安徽机电职业技术学院机床夹具设计说明书

课程设计说明书安徽机电职业技术学院机床夹具设计课程设计任务书2013/6/22目录设计任务书 3课程设计说明书正文 3序言 4课程设计分析 5一、课程设计的要求 5二、设计题目 5三、工件的夹紧及夹具的夹紧设计 5四、铣床夹具特点 6五、铣床专用夹具的设计原则 6六、应用定位原理几种情况 7零件的分析 9一、零件的作用 9二、零件的工艺性分析 9三、确定生产类型 10工艺规程设计 11一、基面的选择 11二、粗基准的选择 11三、精基准的选择 11四、定工艺路线 11五、选择毛坯、确定毛坯尺寸 13六、夹具总图应标尺寸，公差 13工件的定位 14一、工件的定位方案 14二、定位误差的分析与计算 18工件的夹紧 21一、夹紧装置的组成及基本要求 21二、 夹紧力的确定 24对刀元件、连接元件及夹具体 29一、对刀元件 29二、定位键 30三、夹具体 30切削用量计算 31一、选择刀具 31二、选择切削用量 31夹具结构工艺性和经济性分析 32一、夹具的结构工艺性 32二、夹具的经济性分析 32课程设计心得体会 35参考文献 36安徽机电职业技术学院anhuijidianzhiyejishuxueyuan机床夹具设计课程设计任务书设计题目：铣削槽口工序专用夹具设计设计内容： 1、产品零件图 2、产品毛坯图3、夹具设计装配图4、夹具设计零件图5、课程设计说明书系 部 机械工程系 专 业 班 级 学 号 序 号 姓 名 指导教师 2013年6月序言机床夹具课程设计一般安排在完成了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后。这是进行毕业设计之前的一次综合性复习及理论联系实际的实践训练，对我们的大学生活及以后进入社会参加工作具有重要意义。从中有效地锻炼了我们提出问题、分析问题、解决问题的能力。我国社会主义现代化要求机械制造工业为国民经济各部门的技术进步、技术改造提供先进、高效的技术装备，它首先要为我国正在发展的产业包括农业、重工业、轻工业以及其它产业提供质量优良、技术先进的技术装备，同时还要为新材料、新能源、机械工程等新技术的生产和应用提供基础装备。本论文是结合目前实际生产中，通用夹具不能满足生产要求，用通用夹具装夹工件效率低、劳动强度大、加工质量不高，而且往往需要增加划线工序，本论文为铣床专用夹具，主要包括夹具的定位方案，夹紧方案、对刀方案，夹具体的设计及加工精度等方面的分析。本夹具能在加工常规零件的时候使质量进一步提升，并降低劳动强度，能在保证产品质量加工精度的同时批量生产，从而降低生产成本。从而夹具的使用在某种程度上提高实际生产中企业的效益 。因而对夹具知识的认识和学习，在今天显的优为重要起来。由于能力有限，设计中尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。课程设计分析一、课程设计的要求：1.运用已学过的机床夹具设计及有关课程的理论知识以及生产实习中所获得的实际知识，根据被加工零件的要求，设计既经济合理又能保证加工质量的夹具。2.培养结构设计能力，掌握结构设计的方法和步骤。3.学会使用各种手册、图册、设计表格，规范等各种标准技术资料，能够做到熟练运用机械制造技术课程中的基本理论，正确的解决一个零件在加工中的加工基准的选择、定位、夹紧、加工方法选择以及合理安排工艺路线，保证零件的加工质量。4.进一步培养机械制图、分析计算、结构设计、编写技术文件等基本技能。二、设计题目： 铣削槽口工序专用夹具设计三、工件的夹紧及夹具的夹紧设计：工件在夹具中定位后一般应夹紧，使工件在加工过程中保持已获得的定位不被破坏。