偏心儀夾具設(shè)計(jì)【畢業(yè)設(shè)計(jì)+開題報(bào)告+文獻(xiàn)綜述】

1、<p><b>　?。?0_ _屆）</b></p><p><b>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　偏心儀夾具設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　在社會(huì)的各行各業(yè)，機(jī)械裝備制造過

2、程中都需要夾具，夾具直接制約著生產(chǎn)周期長(zhǎng)短和產(chǎn)品質(zhì)量好壞，是工藝裝備中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，但也是制造業(yè)的一個(gè)瓶頸。夾具是機(jī)械制造過程中用來固定加工對(duì)象，使之占有正確的位置，以接受施工或檢測(cè)的裝置。光學(xué)偏心儀夾具在光學(xué)鏡片生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用，可以進(jìn)行單個(gè)透鏡的快速定心和膠或合透鏡組的偏心校正等，它由三爪卡盤、卡爪、底座、轉(zhuǎn)盤等組成。</p><p>　　本文著重研究偏心儀夾具，了解夾具原理，完成偏心儀夾具設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)過

3、程包括夾具基本數(shù)據(jù)的計(jì)算，使用AUTOCAD軟件繪制二維圖，完成零件圖紙的裝配。</p><p>　　此次設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于基本數(shù)據(jù)的選擇和計(jì)算、零件圖處理、裝配圖的處理。</p><p>　　關(guān)鍵詞：偏心儀夾具，夾具設(shè)計(jì)，偏心校正</p><p>　　The design of eccentric instrument fixture </p><p

4、><b>　　Abstract</b></p><p>　　All walks of life in sociaety can’t be separated from a variety of mechanical equipment,the manufacturing process of machinery and equipment needs fixture,which res

5、tricts the length of production cycle and the quality of product directly.Fixture is a fixed device to fix the workpiece to the correct pssition to accept the construction or testing in the process of mechanical manufact

6、uring.It is not only an important part in equipment process,but also is a bottleneck in the manufacturing sector. Op</p><p>　　This article focuses on the eccentric device fixture,understanding the principle

7、of the fixture,competing the design of the eccentric device,which includes the calculation of basic data and using AutoCad to draw two-dimensional map,finally finishing the assembly drawing.</p><p>　　This de

8、sign focuses on the choice and calculation of basic data,besides the process of part drawing and assembly drawing is also very important.</p><p>　　Keywords: Eccentric device fixture,fixture design,eccentric

9、correction</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘 要II</b></p><p>　　AbstractIII</p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1課題的來源1&

10、lt;/p><p>　　1.2課題的意義1</p><p>　　1.3夾具內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀1</p><p>　　1.3.1 夾具國(guó)內(nèi)的研究現(xiàn)狀4</p><p>　　1.3.2 夾具國(guó)外的研究現(xiàn)狀6</p><p>　　1.4課題研究的主要內(nèi)容7</p><p>　　2設(shè)備方案設(shè)計(jì)與總體設(shè)計(jì)

11、8</p><p>　　2.1偏心儀夾具的方案原理8</p><p>　　2.1.1六點(diǎn)定位原理..………………………………………………………...8</p><p>　　2.1.2三爪卡盤結(jié)構(gòu)圖和工作原理..…………………………………..…….9</p><p>　　2.2偏心儀夾具的總體設(shè)計(jì)10</p><p&g

12、t;　　3各零部件設(shè)計(jì)11</p><p>　　3.1總裝圖及工作原理12</p><p>　　3.2三爪卡盤設(shè)計(jì)14</p><p>　　3.3壓板設(shè)計(jì)15</p><p>　　3.4蓋板設(shè)計(jì)16</p><p><b>　　3.5卡爪18</b></p><p&

13、gt;　　3.6立柱盤設(shè)計(jì)19</p><p>　　3.7底座設(shè)計(jì)19</p><p>　　3.8轉(zhuǎn)盤設(shè)計(jì)20</p><p><b>　　3.9標(biāo)準(zhǔn)件20</b></p><p>　　4 精度誤差分析……………………………………………………………………..21</p><p>　　4.1

14、基本概念…………………………………..………………………………..21</p><p>　　4.1.1概述…………………………………………………………….…..21</p><p>　　4.1.2形位公差標(biāo)注概況………………………………….……………..21</p><p>　　4.2位置度誤差測(cè)量……………………………………………………………22</p>

15、;<p><b>　　結(jié)論23</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)24</b></p><p><b>　　致謝25</b></p><p><b>　　附錄26</b></p><p>　　附錄1 使用說明........

16、..........................................................................................26</p><p>　　附錄圖1 裝配圖.................................................................................................

17、.26</p><p>　　附錄圖2 三爪卡盤.26</p><p>　　附錄圖3 壓板26</p><p>　　附錄圖4 蓋板26</p><p>　　附錄圖5 卡爪26</p><p>　　附錄圖6 底座27</p><p>　　附錄圖7 轉(zhuǎn)盤27</p><

18、p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1課題的來源</b></p><p>　　本次課題來源于浙江蘇嘉醫(yī)療器械股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“蘇嘉股份”），是浙江省醫(yī)療器械行業(yè)中首家成立的股份制企業(yè)，座落在嘉興市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)振興路168號(hào)。2008年蘇嘉股份兼并了一家華東地區(qū)技術(shù)龍頭內(nèi)窺鏡企業(yè)，擁有進(jìn)口成套先進(jìn)數(shù)控生產(chǎn)、檢

19、測(cè)設(shè)備，大量生產(chǎn)醫(yī)用內(nèi)窺鏡鏡片和偏心誤差很小的透鏡組，需要專門的光學(xué)儀器來檢測(cè)透鏡組的偏心是不是達(dá)到工作需求，因此需要設(shè)計(jì)一個(gè)夾具來裝夾透鏡組以便檢測(cè)。 </p><p><b>　　1.2課題的意義</b></p><p>　　夾具在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中起著十分重要的作用，歸納起來，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。</p><p>　?。?）縮短輔助時(shí)間

20、，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低產(chǎn)品成本。</p><p>　?。?）保證加工精度，穩(wěn)定加工質(zhì)量。</p><p>　　（3）減低對(duì)工人的技術(shù)要求，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。</p><p>　?。?）擴(kuò)大工藝范圍，實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多能”。</p><p>　　不過，專用夾具也存在一定的局限性，如下所示：</p><p>　?。?）專用夾具

21、的設(shè)計(jì)制造周期長(zhǎng)。它往往是新產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作的關(guān)鍵之一，對(duì)新產(chǎn)品的研制周期影響較大。</p><p>　?。?）對(duì)毛坯質(zhì)量要求較高。因?yàn)楣ぜ苯影惭b在夾具中，為了保證定位精度，要求毛坯表面平整，尺寸偏差較小。</p><p>　　1.3夾具國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　1.3.1 夾具國(guó)內(nèi)的研究現(xiàn)狀</p><p>　　國(guó)內(nèi)學(xué)者主要

22、從夾具設(shè)計(jì)發(fā)展現(xiàn)狀、提高夾具設(shè)計(jì)水平以及發(fā)展方向等方面進(jìn)行研究。</p><p><b>　?。?）夾具發(fā)展現(xiàn)狀</b></p><p>　　迄今為止，夾具仍是機(jī)電產(chǎn)品制造中必不可缺的四大工具（刀具、夾具、量具、模具）之一。刀具量具已高度標(biāo)準(zhǔn)化，用戶只需要按品種和規(guī)格選用采購(gòu)，而模具和夾具則和產(chǎn)品息息相關(guān)，產(chǎn)品一有變化就要重新制作，屬于專用工具；夾具在國(guó)內(nèi)外正在逐漸形

