【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 因?yàn)槭谴笈a(chǎn)，為了提高生產(chǎn)率，可在銑床主軸上安裝兩把直徑相等的銑刀，同時(shí)對(duì)兩個(gè)工件銑鍵槽和油槽，每進(jìn)給一次， 即能得到一個(gè)鍵槽和油槽均已加工好的工件，這類夾具稱多工位加工銑床夾具。圖 12所示為頂尖套銑雙槽的兩種定位方案。 圖 2 2 頂尖套銑雙槽定位方案 方案 1：工件以 Φ ，端面 加止推銷，如圖 22a所示。 機(jī)電控制工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁(yè)共 49 頁(yè) 銑油槽時(shí)限制的自由度 定位元件 定位基準(zhǔn) 限制自由度 數(shù)目 方法 平面 外圓柱面 Z,X 位置和旋轉(zhuǎn)自由度 4 不完全定位 止推銷 端面 Y 位置自由度 1 銑鍵槽時(shí)限制的自由度 定位 元件 定位基準(zhǔn) 限制自由度 數(shù)目 方法 平面 外圓柱面 Z,X 位置和旋轉(zhuǎn)自由度 4 完全定位 短銷 鍵槽 X， Z 位置自由度 2 方案 2：工件以Ф 外圓在 V形塊上定位，端面加止推銷，如圖 22b 所示。 銑油槽時(shí)限制的自由度 定位元件 定位基準(zhǔn) 限制自由度 數(shù)目 方法 V形塊 外圓柱面 X,Z 位置和旋轉(zhuǎn)自由度 4 不完全定位 止推銷 端面 Y 方向位置自由度 1 機(jī)電控制工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 16 頁(yè)共 49 頁(yè) 銑鍵槽時(shí)限制的自由度 定位元件 定位基準(zhǔn) 限制自由度 數(shù)目 方法 V形塊 外圓柱面 X,Z 位置和旋轉(zhuǎn)自由度 4 完全定位 短銷 鍵槽 X， Y 位置自由度 2 為保證油槽和鍵槽的對(duì)稱面在同一平面內(nèi)，兩方案中的第二工位（銑油槽工位）都需要用一短銷與已銑好的鍵槽配合，限制工件繞軸線的角度自由度。由于鍵槽和油槽的長(zhǎng)度不等，要同時(shí)進(jìn)給完畢，需將兩個(gè)止推銷沿工件軸線方向錯(cuò)開(kāi)適當(dāng)?shù)木嚯x。 比較以上兩種方案，方案 1 使加工尺寸為 的定位誤差為零，對(duì)稱度誤差為，方案 2則使對(duì)稱度的定位誤差為零，定位誤差為 。由于 未注公差，加工要求低，而對(duì)稱度 的公差較小，故選用方案 2較好，從承受切削力的角度看，方案2 也較可靠。 定位元件采用固定或 V 形塊，選夾角 90186。V 形塊。由《機(jī)床夾具手冊(cè)》查得，技術(shù)條件為材料 20號(hào)鋼。 圖 23 機(jī)電控制工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁(yè)共 49 頁(yè) 圖 23為夾具設(shè)計(jì)時(shí)所應(yīng)用到的 V型塊，其技術(shù)要求： （ 1）銑邊倒鈍。 （ 2）表面發(fā)藍(lán)或其他防銹處理。 （ 3）熱處理 夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 在機(jī)械加工過(guò)程中，工件將受到切削力、離心力、慣性力等外力的作用。為了保證在這些外力作用下，工件仍能在夾具中保持由定位元件所確定的加工位置，而不致發(fā)生振動(dòng) 或位移，一般在夾具結(jié)構(gòu)中都必須設(shè)置一定的夾緊裝置，將工件可靠地夾緊。 夾緊裝置的基本要求 （ 1） 在夾緊過(guò)程中，工件應(yīng)能保持在既定位置，即在夾緊力的作用下，工件不應(yīng)離開(kāi)定位支承。 （ 2）夾緊力的大小要適當(dāng)、可靠。既要使工件在加工過(guò)程中不產(chǎn)生移動(dòng)和振動(dòng)，又不使工件產(chǎn)生不允許的變形和損傷。 （ 3） 夾緊裝置應(yīng)操作安全、方便、省力。 （ 4） 夾緊裝置的自動(dòng)化程度和復(fù)雜程度應(yīng)與工件的產(chǎn)量和批量相適應(yīng)。 夾緊方案 ： 根據(jù)夾緊力的方向應(yīng)朝向主要限位面以及作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件的支承范圍 內(nèi)的原則，如圖 24所示，夾緊力的作用線應(yīng)落在β區(qū)域內(nèi)（ N為接觸點(diǎn)）夾緊力與垂直方向的夾角應(yīng)盡量小，以保證夾緊穩(wěn)定可靠。