【正文】 上定位和夾緊用的連接元件，也可以承受銑削時(shí)的切削扭轉(zhuǎn)力矩，加強(qiáng)夾具在工作過(guò)程中的穩(wěn)定性。本次設(shè)計(jì)中的定位鍵。6)其它輔助元件。 圖21所示為氣缸體零件工序2的工序圖，需設(shè)計(jì)用三軸龍門(mén)銑床專用夾具。 發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體零件的工序圖 銑削加工一般切削用量和切削力較大，而且是多刀齒斷續(xù)切削，切削力是變化的，容易產(chǎn)生振動(dòng)等。因此，要求工件定位可靠，夾緊力要足夠大，夾具要有較好的剛度和強(qiáng)度等。銑削夾具在結(jié)構(gòu)上的重要特征，是采用了定向鍵和對(duì)刀塊等。根據(jù)銑削加工的特點(diǎn)，銑床夾具必須有較好的抗振性，使夾具在使用過(guò)程中，即使在切削力的作用下，也不容易產(chǎn)生振動(dòng)，以保證加工精度。設(shè)計(jì)銑削專用夾具時(shí)應(yīng)從以下原則考慮：，除了要遵守一般規(guī)定的原則外，還應(yīng)特別注意工件定位的穩(wěn)定性。工件盡可能用平面為定位基準(zhǔn)，定位元件的布置要盡可能遠(yuǎn)一些，必要是可采用輔助支承。采用已加工過(guò)的面為定位基準(zhǔn)，夾具一定要用支承板作定位元件（本設(shè)計(jì)）。，各構(gòu)件的有關(guān)尺寸可以做得大一些。夾緊力要足夠大，力的作用點(diǎn)一定要盡量靠近加工表面，并夾緊在工件剛性較好的部位，保證夾緊可靠，有利于工件的穩(wěn)定性，夾緊機(jī)構(gòu)有較好的自鎖性能。，并使工件的加工面盡可能靠邊近工作臺(tái)面，因此，夾具體的高寬比應(yīng)限制在。夾具體與機(jī)床工作臺(tái)的接觸面積要大，使切削力的作用方向一定要落在該平面內(nèi)，因此夾具體應(yīng)合理的設(shè)置加強(qiáng)筋和耳座。，會(huì)產(chǎn)生大量的切屑，夾具的結(jié)構(gòu)要有一定的空間，使切屑流出通暢，清理方便。 對(duì)刀塊是用來(lái)確定夾具與刀具相對(duì)位置的元件。對(duì)刀時(shí)，不允許銑刀與對(duì)刀塊的工作表面直接接觸，而是通過(guò)塞尺來(lái)確定刀具的位置，以免劃傷對(duì)刀塊的工作表面。常用的塞尺有：厚度為5mm的平面塞尺和工作直徑為5mm的圓柱塞尺兩類。其公差均按h6制造。本設(shè)計(jì)中選擇H＝5mm的對(duì)刀平塞尺：塞尺5GB224480，材料為T(mén)8，熱處理后HRC55－60。夾具總裝圖上，對(duì)刀塊的位置應(yīng)根據(jù)定位面來(lái)確定，并需按工件加工精度要求制定對(duì)刀塊工作面的坐標(biāo)尺寸、公差和位置精度要求。在對(duì)刀塊工作面與刀具之間應(yīng)按塞尺厚度S，標(biāo)注尺寸。當(dāng)工件的加工面到它的定位基準(zhǔn)成平行或垂直關(guān)系時(shí)，對(duì)刀塊工作表面的尺寸公差就可直接由定位面注起。在本夾具設(shè)計(jì)中選擇圓形對(duì)刀塊：GB/，材料為20鋼，熱處理： ，HRC58 64。 銑床夾具與機(jī)床間的正確位置是靠夾具體底板底平面上的兩個(gè)定位鍵與機(jī)床工作臺(tái)上的T形槽配合確定的。常用的定位鍵為矩形斷面結(jié)構(gòu)。定位鍵用螺釘（GB/T65－2000）聯(lián)結(jié)在夾具體底面的一條縱向槽中，一個(gè)夾具需要配置兩個(gè)定位鍵。