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变速箱壳体铣面夹具设计,变速箱,壳体,夹具,设计
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JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY本 科 毕 业 论 文（设 计）题目： 变速箱壳体铣面夹具设计 学 院： 工学院 姓 名： 贺 先 学 号： 20101137 专 业： 机械设计制造及其自动化 年 级： 2010级 指导教师： 樊十全 职 称： 副教授 二0一四 年 五 月I 目录摘要2一、前言4二、设计任务4三、铣床夹具的主要类型和设计特点53.1 铣床夹具的主要类型53.2 铣床夹具的设计特点5四、对加工零件的工艺分析6五、定位方案设计65.1底板与工件的定位65.2 机床与底板的定位6六、定位误差分析与计算76.1 定位误差分析76.2 定位误差计算7七、夹紧方案设计9八、切削力计算10九、夹紧力计算11十、夹具体的设计12十一、技术条件制定13十二、夹具精度计算以及减少误差的方法1412.1 夹具的精度计算1412.2减少误差分析1412.3夹具精度的小结15十三、夹具工作原理的简介15十四、总结16参考文献17摘要我们此次实际的是用于铣削变速箱壳体的专用夹具，考虑到变速箱的形状，我们采用一面两销的定位方案，并通过拧紧和旋松螺母来实现夹具的装配和拆卸，这种设计操作简单，使用方便。其中我们所设计的夹具它的定位元件为菱形销、圆柱形以及以及定位块的四个凸面，而加工零件的定位表面为与菱形销和圆柱形配合的俩个孔以及加工元件的底面。关键词： 一面两销;变速箱;铣削;夹具;定位元件AbstractWe the actual special fixture is used for milling the gearbox shell, considering the shape of a gearbox, we adopt a two pin positioning scheme, and through the screw and unscrew nuts to realize the clamp assembly and disassembly, this design is simple, easy to use. Which we designed fixture its positioning components for the diamond pin, four convex cylindrical and positioning block, but the positioning surface of machining parts with the diamond pin and cylindrical coordinate the two holes and processing the bottom surface of the element. Key words: a two pin; Gearbox; Milling; Fixture; Positioning components. 一、前言“工欲善其事，必先利其器”， 这是我国劳动人民的历史重要性的斗争的工具生产的结论。在现代生产中,夹具的作用(设备)。无论在传统的制造业中,现代制造系统中,机床夹具是非常重要的,它在机械加工、焊接、热处理、检验、装配过程,为了安装加工,拥有正确的定位,良好的产品质量,确保零件和提高生产效率,工艺设备所使用的夹具。在机器上的工件,必须使用夹具装夹工件。工件装好,是确定相对于工件在机床上的位置正确。这一过程被称为定位。工件夹,对工件产生力量,让位于具有良好的位置将可靠的夹紧工件,这一过程称为夹紧。从夹紧的到定位,整个过程,称为夹紧。