说明书-汽车转向节铣键槽专用机床（夹具设计）.doc
汽车转向节铣键槽专机设计（夹具部分）【7张CAD图纸】
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- 内容简介：
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华东交通大学理工学院毕业设计（论文）摘 要汽车转向节生产线由汽车转向节生产专用机床组合而成。专用夹具是保证被加工零件在机床上达到加工要求核心装备。本文以江铃集团所生产的N900系列前桥中转向节为研究对象。主要研究该转向节键槽铣专用机床专用夹具设计。通过分析该零件工艺特点，拟定铣键槽的加工工艺方案。根据其加工工艺方案，设计出夹具的总体结构特点和定位支承系统的选择与设计，分析计算定位误差，看是否满意加工误差允许范围以内，从而确定夹具总体结构方案，或进行调整。对切削力及所需的夹紧力建模分析最后分析夹具重要零件的受力，校核其能否满足强度要求。通过这些工作的展开，初步完后了专用夹具的总体结构设计和各零部件的功能设计。在以后的时间里，将根据这些结构设计对夹具进行全面的受力分析，进一步研究夹具对加工精度和加工的可靠性与稳定性保证设计出来具体的夹具系统，在今后的制造，安装，检测以及调试等过程中也将作为依据，并最终将此设计应用于实际生产中。关键字：转向节；专用夹具；铣键槽专用机床；汽车产生装备，误差分析AbstractAutomobile steering knuckle production line comprises of specific machine tools used to produce automobile steering knuckle. Specific fixtures are used to ensure that the parts to be processed on the machine tools meet the processing requirements of core equipment. This paper takes N900 series front axle steering knuckle produced by Jiangling Group as the subject of the study, and mainly studies the design of the specific machine tools and fixtures for the steering knuckle keyway milling. By analyzing the technological characteristics of the parts, the keyway milling processing program can be made, according to which the characteristics of the overall structure of the fixtures can be worked out and positioning support system can be designed. After analyzing and calculating the positioning error, check out whether it is within range, so that the program for the overall structure of the fixture can be determined or adjusted. Then model and analyze the cutting force and the required clamping force. At last, analyze the force on the important parts of the fixtures, check whether they can meet the strength requirements or not.By doing so, the preliminary overall structure design of the special