夹具设计说明书.docx

摘要制造业中尤其是机械制造业，在产品生产过程中按照特定工艺，不论其生产规模如何，都需要种类繁多的工艺装备，而制造业产品的质量、生产率、成本无不与工艺装备有关。随着不规则形状零件在现代制造业中的广泛应用，如何保证这类零件的加工精度就显得尤为重要。本文通过分析机械零件的结构特点和加工要求，制定了较合理的夹具设计，从而为保证该零件的加工精度将提供一种经济实用的工艺装备，具有一定的实用价值。对于夹具设计来说，最重要的就是定位、夹紧方案的确定。针对机械这个零件加工要求的特点，确定了只能用定位、夹紧的办法来加工该零件。通过对各种定位夹紧装置的分析比较，选择并组合了既能够满足加工要求的，又比较简洁的装置。同时，通过对一系列定位误差和夹紧力的计算，验证了该零件的加工是可以保证其要求的精度的，它的加工误差在规定的范围内。通过夹紧力的计算，也验证了零件在被夹紧的前提下，它受到的夹紧力也并不大，满足夹具设计所要求的既要保证一定的夹紧力不使工件在加工过程中发生位移，但同时又不能过大致使工件发生变形。关键词：工艺装备，夹具设计，定位，夹紧abstractin the manufacturing industry especially for mechanical manufacturing industry, it is need the various-style craft in the course of production regardless of its production scale.because it has close relation to the quality , productivity and cost in the whole production process. with the wide application of the irregular form part in the modern manufacturing industry, how to guarantee the machining accuracy of this kind of part seems particularly important. through analysing the top cover part of hay mover and processing demanding of the top cover part of hay mover of the gearbox,a jig which has reasonable characteristic has been designed.it can not only guarantee the machining accuracy of this part for a kind of economical and practical craft equip and it also has certain practical value. to design of the jig , the most important thing is to make a scheme of reservation and clamp.as for the process demand of this part of top cover of the hay mover gearbox, through comparing of various kinds of reservations and clamps,a not only can satisfy with the demand of manufacturing and also very compactible device had been designed. keywords: process equipment，fixture design，deposition,clamping目录摘要1第1章 绪论51.1 课题背景51.2 夹具的发展史51.3 小结6第2章 零件的分析7第3章 工艺规程的分析83.1生产纲领和生产类型的确定83.2确定毛坯制造形式93.2.1 选择毛坯种类93.2.2 毛坯形状的确定93.3 毛坯尺寸与机械加工工艺尺寸确定103.3.1加工余量的确定103.3.2 工序尺寸及其公差的确定113.4 