定位鍵除起到夾具的定位作用外，還可以用來(lái)承受銑削時(shí)的切削扭轉(zhuǎn)力矩，加強(qiáng)夾具在工作過(guò)程中的穩(wěn)定性。銑床夾具在機(jī)床工作臺(tái)導(dǎo)航定位后，需要用T形螺栓和螺母及墊片把夾具與機(jī)床夾緊。因此，銑床夾具的夾具體上需要設(shè)計(jì)座耳。 工序10的技術(shù)要求如下：氣缸體主軸承的下端面到底面的距離為mm；氣缸體頂面到底面的距離為mm；氣缸體右側(cè)放水閥平面到缸體對(duì)稱面的距離為108mm；底面、[14]。氣缸體頂面、底面都屬于配合表面，平行度和粗糙度會(huì)影響配合的精度，氣缸體底面將是后續(xù)工序進(jìn)行加工的定位基準(zhǔn)。本道工序中一次裝夾，要完三個(gè)面的銑削加工，由于氣缸體輪廓扁平狀，前后面作為定位面，在切削過(guò)程中，由于受切削力的影響，很難穩(wěn)定加工，難以達(dá)到本工序的技術(shù)要求。在前道工序中，粗銑氣缸體左側(cè)面四塊基平面和三個(gè)凸臺(tái)面，氣缸體左側(cè)面加工后則精度能滿足定位精度要求。本工序中采用左側(cè)面作為位基準(zhǔn)。由于是采用已經(jīng)加工的面作為定位基準(zhǔn)，根據(jù)要求，則采用支承板作為定位元件，以限制在Z方向上的自由度；在氣缸體的前后兩端面與夾具間采用預(yù)定位板定位，以限制氣缸體在X方向上的自由度與Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)；在氣缸體主軸承座下端面與夾具間采用支承釘進(jìn)行定位，以限制氣缸體在Y方向上的自由度。在氣缸體底面輔以支承釘，限制了X、Y軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，在主軸承座的分開(kāi)面與夾具之間輔以支撐釘，限制在加工氣缸體的頂面時(shí)的Y向的竄動(dòng)，在定位基準(zhǔn)面與夾具間采用勾頭壓板結(jié)構(gòu)，限制在加工氣缸體的底面時(shí)Y反向的竄動(dòng)。盡管有點(diǎn)過(guò)定位，是充分的考慮氣缸體的結(jié)構(gòu)和加工的受力情況的，這樣就完全限制了氣缸體的六個(gè)自由度[15]。 工件在夾具上獲得正確的位置后，還需設(shè)置夾緊機(jī)構(gòu)將其夾緊，以保證工件在加工過(guò)程中不會(huì)由于重力、切削力、等外力的作用而產(chǎn)生位移或振動(dòng)。正確定位和夾緊后才算完成了工件在夾具中的裝夾。設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)時(shí)，首先要確定夾緊方案，即根據(jù)工件加工要求、定位元件的結(jié)構(gòu)和布置、加工過(guò)程中的受力狀況等來(lái)合理確定夾緊力的三要素——方向、作用點(diǎn)和大小。本設(shè)計(jì)中采用四個(gè)氣缸單獨(dú)驅(qū)動(dòng)的擺動(dòng)式壓板杠桿結(jié)構(gòu)。四個(gè)垂直安裝的氣缸驅(qū)動(dòng)缸體右側(cè)兩端的四塊擺動(dòng)壓板113將氣缸體加緊,另外還設(shè)計(jì)了勾頭壓板夾緊氣缸體，防止在Y軸的竄動(dòng)。，根據(jù)夾具結(jié)構(gòu)和工件加工形式可知，夾緊力主要方向應(yīng)在Z方向上，其次是Y軸方向。，在工件剛度高的方向和部位，并應(yīng)靠近工件的加工表面。 加工過(guò)程中，工件受到切削力、重力、支承力，摩擦力等的作用。