fixtures and the function design of each component are done. Later, according to the structure design, a comprehensive force analysis of the fixture will be carried out to further study the machining precision, reliability and stability of the fixtures, in order to design a specific fixture system. In the future, this design will also serve as the basis of the manufacture, installation, testing and debugging process, and eventually be applied to actual production.Keywords: steering knuckle; special fixtures; specific machine for the keyway milling; car generating equipment, error analysis目 录摘 要- 1 -Abstract- 2 -目 录- 3 -1.铣键槽工艺方案分析- 1 -1.1被加工零件的特点及加工要求- 1 -1.2零件加工工艺分析- 2 -1.2.1机床配置方案- 2 -1.2.2工艺基面的分析- 2 -1.2.2刀具的选择- 3 -2.夹具结构方案分析- 4 -2.1定位原则及方案- 4 -2.2定位误差分析计算- 5 -3.夹具零部件设计- 8 -3.1夹具体设计- 8 -3.1.1夹具体的设计要求- 8 -3.1.2夹具体的毛坯结构- 8 -3.2定位支承部件设计- 9 -3.2.1定位支承元件的设计要求- 9 -3.2.2定位衬套设计- 10 -3.2.3定位支座设计- 12 -3.2.4菱形定位销设计- 13 -3.2.5 V型定位块设计- 14 -3.3夹紧部件设计- 16 -3.3.1夹紧部件的组成及其基本要求- 17 -3.3.2夹紧力计算- 17 -3.3.3夹紧方案设计- 18 -3.3.4液压缸设计- 19 -3.3.4压板设计- 19 -3.3.5液压缸支座- 20 -4.夹具设计及操作简要说明- 22 -结 论- 23 -参考文献- 24 -致 谢- 25 - 3 -华东交通大学理工学院毕业设计（论文）引 言近年来，随着改革开放持续深化，经济持续高速的增长，城市的发展使城市越来越大，人们对汽车的需求量日益增大。促使了汽车工业的迅猛发展，为了适应激烈的市场竞争，各大汽车企业都加快对成品及其生产装备的研发。归根结底是产能的竞争和控制生产成本的竞争。汽车转向节是汽车前桥的重要零部件，外形结构复杂、加工部位较多、空间位置等方面都有较高的加工精度要求，市场需求量大 ，是汽车车桥制造中的关键零件。转向节产品的加工质量、不仅影响汽车的操作性、安全性，同时也对整车生产率有着直接影响，解决汽车转向节加工制造能力成为当务之急。使得对汽车加工技术和装备的研发具有重要意义。汽车转向节生产线由汽车转向节生产专用机床组合，使用专用机床能有效提高生产效率同时又能有效的控制生产成本。本文以江铃集团所生产的N900系列前桥中转向节为研究对象。主要研究该转向节键槽铣专用机床专用夹具设计。机床专用夹具是产品制造过程中十分重要的工艺装备之一，专用夹具设计的好坏将直接影响着生产率，加工质量。一个优秀的专用夹具结构设计，往往可以使生产效率大幅度提高，产品加工质量稳定性提高，降低废品率。尤其是外形轮廓复杂的汽车转向节，几乎各道工序都离不开专用机床夹具。目前就专用夹具的设计、制造往往占新产品工艺准备工作量的50%以上。生产设计阶段，对专用夹具的设计重视程度丝毫不亚于对机床设备及其各工艺参数的选择慎重程度。1.铣键槽工艺方案分析加工工艺方案是工艺装备设计的基础，对其加工精度、生产效率以及机床设计等有着极其重要的影响。加工工艺方案制定的结果将决定机床设计能否满足用户要求，实现“体积小、重量轻、结果简单、使用和维护方便、效率高、质量及经济性好”。