《whx120减速器箱盖加工工艺及粗铣前后端面夹具设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《whx120减速器箱盖加工工艺及粗铣前后端面夹具设计.docx（23页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、摘要减速器的箱体一般分为箱盖和底座，在使用过程中用螺栓固定装合在一起。对内部的组合件的运动起着支持和固定的作用。对于组合件的运转精度及整体的密封，内部零件的润滑，箱体的工艺设计都起着重要地位。本次设计针对whx120减速器的箱盖进行机械加工工艺分析。在进行工艺分析之前，首先要对零件有整体的认识，并绘制出二维零件图，根据零件图中的尺寸及技术要求分析零件的工艺。通过查技术手册确定每个尺寸在加工中的加工余量，再根据工件的结构分析工件尺寸的加工路线，确定基准，拟定加工工艺路线。之后根据加工余量确定切削深度，然后选择进给量，计算切削速度以及基本工时。在完成对箱盖的工艺分析后，针对粗铣前后端面设计出一套夹
2、具。夹具的设计包括选择夹紧方式，确定动力源装置、夹紧元件、传力机构，设计出夹紧装置。然后设计夹具体用来将整个加工中的夹具与工件固定安装在机床上，绘制出非标准零件的CAD二维零件图与夹具装配图。工艺设计的目的在于针对箱盖的结构工艺分析，结合实际制定一套合理的工艺加工路线，选择合适的机床上设备。专用夹具设计的目的在于提高加工质量和生产率。依据现代机械工业发展的技术条件，实现工件的高效率，高质量加工。提高劳动生产效率，降低工人劳动强度。关键词：减速器；箱盖；机械加工工艺：专用夹具：AbstractThe box body of the reducer is generally divided int
3、o the box cover and the base, which are fixed and assembled together with bolts in the course of use. It supports and fixes the movement of the internal assembly. It plays an important role in the operation accuracy of the assembly, the overall sealing, the lubrication of the internal parts and the
4、technological design of the box. This design carries on the mechanical processing technology analysis to the case cover of the whx120 reducer. Before process analysis, first of all, we need to have a comprehensive understanding of the parts, and draw a two-dimensional part diagram, according to the
5、size and technical requirements of the part diagram to analyze the process of the parts. The processing allowance of each dimension is determined by referring to the technical manual, and then the processing route of the dimension of the workpiece is analyzed according to the structure of the workpi
