双面镗削组合机床夹具设计（全套图纸）

1、毕业设计说明书论文(全套cad图纸) qq 36396305 图书分类号：密 级：摘要双面镗削组合机床采用专用夹具，镗削变速箱壳体三个轴承孔，加工时，把已加工工件上底面作为基准面，采用平面定位法，定位元件是支承板、支承钉、挡板。支承板限制三个自由度，一个侧面上约束一个自由度，端面上限制两个自由度，实现完全定位。采用前法兰式油缸夹紧装置进行夹紧。为了减少定位误差，使设计基准与定位基准重合。采用铸造结构的夹具体，在本设计中，为了方便排屑，增大了定位元件工作表面与夹具体之间的距离。工作时，为了保持镗套和镗杆之间的清洁，采用密封防屑的装置，镗模的支架与夹具体底座之间采用螺钉紧固，镗模上是孔系，凹槽，以

2、便于搬运。关键词 镗削；定位；油缸abstractboring machine combination of double-sided use of special fixture, boring gearbox bearing three shell holes, processing, processing of the workpiece has been on the bottom as a base level, a plane targeting, positioning devices are bearing plates, bearing nails, baffle . sup

3、porting board limit of three degrees of freedom, one aspect of a constraint on freedom, the two-plane limit freedom to be completely targeted. before the fuel tank of a flange-clamping device clamping. in order to reduce positioning error, design and location benchmark benchmark coincidence. casting

4、 of a specific folder, in this design, in order to facilitate paixie, increased positioning devices work surface and the distance between the specific folder. work, in order to maintain and boring-boring sets between the clean, sealed-chip devices, boring and the stent-specific folder and use the ba

5、se between the screw fastening, the die is boring holes, grooves, in order to move . keywords boring positioning tankii毕业设计说明书论文(全套cad图纸) qq 36396305 目 录1 绪论11.1 课题背景11.1.1 机床夹具在机械加工中的作用11.1.2 机床夹具发展的趋势21.2 论文的研究的主要内容22 机床夹具的概述32.1 夹具的组成和分类32.2 组合机床专用夹具的特点32.3 组合机床专用夹具的分类.42.4组合机床专用夹具的设计程序.43 专用夹具的定

6、位方案53.1 工件装夹53.2 工件的用途53.3 零件的工艺分析63.4 工艺方案的制定63.5 工序图的制定.73.6 确定工件的定位方式.83.7 定位元件的选择及布置93.8 计算定位误差. 94 夹紧力的分析与计算114.1 概述114.2 分析夹紧力的方向及作用点114.3 夹紧力的大小114.3.1 切削力的计算124.3.2 夹紧力的计算174.3.3 夹紧油缸的确定195 导向装置及夹具体设计205.1 导向装置的确定205.2 夹具体的设计205.2.1 确定夹具体的毛坯的制造方法205.2.2 夹具体的基本要求及外形尺寸的确定215.2.3 夹具体的排屑结构225.3

7、夹紧结构的工艺性226 夹具其他部分结构的设计246.1 辅助定位结构的确定246.2 夹紧机构的确定246.3 镗模的设计256.4 镗杆的设计276.5 镗套与镗杆以及衬套等的配合.286.6夹具设计和操作的简要说明.286.7有关技术条件的说明29结论30致谢31参考文献32附录33附录133附录235491 绪论1.1 课题背景1.1.1机床夹具在机械加工中的作用1) 保证加工精度 采用夹具安装，可以准确地确定工件与机床、刀具之间的相互位置，工件的位置精度由夹具保证，不受工人技术水平的影响，其加工精度高而且稳定。2) 提高生产率、降低成本 用夹具装夹工件，无需找正便能使工件迅速地定位和

8、夹紧，显著地减少了辅助工时；用夹具装夹工件提高了工件的刚性，因此可加大切削用量；可以使用多件、多工位夹具装夹工件，并采用高效夹紧机构，这些因素均有利于提高劳动生产率。另外，采用夹具后，产品质量稳定，废品率下降，可以安排技术等级较低的工人，明显地降低了生产成本。 3) 扩大机床的工艺范围 使用专用夹具可以改变原机床的用途和扩大机床的使用范围，实现一机多能。例如，在车床或摇臂钻床上安装镗模夹具后，就可以对箱体孔系进行镗削加工；通过专用夹具还可将车床改为拉床使用，以充分发挥通用机床的作用。4) 减轻工人的劳动强度 用夹具装夹工件方便、快速，当采用气动、液压等夹紧装置时，可减轻工人的劳动强度。1.1.