在加工过程中,工件几何精度取决于机床的相对位置,严格地说,只有在机床、夹具、刀具,相对正确的关系工具,夹具和工件,表面加工精度之间的相对位置。显然,机床夹具的基本要求是正确的,牢牢地固定在一个给定的工件的位置。因此,除了保证机床夹具的制造精度应该够了,还应该是生产足够的刚度来抵抗变形和振动。机床夹具在机械加工中起着非常重要的作用:第一,缩短辅助时间,提高生产效率,降低加工成本。第二,保证加工精度,加工质量稳定。第三,减少工人的技术要求,降低劳动强度,保证安全生产。第四,扩大机床的过程,实现“一台机器可以”;第五,在自动化生产和组装线,容易平衡生产节奏,等。因此,机床夹具的设计和使用修改后的技术的重要方法之一。 二、设计任务题目：变速箱壳体铣面夹具设计也就是设计一个变速箱壳体手动可调铣面夹具，壳体为铸件，材料为QT-450-10，要求年生产能力为5000件，为中批生产。具体如图下（1）： 图（1）三、铣床夹具的主要类型和设计特点3.1 铣床夹具的主要类型 铣床专用夹具大部分运用在加工零件上的平面、沟槽、花键、缺口，直线成型面和立体成型面等，由于在铣削加工中，多数情况是工作台好夹具一起做进给运动，而夹具的整体结构又主要取决于铣加工的进给方式，因此铣床专用夹具可分为直线、靠模和圆周进给式三种类型。3.2 铣床夹具的设计特点 第一，铣削一般为断续切削，且加工的余量比较大，切削力较大而且方向周期性变化，因此夹具整体应有一定的强度和刚度，另外夹具的重心应尽可能的低；第二，夹紧的装置应该要有一定的强度和刚度，确保必要的夹紧力，并有较好的自锁性，一般铣床夹具不便采用偏心夹紧机构，粗铣更是这样；第三，夹紧力应作用在工件刚度较大的部位上，工件与主要定位元件的定位表面接触刚度要大；当从侧面压紧工件时，压板在侧面的着力点应低于工件侧面支承点；第四，为了确定和调整铣刀和夹具的相对位置关系，应该正确选取对刀的装置，对刀装置也应设置在易观察和便用塞尺的位置，并设在铣刀开始切入工件的一端；第五，夹具结构应使切屑和冷却液能顺利排出，必要时应开排屑孔；第六，为了调整和确定夹具和确定夹具与机床工作台轴线的相对位置，在夹具体的底面应具有俩个定向建，定向建与工作台T形槽宜用单面贴合；精度高的甚至重型夹具宜采用夹具体上的找正基面。四、对加工零件的工艺分析 在平铣削端面前，变速箱壳体的上下表面已加工好，俩定位孔同样确保了精度。具体为上下表面加工精度为平面度0.36，粗糙度为3.2，俩表面间的间距为168.45mm；而俩孔则是先打中心孔，然后再钻孔，再扩孔最后再用绞刀精加工至10.3mm。在铣削侧端面前依据所给设计的要求，直接铣削加工其表面粗糙度为6.3。 五、定位方案设计5.1底板与工件的定位 底板与工件的定位是依据定位块简介来完成的。定位块是通过自身的端面与底板的端面贴合和四个内6角圆柱头螺钉、底板与村套配合而完成定位的。而定位块与工件的定位，以定位块上表面限制工件Z方向的移动、X方向方向转动以及Y方向的转动；以工件上内孔1作为轴线的定位基准，圆柱销1限制X方向的移动及Y方向的移动俩个自由 度。菱形销2则限制Z方向的转动的自由度。另外菱形销与圆柱销的中心连线必须和菱形销长轴垂直，从而达到完全定位，我们称这种定位为一面二销定位。5.2 机床与底板的定位 机床与底板的定位是由T形槽与俩个定向键、T形螺杆以及六角圆柱螺钉与压板将夹具固定在机床上，从而完成所需定位。如图（2）所示图（2） 六、定位误差分析与计算6.1 定位误差分析 工件逐个在夹具中定位时，各个工件的位置不一致的原因主要是基准不重合，而基准不重合又分为俩种情况：一是定位基准与限位基准不重合产生的基准位移误差；二是定位基准与工序基准不重合产生的基准不重合误差。