銑床專(zhuān)用偏心夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)本科學(xué)位論文

PAGE，本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目：銑床專(zhuān)用偏心夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)代碼：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化（080301）作者姓名：學(xué)號(hào)：?jiǎn)挝唬浩?chē)與交通工程學(xué)院指導(dǎo)教師：2010年5月原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所提交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，論文中不含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果，也不包含為獲得聊城大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位證書(shū)而使用過(guò)的材料。對(duì)本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人承擔(dān)本聲明的相應(yīng)責(zé)任。學(xué)位論文作者簽名：日期指導(dǎo)教師簽名：日期 聊城大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）PAGEPAGEi摘要夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它的主要功用是實(shí)現(xiàn)工件定位和夾緊，使工件加工時(shí)相對(duì)于機(jī)床、刀具有正確的位置，以保證工件的加工精度。機(jī)床夾具在機(jī)械加工中起著重要的作用，它直接影響機(jī)械加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本以及工人的勞動(dòng)強(qiáng)度等。由于機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是機(jī)械加工工藝準(zhǔn)備中的一項(xiàng)重要工作，針對(duì)一些企業(yè)在銑夾具上加工零件常利用螺栓與普通的平壓板壓緊工件而帶來(lái)的不便和生產(chǎn)效率低的情況，設(shè)計(jì)了偏心夾緊裝置，采用該夾緊裝置，夾壓牢固、操作方便、生產(chǎn)率高。關(guān)鍵詞：圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)；自鎖條件；偏心夾緊行程AbstractFixtureisakindofwork-piececlampingequipment,itsmainfunctionistorealizepositioningandclampingworkpiece,themachineprocessing,relativetothecorrectposition,inordertoensuretheprocessingprecision.Themachinetool'sfixtureinmachiningplaysanimportantrole,itdirectlyinfluencesthequalityofmechanicalprocessing,productivityandproductioncostandworker'slabourintensity,etc.Thereforethemachinetool'sfixturedesignisanimportantjobinthemachiningprocesspreparation.Forsomeenterprisesinmilling,fixtureonprocessingpartsusedboltsandordinaryflatplateclampingworkpieceandinconvenienceandproductionefficiencywaslow,thispaperdesignedaneccentricclampingdevice.Theclampingdeviceisreliable,convenient,withhighproductivity.Keywords:Circulareccentricclampinginstitution,Self-lockingcondition,Eccentricclampingtrip PAGEI目錄TOC\h\u摘要 iAbstract ii前言 11總體設(shè)計(jì)方案 21.1銑床專(zhuān)用偏心夾緊機(jī)構(gòu)的整體設(shè)計(jì) 21.2銑床專(zhuān)用偏心夾緊機(jī)構(gòu)的自由度的計(jì)算 21.3銑床專(zhuān)用偏心夾緊機(jī)構(gòu)工作原理 