减速箱体零件工艺规程及铣尺寸159两侧面铣床夹具设计

需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q1969043202I摘 要减速器箱体零件的工艺规程及其铣尺寸 159 两侧面的铣床夹具设计是在学完了大学阶段所有课程之后的下一个教学环节。它一方面要求学生通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行工艺及结构设计的基本能力。另一方面能让我们熟练运用机械制造工艺学中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q19690432021ABSTRCTThe reduction gear box body components technological process and its the milling two sides of dimension 159 jig design was in study over the university has carried on the curriculum designed after the next teaching link. It on the one hand requests the student to be able to obtain the synthesis utilization has studied in the past the complete curriculum through the design to carry on the craft and the structural design basic capability. On the other hand can let us skilled utilize in the machine manufacture technology the elementary theory as well as the practice knowledge which arrives in the production practice middle school, correctly solves a components in processing localization, clamps as well as the craft route arrangement, the craft size firmly grades the question, the guarantee components processing quality.Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q19690432022目 录中文摘要 英文摘要 第一章 绪论1第二章 工艺设计22.1 零件分析 22.1.1 零件的作用 22.1.2 零件的工艺分析.22.2 毛坯的选择与设计及基准的确定. 2 2.2.1 确定毛坯制造形式.32.2.2 基准的选择.33.3 工艺规程的设计42.3.1 制定工艺路线 42.3.2 工艺方案的比较分析 6第三章 工序设计73.1 加工设备与工艺装备的确定73.2 工序尺寸、公差与加余量确定的. 83.3 切削用量与时间定额的确定 93.3.1 工序:铣端面 80mm 93.3.2 工序：粗、半精镗孔 52H8 103.3.3 工序:铣尺寸 159mm 两端面 需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q1969043202311第四章 专用夹具的设计 164.1 任务的提出164.2 定位方案与定位元件的确定164.3 夹紧方案与夹紧机构的确定164.4 对刀装置的确定184.5 夹具结构的设计184.5.1 夹具体方式的确定 184.5.2 夹具的装配 194.5.3 夹具的精度要求 194.5.4 夹具使用注意事项、保养及维护 204.6 夹紧力的计算204.6.1 切削力的计算204.6.2 夹紧力的计算214.7 定位误差分析214.8 液压油缸的设计234.8.1 活塞作用力 P 的计算 234.8.2 油缸内径及活塞杆直径的计算 234.8.3 油缸壁厚的计算和验算 244.8.3 油缸设计综述 25第五章 设计总结 275.1 改进方案27参考文献28致谢29需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q19690432024第一章 绪论毕业设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及专业课之后进行的.