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车床
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车床拨叉831002加工工艺及其夹具设计,车床,831002,加工,工艺,及其,夹具,设计
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车床拨叉加工工艺及其夹具设计学 生：曾双成指导老师：陈志亮（湖南农业大学东方科技学院，长沙410128）摘 要：车床拔叉是属于操纵控制系统中的一个零件，它主要是用来实现其变速机构的换挡，实现机械速度的改变。本设计书是对该拔叉零件的加工工艺及其夹具进行设计，其零件为铸件，具有体积小，零件复杂的特点。根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和机械加工余量；最后拟定拔叉的工艺路线，制定相关工序的定位夹紧方案，画出夹具装配图。关键词：加工工艺、夹具设计、拔叉零件、定位、夹紧The Design of Processing Technology And the Fixture for The Lathe ForkStudent: Zeng shuangchengTutor: Chen zhiliang(Oriental Science Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128) Abstract: Lathe fork is a component that belongs to the control system. It is mainly used to shift the gears mechanisms, realizing the speed change of the mechanical. The purpose of this paper is to design the processing technology of the fork and its fixture. Lathe fork is a casting which is complex and small. According to its properties and the roughness of every end, the blank size and the machining allowance are determined. Finally, The processing routes of the fork and the positioned clamping program of some relevant parts are formulated , the assembly drawing of the fixture is also drawn . Key words: Processing technology; Fixture design； Fork parts; Fixed position; Clamp1 前言CA6140车床拨叉,它位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的25孔与操纵机构相连，下方的60半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力拨动下方的齿轮变速。而生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺规程来体现。工艺规程是指导施工的技术文件。机械产品的用途和零件的结构各异，其制造工艺所依据的原理、方法及步骤却有类似之处。制订工艺规程就是设计零件加工的工艺路线，确定各工序的具体加工内容，如切削用量、工时定额及所采用的设备，或是设计一台产品的完整装配工艺。另外，机械产品质量，劳动生产率，生产成本与机械制造工艺方案关系密切。在实际生产中，同一零件可用多个工艺方案来完成；不同的工艺方案，使加工的质量、加工的难易程度、生产率及加工成本也有很大差别。