【某異形工件的定位及夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)7300字】

某異形工件的定位及夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-3"\h\u摘要 摘要：異形工件是工件里的一大復(fù)雜種類(lèi)，伴隨著機(jī)械產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，加工的工件逐漸精細(xì)化，對(duì)異形工件的定位及夾緊提出了更高的需求，雖然我國(guó)一些地方在異形工件的定位和測(cè)量實(shí)現(xiàn)了成功，但仍有很多需要改進(jìn)的地方。根據(jù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展來(lái)看，異形工件的定位和夾緊方面還有很大發(fā)展空間。本文以異形工件的定位及夾緊機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象，在分析國(guó)內(nèi)外研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一種新型異形工件定位及夾緊機(jī)構(gòu)。關(guān)鍵詞：異形工件定位夾緊機(jī)構(gòu)夾具設(shè)計(jì)1緒論1.1目的和意義自新中國(guó)成立后，我國(guó)進(jìn)行了改革開(kāi)放，這使我國(guó)在各個(gè)領(lǐng)域都獲得了快速的發(fā)展，機(jī)械行業(yè)的先進(jìn)程度也在不斷改善，相比傳統(tǒng)的人力勞作，工作效率發(fā)生了很大程度的提升。伴隨著機(jī)械產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步，加工的工件逐漸精準(zhǔn)化，人們對(duì)機(jī)床的整體性能和精度要求越來(lái)越高，這需要設(shè)計(jì)人員仔細(xì)觀察關(guān)鍵的機(jī)床零件，而定位夾緊機(jī)構(gòu)是保證機(jī)床精度、性能的重中之重。定位夾緊是機(jī)械加工過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，因?yàn)樗谝欢ǔ潭壬蠜Q定著加工工件的精度，所以合理利用夾緊機(jī)構(gòu)確保工件的定位是當(dāng)前機(jī)械加工的的一種趨勢(shì)[1]。而伴隨著機(jī)械加工行業(yè)的深入發(fā)展，定位夾緊機(jī)構(gòu)也一步步成為影響工件精度的重要因素之一。通過(guò)對(duì)夾緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行相關(guān)調(diào)查分析可以發(fā)現(xiàn)，使用定位夾緊機(jī)構(gòu)的效率都普遍較高，能夠有效地運(yùn)用在各種環(huán)境中，這就使定位夾緊機(jī)構(gòu)變成了機(jī)械行業(yè)的一種方便、好用的工具。但因?yàn)槲覀儑?guó)家?jiàn)A具的發(fā)展起步較晚，夾緊機(jī)構(gòu)相關(guān)技術(shù)并不全面，導(dǎo)致一些工件生產(chǎn)出來(lái)可能沒(méi)有那么精準(zhǔn)，這肯定就會(huì)在加工過(guò)程中浪費(fèi)很多資源，即使我們國(guó)家有著各種各樣的夾具，但還是需要靠譜好用的定位夾緊機(jī)構(gòu)。因此本文以設(shè)計(jì)一種定位及夾緊機(jī)構(gòu)為目的，對(duì)定位夾緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)研究，以期能夠滿足工作環(huán)境的需要，為夾具的發(fā)展提供一定的參考。1.2研究現(xiàn)狀到目前為止，夾具依然是機(jī)械行業(yè)中必需的四大工具（刀具、夾具、量具、摸具）之一。夾具在國(guó)內(nèi)外也正在逐漸形成一個(gè)依附于機(jī)床業(yè)或獨(dú)立的小行業(yè)。