多件装夹车床夹具设计 (2).doc

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1、多件装夹车床夹具设计摘要夹具在制造业中被广泛的使用，是产品各项生产过程之中必不可少的设备之一。在生产之中夹具的精度以及夹具使用的可靠性，往往对产品的精度和质量起到了决定性的影响。 在现代工业制造中，针对大型薄壁件的夹具一般所使用的是利用磁力夹紧的夹具，而这种夹具有它的局限性，它只能夹紧金属材料，而对像塑料、陶瓷和有色金属等非磁性材料无法起到作用，而针对这一点我们设计了这一款组合式多件装夹车床夹具。 这款组合式多件装夹车床夹具的的优势就在于它的装夹效果好，通用性高，方便拆卸并且稳定可靠。并且相对于其他类型的真空夹具，它具有可替换性，从而能同时加工多种不同规格的大平面薄壁塑料件。关键词：组合式 真

2、空夹具 非磁性材料 可替换性ABSTRACTFixture is widely used in manufacturing industry, and it is one of the necessary equipments in various production processes. The precision of jigs and the reliability of jigs in production often play a decisive role in the precision and quality of products.In modern industrial

3、manufacturing, clamps for large thin-walled parts are generally used using magnetic clamps, and this fixture has its limitations, it can only clamp metal materials, and like plastics, Non-magnetic materials such as ceramics and non-ferrous metals can not work, and for this purpose, we have designed

4、this modular multi-piece clamping lathe fixture.The advantage of this modular multi-piece clamping lathe fixture lies in its good clamping effect, high versatility, convenient disassembly and stability and reliability. Compared with other kinds of vacuum clamping fixture, it can be used to process m

5、any kinds of large plane thin wall plastic parts at the same time.Key Words：combined type; vacuum; nonmagnetic material; replaceable目录 1.绪论11.1夹具的发展历史11.2国内现状11.3机床夹具设计的基本要求31.4目的与意义42. 夹具方案设计52.1方案1粘结夹具52.2方案2磁盘吸附62.3方案3真空夹具63.真空夹具尺寸设计73.1机床的选型73.2真空泵的选型83.3定位键螺栓的尺寸确定83.4夹具尺寸以及材料的确定83.5密封槽尺寸的确定93.6

6、气槽宽度的确定94.真空夹具的结构设计94.1真空气路组件94.2夹具基座组件105.夹具的工艺流程135.1安装方式135.2工作方式136.车床夹具的设计186.1 工件加工工艺分析186.2 定位方案及定位元件选择与设计186.2.1 压板的设计186.2.2 支撑板的设计196.3 夹具体的设计196.4 切削力和夹紧力的计算206.5 定位误差的计算217.切削用量及工时计算227.1 平面227.2 外圆柱面227.3 内孔247.4 螺纹孔258 装夹可行性的校核268.1加紧工件所需摩擦力的计算278.2.真空夹具夹紧力的计算278.3定位键螺栓强度的校核288.4密封圈耐热的

7、计算299.经济分析30结论31参考文献32后记341.绪论1.1夹具的发展历史夹具作为传统机械制造业中最为重要的工艺装备之一已经差不多有理100年的历史，夹具在机械制造业的发展过程中起到了巨大的作用。随着科学技术的发展和进步，制造业的在现代工业中的地位越来越重要。 非金属材料如塑料、陶瓷、硅和玻璃等在现代工业,尤其是高科技生产领域得到了迅速而广泛的应用。在实际生产过程中, 大量的薄、脆 、无磁性平面工件需要定位装夹 ,在很多情况下 ,传统的粘结方法和电磁夹具已不能满足生产的需要 ,而利用真空发生器以及真空泵所设计组成的真空夹具却以其结构简单、适用性强 、操作简单，维修方便等特点 ,受到了设计

8、、使用人员的重视。 应用领域不断扩大，最初,真空夹具在电子工业生产中应用较多 ,而后扩大到汽车工业 、包装工业等领域 。近年来 ,人们开始尝试在传统 的机械加工领域引入真空夹具。据资料介绍 ,在针对特殊工件的车削、磨削工艺中,真空夹具的使用效果很好 。1.2国内现状机械加工工艺，就是在按照传统的加工流程，通过在各种机器上对毛坯的各个零件部分进行加工，而实现合格零件的全部过程。机械加工的意义可以体现在以下几个方面：（1） 机械加工工艺能够保证工件加工的安全性，当加工时发生错误或者出现异常，加工人员会在第一时间采取措施，解决问题，排除安全隐患，保证产品的加工质量（2）机械加工工艺帮助现代产品提高其