32銑床專(zhuān)用偏心夾緊機(jī)構(gòu)部件設(shè)計(jì) 42.1銑床專(zhuān)用偏心夾緊機(jī)構(gòu)關(guān)鍵部件設(shè)計(jì) 42.2銑床專(zhuān)用偏心夾緊機(jī)構(gòu)其它部件設(shè)計(jì) 82.2.1偏心夾緊機(jī)構(gòu)的壓板設(shè)計(jì) 82.2.2偏心夾緊機(jī)構(gòu)的墊板設(shè)計(jì) 83銑床專(zhuān)用偏心夾緊機(jī)構(gòu)的動(dòng)力系統(tǒng) 93.1概述 93.2工作原理 103.3力學(xué)分析 104銑床專(zhuān)用偏心夾緊機(jī)構(gòu)的3D視圖 114.1三維軟件Solidworks簡(jiǎn)介 114.2偏心夾緊機(jī)構(gòu)的3D視圖 12結(jié)論 15參考文獻(xiàn) 16附錄1 18附錄2 21致謝 25銑床專(zhuān)用偏心夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)前言機(jī)床為了加工出符合規(guī)定技術(shù)要求的表面，必須在加工前將工件裝夾在機(jī)床上或夾具中。工件的裝夾包括定位和夾緊兩個(gè)過(guò)程。工件在夾具中定位的任務(wù)是：使同一工序中的所有工件都能在夾具中占據(jù)正確的位置。一批工件在夾具上定位時(shí)，各個(gè)工件在夾具中占據(jù)的位置不可能完全一致，但各個(gè)工件的位置變動(dòng)量必須控制在加工要求所允許的范圍之內(nèi)。將工件定位后的位置固定下來(lái)，稱(chēng)為夾緊。工件夾緊的任務(wù)是：使工件在切削力、離心力、慣性力和重力的作用下不離開(kāi)已經(jīng)占據(jù)的正確位置，以保證機(jī)械加工的正常進(jìn)行。機(jī)床夾具的發(fā)展縮短了輔助時(shí)間，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率；能夠保證加工精度穩(wěn)定；擴(kuò)大機(jī)床使用范圍；減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，降低工人等級(jí)。銑床是工業(yè)生產(chǎn)中重要的加工工具，它有著廣泛的加工范圍，因此設(shè)計(jì)銑床的夾具顯得更加重要。銑床夾具可以分為：直線(xiàn)進(jìn)給銑床夾具，工作臺(tái)按直線(xiàn)進(jìn)給方式運(yùn)動(dòng)，可加工平面、直角面和各種槽等。圓周進(jìn)給的銑床夾具，銑床工作臺(tái)做連續(xù)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，配合采用氣動(dòng)或液壓等高效夾緊裝置，生產(chǎn)率高，可加工平面，適用于大批量生產(chǎn)?？磕７滦秀姶矈A具，機(jī)床工作臺(tái)的主進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和由靠模獲得的輔助運(yùn)動(dòng)形成的仿行運(yùn)動(dòng)，采用靠模夾具可再一般萬(wàn)能銑床上加工出所需的成形面。本論文根據(jù)實(shí)際銑床夾具提出改良方案，利用三維設(shè)計(jì)軟件SolidWorks2008完成了偏心夾緊機(jī)構(gòu)的整體零部件的設(shè)計(jì)，繪制了銑床夾具的零件圖和裝配圖。1總體設(shè)計(jì)方案夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它的主要功用是實(shí)現(xiàn)工件定位和夾緊，使工件加工時(shí)相對(duì)于機(jī)床、刀具有正確的位置，以保證工件的加工精度。機(jī)床夾具在機(jī)械加工中起著重要的作用，它直接影響機(jī)械加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本以及工人的勞動(dòng)強(qiáng)度等。因此機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是機(jī)械加工工藝準(zhǔn)備中的一項(xiàng)重要工作，針對(duì)一些企業(yè)在銑床夾具上加工零件常利用螺栓與普通的平壓板壓緊工件而帶來(lái)的不便和生產(chǎn)效率低的情況，設(shè)計(jì)了偏心夾緊裝置，采用該夾緊裝置，夾壓牢固、操作方便、生產(chǎn)率高。1.1銑床專(zhuān)用偏心夾緊機(jī)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)本論文設(shè)計(jì)的銑床專(zhuān)用偏心夾緊機(jī)構(gòu)是由圓偏心輪、壓板、墊塊、普通螺栓、彈簧等構(gòu)件組成。如圖1所示：1.手柄2.偏心輪3.壓板4.螺栓5.定位銷(xiāo)6.