（通過答辯）箱體蓋孔立式鏜床夾具設計（含全套CAD圖紙）
（通過答辯）箱體蓋孔立式鏜床夾具設計（含全套CAD圖紙）,通過,答辯,箱體,孔立,鏜床,夾具,設計,全套,cad,圖紙
金屬基于FEM和SPH的切口過程的數值仿真和分析*
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摘要——通過使用有限元法和SPH，在金屬材料的切削過程模擬和切割機制耦合方法中對其結構進行了分析。仿真結果表明，切削過程是一個塑性變形的過程，切削層材料由于刀具的擠壓產生剪切滑移，產生擠壓和摩擦，切割形成的冷卻表層材料，是受塑性變形力的結果，形成殘余應力;切削力迅速增大后減小，最終變化在一定范圍內，最大有效應力在一定范圍內處于不同的穩(wěn)定切削階段的最前沿。
關鍵詞：金屬切削;數值模擬，有限元法; SPH方法.
I.導言
金屬切削過程是一個復雜的加工工藝。它不僅涉及到彈性，塑性和斷裂力學，而且涉及到摩擦學和熱力學。切割質量受許多因素影響，如工具的形狀，切削參數，切削熱，切削刀具磨損等[1]。這是個非常不理想的定量分析和研究分析方法的削減機制。它浪費了實驗檢錯工時，增加生產成本。作為金屬切割新的研究方法，機制，計算機模擬方法更簡便，高效。其中，有限元方法是使用最廣泛的金屬切削仿真方法，并得到了一些重大的成就[2，3]。有限元方法是一種網格方法。分離的標準和斷裂準則的芯片要人為地設置在金屬切削模擬過程中，或在切削變形區(qū)的網格中將被扭曲。這是不完全符合實際情況的一種方法。無網格法的發(fā)展提供了一個問題的有效解決方案。光滑粒子流體動力學（型號為SPH）是一種成熟的無網格方法。仿真模型建立與SPH離散粒子的產生，在這么大金屬切削變形過程中可有效解決[4-6]。
在連續(xù)介質的機械變形仿真中，有限元法的效率比SPH高，但不如在仿真過程中涉及到大變形，不連續(xù)的媒介。因此，文件模擬金屬切削基于LS - DYNA中的軟件程序進行有限元方法和SPH耦合。它補充了單一方法的缺點。
II.基本原則的SPH方法
在SPH中，仿真模型建立離散粒子。粒子的質量在固定的坐標系統(tǒng)中是固定的。因此SPH方法類似于拉格朗日方法。它的基本方程，也是能量守恒方程和固體材料本構方程。在SPH中流場物理描述的流動的粒子，設定其具有一定的速度。每個粒子是一個流場特性的插值點。整個解決方案可以得到由這些粒子組成的插值函數[7，8]。SPH的基礎是插值原則[9]。任何宏觀變量（如密度，氣壓，溫度等）可以得到由粒子組成的無序的一整套插值。粒子的相互作用用插值函數表示。近似粒子功能
∏hf(x)= ∫f(y)W(x-y,h)dy (1)
其中W是內核函數（插值內核），它的表述如下：
W(x,h)=θ(x) (2)
其中d是空間維數，h是平滑的長度。輔助值θ是
θ(u)= C× (3)
其中C是一個正?；某?。
平滑長度H是計算效率和精度的具有重要影響的因素。為了避免負面影響，由于材料壓縮和膨脹，變化平滑的長度是由W. Benz.決定的。平滑長度是動態(tài)的，隨時間和空間變化。它隨著粒子之間的距離的增加而增加。隨著粒子之間的距離減少而減少。它的變化范圍為
HMIN*h02000kg）
中型
（零件重100~2000kg）
輕型
（零件重<100kg）
單件生產
5以下
10以下
100以下
小批生產
5~100
10~200
100~500
中批生產
100~300
200~500
500~5000
大批生產
300~1000
500~5000
5000~50000
大量生產
1000以上
5000以上
50000以上
根據所發(fā)的任務書上的數據，該零件的月工序數不低于30～50，毛坯重量2<100為輕型，確定為大批生產。
根據生產綱領，選擇鑄造類型的主要特點要生產率高，適用于大批生產，查《工藝手冊》表3.1-111 特種鑄造的類別、特點和應用范圍，再根據表3.1-20 各種鑄造方法的經濟合理性，采用機器砂模造型鑄件。
表3-2 成批和大量生產鑄件的尺寸公差等級
鑄造方法