由于工件在加工过程中受切削力、惯性力、夹紧力等的作用，会形成变形或位移，从而影响工件的加工质量。所以，工件的夹紧也是保证加工精度的一个十分重要的问题。夹紧机构设计时一般应满足以下六个主要原则：夹紧时不能破坏工件在定位元件上所获得的位置。夹紧力应保持工件的位置在整个加工过程中不变或不产生不允许的振动。使工件不产生过大的变形和表面损伤。夹紧机构必须可靠。夹紧机构操作必须安全、省力、方便、符合工人操作习惯。四、铣床夹具特点：在机械加工中，各类铣床应用是比较广泛的，所以设计铣床夹具的工作量也较大。在设计铣床夹具时，应充分注意铣削加工的特点：一般切削量较大，多属断续切削，故切削力较大容易产生振动。因此夹紧装置要有足够的夹紧力，夹具本身也应足够的刚度和强度。另外，由于铣削加工的万能性，常遇到结构形状不规则的工件，因此还要尽量考虑采用快速安装工件的装置，以节省辅助时间。在结构上，铣床夹具的重要特征是：采用定向健和对刀装置来确定夹具和机床、刀具之间的相对位置关系。五、铣床专用夹具的设计原则：（1）由于铣削过程不是连续切削，且加工余量较大，所以不但所需的切削力较大，而且切削力的大小及方向随时都可能在变化， 致使在铣削过程中产生振动。因此铣床夹具要有足够的夹紧力，夹具结构要有足够的刚性。（2） 为了提高铣床夹具的刚性，工件待加工的表面应尽量不超出工作台，在确保夹具有足够排屑空间的前提下，尽最降低夹具的高度，一般夹具高与宽之比为 1：1.25。 （3）对于以铸、锻件毛坯面定位的铣夹具，应以毛坯图作为设计夹具的依据，以免对工件毛坯余量尺寸和形状误差、分型面或浇 冒口等问题因考虑不周而影响夹具的合理性和可靠性。 （4）以工件毛坯面定位时，为避免毛坯误差，应多设置若干个辅助支承。 （5）要特别注意在铣削过程中容易变形的部位，并设置必要的辅助支承。（6）为了获得较大的夹紧力，在铣床夹具中尽可能采用扩力机构。（7）为了防止工件在加工过程中因振动而使夹紧松脱，夹紧装置应具有足够的自锁能力。（8）从侧面压紧工件的着力点应低于工件侧面的支承点，并使其产生作用在支承上的合力。六、应用定位原理几种情况：（1）完全定位 工件的六个自由度全部被限制，它在夹具中只有唯一的位置，称为完全定位。（2）部分定位工件定位时，并非所有情况下都必须使工件完全定位。在满足加工要求的条件下，少于六个支撑点的定位称为部分定位。在满足加工要求的前提下，采用部分定位可简化定位装置，在生产中应用很多。如工件装夹在电磁吸盘上磨削平面只需限制三个自由度。（3）过定位（重复定位）几个定位支撑点重复限制一个自由度，称为过定位。一般情况下，应该避免使用过定位。通常，过定位的结果将使工件的定位精度受到影响，定位不确定可使工件（或定位件）产生变形，所以在一般情况下，过定位是应该避免的。过定位亦可合理应用 虽然工件在夹具中定位，通常要避免产生“过定位”，但是在某些条件下，合理地采用“过定位”，反而可以获得良好的效果。这对刚性弱而精度高的航空、仪表类工件更为显著。工件本身刚性和支承刚性的加强，是提高加工质量和生产率的有效措施，生产中常有应用。大家都熟知车削长轴时的安装情况，长轴工件的一端装入三爪卡盘中，另一端用尾架尖支撑。这就是个“过定位”的定位方式。只要事先能对工件上诸定位基准和机床（夹具）有关的形位误差从严控制，过定位的弊端就可以免除。由于工件的支撑刚性得以加强，尾架的扶持有助于实现稳定，可靠的定位，所以工件安装方便，加工质量和效率也大为提高。零件的分析一、 零件的作用题目所给的零件是接头。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。生产类型：中批生产,铣槽28H11的专用夹具。设计铣槽时用专用铣床夹具。