【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 部位； 應(yīng)靠近工件的加工表面。 根據(jù)以上的四大原則，由前面的分析已知零件的定位面為底面、主 要定位面為底面，因此夾緊力方向應(yīng)指向底面，如圖所示。 14 二、夾緊力大小的估算 加工過程中，工件受到切削力、離心力、慣性力及重力作用。理論上，夾緊力的作用應(yīng)與上述力（矩）的作用平衡；而實(shí)際上，夾緊力的大小還與工藝系統(tǒng)的剛性、 15 夾緊機(jī)構(gòu)的傳遞效率等有關(guān)。而且，切削力的大小在加工過程中是變化的。因此，夾緊力達(dá)到計(jì)算是個(gè)很復(fù)的問題，只能進(jìn)行估算。 （一）實(shí)際所需夾緊力的計(jì)算公式 計(jì)算夾緊力時(shí)，通常將夾具和工件看成是一個(gè)剛性系統(tǒng)，根據(jù) 工件受切削力、夾緊力的作用情況，找出加工過程中對(duì)夾緊最不利的瞬時(shí)狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算理論夾緊力，最后為保證夾緊的可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值 查參考文獻(xiàn) （ 6） 有 WK=W K 式中： WK— 實(shí)際所需的夾緊力（ N） W— 在一定條件下由靜力平衡計(jì)算出的理論夾緊力（ N） K— 安全系數(shù) 安全系數(shù) K按下式計(jì)算： K=K0 K1 K2 K3 K4 K5 K6 式中 K0～ K6為各種因素的安全系數(shù) 根據(jù)零件的自身特點(diǎn)，查表 121（ 6） 有 K0= K1= K3= K4= K5= K6= 查表 122（ 6） 有： K2= ∴夾緊力的安全系數(shù) K= = （二）、實(shí)際夾緊力的計(jì)算 本道工序?qū)儆?插削加工 ，計(jì)算夾緊力首先應(yīng)算出切削力，為簡(jiǎn)化計(jì)算，可只計(jì)算出其主切削力，銑削時(shí)的主切削力為圓周方向的切削力，即 PZ 查表 123（ 6） 知： PZ= 其中 t— 切削深度 s— 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 KP— 修正系數(shù) KP=Kmp Kψ p Kγ p Kλ p Krp Kmp、 Kψ p、 Kγ p、 Kλ p、 Krp— 考慮刀具幾何參數(shù)的系數(shù) Kmp— 考慮工件材料機(jī)械性能的系數(shù) 查表 124（ 6） Kmp=（ 736bσ ） n=（ 7361175 ） n —————— （ 1）式 查表 125（ 6） n= —————— （ 2）式 由（ 1）、（ 2）式可得出 Kmp= 查表 126（ 6） 采用極值法 Kψ pmax= Kψ pmin= Krpmax= Krpmin= Kλ p= Kpmax= = 16 Kpmin= = 由于計(jì)算本身就屬于大致的估算，根據(jù)表 1112（ 3） ： 主軸轉(zhuǎn)速范圍為 n=12..5～ 2020r/min 為保證加工精度的要求，根據(jù)材料的性能及切削刀具的影響因素，一般取 n=300r/min 則其切削速度為： V=1000Dnπ=1000 ??=根據(jù)前面的工序分析可以知道： t= 又 ∵該工序?qū)儆诰庸?，其加工精度較高，為保證加工質(zhì)量 由經(jīng)驗(yàn)可取 S= ∴ Pzmax=2943 ? = W= l LPzK = 53 ?? = 當(dāng)圓周 Pz處于水平方向時(shí)，有使工件產(chǎn)生平移的可能。則： W′ = 21 μμ?Pz μ 1— 夾緊元件與工件間的摩擦系數(shù) μ 2— 工件與夾具支承面間的摩擦系數(shù) 查表 1212（ 6） 知：μ 1= μ 2= 所以 W′ = 21 μμ?KPz = ?? = 將防止工件抬起或平移所需夾緊力的計(jì)算，比較其大小可以知道，最終較大者即為所 需的夾緊力。 ∴ Wk= 夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 一、了解基本機(jī)構(gòu)的特點(diǎn) 在設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)時(shí)，首先應(yīng)當(dāng)考慮通用機(jī)構(gòu)是否符合要求，盡量避免運(yùn)用復(fù)雜機(jī)構(gòu)。