公差等級CT
球墨鑄鐵
砂型手工造型
11~11
砂型機器造型及殼型
8~10
金屬型
7~11
低壓鑄造
7~11
熔模鑄造
5~7
根據上表選擇金屬型公差等級為7級。
3-3 鑄件尺寸公差數值
鑄件基本尺寸
公差等級CT
大于
至
8
63
100
190
100
190
250
1.6
1.8
2.0
根據上表查得鑄件基本尺寸大于100至190，公差等級為8級的公差數值為1.8。
表3-4 鑄鐵件機械加工余量（JB4054-134）如下
鑄件基本尺寸
加工余量等級 6
澆注時位置
>120~250
6.0
4.0
頂、側面
底 面
鑄孔的機械加工余量一般按澆注時位置處于頂面的機械加工余量選擇。
根據上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。
3.6確定切削用量及基本工時（機動時間）
工序30：粗銑上端面，留1mm精加工余量。
機床：銑床X52K
工件材料HT200 ，鑄造 ，高速鋼鑲齒銑刀、 齒數 ，查表5.8
確定銑削速度
采用X52K立式銑床 ，查表3.6，取轉速 ， 故實際銑削速度
當工作臺每分鐘進給 為
由《工藝手冊》得
工序40：精銑上端面
精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm
銑削深度：
每齒進給量：根據參考文獻[3]表2.4～73，?。焊鶕⒖嘉墨I[3]表2.4～81，取銑削速度
每齒進給量：根據參考文獻[3]表2.4～73，取根據參考文獻[3]表2.4～81，取銑削速度
機床主軸轉速：
按照參考文獻[3]表3.1～74，取
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：根據參考文獻[3]表2.4～81,取
切削工時
被切削層長度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數為1
機動時間：
機動時間：
所以該工序總機動時間
工序50：粗銑下端面，留1mm精加工余量。
機床：銑床X52K
工件材料HT200 ，鑄造 ，高速鋼鑲齒銑刀、 齒數 ，查表5.8
確定銑削速度
采用X52K立式銑床 ，查表3.6，取轉速 ， 故實際銑削速度
當工作臺每分鐘進給 為
由《工藝手冊》得
工序60：精銑下端面
精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm
銑削深度：
每齒進給量：根據參考文獻[3]表2.4～73，?。焊鶕⒖嘉墨I[3]表2.4～81，取銑削速度
每齒進給量：根據參考文獻[3]表2.4～73，取根據參考文獻[3]表2.4～81，取銑削速度
機床主軸轉速：
按照參考文獻[3]表3.1～74，取
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：根據參考文獻[3]表2.4～81,取
切削工時
被切削層長度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數為1
機動時間：
機動時間：
所以該工序總機動時間
工序70 ：粗鏜2Xφ100孔
刀具：硬質合金鏜刀，鏜刀材料：
單邊余量Z=1.1mm
進給量：根據參考文獻[3]表2.4～66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進給量。
切削速度：參照參考文獻[3]表2.4～45，取。
機床主軸轉速：
，
按照參考文獻[3]表3.1～41，取
實際切削速度：
工作臺每分鐘進給量：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
行程次數：
機動時間：
工序80 精鏜2Xφ100孔
粗加工后單邊余量Z=0.4mm，一次鏜去全部余量， ，精鏜后孔徑
進給量：根據參考文獻[3]表2.4～66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進給量
