铣60°斜面夹具设计毕业论文

1、摘 要车床主要用于加工回转表面，和孔的加工，另外还可以加工平面，所以车床广泛用于各种机械加工中，是目前使用最为广泛的机床之一。而本文中提到的上刀架位于车床的方刀架的下方，用于定位方刀架，由此可见上刀架在车床中的重要的作用。本文主要研究了上刀架的加工，从铸造毛坯到成品件的各个加工的工序的工艺过程，以及在各个工艺中所用到的机床、夹具、量具等设备，还有切削速度、切削用量等。最后还研究了上刀架的四面三工位铣和两侧面铣的夹具的设计，进行基准的选择，误差分析，夹紧力计算等。而通过查阅各种资料，了解了加工过程中的各种的要求和要素，特别是加工用量的选择，通过大量的计算和分析最终得到了一套完整的数据。而在夹具的

2、具体设计中也查阅了大量的夹具方面的文献，最终得到了一套较优的装夹方案。通过本文会了解到上刀架的完整的加工工艺过程以及四面三工位和两侧面铣的夹具的完整信息。关键词：工艺过程 切削用量 基准 误差分析 夹紧力ABSTRACTLathe is mainly used for machining a surface of revolution and some hole machining, and some of the plane can be processed too. So lathe is widely used in various mechanical processing, whic

3、h is one of the most widely used tools currently. And the top slide mentioned in the text is located on the bellow the turret on the lathe. Used to locate the turret, thus the top slide is on an important role of the lathe. This paper mainly studies the processing of the top slide, from blank to end

4、 product, as well as the various processes used in machine tools, jigs, gauges and other equipment, and cutting speed, cutting data and so on. Finally, studies on the fixture design of the four sides and three-position of the top slide milling and face milling on both sides, selecting the standard,

5、analyzing the error, computing the clamping force. The author of this article searched a variety of literature, known the processing elements of the requirements, especially selecting the cutting data, author did a lot of calculation and analysis and finally got a complete set of data. The design of

6、 the fixture was also the author searching a lot of the fixture literature, finally got a set of optimum clamping scheme.Through this paper you will get the on the complete machining process of the top slide, and complete information of four sides and three-position milling and face milling on both

7、sides of the top slide fixture.Key words: craft process cutting data standard error analysis clamping force目 录绪 论1第一章 零件的分析21.1零件的作用21.2零件的工艺分析21.3零件图2第二章 工艺规程设计32.1确定毛胚的制造形式3 2.1.1粗基准的选择32.1.2精基准的选择32.2 制定工艺路线32.3工艺路线比较分析42.4 机械加工余量，工序尺寸的确定5第三章 夹具设计143.1 四面三工位铣定位原理及其实现143.2 两侧面铣定位原理及其实现143.3 误差分析15

8、 3.3.1 影响加工精度的因素153.3.2 保证加工精度183.4 夹紧方式183.5 夹紧力的数值计算18第四章 总结22谢 辞23参考文献24大连交通大学2013届本科生毕业设计(论文)绪 论车床作为现代机械加工不可缺少的重要工具，一直是科研的重要项目，而作为中国最早的车床，CA6140车床的重要作用不言而喻。虽然CA6140是一种比较老的机床型号，但是现代的许多车床都是由它发展改进而来的，所以对这种机床的研究仍然有着很大的意义。而我的设计正是CA6140车床上的重要零件-上刀架的加工。作为车床刀架的载体，上刀架的精度直接影响了车床刀具的位置精度，这就间接的影响了被加工工件的加工精度。

9、而在现今社会，决定一台机器的甚至一个零件的质量的最重要的因素就是精度，所以，这足可见上刀架在车床上的重要作用。同时也表明本论文研究的实用性。而CA6140作为最基本的一种车床，目前广泛用于机械加工之中，并且还有许多机床厂仍在生产这种车床，例如沈阳机床厂等一些大型的工厂。而上刀架作为这种机床的重要零件，它的生产工艺已经非常成熟，并且在一些夹具的设计已经非常好了。但是对这中零件的加工工艺和夹具的研究还是非常有必要的。因为一个零件的加工工艺往往是决定这个零件的质量的关键步骤，因为一旦加工工艺不完善，会直接导致零件在生产过程中花费更多的加工时间，往往还可能导致最终的加工质量不合格。同时，如果一套夹具不