6.2 定位误差计算 对于一面俩销的定位，如下图（3）是俩销反向移动图（3） 查机床夹具设计手册表1-1-12得基准位移误差： 基准转角误差：同理当圆柱销与菱形销移动方向相同时有基准位移误差：基准转角误差：其中式中为圆柱销的公差，为第一定位孔的公差； 为圆柱销的公差，为第二定位孔的公差； 圆柱销与第一定位孔间最小间隙 为圆柱销与第二定位孔间最小间隙 为转角误差同理当圆柱销与菱形销移动方向相同时有基准位移误差：基准转角误差：而基准不重合误差为=0.5=0.5x0.008=0.004定位孔1与圆柱销配合为，定位孔2与菱形销配合为，都属于过盈配合，又因为的尺寸为菱形销10.20，圆柱销的尺寸为10.17带入基准误差公式得=0.018+0.008+0.005 =0.031则定位误差=+=0.031+0.004=0.0350.21T =tan =0.0172度综上可知，我们这次的定位方案符合设计要求。 七、夹紧方案设计 我们所要加工的工件需要六点定位，工件三个方向都要被夹紧，如果工件三方向分别设置夹紧机构，则夹具复杂且操作不便，为简化加工时的操作，其结构由底板、可调支柱，压缩弹簧，移动压板、平垫圈，双头螺杆等组成。在工件夹紧前，先旋松平底螺母，使移动压板松动向左右移动，再将工件放置在加工位置出，而后定位之后，再将移动压板放置正确位子，最后再拧紧螺母即可。根据工件的实际尺寸，可设压板的长、高、宽分别为160mm、25mm、44mm，再由双头螺杆和的可调支柱尺寸大小，可以选用M20的螺母为压紧螺母。其中夹紧图（4）如下：八、切削力计算我们此次加工面为平面，工件材料为铸铁，故查现代机床夹具设计表4-20得切削力P=同理其中由一直条件查表4-20可得=294, 为在高速钢铣刀铣削时，考虑工件材料及铣刀类型的系数；为铣削深度，mm；为每齿进给量，mm；d为铣刀直径，mm；B为铣削宽度，mm;z为铣刀齿数；为用高速钢铣刀铣削时，考虑工件材料机械性能笔筒的修正系数。其中=0.939另外查材料力学笔记其中为取700MPa查金属切削手册表9-7、9-9、9-10和9-12可取=0.4,铣削直径d为100mm，齿数取10，工件铣削深度为10mm，铣削宽度取80mm。将以上数据带入切削力公式得P=有P=294xxxxx10x0.939=1554N 九、夹紧力计算 按照我们的设计的工件和夹具的特点，查机械夹具设计手册可得其受力分析图（5） 图（5）由理论力学力矩知识可知：选的力矩方向为正方向得+=0 其中f=u即得：=其中K为安全系数，P为切削力u为夹紧元件与工件间的摩擦系数L、H、l为工件的大致受力尺寸其中L=89.243mmH=165.34mmL=50.05mm查现代机械机床夹具设计表4-21知安全系数K=xx其中为考虑工件材料及加工余量均匀性的基本安全系数 其值取1.2-1.5为加工性质系数 精加工其取值为1.0 为刀具钝化系数 其取值为1.0到1.9 为切削特点系数 断续切削其值为1.2 为夹紧的稳定性系数 手动夹紧其值为1.3 为手动夹紧时的手柄位置 其值操作方便为1.0 为仅有力矩使工件回转时，工件与支承面接触的情况系数 接触点稳定其值为1.0 另外刀具铣削力P查机械夹具设计手册 和相应计算可知切削力P大概为1550N代入安全系数公式可知 K=xx=1.25x1.0x1.45x1.2x1.3x1.0x1.0=2.8275 带入夹紧力公式可得 = = =4928.62471N我们此次采用的夹紧方式是螺旋夹紧机构，查机械夹具设计手册表1-2-25有当手柄长度为240mm，作用力为100N时螺母的夹紧力=7950N由此可知,因此夹紧机构满足加工所需夹紧力，故此设计是可行的十、夹具体的设计固定在夹具连接各种设备和组件的基础上,整体而言,最大的最复杂的,具有特定形状和大小取决于各种设备夹具布局和夹具和机床和加工过程中,夹具夹紧力、切削力和振动的影响,因此夹具必须有足够的强度和刚度。切削力生成的加工过程中,夹具的一些将会下降,减少累积过多会影响工件的定位和夹紧的可靠性,因此,夹具设计,必须考虑结构促进排泄。此外,经济的特定结构的混凝土结构和操作,方便拆卸等。