滾齒機(jī)床與插齒機(jī)床專用夾具課程設(shè)計

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(論文)</p><p>　　題目：滾齒機(jī)床與插齒機(jī)床</p><p><b>　　專用夾具設(shè)計</b></p><p>　　系 （部）： 機(jī)電信息系 </p><p>　　專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化</p><p>　　班

2、 級： </p><p>　　學(xué) 生： </p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p><b>　　2010年4月

3、</b></p><p>　　滾齒機(jī)床與插齒機(jī)床專用夾具設(shè)計</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　機(jī)床夾具是在金屬切削過程中，用以準(zhǔn)確的確定工件位置，并將其牢固的夾緊，以接受加工的工藝裝備。為了保證工件的加工質(zhì)量，提高加工效率，減輕工人的勞動強(qiáng)度，充分發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的工藝性能。因此，我們提出了本次設(shè)計理念

4、。</p><p>　　本文針對齒輪在切齒機(jī)床上的加工工藝性要求，設(shè)計滾齒機(jī)床與插齒機(jī)床專用夾具，包括滾齒機(jī)用塑料心軸夾具、加工大型齒圈用滾齒機(jī)夾具、圓錐齒輪銑齒夾具、滾齒液壓波形套脹緊夾具、內(nèi)齒輪插齒夾具、加工軸齒輪用液性塑料夾具等。并配合CAD、SolidWorks等輔助設(shè)計軟件來實現(xiàn)整個設(shè)計過程。</p><p>　　完成了各套夾具的完整設(shè)計過程，包括設(shè)計計算、零部件分析和原理分析等

5、，本文設(shè)計的夾具，基本上可以滿足工程需要，本文使用的設(shè)計方法，也可為同類夾具的設(shè)計提供參考。</p><p>　　關(guān)鍵詞 ：SolidWorks；機(jī)床夾具；三維建模；標(biāo)準(zhǔn)件庫；夾具設(shè)計</p><p>　　Design of Gear Hobbing Machine Bed and Dedicated Fxture </p><p><b>　　Abstr

6、act</b></p><p>　　Metal cutting machine tool fixture is in the process to determine the exact location of the workpiece and the clamping firm to accept processing technology and equipment. To ensure the

7、 quality of the workpiece processing, improve processing efficiency, reduce labor intensity, full performance and expanding technology machine tools. Therefore, we propose in this design.</p><p>　　In this pa

8、per, Gear Cutting Machine Tools in processing requirements, design bed and Gear hobbing machine fixture, including fixture spindle hobbing machine plastic processing large ring gear with a gear hobbing machine fixture, b

9、evel gear milling fixtures, corrugated sleeve hydraulic hobbing swelling jig, fixture within the gear shaper, gear axis machining with liquid plastic fixtures. And with the CAD, SolidWorks and other CAD software to imple

10、ment the whole design process.</p><p>　　Efforts over a period of time, basically completed the Tao complete fixture design process, including design calculation, analysis and principle components analysis.Th

11、is fixture was designed to basically meet the engineering needs of the design used in this method can also be designed for similar reference fixture.</p><p>　　Keywords: SolidWorks; machine fixture; three-dim

12、ensional modeling; Standard Parts Library; fixture design</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論2</b></p><p>　　1.1本課題研究的目的和意義2</p><p>　　1.2國內(nèi)

13、外研究的相關(guān)情況3</p><p>　　1.3本課題研究的相關(guān)情況4</p><p>　　1.4本課題的研究方案及方法4</p><p>　　2 加工大型齒圈用滾齒機(jī)夾具設(shè)計6</p><p>　　2.1夾緊原理簡介6</p><p><b>　　2.2夾具設(shè)計6</b></p&

14、gt;<p>　　3 滾齒液壓波形脹緊夾具設(shè)計10</p><p>　　3.1夾緊原理簡介10</p><p>　　3.2夾具設(shè)計10</p><p>　　4 圓錐齒輪銑齒夾具設(shè)計13</p><p>　　4.1夾緊原理簡介13</p><p>　　4.2夾具設(shè)計13</p>

15、<p>　　5 滾齒機(jī)用塑料心軸夾具設(shè)計16</p><p>　　5.1夾緊原理簡介16</p><p>　　5.2夾具設(shè)計16</p><p>　　6 加工軸齒輪用液性塑料夾具設(shè)計19</p><p>　　6.1夾緊原理簡介19</p><p>　　6.2夾具設(shè)計19</p>

16、<p><b>　　7 結(jié)論21</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)22</b></p><p><b>　　致 謝23</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）知識產(chǎn)權(quán)聲明24</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）獨創(chuàng)性聲明25</

