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831007 K007-拨叉[831007] 中间铣断夹具设计夹具设计含图纸 K007 中间 夹具 设计 图纸

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说明书说明书设计题目：设计题目：拨叉机械加工工艺规程及拨叉机械加工工艺规程及夹具设计夹具设计【气动气动】 摘摘 要要本文是对 CA6140 车床拨叉 831007 零件加工应用及加工的工艺性分析，主要包括对零件图的分析、毛坯的选择、零件的装夹、工艺路线的制订、刀具的选择、切削用量的确定、加工工艺文件的填写。选择正确的加工方法，设计合理的加工工艺过程。此外还对填料箱盖零件的两道工序的加工设计了专用夹具.机床夹具的种类很多，其中，使用范围最广的通用夹具，规格尺寸多已标准化，并且有专业的工厂进行生产。而广泛用于批量生产，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槽夹具。关键词：CA6140 车床拨叉 831007，加工工艺，加工方法，工艺文件，夹具目 录摘 要.2第 1 章 绪论.41.1 课题研究的意义及现状.41.2 课题主要研究内容.41.3 研究方法和手段.41.4 研究目标.51.5 方案可行性分析.5第 2 章 工艺规程设计.62.1 分析零件图.62.2 确定生产类型.62.3 确定毛坯.72.4 基准的选择.82.4.1 粗基准的选择.82.4.2 精基准的选择.82.5 加工主要工序安排.82.6 选择加工设备与工艺设备.102.7 确定工序尺寸.102.8 切削用量.12第 3 章 气动夹具设计.143.1 基本夹具设计原理基本夹具设计原理.143.2 定位基准的选择.153.3 切削力及夹紧分析计算.153.4 确定夹具结构，确定夹紧机构（气压夹紧）方案.163.5 误差分析与计算.173.6 零、部件的设计与选用.183.6.1 定位销选用.183.6.2 夹紧装置的选用.193.6.3 定向键与对刀装置设计.193.7 确定确定 831007 夹具的夹具体结构和总体结构夹具的夹具体结构和总体结构.224.7 831007 夹具的夹具设计及操作的简要说明夹具的夹具设计及操作的简要说明.23总 结.25参考文献.26第第 1 1 章章 绪论绪论1.1 课题研究的意义及现状当前，我国中小零部件机械产业正处于稳步发展的成熟期，国外进口设备一统天下的局面已经结束，国产零部件机械已经成为主力。主要表现如下： 一、国产机械的技术水平已接近或达到世界先进水平，大规模靠引进技术发展的时代已经结束，吸收、学习国外先进技术的渠道和方法大为增强，自身开发能力大大提升，大型机械开发周期一般不超过一年。 二、行业格局发生很大变化。一是国外著名的机械企业纷纷在中国建厂，改变了机械生产企业的结构。它们在机械方面具有雄厚的技术和经济实力，代表着世界领先水平，今后将对中国机械行业的生产格局产生深远影响。其在产品开发、制造及知识产权保护等许多方面给中国企业提供了学习机会。二是国内著名大企业成功介入机械产品的生产，并向多品种方向发展，凭借大厂在经验、技术、经济、制造方面的实力，其机械产品在销售市场上已经占据了主导地位。这些变化，极大增强了我国机械行业的实力，对中小企业的发展也有很大影响。 三、一批民营中小企业迅速成长壮大，规模和技术实力大增。尚存问题有待解决 。在看到我国零部件机械行业获得长足发展的同时，一些潜在的问题也不容忽视。首先，我国多数机械企业规模偏小，抵抗风险能力有限，回款率低，流动资金不足。其次，也如同其他产品一样，我国零部件机械存在着科技投入不足、创新能力偏低等问题。对基本研发的投入很少，采用挖人才、 “偷”技术的方式很普遍。所以各家的产品都是大同小异，很少有标志性的技术，原始创新很少。第三，零部件机械厂家正面临着水、电、钢材等原材料持续上涨的压力，利润损失较大，不利于进一步扩大生产。第四，对出口欧洲、美国等发达国家和地区的产品，由于不熟悉其市场准入和标准，经常遭遇“专利门槛”问题，对产品出口产生不利影响。认清趋势促进发展。针对上述问题，相关企业要重视创新，主动加大科技投入；树立尊重知识、保护知识产权的法律意识；企业对技术骨干要有留人和防挖办法；可在市场接受的范围内，适当进行涨价，以促进生产发展。 1.2 课题主要研究内容轴承座零件的分析包括：零件用途、安装使用、零件图的加工工艺、材料毛坯以及技术要求等的分析。确定加工方法，填写加工工艺过程。 1、依据国家有关标准，JB/T2562-2007,对开式四螺柱正滑动轴承座 型式与尺寸，JB/T2564-2007,滑动轴承座 技术条件等，根据需要标注轴承座装配图的尺寸公差、形位公差等； 2、根据轴承座的装配图，画出轴承座上盖和底座的零件图。根据需要标注零件表面的尺寸公差、形位公差和粗糙度等； 3、综合运用所学知识，参考有关资料，按大批生产，安排产品的加工工艺；设计加工轴承孔夹具。1.3 研究方法和手段（1）调研、消化原始资料； 收集整理有关机械零件设计、装配工艺、机械加工工艺、制造技术等有关资料，供设计时使用；消化零件制件图，了解零件的用途，分析零件的工艺性、尺寸精度等技术要求；分析工艺资料，了解所用材料性能、零件特性以及工艺参数。（2）完成轴承座的零件图及装配图；（3）确定工艺方案，制定加工工艺文件；（4）设计加工轴承孔夹具；（5）完成零件图及多轴头装配图的制作。1.4 研究目标通过课题的设计锻炼和培养自己的工艺文件的编制能力，熟悉常用材料的使用性能，正确选用材料；掌握夹具设计的基本方法和机械零部件设计的基本程序和方法；掌握机械加工工艺的制定过程，对一般的制造过程和方法有初步的了解，了解常用的零部件设计软件，并能熟练运用二维及三维软件进行设计。定的机械加工工艺所加工的产品能达到图纸的各项技术要求。使自己在大学四年所学的知识得到全面总结和巩固，对以前所学的知识得以温故而知新，更好的掌握学过的知识，为将来的工作奠定一个良好基础。1.5 方案可行性分析1）查阅相关文献，搜集有关资料。2）了解结构以及工作原理的了解，并了解夹具的结构；3) 通过老师指导,同学讨论确定方案。4）根据国家有关标准，设计产品第第 2 2 章章 工艺规程设计工艺规程设计2.1 分析零件图（一）零件作用（一）零件作用拨叉是传动系统中用来拨动滑移齿轮，以实现系统调速、转向的零件。（二）零件的工艺分析（二）零件的工艺分析1 1、零件选用材料为 HT200，俗称灰口铸铁。灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差，脆性高，不适合磨削。2 2、该零件主要加工表面及技术要求分析如下： (1)(1)、零件上端面及孔 50H13 的上下端面与孔 22H7 的垂直度公差等级为 9-10级。表面粗糙度为 Ra3.2um。加工时应以上端面与孔 22H7 的内表面为基准。又由于上端面须加工，根据“基准先行”的规则，故应先加工上端面，再加工孔 22H7，最后加工孔 50H13 的上下端面。(2)(2)、尺寸 30、20、65、50、70 都有其公差要求，加工时需要保证这些尺寸。使其满足30-0.24+0.084、20-0.21-0.07、65-0.190500+0.46700+0.46。(3)(3)、22H7 孔内表面 Ra1.6，需要进行精铰。70H13 孔内表面 Ra6.3，铣端面时就可以保证。20H13 内孔表面 Ra3.2 只需半精镗即可。(4)(4)、M8 的孔只需要钻孔与攻丝，可放在后期工序中。(5)(5)、8 锥销孔只要求加工一半，故可以与 M8 孔同时钻出。(6)(6)、花键方向保持与图样一致。两件铸在一起表面应无夹渣、气孔。根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精度，该零件没有很难加工的表面尺寸，上述表面的技术要求采用常规加工工艺均可以保证。2.2 确定生产类型已知零件每年的生产量为 100，000 件，质量为 1.0Kg，可确定其生产类型为大批生产。故初步确定工艺安排的基本倾向为：加工过程划分阶段；工艺适当集中；加工设备已通用设备为主；大量采用专用工装。2.3 确定毛坯选择毛坯时候应该考虑一下几点因素： (1)零件的力学性能要求：相同的材料采用不同的毛坯制造方法，其力学性能有所不同。离心浇注的铸件、压力浇注的铸件、金属型浇注的铸件、砂型浇筑的铸件，其力学性能一次递减。(2)零件的结构形状和外廓尺寸：直径相差不大的阶梯轴宜采用棒料，相差较大时宜采用锻件；形状复杂、力学性能要求不高可采用铸钢件，形状复杂和薄壁的毛坯不宜采用金属型铸造；尺寸较大的毛坯不宜采用模锻、压铸和精铸，多采用砂型铸造和自由锻造；外形复杂的小零件宜采用精密锻造方法，以避免机械加工。(3)生产纲领和批量：生产纲领大时宜采用高精度和高生产率的毛坯制造方法，生产纲领小时宜采用设备投资小的毛坯制造方法。(4)现场生产条件要求：现场生产条件和发展应经过技术经济分析和论证。经过分析考虑，零件材料选取 HT200，由于零件结构一般，生产类型为中、小批生产，在机床运行过程中所受冲击不大，力学性能要求不高，考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，零件属于中批生产，零件的轮廓尺寸不大，根据参考文献8中表 3-1 选择金属型浇注铸件毛坯。