机床：X6132 刀具：28键槽铣刀（W18Cr4V）。二、 零件的工艺性分析通过对该零件图的重新绘制，知原图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。该零件由圆柱体组成，因此涉及到车削、铣削。1 圆柱体30g10的长度为25mm，槽深35mm，零件总长70mm。2 圆柱体30g10中心线与圆柱孔20H7中心线同轴，同轴度误差为0.02mm。 3 30g10的底面为零件的定位基准面1。4 圆柱孔6H9距基准面1的距离为13mm，其偏差为0.1mm。5 圆柱孔10距28H11槽底面的距离为23mm。其轴线与6H9的轴线异面垂直。6 上端铣槽深度35mm，铣槽方向与6H9的轴线方向一致，槽宽28mm，槽的对称度误差为0.12mm。由上面分析可知，根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此接头零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。 三、确定生产类型 已知此接头零件的生产纲领为大批量生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。 工艺规程设计一、基面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择得正确合理可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工过程中会问题百出，甚至造成零件大批量报废，使生产无法正常进行。以零件的30g10的底面面为主要的定位基面。二、粗基准的选择 粗基准选择的主要目的是定位稳定、可靠，应能保证加工面与不加工面之间的位置要求，各加工面的余量尽量均匀合理，同时为后续工序提供精定位基准（或精定位基面）。零件在开始加工时，选用圆柱的回转中心线作为作为粗基准，加工外圆，再以外圆面为定位加工底平面；在后面的加工中，均以底平面为精基准加工其它表面，这样不但定位基准与工序基准重合，而且定位面大且稳定可靠。三、精基准的选择在编制零件加工工艺规程时是以工件的底平面、外圆中心线以及孔中心线作为加工其它表面的工序基准，但在工件的加工过程中是以工件的底平面、外圆中心线为基准，这样工序基准与设计基准重合，定位基准与工序基准基本重合，不但遵循基准重合的原则，而且避免尺寸链换算，同时提高了零件的加工精度。四、定工艺路线: 根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。工艺路线方案：工序1：下料工序2：粗车50外圆面，长70mm，采用CA6140车床加三爪卡盘工序3：粗车30g10外圆面及端面，长25mm，采用CA6140车床加三爪卡盘工序4：精车30g10外圆面及端面，长25mm，采用CA6140车床加三爪卡盘工序5：钻18孔，采用CA6140车床加三爪卡盘工序6：粗镗20H7孔，采用CA6140车床加三爪卡盘工序7：车20H7孔倒角C2工序8：钻6H9孔工序9：钻10孔工序10：粗铣宽28H11，深35mm的槽工序11：精铣宽28H11，深35mm的槽工序12：去毛刺工序13：检验五、选择毛坯、确定毛坯尺寸 (一) 选择毛坯： 接头是常用的构件，要求具有一定的强度。该零件材料为45钢，轮廓尺寸不大，形状亦不复杂，生产类型为大批生产，故毛坯可采用55mm圆柱钢。(二) 确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差：参见机械制造工艺与机床夹具课程设计指导38页，要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素。