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設(shè)計(jì)說明書
齒圈加工工藝及滾齒（m=5,z=121）
工裝夾具設(shè)計(jì)
專 業(yè)： 機(jī)械制造與自動(dòng)化
班 級(jí)：
姓 名：
學(xué) 號(hào)：
指導(dǎo)老師：
內(nèi)容摘要：
在生產(chǎn)過程中，使生產(chǎn)對(duì)象（原材料，毛坯，零件或總成等）的質(zhì)和量的狀態(tài)發(fā)生直接變化的過程叫工藝過程，如毛坯制造，機(jī)械加工，熱處理，裝配等都稱之為工藝過程。在制定工藝過程中，要確定各工序的安裝工位和該工序需要的工步，加工該工序的機(jī)車及機(jī)床的進(jìn)給量，切削深度，主軸轉(zhuǎn)速和切削速度，該工序的夾具，刀具及量具，還有走刀次數(shù)和走刀長度，最后計(jì)算該工序的基本時(shí)間，輔助時(shí)間和工作地服務(wù)時(shí)間。
關(guān)鍵詞：
工序，工位，工步，加工余量，定位方案，夾緊力
Abstract
Enable producing the target in process of production (raw materials, the blank , state of quality and quantity on part become always ) take place direct course of change ask craft course, if the blank is made, machining, heat treatment , assemble etc. and call it the craft course. In the course of making the craft , is it confirm every erector location and worker step that process need this of process to want, the locomotive of processing , this process , and the entering the giving amount of the lathe, cut depth , the rotational speed of the main shaft and speed of cutting, the jig of this process, the cutter and measuring tool, a one hundred sheets of number of times still leaves and a one hundred sheets of length leaves, calculate basic time of this process , auxiliary time and service time of place of working finally.
Keyword:
The process, worker one, worker's step , the surplus of processing, orient the scheme , clamp strength
目 錄
摘要
Abstract
第一章 緒論----------------------------------------------------------------------------------3
第二章 零件的工藝分析-----------------------------------------3
2.1 零件的工藝分析---------------------------------------------- 3
2.2 確定毛坯的制造形式------------------------------------------- 3
2.3 齒圈零件的工藝性---------------------------------------------3
第三章 擬定齒圈加工的工藝路線--------------------------------4
3.1 定位基準(zhǔn)的選擇-----------------------------------------------4
3.2 加工路線的擬定-----------------------------------------------5
第四章 加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定------------------7
4.1 確定毛坯----------------------------------------------------------------------------------7
4.2 機(jī)體----------------------------------------------------------------------------------------8
4.3 齒圈----------------------------------------------------------------------------------------8
第五章 確定切削用量及基本工時(shí)-------------------------------------------------9
5.1 機(jī)座----------------------------------------------------------------------------------------9
5.2 機(jī)體---------------------------------------------------------------------------------------18
第五章 夾具設(shè)計(jì) -----------------------------------------------------------------------34
6.1 研究原始資料--------------------------------------------------27
6.2 定位裝置的設(shè)計(jì)------------------------------------------------------------------------27
6.3 夾緊裝置的設(shè)計(jì)------------------------------------------------------------------------29
6.4 夾具體的設(shè)計(jì)---------------------------------------------------------------------------33
參考文獻(xiàn) ----------------------------------------------------------------------------------------35
結(jié)論 -------------------------------------------------------------------------------------- 36
第一章: 緒論
齒圈零件是機(jī)器或部件的基礎(chǔ)零件,它把有關(guān)零件聯(lián)結(jié)成一個(gè)整體,使這些零件保持正確的相對(duì)位置,彼此能協(xié)調(diào)地工作.因此,齒圈零件的制造精度將直接影響機(jī)器或部件的裝配質(zhì)量,進(jìn)而影響機(jī)器的使用性能和壽命.因而齒圈一般具有較高的技術(shù)要求.
由于機(jī)器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和齒圈在機(jī)器中的不同功用,齒圈零件具有多種不同的結(jié)構(gòu)型式,其共同特點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜,箱壁薄而不均勻,內(nèi)部呈腔型;有若干精度要求較高的平面和孔系,還有較多的緊固螺紋孔等.
齒圈零件的毛坯通常采鑄鋼ZG45 .因?yàn)閆G45具有力學(xué)性能和切削性能,價(jià)格也比較便宜.有時(shí)為了減輕重量,用有色金屬合金鍛造齒圈毛坯在單件小批生產(chǎn)中,為了縮短生產(chǎn)周期有時(shí)也采用焊接毛坯.
.