查机械制造工艺设计简明手册第 41 页表 2.2-5，选用铸件尺寸公差等级为 9 级.这对提高生产率，保证产品质量有帮助。此外为消除残余应力还应安排人工时效。1、确定毛坯种类根据零件材料确定毛坯为铸件。并依其结构形状、尺寸大小和生产类型，毛坯的铸造方法选用金属模机械砂型。根据表 15-5 铸件尺寸公差等级采用 CT9 级。2、确定铸件余量及形状根据表 15-7，取加工余量为 MA-G 级。查表 15-8 确定各表面的铸件机械加工余量。铸件的分型面选择及各加工表面铸件机械加工余量见下表：表面代号基本尺寸（mm）加工余量等级加工余量（mm）说 明T1T2T3D1D2D3D440707022507070HHHHHHH3.53.03.01.03.03.03.0顶面，降一级，单侧加工顶面，单侧加工底面，单侧加工孔径过小，保证铸造，余量减小孔，降一级，双侧加工孔，降一级，单侧加工孔，降一级，单侧加工3、画零件毛坯图(图附后)2.4 基准的选择定位选择是工艺规程设计中重要的工作之一，定位选择的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，还会造成零件的大批报废，使生产无法进行。2.4.1 粗基准的选择选择粗基准时，主要要求保证各加工面有足够的余量，使加工面与不加工面间的位置符合图样要求，并特别注意要尽快获得精基面。(1)加工轴承座上盖时应选择上盖螺栓孔的上表面为粗基准，加工上盖分合面。我选择粗基准的根据如下：选择上盖螺栓孔的上表面为基准，能保证轴承座上盖其他表面加工余量小二均匀，符合选择重要表面为粗基准的原则；轴承座上盖只有螺栓孔上表面不需要进行加工，符合选择不加工表面为粗基准的原则；制造毛坯的时候上表面的加工余量留的最少，符合选择加工余量量最小的表面为粗基准的原则；上表面能满足方便定位、加紧的需求，符合选择较为平整光洁、加工面积较大的表面为粗基准的原则；螺栓孔上表面只用一次，加工出精基准面就不需要使用，符合粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次的原则。(2)按照粗基准的选择原则，同理我们可以选择出轴承座底座的底孔的上表面为粗基准，加工底座的底面。2.4.2 精基准的选择精基准的选择应从保证零件加工精度出发，同时考虑装夹方便、夹具结构简单。 (1)选择上盖的分合面为精基准，加工上盖端面和气压杯螺纹孔的上表面。我选择精基准的根据如下：精基准的以“基准重合” 、 “基准统一” 、 “自为基准” 、 “互为基准”为选择原则，并且需要保证工件定位精准、加紧可靠、操作方便。选择上盖的分合面为精基准可以简化操作，能够准确定位，加紧可靠，满足加工表面对设计基准的相对位置精度要求，方便加工其他表面。(2)按照精基准的选择原则，选择轴承座底座的底面为精基准，加工底座的端面及内孔分合面。(3)按照精基准的选择原则，选择轴承座的底面与为精基准，加工轴承座的内孔。2.5 加工主要工序安排对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。轴承座加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。第二个工序是加工定位用的两个工艺孔。由于顶平面加工完成后一直到轴承座加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定位基准。因此，顶面上的螺孔也应在加工两工艺孔的工序中同时加工出来。后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺纹底孔在多轴组合钻床上钻出，因切削力较大，也应该在粗加工阶段完成。对于轴承座，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系，但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。因此，实际采用的工艺方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可胀心轴定位来加工端面，这样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。各螺纹孔的攻丝，由于切削力较小，可以安排在粗、精加工阶段中分散进行。加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在的含 0.4%1.1%苏打及 0.25%c90800.