ca6140车床的拨叉课程设计

　　零件分析

　　题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。它位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照操作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的孔与操纵机构相连，二下方的Φ55叉口则是用于与所控制齿轮所在的轴接触，拨动下方的齿轮变速。

　　其生产纲领为批量生产，且为中批生产。

　　图1-1 CA6140拨叉零件图

　　零件的工艺分析

　　零件材料采用HT200，加工性能一般，在铸造毛坯完成后，需进行机械加工，以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：

　　1、小头孔Φ25：该加工面为内圆面，其尺寸精度要求为；

　　2、叉口半圆孔Φ55：该加工面为内圆面，其尺寸精度要求为；

　　3、拨叉左端面：该加工面为平面，其表面粗糙度要求为，位置精度要求与内圆面圆心距离为；

　　4、叉口半圆孔两端面，表面粗糙度要求为，其垂直度与小头孔中心线的垂直度为；

　　5、拨叉左端槽口，其槽口两侧面内表面为平面，表面粗糙度要求为，其垂直度与小头孔中心线的垂直度为0.08mm。

　　6、孔圆柱外端铣削平面，加工表面是一个平面，其表面粗糙度要求为。

　　由上面分析可知，可以先以较大平面——下端面为粗基准，加工其他加工面，再以新加工面作为基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。

　　对于有多个加工表面的工件，可以先选择一个表面作为粗精准进行粗加工加工，然后再改变基准，利用专用夹具加工另一表面，从而使得各加工表面达到精度要求。

　　确定毛坯

　　1、确定毛坯种类：

　　零件材料为，查阅机械制造手册，有，考虑零件在机床运行过程中受冲击不大，零件结构又比较简单，故选择铸造毛坯。

　　图 3-1 毛坯模型

　　2、毛坯特点：

　　（1）性能特点：

　　（2）结构特点：一般多设计为均匀壁厚，对于厚大断面件可采用空心结构。CA6140拨叉厚度较均匀，出现疏松和缩孔的概率低。

　　（3）铸造工艺参数：

　　铸件尺寸公差：铸件公称尺寸的两个允许极限尺寸之差成为铸件尺寸公差。成批和大量生产采用金属型时，铸钢和铸件尺寸公差等级为级，选择尺寸公差等级为CT8。

　　机械加工余量：查阅参考文献[5]，铸铁件的加工余量等级为E、F、G，故设计铸件公差为。

　　最小铸出孔：由于孔深为，孔壁厚度为，此时灰铸铁的最小铸出孔直径大于，故孔不铸出，采用机械加工的方法加工。

　　3、毛坯尺寸的确定：

　　图 3-2

　　如图所示，现对图中1、2、3、4处加工面进行余量计算。

　　毛坯加工工艺方法选择金属型铸造，GB6414/86，公差等级选择8级。

　　所以，铸件基本尺寸根据计算以及查表所得数据可以得到：

　　①左端面到的基本尺寸及公差：

　　，圆整之后，取基本尺寸和公差为；

　　②的内圆基本尺寸及公差：

　　，圆整之后，取基本尺寸和公差为；

　　③圆端面到底部大平面基本尺寸及公差：

　　，圆整之后，取基本尺寸和公差为；

　　④孔两端面基本尺寸及公差：

　　，圆整之后，取基本尺寸和公差为。

　　选择定位基准

　　基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得到提高。否则，加工工艺过程中就会问题百出，甚至会造成零件大批报废。

　　粗基准的选择：

　　按有关基准的选择原则，即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作为粗基准；若零件有若干不加工表面时，则应以加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面做粗基准。现以零件的底面作为定位的粗基准。

　　精基准的选择：

　　考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，叉口两端面与孔中心线的垂直度误差为0.1mm；槽口端面与孔中心线的垂直度误差为0.08mm，故以孔为精基准。

　　工序的安排

　　该拨叉选用工序集中原则安排拨叉的加工工序。该拨叉的生产类型为中批生产，采用万能型机床和立式（卧式）升降台铣床，以及专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数减少，不但可以缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工多个表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。

