第3章 分度装置设计
夹具第3章夹紧(2006)
机床夹具设计讲稿目录1 机床夹具概述1.1 工件的装夹与机床夹具1.2 夹具的分类与作用1.3 机床夹具设计研究的内容2 工件在夹具中的定位2.1 工件定位原理2.2 定位元件的选择与设计2.3 定位误差的分析与计算2.4 工件定位方案设计及定位误差计算举例3 工件在夹具中的夹紧3.1 夹紧装置的组成及其设计要求3.2 夹紧力的确定3.3 夹紧机构设计3.4 夹紧动力装置设计3.5 夹紧装置设计实例4 夹具在机床上的定位、对刀和分度4.1 夹具在机床上的定位4.2 夹具在机床上的对刀4.3 夹具的转位和分度装置5 各类机床夹具的结构特点5.1 钻床夹具5.2 镗床夹具5.3 铣床夹具5.4 车床和圆磨床夹具5.5 齿轮加工机床夹具6 可调夹具及组合夹具设计6.1 概述6.2 通用可调夹具和成组夹具6.3 组合夹具7 机床夹具的设计方法及步骤7.1 机床夹具设计的一般步骤7.2 机床夹具设计举例7.3 机床夹具计算机辅助设计简介7.4 夹具体的设计7.5 夹具结构的工艺性3 工件在夹具中的夹紧工件在夹具中的装夹是由定位和夹紧这两个过程紧密联系在一起的。
定位问题在上一章讨论过，其目的在于解决工件的定位方法和保证必要的定位精度。
仅仅定好位，在大多数场合下，还不能进行加工。
只有进而在夹具上设置相应的夹紧装置对工件实行夹紧，才能完成工件在夹具中装夹的全部任务。
夹紧装置的基本任务就是保持工件在定位中所获得的既定位置，以便在切削力、重力、惯性力等外力作用下，不发生移动和振动，确保加工质量和生产安全。
有时工件的定位是在夹紧过程中实现的，正确的夹紧还能纠正工件定位的不正确位置。
本章主要讨论有关夹紧装置设计和计算方面的基本问题。
3.1 夹紧装置的组成及其设计要求（1）夹紧装置的组成一般夹紧装置由下面两个基本部分组成：1）动力源即产生原始作用力的部分。
如果用人的体力对工件进行夹紧，称为手动夹紧；如果用气动、液压、气液联合、电动以及机床的运动等动力装置来代替人力进行夹紧，则称为机动夹紧。
第三章 机床夹具设计资料.
车床 夹具
铣床 夹具
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磨床 夹具
按夹具使用 的机床分类
镗床 夹具
钻床 夹具
数控机 床夹具
齿轮机 床夹具
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按夹具的 动力源分类
手动 夹具
应有扩力机构与自锁性能，以 减轻劳动强度与确保安全生产
分为气动、液压、气液增压、 电动、电磁、真空、离心力、
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MMT
3.1.1 机床夹具及其组成
连接元件（定向键） 连杆铣槽夹具分解图
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机床夹具的组成
定位支 承元件
用于确定工件在夹具中 的位置并支承工件
将工件压紧夹牢，并保证工 件在加工过程中位置不变
夹紧 元件
连接定 向元件
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用于确定夹具对机床主轴、 工作台或导轨的相对位置
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主要内容
一 机床夹具概述 二 工件在夹具上的定位 三 工件的夹紧 四 各类机床夹具 五 柔性夹具 六 机床专用夹具的设计方法和步骤 七 计算机辅助夹具设计
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连杆铣槽夹具装配图
1－菱形销 2－对刀块 3－定向键 4－夹具底板 5－圆柱销 6－工件 7－弹簧 8－螺栓 9－螺母 10－压板 11－止动销
采用成组加工工艺，将工件按形状、 尺寸和工艺的共性分组，再为每组
工件设计组内通用的专用夹具
成组 夹具
组合 夹具
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一种模块化的夹具，由一套预先制 造好的标准元件组装成的专用夹具
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自动线 夹具
一为固定式夹具，与专用夹具相似
另为随行夹具，使用中随着工件一 起运动，并将工件沿着自动线从一
第3章 33过程控制装置及系统设计汇总
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3.4 执行器和防爆栅
1.气动执行器 气动执行器是以压缩空气为能源的执行器。 它的主要特点：结构简单，输出推力大、动作可靠、
性能稳定、维护方便、价格便宜、本质安全防爆等。
它不仅能与气动调节仪表配套使用，而且还可以通过电／气转换器或电 ／气阀门定位器与电动调节仪表或工业控制计算机配套使用。
m
被控过程
被控变量
y
ym
测量元件及变送器
图 简单控制系统方框图