在此先來分析幾種常用的機(jī)構(gòu)特點(diǎn)： （ 1）斜楔夾緊機(jī)構(gòu) 斜楔夾緊機(jī)構(gòu)是用斜楔直接夾緊工件產(chǎn)生夾緊力，而這種夾緊力大小有限，且操作費(fèi)時(shí)，生產(chǎn)實(shí)際中運(yùn)用較少，多數(shù)情況下是將斜楔與其他機(jī)構(gòu)聯(lián)合起來使用。， （ 2）螺旋夾緊機(jī)構(gòu) 它是采用螺旋直接夾緊或與其他元件組合實(shí)現(xiàn)夾緊工件的機(jī)構(gòu)，這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、夾緊可靠、適用性大，而且自鎖性好、夾緊力大 、易制造，故在機(jī)床夾具中廣泛運(yùn)用。但缺點(diǎn)是夾緊和松開工件時(shí)比較費(fèi)力。 （ 3）偏心夾緊機(jī)構(gòu) 17 它是用偏心件直接或間接夾緊工件的機(jī)構(gòu)。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、夾緊迅速、操作簡(jiǎn)單。但它的夾緊行程受偏心距的限制，夾緊力較小，一般適用于切削力不大、振動(dòng)小、沒有離心力影響的加工中。 （ 4）聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu) 有些夾具需同時(shí)在幾個(gè)點(diǎn)上夾緊工件，而有些則需要同時(shí)夾緊幾個(gè)工件為提高生產(chǎn)率，減少工件裝夾時(shí)間，可采用各種聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。 （ 5）鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu) 當(dāng)原始力不能產(chǎn)生足夠的夾緊力或?yàn)榱藴p輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，常用增力機(jī)構(gòu)。鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)就是一種增 力機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、增力系數(shù)大，所以在氣動(dòng)、液壓夾具中應(yīng)用較多。 二、選擇夾緊機(jī)構(gòu) 依據(jù)上面各種機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，先分析該零件的此道工序。由于零件屬于大批量生產(chǎn)，夾具應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作維修方便，便于安裝及拆卸。且零件的尺寸、重量較大，因此采用多個(gè)夾緊力可定位可靠。雖然工件外形的比較簡(jiǎn)單，從前面的夾緊力計(jì)算可知，它對(duì)夾緊力要求較很大。綜合所有的自身因素及各類常用機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，最終選擇：聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)，即簡(jiǎn)單又符合要求。 聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)也有多種形式，根據(jù)零件的復(fù)雜性及在加工時(shí)的定位方式，還有夾緊力的作用點(diǎn)及 其方向，最好選用氣動(dòng)壓板式的，它的結(jié)構(gòu)緊湊，使用也方便。 再根據(jù)前面所計(jì)算的夾緊力，選擇合適的施力元件。查表施力的形式有多種；為了減輕夾具的重量，使制造方便、簡(jiǎn)潔，在此選用自動(dòng)氣動(dòng)進(jìn)行夾緊。前面已計(jì)算的夾緊力 Pzmax=，由表中可知：螺紋直徑為 16mm的螺母，其夾緊力 Wk=5380N。由靜力平衡可知：實(shí)際所需的 Wk′ =Pzmax= 〈 Wk。因此，采用一個(gè) M16 的六角螺母進(jìn)行夾緊即可。由此可初步設(shè)計(jì)其基本機(jī)構(gòu)如圖所示。 夾具體的設(shè)計(jì) 夾具上的各種裝置和元 件通過夾具體連接成一個(gè)整體。因此，夾具體的形狀及尺寸取決于夾具上各種裝置的布置及夾具與機(jī)床的連接。 