K02-I轴法兰盘铣2个斜面夹具设计（全套含CAD图纸）
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1 (2005) 368378a of 989. It is to be by as et 3 N r 2005 +15088316092; +H. 1. of of of of by 985, y 1 of as a of et 2 is a in to a in a in to of a In 3is a 1. a at of by is of of to a In a to on is An if it be to to 005 100 d, 1609, 4 004; in 004; 0 004Y. of a at 4a be as 5 s on to ys is q*, at a is to be is gi(as 1)as : To be be a ; i 1;2; .; n, (1)n is of q z0;y0;f0;of of q y N Y. 1 (2005) 368378 369(2)of as by q. (3). be if q. (2) to :9=; 6. (3). If is is at of is by If is at be of a be to 6a be to Z O X Y Z O (x0,y0,1. to N of is no on to a to is by it is as to is to If is is of a to or A to of a is of is to of L:As 3, n; i 1;2; .; n; n be as : : : :2637et 7 to a to It et 8 an to of L( of to of It X of r of as (4) (5) (6)l is an of 6 6 6 46 Y. 1 (2005) 368378370WL: : : :7) n 6; is is n be of n n of to N Y. 1 (2005) 368378 371n n of n to of is to be to on of in n a s 2. Y (a1,b1,2,b2,(x1,y1,(x2,y2,(ai,bi,(xi,yi,(3. A N V X 0. (9) q. 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Y. 1 (2005) 3683783745 a of in as 1: 0, 1, 00, 896, ,0, 1, 00, 1060, ,0, 1, 00, 1010, , 977, , 977, , 1034, of 1 0 515:000:896001 0378: 1:06000 1 0 612:00:01000:9955 349 0:0880 445 664 0:86380:9955 349 0:0880 728 664 0:82800:0880 0:0170 960 866:6257998 :2466 0:093626666666643777777775,o6 is It is of ve of 1is L; N 10378:001:06000 1 0 612: :01000:9955 349 0:0880 445 664 0:86380:9955 349 0:0880 728 664 0:82800:0880 0:0170 96 866:6257998 :2466 0:of :8768 607 665 21:3716 0:49953:0551 551 448 32:4448 0956 1:0862 12:0648 764 916044 0:0044 0:0061 061 00:0025 025 0:0065 069 0:0007004 0:0004 0:0284 284 is on ve is as 5. 