这是我们对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。减速器箱体零件的工艺设计及其铣削 159mm 两平面的夹具的毕业设计是在学完了大学阶段的所有课程后的最后一个环节。它一方面要求学生通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行工艺及结构设计的基本能力。另一方面能让我们熟练运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。我们通过设计夹具的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效，省力，经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。同时能掌握与设计有关的各种资料的名称，出处，能够熟练运用。不过由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q19690432025第二章 工艺设计2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用1.1.1.1. 减速器箱体是减速器的重要组成零件，它将有关零件（轴、套、齿轮）连接在一起，保证它们之间有正确的相对位置关系，使它们能按一定的传动关系协调的运动。因此，箱体的加工质量对机械精度、性能和使用寿命都有直接关系。减速器的作用（1）降速同时提高输出扭矩，扭矩输出比例按电机输出乘减速比，但要注意不能超出减速器额定扭矩。 （2）速同时降低了负载的惯量，惯量的减少为减速比的平方。所以在日常的生活工作中运用得非常广泛，也起到非常重要的的作用。2.1.2 零件的工艺分析减速箱体结构较复杂、加工面多、技术要求高、机械加工的劳动量大。因此箱体结构工艺性对保证加工质量、提高生产效率、降低生产成本有重要意义。减速箱体几个加工表面它们之间有一定的位置要求，现分述如下：.是 159 两侧面要保证一定的平行度要求平行度公差为 0.05mm。 1.箱体底面与侧面都有一定的垂直度要求垂直度公差为 0.05mm。 2.52H8 孔与 185H8 孔有一定的平行度要求平行度公差为 0.05mm；且有一定 3的位置要求，保证相互位置尺寸为 1640.045mm；与侧面也有一定的位置要求尺寸偏差为 800.035mm。.50H8 两孔与 52H8 孔有一定的位置要求，保证相互位置尺寸为 4920.031mm；且 50H8 两孔之间有一定的平行度要求平行度公差为 0.05mm。与侧面也有一定的垂直度要求垂直度公差为 0.05mm。需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q196904320262.2 毛坯的选择与设计及基准的确定2.2.1 确定毛坯制造形式减速箱体零件材料为 HT200。考虑到零件形状复杂、有腔形、制造精度、机械性能、寿命及批量（年产 1 万件） ；可选择金属型铸造以提高毛坯精度、减少加工余量。查阅机械加工工艺设计实用手册P498 表 6-68。金属型铸造，铸造精度 CT（按GB6414-86 或 HB6103-86）在 6-9 之间。金属型铸造的工艺方法与特点是以金属型摸腔上覆以涂层作为型腔，有时辅以砂芯作为内腔的铸造方法。铸造冷却速度快，铸件内部组织严密，机械性能较高，单位生产面积产量高。适于成批与大量生产，一般不宜于单件或少量生产。常用于减数箱体的铸件生产。查阅机械加工工艺设计实用手册P516 表 6-90。金属型铸造成批生产灰铸铁的铸造尺寸公差等级要求为 CT7-9，取CT8。铸件公差按 HB6130-86。查阅机械加工工艺设计实用手册P510 表 6-79。取铸造斜度为 3 查阅机械加工工艺设计实用手册 P512 表 6-85（HB6130-86） 。铸件基0本尺寸在 400-630 之间，公差等级为 CT8，则铸件尺寸公差值取 2.6。未注明铸件圆角半径 R3。铸件基本尺寸偏差为 1.3。在确定毛坯制造形状时应考虑各加工表面的余量还应考虑 是否需要制出工艺凸 1台以利于工件的装夹； 是一个零件制成一个毛坯还是多个零件合成一个毛坯； 2那些表面不需要制出； 铸件分型面、拔模斜度及铸造圆角；最后绘制出毛坯图， 3 4并要决定毛坯的结构特征及各项技术条件。