9、性能，尤其是可靠性和耐久性（3）现代化的机械加工工艺技术加快了了产品的生产速度和提高了产品的生产质量。在零件的机械加工工艺规程制定好之后，在每道工序之中，如何将零件正确的安装到车床上加工？此时便要涉及到车削夹具的设计。在机械加工的过程中，夹具的设计一般是根据机床以及加工工件的具体规格尺寸而设计的。在机械加工的过程中，夹具有着夹紧和固定零件或者工件整体的作用，它可以有效地保证工件的生产质量、减轻了劳动的强度。机床夹具是保证机械加工质量，提高机械生产率，降低成本，减轻劳动强度，降低对生产工人技术过高的要求，实现生产过程自动化必不可少的生产工艺设备之一。近年来我国国民经济的快速发展推动了机床以及工具

10、行业从低谷中走出，从2000年以来我国已经连续多年以来保持世界上最大的消费市场以及世界机床第一大进口国。我国夹具行业大多数是中小型企业，千变万化的夹具制造仅仅是单件小批量生产模式，导致企业的经济效益有限，由于大多数企业自我改造能力微弱，行业总体实力不强，必须根据夹具行业的特点，探索和确定中小夹具制造企业由弱变强的科学发展之路，才能保持行业的稳定和发展的可持续性。夹具行业潜在着许多的市场需求，有多种机床配套的夹具尚待创新开发并且完善，许多高新夹具技术需要向国外学习和研究。如何为中小企业的产品调整给力，推动行业占大多数的小企业充分发挥自身的长处与优势，向“专、特、精”的方向发展，是夹具行业的主攻方

11、向。国内自19世纪以来就有了真空夹具的感念出现，真空夹具作为一种新型夹具体系在我国国内占据的比例越来越高，真空夹具的多样化在我国国内的发展也是越来越迅速。本组合式多件装夹车床夹具的设计与出现也正符合的我国当代的潮流。随着时代的飞速发展，人们对机械加工的重视程度也不断加深。近年来，我国在机械加工工艺方面的研究有了不错的进展，中航飞机股份有限公司对TC21钛合金开展了一系列有关机械机构工艺方面的研究。TC21钛合金是一种高精度、低成本的易损伤容限型钛合金，是航空方面材料制造的重要材料之一。研究人员在锯切加工，车、镗加工，铣、钻、铰加工等方面进行了大量切极为深入的研究，成功攻克了了这种极难变形的容限

12、型钛合金，研究出了规范的切削加工工艺参数和正确的机械机构工艺方法，创建了完整的技术体系，为TC21钛合金在航空事业上的发展奠定了良好的基础。这些年，由于人们对于生活质量的保证，人们对于各种产品的外形和性能也有了更高的要求，企业以及无法局限于传统的机械加工工艺方法。由此，出现了现代化的机械加工工艺，把现代化的理念合理的运用于传统的机械加工工艺之中，使机械加工工艺更能符合现在人们的需求。我国早在80年代便开始着手于夹具的制造和研发，而近几年随着机械加工行业的逐渐兴起，一些企业花费了更多的人力物力到了夹具的设计与开发方面，许多知名院校的学者也投入了大量的精力到夹具的研发方面。浙江师范大学的叶子华等同

13、学经过不懈努力，通过了对于夹具各部分的受力分析，研发出了不容易变形的专用车床夹具。湖北工业大学的杨丹等人对于坐标系的深入研究，开发出了一种全新的定位方法。近年来，国外在夹具设计发面也有了许多重大突破，Chou YC Chandru V等人在夹具的自动装夹与定位方面做了深入的研究，并取得了成功；de meter EC则创建出了一种全新的工件定位的方法；Cai通过研究工件与夹具的夹紧力和定位误差，发明了一种全新的设计家具的方法，可以很大程度上减少误差。Hockenberger与Demter通过对于工件在加工时的静态分析研究，也发明了了一种减少定位误差的夹紧机构。如今我国的大部分企业所使用的还是传统

