机床夹具常用计算计算机辅助设计说明书

机床夹具常用计算计算机辅助设计摘 要夹具在机械加工起着重要的作用，它直接影响着机械加工的质量，生产效率和成本。在夹具设计中，由于有许多的计算和分析，而使得设计周期长，设计效率低。为构建一个能支持产品快速制造的生产准备系统，夹具设计要从全局自动化的高度进行变革。计算机辅助夹具设计技术就是在这种应用要求下产生的一种先进制造技术，它利用计算机辅助人工进行夹具设计。因此开发机床夹具常用计算软件具有一定的实际意义。针对夹具常用计算的特点，本文在夹具常用计算中运用基于实例技术和基于规则技术所做的工作如下：在各种机床夹具中使用各种定位元件，比如V形块，菱形销，定位销的高度，他们的尺寸参数虽然已经标准化，但是需要根据工件定位要求进行选择使用。.加工过程中定位方式的选择决定了加工的精度，依据计算出来的定位误差的大小可以判断定位方案能否保证加工的要求，从而评定该定位方案的可行性。夹紧装置基本要去是，既不破坏工件的定位，或产生过大的夹紧变形，又要有足够的夹紧力，防止工件在加工中产生振动。所以，利用VB6.0编程，计算夹紧形式的夹紧力，得到相关数据。 在上述理论的分析中，应用VC6.0开发了一套基于实例和基于规则推理的夹具设常用计算设计系统，用图形控件导入相对应的图片，用文本框输入相关的数据，单击命令按钮，利用If循环语句，条件语句等，最后根据计算公式计算得到想要的数据。关键词：机床夹具；定位精度；定位尺寸；夹紧力IABSTRACTThe fixture plays an important role in mechanical processing, which directly affects the quality, efficiency and cost of machining. In the fixture design, because there are a lot of calculation and analysis, and makes the design cycle is long, the design efficiency is low. To build a production readiness system that supports the rapid manufacturing of the product, the fixture design should be changed from the height of global automation.Computer aided jig design technology is an advanced manufacturing technique that is produced under the requirement of this application, which USES computer aided manual to carry on the fixture design. Therefore, it is of practical significance to develop the software for machine tools.For the characteristic of fixture calculation, this paper USES the method based on instance technology and rule-based technology in the calculation of fixture, as follows:In the calculation of fixture positioning precision, the calculation of location error of common positioning form is analyzed, and the drilling precision of the drill is calculated.In the calculation of fixture positioning dimension, the calculation of V block and the height of