10、合格同样会导致加工零件的效率很低，而最重要的是加工精度难以保证，这就增加了废品率，造成浪费，也间接的提高了生产成本。在这种现况下，一套好的加工工艺和一套好的夹具就显得非常必要。因为，因为一套好的加工工艺会在减少加工时间的同时提高被加工零件的质量。同时，一套好的夹具在对工件进行定位时极其方便，并且有了对刀块的存在也大大的节省了调刀的时间。并且像本文中四面三工位铣的夹具，在一套夹具上同时加工了几个表明，这就大大提高了工件加工的效率。最重要的是这些夹具的定位都非常方便，使加工精度可以很好的保证。降低了工件的废品率，降低了生产成本，提高了在与同行业竞争时的优势。从这种角度来看，一套好加工工艺和一套好的

11、夹具对于一个工厂甚至一个行业来说都是非常重要的，而本文中正是为CA6140车床上刀架的加工工艺和两套夹具的设计也这是对上刀架的生产的一种提高。第一章 零件的分析1.1零件的作用 题目所给零件是CA6140车床的上刀架，它位于车床床身的上半部的溜板箱上，与夹持刀具的方刀架相连， 通过一系列的构件相互作用实现刀具的快速更换。零件上部有48凸圆，用以安装方刀架并将其固定。下部有导轨，实现导向与承载的作用。一侧端面32孔用以安装丝杠，以实现刀架的精确运动。1.2零件的工艺分析 上刀架属于车床床身上比较精密的部件，所以有一系列的形状与位置要求，现分析如下：（1） 上表面A对下表面的平行度公差为0.1mm

12、（2） 48H7对上表面A的垂直度公差为0.1mm（3） 上表面A的平面度公差为0.05mm（4） 32轴心线对燕尾槽及下表面B的平行度公差为0.03mm（5） 燕尾槽侧面直线度公差为0.05mm（6） 丝杠孔轴线对C面的垂直度公差为0.05mm（7） D，E两侧面对下面的不垂直度公差为0.8mm（8）22对48的同轴度误差为0.05mm1.3零件图图1-1 零件图第二章 工艺规程设计2.1确定毛胚的制造形式零件材料为HT200，考虑到车床在使用过程中零件的冲击载荷比较稳定，选用铸件即可满足使用要求，且零件为CA6140车床标准件，符合大批生产要求。基面的选择是工艺规程中的重要工作之一，基面选

13、择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高，否则加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。2.1.1粗基准的选择对于一般轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的，但对于板类零件上下表面均为重要表面，依据粗基准选择原则中便于装夹的原则，即粗基准尽可能平整光洁，选择表面B为粗基准，主要考虑的是不加工表面与加工表面间的位置要求。工作以p面限制两个自由度，Q面与R面和S面各限制一个自由度，通过自动定心夹紧装置在中心线T上限制一个自由度实线完全定位。2.1.2精基准的选择主要考虑基准重合的问题，当基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后要专门计算，

14、此处不重复。2.2 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，尺寸精度以及位置精度与技术要求得到合理的保证，在生产纲领已确定为批量生产的条件下，可以考虑采用设计夹具来保证，使生产成本尽量下降。（1）工艺路线方案一工序1、 粗精车48H7外圆，端面和上端面工序2、 钻圆柱上孔22H7、钻孔工序3、 粗精铣B面保证余量尺寸工序4、 粗精铣D、E两端面保证余量尺寸工序5、 粗精铣C、F两端面保证尺寸工序6、 钻A面上422H7孔和丝杠油杯孔工序7、 钻B面上限位螺丝孔、攻螺纹M8工序8、 车B面上30孔工序9、 钻C、F两端面孔，攻螺纹工序10、钻、铰36H7孔工序11、铣燕尾槽、工序

