河南科技大学机械制造工艺加工课程设计
3 粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面夹具设计
3.1粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面夹具设计
本夹具主要用来粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面。由加工本道工序的工序简图可知。粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面时，均有表面粗糙度要求12.5?m。本道工序仅是对内侧端面进行粗加工。工件以?37mm孔及端面和叉杆面为定位基准，在带台肩长销和浮动支承半板上实现完全定位。夹紧时，首先由螺母和开口垫圈夹紧?37mm孔两端面，再用DQG型汽缸通过铰链杠杆机构带动浮动压块在工件叉杆处夹紧。在本道工序加工时，还应考虑提高劳动生产率，降低劳动强度。同时应保证加工尺寸精度和表面质量。
3.2定位方案的分析和定位基准的选择
在进行后钢板弹簧吊耳内侧端面粗铣加工工序时，?60mm外圆端面已经精铣，
?37mm工艺孔已经加工出。很容易想到一面一孔组合基准定位，以在带台肩长销为第一定位基准限制工件的四个自由度，端面应一点接触，限制一个自由度，工件以?37mm孔及端面和叉杆面为定位基准，在带台肩长销和浮动支撑板上实现完全定位。夹紧时，首先由螺母和开口垫圈夹紧?37mm孔两端面，再用汽缸通过铰链杠杆机构带动浮动压块在工件叉杆处夹紧。
图3.1 定位机构图
3.3定位误差分析
本工序选用的工件以圆孔在定位销上定位，定位销为水平放置，由于定位副间存在径向间隙，因此必将引起径向基准位移误差。在重力作用下定位副只存在单边间隙，即工件始终以孔壁与心轴上母线接触，故此时的径向基准位移误差仅
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存在Z轴方向，且向下，见下图。
??TD?Td?Yz??0.012?0.023?0.032?0.067
2式中 ?——定位副间的最小配合间隙（mm）； TD——工件圆孔直径公差（mm）； Td——定位销外圆直径公差（mm）。
图3.2 定位销水平放置时定位分析图
3.4铣削力与夹紧力计算
根据《机械加工工艺手册》可查得： 铣削力计算公式为
0.750.88?0.87圆周分力 Fz?9.81?96.7a1.0aaZdkFz 式（3-1） pfe0查表可得：d0?50mm Z?6 ae?92mm af?0.08mm/z ap?1.5mm kFz?1.06 代入公式（3-1）得
Fz?9.81?96.7?1.5?0.080.75?92?6?50?0.87?1.06
=3929.51N
查表可得铣削水平分力、垂直分力、轴向分力与圆周分力的比值为：
FL/FE?0.8 FV/FE?0.75 Fx/FE?0.4
?FL?0.8FE?0.8?3929.51?3144N FV?0.75FE?0.75?3929.51?2947.5N Fx?0.53FE?0.53?3333.34?1766.7N
铣削加工产生的水平分力应由夹紧力产生的摩擦力平衡。 即： FL?F?? （??0.3查表可得）
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?F?FL??3144?10480N 0.3计算出的理论夹紧力F再乘以安全系数k既为实际所需夹紧力F' 即： F'?kF 取k=2 ?F'?2?10480?20960N
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：
×o
图 3.3 夹具体槽形与螺钉图
根据T形槽的宽度 a=25mm 定向键的结构尺寸如下：
表 3.1 定向键数据表
夹具体槽形尺寸 B L 公称尺寸 25 允差d 允差d4 公称尺寸 -0.014 -0.045 40 14 6 15 6 24 允差D +0.023 7 H h D h1 B2 h2 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。 塞尺选用平塞尺，其结构如下图所示：
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×四周倒圆标记
图 3.5 平塞尺图
塞尺尺寸为：
表 3.2 平塞尺尺寸表
公称尺寸H 3 允差d -0.006 C 0.25 3.6夹紧装置及夹具体设计
为了提高生产效率，缩短加工中的辅助时间。因此夹紧装置采用气缸夹紧装置。工件在夹具上安装好后，气缸活塞带动压块从上往下移动夹紧工件。
根据所需要的夹紧力F=130222N，来计算气缸缸筒内径D。
?D02P? 式（3-2） 气缸活塞杆推力 Q?4其中：P—压缩空气单位压力 （取P=5公斤力/厘米2） ?—效率 （取??0.9）
Q=F=130000N代入公式（3-2）得 所以 D=4X13000/3.14X5X0.9=95.8 D=96mm厘米
查手册得 取D厘米=100mm
因此气缸选用通用性型气缸，其结构如下图所示：
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