9、2 机床夹具发展趋势夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。1) 高精随着机床加工精度的提高，为了降低定位误差，提高加工精度，对夹具的制造精度要求更高。高精度夹具的定位孔距精度高达5m，夹具支承面的垂直度达到0.01mm/300mm，平行度高达0.01mm/500mm。德国demmeler（戴美乐）公司制造的4m长、2m宽的孔系列组合焊接夹具平台，其等高误差为0.03mm；精密平口钳的平行度和垂直度在5m以内；夹具重复安装的定位精度高达5m；瑞士erowa柔性夹具的重复定位精度高达2

10、5m。机床夹具的精度已提高到微米级，世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。诚然，为了适应不同行业的需求和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的精度标准供选择。2) 高效为了提高机床的生产效率，双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多。为了减少工件的安装时间，各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等，快速夹紧功能部件不断地推陈出新。新型的电控永磁夹具，加紧和松开工件只用12秒，夹具结构简化，为机床进行多工位、多面和多件加工创造了条件。为了缩短在机床上安装与调整夹具的时间，瑞典3r夹具仅用1分钟，即可完成线切割机床夹具的安装与校正。采用美国jergens（杰金斯）公

11、司的球锁装夹系统，1分钟内就能将夹具定位和锁紧在机床工作台上，球锁装夹系统用于柔性生产线上更换夹具，起到缩短停机时间，提高生产效率的作用。3) 模块、组合夹具元件模块化是实现组合化的基础。利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件，快速组装成各种夹具，已成为夹具技术开发的基点。省工、省时，节材、节能，体现在各种先进夹具系统的创新之中。模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础，应用cad技术，可建立元件库、典型夹具库、标准和用户使用档案库，进行夹具优化设计，为用户三维实体组装夹具。模拟仿真刀具的切削过程，既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案，又能积累使用经验，了解市场需求，不断地改进和

12、完善夹具系统。组合夹具分会与华中科技大学合作，正在着手创建夹具专业技术网站，为夹具行业提供信息交流、夹具产品咨询与开发的公共平台，争取实现夹具设计与服务的通用化、远程信息化和经营电子商务化。4) 通用、经济夹具的通用性直接影响其经济性。采用模块、组合式的夹具系统，一次性投资比较大，只有夹具系统的可重组性、可重构性及可扩展性功能强，应用范围广，通用性好，夹具利用率高，收回投资快，才能体现出经济性好。德国demmeler（戴美乐）公司的孔系列组合焊接夹具，仅用品种、规格很少的配套元件，即能组装成多种多样的焊接夹具。元件的功能强，使得夹具的通用性好，元件少而精，配套的费用低，经济实用才有推广应用的价

13、值。1.2论文主要研究的内容这次毕业设计的课题是设计一台双面组合镗床，我个人主要负责机床的专用夹具设计。由于本机床采用了大量的通用部件，这就大大缩短了制造周期、减少了制造中的问题、提高了机床的可靠性、降低了机床的制造成本、达到了机床设计的目的。设计组合镗床夹具，论文主要研究以下的内容：1) 工件在夹具中的定位；2) 工件在夹具中的夹紧；3) 夹紧力的计算与分析；4) 对刀装置、导向装置和夹具体的设计。2 机床夹具概述 夹具是组合机床的重要组成部件，是根据机床的工艺和结构方案的具体要求而专门设计的。它是用于实现被加工零件的确定定位，夹压，刀具的导向，以及装卸工件时的限位等作用的。2.1 夹具的组

14、成和分类在机床上装夹工件所使用的工艺装备成为机床夹具,简称夹具。虽然加工的工件的形状、技术要求不同，所使用的机床不同，但在加工时所使用的夹具大多是由五个部分组成：定位元件及定位装置、夹紧装置、对刀及引导元件、夹具体以及其他元件及装置。机床夹具的种类很多，可按夹具的应用范围分类，也可按照所使用的动力源进行分类。按夹具的应用范围可分为通用夹具、专用夹具、成组夹具以及组合夹具；按夹具上动力源可分为手动夹具、气动夹具、液动夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具以及切削力离心力夹具。我们设计的夹具是专门用来为工件的镗孔设计的夹具，所以选择专用夹具。2.2 组合机床专用夹具的特点 组合机床夹具跟一般夹具所起的

15、作用看起来很接近，但其结构和设计要求却有着很显著的甚至是根本的区别。组合机床夹具的结构和性能，对组合机床配置方案的选择，有很大的影响。其主要特别如下：1) 一般的机床夹具是作为机床的辅助机构设计的，而组合机床夹具是机床的重要组成部分，其设计工作是整个组合机床设计的重要部分之一2) 组合机床夹具和机床其他部件有着极其密切的关系：如回转或移动工作台，回转鼓轮，主轴箱。刀具和辅具，钻模板和托架，以及支承部件等等。而且夹具的结构也要按这些部件的具体要求来确定。如在液压驱动的立式回转工作台机床上的夹具，其夹压系统就可采用液压作为动力；而在卧式鼓轮机床上的夹具，则多采用电气-机械的夹紧方式。3) 由于组合