第二章：零件工藝的分析
2.1 零件的工藝分析
2.1.1 要加工內(nèi)孔Φ550，外圓Φ615，表面粗糙度為Ra小于3.2um
齒圈兩端面表面粗糙度為Ra小于12.5um,端面表面粗糙度為Ra小于3.2um，
2.1 確定毛坯的制造形式
由于鑄鋼容易成形，切削性能好，價(jià)格低廉，且抗振性和耐磨性也較好，因此，一般齒圈零件的材料大都采用鑄鋼，其牌號(hào)選用ZG45，由于零件年生產(chǎn)量，已達(dá)到大批生產(chǎn)的水平，通常采用金屬摸機(jī)器造型，毛坯的精度較高，毛坯加工余量可適當(dāng)減少。
2.2 齒圈零件的結(jié)構(gòu)工藝性
齒圈的結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜，加工的表面多，要求高，機(jī)械加工的工作量大，結(jié)構(gòu)工藝性有以下幾方面值得注意：
本齒圈加工的基本孔可分為通孔，通孔加工工藝性好。
齒圈的內(nèi)端面加工比較困難，結(jié)構(gòu)上應(yīng)盡可能使內(nèi)端面的尺寸小于刀具需穿過
加工前的直徑，當(dāng)內(nèi)端面的尺寸過大時(shí)，還需采用專用徑向進(jìn)給裝置。
為了減少加工中的換刀次數(shù)，齒圈上的緊固孔的尺寸規(guī)格應(yīng)保持一致。該零件的主要加工表面為 ：前后端面、左右兩側(cè)面、頂端面、底端面和各面分布的孔及各螺紋孔。
前端面、后端面及、孔的精度直接影響到齒圈的功用，位置精度和形狀精度應(yīng)嚴(yán)格要求，它們的加工應(yīng)盡可能放在同一道工序中加工，避免造成基準(zhǔn)不重合誤差及裝夾誤差。
螺紋孔的位置精度和形狀精度也應(yīng)嚴(yán)格要求，它們直接影齒圈和齒輪的連接。從而影齒圈的功用。
由參考文獻(xiàn)[2]，有關(guān)面和孔加工的經(jīng)濟(jì)精及機(jī)床能達(dá)到的位置精度可知，上述技術(shù)要求是可以達(dá)到，零件的結(jié)構(gòu)工藝性是可行的。
第三章：擬定齒圈加工的工藝路線
3.1 定位基準(zhǔn)的選擇
定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)只分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后確定粗基準(zhǔn)。
3.1.1 精基準(zhǔn)的選擇
根據(jù)大批大量生產(chǎn)的齒圈通常以外輪廓和兩端面為精基準(zhǔn)
3.1.2 基準(zhǔn)的選擇
加工的第一個(gè)平面是齒輪端面，只要通過夾持外圓表面作為粗加工輪廓。
3.2 加工路線的擬定
表一工藝過程
25
機(jī)械加工工藝過程卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零（部）件圖號(hào)
共2頁
產(chǎn)品名稱
齒圈
零（部）件名稱
齒圈
第1頁
材料牌號(hào)
ZG45
毛坯種類
鑄鋼
毛坯外形尺寸
每毛坯件數(shù)
1
每臺(tái)
件數(shù)
1
備注
序號(hào)
工序名稱
工 序 內(nèi) 容
車間
設(shè) 備
工 藝 裝 備
工時(shí)
準(zhǔn)終
單件
1
檢查
檢查毛坯是否有裂紋
檢
目測(cè)
2
車端面
夾毛坯外圓，車Ф615端面
金
車床
三爪自定心卡盤
3
粗車
夾毛坯外圓，粗車Ф615外圓，留1mm加工余量
金
車床
三爪自定心卡盤
4
精車
精車Ф615外圓，達(dá)到圖紙尺寸公差要求
金
車床
三爪自定心卡盤
5
車端面
掉頭，夾Ф615外圓，車端面
金
車床
三爪自定心卡盤
6
粗鏜
粗鏜Ф550內(nèi)圓
金
車床
三爪自定心卡盤
7
精鏜
精鏜Ф550內(nèi)圓
金
車床
三爪自定心卡盤
8
熱處理
熱處理RCRC
熱
淬火爐
9
滾齒
滾齒加工
金
滾齒機(jī)
專用夾具
10
檢驗(yàn)
檢驗(yàn)
檢
游標(biāo)卡尺
編 制
日 期
標(biāo)記
處記
更改文件號(hào)
簽字
日期
第四章：機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定
根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯的尺寸如下：
4.1確定毛坯
根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄鋼件又由題目已知零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為5000臺(tái)/年。其生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)，毛坯的鑄造方法選用砂型機(jī)器造型。此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后應(yīng)安排人工時(shí)效處理。
