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1、1 第1章绪论1.1 选题意义大学 时 光 匆 匆 而 过 , 此 次毕 业设 计 是 我 们 在 大 学 时 期 最 后一 次对所学 各门 课程 的有 机综合 应用 ，也 是对 大学所 学知 识的 一个 全面检测。 为了 成功 完成 此次毕 业设 计， 在指 导老师 的介 绍下 ，我 到大连机床 厂实 习了 两周 ，通过 大量 调研 ，并 结合所 见所 闻， 利用 便捷的网络 及图 书馆 藏书 ，翻阅 了大 量中 外期 刊杂志 ，我 对所 设计 的题目“箱 体的 铣床 夹具 ”的国 内外 现状 有了 深刻的 认识 ，这 些将 成为我设计的基础。针对 箱 体 的 铣 床 夹 具 设 计 , 它
2、是 工 艺 装 备 设 计 中的 一个 重要 组成部 分, 是保证 产品 质量和 提高 劳动 生产 率的一 项重 要技术 措 施 , 在制定出 合理 的设 计方 案, 进行 具体设 计。 夹具是 在切 削加工 中 , 用以准确地确定工件位置, 并将其牢固地夹紧的工艺装备。它的主要作用是：可靠地保证工件的加工精度, 提高加工效率, 减轻劳动强度, 充分发挥和扩大机床的工艺性能。因此, 夹具在机械制造中占有重要的地位。鉴于初次完成这样大 的毕业设计，再加上自身知识及实践经验的欠缺 ，在 设计 中难 免会有 错误 及不 足之 处，恳 请各 位老 师批 评指正。此次 设 计 我 听 取 了 许 多 优
3、 秀 教师 的宝 贵意 见 , 得到 了我 的 指 导老师的 耐心 的指 导， 使我能 真正 的把 自己 的创意 和实 际的 东西 相结合，并 及时 有效 的完 成任务 ，在 此， 向那 些辛勤 地工 作 在 毕业 设计第一线的老师表示深深的感谢。1.2 夹具概述名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 29 页 - - - - - - - - - 2 正确设计和合理使用夹具, 对保证加工质量, 提高生产效率, 扩大机床 使用 范围 , 减 轻劳动 强度 具有 重要
4、 意义 , 同 时便于 工人 掌握复杂或精密零件加工的操作技术, 解决较为复杂的工艺问题。机床夹具的分类：按应 用 范围 分 类 ：通 用夹 具 , 专 用夹 具, 组合夹具。按动力源分类：手动夹具, 气动夹具 , 液压夹具 ,电动夹具 , 磁力夹具 , 真空夹具 , 离心力夹具。按 类 型分 类 ： 钻夹 具 , 铣 、 刨 夹 具 , 平 磨 夹 具 ,车夹具 , 镗夹具。第 2 章专用夹具的设计总路线2.1 概述机床 夹 具是在 切 削加 工中 ，用 以准 确地确 定工 件位置 ， 并将其牢固地 夹紧 的工 艺装 备。它 的主 要作 用是 ：可靠 地保 证工 件的 加工精度， 提高 加工
5、 效率 ，减轻 劳动 强度 ，充 分发挥 和扩 大机 床的 工艺性能。因此，机床夹具在机械制造中占有重要的地位。机床 夹 具设计 是 工艺 装备 设计 中的 一个重 要组 成部分 ， 是保证产品质 量和 提高 劳动 生产率 的一 项重 要技 术措施 。在 设计 过程 中，本人深 入生 产实 际， 进行了 调查 研究 ，吸 取了国 内外 的先 进技 术，以期制定出合理的设计方案，再进行具体设计。根据 所确 定的 工 艺方 案及 所设 计的 工艺规 程， 明确 了该 工序所用的机床为X62 铣床。2.2 专用夹具的设计2.2.1 专用夹具的基本要求：1. 稳定地保证工件的加工精度；2. 提高机械加
6、工的劳动生产率和降低工件的制造成本；3. 结构简单，损伤方便，省力和安全，便于排屑；名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 29 页 - - - - - - - - - 3 4. 具有良 好的 结 构工 艺性 ，便 于夹 具的制 造、 装配 、检 验、调整与维修。在设 计过 程中 ， 首先 必须 保证 工件 的加工 要求 ，同 时再 根据具体情况 综合 处理 加工 质量、 生产 率、 条件 和经济 性等 方面 的关 系，考虑到 大批 大量 生产 ，为提 高生 产率