16、机床常常是多刀、多面、和多工序同时加工，会产生很大的切削力和振动。因此组合机床夹具必须具有很好的刚性和足够的夹压力，以保证在整个加工过程中工件不产生位移。同时，也不应使工件产生不容许的变形。4) 组合机床夹具是保证加工精度（尺寸精度、几何精度和位置精度等）的关键部件，其设计、制造和调整都必须有严格的要求，使其能持久地保持精度。5) 组合机床夹具便于实现定位和夹压的自动化，并有动作完成的检查信号；保证切屑从加工空间自动排除；便于观察和检查，以及在不从机床上拆下夹具的情况下，能够更换易损坏和维护调整。6) 组合机床的通用部件可以组织专门工厂进行集中生产。这样可以采用专门高效设备进行加工，有利于提高

17、通用部件的性能，降低制造成本。2.3 组合机床专用夹具的分类按结构特点，组合机床夹具分为单工位和多工位夹具两大类。单工位夹具是指工件在一个工位上完成加工工序的机床夹具。按被加工零件的机构和加工要求，单工位具有固定的，带滚道或浮动滚道的，带水盆和小车（或拖板）等形式。多工位组合机床夹具是指工件需要在几个工位上顺序或平行顺序加工的机床夹具。按移位方法它分为：固定式多位夹具、回转夹具、移动工作台和回转鼓轮夹具等。2.4 组合机床专用夹具的设计程序组合机床夹具是组合机床的重要组成部件，其设计应按如下程序进行：1) 认真研究分析所要设计夹具的原始数据和要求 因为在拟订组合机床的工艺和结构方案时，对夹具的

18、结构形式和主要性能已提出了原则要求；2) 拟订夹具结构方案和进行必要的计算 根据机床总体设计中确定的工件定位基面，夹压装置、加工方法和刀具导向方式等，制定夹具的具体方；3) 组合机床夹具的总图和零件图设计 在已经确定的夹具结构方案基础上，设计生产用的夹具总图和零件图。3 专用夹具的定位方案3.1 工件装夹工件的装夹，可根据工件加工的不同技术要求，采用先定位后夹紧或在夹紧过程中同时实现定位两中方式，其目的都是为了保证工件在加工时相对刀具及切削成形运动具有准确的位置。在机床上对工件进行加工时，根据工件的加工精度要求和加工批量的不同，可采用两中装夹的方法：1)找正装夹法即通过对工件上有关表面或划线的

19、找正，最后确定工件加工时应具有准确位置的装夹方法。2)夹具装夹法即通过安装在机床上的夹具对工件的定位和夹紧，最后确定工件加工时应具有准确位置的装夹方法。采用夹具装夹发对工件进行加工时，为了保证工件加工表面相对其他有关表面的尺寸和位置精度，必须满足以下三个条件：1) 工件在夹具中占据一定的位置；2) 夹具在机床上保持一定的位置；3) 夹具相对刀具保持一定的位置。3.2 工件的用途此零件是一台农用机动三轮车的变速箱壳体，它的作用是支承传动轴和齿轮，实现各轴之间的传动。零件图如下：图3-1 变速箱箱体零件的结构简图附零件的技术：1) 消除内应力，铸件硬度hb170-241；2) 未注圆角按r3-5；

20、3) 各轴承孔及止口不得有气孔，沙眼，缩松等缺陷，其他非加工面允许有个别气孔，其直径最大为3mm，深为2mm,但不得彼此相连；4) 装4.50-16后轮b面可不加工；3.3 零件的工艺分析结合同组其他两位同学的工艺路线，本次专用夹具是针对工序粗镗三个轴承孔和工序精镗三个轴承孔的加工而设计的：孔是孔，孔是孔，孔是孔。变速箱箱体这个零件，从零件图上看，它的加工表面主要为几组孔系，以及顶表面。本设计的组合双面镗床只加工零件的几组孔系。通过观察零件，我认为该零件不符合用一面两销定位，其原因是零件上不适合加工定位销孔。因此，我认为应该采用面定位的方法。首先加工出下盖面，然后借助这一加工表面作为定位基准，

21、对其它表面进行加工，仍然采用面定位的方法，并借助专用夹具，保证它们之后的尺寸和形位公差。加工时，把已加工的零件上底面作为基准面，机床后面用支撑钉顶住零件，再用油缸夹紧。3.4 工艺方案的制定本次设计是镗削箱体的轴承孔系，采用在镗杆上采用多把刀一次粗精镗的加工方式，大大地提高了劳动生产率。工序：镗削三个轴承孔1) 定位:以上底面约束三个自由度,一个侧面约束一个自由度,端面约束两个自由度,实现全面定位。2) 刀具: 根据镗孔直径d查阅组合机床设计第一册表4-5得:孔:截面为16*16的硬质合金镗刀,主偏角=50,镗杆直径=60mm;孔:截面为12*12的硬质合金镗刀,主偏角=50,镗杆直径=40m