15、12、磨B面工序13、磨燕尾槽两侧面工序14、去毛刺，检查。(2)工艺路线方二工序1、 粗精铣B面保证余量尺寸工序2、 粗精铣D、E两端面保证余量尺寸工序3、 粗精铣C、F两侧面面保证图样尺寸工序4、 粗精车48H7外圆，端面和上端面工序5、 钻、铰E面36H7孔工序6、 钻A面上422H7孔和丝杠油杯孔和丝杠细杯孔26H8工序7、 钻B面上限位螺丝孔、攻螺纹M8工序8、 车B面上30孔工序9、 铣燕尾槽工序10、磨燕尾槽B面工序11、去毛刺、检查图2-1 零件表面示意图2.3工艺路线比较分析两方案的主要区别在于方案一先加工A面而方案二先加工B面，比较之下B面的平面较大，装夹比较方便，选B面为

16、粗基准加工A面易于保证加工质量，且方案二中48H7圆柱上孔22H7是在车床上加工出来，紧接着工序一采用相同夹具，减少了装夹次数，定位基准相同，加工的精度较高，综上所述，最终采用工艺路线二工序：粗精铣B面，保证余量尺寸，以A面为基准选用X5032立式升降台铣床专用夹具。工序：粗精铣D、E两端面保证余量尺寸，以A面48H7为基准实现定位，选用机床X5032立式升降台铣床专用夹具。工序:粗精铣C、F两端面，以A面48H7圆柱圆及D、E两端面实线定位，选用机床立式升降台铣床专用夹具。工序：粗精车48H7外圆、端面和上端面A，以B面为粗基准进行加工，选用CA6161卧式车床专用夹具。钻、铰48H7圆柱上

17、孔22H7以B面为粗基准选用CA6161卧式车床专用夹具。工序：钻、扩、铰32H7孔，以表面A，侧面E及圆柱面定位，选用机床25140A方柱式立式钻床，专用夹具。工序：钻A面上422H7孔和丝杠细杯孔26H8，以外圆柱面上平面A及侧面正定位，选用机床25140A方柱立式钻床及专用夹具。工序：攻螺纹M8，选用S4010攻丝机，专用夹具工序：钻B面上限位螺纹孔底孔及30孔，以外圆柱面上平面A及侧面正定位，选用机床25140A方柱立式铣床专用夹具。工序：铣B面燕尾槽，以两侧面D、E及A面定位。选用机床X5023立式升降台铣床，专用夹具。工序：磨工件B面，以两侧面D、E及A面定位，选用机床M7232H

18、里轴距平面磨，专用夹具。工序：去毛刺，检查。2.4 机械加工余量，工序尺寸的确定 CA6140车床上刀架材料为HT200，硬度170220HBS，毛胚重量约为8kg，生产类型为大批生产，采用铸造毛胚。 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸，及毛胚尺寸如下： 1：车48H7外圆，端面，A面。 2: 48H7外圆要求与方刀架配合，是重要的加工表面，表面粗糙度要求Rz3.2，要求精加工，参照切削加工简明实用手册，表“轴的机械加工余量”得：毛胚：52mm粗车：49mm 2z=3mm精车:48mm 2z=1mm(1) 上刀架A面 上刀架A面是与方刀架底座配合的平面，实现

19、应用中由于换刀要与方刀架摩擦，因此要求精度也较高,表面粗糙度压迫球Ra3.2，要求精加工参照切削加工简明实用手册表确定加工余量，工序尺寸及毛胚尺寸。毛胚： 50mm粗车： 47.9mm z=2.1mm精车; 46.5mm z=1.4mm（2）48H7端面 表面粗糙度要求Rz=6.3,参照切削加工简明实用手册. 毛胚： 35mm 粗车： 32.6mm z=2.4mm 精车： 32mm z=0.6mm（3）48H7圆柱体中心孔 22mm 加工要求为基孔制7级公差，参照机械切削工艺参数速查手册得： 钻孔：20.0mm 扩孔：21.8mm 2z=1.8mm 粗铰：21.94mm 2z=0.14mm 精

20、铰：22.00mm 2z=0.06mm（4）粗精铣底面B B面为重要加工表面，粗糙度要求Rz=1.6，需要磨削，查机械切削工艺参数速查手册确定加工余量、工序尺寸。 粗铣;44.7mm z=1.8mm 半精铣;43.2mm z=1.5mm 精铣;43mm z=0.2mm(5) 粗精铣D、E两侧面 D、E两侧面粗糙度要求为Rz=3.2，且D、E两距离为125mm，查机械切削工艺参数速查手册确定加工余量，毛胚尺寸。粗铣： 2z=3mm半精铣： 2z=2.4mm精磨： 2z=0.6mm（6）粗精铣C、F两端面C端面粗糙度要求RZ=3.2，F面粗糙度要求为Rz=6.3，简化工序内容，C、F两端面要求尺寸