理論上，夾緊力的作用應(yīng)與上述力的作用平衡；而實(shí)際上，夾緊力的大小還與工藝系統(tǒng)的剛度、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(guò)程中是變化的，夾緊力主要是平衡切削力，夾緊力只能進(jìn)行粗略的估算。在計(jì)算切削力時(shí)，必須考慮安全系數(shù)，安全系數(shù)K= 式（）式中——基本安全系數(shù),=；——加工性質(zhì)系數(shù)，=；——刀具鈍化系數(shù)，=；——切削特點(diǎn)系數(shù)，=；＝ N，所以Z軸方向的受力Fc1=K=。Y軸方向的受力Fv1=KFv==4788N X軸方向的受力Fe1=KFe==4604N 杠桿夾緊機(jī)構(gòu)受力圖1　 考慮Z軸方向的夾緊力情況，由公式 式（）式中，r—銷軸半徑，r=25mm；f—銷軸與壓板之間的摩擦系數(shù)，f=；—?dú)飧淄茥U對(duì)銷軸的力臂，=70mm；—壓板作用點(diǎn)對(duì)銷軸的力臂，=155mm；,根據(jù)氣缸表10—33，選氣缸推力F=12000N。由式（）求出Fj=5419N，于是總夾緊力 =4Fj=21677N。此時(shí)。則Z軸方向的夾具設(shè)計(jì)合理。2　 考慮Y軸方向的夾緊力情況加工氣缸體底面時(shí) 式（） Fv2=Fv1=4788N 則 FJ2=9576N12000N 加工氣缸體頂面時(shí)，Y軸方向的受力Fv1=KFv==4788N12000N，則Y軸方向的夾具設(shè)計(jì)合理。3　 考慮X軸方向的夾緊力情況，應(yīng)為銑削的橫向進(jìn)給方向?yàn)閄正方向，在夾具的右側(cè)與氣缸體之際安裝預(yù)定位板就行了，沒(méi)有必要在增加另外的夾緊結(jié)構(gòu)。X軸方向的受力Fe1=KFe==4604N12000N 經(jīng)過(guò)上面夾緊力的分析，夾具安全可靠。 利用夾具在機(jī)床上加工工件時(shí)，機(jī)床、夾具、工件、刀具等形成一個(gè)封閉的加工系統(tǒng)。它們之間相互聯(lián)系，最后形成工件和刀具之間的正確位置，從而保證工序尺寸A的要求。這些聯(lián)系環(huán)節(jié)中的任何誤差，都將以加工誤差的形式直接影響工件的加工精度[16] 。為了保證加工的底面、頂面的平行度要求，底面、。本道工序中尺寸108mm不是主要尺寸，精度不作要求，不進(jìn)行分析。由于mm、mm兩個(gè)尺寸保證了加工的底面、頂面的精度，都是主要尺寸，但是由于mm的公差較大，取mm進(jìn)行分析足以保證其它尺寸的精度。1　 定位誤差包含兩部分，一個(gè)為基準(zhǔn)不重合誤差，另一個(gè)為基準(zhǔn)位移誤差，這里的定位基準(zhǔn)采用了基準(zhǔn)重合的原則，因此△B=0，而工件在夾具中定位不準(zhǔn)確，使工件的原始基準(zhǔn)偏離規(guī)定位置而產(chǎn)生的工件定位誤差△Y，△d=△B+△Y=。2　 因夾具的安裝而偏離了規(guī)定位置，從而使原始基準(zhǔn)發(fā)生移動(dòng)而在工序尺寸方向上產(chǎn)生的偏差?yuàn)A具的安裝誤差△a，△a=。3　 因刀具相對(duì)于夾具位置不準(zhǔn)確，或刀具與導(dǎo)向、對(duì)刀元件之間的配合間隙引起的導(dǎo)向或?qū)Φ墩`差△t。此項(xiàng)誤差又稱為刀具調(diào)整誤差。為了控制精度，在夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注出對(duì)刀塊對(duì)定位件間位置尺寸的公稱值和上、下偏差。