　　初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。

　　加工方法的选择

　　（1）孔是配合面，又是其他加工表面的基准，其终加工是铰孔，其前面的工步则是钻孔、扩孔。

　　（2）叉口内圆终加工可用半精铣或半精镗，其前面的工步则是粗铣或粗镗；

　　（3）叉口侧面终加工可用半精铣，其前面的工步则是粗铣；

　　（4）叉口断面用铣刀切断；

　　（5）拨叉左端面终加工可用精铣，前面的工步则是粗铣、半精铣；

　　（6）槽口终加工可用精铣，其前面的工步则是粗铣、半精铣；

　　（7）孔外圆平面可以用粗铣达到表面质量要求。

　　机械加工工序

　　遵循“先基准，后其他”原则，首先加工精基准；

　　遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序；

　　遵循“先面后孔”原则。

　　热处理工序

　　铸造成型后，进行调制处理。

　　辅助工序

　　粗精加工工序之间，应安排去应力退火、去毛刺和中间检验工序。

　　制定工艺路线

　　制定工艺路线应以零件的几何形状、尺寸精度和位置精度等技术要求得到保证为出发点。在生产纲领以确定为中批量生产的条件下，可以考虑采用万能机床配以专用工、夹具，尽量是工序集中来提高生产效率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。

　　工艺路线一

　　工艺路线二

　　工艺路线比较与分析

　　上述两个方案的特点：方案一是先加工圆与两个内孔，并把这两步放在一个工序中，利用夹具和夹具上的定位元件保证以保证内孔和孔的相对位置精度。在后续加工时，以内孔为精基准，保证后续加工精度，并利用了两件合铸的优势，提高了工作效率；方案二与方案一不同之处在于是先加工内孔，使之达到要求精度，然后再利用一锥销保证内孔和孔的相对位置精度，工序上不如方案一效率高，但是在可操作性上面比方案一略高。

　　可以将工序定为：

　　机械加工余量、工序尺寸的确定

　　CA6140车床拨叉，零件材料为HT200，硬度190～210HB，毛坯重量约为1.1kg，生产类型为中批量生产，铸造毛坯。

　　根据以上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、工序尺寸及毛坯尺寸如下：

　　（1）由于工件较小，为方便加工节省材料将两件铸在一起，同时加工。按《机械制造工艺设计简明手册》（后称文献[10]）表2.2-1查得铸件在长度最大方向公差尺寸CT=2.2mm，同理可查得外圆轴线方向CT=1.6mm；大头孔CT=1.4mm；外圆轴线方向CT=1.1mm。

　　根据文献[10]表2.2-4按8F标准查得机械加工余量MA分别为2.0mm、2.0mm、1.5mm（双边余量）、2.0mm。

　　根据文献[10]图2.2-1及图2.2-2可以得出毛坯各尺寸，经过圆整后得出尺寸如下：

　　（2）铸件的圆角半径，按文献[10]表2.2-9金属型铸造圆角公式 ，对于黑色金属有。故选取R=3~5mm。按表2.2-8选取拔模斜度外表面内表面自然时效处理以消除铸造应力。

　　（3）两内孔，考虑其孔径较小铸造困难，为简化铸造毛坯外型，现直接将圆柱铸成实心的。

　　（4）铣φ40端面加工余量及公差。

　　两φ40圆柱端面为自由尺寸和公差，表面粗糙度没有明确要求，考虑切除铸造缺陷区及提供定位精基准的需要，进行一步粗铣，根据表2.2-4查得加工余量MA=2.0mm。又因为公差CT=1.6，根据毛坯尺寸，工序余量Z=3mm。

　　（5）镗φ55内孔

　　毛坯为铸孔，内孔精度要求IT13表面粗糙度为Ra3.6，可以一次粗镗成所需的尺寸，得出工序余量2Z=4.4mm，Z=2.2mm。

　　（6）钻扩绞两孔φ25

　　两内孔精度要求IT7参照文献[10]表2.3-8确定工序尺寸及工序余量为：

　　钻孔：φ23

　　扩孔：φ24.8 2Z=1.8mm

　　粗绞：φ21.94 2Z=0.14mm

　　精绞：

　　（7）铣断

　　（8）铣φ55孔两端面

　　圆柱φ55圆柱两端面距离为（IT12），表面粗糙度值要求为Ra3.2，与孔有垂直度要求。故可以考虑用组合铣刀一次铣削成型。φ55铣削的加工余量MA=2.0mm，根据毛坯尺寸可以得出Z=2.5mm。