21、为340mm，查机械切削工艺参数速查手册确定加工余量，工序尺寸。粗铣：2z=3mm半精铣：2z=2.4mm精铣：2z=0.6mm毛胚基本尺寸为346mm（7）422H7孔钻孔：18mm扩孔：21.8mm 2z=3.8mm粗铰：21.94mm 2z=0.14mm精铰：22mm 2z=0.06mm（8）26H8油杯孔钻孔：4mm扩孔：5.8mm 2z=1.8mm铰孔：6mm 2z=0.2mm（9）B 面上限位螺丝孔钻孔7.2mm攻螺纹M8（10）B面上30孔由于30为自由公差，可直接用30锪孔钻削，深度10mm（11）C面上32H7孔钻孔：18mm扩孔：30mm 2z=12mm粗铰：31.93mm

22、 2z=0.23mm精铰：32mm 2z=0.07mm（12）铣燕尾槽燕尾槽要求与刀架底座配合，实现导向和承载，其制造精度能直接影响机床的加工精度，其侧面要求是进行磨削的，粗糙度要求为Rz=1.6粗铣：z=3.0mm半精铣：z=3.0mm精磨：z=0.2mm（13）加工余量计算 现以D，E两侧面的加工为例，加工余量计算长度为125mm毛胚的铸造精度为CT9级，查公差与配合实用手册可知：（1）毛胚铸造公差为2.5mm，取对称分布为1.25mm（2）粗铣时厚度偏差为-0.43-0.63，取-0.5mm（3）精铣厚度偏差为-0.25mm（4）精铣时厚度偏差为-0.12mm由于本零件是大批生产，采用调

23、整法加工，因此在计算最大，最小加工余量是，应按调整法加工方式予以确定。 DE两侧面尺寸加工余量和工序余量及公差分布如下图毛胚名义尺寸：125+2×3=131毛胚最大尺寸：131+1.25×2=133.5毛胚最小尺寸：131-1.25×2=128.5粗铣后最大尺寸：130.5+0.5=131粗铣后最小尺寸：128-0.5=127.5半精铣后最大尺寸：125+0.2=125.2半精铣后最小尺寸:125-0.2=125.2精铣后尺寸与零件图尺寸相符合即125mm将上述计算与工序尺寸及公差整理成表表2-1 加工余量计算表 工序余量铸造毛胚粗铣侧面半精铣侧面精铣侧面加工前尺

24、寸最大133.5131125.2最小128.5125124.75加工后尺寸最大133.5131125.2125最小128.5125124.75124.47加工余量1.51.20.30.1加工公差±1.25-0.52-0.252-0.122 (5)确定切削用量及基本工时工序I：粗精车48H7外圆，端面和上端面A加工条件加工材料：HT200铸铁，a=200N/mm加工要求：粗精车48H7外圆，车上端面A，车48H7端面，Ra=3.2机床：CA6161卧式车床刀具：刀片材料为YG6，刀杆尺寸为16×25mm2,Kr=900,Ro=150,o=120,r=0mm.计算切削用量1）粗

25、车48H7外圆柱面 确定背吃刀量ap，单边余量2mm，留0.5mm作为精车余量，取粗车背吃刀量ap=1.5mm。确定进给量：查切削加工简明实用手册可得f=0.50.7mm/r，根据机床特性初步选定f=0.6mm/r。选择切削速度Vc，查表可得Vc=1.3331.83m/s，取Vc=1.6m/s。确定主轴转速n，由公式n=1000Vc/d=1000×1.6/（×52）=9.8（r/s）=588r/min，按机床说明书，与r=588r/min，相近转速600r/min，取nw=600r/min。则实际切削速度为v=98m/min。计算切削工时Tm=l/nwf=0.092（min