切削速度：參照參考文獻[3]表2.4～45，取
機床主軸轉速：
，
按照參考文獻[3]表3.14—41，取
實際切削速度：
工作臺每分鐘進給量：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
行程次數：
機動時間：
所以該工序總機動工時
59
第4章 鏜孔夾具設計的要求
4.1 鏜孔夾具方案設計
方案設計是夾具設計的重要階段，它在分析各種原始資料的基礎上，要完成下列設計工作：[1]
① 研究殼體零件原始資料，明確設計要求。
② 擬訂鏜孔夾具結構方案，繪制夾具結構草圖。
③ 繪制夾具總圖，標注有關尺寸及技術要求。
④ 繪制零件圖。
從另外一方面來說，機床夾具設計是工藝裝備設計中的一個重要組成部分，是保證產品質量和提高勞動生產率的一項重要技術措施。在設計過程中應深人實際，進行調查研究，吸取國內外的先進技術，制定出合理的設計方案，再進行具體的設計。而深入生產實際調查研究中，應當掌握下面的一些資料：[1]
(1)工件圖紙；詳細閱讀工件的圖紙，了解工件被加工表面是技術要求，該零件在機器中的位置和作用，以及裝置中的特殊要求。
(2)工藝文件：了解工件的工藝過程，本工序的加工要求，工件被加工表面及待加工面狀況，基準面選擇的情況，可用機床設備的主要規(guī)格，與夾具連接部分的尺寸及切削用量等。
(3)生產綱領：夾具的結構形式應與工件的批量大小相適應，做到經濟合理。
在本次畢業(yè)設計的夾具要求是中小批量生產的夾具設計。
(4)制造與使用夾具的情況，有無通用零部件可供選用。工廠有無壓縮空氣站；制造和使用夾具的工人的技術狀況等。
夾具的出現可靠地保證加工精度，提高整體工作效率，減輕勞動強度，充分發(fā)揮和擴大機床的工藝性能。
4.2夾具總體設計的要求
1）夾具應滿足零件加工工序的精度要求。特別對于精加工工序，
應適當提高夾具的精度，以保證工件的尺寸公差和形狀位置公差等。
2）夾具應達到加工生產率的要求。特別對于大批量生產中使用的
夾具，應設法縮短加工的基本時間和輔助時間。
3）夾具的操作要方便、安全。按不同的加工方法，可設置必要的
防護裝置、擋屑板以及各種安全器具。
4）能保證夾具一定的使用壽命和較低的夾具制造成本。夾具元件
的材料選用將直接影響夾具的使用壽命。因此，定位元件以及主要元件宜采用力學性能較好的材料。夾具的低成本設計在世界各國都以相當重視。為此，夾具的復雜程度應與工件的生產批量相適應。在大批量生產中。宜采用氣壓、液壓等高效夾緊裝置；而小批量生產，則宜采用較簡單的夾具結構。
5）要適當提高夾具元件的通用化和標準程度。選用標準化元件，
特別應選用商品化的標準元件，以縮短夾具制造周期，從而降低夾具成本。
6）必須具有良好的結構工藝性，以便夾具的制造、使用和維修。
以上要求有時是互相矛盾的，故應在全面考慮的基礎上，處理好主要矛盾，使之達到較好的效果。例如鏜模設計中，通常側重于生產率的要求。
在機械加工中，在機床上用來確定工件位置并將其壓緊夾牢的工藝裝備稱為機床夾具。不僅單件小批量生產中需要它，成批大量生產更不可缺少。機床夾具是機床和工件之間的連接裝備，能使工件相對于機床和刀具獲得正確位置，以保證零件和產品的質量，并提高生產率。機床夾具的性能好壞將直接影響工件加工表面的位置精度，因此機床夾具設計是機械制造裝備設計中一項重要的工作，也是加工過程中最活躍的因素之一。
4.3 機床夾具的組成
雖然機床夾具的種類繁多，但它們的工作原理基本上是相同的。一般可以概況為一下幾個部分組成，這些組成部分既相互獨立又相互聯系。
1. 定位支承元件。定位支承元件的作用是確定工件在夾具中的正確位置并支承工件，是夾具的主要功能元件之一。
2. 夾緊裝置。夾緊元件的作用是將工件壓緊夾牢，并保證在加工過程中工件的正確位置不變。
3. 連接定向元件。這種元件的作用是將工件壓緊夾牢，并保證在加工過程中工件的正確位置不變。
4. 對刀元件或導向元件。這些元件的作用是保證工件加工表面與刀具之間的正確位置。用于確定刀具在加工前正確位置的元件稱為對刀元件。用于確定刀具位置并引導刀具進行加工的元件稱為導向元件。