制定加工工艺方案首先要全面了解被加工零件的特点、在生产线上加工的工序、加工的精度要求及其生产类型等。然后要分析零件的工艺基准及加工工艺，以拟定在所设计的专用机床上的加工工艺方案。1.1被加工零件的特点及加工要求被加工零件为N900前桥系列汽车转向节年生产纲领为120000件，属于大批量生产类型。转向节材料为40Cr，硬度163-217HBS。该转向节此工序所需加工要求如下图1.1。其中粗实线表示该工序加工面，粗实线上尺寸为该工序加工所需保证尺寸，其他尺寸为上道工序尺寸。图1.1 加工工序简图加工要求：键槽长度，键槽宽度，槽底距离外圆。及三个加工表面表面粗糙度。1.2零件加工工艺分析1.2.1机床配置方案转向节铣键槽专用机床生成节拍要求60s/件。为了获得较高的生产效率机床布置采用卧式。1.2.2工艺基面的分析上道工序完成后转向节三维示意图1.2.2三维示意图1.2.2由图1.1可知大轴承安装位加工精度已经很高，可是作为定位精基准。使用一个定位村套可以限制2个移动的自由度，再结合法兰板平面定位能限制3个自由度1个移动、2个转动，再使用一个菱形销定位于法兰孔限制1个转动。从而实现完全定位。夹压方向为于法兰板面垂直方向。这样夹紧力方向刚好于定位基面垂直，在适当的夹紧力下可以充分的保证工件夹压后的定位稳定性和可靠性。1.2.2刀具的选择根据要加工的转向节零件的材料为钢，硬度为的情况，由于使用卧式铣床加工存在着一个刀具圆弧痕迹，为了尽量减少对小轴承安装位的划伤，所选铣刀在满足加工要求的前提下直径要尽量的小。查机械加工工艺师手册杨叔子主编（以下简称工艺手册）表21-5，选用直齿三面刃铣刀铣刀直径、宽8、齿数14。2.夹具结构方案分析夹具结构方案确定主要依据是零件的生产批量的大小、使用的机床类型及其工艺规程对本工序需要达到的加工要求和使用要求。2.1定位原则及方案夹具的定位支承系统用以确定被加工零件与刀具的相对正确位置，承受被加工零件的重力和加压力、切削力，定位支承系统主要是由定位支承、辅助支承及一些限位元件组成。结合本机床加工的零件汽车转向节，采用一个定位衬套、一个菱形销、一个V形块作为辅助支承。定位衬套通过与转向节大轴承安装位限制2个自由度及转向节法兰面限制3个自由度，定位衬套一共限制5个自由度（其中3个移动2个转动），菱形限制1个自由度，V形块作为辅助支承用于承受加工过程中的切削力，防止工件加工时变形，保证加工精度而设置。上述定位支承元件以消除工件在空间位置的6个自由度，从而实现工件在夹具中的准确定位。为提高设计本机床加工效率采用液压夹紧。夹具方案三维示意图2.1。夹具方案示意图2.1 夹具方案示意图2.12.2定位误差分析计算转向节零件通过一个定位衬套和一个菱形销定位，其定位方式可归为“一面两孔”的定位方式。查现在夹具设计手册朱耀祥主编（以下简称夹具手册）表3-2。计算项目如下：1.两定位销中心距： （式中为工件两定位中心距）2.两定位销中心距的公差：（式中为工件两定位孔中心距）3.圆柱销直径工称值: 4.菱形销宽度：，（式中为菱形销的定位孔最小直径）5.补偿距离：（式中为工件定位孔间的最小间隙，孔由入体原则下偏差取0）6.菱形销圆弧部分与其配合的工件定位孔间的最小间隙：（式中为菱形销的定位孔最小直径）7.菱形销最大直径： （公差取f6）8.两定位销所产生的最大角度定位误差： 满足转向节零件加工定位精度要求，所以该方案可行。夹具设计方案选用下图2.2所示 1.夹具体2.平垫圈3.六角螺母4.六角螺栓5.圆锥销6.圆锥销7.V形块8.内六角螺钉9.定位支座10.定位衬套11.内六角螺钉12.圆锥销13.压板14.液压缸支座15.平垫圈16.六角螺母17.六角螺栓18.液压缸19.菱形定位销夹紧采用液压缸推动活塞压板，夹压转向节零件法兰板处。该夹紧方案简单方便， 夹紧稳定可靠。由于专用机床刀具轴线与转向节零件轴向部分轴线高度固定不变，铣槽长度通过液压滑台配合行程开关进行控制，所该夹具设计无需设计对刀元件。3.夹具零部件设计夹具零部件是组成夹具系统的最基本的单位，夹具零部件的设计是在已确定夹具结构方案下，是夹具系统具体对各组成单元的性能要求。夹具零部件设计是整个夹具设计的重要环节。力求在满足性能要求的前提下，零部件尽可能简单可靠、加工方便、优先选择夹具标准零部件以减少夹具系统设计产生周期，降低设计制造成本。