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1、天津职业技术师范大学 2022 届本科生毕业设计1 绪论1.1 设计的目的能娴熟的运用机械制造工艺学的根本理论和夹具设计原理的学问，正确的解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及合理制定工艺规程等问题的方法，培育分析问题和解决问题的力量。通过对零件某道工序的夹具的设计夹具的训练，提高构造设计的力量。本次设计也是理论联系实践的过程，并学会用手册、资料等，增加解决工程实际问题的独立工作力量。1.2 设计任务及要求制作成批量生产5000 台中等简单程度零件车床尾座顶尖套的机械加工工艺规程和铣槽工序中所需要的专用夹具的设计。设计任务要求：1.零件的工艺性分析及选择毛坯2. 机械加工工艺过程卡及铣槽工序卡3
2、. 夹具装配图和零件图4. 设计说明书1.3 设计的内容及步骤1.3.1 工艺规程的设计 1对零件进展工艺分析。（1） 对零件机器构造中的作用及零件图上技术要求进展分析。（2） 对零件主要加工外表尺寸，外形及相对位置精度，外表粗糙度及主要技术条件进展分析。（3） 对零件的材质、热处理及工艺性进展分析。通过以上分析，以便在工艺过程中切实加以保证。2） 选择毛坯的制造方式，绘制零件毛坯综合示意图。选择毛坯应以生产批量的大小来确定，跟据批量大小的生产规模打算毛坯形式及制造方法，依据有关资料确定各个加工外表的总余量，并把各余量加在零件图各有关位置上，在毛坯图上标出相关尺寸。3） 制定零件的机械加工工艺
3、路线（1） 制定工艺路线，在对零件和毛坯进展分析的根底上制定零件的加工工艺， 它包括确定加工方法、确定安排加工挨次、确定定位夹紧方法，以及安排热处理、检10验以及其他关心工序等。（2） 选择定位基准，合理选定各工序的定位基准，当工序定位基准与设计基准不重合时，需要对它的工序尺寸进展换算。（3） 选择机床及夹具、刀具、量具。机床设备及工艺装备的选用应当既要保证加工质量，还要经济合理。（4） 加工余量及工序间尺寸与公差确实定。依据工艺路线的安排，计算铣槽相关工序加工余量。其工序间尺寸公差按经济精度确定。（5） 确定切削用量机动时间。用公式计算各工序的切削用量，其余各工序的切削用量可由切削手册查到。
4、然后计算该工序的时间定额。（6） 绘制零件的机械加工工艺过程卡片，及铣槽工序的工序卡片。1.3.2 专用夹具设计在该加工过程中需要设计铣槽专用夹具。夹具构造设计的方法和步骤： 1确定夹具设计方案、绘制构造原理图。确定夹具设计方案应遵循几个原则：（1） 保证工序加工精度和技术要求。（2） 构造简洁、制造简洁。（3） 造作便利、省力安全。（4） 满足零件在生产中高效低本钱。确定夹具设计方案的主要内容为：（1） 确定工件的定位方案。（2） 确定刀具的对刀或引导方式。（3） 确定刀具的夹紧方案。（4） 确定夹具其他组成局部的构造形式。（5） 确定夹具体。最终绘制出构造原理示意图2） 选择定位原件，计算
5、定位误差。在确定设计方案的根底上，应依据加工精度的凹凸，依据六点定位原理。约束自由度的数目以及确定所需的定位元件。选择好定位原件后，应计算定位误差。3） 计算夹紧力，打算夹紧机构及其主要尺寸夹紧是依据静力平衡条件，从具体定位夹紧力方案和切削条件动身进展分析，主要依据切削力打算理论夹紧力，但由于在加工过程中有冲击震荡存在，为了保障安装稳定理论夹紧力还要乘以一个安全系数 K，K 值可以在相关手册中查到。计算出夹紧力后，依据所确定的加紧机构打算其主要尺寸。4） 绘制夹具装配图：（1） 要求夹具装配图依据比例绘制。（2） 要有必要的视图和剖面图。5） 在装配图上标注各部位尺寸、公差协作和技术条件参考机