基准面的选择123.4.1 粗基准的选择123.4.2 精基准的选择123.5加工方案设计要点123.5.1粗、精加工的划分133.5.2 次要小表面及孔的加工133.5.3 热处理的安排133.5.4 辅助工序的安排133.7 工艺方案的制定14第4章 夹具设计154.1 概论154.1.1 夹具的概念及组成154.1.2 夹具的类型及结构154.1.3 夹具设计要点164.2 铣床夹具174.2.1 工件预加工内容174.2.2 定位方案174.2.3 夹紧方案184.2.4 导向对刀和定位键元件设计184.2.5 切削力和夹紧力计算194.2.6 误差分析计算224.3 镗床夹具234.3.1 工件预加工内容234.3.2 导向对刀234.3.3 切削力和夹紧力计算244.3.4 误差分析计算26结论与展望28致谢29参考文献30第1章 绪论1.1 课题背景随着科学技术的发展，各种新材料、新工艺和新技术不断涌现，机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现，已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。数控机床的问世，提高了更新频率的小批量零件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的迅速发展，极大地推动了机械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。“工欲善其事，必先利其器。”工具是人类文明进步的标志。自20世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。1.2 夹具的发展史夹具在其发展的200多年历史中，大致经历了三个阶段：第一阶段，夹具在工件加工、制造的各工序中作为基本的夹持装置，发挥着夹固工件的最基本功用。随着军工生产及内燃机，汽车工业的不断发展，夹具逐渐在规模生产中发挥出其高效率及稳定加工质量的优越性，各类定位、夹紧装置的结构也日趋完善，夹具逐步发展成为机床工件工艺装备工艺系统中相当重要的组成部分。这是夹具发展的第二阶段。这一阶段，夹具发展的主要特点是高效率。在现代化生产的今天，各类高效率，自动化夹具在高效，高精度及适应性方面，已有了相当大的提高。随着电子技术，数控技术的发展，现代夹具的自动化和高适应性，已经使夹具与机床逐渐融为一体，使得中，小批量生产的生产效率逐步趋近于专业化的大批量生产的水平。这是夹具发展的第三个阶段，这一阶段，夹具的主要特点是高精度，高适应性。可以预见，夹具在不一个阶段的主要发展趋势将是逐步提高智能化水平。1.3 小结一项优秀的夹具结构设计，往往可以使得生产效率大幅度提高，并使产品的加工质量得到极大地稳定。尤其是那些外形轮廓结构较复杂的，不规则的拔叉类，杆类工件，几乎各道工序都离不开专门设计的高效率夹具。目前，中等生产规模的机械加工生产企业，其夹具的设计，制造工作量，占新产品工艺准备工作量的50%80%。生产设计阶段，对夹具的选择和设计工作的重视程度，丝毫也不压于对机床设备及各类工艺参数的慎重选择。夹具的设计，制造和生产过程中对夹具的正确使用，维护和调整，对产品生产的优劣起着举足轻重的作用。第2章 零件的分析机械零件几个加工表面它们之间有一定的位置要求，现分述如下：.是面与面要保证一定的平面度要求公差为0.05mm。.底面与侧面都有一定的粗造度要求为12.5，6.3.孔与孔有一定的位置度要求公差为0.04mm；且有一定的位置要求，保证相互位置尺寸；与侧面也有一定的位置要求尺寸偏差。.由于加工孔时要以面为基准，必须了保证机械零件上下面的精度所以加工表面时必须先加工面为基准加工面，确保其精度。（1）平面的几何形状精度和表面粗糙度机械零件的装配基面、定位基面和剖分面一般是重要平面。它要求较高的几何形状精度和较低的表面粗糙度。直线度、平行度一般为0.010.03mm/100mm，表面粗糙度ra为1.60.8m。（2）孔或者面的尺寸精度、几何形状精度和表面粗糙度机械零件上孔或者面的尺寸精度、几何形状精度和表面粗糙度如达不到要求，会使配合不好，降低机械工作时的精度。孔或者面的尺寸精度，几何形状精度一般为it6it7，表面粗糙度ra为1.60.8m。