5. 其他裝置或元件。根據加工需要，有些夾具上還設有分度裝置?？磕Ｑb置、上下料裝置、工件頂出機構、電動扳手和平衡塊等，以及標準化了的其他連接元件。
6. 夾具體。夾具體是夾具的基本骨架，用來配置、安裝各夾具元件，使之組成一整體。
4.4 夾具設計的基本要求
一個優(yōu)良的機床夾具必須滿足下列基本要求。
(1) 保證工件的加工精度。保證加工精度的關鍵，首先在于正確地選定定位基準、定位方法和定位元件，必要時還需要進行定位誤差分析，還要注意夾具中其他零部件的結構對加工精度的影響，注意夾具應有足夠的剛度，多次重復使用的夾具還應該注意相關元件的強度和耐磨性，確保夾具能滿足工件精度要求。
(2) 提高生產效率。專用夾具的復雜程度應與生產綱領相適應，應盡量采用各種快速高效的裝夾機構，保證操作方便，縮短輔助時間，提高生產效率。
(3) 工藝性能好。專用夾具的結構應力求簡單、合理、便于制造、裝配、調整、檢驗、維修等。
(4) 使用性能好。專用夾具的操作應簡便、省力、安全可靠。在客觀條件允許且又經濟適用的前提下，應盡可能采用氣動、液壓等機械化加緊裝置，以減輕操作者的勞動強度。專用夾具還應排屑方便，必要時可設置排屑機構，防止切屑破壞工件的定位和損壞刀具，防止切屑的積聚帶來大量的熱量而引起工藝系統(tǒng)變形。
(5) 經濟性好。專用夾具應盡可能采用標準元件和標準結構，力求結構簡單、制造容易，以降低夾具的制造成本。因此，設計時應根據生產綱領對夾具方案進行必要的技術經濟分析，以提高夾具在生產中的經濟效益。
4.5 本次夾具設計的基本過程
4.5.1 擬定夾具的結構方案，繪制結構草圖
1. 確定工件的定位方案，根據工件定位原理選擇或者設計定位裝置，合理設置定位元件，進行定位誤差的分析計算，定位誤差應小于工序公差的三分之一。
2. 確定刀具的對刀或引導方式，設計對刀及引導裝置。
3. 確定工件的夾緊方案，合理的確定夾緊的方向和作用點，進行夾緊力的分析計算，最后確定夾緊元件及傳動裝置的主要尺寸。
4. 確定夾具其它元件(夾具體、鏜模板等)的架構模型。
5. 合理布置夾具元件，確定夾具體的形式及夾具的總體結構。
4.5.2 繪制夾具總裝配圖及零件圖
1. 夾具總裝配圖應盡量采用1：1的比例，越要時可采用1：2、1：5、2：1、5：1等比例。主視圖應選面對操作者的工作位置。
2. 總裝配圖繪制的順序是：用雙點劃線將工件的外形輪廓、定位 基面，夾緊表面及加工表面(加工余量用網線表示)繪制在各個視圖的合理位置上，視工件為透明體，依次繪出定位、對刀—導引、夾緊及其它元件或裝置，最后繪出夾具體，并對各零件進行編號，填寫零件明細表和標題欄。
3. 標注必要的尺寸、公差配合及技術要求。
4. 夾具中的非標準零件要繪制零件圖，并按總裝配圖的設計要求，確定各零件的尺寸、公差及技術要求。
4.6 確定夾具的類型
按使用范圍，夾具可分為通用夾具和專用夾具兩類。通用夾具適用于各種不同尺寸的零件加工，如導尺、分度盤等。這類夾具是作為附件與機床一起配套供應的。專用夾具是專門為某一工件在某一工序進行加工而設計的夾具，如在銑床上加工彎曲零件必須采用相應的夾具，在壓刨上加工斜面、曲面也要采用專用夾具。
4.7 鏜模的主要類型
鏜床專用夾具一般通稱為“鏜?！薄？砂寸M模有無夾具體，以及夾具體是否可動，而分為下面幾類：[1]
1.固定式鏜模
這種鏜模在使用時，是被固定在鏜床工作臺。用于在立軸式鏜床上加工較大的單孔或在搖臂鏜床上加工平行孔系。如果要在立式鏜床上使用固定式鏜模加工平行空系，則需要在機床主軸上安裝鏜模時，一般先將裝在主軸上的定尺刀具伸入鏜套中，以確定鏜模的位置，然后將其緊固。這種加工方式的鏜孔精度比較高。
2.回轉式鏜模
回轉式鏜模主要用于加工同一圓周面上的平行孔系，或分布在圓周上的徑向孔。有立軸、臥軸和斜軸回轉等三種基本形式。由于回轉臺已標準化，并作為機床附件由專門廠生產供應，固回轉式鏜模的設計，大多數情況是設計專用的工作夾具和標準回轉臺聯合使用。
3.翻轉式鏜模