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3.4 执行器和防爆栅
执行器在现代生产过程自动化中起着十分重要作 用。
它在自动控制系统中接受调节器的控制信号，自 动地改变操作变量，达到对被调参数(如温度、压 力、液位等)进行调节的目的，使生产过程按预定 要求正常进行。
该机构可以用作一般控制阀的推动装置，组成气 动薄膜式执行器，习惯上称为气动薄膜控制阀， 其的结构简单、价格便宜、维修方便、应用广泛。
气动活塞式执行机构以气缸内的活塞输出推力， 故推力较大，主要适用于大口径、高压降的控制 阀或蝶阀的推动装置。
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因此，广泛用于化工、石油、冶金、电力等工业部门。
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Байду номын сангаас
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3.4 执行器和防爆栅
气动执行器由执行机构和控制机构两部分组成
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3.4 执行器和防爆栅
上部为执行机构，下部为控制机构。
第3章-角度及角位移测量
幻灯片1第3章角度及角位移测量3.1概述3.2单一角度尺寸的测量3.3圆分度误差的测量3.4角位移的测量3.5角度测量实例幻灯片23.1概述●一、角度单位及量值传递●我国法定计量单位制中规定的角度计量单位为秒（ʺ）分（ʹ）度（°）和弧度（rad）两种●前者是国家选定的非国际单位制单位，在机械制造和角度测量中被普遍采用●后者是国际单位制的辅助单位，常用于计算59幻灯片3●二、角度的自然基准和圆周封闭原则●角度的自然基准是360°圆周角，这是一个没有误差的基准●在圆周分度器件（刻度盘、圆柱齿轮）的测量中，利用在同一圆周上所有分度夹角之和等于360°，即所有夹角误差等于零的自然封闭特性，在没有更高精度的圆分度基准器件的情况下，采用“自检法”也能达到高精度测量目的●圆周封闭原则即要求在圆分度测量中充分利用这一自然基准●和长度测量中的阿贝原则一样，圆周封闭原则是圆分度测量的重要原则59幻灯片4●三、角度的实物基准●常用的圆分度标准件如下：● 1.高精度度盘●度盘刻度线的角间隔为5ʹ、10ʹ等，通过细分可达很高的角分辨力● 2.圆光栅●圆光栅等除了可实现角度的静态测量，还可实现角度的动态测量●圆光栅一般为黑白透射光栅。
因存在平均效应，光栅的刻线误差对测量结果影响很小，光栅盘的分度精度可达±0.2ʺ或更高。
光栅盘的分辨力多为10ʺ、20ʺ59幻灯片5● 3.圆感应同步器●圆感应同步器的励磁绕组印制在固定圆盘上，工作时固定不动；感应绕组印制在旋转圆盘上，包含sin和cos绕组。
当动盘相对于固定盘旋转时，输出两路信号，便于信号的进一步处理●圆感应同步器的径向导线数（也称极数）有360、720、1080等多种，相应的节距角为2°、1°、40ʹ圆感应同步器绕组布线示意图a)固定圆盘b)旋转圆盘59幻灯片6● 4.角编码器●将角位置定义成数字代码的装置称作角编码器，其结构如图所示●编码盘大多用光学玻璃制成，其上刻有许多同心码道，每个码道均有若干段亮道和若干段暗道，并按预定规律排列。
机床夹具设计
机床夹具设计第三章机床夹具设计教学时数：计划14学时教学目的：1、掌握定位误差计算2、掌握夹紧力计算3、掌握专用夹具设计要点，灵活运用定位元件和夹紧机构，根据生产实际和可能设计专用夹具。
教学重点： 1、工件的定位及定位误差计算2、工件的夹紧及夹紧力计算3、夹具的设计及装置合理选择。
教学难点： 1、定位误差计算中基准不重合误差和基准位移误差的计算和分析2、工件的受力分析及夹紧力的计算。
第一节概述一、夹具的功能和分类1.机床夹具的功用：实现工件定位和夹紧；使工件加工时相对于机床刀具有正确的位置；以保证工件的加工精度。
图3-1：异形杠杆简图图3-2：车床夹具异形杠杆加工需限制的自由度？工件用何定位元件限制了哪些自由度？为何V型块2固定，V形块6可调？且V型块2和V型块6开口方向不同？图3-3：盖板简图图3-4：钻床夹具盖板钻孔（通，盲孔）应限制自由度？夹具用何定位元件来限制各自由度？这里圆柱销，挡销，菱形销，各起什么作用？这里用左侧面和后侧面定位，是否用右侧面和前侧面定位？为什么？机床夹具在加工中的作用：保证加工精度；提高劳动生产率；改善工人劳动条件；降低生产成本；扩大工艺范围。
2、机床夹具的分类和发展(1)分类图3-5: 机床夹具的分类按使用范围和特点分：通用夹具、专用夹具、组合夹具、可调夹具按使用的机床分：车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具。
(2) 发展应适用于产品品种和更新换代快的要求，其方向为柔性化、精密化、高效、自动化。
二、夹具的组成1.定位元件定位：使工件在夹具中占据正确的位置。
2.夹紧装置压紧夹牢：使工件不应受力而脱离已占据的正确位置。
3.夹具体基础件4.其它装置分度装置、对刀装置、导向元件、连接元件。