对工艺问题的正确分析，在高质量、高效率、低成本的目标下，设计出最优的工艺过程方案，正确地分析解决生产中出现的质量问题。机床夹具是机床上用以装夹工件（和引导刀具）的一种装置。其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。夹具对保证产品质量，提高生产率，减轻劳动强度，扩大机床使用范围，缩短产品试制周期等都具有重要意义。2 车床拨叉加工工艺规程的编制2.1 拨叉的工艺分析及毛坯确定2.1.1 拨叉的工艺分析本次设计的车床拨叉零件毛坯如图1所示，它位于车床变速机构中，主要起换挡作用，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。拨叉是一个很重要的零件，其零件尺寸比较小，结构形状复杂，且主轴孔的精度要求较高，主轴孔与底平面，加工槽有垂直度的公差要求。因为其尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度，以及各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量，进而影响其性能与工作寿命，因此它们的加工是非常关键和重要的。下面对各加工部位进行详细阐述：（1）以25mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：25H7mm的孔，以及42mm的圆柱两端面，其中主要加工表面为25H7mm通孔。（2）以60mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：60H12mm的孔，以及60H12mm的两个端面。主要是60H12mm的孔。（3）铣16H11的槽这一组加工表面包括：此槽的端面，16H11mm的槽的底面，16H11mm的槽两侧面。（4）以M221.5螺纹孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：M221.5的螺纹孔，长度为32mm的端面。主要加工表面为M221.5螺纹孔。（5）这几组加工表面之间有着一定的位置要求1)60H12mm孔端面与25H7mm孔垂直度公差为0.1mm。2)16H11mm的槽与25H7mm的孔垂直度公差为0.08mm。2.1.2 确定生产类型车床拨叉是一种辅助零件，它位于车床变速机构中，主要起换档作用，通过拨叉控制滑套与旋转齿轮的接合。已知此拨叉零件的生产类型为中批量生产，所以初步确定工艺安排为：工序的安排采用分散原则；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装；工艺手段选择以常规工艺为主，新工艺为辅的原则。2.1.3 确定零件毛坯由零件要求可知，零件的材料为HT200，考虑到本零件在具体工作的受力情况，我们选择砂型铸造，足以满足要求，又因为零件是中批量生产，所以选择砂型铸造是提高效率节省成本的最佳方法。车床拔叉，零件材料为HT200，生产类型为中批量生产，毛坯为铸件，灰铸铁的机械加工余量按JZ67-62规定了灰铸铁铸件的三种精度等级和相应的铸件机械加工余量、尺寸偏差和重量偏差，在中批量生产的铸件，采用2级精度铸件，查金属机械加工工艺人员手册5单边余量一般在1-4mm之间。毛坯图如下图1所示：图1 毛坯图Fig l Blank drawing2.2 工艺路线的拟定2.2.1 加工工艺过程由以上分析可知，该拨叉零件的主要加工表面是平面、孔系和槽系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于拨叉来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系以及槽的各尺寸精度。由上面的一些技术条件分析得知：拨叉的尺寸精度，形状精度以及位置关系精度要求都不是很高，这样对加工要求也就不是很高。一个好的结构不但应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保证加工的质量，同时使加工的劳动量最小。设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。