3.1夹具体设计夹具体是夹具的基础件，夹具所需要的各种元件、机构和装置都安装在夹具体上。3.1.1夹具体的设计要求1.足有足够的强度和刚度，保证在机床加工过程中，夹具体在夹紧力、切削力等外力的作用下，不产生变形与振动。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。3.尺寸精度要稳定，对于铸造夹具体，要进行二次时效处理，对于焊接夹具体，要进行退火处理，以消除内应力，保证夹具体加工尺寸的稳定。4.便于排屑，为防止加工过程中的切屑聚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，要充分考虑切屑的排出问题。3.1.2夹具体的毛坯结构结构类型特点应用场合铸造结构可以铸造出复杂的结构形状。抗压强度大，抗振性好。易于加工，但制造周期长，易产生内应力，故应进行时效处理。适用于切削负荷大、振动大的场合或批量生产。结构类型特点应用场合焊接结构制造容易，生产周期较短，成本较低。热变形较大，焊接后需退火处理。适用于新品试制或单件小批量生产。装配结构需用准备毛坯件或标准部件组合而成，如圆棒、圆盘、工字钢、角铁、U形槽钢等标准钢材。可缩短制造周期。适用于采用标准化毛坯、型材及零部件快速组装成夹具，以供急需之用。该夹具体外形设计较简单，键槽加工切削力不大、切屑量也不大等特点，为了降低制造成本，缩短制造周期，采用焊接件结构。夹具体示意图3.1.2夹具体示意图3.1.2采用Q235钢板焊接而成，焊后退火后再进行机械加工。其结构简单没有复杂的曲面需要加工，加工面都为平面加工加工简单，工艺性较好。夹具体设计一般不进行复杂的计算，通常都是参照类似的夹具结构，按经验类比估计确定。夹具体具体外形尺寸及加工要求详见夹具体零件图图纸。3.2定位支承部件设计定位支承元件是夹具系统的核心部件，直接关系着工件能否在夹具系统中占据正确的位置，保证其加工要求。对定位支承元件本身加工精度高，位置精度要求高，不易加工等特点。而且考虑到维修更换方便，一般设计成安装件。在满足其使用要求的前提下，优先选择使用标准定位支承元件，能有效的缩短夹具设计制造周期，减低夹具成本。3.2.1定位支承元件的设计要求定位支承元件其尺寸、结构、精度和布置方式都直接影响被加工零件的加工精度。因此，设计时必须按照以下要求。1.遵循零件的六点定位原则，防止出现欠定位或过定位的原则性错误。但是过定位是否允许，要按实际情况加以具体分析。如一般情况下是如果被加工零件的定位表面没有经过机械加工或虽经过机械加工，但仍然很粗糙，这时过定位是不允许的。如果被加工零件的定位面经过了机械加工，并且定位面和定位元件的尺寸，形状和位置都做得比较准确，比较光整，则过定位不但对工件加工面的位置尺寸影响不大，而且可以用于承受加工时的切削力增加加工时的刚性，则这时过定位是允许的。2.选择合理的定位基准，尽可能的使定位基准与工艺基准相重合，并尽量与设计基准重合，便于减小定位引起的误差。获得最大的加工允差，降低夹具制造精度。当定位基准和工艺基准及设计基准不重合时，应进行必要的加工尺寸及其允差的换算。3.合理布置定位支承元件，选择被加工零件上最大的平面或者最长的圆柱面或圆柱轴线为定位基准，争取提高定位精度，并使定位稳定、可靠。4.尽可能是定位支承元件接近夹紧力的作用线，并保证夹紧力的合力的中心处于定位支承面范围以内。5.确保定位支承元件的强度和刚性，减少定位系统的变形，做到是定位元件不受力。6.确保定位支承系统具有较大的尺寸精度，配合精度，硬度和适中的表面粗糙度，并具有良好的耐磨性。保证长期的夹具的定位精度。7.确保定位支承部位的切屑能快速有效排除，不会堵塞或粘附在定位支承系统上，保证定位系统的准确性和工作时的可靠性。8.在被加工零件各加工工序中，尽量做到基准统一，以减少因更换基准而降低工件各表面相互位置的准确度。9.当铸、锻件以毛坯面作为第一道工序的粗基准时，应选用比较光整的表面作基准面，避开毛坯制作所引起不平整的部位。10.在满足使用要求的前提下，定位支承元件结构应尽量简单。3.2.2定位衬套设计由上诉定位支承元件的设计要求，结合转向节零件加工工序图。选用转向节大轴承安装位外圆及法兰板端面作为定位基准。此定位方式类似于“短销配大平面”。一共限制5个自由度。其使用定位基准示意图3.2.2a。