locating pin are analyzed.In the calculation of clamping force of the typical clamping form, the calculation of clamping force and the calculation coefficient of the various types of clamping form are analyzed.In the above theory analysis, using VC6.0 developed a case-based and rule-based reasoning fixture set commonly used computing system design, using graphical control into the corresponding pictures, use a text box input relevant data, click the command button, using the If statement, conditional statements, etc., according to the formula to calculate the desired data.Key Words：Machine tool fixture; Positioning accuracy; Location dimensionI目 录摘 要IABSTRACTII1 绪论I1.1 设计背景及研究意义1 1.1.1 设计背景1 1.1.2 研究意义11.2 国内外有关设计现状综述11.3 设计主要内容与框架.32 设计方法42.1 主窗体设计4 2.2 各计算窗体设计.43 定位尺寸有关计算模块设计.83.1 V型块的计算模块设计.83.2 定位销高度的计算模块设计.11 3.3 软件功能实现.164 定位精度有关计算模块设计.184.1 常见定位形式的定位误差计算模块计 .184.2 软件实现功能.245 各种夹紧装置夹紧力的计算模块设计.255.1 计算系数模块设计.255.2 典型夹紧形式夹紧力的计算模块设计.26 5.3 软件功能实现316 结 论32参 考 文 献33附录1：外文翻译34附录2：外文原文37致 谢49程序源代码机床夹具常用计算计算机辅助设计1 绪论1.1 设计背景及研究意义1.1.1 设计背景机床夹具是机械加工工艺系统的重要组成部分，是机械制造中的一项重要工艺装备。机床夹具直接影响机械加工质量，生产率和生产成本以及工人的劳动强度等。计算机辅助制造是指在机械制造业中，利用电子数字通过各种数值控制机床和设备，自动完成离散产品的加工、装配 、检测和包装等制造过程。1.1.2 研究意义在机械制造行业中，机床夹具作用是保证工件的加工精度，提高劳动生产率以及扩大机床的使用范围，实现一机多能。计算机辅助设计（Computer Aided Design,CAD）是计算机软硬件系数辅助人们对工程或产品进行设计的方法和技术。利用VB软件开发机床夹具计算程序，可以使机床夹具计算能够快速进行，从而得到的数据比人工得到的数据更加精准，同时也缩短生产周期，提高经济效益等问题。1.2 国内外有关设计现状综述国内外流行许多种大型通用的CAD支撑软件，如Pro-E、AutoCAD、I-DEAS等，其功能，成本，适用性和普及程度等各异。近十年来，随着技术的发展，由初期的只解决安装，定位与夹紧等问题，向解决夹具定位精度，夹具结构和夹具结构分析等方面发展。早在20世纪70年代，俄罗斯学者就开始了夹具CAD的研究工作，由于计算机硬件和软件的落后，进一步发展受到很大的阻碍。20世纪80年代，欧美学者投入这一工作。国外开发的部分系统主要有:(1) P.M Grippo等开发的一个槽系组合夹具CAD系统。系统原理基于成组技术交互生成夹具装配图。系统主要包括绘制零件图部分，检索商用夹具元件库部分和夹具和零件图形库部分。(2) W.Ma, Z.Lei, Y.Rong等人研制的计算机辅助标准夹具构型设计系统。当定义了几何模型和夹具元素功能够，最终输出夹具装配图。(3) Vallapuzha.S等人研制的夹具设计系统。