1、畢業設計說明書論文(全套cad圖紙) qq 36396305 圖書分類號：密 級：摘要雙面鏜削組合機床采用專用夾具，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，一個側面上約束一個自由度，端面上限制兩個自由度，實現完全定位。采用前法蘭式油缸夾緊裝置進行夾緊。為了減少定位誤差，使設計基準與定位基準重合。采用鑄造結構的夾具體，在本設計中，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

2、便于搬運。關鍵詞 鏜削；定位；油缸abstractboring 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 . sup

3、porting 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

4、 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 ba

5、se between the screw fastening, the die is boring holes, grooves, in order to move . keywords boring positioning tankii畢業設計說明書論文(全套cad圖紙) qq 36396305 目 錄1 緒論11.1 課題背景11.1.1 機床夾具在機械加工中的作用11.1.2 機床夾具發展的趨勢21.2 論文的研究的主要內容22 機床夾具的概述32.1 夾具的組成和分類32.2 組合機床專用夾具的特點32.3 組合機床專用夾具的分類.42.4組合機床專用夾具的設計程序.43 專用夾具的定

6、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 導向裝置及夾具體設計205.1 導向裝置的確定205.2 夾具體的設計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 夾具體的排屑結構225.3

7、夾緊結構的工藝性226 夾具其他部分結構的設計246.1 輔助定位結構的確定246.2 夾緊機構的確定246.3 鏜模的設計256.4 鏜桿的設計276.5 鏜套與鏜桿以及襯套等的配合.286.6夾具設計和操作的簡要說明.286.7有關技術條件的說明29結論30致謝31參考文獻32附錄33附錄133附錄235491 緒論1.1 課題背景1.1.1機床夾具在機械加工中的作用1) 保證加工精度 采用夾具安裝，可以準確地確定工件與機床、刀具之間的相互位置，工件的位置精度由夾具保證，不受工人技術水平的影響，其加工精度高而且穩定。2) 提高生產率、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

8、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，并采用高效夾緊機構，這些因素均有利于提高勞動生產率。另外，采用夾具后，產品質量穩定，廢品率下降，可以安排技術等級較低的工人，明顯地降低了生產成本。 3) 擴大機床的工藝范圍 使用專用夾具可以改變原機床的用途和擴大機床的使用范圍，實現一機多能。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，以充分發揮通用機床的作用。4) 減輕工人的勞動強度 用夾具裝夾工件方便、快速，當采用氣動、液壓等夾緊裝置時，可減輕工人的勞動強度。1.1.

9、2 機床夾具發展趨勢夾具是機械加工不可缺少的部件，在機床技術向高速、高效、精密、復合、智能、環保方向發展的帶動下，夾具技術正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經濟方向發展。1) 高精隨著機床加工精度的提高，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5m，夾具支承面的垂直度達到0.01mm/300mm，平行度高達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5m以內；夾具重復安裝的定位精度高達5m；瑞士erowa柔性夾具的重復定位精度高達2

10、5m。機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械制造企業。誠然，為了適應不同行業的需求和經濟性，夾具有不同的型號，以及不同檔次的精度標準供選擇。2) 高效為了提高機床的生產效率，雙面、四面和多件裝夾的夾具產品越來越多。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12秒，夾具結構簡化，為機床進行多工位、多面和多件加工創造了條件。為了縮短在機床上安裝與調整夾具的時間，瑞典3r夾具僅用1分鐘，即可完成線切割機床夾具的安裝與校正。采用美國jergens（杰金斯）公

11、司的球鎖裝夾系統，1分鐘內就能將夾具定位和鎖緊在機床工作臺上，球鎖裝夾系統用于柔性生產線上更換夾具，起到縮短停機時間，提高生產效率的作用。3) 模塊、組合夾具元件模塊化是實現組合化的基礎。利用模塊化設計的系列化、標準化夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術開發的基點。省工、省時，節材、節能，體現在各種先進夾具系統的創新之中。模塊化設計為夾具的計算機輔助設計與組裝打下基礎，應用cad技術，可建立元件庫、典型夾具庫、標準和用戶使用檔案庫，進行夾具優化設計，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，又能積累使用經驗，了解市場需求，不斷地改進和