鉸鏈壓板的兩個(gè)弧形面的曲率半徑應(yīng)大于工件的最大半徑。 機(jī)電控制工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 18 頁(yè)共 49 頁(yè) βα圖2 4 夾緊力的方向和作用點(diǎn) 由于頂尖套較長(zhǎng)，須用兩塊壓板在兩處夾緊。如果用手動(dòng)夾緊，工件裝卸所花時(shí)間較多，不能適應(yīng)大批生產(chǎn)的要求，若用氣動(dòng)夾緊，則夾具體積太大，不便安裝在銑床工作臺(tái)上。因此宜用液壓夾緊，如圖 28所示，采用小型夾具用法蘭式液壓缸 5 固定在ⅠⅡ工位之間，采用聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)使兩塊壓板 7 同時(shí)均勻 夾緊工件。所謂聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)就是由一個(gè)原始作用力來(lái)完成若干個(gè)夾緊動(dòng)作的機(jī)構(gòu)稱為聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。液壓缸的結(jié)構(gòu)型式為單作用式油缸。 夾緊力的大小估算： 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)。理論上，夾緊力的作用應(yīng)與上述力（距）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?shī)A緊機(jī)構(gòu)的傳遞效率等有關(guān)。為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值 WＫ =K*W WＫ —— 實(shí)際所需夾緊力（ 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) K=K0K1K2K3 通常情況下，取 K= 當(dāng)夾緊力與切削力方向相反時(shí)取 K=。 因?yàn)閵A緊裝置為聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)，且是為了防止工件移動(dòng) WＫ =KP 機(jī)電控制工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 19 頁(yè)共 49 頁(yè) 對(duì)刀裝置設(shè)計(jì) 對(duì)刀裝置是由對(duì)刀塊和塞尺組成。借助于對(duì)刀裝置可以迅速而準(zhǔn)確地確定夾具與刀具間的相對(duì)位置。常用的對(duì)刀裝置有高度對(duì)刀裝置、直角對(duì)刀裝置、成形刀具對(duì)刀裝置和組合刀具對(duì)刀裝置。 常用的塞尺有平塞尺和圓塞尺兩種。采用對(duì)刀塞尺的目的，是為了不使刀具與對(duì)刀 塊直接接觸，以免損壞刀刃或造成對(duì)刀塊過(guò)早磨損。使用使，將塞尺放在刀具與對(duì)刀塊之間，憑抽動(dòng)的松緊感覺(jué)來(lái)判斷，以適度為宜。 對(duì)刀裝置可迅速而準(zhǔn)確地確定夾具與刀具間的相對(duì)位置。本課題鍵槽銑刀需要兩個(gè)方向?qū)Φ?，故?yīng)采用側(cè)裝直角對(duì)刀塊。由于兩銑刀的直徑相等，油槽深度由兩工位V形塊定位高度之差保證。兩銑刀的距離 125177。 。因此，只需設(shè)置一個(gè)對(duì)刀塊即能滿足鍵槽和油槽的加工要求。 圖 25 圖 25為對(duì)刀塊，其技術(shù)要求： （ 1）材料： 20 （ 2）熱處 理：滲碳深度 ~ HRC58~64 （ 3）其他技術(shù)條件按 GB2259—— 80《機(jī)床夾具零件及部件技術(shù)條件》 機(jī)電控制工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 20 頁(yè)共 49 頁(yè) 夾具體與定位鍵 夾具體是夾具的基礎(chǔ)件。在夾具體上，安裝組成該夾具所需要的各種元件、機(jī)構(gòu)和裝置等。