其中最主要的特点是通过对夹具最优化布局方法的研究，采用了将遗传算法和连续插补的两种方法结合的方法来有效的实现最优化布局。80年代中期以后我国也开始研究夹具CAD系统，以下是国内开发的部分系统概述。(1)黄永强、刘文剑等人开发面向生产的计算机辅助组合夹具设计系统。包括自动选件、元件数据库以及图形库管理、元件交互组装三部分。元件图形库以及交互组装是基于AutoCAD环境建立的。元件自动选择利用了专家系统技术，选件的依据是工件的加工工艺信息、工件形状、尺寸以及夹具总体结构设计。在夹具设计过程中，用户需要首先进行夹具的概念设计，即确定夹具总体结构，夹具的定位夹紧方式，定位夹紧点等，然后才能选择夹具元件。(2)朱耀祥教授主持开发的、基于成组技术的检索变异式系统。它以AutoCAD和DBASE为支撑软件。系统构造了一个带有夹具设计信息的编码系统KJBM，并用编码作为系统输入。这种编码方式为夹具设计提供了简单的、规范化、实用性强和易于检索处理的信息描述方式。系统嵌入了一个组装专家系统，向设计者推荐适当的组装定位方案和可选用的基础件。(3)王明强、范牧昌等针对上海仪器总厂组合夹具室开发的系统f9。是计算机绘图与检索变异式算法的结合。系统由零件编码，加上工件绘制、夹具查询、拼装等五个模块组成，分别与加工件库、夹具元件库、夹具拼装图形库相连接，实现了计算机辅助拼装与组合夹具咨询管理功能的有机结合。(4)北京理工大学开发的夹具设计系统。主要包括夹具检索、夹具设计、夹具分析、夹具输出、夹具库管理、文件管理等模块。该系统利用I-DEAS作为三维图形支撑软件，构造了一个带有夹具设计信息的编码系统，首先用编码作为系统输入，到范例库中搜索相似解，然后对这些信息进行归纳整理，生成夹具设计所需要的定位特征和夹紧特征，根据规则给出修改建议。其次到I-DEAS集成环境下进行装配，最后输出夹具设计的三维图形及夹具元件清单和装配数据。 总体来说，计算机辅助夹具设计还处于研究阶段，而专用夹具方案的自动设计技术则更不成熟，主要依靠人机交互来实现。 随着研究的深入，CAD技术能够取得长足的发展，会在以下3个方面取得进步：（1）设计准确程度高，能够设计较为复杂零件和工序的专业夹具；（2）自动化程度高，设计过程人为干预少；（3）设计速度大大提高。1.3 设计主要内容与框架1.3.1 主要内容本设计为机床夹具常用计算计算机辅助设计。在传统的夹具设计中，由于有许多的计算和分析，而使得设计周期长，设计效率低。现用计算机辅助设计，通过文本框输入参数，使用IF循环语句，图形控件导入相关图形，单击命令按钮便计算出有关的数据。其主要目的是改变以往传统的人工计算，从而可以提高设计效率，且使得设计周期缩短。1.3.2 程序总体功能框图（图1.1）机床夹具常用计算计算机辅助设计定位精度计算定位尺寸计算典型夹紧形式夹紧力计算V形块的计算定位销的计算菱形销的计算定位销高度的计算常见定位形式的定位误差计算钻模的钻孔精度计算计算系数各种典型夹紧形式的夹紧力计算 图1.1 程序总体功能框图2 设计方法 2.1主窗体的设计主窗体采用下拉菜单式设计，将夹具手册中的机床夹具设计中的有关计算各部分内容进行编辑，使之成为菜单中的内容，如图2.1所示。图2.1 主窗体菜单编辑器2.2各计算窗体的设计（1）夹具定位尺寸有关计算窗体链接V形块的计算，菱形销的计算，定位销的计算以及定位销高度的计算四个窗体。（图2.2）图2.2 定位尺寸窗体设计其功能框图如下（图2.3）：定位尺寸计算V形块的计算菱形销的计算定位销的计算算定位销高度的计算V形块基面到定位圆中心的距离T定位误差y一个定位销定位两个定位销定位定位销的最大允许高度H定位销的最大允许高度H 图2.3 夹具定位尺寸功能框图（2）夹具定位精度有关计算窗体链接两个窗体（图2.4）。一个窗体为钻模的钻孔精度计算。另一个窗体为常见定位形式定位误差计算，其页面的六个命令按钮链接六个窗体，实现命令按钮与窗体链接代码（命令按钮1与窗体10的链接）：Private Sub Command1_Click()Form10.ShowEnd Sud图2.4 定位精度窗体设计其功能框图如下（图2.5）：定位精度的计算常见定位形式定位误差计算钻模的钻孔精度计算定位基准为平面定位基准为一孔及一平面定位基准为一圆孔及两个垂直平面定位基准为一圆孔及两个平面定位基准为圆柱面定位基准为两个直径不同的外圆柱面图2.5 夹具定位精度功能框图（3）各种夹紧装置夹紧力计算窗体链接两个窗体（图2.6）。