卧式电动机底脚铣专用夹具设计
目录
1 引言 1
1.1 机床夹具概论 1
1.2 机床夹具的组成 2
2 总体方案设计 4
2.1 设计前期准备 4
2.2 定位方案设计 4
2.3 夹紧方案的设计 6
2.3.4 夹紧的动力装置 9
3 液压缸设计 11
3.1 液压缸的基本参数 11
3.2 液压缸缸筒设计 12
3.3 活塞杆设计 14
3.4 行程 15
4 各连接部分连接方式设计 16
4.1 端盖与缸体连接 16
4.2 活塞杆与活塞的连接 17
4.3 立柱与上工作台的连接 18
4.4 立柱与下工作台连接 18
4.5 中央定位凸台与下工作台的连接 20
4.6 定位小凸台与下工作台的连接 20
4.7 夹紧块与活塞杆的连接 22
结论 23
致谢 24
参考文献 25
1 引言
1.1 机床夹具概论
机床专用夹具在普通机床和专用机床中普遍使用，它是机床加工工序中一项重要的组成部分。它是根据加工工件的工艺要求和生产纲领以及机床结构而设计的一种工艺装备，以实现工件的准确定位、夹紧和刀具的导向等。在机床上，工件在被加工的过程中，使其与机床或使用的刀具有一个准确的距离，并且使这个距离能够保持不变。用来达到使工件在加工过程中质量可以得到稳定的保证，减少所需的工作强度，尽量的提高和发挥出机床的工艺性能。
1.1.1 机床夹具的工作原理
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
工件通过定位元件在夹具中正确定位，夹具通过连接元件固定于机床，刀具利用对刀具元件引导，保证工件相对于机床、刀具位置正确，从而保证工序的加工精度。
1.1.2 专用夹具特点
（1）工件在夹具中的定位迅速。
（2）将工件固定在之前机床上安装确定位置的夹具，从而得到在机床上的相对位置
（3）通过对刀块、导向装置。使工件得到在与刀具相对应的位置。
（4）对加工成批工件效率有位显著。
1.1.3 机床夹具的作用
（1）保证加工质量。由于工件实在夹具中进行定位的，从而获得与机床的位置精度。夹具在机床上的定位都是通过专门的元件进行保证的。所以对于工件在夹具上需要保证加工面与基准面的位置精度。并且其中间的微小的调节需要工人的保证
（2）提高生产率，降低成本。
（3）扩大机床工作范围。
（4）降低工件加工的劳动精度，以确保生产的安全。
1.1.4 专用夹具设计的基本要求
（1）所设计的夹具需要对工件图上精度要求保证。
（2）应提高加工生产率。
（3）操作方便、省力、安全。
（4）具有一定的使用寿命和较低的夹具制造成本。
（5）夹具元件应瞒住通用化、标准化、系列化的“三化”要求。
（6）注意夹具的结构工艺性，考虑对加工、检验、装配和维修等问题。
1.2 机床夹具的组成
1.2.1 机床夹具的基本组成部分
应用于机床的夹具结构各式各样，但根据其主要功能进行考虑的话，一般机床夹具是由定位元件、夹紧装置和夹具体三部分组成的。这三个部分也是夹具所设计的主要内容。
（1）定位元件
定位元件是用于确定工件在夹具中获得正确位置的元件或装配。其是夹具部分的主要元件之一。一般，在工件的定位基准确定下来时，与之对应的定位元件也确定下来了。
如图1.1中的小凸台、中央定位凸台等都是定位元件。定位元件的定位基准直接影响工件加工的精度。
（2）夹紧装置
夹紧装置也是夹具的主要功能元件之一，如图1.1中的压板、还有其他铰链机构、螺钉等都是夹紧装置。它是用于夹紧工件，使工件在外力的作用下仍保持确定的位置的装置。
（3）夹具体
在夹具中，用于连接夹具的各个部分，使之构成为一个整体的基础件，我们将之成为夹具体。通常将它作为一个骨架形式的，它们作用除了用于连接夹具上的各种元件和装置外，还可以用于夹具和加床工作台的连接。如图1.1中的夹具一样。常用的夹具体有铸件构造、锻造结构、焊接结构，形状有回转体型和底座两种。定位元件、夹紧装置等分布在夹具体不同的位置上。
从图1.1中可以明确的看出本次设计的夹具中所含有的基本组成部分。通过所述的例子可以看出。夹具的个个部分是不确定的，它的定位件可以使标准间，也可以是自己设计的专门设计的定位件，其他部分也是一样。所以设计出一个机床夹具，要考虑到其形成的基本组成部分。再加以其他的特殊的元件或装置。这样夹具的整体结构也就出来了。