墊板圖1整體結(jié)構(gòu)圖1.2銑床專(zhuān)用偏心夾緊機(jī)構(gòu)的自由度的計(jì)算 夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)出來(lái)后，還需要確定是否具有確定運(yùn)動(dòng)，這就需要我們通過(guò)對(duì)偏心夾緊機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算。由圖1可知：(1)n--機(jī)構(gòu)的活動(dòng)構(gòu)件--件2和件3構(gòu)成的轉(zhuǎn)動(dòng)副--件2和壓板構(gòu)成的線(xiàn)高副1.3銑床專(zhuān)用偏心夾緊機(jī)構(gòu)工作原理偏心夾緊裝置實(shí)際上是一個(gè)串連式的2級(jí)增力機(jī)構(gòu)：其中杠桿作用為第1級(jí)，偏心輪形成的斜楔作用為第2級(jí)。因此，在要求輸出夾緊力一定的條件下，采用偏心夾緊機(jī)構(gòu)可以大大簡(jiǎn)化手工勞動(dòng)。動(dòng)力的輸入方式比較簡(jiǎn)單，并且易于導(dǎo)軌副配合起來(lái)使用，制造起來(lái)也比較方便，成本較低。在現(xiàn)代制造業(yè)中，偏心夾緊裝置在手動(dòng)夾具上得到了非常廣泛的應(yīng)用，但是在氣壓傳動(dòng)領(lǐng)域，卻極少看到偏心機(jī)構(gòu)的存在。造成這種現(xiàn)象的原因是人們往往認(rèn)為偏心夾緊機(jī)構(gòu)不適合在氣壓傳動(dòng)中應(yīng)用；其次是偏心夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊是一個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，氣缸的活塞是一個(gè)直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，人們受傳統(tǒng)思維的束縛很少去考慮這2種運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換問(wèn)題。當(dāng)氣缸右腔進(jìn)入壓縮空氣，則偏心輪反向運(yùn)動(dòng)，將工件松開(kāi)，完成工件復(fù)位。工作原理如圖1所示。氣缸內(nèi)活塞桿的外端裝配有圓柱滾輪，在偏心輪的驅(qū)動(dòng)桿上開(kāi)一長(zhǎng)槽，將滾輪以適當(dāng)間隙配合嵌入槽中并適當(dāng)潤(rùn)滑。當(dāng)氣缸活塞在缸體左腔壓縮空氣的用下向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，偏心輪驅(qū)動(dòng)桿槽中的滾輪也隨之向右移動(dòng)，驅(qū)動(dòng)桿將向下運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)偏心輪以定位銷(xiāo)為軸心作順時(shí)針?lè)较虻臄[動(dòng)；活塞所受的軸向力經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)桿與偏心輪的作用放大后，由偏心輪向外輸出力F0，從而夾緊工件。

2銑床專(zhuān)用偏心夾緊機(jī)構(gòu)部件設(shè)計(jì)2.1銑床專(zhuān)用偏心夾緊機(jī)構(gòu)關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)該銑床專(zhuān)用偏心夾緊機(jī)構(gòu)關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)為偏心輪設(shè)計(jì)。2.1.1偏心輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)偏心夾緊機(jī)構(gòu)與氣壓缸組成的夾緊機(jī)構(gòu)具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)利用偏心夾緊機(jī)構(gòu)的2級(jí)增力放大功能，在系統(tǒng)壓力一定的條件下，可以顯著提高系統(tǒng)輸出力；(2)利用偏心夾緊機(jī)構(gòu)的自鎖功能，在需要長(zhǎng)時(shí)間保持作用力的場(chǎng)合，可以讓提供壓縮氣體的設(shè)備停止工作，節(jié)能效果顯著；(3)解決了在實(shí)踐中往往要求輸出力方向與液壓缸軸線(xiàn)相垂直的問(wèn)題。該裝置的不足之處在于：由于偏心輪對(duì)工件存在著切向力，所以如果長(zhǎng)時(shí)間工作，可能會(huì)對(duì)工件表面造成一定的摩擦損傷。這一缺點(diǎn)也是目前偏心夾緊裝置所未能克服的普遍問(wèn)題。