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      摘要：本文基于B6065 刨床推動(dòng)架的基礎(chǔ)上，研究分析推動(dòng)架在加工中的定位、夾緊以及工藝路線的安排等方面的相關(guān)問題，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出合適的夾具，保證零件的加工質(zhì)量。并通過ANSYS 軟件對(duì)推動(dòng)架夾具的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件進(jìn)行模擬仿真，對(duì)夾具結(jié)構(gòu)的合理性提供了理論支撐。

     1、緒論

     機(jī)械制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)代制造業(yè)正在改變著人們的生產(chǎn)方式、生活方式、經(jīng)營(yíng)管理模式乃至社會(huì)的組織結(jié)構(gòu)和文化。生產(chǎn)的發(fā)展和產(chǎn)品更新?lián)Q代速度的加快，對(duì)生產(chǎn)效率和制造質(zhì)量提出了越來越高的要求，也就對(duì)機(jī)械加工工藝等提出了要求。

     在實(shí)際生產(chǎn)中，由于零件的生產(chǎn)類型、形狀、尺寸和技術(shù)要求等條件不同，針對(duì)某一零件，往往不是單獨(dú)在一種機(jī)床上用某一種加工方法就能完成的，而是需要經(jīng)過一定的工藝過程。因此，我們不僅要根據(jù)零件具體要求，選擇合適的加工方法，還要合理地安排加工順序，一步一步地把零件加工出來。

     本文是有關(guān)推動(dòng)架工藝步驟的說明和機(jī)床夾具設(shè)計(jì)方法的具體闡述。工藝設(shè)計(jì)是在學(xué)習(xí)機(jī)械制造技術(shù)工藝學(xué)及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)后，在生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上，綜合運(yùn)用所學(xué)相關(guān)知識(shí)對(duì)零件進(jìn)行加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)和機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)，根據(jù)零件加工要求制定出可行的工藝路線和合理的夾具方案，以確保零件的加工質(zhì)量。

     據(jù)資料所示，推動(dòng)架是牛頭刨床進(jìn)給機(jī)構(gòu)中的小零件，其主要作用是把從電動(dòng)機(jī)傳來的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過偏心輪杠桿使推動(dòng)架繞其軸心線擺動(dòng)，同時(shí)撥動(dòng)棘輪，帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的自動(dòng)進(jìn)給。在設(shè)計(jì)推動(dòng)架機(jī)械加工工藝過程時(shí)要通過查表法準(zhǔn)確的確定各表面的總余量及余量公差，合理選擇機(jī)床加工設(shè)備以及相應(yīng)的加工刀具，進(jìn)給量，切削速度、功率，扭矩等用來提高加工精度，保證其加工質(zhì)量

     2、零件的分析

     據(jù)資料所示，可知該零件是\ 牛頭刨床推動(dòng)架，是牛頭刨床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的中小零件，φ32mm 孔用來安裝工作臺(tái)進(jìn)給絲杠軸，靠近φ32mm 孔左端處一棘輪，在棘輪上方即φ16mm 孔裝一棘爪，φ16mm 孔通過銷與杠連接桿，把從電動(dòng)機(jī)傳來的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過偏心輪杠桿使推動(dòng)架繞φ32mm 軸心線擺動(dòng)，同時(shí)撥動(dòng)棘輪，帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的自動(dòng)進(jìn)給。

     3、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)任務(wù)

     根據(jù)新的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出在臥式鏜床上鏜牛頭刨床推動(dòng)架零件圖上的各孔的鏜床夾具。其中從零件圖上有多個(gè)直徑各不相同的孔，可以通過先鉆再由鉸、擴(kuò)鏜等工藝來完成。在此，為達(dá)到其精度要求，我選用鏜床加工。這此孔都有一個(gè)共同的軸線，因此采用鏜床加工時(shí)，只需要一次裝夾就能完成，所以，只要鏜模的精度足夠高則孔的精度要求是完全可以保證的。同時(shí)在本工序?yàn)閱我坏目准庸?，夾具可采用固定式。

     4、夾具設(shè)計(jì)過程

    （1）夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

  
    夾具的夾緊機(jī)構(gòu)，用兩個(gè)相對(duì)的V 形塊狀的作用裝置當(dāng)作定位元件，由長(zhǎng)V 形塊的性質(zhì)知，每個(gè)V 形塊可限制四個(gè)自由度，即圖中的X、Z、! X 、! Z ，兩個(gè)V 形塊所起的作用是一樣的，這樣看似形成了過定位，其實(shí)是由于我所設(shè)計(jì)的這種作用裝置單獨(dú)一個(gè)的定位能力不是很強(qiáng)，而且兩個(gè)V 形塊的運(yùn)動(dòng)是一致的，受力情況也一樣，故采用重復(fù)定位的方式以使定位更加準(zhǔn)確可靠。作用裝置端面上與之相適配的V 形硬質(zhì)磨擦墊片又限制了1 個(gè)自由度，這兩者組合起來一共可限制五個(gè)自由度，還有一個(gè)得不到限制。為了能順利進(jìn)行加工，就只有靠夾緊力的作用。
 