1.公差等级：由该零件的功用和技术要求，确定其锻件公差等级为普通级。2.质量mf ：根据计算零件成品质量0.16Kg 估算为mf=0.28Kg3.毛坯尺寸：由该零件的外形尺寸，该零件的毛坯尺寸为55mmX75mm六、夹具总图应标尺寸，公差（1）夹具最大轮廓尺寸：150mm160mm132mm；（2）定位元件的定位尺寸及各定位元件间的位置尺寸；（3）对刀元件的工作面与定位元件的定位面间的位置尺寸为350.02；（4）夹具定向槽与夹具定向键的配合为 。工件的定位一、工件的定位方案（一） 概述使用夹具加工工件有多种加工要求，其主要是满足工件被加工表面的工序尺寸和位置精度要求。为此，必须保证工件在加工过程中相对机床切削成形运动有准确的位置。从夹具保证加工精度的原理可知，工件的定位是其中极为重要的一个环节。（1）基准 基准是零件上用以确定其他点、线、面位置所依据的那些点、线、面。根据作用不同，可将基准做如下分类:（2）设计基准 在零件图上用来确定其他点、线、面位置的基准，称为设计基准。（3）定位基准 加工时工件定位所使用的基准，称为定位基准。（4）定位与夹紧的关系 定位与夹紧是装夹工件的两个有联系的过程。在工件使用定位元件定位以后，工件在夹具中的位置即。为使在切削力、重力、离心力等外力作用下能保持即定的位置不变，通常使用夹紧机构再妥善的夹紧工件，将工件固定。还有些夹具能使工件的定位与夹紧同时完成，例如三爪自定心卡盘等。（二）限制工件自由度与加工要求的关系（1）自由度的概念由刚体运动学可知，一个自由刚体，在空间有且仅有六个自由度。工件在空间的位置是任意的，即它既能沿Ox、Oy、Oz三个坐标轴移动，称为移动自由度分别表示为；又能绕Ox、Oy、Oz三个坐标轴转动，称为转动自由度，分别表示为。 （2）六点定位原则如果要使一个自由刚体在空间有一个确定的位置，就必须设置相应的六个约束，分别限制刚体的六个运动自由度。分析工件定位时，通常是用一个支承点限制工件的一个自由度。用合理设置的六个支承点，限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定，这就是六点定位原则。根据工件加工面的位置精度（包括位置尺寸）要求，有时需要限制6个自由度，有时仅需要限制1个或几个（少于6个）自由度，具体视工件加工要求而定。下面分几种情况讨论。（1）完全定位 完全定位是指不重复地限制了工件的六个自由度的定位。当工件在x、y、z三个坐标方向均有尺寸要求或位置精度要求时，一般采用这种定位方式。（2）不完全定位 根据工件的加工要求，有时并不需要限制工件的全部自由度，这样的定位方式称为不完全定位。（3）欠定位 根据工件的加工要求，应该限制的自由度没有完全被限制的定位称为欠定位。欠定位无法保证加工要求，因此，在确定工件在夹具中的定位方案时，决不允许有欠定位的现象产生。（4）过定位 夹具上的两个或两个以上的定位元件重复限制同一个自由度的现象，称为过定位。（三）确定定位方式与定位元件工件的外圆柱面定位有两种基本形式:定心定位和支承定位。定心定位的外圆柱面是定位基面，外圆柱面的中心线是定位基准。在夹具设计中，常用于外圆表面定位的定位元件有定位套、支承板和V形块等。各种定位套对工件外圆表面实现定心定位，支承板对外圆表面的支承定位，V形块则实现对外圆表面的定心对中定位。工件为圆柱套筒类零件，加工槽，其对称度要求较高，并且采用短圆柱销定位。在夹具主要定位元件是短圆柱销。由于短圆柱销定位精度不高，但能保证加工精度。另外，夹紧方向与切入方向（垂直进刀）一致，且夹紧力在主要定位支撑面内，定位夹紧可靠。