摘要雙面鏜削組合機(jī)床采用專用夾具，鏜削變速箱殼體三個軸承孔，加工時，把已加工工件上底面作為基準(zhǔn)面，采用平面定位法，定位元件是支承板、支承釘、擋板。支承板限制三個自由度，一個側(cè)面上約束一個自由度，端面上限制兩個自由度，實現(xiàn)完全定位。采用前法蘭式油缸夾緊裝置進(jìn)行夾緊。為了減少定位誤差，使設(shè)計基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合。采用鑄造結(jié)構(gòu)的夾具體，在本設(shè)計中，為了方便排屑，增大了定位元件工作表面與夾具體之間的距離。工作時，為了保持鏜套和鏜桿之間的清潔，采用密封防屑的裝置，鏜模的支架與夾具體底座之間采用螺釘緊固，鏜模上是孔系，凹槽，以便于搬運(yùn)。關(guān)鍵詞 鏜削；定位；油缸IIIAbstractBoring Machine combination of double-sided use of special fixture, boring gearbox bearing three shell holes, processing, processing of the workpiece has been on the bottom as a base level, a plane targeting, positioning devices are bearing plates, bearing nails, baffle . Supporting board limit of three degrees of freedom, one aspect of a constraint on freedom, the two-plane limit freedom to be completely targeted. Before the fuel tank of a flange-clamping device clamping. In order to reduce positioning error, design and location benchmark benchmark coincidence. Casting of a specific folder, in this design, in order to facilitate Paixie, increased positioning devices work surface and the distance between the specific folder. Work, in order to maintain and boring-boring sets between the clean, sealed-chip devices, boring and the stent-specific folder and use the base between the screw fastening, the die is boring holes, grooves, in order to move . Keywords Boring Positioning Tank目 錄1 緒論 .11.1 課題背景 11.1.1 機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用 .11.1.2 機(jī)床夾具發(fā)展的趨勢 .21.2 論文的研究的主要內(nèi)容 22 機(jī)床夾具的概述 .32.1 夾具的組成和分類 32.2 組合機(jī)床專用夾具的特點 32.3 組合機(jī)床專用夾具的分類 42.4 組合機(jī)床專用夾具的設(shè)計程序. 43 專用夾具的定位方案 .53.1 工件裝夾 53.2 工件的用途 53.3 零件的工藝分析 63.4 工藝方案的制定 63.5 工序圖的制定 73.6 確定工件的定位方式 83.7 定位元件的選擇及布置 93.8 計算定位誤差 . 94 夾緊力的分析與計算 .114.1 概述 114.2 分析夾緊力的方向及作用點 114.3 夾緊力的大小 114.3.1 切削力的計算 .124.3.2 夾緊力的計算 .174.3.3 夾緊油缸的確定 .195 導(dǎo)向裝置及夾具體設(shè)計 .205.1 導(dǎo)向裝置的確定 205.2 夾具體的設(shè)計 205.2.1 確定夾具體的毛坯的制造方法 .205.2.2 夾具體的基本要求及外形尺寸的確定 .215.2.3 夾具體的排屑結(jié)構(gòu) .22I5.3 夾緊結(jié)構(gòu)的工藝性 226 夾具其他部分結(jié)構(gòu)的設(shè)計 .246.1 輔助定位結(jié)構(gòu)的確定 246.2 夾緊機(jī)構(gòu)的確定 246.3 鏜模的設(shè)計 256.4 鏜桿的設(shè)計 276.5 鏜套與鏜桿以及襯套等的配合.286.6 夾具設(shè)計和操作的簡要說明 .286.7 有關(guān)技術(shù)條件的說明 .29結(jié)論 .30致謝 .31參考文獻(xiàn) .32附錄 .33附錄 1.33附錄 2.3501 緒論1.1課題背景1.1.1機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用1) 保證加工精度 采用夾具安裝，可以準(zhǔn)確地確定工件與機(jī)床、刀具之間的相互位置，工件的位置精度由夾具保證，不受工人技術(shù)水平的影響，其加工精度高而且穩(wěn)定。2) 提高生產(chǎn)率、降低成本 用夾具裝夾工件，無需找正便能使工件迅速地定位和夾緊，顯著地減少了輔助工時；用夾具裝夾工件提高了工件的剛性，因此可加大切削用量；可以使用多件、多工位夾具裝夾工件，并采用高效夾緊機(jī)構(gòu)，這些因素均有利于提高勞動生產(chǎn)率。另外，采用夾具后，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，廢品率下降，可以安排技術(shù)等級較低的工人，明顯地降低了生產(chǎn)成本。 3) 擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍 使用專用夾具可以改變原機(jī)床的用途和擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，實現(xiàn)一機(jī)多能。例如，在車床或搖臂鉆床上安裝鏜模夾具后，就可以對箱體孔系進(jìn)行鏜削加工；通過專用夾具還可將車床改為拉床使用，以充分發(fā)揮通用機(jī)床的作用。4) 減輕工人的勞動強(qiáng)度 用夾具裝夾工件方便、快速，當(dāng)采用氣動、液壓等夾緊裝置時，可減輕工人的勞動強(qiáng)度。1.1.2 機(jī)床夾具發(fā)展趨勢夾具是機(jī)械加工不可缺少的部件，在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。1) 高精隨著機(jī)床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度，對夾具的制造精度要求更高。高精度夾具的定位孔距精度高達(dá)±5μm，夾具支承面的垂直度達(dá)到0.01mm/300mm，平行度高達(dá)0.01mm/500mm。