22、m;孔:截面为12*12的硬质合金镗刀,主偏角=50,镗杆直径=45mm。镗刀在镗杆上一般要倾斜一个角度安装,以使镗刀在镗杆内有较长的安装长度并有足够的位置安装压紧及调整螺钉。根据镗杆的直径使镗刀安装成=12,为了避免镗刀在加工过程中因工件材质不均而楔入工件中,一般镗刀刀尖稍高于孔的中心,这样还可以增加镗刀的支撑面积,但镗刀刀尖高于孔中心后导致前角减小,后角增大。因此要保证镗刀在切削时的角度就必须在刃磨时加大前角减小后角。考虑到过大的前角会影响刀尖的强度,因此镗刀刀尖又不能高于孔中心太。在组合机床上加工中等直径孔时,一般取高于孔中心约为被加工孔径的.即孔时为2mm，孔时为1.55mm，孔时为1

23、.3 mm。这样镗刀前后角在垂直于镗杆轴心线的截面内变化约为56 镗刀不宜在镗杆外悬伸过长，以免刚性不足，造成振动。3) 机床：卧式双面组合镗床。3.5 工序图的制定被加工零件的工序图是根据选定的工艺方案，表示在一台机床上或一条自动线上完成的工艺内容、加工部位的尺寸及精度、技术要求、加工用的定位基准、夹压部位、以及被加工零件的材料、硬度和在本机床加工前毛坯情况的图纸。它是在原有工件图基础上，以突出本机床的加工内容，加上必要的说明绘制的。它是组合机床设计的主要依据，也是制造使用时调整机床、检查精度的重要技术文件。被加工零件工序图包括下列内容：1) 在图上表示出被加工零件的形状，设置中间导向时，工

24、件内部筋的布置和尺寸，以便检查工件装进夹具是否相碰，以及刀具通过的可能性。2) 在图上表示出加工用基面和夹压的方向及位置，以便依此进行夹具的支承，定位及夹压系统的设计。3) 在图上表示出加工表面的尺寸、精度、粗糙度、位置尺寸及精度和技术条件（包括对上道工序的要求和本机床保证的部分）。4) 图中注明被加工零件的名称、编号、材料、硬度以及被加工部位的余量。依据上诉内容画出本设计的工序图。如下： 图3-2 加工工序简图3.6 确定工件的定位方式工件在夹具体中定位的作用和意义,对单个工件来说就是使工件准确占据定位元件所规定的位置;而对一批逐次放入夹具的工件来说,则是使它们都占有一致的位置。根据工件在各

25、工序的加工精度要求和选择定位元件的情况，工件在夹具中的定位通常有以下几种情况：1) 完全定位：工件在夹具中定位，若六个不定度都被限制时，称为完全定位。2) 部分定位：工件在夹具中定位，若六个不定度没有被全部限制时，称为不完全定位。3) 欠定位：工件在夹具中定位时，若实际定位支撑点或实际限制的不定度个数少于工序加工要求应予限制的不定度个数，则工件定位不足，称为欠定位。4) 重复定位：工件在夹具中定位，若几个定位支承点重复限制同一个或几个不定度时，称为重复定位。加工此工件采用完全定位。图3-3零件图简图基面的选择是工艺工程设计中的重要工作，箱体零件是机械制造业中加工工序最多，劳动量最大，精度要求高

26、的关键零件。如汽车拖拉机行业的气缸体、气缸盖、后桥、变速箱、离合器本体等。这类工件一般都有精度高孔要加工，又常常要在几次安装下进行。“一面两销”是这类箱体在组合机床上加工时常用的典型定位方法。但是，有的箱体不具备“一面两销”的定位基准，这时候可以采用平面定位法。就是以三个平面进行定位。其中主要的定位面最好采用箱体的设计基面。所以设计基面就是箱体件在机床中的平面是设计基面之一。同时，关于工艺基面的选择必须遵循以下几个原则：1) 应当尽量选用设计基面作为组合机床上加工用的定位几面的选择；2) 选择的定位基面应确保工件的稳定定位；3) 选择基面时保证在一次安装下，能对尽可能多的面进行加工；4) 统一

27、基面的原则。即在各台机床上采取共同定位基面来加工工件不同面上的孔，或对同一个面上的孔完成不同的工序；5) 选择定位基面应考虑夹紧方便，夹具结构简单；6) 当被加工零件不具备理想工艺基面时，可在机床上增加辅助支承机构；分析图3-2，要加工零件的三个轴承孔，采用完全定位，限制工件的六个自由度。a面作为定位基面，在a面限制三个自由度， c面限制两个自由度，d面各限制一个自由度。这样，工件就可以实现完全定位了。3.7 定位元件的选择及布置工件在夹具中的位置的确定，主要是通过各种类型的定位元件实现的。在机械加工中，虽然被加工工件的种类繁多和形状怪异，但从它们的基本结构来看，不外乎是由平面、圆柱面、圆锥面