6、床夹具设计或其他有关手册。2 机械加工工艺规程的制定2.1 零件的工艺分析2.1.1 尺寸精度50mm、70.8mm 都是协作尺寸，要求有较高的尺寸精度，尺寸精度都为 IT7 级公差，键槽长度2820.4mm 槽深把握尺寸64.8mm油槽半径3mm油槽长度170mm， 加工中都需加以保证。2.1.2 形位精度加工中要求键槽与油槽的对称面应在同一平面上且对称度为 0.1mm 键槽对 A 的平行度误差为 0.08mm。2.1.3 外表粗糙度协作面外表粗糙度要求较高，键槽、油槽的粗糙度为 Ra3.2um，33mm、51mm孔的粗糙度为 Ra6.3um。2.1.4 热处理为了消退毛坯锻件中的剩余应力，
7、进一步改善切削性能，毛坯锻造后应安排去应力退火或时效处理。2.2 毛坯的制造方式2.2.1 零件的生产纲领机器产品在打算期内应当生产的产品产量和进度打算称为该产品的生产纲领。零件的生产纲领可按下式计算：N 零=Qn(1+%+%)式中N 零 零件的生产纲领件/年Q产品的年产量台/年n每台中该零件的数量件/台%备品的百分率%废品的百分率其中，产品的年产量 Q=5000 台/年，每台产品中该零件的数量 n=1 件/每台，备品率%=4%，平均废品率%=3%。N=5000*1*(1+4%+3%)=5350 件从计算结果可知，生产类型为中批生产，生产周期性变换。2.2.2 毛坯材料及制造方法顶尖套同套筒的
8、毛坯选择与其材料、构造、尺寸及生产批量有关。该零件材料为45 钢。考虑到车床在车销外圆工作中要经常正、反向旋转，该零件在工作过程中则经常承受交变载荷及冲击性载荷，因此应中选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断， 保证零件工作牢靠。由于零件年产量为 5350 件，属批量生产，而且零件的轮廓尺寸不大，故可承受模锻成形。这从提高生产率、保证加工精度上考虑，也是应当的。孔径小的套筒一般选择焊接或冷拔棒料，也可承受实心棒料；孔径大的套筒选择无缝钢管或带孔的铸铁或锻件。大批量生产时，常承受冷挤压和粉末冶金等先进毛坯制造方法，既可节约用材又可提高毛坯的精度及生产率。冷挤压的加工方法适用于小型零件， 而且构造简洁
9、，非合金钢、合金钢、有色金属，大批生产，加工公差等级为 6-7 级， 外表粗超度为 0.8-1.6，毛坯公差尺寸为 0.02-0.05 ,生产率高，用于精度较高的小零件， 需要机械加工。因此考虑到零件是成批生产，而且轴向尺寸变化不大，且尺寸较小，该零件起支撑作用，所以选用 45 钢，直径为 80mm。的棒料，承受锻造的方法。2.2.3 机械加工余量确实定由于要加工的零件外圆尺寸为 70.8mm，且要经过粗车精车才能到技术要求，因此要留够粗车精车的余量。查金属机械加工工艺人员手册知70.8mm 外圆加工余量为 7.2mm。3420.10mm 两端面的加工余量为 2.0mm。3 拟订零件机械加工工
10、艺路线3.1 制定工艺路线技术条件先确定终加工方法，接着再确定一系列预备工序的加工方法，然制定工艺路线的动身点，应当是使零件的几何外形、尺寸精度和位置精度技术要求等能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑承受万能性机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产本钱尽量下降。制定工艺路线主要是确定加工方法和划分加工阶段。选择加工方法应以零件加工外表的技术条件为依据，主要是加工面的尺寸精度、外形精度、外表粗超度，并综合考虑各方面工艺因素的影响。一般是依据主要外表的后再确定其它次要外表的加工方法。在各外表的加工方法选定以后，就需要进一步