23、成一個(gè)依附于機(jī)床業(yè)或獨(dú)立的小行業(yè)[1]。</p><p>　　我國(guó)國(guó)內(nèi)的夾具設(shè)計(jì)始于20世紀(jì)60年代，當(dāng)時(shí)建立了面向機(jī)械行業(yè)的天津組合夾具廠和面向航空工業(yè)的保定向陽機(jī)械廠，以后有建立了數(shù)個(gè)生產(chǎn)組合夾具元件的工廠。在當(dāng)時(shí)曾經(jīng)達(dá)到全國(guó)年產(chǎn)組合夾具元件800萬件的水平。20世紀(jì)80年代后，兩廠又各自獨(dú)立開發(fā)了適合NC機(jī)床、加工中心的孔系組合夾具系統(tǒng)，不僅滿足了我國(guó)國(guó)內(nèi)的需求，還出口到美國(guó)等國(guó)家。當(dāng)前我國(guó)每年還需要進(jìn)口不

24、少NC機(jī)床、加工中心，而由國(guó)外配套孔系夾具，價(jià)格非常昂貴，現(xiàn)大都有國(guó)內(nèi)配套，節(jié)約了大量外匯，隨著我國(guó)加入WTO和制造業(yè)全球化一體化的大趨勢(shì)，特別是電子商務(wù)的日益發(fā)展，其中蘊(yùn)藏著巨大的上級(jí)，具有進(jìn)一步擴(kuò)大出口的良好前景[2]。</p><p>　　國(guó)際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明，當(dāng)前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85％左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)制造的工件產(chǎn)品品種能經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場(chǎng)的需求和競(jìng)爭(zhēng)。然而，

25、一般企業(yè)仍然習(xí)慣于沿用以前的模式，即大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具背中等生產(chǎn)能力的工廠里，擁有數(shù)千乃至近萬套專用夾具；而另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3~4年就可能要更新50~80％左右的專用夾具，這些夾具的實(shí)際磨損量?jī)H僅達(dá)到10~20％左右。特別是近些年來，隨著數(shù)控機(jī)床、成組技術(shù)、加工中心、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新的加工技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)床夾具提出了如下新的要求：</p><p>　　(1)能迅速而方便

26、地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本；</p><p>　　(2)能裝夾一組具有相似性特征的工件；</p><p>　　(3)能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具；</p><p>　　(4)能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具；</p><p>　　(5)采用以液壓站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高勞動(dòng)生

27、產(chǎn)率；</p><p>　　(6)提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度[3]。</p><p>　　劉登平教授在他的著作中指出，隨著科技的迅猛發(fā)展、市場(chǎng)需求的日新月異以及產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，工件產(chǎn)品更新?lián)Q代周期越來越短，小批量制造的比例越來越高；同時(shí)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的精度和質(zhì)量要求越來越高；機(jī)床夾具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)日益成熟。在這個(gè)形勢(shì)下，他對(duì)夾具提出一系列的新要求。</p><p>

28、　?。?）推行機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，旨在變零部件的小批量生產(chǎn)為專業(yè)化批量制造，可以提高夾具質(zhì)量和精度，縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期和減少成本，使之適應(yīng)現(xiàn)代制造業(yè)的需要。</p><p>　?。?）發(fā)展可調(diào)夾具?？烧{(diào)夾具可用于同類型多種工件的制造，具備良好的通用性，能縮短生產(chǎn)周期，大大減少專用夾具數(shù)量，從而降低了成本。</p><p>　?。?）提高機(jī)床夾具的精度。隨著對(duì)產(chǎn)品精度要求的提高

29、以及數(shù)控機(jī)床和高精度機(jī)床的使用，促進(jìn)了高精度夾具的發(fā)展。</p><p>　　(4)提高機(jī)床夾具高效化和自動(dòng)化水平。這類夾具一般裝有自動(dòng)上、下料機(jī)構(gòu)和獨(dú)立的自動(dòng)夾緊單元，很大程度上提高了工件裝夾效率，縮短了生產(chǎn)周期[4]。</p><p>　　此外一個(gè)優(yōu)良的夾具還應(yīng)滿足下列基本要求：</p><p>　?。?）保證工件的加工精度。保證加工精度的關(guān)鍵，首先在于正確地選

30、定定位基準(zhǔn)、定位方法和定位元件，必要時(shí)還需要進(jìn)行定位誤差分析，還要注意夾具中其他零部件的結(jié)構(gòu)對(duì)加工精度的影響，注意夾具應(yīng)有足夠的剛度，多次重復(fù)使用的夾具還應(yīng)注意相關(guān)元件的強(qiáng)度和耐磨性，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。</p><p>　?。?）提高生產(chǎn)效率。專用夾具的復(fù)雜程度與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，應(yīng)盡量采用各種快速高效額裝夾機(jī)構(gòu)，保證操作方便，縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。</p><p>　

31、?。?）工藝性能好。專用夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單、合理，便于制造、裝配、調(diào)整、檢驗(yàn)、維修等。</p><p>　?。?）使用性能好。夾具的操作應(yīng)簡(jiǎn)單方便、省時(shí)省力、安全可靠。在一定的客觀條件允許且又經(jīng)濟(jì)適用的前提下，應(yīng)盡量可能地采用氣動(dòng)、液壓等機(jī)械化夾緊裝置，從而減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。夾具還應(yīng)該排屑方便，必要時(shí)可設(shè)置排屑結(jié)構(gòu)，以防止切屑破壞工件的定位和損壞刀具，防止切屑的積聚帶來大量的熱量而引起工藝系統(tǒng)變形。<

32、/p><p>　?。?）經(jīng)濟(jì)性好。夾具應(yīng)盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)元件和標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易，以降低夾具的制造成本。因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)對(duì)夾具方案進(jìn)行必要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，以提高夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)效益[5]。</p><p>　　在我們?nèi)粘５膴A具設(shè)計(jì)中，總是會(huì)遇到一些不可預(yù)知的問題，除工件的定位和夾緊外，仍有許多問題有待解決，例如專用夾具的設(shè)計(jì)步驟、夾具體設(shè)計(jì)、夾具總圖上尺寸公差和技術(shù)要求

33、的標(biāo)注、工件加工的精度分析等[6]。除了以上這些主要問題，夾具設(shè)計(jì)還經(jīng)常遇到一些小問題，如果這些小問題處理不當(dāng)，也會(huì)給夾具的使用帶來諸多不便，甚至?xí)苯佑绊懙焦ぜ募庸ぞ?。董玉明、楊洪玉把多年來在夾具設(shè)計(jì)中遇到的小問題，總結(jié)如下：</p><p><b>　?。?）清根問題。</b></p><p><b>　　（2）更換問題。</b><

34、/p><p><b>　?。?）防松問題。</b></p><p>　?。?）防磕碰問題[7]。</p><p>　　牛文志作為一名機(jī)床夾具設(shè)計(jì)員，結(jié)合自身設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，提出了以下幾點(diǎn)注意事項(xiàng)：（1）做好設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作。（2）設(shè)計(jì)員要深入工作現(xiàn)場(chǎng)。（3）夾具總裝配圖上主要尺寸公差的確定。（4）繪制夾具圖樣時(shí)注意校驗(yàn)。（5）夾具精度高時(shí)要做精度分析。（

