铣拨叉齿顶面铣床的夹具设计=设计说明书

1 铣拨叉齿顶面铣床的夹具设计 摘 要 夹具是非常复杂跟非常专业化程度非常高的工艺设备，夹具设计是非常依赖经验的设计，目前夹具的设计全部通过调整已有的类似夹具从而获得新夹具的设计。 此次设计了一款铣拨叉齿顶面的专用的夹具。此文详细说明专用的夹具地位跟作用，表明了为什么拨叉一定要精准，讲述了夹具的重要作用还有设计夹具时所注意的几点。并且对零件的图纸进行了分析，根据生产的需要，按照加工的要求，进行夹具设计。 首先确定了夹具的基本形式和组成，然后对夹具定位和夹紧的情况进行了分析，计算加工时工件的夹紧力与切削力 的关系，判断初步的设计是否符合要求。然后对夹具的尺寸以及公差进行相应的计算，根据需求选择标准的零件。最后进行误差分析。因为形成误差的因素很多，所以要仔细的分析，这样才能确定本次设计的夹具是否可以满足加工零件加工的要求。 通过实际应用表明，该夹具能非常好的完成给定任务，具有较好的实用性。 关键词： 加工工序； 夹紧； 定位； 误差。 2 ABSTRCT The fixture is one of the most complex process equipment and the highest degree of specialization, the fixture design is highly depended on the experience of design, through the design of fixture adjustment is generally have similar to obtain new fixture, rarely start from scratch. In this paper, the design of the fixture shift fork. In this paper, a detailed description of the status and role of the special fixture, to make clear the reasons of the fork must reach a certain precision, several aspects need to pay attention to the importance of clamp and fixture design. And the parts drawing are analyzed, according to the need of production, according to the processing requirements, design of fixture. First determine the form and composition of the fixture, followed by the analysis of fixture locating and clamping, clamping force and the calculation of the cutting force during machining, judge whether it meets the requirements of the preliminary design. Then, the fixture dimension with dimension and tolerance were calculated, according to the standard parts. Finally, error analysis. There are many factors in the formation of error, need to carefully separate, so as to ultimately determine the design of the fixture meets with parts processing requirements. The practical application shows that, the fixture can be very good to complete the task, have good practicability. Keywords: the cutting specifications； clamp,； the localization； error。 