14、夹具，而这些夹具却已经无法完全适应现代不断进步的机械加工工艺方式。许多工厂由于过于频繁的更换夹具，使得夹具的磨损量明明很低却已经被丢弃，造成了明显的浪费，因此需要更好地设计新型夹具，以符合加工的要求：(1）能高效的加工新产品，缩短工时，减少制造生产成本；(2）能适用于现代化的机械加工工艺；(3）能够在现代化高精度的机械加工过程中保持较高的精度；(4）每一套夹具都应该备有一套有相似特性的工件；(5）提高夹具的标准化程度1.3机床夹具设计的基本要求一个优秀使用的机床夹具必须满足一下几点基本需求:1.保证工件的加工精度。保证加工精度的关键，首先在于正确地选定定位基准，定位方法和定位元件，还要注意夹具

15、中其他零件的结构对加工精度的影响，注意保持夹具应有足够的刚度，多次重复使用的间距，还应该注意拆卸与安装的快速，与方便，还应注意相关元件的强度和耐磨性，以确保被加工件能满足精度要求。2.提高生产效率。应采用快速有效的装夹机构，以保证操作简单并且方便，缩短装夹所需时间，以提高生产效率。3.工艺性能好。结构应该尽可能的简单，合理，便于加工制造，装配，调整，检验，维修等。4.使用性能好。夹具应该操作简单，省力，安全可靠。在客观条件允许且有符合当前经济的情况的前提下，应尽可能的采用气动，或者液压等机械化装置，以保证操作者的劳动前度不至于过高。5.经济性好。夹具应尽可能的采用标准元件以及标准结构，要求结构

16、简单明了，制造容易，来使夹具的制造成本尽可能的低。1.4目的与意义随着科学技术的发展 ,被加工零件变得越来越轻巧 ,面积大 ,材料为铝的薄板零件越来越得到广泛应用 ,制造业中常见的夹具一般是通过螺钉紧固、磁盘吸附等方式对加工零件施加夹紧力，但在大平面薄壁塑料件的加工过程中，由于大平面薄壁塑料件刚性差、塑性大且容易变形，上述常规夹具由于加工精度有限已无法满足生产需求。近几年，市面上出现了不少用于薄板类零件加工的真空夹具：如中国发明专利申请公布号CN102528694A介绍的“一种高效真空夹具”，实现了平面较大的工件在大气压力的作用下的可靠装夹；又如中国实用新型专利授权公告号CN203993205

17、U提及的“一种自动保压真空夹具”，在真空吸附薄膜类加工零件时，能有效控制真空泵的消耗，节约加工成本；还如中国发明专利申请公布号CN103802158A公开的“一种平板类零件裁切用的能够平面定位的真空吸附夹具”，在真空吸附加工件的同时，还能起到一定的定位支撑作用，从而提高定位加工精度；再如中国实用新型专利授权公告号CN202851552U推荐的“一种真空夹具”， 提供了一种将粘胶制品贴在待贴部件上的真空夹具，能够一次性完成不同外形胶粘制品的贴装。上述真空夹具在传统的真空夹具基础上均作了不同程度的改进，但它们仍存在共同的缺陷：夹具不可替换， 不能同时加工多种不同规格的大平面薄壁塑料件，无法满足高效

18、生产的需求。鉴于上述已有技术，有必要对现有的真空夹具的结构加以改进，为此，本人作了有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。2. 夹具方案设计2.1方案1粘结夹具图2-1 夹具原理图粘接夹具设计模型:以适合工件形状的前端形状进行压紧，并通过滚花螺丝进行固定，通过弹簧消除背隙 (工件较小且固定空间较小时)。工件之间粘接要在安装到夹具上之前实施，并通过夹具保持8H的粘接时间。缺点：无法连续加工，加工效率低，加工精度低，安装拆卸不便。2.2方案2磁盘吸附图2-2 磁盘吸附如图21为该夹具原理图，其中件2为主体夹具，件1为磁性夹具磁盘，件3为预装夹零件，为非磁性零件。其中主 体夹具2底

