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第2章 铣断工序夹具设计2.1夹具选择夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造成本，一直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一。同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。2.2 确定定位方案2.2.1 基准的选择 根据工件的加工要求，该工序必须限制工件的6个自由度。建立坐标系如图2.2所示。为保证铣断工序至工件底面的垂直度，应选底面为定位基面，限制；须限制、，所以选取A面为定位基面；为保证铣断工序两侧面对孔轴线的对称度要求，还必须在加工时限制自由度。另外，为了方便控制刀具的走刀位置，还需要限制。综上所述，工件的六个自由度均被限制，为使定位基准与设计基准重合，选取的定位基准是底面、孔。2.2.2 确定定位夹紧方案 根据零件特点，按照工艺过程要求，确定工件定位夹紧方案【4】，采用机械夹紧方式对工件进行夹紧。 综上对工件定位、夹紧方案的分析，确定定位、夹紧方案。其定位夹紧图如下图2.3所示： 图2.3 定位夹紧方案图2.2.3 定位元件的选择及设计1.定位元件的选择 由上知，工件的定位面是侧平面底面、和孔，据此在夹具上的定位元件选为支承板、支承钉、和菱形定位销。2.定位板设计 定位平面底面所用的定位支承板参照参考文献【3】第272页设计。 标记为：支承板 A645 GB 2236-80 材料：T8。现确定定位销的极限偏差和定位表面到定位销中心的名义尺寸： =L，其中取工件相应尺寸=L=230.08mm的平均尺寸，公差取相应尺寸公差的()倍，现取，【2】则有： =400.02mm满足工件顺利装拆的补偿量值：=(+)2=(0.16+0.04)2=0.10mm则，菱形定位销和定位孔配合的最小间隙=0.43mm（其中，b的值可查手册得值为3【3】）2.3 定位误差的计算与分析必须要满足误差的总和应该小于或等于该工序公差。与夹具有关的加工误差，一般可用下式表示： 由参考文献可得： 两定位销定位误差 ： 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、所设计的夹具满足零件加工精度要求。2.4 减小定位误差的措施 采取措施：1.提销圆柱部分的制造精度，将菱形定位销圆柱部分精度提高到IT6级，公差值为0.011mm,则此时定位销圆柱部分直径mm,=0.043-(-0.054)=0.097mm。0.097仍接近加工误差的。2.在提高菱形定位销圆柱部分的制造精度基础上，将10孔的精度提高到IT8级，其公差值为0.027mm，此时孔的尺寸及公差为mm，则0.027mm-(-0.054)=0.081mm,那么就要约0.12mm的加工精度预留量，可满足保证对称度加工要求。2.5 计算切削力及实际所需的夹紧力 图2.9作用于工件上的切削力 工件在加工时的受力情况如图2.9所示。加工时，工件受到切削合力F的作用，F可分解为水平和垂直方向的切削分力和，由经验公式，和可通过切向铣削力分别乘以一个系数来得到。在对称铣削情况下，=(11.2),=(0.20.3)。参照机床夹具设计手册【3】表1-2-9得铣削力的计算公式： 参数的选取：切向铣削力 （N） 铣刀系数 =669铣削深度 =3mm 每齿进给量 =0.15mm 铣刀直径 d=100mm铣削宽度 B=2mm铣刀齿数 z=12修正系数 （工件屈服应力）综上，计算得：铣削力 。故水平分力=1.1=1279N，垂直分力=0.3=349N。工件的主定位面是底面，故选择夹紧力的作用方向为水平方向作用于底面。当夹紧力水平作用于工件上时，所需要的理论夹紧力=+=1279+=3606N由公式 = 可计算出实际所需夹紧力。 现在计算安全系数K的值。 安全系数K的计算公式为： 由机床夹具设计手册表1-2-0得各安全系数K的取值如下： 基本安全系数 加工性质 刀具钝化程度 切削特点 稳定性 手柄位置 工件与支撑面接触情况 将各安全系数值代入上面公式计算得,K=1.952.5（注：若安全系数的计算值小于2.5，则取=2.5），则取K的值为2.5。所以实际所需夹紧力为： = =9015N。实际所需的夹紧力计算是一个很复杂的问题，一般只能作粗略的估算。为简化计算，在设计夹紧装置时，可只考虑切削力对夹紧的影响，并假定工艺系统是刚性的切削过程稳定不变。【2】2.7 对刀元件及夹具体根据工件加工表面形状，对刀件可选用夹具零件及部件中的标准直角对刀块。它的直角对刀面和工件被加工铣断工序精加工工序形相对应，其间距等于塞尺厚度，设计塞尺厚度为3，并把对刀件安装于夹具体的竖直板上。根据铣床T行铣断工序精加工工序的宽度，选用宽度B=14mm,公差为h6的A型定位键来确定夹具在机床上的位置。【1】夹具体选用灰铸铁的铸造夹具体【7】。其基本厚度选为22mm,并设计出供铣断工序精加工工序用螺栓紧固夹具用得U形铣断工序精加工工序耳座。根据所设计的各种元件、机构、装置，设计出夹具的形状、结构。如下图2.15总结 通过这次课程设计使我进一步的理解了所学的理论知识及具体运用了这些知识。通过这次课程设计，使自己对工艺人员所从事的工作有了亲身的体验，学会了查图表、资料、手册等工具书。通过实例对工艺规程的编制。和切削用量的选择计算等做了一次练习。 总之，通过这次课程设计使我受益非浅，为我今后的学习及工作打下了坚实而良好的基础。在此，忠心感谢各位老师的帮