夹具设计计算

夹具设计计算
（1）定位基准的选择
由零件图可知，所要加工的台阶面对花键孔中心线有平行度要求，其设计基准为花键孔中心线。

为了使定位误差为零，应该选择以花键孔定位的自动定心夹具，但这种自动定心夹具在结构上过于复杂，因此这里选用以花键孔为主要定位基准面，以左端面为辅助基准进行加工。

因为该零件生产为中批量生产，故可以采用手动夹紧装置。

（2）切削力及夹紧力计算
刀具：高速钢直齿三面刃盘铣刀，，则
（见《切削用量简明手册》表3.28）
其中=30，=1.0，=0.65，=0.83，=0，=0.83，=1.0，=16mm，=3.0mm，=0.22mm/z，=71r/min。

代入上式，得=1032N
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，由《机床夹具设计手册》可知。

其中：为基本安全系数，取1.5；
为加工性质系数，取1.1；
为刀具钝化系数，取1.1；
为继续切削系数，取1.1；
为夹紧力稳定系数，取1.3；
为手动夹紧手柄位置系数，取1.0。

所以=2.6
为了克服水平切削力，实际夹紧力应为：。

其中及为夹具定位面及夹紧面上的摩擦系数，，（见《机床夹具设计手册》表1.2-12）
所以
取定位心轴螺栓预紧力。

根据《现代制造工艺设计方法》表2.2-1，左右两端选取M16的粗牙螺纹螺栓，，材料为45#钢。

则，远小于45#钢的许用拉应力，故可用M16螺纹连接来夹紧工件。

（3）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花键轴，左
端面靠在定位块上，该定位心轴的尺寸及公差与零件花键孔公差相同，即。

2、零件图样规定上表面与定位心轴的平行度为，此项技术要求主要
由心轴的公差来保证。

由于花键孔花键轴配合的最大偏移为，而精铣上表面达到公差为，所以最大偏移量总和为，小于平行度要
求，故平行度误差要求可以得到保证。

因为夹紧与原定为达到了重合，能较好地保证了铣上表面的尺寸和花键孔中心线的尺寸和形状公差要求。

（4）夹具结构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，但同时要考虑到实际情况，由于是中批量生产，因此，我们可以采用手动夹紧。

本道工序的铣床夹具就选择手动夹紧方式。

在螺母加紧时采用开口垫圈，以便装卸。

夹具体底面上的一对定位件可以使整个夹具在机床工作台上有正确的安装位置，以利于铣削加工。

夹具上有对刀块装置，可使夹具在一批零件加工之前很好对刀。

操作简要说明：将零件按零件左视图沿轴线方向放到心轴上并靠在轴肩上，保证与花键销的配合。

然后拧紧螺姆，将零件夹紧。

零件最终得到装夹。

（4）夹具基本尺寸的确定
轴的强度校核：轴的弯扭合成强度公式，其中为轴所受的弯矩，为作用力到家具体的距离，为轴所受的扭矩约为零，为轴的抗弯截面系数，，为轴与家具体接触处的直径，，根据，求得。

由于作用力到夹具体左端面最大距离为，其中为工件的长，为凸台的厚，为夹具体的厚，由于远小于的极限，故复合弯曲强度要求。