I頁引言在進行切削時，必須按照預定的工藝要求對零件進行切削，并將其置于機床或刀具中。工件的夾具由定位和夾持兩部分組成。在同一加工過程中，將工件固定在固定架上。一組工件在同一時間被固定在固定架上，其位置不能完全一致，但是每個部件的位置變動應該在技術規定允許的限度之內。在確定了工件后，把它的位置定好，這就是所謂的夾緊。工件夾持的主要工作是：在切削力、離心力、慣性力和自重的雙重影響下，工件不會脫離原來的工作狀態，從而保證切削過程的順利進行。在確定了工作地點以后，稱為“定位”。這篇文章是關于悶頭臂的一個技術問題和定位夾緊裝置的設計，事實上，悶頭臂并不是很常用的部件，只有在一些特定的場合才會使用，所以為了方便批量生產，必須要設計專用夾具。由于機床行業的快速發展，鉆床的使用越來越普遍，雖然鉆床很適用于某些高精度的鉆孔，但是在銑削時，鉆孔的精確度會降低，更適于加工平面和成形表面。而鏜床不一樣，可以加工精度更高的孔，悶頭臂雖然不常見但其加工要求較高，所以本文使用鏜床進行鏜孔。第1章緒論1.1課題研究的目的及意義夾具起源于19世紀初，隨著人類生活水平的發展，科學技術的不斷提高，夾具已經從一種輔助工具發展到了一種功能齊全的設備，在機械制造、焊接、熱處理、組裝等領域，都占據了無可替代的位置。在機械加工中，為確保加工精度，一般將工件固定在適當的位置，以便進行加工和檢驗。而現在，隨著制造業的迅速發展，夾具的應用也日益受到重視。過去，在完成工件上的線條后，用四爪卡盤將其沿直線固定，隨后進行內部鉆孔的處理。在校正過程中，由于在調整圓柱表面夾鉗時，工件會產生翻轉，使刻痕中心線產生角偏差，造成工件難以糾正，造成加工廢品。為此，研制出一種特殊的固定裝置，并在實際應用中取得良好的成效。機械制造中用于被加工物體固定在適當位置以便進行工程或測試的裝備，又為卡具。從廣義上來說，在工藝過程中的任何工序，用來迅速、方便、安全地安裝工件的裝置，都可稱為夾具。毫不夸張的說，夾具，無處不在。現代的時代，科技發展得很快，電子產品的發展迅速，每隔一段時間就會有新的技術出現，更新迭代得太快，尤其是手機，可以說是隔半年就有新技術出現，但不僅是其中芯片技術重要那些零部件也同等重要。而零部件的加工就需要用到夾具了，越小的零部件對其精度要求也越高，所以不僅要選擇合適的機床，夾具的設計同等重要。夾具作為生產體系中的一個關鍵部件，無論是在傳統工藝上，亦或是在現代化的制造系統中，都無法與之相適應。由此可見，合理的加工工藝不但可以提高勞動生產率，提高加工精度，降低成本，還能拓寬機床的應用領域，提高了加工的生產效率，降低了成本。1.2夾具的國內外發展現狀在機床加工和定位過程中，夾緊裝置是十分關鍵的一部分。在機床的應用上，夾具是不可或缺的，不僅可以提高設備的生產效率，確保設備的品質，同時也能使工作人員的工作變得簡單，使機床可以加工出更加復雜的零件，從而縮短機器的生產周期，這對于整個機械行業來說，都是非常有價值的。機床夾具不僅具有高的加工精度，而且其測量、裝配和調試都應以達到自動控制的目的。因此，在工業化國家，刀具的成本很高，未來國內的機械設備廠商若全部依靠國外生產，勢必會給國民經濟帶來沉重的經濟壓力。并且還由于夾具的損壞速度較快，前單一加工的夾具往往不能滿足一臺機床的需求，而需要配套各種形狀和尺寸的夾具。機床夾具的發展大體經歷了以下3個階段[10]：（1）夾具是人的輔助性工具，人與物相配合，使得工藝更加完美。這個步驟的目的是為了增加工作效率。（2）將固定裝置用作人與機床之間的橋梁。該裝置是對工件進行定位和夾緊的。本步驟的目的是改善加工工藝及設備的工作質量。（3）將該裝置與該設備相連接，使其與該設備融為一體，并使其變成一種必要的加工設備，而該夾具則是該設備的一種實現方法。夾具是實現工藝的手段之一。這就是對加工過程的控制，對夾具的加工進行控制。在世界范圍內，俄國、德國、美國等國家是世界上最大的復合夾持器制造商。目前，世界夾具廠商都是中小型夾具、可調式夾具主要承接本地及國內訂單，通用型夾具現已逐漸成為國際貿易中的一種。