1.1.1國(guó)外研究現(xiàn)狀就國(guó)際角度而言，夾緊機(jī)構(gòu)的主要制造國(guó)當(dāng)屬德國(guó)和美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家。就目前來(lái)說(shuō)，一般生產(chǎn)夾具的外國(guó)企業(yè)都是一些中型企業(yè)和小型企業(yè)，普通夾緊機(jī)構(gòu)和一些特殊工件夾緊機(jī)構(gòu)的主要訂單都只接受?chē)?guó)內(nèi)，并且能適用于各種環(huán)境的組合夾緊機(jī)構(gòu)也多用于國(guó)際貿(mào)易之間的來(lái)往。關(guān)于夾緊機(jī)構(gòu)和組合夾具的國(guó)際交易額目前還沒(méi)有相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料，但歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家那邊大型基礎(chǔ)件特別昂貴[2]。我國(guó)有著模塊化夾緊機(jī)構(gòu)技術(shù)上的積累和成本優(yōu)勢(shì)，尤其是電子商務(wù)的日益發(fā)展，是一個(gè)相當(dāng)好的機(jī)會(huì)，在擴(kuò)大出口這方面具有廣闊的應(yīng)用前景。1.2.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀中國(guó)國(guó)內(nèi)是從20世紀(jì)60年代開(kāi)始的，當(dāng)時(shí)建造了航空工業(yè)的保定向陽(yáng)機(jī)械廠，和機(jī)械行業(yè)的天津組合夾具廠，后來(lái)又成立了一批工廠生產(chǎn)模塊化夾具元件。在當(dāng)時(shí)，國(guó)家已經(jīng)達(dá)到年產(chǎn)夾具800萬(wàn)件的水平。上世紀(jì)80年代之后，兩家工廠又各自獨(dú)立研發(fā)了許多關(guān)于機(jī)床的夾具系統(tǒng)，這極大地滿足了我們國(guó)家自己的需求，而且還出口到了美國(guó)、德國(guó)等許多機(jī)械行業(yè)先進(jìn)的國(guó)家[3]。2異形工件分析本次異形工件以承載鞍為例進(jìn)行分析。2.1異形工件概述承載鞍是鐵路和貨車(chē)轉(zhuǎn)向架的重要零部件，它主要安裝在轉(zhuǎn)向架側(cè)架導(dǎo)框和貨車(chē)輪對(duì)滾動(dòng)軸承之間，其主要承擔(dān)著貨車(chē)輪對(duì)軸承座的作用。承載鞍工作面在車(chē)輛的工作過(guò)程中承受牽引、軸重和制動(dòng)載荷，及曲線離心力產(chǎn)生的載荷作用和車(chē)輛的沖擊載荷作用，轉(zhuǎn)向架運(yùn)動(dòng)等。在列車(chē)的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，承載鞍與軸承及轉(zhuǎn)向架側(cè)架相互摩擦而產(chǎn)生磨損和磨耗，如果承載鞍過(guò)重磨損，將會(huì)對(duì)貨車(chē)和列車(chē)的速度、載重量以及安全性產(chǎn)生嚴(yán)重影響[4]。所以，對(duì)承載鞍進(jìn)行定位和夾緊，對(duì)車(chē)輛的安全工作起著至關(guān)重要的作用。2.2異形工件的地位和作用承載鞍在鐵道與車(chē)輛轉(zhuǎn)向架的組件中有著無(wú)可替代的作用，轉(zhuǎn)向架兩翼側(cè)架的主要定位是依靠導(dǎo)框和承載鞍來(lái)完成的，因?yàn)槌休d鞍和軸箱之間存在著配合，所以它們會(huì)將車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)這個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)檐?chē)體沿軌道直線前進(jìn)的運(yùn)動(dòng)，并將載荷傳遞到車(chē)輪與車(chē)軸上，最終再傳到軌道上面。