（3）孔和主要平面间的相互位置精度各孔或则面的公差一般为0.010.03，平行度为0.030.05mm/300mm，中心距公差为0.050.08mm；主要平面间的平行度、垂直度为0.050.1mm/300mm；孔轴线对端面的垂直度可根据孔直径、面的精度加以确定。第3章 工艺规程的分析3.1生产纲领和生产类型的确定生产纲领的大小对生产组织和零件加工工艺过程起着重要的作用，它决定了各工序所需专业化和自动化的程度，以及所选用的工艺方法和工艺装备。零件生产纲领可按下式计算。n=qn（1+a%）（1+b%） n零件的年产量q产品年产量n每台产品中该零件的件数备品百分率废品百分率根据教材中生产纲领与生产类型及产品大小和复杂程度的关系，确定其生产类型。图2-1，为某产品上的一个零件。该产品年产量为5000台。设其备品率为25%，机械加工废品率为0.2%，每台产品中该零件的数量为1件，现制定该此零件零件的机械加工工艺规程。 图2-1 零件工件n=qn（1+a%）（1+b%）=5000*1*（1+25%）（1+0.2%）=6262.5 件/年此零件零件的年产量为6262.5件，现已知该产品属于轻型机械，根据生产类型与生产纲领的关系查阅参考文献 ，确定其生产类型为大量生产。3.2确定毛坯制造形式3.2.1 选择毛坯种类毛坯种类的选择主要依据的是以下几种因素：（1）设计图样规定的材料及机械性能；（2）零件的结构形状及外形尺寸；（3）零件制造经济性；（4）生产纲领；（5）现有的毛坯制造水平。由零件图可知零件材料为ht200，生产批量为大批大量，零件结构一般复杂，所以选择金属型浇铸，因为生产率很高，所以可以免去多次造型，工件尺寸较小，单边余量不大，需要结构细密，能承受较大的压力，所以选择铸件做毛坯。确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量3.2.2 毛坯形状的确定毛坯形状应力求接近成品形状，以减少机械加工余量。（1）铸件孔的最小尺寸，根据机械制造技术基础课程设计表2-7可查得，铸件孔的最小尺寸为1020mm。（2）铸件的最小壁厚。根据机械制造工艺设计简明手册表2.2-7查得，铸件的最小壁厚为4mm。（3）铸件的拔模斜度。铸件垂直于分型面上，需要铸造斜度，且各面的斜度数值应尽可能一致，以便于制造铸模。根据机械制造技术基础课程设计表2-8可得：斜度位置铸造方法金属性铸造外表面030内表面1（4）铸件圆角半径。铸件壁部连接处的转角应有铸造圆角。主要是为减少应力集中，防止冲砂、裂纹等缺陷。一般为邻壁厚度的1/31/5，中小铸件圆角半径为35mm。（5）铸件浇铸位置及分型面选择。铸件的重要加工面或主要工作面一般应处于底面或侧面，应避免气孔、砂眼、疏松、缩孔等缺陷出现在工作面上；大平面尽可能朝下或采用倾斜浇铸，避免夹砂或夹渣缺陷；铸件的薄壁部分放在下部或侧面，以免产生浇铸不足的情况。3.3 毛坯尺寸与机械加工工艺尺寸确定 3.3.1加工余量的确定在切削加工时，为了保证零件的加工质量，从某加工表面上所必须切除的一层金属层厚度成为加工余量。加工余量分为总余量和工序余量两种。在由毛坯加工成成品的过程中，毛坯尺寸与成品零件图的设计尺寸之差，成为加工总余量，即某加工表面上切除的金属层总厚度。完成一道工序时，从某一表面上所必须切除的金属层厚度，称为该工序的工序余量，即上道工序的工序尺寸与本道工序的工序尺寸之差。对于外圆和孔等旋转表面而言，加工余量是从直径上考虑的，故称为双边余量，但实际上所切除的金属层厚度是直径上的加工余量的一半。加工平面时，加工余量是非对称的单边余量，它等于实际所切除的金属层厚度。各工序的工序余量之和等于这一表面的加工总余量。任何加工方法加工之后的尺寸都有一定的误差，因而毛坯和各个工序尺寸都有公差，所以加工余量也就是变化的，因此加工余量可分为公称余量、最小余量和最大余量。工序尺寸的公差按各种加工方法的经济精度等级选定，并按“入体原则”标主。即对于被包容面（如轴，键宽等），工序尺寸的公差带都取上偏差为零，即加工后的基本尺寸与最大极限尺寸相等；对于包容面（如孔，键槽宽等），工序尺寸公差带都取下偏差为零，即加工后的基本尺寸与最小极限尺寸相等。孔距工序尺寸公差，一般按对称偏差标住，毛坯尺寸公差可取对称偏差，也可取非对称偏差。加工余量大小对制定工艺过程有一定的影响。总余量不够，不能保证加工质量；总余量过大，不但增加机械加工的劳动量，而且也增加了材料、刀具、电力等的成本消耗。