參考文獻(xiàn)[1]表2.2-5，該種鑄件的尺寸公差等級(jí)CT為8-10級(jí)，加工余量等級(jí)MA為G級(jí)。故取CT為10級(jí)，MA為G級(jí)。
由于考慮毛坯在鑄造時(shí)的收縮，參考文獻(xiàn)[3]表11-2灰鑄鋼的收縮率為3.5%。
參考文獻(xiàn)[1]表2.2-4，用查表法確定個(gè)表面的總余量如下表所示。
加工表面
基本尺寸
（mm）
加工余量等級(jí)
加工余量數(shù)值（mm）
說明
上端面
Φ615
G
5
單側(cè)加工
下端面
Φ615
G
5
單側(cè)加工
內(nèi)孔
Φ550
G
5
單側(cè)加工
兩端面距離
40
G
5
經(jīng)過分析和實(shí)際考慮情況如下分析，得出毛坯的圖紙
第五章：確定切削用量及基本工時(shí)
5.1 齒圈
粗鏜內(nèi)孔
（1）加工條件
工件材料：灰鑄鋼
加工要求：粗鏜Φ550孔，留加工余量2mm，加工2mm
機(jī)床：T68鏜床
刀具：YT30鏜刀
量具：塞規(guī)
（2）計(jì)算鏜削用量
粗鏜孔至Φ550mm，單邊余量Z=2mm, 切削深度ap=2 mm,
確定進(jìn)給量f：
根據(jù)《工藝手冊(cè)》，表2.4—60,確定fz=0.37mm/Z
切削速度：
參考有關(guān)手冊(cè)，確定V=300m/min
根據(jù)表3.1—41,取nw=800r/min,
故加工蝸桿軸承孔:
機(jī)動(dòng)工時(shí)為：
輔助時(shí)間為：
tf=0.15tm=0.15×48=7.2ss
其他時(shí)間計(jì)算：
tb+tx=6%×(48+7.2)=3.3s
則工序9的總時(shí)間為：
tdj1=tm+tf+tb+tx =48+7.2+3.3=58.5s
5.2.4 工序140 精鏜內(nèi)孔
（1）加工條件
工件材料：ZG45
加工要求：粗鏜孔1，2。Φ550mm內(nèi)圈，加工1mm
機(jī)床：T68鏜床
刀具：YT30鏜刀
量具：塞規(guī)
（2）計(jì)算鏜削用量
精鏜孔至Φ550mm，
確定進(jìn)給量f：
根據(jù)《工藝手冊(cè)》，表2.4—60,確定fz=0.37mm/Z
切削速度：
參考有關(guān)手冊(cè)，確定V=300m/min
根據(jù)表3.1—41,取nw=800r/min,
故加工蝸輪軸承孔：
機(jī)動(dòng)工時(shí)為：
輔助時(shí)間為：
tf=0.15tm=0.15×57.2=8.6ss
其他時(shí)間計(jì)算：
tb+tx=6%×(57.2+8.6)=3.9s
則工序10的總時(shí)間為：
tdj2=tm+tf+tb+tx =57.2+8.6+3.9=69.7s
第六章 專用夾具的設(shè)計(jì)
在上下面的加工中，由于零件本身外形比較規(guī)則，再加上面的精度要求不高，但為確保零件的加工質(zhì)量，滿足生產(chǎn)要求，提高生產(chǎn)效率，必須采用專用夾具進(jìn)行裝夾定位。本設(shè)計(jì)就是針對(duì)上下面銑削的專用夾具的設(shè)計(jì)。根據(jù)機(jī)座夾具安裝時(shí)與零件聯(lián)接，工作時(shí)機(jī)座工作的主要特點(diǎn)，再結(jié)合零件的自身特點(diǎn)，特對(duì)該夾具進(jìn)行如下設(shè)計(jì)。
6.1 研究原始資料
6.1.1 技術(shù)要求的分析
該工序的內(nèi)容是：齒圈加工工藝及滾齒（m=5,z=121）工裝夾具關(guān)鍵就在于保證同心度。
6.1.2 具體情況
零件的該道工序?qū)儆诖志庸と屉A段，所以夾具的利用頻率較高，應(yīng)盡量提高保證精度。
6.1.3 加工中使用的設(shè)備及加工余量
一、機(jī)床設(shè)備的選擇
在選擇機(jī)床設(shè)備時(shí)可根據(jù)機(jī)床的加工范圍及其保證的精度進(jìn)行選取。由于零件的外形尺寸較大，重量也較重，故采用專用的插床機(jī)床。所選的機(jī)床的尺寸精度可達(dá)到IT7到IT8，表面粗糙度Ra3.2μm，平面度≤400：0.025。而該零件的最高精度為7級(jí)，粗糙度1.6μm，尺寸精度符合要求，粗糙度通過銑削也可以得到很好的保證。
二、刀具及檢驗(yàn)量具的分析
零件的材料為ZG45，材料的切削性比較好，為了確保零件的尺寸精度，最好采用低速切削的方式。硬質(zhì)合金刀具具有硬度大、耐磨性好、耐熱性好的優(yōu)點(diǎn)，但他的YG類適用于加工鑄鋼、有色金屬及非金屬材料，YT類可以加工鋼料，可是對(duì)低速切削易產(chǎn)生崩刀現(xiàn)象。而高速鋼刀具，具有高的強(qiáng)度和韌性，也具有一定的硬度和耐磨性，可加工工件的材料廣泛。由此一來，最好選用高速鋼，其中的高性能高速鋼可以很好的滿足使用要求。