承載鞍的各部分名稱如圖2-1所示。圖2-1承載鞍各部位名稱1.導(dǎo)框擋邊；2.鞍面；3.頂面溝槽；4.頂面；5.推力擋肩導(dǎo)框擋邊是負(fù)責(zé)承載鞍水平運(yùn)動(dòng)的一個(gè)關(guān)鍵面，推力擋肩是一個(gè)負(fù)責(zé)軸承軸向位置的半圓擋，鞍面是和軸承外圓直接相接觸配合的圓弧面，頂面溝槽是與側(cè)架支承面相配合的一個(gè)面，下面設(shè)有R1520mm的圓弧面，是需要重點(diǎn)加工的部件。在車(chē)輛的行駛運(yùn)動(dòng)中，承載鞍需要承受從車(chē)體上來(lái)的壓力和車(chē)體在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中的扭轉(zhuǎn)力，它讓車(chē)體傳來(lái)的重量均勻的分配到軸承和軸頸上，對(duì)燃軸、防止車(chē)輛偏載有著不可磨滅的作用。承載鞍具體裝配在貨車(chē)的轉(zhuǎn)向架側(cè)架導(dǎo)框與滾動(dòng)軸承的中間，傳遞和承受著各種載荷，它的加工質(zhì)量將對(duì)車(chē)輛的安全、平穩(wěn)運(yùn)行產(chǎn)生直接影響。2.3承載鞍尺寸及加工工藝分析承載鞍的頂面加工要求為R1520mm的圓弧面，加工余量約3～5mm，加工完成后的表面粗糙度度Ra=25μm，材質(zhì)選為ZG230--450，是普通碳鋼鑄件。按照相關(guān)要求，冒口需要設(shè)置在上面位置，切割后依然存在殘余切口，使得加工面凹凸不平且?guī)в欣渥饔不F(xiàn)象，加工時(shí)非常容易造成刀具的不正常磨損和系統(tǒng)振動(dòng)，加上加工面精度要求不高，所以不宜采用過(guò)于精密的儀器來(lái)加工。若采用大型立式車(chē)床來(lái)進(jìn)行工件的加工，可以將多件同時(shí)放置在圓周底盤(pán)上，工作效率會(huì)提高許多。外協(xié)加工又會(huì)被限制很多，所以如何利用現(xiàn)有的裝備和儀器，通過(guò)設(shè)計(jì)方便、合理、牢固的工藝裝備來(lái)使加工要求得到滿足，是需要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題[5]。3夾具設(shè)計(jì)夾具的基本組成部分主要有：定位元件、夾緊元件、氣缸、連桿機(jī)構(gòu)、夾具體、其他元件或裝置。定位夾緊機(jī)構(gòu)屬于非標(biāo)設(shè)計(jì)，沒(méi)有統(tǒng)一設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，但是存在基本設(shè)計(jì)要求：（1）盡量確保夾具的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。（2）盡量滿足各工件的定位準(zhǔn)確，并選擇合適的夾緊方式有效控制異形工件變形。（3）夾具各零部件應(yīng)當(dāng)盡可能標(biāo)準(zhǔn)化，增強(qiáng)互換性，降低成本。本文選用的是SolidWorks三維建模軟件，SolidWorks目前應(yīng)用較為廣泛并且具有界面簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)功能方便，分析功能準(zhǔn)確，可快速生成工程圖等優(yōu)點(diǎn)，在參數(shù)化設(shè)計(jì)，裝配設(shè)計(jì)，全相關(guān)等領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)明顯[6]。本文的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與三維建模過(guò)程如下方所示：選取基準(zhǔn)面→草圖繪制、對(duì)草圖應(yīng)用特征命令→生成特征→模型建造→零件裝配。3.1定位元件工件與定位元件之間不僅有點(diǎn)定位而且還有線定位，面定位，兩點(diǎn)之間確定一條直線，線定位只能使工件的兩個(gè)自由度得到限制，平面定位只能使工件的三個(gè)自由度得到限制[7]，而本文選用的定位元件為旋轉(zhuǎn)氣缸。