12、完善夾具系統。組合夾具分會與華中科技大學合作，正在著手創建夾具專業技術網站，為夾具行業提供信息交流、夾具產品咨詢與開發的公共平臺，爭取實現夾具設計與服務的通用化、遠程信息化和經營電子商務化。4) 通用、經濟夾具的通用性直接影響其經濟性。采用模塊、組合式的夾具系統，一次性投資比較大，只有夾具系統的可重組性、可重構性及可擴展性功能強，應用范圍廣，通用性好，夾具利用率高，收回投資快，才能體現出經濟性好。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，使得夾具的通用性好，元件少而精，配套的費用低，經濟實用才有推廣應用的價

13、值。1.2論文主要研究的內容這次畢業設計的課題是設計一臺雙面組合鏜床，我個人主要負責機床的專用夾具設計。由于本機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、提高了機床的可靠性、降低了機床的制造成本、達到了機床設計的目的。設計組合鏜床夾具，論文主要研究以下的內容：1) 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、導向裝置和夾具體的設計。2 機床夾具概述 夾具是組合機床的重要組成部件，是根據機床的工藝和結構方案的具體要求而專門設計的。它是用于實現被加工零件的確定定位，夾壓，刀具的導向，以及裝卸工件時的限位等作用的。2.1 夾具的組

14、成和分類在機床上裝夾工件所使用的工藝裝備成為機床夾具,簡稱夾具。雖然加工的工件的形狀、技術要求不同，所使用的機床不同，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、對刀及引導元件、夾具體以及其他元件及裝置。機床夾具的種類很多，可按夾具的應用范圍分類，也可按照所使用的動力源進行分類。按夾具的應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。我們設計的夾具是專門用來為工件的鏜孔設計的夾具，所以選擇專用夾具。2.2 組合機床專用夾具的特點 組合機床夾具跟一般夾具所起的

15、作用看起來很接近，但其結構和設計要求卻有著很顯著的甚至是根本的區別。組合機床夾具的結構和性能，對組合機床配置方案的選擇，有很大的影響。其主要特別如下：1) 一般的機床夾具是作為機床的輔助機構設計的，而組合機床夾具是機床的重要組成部分，其設計工作是整個組合機床設計的重要部分之一2) 組合機床夾具和機床其他部件有著極其密切的關系：如回轉或移動工作臺，回轉鼓輪，主軸箱。刀具和輔具，鉆模板和托架，以及支承部件等等。而且夾具的結構也要按這些部件的具體要求來確定。如在液壓驅動的立式回轉工作臺機床上的夾具，其夾壓系統就可采用液壓作為動力；而在臥式鼓輪機床上的夾具，則多采用電氣-機械的夾緊方式。3) 由于組合

16、機床常常是多刀、多面、和多工序同時加工，會產生很大的切削力和振動。因此組合機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生位移。同時，也不應使工件產生不容許的變形。4) 組合機床夾具是保證加工精度（尺寸精度、幾何精度和位置精度等）的關鍵部件，其設計、制造和調整都必須有嚴格的要求，使其能持久地保持精度。5) 組合機床夾具便于實現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，以及在不從機床上拆下夾具的情況下，能夠更換易損壞和維護調整。6) 組合機床的通用部件可以組織專門工廠進行集中生產。這樣可以采用專門高效設備進行加工，有利于提高

17、通用部件的性能，降低制造成本。2.3 組合機床專用夾具的分類按結構特點，組合機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床夾具。按被加工零件的機構和加工要求，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床夾具。按移位方法它分為：固定式多位夾具、回轉夾具、移動工作臺和回轉鼓輪夾具等。2.4 組合機床專用夾具的設計程序組合機床夾具是組合機床的重要組成部件，其設計應按如下程序進行：1) 認真研究分析所要設計夾具的原始數據和要求 因為在擬訂組合機床的工藝和結構方案時，對夾具的

18、結構形式和主要性能已提出了原則要求；2) 擬訂夾具結構方案和進行必要的計算 根據機床總體設計中確定的工件定位基面，夾壓裝置、加工方法和刀具導向方式等，制定夾具的具體方；3) 組合機床夾具的總圖和零件圖設計 在已經確定的夾具結構方案基礎上，設計生產用的夾具總圖和零件圖。3 專用夾具的定位方案3.1 工件裝夾工件的裝夾，可根據工件加工的不同技術要求，采用先定位后夾緊或在夾緊過程中同時實現定位兩中方式，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動具有準確的位置。在機床上對工件進行加工時，根據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表面或劃線的