德國demmeler（戴美樂）公司制造的4m長、2m寬的孔系列組合焊接夾具平臺，其等高誤差為±0.03mm；精密平口鉗的平行度和垂直度在5μm 以內(nèi)；夾具重復(fù)安裝的定位精度高達(dá)±5μm；瑞士EROWA柔性夾具的重復(fù)定位精度高達(dá)2～5μm。機(jī)床夾具的精度已提高到微米級，世界知名的夾具制造公司都是精密機(jī)1械制造企業(yè)。誠然，為了適應(yīng)不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟(jì)性，夾具有不同的型號，以及不同檔次的精度標(biāo)準(zhǔn)供選擇。2) 高效為了提高機(jī)床的生產(chǎn)效率，雙面、四面和多件裝夾的夾具產(chǎn)品越來越多。為了減少工件的安裝時間，各種自動定心夾緊、精密平口鉗、杠桿夾緊、凸輪夾緊、氣動和液壓夾緊等，快速夾緊功能部件不斷地推陳出新。新型的電控永磁夾具，加緊和松開工件只用1～2秒，夾具結(jié)構(gòu)簡化，為機(jī)床進(jìn)行多工位、多面和多件加工創(chuàng)造了條件。為了縮短在機(jī)床上安裝與調(diào)整夾具的時間，瑞典3R夾具僅用1分鐘，即可完成線切割機(jī)床夾具的安裝與校正。采用美國Jergens （杰金斯）公司的球鎖裝夾系統(tǒng)，1分鐘內(nèi)就能將夾具定位和鎖緊在機(jī)床工作臺上，球鎖裝夾系統(tǒng)用于柔性生產(chǎn)線上更換夾具，起到縮短停機(jī)時間，提高生產(chǎn)效率的作用。3) 模塊、組合夾具元件模塊化是實現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。利用模塊化設(shè)計的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術(shù)開發(fā)的基點。省工、省時，節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)在各種先進(jìn)夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。模塊化設(shè)計為夾具的計算機(jī)輔助設(shè)計與組裝打下基礎(chǔ)，應(yīng)用CAD 技術(shù)，可建立元件庫、典型夾具庫、標(biāo)準(zhǔn)和用戶使用檔案庫，進(jìn)行夾具優(yōu)化設(shè)計，為用戶三維實體組裝夾具。模擬仿真刀具的切削過程，既能為用戶提供正確、合理的夾具與元件配套方案，又能積累使用經(jīng)驗，了解市場需求，不斷地改進(jìn)和完善夾具系統(tǒng)。組合夾具分會與華中科技大學(xué)合作，正在著手創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，為夾具行業(yè)提供信息交流、夾具產(chǎn)品咨詢與開發(fā)的公共平臺，爭取實現(xiàn)夾具設(shè)計與服務(wù)的通用化、遠(yuǎn)程信息化和經(jīng)營電子商務(wù)化。4) 通用、經(jīng)濟(jì)夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟(jì)性。采用模塊、組合式的夾具系統(tǒng)，一次性投資比較大，只有夾具系統(tǒng)的可重組性、可重構(gòu)性及可擴(kuò)展性功能強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣，通用性好，夾具利用率高，收回投資快，才能體現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)性好。德國demmeler（戴美樂）公司的孔系列組合焊接夾具，僅用品種、規(guī)格很少的配套元件，即能組裝成多種多樣的焊接夾具。元件的功能強(qiáng)，使得夾具的通用性好，元件少而精，配套的費用低，經(jīng)濟(jì)實用才有推廣應(yīng)用的價值。1.2 論文主要研究的內(nèi)容這次畢業(yè)設(shè)計的課題是設(shè)計一臺雙面組合鏜床，我個人主要負(fù)責(zé)機(jī)床的專用夾具設(shè)計。由于本機(jī)床采用了大量的通用部件，這就大大縮短了制造周期、減少了制造中的問題、提高了機(jī)床的可靠性、降低了機(jī)床的制造成本、達(dá)到了機(jī)床設(shè)計的目的。設(shè)計組合鏜床夾具，論文主要研究以下的內(nèi)容：21) 工件在夾具中的定位；2) 工件在夾具中的夾緊；3) 夾緊力的計算與分析；4) 對刀裝置、導(dǎo)向裝置和夾具體的設(shè)計。2 機(jī)床夾具概述夾具是組合機(jī)床的重要組成部件，是根據(jù)機(jī)床的工藝和結(jié)構(gòu)方案的具體要求而專門設(shè)計的。它是用于實現(xiàn)被加工零件的確定定位，夾壓，刀具的導(dǎo)向，以及裝卸工件時的限位等作用的 [1]。2.1 夾具的組成和分類在機(jī)床上裝夾工件所使用的工藝裝備成為機(jī)床夾具,簡稱夾具。雖然加工的工件的形狀、技術(shù)要求不同，所使用的機(jī)床不同，但在加工時所使用的夾具大多是由五個部分組成：定位元件及定位裝置、夾緊裝置、對刀及引導(dǎo)元件、夾具體以及其他元件及裝置。機(jī)床夾具的種類很多，可按夾具的應(yīng)用范圍分類，也可按照所使用的動力源進(jìn)行分類。按夾具的應(yīng)用范圍可分為通用夾具、專用夾具、成組夾具以及組合夾具；按夾具上動力源可分為手動夾具、氣動夾具、液動夾具、電動夾具、磁力夾具、真空夾具以及切削力離心力夾具。我們設(shè)計的夾具是專門用來為工件的鏜孔設(shè)計的夾具，所以選擇專用夾具。2.2 組合機(jī)床專用夾具的特點組合機(jī)床夾具跟一般夾具所起的作用看起來很接近，但其結(jié)構(gòu)和設(shè)計要求卻有著很顯著的甚至是根本的區(qū)別。組合機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)和性能，對組合機(jī)床配置方案的選擇，有很大的影響。其主要特別如下 [1]：1) 一般的機(jī)床夾具是作為機(jī)床的輔助機(jī)構(gòu)設(shè)計的，而組合機(jī)床夾具是機(jī)床的重要組成部分，其設(shè)計工作是整個組合機(jī)床設(shè)計的重要部分之一2) 組合機(jī)床夾具和機(jī)床其他部件有著極其密切的關(guān)系：如回轉(zhuǎn)或移動工作臺，回轉(zhuǎn)鼓輪，主軸箱。刀具和輔具，鉆模板和托架，以及支承部件等等。而且夾具的結(jié)構(gòu)也要按這些部件的具體要求來確定。如在液壓驅(qū)動的立式回轉(zhuǎn)工作臺機(jī)床上的夾具，其夾壓系統(tǒng)就可采用液壓作為動力；而在臥式鼓輪機(jī)床上的夾具，則多采用電氣-機(jī)械的夾緊方式。3) 由于組合機(jī)床常常是多刀、多面、和多工序同時加工，會產(chǎn)生很大的切削力和振動。因此組合機(jī)床夾具必須具有很好的剛性和足夠的夾壓力，以保證在整個加工過程中工件不產(chǎn)生位移。同時，也不應(yīng)使工件產(chǎn)生不容許的變形。34) 組合機(jī)床夾具是保證加工精度（尺寸精度、幾何精度和位置精度等）的關(guān)鍵部件，其設(shè)計、制造和調(diào)整都必須有嚴(yán)格的要求，使其能持久地保持精度。