6、ece, the benchmark is determined, and the processing process route is drawn up. Then the cutting depth is determined according to the machining allowance, and then the feed is selected to calculate the cutting speed and the basic man-hour. After completing the process analysis of the box cover, a se
7、t of fixture is designed for the front and back face of rough milling. The design of fixture includes choosing clamping mode, determining power source device, clamping element and force transfer mechanism, and designing clamping device. Then the fixture body is designed to fix the fixture and workpi
8、ece in the whole process on the machine tool, and draw the CAD two-dimensional part drawing and fixture assembly drawing of non-standard parts. The purpose of process design is to make a reasonable process route and select suitable equipment for machine tool according to the analysis of the structur
9、e and process of the cover. The purpose of special fixture design is to improve the processing quality and productivity. According to the technical conditions of the development of modern machinery industry, high efficiency and high quality processing of workpieces can be realized. Improve labor pro
10、ductivity and reduce labor intensity of workers.Key words：Retarder；Case cover ；Machining Technology ；Special fixture1绪论1.1课题研究的背景及意义减速器是一种用于电动机（原动机）与工作及（从动机）之间的精密传动装置，需要稳定而精准的传递转速与转矩。对当代机械的发展有着重要地位。减速器的箱体一般分为两部分，便于更好的装配，属于分离式箱体，是减速器的基础零件。它将有关的零件组合为一个整体，让他们处于正确的位置，相互之间协调运动。因此，这类基础零件的制造将会直接影响减速器整体的质量。
11、在机械加工过程中，夹具也有着十分重要的作用。在进行一些复杂零件的加工时，会由于零件比较复杂，加工面难以装夹定位的情况。这时会需要设计专用的夹具进行装夹。当然相比普通的通用夹具，专用夹具还有着缩短辅助时间，提高劳动生产率，降低加工成本，保证加工精度，稳定加工质量等优点。因此夹具设计也是工艺系统中的一个重要环节。现代机床夹具也在朝着标准化、精密化、高效化、柔性化发展。1.2主要研究内容Whx120减速器是一种在生产过程中，为了完成零件的质量，且尽可能降低劳动程度，提高生产率，我们需要进行诸多分析，如毛坯的选择，加工路线选定等等。本次针对whx120减速器箱盖进行设计分析。箱盖属于箱体类零件，具有结