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足足夠的強(qiáng)度和剛度、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有良好的工藝性、穩(wěn)定的尺寸和便于排屑。 在選擇夾具體的毛坯結(jié)構(gòu)使，應(yīng)以結(jié)構(gòu)合理性、工藝性、經(jīng)濟(jì)性、標(biāo)準(zhǔn)化的可能性以及工廠的具體條件為依據(jù)綜合考慮。因本工藝規(guī)程是大批生產(chǎn)，所以應(yīng)采用適用于切削負(fù)荷大、振動(dòng)大和批量生產(chǎn)的鑄造的夾具體。 為 了在夾具體上安裝液壓缸和聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)，夾具體應(yīng)有適當(dāng)高度，中部應(yīng)有較大的空間。為保證夾具在工作臺(tái)上安裝穩(wěn)定，應(yīng)按照夾具體的高寬比不大于 的原則確定其寬度，并在兩端設(shè)置耳座，以便固定。 圖 26 26 為所應(yīng)用到的夾具體底座 為了保證槽的對(duì)稱度要求，夾具體底面應(yīng)設(shè)置定位鍵，兩定位鍵的側(cè)面應(yīng)與 V 形塊的對(duì)稱面平行。為減小夾具的安裝誤差，宜采用 B型定位鍵。 機(jī)電控制工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 21 頁(yè)共 49 頁(yè) 圖 27 圖 27為定位 鍵，其技術(shù)要求： （ 1）材料： 45鋼 （ 2）熱處理： HRC40~45 （ 3）其他技術(shù)條件按 GB2259—— 80《機(jī)床夾具零件及部件技術(shù)條件》。 夾具總圖上的尺寸、公差和技術(shù)要求 機(jī)電控制工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 22 頁(yè)共 49 頁(yè) 浮動(dòng)杠桿、 止推銷螺桿 對(duì)刀塊液壓缸壓板、 8V形 塊 圖 28 圖 28所示為夾具的總體平面三視圖，由圖所知： （ 1）夾具最大輪廓尺寸 SL為 570mm、 350mm、 270mm。 （ 2）影響工件定位精度的尺寸和公差 SD為兩組 V形塊的設(shè)計(jì)心軸直徑Φ 、 兩止推銷的距離 112177。 、定位銷 12與工件上鍵槽的配合尺寸Φ 12h8。 （ 3）影響夾具在機(jī)床上安裝精度的尺寸和公差 S 為定位鍵與銑床工作臺(tái) T 形槽的配合尺寸 18h8（ T形槽為 18H8）。 （ 4)影響夾具精度的尺寸和公差 SJ為兩組 V形塊的定位高度 60177。 、 61177。 ；Ⅰ工位 V 形塊 10 設(shè)計(jì)心軸軸線對(duì)定位鍵側(cè)面 B 的平行度 ；Ⅰ工位 V 形塊設(shè)計(jì)心軸軸線對(duì)夾具底面 A 的平行度 ；Ⅰ工位與Ⅱ工位 V 形快的距離尺寸 125177。；Ⅰ工位與Ⅱ工位 V 形快設(shè)計(jì)心軸軸線間的平行度 。對(duì)刀塊的位置尺寸、 +（或 177。 、 177。 ）。 對(duì)刀塊的位置尺寸 h為限位基準(zhǔn)到對(duì)刀塊表面的距離。計(jì)算時(shí)，要考慮定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向的最小位移量 imin。 當(dāng)最小位移量使加工尺寸增大時(shí) 機(jī)電控制工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 23 頁(yè)共 49 頁(yè) h=H177。 simin 當(dāng)最小位移量使加工尺寸縮小時(shí) h=H177。 s+imin 式中 h—— 對(duì)刀塊的位置尺寸： H—— 定位基準(zhǔn)至加工表面的 距離； S—— 塞尺厚度。 當(dāng)工件以圓孔在心軸上定位或者以圓柱面在定位套中定位并在外力作用下單邊接觸時(shí) Imin=Xmin/2 式中 Xmin—— 圓柱面與圓孔的最小配合間隙。 當(dāng)工件以圓柱面在 V形塊上定位時(shí) Imin=0。 按圖 29 所示的兩個(gè)尺寸鏈，將各環(huán)轉(zhuǎn)化為平均尺寸（對(duì)稱偏差的基本尺寸），分別算出 h１ 和 h２ 的平均尺寸，然后取工件相應(yīng)尺寸公差的 1/2— 1/5作為 h１ 和 h２ 的公差，即可確定對(duì)刀塊的位置尺寸和公差。 