2.1.2圓偏心輪的設(shè)計(jì)（1）確定夾緊行程偏心輪夾緊工件時(shí)：（2）式中T—工件夾壓表面至定位面的尺寸公差（mm）—裝卸工件所需的間隙，一般取=0.3mm—夾緊裝置的壓移量，一般取=0.3—0.5mm—夾緊行程儲(chǔ)備量，一般取=0.1—0.3mm所以，h=2+0.3+0.4+0.3=3mm(2)計(jì)算偏心距取=90°—180°作為工作段，e=h=3mm（3）按自鎖條件計(jì)算Df=0.1時(shí)，D=20e=203=60mm（4）圓偏心輪的結(jié)構(gòu)圖2圓偏心輪的設(shè)計(jì)圖2.1.3圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)的特性分析圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)在工裝應(yīng)用中的首要問(wèn)題是保證自鎖，只有在自鎖的前提下夾緊才是可靠的。圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)在工裝設(shè)計(jì)中應(yīng)用比較廣泛，實(shí)際上它是楔形夾緊的變形而已，特點(diǎn)是其升角α(相當(dāng)于楔角)不是一個(gè)常數(shù)，而與圓周上夾緊點(diǎn)的位置有關(guān)。這是偏心夾緊機(jī)構(gòu)的重要特點(diǎn)。因此它與偏心輪工作段的選擇、自鎖條件、夾緊力的計(jì)算及主要結(jié)構(gòu)尺寸的確定有密切關(guān)系。作為一種手動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)，必須具有可靠的自鎖性，只有在保證自鎖的前提下夾緊才是可靠的，同時(shí)夾緊力的計(jì)算才有實(shí)際意義。但是，自鎖條件是否可靠呢？圖3圓偏心輪的受力分析圖夾緊力的計(jì)算公式如下：（3）式中:e——偏心距R——偏心輪半徑e/R——偏心率或偏心比圓偏心夾緊時(shí)，要可靠地保證自鎖，其夾緊點(diǎn)(轉(zhuǎn)角為γ)處的升角α必須滿(mǎn)足下式:式中，μ=tanφ為偏心輪與被夾壓表面間的摩擦系數(shù)(摩擦角)經(jīng)化簡(jiǎn)整理后可得出圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)的自鎖條件為:令表1為偏心輪工作面上幾個(gè)特殊位置處的值(按tanφ=μ=0.1計(jì)算)。表1ε與r的對(duì)應(yīng)值/(°)030456090-2φ90-φ90120150180-φ10.1700.1290.1090.10.09950.10.1230.242∞值表明在偏心輪工作面上各位置的自鎖性能是不同的，在γ=90°-φ的位置，值為最小，即是自鎖性能最差的位置。為便于分析討論，現(xiàn)根據(jù)偏心輪保證自鎖的程度不同將其分為兩種類(lèi)型:a)完全自鎖類(lèi)偏心(簡(jiǎn)稱(chēng)A類(lèi)偏心)，是指在偏心輪的工作面上以任意位置夾緊時(shí)均能保證自鎖的偏心。為此，必須滿(mǎn)足如下條件:（4）由式可知，當(dāng)γ=90°-φ時(shí)，ε=εmin=sinφ，則A類(lèi)偏心的自鎖條件為:b)部分自鎖類(lèi)偏心(簡(jiǎn)稱(chēng)B類(lèi)偏心)，是指當(dāng)時(shí)e/R>sinφ，偏心輪不能保證完全自鎖，而僅有部分工作面夾緊時(shí)能保證自鎖。其自鎖條件為:其中：(γ≠90°-φ)（5）由式子(5)可求出B類(lèi)偏心能保證自鎖的轉(zhuǎn)角范圍:①②不能保證自鎖的轉(zhuǎn)角范圍:我們現(xiàn)在分析e=3mm，R=30mm的標(biāo)準(zhǔn)偏心輪，并不能滿(mǎn)足自鎖條件，將各已知值代入①式和②式，可得:=78.58°;=101.42°;=22.84°可見(jiàn)在γ1～γ2之間約23°的轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)，偏心輪是不能自鎖的。由于偏心距公差標(biāo)注為e±0.2，若是按e=3+0.2計(jì)算，則Δγmax≈31°。由于B類(lèi)偏心在Δγ所對(duì)應(yīng)的圓弧段上是不能自鎖的，夾緊的可靠性也就不能得到保證，因此，計(jì)算在此范圍內(nèi)產(chǎn)生的夾緊力也就無(wú)什么意義。A類(lèi)偏心如前所述，應(yīng)在保證自鎖的前提下來(lái)研究夾緊力的計(jì)算問(wèn)題。如前所述，比值e/R越小(即R越大，e越小)，W越大，且自鎖性能也越好，但這又會(huì)使結(jié)構(gòu)尺寸增大和夾緊行程減小，為兼顧各方面，我們?nèi)=32mm現(xiàn)根據(jù)各種參考文獻(xiàn)一般可取:μ=0.1～0.15，現(xiàn)取μ=0.1r/R=0.15～0.25，現(xiàn)取r/R=0.2L/R=4.5～5.5，現(xiàn)取L/R=5Q=100N代入公式（3）數(shù)據(jù)得：=2278N2.2銑床專(zhuān)用偏心夾緊機(jī)構(gòu)其它部件設(shè)計(jì)2.2.1偏心夾緊機(jī)構(gòu)的壓板設(shè)計(jì)壓板是偏心機(jī)構(gòu)的重要部件，它在整個(gè)機(jī)構(gòu)中起承上啟下的作用，一般壓板在設(shè)計(jì)時(shí)主要選擇的材料較硬，變形小。