35、6）標(biāo)注總裝配圖上主要尺寸形位公差及其他技術(shù)條件[8]。</p><p><b>　?。?）夾具發(fā)展方向</b></p><p>　　現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)化、高效化、精密化和柔性化等四個(gè)方面。</p><p>　?。?）標(biāo)準(zhǔn)化 目前我國(guó)已有夾具零部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T2148~T2259－91以及各類通用夾具、組合夾具的標(biāo)準(zhǔn)

36、等。夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的大批量化生產(chǎn)，有助于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低了生產(chǎn)成本。</p><p>　?。?）高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。常見的高效化夾具有自動(dòng)化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。此外，各種能自動(dòng)裝夾工件的夾具和自動(dòng)更換夾具的裝置，都能充分發(fā)揮出數(shù)控機(jī)床的工作效率。</p><p>　?。?）精

37、密化 伴隨機(jī)械產(chǎn)品精度的提高，對(duì)夾具的精度要求也相應(yīng)提高了。精密化夾具的結(jié)構(gòu)種類很多，例如多齒盤用于精密分度，其分度精度達(dá)±0.1”；用于精密車削的三爪自定心卡盤，定心精度為5μm。</p><p>　?。?）柔性化 機(jī)床夾具的柔性化,是指機(jī)床夾具通過組合、調(diào)整等方式，以適應(yīng)工藝因素不斷變化的能力。為適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品多品種、中小批量生產(chǎn)的需要，提高夾具的柔性化水平，把專用夾具的不可拆結(jié)構(gòu)變?yōu)榭刹鸾Y(jié)構(gòu)，并

38、發(fā)展可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)，將會(huì)是當(dāng)前夾具發(fā)展的主要方向[9]。</p><p>　　隋聚艷指出夾具要向著模塊化和通用化發(fā)展。夾具元件模塊化是實(shí)現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)，省時(shí)、省工、節(jié)能、節(jié)財(cái)。夾具通用性直接影響其經(jīng)濟(jì)性，這就需要元件的功能強(qiáng)，具備可重構(gòu)性、可重組性及可擴(kuò)展性，應(yīng)用范圍廣，利用率高，才有推廣應(yīng)用的價(jià)值[10]。</p><p>　　隨著機(jī)械制造業(yè)的迅猛發(fā)展，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日漸激烈，對(duì)今后夾具的快速定

39、位、快速裝夾等都提出了更高的要求。</p><p>　　在光學(xué)器件制造行業(yè)，目前應(yīng)用的定心法有光學(xué)定心法、機(jī)械定心法和光電定心法。目前應(yīng)用最廣泛的是球心反射象定心法。雙光路球心反射膠合定心儀中半透鏡組分別沿軸移動(dòng)，并定好負(fù)透鏡的2個(gè)球心，旋轉(zhuǎn)精密鏡座軸，同時(shí)獲得2個(gè)靜止的自準(zhǔn)球心象，膠上正透鏡，移動(dòng)半透鏡組找正正透鏡的上表面球心，這樣既避免了負(fù)透鏡的磨邊誤差的影響，也避免了“假定心”現(xiàn)象，提高了膠合中心的精度；對(duì)

40、于精度要求不高的透鏡組可以將暗場(chǎng)亮十字分劃板象在膠合透鏡的焦面上，是膠合透鏡出射平行光束，利用反射鏡得到二次投射的焦點(diǎn)象，精度比一次投射法提高了一倍[11]。</p><p>　　1.3.2 夾具國(guó)外的研究現(xiàn)狀</p><p>　　國(guó)外學(xué)者主要從夾具設(shè)計(jì)方法及夾具設(shè)計(jì)自動(dòng)化等方面來進(jìn)行研究。</p><p>　　國(guó)外夾具設(shè)計(jì)者越來越多地應(yīng)用計(jì)算機(jī)來輔助設(shè)計(jì)工作。計(jì)算

41、機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)為設(shè)計(jì)人員提供一個(gè)良好的設(shè)計(jì)服務(wù)環(huán)境，具備快速獲取相關(guān)信息、分析計(jì)算、檢索定位、輸入輸出、生成和存儲(chǔ)、圖形設(shè)計(jì)和處理能力及良好的人機(jī)交互等功能。因此，基于pro/E的計(jì)算機(jī)夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)借鑒人工設(shè)計(jì)夾具過程，面向夾具設(shè)計(jì)全過程，融數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù)、三維參數(shù)化圖形技術(shù)、交互式界面設(shè)計(jì)技術(shù)于一體。在系統(tǒng)的夾具元件設(shè)計(jì)模塊，對(duì)檢索的歷史方案進(jìn)行變異或創(chuàng)新設(shè)計(jì)，引用具有典型功能的夾具標(biāo)準(zhǔn)件或標(biāo)準(zhǔn)元件進(jìn)行替換，利用交互式設(shè)計(jì)和圖形庫(kù)

42、設(shè)計(jì)夾具的裝配，直至完成最后的夾具方案設(shè)計(jì)。</p><p>　　圖1-1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　Pro／E智能化的三維軟件為夾具設(shè)計(jì)帶來方便，也為機(jī)械行業(yè)帶來更大效益．隨著機(jī)器人的發(fā)展，組合夾具的實(shí)際裝配更趨于自動(dòng)化．由Pro／E設(shè)計(jì)完成裝配體后，建立的裝配信息控制機(jī)器人自動(dòng)裝配，工人工作量減到最低，可以使裝配技術(shù)更加適合現(xiàn)代制造的需要[12]。</p><

43、;p>　　1997年，德國(guó)學(xué)者Imhof和Grahl率先對(duì)夾具CAD進(jìn)行了深入研究，1980年法國(guó)學(xué)者Ingrand和Latombe開發(fā)了第一個(gè)CAFD專家系統(tǒng)，CAFD技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)夾具的組成元件的虛擬規(guī)劃、組裝并進(jìn)行仿真評(píng)價(jià)，極高地提高了效率[13]。而wu＆Rong運(yùn)用幾何分析法，對(duì)自動(dòng)夾具規(guī)劃進(jìn)行根本性研究；建立了組合夾具裝配的條件，確定了夾具組件和待分析工件之間的幾何關(guān)系,闡述了CAFD的內(nèi)容和設(shè)計(jì)要求，CAFD設(shè)計(jì)方法

44、[15]。</p><p>　　而在夾具設(shè)計(jì)自動(dòng)化研究方面，Culpepper，Varadarajan等人基于壓力激勵(lì)和彎曲軸承提出了一種雙重目的的定位夾具(DPF)和偏心的球一軸夾具，用以彌補(bǔ)夾具元件的公差和軸承磨損[13,16]，Kulankara等人 對(duì)工件尺寸和精度有較大影響的夾具布局過程進(jìn)行了研究，提出了一種基于遺傳算法(GA)的夾具布局優(yōu)化技術(shù)，可以減少由于夾緊力所引起的加工表面的變形[17]。<

45、;/p><p>　　在光學(xué)儀器制造業(yè)，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，尤其是一些高像質(zhì)鏡頭的出現(xiàn)，人們?cè)絹碓礁杏X到繼續(xù)應(yīng)用傳統(tǒng)的透鏡中心偏差定義量已不能適應(yīng)生產(chǎn)的需要。近幾年來，國(guó)外已有用透鏡光學(xué)表面面傾角或球心偏來代替透鏡中心偏的趨勢(shì)。德國(guó)的施乃德光學(xué)公司（Schneider Kreuznach) 成立于1913年，設(shè)計(jì)開發(fā)了超高精度的Schneider定心儀。日本研發(fā)了日本富士FSK 偏心儀分為P-1、P-2、P-3型。