2.2.2 基准的选择正确选择定位基准是设计工艺过程的一项重要内容，也是保证零件加工精度的关键。定位基准分为精基准、粗基准、辅助基准。在最初加工工序中，只能用毛坯上未经加工的表面为定位基准（粗基准） ，在后续加工工序中，用也加工表面作为定位基准（精基准） 。在制定工艺规程时，应先考虑选择怎样的精基准以保证达到精度要求并把各加工加工出来，另外，为了使工件便于装夹和易于获得所需加工精度，可在工件上某部位做一辅助基准，用以定位。需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q19690432027粗基准的选择。对于箱体类零件应先加工面后加工孔再以面为基准加工孔。根 1据有关粗基准的选择原则（当零件有不加相对位置精度较高的不加工表面做为粗基准。）先以 159 底面作为粗基准加工其它工表面时，应以这些不加工表面作为粗基准；若零件有几个不加工表面时，则应以与加工表面要求较高的表面为粗基准面，因为其它面与尺寸 159 底面都有垂直度要求。精基准的选择。应遵循“基准重合及统一”原则，选择面积较大的平面或孔及 2其组合。因此应选择 159 端面作为精基准，有利于夹紧及定位。2.3 工艺规程的设计2.3.1 制定工艺路线零件机械加工工艺过程是工艺规程的中心问题，其内容包括定位基准、确定夹紧方法、选择各加工表面的加工方法、安排加工顺序及组织整个加工工艺过程中各个工序的内容、确定各个工序所采用机床设备和工艺装备等。设计时应经过分析比较选择比较合理的方案。为方便描述各加工平面，参见图（2-1）需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q19690432028（图 2-1）根据减速箱体零件为大批生厂，所以采用通用机床，配以专用的夹具、刀具，并考虑工序集中，以提高生产率，减少机床数量，降低生产成本。经零件工艺分析，零件毛坯为金属模，机械造型，并经人工时效处理消除铸件内应力，改善工件的可切削性先确定工艺路线如下：方案一：工序 铣 159 两端面 、 （ 基准面）。刀具：端铣刀，机床：X62； 6 9 4工序 铣面 、 （ 为基准）。刀具：圆柱铣刀，机床：X51； 4 5 9工序 镗孔 185mm、 310mm （ 为基准）。刀具：镗刀， 7 8 9机床：T616； 工序 铣面 （ 为基准）。刀具：端铣刀，机床：X62； 2 9工序 镗面 （ 为基准）。刀具：镗刀，机床：T616； 3 9工序 粗、半精镗孔 52H8（ 为基准）。刀具：镗刀，机床：T616； 1 9工序 粗、半精镗阶梯孔 50H8（ 为基准）。刀具：镗刀，10 9机床：T616； 工序 配作螺纹孔；工序 检查。方案二：工序 铣 159 的端面 （ 为基准）。 6 9工序 铣 159 的端面 （ 为基准）。 9 6工序 铣面 、 （ 为基准）。 4 5 9工序 铣面 （ 为基准）。 2 2 9工序 镗孔 185mm、 310mm （ 为基准）。 7 8 9工序 镗面 （ 为基准）。 3 9需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q19690432029工序 粗、半精镗孔 52H8（ 为基准）。 1 9工序 粗、半精镗孔 50H8（ 为基准）。10 9机床：T616； 工序 配作螺纹孔；工序 检查。2.3.2 工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一是 159 的两端面一起在卧式铣床上加工，然后以端面为基面加工其它面，面和孔加工顺序比较混乱。而且查各种数据显示工件的尺寸不适合在卧式铣床上加工；方案二则与一有所不同，159 两端面分开加工，先加工面再以面为基准加工孔；两者比较可以看出，第二方案比第一方案合理，位置精度也较易保证，定位及夹紧等都比较方便；但方案二也有不合适的地方，面 、 可 2 3以一起加工减少装夹次数及夹具设计，因此可以合为一道工序，面 、 可以同时 6 9装夹（一个夹具装夹两个工件，详见夹具设计）互为基准加工。改进的工艺过程如下：工序 铣 159 两端面 、 ，以尺寸 159 的另一底面为粗基准； 6 9工序 铣面 、 ，以尺寸 159 的一个端面为基准； 4 5工序 铣面 ，以尺寸 159 的底面及 面为基准； 2 5工序 镗面 ，以 159 的底面及 面为基准； 3 5工序 粗、半精镗孔 185mm、 310mm ，以尺寸 159 的底面及侧面为 7 8基准；工序 粗、半精镗孔 52H8 ，以 185mm 的孔及长 235mm 的面为基准； 1工序 镗孔 50H8 ，以长为 235mm 面及 52mm 孔为基准；10工序 配作螺纹孔；需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q196904320210工序 检查。