　　（9）铣小头凸台面

　　为简化毛坯模具，16mm×8mm的方槽最初并不铸出，则小头孔凸台仅需留出面铣加工余量，包括粗铣和半精铣两部分。根据文献[12]表2-36及毛坯尺寸，可得：

　　粗铣工序余量Z=2.5mm

　　半精铣工序余量Z=1.0mm

　　(10) 铣16mm×8mm方槽

　　因为槽的底面深度8mm没有公差要求，表面粗糙度为Ra6.3，两侧面距离为粗糙度Ra3.2，故可以分为粗铣和精铣。首先选用的直柄立铣刀铣出的槽，然后选用专用刀具铣出所需的槽。根据文献[12]表2-36及毛坯尺寸，可得：

　　粗铣工序余量Z=8mm

　　半精铣工序余量2Z=2.0mm

　　（11）铣φ40外圆上的45°平面

　　直接从φ40圆柱面上铣出平面即可。

　　确立切削用量及基本工时

　　铣两处端面

　　加工条件

　　工件材料：HT200，，铸造；

　　加工要求：粗铣端面，加工余量3.0mm；

　　机床：X51立式铣床；

　　刀具：YG6硬质合金端铣刀。铣削宽度ae≤90,深度ap≤6,齿数z=12,故根据文献[10]表3.1，取刀具直径d0=125mm。根据《切削用量手册》（后称文献[11]）表3.2，选择刀具前角γ0＝0°后角α0＝8°，副后角α0’=10°，刃倾角λs=－10°,主偏角Kr=60°,过渡刃,副偏角 Kr′=5°。

　　切削用量

　　1）确定切削深度ap

　　因为余量较小，故选择ap=3.0mm，一次走刀即可完成。

　　2）确定每齿进给量fz

　　由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端铣，以提高进给量提高加工效率。根据文献[11]表3.5，使用YG6硬质合金端铣刀加工，机床功率为4.5kw（据文献[10]表4.2-35，X51立式铣床）时： fz=0.09~0.18mm/z，故选择：fz=0.18mm/z。

　　3）确定刀具寿命及磨钝标准

　　根据文献[11]表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm；由于铣刀直径d0=125mm，故刀具使用寿命T=180min（据文献[10]表3.8）。

　　4）计算切削速度vc和每分钟进给量vf

　　根据文献[11]表3.16，当d0=125mm，Z=12，ap≤7.5，fz≤0.18mm/z时，vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系数为：kMV= 1.0，kSV= 0.8。切削速度计算公式为：

　　其中 ，，，，，，，，，，，，，将以上数据代入公式：

　　确定机床主轴转速：

　　根据文献[10]表4.2-36，选择nc=210r/min，vf=400mm/min，因此，实际切削速度和每齿切削量为：

　　5)校验机床功率

　　根据文献[11]表3.24，近似为Pcc=1.9kw,根据机床使用说明书，主轴允许功率Pcm=4.5×0.75kw=3.375kw>Pcc。故校验合格。最终确定:ap=3.0mm，nc=210r/min，vf=400mm/s，vc=82m/min，fz=0.159mm/z。

　　6）计算基本工时： tm＝L/ vf，L=2(l+ y+Δ)，l=40mm.

　　查文献[11]表3. 26，入切量及超切量为：y+Δ=47mm，则：tm＝L/ Vf=2(40+47)/400=0.44min。

　　镗内孔

　　加工条件：

　　机床：T68卧式镗床

　　刀具：硬质合金镗刀

　　切削用量：

　　单边切削余量：

　　由文献[12]表5-30查得：，

　　由文献[10]表4.2-21选取：

　　由《简明手册》4.2-20选取：

　　计算切削工时：

　　钻扩铰两处孔

　　钻孔：

　　切削用量：

　　机床选择：Z525立式钻床

　　选择钻头：根据文献[11]表2.1、2.2，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=23mm，钻头采用双锥后磨横刃，后角αo＝12°，二重刃长度bε=4.5mm,横刃长度b=2.5mm, 弧面长度l=5mm,棱带长度，， 。

　　切削用量

　　（1）确定进给量

　　按加工要求确定进给量：查文献[11]表2.7得

　　，

　　按钻头强度选择:查文献[11]表2.8,钻头允许进给量为：

　　；

　　按机床进给机构强度选择：查文献[11]表2.9，机床进给机构允许轴向力为8330N时，进给量为

　　。

　　以上三个进给量比较得出，受限制的进给量是工艺要求，其值为：。

　　根据文献[10]表4.2-16,最终选择进给量：。由于是通孔加工，为避免即将钻穿时钻头折断，故应在即将钻穿时停止自动进给而改为手动进给。根据文献[11]表2.19查出，钻孔时轴向力Ff=8740N，根据Z525立式钻床使用说明书，机床进给机构允许的最大轴向力为8830N﹥Ff，故所选进给量可用。