11、考虑这些加工方法在工艺路线中的大致挨次，以定位基准面的加工为主线，妥当安排热处理工序及其他关心工序。车床尾座顶尖套的加工工艺路线一般是先下料，再进展外圆的加工。还包括端面及钻孔、铣键槽等。依据先加工基准面及先粗后精的原则，参照顶尖套筒的工艺路线，结合生产条件和大批生产的生产纲领，初步拟订顶尖套筒工艺过程： 1 以毛坯外圆定位，铣削端面，钻中心孔，去毛刺。2 以外圆中心孔定位，车削外圆。3 热处理，调质至 220-240HBS。4 以外圆中心孔定位，车削外圆。5 以外圆，端面定位，钻削深孔，去毛刺。6 以外圆，端面定位，车削内锥孔。7 热处理，高频淬火 morseNO.5 锥孔，45-50HRC
12、。8 锥堵中心孔定位，精车外圆。9 锥堵中心孔定位，磨削外圆，留余量。10 以外圆定位，粗磨 morseNO.5 锥孔，留磨量。11 以中心孔定位，粗、精铣键槽及油槽。12 以锥堵中心孔定位，粗、精磨外圆。13 以外圆定位，精磨 morseNO.5 内锥孔。14 检验。3.2.基准的选择选择定位基准工件的加工部位和各外表相对位置的准确性，取决于工件在机床上相对刀具位置的准确性，也就是取决于工件在夹具中定位的准确性，定位的准确与否，又与定位基准选择的好坏直接相关，因此定位基准选择合理与否不仅影响到零件的加工位置精 度，而且对工件各外表加工挨次也有很大影响。首先考虑保证空间位置精度，再考虑保证尺寸
13、精度；其次应尽量选择零件的主要外表为定位基准，由于主要外表是打算该零件其它外表的基准，选主要外表为定位基准可使设计基准与定位基准重合；最终， 定位基准应有利于夹紧，在加工过程中稳定牢靠。选择粗基准粗基准选择应是使所需加工各外表，尤其是重要外表能安排到必需而又尽可能均匀的加工余量，能保证工件加工与不加工面间的相互位置精度。粗基准选择的原则为 用不加工的面作为粗基准，以保证不加工外表相对于加工外表有较高的加工精度，当工件有几个不加工外表时，选其中与加工外表相对于位置精度要求较高的不加工外表作为粗基准选择重要外表作为粗基准，且保证各加工外表都有足够的加工余量应选择平坦光滑的外表作为粗基准，以使工件定
14、位加紧牢靠粗基准一般不得重复使用。依据以上原则，结合该零件的特点选择粗基准如下：对于一般的轴类零件而言，以外圆作为粗加工的基准。本零件首先要进展外圆的粗车和平端面，以外圆为粗基准是合理的。在粗车外圆和端面后，加工直径为 33mm 的孔，粗精加工都是在一次装夹中完成。精基准的选择应保证各外表的相互位置精度，使夹具构造简洁，安装便利，承受基准统一原则， 即设计基准与定位基准相统一原则。一般是用已经加工过的外表作为精基准。选择原则为基准重合原则，即用设计基准作为定位基准，以免产生基准不重合误差。基准统一原则，以免产生基准转换误差互为基准，反复加工的原则应遵循自为基准原则，即当精加工或光整加工工序要求
15、加工余量小而且均匀时，常以加工外表自身为精基准。应选择定位基准、加紧牢靠的外表作为精基准。依据以上原则选择精基准：该零件对于外圆和孔的同轴度要求很高，因此为了保证它们的位置精度要求，选择已经加工过的孔作为精加工的基准，以心轴作为定位元件，以此来保证它们的位置精度。在铣削直槽时，以外圆作为精基准，用 v 形块来定位。此外还应考虑到工序加工时工序基准，以及保证装配质量的装配基准。3.3 机床及工、夹、量、刃具a: 粗车和精车，工序的工步数不多，成批生产不要求很的生产率，应选用卧式车床就能满足要求。本零件外廓尺寸不大，精度要求不是很高，选用最常用的 CA6140 型卧式车床即可。b：钻孔，粗镗孔，精