需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q196904320211第三章 工序设计3.1 加工设备与工艺装备的确定“减速器箱体”零件材料 HT200，生产类型为大批生产，采用金属型铸造毛坯。铸造精度 CT8，表 6-90，P516；铸造斜度 3，表 6-79，P510；未注明圆角半径 R3；查书机械加工工艺设计实用手册 。选出每一步加工工序所用的机床、刀具、夹具、量具如下：工序 铣 159 两端面 、 ：立式铣床 X53K、端面铣刀、专用夹具、游标卡 6 9尺；工序 铣面 、 ：立式铣床 X51、圆柱铣刀、专用夹具、游标卡尺； 4 5工序 铣面 ：立式铣床 X52K、端面铣刀、专用夹具、多用游标卡尺； 2工序 镗面 ：卧式镗床 T616、硬质合金镗刀、深度游标卡尺； 3工序 粗、半精镗孔 185mm、 310mm：卧式镗床 T616、硬质合金镗 7 8刀、专用夹具、深度游标卡尺；工序 粗、半精细镗孔 52H8：卧式镗床 T4163、硬质合金镗刀、专用夹具、 1多用游标卡尺；工序 镗孔 50H8：卧式镗床 T616、硬质合金镗刀、专用夹具、多用游标10卡尺；3.2 工序尺寸、公差与加工余量的确定铸件加工余量等级 F，表 3-1，P78；铸件机械加工余量查表 3-3，P80；铸件尺寸公差查表 3-6，P84；见书机械加工余量与公差手册 。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q196904320212及毛坯尺寸如下：（表 3-1）工序余量（mm）加工表面 加工内容 加工余量（mm）精度等级 工序尺寸（mm）粗糙度（um） 最小 最大铸件 8 CT8 1671.3端面 6 9铣削 8 IT9 0.159+6.3 7.9 9.4铸件 3 CT8 2381.0底面 4铣削 3 IT9 .823012.5 2.815 4.185铸件 3 CT8 4072.1 235mm 端面 5 铣削 3 IT9 .14+6.3 2.86 5.24铸件 4 CT8 0铣面80mm 2 铣削 4 IT9 .14-6.3 4 4.28铸件 3.5 CT8 965镗面 3镗削 3.5 IT11 0.+6.3 2.6 4.54铸件 5 CT8 18f半精镗 1.5 IT8 .7250 3.2 1.21 1.572镗孔185H8粗镗 3.5 IT11 96.f+ 6.3 3.21 3.79铸件 7 CT8 3031.1镗孔310mm 镗孔 7 IT12 0.813f12.5 5.9 9.81铸件 8 CT8 441.3半精镗 1.5 IT8 .46520f+3.2 1.31 1.546镗孔52H8粗镗 6.5 IT11 19.6.3 5.2 6.69铸件 5 CT8 451.0半精镗 1.5 IT8 0.625f+3.2 1.25 1.562镗孔50H8粗镗 3.5 IT11 48.6.3 2.5 4.75需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q196904320213铸件 32 CT8 0.625f+半精镗 2 IT8 873.2 1.7 2.087镗阶梯孔82粗镗 30 IT11 .30f6.3 29.938 30.3623.3 切削用量及时间定额的确定3.3.1 工序:铣端面 80mm加工要求：铣面 80mm，表面粗糙度 6.3um。机 床：X63 卧式铣床刀 具：硬质合金端面铣刀 YG6，Z=6， =90Kr计算铣削用量： 1） 铣削深度 =4mmpa2） 每齿进给量 =0.3mm/z,表 3-28，P108机械制造工艺手册 。f3） 切削速度 查表 3-30机械制造工艺手册 。取 V=1.5m/s 即 90m/s。根据刀具采用套式面铣刀， 表 12-113，P1099机械加工工艺设计实用手册 。=100，Z=6。