對(duì)刀塊至定位件間的尺寸公差可按經(jīng)濟(jì)加工精度給定，～，這里取△t=。4　 因機(jī)床精度、刀具制造精度和磨損、加工調(diào)整、加工變形等因素引起的與加工方法有關(guān)的加工方法誤差△g。這類誤差的影響因素有：(1)與機(jī)床工作精度有關(guān)的誤差。如主軸的徑向、軸向跳動(dòng)誤差；主軸軸線與導(dǎo)軌的平行度、垂直度誤差。(2)與刀具有關(guān)的誤差。如刀具的幾何形狀誤差；刀具磨損和刀具結(jié)構(gòu)本身的相互位置誤差。(3)與調(diào)整有關(guān)的誤差。如對(duì)刀調(diào)整時(shí)的人為誤差；加工過(guò)程中的測(cè)量誤差。(4)與變形有關(guān)的誤差。如由于切削力和切削熱的作用，而引起工藝系統(tǒng)的彈性變形和熱變形而產(chǎn)生的誤差。加工誤差具有很大的偶然性，很難精確計(jì)算。因此常取﹙1/3～1/2﹚△k作為加工方法誤差和精度儲(chǔ)備之用。只有當(dāng)誤差計(jì)算不等式不能滿足，需要重新調(diào)整△g時(shí)，可以根據(jù)機(jī)床精度、刀具精度和磨損、工藝系統(tǒng)可能變形等因素祥加分析后進(jìn)行調(diào)整。由上面的分析計(jì)算，可得△d+△a+△t+△g=+++=，而本道工序的工序尺寸公差△k=，△d+△a+△t+△g△k成立，說(shuō)明夾具能滿足加工要求。該方案是可行的。 如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，為提高生產(chǎn)率，應(yīng)首先看眼于機(jī)動(dòng)夾緊，本道工序的必要增大氣缸直徑，而這將使整個(gè)夾具過(guò)于龐大。因此，應(yīng)設(shè)法降低切削力。目前采取的措施有三個(gè)：一是提高毛坯的制造精度，使最大吃刀量降低，以降低切削力；二是選擇一種比較理想的杠桿結(jié)構(gòu)，盡量增加該夾緊機(jī)構(gòu)的擴(kuò)力比；三是在可能的情況下，適當(dāng)提高壓縮空氣的工作壓力，以增加氣缸推力。夾具上裝有對(duì)刀塊，可使夾具在一批零件加工之前與塞尺配合使用很好地對(duì)刀；同時(shí)，夾具體底面上的導(dǎo)向鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有一正確的安裝位置，以利于銑削加工。銑床夾具的裝配圖及夾具體零件圖分別見(jiàn)附圖 致 謝 本文的設(shè)計(jì)工作是在王瑾老師的精心指導(dǎo)和悉心關(guān)懷下完成的，在我的學(xué)業(yè)和論文的畢業(yè)設(shè)計(jì)中無(wú)不傾注著王老師的辛勤的汗水和心血。王老師的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度、淵博的知識(shí)、無(wú)私的奉獻(xiàn)精神使我深受啟迪。從尊敬的王老師身上，我不僅學(xué)到了扎實(shí)、寬廣的專業(yè)知識(shí)，也學(xué)到了很多做人的道理。在此我要向王老師致以最衷心的感謝和深深的敬意。在多年的學(xué)習(xí)生后中，以及本此畢業(yè)設(shè)計(jì)中還得到了許多老師和同學(xué)的熱情的關(guān)心和幫助。在此，向所有關(guān)心和幫助我的領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué)和朋友表示由衷的謝意！ 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