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1、一、概述機床夾具是在金屬切削加工中，用以準確的確定工件位置，并將其牢固地加緊，以接受加工的工藝裝備。它的主要作用是：可靠的保證工件的加工質量，提高加工效率，減輕勞動強度，充分發(fā)揮和擴大機床的工藝性能，因此，機床夾具在機械制造中占有重要的地位。二、設計目的1) 綜合運用已學過的機床夾具設計及有關課程的理論知識以及生產實習中所獲得實際知識，根據被加工零件的要求，設計既經濟合理又能保證加工質量的夾具。2)培養(yǎng)結構設計能力，掌握結構設計的方法和步驟。3)學會使用各種手冊、圖冊、設計表格、規(guī)范等各種標準技術資料，能夠做到熟練運用。4)能熟練運用機械制造技術課程中的基本理論，正確地解決一個零件在加工中的加
2、工基準的選擇；定位、夾緊；加工方法選擇以及合理安排工藝路線，保證零件的加工質量。5）進一步培養(yǎng)機械制圖、分析計算、結構設計、編寫技術文件等基本技能。三、被加工零件的結構特點及指定工序的加工要求被加工零件為一個輸出軸，材料為45鋼如圖所示：工序13 銑鍵槽至尺寸被加工零件整體結構比較簡單，此零件具有軸盤類結合的結構，中批生產，精度要求較高，故加工過程分為粗加工階段，半精加工階段和精加工階段，以保證加工精度要求。大椎內孔雖然距軸端為40mm，仍可用頂尖孔定位，保證各部位置精度，使裝夾方便。由于結構特點，加工中需要使用中心架裝夾。要求75+0.023 +0.003mm，外圓在每一批加工中的工序尺寸要
3、一致，以減少裝夾工件的找正時間。配鉆工序，應在裝配時與結合件一起加工，不能作單獨加工。本次題目是設計加工輸出軸工序13，即銑鍵槽的專用夾具。此鍵槽相對中心有0.08mm的對稱度要求，寬度160 -0.05mm，軸底端到鍵槽底端500 -0.17mm，軸的前端為此鍵槽的定位基準，由于是階梯軸，夾緊部分可由后面的外圓來承擔。四、設計方案的討論首先來確定定位方案和夾緊方案，一般來說，銑鍵槽只需限制5個自由度，即軸向旋轉的自由度無需消除，但由于軸末端的外圓上有10個均布的20的孔，并且有位置度要求，所以為了銑這鍵槽必須限制6個自由度。方案一 由于銑鍵槽這道工序在這整個輸出軸加工工序中比較靠后，所以可以
4、利用以加工部位進行定位。由于軸末端10個孔已加工完，可以“一面兩銷”限制6個自由度進行定位，1個大平面限制3個自由度，1個短銷限制2個自由度，再加1個削邊銷限制1個自由度，總共6個自由度全部消除，為了能夠承受加工時的切削力，所以在有鍵槽的外圓下端使用調節(jié)支撐釘作輔助支撐，2個銷為非標準件可以擰上螺母用來夾緊。方案二 考慮到輸出軸本身的結構特點，屬于軸類零件，故采用2個短V型塊限制4個自由度，在軸的前端加上支撐釘限制1個自由度，使輸出軸不能左右移動，最后利用軸末端已加工好的孔使用定位插銷，限制1個自由度，使之不能軸向旋轉。夾緊裝置采用鉸鏈壓緊裝置。經比較方案一雖然一面兩銷的定位方案比較容易，但是
5、為了夾緊，2個銷使用的是非標準件，另外鍵槽的定位基準是軸的前端，如果使用方案一，基準不重合，造成過大的定位誤差。而定位方案二比較合理，不但消除所有的自由度，并且在前端使用支撐釘定位基準與設計基準重合，減少了定位誤差，夾緊方式可靠。故最終采用方案二作為定位夾緊方案。五、夾具結構特點的論述V形塊 V形塊是用的最廣泛的外圓表面定位元件，不論定位基面是否經過加工，不論是完整的圓柱面還是局部圓弧都可以采用V形塊定位，其優(yōu)點是對中性好，即能使工件的定位基準軸線隊中在V形塊兩斜面的對稱平面上，而不受定位基面直徑誤差的影響，并且安裝方便，在V形塊定位時，工件具有自動對中作用。V形塊的材料是20鋼。滲碳淬火60