定位基准示意图3.2.2a所以该定位衬套应设计成有个圆套筒与大轴承安装位外圆表面配合和大圆端面与法兰板接触。由于不能挡住菱形定位销所以大圆端面直径不能过大，在不影响菱形定位销的前提下，大圆端面直径尽可能的大，以保证定位的准确性和稳定性。 定位衬套示意图3.2.2b定位衬套示意图3.2.2b由加工工序图，可知转向节零件大轴承安装位外圆工艺尺寸为： ，长度为：。查标准公差数值表(GB/T1800.31998) 可知转向节零件大轴承安装位外圆公差等级为IT7。定位衬套定位孔公差比转向节大轴承安装位外圆公差等级低一级即IT8，又此两接触面存在着相对的运动，使用间隙配合H8。所以设计定位衬套的定位孔直径：，为了使定位稳定定位，设计定位衬套长度: 。大圆端面与转向节零件法兰板端面配合，其大圆端面与定位孔轴线垂直度误差，大圆端面的全跳动误差。定位衬套与转向节零件存在着相对运动，为了保证长期的定位精度，提高定位衬套使用寿命。再完成机械加工后应对其淬火处理使硬度满足，保证其具有一个的耐磨性。定位衬套具体外形尺寸及加工要求详见定位衬套零件图。3.2.3定位支座设计定位支座本来属于夹具体的一部分，应直接和夹具体固连在一块，但是考虑到夹具体工艺性，如果将其与夹具体固连在一块，会使加工难度变大，使夹具制造成本加大且跟换维修不便。故将其设计成独立一个零件，以便提高夹具设计系统整体工艺性，使其夹具系统便于加工容易达到加工要求。加工完成后通过螺栓与圆锥销与夹具体连接成为一体。定位支座的作用主要用于安装定位衬套及菱形定位销，承受部分的切削力、夹紧力。与定位衬套及菱形定位销组成一个定位支承部件系统。设计要求与夹具体设计要求基本一致。由于需要安装定位支承元件，所以其加工精度、位置精度、表面粗糙度要求等也相对较高。由于只需部分的切削力、夹紧力，再考虑缩短设计周期，毛坯采取焊接制造的的方式。毛坯焊接完后进行退火处理后再进行机械加工，以便消除内应力防止出现加工后由于内应力而变形或者先机械加工后焊接变形等情况。与其他支座一样在刚性不足的地方加焊肋板，提高支座的刚性。防止其在零件加工时变形，为了节省材料减少重量，在支座上方可以设计大的圆弧角从而减少材料使用。底座分布4个M16螺栓安装孔及2个圆锥销孔，使其能正确的安装在夹具体上，且位置精度得以保证。为了使焊接处强度较好，使用焊接性能较好的Q235钢板且底座不宜太薄。定位支座如下示意图3.2.3。定位支座示意图3.2.3定位支座具体外形尺寸及其加工要求详见定位支座零件图。3.2.4菱形定位销设计转向节零件通过定位衬套已经限制了5个自由度，由于该转向节零件铣键槽加工要求需要限制6个自由度，实现完全定位。通过菱形定位销与定位衬套配合使用从而限制1个转动的自由度，从而实现完成定位满足转向节零件铣键槽加工要求。该转向节零件在机床上的定位类似于“一面二孔”的定位方式，当采用1个平面与2个圆柱定位销作为定位元件是，2个圆柱销由于任何的加工都存在着加工误差2个圆柱销与定位孔配合存在过定位的现象，这种过定位产生的影响有2种：1.出现转向节零件无法安装上夹具的情况；2.如果采用减小其中一个圆柱销的直径的办法解决无法安装的问题时，从而使定位间隙变大，定位精度降低。所以采用一个平面与一个圆柱销和一个菱形销（把圆柱销“削边”）作为定位元件，这样就增大了圆柱销连心线方向的间隙。削边量越大，连心线方向的间隙越大。当间隙达到一定的数值时。就满足了顺利拆卸的条件。由本文2.2定位误差计算分析 可知：菱形销最大直径： （公差取f6）菱形销圆弧部分与其配合的工件定位孔间的最小间隙：（式中为菱形销的定位孔最小直径）菱形销宽度：，（式中为菱形销的定位孔最小直径）补偿距离：（式中为工件定位孔间的最小间隙，孔由入体原则下偏差取0）通过上述计算，菱形定位销为标准件。为了缩短夹具系统设计制造周期及其成本，查夹具设计手册P225 4.1定位件得其代号为，直接按以下代号选购菱形定位销。菱形定位销示意图3.2.4如下菱形定位销示意图3.2.43.2.5 V型定位块设计通过定位衬套和菱形定位销转向节零件6个自由已经被完全限制住了理论上已将满足了铣键槽加工对定位的要求，但是由于转向节零件通过大轴轴承安装位外圆定位，外伸轴上尺寸太大了。如果不在轴末端加一个V形块，势必会造成需要夹紧力过大，整个夹具系统需要承受较大的力矩，整个夹具系统容易变形受力情况恶劣。