（四）定位方案设计（1） 在本设计方案中，工序尺寸为28H11，槽的对称度为0.19，槽宽尺寸为28H11。要满足加工要求需限制5个自由度，为YZ方向的移动和XYZ转动。(2)根据工序基准选择的选择原则，考虑到加工以可夹紧的方便可靠牢固性，则选用大外圆底面为定位基准，大外圆底面用大平面限制了3个自由度，孔6限制了2个自由度，采用侧面加紧防止转动，通过综合实际限制了工件的6个自由度。定位元件的布置如图所示:(3)确定菱形销的结构尺寸布置销位：菱形销布置在左端6的孔中菱形销结构的设计：确定菱形销直径：查表知B=d-0.5=5.5、b=2、b1=1； 2 =(2b/D2)(K+J-1/2)= =0.03mmD2=(D2-2)h6=(6-0.03)h6=6mm二、定位误差的分析与计算六点定位原则解决了消除工件自由度的问题，即解决了工件在夹具中位置“定与不定”的问题。但是，由于一批工件逐个在夹具中定位时，各个工件所占据的位置不完全一致，即出现工件位置定得“准与不准”的问题。如果工件在夹具中所占据的位置不准确，加工后各工件的加工尺寸必然大小不一，形成误差。这种只与工件定位有关的误差称为定位误差，用D表示。在工件的加工过程中，产生误差的因素很多，定位误差仅是加工误差的一部分，为了保证加工精度，一般限定定位误差不超过工件加工公差T的1/51/3。即： D(1/51/3)T 式中：D定位误差，单位为mm； T 工件的加工误差，单位为mm。（一）定位误差的产生原因及计算方法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两种情况：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。（1）基准位移误差Y定位基面和定位元件本身的制造误差会引起同一批工件定位基准的相对位置发生变动，这一变动的最大范围称为基准位移误差，用Y表示。基准位移误差引起的定位误差是将W在加工要求方向上投影。即: 式中：Y与工序尺寸（或位置要求）方向的夹角。（2）基准不重合误差B当工件的工序基准与定位基准不重合时，则在工序基准与定位基准之间必然存在位置误差，由此引起同一批工件的工序基准发生变动，其最大变动范围称为基准不重合误差，用B表示。这种由于工序基准与定位基准不重合所导致的工序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。工序基准与定位基准之间的联系尺寸称为基准尺寸。B等于基准尺寸的公差。基准不重合误差引起的定位误差是将B在加工要求（尺寸、位置要求）方向上投影。即 式中： B与工序尺寸（或位置要求）方向的夹角。定位误差是由基准位移误差和基准不重合误差两部分产生的定位误差DW、DB的合成。其基本计算步骤为:（1）当工序基准与定位基准为两个独立的表面，即W、B无相关的公共变量时， （2）当工序基准在定位基面上，即W、B有相关的公共变量时， 在定位基面尺寸变动方向一定的条件下，当W与B变动方向相同，即对加工尺寸影响相同时，取“+”号；当W与B变动方向相反即对加工尺寸影响相反时，取“-”号。通常定位误差D在W与B都和工序尺寸一致的情况下有下列公式即: （二）计算定位误差在本设计方案中,工序尺寸为28H11,槽B的宽及槽的两侧面对工件的回转中心的对称性要求及槽深。 1).槽深：定位基准大外圆底面，工序基准为上端面，基准不重合，所以jb=0.1;基准位移误差db=0 jw=db+jb=0.11/3T=0.131，及dwT/3定位合格 2).对于槽宽尺寸B而言，属于定尺寸刀具加工，该尺寸由刀具直接保证.3).槽宽B两侧面对于工件的回转轴线的对称性要求分析，由于该尺寸属于未注尺寸系列，在本方案设计中未对误差进行分析计算，经过校合，该方案可行。