16、镗孔。由于加工的零件外廓尺寸不大，又是回转体，故宜在车床上钻孔，镗孔。由于要求的精度较高，外表粗糙度数值较小，需选用较周密的车床才能满足要求，因此选用 C616A 型卧式车床。c:切断、车端面。选用 CA6140d 车床。d:研磨技术要求，外表粗糙度要求较高，因此选用。d:键槽是用三面刃铣刀粗铣及精铣槽，应选用卧式铣床。考虑本零件属成批生产。 所选机床使用范围较广为宜，应选常用的 X62 型铣床能满足加工要求。（2） 选择夹具以上工序中本零件除粗铣及精铣槽等工序需要专用夹具外，其它各工序使用通用夹具即可。车床工序用三爪自定心卡盘和顶尖。在外圆的精车中使认真轴定位，然后是一夹一顶式装夹，这样可以
17、保证外圆和孔的同轴度。（3） 选择刀具依据不同的工序选择刀具。在车床上加工时一般都选用硬质合金车刀和镗刀。加工钢质类零件承受 YT 类硬质合金，粗加工用 YT15，半精加工 YT15,精加工用 YT30。为提高生产率及经济性可以使用转位车刀。切槽刀宜选用高速钢。铣刀选镶齿三面刃铣刀。零件要求铣切深度为 6mm，铣刀的直径应为 160200mm。因此所选铣刀：半精铣工序铣刀直径 d125mm,宽 L8mm,孔径 D32mm,齿数 Z20。（4） 选择量具本零件属于成批生产，一般状况下尽量选用通用量具。依据零件外表的精度要求、尺寸和外形特点，参考有关资料。选择量具的方法有两种：一是按计量器具的不确
18、定度选择；二是按计量器具的测量方法极限误差选择。a 选择各外圆加工面的量具。加工外圆 70.8mm 按计量器具的不确定择量具。该尺寸公差为 0.019。按工艺人员手册，计量器具不确定度允许值，选择测量范围为 5075，分度值为 0.01 的外径千分尺。b 选择加工孔用量具。莫氏 6 号锥孔及 55mm 尺寸的孔经粗镗、精镗、磨削三次加工。粗镗至 55mm 精镗至 55mm。按计量器具的测量极限误差选择其量具。粗镗孔 55mm 公差等级为 IT11,有参考资料选读数值 0.01mm、测量范围 50 125mm 的内径千分尺即可。精镗、磨削孔及莫氏 6 号锥孔，由于精度要求高，加工时每个工件都需进
19、展测量，故宜选用极限量规。依据孔径可选三牙锁紧式圆柱塞规。c 选择轴向尺寸用量具。由于尺寸精度要求不高，应选用分度值为 0.02。d 选择加工槽用量具。槽经粗铣、半精铣两次加工。槽宽的尺寸公差等级为IT9，槽深的尺寸公差等级为 IT12，切可选用分度值为 0.01mm,测量工具用内径千分尺及深度千分尺即可。3.4 加工余量、工序尺寸及公差的计算3.4.1 加工余量确实定、工序尺寸及毛坯尺寸确实定加 工余 量工序公差序 号工序加工等级1车端面mm1.0IT12( mm )0.382粗车外圆2.5IT120.383钻孔2.25IT120.381.54粗镗IT80.192.00.35精镗IT90.1
20、20.56磨削0.08IT70.0217半精车0.45IT110.19精车0.25IT60.19铣粗铣1.58键槽 精铣1.0IT7 IT60.190.03612H11 的键槽工序名称工序余量工序公差工序根本尺寸工序尺寸和偏差( mm )( mm )( mm )( mm )工序名称工序余量( mm )工序公差( mm )工序根本尺寸( mm )工序尺寸和偏差( mm )粗铣0.6IT12(0.3)5.45.4 0.0310精铣0.02IT9(0.19)66 0.0300IT11(0.02粗铣3.091)9 0.0300精铣IT9(0.12)120.0212 0.0110半径 3mm 的油槽3.