設(shè)計(jì)夾具體時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮以下基本條件： 1 足夠的強(qiáng)度和剛度； 2 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有良好的工藝性； 3 尺寸穩(wěn)定； 4 便于排屑。 夾具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 一、夾具體毛坯結(jié)構(gòu)的選擇 18 選擇夾具體的毛坯結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)以結(jié)構(gòu)的合理性、工藝性、經(jīng)濟(jì)性、標(biāo)準(zhǔn)化的可能性及工廠的具體條件為依據(jù)綜合考慮。本夾具用于小批量生產(chǎn)，應(yīng)該選取制造容易、生產(chǎn)周期短、成本低、重量輕的毛坯結(jié)構(gòu)。查表可知：焊接結(jié)構(gòu)的夾具體就滿足此要求。 二、夾 具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求 （ 1） 插 床夾具一般在懸伸狀態(tài)下工作，為保證加工的穩(wěn)定性，夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)力求緊湊，輪廓尺寸要小，懸伸要短、重量要輕，且重心盡量靠近主軸。 夾具體懸伸長(zhǎng)度 L與其外廓直徑 d 之比可參考下式?。? 當(dāng) d〈 150 mm L/d≤ 當(dāng) d=150～ 300mm L/d≤ 當(dāng) d〉 300mm L/d≤ 夾具體外形尺寸的確定 夾具制造屬于單件生產(chǎn)性質(zhì)，為縮短設(shè)計(jì) 和制造周期，減少設(shè)計(jì)和制造費(fèi)用，所以夾具體的設(shè)計(jì)，一般不會(huì)做復(fù)雜的計(jì)算。通常都是參照類似的夾具結(jié)構(gòu)，按經(jīng)驗(yàn)類比法估計(jì)確定。實(shí)際上在繪制夾具總圖時(shí)，根據(jù)工件、定位件、夾緊裝置、對(duì)刀 — 引導(dǎo)元件以及其他輔助機(jī)構(gòu)和裝置在總體上的配置，夾具體的外形尺寸便已大致確定。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)大致確定一些數(shù)據(jù)： 夾具體的壁厚： 26～ 48mm 夾具體加強(qiáng)筋厚度： （ 12～ 22） mm 夾具體加強(qiáng)筋高度： 不大于 5h 夾具體不加工的毛面與工件表面間的間隙： 4～ 10mm 夾具技術(shù)要求的確定 夾具總圖上無法用符號(hào)標(biāo)注而又必須說明的問題， 可作為技術(shù)要求用文字寫總圖上。根據(jù)零件的加工要求，他對(duì) 65 左側(cè)的位置度要求較高，因此這就要求各定位面的位置度要比較好。由此特?cái)M訂如下幾條技術(shù)要求： 本夾具用于立式插床上加工滾齒加工。工件以內(nèi)孔定位，夾緊是通過螺絲壓緊壓板來實(shí)現(xiàn)的， 經(jīng)調(diào)整壓緊后即可加工。 本夾具用于 齒圈 的 滾齒加工 。夾具的定位采用支撐板支撐，定位誤差較小。其夾緊采用的是氣動(dòng)夾緊，夾緊簡(jiǎn)單、快速、可靠。有利于提高生產(chǎn)率。工件在夾具體上安裝好后，壓塊在氣缸活塞的推動(dòng)下向下移動(dòng)夾緊工件。當(dāng)工件加工完成后，壓塊隨即在氣缸活塞的作用下松開工件，即可取下 工件。由于本夾具用于變速 齒圈 端面的粗加工，對(duì)其進(jìn)行精度分析無太大意義。所以就略去對(duì)其的精度分析。 19 參考文獻(xiàn) 1， 鄒青 主編 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 2020， 8 2， 趙志修 主編 機(jī)械制造工藝學(xué) 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 1984， 2 3， 孫麗媛 主編 機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì) 指導(dǎo) 北京：冶金工業(yè)出版社 2020， 12 4， 李洪 主編 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 北京： 北京出版社 1990， 12 5， 鄧文英 主編 金