主要用于加工小型工件不同表面上的孔。使用翻轉式鏜模可減少工件裝夾的次數，提高工件上各孔之間的位置精度。
4.蓋板式鏜模
這種鏜模無夾具體，其定位元件和夾緊裝置直接裝在鏜模板上。鏜模板在工件上裝夾，適合于體積大而笨重的工件上的小孔加工。夾具、結構簡單輕便，易清除切屑；但是每次夾具需從工件上裝卸，較費時，故此鏜模的質量一般不宜超過10 kg。
5.滑柱式鏜模
滑柱式鏜模的結構已經標準化了和規(guī)格化了，具有不同的系列。使用時，只要根據工件的形狀、尺寸和加工要求等具體情況，專門設計制造相應的定位、夾緊裝置和鏜套等，裝在夾具體的平臺或鏜模板上的適當位置，就可用于加工。
4.8 明確設計任務，了解零件加工工藝過程
4.8.1 熟悉工件零件圖、本工序加工要求
圖2.3 加工零件圖
該零件為HT200；零件圖如上圖2.3，中批量生產；該工序在立式鏜床上用鏜刀加工。
4.8.2 熟悉零件加工工藝過程
1.粗銑上下兩端面 2. 精銑上下兩端面
3. 鏜2-￠100孔 4.鉆鉸各個小孔
以上銑削工序均在X52K銑床上加工，工序3在立式鏜床上加工鏜2-￠100孔在TPX6113。工序4在Z525立式鉆床上加工。
第5章 定位裝置設計
5.1 零件定位的基本原理
5.1.1 六點定位原理
工件定位的實質就是要使工件在夾具中占有某個確定的位置。任何一個剛體(工件)在空間直角坐標系內都有六個自由度，即沿X、Y、Z軸的移動和繞X、Y、Z軸的旋轉，如圖1-1所示。工件在空間的六個自由度，可用很合理布置的六個支承點來限制，使零件得到正確的位置，此即工件的六點定位原理。
圖 1-1 自由度示意圖
5.1.2 工件定位中的約束分析
運用六點定位原理可以分析和判斷夾具中定位結構是否正確、布局是否合理、約束條件是否滿足。
根據工件自由度被約束的情況，工件定位可分為以下幾種類型。
1. 完全定位。完全定位是指工件的六個自由度不重復地被全部約束的定位。當工件在X、Y、Z三個坐標方向均有尺寸要求或位置精度要求時，一般采用這種定位方式。
2. 不完全定位。根據工件的加工要求，有時并不需要約束工件的全部自由度，這樣的定位方式稱為不完全定位。工件在定位時應該約束的自由度數目應由工序的加工要求而定，不影響加工精度的自由度可以不加約束。
3. 欠約束。根據工件的加工要求，應該約束的自由度沒有完全被約束的定位稱為欠定位。欠定位無法保證加工要求，因此，在確定工件在夾具中的定位方案時，決不允許有欠定位的現象產生。
4. 過定位。夾具上的兩個或兩個以上的定位元件重復約束同一個自由度的現象，稱為過定位。消除或減少過定位引起的干涉，一般有兩種方法：一是改變定位元件的結構；二是控制或者提高工件定位基準之間以及定位元件工作表面之間的位置精度。
5.2 常用定位元件及選用
工件在夾具中要想獲得正確定位，首先應正確選擇定位基準，其次則是選擇合適的定位元件。工件定位時，工件定位基準和夾具的定位元件接觸形成定位副。
5.2.1 對定位元件的基本要求
1. 限位基面應有足夠的精度。定位元件具有足夠的精度，才能保證工件的定位精度。
2. 限位基面應有較好的耐磨性。由于定位元件的工作表面經常與工件接觸和摩擦，容易磨損，為此要求定位元件限位表面的耐磨性較好，以保證夾具的使用壽命和定位精度。
3. 支承元件應有足夠的強度和剛度。定位元件在加工過程中，受工作重力、加緊力和切削力的作用，因此要求定位元件應有足夠的剛度和強度，避免使用中的變形和損壞。
4. 定位元件應有較好的工藝性。
5. 定位元件應便于清除切屑。定位元件的結構和工作表面形狀應有利于清除切屑，以防切屑嵌入夾具內影響加工和定位精度。
5.2.2 常用定位元件的選用
1. 工件以平面定位
(1) 以面積較小的已經加工的基準平面定位時，選用平頭支承釘；以粗糙不平的基準面或毛皮面定位時，選用圓頭支承釘側面定位時，可選用網狀支承釘。
(2) 以面積較大、平面精度較高的基準平面定位時，選用支承板定位元件；用于側面定位時，可選用帶斜槽的支承板；通常盡可能選用帶斜槽的支承板，以利于清除切屑。
(3) 以毛坯面、階梯平面和環(huán)形平面作基準平面定位時，選用自位支承作定位元件。但需注意，自位支承雖有兩個或三個支承點，由于自位和浮動作用只能作為一個支承點。