28、或它们之间的组合表面作为定位基准。在夹具设计中常用的平面定位元件有固定支承、可调支承、自位支承及辅助支承等，在工件定位时，上述支承中除了辅助支承外均对工件起主要定位作用；常用的圆孔边面定位的元件有定位销、刚性心轴和锥度心轴等；常用的外圆表面的定位元件有定位套、支承板和v型块等。各种定位套对工件外圆表面主要实现定心定位，支承板实现对外圆表面的支承定位，v型块则实现对外圆表面的定心对中定位；在加工轴类零件或某些要求精度定心的零件时，常以工件上的锥孔作为定位基础，这是需要选用相应的锥面定位元件。根据图3-2，本次设计的箱体不具备一面两销的定位准则，采用的定位方法就是平面定位法。已经加工a面为设计基面

29、，限制工件的三个自由度，来保证所加工孔对此面的加工精度。采用支承板定位，与a面接触限制三个自由度，在b、c面分别安装一个挡板和扳手，用扳手扳紧，使工件与挡板可靠性接触，在d面采用油缸夹紧,在e面采用一个支承钉顶住,限制在x方向的移动.以上是本次设计中定位元件的选择跟布置。3.8 计算定位误差由于夹具设计、制造与使用中引起的各项相关误差称为夹具误差，它是工序加工的一个组成部分，对保证加工要求起着重要影响。而定位误差又是夹具误差的一个重要组成部分。因此，定位误差的大小往往成为评价一个夹具设计质量的重要指标。它是合理选择定位方案的一个重要依据。依据定位误差分析计算的结果，便可以看出影响定位误差的因素

30、，从而找到减少定位误差和提高夹具工作精度的途径。由此可见，分析计算定位误差是夹具设计中的一个十分重要的环节。定位误差是用夹具装夹加工一批工件时,由于定位不准确引起该批工件某加工精度参数(尺寸、位置)的误差称为该加工精度参数的定位误差（简称定位误差）。以其最大误差范围来计算。分析零件图，由于设计基准跟定位基准重合，故=0，=0；又是平面定位，平面定位时工件的定位面与定位元件的定位工作面是平面接触，二者的集合的位置不会发生变化，因此一般认为：=0，=0；所以定位误差 =+=0。另外，基准位移误差；而考虑工件的自由公差为0.40,故定位方案可行。4 夹紧力的分析与计算4.1 概述夹紧装置的基本任务就

31、是保持工件在定位中所获得的既定位置,以便在切削力、重力、惯性力等外力作用下，不发生移动和振动，确保加工质量和生产安全。有时工件的定位是在夹紧过程中实现的，正确的夹紧还能纠正工件定位的不正确位置。一般夹紧装置由两个基本部分组成，动力源和夹紧机构。所谓确定夹紧力，从广义上来说，就是要正确的确定夹紧力的三要素：作用点、方向和大小。 图4-1 零件的受力分析图4.2 分析夹紧力的方向及作用点 选择夹紧力的作用点时应注意：1) 保证工件在夹紧后定位稳定。为此避免产生能使工件离开夹具定位表面的力系和力矩系，夹紧力的作用点应在定位支承面之上，或者落在由支承板连成的范围之内。2) 必须保证夹紧后工件的变形最小

32、。为此，夹紧力应作用在工件刚性最好的部位，即夹紧部位应该尽量靠近工件的壁和筋，并要避免设在工件的被加工孔上方。此外还要保证夹紧力和切削力不产生使工件弯曲的力矩。为此，夹紧点应力求对着定位支承面，辅助支承要尽量布置在被加工表面处。3) 夹紧力的作用点应尽可能靠近工件的加工表面，以提高定位稳定性和夹紧可靠性。4) 为了满足上述三项要求，只有一个夹紧点往往是不够的，因此，在多数情况下需要对工件进行多点夹压，力求使工件夹紧得比较坚固。但是，要实现多点夹紧，并不等于每一个夹紧部位都需要有自己单独的夹紧装置，可以借助改变压板的形状和采用联动夹紧机构来实现。综上所述，本次设计采用浮动压板多点夹紧，夹紧点取在

33、孔的有勒板的地方和工件壁厚处。夹紧力方向的选择与工件定位基准的位置，工件中立的方向和切削力的方向有密切的关系。夹紧力的方向应朝向工件在夹具上的定位时的主要基准面，为使夹紧力有助于定位，则工件应紧靠支承点，并保证各个定位基准与定位元件接触可靠，一般地讲，工件的主要定位基准面其面积较大，精度高，限制的不定度多，夹紧力垂直作用于此面，这对于保证夹压后工件定位的稳定和减小工件的夹紧变形都是有利的。 夹紧力的方向应有利于减少夹紧力：1) 夹紧力和切削力的有关方向可以有下列三种典型的情况：夹紧力与切削力的方向一致，这一情况最为有利，通常所需要的夹紧力较小。2) 夹紧力与切削力的方向相反，这是一种不利的情况