有關夾具和組合夾具的產值和貿易額尚缺乏統計資料，但是在歐美的一系列機床上，一組大型零件的裝配和裝配的成本特別高。夾具技術在歷史上有著悠久的發展，性價比的優越性由于我們的加入以及全球的制造業整合，尤其是電子商貿的不斷發展。這里面蘊含的巨大的市場潛力更是有著廣闊的發展空間。我國國民經濟的發展與發展，與我國的機械生產技術水平密切相關。今天，資訊科技的發展，雖然改變了傳統的制造業，但并沒有減弱其重要性，因為許多國家的經濟發展都表明了這一點。比如美國最近幾年的發展，美國在第二次世界大戰后就是一個強大的制造業國家，但是在二十世紀七十年代和八十年代，由于被稱為“夕陽工業”，美國在汽車、家電等領域的生產遭到日本的嚴重沖擊，失去了很多市場，從而造成美國1990年代早期的經濟蕭條。這種嚴峻的形勢迫使美國的決策者們對他們的工業政策進行了反思，他們制定了一系列的工業復興計劃，其中，1994年被列為了美國的生產技術年，而美國政府在這一年里，也只有生產技術是政府最重視的一個行業。這些舉措使得美國的先進生產技術迅速發展，推動美國經濟全面恢復，挽回了大量丟失的市場。隨著機床行業的迅速發展，尤其是在高速發展的今天，夾具技術落的滯后帶所造成的負面影響將愈演愈烈，如果技術的革新與研究，盡早實現工業化，國內的機械制造業很難在這個具有廣闊市場前景的夾具行業中找到一席之地。另外，其創新之處在于，是因為它衍生出了各種高附加值的機床通用夾具，它們可以與主機即機床相匹配，也可以作為獨立的產品，在國內外的機床配件市場上進行銷售。因此，研制一種適用于機床的通用夾具技術，既可以最大限度地發揮機床的性能和效率，而且能夠推動工藝技術的發展，同時也可以為研發人員和制造企業創造更多的經濟效益。1.3夾具的發展趨勢近些年來，隨著數控機床、加工中心、柔性制造單元和柔性制造系統的大量使用，使得傳統的加工工藝發生了巨大的變化，加工夾具的作用也由原來的裝夾、定位、導向，變成了裝夾和定位[5]。同時，隨著設備的數字化處理能力的不斷擴大，對以后的夾具的快速定位和裝夾的速度的提高也越來越迫切。機床技術逐漸向高速，高效率，高精度還有高智能環保方向發展，而模具制造技術同樣也向著高精度，高效率，模塊化，通用化和經濟化方向發展。高精密：在機械加工的過程中，為減少定位誤差，增加對模具的精確性，使夾具的位置孔間距可達5微米，而夾持表面垂直度可達0.01毫米/300毫米，且具有0.01毫米/500毫米的平整度。德國Demmeler公司生產的長4米、寬2米的多工位復合式工裝工作臺，其等高誤差為0.03毫米；瑞士羅華彈性固定裝置可實現2~5微米的反復定位，使機床的加工精度達到了微米級[5]。高效率：為提升加工效率，采用雙面、四面、多片式的夾緊裝置。新型電子控制永久磁鐵夾具，使加壓和釋放工裝僅需1-2秒，使其結構更加簡單，便于多工位、多面和多個零件的生產。瑞典3R卡鉗在1分鐘內就能完成對線切削加工的固定和修正，從而減少對工件的裝配和調試。使用美國杰金斯公司生產的球鎖定裝置，可在1分鐘之內對該裝置進行鎖定[5]。通用化：經濟型的工裝的普遍性對其經濟性有很大的影響。該夾具具有良好的可重組性、可重構性和可擴充性、適用面寬、通用預覽和源碼良好、工裝使用效率高等特點。德國Demmeler公司的管型組焊工裝，僅需少數品種和規格的配件即可裝配出各種類型的焊工。各部件的功能強大，使其具有較好的普適性、小而精、成本低廉、經濟性和實用性。在經濟快速發展的同時，對機器設備的要求也日益多元化。因此，加工工藝的學者們，在一定程度上，從根源上，從源頭上，克服了因產品種類多而造成的問題。“成群技術”是一種生產技術，主要是探討在制造過程中，如何找出與之相似之處，并加以運用。將同類問題分類為一類，尋找最佳的求解方法，以達到預期的經濟效果。組合技術在機械制造中的運用，就是將各種部件按照其相似度進行分組，組成零件族，將相同部件中的部件的小部件組合起來，形成更大的部件組合，這樣就可以實現小型產品的經濟效益[5]。第2章零件分析2.1零件的用途及結構分析在悶頭臂夾持座的內側有一個縱向槽，此槽與悶頭活塞桿上的橫向鉆孔相對準。這樣當調節悶頭的高度時，能保持撲氣空氣通道暢通。