12、构形状复杂，内部呈腔型，主要加工的面为孔和平面，运用加工方法为铣，磨，钻，扩，绞等。针对零件的具体结构要求制定合理的加工路线，确定基本工时。在对夹具进行设计的过程中，需要确定定位方式，计算夹紧力，选择夹紧装置并设计夹具体等。2 零件的分析2.1零件的作用与分析 题目给的零件是whx120减速器的机盖。其主要作用是将whx120减速器中的涡轮、蜗杆、套等相关零件组成一个整体，并使他们之间保持正确地位置关系，按照一定的传动关系协调的传递运动与动力。这个减速箱体为分离式箱体，完成他的全部工艺需要结合另一部分箱盖进行加工（箱座另外进行加工）。第一阶段主要是完成平面、紧固孔和定位孔的加工，是为箱体的装合
13、做准备；第二阶段是为在装合好的箱体上加工轴承孔及其端面。两个阶段之间安排钳工工序，将箱盖合成箱体，并用二锥销定位，使它保持一定的位置关系，以确保轴承孔的加工精度以及撤装后的重复精度。2.2零件图样分析1、要加工孔的孔轴配合度为H7，表面粗糙度为Ra小于1.6um,圆度为0.0175mm,垂直度为0.08mm,同轴度为0.02mm。2、其它孔的表面粗糙度为Ra小于12.5um,锥销孔的表面粗糙度为Ra小于1.6um。3、盖体上平面表面粗糙度为Ra小于12.5um,前后端面表面粗糙度为Ra小于3.2um，机盖机体的结合面的表面粗糙度为Ra小于1.6um，结合处的缝隙不大于0.05mm，2.3零件的
14、结构工艺分析1 减速器整个箱盖壁薄，容易发生变形，在进行机械加工之前要对毛坯进行人工时效处理，用来消除铸件的内应力。加工时，要注意夹紧位置和夹紧力的大小，防止零件变形。2箱盖的主要加工部分有结合面，轴承孔，通孔以及螺纹孔。其中轴承孔与轴承端面的加工需要在箱盖与底座合起来之下加工，以确保轴承孔中心线与结合面的位置。3箱盖的平面度检查，可将工件放在平台上，用百分表测量。3 工艺规程的设计3.1确定毛坯的制造形式本次设计的箱盖为箱体类零件，具有复杂的内腔结构，应该选择容易用于成型的材料和制造方法。由于铸铁容易成形，切削性能好，价格低廉，且抗振性和耐磨性也较好，因此本次箱盖的加工毛坯材料选用HT200
15、。需要大批量生产，制造形式采用金属模机器造型。3.2基准的选择3.2.1精基准的选择一般精基准的选择需要遵循“基准重合”和“基准统一”的原则，箱体类零件的精基准选择还有生产批量的大小有关。此次箱盖的加工为大批量生产，可采用一面两销的定位方法。选择底面作为精基准。利用标准的一面两个销定位方式作为定位的精基准，完美的限制6个自由度。 3.2.2粗基准的选择粗基准的作用主要是保证各加工面的余量均匀合理，以及加工面与非加工面之间具有准确的相互位置关系。一般的箱体根据铸造时内壁与主要孔都是同一个泥心浇注，所以经常使用孔为主要的粗基准。但是本次箱盖的主要孔只有一半，不易用于定位。遵循已经选择好的精基准，选
16、择未加工的面作为粗基准来加工精基准，因此选择箱盖的顶面作为粗基准。3.3机床设备的选用及相关技术参数由于箱盖的加工多为平面和孔，因此主要运用到的机床为铣床和钻床。在结合面的加工上，由于要求粗糙度不能大于1.6，因此还需要磨床进行磨削加工。（1）铣床的选用：箱盖的外轮廓尺寸为330*230*133mm，工件的尺寸较大。选择卧式铣床X63型机床来进行对箱盖的铣削加工。卧式铣床X63的参数如下表技术参数卧式铣床X63主轴轴线（端面）到工作台的距离最大 （mm）420最小30床身垂直导轨面到主轴中心线的距离最大 （mm）570最小255工作台工作面积：长 （mm）1600宽 （mm）400主轴转速范围
17、 （r/min）30-1500主电动机功率 （Kw）10（2）磨床的选用：磨床选择平面磨床M7130，其技术参数如下表技术参数平面磨床M7130磨头轴线（端面）到工作台的距离最大 （mm）575最小135砂轮尺寸；外径 （mm） 350 宽 （mm）40 内径 （mm）127工作台工作面积：长 （mm）1000宽 （mm）300高 （mm）400砂轮转速 （r/min）1440主电动机功率 （Kw）4.5（3）钻床的选用：钻床选择立式钻床Z535，其技术参数如下表技术参数立式钻床Z535主轴端面到工作台的距离最大 （mm）750最小0主轴端面至底座面距离最大 （mm）1130最小705工作台工
18、作面积：长 （mm）450X500主轴转速范围 （r/min）68-1100主电动机功率 （Kw）43.4制定工艺路线根据前面的分析，箱盖的部分工艺加工需要安排在与底座合体再进行加工。因此分为以下两部分。表一 whx120减速器箱盖的工艺过程工序号工序名称工 序 内 容工艺装备1铸造2清砂清除浇注系统，冒口，型砂，飞边，飞刺等3热处理人工时效处理4涂漆非加工面涂防锈漆5划线划结合面加工线。划轴承孔端面加工线。划上平面加工线（检查孔）,6粗铣以结合面为装夹基面，按线找正，夹紧工件，铣顶部平面，保证尺寸3mm卧式铣床X63型7粗铣以已加工上平面及侧面做定位基准，装夹工件，铣结合面，保证尺寸14mm
19、，留有磨削余量0.05mm卧式铣床X63型8磨磨分割面至图样尺寸14mm专用磨床9钻以分割面及外形定位，钻4 11mm孔,413mm孔，钻攻4 M6mm孔立式钻床Z53510检验检查各部尺寸及精度由于whx120减速器的箱体属于分离式箱体，在对箱盖进行加工时，箱盖的轴承端面以及轴承孔需要配合底座一起加工，因此在箱盖的轴承端面与轴承孔的加工可安排至后续箱盖与底座合体加工的工艺中。表二 whx120减速器箱盖与底座合体的工艺过程工序号工序名称工 序 内 容工艺装备1钳将箱盖，箱体对准和箱，用10M12螺栓，螺母紧固2钻钻，铰26mm的锥销孔，装入锥销立式钻床Z5353钳将箱盖，箱体做标记，编号4粗
20、铣以底面定位，按底面一边找正，装夹工件，兼顾其他三面的加工尺寸，铣前后端面。卧式铣床X635精铣以底面定位，按底面一边找正，装夹工件，兼顾其他三面的加工尺寸，铣前后两端面。卧式铣床X636粗镗以底面定位，以加工过的端面找正，装夹工件，粗镗蜗杆面110mm轴承孔，专用镗床7粗镗以底面定位，以加工过的端面找正，装夹工件，粗镗蜗轮面110mm轴承孔，专用镗床8检验检查轴承孔尺寸及精度9半精镗以底面定位，以加工过的端面找正，装夹工件，半精镗蜗杆面110mm轴承孔，专用镗床10半精镗以底面定位，以加工过的端面找正，装夹工件，半精镗蜗轮面110mm轴承孔，专用镗床11精镗以底面定位，以加工过的端线找正，装
21、夹工件，按分割面精确对刀专用镗床12精镗以底面定位，以加工过的端线找正，装夹工件，按分割面精确对刀专用镗床13钻用底面和两销孔定位，用钻模板钻，攻蜗杆轴承空端面螺孔专用钻床14钻用底面和两销孔定位，用钻模板钻，攻蜗轮轴承空端面螺孔专用钻床15锪孔用带有锥度为90度的锪钻锪轴承孔内边缘倒角445度专用钻床16钳撤箱，清理飞边，毛刺，合箱18检验检查各部尺寸及精度3.6机械加工余量、工序尺寸的确定已知加工的零件为HT200，材料硬度HBS163-255，工件尺寸主要尺寸为330230133mm。1、箱盖顶面。加工要保证顶面的高度为3mm，其加工长度为120mm，宽度为90mm。高度方向余量查工艺手
22、册，其余量值规定为2.0-2.5mm，现取2.5mm2、箱盖结合面。加工要保证结合面的粗糙度不能大于1.6，因此需要采用磨的工序。其加工长度为330mm，宽度为230mm。查工艺手册首先确定粗铣结合面的余量为2.5mm，但后续有磨工序。要留0.05mm的加工余量。因此粗铣结合面的加工余量为2.45mm、磨的加工余量为0.05mm。3、孔加工的工序尺寸及其加工余量（1）钻4-11mm孔，孔的粗糙度要求为12.5，可以直接用麻花钻加工得到钻孔：11mm，2Z=11mm，ap=5.5mm（2）钻4-13mm孔，孔的粗糙度要求为12.5，可以直接用麻花钻加工得到钻孔：13mm，2Z=13mm，ap=6