10 (H. Y. 1 (2005) 368378 375:0551 551 448 32:4448 0956 1:0862 12:0648 764 916044 0:0044 0:0061 061 00:0025 025 0:0065 069 0:0007004 0:0004 0:0284 284 o ve to ,1:876860766521:37160:499526666666643777777775551 551 448 32:4448 0956 1:0862 12:0648 764 916044 0:0044 0:0061 061 00:0025 025 0:0065 069 0:0007004 0:0004 0:0284 284 0266666666437777777750; 13; 432; 706; 0: ; 13; 432; 706; 0:04a by of a 0, a To to of 1in . of if a 1in . is an To an an N Y. 1 (2005) 36837837614wof It an locat夹具定位规划 中 完整性评估和修订 验室，机械工程学系，伍斯特理工学院研究院， 100 路，伍斯特，硕士 01609，美国 2004年 9月 14日收稿 ;2004年 11 月 9日修订 ;2004年 11 月 10日 发表 摘 要 几何约束是夹具设计中最重要的考虑因素之一。确定位置的解析拟订已发达。然而，如何分析和修改 在 实际夹具设计实践过程中的一个非确定性的定位计划尚未深入研究。在本文中，提出了一种方法来描述 在限制 约束下的重点夹具系统的几何约束状态。 一种限制 约束 下 状态，如果它存在，可以识别给定定位计划。可以自动识别工件的 所有 限制 约束下约束状态的提案。这有助于改善逆差定位计划，并为修订提供指引，以最终实现确定性的定位。 关键词：夹具设计 ;几何约束 ;确定性定位 ;限制 约束 ;过约束 夹具是用 于 制造 工业进 行工件牢固 定 位的一种机制。在零件加工过程中规划一个关键的第一步，夹具设计需要，以确保定位精度和三维工件的精度。 3一般情况下，是最广泛使用的指导原则发展的位置计划。 一个加工夹具定位方案必须满足一些要求。最基本的要求是，必须提供工件确定的位置。 这种观点指出 ，定位计划生产 的 确定位置，工件不能移动，而至少有一个定位不会失去联系。这一直是夹具设计的最根本的准则之一，许多研究人员关于几何约束状态的研究 表明 ，工件在任何定位计划分为以下三个类别： 1、 良好的约束（确定性）：工件在一个独特的位置 进行配合 ，工件表面 与 6个定位器取得联系。 2、 限制 约束 ：不完全约束工件的自由度。 3、 过约束：工件自由度超过 6定位的制约。 在 1985年 ,浅田 1提出了满秩为准则雅可比矩阵的约束方程 ,基于分析形成了调研后 ,确定定位。周等 2在 1989年制定了在确定性定位问题上使用螺旋理论。结果表明 ,定位矩阵的定位需要压力满秩达到确定的位置。该方法的确定通过无数的研究。王等 3考虑定位工件的接触的影响，而采用点接触面积。他们介绍了接触矩阵，并指出，两个接触的机构不应该有平等的，但在接触点曲率相反。卡尔森 4认为，可能没有足够的应用，如一些不是非棱柱的表面或相对误差近似 的 非小线性。他提出一个二阶泰勒展开，其中也考虑到定位误差相互作用。马林和费雷拉 5应用周 对 3定若干按照规则的规划。尽管众多的位置上的确定分析研究 很 少注意非确定性分析的位置。 在浅田的拟定方案中 ,他们 假设工件夹具元件和点之间的联络无阻力。理想的位置 q*,而应放置工件表面和分片，可微函数是 图 1)。 表面函数定义为 :gi(q*)=0是确定的 ,应该有一个独一无二的解决方案为下列所有定位方程组。 gi(q)=0,i=1,2,.,n (1) 其中 向 ,代表了工件的定位和方向。 只有考虑到目标位置 q*附近在 处 : 浅田表明 (2) 阵式所示 （ 3）。确定定位 如果雅可比矩阵满秩，可满足要求。 (2)只有 q=q*一个解决办法 (3) 在 1个 3 ，一个约束方程的雅可比矩阵的 满 秩 的 约束状态如表1所示。如果 定位 是小于 6，工件是 限制约束 的，即存在至少有一个工件 自由 定位议案不 受 限制的。如果矩阵满秩，但定位 大于 6定位，工件 是 过约束，这表明存在至少一个定位等 ;而几何约束工件被删除不影响的状态。 找出一个模型除了3以建立基准框架提取等效 的定位点。胡等 6已经发展出一种系统的方法 ,对这个用途。因此 ,这则能适用于所有的定位方案。 图 1 表 1 等级 数量的定位 地位 6 等 7遵循这些方法和他们实施制定的几何约束分析模块其自动化的计算机辅助夹具设计的核查制度。他们 的 也可以分析工件的位移和灵敏度定位错误。 熊等人 8提出的等级检查方法的定位矩阵 附件 )。他们还介绍了左 /右边的定位矩阵广义逆理论 ,分析了工件的几何误差。结果表明 ,定位及发展方向误差 X 和位置误差 X=r, (4) X=(1r, (5) X=1 r+(1 , (6) 是 任意一个向量。 他们还介绍了从这些矩阵的几个指标，评价定位配置，其次是通过约束非线性规划的优化。然而，他们的研究分析，不涉及非确定性定位的修订。目前，还没有就如何处理与提供确定的位置 的 夹具设计系统的研究。 