撲氣空氣經悶頭臂上的孔及撲氣氣閥通至悶頭鎖環。鎖環在悶頭臂上的座中，上下可有一定活動量，兩個鎖環用一個平衡件壓持著，平衡件實際是一個長條桿，其中部有一孔，裝于悶頭臂一個鎖軸上，起到支樞作用。當兩個悶頭落在漏斗上或初形模上時，利用平衡桿使其對鎖環的壓下力得到平衡。鎖環下端內部有個鎖口，悶頭裝在該鎖口內。在悶頭上臂另裝有兩個帶彈簧的保持桿，利用其下部的槽卡住每個悶頭上的桿，以保證悶頭在工作時不發生松動。悶頭臂一般用于撲氣結構中，用來夾持悶頭，并向悶頭供輸撲氣空氣。本工件用球墨鑄鐵鑄造。零件三維、二維圖圖如圖2-1、2-2、2-3所示。圖2-1圖2-2圖2-3C面圖2-4A面圖2-5B面2.2零件的工藝分析1.確定主要加工面：236×60端面，φ30與φ20端面，φ38孔,φ45孔，φ19孔,φ10的孔，M8，φ15孔,M6,φ19孔,φ16孔,φ18孔。2.確定主要加工面的精度要求：8；6；7；11，詳情見表2-1。3.各加工面之間的相互位置要求：詳情見表2-1。4.如何保證這些精度要求，從定位、工序、安排等方面進行分析：詳情見表2-1表2-1加工表面尺寸及偏差公差及精度等級表面粗糙度A面（端面）10510586.3C面（端面）23661.6B面（內孔）71.6B面（內孔）4581.6B面（內孔）3.2B面（內孔）10113.2B面（內孔）1881.6C面（內孔）1983.2B面（內孔）1571.6B面（內孔）2881.6B面（螺紋孔）M6深126.3B面（內孔）1312.5A面（螺紋孔）M126.3A面（槽）20012.5B面（內孔）10113.2C面（螺紋孔）2×M86.3第3章零件毛坯的確定3.1確定毛坯的加工方法1.加工方法：根據材料、生產類型（批量），且形狀較為復雜，選擇毛坯的制造方式為鑄造，且是用砂型鑄造機器和造型。并且為了保證其良好的工藝性能，選擇鍛件毛坯，且該零件用作中批量生產；2.確定毛坯鑄件的公差等級CT：103.確定毛坯要求的機械加工余量等級RMA：E表3-1加工余量加工表面基本尺寸(mm)加工余量等級加工余量A面（端面）105105E2C面（端面）236E1B面（內孔）E0.3B面（內孔）45E0.3B面（內孔）E1B面（內孔）10E0.2B面（內孔）18E1C面（內孔）19E1B面（內孔）15E1B面（內孔）28E0.3B面（螺紋孔）M6深12E0.3B面（內孔）13E0.2A面（螺紋孔）M12E0.6A面（槽）200E0.6B面（內孔）10E0.2C面（內孔）2×M8E0.4第4章機械加工工藝規程設計4.1選擇定位基準在裝夾時，工件需要根據一定的參考值，如果沒有一個標準，就不能準確地進行定位和夾緊。在進行切削時，為確保工件上各個被切削面或其他切削面的定位精確，應將該零件置于一個固定的基座上。任意一種產品均由多個不同的幾何面構成，而不同的幾何形狀間則有不同的間距、角度的不同。在零件的設計和制造中，以點、線、面為基本單位。依據其功能，可將其劃分為三種類型：設計基準，工藝基準和定位基準[2]。（1）設計基準。就是在工作圖紙上使用的標準。例如，齒輪的內控、外圓和轉角的設計參考都是以齒輪的軸心為基礎，其兩個側面可以相互參照。（2）工藝基準。就是加工或裝配過程中所采用的基準。它又分為工序基準、定位基準、測量基準和裝配基準。（3）工序基準。制程圖中用于測定經處理的工件的尺寸、形狀和位置的參考。（4）定位基準。確定參考位置。就是作為處理時的位置參考。（5）測量基準。就是指在進行測量時使用的標準。（6）裝配基準。用于在組裝中決定各部分之間的位置的參考。為確保工件上的各個加工面或其他加工面的定位精度，應將工件置于機床底座的一個固定位置。任意一個工件都是由多個幾何表面構成，它們之間的距離、角度的分布取決于加工工藝的不同。4.1.1精基準選擇在中批量生產中，一般為了縮短輔助時間并提高加工效率，保證其加工質量，一般采專用夾具裝夾。以直徑為38的內孔為精基準，加工大小端面。4.1.2粗基準選擇以直徑55的外圓柱面和C面為粗基準加工直徑38的內孔，B面。