第一个窗体为计算系数。第二个窗体为典型夹紧形式夹紧力的计算。图2.6 夹紧力窗体设计其功能框图如下（图2.7）：各种典型装置夹紧力计算计算系数典型夹紧形式夹紧力计算工件以一平面及两圆孔定位工件以两垂直面定位，侧向关系轴向夹紧套类零件卡盘夹紧工件以内孔定心，用压板夹紧在三支撑点上工件以内孔定心及夹紧工件以内孔定心，端面夹紧工件以V形块定位，压板夹紧工件以V形定位，V形块夹紧弹簧夹头夹紧图2.7 各种典型装置夹紧力计算功能框图3 夹具定位尺寸有关计算模块设计3.1 V型块的计算模块设计V型块（图3.1）用于轴类检验、校正、划线、还可用于检验工件垂直度，平行度。精密轴类零件的检测、划线、定仪及机械加工中的装夹。V形块的计算： V形块基面到定位圆中心的距离T： （公式3.1）定位误差y： （公式3.2）以上公式中（单位：mm），D表示定位圆直径的最大值，d表示定位圆直径的最小值，N表示V形块的开口尺寸，表示V形块的工作角度，H表示V型块高度。图3.1 V形块利用VB6.0软件编程，只需要输入文本框N，D，d，H，的参数值（其中N的参数值需要查表），然后单击命令按钮T或者y，计算结果便显示出来。（图3.2） 图3.2 文本框输入设计其功能代码：Dim bb,cc,dd,ee,ff,gg,hh,ii,jj,ss,kk As Integer bb = Val(Me.Text2.Text) bb代表文本框H的输入参数cc = Val(Me.Text3.Text) cc代表文本框N的输入参数dd = Val(Me.Text4.Text) dd代表文本框D的输入参数gg = 2 * Sin(ff * PI / 180) / 2) 计算公式gg = Fix(gg * 10000 + 0.5) / 10000 保留小数点后4位hh = 2 * Tan(ff * PI / 180) / 2)hh = Fix(hh * 10000 + 0.5) / 10000ii = bb + dd / (2 * gg) - cc / (2 * hh)jj = bb + dd - 0.866 * cc a=60时，计算公式ss = bb + 0.707 * dd - 0.5 * cc a=90时，计算公式kk = bb + 0.577 * dd - 0.289 * cc a=120时，计算公式（1）当V形块的工作角度为60时，T=H+D-0.866N，y=D-d。（2）当V形块的工作角度为90时，T=H0.707D-0.5N，y=0.707（D-d）。（3）当V形块的工作角度为120时，T=H+0.577D-0.289N，y=0.577（D-d）。实现工作角度输入不同的参数时，选择的公式不同，用IF循环语句，其功能代码：If ff = 60 Then 如果a等于60MsgBox jj, , 计算结果ElseIf ff = 90 Then 如果a等于90MsgBox ss, , 计算结果ElseIf ff = 120 Then 如果a等于120MsgBox kk, , 计算结果ElseMsgBox ii, , 计算结果End If程序框图如下（图3.3）：计算y=0.577（D-d）开始输入H,D,d,N,a参数计算y=（D-d）/2sina计算公式H=h+D/2sinaB/2tgaIf a=60If a=90If a=120计算H=h+D0.866B计算y=D-d输出H，y计算H=h+0.707D0.5B计算y=0.707(D-d)输出H，y计算H=h+0.577D-0.289B输出H,y输出H,y结束 Yes No Yes No Yes No 图3.3 V形块的程序框图3.2 定位销高度的计算模块设计在安装时，不太可能将工件托平后装入定位销，而是将工件一边支承在夹具支承平面上，逐渐套入定位销，在这种情况下，如定位销高度选择不当，将使工件卡在定位销边缘上而装不进去。因此，为了便利装卸，必须校核定位销的高度。（1）当定位销的定位方式为“以一个定位销定位”（图3.4），定位销的计算公式为： （公式3.3）式中（单位：mm）L代表两定位孔的距离，l代表定位孔到端面的距离，D代表定位孔的最小直径， min代表定位孔与定位销间的最小间隙。