3.1.1定位元件工作原理要想準(zhǔn)確夾緊工件，就需要先定位，這時(shí)就需要旋轉(zhuǎn)氣缸的存在了。當(dāng)工件放置到工作臺(tái)時(shí)，旋轉(zhuǎn)氣缸通過(guò)推力使活塞直桿上升，并使旋轉(zhuǎn)氣缸上面部分旋轉(zhuǎn)，使定位螺釘位置對(duì)準(zhǔn)工件兩側(cè)，然后旋轉(zhuǎn)氣缸通過(guò)推力使活塞直徑下降，從而使工件夾緊，確保機(jī)構(gòu)翻轉(zhuǎn)工件不會(huì)掉落。其3D建模圖如下圖3-1所示圖3-1定位元件3.1.2氣動(dòng)回路圖氣動(dòng)回路圖如圖3-2所示圖3-2氣動(dòng)回路圖1.油箱；2.液壓泵；3.溢流閥；4.三位四通電磁換向閥1；5.液壓缸1；6.三位四通電磁換向閥2；7.液壓缸23.2.1對(duì)夾緊裝置的要求夾緊裝置可以說(shuō)是夾緊機(jī)構(gòu)最關(guān)鍵的一部分。所以在設(shè)計(jì)的過(guò)程中中，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：設(shè)計(jì)出的夾緊裝置應(yīng)該是一個(gè)靠譜、方便、易用、安全的裝置。夾緊裝置在夾緊的過(guò)程中可以正確地找到（定位到）工件的位置。夾緊力大小不能太大也不能太小即大小合適。夾緊裝置要確保工件在加工的過(guò)程中盡量保持固定不動(dòng)，不能產(chǎn)生位移和偏轉(zhuǎn)。夾緊裝置的先進(jìn)程度應(yīng)該與生產(chǎn)工件的多少和生產(chǎn)工件的方式相適應(yīng)。并且設(shè)計(jì)出的夾緊裝置盡可能地采用國(guó)家標(biāo)配元件[8]。異形工件定位夾緊機(jī)構(gòu)要求具體如下特點(diǎn)：首先動(dòng)作迅速，能夠滿足工作環(huán)境使用需求，夾緊異形工件后機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)90°保證工件不會(huì)掉落。夾緊力要適中，過(guò)小容易造成旋轉(zhuǎn)過(guò)程中工件滑落，過(guò)大則會(huì)造成工件產(chǎn)生形變。夾緊裝置主要包括與導(dǎo)軌座相連的擋板、連接架、固定架、夾緊部分。3.2.2夾緊裝置分析夾緊裝置的設(shè)計(jì)要符合實(shí)際異形工件大小，不能太大也不能太小，且能對(duì)應(yīng)異形工件進(jìn)行夾緊、限制工件自由度。并且可使其與導(dǎo)軌座相連最后能在滑軌上移動(dòng)。由于夾緊裝置對(duì)應(yīng)異形工件尺寸設(shè)計(jì)，所以可進(jìn)行準(zhǔn)確夾緊。3.2.3夾緊裝置設(shè)計(jì)過(guò)程根據(jù)對(duì)工作臺(tái)整體和異形工件的分析，設(shè)計(jì)了一個(gè)長(zhǎng)為280mm、寬為90mm的擋板。在擋板的左右兩側(cè)各設(shè)計(jì)一個(gè)底長(zhǎng)為370mm、高為220mm、上方長(zhǎng)為300mm的連接架，其中連接架的寬為40mm。為防止連接架活動(dòng)，在擋板后方、擋板上方靠后各連接一個(gè)固定架，最后設(shè)計(jì)夾緊部分。通過(guò)第二章異形工件尺寸分析可知，需要設(shè)計(jì)出夾緊異形工件左右兩側(cè)的夾緊部分。異形工件的鞍面長(zhǎng)為124mm，寬為70mm，兩側(cè)的小凹槽長(zhǎng)為15mm，寬為70mm，小凹槽左右兩側(cè)凸出來(lái)的地方長(zhǎng)為23.5mm，相對(duì)鞍面突出25.5mm。由以上數(shù)據(jù)可以確定夾緊部分的高為70mm，經(jīng)過(guò)對(duì)異形工件和夾緊裝置的分析，確定模型拉伸尺寸為110mm，由此可以設(shè)計(jì)出與異形工件兩側(cè)相嚙合的夾緊部分。最后將擋板與連接架相連接再用固定架接上兩個(gè)連接架，之后將夾緊部分裝在連接架上方，夾緊裝置就完成了。