为了承受铣键槽加工过程中的切削力，从而设置一个V形块在转向节零件轴末端。从而大大改善整个夹具系统的受力情况，使得受力情况简单明了，切削力主要径向分力方向与支承力在同一方向，其余轴向分力所引起的力矩也小的多。即使由于加入此V形块产生了过定位，但是由于转向节零件轴末端已经经过机械加工，并且定位面和定位元件的如果被加工零件的定位面经过了机械加工，并且定位面和定位元件的尺寸，形状和位置都做得比较准确，比较光整，则过定位不但对工件加工面的位置尺寸影响不大，而且可以用于承受加工时的切削力增加加工时的刚性，则这时过定位是允许的。即便这时的过定位是允许的，但是为了不破坏定位衬套和菱形销对转向节零件的定位，尽可能的减小其带来的定位干涉。对V形块安装提出以下要求以确保转向节零件加工质量。下图为转向节零件轴末端示意图3.2.5.1转向节零件轴末端示意图3.2.5.1又加工工序图可知 转向节零件轴末端为螺纹，故转向节零件轴末端外圆直径。通过查阅上道工序工艺卡，转向节零件轴末端外圆通过半精车加工而得到。查工艺手册表3-12 外圆柱表面加工的经济精度。得半精车或一次车得到的公差等级为8-10IT。取公差等级10IT，查标准公差数值表(GB/T1800.31998)公差10IT级，公差为: 。所以转向节零件合格品最大尺寸为：。为了满足所有的合格转向节零件能通过V形块，下图为零件通过V形块计算分析示意图3.2.5.2。V形计算分析示意图3.2.5.2合格的转向节零件最大轴末端外圆直径：，即若原来V形块与标准直径相切，现即沿方向增加，则V形块需沿往下下降距离：，所以要使所有的转向节零件通过下降的距离：，为了尽可能使铣键槽加工过程中因切削力产生的转向节零件变形减小在满足要求的前提下尽可能的取小。为了测量方便取。即将V形块下降安装高度则转向节零件可以通过V形块。因为V形块为标准定为元件，查夹具设计手册表4-19 V形块的规格尺寸使用N=42,L=85及代号为。为缩短夹具系统设计制造周期直接按代号为选购即可。下图为V形块三维示意图3.2.5.3V形块三维示意图3.2.5.33.3夹紧部件设计在转向节零件铣键槽机械加工过程中，零件的定位和夹紧是两个密切相关的安装的过程。转向节零件通过定位元件定位后，就必须采用一定的夹紧机构将转向节零件压紧夹牢，以保证转向节零件在机械加工过程中不会因受切削力、重力、惯性力或者离心力等外力作用而破产原来正确的位置。从而保证工件的加工精度和安全生产。3.3.1夹紧部件的组成及其基本要求夹紧装置的结构形式是多重多样的。但根据力源的不同可分为手动和机动夹紧装置。夹紧装置一般由力源装置，中间递力机构和夹紧元件3部分组成。1.力源装置：产生夹紧作用力的装置。2.中间递力机构：将力源装置产生的夹紧作用力传递给夹紧元件的机构。3.夹紧元件：夹紧装置的最终执行元件。夹紧装置的设计是否正确，对保证零件的加工精度、提高劳动生产率和减轻工人劳动强度等都有直接影响。要保证上诉条件正确设计夹紧装置，则必须满足以下的基本要求：1.保证零件定位不变，在夹紧过程中，零件受到夹紧力作用时不能破坏原来的零件所占据的正确位置。2.夹紧力的大小要合适，做到对零件所施加的夹紧力的大小，要能保证零件在加工过程中不会因受到外力的作用而产生移动或振动，又不能使零件产生不允许的变形或损伤。3.夹紧机构的自锁性要可靠，手动夹紧机构要有可靠的自锁性。机动夹紧装置则要统筹考虑其自锁性对于不能自锁的机构应该通过控制装置保证其在加工过程中稳定的夹紧力。4.夹紧装置应操作方便、安全、省力和工艺性好，在保证生产效率和加工精度的前提下，应使其结构的复杂程度与零件的生产节拍相适应。做到夹紧动作迅速、操作方便、安全省力、经济性好、成本低、便于制造和维修。3.3.2夹紧力计算查工艺手册表30-19 高速钢铣刀铣削力的计算公式、表30-20各种铣刀加工不同材料的值、表30-21高速钢铣刀铣削力的修正系数值。铣键槽切削力：其中，。代入式中得：。查金属切削原理与刀具第四版 陆剑中主编表10-1 各铣削力之间比值进给方向分力即水平分力：垂直进给方向分力即竖直分力: 由于竖直方向有V形块承受竖直分力，故夹紧力只需平衡水平分力即可。由夹具手册P145 3.3典型夹紧形式的夹紧力计算、表3-21 常见典型夹紧形式数学夹紧力的计算公式、表3-20 刀具钝化系数。夹紧力形式为夹紧力与切削力方向相反。