21、4.2 工序尺寸换算公式ESA= nESi - mEIi0nEIA=0A =Ai -0ni=1EIi -i=m1Aimi=n+E1 Sii=n+1增环Ai=11i=nA+12减环A封闭环0A =70.8 01-0.019A=64.8 000A=A1-A2=70.8-64.8=6mm0ES A0=0-0=0EI A0=-0.019-0=-0.019A =6 0mm2-0.019最大单边余量值为 0.902mm。依据金属机械加工工艺人员手册可得，此余量可进展扩孔加工。3.5 切削用量及机动时间的计算以加工 12H11 键槽及 51 孔工序为例确定各工步的切削用量、机动时间及工时定额。所选用数值查机
22、械加工工艺手册。3.5.1 切削用量的计算粗铣槽，所选刀具为高速钢三面刃铣刀。铣刀直径 d=125mm,宽度 L=8mm,齿数 Z=20。依据金属加工工艺手册选择铣刀的根本外形。由于加工钢料的在 600700MPa 范围内，应选前角r0=15，后角a0=12 0 , a0=6 0 。铣削宽度a e=10mm,铣削深度 ap=6。机床选用 X62 型卧式铣床。1、确定每齿进给量 f。依据金属加工工艺手册，X62 型卧式铣床的功率为 7.5kw,工艺系统刚性为中等，细齿盘铣刀加工钢料，查得每齿进给量 fZ=0.060.1mm/z。现取 fZ=0.07mm/z。2、选择铣刀磨钝标准及耐用度。用高速钢
23、盘铣刀加工钢料，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 0.6mm;铣刀直径d=125mm,耐用度 T=120min。3、确定切削速度和工作台每分钟进给量 fMZ中公式计算：。依据机械金属加工工艺手册Cn =nd qnkT ma cnrf yn a mn z pnnze式中：c=48,qVV=0.25,xV=0.1,yV=0.2,uV=0.3,pV=0.1,m=0.2,T=120min,ap=6,fz=0.07mm/z,ae=10,z=20,d=125mm,kv=1.0。n =481250.251200.2 60.1 0.070.2 100.3 200.1= 32.61m / min1000 32.61n
24、 =p 125= 83.08r / min依据 X62 卧式铣床主轴表，选择 n=60r/min=1r/s,则实际切削速度 v=0.39m/s,工作台每分钟进给量为f= 0.07 20 60 = 84mm / minmz依据 X62 型卧式铣床工作台进给表，选择 fmz= 75mm / min ，则实际的每齿进给表为 fz=75= 0.063mm / z 。20 604、校验机床功率。依据计算公式，铣削时功率为F Vp=Cc1000CF=FaxF pf yFnazFzek式中：Cd qF nwFFcC =650,XFF=0.10,YF=0.72,uF=0.68,wF=0,qF=0.86,aP=
25、6mm,fZ=0.063mm/z,a=10mm,z=20,d=125mm,n=60r/min,keFC=0.63。650 61.0 0.0630.72 100.86 20cF=1250.86 60 0.63 = 761.39 NV=0.39m/s761.39 0.39p= 0.30kwc1000X62 铣床主电动机的功率为 7.kw，故所选切削用量可以承受。所确定的切削用量为f= 0.063mm / z, fzmz= 75mm / min, n = 60r / min, v = 0.39m / s(2)根本时间三面刃铣刀铣槽的根本时间为l + l + lT=12 ijf式中：l = 7.5mm
