H2060型对开式二螺柱正滑动轴承零件工艺规程及加工对接平面气动夹具设计【新】
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四川理工学 院专 业机械加工工序卡片产品型号零件图号H2060型共 1 页机械制造产品名称零件名称对开式二螺柱正滑动轴承第 1 页车 间工序号工序名称材料牌号机加工100铣对接平面HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸造11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X52K1夹具编号夹具名称切削液XJJ-01专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工步内容工艺设备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量（mm/r）背吃刀量（mm）进给次数机动辅助描 图1铣对接平面铣夹具，量具，铣刀8003502.4631010描 校底图号装订号设计日期审核日期标准化日期会签日期四川理工学 院专 业机械加工工序卡片产品型号零件图号共 页机械制造产品名称零件名称第 页车 间工序号工序名称材料牌号毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数设备名称设备型号设备编号同时加工件数夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工步内容工艺设备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量（mm/r）背吃刀量（mm）进给次数机动辅助描 图描 校底图号装订号设计日期审核日期标准化日期会签日期四川理工学 院专 业机械加工工序卡片产品型号零件图号共 页机械制造产品名称零件名称第 页车 间工序号工序名称材料牌号毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数设备名称设备型号设备编号同时加工件数夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工步内容工艺设备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量（mm/r）背吃刀量（mm）进给次数机动辅助描 图描 校底图号装订号设计日期审核日期标准化日期会签日期四川理工学 院专 业机械加工工序卡片产品型号零件图号共 页机械制造产品名称零件名称第 页车 间工序号工序名称材料牌号毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数设备名称设备型号设备编号同时加工件数夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工步内容工艺设备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量（mm/r）背吃刀量（mm）进给次数机动辅助描 图描 校底图号装订号设计日期审核日期标准化日期会签日期四川理工学院专 业机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号H2060型共 2 页机械制造产品名称零件名称对开式二螺柱正滑动轴承零件第 1 页材 料 牌 号HT200毛坯种类铸造毛坯外形尺寸每毛坯可制件数1每台件数1备注工序号工序名称工 序 内 容车间工段设 备工 艺 装 备工时min准终单件10铸造铸造毛坯铸造一20热处理 人工时效铸造一30油漆喷漆处理铸造一40粗铣夹轴承孔两侧毛坯，粗铣轴承座下盖底面，注意尺寸和表面粗糙度，留1mm精加工余量机二X52K铣床铣夹具，量具，铣刀101050精铣夹轴承孔两侧毛坯，粗铣轴承底面，注意尺寸和表面粗糙度机二X52K铣床铣夹具，量具，铣刀1515描 图60铣削以已加工底面定位基准，在轴承孔处压紧，铣轴承座螺丝固定表面机二X52K铣床铣夹具，量具，铣刀1313描 校70钻孔钻底面固定螺栓孔底孔，然后铰孔达到尺寸机二Z525钻床钻夹具，钻头1313底图号80铣削铣削轴承孔前端面机二X613铣床铣夹具，量具，铣刀131390铣削铣削轴承孔后端面机二X613铣床铣夹具，量具，铣刀1010装订号审核日期审核日期标准化日期会签日期标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期四川理工学院专 