19、找正，最后確定工件加工時應具有準確位置的裝夾方法。2)夾具裝夾法即通過安裝在機床上的夾具對工件的定位和夾緊，最后確定工件加工時應具有準確位置的裝夾方法。采用夾具裝夾發對工件進行加工時，為了保證工件加工表面相對其他有關表面的尺寸和位置精度，必須滿足以下三個條件：1) 工件在夾具中占據一定的位置；2) 夾具在機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用機動三輪車的變速箱殼體，它的作用是支承傳動軸和齒輪，實現各軸之間的傳動。零件圖如下：圖3-1 變速箱箱體零件的結構簡圖附零件的技術：1) 消除內應力，鑄件硬度hb170-241；2) 未注圓角按r3-5；

20、3) 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 零件的工藝分析結合同組其他兩位同學的工藝路線，本次專用夾具是針對工序粗鏜三個軸承孔和工序精鏜三個軸承孔的加工而設計的：孔是孔，孔是孔，孔是孔。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，我認為應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，

21、對其它表面進行加工，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面，機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,一個側面約束一個自由度,端面約束兩個自由度,實現全面定位。2) 刀具: 根據鏜孔直徑d查閱組合機床設計第一冊表4-5得:孔:截面為16*16的硬質合金鏜刀,主偏角=50,鏜桿直徑=60mm;孔:截面為12*12的硬質合金鏜刀,主偏角=50,鏜桿直徑=40m

22、m;孔:截面為12*12的硬質合金鏜刀,主偏角=50,鏜桿直徑=45mm。鏜刀在鏜桿上一般要傾斜一個角度安裝,以使鏜刀在鏜桿內有較長的安裝長度并有足夠的位置安裝壓緊及調整螺釘。根據鏜桿的直徑使鏜刀安裝成=12,為了避免鏜刀在加工過程中因工件材質不均而楔入工件中,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。考慮到過大的前角會影響刀尖的強度,因此鏜刀刀尖又不能高于孔中心太。在組合機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.即孔時為2mm，孔時為1.55mm，孔時為1

23、.3 mm。這樣鏜刀前后角在垂直于鏜桿軸心線的截面內變化約為56 鏜刀不宜在鏜桿外懸伸過長，以免剛性不足，造成振動。3) 機床：臥式雙面組合鏜床。3.5 工序圖的制定被加工零件的工序圖是根據選定的工藝方案，表示在一臺機床上或一條自動線上完成的工藝內容、加工部位的尺寸及精度、技術要求、加工用的定位基準、夾壓部位、以及被加工零件的材料、硬度和在本機床加工前毛坯情況的圖紙。它是在原有工件圖基礎上，以突出本機床的加工內容，加上必要的說明繪制的。它是組合機床設計的主要依據，也是制造使用時調整機床、檢查精度的重要技術文件。被加工零件工序圖包括下列內容：1) 在圖上表示出被加工零件的形狀，設置中間導向時，工

24、件內部筋的布置和尺寸，以便檢查工件裝進夾具是否相碰，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，以便依此進行夾具的支承，定位及夾壓系統的設計。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條件（包括對上道工序的要求和本機床保證的部分）。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。依據上訴內容畫出本設計的工序圖。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確占據定位元件所規定的位置;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。根據工件在各

25、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實際限制的不定度個數少于工序加工要求應予限制的不定度個數，則工件定位不足，稱為欠定位。4) 重復定位：工件在夾具中定位，若幾個定位支承點重復限制同一個或幾個不定度時，稱為重復定位。加工此工件采用完全定位。圖3-3零件圖簡圖基面的選擇是工藝工程設計中的重要工作，箱體零件是機械制造業中加工工序最多，勞動量最大，精度要求高

26、的關鍵零件。如汽車拖拉機行業的氣缸體、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行。“一面兩銷”是這類箱體在組合機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，這時候可以采用平面定位法。就是以三個平面進行定位。其中主要的定位面最好采用箱體的設計基面。所以設計基面就是箱體件在機床中的平面是設計基面之一。同時，關于工藝基面的選擇必須遵循以下幾個原則：1) 應當盡量選用設計基面作為組合機床上加工用的定位幾面的選擇；2) 選擇的定位基面應確保工件的穩定定位；3) 選擇基面時保證在一次安裝下，能對盡可能多的面進行加工；4) 統一

27、基面的原則。即在各臺機床上采取共同定位基面來加工工件不同面上的孔，或對同一個面上的孔完成不同的工序；5) 選擇定位基面應考慮夾緊方便，夾具結構簡單；6) 當被加工零件不具備理想工藝基面時，可在機床上增加輔助支承機構；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的。在機械加工中，雖然被加工工件的種類繁多和形狀怪異，但從它們的基本結構來看，不外乎是由平面、圓柱面、圓錐面