3 目 录 1 绪论 .4 1.1 夹具设计意义 .4 2 零件分析 .4 2.1 零件的作用和装配关系 .4 3 工艺规程设计 .5 3.1 确定毛坯的制造形式 .6 3.2 定位基准的选择 .6 3.3 拨叉的定位基准 .7 3.4 制定工艺路线 .8 3.5 机械加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的确定 .8 3.6 确定切削用量及基本工时 .9 4 夹具设计 . 12 4.1 机床夹具的组成 . 12 4.2 毛坯的定位元件 . 13 4.3 定位误差分析与计算 . 15 4.4 夹紧机构分析与计算 . 16 4.5 夹具的设计 . 17 5 结论 . 19 参考文献 . 20 致谢 . 21 4 绪论 1.1 夹具设计意义 夹具设计是通过学完机械制造基础以后，进行生产实习之后的接下来的环节。它要求同学们通过本次设计能够灵活的运用所学的知识记性工艺结构的基本设计的能力。学生通过机械制造技术基础设计，应在下述各方面得到锻炼： （ 1）能熟练运用制造技术基础课程中的基 础理论以及在生产实习中学到的实践知识，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，保证零件的加工质量。 （ 2）提高结构设计能力。学生通过设计夹具（或量具）的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。 （ 3）学会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处，能够做到熟练运用。 2 零件分析 2.1 零件的作用和装配关系 拨叉是本次设计的加工零件。在车床的变速机构里，起到换档的作用，使主轴回运动依照工作者的需要进 行，从而得到需求速度和扭矩的作用。零件上方直径 30mm孔跟操作机构相连，二下方直径 55mm 半孔就用在跟控制齿轮所在的轴接触。通过上边的力拨动下边的齿轮变速。两个零件铸成一体，加工时再分开。 如图 1-1图，材料是 QT40-17，毛坯是精铸件，要在它上钻 M8 螺纹底孔，因为设计大批生产时钻夹具，所用夹具必须控制六个自由度不能有过定位。下面我们先对其拨叉做一些剖析。 5 图 1-1 拨叉零件图 该零件圆柱长度方向尺寸 80mm 的两端面、内径尺寸 30H7mm 以及外径尺寸55mm均已加工好。 零件材料是 QT450-10，灰铸铁生产工艺不难，铸造性能很好，就是塑性不好、脆性很高，不合适磨削，为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求。 需要加工的表面： 1.小孔的上端面、大孔的上下端面； 2.小头孔 30mm 孔； 3.大头半圆孔 47.5mm； 位置要求： 小头孔上端面跟小头孔中心 线的垂直度误差是 0.05mm、大孔上下端面跟小头孔中心线的垂直度误差是 0.07mm。 综上所述，能对拨叉底面进行粗加工，再用专门夹具进行粗基准加工，而且还要确保位置精确度。接着依据各种加工方式的经济精确度和机床所可以达到的位置精度，并且这个拨叉零件没非常复杂的加工曲面，因此依据上述技术的需求采取通常的加工工艺就能保证。 3 工艺规程设计 6 3.1 确定毛坯的制造形式 零件材料为 QT450-10。因为零件在机床运行过程中不会受到太大的冲击，零件的结构也较简单，生产类型为大批生产，因为选用铸件毛坯。选取铸件尺 寸公差等级是 CT9级，这个拨叉零件的生产是每年 4000件，质量每个 1.0Kg，因此该拨叉生产类型是大量生产，初步工艺安排：加工时工序划分的阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采取专门工装。 3.2 定位基准的选择 定位基准的选取 作为工艺规程设计时最主要的工作。基面选取的正确跟适当，可确保加工的质量，使生产效率得到增强。要不，加工工艺的时可能出现很多问题，更会造成大批的损失，使生产无法继续正常的进行。 （ 1）粗基准的选择：定位粗基准是用零件的地面为主，用两个小头孔的外圆表面作为辅助的粗基准。这样有五 个自由度和一个垂直的机械加紧，就可以完全定位了。 （ 2）精基准的选择：想使零件的加工精度跟装夹精准便捷，根据“基准重合”跟“基准统一”原则，定精基准是以粗加工后的底面为首的，两个小头孔内圆柱表面是辅助的定位精基准。要是设计基准跟工序基准不重合，此时尺寸换算，以后还要专门计算，此处不能有重复。 因此，工件在安装的时候首要紧靠机床工作台或夹具上这 6个支承点，它的6个自由度及全部受限制，工件及可得到全部确定位置。 工件在定位时，用分布合适的 6个支承点跟工件定位基准相接触来限制工件的 6个自由度，使工件的位置完全确定 ，称作“六点定则”。 6 点定则作为工件定位基本定则，用在现实生产时，起到支承作用的是规定形状的几何体，这用来规定工件自由度的几何体是定位元件。如图 2-1所示。 图 2-1 物体在空间具有六个自由度 2.完全定位、不完全定位跟欠定位 比如在一个长轴上边铣一个两头不相通的键槽，加工要求除了键槽本身的宽、 7 深和长之外，还应确保槽距轴端的尺寸和槽对外圆轴线的对称度。这时候绕工件轴线转动的自由度就不必控制而只控制五个自由度就行了。工件中六个自由度没有全部的受限现象称为不完全定位。 当满足加工时，采用不完全定位是可以的 。但依据加工条件应当控制的自由度而没有被限是不可以的，它必然不可以保证加工条件，此现象称作欠定位。 3.过定位现象 工件某个自由度重复受限的情况是过定位。通常时候下应该尽可能的避免过定位这种现象。 但在某种情况下，过定位的情况不但允许，还是必要的。这时应该采用合适的手段使定位基准之间跟定位元件间的位置精度得到提高，以免产生干涉。 使它的中心可以和顶尖的中心一样。定位基准选择。粗基准：没有加工毛坯表面。精基准：已加工表面。考虑因素： 加工面跟不加工面。加工面跟待加工面。加工面 定位基准之间的位置关系及夹具结 构、定位装夹等要求。粗基准的选择：余量均匀原则，重要表面；要求高的孔；导轨表面。（使用一次原则：某一自由度只可以实际用一次， 使用但不用来限制自由度不计算。基准重合原则： 定位的基准与设计的基准重合夫人定位尺寸： 设计的基准跟定位的基准之间的尺寸基准不重合误差大小及定位尺寸公差。粗、精准选用要点：精基准应当考虑要点是怎样减小误差，使定位的精确度更准确；粗基准的考虑要点就是加工面有足够的余量，加工面跟不加工面的大小，位置的准确度，提供精基准。粗、精基准选择的每条原则，从不同角度提出的要求，在实际中经常会冲突，一 定要结合实际的生产条件进行分析，抓住主要问题，灵活选取这些原则。 3.3 拨叉的定位基准 依据此次工序加工需要，工件要求限制六个自由度进行定位，及全定位。因此以圆柱端面跟圆柱内孔还有拔叉侧坂定位，其中圆柱端面应控制 3 个自由度，圆柱内孔应控制 2 个自由度，拔叉侧面控制 1 个自由度，具体定位如图 2-2 所示。 图 2-2 工件定位基准的选择 8 3.4 制定工艺路线 制定工艺路线的出发点，应该是使零件的几何形状、尺寸精确度还有位置的精确度等技术要求才可以得到合理的保证。当生产纲领决定大量生产时，可采取万能性机床配上专门的夹具，并且尽可能提高工序生产效率。处此之外，还必须尽可能的降低成本。 1.工艺路线方案一 工序 粗铣 47.5mm 孔的两头的端面。 工序 精铣 47.5mm 孔的两头的端面。 工序 粗镗、半精镗、精镗 47.5mm 孔至图样尺寸。 工序 钻、扩、铰两端 30mm 孔至图样尺寸。 工序 铣断保证图样尺寸。 工序 去毛刺，检查。 2.工艺路线方案二 工序 粗铣 47.5mm 孔的两头的端面。 工序 钻、铰两端 30mm 孔之图样尺寸。 工序 粗铣中间孔上端面至 55mm。 工序 粗镗、半精镗、精镗 47.5mm 孔至图样尺寸。 工序 铣断保证图样尺寸 工序 去毛刺，检查。 3. 工艺方案的比较与分析 综上所述的 2 个工艺方案特征：方案一是首先加工完跟直径为 30mm 的孔有垂直度要求的面再加工孔。而方案二就不一样，首先加工直径为 30mm 的孔，其次以孔的中心轴线来定位加工完个人个人跟有垂直度需求的三个面。方案一装夹的次数较少，但是在加工直径为 30mm 时最多也只能确保一个定位面与之的垂直度要求。其余两个面较难确保。所以，这个方案有很大的不到位。方案二在加工三个面时全用直径为 30mm 孔的中心轴线来定位这样很容易就可以保证其与三个面的位置度要求。这样就体现了基准重合原则。其余的工序尤为平时容易不需再讨论。这样一比较最后的工艺方案为： 工序 粗铣 47.5mm 孔的两头的端面。 工序 钻、铰两端 30mm 孔之图样尺寸。 