如果不确定性的位置达到夹具系统设计的 要求 ，设计师知道约束状态是什么，以如何改善设计是 非常 重要的 条件 。如果夹具系统是过度约束， 是理想定位需要的 不必要的 信息 。而下约束时，所有有关知识约束工件的议案，可以引导设计师选择额外的定位或 使得 修改定位计划更有效。的总体战略定位计划表征几何约束的状态描述图 2。 在本文中 ,定位矩阵秩的几何约束的施加评价状态 (见附件为获得的定位矩阵 )。确定需要六个定位器定位提供矩阵的满秩定位 如图 3所示 ,在给定的定位器数量 n,定位法向量 ai,bi,定位的位置 xi,yi,每一个定位器 ,i=1,2,.,n,n*6定位矩阵可以确定如下 : （ 7） 当等级 （ =6， n=6时，是工件良好约束。 当等级（ =6， n6时 ;是工件过约束。 这意味着（ 不必要的定位在定位方案上。工件将不存在限制（ 位器。这种状态的数学表示方法 ,那就是（ 定位向量矩阵 ,可表示为线性组合的其他六行向量。 图 2 几何约束状态描述 图 3一个简化的定位方案。 定位方案，提供了确定性的位置。发达国家的算法使用下列方法确定不必要的定位： 1、找到所有的（ 合定位 的。 2、为每个组合 ,从（ 位器确定定位方案。 3、重新计算矩阵秩的定位为左六个定位器。 4、如果等级不变 ,被删除的 (位器是负责过约束状态。 这种方法可能会产生多种解决方案，并要求设计师来决定哪一套不必要的定位应该被删除 以 最佳定位性能。 当等级（ 6,工件的 限制 约束。 参考文献 1 , B.。自动重构夹具的柔性装配夹具的运动学分析。 机器人 6 2 C， ， M。加工装置的自动配置的数学方法分析和综合。反 英工业 1989;111:299 3 Y, , M.。 夹具运动学分析的基础上充分接触刚体模型。 学与工程 2003;125： 316 4 S。刚性零件的装夹和定位计划的二次灵敏度分析 “。 制造业 2001年科学与工程 ;123（ 3）： 462 5 , 制造业 科学与工程 2001年 ;123:708 6 士论文中，伍斯特理工学院 ;2001年。 7 , , , 会 2:350 8 Y, H, 士顿：爱思唯尔 ;2005年。 购买后包含有 咨询 Q 197216396 目 录 序 言 1 一、零件的分析 2 件的作用 件的工艺分析 2 二、工艺规程设计 定毛坯的制造形式 3 面的选择 3 订工艺路线 4 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 5 确定切削用量及基本工时 结 .考文献 买后包含有 咨询 Q 197216396 2 序 言 机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意 义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。 法兰盘的加工工艺规程及其铣的夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。 本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能 很好的完成本次设计。 本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。 购买后包含有 咨询 Q 197216396 3 一、零件的分析 件的作用 题目所给的零件是法兰盘，其为盘类零件，用于卧式车床上。车床的变速箱固定在主轴箱上，靠该法兰盘定心。法兰盘内孔与主轴的中间轴承外圆相配，外圆与变速箱体孔相配，以保证主轴三个轴承孔同心，使齿轮正确啮合。 件的工艺分析 法兰盘共有两组加工表面，它们之间有一定的位置要求。现分述如下： 1以 72为中心的加工表面 这一组加工表面包括： 36及其倒角以及与其垂直的端面， 62 表面，两个 2以 这一组加工表面包括：三个互成 120的 9阶梯孔，两个侧面。 由以上分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面，并且保证它们之间的位置精度要求。 购买后包含有 咨询 Q 197216396 4 购买后包含有 咨询 Q 197216396 5 购买后包含有 咨询 Q 197216396 6 购买后包含有 咨询 Q 197216396 7 购买后包含有 咨询 Q 197216396 8 购买后包含有 咨询 Q 197216396 9 购买后包含有 咨询 Q 197216396 10 二、工艺规程设计 定毛坯的制造形式 材料为 35钢。考虑到法兰主要承受静压力，因此选用锻件。 