其中，夾緊裝置三維圖如下圖3-3所示圖3-3夾緊裝置1.擋板；2.連接架；3.固定架；4.夾緊部分3.2.4夾緊力的確定要想確定夾緊力，就需要從夾緊力的大小、夾緊力的方向、夾緊力的作用點(diǎn)這三個(gè)方面來(lái)入手：首先是夾緊力方向的確定：通常情況下，夾緊力的方向最好和工件剛度大的那個(gè)方向保持一致，因?yàn)檫@樣可以最不容易使工件產(chǎn)生變形。夾緊力作用的方向應(yīng)該更方便工件的定位，而不是妨礙工件的定位。大部分情況下，夾緊力都是和主要定位面垂直。盡可能地，使夾緊力作用的方向與重力一個(gè)方向，因?yàn)檫@樣可以減小所需夾緊力，從而使計(jì)算更簡(jiǎn)單[9]。其次是夾緊力作用點(diǎn)的選擇：只有在夾緊力的方向確定的情況下，才能確定夾緊力的作用點(diǎn)。一般要注意以下幾點(diǎn)：夾緊力作用點(diǎn)最好與支承的元件或支承元件所在的面保持平行（或正對(duì)），因?yàn)檫@樣可以使工件的定位不發(fā)生改變。夾緊力作用點(diǎn)可能在工件剛度強(qiáng)的地方，這樣不會(huì)使工件產(chǎn)生變形。最好讓夾緊力作用點(diǎn)盡可能靠近被加工的面，因?yàn)檫@樣可以降低切削時(shí)候的力對(duì)工件產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力矩。在迫不得已的時(shí)候，可以在工件剛度弱的地方增加一個(gè)輔助支承，這樣可以降低切削過(guò)程中的抖動(dòng)[10]。由之前對(duì)異形工件的分析可知，為了有效控制異形工件的形變，夾緊點(diǎn)確定在鞍面兩側(cè)的凹槽點(diǎn)處。3.2.3夾緊力大小的估算想要估算夾緊力的大小，我們一般會(huì)把工件看成一個(gè)整體（分離體），然后再對(duì)工件進(jìn)行受力分析，之后依據(jù)力的平衡條件，算出可以使工件能一直平衡所需要的最小的夾緊力，最后再將之前算出的最小的夾緊力乘一個(gè)合適的安全系數(shù)，就可以算出所需的夾緊力[11]。設(shè)加工部件的直徑為d，裝夾部位的直徑為d0。把工件視為一個(gè)分離體，忽略其他因素，只考慮主切削力Fc所產(chǎn)生的力矩與夾緊裝置夾緊力Fj所產(chǎn)生的力矩相平衡，可列出如下關(guān)系式：Fc·式中μ—夾緊裝置與工件之間的摩擦系數(shù)；Fjmin--由上式可得Fjmin=Fc將算出的最小夾緊力再乘安全系數(shù)k，就可以得到所需夾緊力Fj=kFc摩擦系數(shù)主要取決于工件與夾具支承件或夾緊件之間的接觸形式，其具體數(shù)值見(jiàn)表3-1。表3-1不同表面的摩擦系數(shù)接觸表面特征摩擦系數(shù)接觸表面特征摩擦系數(shù)光滑表面0.15～0.25直溝槽，方向與切削方向垂直0.4～0.5直溝槽，方向與切削方向一致0.25～0.35交錯(cuò)網(wǎng)狀溝槽0.6～0.83.3氣缸氣缸是氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，它的職能是將空氣中的壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，對(duì)外做功。3.3.1氣缸的工作原理氣缸的工作原理就是,氣缸先利用活塞來(lái)使自身增加氣壓，然后氣壓傳動(dòng)會(huì)將壓縮空氣時(shí)產(chǎn)生的壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能,產(chǎn)生的機(jī)械能就會(huì)讓機(jī)構(gòu)做來(lái)回重復(fù)的運(yùn)動(dòng)，包括直線運(yùn)動(dòng)、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)等。