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4 專用夾具的設(shè)計(jì)
4.1 明確設(shè)計(jì)任務(wù)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。有老師分配的任務(wù)，我被要求設(shè)計(jì)工序:銑Φ52圓柱兩端面
4.2 確定定位方案
4.2.1 基準(zhǔn)的選擇
根據(jù)工件的加工要求，該工序必須限制工件的6個(gè)自由度。為保證銑Φ52圓柱兩端面，應(yīng)選底面為定位基面，限制；須限制、，所以選取A面為定位基面；為保證寬度為42的兩平面兩側(cè)面對(duì)孔軸線的對(duì)稱度要求，還必須在加工時(shí)限制自由度。另外，為了方便控制刀具的走刀位置，還需要限制。
綜上所述，工件的六個(gè)自由度均被限制，為使定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，選取的定位基準(zhǔn)是底面、孔。
4.2.2 確定定位夾緊方案
根據(jù)零件特點(diǎn)，按照工藝過(guò)程要求，確定工件定位夾緊方案【4】，采用機(jī)械夾緊方式對(duì)工件進(jìn)行夾緊。
4.2.3 定位元件的選擇及設(shè)計(jì)
1.定位元件的選擇 由上知，工件的定位面是側(cè)平面底面、和孔，據(jù)此在夾具上的定位元件選為支承板、支承釘、和菱形定位銷(xiāo)。
2.定位板設(shè)計(jì) 定位平面底面所用的定位支承板參照參考文獻(xiàn)【3】第272頁(yè)設(shè)計(jì)。 標(biāo)記為：支承板 A6×45 GB 2236-80 材料：T8。
現(xiàn)確定定位銷(xiāo)的極限偏差和定位表面到定位銷(xiāo)中心的名義尺寸：
=L，其中取工件相應(yīng)尺寸=L=230.08mm的平均尺寸，公差取相應(yīng)尺寸公差的(~)倍，現(xiàn)取，【2】則有：
=2230.02mm
滿足工件順利裝拆的補(bǔ)償量值：=(+)÷2=(0.16+0.04)÷2=0.10mm
則，菱形定位銷(xiāo)和定位孔配合的最小間隙===0.43mm
（其中，b的值可查手冊(cè)得值為3【3】）
4.3 定位誤差的計(jì)算與分析
必須要滿足誤差的總和應(yīng)該小于或等于該工序公差。
與夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示：
由參考文獻(xiàn)可得：
⑴ 兩定位銷(xiāo)定位誤差 ：
本夾具選用的定位元件為一面兩銷(xiāo)定位。其定位誤差主要為：
（1）、移動(dòng)時(shí)基準(zhǔn)位移誤差
=
=
(2)、轉(zhuǎn)角誤差
其中：
⑵ 夾緊誤差 ：
其中接觸變形位移值：
查[5]表1～2～15有。
⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過(guò)
⑷ 夾具相對(duì)刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上、所設(shè)計(jì)的夾具滿足零件加工精度要求。
4.4 減小定位誤差的措施
采取措施：
1.提銷(xiāo)圓柱部分的制造精度，將菱形定位銷(xiāo)圓柱部分精度提高到IT6級(jí)，公差值為0.011mm,則此時(shí)定位銷(xiāo)圓柱部分直徑Φmm,=0.043-(-0.054)=0.097mm。0.097仍接近加工誤差的。
2.在提高菱形定位銷(xiāo)圓柱部分的制造精度基礎(chǔ)上，將Φ12孔的精度提高到IT8級(jí)，其公差值為0.027mm，此時(shí)孔的尺寸及公差為Φmm，則0.027mm-(-0.054)=0.081mm,那么就要約0.12mm的加工精度預(yù)留量，可滿足保證對(duì)稱度加工要求。
4.5 計(jì)算切削力及實(shí)際所需的夾緊力
圖2.9作用于工件上的切削力
工件在加工時(shí)的受力情況如圖2.9所示。加工時(shí)，工件受到切削合力F的作用，F(xiàn)可分解為水平和垂直方向的切削分力和，由經(jīng)驗(yàn)公式，和可通過(guò)切向銑削力分別乘以一個(gè)系數(shù)來(lái)得到。在對(duì)稱銑削情況下，=(1~1.2),=(0.2~0.3)。
參照《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》【3】表1-2-9得銑削力的計(jì)算公式：
參數(shù)的選取：
切向銑削力 （N）
銑刀系數(shù) =669
銑削深度 =3mm
每齒進(jìn)給量 =0.15mm
銑刀直徑 d=100mm
銑削寬度 B=12mm
銑刀齒數(shù) z=12
修正系數(shù) （工件屈服應(yīng)力）
綜上，計(jì)算得：
銑削力 。
故水平分力=1.1=1279N，垂直分力=0.3=349N。