第二节工件在夹具中的定位夹具设计的任务：首先是选择和设计相应的定位元件来实现工序图上（工艺文件）所要求的定位方案。
主要定位面：主要限位面：一、工件以平面定位1.主要支承：限制工件自由度，起定位作用。
测控仪器设计第3章
第三章光电测控仪器总体设计测控仪器总体设计，是指在进行仪器具体设计以前，从仪器自身的功能、技术指标、检测与控制系统框架及仪器应用的环境和条件等总体角度出发，对仪器设计中的全局问题进行全面的设想和规划。
要考虑的主要问题有：1.设计任务分析2.创新性构思（所能达到的新功能，所实现的新方法，所反映出的新技术，新理论等）3.测控仪器若干设计原则的考虑4.测控仪器若干设计原理的斟酌5.测控仪器工作原理的选择和系统设计6.测控系统主要结构参数与技术指标的确定7.仪器总体的造型规划仪器总体设计的最终评估，是以其所能达到的经济指标与技术指标来衡量，精度与可靠性指标是测控仪器设计的核心问题。
第一节设计任务分析与创新点的构思一、设计任务分析了解被测控参数的特点了解测控参数载体的特点了解仪器的使用条件了解仪器的功能要求了解仪器国内外同类产品或相关产品的类型、原理、技术水平及特点了解加工工艺水平及关键元器件销售情况二、创新点的构思摄像机采集被测刀具图像，测量时，计算机影屏上的十字线自动跟踪刀具切将刀尖到影屏上，采用目视瞄准定创新设计的诀窍在于①充分依靠现代网络信息资源有针对性的检索相关资料，补充掌握不足的信息来达到创新构思。
②在设计的整个过程中采用集多人智慧，互相启发来寻求解决问题的途径；也可通过有针对性、有系统地提问来激发智慧，寻找解决办法③通过对现有产品的观察，优缺点分析，或采用数学建模，或采用系统分析及形态学矩阵的理论分析方法寻求各种解决办法。
第二节测控仪器设计原则一、阿贝（Abbe）原则及其扩展对线值尺寸测量仪器所提出指导性原则表述：为使量仪能给出正确测量结果，必须将仪器的读数刻线尺安放在被测尺寸线的延长线上。
或者说，被测零件的尺寸线和仪器的基准线（刻线尺）应顺序排成一条直线。
分析线纹尺计量的三种基本方式来说明阿贝原则仪器，应符合图3-1所示的安排。
仪器的标准刻线尺与被测件的直径共线。
举例说明阿贝原则图3—1 遵守阿贝原则的测量1-导轨2-指示器3-标准线纹尺4-被测件5-工作台导轨间隙造成运动中的摆角由于标准刻线尺与被测件的直径不共线而带来测量误差误差和倾角φ成一次方关系，习惯上称为一次误差用千分尺测量工件的直径。
气动三轴分度头设计 - 副本
攀枝花学院本科毕业设计气动三轴等分式分度头设计学生姓名：王鹏飞学生学号： 201010601174院（系）：机械工程学院年级专业： 2010级机械设计及其自动化四班指导教师：姚必强教授二〇一四年五月摘要本文介绍了将普通万能分度头改造为气动的等分式三主轴分度头。
从理论上分析了该设计方案用做加工工件时的定位精度，并在实践中得到证实。
详细阐述了用一种自动分度器代替万能分度头来实现等分分度的全过程及其工艺方案。
而且从以前的万能分度头的单主轴变成三主轴同时分度。
整个过程部分需要人工参与，直到一个工件加过完毕后，人工停机。
自动循环过程采用了PLC控制，使得机-电气联动控制有机地相结合，操作简单方便，通用性强，分度速度快、精度高，大大降低了劳动强度、提高了生产效率，为在铣床或者数控机床上完成工件加工成型过程创造了一种自动化的条件。
关键词等分式分度，自动分度器，气压控制，PLC，自动化AbstractThis paper introduces the transform ordinary universal dividing head for pneumatic fraction three axis dividing head, etc. The design scheme is analyzed theoretically the position precision when used for machining, and verified in practice. Elaborated with an automatic protractor instead of universal dividing head to implement etc. During the process of dividing and its process. And from the previous universal dividing head single spindle spindle and dividing into three. The entire process takes some artificial participation, until after an artifact and finished, artificial downtime. Automatic cycle process adopted PLC control, making the machine - electropneumatic control organically unifies, simple and convenient operation, strong commonality, indexing speed, high