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      摘要：本文基于B6065 刨床推動架的基礎上，研究分析推動架在加工中的定位、夾緊以及工藝路線的安排等方面的相關問題，并在此基礎上設計出合適的夾具，保證零件的加工質(zhì)量。并通過ANSYS 軟件對推動架夾具的關鍵結構件進行模擬仿真，對夾具結構的合理性提供了理論支撐。

     1、緒論

     機械制造業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(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)營管理模式乃至社會的組織結構和文化。生產(chǎn)的發(fā)展和產(chǎn)品更新?lián)Q代速度的加快，對生產(chǎn)效率和制造質(zhì)量提出了越來越高的要求，也就對機械加工工藝等提出了要求。

     在實際生產(chǎn)中，由于零件的生產(chǎn)類型、形狀、尺寸和技術要求等條件不同，針對某一零件，往往不是單獨在一種機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。

     本文是有關推動架工藝步驟的說明和機床夾具設計方法的具體闡述。工藝設計是在學習機械制造技術工藝學及機床夾具設計后，在生產(chǎn)實習的基礎上，綜合運用所學相關知識對零件進行加工工藝規(guī)程的設計和機床夾具的設計，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，推動架是牛頭刨床進給機構中的小零件，其主要作用是把從電動機傳來的旋轉(zhuǎn)運動通過偏心輪杠桿使推動架繞其軸心線擺動，同時撥動棘輪，帶動絲杠轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)工作臺的自動進給。在設計推動架機械加工工藝過程時要通過查表法準確的確定各表面的總余量及余量公差，合理選擇機床加工設備以及相應的加工刀具，進給量，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\ 牛頭刨床推動架，是牛頭刨床進給機構的中小零件，φ32mm 孔用來安裝工作臺進給絲杠軸，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，把從電動機傳來的旋轉(zhuǎn)運動通過偏心輪杠桿使推動架繞φ32mm 軸心線擺動，同時撥動棘輪，帶動絲杠轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)工作臺的自動進給。

     3、機床夾具設計任務

     根據(jù)新的工藝規(guī)程設計，設計出在臥式鏜床上鏜牛頭刨床推動架零件圖上的各孔的鏜床夾具。其中從零件圖上有多個直徑各不相同的孔，可以通過先鉆再由鉸、擴鏜等工藝來完成。在此，為達到其精度要求，我選用鏜床加工。這此孔都有一個共同的軸線，因此采用鏜床加工時，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。同時在本工序為單一的孔加工，夾具可采用固定式。

     4、夾具設計過程

    （1）夾緊機構的設計

  
    夾具的夾緊機構，用兩個相對的V 形塊狀的作用裝置當作定位元件，由長V 形塊的性質(zhì)知，每個V 形塊可限制四個自由度，即圖中的X、Z、! X 、! Z ，兩個V 形塊所起的作用是一樣的，這樣看似形成了過定位，其實是由于我所設計的這種作用裝置單獨一個的定位能力不是很強，而且兩個V 形塊的運動是一致的，受力情況也一樣，故采用重復定位的方式以使定位更加準確可靠。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 個自由度，這兩者組合起來一共可限制五個自由度，還有一個得不到限制。為了能順利進行加工，就只有靠夾緊力的作用。
 

     該夾具的一大特點是，其夾緊裝置與定位裝置所用元件是相同的，這樣，不可避免會對定位和夾緊這兩方面的精度產(chǎn)生負面影響，但同時這也可以使裝夾變得更為簡便，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的滿足要求。同時將該V 形裝置的夾緊原理簡單的陳述一下，如圖3 所示，當螺旋桿在手柄的作用下向圖示的B 的方向運動時，V 形作用裝置和連桿所構成的整體在連桿體的推力的作用下也有向B 方向運動的趨勢，但由于保持架的作用，V 形作用裝置只能左右移動，即是說，原來的連桿體的推力，在遇到連桿時，將分解為兩個沿對稱連桿的力，而在連桿與V 形作用裝置相接處，外一個作用力，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確性和夾緊運動的可靠性。連桿體向A 所示方向移動，與夾緊過程相反，機構完成放松工件的過程。

                        圖：夾具的原理示意圖

    （3）確定導向裝置

     為了保證在連桿體推進和彈退的過程，整個機構的定位中心不發(fā)生改變，本設計的推進塊特采用長方體塊，如圖  所示，其運動結構運動平穩(wěn)而準確，從而避免了其在推進的過程中的轉(zhuǎn)動的可能性。

     
                圖： 夾具導向示意圖

     5、ANSYS 仿真

    為了對新型推動架夾具的可靠性進一步研究，基于ANSYS軟件對推動架夾具的核心結構件支撐架進行受力分析。通過SolidWorks 軟件銑刀建模后以Parasolid（*.x_t）格式輸出，導入ANSYS 軟件中，如圖 所示；同時由于高速鋼銑刀結構的的復雜性，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
 
 
     最終仿真結果如圖7 所示，從圖中可以看出，支撐架應力分布較為均勻，無明顯應力集中現(xiàn)象，底板與肋板之間為應力最高，應力最高為922.15MPa，為合理載荷范圍內(nèi)。通過ANSYS軟件仿真，進一步證實了新型推動架夾具的合理性。
 
   

               圖：推動架夾具中支撐座的應力分布圖

     6、結論

     根據(jù)推動架工藝規(guī)程及夾具設計要求，在本設計中制定的工藝規(guī)程是比較合理的，它保證了零件的加工質(zhì)量，可靠地達到了圖紙所提出的技術條件，并盡量提高生產(chǎn)率和降低消耗同時還盡量降低工人的勞動強度，使其有良好的工作條件。同時依據(jù)夾具設計原理和相關資料可以了解到該設計中的夾具設計也是合理可行的，該夾具確保了工件的加工質(zhì)量，不僅工藝性好，結構簡單而且使用性好，同時通過ANSYS 軟件對推動架夾具的核心結構件支撐架進行受力分析，進一步證實了推動架夾具結構的合理性。