17、p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1本課題研究的目的和意義</p><p>　　（采用流水線作業(yè)原理進(jìn)行說明）</p><p>　　隨著計算機(jī)技術(shù)在工業(yè)設(shè)計與制造領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，以及交互技術(shù)的迅速發(fā)展，人們更關(guān)心如何方便、容易、快捷地獲得滿意的模型。現(xiàn)在大多數(shù)企業(yè)正在為了適應(yīng)產(chǎn)品周期越來越短暫

18、，更新速度的不斷加工，而是用無紙設(shè)計，也就是運(yùn)用計算機(jī)設(shè)計產(chǎn)品，這樣才能跟上市場的需求變換，也是機(jī)械行業(yè)發(fā)展的一種趨勢。夾具設(shè)計過程中，零部件的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和系列化是提高設(shè)計質(zhì)量、縮短設(shè)計周期的有效途徑。</p><p>　　快速實現(xiàn)夾具設(shè)計已成為企業(yè)的迫切要求。將計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)應(yīng)用到夾具設(shè)計的過程是解決這一問題的必然選擇。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，計算機(jī)輔助夾具設(shè)計在理論和應(yīng)用上都得到了迅速發(fā)展,大大提

19、高了夾具的設(shè)計效率，縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。在產(chǎn)品設(shè)計中，大量應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)件是代表一個國家和企業(yè)設(shè)計制造水平的重要標(biāo)志。</p><p>　　在產(chǎn)品設(shè)計中, 大量應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)件是代表一個國家和企業(yè)設(shè)計制造水平的重要標(biāo)志。在機(jī)床夾具設(shè)計中, 有大約一半的零件是標(biāo)準(zhǔn)件或非標(biāo)常用件, 這些零件大多具有相同或相似的外形特征, 只是尺寸規(guī)格有所不同, 如果沒有三維標(biāo)準(zhǔn)件庫, 將不得不在夾具設(shè)計和開發(fā)過程中對標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行重復(fù)建模, 不但耗

20、費設(shè)計人員的時間和精力, 延長設(shè)計周期, 而且增加了產(chǎn)品的生產(chǎn)制造成本, 所以建立通用的符合國家標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)件庫和典型組合庫是提高設(shè)計效率的保證, 也是當(dāng)前制造業(yè)信息化的基礎(chǔ)研究工作之一。因此利用三維軟件如SolidWorks建立通用的標(biāo)準(zhǔn)件庫和機(jī)床夾具零部件庫具有極其深遠(yuǎn)的意義。</p><p>　　1.2國內(nèi)外研究的相關(guān)情況</p><p>　　在產(chǎn)品設(shè)計中，大量應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)件是一

21、個國家和企業(yè)設(shè)計制造水平的重要標(biāo)志，在機(jī)床夾具設(shè)計中，有大約30%～70%的零件是標(biāo)準(zhǔn)件或非標(biāo)常用件，這些零件都具有相同或相似的外形特征，只是尺寸規(guī)格有所不同。建立通用的符合國家標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的邊準(zhǔn)件庫和典型組合庫是提高設(shè)計效率和保證，也是當(dāng)前制造業(yè)信息化的基礎(chǔ)研究工作之一。</p><p>　　若要是大部分工程技術(shù)人員在三維軟件下進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)件庫的二次開發(fā)就必須有編程的能力，顯然是不現(xiàn)實的，再者建立的標(biāo)準(zhǔn)件庫因其過

22、程復(fù)雜，同時生成的標(biāo)準(zhǔn)件模型特征較多，在使用標(biāo)準(zhǔn)件種類與數(shù)量較多的裝配體中會影響軟件的整體運(yùn)行速度，所以要根據(jù)本行業(yè)的需要盡量簡化其建模過程，但模型盡量簡單，且規(guī)格屬性還要詳實。</p><p>　　我國的計算機(jī)輔助設(shè)計工作從20世紀(jì)70年代開始以來，經(jīng)過不斷地發(fā)展和推廣應(yīng)用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。少數(shù)大型企業(yè)已建立起比較完善的計算機(jī)輔助設(shè)計系統(tǒng)，一些中小企業(yè)在保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高勞動生產(chǎn)效率等方面也取得

23、了顯著效益。以“甩圖板”為目標(biāo)實現(xiàn)繪圖設(shè)計自動化成為推廣應(yīng)用計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)的突破口，使其在企業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。但是計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)并不僅僅局限于繪圖設(shè)計自動化，隨著計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、CAD/CAM技術(shù)等的快速發(fā)展，如何深化推廣應(yīng)用計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)并提高其應(yīng)用的層次，成為人們特別關(guān)注的問題。</p><p>　　盡管我國開展計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)應(yīng)用工作并不晚，但是從整體上看，國內(nèi)計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)應(yīng)用的深