图3.4 一个定位销定位当输入文本框D,L,min参数时，单击命令按钮H，计算结果便显示出来（图3.5） 图3.5 文本框页面设计实现其功能代码：Dim aa，bb,cc,dd,ff,ee As Integeraa = Val(Me.Text1.Text) 输入文本框D的参数值bb = Val(Me.Text2.Text) 输入文本框L的参数值cc = Val(Me.Text3.Text) 输入文本框min的参数值dd = Sqr(2 * aa * cc) 计算公式ff = (bb + 0.5 * aa) * ddee = ff / aaMsgBox ee, , 计算结果程序框图如下（3.6）：开始输入D,L,min计算dd= Sqr(2 * aa * cc)计算ff = (bb + 0.5 * aa) * dd计算ee = ff / aa输入ee结束 图3.6 定位销高度程序框图（2） 当定位销的定位方式为“以两个定位销定位”（图3.7），定位销的计算公式为： 右定位销计算高度： （公式3.4） 左定位销计算高度： （公式3.5）实际定位销高度H选择H1和H2中较小的值。式中（单位：mm）L代表两定位孔的距离，l代表定位孔到端面的距离，D代表定位孔的最小直径， min代表定位孔与定位销间的最小间隙。图3.7 两个定位销定位利用VB6.0软件编程，只需要输入文本框D，L，l，min参数值，然后单击命令按钮H1或H2，计算结果便显示出来。（图3.8）。图3.8文本框页面设计实现其功能代码：Private Sub Command2_Click() 计算H1命令按钮 Dim aa ,bb,cc,dd,ff,ee,ggAs Integeraa = Val(Me.Text4.Text) 输入文本框L的参数ff = Sqr(2 * (aa + cc) * dd) 计算公式ee = (aa + bb + 0.5 * cc) * ffgg = ee / (aa + cc)MsgBox gg, , 计算结果End SubPrivate Sub Command3_Click() 计算H2命令按钮Dim aa，bb,cc,dd,ff,ee,gg As Integeraa = Val(Me.Text4.Text) 输入文本框L的参数ff = Sqr(2 * cc * dd) 计算公式ee = (bb + 0.5 * cc) * ffgg = ee / ccMsgBox gg, , 计算结果End Sub计算HI程序框图如下（图3.9）： 计算H2程序框图如下（图3.10）：开始输入D,L,l,min参数计算ff = Sqr(2 * cc * dd)计算ee = (bb + 0.5 * cc) * ff计算gg = ee / cc输出gg结束开始输入D,L,l,min参数计算ff = Sqr(2 * (aa + cc) * dd)计算ee = (aa + bb + 0.5 * cc) * ff计算gg = ee / (aa + cc)输出gg结束 图3.8 计算H1程序框图 图3.10 计算H2程序框图单击命令按钮H的时候，程序会选择计算结果H1和H2。如果H1小于H2，则输出结果为H1；如果H1大于H2，则输出结果为H2。用IFElse语句实现（kk代表H1，ll代表H2）。实现其功能代码：If kk ll Then 如果H1大于H2 MsgBox ll, , 实际高度 输出结果H2Else 反之 MsgBox kk, , 实际高度 输出结果H1End IfEnd Sub程序框图如下（图3.11）： 开始计算H1计算H2If H1H2输出H2结束输出H1结束 Yes No 图3.11 计算H程序框图3.3 软件功能实现 V形块计算软件功能实现： N=24mm的V形块，其中H=20mm，D=24mm，d=12mm，a=90。 计算T=25mm如图3.12所示。 图3.12 计算T程序运行计算y=8mm如图3.13所示。 图3.13 计算y程序运行定位销高度计算软件功能实现：一个定位销定位时，D=2.5mm，L=12mm，min=1mm。计算H=13mm如图3.14所示。 