【導(dǎo)讀】專用夾具設(shè)計，并進(jìn)行了另一工序的普通夾具設(shè)計。支架零件作為叉架類零件，其主要加。按照機(jī)械加工工藝要求，遵循先面后孔的原則，并將孔與平面的加工。明確劃分成粗加工和精加工階段以保證加工精度?；鶞?zhǔn)選擇以支架大外圓端面作為粗基。并按要求對其中一道工序進(jìn)行了基于液壓夾緊的專用夾具設(shè)計，在設(shè)。系統(tǒng)的壓力，從而確定了液壓缸的各參數(shù)，繪制了液壓夾緊的專用夾具總圖。程均選用萬能機(jī)床。

　　

【正文】 公式得 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n ： m in/ rn ???? 根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》表 93，取 min/140 rn ? 實(shí)際切削速度 39。v ： m in/ 39。 mv ???? 被切削層長度 l ： mml 90? 刀具切入長度 1l ： mml 21? 刀具切出長度 2l ： mml 282 ? 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動時間 為3jt： 取 mml 90? ， mml 21? ， mml 282 ? ， rmmf /? ， min/140 rn ? 代入公式 （ 44）得： m 282903 ?? ???jt 故本工序機(jī)動工時為 ： m i ??????? jjj tttT 工序六：鉆 mm6? 孔，锪 mm6? 孔，倒角 ?90 。 機(jī)床： Z525 立式鉆床 刀具：麻花鉆，锪鉆 （ 1） 鉆 mm6? 孔 切削深度 pa ： mmap 3? 進(jìn)給量 f ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》表 2810，取 rmmf /)~(? 。 取 切削速度 min/ mv ? 取 min/ mv ? ， mmd 60 ? 代入公式 41 得 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n ： m i n/ rn ???? ， 根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》表 93，取 m in/1360 rn ? 實(shí)際切削速度 39。v ： m i n/ 39。 mv ???? 被切削層長度 l ： mml 12? 刀具切入長度 1l ： mml ? 刀具切出長度 2l ： mml 12 ? 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動時間1jt：fn lllt j 211 ??? (45) 取 mml 12? ， mml ? ， mml 12 ? ， rmmf /? ， m in/1360 rn ? 代入公式（ 45）得： m ?? ???jt （ 2） 倒角 ?90 。采用 ?90 锪鉆。為縮短輔助時間，取倒角是的主軸轉(zhuǎn)速與擴(kuò)孔時相同：min/174 rn ? ，手動進(jìn)給。 工序七：銑 mm54? 端面。 同工序 三 ，故根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》 可得： 被切削層長度 l ：由毛坯尺寸可知 mml 54? 刀具切入長度 1l ： mml 61? 刀具切出長度 2l ： mml ? 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動時間 為1jt： mj flllt 211??? 式（ 43） 取 mml 54? ， mml 61? ， mml ? ， m in/90 mmf m ? 代入公式（ 43）得： m ????jt 故 本工序 機(jī)動工時為 ： m 1 ?? jtt 工序八：粗鏜－半精鏜－精鏜 mm38? 的孔。 機(jī)床： T68 臥式鏜床 刀具： ?90 鏜刀、 ?45 鏜刀 （ 1） 粗鏜 mm36? 孔 切削深度 pa ： mmap 3? 進(jìn)給量 f ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》表 2810，取 rmmf /)1~(? 。 切削速度 m in/35~20 mv ? 取 min/30mv ? ， mmd 360 ? 代入公式 41 得 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n ： m in/ 301000 rn ???? ， 根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》表 93，取 min/250 rn ? 實(shí)際切削速度 39。v ： m i n/ 39。 mv ???? 被切削層長度 l ： mml 78? 刀具切入長度 1l ： mml 21? 刀具切出長度 2l ： mml 22 ? 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動時間1jt： fn lllt j 211 ??? (45) 取 mml 78? ， mml 21? ， mml 22 ? ， rmmf /1? ， min/250 rn ? 代入公式（ 45）得： m 22781 ?????jt （ 2） 半精鏜 mm36? 孔 切削深度 pa ： mmap ? 進(jìn)給量 f ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》表 2810，取 rmmf /)~(? 