业机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号H2060型共 2 页机械制造产品名称零件名称对开式二螺柱正滑动轴承零件第 2 页材 料 牌 号HT200毛坯种类铸造毛坯外形尺寸每毛坯可制件数1每台件数1备注工序号工序名称工 序 内 容车间工段设 备工 艺 装 备工时min准终单件100铣对接平面铣对接平面机二X52K铣床铣夹具，量具，铣刀1010110钻孔钻顶面2螺栓固定孔2X17机二Z525钻床钻夹具，钻头1313120钻孔攻丝钻孔轴承座下半部分2XM16螺纹孔，然后用螺丝将2件装配机二Z525钻床钻夹具，钻头1010130粗镗、半精镗以已加工底面及定位销孔为定位基准粗镗、半精镗轴承座中心孔机二T68镗床镗夹具，镗刀1515140精镗以已加工底面及定位销孔为定位基准精镗轴承座中心孔机二T68镗床镗夹具，镗刀1515描 图150去毛刺钳工去毛刺160终检入库 按图样要求检验描 校底图号装订号审核日期审核日期标准化日期会签日期标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期课程设计论文 H2060型对开式二螺柱正滑动轴承零件工艺规程 及加工对接平面气动夹具设计所在学院专 业班 级姓 名学 号指导老师 年 月 日摘 要本次设计是对H2060型对开式二螺柱正滑动轴承零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。机油泵传动轴支架零件的主要加工表面是平面及孔。由加工工艺原则可知，保证平面的加工精度要比保证孔的加工精度容易。所以本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证加工精度。基准选择以H2060型对开式二螺柱正滑动轴承底面面作为粗基准，以上表面作为精基准。机床夹具广泛用于批量生产，专为某工件加工工序服务的专用夹具，则需要各制造厂根据工件加工工艺自行设计制造。本论文夹具设计的主要内容是设计加工对接平面气动夹具。关键词：H2060型对开式二螺柱正滑动轴承，加工工艺，工艺文件，夹具目 录摘 要1第1章 序 言3第2章 加工工艺规程设计42.1 零件的分析42.1.1 零件的作用42.1.2 零件的工艺分析42.2机械加工基准介绍42.3基准的选择52.4 制定工艺路线62.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定72.6选择加工设备及刀具、夹具、量具82.7确定切削用量及基本工时（机动时间）10第3章 加工对接平面气动夹具设计183.1 机床夹具概述183.2研究原始质料193.3定位基准的选择203.4 切削力及夹紧分析计算203.5 误差分析与计算243.6 零、部件的设计与选用253.7 确定夹具体结构和总体结构263.8 夹具操作步骤分析和可靠性预测27总 结28参 考 文 献29致谢3031第1章 序 言对工件进行机械加工时，为了保证加工要求，首先要使工件相对于机床有正确的位置，并使这个位置在加工过程中不因外力的影响而变动。为此，在进行机械加工前，先要将工件装夹好。用夹具装夹工件时，工件相对于道具及机床的位置精度由夹具保证，不受工人技术水平的影响，使一批工件的加工极度趋于一致，稳定的保证工件的加工精度。同时使用夹具装夹工件方便、快捷，工件不需要划线找正，可显著的减少辅助工时，提高劳动生产率；工件在夹具中装夹后提高了工件的刚性，因此可加大切屑用量，提高劳动生产率；可使用多件、多工位装夹工件的夹具，并可采用高效夹紧机构，进一步提高劳动生产率。在批量生产中使用夹具后，由于劳动生产率的提高、使用技术等级较低的工人以及废品率下降等原因，明显得降低了生产成本。夹具制造成本分摊在一批工件上。每个工件增加的成本时极少的，远远小于由于提高劳动生产率而降低的成本。工件批量愈大，使用夹具所取得的经济效益就愈显著。第2章 加工工艺规程设计2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用题目给出的零件是H2060型对开式二螺柱正滑动轴承。H2060型对开式二螺柱正滑动轴承的主要作用是支承各传动轴，保证各轴之间的中心距及平行度，并保证部件正确安装。因此H2060型对开式二螺柱正滑动轴承零件的加工质量，不但直接影响的装配精度和运动精度，而且还会影响工作精度、使用性能和寿命。2.1.2 零件的工艺分析由H2060型对开式二螺柱正滑动轴承零件图可知。