7、 及减 轻工人 的 劳动强 度， 采用气动夹紧装置。2.2.2 专用夹具的设计步骤1. 工件加工工艺分析：根据设计任务书，明确了设计任务，分析原始资料，明确了有关技术文 件， 本工 序所 用机床 的技 术特 性， 夹具零 部件 的标 准及 结构等。根据设计任务书，分析研究工件的工作图，有关部件的装配图，工艺规 程等 ，明 确了 工件的 结构 、材 料、 生产量 及其 在部 件中 的作用，深 入了 解了 本工 序加工 的技 术要 求， 前后工 序的 联系 ，加 工余量和切 削用 量及 本工 序所用 的设 备， 辅助 工具中 与设 计夹 具有 关的技术性 能和 规格 、安 装夹具 部位 的基 本尺
8、 寸，所 用刀 具的 有关 参数等，还 充分 听取 了各 方面的 成功 经验 ，参 考了生 产中 行之 有效 的典型结构和先进夹具，以使所设计的夹具有实用性。2. 定位方案和定位元件的设计遵照 六点 定位 规 则确 定工 件的 定位 方式， 并设 计相 应的 定位元件。考虑到整个箱体积很大，采用了夹爪, 限位板 , 定位板 , 支承板对箱体六向的自由度限制，从而实现了完全定位。3. 定位精度的保证工件 在夹 具中 的 定位 精度 ，主 要与 定位基 准是 否与 工序 基准重合，定 位基 准的 形式 和精度 ，定 位元 件的 形式和 精度 ，定 位元 件的布置方 式， 定位 基准 与定位 元件
9、的配 合等 因素有 关。 这些 因素 所造成的误差，可以通过数学计算求得。在采取提高定位精度的措施时，要注意 到夹 具制 造上 的可能 性。 在总 的定 位精度 满足 加工 要求 的条件下，不要过高的提高工件在夹具中的定位精度。夹具 在机 床上 的 定位 精度 ，主 要与 夹具定 位元 件的 定位 表面与名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 29 页 - - - - - - - - - 4 机床配合处的位置精度、夹具与机床连接处的配合间隙等因素有关。因此， 提高
10、 夹具 制造 精度， 减小 配合 间隙 就能提 高夹 具在 机床 上的定位精 度。 如果 定位 精度要 求很 高， 而通 过提高 夹具 制造 精度 的措施已不 可能 或不 合理 时，应 采用 调整 法或 就地加 工法 解决 ，即 在安装夹具时找正定位表面的准确位置，或在夹具安装后加工定位表面，使夹具 在机 床上 获得 高精度 定位 。本 次设 计采用 的是 用定 位套 保证定位精 度， 采用 调整 法找正 定位 表面 的准 确位置 。夹 紧装 置可 按夹紧机构 的类 型和 夹紧 装置的 动力 源来 分类 ，按夹 紧机 构的 类型 可分为斜楔 夹紧 、螺 旋夹 紧、偏 心夹 紧、 铰链 夹紧、
11、联动 夹紧 、定 心夹紧、弹 簧夹 紧； 按夹 紧动力 源可 分为 手动 、机动 和自 动， 其中 机动又分为 气动 、液 压、 气液联 动、 电动 和真 空；自 动又 分为 切削 力、离心力两种情况。4. 工件在夹具中的夹紧夹紧 的目 的， 是 保证 工件 在夹 具中 的定位 ，不 致因 加工 时受切削力、 重力 或伴 生力 （离心 力、 惯性 力、 热应力 等） 的作 用而 产生移动或振动。夹紧 装 置是夹 具 完成 夹紧 作用 的一 个重要 而 不可 缺少 的 组成部分，除 非工 件在 加工 过程中 所受 到的 各种 力不会 使它 离开 定位 时所确定的 位置 ，才 可以 没有夹 紧装
12、置。 夹紧 装置设 计的 优劣 ，对 于提高夹紧的精度和工作效率，减轻劳动强度都有很大影响。夹紧 装 置可按 夹 紧机 构的 类旋 夹紧 、偏心 夹紧 、铰链 夹 紧、联动夹紧 、定 心夹 紧、 弹簧夹 紧； 按夹 紧动 力源可 分为 手动 、机 动和自动， 其中 机动 又分 为气动 、液 压、 气液 联动、 电动 和真 空； 自动又分为 切削 力、 离心 力两种 情况 。在 设计 夹紧装 置时 ，应 满足 下述主要要求：(1) 夹紧装置在对工件夹紧时，不应破坏工件的定位，为此，必须正确选择夹紧力的方向及着力点；(2 ）夹紧 力的 大 小应 该可 靠、 适当 ，要保 证工 件在 夹紧 后的变形