19、座大且平，可以吸附在磁盘上。而件4、5为上端 和侧面固紧螺钉，可以固紧零件，从而实现装夹。缺点：在现有技术的机械加工中，使用磁盘夹具夹持工件时，需要用分中棒分中，比较容 易出错，使用时间长，效率低，使用不方便，并且在消磁过程后还会引起工件的变形，从而进一步的影响加工精度。而且磁盘夹具只能用来加工金属材料的工件，因此局限性非常的大。2.3方案3真空夹具本设计所述的一种组合式真空夹具，将大平面塑料薄壁件加工时分四路负压吸住，对称受力，塑料薄壁件与夹具之间，采用可换夹具凹面与塑料薄壁件四周定位，防止塑料易变形而发生位移，保证装夹精度，同时无需在薄壁件上开设装夹定位工艺孔。另外，配备不同可更换夹具，无

20、需拆卸夹具基座组件，便可同时加工多种不同薄壁件，达到减小装夹时间，提供加工效率，保证加工精度，且夹具自身易维护，稳定性好。与现有技术相比，具有的有益效果是：可换夹具装卸方便，通过设置可换夹具，能满足不同规格的薄壁塑料件的加工需求，另外还可同时加工多种不同规格的薄壁塑料件，通用性好，加工效率高，加工成本低；可换夹具上设有定位槽，能防止薄壁塑料件在加工时发生位移，从而保证了装夹效果，有利于提高加工精度，同时无需在薄壁塑料件上开设装夹定位工艺孔。本设计实例涉及的一种组合式多件装夹车床夹具，另一种实施例，更换为另一种可换夹具组件，可同时进行多种不同大小和形状塑料薄壁件加工。综上所述，采用本套设计的组合

21、式多件装夹车床夹具能满足加工非磁性材料，装夹速度快，通用性好，加工精度高等优点，因此采用本套组合式多件装夹车床夹具。3.真空夹具尺寸设计3.1机床的选型由于本设计中的组合式多件装夹车床夹具这对的是大型非磁性材料的薄壁件，所以在此选择机床为X2010型龙门铣床，该铣床主要适用于大型和中型零件的平面加工。主要技术参数两柱间的距离 1330mm两水平主轴端面间的距离 7601160mm水平主轴中心线至工作台面的距离 75650mm垂直主轴端面只工作台的距离 125900mm工作台： 尺寸 10003000mm 纵向行程 3000mm 进给量范围（18级） 201000mm/min 快速移动速度 3m

22、/min主轴孔径 29mm主轴套筒： 直径 250mm 手动调整距离 200mm3.2真空泵的选型根据需要，在此选择为WX-8型号的真空泵，WX型真空泵系旋片式无油真空泵，是一种获得真空的设备之一。WX型无油真空泵的极限真空为610-2Mpa，它具有结构简单、操作易上手、维护方便、可以保护环境等优点。是一种使用范围非常广泛的机械真空泵。无油真空泵的使用范围比起一般油润滑的真空泵更加广泛，经常用于加工上的非磁性零件夹用的真空吸盘夹具。主要参数：抽气速率为8L/s 极限压力为610-2Mpa 转速为1400r/min 电机功率为0.75kw电源电压为350v 进气口口径为30mm 3.3定位键螺栓

23、的尺寸确定根据中华人民共和国T形槽的国家标准，选用小头为28mm，大头为50mm的T形槽，在此基础上选用T形槽用螺栓GB/T37-1998 M24。3.4夹具尺寸以及材料的确定根据中华人民共和国T形槽的国家标准，T形槽小头宽度为28mm的T形槽所对应的T形槽间距可为100mm。由此可选择此铣床夹具的两个定位键之间的距离为700mm，由此可确定本夹具的宽度为750mm，由于工作台尺寸为1000*3000mm，因此选择夹具长度为1000mm。在此本设计选择铝合金作为材料。3.5密封槽尺寸的确定密封圈采d=6mm的真空氟橡胶为材料的O型密封圈，为了使密封圈能够更容易地放入密封槽内, 取密封槽宽6.5

24、mm , 密封槽深由如下方法计算得出: 密封圈截面积密封槽截面积0.25d24.35mm经过多次试验 取h=4.5mm 即槽深为4.5mmh为密封槽深0.25x626.5h3.6气槽宽度的确定由于本设计中被加工薄壁件被设定为铝合金，刚度相对比较高，通过夹具设计手册得知真空夹具气槽的宽度一般在2mm到8mm之间，其大小由被加工件的刚度所确定，因此本设计中选择气槽宽度为6mm。4.真空夹具的结构设计本设计名称为组合式多件装夹车床夹具，其主要组成部分为：真空气路组件、夹具基座、可换家具1、可换夹具2.接下来即将分别介绍以上五个主要组成部分。4.1真空气路组件真空气路组件其主要结构原理如下图所示图4-