H2060型对开式二螺柱正滑动轴承是一个H2060型对开式二螺柱正滑动轴承零件，它的外表面上有4个平面需要进行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上还需加工一系列螺纹孔。因此可将其分为三组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下：（1）以底面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：底面的底削加工；其中顶面有表面粗糙度要求为，（2）以支承孔为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：2个前后端面； （3）以顶面为主要加工平面的加工面。2.2机械加工基准介绍基准：基准是用来确定生产对象上几何要素的几何关系所依据的那些点、线、面。基准根据其功用的不同可分别为设计基准和工艺基准。在工件工序图中，用来确定本工序加工表面位置的基准，加工表面与工序基准之间一般有两次核对位置要求：一是加工表面对工序基准的距离要求，即工序尺寸要求；另一次是加工表面对工序基准的形状位置要求，如平行度，垂直度等。所以工件定位时，用以确定工件在夹具中位置的表面（或点，线）称为定位基准，定位基准的选择，一般应本着基准重合原则，尽可能选用工序基准作为定位基准，工件在定位时，每个工件的夹具中的位置是不确定的，一般是限制工件的六个自由度，分别是指：沿三坐标轴的移动自由度，和绕三坐标轴转动的自由度。基面的选择是工艺规程设计的重要工作之一，基面选择正确合理，可以使加工质量的到保证，减轻劳动强度，生产效率得到提高。否则，会使加工困难，甚至造成加工零件报废。2.3基准的选择(1) 粗基准的选择粗基准选择原则：选择粗基准，主要是选择第一道机械加工工序的定位基准，以便为后续工序提供精基准。为了方便地加工出精基准，使精基准面获得所需加工精度，选择粗基准，以便于工件的准确定位。选择粗基准的的出发点是：一要考虑如何合理分配各加工表面的余量；二要考虑怎么样保证不加工表面与加工表面间的尺寸及相互位置要求，一般应按下列原则来选择：1) 若工件必须首先保证某重要表面的加工余量均匀，则应优先选择该表面为粗基准。2)若工件每个表面都有加工要求，为了保证各表面都有足够的加工余量，应选择加工量最少的表面为粗基准。3)若工件必须保证某个加工表面与加工表面之间的尺寸或位置要求，则应选择某个加工面为粗基准。4)选择基准的表面应尽可能平整，没有铸造飞边，浇口，冒口或其他缺陷。粗基准一般只允许使用一次。基于上述的要求和考虑到安装装配面的精度要求和便于夹紧等实际情况，粗基准选用前机体内一个较大的非加工面在毛坯图上已经标出。(2) 精基准的选择精基准选择原则：选择精基准时，应从整个工艺过程来考虑如何保证工件的尺寸精度和位置精度，并要达到使用起来方便可靠。一般应按下列原则来选择：1)基准重合原则；应选择设计基准作为定位基准。2)基准统一原则；应尽可能在多数工序中选用一组统一的定位基准来加工其他各表面，采用统一基准原则可以避免基准转换过程所产生的误差，并可使各工序所使用的夹具结构相同或相似，从而简化夹具的设计和制造。3) 自为基准原则；有些精加工或光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择加工表面本身来作为定位基准。4) 互为基准原则；对于相互位置精度要求高的表面，可以采用互为基准，反复加工的方法。5) 可靠，方便原则；应选择定位可靠，装夹方便的表面作为精基准。本零件是铸造件，要用毛坯面定位先加工出一个精基准。然后以精基准定位，加工零件。精基准放在工序最前面加工。以上表面毛坯面定位。详见工艺卡片。2.4 制定工艺路线（1）热处理工序的安排加工工艺安排热处理，因为零件精度要求较高HT200要铸造完成要进行时效处理，防止工件变形。（2）定位基准的选择粗基准选择下表面，则由非加工面为定位基准，铣精基准。精基为上表面，则加工时稳定性差一些，加工精度就受到了影响，角向定位也是这样。