对于我们设计拨叉的加工工艺来说，应选择能够满足平面孔系和槽加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格较低的机床。2.2.2 定位基准的选择基准选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。（1）粗基准的选择。对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，选择主轴孔两端面，螺纹孔端面，大头端半圆两端面作为粗基准。（2）精基准的选择。选择精基准应遵循基准重合的原则，尽可能选择被加工表面的设计基准为精基准。先选择铣好的凹槽端面和半精铣大头端半圆面作为钻主轴孔的精基准；根据精基准互为基准和自为基准的原则，在后续的加工过程中，选择表面质量高的作为精基准，这样可以有效的减小定位误差。 2.2.3 零件各加工面的加工方法的选择分析毛坯图1，可以知道零件需要加工的有：平面、孔、槽和内圆弧。在加工开始之前，要进行必要的清洗热处理工序，以改变毛坯的切削性能。根据工序顺序的安排中，先加工基准面，再加工其他表面；先加工平面，后加工孔；先加工主要表面，后加工次要表面；先安排粗加工工序，后安排精加工工序的原则，所以选择先加工零件基准面，再加工零件主轴孔，再加工凹槽，最后攻螺纹孔。在选择加工方法时，应该考虑所选加工方法能否满足其精度要求以及零件材料的可加工性能如何，还应该考虑生产率和工厂现有设备情况。由于零件材料为HT200，宜采用切削加工，而不宜采用磨削加工，因而，在安排工序过程中应尽量少安排磨削加工。在选择加工路线时，根据零件的工作环境和精度要求，可以不必经过精密或高精密加工即可。参考机械制造工艺设计简明手册，其加工方法选择如下：（1）主轴两端面：加工后零件达到的要求，公差等级为IT12，表面粗糙度为6.3，采用的加工方法为铣削。（2）螺纹端面：加工后零件达到的要求，公差等级为IT12，表面粗糙度为6.3，采用的加工方法为铣削。（3）凹槽端面：加工后零件达到的要求，公差等级为IT12，表面粗糙度为6.3，采用的加工方法为铣削。（4）主轴孔：加工后零件达到的要求，公差等级为IT7，表面粗糙度为1.6，采用的加工方法为钻扩粗铰精铰。（5）凹槽：加工后零件达到的要求，公差等级为IT9，表面粗糙度为3.2，采用的加工方法为粗铣半精铣。（6）大头端半圆两端面：加工后零件达到的要求，公差等级为IT9，表面粗糙度为3.2，采用的加工方法为粗铣半精铣。（7）大头端半圆面：加工后零件达到的要求，公差等级为IT9，表面粗糙度为3.2，采用的加工方法为粗铣半精铣。（8）螺纹孔：采用的加工方法为钻孔攻螺纹。选择上述加工路线的好处是：由于零件是中批量生产，因此工序分散对于提高零件精度和生产效率都起着很大的作用。若选用工序集中，其优点是工作适应性强，转产相对容易，但设备昂贵。2.2.4 加工工艺路线方案的比较工艺路线方案一：工序10：钻、扩、铰、精铰主轴孔、大头端孔工序20：铣主轴孔、大头端孔下端面工序30：铣主轴孔上端面工序40：铣大头端孔上端面工序50：切断工序60：铣螺纹孔端面工序70：钻22孔工序80：攻M221.5螺纹工序90：铣槽所在的端面工序100：粗铣、半精铣16H11的槽工序110：检查上面的工序加工不太合理，因为由经验告诉我们大多数都应该先铣平面再加工孔，那样会更能容易满足零件的加工要求，效率不高，但同时钻两个孔，对设备有一定要求。且看另一个方案。工艺路线方案二：工序10：铣主轴孔上端面工序20：铣主轴孔下端面工序30：钻、扩、铰、精铰主轴孔工序40：扩、铰大头端孔工序50：粗、半精铣大头端孔上端面工序60：粗、半精铣大头端孔下端面工序70：切断工序80：铣螺纹孔端面工序90：钻22孔工序100：攻M221.5螺纹工序110：铣槽所在的端面工序120：粗、半精铣16H11的槽工序130：检查上面工序可以适合大多数生产，但是把主轴孔和大头端孔的上下两端面分开来铣，定位比较麻烦，再看另一方案。