13、和受压表面的损伤不致超出允许范围；(3 ）夹紧 装置 结 构简 单合 理， 夹紧 动作要 迅速 、操 纵方 便、省力和安全；(4) 夹紧力或夹紧行程在一定范围内可进行调整和补偿。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 29 页 - - - - - - - - - 5 本次设计的夹紧装置满足了上述要求。5. 确定夹紧力的基本原则(1 ）夹紧力计算的假设条件为简便起见，在计算夹紧力时，规定了如下的假设条件：1把夹紧力的动态性质假设为静态性质；2把夹具和工件的柔性系统假
14、设为刚性系统；3在切削过程中，把切削力、材料以及温度等变化因素假设为在最不利的条件下固定不变。通过 对 夹紧力 的 动态 测试 结果 ，不 难看出 ，夹 紧力在 切 削过程中是在 不断 地变 化着 的。对 于工 件精 度要 求很高 或对 工件 变形 控制很严的情况下，夹紧力的计算和夹紧装置的结构选择都要更加精确，必要时 应采 取夹 紧力 的闭环 控制 系统 ，通 过对夹 紧力 的动 态识 别和工件的变形值对夹紧力的动态调节，以达到夹紧的智能化。（ 2）夹紧装置设计的内容和步骤在设计夹紧装置时，可以按以下四个步骤确定夹紧力：1根据工序的要求，明确夹紧力的作用点及作用方向，还应考虑是否有其它力的作
15、用情况；2计算所需夹紧力；3确定夹紧元件结构；4确定夹紧装置所能产生的夹紧力。其中夹紧力的确定可分为以下几个步骤：1夹紧力应有助于定位，而不应破坏定位，在夹紧力作用下，工件不 应离 开支 承点 。首先 要保 证主 要定 位基准 与定 位元 件可 靠接触，最好使工件对各个支承都有一定的压力。2夹紧变形要小，特别对刚度差的工件更应予以注意。3保证加工中工件振动小，为此，夹紧点应尽是接近被加工表面，特别是对低刚度工件。4在计算夹紧力时，根据工件所受切削力P（或切削力矩PM ） 、夹紧力W以及摩擦力F （或摩擦力矩FM） ， 对大工件还应考虑重力G，运动的 工件 还应 考虑 惯性力 等， 绘制 夹紧
16、示意图 ，然 后， 根据 静力名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 29 页 - - - - - - - - - 6 平衡条 件，计 算出 理 论夹紧 力PW ，再乘以 安 全系数k，得出 实际夹紧力W。在不 考 虑重力 和 其他 伴生 力的 情况 下，夹 紧力 的大小 既 与切削力的大 小有 关， 也与 切削力 对支 承的 作用 方向有 关， 此次 设计 的夹具的夹紧力的大小可用下式计算：)/(21ffkPW N 式中k安全系数，可按下式计算4321kkkkk
17、P切削力1f 、2f 夹紧元 件，定 位元件 各自 与工件接 触表面 的磨 擦系数1k 一 般安 全 系 数， 考虑 增加 夹紧 力 的 可靠性 和因 工 件 材料性质及加工余量不均匀等引起的切削力的变化， 一般取25.11k2k 加工性质系数。粗加工取1.2 ，精加工取1 3k 刀具钝化系数，考虑刀具磨钝后，切削力增大，一般取3 . 11.13k4k 断续切削系数。断续切削时，取2 .14k；连续切削时，取14k本设计中，根据设计要求1k 取 1.5 ，2k 取 1.2 ，3k 取 1.1 ，4k 取 1。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - -
18、- - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 29 页 - - - - - - - - - 7 则4321kkkkk98.111 .12.15 .1根据设计要求1f 取 0.86 ，2f 取 0.93 。则：)/(21ffkPW。6. 确定工件的夹紧部位和夹紧方法并设计可靠的夹紧装置。7. 夹具体的材料及设计方案（1）夹具体的材料根据设计要求及所计算出的铣削力的大小，选择铸铁HT200 制造夹具体。(2) 夹具体的设计在专 用夹 具中 ， 夹具 体的 形状 和尺 寸往往 是非 标准 的， 设计时应综合以下几方面考虑1、应有足够的刚度和强度：铸造夹具体壁厚
19、一般为15 30mm 。2、力求结构简单，装卸工件方便：在保证刚度和强度前提下，尽可能体积小，重量轻，便于操作。3、尺寸要稳定：夹具体的制造应进行必要的热处理，以防日久变形。4、要有良好的结构工艺性：夹具体的结构应便于加工夹具体的安装 基面 ，安 装定 位元件 的表 面并 有利 于实现 这些 表面 的加 工精度要求。5、清除切屑要方便：切屑不多时，可加大定位元件工作表面与夹具体之间的距离或增设容屑沟。6、在机床上安装要稳定、可靠、安全。根据以上几方面的要求，选择夹具体壁厚为20mm ， 长度为 400mm ，底面为安装基面。9. 夹具的结构工艺性夹具的工作精度通常是采用调整、修配、就地配作等方