因此，拟订工艺路线方案如下：工序号工序名称工序内容10铸造铸造毛坯20热处理 人工时效30油漆喷漆处理40粗铣夹轴承孔两侧毛坯，粗铣轴承座下盖底面，注意尺寸和表面粗糙度，留1mm精加工余量50精铣夹轴承孔两侧毛坯，粗铣轴承底面，注意尺寸和表面粗糙度60铣削以已加工底面定位基准，在轴承孔处压紧，铣轴承座螺丝固定表面70钻孔钻底面固定螺栓孔底孔，然后铰孔达到尺寸80铣削铣削轴承孔前端面90铣削铣削轴承孔后端面100铣对接平面铣对接平面140钻孔钻顶面2螺栓固定孔2X17150钻孔攻丝钻孔轴承座下半部分2XM16螺纹孔，然后用螺丝将2件装配160粗镗、半精镗以已加工底面及定位销孔为定位基准粗镗、半精镗轴承座中心孔110精镗以已加工底面及定位销孔为定位基准精镗轴承座中心孔120去毛刺钳工去毛刺130终检入库 按图样要求检验2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“H2060型对开式二螺柱正滑动轴承”零件材料采用灰铸铁制造。材料为HT200，硬度HB为170241，生产类型为大批量生产，采用铸造毛坯。（1）顶面的加工余量。根据工序要求，顶面加工分粗、精铣加工。各工步余量如下：粗铣：参照机械加工工艺手册第1卷表3.2.23。其余量值规定为，现取。表3.2.27粗铣平面时厚度偏差取。精铣：参照机械加工工艺手册表2.3.59，其余量值规定为。（3）底面孔毛坯为实心，不冲孔。参照机械加工工艺手册表2.3.71，现确定其工序尺寸及加工余量为：毛坯为实心（4）前后端面加工余量。根据工艺要求，前后端面分为粗铣、半精铣、半精铣、精铣加工。各工序余量如下：粗铣：参照机械加工工艺手册第1卷表3.2.23，其加工余量规定为，现取。半精铣：参照机械加工工艺手册第1卷，其加工余量值取为。精铣：参照机械加工工艺手册，其加工余量取为。铸件毛坯的基本尺寸为，根据机械加工工艺手册表2.3.11，铸件尺寸公差等级选用CT7。再查表2.3.9可得铸件尺寸公差为。毛坯为实心，不冲孔。2.6选择加工设备及刀具、夹具、量具由于生产类型为大批量生产，加工设备易以通用机床为主，配以专用夹具，工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。1)摇臂钻床 Z525主要参数：最大钻孔孔直径25 mm主轴中心线至立柱母线距离 最大1600 mm最小350 mm主轴端面至底座工作面距离 最大1250 mm最小350 mm主轴行程315 mm主轴锥孔（莫氏）4# No.主轴轴转速范围25-2000 r/min主轴转速级数16 主轴进给量范围0.04-3.20 mm/r主轴进给级数16工作台尺寸500630 mm主轴箱水平移动距离1250 mm主电机功率3 kw 机床重量3500 kg机床外型尺寸（长宽高)250010702840 mm2)立式铣床 X52K 主要参数：单 位/X52K工作面积 宽*长mm320*1250承载重量kg500T型槽数目个3T型槽宽度mm18T型槽间距mm70X向（工作台纵向）手动/机动mm700/680Y向（滑座横向）手动/机动mm255/240Z向（升降台垂向）手动/机动mm370/350最大回转角度deg45转速r/min30-1500转速级数Step18锥孔.ISO7：24 NO.50轴向移动距离mm85主轴端面至工作台距离最小/最大mm45/415主轴中心线至床身垂直导轨面距离mm350切削进给速度mm/minX，Y：23.5-1180，Z：8-394快速移动进给速度mm/minX，Y：2300，Z：770进给级数Step18主轴电机功率KW7.5进给电机功率KW1.5机床外形尺寸（长*宽*高）mm2272*1770*2094 2.7确定切削用量及基本工时（机动时间）工序40、50：粗、精铣底面机床：铣床X52K1.粗铣底面，保证尺寸查参考文献3表2.3-59，得平面加工余量为0.9mm，已知A面总余量为2mm，故粗加工余量=4-0.9=3.1mm。查参考文献3表2.4-73，取粗铣的每齿进给量为，取精度铣的每转进给量=，粗铣走刀1次，=3.5mm，精铣走刀1次，=1.5mm。查参考文献3表3.1-74，取粗铣的主轴转速为，取精铣的主轴转速为。又前面已选定铣刀直径D为40mm，故相应的切削速度为:校核机床功率(只校核粗加工工序)：切削功率为:=取z=10个齿，则 代入式中得：168102.51=由文献3表得机床功率为7.5kw，取效率为0.85，则7.50.85=6.375kw6.62kw故重新选择主轴转速为，则：带入公式得：1681015.2kw6.375kw故机床功率足够。（2）精铣H2060型对开式二螺柱正滑动轴承底面精铣夹轴承孔两侧毛坯，粗铣轴承底面，注意尺寸70mm和表面粗糙度，留0.2mm磨削加工余量铣削深度：每齿进给量：根据机械加工工艺手册表2.4.73，取铣削速度：参照机械加工工艺手册表2.4.81，取机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度：精铣时刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间： 本工序机动时间工序2：以已加工底面定位基准，在轴承孔处压紧，铣H2060型对开式二螺柱正滑动轴承螺丝固定表面。