46、</p><p>　　1.4課題研究的主要內(nèi)容</p><p>　　光學(xué)偏心儀是一種專用的光學(xué)儀器，光路系統(tǒng)部分的設(shè)計(jì)已經(jīng)有他們完成，故不在我此次夾具研究設(shè)計(jì)的范圍內(nèi)，以下只做簡(jiǎn)要陳述。光學(xué)系統(tǒng)部分簡(jiǎn)單示意圖如圖1-2所示：</p><p>　　圖1-2 光學(xué)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖</p><p>　　光學(xué)顯微儀是光學(xué)檢校儀器中的重要組成部分。光學(xué)顯微儀的

47、主要組成部分如下：</p><p>　?。?）目鏡 　目鏡是位于人眼附近實(shí)現(xiàn)第二級(jí)放大的鏡頭，鏡放大倍率通常為5～20倍。按照所能看到的視場(chǎng)大小，目鏡可分為視場(chǎng)較小的普通目鏡，和視場(chǎng)較大的大視場(chǎng)目鏡(或稱廣角目鏡)兩類。</p><p>　?。?）網(wǎng)格分劃板 置于物鏡焦平面上并刻有網(wǎng)格的玻璃平板。</p><p>　?。?）棱鏡 一種由兩兩相交但彼此均不平行的

48、平面圍成的透明物體,用以分光或使光束發(fā)生色散。采用直角棱鏡調(diào)整其成像位置的稱“全反射棱鏡”。</p><p>　?。?）物鏡 物鏡位于被觀察物體附近，是實(shí)現(xiàn)第一級(jí)放大的鏡頭，也是顯微鏡中對(duì)成象質(zhì)量?jī)?yōu)劣起決定性作用的光學(xué)元件。</p><p>　　（5）透鏡 透鏡是用透明物質(zhì)（如水晶、玻璃等）制成的表面為球面一部分的光學(xué)元件。當(dāng)一束平行于主光軸的光線通過凸透鏡后相交于一點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)稱“

49、焦點(diǎn)”，通過焦點(diǎn)并垂直光軸的平面，稱“焦平面”。 </p><p><b>　　凸透鏡成像規(guī)律：</b></p><p>　?。?）凸透鏡成實(shí)像需要滿足的一個(gè)條件是(u>f) 。</p><p>　?。?）共軛成像指的是物距和像距的大小可以互換，兩種情況下分別成放大、縮小的倒立實(shí)像</p><p>　　對(duì)于這個(gè)課題

50、，我的主要工作就是設(shè)計(jì)偏心儀夾具的機(jī)械部分。</p><p>　　本文研究的主要內(nèi)容包括：</p><p>　　仔細(xì)研究零件工作圖，收集國(guó)內(nèi)外有關(guān)設(shè)計(jì)、制造同類型夾具的資料，吸取其中先進(jìn)而又能結(jié)合課題實(shí)際情況的合理部分，在廣泛收集和研究有關(guān)資料的基礎(chǔ)上，著手?jǐn)M定夾具的結(jié)構(gòu)方案</p><p>　　確定偏心儀夾具的組成部件，協(xié)調(diào)各元件、裝置的布局，確定夾具體的總體結(jié)構(gòu)

51、和尺寸。</p><p>　　對(duì)偏心儀夾具進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，并介紹了每部分的主要結(jié)構(gòu)和工作原理</p><p>　?。?） 遵循國(guó)家制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制夾具各組成部分的結(jié)構(gòu)圖，并在夾具總圖上標(biāo)注相關(guān)技術(shù)要求。</p><p>　　2設(shè)備方案原理與總體設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1偏心儀夾具的方案原理</p><p><b&

52、gt;　?。?）六點(diǎn)定位原理</b></p><p>　　夾具設(shè)計(jì)主要的任務(wù)之一就是在一定精度范圍內(nèi)將工件定位。工件的定位就是使一批工件每次放置到夾具中都能占據(jù)同一位置。一個(gè)尚未定位的工件，其位置是不確定的，這種位置的不確定性，稱為自由度。一個(gè)物體在空間直角坐標(biāo)系中具有六個(gè)自由度。工件定位的實(shí)質(zhì)，就是要使工件在夾具中占有某個(gè)確定的位置，這一確定的位置可以通過定位支承限制相應(yīng)的自由度來獲得。運(yùn)用六點(diǎn)定位

53、原理可以分析和判別夾具中定位結(jié)構(gòu)是否正確、布局是否合理、約束條件是否滿足。根據(jù)工件自由度被約束的情況，工件定位可分為以下幾種類型：完全定位、不完全定位、欠定位和過定位。</p><p>　?。?）三爪卡盤結(jié)構(gòu)圖和工作原理</p><p>　　利用均布在卡盤體上的活動(dòng)卡爪的徑向向心移動(dòng)﹐把工件夾緊固定。卡盤一般由卡盤體﹑活動(dòng)卡爪和卡爪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 3部分組成卡盤體直徑最小為65毫米﹐最大可達(dá)15

54、00毫米﹐中央有通孔﹐以便通過工件或棒料﹔背部有圓柱形或短錐形結(jié)構(gòu)﹐直接或通過法蘭盤與機(jī)床主軸端部相聯(lián)接。卡盤通常安裝在車床﹑外圓磨床和內(nèi)圓磨床上使用﹐也可與各種分度裝置配合﹐用于銑床和鉆床上。 : ^( [  q! B: {/ U' p三維網(wǎng)技術(shù)論壇      卡盤按驅(qū)動(dòng)卡爪所用動(dòng)力不同﹐分為手動(dòng)卡盤和動(dòng)力卡盤兩種。①手動(dòng)卡盤﹕為通用附件﹐常用的有自動(dòng)定心的三爪卡盤

55、和每個(gè)卡爪可以單獨(dú)移動(dòng)的四爪卡盤。用伏打扳手旋轉(zhuǎn)錐齒輪，由小錐齒輪驅(qū)動(dòng)大錐齒輪。大錐齒輪的背面有阿基米德螺旋槽﹐與3個(gè)卡爪相嚙合。因此用扳手轉(zhuǎn)動(dòng)小錐齒輪﹐便能使3個(gè)卡爪同時(shí)沿徑向移動(dòng)﹐錐齒輪帶動(dòng)平面矩形螺紋，然后帶動(dòng)三爪向心運(yùn)動(dòng)，因?yàn)槠矫婢匦温菁y的螺距相等，所以三爪徑向運(yùn)動(dòng)距離相等，有自動(dòng)定心的作用，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定心和夾緊﹐工件夾緊后一般不需找正，裝夾工件方便、省時(shí)，但夾緊力不能太大，所以適用于夾持外形規(guī)則（如圓形﹑正三角形或正六邊形等

56、）的中、小型工件。</p><p>　　三爪自定心卡盤結(jié)構(gòu)示意圖如圖2-1：</p><p>　　圖2-1 三爪自定心卡盤結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　三爪自定心卡盤二維圖如圖2-2所示：</p><p>　　圖2-2 三爪自定心卡盤結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　2.2偏心儀夾具的總體設(shè)計(jì)</p><