　　（2）确定钻头磨钝标准及寿命

　　根据文献[11]得刀具磨损限度0.8~1.2mm，寿命

　　（3）切削速度

　　查文献[11]表2.30，切削速度计算公式为：

　　其中，，，，，，，，，查得修正系数： 故实际的切削速度：

　　从而得出转速:

　　根据文献[10]表4.2-15取，那么

　　（4）检验机床扭矩及功率

　　查文献[11]表2.21，当f≤0.51, do≤25mm时，，修正系数均为1.0，故。

　　查机床使用说明书：。

　　查《切削手册》表2.23,钻头消耗功率：Pc=1.0kw。

　　查机床使用说明书。

　　由于，，故切削用量可用。最后取：

　　,，

　　计算工时

　　根据文献[11]表2.29得 所以：

　　扩孔至Φ24.8

　　查《切削手册》表2.10，扩孔进给量为：，并由机床使用说明书最终选定进给量为：。

　　根据文献[12]查得， ，根据机床使用说明书选取：。

　　基本工时：

　　粗铰孔

　　刀具：硬质合金铰刀

　　根据文献[12]表5-28查得： ,，。

　　查文献[11]表2.35得钻床，。

　　基本工时：

　　粗铰孔

　　同6，选择，

　　基本工时：

　　铣断

　　1. 加工条件

　　工件材料：HT200，，铸造；

　　加工要求：铣断零件；

　　机床：X61卧式铣床；

　　刀具：高速钢锯片铣刀。根据铣断条件，铣削宽度ae≤10，深度ap≤25，及设计夹具时防止干涉根据文献[3]表3-14及表3-29，取刀具直径d0=160mm，宽度，齿数。文献[2]表3.2，选择刀具前角γ0＝5°后角α0＝20°，副后角α0’=10°，刃倾角λs=－10°，主偏角Kr=15°，过渡刃,副偏角Kr′=0.5°。

　　2. 切削用量

　　1）确定切削深度ap

　　因为铣刀宽度为，故ap=6mm，一次走刀即可完成。

　　2）确定每齿进给量fz

　　根据文献[2]表3.4，使用高速钢切断刀加工，机床功率为4.0kw（据文献[1]表4.2-38，X61卧式铣床）时：

　　fz=0.02~0.03mm/z

　　故选择：fz=0.02mm/z。

　　3）确定刀具寿命及磨钝标准

　　根据文献[2]表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5~2.0mm；由于铣刀直径d0=160mm，故刀具使用寿命T=150min（据文献[1]表3.8）。

　　4）计算切削速度vc和每分钟进给量vf

　　查文献[2]表3.27切削速度计算公式为：

　　其中 ，，，，，，，，，，，，，将以上数据代入公式：

　　确定机床主轴转速：

　　确定机床进给速度：

　　根据文献[1]表4.2-39，选择nc=65r/min，vf=40mm/min，因此，实际切削速度和每齿切削量为：

　　5)校验机床功率

　　根据文献[2]表3.24，近似为Pcc=1.9kw,根据机床使用说明书，主轴允许功率Pcm=4.0×0.75kw=3kw>Pcc。故校验合格。最终确定:ap=6mm，nc=80r/min，vf=40mm/min，vc=25.12m/min，fz=0.025mm/z。