28、或它們之間的組合表面作為定位基準。在夾具設計中常用的平面定位元件有固定支承、可調支承、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定心定位，支承板實現對外圓表面的支承定位，v型塊則實現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，這是需要選用相應的錐面定位元件。根據圖3-2，本次設計的箱體不具備一面兩銷的定位準則，采用的定位方法就是平面定位法。已經加工a面為設計基面

29、，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計、制造與使用中引起的各項相關誤差稱為夾具誤差，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計質量的重要指標。它是合理選擇定位方案的一個重要依據。依據定位誤差分析計算的結果，便可以看出影響定位誤差的因素

30、，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計中的一個十分重要的環節。定位誤差是用夾具裝夾加工一批工件時,由于定位不準確引起該批工件某加工精度參數(尺寸、位置)的誤差稱為該加工精度參數的定位誤差（簡稱定位誤差）。以其最大誤差范圍來計算。分析零件圖，由于設計基準跟定位基準重合，故=0，=0；又是平面定位，平面定位時工件的定位面與定位元件的定位工作面是平面接觸，二者的集合的位置不會發生變化，因此一般認為：=0，=0；所以定位誤差 =+=0。另外，基準位移誤差；而考慮工件的自由公差為0.40,故定位方案可行。4 夾緊力的分析與計算4.1 概述夾緊裝置的基本任務就

31、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，不發生移動和振動，確保加工質量和生產安全。有時工件的定位是在夾緊過程中實現的，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，動力源和夾緊機構。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。 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注意：1) 保證工件在夾緊后定位穩定。為此避免產生能使工件離開夾具定位表面的力系和力矩系，夾緊力的作用點應在定位支承面之上，或者落在由支承板連成的范圍之內。2) 必須保證夾緊后工件的變形最小

32、。為此，夾緊力應作用在工件剛性最好的部位，即夾緊部位應該盡量靠近工件的壁和筋，并要避免設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生使工件彎曲的力矩。為此，夾緊點應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) 夾緊力的作用點應盡可能靠近工件的加工表面，以提高定位穩定性和夾緊可靠性。4) 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，在多數情況下需要對工件進行多點夾壓，力求使工件夾緊得比較堅固。但是，要實現多點夾緊，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動夾緊機構來實現。綜上所述，本次設計采用浮動壓板多點夾緊，夾緊點取在

33、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的位置，工件中立的方向和切削力的方向有密切的關系。夾緊力的方向應朝向工件在夾具上的定位時的主要基準面，為使夾緊力有助于定位，則工件應緊靠支承點，并保證各個定位基準與定位元件接觸可靠，一般地講，工件的主要定位基準面其面積較大，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定和減小工件的夾緊變形都是有利的。 夾緊力的方向應有利于減少夾緊力：1) 夾緊力和切削力的有關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

34、，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生的摩擦力來抵制的，因此所需的夾緊力也很大。在本次設計中，我所設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生摩擦力，與切削力抗衡。達到夾緊的目的。4.3 夾緊力的大小4.3.1 切削力的計算孔的計算如下：粗鏜：主切削力 式（4.1）式中 與工件材料、刀具材料有關的影響系數，其大小與實驗條件有關； 背吃刀量對切削個分力的影響指數； 進給量對切削個分力的影響指數； 切削速度對切削個分力的影響指數； 實驗條件與計算條件不同時的影響

35、指數。代入公式得： 635.08（n）系數取： =900，=1.0 =0.75，=0，=1.08徑向切削力 式（4.2）式中 與工件材料、刀具材料有關的影響系數，其大小與實驗條件有關； 背吃刀量對切削個分力的影響指數； 進給量對切削個分力的影響指數； 切削速度對切削個分力的影響指數； 實驗條件與計算條件不同時的影響指數。代入公式得： 390.95 （n）式中系數及指數： =530，=0.9 =0.75，=0，=1.21。軸向切削力： 式（4.3）式中 與工件材料、刀具材料有關的影響系數，其大小與實驗條件有關； 背吃刀量對切削個分力的影響指數； 進給量對切削個分力的影響指數； 切削速度對切削個分