20、法进行装配来保证的。（1）正确选择装配基准。因为 对于 装配 基 准面 的要 求是 ：在 夹具上 其位 置不 再作 调整或名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 29 页 - - - - - - - - - 8 对其进 行调 整或 修配 时，不 会发 生相 互干 涉或牵 连现 象， 所以 选取靠近大端面为装配基准。（2）夹具结构中某些零部件要具有可调 性。作为补偿性环节 的元件应留有余量，以便用于调整、修配法保证夹具的装配精度。（3）夹具结构应便于维修和更换易磨损
21、 件，某些配合的零件 应易于拆卸，此夹具的易损部位都做成了容易拆卸的结构。10. 制订夹具公差和技术要求(1) 机械加工中，由于各种因素的影响（例如机床误差，夹具误差，刀具误差，热变形、弹性变形、内应力等因素所引起的误差），使工件 产生 了加 工误 差。为 了保 证工 件的 加工精 度， 必须 控制 上述误差。 制订 夹具 公差 时，应 保证 夹具 的定 位、制 造和 调整 误差 的总和满足误差计算不等式，一般不超过零件公差的三分之一。（ 2）为了增加夹具的可靠性和延长夹具的寿命，必须考虑夹具使用中 的补 偿磨 损问 题。因 此， 在考 虑工 厂现有 设备 条件 和技 术水平的同 时， 在不
22、增加 制造困 难的 前提 下， 应尽量 把夹 具公 差订 得小一些， 以保 证工 件的 加工精 度， 增大 夹具 的磨损 公差 ，延 长夹 具的使用寿命。(3) 夹具中与工件尺寸有关的尺寸公差，不论工件尺寸公差是单向的还是双向的，都应化为双向对称分布的公差。(4) 夹具中的尺寸公差和技术要求应表示清楚，不要互相矛盾和重复。凡注有公差的部位，一定要有相应的检验基准。(5) 在夹具制造中，为了减少加工困难，提高夹具的精度，可采用调整 、修 配或 就地 加工等 方法 。在 这种 情况下 ，夹 具零 件的 制造公差可以适当放宽。(6) 夹具中对于精度要求较高的元件，应用较好的材料制造，以保持精度。其淬
23、火硬度一般不低于HRC50 。11. 夹具零件的公差和技术要求机床 夹具 的常 用 元件 已标 准化 ，可 以查得 这些 元件 的材 料、结构尺寸 、精 度等 级、 表面粗 糙度 及热 处理 条件等 。此 次设 计的 为专用夹具 ，它 包括 一些 专用夹 具零 件， 其公 差和技 术要 求可 依据 夹具总装配 图的 配合 公差 和技术 要求 ，并 参照 同类标 准元 件来 决定 。主要包括以下内容：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 29 页 - - - -
24、- - - - - 9 （ 1） 夹具零件毛坯的技术要求如毛坯质量、硬度、毛坯热处理以及精度要求等。（ 2）相应于工件无角度公差的夹具零件的角度公差可取07 .0。（3）夹具零件的尺寸公差应取工件相应尺寸公差的3/12/1。(4) 夹具体与工件之间的空隙，夹具体未加工处不小于8 毫米，已加工处不小于4 毫米。(5) 夹具体上加工有找正基面，供安装夹具时找正用，同时也是夹具制 造和 检验 的基 准。找 正基 面应 保证 与夹具 体上 安装 其他 元 件的平面的不垂直度不大于0.01 毫米，找正基面本身的不直度与不平度为 0.005毫米。(6) 夹具体、零件的平面之间、平面与孔之间、孔与孔之间的不
25、平行度、不垂直度和不同轴度等，应取工件相应公差之半。(7) 夹具零件的表面粗糙度，可参阅标准选取。夹具定位元件工作表面的粗糙度应比工件定位基准表面的粗糙度提高31倍。12. 夹具的经济性机床 夹 具费用 是 工艺 成本 的组 成部 分，它 直接 影响工 艺 过程的经济性及产品成本。机床夹具的经济性可用下述不等式评价：SNC 式中S使用机床夹具后生产费用的节约，即经济效果。N用机床夹具全年加工的工件数量，即工件的年产量。C使用机床夹具的全年费用。（1） 使用机床夹具的经济效果机床夹具的使用减少了单件时间，其公式为：21ttt根 据设 计条 件计 算 ，1t 为未 使用 机床 夹具 时 生 产 单