26、）2）精车48H7外圆柱面背吃刀量 取ap=0.5mm确定进给量 与粗加工工时相同 f=0.6m/r .切削速度v=98m/min主轴转速nw=600r/min切削工时t= l/nwf=0.092min3）粗车端面A背吃刀量 取ap=2.1mm确定进给量 与粗加工工时相同 f=1.0m/r .切削速度v=96m/min主轴转速nw=600r/min 实际切削速度v=98m/min切削工时t= l/nwf=0.1171min4）精车端面A时背吃刀量 取ap=0.6mm确定进给量 与粗加工工时相同 f=1.0m/r .切削速度v=96m/min主轴转速nw=600r/min 实际切削速度v=98m

27、/min切削工时t= l/nwf=0.1171min5）粗车48H7圆柱端面背吃刀量 取ap=2.4mm确定进给量 与粗加工工时相同 f=0.6m/r .切削速度v=96m/min主轴转速nw=600r/min 实际切削速度v=98m/min切削工时t= l/nwf=0.067min6）精车48H7圆柱端面背吃刀量 取ap=0.6mm确定进给量 与粗加工工时相同 f=0.6m/r .切削速度v=96m/min主轴转速nw=600r/min 实际切削速度v=98m/min切削工时t= l/nwf=0.067min7）检验机床功率 因毛胚铸造等级为IT9 级，加工余量较小，产生的切削力不大，因此不

28、需要进行机床功率校核。工序 钻铰48H7圆柱上孔22H7.1）钻孔20mm 已知工件材料HT200，铸件，钻孔直径d0=20mm.机床采用CA6161卧式车床选择切削用量背吃刀量 取ap=10mm确定进给量 查切削加工简明实用手册 f=0.75m/r .切削速度v=0.25m/s主轴转速nw=238r/min 实际切削速度v=0.28m/s切削工时t= l/nwf=0.324min2）扩孔21.8mm采用高速钢麻花钻，直径d0=21.8mm ，背吃刀量ap=0.9mmf=1.1mm/r nw=272r/min切削工时t= l+l1+l2/nwf=0.221min3）粗铰21.94mm采用高速刚

29、机绞刀直径d0=21.14mm ，背吃刀量ap=0.07mmf=2mm/r nw=272r/min切削工时t= l+l1+l2/nwf=0.121min4）精铰220+0.013d0=22mm ，背吃刀量ap=0.03mmf=2mm/r nw=272r/min切削工时t= l+l1+l2/nwf=0.121min工序：粗精铣B面，保证余量尺寸。1）粗铣B面查切削加工简明实用手册 f=0.25mm/s切削速度参考有关手册确定v=0.35m/s采用高速钢A型面铣刀取dw=50mm ，齿数z=8。ns=1000Vc/d=21.2（m/min）采用X5032立式升降台铣床根据机床使用说明书取n=135

30、r/min实际切削数度v=21.2m/min。切削工时t= l+l1+l2/nwf=2.67min2）精铣B面，由于铣刀要完全切出平面B，所以切削工时变为t=3.04min工序：粗精铣D、E两端面，保证余量尺寸。1）粗铣D、E两侧面，ap=1.5mm，查切削加工简明实用手册 f=0.15mm/s切削速度参考有关手册确定v=0.35m/s采用莫氏锥柄铣刀取dw=40mm ，齿数z=3。ns=1000Vc/d=167.2（m/min）采用X5032立式升降台铣床根据机床使用说明书取n=175r/min实际切削数度v=22m/min。切削工时t= l+l1+l2/nwf=9.14min2）半精铣精铣

31、D、E两侧面时，切削用量、切削工时与粗铣时相同，半精铣时ap =1.2mm 精铣ap =0.3mm。工序V:粗精铣C、F两端面。 C、F两端面的加工要求与D、E相同，因此相应切削用量也是相同的，切削工时为t= l+l1+l2/nwf=3.68min工序：钻A面上422H7和丝杠油杯孔26H81）钻孔18mm采用高速钢麻花钻，直径d=18mm，机床采用Z5140A方柱式立式钻床。背吃刀量ap=9mm进给量查切削加工简明实用手册 f=0.75/s切削速度参考有关手册确定v=0.25/sns=1000Vc/d=265.4（r/min）根据机床使用说明书取n=272r/min实际切削数度v=0.26m