机床：铣床X52K刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数，此为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=3mm所以铣削深度：=3mm精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm铣削深度：每齿进给量：根据参考文献3表2.473，取：根据参考文献3表2.481，取铣削速度每齿进给量：根据参考文献3表2.473，取根据参考文献3表2.481，取铣削速度机床主轴转速：按照参考文献3表3.174，取 实际铣削速度： 进给量： 工作台每分进给量： ：根据参考文献3表2.481,取切削工时被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度： 刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间： 机动时间：所以该工序总机动时间工序80：粗、精铣H2060型对开式二螺柱正滑动轴承表面机床：铣床X52K刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 齿数10（1）粗铣铣削深度：每齿进给量：根据机械加工工艺手册表2.4.73，取铣削速度：参照机械加工工艺手册表2.4.81，取机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：根据机械加工工艺手册表2.4.81,被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：（2）精铣铣削深度：每齿进给量：根据机械加工工艺手册表2.4.73，取铣削速度：参照机械加工工艺手册表2.4.81，取机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度：精铣时刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间： 本工序机动时间工序90：钻底面固定螺栓孔底孔，然后铰孔达到尺寸机床：组合钻床刀具：麻花钻、扩孔钻、铰刀切削深度：进给量：根据机械加工工艺手册表2.4.39，取切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4.41，取机床主轴转速：，取实际切削速度： 被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1机动时间：工序4：粗铣两侧面机床：组合铣床刀具：硬质合金端铣刀YG8，硬质合金立铣刀YT15（1）粗铣两侧面铣刀直径，齿数铣削深度：每齿进给量：根据机械加工工艺手册表2.4.73，取铣削速度：参照机械加工工艺手册表2.4.81，取机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：根据机械加工工艺手册表2.4.81,被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：工序100：钻顶面2螺栓固定孔12钻孔选用机床为Z525摇臂机床，刀具选用GB1436-85直柄短麻花钻，机械加工工艺手册第2卷。根据机械加工工艺手册第2卷表10.4-2查得钻头直径小于10的钻孔进给量为0.200.35。 则取确定切削速度，根据机械加工工艺手册第2卷表10.4-9切削速度计算公式为 （3-20）查得参数为，刀具耐用度T=35则 =1.6所以 =72选取 所以实际切削速度为=2.64确定切削时间（一个孔） =工序220：钻孔H2060型对开式二螺柱正滑动轴承下半部分2XM10螺纹孔机床：组合攻丝机刀具：钒钢机动丝锥2XM10螺纹孔螺孔攻丝 进给量：由于其螺距,因此进给量切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4.105，取机床主轴转速：，取丝锥回转转速：取实际切削速度： 被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： （盲孔）机动时间：工序110、120、130：镗轴承支承孔机床：组合镗床刀具：高速钢刀具（1）粗镗孔切削深度：进给量：根据机械加工工艺手册表2.4.66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4.66，取机床主轴转速：，取实际切削速度： 工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间：（2）粗镗支承孔切削深度：进给量：根据切削深度，再参照机械加工工艺手册表2.4.66。