　　6）计算基本工时

　　根据文献[3]表5-43得不对称铣削平面的时间计算公式：

　　其中：；；

　　铣孔两端面

　　加工条件

　　工件材料：HT200，，铸造；

　　加工要求：铣孔两端面，保证尺寸

　　机床：X61卧式铣床；

　　刀具：YG6镶齿三面刃铣刀。铣削宽度，,深度，故根据文献[2]表3.1，取刀具直径，齿数。

　　根据《切削用量手册》，选择刀具前角，后角：周齿：，端齿。根据表3.7，得铣刀磨损标准：后刀面最大磨损限度：；根据表3.8，得铣刀平均寿命：。

　　切削用量：

　　进给量：；

　　查文献[2]表3.5得，取，查文献[2]表3.16得，，。根据文献[2]表3.36、表3.37得机床实际参数，

　　计算实际切削速度：；

　　查《切削用量手册》表3.25，得：走刀长度：；

　　基本时间：。

　　粗铣孔凸台面

　　1.加工条件

　　工件材料：HT200，，铸造；

　　加工要求：粗铣孔凸台面，加工余量2.5mm；

　　机床：X51立式铣床；

　　刀具：YG6硬质合金端铣刀。铣削宽度ae≤90,深度ap≤6,齿数z=12,故根据文献[10]表3.1，取刀具直径d0=125mm。根据《切削用量手册》（后称文献[11]）表3.2，选择刀具前角γ0＝0°后角α0＝8°，副后角α0’=10°，刃倾角λs=－10°,主偏角Kr=60°,过渡刃,副偏角 Kr′=5°。

　　2.切削用量

　　1）确定切削深度ap

　　因为余量较小，故选择ap=2.5mm，一次走刀即可完成。

　　2）确定每齿进给量fz

　　由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端铣，以提高进给量提高加工效率。根据文献[11]表3.5，使用YG6硬质合金端铣刀加工，机床功率为4.5kw（据文献[10]表4.2-35，X51立式铣床）时： fz=0.09~0.18mm/z，故选择：fz=0.18mm/z。

　　3）确定刀具寿命及磨钝标准

　　根据文献[11]表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm；由于铣刀直径d0=125mm，故刀具使用寿命T=180min（据文献[10]表3.8）。

　　4）计算切削速度vc和每分钟进给量vf

　　根据文献[11]表3.16，当d0=125mm，Z=12，ap≤7.5，fz≤0.18mm/z时，vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系数为：kMV= 1.0，kSV= 0.8。切削速度计算公式为：

　　其中 ，，，，，，，，，，，，，将以上数据代入公式：

　　确定机床主轴转速：

　　根据文献[10]表4.2-36，选择nc=210r/min,vf=400mm/min,因此，实际切削速度和每齿切削量为：

　　5)校验机床功率

　　根据文献[11]表3.24，近似为Pcc=2.3kw,根据机床使用说明书，主轴允许功率Pcm=4.5×0.75kw=3.375kw>Pcc。故校验合格。最终确定:ap=2.5mm，nc=210r/min，vf=400mm/min，vc=82m/min，fz=0.159mm/z。

　　6）计算基本工时

　　tm＝L/ vf，L=2(l+ y+Δ)，l=40mm.