5) 組合機(jī)床夾具便于實現(xiàn)定位和夾壓的自動化，并有動作完成的檢查信號；保證切屑從加工空間自動排除；便于觀察和檢查，以及在不從機(jī)床上拆下夾具的情況下，能夠更換易損壞和維護(hù)調(diào)整。6) 組合機(jī)床的通用部件可以組織專門工廠進(jìn)行集中生產(chǎn)。這樣可以采用專門高效設(shè)備進(jìn)行加工，有利于提高通用部件的性能，降低制造成本。2.3 組合機(jī)床專用夾具的分類按結(jié)構(gòu)特點，組合機(jī)床夾具分為單工位和多工位夾具兩大類。單工位夾具是指工件在一個工位上完成加工工序的機(jī)床夾具。按被加工零件的機(jī)構(gòu)和加工要求，單工位具有固定的，帶滾道或浮動滾道的，帶水盆和小車（或拖板）等形式。多工位組合機(jī)床夾具是指工件需要在幾個工位上順序或平行順序加工的機(jī)床夾具。按移位方法它分為：固定式多位夾具、回轉(zhuǎn)夾具、移動工作臺和回轉(zhuǎn)鼓輪夾具等 [3]。2.4 組合機(jī)床專用夾具的設(shè)計程序組合機(jī)床夾具是組合機(jī)床的重要組成部件，其設(shè)計應(yīng)按如下程序進(jìn)行 [1]：1) 認(rèn)真研究分析所要設(shè)計夾具的原始數(shù)據(jù)和要求 因為在擬訂組合機(jī)床的工藝和結(jié)構(gòu)方案時，對夾具的結(jié)構(gòu)形式和主要性能已提出了原則要求；2) 擬訂夾具結(jié)構(gòu)方案和進(jìn)行必要的計算 根據(jù)機(jī)床總體設(shè)計中確定的工件定位基面，夾壓裝置、加工方法和刀具導(dǎo)向方式等，制定夾具的具體方；3) 組合機(jī)床夾具的總圖和零件圖設(shè)計 在已經(jīng)確定的夾具結(jié)構(gòu)方案基礎(chǔ)上，設(shè)計生產(chǎn)用的夾具總圖和零件圖。43 專用夾具的定位方案3.1 工件裝夾工件的裝夾，可根據(jù)工件加工的不同技術(shù)要求，采用先定位后夾緊或在夾緊過程中同時實現(xiàn)定位兩中方式，其目的都是為了保證工件在加工時相對刀具及切削成形運(yùn)動具有準(zhǔn)確的位置。在機(jī)床上對工件進(jìn)行加工時，根據(jù)工件的加工精度要求和加工批量的不同，可采用兩中裝夾的方法：1)找正裝夾法——即通過對工件上有關(guān)表面或劃線的找正，最后確定工件加工時應(yīng)具有準(zhǔn)確位置的裝夾方法。2)夾具裝夾法——即通過安裝在機(jī)床上的夾具對工件的定位和夾緊，最后確定工件加工時應(yīng)具有準(zhǔn)確位置的裝夾方法。采用夾具裝夾發(fā)對工件進(jìn)行加工時，為了保證工件加工表面相對其他有關(guān)表面的尺寸和位置精度，必須滿足以下三個條件：1) 工件在夾具中占據(jù)一定的位置；2) 夾具在機(jī)床上保持一定的位置；3) 夾具相對刀具保持一定的位置。3.2 工件的用途此零件是一臺農(nóng)用機(jī)動三輪車的變速箱殼體，它的作用是支承傳動軸和齒輪，實現(xiàn)各軸之間的傳動。零件圖如下：圖3-1 變速箱箱體零件的結(jié)構(gòu)簡圖附零件的技術(shù)：1) 消除內(nèi)應(yīng)力，鑄件硬度HB170-241；2) 未注圓角按R3-5；53) 各軸承孔及止口不得有氣孔，沙眼，縮松等缺陷，其他非加工面允許有個別氣孔，其直徑最大為3mm，深為2mm,但不得彼此相連；4) 裝4.50-16后輪B面可不加工；3.3 零件的工藝分析結(jié)合同組其他兩位同學(xué)的工藝路線，本次專用夾具是針對工序Ⅳ粗鏜三個軸承孔和工序Ⅺ精鏜三個軸承孔的加工而設(shè)計的：Ⅰ孔是 80?孔，Ⅱ孔是 52?孔，Ⅲ孔是 62?孔。變速箱箱體這個零件，從零件圖上看，它的加工表面主要為幾組孔系，以及頂表面。本設(shè)計的組合雙面鏜床只加工零件的幾組孔系。通過觀察零件，我認(rèn)為該零件不符合用一面兩銷定位，其原因是零件上不適合加工定位銷孔。因此，我認(rèn)為應(yīng)該采用面定位的方法。首先加工出下蓋面，然后借助這一加工表面作為定位基準(zhǔn)，對其它表面進(jìn)行加工，仍然采用面定位的方法，并借助專用夾具，保證它們之后的尺寸和形位公差。加工時，把已加工的零件上底面作為基準(zhǔn)面，機(jī)床后面用支撐釘頂住零件，再用油缸夾緊。3.4 工藝方案的制定本次設(shè)計是鏜削箱體的軸承孔系，采用在鏜桿上采用多把刀一次粗精鏜的加工方式，大大地提高了勞動生產(chǎn)率。工序：鏜削三個軸承孔1) 定位:以上底面約束三個自由度,一個側(cè)面約束一個自由度,端面約束兩個自由度,實現(xiàn)全面定位。2) 刀具: 根據(jù)鏜孔直徑D查閱《組合機(jī)床設(shè)計》第一冊表4-5得:Ⅰ孔:截面為16*16的硬質(zhì)合金鏜刀,主偏角=50o,鏜桿直徑=60mm;Ⅱ孔:截面為12*12的硬質(zhì)合金鏜刀,主偏角=50o,鏜桿直徑=40mm;Ⅲ孔:截面為12*12的硬質(zhì)合金鏜刀,主偏角=50o,鏜桿直徑=45mm。鏜刀在鏜桿上一般要傾斜一個角度安裝,以使鏜刀在鏜桿內(nèi)有較長的安裝長度并有足夠的位置安裝壓緊及調(diào)整螺釘。根據(jù)鏜桿的直徑使鏜刀安裝成α=12o,為了避免鏜刀在加工過程中因工件材質(zhì)不均而楔入工件中,一般鏜刀刀尖稍高于孔的中心,這樣還可以增加鏜刀的支撐面積,但鏜刀刀尖高于孔中心后導(dǎo)致前角減小,后角增大。因此要保證鏜刀在切削時的角度就必須在刃磨時加大前角減小后角?？紤]到過大的前角會影響刀尖的強(qiáng)度,因此鏜刀刀尖又不能高于孔中心太。在組合機(jī)床上加工中等直徑孔時,一般取高于孔中心約為被加工孔徑的 120.即 8?孔時為2mm， 62?孔時為1.55mm， 52?孔時為1.3 mm。這樣鏜刀前后角在垂直于鏜桿軸心線的截面內(nèi)變化約為5～6o 鏜刀不宜在鏜桿外懸伸過長，以免剛性不足，造成振動。3) 機(jī)床：臥式雙面組合鏜床。63.5 工序圖的制定被加工零件的工序圖是根據(jù)選定的工藝方案，表示在一臺機(jī)床上或一條自動線上完成的工藝內(nèi)容、加工部位的尺寸及精度、技術(shù)要求、加工用的定位基準(zhǔn)、夾壓部位、以及被加工零件的材料、硬度和在本機(jī)床加工前毛坯情況的圖紙。它是在原有工件圖基礎(chǔ)上，以突出本機(jī)床的加工內(nèi)容，加上必要的說明繪制的。它是組合機(jī)床設(shè)計的主要依據(jù)，也是制造使用時調(diào)整機(jī)床、檢查精度的重要技術(shù)文件。被加工零件工序圖包括下列內(nèi)容：1) 在圖上表示出被加工零件的形狀，設(shè)置中間導(dǎo)向時，工件內(nèi)部筋的布置和尺寸，以便檢查工件裝進(jìn)夾具是否相碰，以及刀具通過的可能性。2) 在圖上表示出加工用基面和夾壓的方向及位置，以便依此進(jìn)行夾具的支承，定位及夾壓系統(tǒng)的設(shè)計。3) 在圖上表示出加工表面的尺寸、精度、粗糙度、位置尺寸及精度和技術(shù)條件（包括對上道工序的要求和本機(jī)床保證的部分） 。4) 圖中注明被加工零件的名稱、編號、材料、硬度以及被加工部位的余量。依據(jù)上訴內(nèi)容畫出本設(shè)計的工序圖。