6、-64HRC，滲碳深度0.8-1.2mm。這里采用2個短V形塊，相當于1個長V形塊限制4個自由度。支承釘 采用固定支承，即高度尺寸固定，不能調整的支承。這里采用平頭支承釘，與工作接觸面大，常用于定位平面較光滑的工件，即適用于精基準或已加工表面。這類固定支承釘，一般用碳素工具鋼T8經熱處理至55-60HRC。與夾具體采用H7/r6過盈配合，當支承釘磨損后，較難更換。若需更換支承釘的應加襯套。定位插銷 定位銷以H7/r6配合直接壓入夾具體孔中，直徑大于16mm的定位銷，用20鋼，滲碳淬火53-58HRC。這里使用削邊銷，只消除1個轉動自由度。對刀塊 借助對刀裝置確定刀具相當夾具定位元件的位置，此位
7、置一般固定在夾具體上，由于鍵槽的深度和寬度2個方向上有要求，所以采用直角對刀塊。定位塊 借助定位鍵確定夾具在工作臺上的位置，定位鍵上部的寬度與夾具體底部的槽采用H7/h6配合，下部寬度依據銑床工作臺T形槽規(guī)格決定，亦采用H7/h6配合。二定位鍵組合，起到夾具在銑床上的定向作用，切削過程中也能承受切削扭矩，從而增加了切削穩(wěn)定性。鉸鏈式夾緊裝置 采用鉸鏈壓板壓在外圓上，使用手柄螺母鎖緊，結構簡單，拆卸方便，夾緊可靠。六、定位誤差的計算加工鍵槽有2個尺寸要求，1個是鍵槽寬度相對中心線的對稱度要求，由于此次定位方案使用V形塊定位，通過V形塊的對中性，對工件沒有影響，所以定位誤差為0.另一個是深度，有定
8、位誤差V形塊 jb=0.02/2=0.01jw=0.02/(2*sin(90/2)=0.014dw=0.014-0.01=0.004七、夾具使用說明松開手柄壓緊螺母，翻上鉸鏈壓板，放入工件，先靠上支承釘，再在已加工好的20孔上插入定位插銷，最后蓋上壓板，擰緊手柄壓緊螺母。八、夾具非標零件加工工藝過程零件名稱：夾具體 材料：鑄鐵 生產綱領：單個 單位：mm工序號工序名稱工序內容設備1鑄鑄造毛坯2熱處理時效處理3銑銑底面面至相關尺寸要求臥式銑床4鉆鉆各檔孔至尺寸鉆床5鉗攻4處M10孔2處M144處M6鉗臺6磨精磨12,2-8，2-10,2-6至要求內圓磨床7銑銑4凸臺平面及耳座立式銑床8鉗去毛刺9
9、檢驗檢驗、清洗、入庫九、小結 本次夾具設計是學生在學習了機械制造技術基礎進行了教學實習，及學習了一些其他專業(yè)課以后所進行的一個重要實踐性教學環(huán)節(jié)。不僅培養(yǎng)了我們綜合運用已學知識的能力而且得到了工程設計的初步訓練。在設計中要求綜合運用已學過的機床夾具設計及有關課程的理論知識，以及生產實習中所獲得的實際知識，根據被加工零件的要求，設計經濟合理又保證加工質量的夾具。在整個設計過程中，的確讓本人熟悉并學會了借助各種手冊、圖冊、設計表格、畫圖規(guī)范等各種標準技術資料來達到設計的要求。并且，本次的課程設計進一步培養(yǎng)了本人在機械制圖、分析計算、結構設計、編寫技術文摘的能力。十、主要參考資料1 馮鶴敏.機床夾具設計 課程設計參考資料.上海：上海理工大學2 裘文言. 張祖繼, 瞿元賞. 機械制圖. 北京：高等教育出版社3 盧秉恒.機械制造技術基礎. 北京：機械工業(yè)出版社 第3版 4 甘永立.幾何量公差與檢測 .上海：上?？茖W技術出版社 第九版 5 陳秀寧,施高義.機械設計課程設計.浙江：浙江大學出版社 第三版4
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