三、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，需要设计专用夹具。
由指导老师的分配，决定设计第VI道工序铣宽7mm的侧面的铣床夹具。
3.1 问题的提出
本夹具主要用于铣宽7mm的侧面，精度要求不高，为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑。
3.2 定位基准的选择
拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。Φ12的孔已加工好，为了使定位误差减小，选择已加工好的φ12孔和其端面作为定位基准，来设计本道工序的夹具，以两销和已加工好的φ12孔及其端面作为定位夹具。为了提高加工效率，缩短辅助时间，决定用简单的螺母作为夹紧机构。
3.3 切削力及夹紧力计算
（1）刀具：采用立铣刀 d=φ30mm
机床： X51立式铣床
由[3] 所列公式 得
查表 9.4—8 得其中： 修正系数
z=24 
代入上式，可得 F=889.4N
因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。
安全系数 K=
其中：
为基本安全系数1.5
为加工性质系数1.1
为刀具钝化系数1.1
为断续切削系数1.1
所以 
（2）夹紧力的计算
选用夹紧螺钉夹紧机 由
其中f为夹紧面上的摩擦系数，取
F=
+G G为工件自重
夹紧螺钉： 公称直径d=15mm，材料45钢 性能级数为6.8级
螺钉疲劳极限：
极限应力幅：
许用应力幅：
螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 
[s]=3.5~4 取[s]=4
得 
满足要求
经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠，
使用螺旋快速夹紧机构即可指定可靠的夹紧力
3.4 定位误差分析
（1）定位元件尺寸及公差确定。
夹具的主要定位元件为一平面和一心轴和一挡销定位，孔与销间隙配合。
（2）工件的工序基准为孔心，当工件孔径为最大，定位销的孔径为最小时，孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间隙量。本夹具是用来在铣床上加工，所以工件上孔与夹具上的定位销保持固定接触。此时可求出孔心在接触点与销中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同，则其定位误差为： Td=Dmax-Dmin
本工序采用一心轴，一挡销定位，工件始终靠近挡销的一面，而定位销的会使工件自重带来一定的平行于夹具体底版的水平力，因此，工件不在在定位销正上方，进而使加工位置有一定转角误差。但是，由于加工是自由公差，故应当能满足定位要求。
3.5 定向键与对刀装置设计
定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台T形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。
根据GB2207—80定向键结构如图所示：
图 3.3 夹具体槽形与螺钉图
根据T形槽的宽度 a=14mm 定向键的结构尺寸如下：
表 3.1 定向键数据表
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B
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L
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H
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h
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D
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夹具体槽形尺寸
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公称尺寸
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允差d
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允差
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|
|
公称尺寸
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允差D
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14
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-0.014
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-0.045
|
20
|
8
|
3
|
5.5
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5.7
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13
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+0.023
|
4
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对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的相对位置。
由于本道工序是完成变速叉宽7mm侧面的铣加工，所以选用圆形对刀块。圆形对刀块的结构和尺寸如图所示：
图3.4对刀块图
图3.5对刀块尺寸图
塞尺选用平塞尺，其结构如下图所示：
图 3.6 平塞尺图
塞尺尺寸为：
表 3.2 平塞尺尺寸表
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公称尺寸H
|
允差d
|
C
|
|
1
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-0.006
|
0.25
|
3.6 夹具设计及操作简要说明
如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为铣床夹具选择了压紧螺钉夹紧方式。本工序为铣切削余量小，切削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。
本夹具的最大优点就是结构简单紧凑。
夹具的夹紧力不大，故使用手动夹紧。为了提高生产力，使用螺旋快速夹紧机构。
夹具装配图附图如下
夹具体附图如下:
