张东径 王家珂 刘伯玉 吴良义 汤瑞
（扬州工业职业技术学院，江苏 扬州 225127）
摘 要：本文基于B6065刨床推动架的基础上，研究分析推动架在加工中的定位、夹紧以及工艺路线的安排等方面的相关问题，并在此基础上设计出合适的夹具，保证零件的加工质量。并通过ANSYS软件对推动架夹具的关键结构件进行模拟仿真，对夹具结构的合理性提供了理论支撑。
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关键词 ：推动架；专用夹具；模拟仿真；ANSYS
中图分类号：TD406文献标志码：A文章编号：1000-8772（2015）19-0196-02
收稿日期：2015-06-10
基金项目：“扬州工业职业技术学院大学生科技创新基金资助项目”
作者简介：张东径 （1992-）男，江苏涟水县人，大专，从事机械设计与制造研究；王家珂（1970-）女，安徽定远人，副教授，从事新型制造工艺及装备结构设计等研究。
1、绪论
机械制造业是国民经济的支柱产业，现代制造业正在改变着人们的生产方式、生活方式、经营管理模式乃至社会的组织结构和文化。生产的发展和产品更新换代速度的加快，对生产效率和制造质量提出了越来越高的要求，也就对机械加工工艺等提出了要求。
在实际生产中，由于零件的生产类型、形状、尺寸和技术要求等条件不同，针对某一零件，往往不是单独在一种机床上用某一种加工方法就能完成的，而是需要经过一定的工艺过程。因此，我们不仅要根据零件具体要求，选择合适的加工方法，还要合理地安排加工顺序，一步一步地把零件加工出来。
本文是有关推动架工艺步骤的说明和机床夹具设计方法的具体阐述。工艺设计是在学习机械制造技术工艺学及机床夹具设计后，在生产实习的基础上，综合运用所学相关知识对零件进行加工工艺规程的设计和机床夹具的设计，根据零件加工要求制定出可行的工艺路线和合理的夹具方案，以确保零件的加工质量。
据资料所示，推动架是牛头刨床进给机构中的小零件，其主要作用是把从电动机传来的旋转运动通过偏心轮杠杆使推动架绕其轴心线摆动，同时拨动棘轮，带动丝杠转动，实现工作台的自动进给。在设计推动架机械加工工艺过程时要通过查表法准确的确定各表面的总余量及余量公差，合理选择机床加工设备以及相应的加工刀具，进给量，切削速度、功率，扭矩等用来提高加工精度，保证其加工质量
2、零件的分析
据资料所示，可知该零件是\牛头刨床推动架，是牛头刨床进给机构的中小零件，φ32mm孔用来安装工作台进给丝杠轴，靠近φ32mm孔左端处一棘轮，在棘轮上方即φ16mm孔装一棘爪，φ16mm孔通过销与杠连接杆，把从电动机传来的旋转运动通过偏心轮杠杆使推动架绕φ32mm轴心线摆动，同时拨动棘轮，带动丝杠转动，实现工作台的自动进给。
3、机床夹具设计任务
根据新的工艺规程设计，设计出在卧式镗床上镗牛头刨床推动架零件图上的各孔的镗床夹具。其中从零件图上有多个直径各不相同的孔，可以通过先钻再由铰、扩镗等工艺来完成。在此，为达到其精度要求，我选用镗床加工。这此孔都有一个共同的轴线，因此采用镗床加工时，只需要一次装夹就能完成，所以，只要镗模的精度足够高则孔的精度要求是完全可以保证的。同时在本工序为单一的孔加工，夹具可采用固定式。
4、夹具设计过程
（1）夹紧机构的设计
夹具的夹紧机构，用两个相对的V形块状的作用装置当作定位元件，由长V形块的性质知，每个V形块可限制四个自由度，即图中的
，两个V形块所起的作用是一样的，这样看似形成了过定位，其实是由于我所设计的这种作用装置单独一个的定位能力不是很强，而且两个V形块的运动是一致的，受力情况也一样，故采用重复定位的方式以使定位更加准确可靠。作用装置端面上与之相适配的V形硬质磨擦垫片又限制了1个自由度，这两者组合起来一共可限制五个自由度，还有一个得不到限制。为了能顺利进行加工，就只有靠夹紧力的作用。
图2夹具的定位元件图
（2）夹紧机构的确定
该夹具的一大特点是，其夹紧装置与定位装置所用元件是相同的，这样，不可避免会对定位和夹紧这两方面的精度产生负面影响，但同时这也可以使装夹变得更为简便，而且只要夹具的同轴度等条件满足要求，那么所装上去的零件也就相应的满足要求。同时将该V形装置的夹紧原理简单的陈述一下，如图3所示，当螺旋杆在手柄的作用下向图示的B的方向运动时，V形作用装置和连杆所构成的整体在连杆体的推力的作用下也有向B方向运动的趋势，但由于保持架的作用，V形作用装置只能左右移动，即是说，原来的连杆体的推力，在遇到连杆时，将分解为两个沿对称连杆的力，而在连杆与V形作用装置相接处，外一个作用力，整体上没有水平方向的位移，从而在一定的程度上保证定位的准确性和夹紧运动的可靠性。连杆体向A所示方向移动，与夹紧过程相反，机构完成放松工件的过程。
（3）确定导向装置
为了保证在连杆体推进和弹退的过程，整个机构的定位中心不发生改变，本设计的推进块特采用长方体块，如图4所示，其运动结构运动平稳而准确，从而避免了其在推进的过程中的转动的可能性。
5、ANSYS仿真
为了对新型推动架夹具的可靠性进一步研究，基于ANSYS软件对推动架夹具的核心结构件支撑架进行受力分析。通过SolidWorks软件铣刀建模后以Parasolid（*.x_t）格式输出，导入ANSYS软件中，如图5所示；同时由于高速钢铣刀结构的的复杂性，因此采取映射网格划分，网格划分密度较小，且越靠近表面网格越密，如图6所示。
最终仿真结果如图7所示，从图中可以看出，支撑架应力分布较为均匀，无明显应力集中现象，底板与肋板之间为应力最高，应力最高为922.15MPa，为合理载荷范围内。通过ANSYS软件仿真，进一步证实了新型推动架夹具的合理性。
6、结论
根据推动架工艺规程及夹具设计要求，在本设计中制定的工艺规程是比较合理的，它保证了零件的加工质量，可靠地达到了图纸所提出的技术条件，并尽量提高生产率和降低消耗同时还尽量降低工人的劳动强度，使其有良好的工作条件。同时依据夹具设计原理和相关资料可以了解到该设计中的夹具设计也是合理可行的，该夹具确保了工件的加工质量，不仅工艺性好，结构简单而且使用性好，同时通过ANSYS软件对推动架夹具的核心结构件支撑架进行受力分析，进一步证实了推动架夹具结构的合理性。
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参考文献：
[1] 扬可桢.机械设计基础[M].北京：高等教育出版社，1995.
[2] 中国农业机械科学研究院.农业机械设计手册[M].北京：机械工业出版社，1984.
[3] 北京农业大学.农业机械学[M].北京：农业出版社，1996.
[4] 镇江农业机械学院、吉林工业大学.农业机械理论及设计[M].北京：中国工业出版社，1961.
[5] 濮良贵.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2006.
[6] 机械零件设计手册，第二版，上册、中册[M].北京：冶金工业出版社，1983.
[7] 廖念钊.互换性与技术测量[M].北京：中国计量出版社，2007.
[8] 王世刚.机械设计实践[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2003.
（责任编辑：赵蕾）