工艺路线方案三：工序10：铣主轴孔上端面工序20：铣主轴孔下端面工序30：钻、扩、铰、精铰主轴孔工序40：扩、铰大头端孔工序50：粗、半精铣大头端孔上端面工序60：粗、半精铣大头端孔下端面工序70：铣螺纹孔端面工序80：钻22孔工序90：攻M221.5螺纹工序100：铣槽所在的端面工序110：粗、半精铣16H11的槽工序120：切断工序130：检查此方案仍有先钻孔再铣平面的不足，所以这个方案仍不是最好的工艺路线综合考虑以上各方案的各不足因素，得到以下的工艺路线。工艺路线方案四：工序10：清砂工序20：退火工序30：铣主轴孔两端面工序40：钻工艺孔工序50：铣螺纹孔端面工序60：铣凹槽端面工序70：粗铣凹槽工序80：粗铣大头端半圆两端面工序90：粗铣大头端半圆面工序100：半精铣大头端半圆两端面工序110：半精铣大头端半圆面工序120：钻主轴孔工序130：扩主轴孔工序140：粗铰主轴孔工序150：钻螺纹孔工序160：半精铣凹槽工序170：精铰主轴孔工序180：攻螺纹孔工序190：清洗工序200：时效处理工序210：检查，入库此方案符合大批量生产的工序分散原则，对于提高零件精度和生产效率都起着很大的作用。零件加工完成后，应进行时效处理，以减小切削加工时产生的变形和内应力影响。由于零件在整个工作过程中受力不大，且许多面根本不参与工作，所以，不必安排淬火等其他特殊的热处理工艺，以节省工作时间和提高生产效率。2.3 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定根据工艺规程，加工主轴孔时分为钻，扩，粗铰，精铰。钻削加工时为实体，则毛坯的余量就是钻头的直径，通过查表选择钻头直径为23，查表分别可得各工序加工余量、工序间尺寸及公差，见表1：表1 加工孔的工序余量及公差Table 1 Processing hole working procedure remainder and common difference工序名称 工序余量 工序间精度 表面粗糙度 工序间尺寸 尺寸、公差 （mm） （mm） (um) （mm） (mm)粗铰、精铰 0.2 H7 Ra1.6 25 250.0210扩 1.8 H8 Ra3.2 24.8 24.80.20钻削 23 H11 Ra12.5 23 230.130毛坯 实体加工槽时同样也是毛坯为实体，所以毛坯的加工余量就是铣刀的宽度，通过查表分别可得下面的各工序的加工余量、工序尺寸及其公差，见表2：表2 加工槽的工序余量及公差Table 2 Processing the trough the working procedure remainder and common difference工序名称 工序余量 工序间精度 表面粗糙度 工序间尺寸 尺寸、公差 （mm） （mm） (um) （mm） (mm)半精铣 1 H11 Ra3.2 16 160。130粗铣 15 H12 Ra12.5 15 150。30毛坯 实体在铣削加工半圆面时，由于其本身的经济精度要求不是很高，所以选择的加工余量相对也就较大，具体选择见下表3：表3 加工半圆的工序余量及公差Table 3 Processing semicircle working procedure remainder and common difference工序名称 工序余量 工序间精度 表面粗糙度 工序间尺寸 尺寸、公差 （mm） （mm） (um) （mm） (mm)半精铣 1 H12 Ra3.2 60 600.30粗铣 4 H12 Ra12.5 59 590。30毛坯 2 Ra25 55 552.4 切削用量及时间定额的确定2.4.1 切削用量的确定在保证加工质量的前提下，为了充分利用刀具和机床的性能，获得高生产效率和低加工成本的切削用量三要素的最佳组合，切削用量的选择得合理。而在选择合理切削用量时，必须考虑加工性质。由于粗加工和精加工要完成的加工任务和追求的目标不同，因而切削用量选择的基本原则也不完全相同。粗加工时高生产效率是追求的基本目标，这个目标常用单件机动工时最少或单位时间切除金属体积最多来表示。而精加工时切削用量的选择首先要保证加工精度和表面质量，同时兼顾必要的刀具使用寿命和生产效率。切削用量有三要素，即背吃刀量切削深度ap、进给量f 和切削速度vc。