4.2確定各加工表面的加工方法表4-1加工方法加工表面尺寸精度等級表面粗糙度加工方法A面（端面）105H86.3銑C面（端面）235H61.6銑B面（內孔）?38H71.6粗鏜-半精鏜-精鏜B面（內孔）?45H81.6粗鏜-半精鏜-精鏜B面（內孔）?193.2鉆-粗鉸-精鉸B面（內孔）?10H113.2鉆-鉸B面（內孔）?186.3鉆-粗鉸-精鉸C面（內孔）?19H81.6鉆-粗鉸-精鉸B面（內孔）?153.2鉆-粗鉸-精鉸B面（內孔）?28H71.6粗鏜-半精鏜-精鏜B面（螺紋孔）M61.6攻B面（內孔）?136.3鉆A面（螺紋孔）M126.3攻A面（槽）20012.5銑B面（內孔）?10H113.2鉆-鉸C面（螺紋孔）M86.3攻4.3加工工序的安排及工藝路線的定制4.3.1加工工序安排先加工直徑38的孔，再銑236×60的端面，然后再依次加工各個面的孔，最后銑槽鉸孔。4.3.2確定工藝路線表4-2工藝路線工序號工步號工序內容00鑄造毛坯10熱處理201粗鏜φ38的孔2半精鏜φ383精鏜φ38301粗銑236×60端面2粗銑φ30與φ20端面至105401半精銑236×60端面1粗鏜φ28的孔2半精鏜φ28的3精鏜φ284粗鏜φ45的孔5半精鏜φ45的孔6精鏜φ45501鉆孔φ192粗鉸φ193精鉸φ194鉆孔φ185粗鉸φ186精鉸φ18601鉆孔φ152粗鉸φ153精鉸φ154鉆孔φ135鉆孔φ106粗鉸φ10701銑200的槽801攻絲M6、2M83M12901檢驗4.3.3確定各工序的切削用量和時間定額1.切削用量的確定切削用量是切削加工時可以控制的參數，具體是指切削速度(m/min)、進給量f(mm/r)和背吃刀量(mm)三個參數。切削用量的選取直接關系到加工效率、加工成本和加工品質[1]。工序30：鏜38的孔機床：T716工件材料：QT6003查《機械制造技術基礎課程設計》表5-70[1]可得，確定鏜削速度=133.2m/min,=0.05mm/r,=0.2mm2.時間定額的確定時間定額是指在某一特定的生產環境中，對某一特定工藝進行加工或加工所需要的時間。這是生產計劃和成本核算的重要基礎。它是生產計劃、成本核算的主要依據之一。時間定額的規定，應具有平均先進水平，過高過低的時間定額均不利于提高操作者的積極性和生產水平。由基本時間Tb，輔助時間Ta,布置工作地時間Ts，休息和生理所需時間Tr，準備與結束時間Te等組成。因為本工序是鏜孔，查《機械制造技術基礎課程設計》表3-9[1]可得， 公式（4.1）刀具切入強度，刀具切出長度mm，取=4mm,行程次數i=1；又因被加工件是中批量生產，所以取零；則==18.5min4.4工序設計4.4.1選擇加工設備和工藝裝備(1)機床種類及規格選擇：根據工件的精度，粗糙度等要求，選擇T716。(2)夾具的選擇：如圖5-6所示的夾具體，它是本裝置設計的夾具體的零件圖。該夾具是該設備的基本部件。在所述夾具體中，了裝配構成所述夾具所必需的各種元件、機構、裝置，并且必須易于裝卸，所以所述夾具必須具有特定的外形大小。同時，夾具也要經受夾緊力、切削力以及由此產生的撞擊和振動。因此，夾必須具備一定的剛性和強度，而在加工時，會有一些切割會發生在夾具上。由于夾具上的刀具積聚太多，會對零件的準確位置和夾持造成很大的不利，因此，在夾具的設計中，既要保證切屑的清理，又要對夾頭的特殊構造進行檢驗，使設計和生產更加經濟、方便。(3)刀具的選擇：依據工件的特點選用鑄鐵材質，選擇刀具材料為硬質合金，YG3X4.4.2確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差1.確定各工序加工余量2.