57、;p>　　機(jī)械系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)是夾具設(shè)計(jì)過程中及其重要的一個(gè)步驟，對(duì)機(jī)械的性能、尺寸、外形、質(zhì)量及生產(chǎn)成本具有重大的影響。總體設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能考慮到人—機(jī)—環(huán)境的各個(gè)方面、加工、裝配、運(yùn)行管理等外部系統(tǒng)的聯(lián)系，使機(jī)械系統(tǒng)與外部系統(tǒng)協(xié)調(diào)和適應(yīng)，以求設(shè)計(jì)更完善?？傮w設(shè)計(jì)對(duì)機(jī)械的性能、尺寸、外形、質(zhì)量及生產(chǎn)成本具有重大的影響。</p><p>　　此次所設(shè)計(jì)的光學(xué)偏心儀夾具主要由底座、卡爪、三爪卡盤等組成，在使用過程中也

58、無需加載荷，不會(huì)受到很大的作用力，因此，可以忽略零件的強(qiáng)度，剛度等計(jì)算。應(yīng)使用要求，卡爪的材料選定為黃銅。</p><p>　　光學(xué)偏心儀夾具總體設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有：</p><p><b>　　總體布置設(shè)計(jì)；</b></p><p><b>　　確定總體主要參數(shù)；</b></p><p><b

59、>　　繪制總體設(shè)計(jì)圖樣；</b></p><p>　　總體布置的基本要求主要有：</p><p>　　保證工藝過程的連續(xù)和流暢；</p><p>　　保證精度、一定的強(qiáng)度；</p><p>　　結(jié)構(gòu)緊湊，層次分明；</p><p>　　操作、維修、調(diào)整方便；</p><p>&

60、lt;b>　　5）外形美觀。</b></p><p><b>　　總體主要參數(shù)的確定</b></p><p>　　1）三爪卡盤各技術(shù)參數(shù)；</p><p><b>　　2）壓塊尺寸大??；</b></p><p>　　3）導(dǎo)軌和蓋板尺寸大小；</p><p>

61、<b>　　4）卡爪尺寸大??；</b></p><p><b>　　5）立柱盤參數(shù)；</b></p><p><b>　　6）支架參數(shù)</b></p><p><b>　　3各零部件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1總裝圖及工作原理</p>

62、;<p>　　總裝配圖如圖3-1所示；</p><p><b>　　圖3-1 裝配圖</b></p><p>　　1底座 2立柱盤 3轉(zhuǎn)盤 4導(dǎo)軌 5梯形螺紋 6蓋板 7卡爪</p><p>　　工作原理：底座1和蓋板6通過一個(gè)鉚釘固定，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤3，帶動(dòng)三爪卡盤4轉(zhuǎn)動(dòng)，從而梯形螺紋5也開始運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)3個(gè)卡爪同步徑向向心運(yùn)動(dòng)，夾緊需

63、要固定的工件。</p><p><b>　　3.2三爪卡盤設(shè)計(jì)</b></p><p>　　螺紋有外螺紋和內(nèi)螺紋之分，它們共同組成螺旋副。起連接作用的螺紋稱為連接螺紋，起傳動(dòng)作用的螺紋稱為傳動(dòng)螺紋。傳動(dòng)螺紋主要有矩形螺紋、梯形螺紋和鋸齒型螺紋3種，梯形螺紋是使用最多的傳動(dòng)螺紋，這是由于梯形螺紋具有加工比較容易、強(qiáng)度適中、傳動(dòng)性能可靠的特性，具體形狀如圖3-2所示：&l

64、t;/p><p>　　圖3-2 梯形螺紋基本牙型</p><p>　　梯形螺紋基本牙型的各參數(shù)值列于表3-1；</p><p>　　表3-1基本牙型尺寸（GB/T5796.1-1986） (mm)</p><p>　　根據(jù)實(shí)際工作條件需要，我選定螺距P=4 mm的梯形螺紋，</p><p>　

65、　H=7.464 H/2=3.372 =2 0.366P=1.464</p><p>　　材料選用45鋼，通過表面滲碳淬火處理來提高其硬度和耐磨性。</p><p>　　三爪卡盤內(nèi)徑為36mm，外徑為140mm，</p><p>　　三爪卡盤梯形螺紋的三維成像如圖3-3所示；</p><p>　　圖3-3 三爪卡盤梯形螺紋&l

66、t;/p><p>　　三爪卡盤結(jié)構(gòu)圖如圖3-4所示；</p><p>　　圖3-4 三爪卡盤 </p><p><b>　　3.3壓板設(shè)計(jì)</b></p><p>　　壓塊是用來固定卡爪的，使卡爪保持直線向心運(yùn)動(dòng)，而不會(huì)向兩側(cè)偏移。因?yàn)槲以O(shè)計(jì)的夾具需要3組壓塊，每組壓塊結(jié)構(gòu)圖如圖3-5和圖3-6所示；</p>

67、<p>　　兩片壓塊其實(shí)是一組對(duì)稱的零件，我選用的材料是45鋼，熱處理：35~40HRC</p><p>　　在壓塊上開三個(gè)直徑為2mm的螺紋孔是為了將壓塊固定在蓋板上。壓塊厚度定位4mm，下表面寬度為4.9mm，上表面寬度為6.2mm，在壓塊一端開了一段半徑為18mm的圓弧，這是為了讓整個(gè)結(jié)構(gòu)看起來緊湊美觀。</p><p><b>　　圖3-5 壓塊1</b&

68、gt;</p><p><b>　　圖3-6壓塊2</b></p><p><b>　　3.4蓋板設(shè)計(jì)</b></p><p>　　此次設(shè)計(jì)中蓋板上開鑿了導(dǎo)軌，導(dǎo)軌的主要功能是支承和引導(dǎo)運(yùn)動(dòng)部件沿著一定的軌跡運(yùn)動(dòng)。按運(yùn)動(dòng)方式可以分為直線導(dǎo)軌和圓導(dǎo)軌；按其摩擦形式可以分為滑動(dòng)導(dǎo)軌和滾動(dòng)導(dǎo)軌。導(dǎo)軌設(shè)計(jì)時(shí)要保證導(dǎo)向精度、精度保持

69、性、對(duì)溫度變化的適應(yīng)性、低速運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性、支撐面的剛度、加工方便、成本低廉等。導(dǎo)軌可以設(shè)計(jì)成凹槽式，也可以設(shè)計(jì)成凸槽式，相對(duì)來來說凹槽式比較好，因?yàn)榭ㄗυ谝苿?dòng)過程中不會(huì)有其他物體掉落在導(dǎo)軌工作面上，而且這個(gè)設(shè)計(jì)能夠使整個(gè)夾具機(jī)構(gòu)看起來更加緊湊。因此，最終確定選用凹槽矩形導(dǎo)軌，在兩端開了2個(gè)小圓弧。關(guān)于蓋板，設(shè)計(jì)成圓形的，因?yàn)樯w板下面就是圓形的三爪卡盤，依據(jù)三爪卡盤的尺寸，蓋板的基本尺寸大小為內(nèi)徑36mm，外徑140mm，厚度為4mm，材

70、料為45#鋼。蓋板設(shè)計(jì)在一起，能方便夾具的拆裝，其結(jié)構(gòu)圖圖3-7所示；</p><p><b>　　圖3-7蓋板</b></p><p><b>　　3.5卡爪設(shè)計(jì)</b></p><p>　　卡爪是用來裝夾工件的零部件，一共有3個(gè)，放在均布在蓋板上的導(dǎo)軌中，通過三爪卡盤的轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)卡爪徑向向心運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)裝夾工件的功能。