因此，选择切削用量时，就是要确定具体工序的背吃刀量ap、进给量f 和切削速度vc。根据切削用量的选择原则和工艺规程的编制中刀具的选择，通过查表，选择各工序的切削用量的确定参数如下：工序30、50、60：每齿进给量sz=0.1,铣削速度v=41，切削深度t=3;工序40：n=534, s=0.2, v=40.3；工序70：每齿进给量sz=0.1，铣削速度v=42, 切削深度t=3.0工序80：每齿进给量sz=0.05，铣削速度v=215, 切削深度t=3.0工序90：每齿进给量sz=0.1，铣削速度v=42, 切削深度t=1.0工序100：每齿进给量sz=0.05，铣削速度v=215, 切削深度t=1.0工序110：140：转速n=575，进给量s=0.18，切削速度v=43.3；工序120：进给量s=0.1，切削深度t=2.0工序130：进给量s=0.1，切削深度t=0.5工序150：每齿进给量sz=0.08，铣削速度v=102,切削深度t=5.0工序160：每齿进给量sz=0.08，铣削速度v=102,切削深度t=3.0工序170：进给量s=0.1，切削深度t=0.5工序180：每齿进给量sz=0.6， 切削深度t=20.3根据以上各参数，通过计算或查表，选择各道工序的切削用量如下：工序30、50、60、160、100、70、80的切削用量为3mm；工序40的切削用量为8mm工序90、100的切削用量为1mm工序120的切削用量为2mm工序170的切削用量为0.5mm工序180的切削用量为1.5mm2.4.2 时间定额时间定额是工艺堆积的重要组成部分，需要根据实际的生产条件和情况来制定，以免产生不良后果。如果时间定额定得过紧，容易诱发忽视产品质量的倾向，或者会影响工人的主动性、创造性和积极行；若时间定额定得过松，就起不到指导生产和促进生产发展的积极作用。因此，合理的制定时间定额对保证产品的质量，提高劳动生产率，降低生产成本都十分重要。时间定额的组成包括以下五个部分，基本时间t基、辅助时间t辅、布置工作地时间t布置、休息时间t休及准备于终结时间t准终，基本时间t基 和 辅助时间t辅为操作时间。在计算时间定额时先计算单件时间和单件工时定额。单件时间： T单件 = t基 + t辅 + t布置 + t休 (1) 单件工时定额： T定额 = T单件 + T准终/n (2)由于此零件在生产过程中是大量生产，所以T准终/n可忽略即： T定额 = T单件 (3)由于零件加工过程中，包括了16道工序，其中包括钻、镗。铣和攻螺纹，查手册可得如下公式：钻工艺孔：t基1 = (l + l1) / sn (4)钻主轴孔时：t基2 = (l + l1+ l2) / sn t = D / 2 (5)镗孔时： t基3 = Li / sn 式中 L = l + l1+ l2+ l3 (6)铣削加工时：t基4 = (l + l1+ l2) i / sM (7)以上式中，i = Z / ap (8)D 孔的直径（毫米）；L工作台的行程长度（毫米）；l加工长度（毫米）；l1切入长度（毫米）；l2超出长度（毫米）；l3附加长度（毫米），单件小批生产条件下的试刀长度；s主轴每转的进给量（转/分）；sM工作台的进给量（毫米/分）；n刀具或零件每分钟的转数（转/分）； i进给次数； Z加工余量（毫米）； ap背吃刀量（毫米）；根据各工序的前面给定加工情况，选择相应的值，算出每道工序的基本时间，计算得总的基本时间t基为72min，选择每道工序的辅助时间为1min，则可得总的辅助时间t辅为16min。布置工作地时间t布置按操作时间的4%来计算，休息时间t休按操作时间的2%来计算，则可以算出单件时间为： T单件 = t基 + t辅 + t布置 + t休 =93.28 min取整数则T单件 = 94 分钟，则可得时间定额T定额为94分钟。3 专用夹具的设计3.1 钻床夹具的设计3.1.1 精度与批量分析本工序有一定位置精度要求，属于批量生产，使用夹具加工是适当的。但考虑到生产批量不是很大，又因为由前面的工艺流程设计中已经知道，零件的主要作用是拨动齿轮改变传动比，所以为了节省工时及减少夹具制造成本，夹具结构应尽可能的简单。