工序 粗铣中间孔上端面至 55mm。 工序 粗镗、半精镗、精镗 47.5mm 孔至图样尺寸。 工序 铣断保证图样尺寸 工序 去毛刺，检查。 3.5 机械加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的确定 “拨叉”零件的材料为 QT450-10，毛坯重量大约是 1.6 ,生产类型是大批 9 量生产，应采取砂型铸造毛坯。 1.外圆表面（ 47.5mm） 它铸造精度是 CT9。还需铣断，故对 47.5mm 的中心轴线尺寸偏差为 115.5的范围内。 2. 两小孔 30mm 因毛坯是实心，两内孔精确度需求在 IT7 到 IT8，参考切屑加工简明实用手册表 8-21 决 定工序尺寸跟余量： 钻孔： 29.8mm 2Z=29.8mm 铰孔： 30mm 2Z=0.2mm 3.中间孔（ 47.5mm） 中间的孔尺寸很大用铸造，查询机械制造工艺设计手册表 1-13 得：孔的铸造毛坯是在 47.5 孔的基础上铣削加工可得，他的轴向尺寸上下表面的距离是30mm，因为对轴向尺寸要求并不高，直接铸造及可。 参照切屑加工简明实用手册表 8-95 确定 47.5mm 工序尺寸及余量： 粗 镗： 43mm 2Z=4mm 半精镗： 47mm 精 镗： 47.5mm 3.6 确定切削用量及基本工 时 工序 粗铣 47.5mm 孔的两头的端面。 1. 加工条件 工件材料： QT450-10，硬度 190 260HBS， b =0.16Gpa，铸造。 加工要求：粗铣的两头端面至 81mm、粗铣的大孔端面至 30mm。 机床： X52K 立式铣床参数。 刀具：涂层硬质合金盘铣刀 45mm，选取刀具前角 o 5后角 o 8，副后角 o=8，刀齿斜角 s= 10,主刃 Kr=60,过渡刃 Kr=30,副刃 Kr=5过渡刃宽 b=1mm。 2.计算切削用量 1）铣削深度 ap=2mm 2）计算切削速度 按 简明手册 V c=vpvvevzvpm vov KZuayfXaTqdC 算得 Vc 98mm/s， n=439r/min,Vf=490mm/s 据 X52K 立式铣床参数，选择 nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度 V c=3.1480475/1000=1.06m/s,实际进给量为 f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。 3)校验机床功率 查询简明手册 Pcc=1.5kw,又因机床的功率是 PcmPcc。故校验合格。 10 最 终 确 定 ap=2mm ， nc=475r/min,Vfc=475mm/s ， V c=1.06m/s ， f z=0.15mm/z。 4）计算基本工时 tm L/ Vf=9.4s。 工序 钻、铰两端 30mm 孔之图样尺寸。 1. 加工条件 工件材料： QT450-10，硬度 190 260HBS， b =0.16Gpa，铸造。 加工要求：钻孔到 29.8mm，精铰到 30mm，确保孔壁的粗糙度为Ra=1.6m。 机床： Z512 台式钻床。 刀具： YG8 硬质合金麻花钻 21.8mm，钻头采用双头刃磨法，后角 o 12、二重刃长度 b =2.5mm、横刀长 b=1.5mm、宽 l=3mm、棱带长度 mml 5.11 、1202 100 、 30 。 YG8 硬质合金铰刀 30mm。 2.计算切削用量 1）查切削用量简明手册 rmmf /1.1 。 按钻头强度选 择 rmmf /75.1 按机床强度选择 rmmf /53.0 ， 最终决定选择机床已有的进给量 rmmf /1.1 。 2）钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度（查简明手册）为 0.5 . mm，寿命 min60T 3）切削速度 查切削用量简明手册 rmmvc /12修正系数 0.1TVK0.1MVK0.1tvK 0.1Kxv 0.11 vK 10apvK 故 rmmvc /12 。 m in/46510000rd vn s 查简明手册机床实际转速为 min/460 rnc 。 故实际的切削速度 smndv sc /52.01 0 0 00 。 3. 计算基本工时 snfLt m 745.12 7 2 1030 因为所有工步所用工时较短，故使切削用量一样，以缩短辅助的时间。 