23、.5mm（3）攻钻4-6mm孔，钻孔：6mm，2Z=6mm，ap=3mm攻孔：M6mm3.7确定切削用量及基本工时工序6粗铣顶面1加工条件加工要求：粗铣箱盖上表面，保证顶面的高度为3mm。机床：根据工件的尺寸，选择卧式铣床X63刀具：采用高速钢三面刃铣刀加工，直径为200mm，齿数为20 ，0=150=10r=302计算切削用量由于加工量不大，可在一次走刀内切完，所以铣削宽度ae=2.5mm，铣削深度ap=140mm。根据机械制造工艺设计简明手册(以下简称工艺手册)x63卧式铣床其功率为10kw，中等系统刚度。根据表3.3fz=0.2-0.3mm/z，取fz=0.2mm/z。计算铣削速度：根据
24、切削手册表3-27，铣削速度的计算公式为Vc=CVd0qvTmapxvfzyvaeuvzPvkv（m/min）根据切削手册表3-27,CV=35,qv=0.2,xv=0.1,yv=0.4,uv=0.5,PV=0.1,m=0.15。kv=1.06计算得出的速度vc=26m/minNc=1000vd=1000*26200*3.14=36.8（r/min）查工艺手册表4.2-39取nw=37.5r/min则实际速度v=26.5m/min。计算切削工时：根据工艺手册表6.2-7其计算公式为T=l+l1+l2f*z*n=140+3+20.2*20*37.5=0.966min=58.0s工序7粗铣箱盖结合
25、面1加工条件：粗铣结合面留0.05mm的加工余量机床：根据工件的尺寸，选择卧式铣床X63刀具：采用高速钢三面刃铣刀加工，直径为200mm，齿数为20，0=150=10r=302计算切削用量在本道工序中，最大的加工长度为箱盖的长度330mm，最大的加工余量为2.45mm，能够一次铣削，所以铣削宽度为2.45mm，进给速度同取上工序的0.2mm/z。计算铣削速度：查切削手册表表3-27，CV=35,qv=0.2,xv=0.1,yv=0.4,uv=0.5,PV=0.1,m=0.15。由计算公式得v=26m/min Nc=1000vd=1000*26200*3.14=36.8（r/min）查工艺手册表
26、4.2-39取nw=37.5r/min则实际速度v=26.5m/min。计算切削工时：根据工艺手册表6.2-7其计算公式为T=l+l1+l2f*z*n=337+3+20.2*20*37.5=136s.工序8磨结合面工件材料：HT200加工要求：磨结合面，保证粗糙度不大于1.6，加工余量为0.05mm机床：平面磨床M7130。刀具：砂轮。量具：卡板磨具的选择：本工序加工的零件为薄壁箱体，且加工面为平面，根据工艺手册表3.2-1到表3.2-10以及规定标准模具尺寸。最终选择磨具为WA46KVP350x40x127（DXBXd）确定轴向进给量fa=0.5B=20mm（双行程），径向进给量fr=0.0
27、15mm（双行程）根据平面磨床的技术参数，确定砂轮转速n=1440（r/min），工件速度v=10m/min计算切削工时，查表得到计算公式为T=2LbZbk1000vfafrz ,zb单面加工余量为0.05mm；k=1.10；L为加工长度为330mm；b为加工宽度为230mm；所以t=23302301.10.05100010200.015=108s工序9钻孔1、钻4-11mm孔工件材料：灰铸铁加工要求:钻四个直径为11mm的通孔。机床：立式钻床Z535型，刀具采用直径为11.0mm的麻花钻确定进给量f。根据表3.2-10可查的f表=0.280.34。在加工箱体类零件，其修正系数Klf=0.75
28、故f表=（0.28-0.34）x0.75=0.21-0.255mm/r。查工艺手册得到z535钻床，取f=0.25mm/r2确定切削速度v。查工艺手册表3.2-17得切削速度v表=17m/min，由于在实际加工条件与表所给的条件不完全相同，故应对所得结果进行修正。由表3.2-3，kMv=0.88，kLv=1.0。故v表=17m/minx0.88x1.0=14.96m/min确定主轴转速n。N=1000vd0= 100014.96m/min11mm=432.9r/min查工艺手册表3.1-36，取n=400r/min。则实际切削速度为V=d0n1000=11mm400r/min1000=13m/