dw则：（式 3-1）根据 X63 卧式铣床说明 P228 附表 4-17-1 取 =300r/min 则实际切削速度nw（式 3-2）当 =300r/min 时，工作台每分钟进给量查附表 4-17-2，P229 取nw=600mm/minmf4)（式 3-3）切削工时的计算： 1090286./mi3.41vrnsdwp=10394.2/idnVmp=0.36540/inZfnmz=需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q196904320214（式 3-4）表 7-7，P305机械制造工艺手册 。=80mm, =0.5(100- )+2=22mm =2mm2108-l23.3.2 工序：粗、半精镗孔 52H8工件材料：HT200、金属型铸造加工要求：粗、半精镗孔 52H8，表面粗糙度为 3.2um机 床：T4163 坐标镗床刀 具：刀具材料为硬质合金、YG8、刀杆尺寸为 12mm12mm，长度为 500mm。 (一)计算切削用量：粗镗孔至 50.5mm，单边余量 Z=3.25mm， =3.25mm,一次加工 1 pa确定进给量查表 3-13，P93机械制造工艺设计手册 ，加工铸铁，f=0.03-0.16mm/r.根据T4163 镗床主轴进给量。取 f=0.15mm/r根据有关手册，取 V=100m/min 则= = =612r/minnwDv14.305214.30查表 4-7-1，P213机械制造工艺手册 。T4163 坐标镗床主轴转速取=612r/min镗削工时：P299 表 7-1机械制造工艺手册 。（式 3- 5）半精镗孔至 52mm，单边余量 0.75mm 212lllTjfm+=1l802.7min6T+=123lliTjfn+=13l=24l35=60540.78min. 60l需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q196904320215一次加工0.75mpa=确定进给量查表 3-22，P101机械制造工艺设计手册根据镗床主轴进给量取 f=0.10mm/r查表 3-19，P98机械制造工艺设计手册 。V=1.333-1.83m/min,取V=0.18m/min。则： （式 3-6）根据 T4163 主轴转速工时定额 P299，表 7-1机械制造工艺设计手册 。3.3.3 工序:铣 159mm 端面 9加工要求：铣 159mm 端面 ，表面粗糙度 6.3 。 9 m机 床：X53K 立式铣床。刀 具：套式面铣刀（B 类） ，D=160mm， =40mm, =56mm,H=63mm，Z=8(粗加工)， =90。查自表 12-1131d2 Kr可转位面铣刀（摘自 GB5342-85） ，P1099机械加工工艺设计实用手册 。61/minrnw=101.860/in3.452vrnD=60354121.09in.llTifn+=60lm 24ml=31l=l=需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q196904320216（图 3-1）计算铣削用量： 1 铣削深度=8mm（在两个工步中均分为四）pa2 每齿进给量=0.1mm/r,表 3-28， 机械制造工艺手册P108 王绍俊主编。f3 切削速度查表 3-30， 机械制造工艺手册P113 王绍俊主编。取 V=1.5m/s 即90m/s。根据刀具采用套式面铣刀， 表 12-113，P1099机械加工工艺设计实用手册张耀宸主编。=160，Z=8dw则根据（式 3-6）查阅机械制造工艺手册立式铣床说明 P226 附表 4-16-1。取 =190r/min 则实际切削速度：nw109017.4/min3.46vrnsdp=需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q196904320217（式 3-7）计算铣削工时：当 =190r/minnw（式 3-8）取工作台的进给量 =156mm/min。查阅机械制造工艺手册P226 表 4-16-2 立Mf式铣床 X53K 工作台横向进给量。由于工件在工作台上的纵向最大尺寸为 428mm，立铣刀直径为 160mm。可分为 3次走刀完成铣削工步一，由于工步二和工步一情况几乎一样，故以下只需算工步一再乘以 2 就可得工序铣削 159mm 两平面总时间，如图 3-2 所示。查阅表 7-7，P305机械制造工艺手册王绍俊主编。可得公式：；12/()/jMZMZTLflf（式 3-9）；210.5()(3lDB（式 3-10）。