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于。mg200（一）选择定位基准（一）选择定位基准（1） 、选择粗基准 为了方便装夹，以及依据以不加工表面为基准和毛坯表面质量较好者为基准的原则，选底端面为粗基准。（2） 、选择精基准 依据基准重合原则，应选用统一的基准有利于保证零件的精度。多用“一面两孔”的定位方式定位，所以选择小头孔轴线和底面为精基准。 （二）制订工艺过程（二）制订工艺过程1、根据各表面加工要求和各种加工方法所能达到的经济精度（查表 15-32、15-33、15-34） ，选择加工方法：（1） 、上端面 T1：粗铣（R6.3）精铣（R3.2）（2） 、上端面 T2：粗铣（R6.3）精铣（R3.2）（3） 、底端面 T3：粗铣（R6.3）精铣（R3.2）（4） 、切断面 T4：粗铣（R6.2）（5） 、小端头孔 D1：扩孔（R6.3、IT10）铰孔（R1.6、IT7）（6） 、中间孔 D2：粗镗（R6.3）半精镗（R3.2、IT7）（7） 、中间孔 D3：粗镗（R6.3、IT13）2、工艺过程的确定:工序号工序内容定位基准010020030040050060070080090100110120130140铸坯粗铣小头孔的两端粗铣中间孔上端面粗铣中间孔下端面扩两小端头孔精镗中间孔精镗小头孔上端面半精镗中间孔精铣中间孔上端面精铣中间孔下端面精铰两端小头孔铣断钻 2X8、M8 螺纹孔，攻 M8 螺纹去毛刺检验D1、T5D1、T1D1、T1D2、D5、T5D1、D5、T5D1、T5D1、T5D1、T5D1、T1D2、T5、D5D1、T5D1、D2、T52.6 选择加工设备与工艺设备（一）（一） 、选择机床、选择机床1、工序 010、020、030、060、080、090 均为铣端面，可采用立式升降台铣床：XQ5025A。2、工序 040、100、120 均为钻、扩孔工艺，可采用摇臂钻床 Z3025B。3、工序 050、070 为镗孔，采用 T68 镗床。（二）（二） 、选择夹具、选择夹具各工序广泛采用专用夹具。在钻空 M8 时，其夹具可采用一面两空定位。（三）（三） 、选择刀具、选择刀具1、在铣床上加工的工序，均采用硬质合金铣刀即可保证加工质量。2、加工孔 22H7 时，由于采用扩、铰的加工方案，故工序 040 可用扩孔刀具一次加工。而工序 100 精铰 22H7，因加工余量小，则选用高速钢铰刀。3、在镗孔 50H13 时，由于对精度要求不高，故采用硬质合金镗刀即可。（四）（四） 、选择量具、选择量具1、对端面的尺寸精度要求不高，采用通用量具即可。2、对孔 22H7，为保证加工精度，工序 100 采用专用塞规进行测量。为保证30-0.24+0.084、20-0.21-0.07的尺寸精度，采用专用极限量规。为保证各端面的垂直度，故采用千分表进行检测。2.7 确定工序尺寸（一）（一） 、孔类加工工艺尺寸、孔类加工工艺尺寸孔类加工的设计基准与工艺基准重合，尺寸计算简单。铸造尺寸按要求其公差带对称分布，其余偏差一律按“入体原则”确定（孔类表面为双侧，公差加倍表示） 。圆柱表面工序尺寸及公差：圆柱表面工序尺寸及公差：工序余量加工表面加工内容加工余量（mm）精度等级表面粗糙度Ra（um）工序尺寸最小最大22H7铸件精铰扩孔20.21.8CT9IT7IT101.63.220-+0.8220+0.021210+0.0520.14811.0212.65250H13铸件粗镗半精镗642CT9IT13IT96.33.244-0+1.0480+0.46500+0.0742.91.545.62.07470H13铸件粗镗66CT9IT136.364-+1.1700+0.0464.97.1468铸件钻孔精铰87.80.2IT12IT812.51.67.80+0.1580+0.0227.80.057.950.222M8铸件钻孔攻丝86.81.2IT13IT712.53.26.80+0.1880+0.0126.80.826.981.012（二）（二） 、面类加工工序、面类加工工序各端面加工定位基准多次相互转换，使之尺寸及偏差关系复杂，余量核算也较复杂。现用工序尺寸联系图表法确定其工序尺寸。1、按规定符号建立工序尺寸联系图。其中 C 类尺寸为铸件尺寸，A 类为机械加工工序尺寸，B 类尺寸为最终保证尺寸。2、查表确定工序基本余量。根据手册表 15-57 取孔上端面粗铣余量为 2.2mm，底端面粗铣余量为 1.7mm，上端面、底端面精铣余量为 0.8mm。3、由最终工序向前推算工序基本尺寸及毛坯尺寸。