工件的主定位面是底面，故選擇夾緊力的作用方向?yàn)樗椒较蜃饔糜诘酌妗．?dāng)夾緊力水平作用于工件上時(shí)，所需要的理論夾緊力=+=1279+=3606N
由公式 = 可計(jì)算出實(shí)際所需夾緊力。
現(xiàn)在計(jì)算安全系數(shù)K的值。
安全系數(shù)K的計(jì)算公式為：
由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-2-0得各安全系數(shù)K的取值如下：
基本安全系數(shù) 加工性質(zhì)
刀具鈍化程度 切削特點(diǎn)
穩(wěn)定性 手柄位置
工件與支撐面接觸情況
將各安全系數(shù)值代入上面公式計(jì)算得,K=1.95<2.5（注：若安全系數(shù)的計(jì)算值小于2.5，則取=2.5），則取K的值為2.5。
所以實(shí)際所需夾緊力為： = =9015N。
實(shí)際所需的夾緊力計(jì)算是一個(gè)很復(fù)雜的問(wèn)題，一般只能作粗略的估算。為簡(jiǎn)化計(jì)算，在設(shè)計(jì)夾緊裝置時(shí)，可只考慮切削力對(duì)夾緊的影響，并假定工藝系統(tǒng)是剛性的切削過(guò)程穩(wěn)定不變。【2】
4.6 主要元件的設(shè)計(jì)與建模
依據(jù)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》對(duì)各個(gè)元件進(jìn)行設(shè)計(jì)并對(duì)其標(biāo)記如下如下：
1. 定位鍵： A14h6 GB 2206-80 材料：45鋼
2. 壓板： A14×130 GB 2188-80 材料：45鋼
3. 浮動(dòng)壓塊：A40×14 GB 2174-80 材料：45鋼
4. 銷(xiāo) A10×28 GB/T 119.1-2000 材料：35鋼
5. 銷(xiāo) A6×28 GB/T 119.1-2000 材料：35鋼
6. 對(duì)刀塊 GB 2242-80 材料：20鋼
7. 對(duì)刀塞尺 3 GB 2244-80 材料：T8
8. 螺釘 GB/T 68-2000 M5.5×25
4.7 對(duì)刀元件及夾具體
根據(jù)工件加工表面形狀，對(duì)刀件可選用夾具零件及部件中的標(biāo)準(zhǔn)直角對(duì)刀塊。它的直角對(duì)刀面和工件被加工寬度為42的兩平面精加工工序形相對(duì)應(yīng)，其間距等于塞尺厚度，設(shè)計(jì)塞尺厚度為3，并把對(duì)刀件安裝于夾具體的豎直板上。
根據(jù)銑床T行寬度為42的兩平面精加工工序的寬度，選用寬度B=18mm,公差為h6的A型定位鍵來(lái)確定夾具在機(jī)床上的位置。【1】
夾具體選用灰鑄鐵的鑄造夾具體【7】。其基本厚度選為22mm,并設(shè)計(jì)出供寬度為42的兩平面精加工工序用螺栓緊固夾具用得U形寬度為42的兩平面精加工工序耳座。根據(jù)所設(shè)計(jì)的各種元件、機(jī)構(gòu)、裝置，設(shè)計(jì)出夾具的形狀、結(jié)構(gòu)。
5 夾具圖繪制
5.1 工序圖
依據(jù)零件的加工要求，制訂寬度為42的兩平面精加工工序工序圖。見(jiàn)附圖01
5.2 夾具體零件圖
參照工序圖的定位夾緊方案，合理設(shè)計(jì)寬度兩平面精加工工序的夾具，繪制夾具體零件圖。
5.4 標(biāo)注總圖上的尺寸、公差與配合和技術(shù)條件
5.4.1 標(biāo)注尺寸、公差與配合
1.夾具外形輪廓尺寸
2.工件與定位元件的聯(lián)系尺寸
3.夾具與刀具的聯(lián)系尺寸 即調(diào)刀尺寸，分為水平和垂直兩個(gè)方向的尺寸。
（1）水平方向的調(diào)刀尺寸為為銷(xiāo)中心至對(duì)刀元件尺面的距離。 查手冊(cè)的所用銑刀的寬度尺寸及其極限偏差為，其平均尺寸為12.09mm。定位銷(xiāo)中心至工件上寬度為42的兩平面精加工工序，再加上塞尺厚度2mm，故水平方向調(diào)刀尺寸的基本尺寸
（2）垂直方向的調(diào)刀尺寸為定位元件(兩支承釘)工作面至對(duì)刀面之間的位置尺寸。工件上相應(yīng)的尺寸為工件寬度為42的兩平面精加工工序底至工件底面之間的尺寸，減去3mm的塞尺厚度
4.夾具與機(jī)床連接部分的聯(lián)系尺寸 定位鍵與工作臺(tái)寬度為42的兩平面精加工工序配合尺寸為18H7/h6。
5.4.2制訂技術(shù)條件
1.由于工件上有寬度為42的兩平面精加工工序底至工件底面的垂直度要求0.10mm，夾具上應(yīng)標(biāo)注定位表面Q(兩個(gè)支承板限定的表面)對(duì)底面的垂直度允差100:0.2 (mm)。
2.由于工件上有寬度為42的兩平面精加工工序兩側(cè)面對(duì)Φ10孔軸線對(duì)稱度要求，夾具上應(yīng)標(biāo)注定位表面Q(兩個(gè)支承板限定的表面)對(duì)定位鍵側(cè)面的垂直度允差100:0.2 (mm)。
3.兩定位支承釘?shù)牡雀咴什畈淮笥?.02(mm)。