论文总字数：19953字

摘 要

此次设计的主要内容是齿条加工生产线上随行夹具的设计。文章首先对随行夹具进行了定义，简单阐述随行夹具的特点，并对他人设计的随行夹具进行描述。其次，根据对齿条工况的分析和加工特点，得出齿条随行夹具的总体方案。总体方案确定的关键是是要在对加工精度和工件特点的基础上，选择合适的定位方式以及在考虑铣削力的情况下选择可行的夹紧装置和动力系统。然后，在详细计算部分，对夹具的定位误差进行计算，校核定位方式。在定位方式符合条件的情况下，计算夹紧工件所需的夹紧力，并依据夹紧力的大小选择辅助元件碟簧的型号与数量。最后，利用有限元分析的方法，使用相关的分析软件对夹具的关键零件进行静力分析和模态分析，确保夹具在实际生产的工程中不会变形失效，对设计的夹具作最终的评估。

关键词：齿条 加工 随行夹具

Design Of Rack Production Line Follow Fixture

ABSTRACT

The main content of this design is to the design of the follow fixture of rack production line.Firstly,the article explains what the follow fixture is and its traits roughly.Besides, the arctile introduces the some pallets that other people design. Then, according to the analysis for the working condition of the rack and processing features, it is concluded that the overall scheme of the follow fixture. The key points of the overall scheme are to based on the maching precision and artifacts, choose the right localization way and to choose the feasible clamp device and power system. After that, calculate the fixture position error and check the localization way in detail calculation section. In the case of that localization way is suitable for conditions, calculate the clamping force. Then, choose the type and quantity of disc spring which is the auxiliary component considering the magnitude of clamping force.At last, use the revelant software to conduct static analysis and modal analysis by the method of finite element analysis and ensure that fixture in the actual production will not be deformation failture.It is the final evaluation for the design of fixture.

Keywords:rack;production;follow fixture

目 录

摘要 I

ABSTRACT Ⅱ

第一章 绪论 1

1.0引言 1

1.1我国制造业发展 1

1.2课题的产生 1

1.3随行夹具 2

1.4国内外研究成果 2

1.4.1国外研究成果 2

1.4.2国内研究成果 2

1.4.3研究成果启示 3

1.5随行夹具未来发展 4

1.6本章小结 5

第二章 总体方案设计 6

2.0引言 6

2.1项目概况 6

2.2技术要求 7

2.2.1铣削力计算 7

2.2.2齿条精度分析 7

2.3定位系统 9

2.4夹紧装置 9

2.4.1夹紧机构选择 9

2.4.2动力源选择 9

2.4.3辅助元件选择 10

2.4.4夹紧力方向 10

2.4.5夹紧力作用点 10

2.4.6导向系统 10

2.5夹具体 11

2.6本章小结 11

第三章 定位误差与夹紧系统计算 12

3.0引言 12

3.1定位误差计算 12

3.1.1夹具体在机床上的定位误差 12

3.1.2工件在夹具上的定位误差 13

3.1.3定位误差校核 14

3.2夹紧力计算 16

3.3碟簧选型 18

3.4本章小结 21

第四章 有限元分析 23

4.0引言 23

4.1ANSYS概述 23

4.2夹具体有限元分析 24

4.2.1静力分析 24

4.2.2模态分析 25

4.3本章小结 30

结语 30

参考文献 32

致谢 34

第一章 绪论

1.0引言

随行夹具在上个世纪70年代就已经开始出现，那时对随行夹具的研究主要是一些理论的研究，随着生产线自动化水平的提高，随行夹具越来越用于生产实践中，本课题的来源就是来自企业的齿条生产。

1.1我国机械制造业发展

制造业是国民经济的基础，是立国之本、兴国之器、强国之基。目前，我国制造业持续快速发展，建成了门类齐全、独立完整的产业体系，有力推动工业化和现代化进程，显著增强综合国力，支承大国地位。然而，和世界的一些发达国家相比，中国制造业仍然大而不全，中国的制造在很大程度上还是依靠人力，在自主创新能力、资源利用效率、信息化水平和质量效益等方面差距明显，特别是中国的人口红利和土地红利逐步减少的情况下，中国的制造业面临着巨大的挑战。

为了实现产业的优化升级，抓住新一轮的科技革命，国家提出了“中国制造2025”的概念。“中国制造2025”的目标是实现工业化，巩固制造业大国地位，提升信息化水平，实现制造业数字化、网络化和智能化，制造业整体素质大幅提升，具有创新引领能力和明显竞争优势，进入制造业强国行列。在“一二三四五五十”的总体结构中，与机械制造业密切相关的一项是高档数控机床，国家要求开发一批精密高速高效的柔性数控机床与基础制造装备及集成制造系统，加快高档数控机床等前沿技术和装备的研发。

1.2课题的产生

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