图1.1卧式电动机底脚铣专用夹具
1.2.2 机床夹具的其他特殊元件或装 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
置
（1）连接元件
它是用来保证夹具与机床间相互位置的元件。根据所加工元件的结构特征，一般在机床上夹具安装的连接方式有两种。一种是将夹具装在机床工作台有效的加工行程上，另一种是将其安装在机床主轴上。如车床夹具所示的过度盘，铣床夹具所使用的定位键等都是连接元件。
（2）对刀元件
这是机床夹具中所设计的特殊元件之一，在铣床夹具中常见。一般用对刀块来调节铣刀加工工件钱的位置。对刀时，要确保铣刀不能和刀快进行直接触碰，以免损伤铣刀的切削刃和夹具上对刀快的工作表面。通常，在铣刀对刀时，应与对刀块的表面留有空隙，这样可以用塞尺进行检测，通过调整刀具，使其在机床上保持正确的加工位置，确保加工精度。
（3）导向元件
这也是机床夹具的特殊元件，主要指钻模的钻套和镗模的镗套等。它们能调整刀具的位置，并引导刀具进行切削用钻头钻孔时，使钻头与钻套之间留有一定的间隙，这样钻头的中心就有可能偏离钻套中心。
(4)其他元件或装置
根据加工要求，有些夹具除了上述的元件还有设有其他元件或装置。例如分度装置、靠模装置、上下料装置、顶出器和平衡块等。这些元件或装置也需要专门设计。
2 总体方案设计
本课题拟设计卧式电机壳体底脚铣削加工专用液压夹具。由于卧式电机壳体的圆筒结构特点，底脚铣削加工时必须使用专用的夹具使加工时不至于转动，并保持良好的定位。要求该夹具在铣削底脚保持一定的夹紧力并有精确的定位基准。该夹具采用液压式夹紧，具备自成系统的液压控制系统。
图2.2 工件在下的定位工作台的定位
电动机外壳在夹具中的定位是以底脚的上表面和中心套筒作为定位基准的。相对应的定位元件中央定位凸台、工作台限制了工件的 X、Y、Z方向移动的自由度和X、Y方向转动的自由度。两个工作台上的螺栓结构限制了Z方向转动的自由度，共限制了6个自由度。
D =D =0.22 =0.317m
1 引言 1
1.1 机床夹具概论 1
1.2 机床夹具的组成 2
2 总体方案设计 4
2.1 设计前期准备 4
2.2 定位方案设计 4
2.3 夹紧方案的设计 6
2.3.4 夹紧的动力装置 9
3 液压缸设计 11
3.1 液压缸的基本参数 11
3.2 液压缸缸筒设计 12
3.3 活塞杆设计 14
3.4 行程 15
4 各连接部分连接方式设计 16
4.1 端盖与缸体连接 16
4.2 活塞杆与活塞的连接 17
4.3 立柱与上工作台的连接 18
4.4 立柱与下工作台连接 18
4.5 中央定位凸台与下工作台的连接 20
4.6 定位小凸台与下工作台的连接 20
4.7 夹紧块与活塞杆的连接 22
结论 23
致谢 24
参考文献 25
1 引言
1.1 机床夹具概论
机床专用夹具在普通机床和专用机床中普遍使用，它是机床加工工序中一项重要的组成部分。它是根据加工工件的工艺要求和生产纲领以及机床结构而设计的一种工艺装备，以实现工件的准确定位、夹紧和刀具的导向等。在机床上，工件在被加工的过程中，使其与机床或使用的刀具有一个准确的距离，并且使这个距离能够保持不变。用来达到使工件在加工过程中质量可以得到稳定的保证，减少所需的工作强度，尽量的提高和发挥出机床的工艺性能。
1.1.1 机床夹具的工作原理
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
工件通过定位元件在夹具中正确定位，夹具通过连接元件固定于机床，刀具利用对刀具元件引导，保证工件相对于机床、刀具位置正确，从而保证工序的加工精度。
1.1.2 专用夹具特点
（1）工件在夹具中的定位迅速。
（2）将工件固定在之前机床上安装确定位置的夹具，从而得到在机床上的相对位置
（3）通过对刀块、导向装置。使工件得到在与刀具相对应的位置。
（4）对加工成批工件效率有位显著。
1.1.3 机床夹具的作用
（1）保证加工质量。由于工件实在夹具中进行定位的，从而获得与机床的位置精度。夹具在机床上的定位都是通过专门的元件进行保证的。所以对于工件在夹具上需要保证加工面与基准面的位置精度。并且其中间的微小的调节需要工人的保证