如下： 圖3-2 加工工序簡圖3.6 確定工件的定位方式工件在夾具體中定位的作用和意義,對單個工件來說就是使工件準(zhǔn)確占據(jù)定位元件所7規(guī)定的位置;而對一批逐次放入夾具的工件來說,則是使它們都占有一致的位置。根據(jù)工件在各工序的加工精度要求和選擇定位元件的情況，工件在夾具中的定位通常有以下幾種情況：1) 完全定位：工件在夾具中定位，若六個不定度都被限制時，稱為完全定位。2) 部分定位：工件在夾具中定位，若六個不定度沒有被全部限制時，稱為不完全定位。3) 欠定位：工件在夾具中定位時，若實際定位支撐點或?qū)嶋H限制的不定度個數(shù)少于工序加工要求應(yīng)予限制的不定度個數(shù)，則工件定位不足，稱為欠定位。4) 重復(fù)定位：工件在夾具中定位，若幾個定位支承點重復(fù)限制同一個或幾個不定度時，稱為重復(fù)定位。加工此工件采用完全定位。BCDAE圖3-3零件圖簡圖基面的選擇是工藝工程設(shè)計中的重要工作，箱體零件是機(jī)械制造業(yè)中加工工序最多，勞動量最大，精度要求高的關(guān)鍵零件。如汽車拖拉機(jī)行業(yè)的氣缸體、氣缸蓋、后橋、變速箱、離合器本體等。這類工件一般都有精度高孔要加工，又常常要在幾次安裝下進(jìn)行?！耙幻鎯射N”是這類箱體在組合機(jī)床上加工時常用的典型定位方法。但是，有的箱體不具備“一面兩銷”的定位基準(zhǔn)，這時候可以采用平面定位法。就是以三個平面進(jìn)行定位。其中主要的定位面最好采用箱體的設(shè)計基面。所以設(shè)計基面就是箱體件在機(jī)床中的平面是設(shè)計基面之一。同時，關(guān)于工藝基面的選擇必須遵循以下幾個原則 [1]：1) 應(yīng)當(dāng)盡量選用設(shè)計基面作為組合機(jī)床上加工用的定位幾面的選擇；2) 選擇的定位基面應(yīng)確保工件的穩(wěn)定定位；3) 選擇基面時保證在一次安裝下，能對盡可能多的面進(jìn)行加工；4) 統(tǒng)一基面的原則。即在各臺機(jī)床上采取共同定位基面來加工工件不同面上的孔，或?qū)ν粋€面上的孔完成不同的工序；5) 選擇定位基面應(yīng)考慮夾緊方便，夾具結(jié)構(gòu)簡單；86) 當(dāng)被加工零件不具備理想工藝基面時，可在機(jī)床上增加輔助支承機(jī)構(gòu)；分析圖3-2，要加工零件的三個軸承孔，采用完全定位，限制工件的六個自由度。A面作為定位基面，在A面限制三個自由度， C面限制兩個自由度，D面各限制一個自由度。這樣，工件就可以實現(xiàn)完全定位了。3.7 定位元件的選擇及布置工件在夾具中的位置的確定，主要是通過各種類型的定位元件實現(xiàn)的。在機(jī)械加工中，雖然被加工工件的種類繁多和形狀怪異，但從它們的基本結(jié)構(gòu)來看，不外乎是由平面、圓柱面、圓錐面或它們之間的組合表面作為定位基準(zhǔn)。在夾具設(shè)計中常用的平面定位元件有固定支承、可調(diào)支承、自位支承及輔助支承等，在工件定位時，上述支承中除了輔助支承外均對工件起主要定位作用；常用的圓孔邊面定位的元件有定位銷、剛性心軸和錐度心軸等；常用的外圓表面的定位元件有定位套、支承板和V型塊等。各種定位套對工件外圓表面主要實現(xiàn)定心定位，支承板實現(xiàn)對外圓表面的支承定位，V型塊則實現(xiàn)對外圓表面的定心對中定位；在加工軸類零件或某些要求精度定心的零件時，常以工件上的錐孔作為定位基礎(chǔ)，這是需要選用相應(yīng)的錐面定位元件。根據(jù)圖3-2，本次設(shè)計的箱體不具備一面兩銷的定位準(zhǔn)則，采用的定位方法就是平面定位法。已經(jīng)加工A面為設(shè)計基面，限制工件的三個自由度，來保證所加工孔對此面的加工精度。采用支承板定位，與A面接觸限制三個自由度，在B、C面分別安裝一個擋板和扳手，用扳手扳緊，使工件與擋板可靠性接觸，在D面采用油缸夾緊,在E面采用一個支承釘頂住,限制在X方向的移動.以上是本次設(shè)計中定位元件的選擇跟布置。3.8 計算定位誤差由于夾具設(shè)計、制造與使用中引起的各項相關(guān)誤差稱為夾具誤差，它是工序加工的一個組成部分，對保證加工要求起著重要影響。而定位誤差又是夾具誤差的一個重要組成部分。因此，定位誤差的大小往往成為評價一個夾具設(shè)計質(zhì)量的重要指標(biāo)。它是合理選擇定位方案的一個重要依據(jù)。依據(jù)定位誤差分析計算的結(jié)果，便可以看出影響定位誤差的因素，從而找到減少定位誤差和提高夾具工作精度的途徑。由此可見，分析計算定位誤差是夾具設(shè)計中的一個十分重要的環(huán)節(jié)。定位誤差是用夾具裝夾加工一批工件時,由于定位不準(zhǔn)確引起該批工件某加工精度參數(shù)(尺寸、位置)的誤差稱為該加工精度參數(shù)的定位誤差（簡稱定位誤差） 。以其最大誤差范圍來計算。分析零件圖，由于設(shè)計基準(zhǔn)跟定位基準(zhǔn)重合，故 1043Dr????B?=0， EP=0；又是平面定位，平面定位時工件的定位面與定位元9件的定位工作面是平面接觸，二者的集合的位置不會發(fā)生變化，因此一般認(rèn)為： E?=0，EP?=0；所以定位誤差 P?= E+ B=0[8]。另外，基準(zhǔn)位移誤差 0.1r?；而考慮工件的自由公差為 0.40,1043Dr???故定位方案可行。104 夾緊力的分析與計算4.1 概述夾緊裝置的基本任務(wù)就是保持工件在定位中所獲得的既定位置,以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動和振動，確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時工件的定位是在夾緊過程中實現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確位置。一般夾緊裝置由兩個基本部分組成，動力源和夾緊機(jī)構(gòu)。所謂確定夾緊力，從廣義上來說，就是要正確的確定夾緊力的三要素：作用點、方向和大小。f力FXQFX'圖4-1 零件的受力分析圖4.2 分析夾緊力的方向及作用點選擇夾緊力的作用點時應(yīng)注意 [1]：1) 保證工件在夾緊后定位穩(wěn)定。為此避免產(chǎn)生能使工件離開夾具定位表面的力系和力矩系，夾緊力的作用點應(yīng)在定位支承面之上，或者落在由支承板連成的范圍之內(nèi)。2) 必須保證夾緊后工件的變形最小。為此，夾緊力應(yīng)作用在工件剛性最好的部位，即夾緊部位應(yīng)該盡量靠近工件的壁和筋，并要避免設(shè)在工件的被加工孔上方。此外還要保證夾緊力和切削力不產(chǎn)生使工件彎曲的力矩。為此，夾緊點應(yīng)力求對著定位支承面，輔助支承要盡量布置在被加工表面處。3) 夾緊力的作用點應(yīng)盡可能靠近工件的加工表面，以提高定位穩(wěn)定性和夾緊可靠性。114) 為了滿足上述三項要求，只有一個夾緊點往往是不夠的，因此，在多數(shù)情況下需要對工件進(jìn)行多點夾壓，力求使工件夾緊得比較堅固。但是，要實現(xiàn)多點夾緊，并不等于每一個夾緊部位都需要有自己單獨的夾緊裝置，可以借助改變壓板的形狀和采用聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)。