夹具设计
1 气缸内径与输出轴向力计算根据<<机床夹具设计手册>>表1-5-58 确定我所设计的气缸类型为单向作用气缸。
?=0.8~0.9；表中： p——气缸工作压力； ?——气缸的机械效率，D?0.1m时， D〈0.1m时，?=0.65~0.8； d——活塞杆直径（m）;
R——弹簧阻力（N），R=C（L+S）； L——弹簧预压缩量（cm）; S——活塞行程； C——弹簧刚度（可取C=1.76~3.43）； d1——弹簧钢丝直径；D0——气缸内径； 气缸简图：
图3—3气缸简图
?D2p?4(P?R)?R （3-12） P?D?4?pnR=C（L+S） C=2.5 L=1.5cm s=5.2cm 则 R=20.5
设各铰链的效率为0.98 ?1?0.9810?0.82 气缸效率 0.88 通过夹紧力预算推力为P'=
W?28890.94?12321(N) （3-13）
0.88?0.82??12根据<<机床夹具设计手册>>表选用p=0.5Mpa P=12321 带入上面的公式
D?4(12321?20.5)?0.19m
??0.5?106?0.882 计算D值时，活塞杆直径d上为预定
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则 d=（
11
?）D 则 d=38mm 。 45
弹簧的确定：查〈〈机械设计手册〉〉表25-10（GB2089-80） 弹簧材料直径为6，中径50mm 节距=16.5 一圈弹簧工作极限负荷下的变形量 f`=9.4 最大Dmax?40 自由高度 H=52~260 有效圈数n=2.5~14.5 单圈弹簧质量 0.0314kg
(2) 活塞杆的直径与长度的确定及验算 根据<<机床夹具设计手册>>表1-5-30。 参数 内 容 验 算 确定 活塞杆直径 d=（11?）D 45 活塞杆长度 按结构需要 L/d?10时 d?4PL/d?10且活塞杆受压时 P????，即d?1.13??? L?Lk??d4EmA,E钢?2.1?1011PaPnmA?1.84Pn 选用杆的材料为20钢????80mPa d=0.038 合理 选L=2 则合理 d?0.016m表中：P——活塞杆承受的轴向压力
???——活塞杆材料的许用应力（Pa） E——活塞杆材料的弹性模量 A——活塞杆的横截面积；
L?Lk?3.6?105d m——与气缸安装方式有关的安装系数，见表 1-5-31； n——安全系数，一般取n=2~4,有冲击时取n=6~10;
Lk——承受压力时，活塞杆的最大安全长度。Lk值可用公式算得，几可
从表1-5-32查出
（1） 气缸筒壁厚的确定与验算
由于设计为专用气缸设计，其壁厚可按表1-5-33选取，D=190 t=14 (铸铁HT15~33) 必要时按下式进行强度计算： t?pD?1.7mm1 （3-14） 合理的 2???式中： t——气缸筒壁厚（mm）; p——最高工作压力（Pa）; D——气缸筒直径（mm）;
???——气缸筒材料的许用应力（Pa）,见表1-5-34。
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（2） 连接螺栓直径的确定与验算
先根据螺栓材料与载荷，按表1-5-35初定螺栓直径d，在按螺栓直径d，
2Ap3?361?0.5?106再按下式计算；d???0.6 （3-15）
1?bxn85.3?10??108 合理 n?p?A?6.44 （3-16） 2200 故 n取７ Ｍ８的７颗
式中 Ａ——气缸的有效截面面积（cm2）; p——气缸的工作压力（Ｐa）; ?b——螺栓材料的抗拉强度（Ｐa）; x——许用应力与抗拉强度之比，取 x= n——螺栓数目；
3.2.6.2 气缸的密封
气缸中需要密封的有以下各对零件之间：气缸筒与气缸盖，活塞与活塞杆，气缸筒与活塞.活塞杆与气缸盖。常用的密封形式见根据<<机床夹具设计手册>>表１-５-２２ 。