面的选择 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。 基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的生产是非常重要的。先选取 40外圆为定位基准。 精基准的选择应满足以下原则： （ 1）“基准重合”原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，避免基准不重合引起的误差。 （ 2）“基准统一” 原则 尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。 （ 3）“自为基准”原则 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择该加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。 （ 4）“互为基准”原则 当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。 （ 5）所选的精基准 应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。 以 错误 !未找到引用源。 内孔为定位精基准，加工其它表 面及孔。主要考虑精基准购买后包含有 咨询 Q 197216396 11 重合的问题，当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换算，这在以后还要进行专门的计算，在此不再重复。 订工艺路线 制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 1 锻造 锻造 2 退火处理 退火处理 3 铣 铣左端面 4 铣 铣右端面 5 车 车 120和 116外 圆 6 车 车 100， 62和 55外圆 7 车 车 36， 60 和 72 内孔 8 车 车宽 9 车 车 刀槽 10 钻 钻 3孔，锪 15孔 11 钻 钻 212 铣 铣距离 140面 13 铣 铣距离 137面 14 检验 检验，入库 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “法兰盘”零件材料为 35钢，硬度为 170坯的重量为 产类型为大批生产，采用锻件。 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定个加工表面 的机械加工余量、工序尺寸及购买后包含有 咨询 Q 197216396 12 毛坯尺寸如下： 1外圆表面（ 120， 62， 55） 外圆 120和 62，表面粗糙度要求 差等级为 6级，查机械加工技术手册（以下简称手册）表 3用车床加工。 2内孔表面（ 72， 60 和 36 ） 内孔 72，查手册表 3采取车内孔。 定切削用量及基本工时 工序 1：锻造 工序 2：退火处理 工序 3： 铣左端面 1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用 ， 00 ， 25 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成 2） 决定每次进给量及切削速度 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m rd vn s 按机床标准选取750 r m 0 0 750601 0 0 0 w 当 750r/ 按机床标准选取 6003） 计算工时 切削工时： 0 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 购买后包含有 咨询 Q 197216396 13 m 0 395421 ： 铣右端面 1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用 ， 0 120d ， 25 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 4） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成 5） 决定每次进给量及切削速度 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 1 0 0 0 1 0 0 0 1 2 5 3 3 1 . 7 / m i 按机床标准选取375 r 1 2 0 3 7 5 1 4 1 . 3 / m i 0 0 1 0 0 0 当375r/ 0 . 