23l第一次走刀：第 1 段：l=457.93mm，B=129.38mm；第 2 段：l=15mm，B=15mm；第 3 段：l=185.21mm，B=32mm则：第 1 段： =0.5（160- ）=32.94mm1l221609.38=（457.93+32.94+3）/156=3.17min；jT第 2 段： =0.5（160- ）=0.35mm1l25=（15+0.35+3）/156=0.12min；j第 3 段： =0.5（160- ）=1.62mm1l21603=（185.21+1.62+3）/156=1.22min；jT16095.46/min0dnwVp=0.18952/minZfnz=需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q196904320218第一次走刀时间 T=3.17+0.12+1.22=4.51min（图 3-2）第二次走刀：第 1 段：l=502mm，B=160mm；第 2 段：l=15mm，B=15mm；第 3 段：l=300mm，B=160mm则：第 1 段： =0.5（160- ）=80mm1l2160=（502+80+3）/156=3.75min；jT第 2 段： =0.5（160- ）=0.35mm1l25=（15+0.35+3）/156=0.12min；j第 3 段： =0.5（160- ）=80mm1l2160=（300+80+3）/156=2.46min；jT第二次走刀时间：T=3.75+0.12+2.46=6.33min第三次走刀：第 1 段：l=384.03mm,B=138mm；第 2 段：l=288mm，B=108mm则：第 1 段： =0.5（160- ）=39.52mm1l216038需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q196904320219=（381.03 +39.52+3）/156=2.72min；jT第 1 段： =0.5（160- ）=20.96mm1l21608=（288 +20.96+3）/156=2.00min；j第三次走刀时间：T=2.72+2.00=4.72min 该工步铣削总工时即 3 次走刀总铣削时间：T=4.51+6.33+4.72=15.56min.工序 I（铣 159 两平面）铣削所用总时间即 2 次工步时间的总和。因为工步 2 和工步 1 在同一夹具中同样的装夹，只是把工件对调，高度发生了变化而铣削表面的分布和面积均未发生变化，两次工步所用时间相同。工序 I 总切削时间：T=15.56 2=31.12min需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q196904320220第四章 夹具设计4.1 任务的提出 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。经与指导老师协商，由本人设计第 I 道工序。设计铣 159 两端面工序的专用夹具，夹具用于立式铣床 X53K。查阅机床夹具设计手册表 3-9-30 3-9-32 立式铣床联系尺寸，以便在设计专用铣床夹具的过程中考虑夹具与铣床是否能够配合。刀具为硬质合金套式面铣刀，参见 P1099机械加工工艺设计实用手册张耀宸主编，表 12-113。4.2 定位方案及定位元件的确定考虑加工平面只需要限工件三个自由度。即 Z 方向的移动，绕 X 轴的转动和绕 Y 轴的转动。一个工件用两个支承板限制就能限制这三个自由度。支承板选用标准件 A20 120 GB2236-80，查阅机床夹具设计手册P272。支承同一工件的另一支承板如选用三孔的 A20 180 GB2336-80 会短一些，所以设计比该标准件长的支承板，具体详见零件图。4.3 夹紧方案与夹紧机构的确定装夹采用液压机动装夹，通过液压缸内活塞杆的移动，带动滑筒内滑块的移动，在有滑块带动推杆端部的压块对工件产生向下的夹紧力，限制工件 Z 方向的自由度。由于三组推杆滑块呈 分布，所以该夹紧方式限制了工件绕 X 轴方向的自由度和绕012Y 轴方向的自由度。压块和工件表面所产生的摩擦力平衡了刀具铣削时所产生的周向切削力。如加紧机构的示意图（4-1）所示；推杆和压块对工件作用见图（4-2。 ）需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q196904320221（图 4-1）（图 4-2）需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q1969043202224.4 对刀装置的确定为了提高效率，可以同时加工两个工件的 159mm 相反两个表面。对刀块设计成阶梯状，可以两次对刀。