25、1真空气路组件（1） 真空泵 真空泵是真空气路组件最基本的元件之一，是真空气路组件唯一的的提供动力的源头，直接提供真空气路组件所需要的真空度。（2） 电磁压差真空阀电磁压差真空阀是真空气路组件不可或缺的真空部件之一，通常安装在真空泵的进口处，向真空泵内放气保护真空气路组件，以防向真空泵内反油。（3） 真空阱在加工完成一个工件之后，在真空槽内会留有一些切削以及冷却液，为了去掉切削以及管道内的冷却液，以及净化真空气路组件内的空气，再次选择安装一个真空阱。（4） 高真空手动蝶阀在实际操作中，有时需要临时紧急停止真空泵的运转，但又要求被加工工件被吸住，所以需要在真空气路组件之中安装高真空手动蝶阀。（5

26、） 真空表用来测定真空气路组件中的真空度，一旦真空度低于所设定的规定值时，为了保证安全以防发生事故，需要紧急停止机床。4.2夹具基座组件夹具基座组件的主要结构如下图所示图4-1夹具基座夹具基座组件主要有三部分组成：夹具基座，定位销，密封条。夹具基座顶面设有销孔和方格气槽，所诉的方格槽四周设有密封槽，夹具基座四周设有非贯穿式气孔。夹具基座：夹具基座在表面且分别沿长度方向和宽度方向以间隔状态开设多条第一气槽，多条第一气槽间相互交错连通且呈网格状，夹具基座在表面还设有至少一个与第一气槽连通的第一气孔，夹具基座在四周边缘部位开设有第一密封条嵌槽，在所述的第一密封条嵌槽内嵌设有第一密封条，夹具基座在四周

27、侧壁上设有与第一气孔数量相同并且位置相对应的抽气孔，所述的抽气孔与第一气孔连通。所述的第一气孔的数量有四个，分别设置在夹具基座的长度方向和宽度方向两侧的居中位置，并且与该处的第一气槽的汇集点相对应。夹具基座在表面并且位于形成对角关系的两个角部各设有一定位销孔。4.3可换夹具组件可换夹具1主要结构如下图所示图4-2可换家具1可换夹具底面设有设有非贯穿式气孔和销孔，顶面设有凹面，所述的凹面上设有方格气槽，所述的气槽四周和中间区域均设有密封槽。 交错连通的第二气槽，可换夹具在对应第一气孔的位置开设自一侧表面贯通至另一侧表面的第二气孔。可换夹具在对应于定位销孔的位置各开设一用于供定位销相配合的定位孔。

28、第一套可换夹具中部构成为让位凹腔，所述的第二气槽设置在所述的定位槽和让位凹腔之间的区域内。图4-3 可换夹具第二套可换夹具在工作状态下朝向上的一侧表面构成有两个以上工件放置区，每一工件放置区内至少包括一个第二气孔，在每个工件放置区内设有所述的第二气槽；每一工件放置区在四周边缘部位构成定位槽，在所述的定位槽和第二气槽的交接处开设有第二密封条嵌槽，在所述的第二密封条嵌槽内嵌设有第二密封条。5.夹具的工艺流程5.1安装方式夹具组件安置在机床工作台面，通过夹具底座上的梯形槽与机床保持相对固定，可换夹具组件安置在夹具组件上面，通过定位销使可换夹具与夹具底座保持固定，通过O型密封圈保证夹具内部的真空度。薄

29、件件安置在可换夹具组件上，真空气路与夹具组件四周的气孔相连。5.2工作方式为了使公众能充分了解本设计的技术实质和有益效果，将在下面结合附图对本设计的具体实施方式详细描述。本设计实施例的工作原理：第一步，加工塑料薄壁件第一面，将薄壁塑料板材原材料按照夹具基座大小尺寸直接放置在夹具基座组件上，通过夹具基座上的环形密封槽中的密封条与夹具基座密封，当开启真空泵和打开气路各开关后，使夹具基座顶面的方格气槽与薄壁塑料板材之间形成真空，塑料薄壁件在大气压力的作用下被紧紧的吸住在夹具基座上；第二步，加工塑料薄壁件第二面，将可换夹具组件放置在夹具基座组件上，可换夹具组件与夹具基座组件通过定位销定位，塑料薄壁件被