加工总余量的数值，一般与毛坯的制造精度有关。同样的毛坯制造方法，总余量的大小又与生产类型有关，批量大，总余量就可以小些。由于粗加工的工序余量的变化范围很大，半精加工和精加工的加工余量较小，所以，在一般情况下，加工总余量总是足够分配的。但是在个别余量分布极其不均匀的情况下，也可能发生毛坯上有缺陷的表面层都切不掉，甚至留下了毛坯表面。对于工序余量，目前一般采用经验估计的方法，或按照技术手册等资料推荐的数据为基础，并结合实际生产情况确定其加工余量的数值。对于一些精加工工序（例如：磨削、研磨、金刚镗等）又以最合适的加工余量范围。加工余量过大，会使精加工工时过大，甚至不能达到精加工的目的(破坏了精度和表面质量)；加工余量过小，会使工件的某些部位加工不出来。此外，精加工的工序余量不均匀，还会影响加工精度。所以，对于精加工工序余量的大小和均匀性都必须予以保证。3.3.2 工序尺寸及其公差的确定工序尺寸是工件在加工过程中各工序应保证的加工尺寸。因此，正确的确定工序尺寸及其公差，是制定工艺规程的一项重要工作。工序尺寸的计算要根据零件图上的设计尺寸、已经确定的各个工序的加工余量及定位基准的转换来进行。确定工序尺寸一般的方法是，由加工表面的最后一道工序开始依次向前推算，最后工序的工序尺寸按设计尺寸标注。当无基准转换时，同一表面多次加工的工序尺寸只与工序的加工余量有关。当定位基准与工序基准不重合或工序尺寸尚需从继续加工的表面标注时，工序尺寸应用尺寸链解算。分析该零件图样，其工序基准与定位基准重合，故其工序尺寸只与各个加工工序的余量有关。具体的计算步骤如下：1）确定某一被加工表面各个加工工序的加工余量 由查表法确定各工序的加工余量；2）计算各工序尺寸的基本尺寸 从终加工工序开始，即从设计尺寸开始，到第一道加工工序，逐次加上（对被包容面）或减去（对包容面）每道加工工序的基本余量，便可得到各工序尺寸的基本尺寸（包括毛坯尺寸）；3）确定各工序尺寸公差及其偏差 除终加工以外，根据各工序所采用的加工方法及其经济加工精度，确定各工序的工序尺寸公差（终加工工序的公差按设计要求确定），并按照“入体原则”标注工序尺寸公差。 该零件的各个工序的工序尺寸计算如下：88mm段 1）由前面确定的加工工艺路线可知，其加工方案为：粗车半精车粗磨精磨3.4 基准面的选择3.4.1 粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求：（1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。（2）选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。（3）应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。（4）应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。（5）粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。3.4.2 精基准的选择精基准的选择主要考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应当进行尺寸换算。3.5加工方案设计要点对零件的加工，由于工件容易变形，且面与孔之间、孔与孔之间、面与面之间经常有尺寸关联要求，所以如何选择定位基准，如何安排工艺顺序就非常关键，所以加工中通常应注意以下几个问题:3.5.1粗、精加工的划分由于工件在粗加工后会引起显著变形时，所以常将平面和孔的加工交替进行，在这些表面都粗加工以后，再精加工基准面及其它表面及面上各孔。(1)粗加工阶段通常先用与离合器结合面定位，粗铣与结合面，然后再以粗铣后的与结合面为基准，粗铣离合器结合面及其他表面，去除毛坯余量。（2）半精加工阶段通常安排一些半加工工序，将精度和光洁度要求中等的一些表面加工完成，而对于要求高的表面进行半精加工，为以后的精加工做好准备。(3)精加工阶段通常首先完成定位基准面(结合面)的精铣及面上两销孔的精加工，并以此为精基准完成对精度和光洁度要求高的表面及孔的加工。3.5.2 次要小表面及孔的加工如螺纹孔，可以在精加工主要表面后进行，一方面加工时对工件变形影响不大，同时废品率也降低。另一方面如果主要表面出废品后，这些小表面就不必再加工了，从而也不会浪费工时。