同時(shí)還要考慮，與偏心輪的連接，一般為間隙連接。壓板不宜過(guò)長(zhǎng)，因?yàn)楣ぜ诩庸さ倪^(guò)程中需要一定的夾緊力，如果無(wú)法保證夾緊力的大小，加工出來(lái)的工件將很難保證它在圖紙上所標(biāo)注的加工精度。我們可以根據(jù)國(guó)標(biāo)GB/T2181-91來(lái)選擇壓板的尺寸，其材料一般為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，可滿(mǎn)足夾具的夾緊要求。同時(shí)，壓板還要和螺栓進(jìn)行連接，我們這次所選的壓板滿(mǎn)足螺紋規(guī)格為M6～M20的螺栓，一般為間隙連接。夾具壓板如下圖4：圖4夾具設(shè)計(jì)圖2.2.2偏心夾緊機(jī)構(gòu)的墊板設(shè)計(jì)墊板和偏心輪配套使用，墊板的設(shè)計(jì)加工要求相對(duì)較低，主要是保證和偏心輪接觸面的直線(xiàn)度粗糙度。偏心輪在和墊板相接觸時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的摩擦。因此，可以在其表面進(jìn)行貼塑，減少摩擦。注：貼塑一般應(yīng)用在某些數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌上，稱(chēng)之為貼塑導(dǎo)軌。貼塑導(dǎo)軌是采用粘接劑將聚四氟乙烯導(dǎo)軌軟帶粘接在導(dǎo)軌面上，使得傳統(tǒng)導(dǎo)軌的摩擦形式變?yōu)殍T鐵-塑料摩擦副。本論文所設(shè)計(jì)的偏心夾緊機(jī)構(gòu)主要缺點(diǎn)是偏心輪的摩擦，它不僅降低了偏心輪的壽命，更主要的是嚴(yán)重影響加工精度，這是偏心夾緊機(jī)構(gòu)至今尚未解決的難題，采用這種工藝可以在很大程度上增加偏心輪的壽命和加工精度。希望在一定程度上能夠解決這種問(wèn)題。墊板的設(shè)計(jì)也可以根據(jù)國(guó)標(biāo)國(guó)標(biāo)GB/T2195-91來(lái)選擇。夾具墊板如下圖5：圖5夾具壓板設(shè)計(jì)圖3銑床專(zhuān)用偏心夾緊機(jī)構(gòu)的動(dòng)力系統(tǒng)3.1概述偏心夾緊裝置實(shí)際上是一個(gè)串連式的2級(jí)增力機(jī)構(gòu)：其中杠桿作用為第1級(jí)，偏心輪形成的斜楔作用為第2級(jí)。因此，在要求輸出夾緊力一定的條件下，采用偏心夾緊機(jī)構(gòu)可以大大簡(jiǎn)化手工勞動(dòng)。在現(xiàn)代制造業(yè)中，偏心夾緊裝置在手動(dòng)夾具上得到了非常廣泛的應(yīng)用，但是在氣壓傳動(dòng)領(lǐng)域，卻極少看到偏心機(jī)構(gòu)的存在。造成這種現(xiàn)象的原因是人們往往認(rèn)為偏心夾緊機(jī)構(gòu)不適合在氣壓傳動(dòng)中應(yīng)用;其次是偏心夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊是一個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，氣缸的活塞是一個(gè)直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，人們受傳統(tǒng)思維的束縛很少去考慮這2種運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換問(wèn)題。本論文給出了一種偏夾緊機(jī)構(gòu)與有桿液壓缸組成的、齒輪齒條為中驅(qū)動(dòng)裝置的夾具系統(tǒng)。該夾具在結(jié)構(gòu)方面很不緊湊，整個(gè)系統(tǒng)的剛性較差。基于以上原因我們創(chuàng)新設(shè)計(jì)出了一種由偏心夾緊機(jī)構(gòu)和氣壓缸組成的夾緊裝置，該方案在較大程度上解決了上述矛盾。3.2工作原理工作原理如圖1所示氣缸內(nèi)活塞桿的外端裝配有圓柱滾輪，在偏心輪的驅(qū)動(dòng)桿上開(kāi)一長(zhǎng)槽，將滾輪以適當(dāng)間隙配合嵌入槽中并適當(dāng)潤(rùn)滑。當(dāng)氣缸活塞在缸體左腔壓縮空氣的作用下向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，偏心輪驅(qū)動(dòng)桿槽中的滾輪也隨之向右移動(dòng)，驅(qū)動(dòng)桿將向下運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)偏心輪以O(shè)2為軸心作順時(shí)針?lè)较虻臄[動(dòng);活塞所受的軸向力經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)桿與偏心輪的作用放大后，由偏心輪向外輸出力F0，從而夾緊工件。當(dāng)氣缸右腔進(jìn)壓縮空氣，則偏心輪反向運(yùn)動(dòng)，將工件松開(kāi)，完成工件復(fù)位。