30、加工好的第一面朝可换夹具组件贴紧，塑料薄壁件四周与可换夹具凹槽定位，可换夹具上的四周环形密封槽中的密封条和中间区域密封槽中的密封条与可换夹具密封，同样开启真空泵和打开气路各开关后，可换夹具顶面的方格气槽与薄壁塑料板材之间形成真空，塑料薄壁件同样被紧紧的吸住在夹具基座上，进行中空塑料薄壁零件加工。实施例1：请参阅图5-1，一种组合式多件装夹车床夹具，包括夹具基座、可换夹具1以及真空气路组件。所述的夹具基座安装在机床工作台面上，所述的可换夹具设置在夹具基座上，并且与夹具基座相匹配。该真空夹具可根据薄壁塑料件大小、实际的需要将夹具基座设计成不同形状，本实施例所述的夹具基座的形状为矩形，夹具基座在表面

31、并且位于形成对角关系的两个角部各设有一定位销孔，在所述的定位销孔内插设有定位销；可换夹具在对应于定位销孔的位置各开设一用于供定位销相配合的定位孔。定位销和定位孔用于对可换夹具进行定位。夹具基座在四周边缘部位开设有第一密封条嵌槽，在所述的第一密封条嵌槽内嵌设有第一密封条，用于密封负压气体。所述的夹具基座在表面且分别沿长度方向和宽度方向以间隔状态开设多条第一气槽，多条第一气槽间相互交错连通且呈网格状。夹具基座在表面还设有至少一个与第一气槽连通的第一气孔。夹具基座在四周侧壁上设有与第一气孔数量相同并且位置相对应的抽气孔，所述的抽气孔与第一气孔连通。在本实施例中，所述的第一气孔的数量有四个，分别设置在

32、夹具基座的长度方向和宽度方向两侧的居中位置，并且与该处的第一气槽的汇集点相对应。所述的抽气孔的数量有四个，分别设在夹具基座的长度方向和宽度方向的两侧侧面的居中部位。所述的可换夹具1在工作状态下朝向上的一侧表面并且对应第一气槽的位置设有多条相互交错连通的第二气槽，可换夹具2在对应第一气孔的位置开设自一侧表面贯通至另一侧表面的第二气孔。所述的可换夹具2在该侧表面并且位于四周边缘部位构成定位槽，而在中部构成为让位凹腔，所述的第二气槽设置在所述的定位槽和让位凹腔之间的区域内。所述的让位凹腔可以为方形腔、圆形腔或异形腔，此处示意为方形腔。在所述的定位槽和第二气槽的交接处开设有第二密封条嵌槽，在所述的第二

33、密封条嵌槽内嵌设有第二密封条。所述的让位凹腔在四周边缘开设有第三密封条嵌槽，在所述的第三密封条嵌槽内嵌设有第三密封条。所述的真空气路组件包括总开关和气管，所述的总开关的一端连接外部真空泵，另一端连接气管。所述的气管的数量有四根，在每一气管上还设有独立开关；气管与抽气孔一一对应进行连接。请继续参阅图5-1，对本实施例的工作原理进行说明。该真空夹具在用于加工薄壁塑料件时，第一步，先加工薄壁塑料件的一面，将薄壁塑料板材直接放置在夹具基座1上，并通过第一密封条与夹具基座1进行密封，当开启真空气路组件3的总开关和各气管上的独立开关时，真空泵经气管与第一气孔以及第一气槽连通，真空泵工作，使第一气槽与薄壁塑

34、料板材之间形成真空，这样，薄壁塑料板材将在大气压力的作用下被紧紧地吸附在夹具基座1上，开始中空薄壁塑料零件这一面的加工；第二步，加工薄壁塑料件的另一面，此时需要将可换夹具2放置在夹具基座1上，可换夹具2与夹具基座1通过定位孔和定位销定位，薄壁塑料件将已加工好的一面朝向可换夹具2进行放置，薄壁塑料件的四周与定位槽匹配，这样能防止发生位移，保证装夹精度，薄壁塑料件通过第二密封条261以及第三密封条与可换夹具2进行密封，同样开启真空泵并打开总开关31和各气管32上的独立开关，第二气槽与薄壁塑料板材之间形成真空，薄壁塑料板材被紧紧地吸附在可换夹具2上，开始中空薄壁塑料零件另一面的加工。所述的薄壁塑料板

