用户需需求归类、提提炼并转化为为需求质量,,从需求要素素中抽取质量量要素,将需求质量量与质量要素素构成质量屋屋根据产品品的构成,从用户需求求出发,分析抽出要要实现需求质质量产品应具具备的基本功功能,以及实现基基本功能应具具有的基本机机构,同样,作出需求质质量与功能、功功能与机构质质量屋综合合质量与构成成要求,建立机构与与质量要素质质量屋,将用户需求求逐步、综合合地布置下去去对于新产产品设计,能实现每一一种基本功能能的机构概念念,即原理方案案有多种,再对各种方方案进行评价价,选择效用价价值高的方案案为最佳方案案3.9.2快速速夹紧装置的的质量功能配配置快速夹紧装置是是加工中心专专用夹具上的的一个部件,,属于新设计计用户需求求是:快速夹紧工工件、产生足足够的夹紧力力、工作安全全可靠、使用用方便、体积积小和成本低低在概念设设计中,为保证设计计质量、满足足用户需求,,进行综合质质量配置设设计小组分析析用户需求,,一方面为保保证设计质量量,建立需求质质量与质量要要素质量屋;;另一方面根根据产品构成成,建立需求质质量与功能、功功能与机构质质量屋。
综合合两方面的要要求,建立机构与与质量要素质质量屋,将表1中的质量要要素配置到机机构中从用用户重要度出出发,根据关系矩矩阵,从表1中获得质量量要素权重,,表2获得功能权权重再根据据功能权重,,从表3获得机构权权重表1~~3中,采用以下值值表示两个参参数的相关程程度:强相关=5一般般相关=3弱相关=1不相关=0质量要素权重计计算如下: 式中: ————第j项质量要素素绝对权重((j=1,22,…,6); ———相关关关系量化值,,强相关=5,,一般相关=33,弱相关=1,,不相关=0;; ———要求权权重多方案的产生能够实现各个基基本功能的机机构种类有多多种[5,66],常用的的有机械、液液压、气动和和电磁四种,,各种类中又又有不同的形形式在概念念设计中,可将不同种种类、不同形形式的机构进进行组合,因此,可选择的方方案有多种但但使用不同种种类进行机构构组合时,将会造成产产品的系统结结构庞大、成成本高和资源源浪费本设设计按同一种种类进行机构构组合,概念设计产产生的方案有有四个[5]],即机械系系统、液压系系统、气动系系统和电磁系系统3.9.2.11模糊综合评评价本设计考虑的因因素很多,各因素又有有层次之分,,并且许多因因素还有较强强的模糊性,,因此,采用加权平平均法M( ,+)模型型,运用多级模模糊综合评价价,比较各系统统之间的优劣劣次序,得出有意义义的评价结果果。
3.9.2.22一级模糊评评价设计目标是评价价的依据,首先将质量量要素作为因因素集,机构作为备备择集,采用主观评评分法确定隶隶属度,质量要素权权重由表1确定,给出一级评评价矩阵Rii机械方案 液压方案 气动方案 电磁方案 各项质量要素权权重w=(00.162,,0.1688,0.211,0.1003,0.2218,0..139) 一级评价结结果, (33-12)二级模糊评价二级综合评价中中机构为因素素集,方案分类为为备择集,机构权重由由表3确定二级级综合评价矩矩阵为:各种机构权重WW=(0.2205,0..229,00.256,,0.1522,0.1558), 总的评价结果::B=W×R=(0..65,0..87,0..67,0..66)从从评价结果看看,液压方案效效用价值最高高,为最佳方案案结论QFD方法是从从用户需求出出发,对一种快速速夹紧装置,,建立了需求求质量与质量量要素、功能能与需求质量量、功能与机机构配置表,,确定出各参参数的权重,,对概念设计计的四种方案案———机械、液液压、气动、电电磁方案进行行模糊评价,,将效用值最最高的液压方方案,作为设计方方案。
QFDD方法可在设设计的各个阶阶段首选,为提高产品品质量,加快新产品品的开发,缩短设计周周期,提高产品的的竞争力,提供了一套套行之有效的的方法该方方法可在各个个行业中推广广实行3.9.2.33QFD的研究究趋势从文献研究我们们可以看出,,QFD的研研究工作主要要从三个方面面展开:其一是和并并行工程(CCE)结合的的理论方法研研究;其二是QFDD实施的理论论、方法、建建模研究;最后是QFDD在产品设计计之外其它领领域(如在服务、运运输、教育等等)的应用研究究.虽然QFD的理论论与方法日趋趋完善,但在激烈的的市场竞争、个个性化需求的的时代,企业必须快快速推出创新新产品.这一形势为为QFD的研究究提出了新的的课题.可以推测,FD的研究究将朝着以下下几个方向发发展:QFDD和产品创新新理论相结合合的研究;FD和知识识获取、知识识挖掘等信息息技术的结合合研究;QFFD和网络技技术结合的分分布式应用的的研究;QFFD在企业重重组过程领域域的研究;FD在服务务行业的应用用研究本章小结 1.机床床夹具是由定定位元件,夹夹紧装置,对对刀元件,夹夹具体部分组组成,机床夹夹具设计也就就是针对夹具具组成的各个个部分进行设设计,其中定定位与夹紧量量个环节是夹夹具设计的重重点。