24、度和廣度與國外先進(jìn)水平相比還存在很大的差距。作為一種先進(jìn)手段和工具，計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)提高了企業(yè)的設(shè)計和制造能力，但計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)不能代替人的設(shè)計和制造行為、專業(yè)技術(shù)人員的創(chuàng)造能力和制造能力和工作經(jīng)驗等。波音、福特等國外企業(yè)計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)的良好應(yīng)用是得益于其應(yīng)用經(jīng)驗積累和培養(yǎng)出的高素質(zhì)技術(shù)隊伍，而國內(nèi)目前非常缺乏能夠同時掌握計算機(jī)軟、硬件技術(shù)又具有豐富專業(yè)知識的人才。</p><p>　　當(dāng)前國內(nèi)機(jī)械行業(yè)

25、內(nèi)。雖然市場上有諸多機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)零件的圖庫，但并不是很能滿足需求。一方面，現(xiàn)在的圖庫基本上都是二維平面圖庫，但三維軟件的迅速發(fā)展，平面圖庫的應(yīng)用將日趨受限甚至減少。另一方面，雖然一些三維軟件也有標(biāo)準(zhǔn)件圖庫，但多數(shù)是普通的機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)零件圖庫，并沒有一套專門的機(jī)床夾具標(biāo)準(zhǔn)零部件的圖庫。</p><p>　　1.3本課題研究的相關(guān)情況</p><p>　　1）以機(jī)床夾具標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，用Solidwork

26、s軟件完成對機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)件三維模型建模工作；</p><p>　　2）設(shè)計滾齒機(jī)用塑料心軸夾具、加工大型齒圈用滾齒機(jī)夾具、大齒圈液動滾齒夾具、圓錐齒輪銑齒夾具、滾齒液壓波形套脹緊夾具、內(nèi)齒輪插齒夾具、加工軸齒輪用液性塑料夾具、插內(nèi)齒圈專用夾具；</p><p>　　3）夾具設(shè)計時結(jié)合已建立的機(jī)床夾具標(biāo)準(zhǔn)件的三維模型庫進(jìn)行夾具的設(shè)計。</p><p>　　4）以機(jī)床

27、夾具標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，用Office Word、Office Excel、Office Access、Solidworks、Photoshop、AutoCAD等軟件完成，設(shè)計滾齒機(jī)床和插齒機(jī)床專用夾具。</p><p>　　1.4本課題的研究方案及方法</p><p>　　目前，現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)庫基本上以世界上使用最多的通用繪圖軟件AutoCAD為開發(fā)平臺，在AutoCAD平臺上利用Autolisp語

28、言及圖標(biāo)菜單技術(shù)進(jìn)行二次開發(fā)，把Autolisp語言內(nèi)嵌于AutoCAD，實現(xiàn)了計算與繪圖的統(tǒng)一，建立機(jī)床夾具標(biāo)準(zhǔn)件庫并在繪制時調(diào)出?；蛘咴赟olidWorks、Pro／E、UG、Solidedge等主流三維軟件中進(jìn)行二次開發(fā)嵌入標(biāo)準(zhǔn)件庫。上述兩種方法只是單一的平面圖標(biāo)準(zhǔn)件庫，或者只是三維實體模型。</p><p>　　本次課題則是把這兩種方法有機(jī)的結(jié)合起來，既有規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的平面圖，又有簡單明了的立體圖，并附有模型

29、參數(shù)，而且還是一個多元化軟件系統(tǒng)。它即可依附于SolidWorks軟件進(jìn)行模型調(diào)用，又能單獨啟動查詢系列參數(shù)。</p><p>　　二維平面圖以AutoCAD為工具，三維立體圖以世界上第一個基于Windows的優(yōu)秀三維設(shè)計軟件——SolidWorks，按照正確的設(shè)計關(guān)系繪制標(biāo)準(zhǔn)件的模型，當(dāng)需生成某一規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)件時，可根據(jù)用戶給定的相關(guān)約束變量參數(shù)值，對已定義好的標(biāo)準(zhǔn)模型的相應(yīng)約束關(guān)系進(jìn)行修改與求解，使其幾何元素和