4、查表 15-32 及表 15-33 确定工序尺寸的经济加工精度。5、由各加工方法的经济精度确定工序尺寸偏差。（a）对直接保证设计尺寸的工艺尺寸，可按设计尺寸偏差要求确定其尺寸偏差。（b）铸件尺寸按要求其公差带对称分布。（c）其余独立的中间工艺尺寸按“入体方向”确定偏差。6、校核设计尺寸。工序余量加工表面加工内容加工余量精度等级工序尺寸表面粗糙度最小最大铸件3.5CT966.5-+2精铣0.8IT9630+0.0743.20.7261.1孔 22 上端面粗铣2.7IT1263.80+0.306.30.44.7铸件3CT941-+1.7精铣0.8IT9380+0.0523.20.7480.92孔 50 上端面粗铣2.2IT1238.80+0.126.30.383.9铸件3CT938-+1.7精铣0.8IT9350+0.0523.20.7480.92孔 50 下端面粗铣2.2IT1235.80+0.126.30.383.92.8 切削用量工序工序 粗铣小头孔端面，以底面为粗基准齿/05. 0mmfz由机械手册可以直接查出铣削速度：min/18mv 采用立粗齿铣刀，。则12,50ZmmDmin/115501810001000rDvnsmin/691151205. 0mmznffszm计算工时min3 . 16990mmflt工序工序 粗铣中间孔上端面齿/05. 0mmfz由机械手册可以直接查出铣削速度：min/18mv 采用立粗齿铣刀，。则12,50ZmmDmin/115501810001000rDvnsmin/691151205. 0mmznffszm计算工时min13. 16978mmflt工序工序 粗铣中间孔下端面侧齿/05. 0mmfz由机械手册可以直接查出铣削速度：min/18mv 采用错齿三面刃铣刀，。则14,4,50,16ZmmLmmDmmdmin/358161810001000rdvnsmin/2513581405. 0mmznffszm计算工时min26. 025166mmflt工序工序 扩两小端头孔1.1. 加工条件加工条件工件材料：HT200，硬度 190260HBS，b =0.16Gpa，铸造。加工要求：钻孔至 21.8mm，精铰至 22mm，保证孔壁粗糙度 Ra=1.6m。机床：Z512 台式钻床。刀具：YG8 硬质合金麻花钻 21.8mm，钻头采用双头刃磨法，后角12、二o重刃长度=2.5mm、横刀长 b=1.5mm、宽 l=3mm、棱带长度 、 bmml5 . 111202、。YG8 硬质合金铰刀 22mm。100302.2.计算切削用量计算切削用量（1）查切削用量简明手册 。 rmmf/1 . 1 按钻头强度选择 按机床强度选择，最终rmmf/75. 1rmmf/53. 0决定选择机床已有的进给量 。rmmf/1 . 1（2）钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查简明手册 ）为 0.5.mm，寿命min60T（3）切削速度查切削用量简明手册 修正系数 rmmvc/120 . 1TVK0 . 1MVK 故。，0 . 1tvK0 . 1Kxv0 . 11vK10apvKrmmvc/12min/46510000rdvns查简明手册机床实际转速为。故实际的切削速度min/460rnc。smndvsc/52. 0100003. 计算基本工时 snfLtm745. 12721030工序工序 精镗中间孔1.1. 加工条件加工条件工件材料：HT200，硬度 190260HBS，b =0.16Gpa，铸造。加工要求：粗铣中间孔上端面至 22mm，周径至 71mm；粗铣中间孔下端面至 24mm，周径至 71mm；精铣两头孔的端面至 50mm；保证粗糙度Ra=3.2m；精铣中间孔上端面至 20mm，周径至 73mm；精铣中间孔下端面至保证20mm,周径至 73mm，保证端面粗糙度 Ra=3.2m，保证孔壁粗糙度 Ra=6.3m。机床：X63 卧式铣床。刀具：涂层硬质合金盘铣刀 45mm，选择刀具前角 o5后角 o8，副后角 o=8，刀齿斜角 s=10,主刃 Kr=60,过渡刃 Kr=30,副刃 Kr=5过渡刃宽 b=1mm。2.2.计算切削用量计算切削用量（1）铣削深度 因为切削量较小，故可以选择 ap=4mm，一次走刀即可完成所需长度。（2）计算切削速度 按简明手册V c=vpvvevzvpmvovKZuayfXaTqdC算得 Vc98mm/s，n=780r/min,Vf=490mm/s据 X52K 立式铣床参数，选择 nc=750r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度 V c=3.1480750/1000=1.78m/s,实际进给量为f zc=V fc/ncz=750/(30010)=0.25mm/z。