71、故卡爪底部有類似齒輪的結(jié)構(gòu)，可以和三爪卡盤上的梯形螺紋相嚙合。為保證卡爪在導(dǎo)軌上順利直線進(jìn)給，還在卡爪底部開了長(zhǎng)2 mm、寬5 mm、高1 mm的槽。</p><p>　　卡爪的材料應(yīng)公司要求選定為黃銅，黃銅具有良好的耐蝕性，但冷加工后的黃銅在海水、濕氣的環(huán)境中容易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂（季裂），故需要進(jìn)行去應(yīng)力退火。常用黃銅的代號(hào)、力學(xué)性能及用途如表3-2所示[14]；</p><p>　　表

72、3-2 常用黃銅的代號(hào)（牌號(hào)）、力學(xué)性能及用途（GB/T5231-2001，GB/t 1176-1987）</p><p>　　蓋板的內(nèi)徑為36 mm，外徑為140 mm，為了美觀和使用，故卡爪整體長(zhǎng)度選定在61 mm；根據(jù)導(dǎo)軌的尺寸，卡爪底部寬度設(shè)定為8mm；卡爪底部的齒的尺寸，根據(jù)三爪卡盤上梯形螺紋的尺寸來確定，表面粗糙度要求為0.8。</p><p>　　卡爪的結(jié)構(gòu)圖如圖3-8所示：

73、</p><p><b>　　圖3-8 卡爪</b></p><p><b>　　3.6立柱盤設(shè)計(jì)</b></p><p>　　立柱盤主要承載3個(gè)主要部件，三爪卡盤、蓋板和轉(zhuǎn)盤。</p><p>　　立柱盤結(jié)構(gòu)圖如圖3-9所示；</p><p><b>　　圖3-9

74、 立柱盤</b></p><p>　　立柱盤材料選用45#鋼，表面進(jìn)行滲碳淬火處理，硬度可以達(dá)到HRC55。</p><p>　　立柱盤上表面尺寸根據(jù)三爪卡盤的尺寸來確定，三爪卡盤外徑為140mm，所以立柱盤上表面的直徑為140mm；因?yàn)榱⒅P還要支撐轉(zhuǎn)盤，故選定立柱盤最大直徑為145mm；立柱盤內(nèi)徑選為42mm，底部外徑選取55mm。</p><p>

75、<b>　　3.7底座設(shè)計(jì)</b></p><p>　　底座是用來和立柱盤下底面結(jié)合的，所以立柱盤頂部尺寸大小由立柱盤下底面尺寸來確定，所以底座頂部?jī)?nèi)徑為42mm，外徑為55mm；由于底座還要固定蓋板的位置，所以在底座圓柱體部分開3個(gè)均布的直徑為5mm的螺紋孔。支承架的底部有4個(gè)M10的螺紋與腳座配合，按照裝配要求，4個(gè)螺紋要精確定位在直徑為83.6的圓周上，并且4個(gè)螺紋孔互成90°

76、;。</p><p>　　底座的材料選定為鑄鐵，這樣可以節(jié)省成本。</p><p>　　底座的結(jié)構(gòu)圖如圖3-10所示；</p><p><b>　　圖3-10 底座</b></p><p><b>　　3.8轉(zhuǎn)盤設(shè)計(jì)</b></p><p>　　本次夾具設(shè)計(jì)中的轉(zhuǎn)盤是放置在立

77、柱盤上，并且和三爪卡盤固定的，通過手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤，帶動(dòng)三爪卡盤轉(zhuǎn)動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)3個(gè)卡爪的同步徑向向心運(yùn)動(dòng)，裝夾待檢測(cè)的工件。按照裝配要求，轉(zhuǎn)盤上表面的最大外徑為152mm，內(nèi)徑為140mm，底部?jī)?nèi)徑為145mm，整體厚度為17mm。因?yàn)橐檬洲D(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤，需要一定的摩擦力，所以要在轉(zhuǎn)盤外側(cè)圓周上開出一定的斜線，增加摩擦力。</p><p>　　轉(zhuǎn)盤的結(jié)構(gòu)圖如圖3-11所示；</p><p><

78、;b>　　圖3-11 轉(zhuǎn)盤</b></p><p><b>　　3.9標(biāo)準(zhǔn)件</b></p><p>　　開槽沉頭螺釘GB/T68-1985 M3*16 1個(gè)</p><p>　　開槽半沉螺釘GB/T69-1985 M2*6 18個(gè)</p><p>　　開槽

79、錐端緊定螺釘GB/T71-1985 M5*10 1個(gè)</p><p>　　內(nèi)六角花形圓柱頭螺釘GB/T69-1987 M10*20 4個(gè)</p><p><b>　　4 精度誤差分析</b></p><p><b>　　4.1基本概念</b></p><p><b>　　

80、4.1.1概述</b></p><p>　　對(duì)機(jī)械零件幾何要素規(guī)定合理的形狀和位置精度(簡(jiǎn)稱形位精度)要求，用以限制其形狀和位置誤差（簡(jiǎn)稱形位誤差），從而保證零件的裝配要求和保證產(chǎn)品的工作性能。</p><p>　　圖樣上給出的零件都是沒有誤差的理想幾何體，但是，由于在加工中機(jī)床、夾具、刀具和工件所組成的工藝系統(tǒng)本身存在各種誤差，以及加工過程中出現(xiàn)受力變形、振動(dòng)、磨損等各種干擾

81、，致使加工后的零件的實(shí)際形狀和相互位置，與理想幾何體的規(guī)定形狀和線、面相互位置存在差異，這種形狀上的差異就是形狀誤差，而相互位置的差異就是位置誤差，統(tǒng)稱為形位誤差。</p><p>　　4.1.2形位公差標(biāo)注概況</p><p>　　形位公差特征項(xiàng)目有14個(gè)，其中形狀公差4個(gè)，因它是對(duì)單一要素提出的要求，因此無基準(zhǔn)要求；位置公差8個(gè)，因它是對(duì)關(guān)聯(lián)要素提出的要求，因此，在大多數(shù)情況下有基準(zhǔn)要

82、求；形狀或位置公差有2個(gè)，若有基準(zhǔn)要求，則為位置公差；若無基準(zhǔn)要求，則為形狀公差。</p><p>　　其中單一要素是指對(duì)要素本身提出形狀公差要求的被測(cè)要素。關(guān)聯(lián)要素是指相對(duì)基準(zhǔn)要素有方向或（和）位置功能要求而給出位置公差要求的被測(cè)要素。</p><p>　　形狀公差包括平面度、直線度、圓柱度、圓度。形狀或位置公差都包括線輪廓度和面輪廓度。</p><p>　　位置

83、公差包括定位公差、定向公差、跳動(dòng)公差。</p><p>　　其中定向公差包括平行度、垂直度和傾斜度。定位公差包括位置度、同軸（同心）度和對(duì)稱度。跳動(dòng)公差包括圓跳動(dòng)和全跳動(dòng)。</p><p>　　4.2位置度誤差測(cè)量</p><p>　　由于篇幅的關(guān)系，，在此僅列舉階梯與圓心的位置度誤差。</p><p>　　參看圖4-1，B面和C面保持垂直，

84、與各自的中心線也垂直。該零件用坐標(biāo)法測(cè)量，各被測(cè)平面的中心軸線心軸模擬體現(xiàn)。</p><p>　　4.2.1位置度誤差的測(cè)量</p><p>　　參看圖4-2頂點(diǎn)坐標(biāo)測(cè)量，取同心圓圓心為坐標(biāo)系原點(diǎn)O，使x軸與側(cè)面C平行。然后分別測(cè)量B面和C面的各坐標(biāo)（xi,yi）列與表4-2。表4-2還列出四點(diǎn)幾何圖框相對(duì)于x、y坐標(biāo)系的位置固定時(shí)各孔的位置度誤差值fi。</p><p