36、力的影響指數； 實驗條件與計算條件不同時的影響指數。代入公式得： =574.88 （n）式中系數及指數： =450，=1.0 =0.4，=0，=1.16。半精鏜：主切削力代入公式（4.1）得： 317.54 （n）式中系數及指數： =900，=1.0 =0.75，=0，=1.08徑向切削力代入公式（4.2）得： =209.51 （n）式中系數及指數： =530，=0.9 =0.75，=0，=1.21。軸向切削力代入公式（4.3）得： =244.4 （n）式中系數及指數： =450，=1.0 =0.4，=0，=1.16。孔的計算如下： 粗鏜：主切削力代入公式（4.1）得： =313.8 （n）式

37、中系數及指數： =900，=1.0 =0.75，=0，=1.08徑向切削力 代入公式（4.2）得： =198.83 （n）式中系數及指數： =530，=0.9 =0.75，=0，=1.21軸向切削力代入公式（4.3）得： =345.14 （n）式中系數及指數： =450，=1.0 =0.4，=0，=1.16。半精鏜：主切削力代入公式（4.1）得： =209.22 （n）式中系數及指數： =900，=1.0 =0.75，=0，=1.08徑向切削力代入公式（4.2）得： =138.04 （n）式中系數及指數： =530，=0.9 =0.75，=0，=1.21軸向切削力代入公式（4.3）得： =23

38、0.09（n）式中系數及指數： =450，=1.0 =0.4，=0，=1.16精鏜：主切削力代入公式（4.1）得： =104.61（n）式中系數及指數： =900，=1.0 =0.75，=0，=1.08徑向切削力代入公式（4.2）得： （n）式中系數及指數： =530，=0.9 =0.75，=0，=1.21軸向切削力代入公式（4.3）得： =115.05 （n）式中系數及指數： =450，=1.0 =0.4，=0，=1.16孔計算如下：粗鏜：主切削力代入公式（4.1）得： 351.42 （n）式中系數及指數： =900，=1.0 =0.75，=0，=1.08徑向切削力：代入公式（4.2）得：

39、=222.64 （n）式中系數及指數： =530，=0.9 =0.75，=0，=1.21軸向切削力：代入公式（4.3）得： =366.6 （n）式中系數及指數： =450，=1.0 =0.4，=0，=1.16半精鏜：主切削力代入公式（4.1）得： =234.28 （n）式中系數及指數： =900，=1.0 =0.75，=0，=1.08徑向切削力：代入公式（4.2）得： =154.57 （n）式中系數及指數： =530，=0.9 =0.75，=0，=1.21軸向切削力：代入公式（4.3）得： =244.4 （n）式中系數及指數： =450，=1.0 =0.4，=0，=1.16精鏜：主切削力代入公

40、式（4.1）得： =243.28 （n）式中系數及指數： =900，=1.0 =0.75，=0，=1.08徑向切削力：代入公式（4.2）得： =82.83 （n）式中系數及指數： =530，=0.9 =0.75，=0，=1.21軸向切削力：代入公式（4.3）得： =122.2 （n）式中系數及指數： =450，=1.0 =0.4，=0，=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，例如工件材質不均，加工余量不均（尤其是粗加工時候，本機床是精鏜加

41、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，在選擇夾緊機構的時候，機構的夾緊力要適當的擴大，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：工件夾具刀具機床都是絕對剛性的。切削過程是穩定的，而且切削參數也是固定不變的。在這些條件下，切削力可根據切削原理中的計算公式或計算圖中可求得。而且切削參數也是固定不變的。在這些條件下，

42、切削力可根據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，在設計結果中引進安全系數，做為實際需要的夾緊力。在此次設計中，夾緊力是有油缸施加與工件，使工件與定位面產生摩擦力，當摩擦力大于工件所受的切削力時候，工件就可以被夾緊。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。在組合機床上多刀加工時這種情況尤為顯著。且為了

43、保證夾緊可靠應選擇機床工作過程中最不利的狀態來確定所需要的夾緊力的大小。在各面同時加工時，應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。因為各動力頭的進給阻力不同和液壓系統工作的不同等原因。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，在機床調整和試車中，常常需要一面地分別調整和試車，因此夾具的設計必須能夠滿足單面進行切削加工的要求，本次設計中夾緊力與切削力垂直的情況下，應取較大的安全系數，以保證夾緊機構能可靠地工作。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 式（4.4）式中 基本安全系數 加工狀態

44、參數 刀具鈍化參數 切削特點參數查表得：=1.51.21.21.0=2.16考慮切削力與夾緊力垂直，依靠工件與支承板之間產生的摩擦力，達到防止工件平移。因為在加工孔時,先進行粗鏜加工,取軸向切削力=574.88(n),加工,孔時，粗鏜和半精鏜同時加工，取其中較大的力=345.14(n),=366.6(n).因此工件所受的最大切削力: = 式（4.5） =574.88+345.14+366.6=1286.62(n) =7313.42(n)=746.3（kg）式中 夾緊力； 工件的重量；假設為200（n）； 安全系數； 工件所受的最大切削力； 工件與壓板之間的摩擦系數； 工件與支承板之間的摩擦系數