因此确定进给量切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4.66，取机床主轴转速：，取实际切削速度：工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间：第3章 加工对接平面气动夹具设计3.1 机床夹具概述在对工件进行机械加工时，为了保证加工的要求，首先要使工件相对道具及机床有正确的位置，并使这个位置在加工过程中不因外力的影响而变动。因此，在进行机械加工前，先要将工件装夹好。机床夹具的组成 1、定位装置 其作用是使工件在夹具中占据正确的位置。2、夹紧装置 其作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中受到外力（切削力等）作用时不离开已经占据的正确的正确位置。3、对刀或导向装置 其作用是确定刀具相对定位元件的正确位置。X、连接原件 其作用是确定夹具在机床上的正确位置。5、夹具体 夹具体是机床夹具的基础件，通过它将夹具的所有元件连接成一个整体。6、其他元件或装置 是指家家具中因特殊需要而设置的元件或装置。根据加工需要，有些夹具上设置分度装置、靠模装置；为能方便、准确定位，常设置预定位装置；对于大型夹具，常设置吊装元件等。以上各组成部分中，定位元件、夹紧装置和夹具体是机床夹具的基础组成部分。机床的分类机床夹具种类繁多，可以从不同的角度对机床夹具进行分类。按夹具的使用特点可分为：通用夹具，专用夹具，可调夹具，组合夹具，拼装夹具。按使用机床可分为：车床夹具，铣床夹具，钻床夹具，镗床夹具，齿轮机床夹具，数控机床夹具，自动机床夹具，自动线随行夹具以及其他机床夹具。按夹紧的动力源可分为：手动夹具，气动夹具，液压夹具，气液增力夹具，电磁夹具以及真空夹具等。工件的装夹方法工件装夹的方法有两种：将工件直接装夹在机床的工作台或花盘上将工件装夹在家具上采用第一种方法装夹的效率低，一般要求先按图纸要求在工件的表面上划线，划出加工表面的尺寸和位置，装夹时，用划针或面分表找正后再夹紧。一般用于单件和小批生产。批量较大时，都采用夹具装夹工件。采用夹具装夹工件有如下优点：a、保证加工精度，稳定加工质量b、缩短辅助时间，提高劳动生产率c、扩大机床的使用范围，实现“一机多能”d、改善工人的劳动条件，降低生产成本工件在夹具中的定位（1）工件的定位的基本原理1. 六点定则用合理分布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，称为“六点定位原则”，简称“六点定则”。六点定则是工件定位的基本法则，用于实际生产时，起支承点作用的是一定形状的几何体，这些用来限制工件自由度的几何体就是定位元件。2. 限制工件自由度与加工要求的关系工件定位时，影响加工要求的自由度必须限制；不影响加工要求的自由度，有时要限制，有时可不限制，视具体情况而定。习惯上，工件的六个自由度都限制了的定位称为完全定位，工件限制的自由度少于六个，但能保证加工要求的定位称为不完全定位。在工件定位时，以下情况允许不完全定位：a 加工通孔或通槽时，沿贯通轴的位置自由度可不限制。b 毛坯（本工序加工前）是轴对称时，绕对称轴的角度自由度可不限制。c 加工贯通的平面时，除可不限制沿两个贯通轴的位置自由度外，还可不限制绕垂直加工面的轴的角度自由度。3.2研究原始质料利用本夹具主要用来粗铣连杆外轮廓，为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。3.3定位基准的选择由零件图可知：在对进行粗铣连杆外轮廓，加工前，底面进行了粗、精铣加工，进行了粗、精加工。因此，为了使定位误差达到要求的范围之内，这种定位在结构上简单易操作。3.4 切削力及夹紧分析计算刀具：立铣刀（硬质合金） 刀具有关几何参数：D=16mm, 由参考文献55表129 可得铣削切削力的计算公式： 有：根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值，即： 安全系数K可按下式计算： 式中：为各种因素的安全系数，查参考文献5121可知其公式参数： 由此可得： 所以 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。