在槽口深度方面的工序基准是工件的相应端面。从基准重合的要求出发，定位基准最好选择此端面。但由于要在此端面上开槽，开槽时，此面必须朝上，相应的夹具定位势必要设计成朝下，这对定位、夹紧等操作和加工都不方便。因此，定位基准选在与槽相对的那个端面比较合适。由于槽深的尺寸公差较大，而基准不重合造成的误差仅为0.1mm，所以这样选择定位基准是可以的。工件的夹紧在机械加工过程中，工件会受到切削力、离心力、惯性力等的作用。为了保证在这些外力作用下，工件仍能在夹具中保持已由定位元件所确定的加工位置，而不致发生振动和位移，在夹具结构中必须设置一定的夹紧装置将工件可靠地夹牢。一、夹紧装置的组成及基本要求工件定位后将工件固定并使其在加工过程中保持定位位置不变的装置，称为夹紧装置。（1）夹紧装置的组成由以下三部分组成。a、动力源装置 它是产生夹紧作用力的装置。分为手动夹紧和机动夹紧两种。手动夹紧的力源来自人力，用时比较费时费力。为了改善劳动条件和提高生产率，目前在大批量生产中均采用机动夹紧。机动夹紧的力源来自气动、液压、气液联动、电磁、真空等动力夹紧装置。b、传力机构 它是介于动力源和夹紧元件之间传递动力的机构。传力机构的作用是：改变作用力的方向；改变作用力的大小；具有一定的自锁性能，以便在夹紧力一旦消失后，仍能保证整个夹紧系统处于可靠的夹紧状态，这一点在手动夹紧时尤为重。c、夹紧元件 它是直接与工件接触完成夹紧作用的最终执行元件。（2）设计夹紧装置应遵循以下原则：a、工件不移动原则 夹紧过程中，应不改变工件定位后所占据的正确位置。b、工件不变形原则 夹紧力的大小要适当，既要保证夹紧可靠，又应使工件在夹紧力的作用下不致产生加工精度所不允许的变形。c、工件不振动原则 对刚性较差的工件，或者进行断续切削，以及不宜采用气缸直接压紧的情况，应提高支承元件和夹紧元件的刚性，并使夹紧部位靠近加工表面，以避免工件和夹紧系统的振动。d、安全可靠原则 夹紧传力机构应有足够的夹紧行程，手动夹紧要有自锁性能，以保证夹紧可靠。e、经济实用原则 夹紧装置的自动化和复杂程度应与生产纲领相适应，在保证生产效率的前提下，其结构应力求简单，便于制造、维修，工艺性能好；操作方便、省力，使用性能好。夹紧机构是指能实现以一定的夹紧力夹紧工件选定夹紧点的功能的完整结构。它主要包括与工件接触的压板、支承件和施力机构。对夹紧机构通常有如下要求。a、可浮动 由于工件上各夹紧点之间总是存在位置误差，为了使压板可靠地夹紧工件或使用一块压板实现多点夹紧，一般要求夹紧机构和支承件等要有浮动自位的功能。要使压板及支承件等产生浮动，可用球面垫圈、球面支承及间隙联接销不实现。b、可联动 为了实现几个方向的夹紧力同时作用或顺序作用，并使操作简便，设计中广泛采用各种联动机构。c、可增力 为了减小动力源的作用力，在夹紧机构中常采用增力机构。最常用的增力机构有：螺旋、杠杆、斜面、铰链及其组合。铰链增力机构常和杠杆机构组合使用，称为铰链杠杆机构。它是气动夹具中常用的一种增力机构。其优点是增力比较大，而摩擦损失较小。d、可自锁 当去掉动力源的作用力之后，仍能保持对工件的夹紧状态，称为夹紧机构的自锁。自锁是夹紧机构的一种十分重要并且十分必要的特性。常用的自锁机构有螺旋、斜面及偏心机构。二、 夹紧力的确定（一） 夹紧力的三要素（1）夹紧力的大小夹紧力的大小，对于保证定位稳定、夹紧可靠，确定夹紧装置的结构尺寸，都有着密切的关系。理论上，夹紧力的大小应与作用在工件上的其它力（力矩）相平衡；而实际上，夹紧力的大小还与工艺系统的刚度、夹紧机构的传递效率等因素有关，计算是很复杂的。其一般根据切削原理的公式求出切削力的大小，必要时算出惯性力、离心力的大小，然后与工件的重力及待求的夹紧力组成静平衡力系，列平衡方程式。