26、 个 工 件 的 时间，根据切削用量的选择，取8 分钟，2t 为使用机床夹具后生产单个工件的时间，由于采用了气动夹具，节约了工人手工操作的时间，名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 29 页 - - - - - - - - - 10 2t 取为 6 分钟。由于使用机床夹具而节省的工人工资额为：2211tZtZZ式中，1Z 、2Z 分别为使用机床夹具前后机床工人每分钟的工资额。取1Z 0.05 ，2Z 0.04 ，当考虑杂费方面H 的节约时，使用机床夹具的经济效果
27、为：)01.01 (HZS%)7001.01(16.0161.0即使用了机床夹具后，每分钟节约了0.214 元的生产费用。（ 2）使用机床夹具的全年费用。一套专用夹具的全年费用为：zsyCTAAC/)1(式中sA 专用夹具的设计系数，通常取0.5 yA 专用夹具 的使用 系 数， 一般 取专用夹具制造价 格的0.2 0.3 倍T专用夹具的使用年限，简单夹具T 1 年，中等复杂夹具T32年，复杂夹具T54年zC 专用夹具的制造价格，由下式计算)01. 01 (HtZQCpz式中材料的平均价格元/ 千克Q夹具毛坯的重量千克t夹具制造工时小 时名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - -
28、 - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 29 页 - - - - - - - - - 11 pZ 工人平均工资元 / 小 时H工具车间杂费百分比根据设计要求，取sA 0.5 ，T 3，yA 0.25 )01. 01 (HtZQCpz)01.01(3601520H007.118030026.481则zsyCTAAC/)1(26.4813/)5.01 (25.026.48175.095.360根据设计条件及现今工厂的一般状况，取N 10000 则95.360161010000161.0CSN所以使用该夹具是很经济的。名师
29、资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 29 页 - - - - - - - - - 12 第 3 章定位件和对刀件的选择或确定3.1 定位件本 次夹 具 设 计中 , 一 共 涉及 的 零 部件 相 关 介绍 或 运 用如下：为了保证工件正确、稳固的定位, 在夹具中应合理地设置各种型式的定 位件 , 并使其 与工件 上的 定位 基准 相接触 或配 合, 这样 一来就确定了 工件 在夹 具中 的正确 位置 。定 位件 应有较 高的 耐磨 性和 足够的精度 , 与定位
30、件接触或配合的定位基准应合理选择。不影响加工精度的自 由度 , 可由止 挡件来 限制 。止 挡件 的精度 要求 不高 , 在 夹具中的位置精度可以低些。3.1.1定位销(1)小固定定位销：材料 T7A, 技术要求：D 的允差按配合要求决定； D对 d 的不同轴度不大于0.005 毫米；锐边倒钝；热处理：淬火HRC53 58。(2)固定定位销：材料选择： D16 毫米、 20。技术要求：D 的允差按配合要求决定；D对 d 的不同轴度不大于0.005 毫米； 锐边倒钝； 热处理： T7A 淬火 HRC53 58；20 滲碳深度0.8 1.2 毫米、淬火HRC53 58。(3)可换定位销：材料选择：
31、 D16 毫米、 20。技术要求：D 的允差按配合要求决定；D对 d 的不同轴度不大于0.005 毫米； 锐边倒钝； 热处理： T7A 淬火 HRC53 58；20 滲碳深度0.8 1.2 毫米、淬火HRC53 58。(4)定位插销：材料选择：D10 毫米、 20。技术要求：锐边倒钝；表面发蓝或其他防锈处理；T7A 淬火 HRC55 60；20 渗碳深度0.8 1.2 毫米、淬火 HRC55 60。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 29 页 - - - -