     該夾具的一大特點(diǎn)是，其夾緊裝置與定位裝置所用元件是相同的，這樣，不可避免會(huì)對(duì)定位和夾緊這兩方面的精度產(chǎn)生負(fù)面影響，但同時(shí)這也可以使裝夾變得更為簡(jiǎn)便，而且只要夾具的同軸度等條件滿足要求，那么所裝上去的零件也就相應(yīng)的滿足要求。同時(shí)將該V 形裝置的夾緊原理簡(jiǎn)單的陳述一下，如圖3 所示，當(dāng)螺旋桿在手柄的作用下向圖示的B 的方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，V 形作用裝置和連桿所構(gòu)成的整體在連桿體的推力的作用下也有向B 方向運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，但由于保持架的作用，V 形作用裝置只能左右移動(dòng)，即是說，原來的連桿體的推力，在遇到連桿時(shí)，將分解為兩個(gè)沿對(duì)稱連桿的力，而在連桿與V 形作用裝置相接處，外一個(gè)作用力，整體上沒有水平方向的位移，從而在一定的程度上保證定位的準(zhǔn)確性和夾緊運(yùn)動(dòng)的可靠性。連桿體向A 所示方向移動(dòng)，與夾緊過程相反，機(jī)構(gòu)完成放松工件的過程。

                        圖：夾具的原理示意圖

    （3）確定導(dǎo)向裝置

     為了保證在連桿體推進(jìn)和彈退的過程，整個(gè)機(jī)構(gòu)的定位中心不發(fā)生改變，本設(shè)計(jì)的推進(jìn)塊特采用長(zhǎng)方體塊，如圖  所示，其運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)而準(zhǔn)確，從而避免了其在推進(jìn)的過程中的轉(zhuǎn)動(dòng)的可能性。

     
                圖： 夾具導(dǎo)向示意圖

     5、ANSYS 仿真

    為了對(duì)新型推動(dòng)架夾具的可靠性進(jìn)一步研究，基于ANSYS軟件對(duì)推動(dòng)架夾具的核心結(jié)構(gòu)件支撐架進(jìn)行受力分析。通過SolidWorks 軟件銑刀建模后以Parasolid（*.x_t）格式輸出，導(dǎo)入ANSYS 軟件中，如圖 所示；同時(shí)由于高速鋼銑刀結(jié)構(gòu)的的復(fù)雜性，因此采取映射網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格劃分密度較小，且越靠近表面網(wǎng)格越密，如圖  所示。

     
  
     圖：支撐架建模示意圖

     
  
     圖 ：支撐架網(wǎng)格劃分
 
 
     最終仿真結(jié)果如圖7 所示，從圖中可以看出，支撐架應(yīng)力分布較為均勻，無(wú)明顯應(yīng)力集中現(xiàn)象，底板與肋板之間為應(yīng)力最高，應(yīng)力最高為922.15MPa，為合理載荷范圍內(nèi)。通過ANSYS軟件仿真，進(jìn)一步證實(shí)了新型推動(dòng)架夾具的合理性。
 
   

               圖：推動(dòng)架夾具中支撐座的應(yīng)力分布圖

     6、結(jié)論

     根據(jù)推動(dòng)架工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)要求，在本設(shè)計(jì)中制定的工藝規(guī)程是比較合理的，它保證了零件的加工質(zhì)量，可靠地達(dá)到了圖紙所提出的技術(shù)條件，并盡量提高生產(chǎn)率和降低消耗同時(shí)還盡量降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，使其有良好的工作條件。同時(shí)依據(jù)夾具設(shè)計(jì)原理和相關(guān)資料可以了解到該設(shè)計(jì)中的夾具設(shè)計(jì)也是合理可行的，該夾具確保了工件的加工質(zhì)量，不僅工藝性好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而且使用性好，同時(shí)通過ANSYS 軟件對(duì)推動(dòng)架夾具的核心結(jié)構(gòu)件支撐架進(jìn)行受力分析，進(jìn)一步證實(shí)了推動(dòng)架夾具結(jié)構(gòu)的合理性。