图3.14 计算H程序运行- 17 -机床夹具常用计算计算机辅助设计4 定位精度有关计算模块设计4.1 常见定位形式的定位误差计算模块设计定位误差是工件在夹具中定位，由于定位不准造成的加工面相对于工序基准沿加工要求方向上的最大位置变动量。定位误差的组成：定位基准与工序基准不一致所引起的定位误差，称基准不重合误差，即工序基准相对定位基准在加工尺寸方向上的最大变动量，以不表示。定位基准面和定位元件本身的制造误差所引起的定位误差，称基准位移误差，即定位基准的相对位置在加工尺寸方向上的最大变动量，以基表示。故有：定=不+基常见的定位形式有（图4.1）：定位基准为平面，定位基准为一孔及一平面，定位基准为一圆孔及两个垂直平面，定位基准为一平面及两圆孔，定位基准为圆柱面以及定位基准为两个不同直径的外圆柱表面，定位元件为两个短V形块。图4.1常见定位形式定位误差页面设计当定位基准为一平面及两圆孔时（图4.2），两定位销所产生的最大角度定位误差： （公式4.1）式中（单位：mm）：1max代表圆柱销与工件定位孔间的最大间隙；2max代表菱形销与工件定位孔间的最大间隙。 图4.2 定位基准为一平面及两圆孔定位基准为圆柱面时： 两垂直平面定位（图4.3）的定位误差计算公式。 （公式4.2） （公式4.3） （公式4.4） （公式4.5） 式中（单位：mm）：yA，yB。yC，yD代表定位误差图4.3两垂直平面定位其编程代码：Dim dd ，bb，ccAs Doubledd = Val(Me.Text1.Text) 输入文本框的参数bb = Val(Me.Text2.Text) 输入文本框d的参数cc = 0.5 * bb * dd 计算公式cc = Fix(cc * 10000 + 0.5) / 10000 保留小数点后4位MsgBox cc, , 定位误差其页面设计（图4.4）： 图4.4 两垂直平面定位页面设计 其程序框图（图4.5）：开始输入参数，d计算cc = 0.5 * bb * dd 输出cc结束 图4.5 两垂直平面定位程序框图 平面定位，V形块定心（图4.6）的定位误差计算公式。 （公式4.6） （公式4,7） （公式4.8）式中（单位：mm）：yA，yB。yC，代表定位误差 图4.6 平面定位，V形块定心其编程代码：Dim dd，bb，cc，ffAs Integerdd = Val(Me.Text3.Text) 输入文本框的参数bb = Val(Me.Text4.Text) 输入文本框d的参数cc = Val(Me.Text5.Text) 输入文本框的参数ff = bb * dd * cc * 0 计算公式MsgBox ff, , 定位误差其页面设计（图4.7）： 图4.7 平面定位，V形块定心页面设计 其程序框图（图4.8）：开始输入参数，d，计算ff = bb * dd * cc * 0 输出ff结束图4.8 平面定位，V形块定心程序框图 V形块定位（图4.9）的定位误差计算公式 （公式4.9） （公式4.10） （公式4.11）式中（单位：mm）： yA，yB。yC，代表定位误差 图4.9 V形块定位 其编程代码：Dim dd ，bb，cc，ff，ee，vv，nn，mmAs Doubledd = Val(Me.Text6.Text) 输入文本框的参数bb = Val(Me.Text7.Text) 输入文本框d的参数cc = Val(Me.Text8.Text) 输入文本框的参数ff = Val(Me.Text9.Text) 输入文本框的参数ee = 2 * Sin(cc * PI / 180) / 2) 计算公式ee = Fix(ee * 10000 + 0.5) / 10000 保留小数点后4位vv = bb * dd / eevv = Fix(vv * 10000 + 0.5) / 10000 保留小数点后4位nn = (1 / 2) * dd * bbnn = Fix(nn * 10000 + 0.5) / 10000 保留小数点后4位mm = vv - nnmm = Fix(mm * 10000 + 0.5) / 10000 保留小数点后4位MsgBox mm, , 定位误差其页面设计（图4.10）： 图4.10页面设计 开始输入参数，d，计算ee = 2 * Sin(cc * PI / 180) / 2) 计算vv = bb * dd / ee结束计算nn = (1 / 2) * dd * bb计算mm = vv - nn输出mm其程序框图（图4.11） ： 图4.11 V形块定位程序框图4.2 软件功能实现两垂直平面定位时，d=13mm，=0.2，计算yB=1.3如图4.12 图4.12 计算yB程序运行 5 各种夹紧装置夹紧力的计算模块设计5.1 计算系数常用的夹紧件有：压块，压板；偏心轮；支座；夹具专业螺钉，螺栓；夹具专业螺母；夹具专业垫圈。