30、特征的幾何或拓?fù)湫畔l(fā)生改變，并引起相關(guān)圖形元素及關(guān)系的聯(lián)動，生成所需的零件。</p><p>　　依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)件中的某一規(guī)格參數(shù)做出模型，運(yùn)用Microsoft Access數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)，使三維立體模型和這組參數(shù)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，并一一對應(yīng)，生成這種規(guī)格的所有參數(shù)的全部模型。也就是三維立體模型根據(jù)參數(shù)數(shù)據(jù)的改變而改變對應(yīng)的形狀，完成了基于特征造型、可參數(shù)化驅(qū)動生成零部件的機(jī)床夾具三維標(biāo)準(zhǔn)件庫。</p>&l

31、t;p>　　上述過程主要運(yùn)用了尺寸驅(qū)動法，它是指在保持零件結(jié)構(gòu)不變的情況下，將零件的尺寸標(biāo)注視為變量，給予不同的尺寸值，便能獲得一系列結(jié)構(gòu)相同而尺寸不同的相似零件，它允許用戶在定義一個典型零件時，不必考慮零件中幾何元素的準(zhǔn)確位置，而只需保證其拓?fù)涠恍璞ＷC其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)正確，同時進(jìn)行必要的尺寸參數(shù)標(biāo)注，通過尺寸參數(shù)值的變化來生成結(jié)構(gòu)相同而參數(shù)不同的零件族，它在零部件的重新生成與修改方面顯示出極大的方便性。系統(tǒng)采用尺寸驅(qū)動法，不用重復(fù)圖

32、形的生成過程，程序代碼量少，便于獲得系列化零件圖形。</p><p>　　此方法對比有著打破了傳統(tǒng)抽象的二維平面圖和參數(shù)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，是在三維立體模型中更直觀的反映不同參數(shù)差異的先進(jìn)之舉。二維圖和三維圖最后均以圖片的形式出現(xiàn)在界面，并具有放大效果，方便用戶快速瀏覽界面，查詢所需參數(shù)，降低了計算機(jī)的運(yùn)行負(fù)荷，在必須查看模型實際形狀時，開啟SolidWorks就能調(diào)出用戶想要參數(shù)的模型文件。這樣為用戶多方面考慮的想法是現(xiàn)

33、有三維軟件為數(shù)不多的創(chuàng)新點，也是SolidWorks二次開發(fā)的一次巨大推進(jìn)。</p><p>　　最后運(yùn)用自己設(shè)計出來的二次開發(fā)軟件從標(biāo)準(zhǔn)庫中調(diào)出零件并組裝出所需的典型夾具。</p><p>　　2 加工大型齒圈用滾齒機(jī)夾具設(shè)計</p><p><b>　　2.1夾緊原理簡介</b></p><p>　　本夾具以內(nèi)孔及端

34、面在斜面定心機(jī)構(gòu)上定心。在壓板4上裝有三個可擺動的壓爪5，壓爪5的一端通過滑柱6壓在圓板7上，另一端壓在盤形壓板2上，旋緊螺母3，圓板7帶動三個長銷（或楔塊）8向下移動，將工件定心夾緊；同時盤形壓板2將工件軸向夾緊。松開工件時，借碟形彈簧1的作用，是盤形壓板2和長銷8向上移動，取下盤形壓板2即可卸下工件。零件二維圖如圖2.1所示：</p><p>　　圖2.1 加工大型齒圈用滾齒機(jī)夾具裝配模型</p>

35、<p><b>　　2.2夾具設(shè)計</b></p><p>　　大量工程經(jīng)驗和實踐可知，設(shè)計夾具時有以下基本要求：</p><p>　　1、滿足使用要求，應(yīng)保證工件裝夾時定位可靠、夾緊牢固，并能保證精度要求。良好的結(jié)構(gòu)工藝性，所設(shè)計的夾具應(yīng)便于制造、裝配、調(diào)整、維修、且便于加工中切屑的清理。</p><p>　　2、使用安全省力，

36、操作方便，有利用實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗、改善勞動條件。</p><p>　　3、應(yīng)盡量使用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件、借用件等，以提高標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化的水平，降低生產(chǎn)成本。</p><p>　　在基本要求中，由于每個機(jī)床的工作方式不同，所以機(jī)床夾具又各自具備不同的特點。</p><p>　　根據(jù)齒輪齒形的形成原理，滾齒機(jī)床和插齒機(jī)床夾具多為心軸和套筒類結(jié)構(gòu)。這類夾具在設(shè)計過