26、, l17.5 + 35 + 4T=J75= 2 = 74.4SMza (d - a )ee+ (1- 3),ae= 10mm, d = 125mm, l1= 45mm, l2= 4mm, fmz= 75mm / min,(2) 精铣槽切削用量， 本工序所选刀具为高速钢错齿三面刃铣刀。d=125mm,L=16mm,z=20。机床亦选用 X62 型卧式铣床。1、确定每齿进给量 f 。本工序要求保证的外表粗糙度为 Rza3.2 um ，每转进给量f= 0.5 -1.2mm / r ，现取 frr= 0.6mm / r ，则=0.6fz20= 0.03mm / z2、选择铣刀磨钝标准及耐用度。铣刀刀
27、齿后刀面最大磨损量为 0.25mm;耐用度T=120min。3、确定切削速度和工作台每分钟进给量 fMZv = 0.51m / s ，n=80r/min。经过计算得，依据X62 型卧式铣床主轴转速表，选择n=150r/min=2.5/s,实际切削速度v=0.98m/s,工作台每分钟进给量为 fMZ= 90mm / min 。依据 X62 型卧式铣床工作台进给量表，选择 fMZ= 95mm / min ，则实际的每齿进给量为 f= 0.032mm / z 。Z4、根本时间T= (7.5 + 39 + 4) 2 = 1.35min = 80.8sJ75天津职业技术师范大学 2022 届本科生毕业设
28、计4 顶尖套铣槽的夹具设计4.1 设计夹具目的机床夹具是在切削加工中，用以准确确实定工件位置，并将其结实的加紧的工艺装备。它牢靠的保证工件的加工精度，提高加工效率，减轻劳动强度。充分发挥机床的工艺性能。为了提高生产率，对顶尖套铣槽的加工，有必要承受专用夹具来满足生产率及合理的经济要求，减轻工人劳动强度。由于铣槽加工比其它外表要简单的多，加工环境条件差，刀具尺寸受被加工的槽限制，致使刀杆瘦长而刚性差，以至于影响槽的加工精度。假设承受一般的方法加工有肯定位置精度的槽时；不仅生产效率低，而且加工质量也不高。有必要承受铣槽夹具。设计该铣槽夹具，有利于保证加工精度，提高生产率，保证定位准确，保证夹紧牢靠
29、，并尽可能使夹具构造简洁合理，降低本钱。4.2 设计方案4.2.1 定位方案的选择假设先铣键槽后铣油槽，按加工要求，铣键槽时应限制 5 个自由度，铣油槽时应限制 6 个自由度。由于是大批生产，为了提高生产率，可在铣床主轴上安装两把直径相等的铣刀，同时对两个工件铣键槽和油槽，每进给一次，即能看到一个键槽和油槽均已加工好的工件，这类夹具称多工位加工铣床夹具。如图 5-16 所示为顶尖套铣双槽的两种定位方案。方案 1：工件以 70.8mm 外圆在两个相互垂直的平面上定位，端面加止推销， 如图 5-16a所示。方案 2：工件以 70.8mm 外圆在 v 形块上定位，端面加止推销，如图 5-16b 所示
30、。为保证油槽和键槽的对称面在同一平面内，两方案中的其次工位铣油槽工位 都需要一短销与已铣好的键槽协作，限制工件绕轴线的角度自由度。由于键槽和油槽的长度不等，要同时进给完毕，需将两个止推销沿工件轴线方向错开适当的距离。14天津职业技术师范大学 2022 届本科生毕业设计4.2.2 对定位方案确实定比较以上两种方案，方案1 使加工尺寸为 64.8mm 的定位误差为零，方案2 则使对称度的定位误差为零。由于 64.8mm 未注公差，加工要求低，而对称度的公差较小， 应选用方案 2 的较好，从承受切削力的角度看，方案 2 也较牢靠。4.2.3 夹紧方案的选择及夹紧机构设计依据加紧力的方向应朝向主要限位
31、面以及作用点应落在定位元件的支承范围内的原则，如图 5-17 所示，夹紧力的作用线应落在区域内N ” 为接触点，加紧力与垂直方向的夹角应尽量小，以保证加紧稳定牢靠。铰链压板的两个弧形面的曲率半径应大于工件的最大半径。由于顶尖套较长，须用两块压板在两处加紧。假设承受手动加紧，工件装所花的时间较多，不能适应大批生产的要求；假设用气动加紧，则夹具体积太大，不便安装在铣床工作台上。由于承受动夹紧机构使两块压板 7 同时均匀地夹紧工件。液压缸的构造型式和活塞直径可参考夹具手册。铣削时各支承面上受力良好。该夹紧机构操作简便，工件的装卸快速、便利，稳定性好。4.2.4 对刀方案键槽铣刀需两个方向对刀，故应承