但是，如果小表面的加工很容易碰伤主要表面时，就应该把小表面的加工放在主要表面的精加工之前。3.5.3 热处理的安排有些机械零件有热处理的要求。为了消除内应力，需要进行人工时效，所以通常将热处理放在粗加工之后，半精加工之前。又如为了提高工件的表面硬度，需进行淬火，就要安排在半精加工之后，精加工之前。3.5.4 辅助工序的安排如检验，在零件全部加工完毕后、各加工阶段结束时、关键工序前后，都要适当安排。其他辅助工序还有清洗、去飞刺、表面处理、气密试验、包装等，也应按其要求排入工艺过程。3.6 工艺方案的制定铸铸造出毛坯180x150x149热处理毛坯退火处理铣粗,精铣箱体主视图底平面钻钻，扩，铰4-10.5孔,钻4-20孔铣粗,精铣箱体主视图顶平面镗粗,精镗主视图孔35, 40镗粗,精镗左视图孔40, 48钻钻顶面m5螺纹孔钻钻主视图3-m5左端面螺纹孔钻钻主视图3-m5右端面螺纹孔钻钻左视图6-m5螺纹孔钳攻丝终检入库第4章 夹具设计4.1 概论4.1.1 夹具的概念及组成在机床上装夹工件所使用的工艺装备称为机床夹具。夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。机床夹具由定位元件、夹紧装置、对刀及导引元件、连接元件、夹具体、其他装置或元件组成。定位元件、夹紧装置和夹具体是夹具的基本组成部分。4.1.2 夹具的类型及结构（a）夹具的类型按夹具的应用范围分类有通用夹具、专用夹具、成组夹具、组合夹具等；按夹具上的动力源分类有手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具、切削力及离心力夹具等。机床夹具的主要作用为：易于保证加工精度，并使一批工件的加工精度稳定；缩短辅助时间，提高劳动生产率，降低生产成本；减轻工人操作强度，降低对工人的技术要求；扩大机床的工艺范围，实现一机多能；减少生产准备时间，缩短新产品试制周期。（b）夹具的组成夹紧是工件装夹过程的重要组成部分。工件定位以后，必须通过一定得机构产生夹紧力把它固定，使工件保持准确的定位位置，以保证在加工过程中，在切削力，惯性力以及重力等外力作用下产生位移或震动。这种产生夹紧力的机构称为夹紧装置。夹紧装置一般由力源装置和夹紧机构（包括中间传力机构和夹紧元件）等组成。（c）夹具设计的基本要求(1)夹紧过程可靠;(2)夹紧力大小适当;(3)结构性好;(4)使用性好。（d）基本夹具机构螺旋夹紧机构：采用螺旋直接夹紧，或者采用螺旋与其它元件组合实现夹具工件的机构。螺旋夹紧机构具有结构简单，增力大和自锁性好等特点，很适用于手动夹紧。它的主要缺点是夹紧动作慢，所以在机动夹紧机构中应用较少。偏心夹紧机构：利用偏心轮的扩力和自锁性能来实现夹紧作用的机构。它具有夹紧动作迅速，操作方便的特点。但它的夹紧行程较小，扩力也远比螺旋夹紧机构小，所以多用于没有振动或振动很小而所需夹紧力不大的场合。4.1.3 夹具设计要点1.机床夹具的结构特点机械加工过程不是连续切削，切削用量和切削力都较大，而且切削力的大小和方向都是变化的，因此，切削过程中容易产生震动。所以，在设计铣床夹具时，要特别注意工件在夹具上定位的稳定性和夹紧的可靠性。整个夹具要有足够的刚性。为此，在设计和布置定位元件时，应尽量是支撑面大些，定位元件的两个支撑之间要尽量远些。在设计夹紧位置时，为防止工件在加个过程中因振动而松动，夹紧装置要有足够的夹紧力和自锁能力。为了提高铣床夹具的刚性，在确保夹具具有足够的排泄空间的前提下，要尽量降低夹具的高度；注意施力方向和作用点的位置。2.定位键设计定位键装在夹具体的底部，一般都用两个，而且相聚尽量远些，个别小型夹具也可用一个长健。通过与铣床工作台的t型槽相配合，是夹具上的定位元件的工作表面相对铣床工作台的进给方向具有正确的位置关系。3.对刀装置设计对刀装置是用来调整和确定铣刀相对夹具位置的。为了防止对刀时碰上切削任何对刀块，一般在刀具和对刀之间塞一规定的塞尺，根据接触的松紧程度来确定刀具的最终位置。4.2 铣床夹具4.2.1 工件预加工内容1.该工件其他部位都已经加工完毕，工件所待加工的部位为铣面；零件的形状、尺寸及其位置如零件图2-1所示。2.零件生产批量5000件，属中小批量生产。4.2.2 定位方案在进行前后端面粗铣加工工序时，底面已经精铣，两工艺孔已经加工出。在加工箱体工件时，往往采用一平面及与该平面垂直的两孔为定位基准。