因此，实际设计中常采用估算法、类比法和试验法确定所需的夹紧力。 当采用估算法确定夹紧力的大小时，为简化计算，通常将夹具和工件看成一个刚性系统。根据工件所受切削力、夹紧力（大型工件应考虑重力、惯性力等）的作用情况，找出加工过程中对夹紧最不利的状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力，最后再乘以安全系数作为实际所需夹紧力。即 公式（4.1） 式中: Fwk实际所需夹紧力，单位为N； Fw 在一定条件下，由静力平衡算出的理论夹紧力，单位为N； K安全系数，粗略计算时，粗加工取K2.53，精加工取K1.52。（2）紧力的方向紧力的方向与工件定位的基本配置情况，以及工件所受外力的作用方向等有关。选择时必须遵守以下准则：a、夹紧力的方向应有助于定位稳定，且主夹紧力应朝向主要定位基面。b、夹紧力的方向应有利于减小夹紧力，以减小工件的变形、减轻劳动强度。c、夹紧力的方向应是工件刚性较好的方向。由于工件在不同方向上刚度是不等的。不同的受力表面也因其接触面积大小而变形各异。尤其在夹压薄壁零件时，更需注意使夹紧力的方向指向工件刚性最好的方向。(3)夹紧力作用点夹紧力作用点是指夹紧件与工件接触的一小块面积。选择作用点的问题是指在夹紧方向已定的情况下确定夹紧力作用点的位置和数目。夹紧力作用点的选择是达到最佳夹紧状态的首要因素。合理选择夹紧力作用点必须遵守以下准则：a、夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内，应尽可能使夹紧点与支承点对应，使夹紧力作用在支承上。b、夹紧力的作用点应选在工件刚性较好的部位。这对刚度较差的工件尤其重要，如将作用点由中间的单点改成两旁的两点夹紧，可使变形大为减小，并且夹紧更加可靠。c、夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面，以防止工件产生振动和变形，提高定位的稳定性和可靠性。夹紧力三要素的确定，实际是一个综合性问题。必须全面考虑工件结构特点、工艺方法、定位元件的结构和布置等多种因素，才能最后确定并具体设计出较为理想的夹紧装置。（工件其夹紧力示意图如下图所示）（二） 夹紧的动力装置在大批大量生产中，为提高生产率，降低工人的劳动强度，大多数夹具都采用机动夹紧装置。常见的机动夹紧的动力装置有气动、液动、气液联合驱动、电动、真空夹紧等多种形式。采用机动夹紧时，原始夹紧作用力可以连续作用，夹紧可靠，机构可不必自锁。本设计由于考虑成本，采用手动夹紧机构，如果在大规模生产中可采用液动或气动夹紧。（三）夹紧力的分析计算有时一个工件很难找出合适的夹紧点，这时采取浮动压板分散着力点；增加压紧件接触面积。并采用M10的螺母作为夹具夹紧螺栓。根据理论力学的力平衡理论，夹紧摩擦力矩应与铣削力矩平衡，即。 铣削力矩的计算。根据切削用量简明手册，得： 其中 =68.2，=18，=16 设：=0.15，=7.25所以 =切削力矩 （2）夹紧力的计算。由V形块定位夹紧力计算公式得 得：取K=2.0 , df=0.25得 由于该夹具采用双压板夹紧机构，故每支压板只承受总夹紧力的一半，所以每根夹紧螺栓所承受的夹紧力：铣削时，若两压板与工件接触处的摩擦力矩忽略不计，铣削键槽切入最深处时，轴向力最大，为最不利因素。采用对顶螺栓，其夹紧力达3510N，远远大于所需夹紧力，故夹紧力安全。对刀元件、连接元件及夹具体一、对刀元件铣床夹具的对刀元件是对刀块和塞尺。对刀时，铣刀与对刀块的对刀面不能接触，留有一定的间距，用塞尺检验调整铣刀的位置来实现对刀，确定夹具与刀具间的相对位置。