34、，此时夹紧力必须大于切削力。3)夹紧力与切削力的方向垂直，这种情况比较多见，此时，切削力是依靠夹紧力所产生的摩擦力来抵制的，因此所需的夹紧力也很大。在本次设计中，我所设计的夹具就属于第三类型。如图4-1所示,切削力的方向是水平的，夹紧力的方向是垂直向下的，使工件与支承表面之间产生摩擦力，与切削力抗衡。达到夹紧的目的。4.3 夹紧力的大小4.3.1 切削力的计算孔的计算如下：粗镗：主切削力 式（4.1）式中 与工件材料、刀具材料有关的影响系数，其大小与实验条件有关； 背吃刀量对切削个分力的影响指数； 进给量对切削个分力的影响指数； 切削速度对切削个分力的影响指数； 实验条件与计算条件不同时的影响

35、指数。代入公式得： 635.08（n）系数取： =900，=1.0 =0.75，=0，=1.08径向切削力 式（4.2）式中 与工件材料、刀具材料有关的影响系数，其大小与实验条件有关； 背吃刀量对切削个分力的影响指数； 进给量对切削个分力的影响指数； 切削速度对切削个分力的影响指数； 实验条件与计算条件不同时的影响指数。代入公式得： 390.95 （n）式中系数及指数： =530，=0.9 =0.75，=0，=1.21。轴向切削力： 式（4.3）式中 与工件材料、刀具材料有关的影响系数，其大小与实验条件有关； 背吃刀量对切削个分力的影响指数； 进给量对切削个分力的影响指数； 切削速度对切削个分

36、力的影响指数； 实验条件与计算条件不同时的影响指数。代入公式得： =574.88 （n）式中系数及指数： =450，=1.0 =0.4，=0，=1.16。半精镗：主切削力代入公式（4.1）得： 317.54 （n）式中系数及指数： =900，=1.0 =0.75，=0，=1.08径向切削力代入公式（4.2）得： =209.51 （n）式中系数及指数： =530，=0.9 =0.75，=0，=1.21。轴向切削力代入公式（4.3）得： =244.4 （n）式中系数及指数： =450，=1.0 =0.4，=0，=1.16。孔的计算如下： 粗镗：主切削力代入公式（4.1）得： =313.8 （n）式

37、中系数及指数： =900，=1.0 =0.75，=0，=1.08径向切削力 代入公式（4.2）得： =198.83 （n）式中系数及指数： =530，=0.9 =0.75，=0，=1.21轴向切削力代入公式（4.3）得： =345.14 （n）式中系数及指数： =450，=1.0 =0.4，=0，=1.16。半精镗：主切削力代入公式（4.1）得： =209.22 （n）式中系数及指数： =900，=1.0 =0.75，=0，=1.08径向切削力代入公式（4.2）得： =138.04 （n）式中系数及指数： =530，=0.9 =0.75，=0，=1.21轴向切削力代入公式（4.3）得： =23

38、0.09（n）式中系数及指数： =450，=1.0 =0.4，=0，=1.16精镗：主切削力代入公式（4.1）得： =104.61（n）式中系数及指数： =900，=1.0 =0.75，=0，=1.08径向切削力代入公式（4.2）得： （n）式中系数及指数： =530，=0.9 =0.75，=0，=1.21轴向切削力代入公式（4.3）得： =115.05 （n）式中系数及指数： =450，=1.0 =0.4，=0，=1.16孔计算如下：粗镗：主切削力代入公式（4.1）得： 351.42 （n）式中系数及指数： =900，=1.0 =0.75，=0，=1.08径向切削力：代入公式（4.2）得：

39、=222.64 （n）式中系数及指数： =530，=0.9 =0.75，=0，=1.21轴向切削力：代入公式（4.3）得： =366.6 （n）式中系数及指数： =450，=1.0 =0.4，=0，=1.16半精镗：主切削力代入公式（4.1）得： =234.28 （n）式中系数及指数： =900，=1.0 =0.75，=0，=1.08径向切削力：代入公式（4.2）得： =154.57 （n）式中系数及指数： =530，=0.9 =0.75，=0，=1.21轴向切削力：代入公式（4.3）得： =244.4 （n）式中系数及指数： =450，=1.0 =0.4，=0，=1.16精镗：主切削力代入公