2 4 3 7 5 3 0 0 /m z wf f z n m m r 按机床标准选取 3 0 0 /mf m m r6） 计算工时 切削工时： 5 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 12 1 5 9 3 0 . 3 6 m i 5 0 . 2l lt n f x 工序 5： 车 120 和 116 外圆 1）进给量 f 根据手册表 8 取 f=r 2）切削速度 根据手册表 8 5m/) 确定机床主轴转速 购买后包含有 咨询 Q 197216396 14 000 d)=1000 85/(120)=225(r/4)切削工时 根据手册表 8 l+y+ )/15+1)/225 工序 6： 车 100， 62 和 55外圆 1）进给量 f 根据手册表 8 取 f=r 2）切削速度 根据手册表 8 05m/) 确定机床主轴转速 000 d)=1000 105/(80)=418(r/4)切削工时 根据手册表 8 l+y+ )/40+1)/418 工序 7： 车 36， 60 和 72 内孔 1）进给量 f 根据手册表 8 取 f=r 2）切削速度 根据手册表 8 06m/) 确定机床主轴转速 000 d)=1000 106/(60)=560(r/4)切削工时 根据手册表 8 l+y+ )/40+1)/560 工序 8： 车 1）进给量 f 根据手册表 8 取 f=r 2）切削速度 根据手册表 8 25m/) 确定机床主轴转速 000 d)=1000 125/(52)=765(r/4)切削工时 根据手册表 8 l+y+ )/10+1)/765 工序 9： 车 刀槽 购买后包含有 咨询 Q 197216396 15 1）进给量 f 根据手册表 8 取 f=r 2）切削速度 根据手册表 8 25m/) 确定机床主轴转速 000 d)=1000 125/(52)=765(r/4)切削工时 根据手册表 8 l+y+ )/10+1)/765 工序 10：钻 3 孔，锪 15孔 机床：摇臂钻床 刀具：麻花钻 切削用量： 1. 钻三个通孔 9 刀具材料：麻花钻 1）进给量 f=r (见手册表 10) 2）切 削速度 0(m/ (见手册表 10 3) 确定机床主轴转速 000 d)=1000 40/(9)=1150(r/4)切削工时 根据手册表 8 *(l+y+ )/5/(1150 2. 钻三个阶梯孔 15 刀具材料：高速钢。 1）进给量 f=r (见手册表 10) 2）切削速度 0(m/ (见手 册表 10 3) 确定机床主轴转速 000 d)=1000 40/(15)=770(r/4) 切削工时 根据手册表 8 (l+y+ )/(770 0.1(工序 11：钻 2纹孔 机床：立式钻床 刀具：麻花钻 切削用量： 购买后包含有 咨询 Q 197216396 16 8 刀具材料：麻花钻 1）进给量 f=r (见手册表 10) 2）切削速度 0(m/ (见手 册表 10 3) 确定机床主轴转速 000 d)=1000 40/(9)=1150(r/4)切削工时 根据手册表 8 *(l+y+ )/5/(1150 工序 12： 铣距离 140面 机床：立式铣床 具：镶齿三面刃铣刀（高速钢） 切削用量： 1）进给量 f=r (见手册表 13) 2）切削速度 0(m/ (见手册表 13 3）切削深度 (见手册 4) 确定机床主轴转速 000 d)=1000 20/(100)=65(r/5) 切削工时 根据手册表 8 l+y+ )/8/(65 工序 13： 铣距离 137面 1）进给量 f=r (见手册表 13) 2）切削速度 0(m/ (见手册表 13 3）切削深度 由于该工序余量较大（ 所以分四次铣削成型。 根据手册 常铸铁件铣削深度为 5以，前三次选用 四次选用 4) 确定机床主轴转速 000 d)=1000 20/(100)=65(r/5) 切削工时 根据手册表 8 (l+y+ )/00 4/(65 购买后包含有 咨询 Q 197216396 17 第 1 章 I 轴法兰盘铣 2 个斜面夹具 设计设计 计要求 为了提高劳动生产，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。下面即为 个斜面的专用夹具，本夹具将用于卧式双面铣床 中黑色加粗部分为待加工的工序。在加工这 2道工序之前，别的要加工部分均已经完成加工了。 本夹具无严格的技术要求，因此，应主要考虑如何提 高劳动生产率，降低劳动强度，精度不是主要考虑的问题。 