其中它的具體過(guò)程是沒(méi)有桿的一側(cè)會(huì)先使壓縮空氣進(jìn)入,而有桿的一側(cè)進(jìn)行壓縮空氣輸出（排氣）,這時(shí)氣缸兩側(cè)會(huì)產(chǎn)成壓力差,這會(huì)使活塞上的力,推著活塞向前走,使活塞桿往外伸；當(dāng)有桿的一側(cè)使壓縮空氣進(jìn)入,而沒(méi)有桿的一側(cè)進(jìn)行壓縮空氣輸出（排氣）時(shí),氣缸兩側(cè)同樣會(huì)形成壓力差，這就會(huì)使活塞桿往回縮,若有桿的一側(cè)和沒(méi)有桿的一側(cè)交替進(jìn)氣和排氣,活塞就會(huì)做出往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)[12]。3.3.2氣缸的組成和特點(diǎn)氣缸主要由缸筒、端蓋、活塞、活塞桿和密封件等結(jié)構(gòu)組成。結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)是卡環(huán)把活塞和活塞桿相連接，因此拆裝起來(lái)非常容易；活塞上面支撐環(huán)的材料比較特殊，它是由聚四氟乙烯組成，這種材料的特點(diǎn)是摩擦力小；活塞桿可以在軸向的運(yùn)動(dòng)中一直保持豎直不動(dòng)都是導(dǎo)向套的功勞，這樣可以保護(hù)密封件；緩沖裝置裝在缸的兩側(cè)，緩沖裝置的主要作用就是減小活塞在運(yùn)動(dòng)中的沖擊。此類(lèi)缸的工作壓力為12～15MPa[13]。三維建模圖如下圖3-4所示圖3-4氣缸3.4夾具體夾具體是夾具的主要承載體，夾具各個(gè)零部件都安裝在夾具體上面，夾具體的加工精度直接影響工件定位的準(zhǔn)確性，材質(zhì)為Q345鋼，夾具體上表面進(jìn)行精細(xì)加工，平面度為0.02mm，表面粗糙度為1.6μm，上下兩側(cè)安裝面的平面度、表面粗糙度與上面一致。其余各個(gè)表面的表面粗糙度均為3.2μm。本文采用SolidWorks軟件完成夾具體設(shè)計(jì)，其三維建模如下圖3-5所示圖3-5夾具體夾具體為長(zhǎng)1800mm，寬1000mm，高40mm的鋼板，以圖3-8的左端面為定位基準(zhǔn)面，鋼板中心為定位基準(zhǔn)點(diǎn)。定位基準(zhǔn)點(diǎn)左右兩側(cè)各排列著直徑為9mm的8個(gè)通孔，其中通孔以定位基準(zhǔn)點(diǎn)左右對(duì)稱分布，最左邊通孔距離左端面80mm，通孔之間距離為80mm。在第五個(gè)通孔的上下100mm處裝兩個(gè)邊長(zhǎng)為40mm，高為190mm的兩個(gè)柱體，同樣以定位基準(zhǔn)點(diǎn)對(duì)稱分布，用于安裝小擋板限制夾緊裝置移動(dòng)過(guò)度。在左上角柱體距離底板80mm處有一置物板，其中置物板的厚度為8mm，置物板用于連接氣缸。3.5其他零部件（1）連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)用于連接氣缸和夾緊裝置，從而使氣缸帶動(dòng)夾緊裝置夾緊工件。其SolidWorks三維建模圖如圖3-6所示圖3-6連桿機(jī)構(gòu)（2）導(dǎo)軌座在夾緊裝置擋板下有兩個(gè)導(dǎo)軌座，導(dǎo)軌座的通孔與擋板上的通孔相連，使其與擋板緊緊連接在一起，從而使導(dǎo)軌座帶著夾緊裝置在滑軌上移動(dòng)。其三維建模圖如圖3-7所示圖3-7導(dǎo)軌座（3）滑軌滑軌的長(zhǎng)度為630mm，其上有8個(gè)直徑為9mm的通孔，每個(gè)通孔之間的距離為80mm，與夾具體相吻合。滑軌需要固定在夾具體上，然后讓導(dǎo)軌座帶著夾緊裝置在上面滑動(dòng)。其三維建模如圖3-8所示圖3-8滑軌3.6定位夾緊機(jī)構(gòu)通過(guò)對(duì)異形工件的分析和參考資料的研究，經(jīng)由以上思路以及各種零部件、裝置配合就有了下面的完整體定位夾緊機(jī)構(gòu)，其三維建模圖如3-9所示圖3-9定位加緊機(jī)構(gòu)4相關(guān)公式計(jì)算4.1夾緊力的計(jì)算在計(jì)算夾緊力之前需要先對(duì)工件進(jìn)行受力分析，其受力分析圖如圖4-1所示圖4-1受力分析異形工件放置時(shí)受到夾緊裝置對(duì)其的夾緊力F，定位元件工件放置板對(duì)異形工件的支撐力Fn，異形工件自身重力G，異形工件所受摩擦力f，其中測(cè)量異形工件的質