40、式（4.1）得： =243.28 （n）式中系数及指数： =900，=1.0 =0.75，=0，=1.08径向切削力：代入公式（4.2）得： =82.83 （n）式中系数及指数： =530，=0.9 =0.75，=0，=1.21轴向切削力：代入公式（4.3）得： =122.2 （n）式中系数及指数： =450，=1.0 =0.4，=0，=1.164.3.2 夹紧力的计算所需夹紧力的大小主要取决于切削力和中立的大小和方向。，重力的大小和方向是不变的，而切削力的大小和方向在切削过程中是不断变化的。在切削过程中，影响切削力大小的有很多，例如工件材质不均，加工余量不均（尤其是粗加工时候，本机床是精镗加

41、工），刀具的磨损程度不同，以及切削时候时的冲击等等，而且夹紧力还取决于一系列其他因素。例如接触面的光洁度，工艺系统的刚度等等。因此确定切削力和所需夹紧力的大小，就是一个比较复杂的问题。实际上不可能完全地确定切削力和所需夹紧力的大小，而且只能做很粗略的计算。因此计算出来的夹紧力大小有误差，所以，在选择夹紧机构的时候，机构的夹紧力要适当的扩大，以保证能够可靠的夹紧工件。为了简化问题，在确定夹紧力时，一般假定工艺系统：工件夹具刀具机床都是绝对刚性的。切削过程是稳定的，而且切削参数也是固定不变的。在这些条件下，切削力可根据切削原理中的计算公式或计算图中可求得。而且切削参数也是固定不变的。在这些条件下，

42、切削力可根据切削原理中的计算公式或者计算图中求得。而所需夹紧力可以用工件在加压后的力平衡问题来求得，然后为了保证夹紧可靠，在设计结果中引进安全系数，做为实际需要的夹紧力。在此次设计中，夹紧力是有油缸施加与工件，使工件与定位面产生摩擦力，当摩擦力大于工件所受的切削力时候，工件就可以被夹紧。此外，粗镗加工时，加工震动也较大。由于切削力的方向和合力的中心位置也是经常变化的，因此在确定夹紧力时，不仅要注意切削力的大小，而且还要主要到切削力的方向和合力中心的位置，还由于工件材质不匀，硬度不一，加工余量也不均匀和刀具磨钝等因素的影响，往往使实际切削力大大增加。在组合机床上多刀加工时这种情况尤为显著。且为了

43、保证夹紧可靠应选择机床工作过程中最不利的状态来确定所需要的夹紧力的大小。在各面同时加工时，应按相对两个方向的切削力不能相互抵消的最坏情况来确定夹紧力的大小。因为各动力头的进给阻力不同和液压系统工作的不同等原因。相对两面的动力头实际上不可能同时工作或结束切削工作，因此便形成了某一个动力头单独工作的情形。此外，在机床调整和试车中，常常需要一面地分别调整和试车，因此夹具的设计必须能够满足单面进行切削加工的要求，本次设计中夹紧力与切削力垂直的情况下，应取较大的安全系数，以保证夹紧机构能可靠地工作。在计算夹紧力时，一般先计算切削力且主要切削力。1) 引入安全系数 式（4.4）式中 基本安全系数 加工状态

44、参数 刀具钝化参数 切削特点参数查表得：=1.51.21.21.0=2.16考虑切削力与夹紧力垂直，依靠工件与支承板之间产生的摩擦力，达到防止工件平移。因为在加工孔时,先进行粗镗加工,取轴向切削力=574.88(n),加工,孔时，粗镗和半精镗同时加工，取其中较大的力=345.14(n),=366.6(n).因此工件所受的最大切削力: = 式（4.5） =574.88+345.14+366.6=1286.62(n) =7313.42(n)=746.3（kg）式中 夹紧力； 工件的重量；假设为200（n）； 安全系数； 工件所受的最大切削力； 工件与压板之间的摩擦系数； 工件与支承板之间的摩擦系数

45、；2) 考虑到夹紧力抵抗切削力产生的颠覆力矩,受力平衡式: 式（4.6）由此可求得所需夹紧力：= =105547.968426=247.8(n)式中 l孔切削力到夹具定位支承面的距离； 夹压合力作用线到支承板边的距离； h 工件夹压点到支承面的距离;因此经比较,取夹紧力;4.3.3 夹紧油缸的确定在前我们说过现代高效率的夹具大多采用机动夹紧方式，如：气动、液动、电动等。其中以气动和液动装置应用最为普遍。气动夹紧的动力源是压缩空气，一般压缩空气由压缩空气站提供。经过管路损失之后，通到夹紧装置中的压缩空气为4-6个大气压。在设计计算时，通常以4个大气压来计算，较安全。液动夹紧所采用的油缸结构和工作