购买后包含有 咨询 Q 197216396 18 具设计 定位基准的选择 由零件图可知：在对 2个斜面的 进行加工前，底平面进行了粗、精铣加工， 孔 9 进行了钻、扩、铰加工， 72 6H 进行了粗、精镗加工。因此，定位、夹紧方案有： 方案：选底平面、工艺孔和大孔定位，即一面、心轴和棱形销定位，夹紧方式选用螺母在心轴上夹紧。 方案：选一面两销定位方式， 72 6H 工艺孔用短圆柱销， 9 用棱形销定位，夹紧方式用操作简单，通用性较强的移动压板来夹紧。 本设计采用一面二销定位，其中加工尺寸为 140斜面时定位 销在图纸上定位位置 1，其中加工尺寸为 137 斜面时定位销在图纸上定位位置 2。 为了使定位误差达到要求的范围之内，采用一面两销的定位方式，这种定位在结构上简单易操作。一面即为底平面；两销为的 72 6H 短圆柱销和 9 的棱形销。 切削力及夹紧力的计算 刀具：铣刀（硬质合金） 刀具有关几何参数： 00 15 00 10 顶 刃0n 侧 刃 60010 15 30 22Z 0 /fa m m z p 由 参考文献 55 表 1 2 9 可得铣削切削力的计算公式： 0 . 9 0 . 8 0 1 . 1 1 . 1 0 . 12335 a f D B z n 有： 0 . 9 0 0 . 8 0 1 . 1 1 . 1 0 . 12 3 3 5 2 . 0 0 . 0 8 2 8 2 0 . 5 2 2 2 . 4 8 3 6 . 2 4 ( ) 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 6543210 式中：60 全系数， 查参 考文献 51 2 1 可知其公式参数： 1 2 34 5 61 . 0 , 1 . 0 , , 1 . 0 ,1 . 3 , 1 . 0 , 1 . 0 K 由此可得： 1 . 2 1 . 0 1 . 0 1 . 0 1 . 3 1 . 0 1 . 0 1 . 5 6K 所以 8 3 6 . 2 4 1 . 5 6 1 3 0 4 . 5 3 ( ) F N 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。 购买后包含有 咨询 Q 197216396 19 夹紧力的确定 夹紧力方向的确定 夹紧力应朝向主要的定位基面 。 夹紧力的方向尽可能与 切 削力和工件重力同向。 (1) 夹紧力作用点的选择 a. 夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内。 b. 夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位上，这样可以防止或减少工件变形变形对加工精度的影响。 c. 夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面。 (3)夹紧力大小的估算 理论上确定夹紧力的大小，必须知道加工过程中，工件所受到的切削力、离心力、惯性力及重力等，然后利用夹紧力的作用应与上述各力的作用平衡而计算出。但实际上，夹紧里的大小还与工艺系统的刚性、夹紧机构的传递效率等有关。而且，切削力的大小在加工过程中是变化的，因 此，夹紧力的计算是个很复杂的问题，只能进行粗略的估算。 估算的方法：一是找出对夹紧最不利的瞬时状态，估算此状态下所需的夹紧力；二是只考虑主要因素在力系中的影响，略去次要因素在力系中的影响。 估算的步骤： = (。 考虑安全系数， 夹具的夹紧装置和定位装置 1 2 夹具中的装夹是由定位和夹紧两个过程紧密联系在一起的。定位问题已在 前面研究过，其目的在于解决工件的定位方法和保证必要的定位精度。 仅仅定好位在大多数场合下，还无法进行加工。只有进而在夹具上设置相应的夹紧装置对工件进行夹紧，才能完成工件在夹具中装夹的全部任务。 夹紧装置的基本任务是保持工件在定位中所获得的即定位置，以便在切削力、重力、惯性力等外力作用下，不发生移动和震动，确保加工质量和生产安全。有时工件的定位是在夹紧过程中实现的，正确的夹紧还能纠正工件定位的不正确。 一般夹紧装置由动源即产生原始作用力的部分。夹紧机构即接受和传递原始作用力，使之变为夹紧力，并执行夹紧任务的部 分。他包括中间递力机构和夹紧元件。 考虑到机床的性能、生产批量以及加工时的具体切削量决定采用手动夹紧。 购买后包含有 咨询 Q 197216396 20 螺旋夹紧机构是斜契夹紧的另一种形式，利用螺旋杆直接夹紧元件，或者与其他元件或机构组成复合夹紧机构来夹紧工件。是应用最广泛的一种夹紧机构。 螺旋夹紧机构中所用的螺旋，实际上相当于把契绕在圆柱体上，因此他的作用原理与斜契是一样的。也利用其斜面移动时所产生的压力来夹紧工件的。