32、受侧装直角对刀块 6。由于两铣刀的直径相等，油槽深度由两工位v 形块定位高度之差保证。两铣刀的距离125 0.03mm 则由两铣刀间的轴套长度确定。因此，只需设置一个对刀块即能满足键槽和油槽的加工要求。15天津职业技术师范大学 2022 届本科生毕业设计4.2.5 设计夹具体夹具体应能保证夹具的整体刚度和强度，在此前提下，要尽量减轻重量。因此， 夹具体大局部承受铸件，以便能依据需要铸出各种外形的筋条和边框、铣床、磨床等机床夹具通常是开式或半开式的，以便刀具通过。为了提高夹具制造的工艺性，夹具体很少做成整体的，而是分成座底立柱，模板等零件，它们之间用螺钉和销钉进展联接定位。为了在夹具体上安装液压
33、缸和联动夹紧机构，夹具体应有适当高度，中部应有较大的空间。为保证夹具在工作台上安装稳定，应依据夹具体的高宽比不大于 1.25 的原则确定其宽度，并在两端设置耳座，以便固定。为了保证槽的对称度要求，夹具体底面应设置定位键，两定位键的侧面应与 v形块的对称面平行。为减小夹具的安装误差，宜承受 B 型定位键。4.3 确定夹具的主要尺寸、公差和技术要求（1） 夹具最大轮廓尺寸为 570mm、230mm、270mm。（2） 影响工件定位精度的尺寸和公差。为两组 v 形块的设计心轴直径70.79mm 、两止推销的距离112 0.01mm、定位销 12 与工件上键槽的协作尺寸 12h8mm 。（3） 影响夹
34、具在机床上安装精度的尺寸和公差。为定位键与铣床工作台 T 形槽的协作尺寸 18h8(T 形槽为 18h8)。(4)影响夹具精度的尺寸和公差。为两组v 形块的定位高度 (64 0.02 )mm、(61 0.02 )mm；1 工位 v 形块 8、10 设计心轴轴线对定位键侧面 B 的平行度 0.03mm； 1 工位 v 形块设计心轴轴线对夹具底面 A 的平行度 0.05mm；1 工位与 2 工位 v 形块的距离尺寸(125 0.03 )mm；1 工位与 2 工位 v 形块设计心轴轴线间的平行度 0.03mm。对刀块的位置尺寸11-0.047 mm、24.5+0.01 mm(或0.938 0.015
35、 mm、 24.495 0.015 16mm)。-0.017+0.02对刀块的位置尺寸 h(图 5-19 中h 、h12)为限位基准v 形块的设计心轴的轴线到对刀块外表的距离。计算时，要考虑定位基准在加工尺寸方向的最小位移量i。min当最小位移使加工尺寸增大时当最小位移量使加工尺寸缩小时h= H s - iminh= H s + imin式中h对刀块的位置尺寸；H定位基准至加工外表的距离；S塞尺厚度。当工件以圆孔在心轴上定位或者以圆柱面在定位并在外力作用下单边接触时Ximin=min2imin式中 X=0。min-圆柱面与圆孔的最小协作间隙，当工件以圆柱在 v 形块上定位时按图 5-19 所示
36、的尺寸链，将各环转化为平均尺寸对称偏差的根本尺寸，分别算出h 和h12的平均尺寸，然后取工件相应尺寸公差的 1/5-1/2 作为 h 和 h 的公差，即可确定对刀块的位置尺寸和公差。本例中，由于工件定位基面直径 70.8h6= 70.80-0.019mm=(70.7905 0.095 )mm,塞尺厚 s=5h8= 50-0.018mm=(4.91 0.09 )mm,键槽宽 12H11=12+0.011 mm=12.055 0.055 0mm,槽深把握尺寸 64.8h12=64.8 0.15 mm。所以对刀块水平方向的位置尺寸为H= 12.055 mm12h =(6.0275+4.91)mm=1
37、0.938mm(根本尺寸)1对刀块垂直方向的位置尺寸为H= (64.8 - 70.79)mm = 29.405mm22h= (29.405 - 4.91)mm = 24.495mm(根本尺寸2取工件相应尺寸公差的 1/5-1/2 得h = (10.938 0.015)mm = 11-0.047 mm1-0.077h= (24.495 0.015)mm = 24.5+0.01 mm2-0.02（5） 影响对刀精度的尺寸和公差 s:塞尺的厚度尺寸 5h8= 50-0.018mm 。（6） 夹具总图上应标注以下技术要求：键槽刀与油铣刀的直径相等。4.3.1 加工精度分析尖套铣双槽工序中，键槽两侧面对