85、><b>　　4-2坐標(biāo)測(cè)量</b></p><p>　　表4-2頂點(diǎn)測(cè)量數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果 （mm）</p><p>　　從表4-2可知，各個(gè)頂點(diǎn)的位置度誤差值中的最大值為0.117，滿足要求。因此被測(cè)零件位置度誤差合格。</p><p><b>　　結(jié)論</b><

86、;/p><p>　　夾具是一種隨產(chǎn)品不同而專用化程度很高的工藝裝備，夾具設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的并且在很大程度上要依賴于經(jīng)驗(yàn)的過程，它需要設(shè)計(jì)人員具備關(guān)于設(shè)計(jì)問題的大量、全面的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。夾具的方案設(shè)計(jì)是其中一個(gè)最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，直接影響著整個(gè)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣。</p><p>　　偏心儀夾具在透鏡組偏心檢測(cè)中具有十分重要的地位，夾具的設(shè)計(jì)在一定程度上直接制約著偏心檢測(cè)的精確性。偏心檢測(cè)包括光學(xué)部分和機(jī)械部分，

87、本文設(shè)計(jì)的主要是其中的機(jī)械部分。</p><p><b>　　存在主要的問題：</b></p><p>　　繪圖過程中梯形螺紋比較難繪制，底座和立柱盤連接可能會(huì)不緊湊。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 孫學(xué)強(qiáng).機(jī)械加工技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，1999:6

88、.</p><p>　　[2] 周世學(xué).機(jī)械制造工藝與夾具[M].北京理工大學(xué)出版社，1998:48-52.</p><p>　　[3] 劉守勇.機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2000:226.</p><p>　　[4] 劉登平.機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M].北京理工大學(xué)出版社，2008.8:250.</p><p>　

89、?。?］吳拓.現(xiàn)代機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2009.1:P8. </p><p>　?。?］黃天銘．機(jī)械制造工藝學(xué)[M].重慶：重慶大學(xué)出版社，1998:P237.</p><p>　　[7] 董玉明、楊洪玉.夾具設(shè)計(jì)中可能遇到的問題.機(jī)械工人冷加工.中國(guó)學(xué)術(shù)期刊電子出版社，2005（1）.</p><p>　　[8]牛文志. 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)注意事項(xiàng)

90、，金屬加工冷加工.2010（14），2010-02-15:40-41. </p><p>　　[9]鄭本修.機(jī)械制造工藝學(xué).第2版[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008:287-295.</p><p>　　[10] 隋聚艷.夾具的發(fā)展及其趨勢(shì)分析.現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2009（19）.</p><p>　　[11]曹天宇、周鵬飛.光學(xué)零件制造工藝學(xué).機(jī)械工業(yè)出版社，19

91、81:138-139.</p><p>　　[12]陳蓉暉.Pro-E在組合夾具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用.赤峰自然學(xué)報(bào)，2009（06）.20-21.</p><p>　　[13]趙紅星、熊良山.組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù).中國(guó)學(xué)術(shù)期刊電子出版社，2006-08-28:1-3.</p><p>　　[14]王章忠.機(jī)械工程材料[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001：P181<

92、;/p><p>　　[15]Y．Rong，X．Han．Computer-aided reconfigurable fixture design[J]．CIRP and International Conference on Reconfigurabh Manufacturing，August 2003：20 -22．</p><p>　　[16] Culpepper M L，Varadaraj

93、an K M，DiBiasio C．Design of integrated eccentric mechanism and exact constraint fixtures for micron 1evel re—peatability and accuracy j] Precision Engineering，2005(29)：65-80.</p><p>　　[17] Kulankara Krishnak

94、umar，Shreyes N Melkote．Machining fixture lay—out optimization using the genetic algorithm[J]．International Journal of Machine Tools& Manufacture，2000(40)：579—598. </p><p><b>　　附錄</b></p&g

95、t;<p><b>　　附錄1 使用說明</b></p><p><b>　　1.1儀器名稱</b></p><p><b>　　光學(xué)偏心儀夾具</b></p><p><b>　　1.2用途</b></p><p>　　本夾具用于裝夾透鏡以

96、便于檢測(cè)透鏡組偏心程度。</p><p><b>　　1.3組成部分</b></p><p><b>　　卡爪：固定透鏡。</b></p><p>　　三爪卡盤：把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)卡爪徑向進(jìn)給。</p><p>　　蓋板和導(dǎo)槽：固定卡爪直線運(yùn)動(dòng)方向。</p><p

97、>　　轉(zhuǎn)盤：通過旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤，帶動(dòng)三爪卡盤運(yùn)動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)卡爪徑向進(jìn)給。</p><p>　　立柱盤：支承三爪卡盤、轉(zhuǎn)盤。</p><p>　　底座：支撐立柱盤和蓋板。</p><p><b>　　各圖紙見最后附圖。</b></p><p><b>　　1.4注意事項(xiàng)：</b></p>

98、<p>　　1.4.1保證在干燥、通風(fēng)、整潔，防止灰塵影響儀器精度。</p><p>　　1.4.2在測(cè)量過程中動(dòng)作要輕柔，防止儀器磕碰。</p><p><b>　　附錄圖1 裝配圖</b></p><p><b>　　附錄圖2 三爪卡盤</b></p><p><b>　　

99、附錄圖3 壓板</b></p><p><b>　　附錄圖4 蓋板</b></p><p><b>　　附錄圖5 卡爪</b></p><p><b>　　附錄圖6 底座</b></p><p><b>　　附錄圖7 轉(zhuǎn)盤</b></p&

100、gt;<p><b>　　文獻(xiàn)綜述</b></p><p><b>　　偏心儀夾具設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1前言部分</b></p><p>　　社會(huì)的各行各業(yè)，包括動(dòng)力、交通、農(nóng)牧、采選、石油、化工、電力、電子、建筑、煤炭、輕紡、儀表、宇航、軍事、通訊、醫(yī)療、科研等，

101、都不離不開各種各樣的機(jī)械設(shè)備，而且其生產(chǎn)效率、經(jīng)濟(jì)效益、等很大程度上依賴于這些設(shè)備的性能、品種和數(shù)量。而所有這些機(jī)械裝備制造過程中都需要夾具。夾具直接制約著生產(chǎn)周期長(zhǎng)短和產(chǎn)品質(zhì)量好壞，是工藝裝備中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，但也是制造業(yè)的一個(gè)瓶頸。目前中國(guó)制造業(yè)發(fā)展非常迅猛。</p><p>　　而在球面光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，需要嚴(yán)格地保證系統(tǒng)的共軸性——共軸光學(xué)系統(tǒng)，即所有透鏡的球面曲率中心（簡(jiǎn)稱球心）都在同一直線上，所有透鏡或

102、其他零件的平面均需垂直于這條直線。這條直線就是光學(xué)系統(tǒng)的光軸。要想保證系統(tǒng)的共軸性，就要求透鏡的磨邊、膠合與裝校都十分精確，避免出現(xiàn)象散、慧差、色散等象差。為了保證所有球心都不偏離光學(xué)系統(tǒng)的光軸，這就要求我們研究一種夾具，能精確地使鏡片定心，而且要便于操作，提高效率。</p><p>　　本文將從夾具設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀、要求、設(shè)計(jì)中遇到的問題以及如何提高夾具設(shè)計(jì)等方面來進(jìn)行研究。</p><p>

103、<b>　　2主題部分</b></p><p>　　國(guó)內(nèi)外夾具設(shè)計(jì)起步時(shí)間不同，但隨著信息的全球化，國(guó)內(nèi)外夾具設(shè)計(jì)發(fā)展有了更多的溝通。</p><p>　　國(guó)內(nèi)對(duì)夾具設(shè)計(jì)的研究綜述</p><p>　　國(guó)內(nèi)學(xué)者主要從夾具設(shè)計(jì)發(fā)展現(xiàn)狀、提高夾具設(shè)計(jì)水平以及發(fā)展方向等方面進(jìn)行研究。</p><p><b>　　1.