6.2定位裝置的設(shè)計(jì)
6.2.1 定位方案及誤差的分析
一、 定位方案的分析
分析零件該工序可知，為保證尺寸要求控制；，應(yīng)以底面為基準(zhǔn)限制；其它和X,Y方向的翻轉(zhuǎn)，所以其它自由度可不做限制。根據(jù)工件定位基面和所需限制的自由度數(shù)目，特?cái)M訂如下的定位方案：
方案三、以底面作為主要定位基準(zhǔn)面，用兩支承板定位，限制三個(gè)自由度。
二、 定位誤差的分析
1、 造成定位誤差的原因
造成定位誤差的原因有兩個(gè)：一是定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，由此產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差△B；二是定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合，由此產(chǎn)生的基準(zhǔn)位移誤差△Y。由于此加工定位方式簡(jiǎn)單。工序基準(zhǔn)與與工序基準(zhǔn)和限位基準(zhǔn)重合，所以加工起來簡(jiǎn)單方便。
6.2.2定位元件的設(shè)計(jì)
由于工件的定位是通過定位副的接觸實(shí)現(xiàn)的，定位元件的限位基面的精度直接影響工件的定位精度，因此，首先應(yīng)保證其限位基面有足夠的精度，以適應(yīng)工件的加工要求；其次還要保證有足夠的強(qiáng)度和剛度，承受夾緊力和切削力的作用；最后還要有足夠的耐磨性，以延長定位元件的更換周期和提高夾具的使用壽命。鑒于這些要求，特對(duì)該夾具的定位元件進(jìn)行如下設(shè)計(jì)：
底面主要限制自由度，由此可粗選兩個(gè)支承板進(jìn)行限位，但這種定位方式不太可靠，因?yàn)榈酌嫣?，僅用一支承板定位易產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)，實(shí)際需兩個(gè)支承板才能真正達(dá)到定位可靠，如此一來就限制三個(gè)自由度，但不會(huì)影響加工精度。根據(jù)零件的尺寸要求及夾具結(jié)構(gòu)的需要，設(shè)計(jì)底面定位元件結(jié)構(gòu)如圖所示
6.3 夾緊裝置的設(shè)計(jì)
6.3.1 夾緊裝置的組成及基本要求
夾緊裝置的種類很多，但其結(jié)構(gòu)均由兩部分組成：動(dòng)力裝置，夾緊機(jī)構(gòu)。前者主要是產(chǎn)生夾緊力，保證工件不離開定位時(shí)占據(jù)的正確位置，平衡切削力、慣性力、離心力及重力對(duì)工件的影響，確保加工精度。后者主要是傳遞夾緊力，并在傳遞力的過程中根據(jù)需要改變力的大小、方向和作用點(diǎn)。這兩者在整個(gè)夾具的安全性方面起著重要的作用，因此必須精確的計(jì)算和選擇。
夾緊裝置的基本要求：（1）工件定位后占據(jù)正確位置
（2） 夾緊力大小適當(dāng)
（3）復(fù)雜程度與工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)成正比；
（4） 工藝性好，使用好性。
6.3.2 夾緊力的計(jì)算
一、夾緊力方向和作用點(diǎn)的確定
夾緊力的方向和作用點(diǎn)確定的四大原則：1、應(yīng)朝向主要限位面；2、應(yīng)落在定位元件的支承范圍之內(nèi)；3、應(yīng)落在工件剛性較好的方向和部位；4、應(yīng)靠近工件的加工表面。
根據(jù)以上的四大原則，由前面的分析已知零件的定位面為底面、主要定位面為底面，因此夾緊力方向應(yīng)指向底面，如圖所示。
二、夾緊力大小的估算
加工過程中，工件受到切削力、離心力、慣性力及重力作用。理論上，夾緊力的作用應(yīng)與上述力（矩）的作用平衡；而實(shí)際上，夾緊力的大小還與工藝系統(tǒng)的剛性、夾緊機(jī)構(gòu)的傳遞效率等有關(guān)。而且，切削力的大小在加工過程中是變化的。因此，夾緊力達(dá)到計(jì)算是個(gè)很復(fù)的問題，只能進(jìn)行估算。
（一）實(shí)際所需夾緊力的計(jì)算公式
計(jì)算夾緊力時(shí)，通常將夾具和工件看成是一個(gè)剛性系統(tǒng)，根據(jù)工件受切削力、夾緊力的作用情況，找出加工過程中對(duì)夾緊最不利的瞬時(shí)狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算理論夾緊力，最后為保證夾緊的可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值