　　查文献[2]表3. 26，入切量及超切量为：y+Δ=47mm，则：

　　tm＝L/ Vf=2(40+47)/400=0.44min。

　　精铣孔凸台面：

　　。采用与工序六相同的刀具，查文献[11]表3.5得fz=0.14~0.24mm/z，查文献[11]表3.16得vc=98m/min，，vf=471mm/min。

　　根据文献[11]表3.36、表3.37得机床实际参数，vf=480mm/min

　　粗铣槽

　　1.加工条件

　　工件材料：HT200，，铸造；

　　加工要求：粗铣拨叉左端槽

　　机床：X51立式铣床；

　　刀具：高速钢立铣刀。铣削宽度，,深度。故根据文献[2]表3.1，取刀具直径，齿数。

　　根据《切削用量手册》，选择刀具前角，后角：周齿：，端齿。根据表3.7，得铣刀磨损标准：后刀面最大磨损限度：；根据表3.8，得铣刀平均寿命：。

　　2.切削用量：

　　进给量：；

　　查文献《切削用量手册》表3.4得，取，查《切削用量手册》表3.14得，，。根据机床实际参数，

　　计算实际切削速度：；

　　走刀长度：；

　　基本时间：。

　　精铣槽

　　1.加工条件

　　工件材料：HT200，，铸造；

　　加工要求：粗铣拨叉左端槽

　　机床：X51立式铣床；

　　刀具：高速钢立铣刀。铣削宽度，,深度。故根据文献[2]表3.1，取刀具直径，齿数。

　　根据《切削用量手册》，选择刀具前角，后角：周齿：，端齿。根据表3.7，得铣刀磨损标准：后刀面最大磨损限度：；根据表3.8，得铣刀平均寿命：。

　　2.切削用量：

　　进给量：；

　　查文献《切削用量手册》表3.4得，取，查《切削用量手册》表3.14得，，。根据机床实际参数，

　　计算实际切削速度：；

　　走刀长度：；

　　基本时间：。

　　铣外圆上的斜面

　　1.加工条件

　　工件材料：HT200，，铸造；

　　加工要求：铣外圆斜面，保证尺寸

　　机床：X51立式铣床；

　　刀具：高速钢端铣刀（细齿）。铣削宽度，,深度。故根据文献[2]表3.1，取刀具直径，齿数。

　　根据《切削用量手册》，选择刀具前角，后角：周齿：，端齿。根据表3.7，得铣刀磨损标准：后刀面最大磨损限度：；根据表3.8，得铣刀平均寿命：。

　　2.切削用量：

　　进给量：；

　　查文献《切削用量手册》表3.3得，取，查《切削用量手册》表3.9得，，。根据机床实际参数，

　　计算实际切削速度：；

　　走刀长度：；

　　基本时间：。

　　铣断工序夹具设计

　　任务的提出

　　本夹具主要用来铣断工件，使之分离成为两个零件，如果加工失败就会造成一个零件成为废品而另一个需要修改。而且是中批量生产，因此要保证加工的精度，所以，本道工序加工时，主要应该考虑如何提高精度，在此基础上在一定程度上提高劳动生产率，降低劳动强度。

　　定位方案及定位装置的设计计算

　　1.问题的提出

　　本夹具主要用来铣断工件，使之分离成为两个零件，如果加工失败就会造成一个零件成为废品而另一个需要修改。而且是中批量生产，因此要保证加工的精度，所以，本道工序加工时，主要应该考虑如何提高精度，在此基础上在一定程度上提高劳动生产率，降低劳动强度。

　　2. 定位方案及定位装置的设计计算

　　1）定位基准的选择

　　根据零件的结构特性，结合工件加工精度要求和便于装夹的原则等因素，工件采用一面两孔定位方式。如图1，使用端面限制3个自由度，使用其中的一个孔用短销定位限制2个自由度，再在另一个孔处用菱形销限制一个自由度，。

　　2）定位元件及装置的设计：

　　由于工件采用一面两孔定位方式，所以定位元件采用一面两销定位机构，定

　　位机构由一个小平面、一个圆柱定位销和一个菱形定位销组成。

　　3）确定相关的定位配合尺寸，以确定定位元件的尺寸：

　　1．确定两销中心距尺寸及公差 取工件上两孔中心距的基本尺寸为两销中心距的基本尺寸，其公差取工件孔中心距公差的1/4，即令：

　　2.确定圆柱销直径及其公差 取相应孔的最小直径作为圆柱销直径的基本尺寸，其公差取g6，所以。

　　3.确定菱形销宽度、直径及公差 按有关标准选取菱形销的宽度，d=5mm；然后按式计算菱形销与其配合孔的最小间隙；计算出菱形销直径的基本尺寸：；按h6确定菱形销直径公差。最后让菱形销的基本尺寸与圆柱销相同，得。

　　夹紧方案及装置的设计计算

　　1.夹紧方案的确定

　　由于是中批量生产，为提高生产效率及产量，本夹具采用气动加紧，方便拆卸工件。

　　2.夹紧力大小的分析计算：

　　铣削力计算：

　　由文献[2]表3.28查得铣削时切削力公式:

　　式中：，，，，，，，，，，，nc=65r/min。代入式中得：

　　经计算，最多约有6个齿同时接触，故

　　水平分力:

　　垂直分力:

　　在计算切削力时必须把安全系数考虑在内，

　　安全系数

　　根据文献[4]表3-1，表3-2可知

　　为基本安全系数；

　　为加工性质系数为；

　　为刀具钝化系数为；

　　为断续切削系数为。

　　所以

　　选用气缸——斜楔夹紧机构，楔角。

　　为克服水平切削力，实际夹紧力N应为：

　　故：

　　其中及为夹具定位面及夹具夹紧面上的摩擦系数，。则

　　选用的气缸。当压缩空气单位压力时，气缸推力为。由于斜楔机构的扩力比，故由气缸产生的实际夹紧力为：

　　故本夹具可安全工作。

　　参考文献：

　　[1]李益民，《机械制造工艺设计简明手册》，北京：机械工业出版社，1994；

　　[2]艾兴，肖诗纲，《切削用量简明手册》，北京：机械工业出版社，1994；

　　[3]邹青，《机械制造技术基础课程设计指导教程》，北京：机械工业出版社，2004.9；

　　[4]吴拓，《简明机床夹具设计手册》，北京：化学工业出版社，2010；