在动密封中，Ｙ型密封圈和Ｏ型密封圈应用最为广泛。因为Ｙ型密封圈的滑动接触面长度适中，摩擦阻力不大，密封性能好；采用Ｏ形密封圈时。结构简单，摩擦阻力最小。由于接触面积小回降低密封性能，必要时适当增加密封圈数量以提高密封圈性能 所以选择Ｏ型
????1;
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3.3夹紧装置的组成及设计要求
夹紧工件的方式是多种多样的，因而夹紧装置的结构也是千变万化的。夹紧装置一般分为简单夹紧装置与复合夹紧装置两类。夹紧装置一般由以下三大部分组成：
3.3.1动力源
在夹具中产生原始作用力的机构称为动力源。有手动与机动两类，采用机动夹紧的动力源，是为了减少辅助时间，减轻工人劳动强度，提高生产率。本夹具采用机动气压夹紧的动力源。
3.3.2中间传力机构
它是将动力源产生的原始作用力传递给夹紧元件的机构称为传力机构。有螺旋机构、铰链机构、偏心机构等。本夹具采用螺旋机构。
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3.3.3夹紧元件
夹紧元件是夹紧装置的最终执行元件。它通过与工件被夹表面直接接触来实现夹紧的功能，如压板、压头等。本夹具采用钩形压板。如图3-4所示
ABBA160A 图3-4（加紧图）
3.4镗模导向装置的设计
采用镗模镗孔，孔的位置尺寸精度除了采用刚性主轴加工外都是依靠镗模导向来保证的，而不决定于机床成形运动的精度。镗模导向装置的布置，结构和制造精度是保证镗模精度的关键。
3.4.1导向支架的布置方式
单面后导向
向支架布置在刀具的后方，刀具与主轴刚性连接。加工l＞D的长孔时，刀具导向
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部分直径d应小于所加工的孔径D。这是因为，此时镗杆能进入孔内，可以减少镗杆的悬伸量和利于缩短镗杆长度。
3.4.2镗套的结构形式
固定式镗套
它是固定在镗模的导向支架上，不能随镗杆一起转动。刀具或镗杆在镗套内既有相对转动又有相对移动。它具有外形尺寸小、结构简单、中心位置准确的优点。为了减少镗套与镗杆的磨损，一般带有润滑油孔，用油枪注油润滑。
3.4.3镗杆
1）
镗杆导向部分
采用开有直槽和开有螺旋槽的导向。这种导向与导套接触面积小，并有在沟槽中能存屑的优点，采用上述导向结构时，切削速度不宜超过20米/分，因此采用这种导向结构的镗杆直径一般不大于60毫米。
2）
镗杆直径
确定镗杆直径时，在考虑到镗杆刚度的同时，还要考虑到镗杆和工件孔之间应留有足够的容屑空间。镗杆直径一般选取 d?(0.6?0.8)D， 在设计镗杆时，镗孔直径D、
D?d??1?1.5?B2查书《机床夹具设计》P140表5-4，取D=52mm、d=40mm、B×B=12×12
镗杆直径d、镗刀截面B×B之间一般按表考虑；
3） 镗杆材料及技术要求
镗杆要求表面硬度而内部有较好的韧性。因此镗杆材料多采用45钢。
镗杆的导向部分的公差，粗加工采用db,精加工采用db1;镗杆在500毫米长度内弯曲小于0.01毫米；装刀的刀孔对镗杆的不对称度不大于0.01-0.1毫米，不垂直度不大于0.01-0.02/100，刀孔光洁度一般为?6；
3.5夹具结构设计
3.5.1本夹具设计为气动夹具，主要是为了提高生产效率，便于操作。由于被加工零
件为箱体零件，体积较大 但结构比较简单 从零件的结构我们可以得出 对零件定位可以用一面两销（前面已经介绍）来实现。减速器箱体必须把上下箱合箱后才能加工，才能保证其加工精度。而夹紧则用可以从上往下用力。就能使零件固定对其进行镗孔加工。示意图如下：
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