（3)校验机床功率 查简明手册Pcc=2kw,而机床所能提供功率为 PcmPcc。故校验合格。最终确定 ap=1mm，nc=750r/min,Vfc=475mm/s，V c=1.78m/s， f z=0.15mm/z。3.3. 计算基本工时计算基本工时粗铣中间孔上端面至 25 mm，周径至 71mm；tm1=L/Vf=13s粗铣中间孔下端面至 22mm，周径至 71mm；tm2=L/Vf=13s精铣小孔上端面至 50mm，tm3=L/Vf=8s；精铣中间孔上端面至周径至 73mm，tm4= L/Vf=10s；精铣中间孔下端面至周径至 73mm，tm5= L/Vf=10s。工序工序 VIVI 精铣小头孔上端面齿/05. 0mmfz由于是精加工铣削速度放大 30，其值：min/23mv 采用镶齿三面刃铣刀，。则30,12,150,48齿数mmLmmDmmdmin/153482310001000rdvnsmin/2291533005. 0mmznffszm计算工时min87. 0229200mmflt工序工序 VIIVII 半精镗中间的孔需要镗至650+0.074，单边余量，查手册一次镗削余量。3 次镗完mmZ3mmap1切削速度，进给量min/30mv rmmf/6 . 0min/434223010001000rDvnw镗一次所以需要工时：min33. 06 . 043484fnltwm完成整个加工需要的工时就为min133. 033mtt第 3 章 气动夹具设计3.1 基本夹具设计原理基本夹具设计原理下面具体夹具设计原则：（1）6 定位原理通过理论力学在具有六个自由度，平移和旋转的三个轴的，沿 X，Y，Z 围绕三个轴，即钢体的自由状态的理解，在该空间，如图所示。与 X，Y，Z 和 X，Y，Z 分别沿运动的三条轴线和围绕自由的三个轴的旋转。在夹具上，用 6 锚与工件分别适当接触，并限制六度工件的自由的原则，称为 6 定位原理。定位的几起案件的原则， （2） ，应用程序1 完全定位是指所有六度工件自由度受到限制2 部分的定位当工件的定位，而不是所有的情况下都完全定位为在工件上。3 在位置（复位）重复几个支撑点位限制了一个自由度，叫过定位。A，一般情况下，你应该避免使用的定位。B，也有合理的定位应用而在夹具定位工件，通常以避免“过度定位” ，但在某些条件下， “过度定位” ，但良好的结果可以得到一个合理的使用。此刚性弱，高精度航天，仪表工件更显著。我们都熟悉的安装转动长轴，工件进三爪卡盘和尾座支持的尖端另一端的长轴结束的时候。这是一个“过度定位”定位。刚好在所述工件能够定位不同的基准和工具（夹具）严格控制的缺点的定位可以省略的形式和位置误差。工件支撑件的刚性的，因为被增强，以支持帮助实现工件以便易于安装的一个稳定的，可靠的定位，加工质量和效率大大提高。 。3.2 定位基准的选择方案：选一面两销定位方式， 铣该槽时其对孔的中心线有对称度以及槽两边的平行度要求。为了使定位误差达到要求的范围之内，采用一面两销的定位方式，这种定位在结构上简单易操作。一面即为拨叉底平面；两销为的短圆柱销和的棱形销。3.3 切削力及夹紧分析计算刀具：错齿三面刃铣刀（硬质合金） 刀具有关几何参数： 00150010 顶刃0n 侧刃60010 15 30rK 40Dmm160dmm20.5Lmm22Z 0.08/famm zmmap0 . 2由参考文献55 表 129 可得铣削切削力的计算公式： 0.90.801.11.10.12335pzFafDB zn有：0.900.801.11.10.12335 2.00.082820.522 2.4836.24()FN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： FKWK安全系数 K 可按下式计算： 6543210KKKKKKKK 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：60 KK 1234561.0,1.0,1.0,1.3,1.0,1.0.KKKKKK由此可得： 1.2 1.0 1.0 1.0 1.3 1.0 1.01.56K 所以 836.24 1.561304.53()KWK FN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，3.2 定位基准的选择为了提高加工效率及方便加工，决定材料使用高速钢，用于对进行加工，准备采用手动夹紧。