夹紧力： (式中为夹紧力，P切削力，K安全系统)安全系数总的安全系数由考虑各种因素所需的安全系数来确定，可按下式确定：式中 基本安全系数，一般取1.5；加工状态系统，粗加工取1.2；刀具钝化系数，取1.4；切削特点系数，断续取1.2；考虑加紧动力稳定性系数，机动夹紧取1.0；考虑手动夹紧时手柄位置的系数，机动取1.0；仅在有力矩企图使工件回转时，才应考虑，取1.0代入得：3.3.3夹紧方案设计为了减低工人劳动强度以及转向节零件铣键槽生产节拍要求60s/件。采用液压夹紧方式，提高生产效率减少铣键槽加工辅助时间。3.3.4液压缸设计液压缸设计制造复杂，且部分已经成为标准化产品。为了缩短夹具系统的设计制造周期降低夹具系统成本，直接选购标准化液压缸产品。查机械设计手册第五版 第五卷 成大先主编 表21-6-48CD/CG液压缸技术参数。选用CD250C40/28-200A10/02CGDMA液压缸行程200mm。按代号选购即可。CD250C40/28-200A10/02CGDMA液压缸示意图3.3.4CD250C40/28-200A10/02CGDMA液压缸示意图3.3.43.3.4压板设计液压缸活塞杆末端为M16螺纹，为了使压紧可靠些同时减少对转向节零件局部压力过大防止压坏零件使其受力均匀，设计一个压板与活塞杆末端螺纹配合，为了安装方便设计成方形便于安装过程中是用扳手等安装工件拧紧。由于承受夹紧力，再考虑缩短设计周期，毛坯采取焊接制造的的方式。毛坯焊接完后进行退火处理后再进行机械加工，以便消除内应力防止出现加工后由于内应力而变形或者先机械加工后焊接变形等情况。与其他支座一样在刚性不足的地方加焊肋板，提高支座的刚性。其与转向节零件接受频繁为了使其长期能够夹紧零件，提高该零件使用周期再机械加工完成后进行淬火热处理，使其硬度满足55-60HRC硬度要求，以便提高耐磨性保证其能长期稳定的正常工作。压板示意图3.3.4 压板示意图3.3.4压板具体外形尺寸及加工要就详见压板零件零件图。3.3.5液压缸支座液压缸支座本来属于夹具体的一部分，应直接和夹具体固连在一块，但是考虑到夹具体工艺性，如果将其与夹具体固连在一块，会使加工难度变大，使夹具制造成本加大且更换维修不便。故将其设计成独立一个零件，以便提高夹具设计系统整体工艺性，使其夹具系统便于加工容易达到加工要求。加工完成后通过螺栓与夹具体连接成为一体。液压缸支座的作用主要用于安装液压缸承受夹紧力。与液压缸组成一个支承部件系统。设计要求与夹具体设计要求基本一致。由于只需部分的切削力、夹紧力，再考虑缩短设计周期，毛坯采取焊接制造的的方式。毛坯焊接完后进行退火处理后再进行机械加工，以便消除内应力防止出现加工后由于内应力而变形或者先机械加工后焊接变形等情况。与其他支座一样在刚性不足的地方加焊肋板，提高支座的刚性。防止其在零件加工时变形，为了节省材料减少重量，在支座上方可以设计大的圆弧角从而减少材料使用。底座分布4个M16螺栓安装孔，使其能正确的安装在夹具体上，且位置精度得以保证。为了使焊接处强度较好，使用焊接性能较好的Q235钢板且底座不宜太薄。如下液压缸支座示意图3.3.5。液压缸支座示意图3.3.5液压缸支座具体外形尺寸及加工要就详见液压缸支座零件零件图。4.夹具设计及操作简要说明所前所述，在夹具设计中，应注重提高劳动生产率。由于是汽车零件流水线专用机床使用夹具生产节拍很快，要求尽可能的减少辅助时间，同时机床进给滑台使用液压滑台，夹紧方式采用液压夹紧可以共用一个液压泵接节约了总的机床制造成本。同时刀具轴线与加工零件高度不变，故不需要设计对刀元件，同时进给行程由行程开关加以控制。液压控制阀通过使用PLC电器控制元件，是得机床整体自动化程度较大。铣键槽机械加工过程中工人仅需上将待加工零件安装上夹具安装完零件后按下加工按钮即可，加工完成后工人将工件拆下夹具放入成品区劳动强度不大。结 论本文主要对N900前桥系列中转向节零件铣键槽专用机床夹具设计。根据零件的工艺分析制定出了该工序的加工工艺，且分析该工序的加工工序并依此完成了对夹具方案的总体结构设计，夹具零部件的设计。并借助proe三维软件对夹具进行实体造型设计。具体内容总结如下：1.对零件要加工的工序进行了分析，最后确
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