32、 - - - - - 13 (5)定位块： 作用是使夹具体与机床有正确的位置并通过螺栓固定。材料选择：45 号钢。技术要求：锐边倒钝；表面发蓝或其他防锈处理。(6)定位板： 作用是使加工件在夹具体有正确的位置。材料选择： 45 号钢。技术要求：锐边倒钝；表面发蓝或其他防锈处理。查手册 , 查相关的表, 查标准 , 基本尺寸D可取 ,H 可取 , 通过 D、H,其尺寸参数可直接查出。3.1.2固定支承(1)支承钉：材料选择：D12 毫米、 20。技术要求： H 留 0.2 0.3 毫米余量 , 装配时磨削至所需要求；表面发蓝或其他防锈处理；热处理： T7A 淬火 HRC60 64； 20 渗碳深
33、度0.8 1.2 毫米 , 淬火 HRC60 64。(2)支承板：材料选择：20。技术要求：H留 0.2 0.3 毫米余量 , 装配 时 磨 削至 所 需 要 求 ；表 面 发 蓝或 其 他 防 锈 处理；锐边倒钝；热处理：渗碳深度0.8 1.2毫米 , 淬火HRC60 64。3.1.3可调支承(1)六角 头 支承 ： 材 料 选择 ：45。技 术要 求 ：螺 纹按3级精度制造；表面发蓝或其他防锈处理；锐边倒钝；热处理：头部淬火HRC38 42,L=50毫米可全部淬火。(2)六角 头 螺栓 ： 材 料 选择 ：45。技 术要 求 ：螺 纹按3级精度制造；表面发蓝或其他防锈处理；锐边倒钝；热处理
34、：头部淬火HRC38 42,L=50毫米可全部淬火。(3)六角 头 铰制 孔 螺 栓 ：材 料选 择： 45。技 术 要 求： 螺纹按3 级精度制造；表面发蓝或其他防锈处理；锐边倒钝；热处理：头部淬火HRC38 42,L=50毫米可全部淬火。(4)螺钉：材料选择：45。技术要求：螺纹按3 级精度制造 ； 表面 发 蓝 或 其他 防锈 处理 ；锐 边 倒钝 ； 热 处名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 29 页 - - - - - - - - - 14 理：淬
35、火HRC33 38。3.1.4 V形块 (1) V形块：材料选择：20。技术要求：表面发蓝或其他防锈处理；锐边倒钝；热处理：渗碳深度0.8 1.2毫米 ,2 d 两端倒角去碳层, 淬火 HRC60 64。 (2) 固定V 形块：材料选择：20。技术要求：表面发蓝或其他防锈处理；锐边倒钝； 热处理： 渗碳深度0.8 1.2 毫米 ,2 d 两端倒角去碳层, 淬火 HRC60 64。3.2 对刀件3.2.1高度对刀块材料选择： 20。技术要求：A 对 B 的不平行度不大于0.01 毫米； C 对 D的不垂直度不大于0.01 毫米；表面发蓝或其他防锈处理；锐边倒钝；热处理：渗碳深度0.8 1.2 毫
36、米 ,2-50孔两端倒角去碳层, 淬火 HRC60 64；注：每件重量：A 型 0.03公斤 ,B 型0.07 公斤。 3.2.2直角对刀块材料选择：20。技术要求：A 对 B的不垂直度不大于0.01 毫米； B 对 C的不平行度不大于0.01毫米；表面发蓝或其他防锈处理；锐边倒钝；热处理：渗碳深度0.8 1.2毫米 ,2-50孔两端倒角去碳层, 淬火 HRC60 64；光洁度为8 的表面允许装配后磨。注：每件重量：A 型 0.084 公斤 ,B 型 0.113 公斤。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理
37、 - - - - - - - 第 14 页，共 29 页 - - - - - - - - - 15 第 4 章夹紧机构的设计或选择4.1 对夹紧装置的基本要求夹紧 的目 的， 是 保证 工件 在夹 具中 的定位 ，不 致因 加工 时受切削力、 重力 或伴 生力 （离心 力、 惯性 力、 热应力 等） 的作 用而 产生移动或振动。夹紧 装 置是夹 具 完成 夹紧 作用 的一 个重要 而不 可缺少 的 组成部分，除 非工 件在 加工 过程中 所受 到的 各种 力不会 使它 离开 定位 时所确定的 位置 ，才 可以 没有夹 紧装 置。 夹紧 装置设 计的 优劣 ，对 于提高夹紧的精度和工作效率，减轻