35、材在加工时受四路负压作用，受力对称，这样有利于薄壁塑料板材的准确定位。图5-1实施方案1附图说明1.夹具基座、2.第一密封条、3.定位销、4可换夹具1、5.第二密封条、6、让位凹腔、7.垫片、8.真空管、9.10开关、图5-2实施方案2附图说明1.夹具基座、2.密封条、3.定位销、8.真空管道、9.10开关、41、可换夹具、61.62.63.64垫片、51.52.53.54密封条实施例2：请参阅图5-2，所述的可换夹具2在工作状态下朝向上的一侧表面构成有两个以上工件放置区，每一工件放置区内至少包括一个第二气孔，在每个工件放置区内设有所述的第二气槽。每一工件放置区在四周边缘部位构成定位槽，在所述

36、的定位槽和第二气槽的交接处开设有第二密封条嵌槽，在所述的第二密封条嵌槽内嵌设有第二密封条。在本实施例中，所述的工件放置区的数量有四个，其中两个分别设置在可换夹具2的长度方向的两端，另外两个设置在中间位置并且沿可换夹具的宽度方向排布，每一工件放置区内包括一个第二气孔。通过设置多个工件放置区，该真空夹具可同时进行多种不同大小和形状的薄壁塑料板材的加工，加工效率高，生产成本低。但本实施例的可换夹具2并不限定于每次都同时加工四件薄壁塑料件，当需要加工的薄壁塑料件的数量小于等于三件时，关闭未放置薄壁塑料件的工件放置区所对应的独立开关，同时用塑料堵头将该工件放置区28上的第二气孔堵住，这样做的目的是保证其

37、他放置了薄壁塑料件的工具放置区28内具有良好的负压力。另外，本设计可以将可换夹具2沿着其长度方向和宽度方向延展出更多个工件放置区，并对新增的工件放置区配设相应的气路，这样，所述的可换夹具2可同时加工N（N4）件薄壁塑料件，所述的薄壁塑料件的规格可以相同也可以不同。 6.车床夹具的设计6.1 工件加工工艺分析精加工35、42、45、35、38五个孔，同时也需要保证35H8与42H8两孔的同轴度，35H8与38H8两孔的同轴度，45H8与35H842H8两孔垂直度，35H8、42H8与45H8的孔轴心线与基面的平行度，35H8与38H8两孔的孔轴心线与基面的平行度。因此最好保证夹具在同一车床上加工

38、。6.2 定位方案及定位元件选择与设计夹具设计所要考虑的便是要如何夹紧工件，实现工件的合理定位，一般夹具的定位采用的都是6点定位原则。同时设计夹具是也要结合工件自身的尺寸大小和加工车床的尺寸，从而确定夹具的具体高度。为了保证孔加工的精度，也要对夹具进行合理改进，以满足加工的具体要求。yxz（2）如图所示，我设计的夹具通过两个支撑板以及两个压板定位了所需要加工的箱体的底面，限制了x、y轴方向的旋转和x、y、z轴方向的移动，侧面的支撑板限制了z轴方向的旋转。实现了工件在空间中的完全定位。设计效果如下：6.2.1 压板的设计夹具中采用的是平压板，材料是45钢，厚度5mm，长度26mm，宽度10mm，

39、通过两个M3*20的螺栓固定于夹具体。6.2.2 支撑板的设计底部支撑板长度122mm，宽度36mm，厚度7mm，通过两个M4*40的螺栓固定于夹具体，与压板共同作用固定底面。侧面支撑板最大长度100mm，最大宽度36mm，最大厚度7mm，通过两个M4*40的螺栓固定于夹具体，与箱体正面相接触。6.3 夹具体的设计夹具体是夹具的基础件，设计时应该满足以下要求：（1）需要满足适当的精度要求（2）应该拥有足够的刚度（3）应有良好的结构工艺性和使用性夹具体的底座尺寸根据加工工件的尺寸确定，底座长度476mm，宽度316mm，厚度20mm，于底座两端留有d=2mm的螺孔以便与螺栓或是压板固定于车床工作