(zhì)量為30Kg，由受力平衡，得F=f，F(xiàn)n=G,所以G=mg=30×9.8=294N（4-1）放置時(shí)要保證異形工件不掉落，即Fnf=2μFn（4其中μ由表3-1可知，異形工件與工件放置板的接觸表面為光滑表面，所以μ=0.25所以f=2μFn=2μG=0.5×294=147N最小夾緊力Fmin=f=147N（44.2氣缸基本參數(shù)的計(jì)算由表4-1及氣工程師設(shè)計(jì)手冊(cè)中各類(lèi)設(shè)備常用壓力表，小型工程機(jī)械可初選系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓力為P=15MPa[14]。表4-1各類(lèi)設(shè)備常用系統(tǒng)壓力設(shè)備類(lèi)型常用壓力值磨床≤2.5組合機(jī)床、牛頭刨床、插床、齒輪加工機(jī)床<6.3車(chē)床、銑床、鏜床、珩磨機(jī)床2.5?6.3拉床、龍門(mén)刨床<10農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車(chē)工業(yè)、小型工程機(jī)械及輔助機(jī)械10-16工程機(jī)械、重型機(jī)械16-32船舶機(jī)械14-25由夾緊力與氣缸之間的關(guān)系得出F=Wmax=π4所以氣缸活塞直徑D=4Wmaxπ(P?P式中：Pηm—?dú)飧椎臋C(jī)械效率，此處取η=0.8查表4-2氣缸內(nèi)徑尺寸系列可以確定氣缸內(nèi)徑D=32mm，再根據(jù)求得活塞桿直徑d為22.4mm，查表4-3氣缸活塞桿直徑標(biāo)準(zhǔn)，選擇標(biāo)準(zhǔn)值d=22mm[15]。表4-2氣缸內(nèi)徑尺寸系列（單位：mm）840125（280）1050（140）3201263160（360）1680（180）40020（90）200（450）2510022050032（110）250表4-3氣缸活塞桿直徑系列（單位：mm）4184511028052050125320622561403608256316010287018010328020014369022016401002505結(jié)論本文在對(duì)異形工件與定位夾緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合網(wǎng)上資料進(jìn)行分析整合，設(shè)計(jì)一種可以定位并且?jiàn)A緊異形工件的機(jī)構(gòu)。根據(jù)工作要求對(duì)異形工件定位及夾緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，包括夾緊力、氣缸的各種參數(shù)等等，并通過(guò)SolidWorks對(duì)異形工件定位夾緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行3D建模。異形工件定位夾緊機(jī)構(gòu)可以準(zhǔn)確定位工件并牢固夾緊，即使旋轉(zhuǎn)也不會(huì)掉落；并且可以節(jié)省一些不必要浪費(fèi)的資源。對(duì)特殊工件的定位及夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和發(fā)展提供一定的參考價(jià)值。參考文獻(xiàn)趙長(zhǎng)征.不銹鋼筒體內(nèi)襯焊接工裝夾具設(shè)計(jì)與分析[D].山東科技大學(xué),2020.王鑫宇.多孔多面零件加工工藝分析與夾具設(shè)計(jì)研究[D].大連交通大學(xué),2020.曹鋅明.焊模中薄壁軸套的定位與夾緊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].模具制造,2019,19(11):64-68.劉九慶,金雨飛,韓英健,夏鵬,楊春梅.梁柱材自動(dòng)雙端開(kāi)榫機(jī)床的旋轉(zhuǎn)夾緊機(jī)構(gòu)[J].林業(yè)和草原機(jī)械,2020,1(01):30-35.李虎,馬巖,楊春梅,任長(zhǎng)清,汪茜茜.木屋