32、/s。切削工时t= l+l1+l2/nwf=0.55min2）扩孔21.8mm采用高速钢扩孔钻直径d=21.8mm。背吃刀量 取ap=1.9mm确定进给量 查切削加工简明实用手册 f=1.1m/r .切削速度v=0.25m/s主轴转速nw=272/min 实际切削速度v=0.26m/s切削工时t= l/nwf=0.348min3）粗铰21.94mm采用高速钢绞刀d=21.94mm背吃刀量 取ap=0.07mm确定进给量 查切削加工简明实用手册 f=2m/r .切削速度v=0.25m/s主轴转速nw=272r/min 实际切削速度v=0.28m/s切削工时t= l/nwf=0.191min4）精

33、铰220+0.013背吃刀量 取ap=0.03mm确定进给量 查切削加工简明实用手册 f=2m/r .切削速度v=0.25m/s主轴转速nw=272r/min 实际切削速度v=0.28m/s切削工时t= l/nwf=0.191min5）钻油杯孔表面孔4采用高速钢麻花钻直径d=4mm，机床采用Z5140A方柱式立式钻床。背吃刀量 取ap=2mm确定进给量 查切削加工简明实用手册 f=0.2m/r .切削速度v=0.25m/s主轴转速nw=1194r/min 实际切削速度v=0.251m/s切削工时t= l/nwf=0.25min6）扩孔5.8mm，深7mm。背吃刀量 取ap=0.9mm确定进给量

34、 查切削加工简明实用手册 f=0.2m/r .切削速度v=0.25m/s主轴转速nw=1200r/min 实际切削速度v=0.28m/s切削工时t= l/nwf=0.142min7）铰孔60+0.022mm采用高速钢绞刀，其中：背吃刀量 取ap=0.1mm确定进给量 查切削加工简明实用手册 f=0.7mm/r .切削速度v=0.25m/s主轴转速nw=1200r/min 实际切削速度v=0.28m/s切削工时t= l/nwf=0.033min工序：钻B面上限位螺丝孔底孔及扩孔30mm孔1）钻M8底孔7.2mm。采用采用高速钢麻花钻，其中：背吃刀量 取ap=3.6mm确定进给量 查切削加工简明实

35、用手册 f=0.4mm/r .切削速度v=0.25m/s主轴转速nw=1200r/min 实际切削速度v=0.28m/s切削工时t= l/nwf=0.033min第3章 夹具设计夹具是机床的重要组成部分，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准确定位、夹压、刀具的导向以及装卸工件时的限位等作用，用以方便加工，继而提高加工效率。3.1 四面三工位铣定位原理及其实现根据被加工零件的结构特征，选择定位基准，实现六点定位原理,即以铣底面的工件的下表面定位，限制了工件在z轴上的移动，x轴上的转动和y轴上的转动3个自由度。而侧面的的支撑板限制了x轴上的移动和z轴上的转动

36、两个自由度，由于工件是加工底面整个表面，所以不需要再限制y轴上的移动。所以铣底面的工件这时已经完全定位（如图一）。而铣端面的工件以另一断面为主定位面，同样限制了工件的z轴的移动和x、y轴的转动，而侧面的支撑板也限制了工件的x轴的移动和z轴的转动，并且，铣端面的工件同样不需要再限制y轴的移动，这样，铣端面的工件也被完全定位（如图一）。图3-1 四面三工位铣的工件的定位（其中双点划线细线的部分为待加工工件）3.2 两侧面铣定位原理及其实现根据零件的结构特性以及被加工的位置，因为零件的两侧面的位置是先对对称的，并且前后都没有阻挡，所以为了提高工件的加工效率，采用了双面同时加工的方法进行加工，而这样加

37、工会使加工时两面的精度一致，并且加工后回使两面更加对称，最重要的是，经过一次装夹，两面同时加工完成，会减少因为二次定位引起的定位误差，并且一次加工的效率更高，更加符合大批量生产的要求。而这样加工选择底面为主定位面，限制了z轴的移动和x、y轴的转动（如图二），再通过底面的支撑板的定位，又限制了工件的x轴的移动和z轴的转动。而单纯从工件的加工表面来说，z轴的移动是不需要限制的，而这里限制了z轴的移动，有利于工件的夹紧，同时并没有使工件过定位，所以是完全合适的。图3-2 两侧面铣工件的定位（图中双点划细线部分为待加工工件）3.3 误差分析一批工件依次在夹具中进行定位时，由于工序基准的变动对加工表面尺