46、原理基本上与气动相同，只是工作介质的不同，前者是用 液压油，后者是用的空气，由于油压比气压高，加上液体夹紧刚度比气动夹紧刚度大的多，工作稳定，没有气动夹紧时那种噪音，劳动条件好。但是液动没有气动应用广泛，主要原因是需要单独为液压装置配置专门的泵站，成本高，因此它大多应用在本身已有液压传动系统装置的机床设备上。采用通用夹紧油缸,并考虑到油缸工作中压力的消耗和损失,油缸的实际工作推力或拉力在选取时候,应高于计算求得的夹紧力。所以选用前法兰式油缸t5016型，其主要参数：工作压力，活塞杆推力为，行程30mm。5 导向装置及夹具体设计5.1 导向装置的确定在组合机床上完成的孔加工工序中，除了采用“刚性

47、主轴”加工方法外，在大多数情况下，切削刀具都在导向装置中加工，因此，具有精密的导向便成为组合机床刀具工作的显著特点之一。组合机床夹具上的导向装置是作为引导刀具对工件进行切削加工的重要。导向装置的作用在于：保证刀具对于工件的正确位置；保证各刀具相互之间的正确位置和提高刀具系统的支承刚性。因此，它对于保证加工精度和机床的可靠工作有着重要的影响。镗套的结构类型，根据镗套的布置形式分为；单支承导向和双支承导向两类。在此，我采用导向套进行加工，其加工精度在很大程度上决定于导向装置的精度，我们鉴于在刀杆结构上做有内滚式导向，在夹具上取用固定导向套，将其安装在机床夹具的镗模架上，固定不动。本次设计是双面镗削

48、机床上的夹具设计，所以本夹具分左右两个镗模架。与夹具体固定连接，并且考虑导向长度为200mm。为避免铸造时的缺陷，取框架结构。但个导向孔铸造出来，有筋板相连。在节省其材料的同时避免铸造缺陷，且达到提高其刚度、强度。在三个导向孔内加固定导向套，并取框架与导向孔长度都是200mm。方便于它们一次性加工成功。5.2 夹具体的设计夹具总体设计中最后完成的主要元件是夹具体。夹具体是夹具的骨架和基础。组合夹具的各种元件、机构、装置都要安装在夹具体上。在加工过程中，它还要承受切削力、夹紧力、惯性力及由此产生的振动和冲击。所以夹具体是夹具中一个设计、制造劳动量大，耗费材料多，加工要求高的零部件。在夹具成本中所

49、占的比重较大，制造周期也长，设计时要给予足够的重视。5.2.1 确定夹具体的毛坯的制造方法正确的选择夹具体毛坯的制造方法是设计夹具时要解决的首要问题。在选择夹具体毛坯时，要考虑毛坯的生产日期、工艺性、成本、抗振性、刚度等几个方面的因素，同时结合工件的具体条件加以选定。常见的毛坯结构有铸造结构、焊接结构、锻造结构、装配结构。铸造夹具体是常用的夹具体毛坯制造方式，其突出优点是制造工艺性好，可以铸造出复杂的外形，铸件的抗压强度、刚度和抗振性好，且采用适当的时效方式，可以消除主宰的残余应力，长期保持尺寸的稳定性，其缺点是制造周期长，生产成本较高。铸件夹具体的材料可根据夹具的具体要求加以选择，通常为ht

50、15-33或ht20-40灰铸铁；强度的要求高时也可根据采用铸钢件，在小型的夹具或切削力很小的夹具中，夹具体可考虑铸铝件。焊接夹具体和铸造夹具体相比，制造容易、生产周期短、成本低，焊接夹具体所采用的材料为钢板、型材等，故其重量与同体积的铸铁夹具体相比要轻的多，焊接夹具体在制造过程中，要产生的热变形和残余应力，对精度影响很大，故焊接后要进行退火处理。用锻造的方法制造的夹具体的毛坯，只有在形状比较简单，尺寸不大的情况下才有可能，一般很少用。装配夹具体是选用标准毛坯或零件，根据使用要求组装而成。由于标准件可组织专门工厂进行专业化成批生产，因而不仅可大大缩短夹具体的制造周期，也可以降低生产成本。为使装

51、配夹具体能在生产中得到广泛应用，必须实现其结构的系列化及组成元件的标准化。在本次夹具体设计中选择的夹具体毛坯结构是铸造结构，其优点是工艺性好，可以铸造出各种复杂的形面，而且铸件的抗压力强，刚度和抗振性都比较好。此外，逐渐易加工，成本低廉。面对逐渐内应力的缘故，必须对其进行时效处理。5.2.2 夹具体的基本要求及外形尺寸的确定夹具体一般是夹具体上最大和最复杂的基础元件，在夹具体上，要安放组成该夹具所需要的各种元件、机构、装置，并且还要考虑便于装卸工件以及在机床上的固定，因此夹具体的形状和尺寸应满足一定的要求，它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等所以在专用夹具中。夹具体的形状和尺寸很多是非标准