3.3力學(xué)分析不考慮摩擦?xí)r，系統(tǒng)的理論豎直方向輸出力可用下式計(jì)算:（6）式中D——?dú)飧谆钊睆絧——?dú)飧鬃笄粔毫、γ——如圖(3)所示——力輸出點(diǎn)處偏心凸輪的升角，(e為偏心距，R為偏心輪半徑)——偏心凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心與力輸出點(diǎn)間的距離，考慮偏心輪在力輸出點(diǎn)處及轉(zhuǎn)軸處的摩擦后，系統(tǒng)的實(shí)際輸出力Fop可用下式計(jì)算:（7）式中β——力輸出點(diǎn)處偏心輪與其作用對(duì)象間的摩擦角φ——轉(zhuǎn)軸處的摩擦角偏心輪在水平方向切向力Fox可用下式計(jì)算:（8）由前前面的論述可以得出輸出的實(shí)際夾緊力為Fop=2278N，采用系統(tǒng)壓力p=0.5MPa的氣壓缸作用，L=145mm，γ=30°，e=3mm，R=β=φ=10°，=6°53′，≈16.65mm，代入公式(8)進(jìn)行計(jì)算，則直徑≈83mm，（9）4銑床專(zhuān)用偏心夾緊機(jī)構(gòu)的3D視圖4.1三維軟件Solidworks簡(jiǎn)介SolidWorks公司成立于1993年，由PTC公司的技術(shù)副總裁與CV公司的副總裁發(fā)起，總部位于馬薩諸塞州的康克爾郡（Concord，Massachusetts）內(nèi)，當(dāng)初所賦予的任務(wù)是希望在每一個(gè)工程師的桌面上提供一套具有生產(chǎn)力的實(shí)體模型設(shè)計(jì)系統(tǒng)。從1995年推出第一套SolidWorks三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件至今，它已經(jīng)擁有位于全球的辦事處，并經(jīng)由300家經(jīng)銷(xiāo)商在全球140個(gè)國(guó)家進(jìn)行銷(xiāo)售與分銷(xiāo)該產(chǎn)品。SolidWorks軟件是世界上第一個(gè)基于Windows開(kāi)發(fā)的三維CAD系統(tǒng)，由于技術(shù)創(chuàng)新符合CAD技術(shù)的發(fā)展潮流和趨勢(shì)，SolidWorks公司于兩年間成為CAD/CAM產(chǎn)業(yè)中獲利最高的公司。良好的財(cái)務(wù)狀況和用戶(hù)支持使得SolidWorks每年都有數(shù)十乃至數(shù)百項(xiàng)的技術(shù)創(chuàng)新，公司也獲得了很多榮譽(yù)。該系統(tǒng)在1995-1999年獲得全球微機(jī)平臺(tái)CAD系統(tǒng)評(píng)比第一名；從1995年至今，已經(jīng)累計(jì)獲得十七項(xiàng)國(guó)際大獎(jiǎng)，其中僅從1999年起，美國(guó)權(quán)威的CAD專(zhuān)業(yè)雜志CADENCE連續(xù)4年授予SolidWorks最佳編輯獎(jiǎng)，以表彰SolidWorks的創(chuàng)新、活力和簡(jiǎn)明。至此，SolidWorks所遵循的易用、穩(wěn)定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實(shí)和證明，使用它，設(shè)計(jì)師大大縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，產(chǎn)品快速、高效地投向了市場(chǎng)。由于SolidWorks出色的技術(shù)和市場(chǎng)表現(xiàn)，不僅成為CAD行業(yè)的一顆耀眼的明星，也成為華爾街青睞的對(duì)象。終于在1997年由法國(guó)達(dá)索公司以三億一千萬(wàn)美元的高額市值將SolidWorks全資并購(gòu)。公司原來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)投資商和股東，以一千三百萬(wàn)美元的風(fēng)險(xiǎn)投資，獲得了高額的回報(bào)，創(chuàng)造了CAD行業(yè)的世界紀(jì)錄。并購(gòu)后的SolidWorks以原來(lái)的品牌和管理技術(shù)隊(duì)伍繼續(xù)獨(dú)立運(yùn)作，成為CAD行業(yè)一家高素質(zhì)的專(zhuān)業(yè)化公司，SolidWorks三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件也成為達(dá)索企業(yè)中最具競(jìng)爭(zhēng)力的CAD產(chǎn)品。在美國(guó)，包括麻省理工學(xué)院（MIT）、斯坦福大學(xué)等在內(nèi)的著名大學(xué)已經(jīng)把SolidWorks列為制造專(zhuān)業(yè)的必修課，國(guó)內(nèi)的一些大學(xué)（教育機(jī)構(gòu)）如清華大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、北京理工大學(xué)、上海教育局等也在應(yīng)用SolidWorks進(jìn)行教學(xué)。