38、劳动强度都有很大影响。夹紧 装 置可按 夹 紧机 构的 类旋 夹紧 、偏心 夹紧 、铰链 夹 紧、联动夹紧 、定 心夹 紧、 弹簧夹 紧； 按夹 紧动 力源可 分为 手动 、机 动和自动， 其中 机动 又分 为气动 、液 压、 气液 联动、 电动 和真 空； 自动又分为 切削 力、 离心 力两种 情况 。在 设计 夹紧装 置时 ，应 满足 下述主要要求：(1) 夹紧装置在对工件夹紧时，不应破坏工件的定位，为此，必须正确选择夹紧力的方向及着力点；(2 ）夹紧 力的 大 小应 该可 靠、 适当 ，要保 证工 件在 夹紧 后的变形和受压表面的损伤不致超出允许范围；(3 ）夹紧 装置 结 构简 单合
39、理， 夹紧 动作要 迅速 、操 纵方 便、省力和安全；(4) 夹紧力或夹紧行程在一定范围内可进行调整和补偿。本次设计的夹紧装置满足了上述要求。4.2 夹紧力的方向主要夹紧力一般应垂直于主要定位基准, 以减少工件的变形。安放工 件时 , 工件本 身的重 力是 确定 其位 置的主 要因 素。因 此 , 主要定位基准的位置最好是水平的。重力 , 切削力 及夹 紧 力三 者方 向的 相互 关 系 , 夹紧 力与 切 削力 ,重力同方向时, 需要的夹紧力最小；完全利用摩擦力来克服切削力和重力时 , 需要的夹紧力最大。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - -
40、 - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 29 页 - - - - - - - - - 16 4.3 夹紧力的作用点应 在支 承 点 上 , 或 在 几 个 支承 点所 组成 的平 面内 , 以 免 夹 紧 力 使工件脱 离定 位件 。在 多点夹 紧时 , 如果夹 紧点在 支承 面积之 外 , 应采用联动夹紧机构, 以保证各点的夹紧力同时均匀地作用到工件上。应在工件刚性最强的部件, 否则应设置辅助支承。应靠 近切 削部 位。如 切削 部位 刚性 不足 , 可采 用浮 动 辅助 夹紧机构, 或设辅助支承。4.4 确定夹紧力的基本原则(1 ）夹紧力计算的
41、假设条件为简便起见，在计算夹紧力时，规定了如下的假设条件：1把夹紧力的动态性质假设为静态性质；2把夹具和工件的柔性系统假设为刚性系统；3在切削过程中，把切削力、材料以及温度等变化因素假设为在最不利的条件下固定不变。通过 对 夹紧力 的 动态 测试 结果 ，不 难看出 ，夹 紧力在 切 削过程中是在 不断 地变 化着 的。对 于工 件精 度要 求很高 或对 工件 变形 控制很严的情况下，夹紧力的计算和夹紧装置的结构选择都要更加精确，必要时 应采 取夹 紧力 的闭环 控制 系统 ，通 过对夹 紧力 的动 态识 别和工件的变形值对夹紧力的动态调节，以达到夹紧的智能化。（ 2）夹紧装置设计的内容和步骤
42、在设计夹紧装置时，可以按以下四个步骤确定夹紧力：1根据工序的要求，明确夹紧力的作用点及作用方向，还应考虑是否有其它力的作用情况；2计算所需夹紧力；3确定夹紧元件结构；4确定夹紧装置所能产生的夹紧力。其中夹紧力的确定可分为以下几个步骤：1夹紧力应有助于定位，而不应破坏定位，在夹紧力作用下，工件不 应离 开支 承点 。首先 要保 证主 要定 位基准 与定 位元 件可 靠接名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 29 页 - - - - - - - - - 17 触，
43、最好使工件对各个支承都有一定的压力。2夹紧变形要小，特别对刚度差的工件更应予以注意。3保证加工中工件振动小，为此，夹紧点应尽是接近被加工表面，特别是对低刚度工件。4在计算夹紧力时，根据工件所受切削力P（或切削力矩PM ） 、夹紧力W以及摩擦力F （或摩擦力矩FM） ， 对大工件还应考虑重力G，运动的 工件 还应 考虑 惯性力 等， 绘制 夹紧 示意图 ，然 后， 根据 静力平衡 条件，计 算出 理 论夹紧 力PW ，再乘以 安 全系数k，得出 实际夹紧力W。在不 考 虑重力 和 其他 伴生 力的 情况 下，夹 紧力 的大小 既 与切削力的大 小有 关， 也与 切削力 对支 承的 作用 方向有
44、关， 此次 设计 的夹具的夹紧力的大小可用下式计算：)/(21ffkPW N 式中k安全系数，可按下式计算4321kkkkkP切削力1f 、2f 夹紧元 件，定 位元件 各自 与工件接 触表面 的磨 擦系数1k 一 般安 全 系 数， 考虑 增加 夹紧 力 的 可靠性 和因 工 件 材料性质及加工余量不均匀等引起的切削力的变化，一般取25.11k2k 加工性质系数。粗加工取1.2 ，精加工取1 3k 刀具钝化系数，考虑刀具磨钝后，切削力增大，一般取名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - -
45、- - 第 17 页，共 29 页 - - - - - - - - - 18 3 . 11.13k4k 断续切削系数。断续切削时，取2 .14k；连续切削时，取14k本设计中，根据设计要求1k 取 1.5 ，2k 取 1.2 ，3k 取 1.1 ，4k 取 1。则4321kkkkk98.111 .12.15 .14.5 铣削力的计算铣削加工与车削加工 一样，铣刀每个刀齿上都受到一定的切削力，其计算公式为：)/()(0FFzFFFwqFuwyfxpFzndZKaaaCF式中zF 圆周铣削力NzFK铣削条件改变时铣削力修正系数0d 铣刀外径mmn铣刀转速min/rpa 铣削深度mmwa 铣削宽度m
46、mfa 每齿进给量Z齿数pa 取 2，fa 取 0.2 ，wa 取 10，Fx 取 0.95 ，Fy 取 0.8 ，Fu 取 1.0 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 18 页，共 29 页 - - - - - - - - - 19 zFKvvvmvvtksMpMTKKKKKK式中vTK与耐用度有关的系数取1.0 vMK、mMpK与加工材料有关的系数分别取1.44 、 0.89 vsK与毛坯性质和表面状态有关的系数取0.8 vtK 与铣刀切削部分材料牌号有关的系数取1
47、025.118.089. 044. 10 .1zFK根据铣削力的大小及所选择X62 机床 , 设计专用夹具。 4.6夹紧形式与计算公式4.7 夹紧件1 球面厚螺母材料： A6 或 45。技术要求：螺纹按3 级精度制造；表面发蓝或其他防锈处理；热处理：淬火HRC33 38 夹紧形式计算公式注：表中符号：f 工 件与 支 承面 的摩擦系数。 W 所需夹紧力P1.P2 切 削 力 ( 公斤力 ) D工件直径( 毫米 ) K安全系数粗加工K=2.5 3.0 精加工K=1.5 2.0 用压板夹紧工件端面WfLKM用钳口夹紧工件端面lbpapKW)(21用 压 板和V 形块夹 紧 工件端面2sin12si
48、naaDflMKW名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 19 页，共 29 页 - - - - - - - - - 20 2 六角头压紧螺钉材料： 45。技术要求：螺纹按3 级精度制造；锐边倒钝；表面发蓝或其他防锈处理；热处理：淬火HRC38 42。3 锁紧螺钉材料： 45。技术要求：螺纹按3 级精度制造；锐边倒钝；表面发蓝或其他防锈处理；热处理：淬火HRC33 38。4 球头螺栓材料： 45。技术要求：螺纹按3 级精度制造；锐边倒钝；表面发蓝或其他防锈处理；热处理：H长度
49、上淬火HRC38 42。5 螺纹垫圈材料： 35。技术要求：螺纹按3 级精度制造；锐边倒钝；表面发蓝或其他防锈处。6 直压板材料： 45。技术要求：锐边倒钝；表面发蓝或其他防锈处理；热处理：淬火HRC38 42。7 压块材料： 45。技术要求：螺纹按3 级精度制造；锐边倒钝；表面发蓝或其他防锈处理；热处理：淬火HRC43 48。8 夹爪：由压板和V 形块组成。材料：45。技术要求：锐边倒钝；表面发蓝或其他防锈处理。第 5 章其它结构的设计、选择5.1 支板材料： 45 号钢。技术要求：螺纹按部3 级精度制造；锐边倒钝；表面发蓝或其他防锈处理；热处理：淬火HRC38 42。d L B H 1AA
50、2A3d1d2h K 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 20 页，共 29 页 - - - - - - - - - 21 M8 30 35 12 221438 48 42 58 52 68 5.2 导板材料 ： 20。技 术要求：锐边倒 钝； 表面发蓝 或其他 防锈 处理；热处理：滲碳深度0.8 1.2 毫米。 2 d 两端倒角去碳层, 淬火HRC60 64。5.3 挡块材料 ：45 号钢。技 术要求：锐边倒钝；表面发蓝或其他防锈处理；热处理：淬火HRC43 48。5.