磨夹具及液压系统的设计

磨夹具设计

1． 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。为了使定位误差减小，选择其端面作为定位基准，来设计夹具，以挡板和底面作为定位基准的定位夹具。 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。

2． 磨削力和夹紧力计算

（1）磨具： 磨具采用筒形砂轮M450*125*380A46L5B30,安装在主轴，这样就可以一次磨出端面，并且尺寸易保证。

机床： M7475B 端面磨床 由[3] 所列公式 得

F

V

F z F w q u

e y z X p

F n

d z

a f a C F 0=

查表 9.4—8 得其中： 修正系数0.1=v k

30=F C 83.0=F q 0.1=F X

65.0=F y 83.0=F u 8=P a z=24 0=F w 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=4321K K K K

其中：1K 为基本安全系数1.5 2K 为加工性质系数1.1 3K 为刀具钝化系数1.1 4K 为断续切削系数1.1

所以 N KF F 7.1775=='

（2）夹紧力的计算

选用夹紧螺钉夹紧机 由()F K f f N '=+21

其中f 为夹紧面上的摩擦系数，取25.021==f f

F=z P +G G 为工件自重 N f f F N 4.35512

1=+'

=

∴

夹紧螺钉： 公称直径d=15mm ，材料45钢 性能级数为6.8级 MPa B 1006⨯=σ MPa B

s 48010

8=⨯

=σσ

螺钉疲劳极限：MPa B 19260032.032.01=⨯==-σσ 极限应力幅：MPa k k k m a 76.511lim ==-σεσσ

μ

许用应力幅：[][]

MPa S a a a 3.17lim

==

σσ

螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 [][]s s

στ=

[s]=3.5~4 取[s]=4

得 []MPa 120=τ

[]τπ≤=⨯8.2242

c

H

d F 满足要求

[]σπ≤=⨯⨯MPa d N

c

1543.12

经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠， 使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力

4. 夹具设计及操作的简要说明

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。本道工序为磨床夹具选择了压紧螺钉夹紧方式。本工序为磨削余量小，磨削力小，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，使用快速螺旋夹紧机构。活动垫板夹紧。工件加工完成后，移动压板向后退一定距离，工件就可以很方便的取出。工件装夹时，先将工件放到定位装置上面,去净上面的铁屑等杂物，然后将移动压板，压紧工件，将螺栓拧紧就可以进行加工了。加工完成以后将移动压板退出一定距离，就可以把工件直接取出。如夹具装配图上图所示。

对专用夹具的设计，可以了解机床夹具在切削加工中的作用：可靠地保证工件的加工精度，提高加工效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的给以性能。本夹具设计可以反应夹具设计时应注意的问题，如定位精度、

夹紧方式、夹具结构的刚度和强度、结构工艺性等问题。

钻夹具设计:

在本次夹具设计中，指导老师指定设计钻mm 13Φ孔的夹具，在工件夹紧方面要求液压或汽动夹紧，最后定为利用液压夹紧。这类夹具的特点是：针对性强，刚性好，容易操作，装夹速度较快以及生产效率高和定位精度高，但是设计制造周期长，产品更新换代时往往不能继续使用适应性差，费用较高。

4.1.1 定位分析

在工件的定位中有很多种不同的定位方法，如：工件以平面定位，工件一圆孔定位，工件以外圆定位，工件以锥孔定位等。

根据零件的形状，我们可以选择以平面定位或以工件中心圆孔定位。在夹具设计过程中尽量以设计基准为定位基准，以便减小加工误差。所以在这道设计中采用以

mm H )(743018

.00+Φ的内表面以及)(76.190018.0-Φh 的端面为定位基准。

4.1.2 定位原理

在机械加工过程中，为了保证工件某道工序的加工要求，必须使工件在机床上相对于刀具处于正确的相对位置。当采用机床夹具安装一批工件时，是通过夹具来实现这些要求的。要实现工件在机床上相对于刀具占有一个正确的加工位置，必须做到以下三点：

①. 使一批工件在夹具中都占有一致的正确的加工位置； ②. 使夹具在机床上占有正确的位置； ③. 使刀具相对于夹具占有正确的位置。

工件在夹具中定位，就是要使工件在夹具中占据正确的加工位置，这就可以通过设置定位支承点，限制工件的相对运动来实现。工件在没有采取定位措施之前，可视为一个处于空间自由状态的刚体，根据运动原理学可知，任一刚体在空间直角坐标系中都有六个自由度，即沿三个坐标轴轴向移动的自由度，分别用X 、Y 、Z 来表示；绕三个坐标轴的转动的自由度，分别用X 、Y 、Z 来表示。由此看来，未限制六个自由度的工件的位置是不确定的，当然也是无法加工的。因此要使工件在夹具中处于正确的位置，必须对影响工件加工面位置精度的相应自由度进行限制。

工件的六个自由度都是客观存在的，是工件在夹具中所占空间位置确定的最高程度。也就是说。工件最多只有六个自由度，限制工件在某一方向的自由度，工件在夹具