相信在未來(lái)的5~8年內(nèi)，SolidWorks將會(huì)成為與當(dāng)今AutoCAD一樣，成為3D普及型主流軟件乃至于CAD的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。4.2偏心夾緊機(jī)構(gòu)的3D視圖本例論文所使用的三維軟件是SolidWorks2008版，它可以從三維立體的感受零件，給設(shè)計(jì)者真實(shí)感。（1）偏心夾緊機(jī)構(gòu)偏心輪的3D視圖圖6偏心輪的3D視圖（2）偏心夾緊機(jī)構(gòu)壓板的3D視圖圖7壓板的3D視圖（3）偏心夾緊機(jī)構(gòu)的墊板3D視圖圖8墊板3D視圖結(jié)論本論文針對(duì)銑床專(zhuān)用偏心夾緊機(jī)構(gòu)展開(kāi)研究，主要完成了如下工作:(1)根據(jù)實(shí)際銑床夾具提出改良方案，通過(guò)大量資料查詢(xún)確定了偏心夾緊機(jī)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)方案。(2)經(jīng)過(guò)受力分析，利用三維設(shè)計(jì)軟件SolidWorks2008完成了偏心夾緊機(jī)構(gòu)的整體零部件的設(shè)計(jì)，繪制了銑床夾具的零件圖和裝配圖。(3)利用SolidWorks2008軟件對(duì)銑床夾具的零部件進(jìn)行了三維立體建模，確定了偏心夾緊機(jī)構(gòu)的最終模型。本論文只是進(jìn)行了偏心夾緊機(jī)構(gòu)的虛擬設(shè)計(jì)，后續(xù)研究工作中，可以加工出實(shí)際的夾具實(shí)體。參考文獻(xiàn)[1]盧秉恒.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第3版[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.[2]楊矅陳國(guó)香.機(jī)械制造與模具制造工藝學(xué)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2006.[3]李碩栗新.機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2006.[4]孫麗媛.機(jī)械制造工藝及專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M].北京:冶金工業(yè)出版社，2002.[5]吳拓方瓊珊.機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.[6]田野.互換性與測(cè)量技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2006.[7]方昆凡.公差與配合實(shí)用手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.[8]江繼海宋錦春高常識(shí).液壓與氣壓傳動(dòng)[M]北京：高等教育出版社，2002.[9]吳宗澤．機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.[10]薛源順.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1991.[11]濮良貴紀(jì)名剛．機(jī)械設(shè)計(jì)[M]．北京：高等教育出版，2006.[12]汝元功唐照民．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]．北京：高等教育出版，1995.[13]龔定安蔡建國(guó).機(jī)床夾具設(shè)計(jì)原理[M].西安：陜西科學(xué)技術(shù)出版社，1990.[14]王?。畽C(jī)械制圖[M]．北京：高等教育出版，2003.[15]田文懷王偉.機(jī)械工程圖學(xué)[M].成都:西南交通大學(xué)出版社，2006.[16]黃林福趙艷春.液壓與氣壓傳動(dòng)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2006.[17]黃志昌.液壓與氣動(dòng)技術(shù)[M].北京:電子工業(yè)出版社，2006.[18]袁劍雄李晨霞潘承怡.機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)禁忌[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.[19]都克勤.圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊力計(jì)算及特性分析[J].