precision, greatly reduces the labor intensity, improve the production efficiency, for complete artifacts on milling machine or numerical control machine processing molding process conditions created a automation.Keywords such as fractional indexing, automatic protractor, pressure control, PLC, automation目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1工程背景和意义 (1)1.2花键加工工艺的发展现状和趋势 (2)1.3 设计本课题的内容和方法 (3)1.3.1设计的内容 (3)1.3.2设计的方法 (4)2 气动三轴等分式分度头气动分度原理设计 (5)2.1 分度装置结构方案设计及其计算 (5)2.1.1分度装置原理分析 (5)2.1.2 集成式液压马达分度装置分析 (7)2.1.3 液压油缸分度装置分析 (8)2.1.4 蜗轮-蜗杆分度装置分析 (8)2.1.5 电动刀架用作分度机构的原理分析 (9)2.1.6 气动分度装置结构原理设计分析 (10)2.2 分度方案的确认 (11)3 气动等分式三轴分度头三轴结构设计 (13)3.1 普通分度头结构 (13)3.1.1 普通分度头结构 (13)3.2 气动三轴分度三主轴结构方案 (14)3.3 零件结构设计 (15)3.3.1主轴设计 (15)3.3.2 齿轮的设计 (15)4 控制系统的方案设计与分析 (18)4.1控制系统分析 (18)4.1.1 继电——接触器控制系统分析 (18)4.1.2 微机控制系统分析 (18)4.1.3 PLC控制系统分析 (18)4.2 控制系统的特点分析 (19)5 气压系统设计 (20)5.1气压系统的要求与设计计算 (20)5.1.1气压系统的要求 (20)5.1.2气压系统的设计计算 (20)6 控制系统设计 (25)6.1 工艺条件和控制要求 (25)6.2 用户输入/输出设备 (25)6.3 PLC的选用及其电气控制元件的主参数设计 (25)6.4 输入程序并联机调试 (27)6.5 本章小结 (27)结论 (28)致谢 (29)参考文献 (30)1 绪论1.1工程背景和意义目前许多周转性工件如花键是机械制造业中的关键传动零部件和机械要素，其制造工艺水平和产品质量直接影响各类机械的总成质量。
14分度装置与夹具体
一、定位装置设计
1．定位方案设计：选择定位基准、确定各基准限制的自由度数
2．定位元件设计：定位元件类型选择、定位元件尺寸设计或选择、 定位元件结构设计。
二、夹紧机构设计
1．夹紧方案确定：夹紧力发向、作用点确定，夹紧力大小估算或 类比。
2．夹紧机构类型选择：结构类型、动力类型
3．夹紧机构结构设计：确定结构形式，主受力元件规格，手册中 查各元件具体结构及规格尺寸，详细结构设计。
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二 夹具体的设计
夹具体结构比较
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二 夹具体的设计
容屑空间
各种排屑方法
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二 夹具体的设计
3．夹具体的结构设计
（1）铸造结构 （2）锻造结构 （3）焊接结构 （4）装配结构
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二 夹具体的设计
（1）铸造结构的夹具体
特点： 易制造、成本低、能减振，制造周期长，形状不受限，应用最广泛。
一、分度装置
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夹具体结构设计
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二 夹具体的设计
1、夹具体的作用及其基本要求
夹具体是夹具的基础元件，在加工过程中，夹具体要承 受工件重力、夹紧力、切削力、惯性力和振动力的作用。
（1）夹具体的作用 连接：连接各夹具元件，连接机床 受力：承受工件重力、夹紧力、切削力、惯性力和 振动力
教学重难点：
1. 对定装置及 锁紧装置的设 计 2. 分度装置的 应用
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教学方法：
以任务驱动， 导入应学的理 论课程，去企 业观摩。
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教学手段及工 具：
多媒体教学与 现场教学互融， 工具：车、铣 床及其夹具， 各类工件
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