確定工序尺寸及其公差表4-3基本余量加工表面工序號工步號加工方法加工余量公差等級工序尺寸及公差C面（端面）201粗鏜φ38的孔1.57380+0.025A面（端面）2半精鏜φ381C面（端面）3精鏜φ381B面（內孔）301粗銑236×60端面0.362362粗銑φ30與φ20端面至1050.258105401半精銑236×60端面0.07B面（內孔）2粗鏜φ28的孔0.37283半精鏜φ28的孔0.254精鏜φ280.03B面（內孔）5粗鏜φ45的孔0.3456半精鏜φ45的孔0.257精鏜φ450.07C面（內孔）401鉆孔φ1918190+0.12粗鉸φ190.153精鉸φ190.154鉆孔φ181185粗鉸φ180.15B面（內孔）6精鉸φ180.15B面（內孔）501鉆孔φ151152粗鉸φ150.153精鉸φ150.05B面（內孔）4鉆孔φ130.213B面（內孔）5鉆孔φ100.211106粗鉸φ100.0510A面（槽）1銑200的槽0.6200B面（螺紋孔）1攻絲M60.66C面（螺紋孔）2攻M80.68A面（螺紋孔）3攻M120.612第5章鏜床夾具的設計5.1確定定位方案，選擇定位元件5.1.1定位方案的選擇每道工序的定位方案都需要根據被加工零件的結構、加工方法和具體的加工要素等情況來確定。首先要根據加工要求分析必須限制工件的哪些自由度，然后選擇合適的定位元件來限制工件必須限制的自由度[1]。由此列出以下兩種方案：方案一：根據被加工零件的特點，參考已有的定位原理和定位方法，以及在定位中過定位和欠定位對工件定位的影響，為便于加工，采用以外圓柱面的定位方式，輔以壓板壓緊。方案二：根據工件特點，以平面定位，輔以壓板壓緊，避免過定位的影響。由于需要滿足六點定位原則，方案二的定位并不符合要求，且方案一更合理，故選擇方案一5.1.2選擇定位元件當工件以不同的表面進行定位時，對定位元件的選擇和設計是會有不同的。在考慮到工件孔中心距的誤差可能使工件難以裝夾，采用固定v形塊與活動v形塊組合定位，其中，固定v形塊限制工件2個自由度，活動v形塊限制1個自由度，固定v形塊的對中性好，能使工件的定位基準在V形塊兩斜面的對稱平面上，并具有補償毛坯尺寸變化和夾緊的作用。為方便裝夾，活動v形塊用一個旋轉式導桿連接。具體零件如圖5-1、5-2。圖5-1固定v形塊圖5-2活動v形塊5.1.3選擇夾緊元件在切削時，工件會承受切削力、離心力、慣性力等多種因素的作用。為了保證在這些外力作用下，工件仍能在夾具中保持已由定位元件所確定的加工位置，而不致發生振動和位移，在夾具結構中必須設置一定的加緊裝置將零件可靠地夾牢。夾緊機構起基本夾緊作用，是夾緊裝置中的一個關鍵部件，無論采用何種動力裝置，都必須通過夾緊機構將原動力轉化為夾緊力。夾緊力是通過夾緊元件作用于工件，必須合理確定夾緊力三要素：大小、方向和作用點[5]。夾緊力方向的確定：主要夾緊力因朝向主要定位基準面；應有利于較小夾緊力；對工件的變形要盡量少。夾緊力作用點的確定：應落在定位元件的支撐范圍內；應落在工件剛度好的部位和方向；應盡量靠近被加工表面。夾緊力大小確定：夾緊機構的尺寸決定了夾具的定位穩定性、夾緊可靠性、生產安全性以及夾具的尺寸尺寸以及夾具的復雜程度[5]。由此，我選擇的是移動彎壓板來進行夾緊，更方便安裝。如圖5-8所示其三維模型。圖5-8移動彎壓板5.2夾具組成部分和標準件的選擇5.2.1夾具的組成部分機床夾具是機械加工工藝系統的重要組合組成部分，其質量的好壞，工人的勞動強度，生產效率和生產費用都有很大的關系。根據本次被加工工件的特點，此次的夾具由一個夾具體，兩個定位元件，一個壓緊裝置，三個支撐塊，兩個導向軸組成。5.2.2標準件的選擇結合設計的夾具特點，與工件相連接，夾緊裝置選擇國家標準件移動彎壓板,JB╱T8010.3-1999[移動彎壓板8×80]。5.3夾具設計5.3.1支撐板的設計根據零件的特點，工件與夾具體間的無法直接接觸，設計了三個支撐板，用來連接夾具體與工件，板與夾具體間用內螺栓連接，如圖5-3、5-4、5-5所示。圖5-3支撐板1圖5-4支撐板2圖5-5支撐板35.3.2夾具體的設計因工件不能直接與機床接觸，因此需要設計一個過渡兩者的板。夾具體是將夾具上的各種裝置和部件連接成一個整體的最大、最復雜的基礎件。夾具體的特殊外形和尺寸取決于夾具上各設備的布置以及夾具與機床的連接，而且在工件的加工過程中，夾具還應承受夾緊力、切削力以及由此產生的沖擊和振動，因此夾具體必須具備所需的強度和剛性。