因此工件选用底面与两工艺孔作为定位基面。选择底面作为定位基面限制了工件的三个自由度，而两工艺孔作为定位基面，分别限制了工件的一个和两个自由度。即两个工艺孔作为定位基面共限制了工件的三个自由度。即一面两孔定位。工件以一面两孔定位时，夹具上的定位元件是：一面两销。其中一面为支承板，两销为一短圆柱销和一削边销。4.2.3 夹紧方案夹紧力方向原则：（1）夹紧力的作用方向不应破坏工件的既定位置；（2）夹紧力的作用方向应使所需夹紧力尽可能小；（3）夹紧力的作用方向应使工件的夹紧变形最小。夹紧作用点原则：（1）夹紧里的作用点应正对夹具定位支撑元件或位于支撑元件所形成的稳定受力区域内，以免工件产生位移和偏转；（2）夹紧力的作用点应正对工件刚性较好的部位上，以使夹紧变形尽可能少，有时可采用增大工件受力面积或合理分布夹紧点位置等措施来实现；（3）夹紧力的作用点应尽可能靠近工件的加工表面，以保证夹紧力的稳定性和可靠性，减少工件的夹紧力，防止加工过程中可能产生振动。根据以上要求，考虑加工零件的特点及定位方式，确定夹紧方式。本设计方案选用的是螺旋夹紧机构，夹紧方向水平向右，通过螺杆的转动，带动套在螺杆头部的压块轴向向右移动，进而作用在工件45mm圆柱大端面上，实现夹紧，具体夹紧装置的布置见a1图纸。这种夹紧方式和夹紧装置简单实用，且对于大批量生产能较快装夹工件，劳动强度较小，成本低，简单可靠。4.2.4 导向对刀和定位键元件设计由于本工序夹具是铣床夹具,所以有对刀元件。对刀尺寸和和公差。对刀在夹具上的位置是以定位元件的定位表面或定位元件线为基准来标注。对刀尺寸以工件相应尺寸的平均尺寸为基本尺寸，其公差取为工件相应尺寸公差的1/51/2，偏差对称标注。对刀装置由对刀块，用来确定刀具与夹具的相对位置。由于本道工序是完成机械零件的铣加工，所以选用直角对刀块。根据gb224380 定向键也称定位键，安装在夹具底面的纵向槽中，一般用两个，安在一条直线上，其距离越远，导向精度越高，用螺钉紧固在夹具体上。定向键通过与铣床工作台上的形槽配合确定夹具在机床上的正确位置；还能承受部分切削扭矩，减轻夹紧螺栓的负荷，增加夹具的稳定性，因此平面夹具及有些专用钻铰床夹具也常使用。定向键有矩形和圆形两种，定向精度要求高或重型夹具不宜采用定向键，而是在夹具体上加工出一窄长面作为找正基面来校正夹具的安装位置。4.2.5 切削力和夹紧力计算铣刀材料：（机夹单刃硬质合金铣刀），机床为：t68由参考文献3，表1-12选择刀具的几何参数为：(副偏角) （主偏角） （前角） （刃倾角） （后角）（刀尖圆弧半径）1）粗铣： 由参考文献12，查表可得：圆周切削分力公式： （考虑刀具几何参数的系数）查机床夹具设计手册表得： 取 （考虑工件材料机械性能的系数）由机床夹具设计手册表可得参数： （修正系数）同理：径向切削分力公式 ： 式中参数： （修正系数）轴向切削分力公式 ： 式中参数： （修正系数）根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即：安全系数k可按下式计算， （考虑工件材料及加工余量均匀性的基本安全系数）（加工性质如粗加工、精加工）（刀具钝化程度）（切削特点）（夹紧力的稳定性） (手动夹紧时的手柄位置)（仅有力矩使工件回转时工件与支承面接触的情况）式中：为各种因素的安全系数，见参考文献12表可得： 所以，有： 2）半精铣（精铣）：同理，圆周切削分力公式：径向切削分力公式: 轴向切削分力公式：因为： ，则 所以，有： 当夹紧力方向与切削力方向一致时，仅需要较小的夹紧力来防止工件在加工过程中产生的振动和转动。故该夹具采用铰链式压板夹紧机构，为了方便操作，通过手动拧紧螺母将压板压紧工件。由于夹紧力方向与切削力方向在水平上有一段距离，使工件在夹紧的地方产生了弯矩，如图： 弯矩示意图既是加上转矩m，所以 由于工件主定位面是底面，故选择夹紧力的作用方向为垂直方向作用于底面，当夹紧力垂直作用于工件上时，又已知在铣孔时，工件受到3个不同方向的力（如右图所示）：圆周切削分力、轴向切削分力、径向切削分力则所需要的计算夹紧力jo为实际所需夹紧力与计算夹紧力之间的关系为： (k为安全系数)图上的夹紧机构所能产生的夹紧力j由图3-4的压板受力分析图计算得其中：夹紧机构效率取0.9； q螺栓的许用夹紧力：选定l1=l2，根据机床夹具设计手册表查得当螺杆螺纹公称直径m=30时，q=35316n。