37、程中主要是保整心軸軸線及端面的垂直度要求，套筒內(nèi)外圓柱面同軸度及對端面和安裝基面的位置度要求。同時，保證夾具在機(jī)床上安裝后定位元件工作面與機(jī)床工作臺回轉(zhuǎn)軸線同軸度要求，必要時還應(yīng)設(shè)計找正基準(zhǔn)。把握好這一點，滾齒機(jī)床和插齒機(jī)床夾具的設(shè)計過程就變的簡單多了。</p><p>　　本套夾具針對如圖2.2的大型齒圈設(shè)計，采用定心夾緊機(jī)構(gòu)，在實現(xiàn)準(zhǔn)確定心的同時達(dá)到夾緊工件的目的。</p><p>　

38、　2.2 大齒圈模型圖</p><p>　　定心夾緊機(jī)構(gòu)是利用定位夾緊元件的等速移動或均勻彈性變形的方式，來消除定位尺寸偏差對工件定心或?qū)χ械牟焕绊?。因此，其基本類型亦可分為等速移動的定心夾緊機(jī)構(gòu)和均勻彈性變形的夾緊機(jī)構(gòu)。等速移動定心夾緊機(jī)構(gòu)的工作原理如圖2.3所示：</p><p>　　圖2..3等速移動定心夾緊機(jī)構(gòu)原理圖</p><p>　　該種定心夾緊機(jī)構(gòu)可

39、采用左右螺旋機(jī)構(gòu)，楔塊－滑柱機(jī)構(gòu)，杠桿機(jī)構(gòu)等。</p><p>　　本套夾具采用楔塊－滑柱機(jī)構(gòu)的等速移動達(dá)到定心夾緊的目的，屬于等速移動定心夾緊機(jī)構(gòu)。</p><p>　　先設(shè)計夾具體底座，該底座應(yīng)設(shè)計成錐形，保證與楔塊的配合，實現(xiàn)等速移動并加緊的目的。如圖2.4所示。</p><p>　　圖2.4夾具體模型圖</p><p>　　然后設(shè)計夾

40、緊機(jī)構(gòu)的其他零部件，主要零部件如下圖2.5、2.6、2.7、2.8所示：</p><p>　　圖2.5盤形壓板模型圖 圖2.6壓爪模型圖</p><p>　　.. </p><p>　　圖2.7壓板模型圖 圖2.8滑柱模型圖</p><p&g

41、t;　　同時調(diào)用已有的標(biāo)準(zhǔn)件，將所有零件進(jìn)行裝配，便可得到加工大型齒圈用滾齒機(jī)夾具裝配體，如下圖2.9所示：</p><p><b>　　圖2.9 夾具模型</b></p><p>　　3 滾齒液壓波形脹緊夾具設(shè)計 </p><p><b>　　3.1夾緊原理簡介</b></p><p>　　如

42、圖3.1所示，該夾具為工件以內(nèi)孔、端面在墊片6和波形脹緊套5上定位，當(dāng)拉桿下移時，拉桿即壓縮波形脹緊套3，從而將工件定心并脹緊。</p><p>　　圖3.1滾齒液壓波形脹緊夾具</p><p><b>　　3.2夾具設(shè)計</b></p><p>　　本套夾具針對如圖3.2的齒輪設(shè)計，同樣采用定心夾緊機(jī)構(gòu)，在實現(xiàn)準(zhǔn)確定心的同時達(dá)到夾緊工件的目的

43、。</p><p>　　3.2 大齒圈模型圖</p><p>　　與上套夾具類似，同為定心夾緊機(jī)構(gòu)，其不同之處就在于上套采用等速移動的定心夾緊機(jī)構(gòu)，而本套則采用均勻彈性變形的定心夾緊機(jī)構(gòu)。</p><p>　　均勻彈性變形定心夾緊機(jī)構(gòu)有彈性夾頭、彈性薄壁夾盤(鼓膜夾盤)、蝶形彈簧片夾具、薄壁套筒－液性塑料夾具（液性塑料定心夾具）、波形脹緊套等。</p>

44、<p>　　該夾具采用波形脹緊套定心夾緊，多用于齒輪、環(huán)、套筒等類零件的精加工。其特點時夾緊力均勻、定心進(jìn)度高，可達(dá)到直徑0.01mm，一般可穩(wěn)定在直徑0.02mm以內(nèi)。并且結(jié)構(gòu)簡單，使用壽命較長，（每裝夾10000次后定心精度只降低直徑0.001mm），正因為機(jī)構(gòu)簡單，精度高，壽命長，所以設(shè)計也較為方便，主要零件如圖3.3所示：</p><p>　　3.3波形脹套模型圖</p><