38、寸所造成的极限值之差称为定位误差。产生定位误差的原因是工序基准与定位基准不相重合或工序基准自身在位置上发生偏移或位移所引起的。定位误差是指在调整法加工中工件定位时工序基准在工序尺寸方向上的最大可能位移.定位误差的计算方法按原理可分为二种一种是根据定位误差的定义进行计算。3.3.1 影响加工精度的因素用夹具装夹工件进行机械加工时，其工艺系统中影响工件加工精度的因素很多，与夹具有关的因素有：定位误差P、对刀误差T、夹具在机床上的安装误差A和夹具误差E，在机械加工工艺系统中，影响加工精度的其它因素综合称为加工方法误差G。上述各项误差均导致刀具相对工件的位置不精确而形成总的加工误差。（1）四面三工位铣

39、夹具的误差分析a.定位误差D第一类误差第一类误差是指工件在夹具上定位时所产生的那部分定位误差基准不重合误差是由于定位基准和设计基准不重合而产生的那部分定位误差。在本设计中，由于定位误差和工序基准是重合的，所以基准不重合误差为0。第二类误差第二类误差是定位元件对夹具三基准面的尺寸误差及位置度所产生的那一部分定位误差。当支承面即工件底面对夹具的安装基准（底面）有平行度误差及支承面对夹具的对刀基准（钻套轴线）有位置误差，被加工表面的定位误差为移动误差： （3-1）故定位误差为 （3-2） 按标注的测量尺寸： 将上述数值代入定位误差计算公式，则得： b.对刀误差T因为刀具相对于对刀或导向装置不精确造成

40、的加工误差，称为对刀误差。本工序中铣刀是采用对刀块进行导向，对刀时导向误差计算公式为： 即得导向误差mm c.夹具在机床上的安装误差A因为夹具在机床上的安装不精确而造成的加工误差，称为夹具的安装误差。一般取： 水A=0.02mm 垂A=0mmd.夹具误差E因夹具上定位元件，对刀或导向元件及安装基面三者之间（包括导向元件与导向元件之间）的位置不精确而造成的加工误差，称为夹具误差，夹具误差大小取决于夹具零件的加工精度的夹具装配时的调整和修配精度。一般取E=0.04mme.加工方法误差G因机床精度，刀具精度，刀具与机床的位置精度，工艺系统受力变形和受热变形等因素造成的加工误差，统称为加工方法误差，因

41、该项误差影响因素很多，又不便于计算，所以常根据经验为它留出工件公差的。计算时可设G=。工件位置公差取0.20G= （2） 两侧面铣夹具的误差分析a.定位误差D第一类误差第一类误差是指工件在夹具上定位时所产生的那部分定位误差基准不重合误差是由于定位基准和设计基准不重合而产生的那部分定位误差。而在本夹具中，基准不重合误差为：第二类误差第二类误差是定位元件对夹具三基准面的尺寸误差及位置度所产生的那一部分定位误差。当支承面即工件底面对夹具的安装基准（底面）有平行度误差及支承面对夹具的对刀基准（钻套轴线）有位置误差，被加工表面的定位误差为移动误差：（3-1）故定位误差为 （3-2） 按标注的测量尺寸：

42、将上述数值代入定位误差计算公式，则得： （3-3） 其他误差和三面四工位铣时相同 水A=0.02mm 垂A=0mm E=0.04mmG=0.067mm3.3.2 保证加工精度工件在夹具中加工时，总加工误差为上述各项误差之和。由于上述误差均为独立随机误差，应用概率法加，因此，保证工件加工精度条件是：（1）四面三工位铣的加工精度（3-4） 即工件总加工误差应不大于工件的加工尺寸公差，由以上得知，四面三工位铣夹具完全可以保证加工精度。 （2） 两侧面铣的加工精度 即工件总加工误差应不大于工件的加工尺寸公差，由以上得知，两侧面铣夹具完全可以保证加工精度。3.4 夹紧方式 夹紧装置中产生源动力的部分叫做