40、台。同时为了便于排屑，不使其聚集在定位元件工作表面而影响工件的正确定位，在夹具体的底座两端留有宽度为5mm的排屑槽。由于需要在车床上精确加工箱体上的五个孔，同时还要保证孔与孔之间相对的位置精度，因此我将夹具体设计为了可以手动调整高度和角度的夹具体。由图（1）可知左侧两孔的轴心线与底面的高度不同，所以需要夹具体调整高度，高度差为46mm，所以需要调整的高度也为46mm，同时工件是在CA6150上进行加工的。因此需要考虑到加工中心与工作台距离250mm，孔轴心线与地面距离分别为115mm、69mm等因素设计夹具体。图（3）为夹具体下半部分结构，高度设置为80mm，槽底部与夹具体底部距离为10mm，

41、壁厚为8mm（铸造的夹具体壁厚通常为825mm）。于两壁旁共设计4个d=10mm的螺孔，圆心与顶部距离为12mm。（3）图（4）为夹具体上半部分结构，总高度为98mm，壁厚也为8mm，于两壁旁共设计4个d=10mm的螺孔，圆心与底部距离为12mm。表面上有32的孔，便于于装有夹具的圆盘的底部圆柱相连，可以旋转，同时设置有两个14的孔（两孔相对于32垂直），与圆盘通过圆柱销定位，可以控制圆盘旋转的角度。(4)当上下两部分未用螺栓固定，下半部分槽的底部与上半部分底部相接，总高度L=10+98+20+7=135mm，因为孔轴心线与底部距离为115mm，总高度为250mm，满足于CA6150上加工的条

42、件。当上下部分在螺孔处通过螺栓相连接时，总长度L=98+80-12-12+20+7=181mm，以为孔轴心线与底面的距离为69mm，总高度为250mm，满足在CA6150上加工的条件。6.4 切削力和夹紧力的计算车削力圆周分力Fc=902ap*f0.75KP(ap背吃刀量，f每转进给量，Kp修正系数)ap=（dw-dm）/2，ap=2，f选取1.00mm/r，Kp=K1*K2*K3*K4(K1为基本安全系数2.0,K2为加工性质系数1.1,K3为刀具钝化系数1.1,K4为动力源波动系数1.5)Kp=2*1.1*1.1*1.5=3.63Fc=902*2*1*0.75*3.63=6548.52N车

43、削径向分力Ft=530*ap0.9*f*KpFt=530*20.9*1*3.633590.12N因为箱体以底面进行定位，所以夹紧力计算公式为Wk=KF/（1H+L）（K安全系数，F切削力，=0.16摩擦系数，H工件高度，L加工中心距离工件底面距离）Wk=3590.12/（1+0.16）/151=20.50N6.5 定位误差的计算计算定位误差时，需要考虑到基准位移误差和基准不重合误差，由于工件在车床上加工时以底面定位，工序基准与定位基准相同，所以不存在基准不重合误差。因为是以平面定位，基准位移误差可以忽略不计，所以定位误差D=0。7.切削用量及工时计算7.1 平面参考文献切削用量手册箱体表面于铣

44、床X62W上加工，工作台面积310*1100，纵向行程700mm，横向行程280mm，主轴转速802700r/min，主电动机功率5kw，用YG8硬质合金钢加工 粗铣刀具选用硬质合金端铣刀 铣刀直径dw=80mm，z=4粗铣削深度2.5mm ap1=2.5 每齿进给量，查文献【3】表5取af=0.2mm/Z查文献【3】表13 当d=70, z=4, ap5mm ,af0.24mm/z ,vt=2.28m/s，nt=5.81rps,Vft=3.72mm/s各修正系数为kv=1.0，ksv=0.8V=vt*k=1.824m/s，n=nt*k=4.648rps，vf=2.976mm/s,查文献【3】

45、表24取vf=3.17工时计算 tm =（L1+L2+L3）/vf ，查表L2+L3=17mm粗铣顶面tm=（131+17）/3.17=46.69s粗铣底面tm=（181+17）/3.17=62.46s精铣刀具选用硬质合金端铣刀 铣刀直径dw=80mm，z=4精铣削深度0.8mm ap2=0.8mm 每齿进给量，查文献【3】表5取af=0.2mm/Z查文献【3】表13 当d=70, z=4, ap1.5mm ,af0.5mm/r，所以选取的进给量符合要求校正车床进给机构的强度查文献【3】表17得 走刀力F=800N 车床进给机构允许的走刀力，符合切削速度 查文献【3】表11得 vt=1.33m/s