如图（4-3）（图 4-3）4.5 夹具结构设计4.5.1 夹具体方式的确定夹具体是夹具的基本件，它既要把夹具的各种元件、机构、装置连接成一个整体，而且还要考虑工件装卸的方便。因此，夹具体的形状和尺寸主要取决于夹具各组成件的分布位置、工件的外形轮廓尺寸以及加工的条件等。在设计夹具体时应满足以下基本要求。夹具体毛坯制造方法的选择 综合考虑结构合理性、工艺性、经济型、标准化以及各种夹具体的优缺点等，选择夹具体毛坯制造方法为铸造夹具体；夹具体的外形尺寸 ： 、具有足够的强度和刚度；、结构简单、轻便，在保证强度和刚度前提下结构尽可能简单紧凑，体积小、质量轻和便于工件装卸；、安装稳定牢靠；、结构的工艺性好，便于制造、装配和检验；、尺寸要稳定且具有一定精度； 需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q196904320223、清理方便。4.5.2 夹具的装配在绘制夹具总图时，根据工件、定位元件、夹紧装置及其辅助机构在总体上的配置，夹具体的外形尺寸便已大体确定。然后进行造型设计，再根据强度和刚度要求选择断面的结构形状和壁厚尺寸。夹具体的壁厚 50mm（主要承重处为 100mm），长度1435mm，宽度 430mm（略大于 X53K 立式铣床工作台宽度）；根据设计要求，夹具体上设计有螺孔、销孔，并且要求定位件和夹紧机构的销孔在装配时配作。为了满足夹具中液压缸的装配，采用的嵌入式的设计。将液压缸直接嵌入夹具体中，见图（4-4）所示。（图 4-4）4.5.3 夹具的精度要求夹具的精度都应比工件要求的精度高，才能加工出合格的工件。精度高出的部分称为夹具的精度储备或精度裕度。精度裕度用来补偿加工中的各项误差及定位、导向元件的磨损。当然精度裕度越大，加工工件的质量越稳定，夹具的易损件的使用寿命也越长。但从另一方面看，精度裕度越大，必须要求夹具的制造精度越高，从而会急剧增加夹具的制造成本，工件的加工成本也随之增加；反之，夹具制造的精度越小，将会使夹具在夹具中易损件主要是定位、导向元件需频繁地更换，维修周期短，需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q196904320224增加维修费用，从而增加了工件的加工成本。所以夹具精度的设计准则是：应使夹具的设计精度与工件的加工精度要求相适应，不可盲目地提高夹具的精度要求。但多大的 经济裕度才算合适呢？从原则上讲对加工精度要求高的工件，夹具的精度只能略高于工件要求的加工精度，即减小夹具的经济裕度。这虽然会使易损件使用期限缩短，更换频繁，但仍比提高夹具的制造精度经济、合理。对加工精度要求不高的工件，夹具的设计精度要求应以夹具制造车间的平均经济精度为下限而不必过低。4.5.4 夹具使用注意事项、保养及维护（1）使用前对限位尺寸检查是否还保持正确位置；（2）如果挡销磨损超差，可以进行打磨修复；如果挡板、插销、支承钉磨损超差，可以重新组装，错开磨损部位后继续使用；（3）使用后需注意。4.6 夹紧力的计算4.6.1 切削力的计算铣削力的计算：见表 1-2-9 铣削切削力的计算公式， 机床夹具设计手册P35。可得碳钢立铣刀铣削力计算公式：P= 0.85t.7ZS0.3.18nDBZ（式 4-1）P- 铣削力（N） ； t-铣削深度（mm）, t=4mm；-每齿进给量(mm), =0.1mm/z；ZSZSD-铣刀直径(mm), D=160mm；B-铣削宽度(mm), B=160mm；n-铣刀每分钟转数, n=190r/min；Z-铣刀齿数, Z=8。P= 0.85.70.730.1814169P= 32256需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q196904320225P=5617.09N4.6.2 加紧力的计算计算加紧力时，通常将夹具和工件看成是一个刚性系统。根据工件手切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对加紧最不利的瞬时状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后保证夹紧可靠，在乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即：=KW（式 4-2）式中 -实际所需夹紧力（N） ；W -在一定条件下，有静力平衡计算出的理论夹紧力（N） ；K -安全系数。