查參考文獻(xiàn)（6） 有WK=W·K
式中： WK—實(shí)際所需的夾緊力（N）
W—在一定條件下由靜力平衡計(jì)算出的理論夾緊力（N）
K—安全系數(shù)
安全系數(shù)K按下式計(jì)算：
K=K0·K1·K2·K3·K4·K5·K6
式中K0～K6為各種因素的安全系數(shù)
根據(jù)零件的自身特點(diǎn)，查表1-2-1（6）有 K0=1.5 K1=1.0 K3=1.0
K4=1.3 K5=1.0 K6=1.5
查表1-2-2（6） 有： K2=1.0
∴夾緊力的安全系數(shù)K=1.5×1.0×1.0×1.0×1.3×1.0×1.5=2.925
（二）、實(shí)際夾緊力的計(jì)算
本道工序?qū)儆诓逑骷庸?，?jì)算夾緊力首先應(yīng)算出切削力，為簡(jiǎn)化計(jì)算，可只計(jì)算出其主切削力，銑削時(shí)的主切削力為圓周方向的切削力，即PZ
查表1-2-3（6） 知： PZ=2943ts0.75KPv-0.15
其中t—切削深度
s—每轉(zhuǎn)進(jìn)給量
KP—修正系數(shù)
KP=Kmp·Kψp·Kγp·Kλp·Krp
Kmp、Kψp、Kγp、Kλp、Krp—考慮刀具幾何參數(shù)的系數(shù)
Kmp—考慮工件材料機(jī)械性能的系數(shù)
查表1-2-4（6）
Kmp=（）n=（）n ——————（1）式
查表1-2-5（6） n=0.75 ——————（2）式
由（1）、（2）式可得出 Kmp=1.42
查表1-2-6（6）
采用極值法 Kψpmax=1.08 Kψpmin=0.89
Krpmax=1.25 Krpmin=1.0
Kλp=1.0
Kpmax=1.42×1.08×1.25×1.0=1.917
Kpmin=1.42×0.89×1.0×1.0=1.26
由于計(jì)算本身就屬于大致的估算，根據(jù)表11-12（3）：
主軸轉(zhuǎn)速范圍為n=12..5～2000r/min
為保證加工精度的要求，根據(jù)材料的性能及切削刀具的影響因素，一般取n=300r/min
則其切削速度為： V===28.26r/min
根據(jù)前面的工序分析可以知道： t=1.5mm
又 ∵該工序?qū)儆诰庸ぃ浼庸ぞ容^高，為保證加工質(zhì)量
由經(jīng)驗(yàn)可取S=0.1mm/r
∴Pzmax=2943×1.5×0.1×1.917×28.26=911.5N
W===3420.7N
當(dāng)圓周Pz處于水平方向時(shí)，有使工件產(chǎn)生平移的可能。則：
W′=
μ1—夾緊元件與工件間的摩擦系數(shù)
μ2—工件與夾具支承面間的摩擦系數(shù)
查表1-2-12（6） 知：μ1=0.16
μ2=0.5
所以 W′===4039.6N
將防止工件抬起或平移所需夾緊力的計(jì)算，比較其大小可以知道，最終較大者即為所需的夾緊力。
∴Wk=4039.6N
6.3.3 夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
一、了解基本機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)
在設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)時(shí)，首先應(yīng)當(dāng)考慮通用機(jī)構(gòu)是否符合要求，盡量避免運(yùn)用復(fù)雜機(jī)構(gòu)。在此先來分析幾種常用的機(jī)構(gòu)特點(diǎn)：
（1）斜楔夾緊機(jī)構(gòu)
斜楔夾緊機(jī)構(gòu)是用斜楔直接夾緊工件產(chǎn)生夾緊力，而這種夾緊力大小有限，且操作費(fèi)時(shí)，生產(chǎn)實(shí)際中運(yùn)用較少，多數(shù)情況下是將斜楔與其他機(jī)構(gòu)聯(lián)合起來使用。，
（2）螺旋夾緊機(jī)構(gòu)
它是采用螺旋直接夾緊或與其他元件組合實(shí)現(xiàn)夾緊工件的機(jī)構(gòu)，這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、夾緊可靠、適用性大，而且自鎖性好、夾緊力大、易制造，故在機(jī)床夾具中廣泛運(yùn)用。但缺點(diǎn)是夾緊和松開工件時(shí)比較費(fèi)力。
（3）偏心夾緊機(jī)構(gòu)
它是用偏心件直接或間接夾緊工件的機(jī)構(gòu)。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、夾緊迅速、操作簡(jiǎn)單。但它的夾緊行程受偏心距的限制，夾緊力較小，一般適用于切削力不大、振動(dòng)小、沒有離心力影響的加工中。