3.1.2 夹具装配图的绘制图2 钻床夹具装配图Fig 2 Assembly drawing of the drilling fixture3.1.3 夹具设计方案的确定要确定夹具结构，先必须确定定位方案，并选择定位元件。由于本工序加工要求保证的位置精度主要是孔本身的精度25H7孔内表面粗糙度为1.6um。根据基准重合原则，应以凹槽端面，大头端半圆面作为定位面比较合适。此时理论上应限制的自由度为5个，故采用心轴，挡板定位；用菱形销以及螺母，垫圈夹紧。由于本工序加工精度高，又为后续工序的定位基准，所以采用快换钻套，又考虑到要求结构简单且能保证精度，采用固定式钻模板。选择夹紧机构时，理论上的夹紧方式使夹紧力作用在主要定位面上，而在本设计中夹紧需要较大，所以选择螺母与心轴，垫圈锁紧以及菱形销配合的夹紧机构，因为其夹紧行程不受限制，而且增力比较大，菱形销夹紧机构装有快撤螺旋夹紧装置，所以便于工件快速装卸。夹具体的设计应全盘考虑，使上述各部分通过夹具体能有机地联系起来，形成一个完整的夹具。此外，还应考虑夹具与机床的连接，因为是在摇臂钻床上使用，夹具体可固定安装在工作台上。3.1.4 夹紧力的计算在工件定位夹紧以后，必须选择合理的夹紧力大小，若夹紧力不足，会使工件在切削过程中产生位移并容易引起振动，而夹紧力过大，又会造成工件或夹具不应有的变形或表面损伤，因此，应对所需的夹紧力进行估算。切削力的确定：此工序为加工主轴孔，其中，在工件夹紧后，工件夹紧力方向与切削力方向垂直，所以所需的夹紧力较大，在加工过程中，工件需要克服的切削力额工件自身的重力，只能靠摩擦力来实现。查金属机械加工工艺人员手册5可知，钻削轴向力大小为：P = 81.2Ds0.7 (8)D孔径（毫米） s进给量（毫米/转）通过前面工艺的编制可知D = 25 s = 0.8 计算可得P = 1736公斤力Fj = 2M / d2tg(a + 6035) 式中： M =31 Ds0.8 (9)D孔径（毫米）Fj夹紧力（公斤力）M作用扭矩（公斤力*毫米）d2螺纹中径（毫米）a螺纹升角d2 = 20 a = 4.50 D = 25 s =0.8 计算可得夹紧力W = 1796公斤力计算作用在扳手上的力：查机械制造工艺学1可知：FJ = FS L / 0.5 do tg(a + 1) + r tg 2 (10)FJ 沿螺旋轴线作用的夹紧力（N）FS 作用在扳手上的力（N）L作用的力臂（mm）do 螺纹中径（mm） a 螺纹升角（ o ）1 螺纹副的当量摩擦角（ o ）2 螺母端部与压块的摩擦角（ o ）r 螺母端部的压块的当量半径（mm）由于螺钉的螺纹形状为三角螺纹，所以1 = arctg(1.15tg 1),其中1为摩擦角，且1 = arctg ( u ) 选取L = 20 mm再通过查表可得， do = 20 mm = 0.2 m a =4.5o 2 = 0o r = 0 mm查表选取u = 0.15 则可计算得1= 9.790 ,又根据夹具受力的情况，可知： u FJ P + GG工件自重（N）由于工件相比夹具来说比较小，这里将工件自重忽略。将以上数值代入式中，可以得FS = 1485.6N则作用在扳手上的力（当力臂L为20mm时）FS应大于1474N才能保证工件在加工过程中不发生移动。3.2 铣床夹具的设计3.2.1 精度与批量分析本工序是铣凹槽，其零件本身有一定的位置精度要求，但精度不高（IT11），零件属于批量生产，所以使用夹具加工是适当的，而且通过零件工作原理，可以知道凹槽是零件工作的主要表面，零件是以本工序加工的槽来拨打齿轮改变传动比的。凹槽的中心线与主轴孔有垂直度要求。同样，零件生产批量也不是很大，所以应将夹具简单化，以节省工时和减少夹具制造成本。3.2.2 夹具装配图的绘制图3 铣床夹具装配图Fig 3 Assembly drawing of the milling fixture3.2.3 夹具设计方案的确定在夹具结构的确定时，应先确定零件定位，并选择定位元件，由于槽的中心线与上一道工序加工中心有垂直度要求，根据基准重合原则，则选取心轴定位比较合适，但此时限制的自由度为5个，而且还有一个重要的自由度没有限制，无法满足零件精度要求，因此，根据零件此时的结构，选择一菱形销将零件完全定位。