以下是夹具体的设计的基本要求:第一，保证再加工过程中不允许产生变形和震动，应有足够的强度和刚度，从而保证不因夹紧力、切削力等外力作用下而产生不允许的变形和振动；第二，在保证强度和刚度的条件下，力求结构简单、体积小、质量轻等；第三，对铸件要进行时效处理，对于焊接夹具体要进行退火处理以清除内应力；第四，为防止加工中切屑聚集在定位元件工作表面或其他装置中而影响工件的正确定位和夹具正常工作。 由此，根据所铣削工件的尺寸、俩面一销的定位方案和刀具的对刀方式与夹紧力的作用点和方向以及其他组成部分的结构形式等来确定夹具体的形式和结构，则推知夹具体的尺寸长为430mm，宽200，厚24mm，如图（5）所示 图(5)十一、技术条件制定1. 找正基面的直线度与平面度公差值为0.005mm2. 菱形销相对于夹具体表面的垂直度要求为3. 夹具体上找正基面与安装元件的平面间的垂直度不大于0.01mm4. 夹具体侧面与基准面A的垂直度要求0.02，基准C与基准D的公共连线的平行度要求为0.025 十二、夹具精度计算以及减少误差的方法 12.1 夹具的精度计算 机床夹具是用来确保正确的工件相对位置的工具,和主要取决于产品的加工精度和工件之间的相对位置的工具,在加工过程中,夹具精度直接影响产品的质量。夹具设计,为了保证工件的制造精度定位,必须在正确的地方,并保持一个或多个处理的立场没有改变,第一选择良好的定位面,第二考虑合理的锚点的位置。定位定位不准确,工件定位和方向变化的必然结果,使工件的几何误差,从而使各种因素的综合分析必须精心设计。由于工件,错误是独立的随机变量,所以整体的加工误差。 ,另外夹具的精度必须满足其中是定位误差：=0.031 是基准位置误差：=0.003 是塞尺的制造误差：=0.010 是对刀块工作表面至定位元件的尺寸公差：=0.010 其中他们之间的关系如图（5）图（5） 带入公式得由此可知我们所设计的夹具满足以上要求.12.2减少误差分析 第一，在机床上找正夹具的位置； 第二，定位件装在夹具体上以后再最后加工定位件的工作表面； 第三，夹具安装在机床上以后再加工定位件的工作表面。12.3夹具精度的小结 为更高的加工精度,精度分析应给予。机床夹具是五花八门,但只要你知道每个错误代表的含义,理解错误计算原理,考虑到夹具设计过程的主要因素和关键问题,根据加工精度的计算可以用夹具布局是正确的,尺寸公差。工件加工精度结果明显合适的参数,使夹具可以保证长时间的加工精度。 十三、夹具工作原理的简介 接下来我们来简述一下夹具的工作原理：夹具体首先固结在铣面机床上，并用底面安放定向键用于与铣床工作台的定位；其次，由夹具体分别与定位块和工件固结，形成一面贴合；然后通过菱形销和圆柱销将工件固结在定位块上，期间，菱形销与圆柱销的中心连线应垂直菱形销的长边，从而形成一面俩销的定位原则；再通过旋动螺母来左右移动夹板来对工件形成夹紧，依靠后面的夹紧和前者的定位从而达到了所需装夹；最后，开始对工件进行铣切所需加工。由此我们这次设计的夹具的Pro-E装配图如图（6） 图(6)十四、总结这次的毕业设计论文是我们大学阶段的最后一次考试，也是我们大学四年学习的的一次理论到实践的一次检验。从一开始的选题、认识题目原理、去图书馆查找资料、绘图、修图、再向老师请教、与同学交流、再反复如此几次，也有挑灯夜战的苦读，但每次克服困难的过程就是我们收获和成长的过程。 在这次设计过程中，我对机械设计的基础知识系统的复习和巩固了一遍，也了解了许多我以前不懂的专业知识和课外知识，特别地这次历时一个多月的毕业设计让我提高了以前让我望而却步的pro-E和CAD软件，丰富了我的学习经历，我也进一步的熟悉了OFFICE软件的使用，这次毕业设计使我收获颇丰，我从一开始一看题目就一片空白到后来自己能独立完成这次设计，让我更懂得了没有做不出来的事，只有不想做的事。但这次设计也暴露出来我的许多不足，例如，我不能很好的把之前学过的许多之前有机的窜起来、联系起来运用；分析问题不太全面，容易心浮气躁等。因此，我希望通过这次的毕业设计的经历能让我在以后的工作和生活中不断进步参考文献1 吕江清主编. 机械设计知道【M】.