夾具體是夾具的基礎件，設計時應滿足一下要求:（1）應該具有合適的準確度和大小的穩定性。特殊的固定面，例如固定的接合部位，固定面的削刀，適當的精度，固定的定位精確，夾具體，應當使用澆鑄，時效處理，退火等方法。（2）應該具有充分的強度和硬度。確保在制造時，不會因為夾持力、切削力等外力而產生的變形或震動。（3）應有良好的結構工藝性和使用性。（4）應便于排屑切屑。（5）在該機器上的固定必須是穩固和可靠的。由于夾具制造屬單件生產，故對夾具體的設計進行了較少的分析，往往都是參考類似的夾具結構，采用基于經驗的類比法進行估算。設計的夾具體三維圖如圖5-6、5-7所示。圖5-6圖5-75.4計算校核部分5.4.1切削力的計算因切削力可大致分為圓周分力、徑向分力、軸向分力。查《簡明機床夾具設計手冊》[17]可得，其各自的計算公式為: Fe=902a Fp=530apf Ff=451apf式中：背吃刀量，mm，在切斷、割槽和成形車削時，a,指切削刃的長度f:每轉進給量，mm.：修正系數：考慮工件材料力學性能的系數：考慮刀具幾何參數的系數則;=2mm，f=0.25mm在本次工序中采用硬質合金刀具對工件進行加工，其刀具的相關參數為：主偏角Kr=30°，前角γ=10°，刃傾角s=5。。查《簡明機床夾具設計手冊》得；則將以上數據代入公式(5.1)得：圓周分力Fe=902查《簡明機床夾具設計手冊》得；則=1.10×1.30×1.0×1.25=1.79將以上數據代入公式(5.2)得:徑向分力Fp=530查《簡明機床夾具設計手冊》得，則=1.10×0.78×1.0×0.85=0.73將以上數據代入公式(5.3)得軸向分力Ff=4515.4.2必要的夾緊力的分析、計算夾緊力方向與切削力方向垂直，根據《機械制造工藝及專用夾具設計指導書》表5-14有， 公式（5.4）或 公式（5.5）取其中最大值，:實際所需夾緊力，N；F:切削力，N；K:安全系數，,其中為各種因素的安全系數，詳情見表5-10、5-11:摩擦因數；因為本道工序中有壓板壓緊，也有活動v形塊帶來的一部分夾緊力；表5-10安全系數符號考慮因素系數值K0考慮工件材料及加工余量均勻性的基本安全系數1.2~1.5K1加工性質粗加工1.0精加工K2刀具鈍化程度（見表5-11）1.0~1.9K3切削特點連續加工1.0斷續加工1.2K4夾緊力的穩定性手動夾緊1.3機動夾緊1.0K5手動夾緊時的手柄位置操作方便1.0操作不便1.2K6僅有力矩作用于工件時與支承面接觸情況接觸點穩定1.0接觸點不穩定1.5表5-11刀具鈍化程度加工方法切削分力情況K2鑄鐵鋼鏜削T1.151.15F1.01.0粗擴（毛坯）T1.31.3F1.21.2精擴T1.21.2F1.21.2粗車或精鏜Fc1.01.0Fn1.21.4Ff1.251.6精車或精鏜Fc1.051.0Fn1.41.05Ff1.31.0圓周銑削（粗、精）F1.2~1.41.6~1.8（含碳量小于0.3%)1.2~1.4（含碳量小于0.3%)端面銑削（粗、精）F1.2~1.4s1.2~1.4（含碳量小于0.3%)壓板的夾緊力，如圖5-12所示受力情況；由表5-10、表5-11可得，：根據工件表面材質和加工剩余切屑深度的平均安全系數，即取1.3：此工序為粗加工取1.0：鏜刀鈍化程度取1.0：連續切削取1.0：手動加緊取1.3：手動操作方便取1.0：接觸點確定取1.0則根據根據《機械制造工藝及專用夾具設計指導書》查表5-15得=0.3；由之前的計算得出F=757.7N則根據式（5.4）有夾緊力圖5-12工件受活動v形塊的夾緊力，如圖5-13所示受力情況；防止工件的轉動： 公式（5.6）防止工件的移動： 公式（5.7）式中:--工件與壓板間的圓周方向摩擦因數；--工件與V形塊間的圓周方向摩擦；--工件與壓板間的軸向摩擦因數；--工件與v形塊間的軸向摩擦因數；查表得，=0.3；=0.4工件尺寸則由公式（5.7）得夾緊力為圖5-135.4.3定位誤差的分析計算定位誤差就是工件在加工中，定位時因為工序基準的位置偏離設計基準的位置使得工件在加工時產生的加工誤差。