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第三章 夾具設計
機床夾具設計是工藝裝備設計中的一個重要組成部分，在整個加工構成中，夾具不僅僅是為了夾緊、固定被加工零件，設計合理的夾具，還要求保證加工零件的位置精度、提高加工生產(chǎn)率。各種專用夾具的設計質(zhì)量，將直接影響被加工零件的精度要求，在機械加工工藝過程中起到重要的作用。
在設計的過程當中，應深入生產(chǎn)實際，進行調(diào)查研究，吸取國內(nèi)外先進技術，制定出合理的設計方案，在進行具體設計。
2.1 研究原始質(zhì)料
利用本夾具主要用來鉆、鉸加工四個均布孔.加工時除了要滿足粗糙度要求外，還應滿足孔軸線對底平面的平行度公差要求。為了保證技術要求，最關鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。
2.2 定位基準的選擇
由加工零件圖可知：四個孔的軸線與底平面有平行度公差要求，在對孔進行加工前，底平面進行了粗銑加工。因此，選底平面為定位精基準（設計基準）來滿足平行度公差要求。
孔、、的軸線間有位置公差，選擇左端面為定位基準來設計鉆模，從而滿足孔軸線間的位置公差要求。工件定位用底平面和兩個側面來限制六個自由度。
2.3 切削力及夾緊力的計算
由資料《機床夾具設計手冊》查表可得：
布氏硬度：HB =HBmin－(HBmax－HBmin)
=170－(241－170)
=146.33
切削力：=26
=26×10××
=820.68 N
切削扭矩：=10
=10×××
=2507.26N·mm
切削功率：=
=2507.26×15/(9740×3.14×10)
=0.123 kw
式中：HB——布氏硬度
F——切削力（N）
D——鉆頭直徑（mm）
f——每轉進給量（mm/r）
T——切削扭矩(N·mm)
V——切削速度（m/min）
P——切削功率(kw)
根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。
由表得： 取，，
即：
螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算：
式中參數(shù)由《機床夾具設計手冊》可查得：
其中：
螺旋夾緊力：
該夾具采用螺旋夾緊機構，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件。受力簡圖如下：
由表得：原動力計算公式
即：
由上述計算易得：
因此采用該夾緊機構工作是可靠的。
2.4 誤差分析與計算
該夾具以底平面、上端面為定位基準，要求保證孔軸線與左側面間的尺寸公差以及孔軸線與底平面的平行度公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。
孔軸線與左側面為線性尺寸一般公差。根據(jù)國家標準的規(guī)定，由《互換性與技術測量》表可知：
?。ㄖ械燃墸┘?：尺寸偏差為
由《機床夾具設計手冊》可得：
① 定位誤差（兩個垂直平面定位）：
② 夾緊誤差 ：
其中接觸變形位移值：
③ 磨損造成的加工誤差：通常不超過
④ 夾具相對刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。
2.5 夾具設計及操作的簡要說明
本夾具用于在搖臂鉆床上加工后托架的三杠孔。工件以底平面、側面和蓋板平面為定位基準，在支承釘和止推板上實現(xiàn)完全定位。為工件裝夾可靠，采用了輔助支承。
如前所述，應該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設計采用了手動夾緊方式，在夾緊和松開工件時比較費時費力。由于該工件體積小，工件材料易切削，切削力不大等特點。經(jīng)過方案的認真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機構）。這類夾緊機構結構簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應用。