在计算夹紧力时需要考虑计算系数：摩擦系数以及安全系数。 摩擦系数：根据不同的接触表面的形式选择摩擦系数fa.接触表面为加工过的光滑表面，f=0.15-0.25b.工件表面为毛坯，夹具的支撑面为球面，f=0.2-0.3c.夹具夹紧元件的淬硬表面在沿主切削力方向有齿纹，f=0.3d.夹具夹紧元件的淬硬表面在垂直于主切削力方向有齿纹，f=0.4e.夹具夹紧元件在淬硬表面有互相垂直齿纹，f=0.4-0.5f.夹具夹紧元件在淬硬表面有网状齿纹，f=0.7-0.8安全系数：总的安全系数选择范围较大，一般K=1.5-2.5，若夹紧力和切削力方向相反时，为保证工件的可靠夹紧，K值不小于2.5 （公式5.1） 加工方法 切削分力情况 铸 铁钢 钻 削 1.5 1.10 粗 扩 （毛 坯） 1.3 1.2 精 扩 1.2 1.2 粗车或粗镗 1.01.0 1.21.4 1.251.6 精车或精镗 1.050.95 1.751.05 1.51.0 磨 削 1.15-1.20 拉 削 P 1.55 表5.1 的取值其中，K0-基本安全系数，一般均取1.5； K1-加工状态系数。粗加工，K1=1.2，精加工，K1=1.0；K2-刀具钝化系数。一般K2=1.0-1.9；具体数值可按表5.1选取K3-切削特点系数。连续，K3=1.0；断续，K3=1.2；K4-考虑夹紧动力稳定性系数。手动夹紧，K4=1.3，机动夹紧，K4=1.0；K5-考虑手动夹紧时手柄位置的系数；K6-仅在有力矩企图使工件回转时，才应考虑支撑面接触情况的系数。5.2 典型夹紧形式夹紧力的计算模块设计常见的典型夹紧形式有：工件以一平面及两圆孔定位；工件以两垂直面定位，侧向夹紧；轴向夹紧套类零件；卡盘夹紧；工件以内孔定心，用压板夹紧在三支承点上；工件以内孔定心及夹紧；工件以内孔定心，端面夹紧；工件以V形块定位，压板夹紧；工件以V形块定位，V形块夹紧以及弹簧夹头夹紧。用VB编程，页面设计如图5.2所示 图5.2 页面设计单击命令按钮，进入各个夹紧形式的窗体。实现命令按钮与窗体间的链接。用VB编程代码如下：（弹簧夹头夹紧窗体链接）Private Sub Command10_Click()Form25.ShowEnd Sub工件以V形块定位，压板夹紧： 工件承受切削扭矩及轴向力（图5.3）：为防止工件在切削扭矩M（kgf.mm）的作用下打滑而转动所需的夹紧力： （公式5.2）为防止工件在轴向力P（kgf.mm）的作用下打滑而轴向移动所需的夹紧力： （公式5.3）图5.3 工件承受切削扭矩及轴向力 其编程代码：Dim aa ，bb，cc，dd，ee，ff，gg，hh，ii，jj，ss，kk，ooAs Doubleaa = Val(Me.Text1.Text) 输入文本框K的参数bb = Val(Me.Text2.Text) 输入文本框M的参数cc = Val(Me.Text3.Text) 输入文本框的参数dd = Val(Me.Text4.Text) 输入文本框f1的参数 ee = Val(Me.Text5.Text) 输入文本框f2的参数ff = Val(Me.Text6.Text) 输入文本框f3的参数gg = Val(Me.Text7.Text) 输入文本框f4的参数hh = Val(Me.Text8.Text) 输入文本框R的参数jj = Sin(cc * PI / 180) / 2) 计算公式jj = Fix(ii * 10000 + 0.5) / 10000 保留小数点后4位ss = aa * ii * jjss = Fix(ss * 10000 + 0.5) / 10000 保留小数点后4位kk = ff * jjkk = Fix(kk * 10000 + 0.5) / 10000 