因为 故夹紧方案可行。4.2.6 误差分析计算工件以一平面以及两圆孔为定位基准时，夹具上两定位销的尺寸及定位孔误差的计算，工件以一平面及两圆孔为定位基准时，为补偿工件两定位孔的孔径和孔距误差及夹具两定位销的直径和距离误差，避免工件不能套入定位销，两夹具两定位销应采用一圆柱销和一菱形销。两定位销中心距lg工件两定位孔的中心两定位销中心距的公差：=0.3 圆柱销直径的名义值： d1=d1 d1与圆柱销相配合的工件定位孔的最小直径（mm） 公差取值：g6菱形销圆弧部分与其相配合的工件空位孔间的最小间隙d2与菱形销相配合的工件定位孔的最小直径（mm） 菱形销最大直径： d2= d2=16 注：公差值取h6 两定位销所产生的最大角度误差=0.027+0.025=0.052=0.019+0.015=0.034式中夹具圆柱销与其配合的工件定位孔间的最大间隙夹具菱形销与其相配合的工件定位孔间的最大间隙应保证(式中工件允许的最大倾斜角度)4.3 镗床夹具4.3.1 工件预加工内容1.该工件其他部位都已经加工完毕，工件所待加工的部位为镗孔；零件的形状、尺寸及其位置如零件图2-1所示。2.零件生产批量5000件，属中小批量生产。4.3.2 导向对刀采用镗模镗孔，孔的位置尺寸精度除了采用刚性此零件加工外都是依靠镗模导向来保证的，而不决定于机床成形运动的精度。镗模导向装置的布置，结构和制造精度是保证镗模精度的关键。导向支架的布置方式单面后导向向支架布置在刀具的后方，刀具与此零件刚性连接。加工d的长孔时，刀具导向部分直径d应小于所加工的孔径d。这是因为，此时镗杆能进入孔内，可以减少镗杆的悬伸量和利于缩短镗杆长度。镗套的结构形式固定式镗套它是固定在镗模的导向支架上，不能随镗杆一起转动。刀具或镗杆在镗套内既有相对转动又有相对移动。它具有外形尺寸小、结构简单、中心位置准确的优点。为了减少镗套与镗杆的磨损，一般带有润滑油孔，用油枪注油润滑。镗杆镗杆导向部分采用开有直槽和开有螺旋槽的导向。这种导向与导套接触面积小，并有在沟槽中能存屑的优点，采用上述导向结构时，切削速度不宜超过20米/分，因此采用这种导向结构的镗杆直径一般不大于60毫米。镗杆直径确定镗杆直径时，在考虑到镗杆刚度的同时，还要考虑到镗杆和工件孔之间应留有足够的容屑空间。镗杆直径一般选取，在设计镗杆时，镗孔直径d、镗杆直径d、镗刀截面bb之间一般按表考虑；查书机床夹具设计p140表5-4，取d=52mm、d=40mm、bb=1212镗杆材料及技术要求镗杆要求表面硬度而内部有较好的韧性。因此镗杆材料多采用45钢。镗杆的导向部分的公差，粗加工采用db,精加工采用db1;镗杆在500毫米长度内弯曲小于0.01毫米；装刀的刀孔对镗杆的不对称度不大于0.01-0.1毫米，不垂直度不大于0.01-0.02/100，刀孔光洁度一般为；4.3.3 切削力和夹紧力计算镗刀材料：（机夹单刃硬质合金镗刀），机床为：t68由参考文献3，表1-12选择刀具的几何参数为： 1）粗镗：由参考文献12，查表可得：圆周切削分力公式： 查表得： 取 由表可得参数： 同理：径向切削分力公式 ： 式中参数： 轴向切削分力公式 ： 式中参数： 根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即：安全系数k可按下式计算， 式中：为各种因素的安全系数，见参考文献12表可得： 所以，有： 2）半精镗：同理，圆周切削分力公式：因为： ，则 所以，有： 当夹紧力方向与切削力方向一致时，仅需要较小的夹紧力来防止工件在加工过程中产生的振动和转动。故该夹具采用移动压板夹紧机构，为了方便操作，通过手动拧紧螺母将压板压紧工件。由于夹紧力方向与切削力方向在水平上有一段距离，使工件在夹紧的地方产生了弯矩，如图：图3.3 弯矩示意图既是加上转矩m，所以319.65n 误差分析与计算该夹具以一长销和一支承钉定位，要求保证孔中心与小通孔中心距的尺寸公差。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的工序公差。由参考文献12可知孔销间隙配合的定位误差为：夹具体设计夹具体的设计参考镗孔夹具体零件图。4.3.4 误差分析计算工件以一平面以及两圆孔为定位基准时，夹具上两定位销的尺寸及定位孔误差的计算，工件以一平面及两圆孔为定位基准时，为补偿工件两定位孔