由零件图可知：定位、夹紧方案有：采用一面 2 销定位,采用气缸夹紧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 确定夹具结构，确定夹紧机构（气压夹紧）方案1夹紧装置的组成工件在夹具中正确定位后，由夹紧装置将工件夹紧。夹紧装置的组成有： 1）动力装置：产生夹紧动力的装置。 2）夹紧元件：直接用于夹紧工件的元件。 3）中间传力机构：将原动力以一定的大小和方向传递给夹紧元件的机构。2对夹紧装置的要求1）夹紧过程不得破坏工件在夹具中占有的定位位置。2）夹紧力要适当，既要保证工件在加工过程中定位的稳定性，又要防止因夹紧力过大损伤工件表面或使工件产生过大的夹紧变形。3）操作安全、省力。4）结构应尽量简单，便于制造，便于维修。典型夹紧机构1斜楔夹紧机构斜楔是夹紧机构中最为基本的一种形式，它是利用斜面移动时所产生的力来夹紧工件的，常用于气动和气压夹具中。在手动夹紧中，斜楔往往和其他机构联合使用。斜楔夹紧机构的缺点是夹紧行程小，手动操作不方便。斜楔夹紧机构常用在气动、气压夹紧装置中，此时斜楔夹紧机构不需要自锁。2螺旋夹紧机构采用螺旋装置直接夹紧或与其他元件组合实现夹紧的机构，统称螺旋夹紧机构。螺旋夹紧机构结构简单，容易制造。由于螺旋升角小，螺旋夹紧机构的自锁性能好，夹紧力和夹紧行程都较大，在手动夹具上应用较多。螺旋夹紧机构可以看作是绕在圆柱表面上的斜面，将它展开就相当于一个斜楔。3偏心夹紧机构偏心夹紧机构是斜楔夹紧机构的一种变型，它是通过偏心轮直接夹紧工件或与其他元件组合夹紧工件的。常用的偏心件有圆偏心和曲线偏心，圆偏心夹紧机构具有结构简单，夹紧迅速等优点；但它的夹紧行程小，增力倍数小，自锁性能差，故一般只在被夹紧表面尺寸变动不大和切削过程振动较小的场合应用。4定心夹紧机构定心夹紧机构能够在实现定心作用的同时，又起着将工件夹紧的作用。定心夹紧机构中与工件定位基面相接触的元件，既是定位元件，又是夹紧元件。5铰链夹紧机构铰链夹紧机构是一种增力装置，它具有增力倍数较大、摩擦损失较小的优点，广泛应用于气动夹具中。6联动夹紧机构图 23 双向作用固定式活塞气缸图1前盖 2气缸体 3活塞杆 4活塞 5密封圈 6后盖联动夹紧机构是一种高效夹紧机构，它可通过一个操作手柄或一个动力装置，对一个工件的多个夹紧点实施夹紧，或同时夹紧若干个工件。夹紧的动力装置在大批大量生产中，为提高生产率、降低工人劳动强度，大多数夹具都采用机动夹紧装置。驱动方式有气动、液动、气液联合驱动，电（磁）驱动，真空吸附等多种形式。1气动夹紧装置气动夹紧装置以压缩空气作为动力源推动夹紧机构夹紧工件。常用的气缸结构有活塞式和薄膜式两种。活塞式气缸按照气缸装夹方式分类有固定式、摆动式和回转式三种，按工作方式分类有单向作用和双向作用两种，应用最广泛的是双作用固定式气缸。2气压夹紧装置气压夹紧装置的结构和工作原理基本与气动夹紧装置相同，所不同的是它所用的工作介质是压力气压。与气压夹紧装置相比，气压夹紧具有以下优点： 传动力大，夹具结构相对比较小； 气压液不可压缩，夹紧可靠，工作平稳； 噪声小。它的不足之处是须设置专门的气压系统，应用范围受限制。3.5 误差分析与计算该夹具以一面两销定位，两定位销孔尺寸公差为。为了满足工序的加工要求，00.5130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。gwj与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示：j MjjjWDADZWj由参考文献5可得： 两定位销的定位误差 ：111minD WDd 11221min2min.2DdDdJ WarctgL其中：，10.052Dmm20Dmm，10.011dmm20.023dmm， 1min0mm2min0.034mm且：L=130mm ，得 0.063D Wmm .0.0032J Wmm 夹紧误差 ： cos)(minmaxyyjj其中接触变形位移值： 1()()19.62nHBZyRaZaZkNkRcHBl 查5表 1215 有。 10.004,0.0016,0.412,0.7RazHBKKCn cos0.0028j jymm 磨损造成的加工误差：通常不超过Mjmm005. 0 夹具相对刀具位置误差：取ADmm01. 