。 切削速度 m in/40~25 mv ? 取 min/30mv ? ， mmd ? 代入公式得 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n ： m in/ 301000 rn ???? 根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》表 93，取 min/250 rn ? 實(shí)際切削速度 39。v ： m i n/ 39。 mv ???? 被切削層長度 l ： mml 78? 刀具切入長度 1l ： mml 21? 刀具切出長度 2l ： mml 22 ? 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動時間2jt： 取 mml 78? ， mml 21? ， mml 22 ? ， rmmf /? ， min/250 rn ? 代入公式（ 45）得： m 22782 ?? ???jt （ 3） 精鏜 mm38? 的孔 切削深度 pa ： mmap ? 進(jìn)給量 f ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》表 2810，取 rmmf /~? 。 取切削速度 m in/30~15 mv ? 取 min/20mv ? ， mmd 380 ? 代入公式得 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n ： m in/ 202100 rn ???? 根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》表 93，取 min/160 rn ? 實(shí)際切削速度 39。v ： m in/191000 39。 mv ???? 被切削層長度 l ： mml 78? 刀具切入長度 1l ： mml 21? 刀具切出長度 2l ： mml 22 ? 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動時間3jt： 取 mml 78? ， mml 21? ， mml 22 ? ， rmmf /? ， min/160 rn ? 代入公式（ 45）得： m 22782 ?? ???jt 故本工序機(jī)動工時為 ： m i 5 2 ??????? jjj tttT 5 基于液壓夾緊的專用夾具設(shè)計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，通常需要設(shè)計專用夾具。 經(jīng)過與指導(dǎo)教師協(xié)商，決定設(shè)計出銑 mm34? 外圓和兩個 mm24? 外圓端面的液壓夾緊式銑夾具及 鉆 mm22? 和兩個 mm14? 的三孔的鉆床夾具。 銑 mm34? 外圓端面的液壓夾緊式銑夾具用于立式銑床，適合于批量生產(chǎn)，銑刀采用 mm12? 立銑刀，其主切削刃有四個，也即是其有 4 個刀齒，其結(jié)構(gòu)圖如圖 所示。 鉆 mm22? 和兩個 mm14? 孔的鉆床夾具 用于立式鉆床，適合于批量生產(chǎn)，刀具分別采用麻花鉆、擴(kuò)孔鉆及鉸刀，加工出來作為后續(xù)加工 的工藝孔使用。 設(shè)計主旨 本夾具主要用來 銑 mm34? 外圓 和兩個 mm24? 外圓 端面 ，從零件圖中可以知道這兩個端面有一定的粗糙度要求，對于尺寸精度與 兩表面間位置 精度沒有嚴(yán)格的要求。但是 在 加工本工序時沒有任何孔來定位 ，也不能利用其端面來進(jìn)行定位 ， 且是 進(jìn) 行 過 時 效處理的毛坯 件， 為了方便三孔的加工及 在以后的工序中 孔的端面能起到 定位作用 ， 因此，本道工序主要 是利用毛坯件的外圓表面來作為粗基準(zhǔn)對零件實(shí)行定位與夾緊，并 考慮 通過液 壓夾緊來實(shí)現(xiàn) 提高勞動生產(chǎn)率 、 降低勞動強(qiáng)度 和安全高效等目的 。 夾具設(shè)計 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知，有 mm54? 外圓 和 mm46? 外圓可以利用，因此采用 V 型塊進(jìn)行裝夾，采用 一個活動的 V 型塊和一個 固定 的 、寬 V 型塊 來進(jìn)行 定位裝夾，這樣總共限制 6 個自由度，并在 mm54? 外圓 和 mm46? 外圓 的下面采用輔助支承來進(jìn)行輔助定位 ， 因?yàn)?從零件圖 的結(jié)構(gòu)分析 中 可 以 知道，圓弧的壁厚比較薄，剛性比較差，因此輔助支撐 可以 把剛性差的問題避免了， 活動 V 形塊采用液壓缸來進(jìn)行驅(qū)動， 通過 快速油缸 和 固定 V 形塊來對工件 進(jìn)行夾緊，實(shí)現(xiàn)快速 、安全 裝夾， 提高勞動生產(chǎn)率。 定位誤差分析 工件在夾具中的位置由定位基準(zhǔn)與定位元件相接觸或配合來確定的，然而工件與定位元件均有制造誤差，就會使一批工件在夾具中的位置不一致，從而導(dǎo)致工件工序尺寸的誤差，這就是定位誤差。 該夾具由計算分析知道基準(zhǔn)不重合誤差為零，基準(zhǔn)位移誤差也為零所以沒有定位誤差。 圖 立銑刀結(jié)構(gòu) 因此能滿足零件的加工要求。 銑夾具設(shè)計的基本要求 如前所述，在設(shè)計夾具時，為了提高勞動生產(chǎn)率，應(yīng)著眼于機(jī)動夾緊，本道工序的銑床夾具就選擇了 用液壓缸推動活動 V 形塊對工件進(jìn)行 夾緊。