45、;p>　　夾具體是夾具的重要組成部分，夾具的其他元件都在夾具體上放置，還要使放置在其上的其他零件能夠拆卸，保證零件相互之間的位置關(guān)系。夾具體必須要具備有足夠的強(qiáng)度和剛度，結(jié)構(gòu)要簡單、緊湊、輕便，體積小，還要安裝穩(wěn)定牢靠，便于制造、裝配和檢驗等特點。因此，夾具體在夾具設(shè)計中也顯得非常重要。圖3.4給出了本套夾具的夾具體模型圖。</p><p><b>　　3.4夾具體模型圖</b><

46、;/p><p>　　根據(jù)需要設(shè)計零部件尺寸，并根據(jù)《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》選擇波形脹緊套夾具結(jié)構(gòu)尺寸，裝配完成如圖3.5所示：</p><p>　　3.5波形脹緊套夾具模型圖</p><p>　　4 圓錐齒輪銑齒夾具設(shè)計</p><p><b>　　4.1夾緊原理簡介</b></p><p>　　如圖4

47、.1所示，該夾具用于弧形錐齒輪銑床，銑削圓錐齒輪的齒部。粗切時工件以內(nèi)孔、端面及一小孔在碟形彈簧上1、心軸10上的端面及削邊銷3上定心。精切時，球頭銷4代替削邊銷3在一齒槽中定位。動力源使拉桿14右移壓縮彈簧1，將工件定心夾緊。彈簧的彈性槽中嵌有耐油腐蝕材料，以防止切屑或污物落入槽中。</p><p>　　圖4.1圓錐齒輪銑齒夾具 </p><p><b>　　4.2夾具

48、設(shè)計</b></p><p>　　該夾具采用碟形彈簧片作為定心夾具的定心夾緊裝置，為如圖6.2所示的錐齒輪粗、精銑齒時使用，與波形脹緊套夾具原理相似，屬于均勻彈性變形的定心夾緊機(jī)構(gòu)，相同的原理是在夾緊過程中利用波形脹套或碟形彈簧徑向漲大，從而將工件定心夾緊，對于碟形彈簧來說，當(dāng)徑向受力時其徑向漲開量約為0.1～0.4mm之間，定心精度可達(dá)直徑0.01～0.002mm之間。</p><

49、;p><b>　　4.2錐齒輪模型圖</b></p><p>　　當(dāng)用一蝶形彈簧時，為了傳遞所需的扭矩Mk，需要需要施加的軸向力Q為：</p><p>　　Q=K×（2Mk/Du）×tg(β-2) (N)</p><p>　　式中 Mk－所需傳遞的扭矩（N·mm）；</p><p>

50、;　　D －工件定位基準(zhǔn)的直徑（mm）；</p><p>　　u －裝夾表面的摩擦系數(shù)；</p><p>　　β－碟形彈簧片錐面半徑；</p><p><b>　　K－安全系數(shù)。</b></p><p>　　由計算結(jié)果查取《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》，選擇合適的碟形彈簧規(guī)格及性能參數(shù)，該夾具選用窄形8號，每片彈簧片能傳遞的最大扭

51、矩在10.58~14.41之間。</p><p>　　其結(jié)構(gòu)模型圖和主要零件模型圖如下4.3、4.4、4.5所示：</p><p>　　圖4.3心軸模型圖 圖4.4拉桿模型圖</p><p>　　圖4.5夾具體模型圖</p><p>　　經(jīng)過一系列的原理分析，零部件設(shè)計，標(biāo)準(zhǔn)件的選型，以及部分核心零

52、件的設(shè)計計算。最終，將所有的零件與加工件裝配，便得到如下圖4.6所示的裝配體。</p><p>　　圖4.6圓錐齒輪銑齒夾具模型圖</p><p>　　5 滾齒機(jī)用塑料心軸夾具設(shè)計</p><p><b>　　5.1夾緊原理簡介</b></p><p>　　如圖5.1所示，對于該滾齒機(jī)用塑料心軸夾具，工件以其內(nèi)孔及其端面

53、定位。當(dāng)擰緊螺釘14時，套筒薄壁產(chǎn)生均勻的彈性變形，將工件定心并夾緊。旋緊螺母，通過壓盤7將工件軸向夾緊。定為支撐環(huán)3和壓盤7可以調(diào)換，以適應(yīng)不同的工件。</p><p>　　圖5.1滾齒機(jī)用塑料心軸夾具</p><p>　　這種夾具用于精加工，由鉸鏈滾珠裝置4來確定已粗加工過的齒輪在心軸</p><p>　　上的位置。這樣可保證滾齒余量。</p>&