钻和精铰的切削用量如下： 钻孔： min/460 rn rmmf /1.1 smvc /52.0mmd 8.210 。 精铰： min/850 rn rmmf /1 smvc /98.0mmd 220 。 工序 粗铣中间孔上端面至 55mm。 1. 加工条件 工件材料： QT450-10，硬度 190 260HBS， b =0.16Gpa，铸造。 加工要求：粗铣中间孔上端面到 55mm 确保端面粗糙度为 Ra=3.2 m，确保 11 孔壁粗糙度为 Ra=6.3 m。 机床： X63卧式铣床。 刀具：涂层硬质合金盘铣刀 45mm，选择刀具的前角 o 5 后角 o8 ，副后角 o =8 ，刀齿斜角 s= 10 ,主刃 Kr=60 ,过渡刃 Kr =30 ,副刃 Kr =5 过渡刃宽 b =1mm。 2.计算切削用量 1）铣削深度 因切削量很小，所以可选择 ap=4mm，一次走刀就可完成。 2）计算切削速度 按简明手册 V c=vpvvevzvpmvov KZuayfXaT qdC算得 Vc 98mm/s， n=780r/min,Vf=490mm/s 据 X52K 立式铣床参数，选择 nc=750r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度 V c=3.14 80 750/1000=1.78m/s,实际进给量为 f zc=V fc/ncz=750/(300 10)=0.25mm/z。 3)校验机床功率 经 查简明手册 Pcc=2kw,又因机床功率是 PcmPcc。故检验合格。 最终确定 ap=1mm， nc=750r/min,Vfc=475mm/s， V c=1.78m/s， f z=0.15mm/z。 4）计算基本工时 粗铣中间孔上端面至 55 mm， tm1=L/ Vf=13s 粗铣中间孔下端面至 30mm， tm2=L/ Vf=13s 精铣小孔上端面至 55mm， tm3=L/ Vf=8s 工序 粗镗、半精镗、精镗 47.5mm孔至图样尺寸。 1. 加工条件 工件材料： QT450-10，硬度 190 260HBS， b =0.16Gpa，铸造。 加工要求：粗镗中间的孔到 25mm、半精镗中间的孔到 28.5mm、精镗中间的孔到 30mm。 机床： T616卧式镗床。 刀具： YG8硬质合金镗刀。 2.计算切削用量 单边余量 ,3mmZ 分三 次切除，则 第一次 mmap 2。根据简明手册4.2-20查得，取 rmmf /1 。根据简明手册 4.2-21查得，取 ： min/245 rn 。 3.计算切削基本工时： sfLtmm 3052.02 0 0 1212 同理，当第二次 mmap 6.0，第三次 mmap 4.0时，进给量 rmmf /3.0 和rmmf /12.0 ，机床主轴转速都取 64r/min， 切削基本工时 分别为 100s和 80s。 工序 铣断保证图样尺寸 12 1. 加工条件 工件材料： QT450-10，硬度 190 260HBS， b =0.16Gpa，铸造。 加工要求：铣断后保证 两边对称相等。 刀具： YG硬质合金圆盘铣刀，厚度为 4mm。 机床：组合机床。 2.计算切削用量 查切削手册，选择进给量为： rmmf /3.0 ,切削速度为： smv /1 ，则： m in/1 0 073 11 0 0 01 0 0 0 rd vnws 根据简明手册表 4.2-39，取 min/100 rn w ，故实际切削速度为： smndv ww /11 0 0 0 1 0 0731 0 0 0 查切削手册表 4.2-40，刚好有 m in/400 mmfm 。 计算切削基本工时： sfyltmm 1 2 64 0 0 3072 工序 去毛刺，检查。 4 夹具设计 4.1 机床夹具的组成 夹具的基本组成有以下几个部分： 1.位元件和定位装置：用在判定工件在夹具的位置是否正确。 2.紧元件和夹紧装置：用在夹紧件中，以确保工件定位后的位置加工的过程时不发生变话。 3.向或对刀元件：用在决定夹具和刀具的相对位置。如钻夹具中钻套等。 4.具体：用于将各种元件、装置安装。 5.其他元件和装置：钻具作为生产上应用的非常广泛的机床夹具，型式很多 ，这是因被加工孔的位置对在定位基准说，是很分散的而且几何关系变化的很多所导致的，其夹具设计的重要特点跟要求有：正确选择钻具的结构型式 被加工足够孔的数目、精度需求还有工件生产批量大小所规定的。 