由于本工序切削深度较深，一次装夹完成后，要分几次走刀才能达到零件深度要求，由于刀具安装不可能一次安装既可保证零件尺寸，所以，夹具应具备对刀元件，根据所加工零件的形状为槽，选择直角对刀块。选择夹紧机构时，理论上的夹紧方式应使夹紧力作用在主要定位面上，采用心轴定位，夹紧力与方向一致，由于零件批量不是很大，所以，为了简化零件的结构，仍然采用螺纹夹紧，而且可以直接在心轴上作出一段螺纹，并用螺母和开口垫圈锁紧。由于铣削加工的切削力较大，又是断续切削，加工中易引起振动，因此。其夹具体要承受较大的切削力，夹具体的设计应全盘考虑，使上述各部分能有机地联系起来，形成一个完整的夹具，此外，还应考虑夹具与机床的联接。 3.2.4 夹紧力的计算铣床夹具与钻床夹具的夹紧方式大致相同，但采用心轴定位，铣削时受到水平和垂直的二个力，而且心轴定位在平面内，切削力主要靠心轴的刚度来克服，在这里夹紧力起的主要作用是防止工件在心轴上的移动。查表得夹紧力公式1：Fj = 2M / d2tg(a + 6035) 式中：M = 31Ds0.8D孔径（毫米）M作用扭矩（公斤力*毫米）d2螺纹中径（毫米）a螺纹升角s进给量（毫米/转）d2 = 16 a = 4.50 D = 16 s =0.8 计算可得夹紧力W = 587公斤力本夹具采用的也是螺纹夹紧机构，查表夹紧力公式1为：FJ = FS L / 0.5 do tg(a + 1) + r tg 2FJ 沿螺旋轴线作用的夹紧力（N）FS 作用在扳手上的力（N）L作用的力臂（mm）do 螺纹中径（mm） a 螺纹升角（ o ）1 螺纹副的当量摩擦角（ o ）2 螺母端部与压块的摩擦角（ o ）r 螺母端部的压块的当量半径（mm）由于螺钉的螺纹形状为三角螺纹，所以1 = arctg(1.15tg 1),其中1为摩擦角，且1 = arctg ( u )通过查表可得： do = 16 mm a =4.5o 2 = 0o r = 0 mm查表选取u = 0.1 则可计算得1= 6.560将以上数值代入式中，可以得FS = 526N3.2.5 心轴的强度校核在铣床夹具上，心轴起到定位和夹紧的作用，为了保证铣凹槽的精度，需对心轴进行强度的校核。由铣床夹具装配图可知，心轴主要承受弯矩的作用，分别按水平和垂直面上的弯矩计算各力产生的弯矩，并按下式计算总弯矩：M = MH2+MV2 (11） MH = FH D/2 （12） MV = FV D/2 （13）已知轴的弯矩后,可针对某些危险截面（即弯矩大而轴径可能不足的截面）做弯矩合成强度校核计算。按第三强度理论，计算应力ca = 2+42 （14）通常由弯矩所产生所产生的弯曲应力是对称循环变应力，而由扭矩所产生的扭转切应力则常常不是对称循环变应力，为了考虑两者循环特性不同的影响，引入折合系数a,则计算应力为ca = 2+4a2 （15）式中的弯曲应力为对称循环变应力。当扭转切应力为静态时，取a 0.3，当扭转切应力为脉动循环变应力时，取a 0.6，若扭转切应力亦为对称循环变应力时，则取a 1.对于直径为d的圆轴，弯曲应力为= M/W,扭转切应力=T/WT =T/2W，将和代入式（14），则轴的弯扭合成强度条件为ca = M2+(aT)2/W -1 （16）式中：ca 轴的计算应力，MPa； M 轴所受的弯矩，N .mm T 轴所受的弯矩，N .mm W 轴的抗弯截面系数，mm3,计算公式如下：W = d3/320.1d3 , WT = d3/160.2d3 , （17） -1对称循环变应力时轴的许用弯曲应力，其值按表（15-1）9选用，查得其值极限为275MPa，即-1=275MPa，由于心轴工作时只承受弯矩而不承受扭矩，所以在应用式（16）时，应取T = 0。故ca = M / W ,代入数值得ca = 215.37，由此可知ca-1，因此心轴的强度满足设计的要求。4 结论从去年开始弄毕业设计至今日，设计基本完成。从最初的茫然，到慢慢的进入状态，再到对思路逐渐的清晰，整个设计过程难以用语言来表达。历经了几个月的奋战，紧张而又充实的毕业设计终于落下了帷幕。回想这段日子的经历和感受，我感慨万千，在这次毕业设计的过程中
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