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第2章 銑斷工序夾具設計
2.1夾具選擇
夾具是一種能夠使工件按一定的技術(shù)要求準確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運用于機械加工，檢測和裝配等整個工藝過程中。在現(xiàn)代化的機械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產(chǎn)率，降低制造成本，一直都是生產(chǎn)廠家所追求的目標。正確地設計并合理的使用夾具，是保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，從而降低生產(chǎn)成本的重要技術(shù)環(huán)節(jié)之一。同時也擴大各種機床使用范圍必不可少重要手段。
2.2 確定定位方案
2.2.1 基準的選擇
根據(jù)工件的加工要求，該工序必須限制工件的6個自由度。建立坐標系如圖2.2所示。為保證銑斷工序至工件底面的垂直度，應選底面為定位基面，限制；須限制、，所以選取A面為定位基面；為保證銑斷工序兩側(cè)面對孔軸線的對稱度要求，還必須在加工時限制自由度。另外，為了方便控制刀具的走刀位置，還需要限制。
綜上所述，工件的六個自由度均被限制，為使定位基準與設計基準重合，選取的定位基準是底面、孔。
2.2.2 確定定位夾緊方案
根據(jù)零件特點，按照工藝過程要求，確定工件定位夾緊方案【4】，采用機械夾緊方式對工件進行夾緊。
綜上對工件定位、夾緊方案的分析，確定定位、夾緊方案。其定位夾緊圖如下圖2.3所示：
圖2.3 定位夾緊方案圖
2.2.3 定位元件的選擇及設計
1.定位元件的選擇 由上知，工件的定位面是側(cè)平面底面、和孔，據(jù)此在夾具上的定位元件選為支承板、支承釘、和菱形定位銷。
2.定位板設計 定位平面底面所用的定位支承板參照參考文獻【3】第272頁設計。 標記為：支承板 A6×45 GB 2236-80 材料：T8。
現(xiàn)確定定位銷的極限偏差和定位表面到定位銷中心的名義尺寸：
=L，其中取工件相應尺寸=L=230.08mm的平均尺寸，公差取相應尺寸公差的(~)倍，現(xiàn)取，【2】則有：
=400.02mm
滿足工件順利裝拆的補償量值：=(+)÷2=(0.16+0.04)÷2=0.10mm
則，菱形定位銷和定位孔配合的最小間隙===0.43mm
（其中，b的值可查手冊得值為3【3】）
2.3 定位誤差的計算與分析
必須要滿足誤差的總和應該小于或等于該工序公差。
與夾具有關的加工誤差，一般可用下式表示：
由參考文獻可得：
⑴ 兩定位銷定位誤差 ：
其中：
，
，
，
⑵ 夾緊誤差 ：
其中接觸變形位移值：
查[5]表1～2～15有。
⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過
⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上、所設計的夾具滿足零件加工精度要求。
2.4 減小定位誤差的措施
采取措施：
1.提銷圓柱部分的制造精度，將菱形定位銷圓柱部分精度提高到IT6級，公差值為0.011mm,則此時定位銷圓柱部分直徑Φmm,=0.043-(-0.054)=0.097mm。0.097仍接近加工誤差的。
2.在提高菱形定位銷圓柱部分的制造精度基礎上，將Φ10孔的精度提高到IT8級，其公差值為0.027mm，此時孔的尺寸及公差為Φmm，則0.027mm-(-0.054)=0.081mm,那么就要約0.12mm的加工精度預留量，可滿足保證對稱度加工要求。
2.5 計算切削力及實際所需的夾緊力
圖2.9作用于工件上的切削力
工件在加工時的受力情況如圖2.9所示。加工時，工件受到切削合力F的作用，F(xiàn)可分解為水平和垂直方向的切削分力和，由經(jīng)驗公式，和可通過切向銑削力分別乘以一個系數(shù)來得到。在對稱銑削情況下，=(1~1.2),=(0.2~0.3)。
參照《機床夾具設計手冊》【3】表1-2-9得銑削力的計算公式：
參數(shù)的選取：
切向銑削力 （N）
銑刀系數(shù) =669
銑削深度 =3mm
每齒進給量 =0.15mm
銑刀直徑 d=100mm
銑削寬度 B=2mm
銑刀齒數(shù) z=12
修正系數(shù) （工件屈服應力）
綜上，計算得：
銑削力 。
故水平分力=1.1=1279N，垂直分力=0.3=349N。
工件的主定位面是底面，故選擇夾緊力的作用方向為水平方向作用于底面。當夾緊力水平作用于工件上時，所需要的理論夾緊力=+=1279+=3606N
由公式 = 可計算出實際所需夾緊力。
現(xiàn)在計算安全系數(shù)K的值。
安全系數(shù)K的計算公式為：
由《機床夾具設計手冊》表1-2-0得各安全系數(shù)K的取值如下：
基本安全系數(shù) 加工性質(zhì)
刀具鈍化程度 切削特點
穩(wěn)定性 手柄位置
工件與支撐面接觸情況
將各安全系數(shù)值代入上面公式計算得,K=1.95<2.5（注：若安全系數(shù)的計算值小于2.5，則取=2.5），則取K的值為2.5。
所以實際所需夾緊力為： = =9015N。
實際所需的夾緊力計算是一個很復雜的問題，一般只能作粗略的估算。為簡化計算，在設計夾緊裝置時，可只考慮切削力對夾緊的影響，并假定工藝系統(tǒng)是剛性的切削過程穩(wěn)定不變。【2】
2.7 對刀元件及夾具體
根據(jù)工件加工表面形狀，對刀件可選用夾具零件及部件中的標準直角對刀塊。它的直角對刀面和工件被加工銑斷工序精加工工序形相對應，其間距等于塞尺厚度，設計塞尺厚度為3，并把對刀件安裝于夾具體的豎直板上。
根據(jù)銑床T行銑斷工序精加工工序的寬度，選用寬度B=14mm,公差為h6的A型定位鍵來確定夾具在機床上的位置?！?】
夾具體選用灰鑄鐵的鑄造夾具體【7】。其基本厚度選為22mm,并設計出供銑斷工序精加工工序用螺栓緊固夾具用得U形銑斷工序精加工工序耳座。根據(jù)所設計的各種元件、機構(gòu)、裝置，設計出夾具的形狀、結(jié)構(gòu)。如下圖2.15
總結(jié)
通過這次課程設計使我進一步的理解了所學的理論知識及具體運用了這些知識。通過這次課程設計，使自己對工藝人員所從事的工作有了親身的體驗，學會了查圖表、資料、手冊等工具書。通過實例對工藝規(guī)程的編制。和切削用量的選擇計算等做了一次練習。
總之，通過這次課程設計使我受益非淺，為我今后的學習及工作打下了堅實而良好的基礎。在此，忠心感謝各位老師的幫助和指導。
參考文獻
1．公差配合與測量技術(shù)……………………機械工業(yè)出版社 2. 切削加工簡明實用手冊…………………化學工業(yè)出版社 3. 機床制造工藝與夾具 ……………………機械工業(yè)出版社 4. 金屬切削原理與刀具……………………機械工業(yè)出版社 5. 機械加工工藝手冊………………………北京出版社 6. 機械制造工藝學…………………………機械工業(yè)出版
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