圖29 對(duì) 刀塊位置尺寸計(jì)算 本例中 ，由于工件定位基面直徑Φ =Φ =Φ 177。 ,塞尺厚度 s=5h8==177。 ,鍵槽寬 12H11＝ 120+=177。 , 槽深控制尺寸 =177。 ,所以對(duì)刀塊水平方向的位置尺寸為 Ｈ 1= h=(+)mm=（基本尺寸） 對(duì)刀塊垂直方向的位置尺寸為 Ｈ 2=()mm= h2=()mm=(基本尺寸 ) 機(jī)電控制工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 24 頁(yè)共 49 頁(yè) 取工件相應(yīng)尺寸公差的 1/2— 1/5 得 h=177。 = h=177。 =+ 5)影響對(duì)刀精度的尺寸和公差Ｓ Ｔ ：塞尺的厚度尺寸５ h8=. 6)夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注下列技術(shù)要求：鍵槽銑刀與油槽銑刀的直徑相等。 加工精度分析 定位誤差的分析 定位誤差是指工件定位時(shí)，被加工表面的工序基準(zhǔn)在沿工序尺寸方向上的最大可能變動(dòng)范圍。 造成誤差的原因有兩個(gè)：一是定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，由此產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差Δ B；二是定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合，由此產(chǎn)生基準(zhǔn)位移誤差Δ Y。 機(jī)械加工過(guò)程中，產(chǎn)生加工誤差的因素很多。在這些因素中，有一項(xiàng)因素與機(jī)床夾具有關(guān)。使用夾具時(shí)加工表面的位置誤差與夾具在機(jī)床的對(duì)定及工件在夾具中的定位密切相關(guān)。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中各項(xiàng)加工誤差之總和等于或小于該工序 所規(guī)定工序誤差 : Δ j+Δ w Δ g Δ j—— 與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差； Δ w—— 與工序中除夾具外其他因素有關(guān)的誤差； Δ g—— 工序公差。 與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差Δ j，一般可用下式表示： Δ j=Δ W*Z+Δ D*A+Δ D*W+Δ J*J+Δ J*M 式中 Δ W*Z—— 夾具相對(duì)于機(jī)床成形運(yùn)動(dòng)的位置誤差； Δ D*A—— 夾具相對(duì)于刀具位置的誤差； Δ D*W—— 工件在夾具中的定位誤差； Δ J*J—— 工件在夾具中被夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊誤差； Δ J*M—— 夾具磨損所造成的加工誤差。 機(jī)電控制工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 25 頁(yè)共 49 頁(yè) 使用夾具加工工件時(shí)，應(yīng)盡量減小與夾具有關(guān)的加工誤差，在保證工序加工要求情況下，留給加工過(guò)程中其他誤差因素的比例大一些。 機(jī)械加工必須保證工序所規(guī)定的加工精度。在使用夾具的情況下，影響工件加工精度的因素可歸納為以下幾個(gè)方面： （ 1） 工件的定位誤差Δ D （ 2） 夾緊誤差Δ J （ 3） 對(duì)刀和導(dǎo)向誤差Δ T （ 4） 夾具在機(jī)床上的安裝誤差 Δ A （ 5） 加工方法誤差Δ G 由于頂尖套銑雙槽工序中，鍵槽兩側(cè)面對(duì)Φ 軸線的對(duì)稱度和平行度要求較高，應(yīng)進(jìn)行精度分析，其他加工要求未注公差或公差很大，可不進(jìn)行精度分析。 鍵槽側(cè)面對(duì)Φ 軸線的對(duì)稱度的加工精度 （１）定位誤差Δ D 工件的定位誤差是基準(zhǔn)位移誤差與基準(zhǔn)不重和誤差的合成。由于對(duì)稱度的工序基準(zhǔn)是Φ 軸線，定位基準(zhǔn)也是此軸線，故Δ Β =0。由于Ｖ形塊的對(duì)中性，Δ Y=0。因此，對(duì)稱度的定位誤差為零。