貴州工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2000.[20]柏青鐘康民.基于直線(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的偏心夾緊裝置[J].輕工機(jī)械，2008.[21]張憲仁.圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)可靠性問(wèn)題分析[J].機(jī)械制造與研究，2006.[22]曾虎固曄.圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)的特性分析[J].南昌高專(zhuān)學(xué)報(bào)，2006.[23]楊冬生.圓偏心夾緊裝置在鉆、銑夾具上的應(yīng)用[J]，2007.[24]王濤.AutoCAD2006機(jī)械制圖入門(mén)、進(jìn)階與提高[M].北京:電子工業(yè)出版社，2006.[25]胡仁喜.SolidWorks2008中文版標(biāo)準(zhǔn)實(shí)例教程[M].第3版，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.[26]蘇茜郭毅鵬.SolidWorks2006原廠教育訓(xùn)練手冊(cè)[M].北京:中國(guó)鐵道出版社，2006.[27]李新華岳榮剛宋凌珺.中文版SolidWorks2008機(jī)械設(shè)計(jì)工程實(shí)踐[M].北京：清華大學(xué)出版社，2006.[28]徐鴻本.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]．沈陽(yáng)：遼寧科技技術(shù)出版社，2004.[29]成大先．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.[30]溫兆麟.快速凸輪夾緊機(jī)構(gòu)[P].中國(guó)專(zhuān)利：ZL01242701.2.[31]周開(kāi)勤．機(jī)械零件手冊(cè)[M]．北京：高等教育出版，1994.[32]王先逵.機(jī)械制造工藝學(xué)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.附錄1夾具標(biāo)準(zhǔn)零件和部件的技術(shù)要求表1配合件的工作形式精度要求示例一般精度較高精度定位元件與工件定位基準(zhǔn)面間的配合H7H7H7h6H6H6H6h5定位銷(xiāo)與工件定位基準(zhǔn)孔的配合有導(dǎo)向作用，并有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的元件間的配合H7H7H7h6H7h6h6h6H6H6H6h5H6h5h5h5移動(dòng)定位元件、刀具與導(dǎo)套的配合無(wú)導(dǎo)向作用但有相對(duì)元件間的配合H8H8f9d9H8f8移動(dòng)夾具底座與滑座的配合沒(méi)有相對(duì)元件間的配合無(wú)緊固件H7H7H7n6r6s6固定支撐釘、定位銷(xiāo)有緊固件H7H7H7m6k6js6表2零件種類(lèi)零件名稱(chēng)材料熱處理要求殼體零件夾具體及形狀復(fù)雜的殼體HT200時(shí)效焊接殼體Q235花盤(pán)和車(chē)床夾具體HT300時(shí)效定位元件定位心軸D≤35mmT8AD>35mm45淬火55～60HRC淬火43～48HRC夾緊零件夾緊零件斜契20滲碳、淬火、回火淬火55～60HRC滲碳深度0.8－1.2mm各種形狀的壓板45淬火、回火淬火40～45HRC卡抓20滲碳、淬火、回火淬火54～60HRC滲碳深度0.8－1.2mm鉗口20滲碳、淬火、回火淬火54～60HRC滲碳深度0.8－1.2mm臺(tái)虎鉗絲杠45淬火、回火淬火35～40HRC切向夾緊用螺栓和襯套45調(diào)質(zhì)225－255HBS彈簧夾頭心軸用螺母45淬火、回火淬火35～40HRC彈性?shī)A頭65Mn夾料部分淬火、回火淬火56～61HRC其他零件活動(dòng)零件用導(dǎo)板45淬火、回火淬火35～40HRC靠模、凸輪20滲碳、淬火、回火淬火54～60HRC滲碳深度0.8－1.2mm分度盤(pán)20滲碳、淬火、回火淬火58～64HRC滲碳深度0.8－1.2mm低速運(yùn)轉(zhuǎn)的軸承套和軸瓦ZCuSn10Pb1高速運(yùn)轉(zhuǎn)的軸承套和軸瓦ZCuPb30其它：夾具常用的零件和部件都已標(biāo)準(zhǔn)化，從標(biāo)準(zhǔn)中可查出夾具零件及部件的標(biāo)準(zhǔn)尺寸、精度等級(jí)、表面粗糙度、材料及熱處理?xiàng)l件等。他們的技術(shù)要求可參閱(GB/T8044-1995機(jī)床夾具零件及部件技術(shù)條件)機(jī)床夾具零件及部件技術(shù)要求中規(guī)定：制造零件及部件采用的材料應(yīng)符合相應(yīng)的國(guó)家規(guī)定。允許采用力學(xué)性能不低于原規(guī)定型號(hào)的其