(4) 以毛坯面作基準平面，可選用調節(jié)支承作為定位元件。
(5) 當工件定位基準面需要提高定位剛度、穩(wěn)定性和可靠性時，可選用更輔助支承作輔助定位元件。
2. 工件以外圓柱定位
(1) 當工件的對稱度要求較高時，可選用V形塊定位。
(2) 當工件定位圓柱面精度較高時(一般不低于IT8)，可選用定位套或半圓形定位座定位。
3. 工件以內孔定位
(1) 工件上定位內孔較小時，常選用定位銷作為定位元件。
(2) 在套類、盤類零件的車削、磨削和齒輪加工中，大都選用心軸定位，為了便于加緊和減小工件因間隙造成的傾斜，當工件定位內孔與基準端面垂直精度較高時，常以孔和端面聯合定位。
本次設計中，平面的定位采用帶斜槽的支承板，內孔的定位采用定位銷。
5.3 定位方案的確定
根據所加工的工件尺寸為形狀是矩形即箱體類零件可以初步確定采用一面三支撐釘定位，又因為零件體積比較大不便于裝卸和搬運，因此在工件安裝后采取推入式將工件送到指定位置，綜合考慮工件在加工過程中的穩(wěn)定性等其它因素最終確定采取一面兩孔定位。一面則采用五個支承板(圖2-1)來代替以限制工件的三個自由度，兩孔則用兩個短銷，為防止出現過定位現象其中一個用削邊銷（本設計用的是菱形削邊銷），為更好的限制工件轉動，兩銷在空間的位置為斜對角布置，并且削邊的方向要與兩銷中心的連線互相垂直，如圖2-2所示：
圖 2-1 支承板
在組合機床及其自動線上，為裝卸方便，通常兩個定位銷不是固定不動的，而是活動的可以伸縮的，但是該工件外形尺寸比較大，裝卸不易。為了能更好的便于裝卸，在本次設計中對工件的裝卸以及定位運用了導軌運輸的方式，即支承板和兩個定位銷釘安裝在推板上，零件定位后推動推板使之達到正確位置
第6章 夾緊裝置設計
在機械加工過程中，零件會受到切削力、離心力、慣性力等的作用。為了保證在這些外力作用下，工件仍能在夾具中保持已由定位元件所確定的加工位置，而不致發(fā)生振動和位移，在夾具結構中必須設置一定的加緊裝置將零件可靠地夾牢。
6.1 夾緊裝置的組成與基本要求
夾緊裝置一般由動力源裝置、中間傳力裝置機構、夾緊元件與夾緊機構所組成。
設計夾緊裝置時，一般應滿足一下基本要求：
1. 夾緊過程中不改變工件定位時所占據的正確位置。
2. 夾緊力大小適當，既要保證加工過程中工件不會產生位移和移動，又要使工件不產生不允許的變形和損傷。
3. 夾緊裝置的自動化程度，應與工件的生產批量相適應。
4. 結構要簡單，力求體積小、重量輕、并有足夠的強度；工藝性好便于制造與維修。
5. 使用性能好，操作方便、省力、安全可靠。
6.2 夾緊力的確定
6.2.1 確定夾緊力的基本原則
設計夾緊裝置時，夾緊力的確定包括夾緊力的方向、作用點和大小三個要素。
1. 夾緊力的方向
(1) 夾緊力的方向應有助于定位穩(wěn)定，且主夾緊力應朝向主要定位基面。
(2) 夾緊力的方向應有利于減少夾緊力，以減少工件的變形、減輕勞動強度。
(3) 夾緊力的方向應是工件剛性較好的方向。
2. 夾緊力的作用點
(1) 夾緊力的作用點應落在定位元件的支承范圍內，應盡可能使夾緊點與支承點對應，使夾緊力作用在支承上。
(2) 夾緊力的作用點應選在工件剛性較好的部位。
(3) 夾緊力的作用點應盡量靠近加工表面，以防止零件產生振動和變形，提高定位的穩(wěn)定性和可靠性。
3. 夾緊力的大小
夾緊力的大小，對于保證定位穩(wěn)定、加緊可靠，確定加緊裝置的結構尺寸，都有著密切的關系。
6.2.2 切削力的計算
查《簡明機床夾具設計手冊》可得，切削力的計算公式為：
圓周分力 (3-1)
徑向分力 (3-2)
軸向分力 (3-3)
式中 ：背吃刀量，mm，在切斷、割槽和成形車削時，指切削刃的長度
f：每轉進給量，mm
：修正系數
：考慮工件材料力學性能的系數
：考慮刀具幾何參數的系數
則；=2mm，f=0.25mm
在本次工序中采用硬質合金刀具對工件進行加工，其刀具的相關參數為：主偏角=30°，前角=10°，刃傾角=5?！?