該道工序是以外圓柱面與其相垂直的平面定位。根據《機械制造技術基礎》查得基準位移誤差、基準不重合誤差的公式有： 公式（5.8） 公式（5.9） 公式（5.10）式中：Dmax——工件孔最大直徑，mm；dmin——定位心軸最小直徑或工件外圓最小直徑，mm；dmax——工件外圓最大直徑，mm；分析此工序，工件孔與定位心軸為無間隙配合，則根據式（5.10）得5.5鏜床機床選擇鏜床主要是用鏜刀對工件已有的預制孔進行鏜削的機床。通常，鏜刀旋轉為主運動，鏜刀或工件的移動為進給運動。它主要用于加工精度高的孔，或者一次定位多孔的精加工，此外還能做與孔精加工有關的其他加工面的加工。使用不同的刀具和附件還可進行鉆削，銑削和切削，加工精度和其表面質量要高于鉆床。大型機箱零件的加工中，鏜床是主要的設備。而鏜床基本分為臥式鏜床、落地鏜床、金剛鏜床、坐標鏜床這幾類。根據每種鏜床不同的特點，選擇更適合本加工件的鏜床。臥式鏜床雖然是應用最多、最廣泛的機床，但僅適用于小批量單件的生產，而本次工件是中批量生產。落地鏜床是適合加工尺寸較大，重量較大的工件，適用于重型的機械制造廠。金剛鏜床是以很小的進給量，以及很高的切削速度對工件加工的，切加工孔的精度高，表面粗糙度低。坐標鏜床則適用于加工形狀、尺寸和孔距精度要求較高的孔洞，也可用于劃線、坐標測量、刻度等作業。由于被加工件整體要求精度偏高，且本道加工工序更適合用立式鏜床，且加工精度較高，表面粗糙度較小，因此選擇立式鏜床T716。第6章銑床夾具的設計6.1夾具設計目的機床加工專用夾具設計的目的是通過合理的設計將標準零件或非標準零件按照機床夾具的標準裝配在一起，目的使零件獲得正確的位置，并夾緊。然后機床主軸的刀具通過對刀導引裝置對工件的加工。銑236X60端面。6.2確定定位方案，選擇定位元件6.2.1定位基準的選擇該設計為了滿足銑236X60端面需要，在定位過程中需要保證零件的Φ38中心線與夾具體的表面平行。前述定位基準為零件的Φ38mm圓孔及其端面，采用一面兩孔的定位方式。滿足定位基準的要求。6.2.2定位元件的選擇此工序的定位是根據Φ38mm圓孔及上端平面定位，故而選擇用芯軸為定位元件。平面需要芯軸零件起到支承的作用。芯軸限制Φ38mm圓孔與上端面側平面的交叉面的兩個方向。因此適合選擇芯軸進行進行定位。6.2.3定位自由度的限制定位元件的作用是限制工件的的6個自由度。芯軸限制Φ38mm圓孔方向。其中芯軸的臺階面限制Φ125mm側。限制最后的旋轉角度，可選擇菱形芯軸限制工件的20mmΦ38mm圓孔。綜上共6點定位，屬于完全定位。如圖6-1所示。圖6-1定位元件示意圖6.3夾緊方案設計①方案1：選擇墊圈夾緊元件。其壓圈的平面與另一側面進行壓緊。芯軸定位銷頭設計螺桿延伸，在墊圈的表面與六角螺母C形起到一個間接的壓緊作用。②方案2：和方案1一樣，也是在該加緊面上進行夾緊，此加緊面較大，則可選擇設計非標準尺寸的壓塊零件。是在另一個支座上開螺紋孔連接壓緊螺桿，壓緊螺桿推動壓塊壓緊在端面上。用六角螺母進行夾緊，且螺桿有自鎖性，能夠保證六角螺母和快換墊圈的有效夾緊。另一個的光面壓塊則是在夾具體上另設一個角鐵上開螺紋孔，連接六角頭壓緊螺桿，帶動光面壓塊直抵零件的表面，也能達到有效的夾緊。但是為了保證零件的拿取，就需要將支座距離零件的尺寸變得更長，這樣會導致夾緊點不穩。綜上所述，選擇方案1比較合適。圖6-2夾緊裝置6.4定位誤差分析兩個銷孔勢必產生“轉角”“位移”等的誤差。通過公式計算是否適宜夾具的定位需求。且向下：（1）2-Φ38mm銷孔之間的“轉角”見式（6.1）。 公式（6.1）（2）左銷孔在兩個銷孔之間產生的位移誤差見式（6.2） 公式（6.2）（3）右銷孔在兩個銷孔之間產生的位移誤差見式（6.3） 公式（6.3）（4）左、右銷孔產生的最大位移誤差見式（6.4）。 公式（6.4）工序尺寸256（中等級允差）。這里選擇最大的允差則為。原則上偏差要小于工件允差的。則見式（6.5）。 