29、min计算切削工时：T=l+l1+l2nf=0.19min=11.4s因为本工序要加工四个同样的孔，所以总工时T=4x11.4s=45.6s2、钻4个直径为13mm的孔工件材料为HT200，加工要求：钻四个直径为13mm的孔，粗糙度要求不大于12.5机床：立式钻床z535型，刀具采用直径为13.0mm麻花钻确定进给量f。根据表3.2-10可查的f表=0.280.34。f表=（0.28-0.34）x0.75=0.21-0.255mm/r查工艺手册得到z535钻床，取f=0.25mm/r2确定切削速度v。查工艺手册表3.2-17得切削速度v表=17m/min，由于在实际加工条件与表所给的条件不完全
30、相同，故应对所得结果进行修正。由表3.2-3，kMv=0.88，kLv=1.0。故v表=17m/minx0.88x1.0=14.96m/min确定主轴转速n。N=1000vd0= 100014.96m/min13mm=366r/min查工艺手册表3.1-36，取n=400r/min。则实际切削速度为V=d0n1000=13mm400r/min1000=16m/min计算切削工时：T=l+l1+l2nf=0.35min=21s所以总工时t=21sx4=84s3、钻4-直径6mm螺纹孔工件材料：HT200加工要求：攻钻四个公制螺纹m6mm的孔机床：立式钻床z535型，刀具采用直径为6.0mm的麻花
31、钻。M6丝锥钻直径6mm孔确定进给量f。根据表2.7可查的f表=0.180.22。f表=（0.18-0.22）x0.75=0.13-0.165mm/r查工艺手册得到z535钻床，取f=0.15mm/r2确定切削速度v。查工艺手册表215得切削速度v表=23m/min，确定主轴转速n。N=1000vd0= 100023m/min6mm=466r/min查工艺手册表3.1-36，取n=400r/min。则实际切削速度为V=d0n1000=6mm400r/min1000=20m/min计算切削工时：T=l+l1+l2nf=0.13min=8s所以总工时t=8sx4=32s攻螺纹孔查表得v表=6m/m
32、in则n= 1000vd0= 10006m/min6mm=218r/min，查工艺手册表3.1-36，取n=195r/min。则实际切削速度为V=d0n1000=6mm195r/min1000=3.7m/min计算切削工时：T=l+l1+l2nf=0.44min=26s所以总工时t=26sx4=104s4 专用夹具的设计4.1夹具设计问题的提出确定了加工零件的各个工序，在单个工序加工中夹具的使用也是一个对加工精度和生产率的提高有着重要意义。因此设计一个工序的专用夹具也是重要的环节。夹具的主要作用一是保证工件定位在机床正确的位置，二是保证工件在加工过程中不会因为切削力移动，始终被夹紧在正确的加工
33、位置上。达到这两个目的用来装夹工件的整体工艺装备就叫做机床夹具。夹具的作用有：缩短辅助时间，提高劳动生产率，降低加工成本；保证加工精度，稳定加工质量；降低了对工人的技术要求，减轻了工人的劳动强度，保证安全生产。为了提高零件加工的生产率，保证加工的质量，降低劳动强度，设计了粗铣whx120减速器箱盖前后端面的专用夹具。4.2粗铣前后端面夹具设计该夹具的设计是用于粗铣箱盖前后端面时夹紧工件的，前后端面有粗糙度要求，粗糙度不大于3.2，前后端面的距离为230mm。由于本工序为粗加工，因此主要保证提高加工效率，降低劳动强度即可。4.2.1定位基准的选择在进行本道工序时，工件的底面已经精加工过，底座上四
34、个直径为19mm的工艺孔也已经加工完成。在加工箱体类工件时，因为本身结构复杂，主要加工面为平面和孔，往往采用一面两孔的定位方式。因此定位基准就采用工件的底面以及斜对着的两个工艺孔。底面为平面做为定位基准限制三个自由度，两个斜对立的工艺孔合起来也限制三个自由度。一共限制六个自由度。采用这样的一面两孔定位时，定位元件一般采用一面两销。4.2.2定位元件的设计工件想要在夹具中获得准确的定位，在确定了定位基准之后，在就需要选择合适定位元件。定位元件需要具有足够的精度以及强度，刚度等。定位元件的结构和尺寸主要受定位基准的选择影响。在选择了一面两孔的定位基准之后，与之一面定位的定位元件选择支承板，两孔的定