江西高校出版社 19922 陈立德主编.机械制造装备课程设计【M】.高等教育出版社 20073 王伯平主编.互换性与测量技术基础【M】.机械工业出版社 20084 刘鸿文主编.材料力学【M】.高等教育出版社 20105 何铭新、钱可强、徐祖茂主编.机械制图【M】.高等教育出版社 20106 黄鹤汀主编.机械制造装备【M】.机械工业出版社 20097 吴拓主编.现代机床夹具设计【M】.化学工业出版社 20118 东北重型机械学院主编.机械设计手册【M】.19909 于珍主编.机床夹具设计与制造【M】.机械工业出版社. 200710 白成轩主编.机床夹具设计新原理【M】.机械工业出版社11 陈家芳、潘建伟等主编.金属切削手册【M】.上海科学技术出版社 201012 于泗水、齐民主编.机械工程材料【M】.大连理工大学出版社 201013 王先奎主编.机械制造工艺学【M】.机械工业出版社.200614 刘长青著.基于机床夹具的加工精度分析【J】.荆楚理工学院17 编 号 20101137 江西农业大学 工学院毕业设计材料题 目变速箱壳体铣面夹具设计 专 业机械设计制造及其自动化学生姓名贺先材 料 目 录序号附 件 名 称数量备注1毕业设计论文12 CAD图纸10二一四 年 五月江西农业大学毕业设计(论文)任务书设计（论文）课题名称变速箱壳体铣面夹具设计学生姓名陈亮院（系）工学院专 业机制指导教师樊十全职 称副教授学 历本科毕业设计（论文）要求：1.设计态度端正，思路清晰，技术路线科学合理；2.夹具应能保证工件的加工精度要求； 3.夹具结构应力求简单、合理，便于制造、装配、调整、检验、维修等； 4夹具应操作简便、省力、安全可靠；5.夹具设计图纸量应达到A01.5张以上。6.编制设计说明书1份。（5000字左右）毕业设计（论文）内容与技术参数：1.设计及绘制夹具装配图；2.设计及绘制夹具零件图；3.编制设计说明书1份；4.绘制加工件的零件图或工序图。毕业设计（论文）工作计划：1.（2008年11月）下达任务；2.（2008年12月）详细阅读加工件零件图、了解产品生产工艺过程；（现场参观）3.（2009年3月） 收集设计资料、拟定夹具的结构方案；4.（2009年3月）设计及绘制夹具装配图、夹具零件图、按规定格式和要求编制设计说明书；5.（5月上旬）打印图纸、制作答辩演示文件、准备毕业答辩。接受任务日期 2008 年 11 月10 日 要求完成日期 2009年 4 月 30 日学 生 签 名 年 月 日指导教师签名 年 月 日院长（主任）签名 年 月 日变速箱壳体铣面夹具设计学校代码： 10410 学 号: 20050416本 科 毕 业 设 计题目： 变速箱壳体铣面夹具设计 学 院： 工 学 院 姓 名： 陈亮 学 号： 20050416 专 业： 机械设计制造及其自动化 年 级： 机制052班 指导教师： 樊十全 二OO九年 五 月摘 要为对变速箱壳体端面铣削加工，我们进行此次专用夹具设计。变速箱零件为铸件，零件形状复杂，在定位时，选一面两销的定位方式定位，并以操作简单的手动夹紧方式夹紧，其机构设计简单，方便且能满足要求。关键词：变速箱壳体，铣面加工，专用夹具，设计Design of Clamping Device for The Gearbox Shell Face MillingAbstract: This design is about the shell of the gearbox face milling clamp design.The parts is casting ,and it have complex shape.When processesing,we need take it in right position,so we chooses locate mode which two sells at the same time, and operates the simple manual clamp way clamp, its organization design is simple, the convenience also can satisfy the request. e35BQK Key words:Shell of The Gearbox,Milling Face, Unit Clamp,Design of Clamping Device.