38、 70.8h6 轴线的对称度和平行度要求较高， 应进展精度分析，其他加工要求未注公差或公差很大，可不进展精度分析。1、 键槽侧面对 70.8h6 轴线的对称度的加工精度（1） 定位误差D。由于对称度的工序基准是70.8h6 轴线，定位基准也是此轴D线，故D= 0 。由于 v 形块的对中性， D= 0 因此，对称度的定位误差为零。BY（2） 安装误差D。定位键在 T 形槽中有两种位置，如图 5-20 所示。因加工尺A寸在两定位键之间，假设按如图 5-20a所示计算D= X= (0.027 + 0.027) mm = 0.054mmAmax假设加工尺寸在两定位键之外，则应按如图 5-20b所示计算
39、D= X+ 2L tan DaAmaxtan Da =XmaxL0（3） 对刀误差D 。对称度的对刀误差等于塞尺厚度的公差，即D =0.018mm。TT（4） 夹具误差D 。影响对称度的误差有：1 工位 v 形块设计心轴轴线对定位键J侧面 B 的平行度 0.03mm、对刀块水平位置尺寸 11mm 的公差，所以D =0.03+0.03Jmm=0.06mm。2、键槽侧面对 70.8h6 轴线的平行度的加工误差（1） 定位误差D。由于两 v 形块 8、10图 5-18一般在装配后一起精加工 vD形面，它们的相互位置误差微小，可视为一长 v 形块，所以D=0。D（2） 安装误差D。当定位键的位置如图
40、5-20a所示时，工件的轴线相对工A作台导轨平行，所以D=0。A当定位键的位置如图 5-20b所示时，工件的轴线相对工作台导轨有转角误差，使键槽侧面对 70.8h6 轴线产生平行度误差，故D= tan Da L = ( 0.054 282)mm = 0.038mmA400（3） 对刀误差DT。由于平行度不受塞尺厚度的影响，所以DT=0。（4） 夹具误差D 。影响平行度的制造误差是1 工位 v 形块设计心轴轴线与定位J键侧面 B 的平行度 0.03mm，所以D =0.03mm。J总加工误差和精度储藏的计算见表 5-3。经计算可知，顶尖套铣双槽夹具不仅可以保证加工要求，还有肯定的精度储藏。4.4
41、夹紧力计算估算实际设计中常承受类比法、估算法、试验法确定所需的夹紧力。当承受估算法确定夹紧力的大小时，为了简化计算，通常将夹具和工件看成一个刚性系统。依据工件所受切削力、夹紧力、摩擦力等的作用状况，找出加工过程中对夹紧最不利的状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力 FJ0，再乘以安全系数 k 作为实际所需夹紧力 F，J即F= KFJJ0安全系数 k 的选择应依据切削的具体状况和所用夹紧机构的特点来选取。一般粗加工或断续切削时取 k=2.5-3；精加工和连续切削时取k=1.5-2。假设夹紧力的方向和切削力的方向相反，为了保证夹紧牢靠，k 值可取 2.5-3。工件以外圆定位，用 v 形块和铰链压板夹
42、紧，加工键槽及油槽，工件承受切削转矩及轴向力，加工时，主要应考虑如何保证两端面的外表粗糙度，尺寸公差。由于粗铣时，切削深度较精铣时大，所以粗铣时切削力最大。切削时，铣刀切槽深为6mm， 槽宽 12mm。刀具材料高速钢三面刃铣刀。切削力的计算，查机床夹具设计手册第 34 页表 119防止工件转动kM sin aaF=2Jf R sin1+ f R22防止工件移动kF sin aaF=2Jf sin+ f324式中f1工件与压板间的圆周方向摩擦系数f1-工件与 v 形块间的圆周方向摩擦系数f1工件与压板间的轴向方向摩擦系数f1-工件与 v 形块间的轴向方向摩擦系数当用两把刀铣削时压板的静力平衡夹紧力， F=980(N)F= KF= 3096.8J0JJ 0在计算切削力时，必需把安全系数考虑在内，查机床夹具设计手册第 19 页表