35、位采用短圆柱销、短菱形销。采用菱形销的目的是为了避免两孔中心线位置上的过定位而是工件无法顺利装卸。支承板的设计只需达到合格的表面精度，尺寸上能够支承底面即可。因此定位元件的设计主要是针对定位销的设计。为了保证工件在加工中的稳定性，两定位孔的距离选择尽可能大。因此两定位孔之间的中心距Lg Lg=2202+2172=309mm在两个生产中，这两个工艺孔间距存在一定的公差为0.1mm；所以该两孔中心距的尺寸公差为LD=0.1x13=0.03mm；已知工艺孔的数据为130+0.027mm1确定两定位销的中心距。两定位销的中心距的基本尺寸应等于工件两定位孔中心距的平均尺寸，其公差一般为Ld=（1/5-1
36、/3）LD=(1/5-1/3)x0.03=0.006-0.01mm。取销间距Ld=309 0.01mm2确定圆柱销直径d1。圆柱销直径的基本尺寸应等于与之配合的工件孔的最小极限尺寸。其公差带取f7因定位孔的直径为130+0.027mm，故圆柱销的直径d1=13f7（13-0.034-0.016mm）3确定菱形销的尺寸b。菱形销已经标准化，尺寸可通过表选取b=4mm标准菱形定位销的结构尺寸d36688202025253232404050b2345568Bd-0.5d-1d-2d-3d-4d-5d-64确定菱形销的直径a。根据公式X2min=2abD2min计算X2min因a=（Ld+LD）/2=
37、（0.03+0.01）=0.04mm，b=4mm，D2=130+0.027所以X2min=2*0.04*413=0.02mm根据公式d2max=D2min-X2min算出菱形销的最大直径d2max=13-0.02=12.98mm确定菱形销的公差等级。一般取IT6或IT7，因IT6=0.011mm，所以d2=13-0.031-0.02mm。5计算定位误差由于本夹具的设计是用来加工粗铣前后端面，工件夹具中定位时，工件上作为定位基准的平面没有基准误差。又因为定位孔不深，定位孔的中心线与底面的垂直度误差而导致的基准位移误差可以不做考虑。但作为一面两销定位，其本身销与孔之间存在配合间隙的误差将导致一定的
38、基准位移误差。查机床夹具设计实用手册，其定位误差计算公式为：圆柱销的基准位移误差D.w1=D1+d1+X1min=0.027+0.018+0.016=0.061mm转角误差j.w=arctangD1+d1+X1min+D2+d2+X2min2L=0.061+0.0412309=0.0164菱形销的基准位移误差Dw2=D2+d2+X2min=0.027+0.011+0.02=0.041mm 4.2.3铣削力与夹紧力的计算工件在加工过程中必会受到刀具铣削时造成的铣削力，为了达到夹具夹紧的作用，需要对铣削力进行计算。设计出来的夹具的夹紧力必须大于铣削工件时受到的铣削力。但也不是越大越好，太大的夹紧力
39、会令工件本身变形从而影响加工质量。根据机械加工工艺手册表2.4-97可查到铣削力的圆周分力计算公式 ：FZ=9.81x54.5ap0.9af0.7ae1.0Zd0-1.0kFz 本工序的d0=200mm，Z=20mm，ap=2.45mm，af=0.2mm/z；查工艺手册表2.4-94、表2.4-98得 ae=0.5d0=0.5x200=100mm，kFz=1.06所以Fz=9.81x54.5x2.450.9x1001.0x0.20.7x20x200-1.0x1.06=3858N根据工件的定位方式以及铣削状态，工件夹紧元件受到的铣削力主要来自铣削水平分离。根据工艺手册表2.4-94可得铣削水平分