公式（6.5）滿足定位允差需求。6.5切削力和夾緊力計算6.5.1切削力計算銑削力見式（6.6）。 公式（6.6）式中──切削力（N）；──工件或銑刀系數，取294；──切削深度（mm），取1.5；──切削每齒進給量（mm），取0.15；──切削刀具直徑（mm），取Φ32；──切削寬度（mm），取30；──切削刀具齒數，取3；──修正系數，由得。則，計算帶入公式（1.2），結果由式（1.2）得。 6.5.2夾緊力計算由于和垂直,計算見公式（6.7）： 公式（6.7）式中：——實際需要的夾緊力，N；——加緊面的摩擦因數，取；——支撐面的摩擦因數，取。安全系數運算見公式（6.8）： 公式（6.8）式中：-各個安全系數。：根據工件表面材質和加工剩余切屑深度的平均安全系數，即取1.2：此工序為粗加工取1.2：根據《機床夾具設計實用手冊》表3-2查得取1.3：連續切削取1.0：手動加緊取1.3：手動操作方便取1.0：接觸點確定取1.0由公式（6.8）得：由于安全系數時，就會使。則計算結果由公式（6.3）得：。夾緊力大于切削力，因此滿足夾具的夾緊條件。6.6主要零部件設計6.6.1對刀裝置設計為保證在銑削過程中，需要定位元件起到定位基準的作用，選擇對刀塊零件。其中此工件的切削加工表面，根據加工表面適宜側裝對刀塊，并校準其垂直度和高度。此零件的材料為20鋼，可以支撐刀具定位基準之用。6.6.2夾具體設計首先此夾具體是滿足定位、夾緊、對刀的需求，為了安置對刀塊等零件，故將夾具體設計成框架式結構，故將夾具體的形狀設計成平板。夾具體需要有一定的壁厚。為使夾具體尺寸穩定。夾具體如圖6-5所示。圖6-4夾具體6.7簡要操作說明上述定位元件和夾緊元件等在夾具體上。擰松六角螺母。壓緊壓圈。將工件的2-Φ38孔對準芯軸定位銷裝夾。測試是否夾緊得當。操作機床控制銑刀在對刀塊上校準好即可切削加工。在操作的過程中嚴格遵循車間的操作準則，安全第一。設計裝配圖見圖6-5所示。圖6-5裝配圖第7章總結時至今日，我的論文基本完成，我那充滿壓力和豐富的畢業設計也已經接近尾聲。從一開始的迷茫，到后來的沉迷，到后來的思維漸漸的明朗，我說不出是什么感覺。回顧這些天的生活，我心中充滿了感慨，這次的畢業設計給我留下了許多值得紀念的記憶，而這次為期兩個多月的課程也讓我對這些年的學習有了一個全面的了解。在夾具的設計中，我幾乎把自己的全部經驗都用來分析工藝、方案的確定、夾具的基本結構、制圖、建模、計算等等，最后把打字、畫圖、排版、校對的工作做完，既疲憊，也高興，感覺這一切都是值得的。此次的畢業設計是一個再學習，再提高的歷程。此次畢業論文的制作過程是我的一次再學習、再提高的過程。因這幾年我學習了許多知識，都是圍繞著夾具展開的，無一不是與夾具有關，所以這次的畢業設計也是對我這幾年所學的一個結業考試，我也盡自己最大的努力去做好它。畢業設計不僅是對自己前面所學的內容的一種檢驗，也是對自己能力的一種提高。在沒有做畢設以前單純的覺得畢業設計就是為了完成自己多年的積累，但現在看來，我的想法還是有些偏頗了，這讓我意識到，要把一份工作做好，必須要下很大的功夫。要學習的不僅僅是各種理論，還要考慮到實際的操作，并且還有學習的技能，在遇到難題時如何能快速有效地與老師溝通交流，如何快速地解決問題，這就需要查找知識的能力。這其中有太多的信息，只能通過書籍和網絡去尋找，但查找需要花費大量的時間，那么如何快速找到內容就很重要了。因此通過這次的設計，我對資料的查詢與合理的應用有更深刻的認識，并結合我在大學階段所修的課程進行了實際的應用與綜合的學習，同時也展現出自己獨立的設計與綜合運用知識的能力，體驗到學以致用、突出自己勞動成果的愉悅，并從中發現自己平時學習的不足和薄弱環節，從而加以彌補。這是我首次獨立完成這么久的作品，雖然是個人設計，但在做設計的過程中還是受到了老師和同學們的幫助，讓我感受到了濃濃的師生情和同學情。老師的每次指導都會讓我醍醐灌頂，我對定位這一方面有些不懂，當初第一次討論的時候還由于空間想象力不夠，一直不能領悟老師的意思，但我們老師每次都很耐心的講給我聽，讓