0误差总和：0.0850.3jwmmmm 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3.6.13.6.1 定位销选用定位销选用本夹具选用一可换定位销和固定棱形销来定位，其参数如下表：表 5.1 定位销DdH公称尺寸允差1Dh1hb1dC1C141816150.01122514M1241 表 5.2 定位棱销ddH公称尺寸允差Lh1hb1bC1C40502022+0.0340.0236553816 1.53.6.23.6.2 夹紧装置的选用夹紧装置的选用该夹紧装置选用移动压板，其参数如表 5.3：表 5.3 移动压板公称直径LBHlb1bdK645208196.67M653.6.33.6.3 定向键与对刀装置设计定向键与对刀装置设计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。根据 GB220780 定向键结构如图所示：o 图 5.1 夹具体槽形与螺钉根据 T 形槽的宽度 a=18mm 定向键的结构尺寸如表 5.4：表 5.4 定向键夹具体槽形尺寸 B2B公称尺寸允差 d允差4dLHhD1h公称尺寸允差 D2h180.0120.03525124124.518+0.0195对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的相对位置。由于本道工序是完成拨叉槽精铣加工，所以选用对刀块。根据 GB224380 侧装对刀块的结构和尺寸如图 5.2 所示：塞尺选用平塞尺，其结构如图 5.3 所示： 标记四周倒圆 图 5.3 平塞尺塞尺尺寸参数如表 5.5：表 5.5 塞尺公称尺寸 H允差 dC30.0060.253.7 确定确定 831007 夹具的夹具体结构和总体结构夹具的夹具体结构和总体结构对夹具体的设计的基本要求（1）应保持精度和稳定性在夹紧面的面，所述夹紧的刀座的安装表面上安装特定的足够的精确度是重要的，如接触位置的安装，稳定特定的文件夹之间的位置精度，该文件夹应使浇注的混凝土，老化，退火处理。（2）应具有足够的强度和刚度确保这一过程不会导致夹紧力，外力如变形和振动切削力是不允许的，夹紧应具有足够的厚度，刚性可以适当地加强。（3）的方法和结构应该是良好的剪辑较大的外观，更复杂的结构的相互位置精度要求的部件，和每个高，特别关注的表面之间应该是结构的过程中，以促进工件被加工，夹子，维修。然后满足的前提下，功能性要求（刚度和强度） ，应能减少体积，以减轻重量，所述结构应该是简单的。（4）应该是容易去除铁在这一过程中，铁会继续夹持积累，如果不消除，热的积累会破坏切削夹具的定位精度，投掷铁可卷绕定位部件，该定位精度会受损，或者甚至发生意外。因此，铁并不多在此过程中，可适当增加定位装置和所述夹持面，以增加铁空间之间的距离：在切割过程中产生更多的，一般应在顶部钳位。（5）安装应牢固可靠所有通过夹紧夹具安装在所述安装面与相应的接触面或实施上。当夹子安装在重心，夹具应尽可能地低，支承面积应足够大，以安装精度高，以保证稳定和可靠的安装。底部夹通常是中空的，确定一个特定的文件夹结构，然后绘制夹具布局。在图中所示的夹具组件。过程中，该夹具将承受较高的夹紧力切削力，造成的冲击和振动，夹具的形状，这取决于布局和夹具连接，因此固定件必须有足够的强度和刚度。在形成所述夹具的一部分的过程中的芯片将下降，积累太多会影响工件夹紧和可靠的定位，因此，夹具的设计必须考虑到的结构应便于铁。此外，夹送技术，经济的具体结构和操作，安装方便，也应在设计中考虑。夹具将落入一个部分的处理过程中形成的切屑，切削积累太多会影响定位和工件的可靠的夹紧，因此，夹具的设计，必须考虑结构应便排出铁屑。4.7 831007 夹具的夹具设计及操作的简要说明夹具的夹具设计及操作的简要说明由零件图可知：利用底面等为粗定位基准来设计夹具，从而保证其尺寸公差要求。据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。圆台外圆及两端面都已加工好，为了使定位误差减小，选择已加工好的端面作为定位精基准，来设计本道工序的夹具，以已加工好的端面作为定位夹具。气压缸左腔进气压时，活塞和缸筒分别向两侧移动，各铰链和连杆运动，使压板头向下压紧工件；气压缸右腔进气压时，活塞和缸筒都向内移动，压板头抬起松开工件。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。由于该工件体积小，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，在机床夹具中很广泛的应用。此外，当夹具有制造误差，工作过程出现磨损，以及零件尺寸变化时，影响定位、夹紧的可靠。为防止此现象，选用可换定位销。以便随时根据情况进行调整换取。由于大量量产，主要考虑提高劳动生产率。因此，设计时，需要更换零件需要快速的处理速度。此夹具设计，大平面具有三个自由度移动至夹紧位置，定位两