查《簡明機床夾具設計手冊》得，==1.10，=1.08，=1.0，=1.0。
則 =1.10×1.08×1.0×1.0=1.188
將以上數據代入公式(3-1)得：
圓周分力=902×2××1.188=757.7N
查《簡明機床夾具設計手冊》得，==1.10，=1.30，=1.0，=1.25。
則 =1.10×1.30×1.0×1.25=1.79
將以上數據代入公式(3-2)得：
徑向分力=530××0.25×1.79=625.9N
查《簡明機床夾具設計手冊》得，==1.10，=0.78，=1.0，=0.85。
則 =1.10×0.78×1.0×0.85=0.73
將以上數據代入公式(3-3)得：
軸向分力=451×2××0.73=378.2N
6.2.3 夾緊力的計算
為了防止工件在受到夾緊力時產生變形，本次設計采用鉤形壓板對箱體底座進行夾緊，這樣可以避免因夾緊力過大而使工件變形。
查《機床夾具設計手冊》，鉤形壓板的計算公式為：
(3-4)
式中 ：實際所需夾緊力，N
：夾壓點到軸心線的距離，mm
：鉤形壓板的導向長度，mm
：摩擦系數0.1~0.15
：彈簧作用力，N
由于本次設計工件的定位方式為一面兩銷，查《機床夾具設計手冊》，為防止工件在切削力F作用下移動所需的加緊力為：
(3-5)
式中 ：圓柱銷允許承受的部分切屑力對精加工：；
對粗加工：
：摩擦系數，見表3-1
：安全系數，，其中為各種因素的安全系數，見表3-2及表3-3。
表 3-1 摩擦系數
摩 擦 系 數
μ
工件為加工過的表面
0.16
工件為未加工過的毛坯表面（鑄、鍛件），固定支承為球面
0.2~0.25
夾緊元件和支承表面有齒紋，并在較大的相互作用力下工作
0.70
用卡盤或彈簧夾頭夾緊，其夾爪為：
光滑表面
溝槽與切削力方向一直
溝槽相互垂直
齒紋表面
0.16~0.18
0.30~0.40
0.40~0.50
0.70~1.0
表 3-2 安全系數的數值
符號
考慮因素
系數值
考慮工件材料及加工余量均勻性的基本安全系數
1.2~1.5
加工性質
粗加工
1.2
精加工
1.0
刀具鈍化程度（詳見表3-2）
1.0~1.9
切削特點
連續(xù)加工
1.0
斷續(xù)加工
1.2
加緊力的穩(wěn)定性
手動夾緊
1.3
機動夾緊
1.0
續(xù)表3-2
符號
考慮因素
系數值
手動加緊時的手柄位置
操作方便
1.0
操作不便
1.2
僅有力矩作用于工件時與支承面接觸情況
接觸點穩(wěn)定
1.0
接觸點不穩(wěn)定
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孔立
鏜床
夾具
設計
全套
cad
圖紙
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（通過答辯）箱體蓋孔立式鏜床夾具設計（含全套CAD圖紙）,通過,答辯,箱體,孔立,鏜床,夾具,設計,全套,cad,圖紙
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