（2）提高生产率，降低成本。
（3）扩大机床工作范围。
（4）降低工件加工的劳动精度，以确保生产的安全。
1.1.4 专用夹具设计的基本要求
（1）所设计的夹具需要对工件图上精度要求保证。
（2）应提高加工生产率。
（3）操作方便、省力、安全。
（4）具有一定的使用寿命和较低的夹具制造成本。
（5）夹具元件应瞒住通用化、标准化、系列化的“三化”要求。
（6）注意夹具的结构工艺性，考虑对加工、检验、装配和维修等问题。
1.2 机床夹具的组成
1.2.1 机床夹具的基本组成部分
应用于机床的夹具结构各式各样，但根据其主要功能进行考虑的话，一般机床夹具是由定位元件、夹紧装置和夹具体三部分组成的。这三个部分也是夹具所设计的主要内容。
（1）定位元件
定位元件是用于确定工件在夹具中获得正确位置的元件或装配。其是夹具部分的主要元件之一。一般，在工件的定位基准确定下来时，与之对应的定位元件也确定下来了。
如图1.1中的小凸台、中央定位凸台等都是定位元件。定位元件的定位基准直接影响工件加工的精度。
（2）夹紧装置
夹紧装置也是夹具的主要功能元件之一，如图1.1中的压板、还有其他铰链机构、螺钉等都是夹紧装置。它是用于夹紧工件，使工件在外力的作用下仍保持确定的位置的装置。
（3）夹具体
在夹具中，用于连接夹具的各个部分，使之构成为一个整体的基础件，我们将之成为夹具体。通常将它作为一个骨架形式的，它们作用除了用于连接夹具上的各种元件和装置外，还可以用于夹具和加床工作台的连接。如图1.1中的夹具一样。常用的夹具体有铸件构造、锻造结构、焊接结构，形状有回转体型和底座两种。定位元件、夹紧装置等分布在夹具体不同的位置上。
从图1.1中可以明确的看出本次设计的夹具中所含有的基本组成部分。通过所述的例子可以看出。夹具的个个部分是不确定的，它的定位件可以使标准间，也可以是自己设计的专门设计的定位件，其他部分也是一样。所以设计出一个机床夹具，要考虑到其形成的基本组成部分。再加以其他的特殊的元件或装置。这样夹具的整体结构也就出来了。
图1.1卧式电动机底脚铣专用夹具
1.2.2 机床夹具的其他特殊元件或装 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
置
（1）连接元件
它是用来保证夹具与机床间相互位置的元件。根据所加工元件的结构特征，一般在机床上夹具安装的连接方式有两种。一种是将夹具装在机床工作台有效的加工行程上，另一种是将其安装在机床主轴上。如车床夹具所示的过度盘，铣床夹具所使用的定位键等都是连接元件。
（2）对刀元件
这是机床夹具中所设计的特殊元件之一，在铣床夹具中常见。一般用对刀块来调节铣刀加工工件钱的位置。对刀时，要确保铣刀不能和刀快进行直接触碰，以免损伤铣刀的切削刃和夹具上对刀快的工作表面。通常，在铣刀对刀时，应与对刀块的表面留有空隙，这样可以用塞尺进行检测，通过调整刀具，使其在机床上保持正确的加工位置，确保加工精度。
（3）导向元件
这也是机床夹具的特殊元件，主要指钻模的钻套和镗模的镗套等。它们能调整刀具的位置，并引导刀具进行切削用钻头钻孔时，使钻头与钻套之间留有一定的间隙，这样钻头的中心就有可能偏离钻套中心。
(4)其他元件或装置
根据加工要求，有些夹具除了上述的元件还有设有其他元件或装置。例如分度装置、靠模装置、上下料装置、顶出器和平衡块等。这些元件或装置也需要专门设计。
2 总体方案设计
本课题拟设计卧式电机壳体底脚铣削加工专用液压夹具。由于卧式电机壳体的圆筒结构特点，底脚铣削加工时必须使用专用的夹具使加工时不至于转动，并保持良好的定位。要求该夹具在铣削底脚保持一定的夹紧力并有精确的定位基准。该夹具采用液压式夹紧，具备自成系统的液压控制系统。
图2.2 工件在下的定位工作台的定位
电动机外壳在夹具中的定位是以底脚的上表面和中心套筒作为定位基准的。相对应的定位元件中央定位凸台、工作台限制了工件的 X、Y、Z方向移动的自由度和X、Y方向转动的自由度。两个工作台上的螺栓结构限制了Z方向转动的自由度，共限制了6个自由度。
D =D =0.22 =0.317m
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