104、夾具發(fā)展現(xiàn)狀</b></p><p>　　迄今為止，夾具仍是機(jī)電產(chǎn)品制造中必不可缺的四大工具（刀具、夾具、量具、模具）之一。刀具量具已高度標(biāo)準(zhǔn)化，用戶只需要按品種和規(guī)格選用采購(gòu)，而模具和夾具則和產(chǎn)品息息相關(guān)，產(chǎn)品一有變化就要重新制作，屬于專用工具；夾具在國(guó)內(nèi)外正在逐漸形成一個(gè)依附于機(jī)床業(yè)或獨(dú)立的小行業(yè)[1]。</p><p>　　我國(guó)國(guó)內(nèi)的夾具設(shè)計(jì)始于20世紀(jì)60年代，當(dāng)時(shí)建立

105、了面向機(jī)械行業(yè)的天津組合夾具廠和面向航空工業(yè)的保定向陽機(jī)械廠，以后有建立了數(shù)個(gè)生產(chǎn)組合夾具元件的工廠。在當(dāng)時(shí)曾經(jīng)達(dá)到全國(guó)年產(chǎn)組合夾具元件800萬件的水平。20世紀(jì)80年代后，兩廠又各自獨(dú)立開發(fā)了適合NC機(jī)床、加工中心的孔系組合夾具系統(tǒng)，不僅滿足了我國(guó)國(guó)內(nèi)的需求，還出口到美國(guó)等國(guó)家。當(dāng)前我國(guó)每年還需要進(jìn)口不少NC機(jī)床、加工中心，而由國(guó)外配套孔系夾具，價(jià)格非常昂貴，現(xiàn)大都有國(guó)內(nèi)配套，節(jié)約了大量外匯，隨著我國(guó)加入WTO和制造業(yè)全球化一體化的大

106、趨勢(shì)，特別是電子商務(wù)的日益發(fā)展，其中蘊(yùn)藏著巨大的上級(jí)，具有進(jìn)一步擴(kuò)大出口的良好前景[2]。</p><p>　　國(guó)際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明，當(dāng)前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85％左右。現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)制造的工件產(chǎn)品品種能經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場(chǎng)的需求和競(jìng)爭(zhēng)。然而，一般企業(yè)仍然習(xí)慣于沿用以前的模式，即大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具背中等生產(chǎn)能力的工廠里，擁有數(shù)千乃至近萬套專用夾具；而另一方面，在

107、多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3~4年就可能要更新50~80％左右的專用夾具，這些夾具的實(shí)際磨損量?jī)H僅達(dá)到10~20％左右。特別是近些年來，隨著數(shù)控機(jī)床、成組技術(shù)、加工中心、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新的加工技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)床夾具提出了如下新的要求：</p><p>　　(1)能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本；</p><p>　　(2)能裝夾一組具有相似性特征的工

108、件；</p><p>　　(3)能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具；</p><p>　　(4)能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具；</p><p>　　(5)采用以液壓站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；</p><p>　　(6)提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度[3]。</p><p>　

109、　劉登平教授在他的著作中指出，隨著科技的迅猛發(fā)展、市場(chǎng)需求的日新月異以及產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，工件產(chǎn)品更新?lián)Q代周期越來越短，小批量制造的比例越來越高；同時(shí)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的精度和質(zhì)量要求越來越高；機(jī)床夾具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)日益成熟。在這個(gè)形勢(shì)下，他對(duì)夾具提出一系列的新要求。（1）推行機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，旨在變零部件的小批量生產(chǎn)為專業(yè)化批量制造，可以提高夾具質(zhì)量和精度，縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期和減少成本，使之適應(yīng)現(xiàn)代制造業(yè)的需要。（2）發(fā)展

110、可調(diào)夾具?？烧{(diào)夾具可用于同類型多種工件的制造，具備良好的通用性，能縮短生產(chǎn)周期，大大減少專用夾具數(shù)量，從而降低了成本。（3）提高機(jī)床夾具的精度。隨著對(duì)產(chǎn)品精度要求的提高以及數(shù)控機(jī)床和高精度機(jī)床的使用，促進(jìn)了高精度夾具的發(fā)展。(4)提高機(jī)床夾具高效化和自動(dòng)化水平。這類夾具一般裝有自動(dòng)上、下料機(jī)構(gòu)和獨(dú)立的自動(dòng)夾緊單元，很大程度上提高了工件裝夾效率，縮短了生產(chǎn)周期[4]。</p><p>　　在我們?nèi)粘５膴A具設(shè)計(jì)中，總

111、是會(huì)遇到一些不可預(yù)知的問題，除工件的定位和夾緊外，仍有許多問題有待解決，例如專用夾具的設(shè)計(jì)步驟、夾具體設(shè)計(jì)、夾具總圖上尺寸公差和技術(shù)要求的標(biāo)注、工件加工的精度分析等[5]。除了以上這些主要問題，夾具設(shè)計(jì)還經(jīng)常遇到一些小問題，如果這些小問題處理不當(dāng)，也會(huì)給夾具的使用帶來諸多不便，甚至?xí)苯佑绊懙焦ぜ募庸ぞ?。董玉明、楊洪玉把多年來在夾具設(shè)計(jì)中遇到的小問題，總結(jié)如下：（1）清根問題。（2）更換問題。（3）防松問題。（4）防磕碰問題[6]。

112、牛文志作為一名機(jī)床夾具設(shè)計(jì)員，結(jié)合自身設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，提出了以下幾點(diǎn)注意事項(xiàng)：（1）做好設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作。（2）設(shè)計(jì)員要深入工作現(xiàn)場(chǎng)。（3）夾具總裝配圖上主要尺寸公差的確定。（4）繪制夾具圖樣時(shí)注意校驗(yàn)。（5）夾具精度高時(shí)要做精度分析。（6）標(biāo)注總裝配圖上主要尺寸形位公差及其他技術(shù)條件[7]。</p><p><b>　　2.夾具發(fā)展方向</b></p><p>　　現(xiàn)代機(jī)

113、床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)化、高效化、精密化和柔性化等四個(gè)方面。</p><p>　?。?）標(biāo)準(zhǔn)化 目前我國(guó)已有夾具零部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T2148~T2259－91以及各類通用夾具、組合夾具的標(biāo)準(zhǔn)等。夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的大批量化生產(chǎn)，有助于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低了生產(chǎn)成本。</p><p>　?。?）高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)

114、率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。常見的高效化夾具有自動(dòng)化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。此外，各種能自動(dòng)裝夾工件的夾具和自動(dòng)更換夾具的裝置，都能充分發(fā)揮出數(shù)控機(jī)床的工作效率。</p><p>　　（3）精密化 伴隨機(jī)械產(chǎn)品精度的提高，對(duì)夾具的精度要求也相應(yīng)提高了。精密化夾具的結(jié)構(gòu)種類很多，例如多齒盤用于精密分度，其分度精度達(dá)±0.1”；用于精密車削的三爪自定心卡盤，定心精度為5μm。</p>