安全系数 K 可按下式计算：0123456K（式 4-3）式中： 为各种因素的安全系数，见表 1-2-1， 机床夹具设计手册P35。06取 1.5， 取 1.2（粗加工） ， 取 1.2， 取 1.0（连续切削） ， 取 1.0（机动0K1 23 4K夹紧） ， （操作方便） ， （接触点确定） 。56K=2.16.2.1.0.由于工件只受到圆周方向的切削力，所以只需要圆周方向的摩擦力 相等。夹紧f摩力既是工件和牙块之间的压力 ，方向垂直工件向下。由于 =P，所以 N=P/k(kWNf摩为工件和牙块表面间的摩擦系数)。W=N=P/k=5617.09N/0.7=8024.41N= =2.16 8024.41N=17332.73NK2 =34665.45NW4.7 定位误差的分析机械加工过程中，产生加工误差的因素很多。在这些因素中，有一项因素与机床家具有关。使用夹具时，加工表面的位置误差与夹具在机床上的对定及工件在夹具需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q196904320226中的定位密切相关。为了满足工序加工要求，必须使工序中各项加工误差之总和等于或小于该工序所规定的工序公差。参阅机床夹具设计手册P24 表 1-1-12。jg（式 4-4）式中： -与机床夹具有关的加工误差；j-与工序中除夹具外其他因素有关的误差；-工序公差。g与机床夹具有关的加工误差 ，一般可用下式表示：jjWZDAWjjM（式 4-5）式中： -夹具相对于机床成型运动的位置误差；WZ-夹具相对于刀具位置的误差；DA-工件在夹具中的定位误差；-工件在夹具中被夹紧时产生的夹紧误差；j-夹具磨损所造成的加工误差。jM由式（1-1）可知，使夹具加工工件时，应尽量减小与夹具有关的加工误差，在保证工序加工要求的情况下，留给加工过程中其他误差的因素的比例大一些，以便较容易的控制加工误差。设计铣削加工 159mm 两平面时属于以一个平面作为定位基准的情况。定位误差计算公式： DW（式 4-6）由图 4-5 可得 =0.07需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q196904320227图 4-54.8 液压油缸的设计4.8.1 活塞作用力 P 的计算查阅机床夹具设计手册第二版 P182 表 1-6-7。活塞作用力 P 近似计算： ；1/()pN（式 4-7）-沿活塞作用方向的夹紧力（或力矩）所要求的作用力总和；1p-考虑各种损失的有效系数，通常取 （油缸偏小时取大值）； 0.795=34665.45N ； 取 0.812KW=43331.81N3465./08P4.8.2 油缸内径及活塞杆直径的计算查阅机床夹具设计手册第二版 P183 表 1-6-8。需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q196904320228往复活塞式油缸推力工作时油缸内径计算公式： 1.3/DPp（式 4-8）P-活塞最大作用力（N） ；p-油缸工作压力（ ） ，夹紧油缸一般取 ；aMP1.50()aMd-活塞杆直径（m） ；, ；2apP(0.24)dD，d=0.5D；5，d=0.7D。1a取 p=4M则：D= =104.08mm6.341.8/0aNP取 D=110mm，则有 d=55mm。4.8.3 油缸壁厚的计算和验算查阅机床夹具设计手册第二版 P184 表 1-6-9。厚壁缸筒（ 的锻铸件油缸）的油缸壁厚验算公式：/10hD（cm）1(0.4)/(1.3)yypp（式 4-9）22211(3)/()yD（式 4-10）铸铁缸体材料许用应力 ： ，9.8yapMP58.4aP-油缸外径（ cm） ；1DD-油缸内径（cm） ；-试油油压（ ） ；ypaP-缸体材料许用应力（ ） ；a-油缸压力为 时缸体上最大应力（ ） 。ypaMP取 =8（ ）ypaM则： =12.46（cm）1(58.40)/(58.413)D取 =130mm需要购买图纸咨询 Q1459919609 或 Q196904320229代入式中： 222(0.41.3)8/(1)=44.68 5aMP即油缸外径取 130mm 符合缸体材料许用应力。（图 4-6）4.8.4 油缸设计综述图 4-6 简单表示了针对所设计夹具专用的油缸。为了配合夹具的整体要求，后端盖部分和机床夹具设计手册中的范例油缸有所不同。增加了三个呈 分布的耳012板，方便油缸和夹具体的装配又不影响工件和夹具体的装配。油缸主要由以下部分组成，分别是：前端盖、后端盖、缸体、活塞、活塞杆、弹簧、密封圈以及连接用的螺