目 录一.前言- 1 -二设计任务- 2 -三铣床夹具的主要类型与特点- 3 -3.1 铣床夹具的主要类型- 3 -3.2 铣床夹具的特点- 3 -四对加工工件进行工艺分析- 3 -五定位方案设计- 3 -5.1 工件与夹具体的定位- 3 -5.2 夹具体与机床的定位- 4 -5.3 定位误差计算- 4 -六夹紧方案设计- 6 -6.1铣削力的计算- 7 -6.2 夹紧力的计算- 8 -七夹具体与其它装置设计- 10 -7.1 夹具体设计- 10 -7.2 其它装置设计- 11 -八技术条件制定- 12 -九夹具精度分析- 12 -十.夹具工作原理简介- 13 -十一.总结- 14 -参 考 文 献- 15 -致 谢- 16 -一.前言夹具最早出现在18世纪后期，随着科学技术的不断进步，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。在机床上对工件进行加工时,为了保证加工表面相对其它表面的尺寸和位置精度,首先需要使工件在机床上占有准确的位置,并在加工过程中能承受各种力的作用而始终保持这一准确位置不变。前者称为工件的定位,后者称为工件的夹紧,这一整个过程统称为工件的装夹。在机床上装夹工件所使用的工艺装备称为机床夹具。而机床夹具按专业化程度可分为通用夹具、专用夹具、组合夹具、成组夹具。它在保证产品优质、高产、低成本，充分发挥现有设备的潜力，以便工人掌握复杂或精密零件加工技术，以减轻繁重的体力劳动等诸方面起着巨大的作用。因此，机床夹具的设计和使用是促进生产迅速发展的重要工艺措施之一。夹具通常由定位元件（确定工件在夹具中的正确位置）、夹紧装置 、对刀引导元件(确定刀具与工件的相对位置或导引刀具方向)、分度装置（使工件在一次安装中能完成数个工位的加工，有回转分度装置和直线移动分度装置两类）、连接元件以及夹具体（夹具底座）等组成。对于此次要加工的变速箱，由于传统铣削变速箱壳体端面所使用的夹具复杂、生产效率低、工人工作强度大、夹具通用性低等特点，故需设计一种能满足现代化生产的专用夹具。当然，由于自己知识的缺陷，设计时考虑的不够周全，存在一些错误，还请各位老师和同学指正，我将做到虚心接受，努力提高自己。二设计任务设计题目：变速箱壳体铣面夹具设计姓 名陈亮班 级机制052学号20050416设计题目变速箱壳体铣面夹具设计指导老师樊十全零件名称变速箱壳体材料QT450-10生产类型中批量生产毛坯铸件生产纲领年生产量 5000 件设计任务零件简图如下图2-1，本工序铣削加工变速箱壳体侧端面，设计铣床手动专用夹具。 图2-1 三铣床夹具的主要类型与特点3.1 铣床夹具的主要类型 铣床夹具主要用于加工零件上的平面、凹槽、键槽、缺口、花键、齿轮及各种成形面等。由于铣削加工通常是夹具随工作台一起作进给运动，有时也作圆周进给运动，因此铣床夹具的结构，按进给方式不同铣床夹具可分为直线进给式、圆周进给式和靠模进给式三种类型。3.2 铣床夹具的特点铣削加工的切削用量和切削力一般较大，切削力的大小和方向也是变化的，而且又是断续切削，因而加工时冲击和振动较严重。所以对于此次所设计的夹具，要特别注意工件定位稳定性和夹紧可靠性；夹紧装置要能产生足够的夹紧力，手动夹紧时要有良好的自锁能力；夹具上各组成元件的强度和刚度要高。另外，由于铣削的切屑较多，夹具上应有足够的排屑空间，应尽量避免切屑堆积在定位支承面上。因此，定位支承面应高出周围的平面（可参考底板图纸），而且在夹具体内尽可能做出便于清除切屑和排出冷却液的出口。