綜上所述，本次設(shè)計采用浮動壓板多點夾緊，夾緊點取在 80?孔的有勒板的地方和工件壁厚處。夾緊力方向的選擇與工件定位基準(zhǔn)的位置，工件中立的方向和切削力的方向有密切的關(guān)系。夾緊力的方向應(yīng)朝向工件在夾具上的定位時的主要基準(zhǔn)面，為使夾緊力有助于定位，則工件應(yīng)緊靠支承點，并保證各個定位基準(zhǔn)與定位元件接觸可靠，一般地講，工件的主要定位基準(zhǔn)面其面積較大，精度高，限制的不定度多，夾緊力垂直作用于此面，這對于保證夾壓后工件定位的穩(wěn)定和減小工件的夾緊變形都是有利的。夾緊力的方向應(yīng)有利于減少夾緊力：1) 夾緊力和切削力的有關(guān)方向可以有下列三種典型的情況：夾緊力與切削力的方向一致，這一情況最為有利，通常所需要的夾緊力較小。2) 夾緊力與切削力的方向相反，這是一種不利的情況，此時夾緊力必須大于切削力。3)夾緊力與切削力的方向垂直，這種情況比較多見，此時，切削力是依靠夾緊力所產(chǎn)生的摩擦力來抵制的，因此所需的夾緊力也很大。在本次設(shè)計中，我所設(shè)計的夾具就屬于第三類型。如圖 4-1 所示,切削力的方向是水平的，夾緊力的方向是垂直向下的，使工件與支承表面之間產(chǎn)生摩擦力，與切削力抗衡。達(dá)到夾緊的目的。4.3 夾緊力的大小4.3.1 切削力的計算Ⅰ孔的計算如下：粗鏜：主切削力FFzzxynzpCafvk? 式（4.1）式中 zFC——與工件材料、刀具材料有關(guān)的影響系數(shù)，其大小與實驗條件有關(guān)；x——背吃刀量對切削個分力的影響指數(shù)；zy——進(jìn)給量對切削個分力的影響指數(shù)；——切削速度對切削個分力的影響指數(shù)；CFn12——實驗條件與計算條件不同時的影響指數(shù)。Fck代入公式得： 1.00.759261.8zF???635.08（N）系數(shù)?。? zFC=900， zFx=1.0zy=0.75， zn=0， zFk=1.08徑向切削力 FFyyxnypCafvk? 式（4.2）式中 yFC——與工件材料、刀具材料有關(guān)的影響系數(shù)，其大小與實驗條件有關(guān)；x——背吃刀量對切削個分力的影響指數(shù)；y——進(jìn)給量對切削個分力的影響指數(shù)；Fn——切削速度對切削個分力的影響指數(shù)；yk——實驗條件與計算條件不同時的影響指數(shù)。代入公式得： 0.90.7553261.2yF????390.95 （N）式中系數(shù)及指數(shù)： yC=530， yFx=0.9F=0.75， n=0， yFk=1.21。軸向切削力：FFxxynxpafv? 式（4.3）式中 xFC——與工件材料、刀具材料有關(guān)的影響系數(shù)，其大小與實驗條件有關(guān)；——背吃刀量對切削個分力的影響指數(shù)；xy——進(jìn)給量對切削個分力的影響指數(shù)；Fn——切削速度對切削個分力的影響指數(shù)；xk——實驗條件與計算條件不同時的影響指數(shù)。代入公式得： 1.00.4452561.xF???=574.88 （N）13式中系數(shù)及指數(shù)： xFC=450， xF=1.0 xy=0.4， xn=0， xk=1.16。半精鏜：主切削力代入公式（4.1）得： zF?1.00.759261.8???317.54 （N）式中系數(shù)及指數(shù)： zC=900， zFx=1.0zFy=0.75， zn=0， zFk=1.08徑向切削力代入公式（4.2）得： 0.90.75531261.2y???=209.51 （N）式中系數(shù)及指數(shù)： yFC=530， yFx=0.9=0.75， n=0， yFk=1.21。軸向切削力代入公式（4.3）得： 1.00.4452561.xF???=244.4 （N）式中系數(shù)及指數(shù)： C=450， xF=1.0xy=0.4， n=0， xk=1.16。Ⅱ孔的計算如下： 粗鏜：主切削力代入公式（4.1）得： zF?1.00.7592961.8??=313.8 （N）式中系數(shù)及指數(shù)： zC=900， zFx=1.0y=0.75， n=0， zFk=1.08徑向切削力 代入公式（4.2）得：0.90.75531261.2y???=198.83 （N）式中系數(shù)及指數(shù)： FC=530， yFx=0.9y=0.75， n=0， yFk=1.21軸向切削力代入公式（4.3）得：1.00.4452961.xF???=345.14 （N）14式中系數(shù)及指數(shù)： xFC=450， xF=1.0y=0.4， n=0， xk=1.16。半精鏜：主切削力代入公式（4.1）得：zF?1.00.7592961.8??=209.22 （N）式中系數(shù)及指數(shù)： zC=900， zFx=1.0Fy=0.75， n=0， zFk=1.08徑向切削力代入公式（4.2）得：0.90.75531261.2y???=138.04 （N）式中系數(shù)及指數(shù)： yFC=530， yFx=0.9=0.75， n=0， yFk=1.21軸向切削力代入公式（4.3）得：1.00.4452961.x???=230.09（N）式中系數(shù)及指數(shù)： FC=450， xF=1.0xy=0.4， n=0， xk=1.16精鏜：主切削力代入公式（4.1）得：zF?1.00.7592961.8??=104.61（N）式中系數(shù)及指數(shù)： zC=900， zFx=1.0Fy=0.75， n=0， zFk=1.08徑向切削力代入公式（4.2）得：0.90.75531261.273.9y????（N）式中系數(shù)及指數(shù)： yFC=530， yFx=0.9=0.75， n=0， yFk=1.21軸向切削力代入公式（4.3）得：1.00.4452961.xF???=115.05 （N）式中系數(shù)及指數(shù)： xC=450， xF=1.0Fy=0.4， n=0， xk=1.1615Ⅲ孔計算如下：粗鏜：主切削力代入公式（4.1）得：zF?1.0.750961.8???351.42 （N）式中系數(shù)及指數(shù)： zC=900， zFx=1.0Fy=0.75， n=0， zFk=1.08徑向切削力：代入公式（4.2）得：0.90.7553161.2y???=222.64 （N）式中系數(shù)及指數(shù)： yFC=530， yFx=0.9=0.75， n=0， yFk=1.21軸向切削力：代入公式（4.3）得：1.0.4045561.xF???=366.6 （N）式中系數(shù)及指數(shù)： xC=450， xF=1.0Fy=0.4， n=0， xk=1.16半精鏜：主切削力代入公式（4.1）得：z?1.0.750961.8??=234.28 （N）式中系數(shù)及指數(shù)： zFC=900， zFx=1.0y=0.75， n=0， zFk=1.08徑向切削力：代入公式（4.2）得：0.90.7553161.2yF???=154.57 （N）式中系數(shù)及指數(shù)： yC=530， yFx=0.9F=0.75， n=0， yFk=1.21軸向切削力：代入公式（4.3）得：1.0.404561.x???