2.定位就是确确定工件在夹夹具种的正确确位置,是通通过在夹具上上设置正确的的定位元件与与工件定位面面的接触来实实现的.工件件的定位有完完全定位和不不完全定位,,要根据其具具体加工要求求而定,欠定定位在夹具设设计种是不容容许的,而过过定位则有条条件地采用3.通常，由于于定位副制造造不准确或采采用了基准不不重合定位等等原因,定位位过程中会引引入定位误差差,定位误差差的计算要根根据具体情况况分析计算4.夹紧是为了了克服切削力力等外力干扰扰而使工件在在空间中保持持正确的定位位位置的一种种手段.夹紧紧一般在定位位步骤之后,,有时定位与与夹紧是同时时进行的,入入膨胀式定心心夹紧机构5.车,铣,钻钻,磨等不同同的机床其夹夹具设计具有有各自典型特特点,应根据据具体设计任任务,遵循夹夹具设计的基基本要求和步步骤进行设计计最后引出了QFFD理论的相相关介绍及主主要内容4夹具设计4.1零件的分分析4.1.1零件件的工艺分析析泵体有3组加工工面他们有位位置度要求这3组加工面的的分别为1，以底面为基基准的加工面面，这组加工工面包括，左左右端面和左左右端面上的的孔和2个334.5的孔孔2：一个事以上上下底面互为为基准的加工工面，这个主主要是上下底底面和6-MM7销孔和22-7孔3：以底面和22-7孔为基基准 的加工面，这这组加工面主主要是2-GG3/8的孔孔。
4.2工艺规程程设计4.2.1确定定毛坯的制造造形式零件的材料为HHT200，根根据生产纲领领以及零件在在工作过程中中所受的载荷荷情况，选用用砂型机铸造造4.2.2基面面的选择的选选择基面的选择是工工艺规程设计计中的重要工工作之一基基面选择的正正确合理，可可以使加工质质量得到保证证，生产率得得到提高否否则，加工工工艺过程中会会问题百出粗基准的选择：：泵体这样的的零件来说，选选择好粗基准准是至关重要要我们选择择不加工的底底面为粗基准准精基准的选择：：精基准 的的选择要考虑虑基准重合的的原则，设计计基准要和工工艺基准重合合4.2.3机械械加工余量、工工序尺寸及毛毛坯尺寸的确确定泵体零件材料为为HT2000，生产类型为大批批量生产，采采用砂型机铸铸造毛坯1、泵体的上下下和左右端面面因为泵体的上下下和左右端面面没有精度要要求，粗糙度度要求也不高高，其加工余余量为2.55mm2、泵体的孔毛坯为空心，铸铸造出孔孔孔的精度要求求介于IT77—IT8之之间，参照参参数文献，确确定工艺尺寸寸余量为单边边余量为2..54.2.4确定定切削用量及及基本工时4.2.4.11工序III：铣下下端面4.2.4.11选择刀具刀具选取不重磨磨损硬质合金金端铣刀，刀刀片采用YGG8,，，，。
4.2.4.22、决定铣削削用量1） 决定铣削深度 因为加工余余量不大，一一次加工完成成2） 决定每次进给量量及切削速度度根据X51型铣铣床说明书，其其功率为为77.5kw，中中等系统刚度度根据表查出 ，则 (4-11) 按机床标准选取取＝750 (4--2)当＝750r//min时按机床标准选取取3） 计算工时切削工时：，，，则机动工工时为. (44-3)工序IV和工序序V铣前后和和左右端面的的计算如上，在在此不再累述述4.2.4.33、工序VI：车2- 334.5的内内圆4.2.4.33、选择硬质质合金车刀1） 车削深度度，因为尺圆圆弧面没有精精度要求，故故可以选择aap=1.0mmm，一次走走刀即可完成成所需长度2）机床功率为为7.5kww查《切削削手册》f==0.14~~0.24mmm/z选选较小量f==0.14 mm/z3） 查后刀面面最大磨损及及寿命 查《切削手册》表表3.7，后后刀面最大磨磨损为1.00~1.5mmm。