钻具首要作用是使工件所加工表面的轴线在机床主轴的轴线上，并且保证刀具的旋转对工件定位基准有正确的相互位置。 13 总体来说，钻具结构的刚度很不错，所加工孔的位置精确度很高。在钻具工序过程中，刀具轴线基本都和机床工作台是相垂直，因此钻具上有垂直跟钻套轴线的底平面，使钻有稳定地放置在机床的工作台，以确保所加工孔的正确方向并承受 轴向切削力。要注意装卸工件方便，安装无误，便于排屑与冷却刀具。 （ 1）该切屑可以靠它的重量或靠它运动是所具有离心力无妨碍的离开钻具。 （ 2）有能在钻具本壁上开窗口或通槽以便切屑的通过和排除。 （ 3）切屑通过的地方要平整，光洁度一般为 65 。 （ 4）免有切屑不易通过的内部棱角和凸台等。 （ 5）定位面跟安装面要求比周围的平面稍高，这样，周围就算有切屑出现，也不会导致工件定位跟安装受影响。 （ 6）定位面与安装面的面积不应过大，只要可以稳定地维持工件跟夹具就行。 （ 7）配合表 面的根部转接处，应开有空刀槽，这样就可密合也可方便清除垃圾。 夹紧装置的安排应该合理，使钻模或定位销不因弯曲力矩所影响加工精确度 定位方法跟定位元件的使用，包含定位元件的结构、形状、尺寸和布置形式等，取决于工件的加工需求，工件的定位基准跟外力作用情况因素。 1、工件以平面定位 所以可依据光洁度所断定表面好坏。光洁度等级不一样，平面好坏也可有不同，但相差较小，对于定位方法和定位件的设计不能引起原则性差别。 本文设计的钻夹具的定位的基准以拨叉零件的圆柱孔端面为第一定位基准，受限工件的 3 个自由度，即工件以平面定位 ，并且此端面是已机械加工过的。 工件用早已机械加工平面定位工件在经机械加工后，基准平面的误差比较小。能直接用在平面定位。但为使定位的稳定性跟定位精确度得到加强，对刚度非常好，而基准面的光洁度并且平面度不是很高。轮廓的尺寸很大的工件，应叫定位平面中间位置挖低一点。 基准面轮廓尺寸大于定位平面轮廓尺寸。要不经较长时间的磨损后定位的平面上就会出现磨损，以后定位会因此导致倾斜。 4.2 毛坯的定位元件 1.拔叉定位及其元件 定位件会有多种选择，如：夹具本体、固定的支承销、固定的支承板、可以调节的支承还有自位支承等。 此钻夹具选择固定支承板作为平面定位的元件，如图 4-1 所示。 14 图 4-1 定位元件 支承板常可用于装以铸铁制造的或其于不耐磨损的夹具体。支承板可用 2 个或 3 个螺钉在本体上固定。这种支承板的缺点是螺钉头处的凹坑容易集中很小的屑，清理不方便。支承板尽量做成细短，同时刚度较强 ，使淬火时不至翘曲。 支承板可用于精基准定位，它分为 A、 B两种类型，如图 4-2所示。 A型 B型 图 4-2 定位支承板 A 型用在侧面跟顶面定位， B 型为带斜拉槽形式，通常用在底面定位。支承板用紧定螺钉紧固于夹具体上。如果受力过大或支承板有移动趋势时，应当增强圆锥销或将支承板嵌入夹具体槽中。采取 2 个以上支承板定位时，装配后应磨平工作表面，以保证等高性。 本设计的支承板用于侧面定位，故选择 A 型。 工件以圆柱孔定位，夹具上通常用的定位 元件是心轴跟定位销。 定位销的结构类型根据实施应用的不同有不同的形式，此设计中采取的定位销的结构形式如图 4-3 所示。 15 图 4-3 定位销结构 4.3 定位误差分析与计算 在机械加工的过程中，出现加工误差的原因有很多。在此之中，有一个原因是与机床夹具相关的。当工件在夹具中定位的时候，每个工件所占据的位置是不同的。由于工件在夹具中定位不准确所引起的加工误差，称为定位误差，用 D 表示。 1.定位误差产生的原因 1）基准不重合误差 由于工序基准与定位基准不重合而引起的工序基准 相对于定位基准在加工尺寸方向上的最大位置变动量，称为基准不重合误差，用 B 表示。 222 m inm a x dB Tdd =式中 dT 工件外圆的直径公差。 2）基准位移误差 由于定位副的制造公差以及最小配合间隙的影响，会引起定位基准在加工尺寸方向上有位置变动，其最大位置变动量称为基准位移误差，用 Y 表示。 1221 OOOOOOY = 222 0m a x0m i nm i n0m a x dDTTdDdD += 式中 DT 工件内孔的直径公差； 0dT 定位心轴的直径公差。 3）定位误差的计算 定位误差是工件加工误差的一部分，在分析定位方案时，根据工厂生产实际经验，定位误差应控制在工件对应误差的 1/31/5 以内。 