=244.4 （N）式中系數(shù)及指數(shù)： xFC=450， xF=1.0y=0.4， n=0， xk=1.1616精鏜：主切削力代入公式（4.1）得：zF?1.0.750961.8??=243.28 （N）式中系數(shù)及指數(shù)： zC=900， zFx=1.0Fy=0.75， n=0， zFk=1.08徑向切削力：代入公式（4.2）得：0.90.755316.21y???=82.83 （N）式中系數(shù)及指數(shù)： yFC=530， yFx=0.9=0.75， n=0， yFk=1.21軸向切削力：代入公式（4.3）得：1.0.4045561.xF???=122.2 （N）式中系數(shù)及指數(shù)： xC=450， xF=1.0Fy=0.4， n=0， xk=1.164.3.2 夾緊力的計算所需夾緊力的大小主要取決于切削力和中立的大小和方向。 ，重力的大小和方向是不變的，而切削力的大小和方向在切削過程中是不斷變化的。在切削過程中，影響切削力大小的有很多，例如工件材質(zhì)不均，加工余量不均（尤其是粗加工時候，本機(jī)床是精鏜加工） ，刀具的磨損程度不同，以及切削時候時的沖擊等等，而且夾緊力還取決于一系列其他因素。例如接觸面的光潔度，工藝系統(tǒng)的剛度等等。因此確定切削力和所需夾緊力的大小，就是一個比較復(fù)雜的問題。實際上不可能完全地確定切削力和所需夾緊力的大小，而且只能做很粗略的計算。因此計算出來的夾緊力大小有誤差，所以，在選擇夾緊機(jī)構(gòu)的時候，機(jī)構(gòu)的夾緊力要適當(dāng)?shù)臄U(kuò)大，以保證能夠可靠的夾緊工件。為了簡化問題，在確定夾緊力時，一般假定工藝系統(tǒng)：工件——夾具——刀具——機(jī)床都是絕對剛性的。切削過程是穩(wěn)定的，而且切削參數(shù)也是固定不變的。在這些條件下，切削力可根據(jù)切削原理中的計算公式或計算圖中可求得。而且切削參數(shù)也是固定不變的。在這些條件下，切削力可根據(jù)切削原理中的計算公式或者計算圖中求得。而所需夾緊力可以用工件在加壓后的力平衡問題來求得，然后為了保證夾緊可靠，在設(shè)計結(jié)果中引進(jìn)安全系數(shù)，做為實際需要的夾緊力。在此次設(shè)計中，夾緊力是有油缸施加與工件，使工件與定位面產(chǎn)生摩擦力，當(dāng)摩擦力大于工件所受的切削力時候，工件就可以被夾緊。17此外，粗鏜加工時，加工震動也較大。由于切削力的方向和合力的中心位置也是經(jīng)常變化的，因此在確定夾緊力時，不僅要注意切削力的大小，而且還要主要到切削力的方向和合力中心的位置，還由于工件材質(zhì)不勻，硬度不一，加工余量也不均勻和刀具磨鈍等因素的影響，往往使實際切削力大大增加。在組合機(jī)床上多刀加工時這種情況尤為顯著。且為了保證夾緊可靠應(yīng)選擇機(jī)床工作過程中最不利的狀態(tài)來確定所需要的夾緊力的大小。在各面同時加工時，應(yīng)按相對兩個方向的切削力不能相互抵消的最壞情況來確定夾緊力的大小。因為各動力頭的進(jìn)給阻力不同和液壓系統(tǒng)工作的不同等原因。相對兩面的動力頭實際上不可能同時工作或結(jié)束切削工作，因此便形成了某一個動力頭單獨工作的情形。此外，在機(jī)床調(diào)整和試車中，常常需要一面地分別調(diào)整和試車，因此夾具的設(shè)計必須能夠滿足單面進(jìn)行切削加工的要求，本次設(shè)計中夾緊力與切削力垂直的情況下，應(yīng)取較大的安全系數(shù)，以保證夾緊機(jī)構(gòu)能可靠地工作。在計算夾緊力時，一般先計算切削力且主要切削力。1) 引入安全系數(shù)1234KK??[1] 式（4.4）式中 1——基本安全系數(shù)2——加工狀態(tài)參數(shù)3K——刀具鈍化參數(shù)4——切削特點參數(shù)查表得： 1234K??=1.5?1.2 1.2 1.0=2.16考慮切削力與夾緊力垂直，依靠工件與支承板之間產(chǎn)生的摩擦力，達(dá)到防止工件平移。因為在加工Ⅰ孔時,先進(jìn)行粗鏜加工,取軸向切削力 1xF=574.88 (N),加工Ⅱ,Ⅲ孔時，粗鏜和半精鏜同時加工，取其中較大的力 2x粗 =345.14(N), 3粗 =366.6(N).因此工件所受的最大切削力: XF= 123xxF?粗 粗 式（4.5）=574.88+345.14+366.6=1286.62(N)12XKQf??= .685.01=7313.42(N)=746.3（kg）式中 —夾緊力；工 件 —工件的重量；假設(shè)為 200（N） ；—安全系數(shù)；XF—工件所受的最大切削力；181f—工件與壓板之間的摩擦系數(shù)；2—工件與支承板之間的摩擦系數(shù)；2) 考慮到夾緊力抵抗切削力產(chǎn)生的顛覆力矩,受力平衡式:1xKFLQfHl?? [1] 式（4.6）由此可求得所需夾緊力： 1xfl= 2.6574.80?=105547.968?426=247.8(N)式中 L—Ⅰ孔切削力到夾具定位支承面的距離；l— 夾壓合力作用線到支承板邊的距離；H— 工件夾壓點到支承面的距離;因此經(jīng)比較,取夾緊力 746.3()Qkg?;4.3.3 夾緊油缸的確定在前我們說過現(xiàn)代高效率的夾具大多采用機(jī)動夾緊方式，如：氣動、液動、電動等。其中以氣動和液動裝置應(yīng)用最為普遍。氣動夾緊的動力源是壓縮空氣，一般壓縮空氣由壓縮空氣站提供。經(jīng)過管路損失之后，通到夾緊裝置中的壓縮空氣為 4-6 個大氣壓。在設(shè)計計算時，通常以 4 個大氣壓來計算，較安全。液動夾緊所采用的油缸結(jié)構(gòu)和工作原理基本上與氣動相同，只是工作介質(zhì)的不同，前者是用 液壓油，后者是用的空氣，由于油壓比氣壓高，加上液體夾緊剛度比氣動夾緊剛度大的多，工作穩(wěn)定，沒有氣動夾緊時那種噪音，勞動條件好。但是液動沒有氣動應(yīng)用廣泛，主要原因是需要單獨為液壓裝置配置專門的泵站，成本高，因此它大多應(yīng)用在本身已有液壓傳動系統(tǒng)裝置的機(jī)床設(shè)備上。采用通用夾緊油缸,并考慮到油缸工作中壓力的消耗和損失,油缸的實際工作推力或拉力在選取時候,應(yīng)高于計算求得的夾緊力。所以選用前法蘭式油缸 T5016Ⅰ型，其主要參數(shù)：工作壓力 25/kgcm，活塞桿推力為 825kg，行程 30mm。195 導(dǎo)向裝置及夾具體設(shè)計5.1 導(dǎo)向裝置的確定在組合機(jī)床上完成的孔加工工序中，除了采用“剛性主軸”加工方法外，在大多數(shù)情況下，切削刀具都在導(dǎo)向裝置中加工，因此，具有精密的導(dǎo)向便成為組合機(jī)床刀具工作的顯著特點之一。組合機(jī)床夾具上的導(dǎo)向裝置是作為引導(dǎo)刀具對工件進(jìn)行切削加工的重要 [1]裝 置 。導(dǎo)向裝置的作用在于：保證刀具對于工件的正確位置；保證各刀具相互之間的正確位置和提高刀具系統(tǒng)的支承剛性。因此，它對于保證加工精度和機(jī)床的可靠工作有著重要的影響。鏜套的結(jié)構(gòu)類型，根據(jù)鏜套的布置形式分為；單支承導(dǎo)向和雙支承導(dǎo)向兩類。在此，我采用導(dǎo)向套進(jìn)行加工，其加工精度在很大程度上決定于導(dǎo)向裝置的精度，我們鑒于在刀桿結(jié)構(gòu)上做有內(nèi)滾式導(dǎo)向，在夾具上取用固定導(dǎo)向套，將其安裝在機(jī)床夾具的鏜模架上，固定不動。