43、力源装置，常用的力源装置有气动、液压、电动等夹紧装置中直接与工件的被夹压面接触并完成压夹作用的元件称为夹紧元件，本设计采用了液压夹紧，解决了手动夹紧是夹紧力不一致，误差大，精度低，工人劳动强度大等缺点。由于油液的不可压缩性，能传递较大的压力，一般工作压力可达pa,比气压大10多倍，因此，在产生同样作用力的情况下，油缸直径可以小许多倍，使夹具结构更为紧凑。3.5 夹紧力的数值计算 选择夹紧力的作用点和方向应注意：a) 夹紧力应朝向主要限位面；b) 夹紧力的作用点应落在定位元件支承范围内；c) 夹紧力的作用点，应落在工件刚性较好的方向和部位；d) 夹紧力作用点应靠近工件的加工表面；夹紧力大小主要取

44、决于切削力和重力的大小和方向。夹紧力作用点和方向的选择，通常应与工件定位基准的选择同时考虑，因此这两个参数在制定机床工艺方案时已确定，这里仅作重点叙述的是确定夹紧力的大小的问题。图3-3a 图3-3b 四面三工位铣夹具的夹紧装置 图三中显示了四面三工位铣的夹具的夹紧点的位置，四个毛坯的夹紧力的方向都是朝向主要看限位面（与主定位面相对应的面为加工表面，无法装夹），而夹紧力作用点完全在用于限位的支撑板的范围内，而夹紧力都是作用在工件的较大的面上，并且工件材料为HT200，刚度符合要求。综上得夹具的夹紧装置比较合理，符合夹紧的基本要求。图3-4 两侧面铣夹具的夹紧装置 图四中显示了两侧面铣夹具的夹紧

45、点的位置，夹紧力的方向是完全朝向主定位面的，而夹紧力的作用点也是正好在定位的支撑板的范围内，而夹紧力也是作用在工件的较大的表面上，同时工件的刚度也完全符合要求。所有两侧面铣的夹具的夹紧装置也符合要求。确定夹紧力时应考虑的计算系数a.摩擦系数在许多情况下，并不是由夹具的定位支承机构或夹紧机构本身直接承受工件所受切削力，而是由工件在紧急状态下，工件与定位支承机构及夹紧机构之间所产生的摩擦力来防止工件产生平移或转动，因此在确定夹紧力时，需要考虑各种接触表面之间的摩擦系数。摩擦系数主要取决于工件和支承件，压板之间的接触形式：1工件和支承件之间的摩擦系数；2工件和压板之间的摩擦系数；查表得 1=0.2，

46、 2=0.7b.安全系数在加工过程中，由于工艺的不同，工件材质和加工余量的不同以及刀具钝化等因素的影响，欲准确地确定所需夹紧力是很困难的。因此，为了夹紧可靠，必须将计算所得的切削力乘以安全系数作为实际所需的夹紧力。 (3-5)式中， 基本安全系数 加工状态系数刀具钝化系数切削特点系数根据参考文献11选取=1.2=1.2 =1.2 =1夹紧力大小的计算是个很复杂的问题，一般只能作粗略的估算。为了简化计算起见，在设计夹紧装置时，可只找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬时状态，按静力平衡原理求出夹紧力的大小。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需要的夹紧力数值。（a） 四面三工位铣夹紧力由静力平衡原理得出所需要的夹紧力为： (3-6)本机床设计的夹紧力为。考虑到上刀架是铸铁件，使夹紧力分散，应采用多点夹紧。所以本设计采用压板进行压紧，一个压板可有两个夹紧点. 由于本次设计所选择的液压缸是标准件,YGD-40/14C×200型液压缸,它所能提供的最大力为故所选择的液压缸完全满足要求。（b）两侧面铣夹紧力 由于两侧面铣的机床用的是组合机床，所有难以直接查找机床切削力的大小，所以估算和四面三工位铣机床的切削力的大小相同。所以考虑到上刀架是铸铁件，使夹紧力分散，应采用多点夹紧。所以本设计采用压板进行压紧，一个压板可有一个夹紧点。而本夹具中有