54、lt;p><b>　　5.2夾具設(shè)計</b></p><p>　　本夾具針對如圖5.2所示的圓柱齒輪零件設(shè)計，屬于液性塑料薄壁套筒夾具，同屬于定心夾緊機(jī)構(gòu)，其原理是利用液性塑料不可壓縮，在夾緊過程中迫使薄壁套筒徑向脹緊，壓在工件孔壁上，從而使工件定性夾緊。</p><p>　　圖5.2 圓柱齒輪模型圖</p><p>　　設(shè)計計算部分按以

55、下步驟進(jìn)行：</p><p>　　1、薄壁套筒直徑D，一般區(qū)D=Dk，工件定位面直徑（mm），公差安g6或f7制造；</p><p>　　2、套筒薄壁部分長度L，一般情況L=（1~1.3）l（mm），l指工件定位面長度，l較長時取L=(0.7~0.8)l(mm)。</p><p>　　3、套筒結(jié)構(gòu)形式：D>l>D/2時，選用A型，</p>

56、<p>　　l>D時，選用B形，或采用兩個薄壁套筒；</p><p>　　l<D/2時，選用C型。</p><p>　　4、工件與套筒定位面間在未夾緊時的最大配合間隙△max </p><p>　　在本夾具中工件以內(nèi)孔定位，采用公式△max=Dkmax-Dmin；</p><p>　　Dkmax 工件內(nèi)孔的最大直徑

57、（mm）；</p><p>　　Dmin 套筒定位面最小直徑（mm）；</p><p>　　5、套筒最大允許徑向變量△Dmax;</p><p>　　6、套筒壁厚h的計算；</p><p>　　因為L>D/2，故h=0.015D+0.5；</p><p>　　7、套筒固定部分長度、套筒固定部分厚的L0、h0

58、選擇22、16；</p><p>　　8、套筒余家夾體的配合過盈量選0.07；</p><p>　　9、套筒產(chǎn)生的夾緊力矩、軸向夾緊力及套筒與工件定位面得實際接觸面積計算；</p><p>　　應(yīng)保證Lk/L>（0.5~0.8）；</p><p>　　10、工件夾緊時，套筒內(nèi)工作容積的最大增大量計算。</p><p&

59、gt;　　經(jīng)計算設(shè)計完成后，便可以繪制各部分零件圖，如圖5.3、5.4、5.5、5.6所示，給出了部分主要零件圖：</p><p>　　5.3夾具底座模型圖 5.4定為支撐環(huán)模型圖</p><p>　　5.5心軸模型圖 5.6壓盤模型圖</p><p>　　將各部分零件按照設(shè)計要求，進(jìn)行正

60、確裝配，并調(diào)用現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)件庫，配合裝配體的生成，在原有基礎(chǔ)上進(jìn)一步完善夾具體，最終得到最完善的滾齒機(jī)用塑料夾具裝配體。如圖5.7所示：</p><p>　　5.7滾齒機(jī)用塑料心軸夾具裝配模型圖</p><p>　　6 加工軸齒輪用液性塑料夾具設(shè)計</p><p><b>　　6.1夾緊原理簡介</b></p><p>

61、　　如圖6.1所示，加工軸齒輪用液性塑料夾具主要用于插齒機(jī)加工軸齒輪，與前幾組夾具不同之處在于前幾組都是為滾齒機(jī)床設(shè)計，該夾具中工件以外圓柱面及軸肩為基準(zhǔn)安裝在薄壁套筒6內(nèi)定位，擰動螺釘9時，套筒薄壁產(chǎn)生均勻彈性變形，將工件定心并夾緊。</p><p>　　6.1加工軸齒輪用液性塑料夾具模型圖</p><p><b>　　6.2夾具設(shè)計 </b></p>

62、<p>　　夾緊裝置是工件裝夾過程的重要組成部分。工件定位之后必須通過夾具上的夾緊裝置將其可靠地固定在正確的加工位置上，使其在承受工藝力和慣性力等的情況下正確位置不發(fā)生變化。夾緊機(jī)構(gòu)就應(yīng)該要求夾緊作用準(zhǔn)確，處于夾緊狀態(tài)時應(yīng)能保持自鎖，保證夾緊定位的安全可靠，夾緊動作迅速，操作方便省力，夾緊時不應(yīng)損害零件表面質(zhì)量，夾緊件應(yīng)具備一定的剛性和強(qiáng)度，夾緊作用力應(yīng)是可調(diào)節(jié)的，結(jié)構(gòu)力求簡單，便于制造和維修。</p><