45、；2) 考慮到夾緊力抵抗切削力產生的顛覆力矩,受力平衡式: 式（4.6）由此可求得所需夾緊力：= =105547.968426=247.8(n)式中 l孔切削力到夾具定位支承面的距離； 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;因此經比較,取夾緊力;4.3.3 夾緊油缸的確定在前我們說過現代高效率的夾具大多采用機動夾緊方式，如：氣動、液動、電動等。其中以氣動和液動裝置應用最為普遍。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構和工作

46、原理基本上與氣動相同，只是工作介質的不同，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，因此它大多應用在本身已有液壓傳動系統裝置的機床設備上。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,應高于計算求得的夾緊力。所以選用前法蘭式油缸t5016型，其主要參數：工作壓力，活塞桿推力為，行程30mm。5 導向裝置及夾具體設計5.1 導向裝置的確定在組合機床上完成的孔加工工序中，除了采用“剛性

47、主軸”加工方法外，在大多數情況下，切削刀具都在導向裝置中加工，因此，具有精密的導向便成為組合機床刀具工作的顯著特點之一。組合機床夾具上的導向裝置是作為引導刀具對工件進行切削加工的重要。導向裝置的作用在于：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的支承剛性。因此，它對于保證加工精度和機床的可靠工作有著重要的影響。鏜套的結構類型，根據鏜套的布置形式分為；單支承導向和雙支承導向兩類。在此，我采用導向套進行加工，其加工精度在很大程度上決定于導向裝置的精度，我們鑒于在刀桿結構上做有內滾式導向，在夾具上取用固定導向套，將其安裝在機床夾具的鏜模架上，固定不動。本次設計是雙面鏜削

48、機床上的夾具設計，所以本夾具分左右兩個鏜模架。與夾具體固定連接，并且考慮導向長度為200mm。為避免鑄造時的缺陷，取框架結構。但個導向孔鑄造出來，有筋板相連。在節省其材料的同時避免鑄造缺陷，且達到提高其剛度、強度。在三個導向孔內加固定導向套，并取框架與導向孔長度都是200mm。方便于它們一次性加工成功。5.2 夾具體的設計夾具總體設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。組合夾具的各種元件、機構、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、慣性力及由此產生的振動和沖擊。所以夾具體是夾具中一個設計、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

49、占的比重較大，制造周期也長，設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，要考慮毛坯的生產日期、工藝性、成本、抗振性、剛度等幾個方面的因素，同時結合工件的具體條件加以選定。常見的毛坯結構有鑄造結構、焊接結構、鍛造結構、裝配結構。鑄造夾具體是常用的夾具體毛坯制造方式，其突出優點是制造工藝性好，可以鑄造出復雜的外形，鑄件的抗壓強度、剛度和抗振性好，且采用適當的時效方式，可以消除主宰的殘余應力，長期保持尺寸的穩定性，其缺點是制造周期長，生產成本較高。鑄件夾具體的材料可根據夾具的具體要求加以選擇，通常為ht

50、15-33或ht20-40灰鑄鐵；強度的要求高時也可根據采用鑄鋼件，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，要產生的熱變形和殘余應力，對精度影響很大，故焊接后要進行退火處理。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準毛坯或零件，根據使用要求組裝而成。由于標準件可組織專門工廠進行專業化成批生產，因而不僅可大大縮短夾具體的制造周期，也可以降低生產成本。為使裝

51、配夾具體能在生產中得到廣泛應用，必須實現其結構的系列化及組成元件的標準化。在本次夾具體設計中選擇的夾具體毛坯結構是鑄造結構，其優點是工藝性好，可以鑄造出各種復雜的形面，而且鑄件的抗壓力強，剛度和抗振性都比較好。此外，逐漸易加工，成本低廉。面對逐漸內應力的緣故，必須對其進行時效處理。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雜的基礎元件，在夾具體上，要安放組成該夾具所需要的各種元件、機構、裝置，并且還要考慮便于裝卸工件以及在機床上的固定，因此夾具體的形狀和尺寸應滿足一定的要求，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等所以在專用夾具中。夾具體的形狀和尺寸很多是非標準