（4）聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)
有些夾具需同時(shí)在幾個(gè)點(diǎn)上夾緊工件，而有些則需要同時(shí)夾緊幾個(gè)工件為提高生產(chǎn)率，減少工件裝夾時(shí)間，可采用各種聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。
（5）鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)
當(dāng)原始力不能產(chǎn)生足夠的夾緊力或?yàn)榱藴p輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，常用增力機(jī)構(gòu)。鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)就是一種增力機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、增力系數(shù)大，所以在氣動(dòng)、液壓夾具中應(yīng)用較多。
二、選擇夾緊機(jī)構(gòu)
依據(jù)上面各種機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，先分析該零件的此道工序。由于零件屬于大批量生產(chǎn)，夾具應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作維修方便，便于安裝及拆卸。且零件的尺寸、重量較大，因此采用多個(gè)夾緊力可定位可靠。雖然工件外形的比較簡(jiǎn)單，從前面的夾緊力計(jì)算可知，它對(duì)夾緊力要求較很大。綜合所有的自身因素及各類常用機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，最終選擇：聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)，即簡(jiǎn)單又符合要求。
聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)也有多種形式，根據(jù)零件的復(fù)雜性及在加工時(shí)的定位方式，還有夾緊力的作用點(diǎn)及其方向，最好選用氣動(dòng)壓板式的，它的結(jié)構(gòu)緊湊，使用也方便。
再根據(jù)前面所計(jì)算的夾緊力，選擇合適的施力元件。查表施力的形式有多種；為了減輕夾具的重量，使制造方便、簡(jiǎn)潔，在此選用自動(dòng)氣動(dòng)進(jìn)行夾緊。前面已計(jì)算的夾緊力Pzmax=4039.6N，由表中可知：螺紋直徑為16mm的螺母，其夾緊力Wk=5380N。由靜力平衡可知：實(shí)際所需的Wk′=Pzmax=4039.6 〈Wk。因此，采用一個(gè)M16的六角螺母進(jìn)行夾緊即可。由此可初步設(shè)計(jì)其基本機(jī)構(gòu)如圖所示。
6.4 夾具體的設(shè)計(jì)
夾具上的各種裝置和元件通過夾具體連接成一個(gè)整體。因此，夾具體的形狀及尺寸取決于夾具上各種裝置的布置及夾具與機(jī)床的連接。
設(shè)計(jì)夾具體時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮以下基本條件：1 足夠的強(qiáng)度和剛度；2 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有良好的工藝性；3 尺寸穩(wěn)定；4 便于排屑。
6.4.1 夾具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
一、夾具體毛坯結(jié)構(gòu)的選擇
選擇夾具體的毛坯結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)以結(jié)構(gòu)的合理性、工藝性、經(jīng)濟(jì)性、標(biāo)準(zhǔn)化的可能性及工廠的具體條件為依據(jù)綜合考慮。本夾具用于小批量生產(chǎn)，應(yīng)該選取制造容易、生產(chǎn)周期短、成本低、重量輕的毛坯結(jié)構(gòu)。查表可知：焊接結(jié)構(gòu)的夾具體就滿足此要求。
二、夾具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求
（1） 插床夾具一般在懸伸狀態(tài)下工作，為保證加工的穩(wěn)定性，夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)力求緊湊，輪廓尺寸要小，懸伸要短、重量要輕，且重心盡量靠近主軸。
夾具體懸伸長度L與其外廓直徑d之比可參考下式?。?