夹紧力的确定夹紧力方向的确定夹紧力应朝向主要的定位基面。夹紧力的方向尽可能与切削力和工件重力同向。(1) 夹紧力作用点的选择 a. 夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内。 b. 夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位上，这样可以防止或减少工件变形变形对加工精度的影响。c. 夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面。6、切削力及切削力矩的计算与分析对执行元件的工况进行分析，就是查明每个执行元件在各自工作过程中的速度和负载的变化规律。通常是求出一个工作循环内各阶段的速度和负载值列表表示，必要时还应作出速度、负载随时间（或位移）变化的曲线图（称为速度循环图、负载循环图和功率循环图）。在一般情况下，液压和气压系统中气缸承受的负载由六部分组成，即工作负载、导轨摩擦负载、功率、惯性负载、重力负载、密封负载和背压负载，前五项构成了气缸所要克服的机械总负载。这里为了方便起见，只是将铣削时产生的铣削力矩作为气缸的工作负载，其余的负载这里没有考虑（只需要按照一定的工作方式进行计算即可）。根据加工需要，该系统的工作循环也较为简单：快速前进快速后退原位停止。根据调查研究和工作系统要求，快速前进和快速后退的速度约为4.5m/min，不考虑换向及启动时间、动静摩擦系数等因素，气缸的机械效率取0.9。由于本道工序主要完成花键孔的两端面加工，为后续花键孔的加工提供良好的基准，且在铣削过程中由于铣刀所产生的铣削力对工件的附加转矩会造成工件的加工误差，因而必须对工件所受的铣削力和铣削力矩进行计算分析，从而设计出符合要求的夹紧装置。对气缸的设计计算主要是以铣削力矩为主进行理论计算，以工件加工中所需的夹紧力来设计气缸的结构参数，以实现工件快速装夹所需要的行程来确定气缸的理论行程，因而需要对工件所受的夹紧力和夹具的结构进行分析。1）切削力的计算切削力的计算可通过试验的方法，测出各种影响因素变化是的切削力数据，加以处理得到的反映各因素与切削力关系的表达式，称为切削力计算的经验公式。在实际中使用的切削力经验公式有两种：一是指数公式；二是单位切削力。这里为了方便起见，以单位切削力进行切削力的计算。单位切削力是指单位切削面积上的主切削力，用kc表示。由切削手册得主切削力公式： 式中：CF、XF、YF、F、F是指切削用量的系数和指数，可查相关设计手册；ap-铣削深度，mm；af-每齿进给量，mm/Z；ae铣削宽度，mm；Z-铣刀齿数，n-铣刀每秒转速，m/s；d0-切削宽度，mm；kFZ-切削条件改变时的修正系数；代入数据可得工件所受的切削力：Fc=3305N。2）由切削手册得铣削力矩公式：式中：M-铣削力矩，Nmm；Fc-铣削力，N；d0-切削宽度，mm；Z-铣刀齿数，代入数据可得：M=2079660 Nmm.工件所需要的夹紧力是由这个气缸提供的，因此需要计算气缸所受的负载，气缸所应提供的夹紧力F夹紧情况来进行计算。式中：M-铣削力矩，Nmm；F-夹紧力，N；L力臂，mm；代入数据可得：F=18906N。7、 气缸的设计计算1）初选气缸的工作压力16工作压力是确定执行元件结构参数的主要依据，它的大小影响执行元件的尺寸和成本，甚至整个系统的功能。在此气动夹具设计中，因采用企业气源作为动力，一般空气的压力为0.50.8Mpa。所以选定工作压力为0.5Mpa。2）确定气缸的主要结构参数本气缸采用单向作用气缸。最大负载即为上面所求值，F=18906N，其缸径计算公式为:式中:F - 活塞杆上的推力，N- -气缸工作压力，MPaD-气缸缸体直径，m 查设计8手册，按气缸内径系列将以上计算值圆整为标准直径，取D=63mm。由,可得活塞杆直径:圆整后，取活塞杆直径校核，按公式有:其中，则:满足实际设计要求。3）缸筒壁厚的设计缸筒直接承受压缩空气压力，必须有一定厚度。一般气缸缸筒壁厚与内径之比小于或等于1/10，其壁厚可按薄壁筒公式计算:式中:- 缸筒壁厚，mm- 气缸内径，mm- 实验压力，取, Pa材料为:ZL3,=3MPa代入己知数据，则壁厚为:取，则缸筒外径为:4）活塞行程的确定由夹具设计中对零件进行装夹的移动距离可知，为了便于工件的装夹，移动压板所需要的行程为15mm，气缸装在移动夹板的另一端，由杠杆原理可知，气缸移动的距离不小于是25mm，为了确保气缸安全工作，取气缸的工作行程为25mm。