四对加工工件进行工艺分析在铣削端面前，变速箱壳体的上下表面与两定位孔都已加工好。对于上下表面其加工精度要求保证平面度为0.28，粗糙度为6.3，两表面间距离为165.15mm；对于两定位孔则是先钻，再通过铰刀精铰至10 mm.在加工侧端面时，侧端面尺寸要求为，表面粗糙度为3.2，分析可知由铣削直接加工就可达到要求。五定位方案设计5.1 工件与夹具体的定位 工件与夹具体的定位是间接通过定位块来实现的。定位块通过自己本身及定位插销12、四个内六角圆柱头螺钉16、衬套11实现与底板的定位。而对于工件与定位块的定位，为限制工件沿Z轴的移动自由度、工件绕X轴的转动自由度及工件绕Y轴的转动自由度，我们需用工件的下表面作为第一定位基准；为限制工件沿X轴方向的移动自由度、沿Y轴方向的移动自由度，需将工件上内孔1作为第二定位基准；同时为限制工件绕Z轴的转动自由度，需将工件上内孔2作为第三定位基准，这样就限制了工件的六个不定度，达到完全定位，而这种定位方式也就是我们常说的“一面两孔” 定位。5.2 夹具体与机床的定位 夹具体与机床的定位是通过两个定向键9、内六角圆柱头螺钉10，以及T型螺钉与压板将夹具体固定在机床导轨上，实现定位。定位方案示意具体情况如下图5-1：图5-15.3 定位误差计算在机械加工中，产生加工误差的因素很多，而其中与夹具相关的误差有夹具相对于机床成形运动的位置误差，夹具相对于刀具位置的误差，工件在夹具中的定位误差，工件在夹具中被夹紧时产生的夹紧误差，夹具磨损所造成的加工误差等，而我们此处的话，只对工件在夹具中的定位误差做一简单计算。定位误差由基准位置误差和基准不重合误差组成。基于此，对于一面两孔的定位，如下图5-2：图5-2可查机床夹具设计手册表1112得：基准位置误差 （5.1） （5.2）式中：为第一定位孔的公差，为圆柱销的公差； 为第二定位孔的公差，为菱形销的公差； 第一定位孔与圆柱销间的最小间隙； 第二定位孔与菱形销间的最小间隙； 为转角误差。又因圆柱销尺寸为，菱形销尺寸为，圆柱销与定位孔1的配合为，菱形销与定位孔2间的配合为，两定位孔尺寸为。由此可得对于基准不重合的误差有： （5.3）则定位误差 （5.4） =由此可知，此定位方式能够满足加工要求。六夹紧方案设计由于螺旋夹紧机构具有结构简单、制造容易、夹紧可靠、扩力比大、夹紧行程不受限制等特点，所以在手动夹紧装置中被广泛使用，而对于此次设计，即可用螺旋夹紧机构对工件进行夹紧，在这螺旋夹紧机构的结构是由底板1、六角螺母2、可调支柱3、双头螺杆4、压缩弹簧5、平垫圈6、移动压板7、平底螺母8构成。在对工件进行夹紧前，可先将可调支柱、六角螺母、双头螺杆、平底螺母拧松，待工件装上之后，通过压板压住工件，再分别拧紧可调支柱、六角螺母、双头螺杆、平底螺母，再加上定位块、圆柱销、菱形销、衬套的定位，实现对工件的夹紧与松开。根据工件尺寸，对移动压板的尺寸可初步拟定为厚度为25mm，长155mm，再据工件尺寸、压板尺寸、双头螺杆尺寸大小，可选M20X2.5的平底螺母作为压紧螺母。夹紧方案的确定如下图6-1所示（局部图）：图6-16.1铣削力的计算对于此零件，我们可用万能铣床X62W对其进行加工，所选铣刀为镶齿套式面铣刀，刀具材料为高速钢W18Cr4V.因工件材料为QT450-10,硬度为185HBS.则可查机床夹具设计手册表129得：计算公式为： （6.1）其中P-铣削力（N）；-在调整高速钢铣刀铣削时，考虑工件材料及铣刀类型系数，其值查表1210选取,此处为=294；t-铣削深度(mm)，指铣刀刀齿切入和切出工件过程中，接触弧在垂直走刀方向平面中测得的投影长度; -每齿进给量（mm/齿）; D-为铣刀直径（mm）; B-铣削宽度（mm），指平行于铣刀轴线方向测得的切削尺寸;z-为铣刀齿数;-为用高速钢铣削时，考虑工件材料机械性能不同的修正系数，对于QT450-10：。查金属切削手册表912可得，查表97可得D125mm,Z=14,又因工件的铣削深度为2.5mm,铣削宽度为110mm. 