1）.尺寸28H11的对刀尺寸的确定对刀基准: 夹具体表面, 假设塞尺厚度为2mm 则B槽宽度为28.0430.043故对刀尺寸为30.2).对刀误差jd jd=HJ+S 其中：HJ=0.0156-0.0344=0.0172mm ； S=0jd=HJ+S=0.0172+0=0.0172mm二、定位键铣床夹具与铣床工作台连接，使夹具的位置与工作台纵向进给方向平行。夹具的主要连接表面与夹具体的底平面采用定位键连接，两个定位键安装在夹具底面的纵向槽中，用开槽圆柱头螺钉固定。定位键是连接元件，通过定位键与铣床工作台T形槽的配合，确定夹具在机床上的正确位置。定位键还可承受切削扭矩，减轻夹具固定螺栓的负荷，加强夹具在加工过程中的稳定性。三、夹具体夹具体是整个夹具的基础和骨架。夹具体的形状和尺寸主要取决于工件的外轮廓尺寸和各类元件与装置的布置情况以及加工性质。其形状和尺寸很多都是非标准的。夹具体设计时应满足以下一些基本要求:有足够的强度和刚度；减轻重量、便于操作；要有良好的结构工艺性和使用性；尺寸稳定，有一定的精度；排屑方便；在机床上安装稳定、可靠；吊装方便、使用安全。夹具体毛坯的类型: 铸造夹具体、焊接夹具体、锻造夹具体、装配夹具体、型材夹具体。对于铸造结构的夹具体，其结构优点是工艺性好，容易获得形状复杂的内、外轮廓，且具有较好的强度、刚度和抗振性。其材料一般用HT150或HT200。切削用量计算一、选择刀具选择高速钢圆柱铣刀，根据槽口要求，选铣刀直径=12mm，齿数为8二、选择切削用量1) =5mm =3.2mm af=0.1mm2) 决定进给量 根据查表取=0.10mm/z(1) 选择车刀后到面最大磨损量为0.4mm，刀具寿命T=120min。(2) 查切削用量简明手册 表3.10，, , 当，查切削用量简明手册 表3.9 修正系数为0.87，所以(3) 实际切削速度和每齿进给量 根据铣床X61W型万能铣床说明书，选择 (4)计算基本工时 式中L=+，其中470=280mm，根据切削用量简明手册表3.25，+17mm故 tm=(280+17)/85=3.49min夹具结构工艺性和经济性分析在夹具设计过程中，除了应考虑保证工件的加工精度，提高生产率，延长夹具的使用寿命外，还需考虑夹具的结构工艺性和经济性。一、夹具的结构工艺性评定夹具结构工艺性好坏，主要是看这种结构在单件或小批生产的条件下，其制造、检测、装配、调试、维修所花费的劳动量是否最少而制造费用又是否最低。为了保证所设计的夹具结构具有良好的工艺性，在设计中应注意以下几个方面:(1) 应尽量多采用标准件和通用件。(2) 夹具的装配精度应便于用调整、修配法来保证。(3) 夹具结构应便于测量和调试。此外，在设计时还应注意到，拆卸有关夹具零件时，应尽可能受其他零部件的阻碍；夹具上某些零件拆卸后，若装配时仍要求保持原来位置，应考虑防止误装措施。诸如此类的问题，若考虑不周，会影响夹具装配，调试和维修的工艺性。二、夹具的经济性分析在夹具设计过程中，为了优化设计方案，提高设计水平，以保持获得最佳经济效果，需对夹具进行经济性分析。夹具的经济性可用下述不等式评价:式中: S使用夹具后节约的单件生产费用，即经济效果（元/件）； N使用夹具全年加工的工件数量，即工件的年产量（件）； C使用夹具的全年费用（元）。（1）夹具经济效果S的计算夹具的使用减少了单件的时间。一个工件的某一工序因使用夹具而减少的单件时间是: 式中: t1和t2分别为使用夹具前后工件的单件时间，min。辅助时间查表，换刀时间t = 0.1 min ,变速或变速进给0.02 min ,取工件0.2 min ，自动夹紧时间0.002 min手动夹紧0.01 min即= 0.418 min 则=0.4