63、;p>　　該夾具針對軸齒輪（如圖6.2所示）插齒工序設(shè)計，裝夾原理與其上塑料心軸夾具相同，其定心夾緊機(jī)構(gòu)也屬于液性塑料薄壁套筒類夾具。</p><p>　　6 .2 軸齒輪模型圖</p><p>　　擰緊螺釘9時，在螺釘9的移動下，推動柱塞8向前移動，擠壓液性塑料7，使薄壁套筒6產(chǎn)生均勻的彈性變形。從而，將工件軸齒輪夾緊。 </p><p>　　設(shè)計計算過成與

64、上面塑料心軸夾具完全相同，此處不再贅述，只給出設(shè)計好的主要夾具零部件，如圖6.3、6.4所示：</p><p>　　6.3固定架模型圖 6.4底座模型圖</p><p>　　最終夾具裝配體如圖6.5所示：</p><p>　　6.5 加工軸齒輪用液性塑料夾具模型圖</p><p>　　做好夾具三維裝配體后，

65、利用SolidWorks中工程圖命令將三維實體模型轉(zhuǎn)換為二維工程圖，然后在Auto CAD中進(jìn)行修改，得到標(biāo)準(zhǔn)二維圖紙。</p><p><b>　　7 結(jié)論</b></p><p>　　完成了滾齒機(jī)用塑料心軸夾具、加工大型齒圈用滾齒機(jī)夾具、大齒圈液動滾齒夾具、圓錐齒輪銑齒夾具、滾齒液壓波形套脹緊夾具、內(nèi)齒輪插齒夾具、加工軸齒輪用液性塑料夾具、插內(nèi)齒圈專用夾具的設(shè)計

66、工作；</p><p>　　基于以上工作，改變了以往在二維圖紙上設(shè)計夾具的傳統(tǒng)方法，而是在三維軟件中設(shè)計夾具，搭建模型，實體渲染，模擬裝配，還能依靠計算機(jī)來檢查分析干涉，確定機(jī)構(gòu)運(yùn)動軌跡，實行加工過程的仿真。這個設(shè)計夾具的過程可以大大提高設(shè)計人員的工作效率，減少繪圖人員的工作量和勞動強(qiáng)度，縮短機(jī)床夾具的設(shè)計周期，減少直接設(shè)計的費用，降低成本，加快產(chǎn)品的更新?lián)Q代速率。更重要的一點就是有了三維實體模型，使整個二維圖紙

67、的繪制和識別工作有了極其重要的輔助作用，這也是傳統(tǒng)二維圖紙無法比擬的優(yōu)點。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 楊黎明，白明光，孫光華，倪小丹等.機(jī)床夾具設(shè)計手冊.國防工業(yè)出版社.1996.5</p><p>　　[2] 任志明，邢春和，徐大方.成組夾具設(shè)計與應(yīng)用.國防工業(yè)出版社</p>&

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70、第六版.高等教育出版社.2007.2.</p><p>　　[10] Zeleznik R C，Herndon K P，Hughes J F．SKETCH.aninterface for sketching 3D scenes[c].Computer Graphics Proceedings，Annual Conference Series，ACM SIGGRAPH，New Orleana，1996：163～17

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74、.第七版.北京:高等教育出版社.2004.5</p><p>　　[21]Howard R E，Hu E L，Namba S，et al.Pang. Science and Technology of Microfabrication-Materials Research Society Symposia Proceedings[C].Materials Research Society，1987</p&g

75、t;<p><b>　　致 謝</b></p><p>　　首先，要感謝我的畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)**老師。在畢業(yè)設(shè)計中，給了我許多指導(dǎo)性的建議和改進(jìn)方法，使我在設(shè)計過程中少走彎路。</p><p>　　經(jīng)過一學(xué)期忙碌的工作，本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)基本完成，并達(dá)到預(yù)期的效果，在這次畢業(yè)設(shè)計之中，由于經(jīng)驗吧不足，個人能力有限，難免有一些考慮不周全的地方，之所以能夠順利完

76、成，和導(dǎo)師的傾心指導(dǎo)有著直接關(guān)系。</p><p>　　在導(dǎo)師的親切關(guān)懷和耐心指導(dǎo)下，畢業(yè)設(shè)計一直按進(jìn)度有序的進(jìn)行著。在整個畢業(yè)設(shè)計過程中，導(dǎo)師始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。不僅在學(xué)業(yè)上精心指導(dǎo)，同時還對我的思想、生活，各個方面產(chǎn)生了巨大的影響。是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣。</p><p>　　在此向?qū)熤乱哉\摯的謝意和崇高的敬意。</p><p>　　感謝本課題組中各