保留小数点后4位oo = ss / (kk + gg)oo = Fix(oo * 10000 + 0.5) / 10000 保留小数点后4位MsgBox oo, , 计算结果开始输入K,M,，f1,f2,f3,f4,R,P计算jj = Sin(cc * PI / 180) / 2) 计算ss = aa * ii * jj计算kk = ff * jj计算oo = ss / (kk + gg)输出oo结束其程序框图（图5.4）： 图5.4 工件承受切削扭矩及轴向力程序框图 其页面设计（图5.5）：图5.5 工件承受切削扭矩及轴向力页面设计 工件承受侧向切削力（图5.6）：在侧向切削力P（kgf）的作用下，为防止工件从V形块斜面滑出所需的夹紧力： （公式5.4）其编程代码：Dim aa ，bb，cc，dd，ee，ff，gg，hh，ii，jjAs Doubleaa = Val(Me.Text10.Text) 输入文本框K的参数bb = Val(Me.Text11.Text) 输入文本框P的参数cc = Val(Me.Text12.Text) 输入文本框c的参数dd = Val(Me.Text13.Text) 输入文本框的参数ff = Val(Me.Text15.Text) 输入文本框f2的参数 gg = Tan(dd * PI / 180) / 2) 计算公式gg = Fix(gg * 10000 + 0.5) / 10000 保留小数点后4位hh = 2 * ee + ff + cc * gghh = Fix(hh * 10000 + 0.5) / 10000 保留小数点后4位ii = 2 * aa * bbjj = ii / hhjj = Fix(jj * 10000 + 0.5) / 10000 保留小数点后4位MsgBox jj, , 计算结果 图5.6工件承受侧向切削力开始输入参数K,P,c,f1,f2计算gg = Tan(dd * PI / 180) / 2)计算hh = 2 * ee + ff + cc * gg计算ii = 2 * aa * bb计算jj = ii / hh输出jj结束其程序框图（图5.7）：图5.7 工件承受侧向切削力程序框图其页面设计（图5.8）： 图5.8 工件承受侧向切削力页面设计5.3 软件功能的实现工件承受切削扭矩及轴向力时，K=1.5，M=24mm，f1=0.2mm，f2=0.4mm，f3=0.6mm，f4=0.8mm，R=10mm，P=24mm。计算Q1=16.3636如图5.9所示 图5.9 计算Q16 结 论本设计包括了夹具定位精度计算，定位尺寸计算以及典型夹紧形式的夹紧力计算。它的特点主要体现在：（1）夹具定位精度计算中，常见定位形式的定位误差计算以及钻模的钻孔精度计算。（2）夹具定位尺寸计算中，V形块的计算以及定位销高度的计算。（3）典型夹紧形式的夹紧力计算中，计算系数以及各种典型夹紧形式的夹紧力计算。（4）在利用VB6.0编程，使计算精度更加准确，减少人工误差。在机械制造生产中，传统的机床夹具设计计算为人工计算，而人工计算存在很大的误差。本次设计改变了传统的人工计算，使用VB6.0编程，把机床夹具常用计算进行编程，通过计算机来计算机床夹具，既节省时间，又提高了计算精度。参 考 文 献1刘让贤.基于图形法的机床夹具定位误差计算J.装备制造技术，2007（5）：2-3.2张强.三维定位误差计算软件原型系统开J.机械工程，2013（5）：23-24.3李大磊.利用SolidWorks建立专用夹具元件库和辅助定位误差计算J.机床与液压，2010（3）：30-31.4王春.定位误差计算机辅助计算系统的开发J.机械工程与自动化，2006（2）：56-57.5王维.夹具增力机构的串联组合与计算机辅助创新设计D.苏州大学，2007.6苏东宁,钟康民,孙蓓.一种斜楔增力液压夹具的力学计算J.山东机械，2003（9）：34-367融亦鸣等著.计算机辅助夹具设计M.机械工业出版社,2002.8刘丽.基于知识的计算机辅助夹具设计D.山东科技大学 2005.9于善平,吴斌,管莉娜.典型机床夹具定位误差计算机辅助计算J.大连民族学院学报.2006(03).45-46.10卢秉恒.机械制造技术基础M.机械工业出版社,2012.11吴玉光