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本夹具主要用于铣开双体，并且铣开的表面与Φ20mm的孔有一定的公差要求，又在加工本道工序 时，Φ20mm的孔已经进行了加工，因此，在本道工序 中主要考虑加工面与Φ20mm孔之间的要求，其次是考 虑如何提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。 （二）夹具体设计 1、定位基准的选择 图8-定位原理图 由零件图可知：被铣开的那Φ50mm的中心线与Φ20mm孔的中心线之间的公差等级要求较高，且铣开 时的设计基准为Φ50mm孔的中心线。为了尽量的减小定位误差，应选Φ20mm孔为主要的定位基准，利用一个圆柱销和一个菱形销定位，消除三个自由度，再在底面用夹具体定位消除三个自由度。以便达到所需要求。 为了提高加工效率，现同时加工两个双体，同时，为了夹具简单，操作方便，利用多点联动夹紧机构夹紧。 2、切削力及夹紧力的计算 刀具：高速钢细齿圆锯片铣刀，直径do?160mm齿数 Z=50 又由《切削手册》表3.28中的公式： F?CFapxF fzFaeFZnwFyudoqF 其中： CF?30，xF?1.0，yF?0.65，uF?0.83 wF?0，qF?0.83 ，do?160mm，Z=50 ，ap?4mm ， 32
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ae?12mm ，fz?0.025mm/z，所以： F=63.5N FH=69.9N FV=19.1N F=63.5N 水平分力：FH?1.1F?63.5?1.1?69.9N 垂直分力；FV?0.3F?0.3?63.5?19.1N 又在计算切削力时，必须把安全系数考虑在内。安全系数 K?K1K2K3K4 其中 K1为基本安全系数1.5； K2为加工性质系数1.2； K3刀具钝化系数 1.2； K4为切削特点系数（断续切削）1.2， 所以 F ′=KFH=69.9x1.5x1.2x1.2x1.2=181.2N 为了克服水平方向的力，实际的夹紧力为 N（f1+f2）= KFH 其中，f1为螺母与螺杆间的摩擦系数，f2为工件与螺杆头（或压板）间的摩擦系数，又查得f1 和f2为1.6 ，则 N?KFH f1?f2 N=566N 所以 N?181.20.16?0.16?566N 又选择的螺旋夹紧机构的基本尺寸如下（根据《机床夹 具设计手册》表1-2-8、1-2-21、1-2-9、1-2-10查得： M?12mm，p?1mm，r′=0，rz?5.675mm a?1?36? ， ，??30? ，?2??950?，tg?2?0.15 ? L=88mm Q=30N 又由《机床夹具设计》第三版表1-2-24查得，当螺纹的公称直径为12mm时，螺栓许用的夹紧力为5690N，
则，可以提供的夹紧力为： w?QL?)r?tg?1?rztg(a??2 W=2300N 所以 w =88?305.675tg(136??950?)??=2300N 33
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由以上的数据可知：所选的螺旋机构提供的夹紧力大于 所需的，且满足螺栓的许用夹紧力，故本夹具可以安全 工作。 3、 定位误差分析 1）定位元件尺寸及公差的确定 本夹具的定位元件为一圆柱销和一菱形销，其参数由（《机床夹具设计手册》图5-3及其表选两定位销的尺寸及公差为：Φ200。 mm（定位销的公差取h8）?0.0332）零件图样规定 Φ20mm的孔的中心线与Φ50mm孔的中心线的 ?bmax=0.027mm 长度误差为0.2mm，Φ20mm孔中的定位销与夹具体的垂直度误差为0.05mm，此项技术要求应由定位销宽配合中的侧向间隙保证。已知Φ20mm的宽为Φ200?0.021mm，定位销为Φ20?0.033mm（定位销的公差0取h8），则 一个定位销与一个孔的定位误差为： ?bmax???0.021?(?0.033)此处引起零件的定位误差为： ?x?0.027?2?0.054mm<0.2mm ?/2?0.027mm 故最大侧向间隙能满足零件的精度要求。 3）计算Φ20mm定位销的中心线与夹具体垂直度误差 定位销的宽度为Φ20?0.033mm，夹具体表面的粗糙度Ra?1.6um故 ?max?0.0016?(?0.033)?0.0336?0.05mm所以最大垂直度误差能满足零件精度要求 4、夹具设计及操作的简要说明 如前所述，在设计夹具时，首先要考虑到能保证零
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件的加工精度，其次是要提高劳动生产率。为此，应先考虑所设计的夹具体与零件在夹具上的定位，在本道工序中，由于零件的底面的定位是用的夹具体，所以其表面粗糙度要求应比较高，视为关键面。又本道工序是铣断，其切削力不大，故在设计夹具时应考虑夹具的简单及利用常用的一些零件。为了提高生产率，可以考虑同时装夹几个零件，并且用了活动杠杆使操作更加节省时间。可以同时装夹四个零件，提高了生产率。 夹具上装有对刀块，可以使夹具在一批零件加工之前很好的对刀；同时，夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有一正确的安装位置，以利于铣削加工。
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铣床夹具装配图及夹具体零件图见图示：
图9-装配图及夹具体零件图
图9-夹具三维图
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