本道工序由于是粗加工，切削力較大，為了夾緊工件，勢必要 增加系統(tǒng)壓力或增大液壓缸直徑 ， 系統(tǒng)壓力增高不利于系統(tǒng)安全，而增大液壓缸直徑會使 使整個夾具過于龐大。因此，應(yīng)設(shè)法降低切削力。目前采取的措施有三個：一是提高毛 坯 的制造精度， 使 最大背吃刀量降低，以降低切削力；二是選擇比較合適的 液壓缸結(jié)構(gòu) ，增大夾緊時的力臂以降低夾緊力；三是在可能的情況之下，適當(dāng)提 高夾緊力，來滿足夾緊的要求。 夾具上 還需要 裝有對刀塊，可使夾具在一批零件加工之前與塞尺配合使用很好的對刀；同時，夾具體底面上的一對 U 型槽可使夾具在機(jī)床工作臺上有一正確的安裝位置，以利于銑削加工。 液壓缸的設(shè)計計算 設(shè)計要求是做 任何設(shè)計的依據(jù)，液壓與氣動夾具設(shè)計時要明確液壓與氣動傳動系統(tǒng)的動作和性能要求，這里一般要考慮以下幾方面： 1）該設(shè)備中，哪些運(yùn)動需要液壓或氣壓傳動完成，各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動形式及動作幅度； 2）對液壓或氣壓裝置的空間布置、安裝形式、重量、外形尺寸的限制等； 3）執(zhí)行機(jī)構(gòu)載荷 形式和大??； 4）執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動速度，速度變化范圍以及對運(yùn)動平穩(wěn)性的要求； 5）各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作順序，彼此之間的聯(lián)鎖關(guān)系，實(shí)現(xiàn)這些運(yùn)動的操作或控制方式； 6）自動化程度、效率、溫升、安全保護(hù)、制造成本等方面的要求； 7）工作環(huán)境方面的要求，如溫度、濕度、振動、沖擊、防塵、防腐、抗燃性能等； 另外對主機(jī)的功能、用途、工藝流程也必須了解清楚，力求設(shè)計的系統(tǒng)更加切合實(shí)際。 切削力及切削力矩的計算與分析 對執(zhí)行元件的工況進(jìn)行分析，就是查明每個執(zhí)行元件在各自工作過程中的速度和負(fù)載的變化規(guī)律。通常是求出一個 工作循環(huán)內(nèi)各階段的速度和負(fù)載值列表表示，必要時還應(yīng)作出速度、負(fù)載隨時間（或位移）變化的曲線圖（稱為速度循環(huán)圖、負(fù)載循環(huán)圖和功率循環(huán)圖）。 在一般情況下，液壓和氣壓系統(tǒng)中氣缸承受的負(fù)載由六部分組成，即工作負(fù)載、導(dǎo)軌摩擦負(fù)載、功率、慣性負(fù)載、重力負(fù)載、密封負(fù)載和背壓負(fù)載，前五項(xiàng)構(gòu)成了液壓缸所要克服的機(jī)械總負(fù)載。 這里為了方便起見，只是將銑削時產(chǎn)生的銑削力矩作為液壓缸的工作負(fù)載，其余的負(fù)載這里沒有考慮（只需要按照一定的工作方式進(jìn)行計算即可）。 根據(jù)加工需要，該系統(tǒng)的工作循環(huán)也較為簡單：快速前進(jìn) — 工進(jìn) 快速后退 — 原位停止。 根據(jù)調(diào)查研究和工作系統(tǒng)要求，快速前進(jìn)和快速后退的速度約為 ，工進(jìn)速度約為 ，不考慮換向及啟動時間、動靜摩擦系數(shù)等因素，液壓缸的機(jī)械效率 ? 取 。 由于本道工序主要完成 mm34? 外圓 和兩個 mm24? 外圓 端面 加工，為后續(xù)孔的加工及工件的定位提供良好的基準(zhǔn)，但在銑削過程中由于銑刀所產(chǎn)生的銑削力對工件產(chǎn)生的附加轉(zhuǎn)矩會造成工件的加工誤差，因而必須對工件所受的銑 削力和銑削力矩進(jìn)行計算分析，從而設(shè)計出符合要求的夾緊裝置。 對液壓缸的設(shè)計計算主要是以銑削力矩為主進(jìn)行理論計算，以工件加工中所需的夾緊力來設(shè)計液壓缸的結(jié)構(gòu)參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)工件快速、高效、安全裝夾所需要的行程來確定液壓缸的理論行程，因而需要對工件所受的夾緊力和夾具的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。 1） 切削力的計算 切削力的計算可通過試驗(yàn)的方法，測出各種影響因素變化是的切削力數(shù)據(jù)，加以處理得到的反映各因素與切削力關(guān)系的表達(dá)式，稱為切削力計算的經(jīng)驗(yàn)公式。在實(shí)際中使用的切削力經(jīng)驗(yàn)公式有兩種：一是指數(shù)公式；二是單位切削力。這里為了方便 起見，以單位切削力進(jìn)行切削力的計算。單位切削力是指單位切削面積上的主切削力，用 Fc 表示。 由《切削手冊》得 主切削力公式 ： ZcFcFcFcFcFc FeYXpFc kndZFafaCF ????????? ???? 60/ 0 式中：cFC、cFX、cFY、cF?、cF?是指切削用量的系數(shù)和指數(shù)，可查相關(guān)設(shè)計手冊； pa — 銑 削深度， mm； fa — 每齒進(jìn)給量， mm/Z； ea — 銑削寬度， mm； Z — 銑刀齒數(shù)， n — 銑刀每秒轉(zhuǎn)速， m/s； 0d — 銑刀直徑， mm； ZFk— 切削條件改變時的修正系數(shù)； 代入數(shù)據(jù)可得工件所受的切削力： NFc ? 。 2） 銑削力矩計算 由《切削手冊》得 銑削力矩公式