按合成法计算定位误差 D 时，先分别算出基准不重合误差 B 和基准位移误 16 差 Y ，然后将两者组合而得。当 0Y 、 0 =B 时 D = Y 。当 0 =Y 、 0B 时，D = B 。当 0 Y 、 0B 时，如果工序基准不在定位基准面上，则 D = Y + B ；如果工序基准在定位基准面上，则 D = Y B ，当由于基准位移和基准不重合分别引起加工尺 寸作相同方向变化（即同时增大或同时减小）时，取“ +”号，而当引起加工尺寸作相反方向变化时，取“ -”号。 根据定位误差产生的原因的，可得加工尺寸的定位误差为： 222 0 ddDBYD TTT +=+= 根据以上对定位误差分析、公式 3-1、 3-2、 3-3 以及夹具定位元件的尺寸精度，计算本次设计夹具设计的定位误差如下： 定位销与工件的配合公差为： mmhH6724由公式 1 计算定位基准不重合误差为 B =0 由公式 2 计算定位基准位移误差为 Y 222 0m a x0m i nm i n0m a x dD TTdDdD += = )(017.02 013.0021.0 mm=+由公式 3-3 得工件安装定位误差为 )(017.00017.0 mmBYD =+=+= 故本设计的夹具通过计算得到工件的定位安装误差是： =D 0.017mm 4.4 夹紧机构分析与计算 工件在夹具中除了定位之外，因加工过程中会受切削力、离心力、惯性力和重力等外力作用，为阻止工件因此发生运动而破坏定位时获得的正确位置，工件在夹具中所 需夹紧。夹紧的基本要求 : 决定夹紧力就是决定夹紧力的方向、大小跟作用点。它必须要综合工件结构特点跟加工需求、定位元件的结构跟布置方式、切削条件还有切削力大小等具体情况来进行。 1.夹紧力方向的确定 1）夹紧力方向是有助工件定位，而不是破坏定位。因此常常规定主夹紧力应该垂直指向第一定位基准面。 2）夹紧力方向尽量跟工件刚度大方向一样，以缩小工件形变。 3）夹紧力方向尽量与切削力、工件的重力方向一样，以缩小所需夹紧力。 依照上边夹紧力方向的基本原则，并综合此设计的夹具的实际情况做出如下 17 分析： 由图可见，左端面是 工件定位面，并以左圆住端面为第一定位基准面来限制三个自由度，依据夹紧力方向应指向第 1定位基准的原则能决定本夹具的夹紧力方向跟工件圆柱轴线方向相同，并且工件在圆柱径向方向上刚度明显比在轴线方向上的刚度小，依据夹紧离的方向应可能跟工件刚度大的方向一样，以缩小工件发生形变的基本原则。 2.夹紧力作用点的选择 夹紧力作用点需正对于支承元件所形成的稳定受力区域内，以确保工件已得到的位置不发生变化。夹紧力的作用点和支承点应可能接近切削部位，以提高工件切削部位刚度和抗振性，夹紧力作用。 因此夹紧力作用点是工件圆柱右端 面。 3.夹紧力大小的计算 KFFJ = 式中 ： K 安全系数，一般取 1.52.5； F 由静力平衡计算的出的理论夹紧力，单位为 N。 根据实际分析出夹紧力 )ta n( += QRPLT 式中 T 加在楔槽式夹紧机构上的夹紧转矩（ N/m）； L 手柄上力的作用点到回转轴间的距离（ m）； P 加在手柄上的外力（ N）； Q 夹紧力（ N）； R 螺旋槽的作用半径（ m）； 螺旋槽升角； 螺旋槽与定位销之间的摩擦角。 夹紧力可以由上式得出 )tan( += R PLQ（ N） 这个夹紧力是理论上的夹紧力，应乘安全系数所以得出夹紧机构的事实夹紧力是 )t an (2 += R PLKQF J（ N） 为了加强生产率，确保生产的质量，减小劳动强度，需设计专门的夹具。并设计铣拨叉齿顶面铣床夹具。 4.5 夹具的设计 因为是第一道工序，只可以以底面作粗基准。又因底面是粗基准，故采取了 18 4个球头支撑钉。 2切削力及夹紧力计算 1） .切削力 FVFzFwqueyzXpFndzafaCF0 查表得其中： 修正系数 0.1vk30FC 83.0Fq 0.1FX 65.0Fy 83.0Fu 8Pa z=24 0Fw 代入上式，得 F=889.4N 因需考虑安全系数 K=4321 KKKK其中： 1K 为基本安全系数 1.5 2K 为加工性质系数 1.1 3K为刀具钝化系数 1.1 4K 为断续切削系数 1.1 所以 NKFF 7.1775 因为工件所受夹紧力大于工件所受的切削力，并且实际的夹紧力大于所需的夹紧力。因此本夹具是安全可靠。