铣槽夹具设计.doc

4专用夹具设计

为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。在加工零件时，需要设计专用夹具。
根据任务要求中的设计内容，需要设计加工槽夹具一套

4.1铣槽夹具设计
4.1.1研究原始质料
利用本夹具主要用来铣槽，该槽侧面对φ45外圆的中心线要满足尺寸要求以及垂直度要求。在铣此槽时，平面已加工结束，可以作为精基准用。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。
4.1.2定位基准的选择
由零件图可知：槽两侧面面对φ45外圆的中心线有尺寸要求及垂直度要求，其设计基准为φ45外圆的中心线。为了使定位误差达到要求的范围之内，在此选用φ45外圆的找中心线，这种定位在结构上简单易操作。
采用V型块定心定位的方式，保证槽加工的技术要求。同时，应加一圆柱销固定好花V型块，防止带动工件在X方向上的旋转自由度。
4.1.3夹具方案的设计选择
根据任务书要求，铣槽时要保证槽宽尺寸要求，槽两侧面粗糙度3.2，底面粗糙度6.3，且要保证底面与中心尺寸47mm，以及槽两侧面与φ45圆中心的垂直度误差不大于0.08mm，现设计夹具方案有：
方案一：采用压板用螺栓联接，利用汽缸夹紧，这种夹紧方式夹紧力可靠，辅助时间短，工人劳动强度小，但是成本高。
方案二：采用压紧螺栓利用手动夹紧，这种夹紧方式夹紧力小，但成本低。
本次设计零件为大批量生产，要求成本低，且在加工过程中夹紧力要求不高，因此夹具夹紧方案选用方案二，利用螺栓手动夹紧
4.1.4切削力及夹紧分析计算
刀具材料：（高速钢镶齿三面刃槽刀）
刀具有关几何参数：
由参考文献[13]表1-2-9可得铣削切削力的计算公式：

查参考文献[13]表得：
对于灰铸铁：
取，即
所以
由参考文献[3]表1-2可得：
垂直切削力：（对称铣削）
背向力：
根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即：

安全系数K可按下式计算：

式中：为各种因素的安全系数，见参考文献[13]表可得：
所以

由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。
单个螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算：

式中参数由《机床夹具设计手册》可查得：

其中：
螺旋夹紧力：
易得：
经过比较实际夹紧力远远大于要求的夹紧力，因此采用该夹紧机构工作是可靠的。
4.1.5误差分析与计算
该夹具以V型块定心，定心元件中心线与槽侧面规定的垂直度偏差0.08mm，槽的公差为mm。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的工序公差。

与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示：

由参考文献[13]可得：
⑴平面定位V型块定心的定位误差：
⑵夹紧误差：
其中接触变形位移值：

⑶磨损造成的加工误差：通常不超过
⑷夹具相对刀具位置误差：取
误差总和：
从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。
4.1.6夹具设计及操作的简要说明
如前所述，应该注意提高生产率，但该夹具设计采用了手动夹紧方式，在夹紧和松开工件时比较费时费力。由于该工件体积小，工件材料易切削，切削力不大等特点。经过方案的认真分析和比较，选用了手动夹紧方式（螺旋夹紧机构）。这类夹紧机构结构简单、夹紧可靠、通用性大，在机床夹具中很广泛的应用。
此外，当夹具有制造误差，工作过程出现磨损，以及零件尺寸变化时，影响定位、夹紧的可靠。为防止此现象，心轴可采用可换的。以便随时根据情况进行调整。