40、力与圆周分力的比值 FL/Fz=0.8-0.9所以铣削水平分力FL=0.8x3858=3086.4N由于该工序加工时是用两把铣刀同时加工，那么夹紧力产生的摩擦力应该就由这两把铣刀铣削产生的铣削水平力平衡，FL总=2FL=3086.4x2=6172.8N由FL总=F*（取=0.25）所以有理论夹紧力F=6172.80.25=24691.2N再根据安全系数k，取k=3.3275计算实际夹紧力FF=kF=3.3275x24691.2=82160N 4.2.4夹紧装置及夹具体的设计夹紧装置一般由动力源装置，传力机构，夹紧元件三部分组成。动力源装置又分为利用人力的手动夹紧和利用其它力（如气动，液压，电磁
41、，真空等动力）的机动夹紧。在设计夹紧装置的过程中，首先根据本次工序采用的一面两销的定位方法，夹紧力的方向应该朝向支承板。夹紧力的大小已经确定。然后就是选择动力源，随着机械制造工业的迅速发展，机器逐渐地取代人力的劳动。本次动力源选择利用气压夹紧的动力源装置。气动夹具的主要优缺点见小表： 优点缺点1、与液压传动相比，气压传动反应快、动作迅速（活塞或气缸的平均动作速度，一般为0.5-1m/s，高速时可达10m/s），因此，在生产中，辅助时间段，生产率高2、传动回路简单，操作方便，系统便于维修3、工作环境适应性较强，可在易燃、易爆、强磁、辐射、潮湿、振动及温度变化较大的环境中可靠的工作，使用安全4、以
42、空气为介质，能源供应方便。用后排入大气，不需要管道和回收装置5、由于采用便于集中供应和远距离输送压缩空气，所以便于集中控制、程序控制及过载保护6、介质清洁，泄露不造成污染1、由于空气具有可压缩性，当载荷变化时，传递运动和动力不够平稳；用于夹紧时，刚度较低2、由于压缩空气的工作压力较低，因而执行元件（气缸）的结构尺寸较大，从而夹具体积也较大3、有较大的排气噪声气压动力源夹紧系统如下夹紧力的实现是利用气缸中的压缩空气将压力转换为活塞的推力，在通过传力机构将活塞的推力传给夹紧元件从而夹紧工件。为了使夹具整体简便，减少成本，夹紧力朝下。在夹具整体的设计过程中，直接选择将气缸安装在工件的上方，活塞传动的
43、推力朝下，然后通过耳轴作为传力机构将推力传给夹紧元件光面压板。光面压板直接与工件顶面接触在传递夹紧力的同时，分散了夹紧力的作用点，防止夹紧力的集中应力使工件发生形变。计算气缸内径D已知实际夹紧力为82160N，气缸通过活塞推力实现夹紧工件之后，还需通过改变气缸内活塞两边的气压，活塞回推，松开工件。因此气缸为其输出推力P=82160N=8216kgf为：P=4D2p所以有D=4Pp，取0.8，压缩空气单位压力取6公斤力/厘米2则D=482163.1460.8=46.69cm根据国家标准。选择标准件的法兰式气缸作为动力元件。4.2.5夹具体的设计夹具体设计的基本要求：1夹具体在与其他元件，如本夹具
44、中的定位销，支承板，支架等应该有适当的精度和尺寸稳定性2夹具体在工件加工的过程中，也会受到来自机器的切削力，以及夹紧装置带来夹紧力。因此，为了保证加工的正常进行，夹具体还需要有足够的刚度和强度。3夹具体作为将夹紧装置，定位装置，工件，机床组合起来的重要零件。一般外形较大，结构较复杂。又有一定的精度要求。因此一定要注意其结构的工艺性。尽可能在达到目的的同时，使结构简单，易于装卸，减少重量等。4夹具体在机床是将工件与夹具连接在一起的结构。一般位于工件的下方。在工件的切削加工过程中产生的废屑大都会落在夹具体上。因此夹具体的结构设计还需注意排屑问题的处理。夹具体是将夹具上的各种装置和元件连接成一个整体
45、的最大，最复杂的基础件。夹具体的形状和尺寸取决于夹具上各种装置的布置以及夹具与机床的连接。根据已经设计出的夹紧装置，夹紧装置整体处于箱盖的上方，因此还需要一个支架来支撑夹紧装置。而支架便安装在夹具体上，由夹具体固定安装在机床上。定位方式为一面两销。因此在夹具体上还需要有固定安装支承板与圆柱销，菱形销的位置。综合上述分析，夹具体可设计为平面底座形，底座上有相应需要安装固定的孔与凹槽。夹具体的具体结构形式见.4.2.6夹具装配图的设计及简要说明在确定了夹紧装置，定位元件，夹具体的结构形式之后，选择适当的标准定向键作为连接元件，根据各个零件的结构尺寸，相互位置综合设计夹具的总装配图见。 结合装配图分析，工作原理为：将工件放在夹具体上利用一面两销方式定位好后