5）气动传动原理图拟定由于只有一个工作气缸，且气缸的快速前进和快速后退速度可取相同，并没有采用多种工速，因而气动传动原理图相对简单，其传动原理图如图4.2所示，所需要的气动元件规格如表3-1所示。图4.2 气动传动原理图9各通行机构的调速，这种方法的特点是结构简单效果好。如平臂伸缩气缸在接近气缸处安装两个快速排气阀，可加快启动速度，也可调节全程的速度。气液传送器气缸的排气节流，可用来调整回转液压缓冲器18的背压大小。为简化气路，减少电磁阀的数量，各工作气缸缓冲均采用液压缓冲器10，这样可以省去电磁阀和切换节流阀或行程节流阀的气路阻尼元件。电磁阀的通径，是根据各工作气缸速度，行程，尺寸计算出所需压缩空气流量，与选用的电磁阀在压力状态下的公称使用流量相适应来确定的。表 气路元件表序号型号规格名称数量1QF-44手动截止阀12储气缸13QSL-26-S1分水滤气器14QTY-20-S1减压阀15QIU-20-S1油雾器16YJ-1压力继电器1724D2H-10-S1二位五通电磁滑阀18单向节流阀19QGSC D-63X25-25-K-LB气缸1使用快速螺旋定位机构快速夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力。气缸的参考资料，网址： /content/product/66/QGSC.html3.5 误差分析与计算为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示： 由参考文献5可得：定位误差 ： 其中：， 夹紧误差 ： 其中接触变形位移值： 查5表1215有。 磨损造成的加工误差：通常不超过 夹具相对刀具位置误差：取误差总和：从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。3.6 零、部件的设计与选用定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台T形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。定向键可承受铣削时产生的扭转力矩，可减轻夹紧夹具的螺栓的负荷，加强夹具在加工中的稳固性。3.7 确定夹具体结构和总体结构对夹具体的设计的基本要求（1）应该保持精度和稳定性在夹具体表面重要的面，如安装接触位置，安装表面的刀块夹紧安装特定的，足够的精度，之间的位置精度稳定夹具体，夹具体应该采用铸造，时效处理，退火等处理方式。（2）应具有足够的强度和刚度保证在加工过程中不因夹紧力，切削力等外力变形和振动是不允许的，夹具应有足够的厚度，刚度可以适当加固。（3）结构的方法和使用应该不错夹较大的工件的外观，更复杂的结构，之间的相互位置精度与每个表面的要求高，所以应特别注意结构的过程中，应处理的工件，夹具，维修方便。再满足功能性要求（刚度和强度）前提下，应能减小体积减轻重量，结构应该简单。（4）应便于铁屑去除在加工过程中，该铁屑将继续在夹在积累，如果不及时清除，切削热的积累会破坏夹具定位精度，铁屑投掷可能绕组定位元件，也会破坏的定位精度，甚至发生事故。因此，在这个过程中的铁屑不多，可适当增加定位装置和夹紧表面之间的距离增加的铁屑空间：对切削过程中产生更多的，一般应在夹具体上面。（5）安装应牢固、可靠夹具安装在所有通过夹安装表面和相应的表面接触或实现的。当夹安装在重力的中心，夹具应尽可能低，支撑面积应足够大，以安装精度要高，以确保稳定和可靠的安装。夹具底部通常是中空的，识别特定的文件夹结构，然后绘制夹具布局。图中所示的夹具装配。加工过程中，夹具必承受大的夹紧力切削力，产生冲击和振动，夹具的形状，取决于夹具布局和夹具和连接，在因此夹具必须有足够的强度和刚度。在加工过程中的切屑形成的有一部分会落在夹具，积累太多会影响工件的定位与夹紧可靠，所以夹具设计，必须考虑结构应便于铁屑。此外，夹点技术，经济的具体结构和操作、安装方便等特点，在设计中还应考虑。在加工过程中的切屑形成的有一部分会落在夹具，切割积累太多会影响工件的定位与夹紧可靠，所以夹具设计，必须考虑结构应便排出铁屑。3.8 夹具操作步骤分析和可靠性预测如前所述，应该注意提高生产率，但该夹具设计采用了手动夹紧方式，在夹紧和松开工件时比较费时费力。经过方案的认真分析和比较，选用了手动夹紧方式（螺旋夹紧机构）。这类夹紧机构结构简单、夹紧可靠、通用性大
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