當(dāng)d〈150 mm L/d≤1.25
當(dāng)d=150～300mm L/d≤0.9
當(dāng) d〉300mm L/d≤0.6
6.4.2 夾具體外形尺寸的確定
夾具制造屬于單件生產(chǎn)性質(zhì)，為縮短設(shè)計(jì)和制造周期，減少設(shè)計(jì)和制造費(fèi)用，所以夾具體的設(shè)計(jì)，一般不會(huì)做復(fù)雜的計(jì)算。通常都是參照類似的夾具結(jié)構(gòu)，按經(jīng)驗(yàn)類比法估計(jì)確定。實(shí)際上在繪制夾具總圖時(shí)，根據(jù)工件、定位件、夾緊裝置、對(duì)刀—引導(dǎo)元件以及其他輔助機(jī)構(gòu)和裝置在總體上的配置，夾具體的外形尺寸便已大致確定。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)大致確定一些數(shù)據(jù)：
夾具體的壁厚：26～48mm
夾具體加強(qiáng)筋厚度： （12～22）mm
夾具體加強(qiáng)筋高度： 不大于5h
夾具體不加工的毛面與工件表面間的間隙：4～10mm
6.4.3夾具技術(shù)要求的確定
夾具總圖上無法用符號(hào)標(biāo)注而又必須說明的問題，可作為技術(shù)要求用文字寫總圖上。根據(jù)零件的加工要求，他對(duì)65左側(cè)的位置度要求較高，因此這就要求各定位面的位置度要比較好。由此特?cái)M訂如下幾條技術(shù)要求：
本夾具用于立式插床上加工滾齒加工。工件以內(nèi)孔定位，夾緊是通過螺絲壓緊壓板來實(shí)現(xiàn)的， 經(jīng)調(diào)整壓緊后即可加工。
本夾具用于齒圈的滾齒加工。夾具的定位采用支撐板支撐，定位誤差較小。其夾緊采用的是氣動(dòng)夾緊，夾緊簡(jiǎn)單、快速、可靠。有利于提高生產(chǎn)率。工件在夾具體上安裝好后，壓塊在氣缸活塞的推動(dòng)下向下移動(dòng)夾緊工件。當(dāng)工件加工完成后，壓塊隨即在氣缸活塞的作用下松開工件，即可取下工件。由于本夾具用于變速齒圈端面的粗加工，對(duì)其進(jìn)行精度分析無太大意義。所以就略去對(duì)其的精度分析。
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結(jié)論：
在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我們將設(shè)計(jì)主要分為兩大部分進(jìn)行：工藝編制部分和夾具設(shè)計(jì)部分計(jì)及說明書的編寫。
在工藝部分中，我們涉及到要確定各工序的安裝工位和該工序需要的工步，加工該工序的機(jī)車及機(jī)床的進(jìn)給量，切削深度，主軸轉(zhuǎn)速和切削速度，該工序的夾具，刀具及量具，還有走刀次數(shù)和走刀長度，最后計(jì)算該工序的基本時(shí)間，輔助時(shí)間和工作地服務(wù)時(shí)間。其中，工序機(jī)床的進(jìn)給量，主軸轉(zhuǎn)速和切削速度需要計(jì)算并查手冊(cè)確定。
在夾具設(shè)計(jì)部分，首先需要對(duì)工件的定位基準(zhǔn)進(jìn)行確定，然后選擇定位元件及工件的夾緊，在對(duì)工件夾緊的選擇上，我用了兩種不同的夾緊方法，即：粗銑下平面用的是自動(dòng)壓板夾緊機(jī)構(gòu)，粗銑前后端面時(shí)用的是氣動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)，兩種方法在生產(chǎn)中都有各自的優(yōu)點(diǎn)和不足，但都廣泛運(yùn)用在生產(chǎn)中。然后計(jì)算銑削力以及夾緊工件需要的夾緊力，這也是該設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。
通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)大學(xué)三年所學(xué)的知識(shí)有了一次全面的綜合運(yùn)用，也學(xué)到了許多上課時(shí)沒涉及到的知識(shí)，尤其在利用手冊(cè)等方面，對(duì)今后畢業(yè)出去工作都有很大的幫助。另外，在這次設(shè)計(jì)當(dāng)中，指導(dǎo)老師王磊老師，林學(xué)棟老師在大多數(shù)時(shí)間犧牲自己的寶貴休息時(shí)間，對(duì)我們進(jìn)行細(xì)心的指導(dǎo)，我對(duì)他們表示衷心的感謝！老師，您辛苦了！
在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我基本完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)，達(dá)到了畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的，但是，我知道自己的設(shè)計(jì)還有許多不足甚至錯(cuò)誤，希望老師們能夠諒解，謝謝！
外文資料及譯文
原文：
Television Video Signals
Although over 50 years old , the standard television signal is still one of the most common way to transmit an image. Figure 8.3 shows how the television signal appears on an oscilloscope. This is called composite video, meaning that there are vertical and horizontal synchronization (sync) pulses mixed with the actual picture information.