本次設(shè)計是雙面鏜削機(jī)床上的夾具設(shè)計，所以本夾具分左右兩個鏜模架。與夾具體固定連接，并且考慮導(dǎo)向長度為 200mm。為避免鑄造時的缺陷，取框架結(jié)構(gòu)。但個導(dǎo)向孔鑄造出來，有筋板相連。在節(jié)省其材料的同時避免鑄造缺陷，且達(dá)到提高其剛度、強(qiáng)度。在三個導(dǎo)向孔內(nèi)加固定導(dǎo)向套，并取框架與導(dǎo)向孔長度都是200mm。方便于它們一次性加工成功。5.2 夾具體的設(shè)計夾具總體設(shè)計中最后完成的主要元件是夾具體。夾具體是夾具的骨架和基礎(chǔ)。組合夾具的各種元件、機(jī)構(gòu)、裝置都要安裝在夾具體上。在加工過程中，它還要承受切削力、夾緊力、慣性力及由此產(chǎn)生的振動和沖擊。所以夾具體是夾具中一個設(shè)計、制造勞動量大，耗費材料多，加工要求高的零部件。在夾具成本中所占的比重較大，制造周期也長，設(shè)計時要給予足夠的重視。5.2.1 確定夾具體的毛坯的制造方法正確的選擇夾具體毛坯的制造方法是設(shè)計夾具時要解決的首要問題。在選擇夾具體毛坯時，要考慮毛坯的生產(chǎn)日期、工藝性、成本、抗振性、剛度等幾個方面的因素，同時結(jié)合工件的具體條件加以選定。常見的毛坯結(jié)構(gòu)有鑄造結(jié)構(gòu)、焊接結(jié)構(gòu)、鍛造結(jié)構(gòu)、裝配結(jié)構(gòu)。鑄造夾具體是常用的夾具體毛坯制造方式，其突出優(yōu)點是制造工藝性好，可以鑄造出復(fù)雜的外形，鑄件的抗壓強(qiáng)度、剛度和抗振性好，且采用適當(dāng)?shù)臅r效方式，可以消除20主宰的殘余應(yīng)力，長期保持尺寸的穩(wěn)定性，其缺點是制造周期長，生產(chǎn)成本較高。鑄件夾具體的材料可根據(jù)夾具的具體要求加以選擇，通常為 HT15-33 或 HT20-40 灰鑄鐵；強(qiáng)度的要求高時也可根據(jù)采用鑄鋼件，在小型的夾具或切削力很小的夾具中，夾具體可考慮鑄鋁件。焊接夾具體和鑄造夾具體相比，制造容易、生產(chǎn)周期短、成本低，焊接夾具體所采用的材料為鋼板、型材等，故其重量與同體積的鑄鐵夾具體相比要輕的多，焊接夾具體在制造過程中，要產(chǎn)生的熱變形和殘余應(yīng)力，對精度影響很大，故焊接后要進(jìn)行退火處理。用鍛造的方法制造的夾具體的毛坯，只有在形狀比較簡單，尺寸不大的情況下才有可能，一般很少用。裝配夾具體是選用標(biāo)準(zhǔn)毛坯或零件，根據(jù)使用要求組裝而成。由于標(biāo)準(zhǔn)件可組織專門工廠進(jìn)行專業(yè)化成批生產(chǎn)，因而不僅可大大縮短夾具體的制造周期，也可以降低生產(chǎn)成本。為使裝配夾具體能在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，必須實現(xiàn)其結(jié)構(gòu)的系列化及組成元件的標(biāo)準(zhǔn)化。在本次夾具體設(shè)計中選擇的夾具體毛坯結(jié)構(gòu)是鑄造結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點是工藝性好，可以鑄造出各種復(fù)雜的形面，而且鑄件的抗壓力強(qiáng)，剛度和抗振性都比較好。此外，逐漸易加工，成本低廉。面對逐漸內(nèi)應(yīng)力的緣故，必須對其進(jìn)行時效處理。5.2.2 夾具體的基本要求及外形尺寸的確定夾具體一般是夾具體上最大和最復(fù)雜的基礎(chǔ)元件，在夾具體上，要安放組成該夾具所需要的各種元件、機(jī)構(gòu)、裝置，并且還要考慮便于裝卸工件以及在機(jī)床上的固定，因此夾具體的形狀和尺寸應(yīng)滿足一定的要求，它主要取決于工件的外輪廓尺寸和各類元件與裝置的布置情況以及加工性質(zhì)等所以在專用夾具中。夾具體的形狀和尺寸很多是非標(biāo)準(zhǔn)的。夾具體設(shè)計時應(yīng)滿足以下基本要求：1) 有一定的形狀和尺寸 夾具體的外形主要取決于安裝在夾具體上的各種元件、機(jī)構(gòu)和裝置的形狀以及它們之間的布置位置。中間過厚處挖空。本次設(shè)計取夾具體總體尺寸：長 772mm，高 306.5mm，寬 580mm,壁厚為 20mm,中間加強(qiáng)筋的厚度為 16mm.本次設(shè)計的夾具體外形簡圖：2) 有足夠的剛度和強(qiáng)度 夾具體應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以避免在加工過程中受到各種力的作用時產(chǎn)生彎曲和振動。因此，本次設(shè)計增設(shè)了挖空處增設(shè)了加強(qiáng)筋，厚度為 16mm。3) 有良好的結(jié)構(gòu)工藝性 夾具體的結(jié)構(gòu)應(yīng)具有良好的工藝性，以便于制造、裝配。夾具體上所有的安裝表面21都需要經(jīng)過加工 。4) 減輕重量、便于操作 在保證一定的強(qiáng)度和剛度的情況下，應(yīng)盡可能使體積小、重量輕。在不影響剛度和強(qiáng)度的地方，應(yīng)開窗口、凹槽，以便減輕其重量。特別對于手動、移動或翻轉(zhuǎn)夾具，通常要求夾具總重量不超過十公斤，以便于操作。5) 夾具體在機(jī)床上的安放應(yīng)穩(wěn)定 對于固定在機(jī)床上的夾具應(yīng)使其重心盡量低，對于不固定在機(jī)床上的夾具，則其重心和切削作用點，應(yīng)落在夾具體在機(jī)床上的支承面范圍內(nèi)。夾具越高，支承面積應(yīng)越大。為了使接觸面接觸緊密，夾具體底面中部一般應(yīng)挖空。對于較大的夾具體應(yīng)采用周邊接觸、兩端接觸或四腳接觸等方式。各接觸部分應(yīng)在夾具體的一次安裝中同時磨出或刮研出。6) 排屑方便 在加工過程中所產(chǎn)生的切削,一部分要落在夾具體上,若切屑積聚過多,將影響工作安裝的可靠性,因此夾具體在結(jié)構(gòu)上應(yīng)考慮清除切削方便。7) 應(yīng)吊裝方便、使用安全 夾具體的設(shè)計應(yīng)使夾具吊裝方便、使用安全。在加工中要翻轉(zhuǎn)或移動的夾具，通常要在夾具體上設(shè)置手柄或手扶部位以便于操作。對于大型夾具為便于吊運(yùn)，在夾具體上應(yīng)設(shè)有起吊孔，起吊環(huán)或起重螺栓。對于旋轉(zhuǎn)類的夾具體，要盡量避免凸出部分，或裝上安全罩，并考慮平衡。5.2.3 夾具體的排屑結(jié)構(gòu)在加工過程中多產(chǎn)生的切屑，一部分要落在夾具體上。若切屑積聚過多，將影響工作安裝的可靠性，因此夾具體在結(jié)構(gòu)上應(yīng)考慮清楚切屑方便。1) 增加容納切屑的空間，使落在定位元件上的少量切屑，排向容屑空間。2) 采用可自動排屑結(jié)構(gòu)，如在夾具體上設(shè)計排屑用的斜面和缺口，使切屑自動由斜面處滑下排出夾具體外。為了便于排泄，不使其聚積在定位元件工作表面上而影響工件的正確定位，一般在設(shè)計夾具體時，應(yīng)采取必要措施，在本次設(shè)計中，采用了增大定位元件（支承板）工作表面與夾具體之間的距離，為 20mm。