查《切削手册》表表3.8，寿寿命T=1880min4） 计算切削削速度 按《切切削手册》，查查得 Vc＝98mmm/s，n==439r//min,VVf=490mmm/s据CA61400卧式车床车床参数，选择择nc=475rr/min,,Vfc=4755mm/s,,则实际切削削速度V cc=3.144*80*4475/10000=1119.3m//min,实际进给量为ff zc=V fc/ncz=4755/(3000*10)==0.16mmm/z (4-44)5)校验机床功功率 查《切切削手册》PPcc=1..1kw,而而机床所能提提供功率为PPcm>Pccc故校验验合格最终确定 app=1.0mmm，nc=475rr/min,,Vfc=4755mm/s，VV c=119..3m/miin，f zz=0.166mm/z6）计算基本工工时tm＝L/ VVf=2x(225+20))/475==0.1400min (4-55) 工序VII：钻钻6-M6孔孔工步一：钻M66螺纹底孔44.8钻M6螺纹底孔孔确定进给量：根根据参考文献献Ⅳ表2-7，当当钢的，时，。
由由于本零件在在加工孔时属属于低刚度零零件，故进给给量应乘以系系数0.755，则根据Z525机机床说明书，现现取切削速度：根据据参考文献ⅣⅣ表2-133及表2-114，查得切切削速度所以以 (4--6)根据机床说明书书，取，故实实际切削速度度为 (4--7) 切削工时：，，，则机动工工时为 (44-8)工序Ⅵ：攻丝MM6攻螺纹M6mmm 按机床选取，则则机动时 ，，攻M6孔 (4--9)工序Ⅶ钻2-55销孔钻2-5销孔选机床Z5255确定进给量：根根据参考文献献Ⅳ表2-7，当当钢的，时，由由于本零件在在加工孔时属属于低刚度零零件，故进给给量应乘以系系数0.755，则根据Z525机机床说明书，现现取切削速度：根据据参考文献ⅣⅣ表2-133及表2-114，查得切切削速度所以以 (44-10)根据机床说明书书，取，故实实际切削速度度为 (4--11)切削工时：，，，则机动工工时为 (4-122)工序Ⅷ和工序ⅨⅨ4.3夹具设计计为了提高劳动生生产率，保证证加工质量，降降低劳动强度度，需要设计计专用夹具。
由指导老师的分分配，决定设设计第0655道工序钻33-4孔夹具具设计和液压压夹具设计钻2—3/8GG孔夹具设计计4.3.1问题题的提出 本夹具主要用于于加工2—3/8GG孔，因为2——3/8G孔没没有精度要求求，定位要求求不高，因此此我们主要考考虑提高生产产效率的，同同时因为我们们加工的零件件时所钻的孔孔，为了保证证钻孔时的位位置精度，我我们在钻孔的的下面加一个个辅助可调节节支撑，以确确保工件的刚刚性，保证加加工精度是4.3.2定位位基准的选择择加工2-3/88G孔时我们们采用经典的的一面2销定位，4.3.3定位位误差分析 因为钻孔时的孔孔的位置度没没有精度要求求，且用定位位夹紧定位，定定位精度较高高，为了提高高生产效率，因因此定位误差差可以保证4.3.4切削削力和夹紧力力计算由于本工序主要要是钻2-33/8G的孔孔没有精度要要求，所以只只对夹具的定定位稳定性进进行计算，及及夹紧力和钻钻削力的计算算钻孔时的切削力力计算：根据（《机械加加工工艺手册册》 李洪 主编 ）表2.4--69 钻孔时的切削削力为： (4-113) N.m夹紧力的计算：：根据（《机床夹夹具设计手册册》 第三版 王光斗 王春福 主编）表1--3-11 (4-144) =905526 N在计算切削力时时，必须考虑虑安全系数。
安全系数数 式中：：—基本安全系系数；取1..5 —加工性质系系数；取1..1 —刀具钝化系系数；取1..1 —断续切削系系数；取1..1则 (44-15) N4.4液压夹具具的设计为了保证能有效效的夹紧工件件不脱落增加加了液压夹具具4.4.1夹紧紧力计算由于本工序主要要是辅助钻22-3/8GG孔夹具的夹夹紧不用太大大的夹紧力的的油缸，所以以以最小的钻钻削力来计算算得油缸的夹夹紧力即可根据（《机床夹夹具设计手册册》 第三版版）表1-22-11 —切削力 ——夹紧元件与与工件间的摩摩擦系数 ——工件与夹具具支撑面的摩摩擦系数安全系数式中：—基本安安全系数；取取1.5 ——加工性质系系数；取1..1 ——刀具钝化系系数；取1..1 ——断续切削系系数；取1..1 钻孔时的夹紧力力为： （NN） (4--16) 所以根据《机床床夹具设计手手册》选取民民主德国的双双向作用油缸缸缸径=25mmm 活塞行程程=20mmm 油压=115.6a 则 ((4-17)) 。