These pulses are used in the television receiver to synchronize the vertical and horizontal deflection circuits to match the video being displayed. Each second of standard video contains 30 complete images, commonly called frames , A video engineer would say that each frame contains 525 lines, the television jargon for what programmers call rows. This number is a little deceptive because only 480 to 486 of these lines contain video information; the remaining 39to 45 lines are reserved for sync pulses to keep the television’s circuits synchronized with the video signal.
Standard television uses an interlaced format to reduce flicker in the displayed image. This means that all the odd lines of each frame are transmitted first, followed by the even lines. The group of odd lines is called the odd field, and the group of even lines is called the even field. Since each frame consists of two fields, the video signal transmits 60 fields per second. Each field starts with a complex series of vertical sync pulses lasting 1.3 milliseconds. This is followed by either the even or odd lines of video. Each line lasts for 63.5 microseconds, including a 10.2 microsecond horizontal sync pulse, separating one line from the next. Within each line, the analog voltage corresponds to the gray scale of the image, with brighter values being in the direction away from the sync pulses. This place the sync beyond the black range. In video jargon, the sync pulses are said to be blacker than black..
The hardware used for analog-to-digital conversion of video signals is called a frame grabber. This is usually in the form of an electronics card that plugs into a computer, and connects to a camera through a coaxial cable. Upon command from software, the frame grabber waits for the beginning of the next frame, as indicated by the vertical sync pulses. During the following two fields,each line of video is sampled many times, typically 512,640 or 720 samples per line, at 8bits per sample. These samples are stored in memory as one row of the digital image.
This way of acquiring a digital image results in an important difference between the vertical and horizontal directions. Each row in the digital image corresponds to one line in the video signal, and therefore to one row of wells in the CCD. Unfortunately, the columns are not so straightforward. In the CCD, each row contains between about 400 and 800 wells (columns), depending on the particular device used. When a row of wells is read from the CCD, the resulting line of video is filtered into a smooth analog signal, such as in Figure 8.3. In other words, the video signal does not depend on how many columns are present in the CCD. The resolution in the horizontal direction is limited by how rapidly the analog signal is allowed to change. This is usually set at 3.2 MHz for color television, resulting in a rise time of about 100 nanoseconds, i.e, about 1/500th of the 53.2 microsecond video line.
When the video signal is digitized in the frame grabber, it is converted back into columns, However, these columns in the digitized image have no relation to the columns in the CCD. The number of columns in the digital image depends solely on how many times the frame grabber samples each line of video. For example, a CCD might have 800 wells per row, while the digitized image might only have 512 pixels (i.e , columns) per row.
The number of columns in the digitized image is also important for another reason. The standard television image has an aspect ratio of 4 to 3, i.e. , it is slightly wider than it is high. Motion pictures have the wider aspect ratio of 25 to 9. CCDs used for scientific applications often have an aspect ratio of 1 to 1, i.e , a perfect square. In any event, the aspect ratio of a CCD is fixed by the placement of the electrodes, and cannot be altered. However, the aspect ratio of the digitized image depends on the number of samples per line. This becomes a problem when the image is displayed, either on a video monitor or in a hardcopy. If the aspect ratio isn’t properly reproduced, the image looks squashed horizontally or vertically.
The 525 line video signal described here is called NTSC (National Television Systems Committee), a standard defined way back in 1954. This is the system used in the United States and Japan. In Europe there are two similar standards called PAL (Phase Alternation by Line) and SECAM (Sequential Chrominance And Memory). The basic concepts are the same , just the numbers are different. Both PAL and SECAM operate with 25 interlaced frames per second, with 625 lines per frame. Just as with NTSC, some of these lines occur during the vertical sync, resulting in about 576 lines that carry picture information. Other more subtle differences relate to how color and sound are added to the signal.
The most straightforward way of transmitting color television would be to have three separate analog signals, one for each of the three colors the human eye can detect: red, green and blue. Unfortunately, the historical development of television did not allow such a simple scheme. The color television signal was developed to allow existing black and white television sets to remain in use without modification. This was done by retaining the same signal for brightness information , but adding a separate signal for color information. In video jargon, the brightness is called the luminance signal, while the color is the chrominance signal. The chrominance signal is contained on a 3.58 MHz carrier wave added to the black and white video signal. Sound is added in this same way, on a 4.5 MHz carrier wave. The television receiver separates these three signals, processes them individually, and re