5.2 夾具結(jié)構(gòu)的工藝性夾具制造屬于單件生產(chǎn)性質(zhì),而其精度又比加工工件高。故一般用調(diào)整、修配、裝配后組合加工、總裝后在使用機(jī)床上就地進(jìn)行最終加工等方法，保證夾具的工作精度。在夾具設(shè)計時必須認(rèn)識到夾具制造的這一工藝特點，否則很難在結(jié)構(gòu)設(shè)計、技術(shù)條件制訂等方面做到恰當(dāng)、合理，以致給制造、檢驗、裝配、維修帶來困難。為了使所設(shè)計的夾具在制造、檢驗、裝配、調(diào)試、維修等方面所花費的勞動量最少、費用最低，應(yīng)做到在22整個夾具中，廣泛采用各種標(biāo)準(zhǔn)件和通用件，減少專用件。各種專用件的結(jié)構(gòu)應(yīng)易于加工、測量；各種專用部件的結(jié)構(gòu)易于裝配、調(diào)試、維護(hù)。夾具結(jié)構(gòu)工藝性的要求：1) 夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于用調(diào)整法、修配法保證裝配精度；2) 夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于進(jìn)行測量與檢驗；3) 夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于拆卸、維修和加工。此外，夾具結(jié)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)注意加工的工藝性，如留出必要的空刀槽，留出加工時刀具的引進(jìn)位置，減少加工面積，避免在斜面上鉆孔等。236 夾具其它部分結(jié)構(gòu)的設(shè)計6.1 輔助定位結(jié)構(gòu)的確定對于加工精度要求很高的工件，由于定位誤差的影響采用四個固定的支承板，不能保證全部接觸，在夾壓力作用下其變形量超出工件精度要求的范圍；采取三點支承，定位又不穩(wěn)定。為了解決這個矛盾，可以采取一個定位支承在此我采用和三個輔助支承的定位方案。在此我們采用“三面輔助定位” ，加工過程是先定位，后夾緊。為了使各個定位面都可靠的與支承面相接觸，必須正確地安排定位和夾緊的順序，應(yīng)使工件先可靠地以面定位，然后再將工件夾緊。因此，在結(jié)構(gòu)上增加了撥桿，在裝入工件后，撥動撥桿使定位面與支承面可靠地接觸，然后再夾緊，以符合先定位后夾緊的原則。6.2 夾緊機(jī)構(gòu)的確定夾緊機(jī)構(gòu)分為中間遞力機(jī)構(gòu)和夾緊元件。直接與工件被夾壓面接觸，執(zhí)行夾緊工件任務(wù)的最終環(huán)節(jié)就是夾緊元件，遞力機(jī)構(gòu)則接受夾緊力源裝置的作用力并把它邊為夾緊力傳遞給工件，實現(xiàn)夾緊工件。其中中間遞力機(jī)構(gòu)有三個作用：1) 改變作用力的方向；2) 改變作用力的大小；3) 自鎖作用 [8]。夾緊機(jī)構(gòu)是夾緊裝置中的一個很重要的組成部分，可分為：斜夾緊機(jī)構(gòu)、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)、圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)、鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)、定心對中夾緊機(jī)構(gòu)和聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu)?，F(xiàn)代高效率的夾具，大多采用機(jī)動夾緊方式如氣動、液動、電動等。考慮到批量生產(chǎn)，并提高生產(chǎn)率，減輕工人勞動強(qiáng)度，因此采用液壓夾緊裝置，液壓加緊具有操作簡便，動作迅速；易于集中控制、程序控制和實現(xiàn)工序自動化；工作壓力高（30~50 公斤/平方厘米） ，油缸結(jié)構(gòu)尺寸小；便于實現(xiàn)過載自動保護(hù)和元件便于標(biāo)準(zhǔn)化在此采用通用夾緊油缸，等一系列優(yōu)點。此外，由于油液具有不可壓縮性，因此液壓夾緊能夠維持比氣動夾緊所能維持的剛性高，而且價格比較便宜。因此我們決定采用液壓夾緊油缸，并采用通用的前法蘭式夾緊油缸，在油缸的類型選擇方面。首先，油缸的最大行程只要能夠滿足不影響工件的裝卸就可以，在 30mm 和 100mm 最大行程里面我選擇了 30mm.它不但可以滿足裝卸，而且小的行程可以縮短油缸的夾緊時間，提高工作效率等等。再次，就是油缸的工作壓力，經(jīng)過夾緊力的計算，選擇了 T5016 型前法蘭式油缸。采用壓板對工件進(jìn)行四點壓緊，故用浮動壓板，并考慮到夾緊力的方向與切削力垂直，即靠夾緊力產(chǎn)生的工件和支承板之間的摩擦力才平衡切削力。且考慮摩擦力的安全系數(shù)，我24認(rèn)為采用的夾緊力會很大，因此夾緊力的作用點應(yīng)該在有肋板和和壁厚的地方。避免在空腔處施力壓緊，減小工件的壓縮變形，保持加工精度。6.3 鏜模的設(shè)計鏜床夾具又稱鏜模，是一種精密夾具，主要用來加工箱體、支座類零件上的精密孔或孔系。鏜模與鉆模相比結(jié)構(gòu)要復(fù)雜得多，制造精度也要高得多。鏜模不僅廣泛應(yīng)用于各類鏜床上，而且還可以用于車床、搖臂鉆床及組合機(jī)床上。鏜模和鉆模一樣，是依靠導(dǎo)向元件——鏜套來引導(dǎo)鏜桿（也可導(dǎo)引擴(kuò)孔鉆或鉸刀）從而保證被加工孔的位置精度。鏜孔的位置精度可不受機(jī)床精度影響（鏜桿和機(jī)床主軸采用浮動聯(lián)接） ，而主要取決于鏜套的位置精度和結(jié)構(gòu)的合理性。同時鏜套結(jié)構(gòu)對于鏜孔的形狀精度、尺寸精度以及表面粗糙度都有影響。 鏜模一般是由定位元件；夾緊裝置；導(dǎo)引裝置（鏜套） ；鏜摸支架和鏜摸底座四部分組成 [8]。常用鏜套結(jié)構(gòu)有固定式和回轉(zhuǎn)式兩種固定式鏜套，這種鏜套的外形尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊，制造簡單，易獲得高的位置精度，所以一般在擴(kuò)孔、鏜孔或鉸孔中應(yīng)用較多。由于鏜套是固定在鏜模支架上，不隨鏜桿轉(zhuǎn)動和移動，而鏜桿在鏜套中既有相對轉(zhuǎn)動又有相對移動，鏜套易于磨損，故只宜于低速的情況下工作，且應(yīng)采取有效的潤滑措施。鏜套的布置形式 鏜套的布置形式主要根據(jù)被加工孔的直徑 D 以及孔長與孔徑的比值 L/D 和精度要求而定。一般有以下四種形式。 1) 單支承后引導(dǎo)當(dāng) DD)，這種方式刀桿剛性很大，加工精度高，且用于立鏜時無切屑落入鏜套；當(dāng)加工L(1～1.25) D 的通孔和盲孔時，應(yīng)采用布置方式( d60mm，且 L/D1 的通孔或小型箱體上單向排列的同軸線通孔時，常將鏜套（及其支架）布置在刀具加工部位的前方。這種方式便于在加工中進(jìn)行觀察和測量，特別適合锪平面或攻螺紋的工序，其缺點是切屑易帶入鏜套中。為了便于排屑，一般取 h＝(0.5~1) D，但 h 不應(yīng)小于 20mm。鏜套長度 H 的選取與“單支承后引導(dǎo)”同。