不过这里上是通过转动螺旋，使绕在圆柱体是的斜契高度发生变化来夹紧的。 典型的螺旋夹紧机构的特点： （ 1）结构简单； （ 2）扩力比大； （ 3）自琐性能好； （ 4）行程不受限制； （ 5）夹紧动作慢。 夹紧装置可以分为力源装置、中间传动装置和夹紧装置 ， 在此套夹具中 ， 中间传动装置和夹紧元件合二为一。力源为机动夹紧 ， 通过螺栓夹紧移动压板。达到夹紧和定心 工件通过定位销的定位限制了绕 通过螺栓夹紧移动压板 ， 实现对工件的夹紧 。 并且移动压板的定心装置是与工件外圆弧面相吻合的移动压板 ， 通过精确的圆弧定位 ， 实现定心 。 此套移动压板制作简单 ， 便于手动调整 。 通过松紧螺栓实现压板的前后移动 ， 以达到压紧的目的 。 压紧的同时 ， 实现工件的定心 ， 使其定位基准的对称中心在规 定位置上 。 查参考文献 51 2 26 可知螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算：螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有： 该夹具采用 螺旋夹紧机构，用螺栓通过弧形压块压紧工件，受力简图如下： 1633图 动压板受力简图 由表 2621 得：原动力计算公式 0 01l 即： 00 4 7 4 8 . 2 3 3 0 . 9 8 9 0 3 2 . 7 5 ( )17K 由上述计算易得： W 购买后包含有 咨询 Q 197216396 21 该夹具采用 螺旋夹紧机构， 由上述计算易得： W 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构 。 位误差的分析 该夹具以一面两销定位，两定位销孔尺寸公差为 67。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尺寸公差。 与机床夹具有关的加工误差j，一般可用下式表示： 由 参考文献 5可得： 两定位销 的定位误差 ： 11 1 m i D d 1 1 2 21 m i n 2 m i n. 2D d D a r c t g L 其中： 1 0 2D ，2 0D 1 0 1d ，2 0 3d 1，2 m i n 0 4 且： L=67得 0 3DW . 0 3 2JW 夹紧误差 ： co s)(m a x 其中接触变形位移值： 1( ) ( )1 9 . 6 2 a Z a Z l 查 5表 1 2 15有10 . 0 0 4 , 0 . 0 0 1 6 , 0 . 4 1 2 , 0 . 7R a z H C n 。 c o s 0 . 0 0 2 8j j y 磨损造成的加工误差：通常不超过 夹具相对刀具位置误差： 取 误差总和： 0 . 0 8 5 0 . 3jw m m m m 购买后包含有 咨询 Q 197216396 22 从以上的分析可见，所设计的夹具能满 足零件的加工精度要求。 定夹具体结构和总体结构 对夹具体的设计的基本要求 （ 1） 应该保持 精度和稳定性 在 夹具体表面重要的面，如安装 接触 位置，安装表面 的 刀块夹紧安装特定的，足够的精度，之间的位置精度稳定夹具体， 夹具体应该采用铸造 ，时效处理，退火 等处理方式 。 （ 2）应具有足够的强度和刚度 保证在加工过程中不因夹紧力，切削力等外力变形和振动是不允许的，夹具应有足够的厚度，刚度可以适当加固。 （ 3）结构的方法和使用应该不错 购买后包含有 咨询 Q 197216396 23 夹较大的 工件的 外观，更复杂的结构，之间的相互位置精度与每个表面的要求高，所以应特 别注意结构的过程中，应处理的工件，夹具，维修方便。 再满足功能性要求（ 刚度和强度 ）前提下 ，应能减小体积减轻重量， 结构应该 简单。 （ 4）应便于铁屑去除 在加工过程中，该铁屑将继续在夹在积累，如果不及时清除，切削热的积累会破坏夹具定位精度，铁屑投掷可能绕组定位元件，也会破坏的定位精度，甚至发生事故。因此，在这个过程中的铁屑不多，可适当增加定位装置和夹紧表面之间的距离增加的铁屑空间：对切削过程中产生更多的，一般应在 夹具体上面 。 （ 5）安装应牢固、可靠 夹具安装在所有通过夹安装表面和相应的表面接触或实现的。当夹安装在 重力的中心，夹具应尽可能低，支撑面积应足够大，以安装精度要高，以确保稳定和可靠的安装。夹具底部通常是中空的，识别特定的文件夹结构，然后绘制夹具布局。图中所示的夹具装配。 加工过程中，夹具必承受 大的 夹紧力切削力，产生冲击和振动， 夹具 的形状，取决于夹具布局和
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