所以 6.2 夹紧力的计算查机械夹具设计手册表1211可得夹紧力计算公式 （6.2）其中K-安全系数; P-为切削力（N）;-为夹紧元件与工件间的摩擦系数;L、H、l-工件受力大概尺寸，其中L82.575mm，H165.15mm，l=52.5mm,具体如下图6-2：图6-2又因安全系数 （6.3）其中-考虑工件材料及加工余量均匀的基本安全系数;-加工性质系数;-刀具钝化程度系数;-切削特点系数;-夹紧力的稳定性系数;-手动夹紧时的手柄位置系数;-仅有力矩使工件与支承面接触的情况系数。查机械夹具设计手册表121和表122和表1212得: 。则代入夹紧力计算公式因螺旋夹紧机构是通过平底螺母来实现夹紧，若手柄长度为240mm，作用力为100N,则可查机械夹具设计手册表1225得螺母夹紧力N。所以有，故此夹紧装置能满足加工所需的夹紧力，能保证工件的加工精度，是可行的。七夹具体与其它装置设计7.1 夹具体设计夹具体是夹具的基础件。在夹具体上，要安装组成该夹具所需要的各种元件、机构和装置等。设计时应满足以下基本要求：1、应有足够的强度和刚度：保证在加工过程中，夹具体在夹紧力、切削力等的作用下，不致产生不允许的变形和振动；2、结构简单，具有良好的工艺性：在保证强度和刚度的条件下，力求结构简单，体积小，重量轻，特别是对于移动或翻转的夹具，其重量不应太大（一般不超过10KG），以便于操作；3、尺寸要稳定：对于铸造夹具体，要进行时效处理，对于焊接夹具体，要进行退火处理，以消除内应力，以保证夹具体加工尺寸的稳定；4、便于排屑：为防止加工中切屑积在定位元件工作表面或其他装置中，而影响工件的正确定位和夹具的正常工作，在设计夹具体时，要考虑切屑的排除问题。基于此，选夹具的结构为铸造结构，材料为45钢，夹具体进行时效处理，根据工件、定位元件、夹紧装置、对刀引导元件以及其他辅助机构和装置在总体上的配置，夹具体的外形尺寸大致可确定为长430mm，宽200mm,厚23mm。如下图7-1所示：（具体见夹具体零件图）：图7-17.2 其它装置设计铣床夹具依靠夹具体底面和定向键侧面与机床工作台上平面及T型槽相连接，以保证定位元件对工作台和导轨具有正确的相对位置。为了减小安装时的偏斜角的误差，安装定向键时应当使它们靠向T型槽的同一侧。对定向键的设计方案如下图7-2所示（局部图）： 图7-2对定向键的直角部分都倒1*45的倒角，在夹具体与定向键的连接部分中的直角开出凹槽，如图中的小凹槽。定向键与夹具体采用螺钉连接，对于定向键的大小，根据铣床工作台最大行程700*260*320，我们可以确定向键的尺寸，具体见定向键零件图。八技术条件制定1.圆柱销中心和菱形销中心到D面的距离之差为116.01mm。2. 菱形销相对于夹具体表面的垂直度要求为。3.夹具体侧面与基准面A的垂直度要求0.02，与基准C与基准D的公共连线的平行度要求为0.025。九夹具精度分析夹具误差必须满足如下公式： （9.1）dw是定位误差：dw=0.032;jw是基准位置误差：jw=0.004;jd是铣床夹具的对刀误差： jd =Sh （9.2）S塞尺的制造误差；h对刀块工作表面至定位元件的尺寸公差。查机床夹具设计手册塞尺基本尺寸可知：S=0.014。因为对刀块是用就地加工法加工的，所以可以认为：h=0。由此我们可知：jd=0.014得=0.0350.035可知,夹具精度符合要求。十.夹具工作原理简介下面我们来分析与说明它的工件原理:工件通过菱形销、圆柱销固定在定位块上，而定位块又通过定位插销和内六角圆柱头螺钉与夹具体相联，对于螺旋夹紧机构是通过六角螺母固定在夹具体上。在夹具体的底平面上安装定向键用于与铣床工件台面的连接与定位。装工件时，只要把平底螺母松开一点，并将移动压板向左移动一点即可把工件放上去，拧紧即可，开始对工件的进行铣面加工。卸载工件时，松开平底螺母
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