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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(zhì)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(shè)計目的 1) 綜合運用已學(xué)過的機床夾具設(shè)計及有關(guān)課程的理論知識以及生產(chǎn)實習中所獲得實際知識，根據(jù)被加工零件的要求，設(shè)計既經(jīng)濟合理又能保證加工質(zhì)量的夾具。 2)培養(yǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計能力，掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法和步驟。 3)學(xué)會使用各種手冊、圖冊、設(shè)計表格、規(guī)范等各種標準技術(shù)資料，能夠做到熟練運用。 4)能熟練運用機械制造技術(shù)課程中的基本理論，正確地

2、解決一個零件在加工中的加工基準的選擇；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(zhì)量。 5）進一步培養(yǎng)機械制圖、分析計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計、編寫技術(shù)文件等基本技能。 三、被加工零件的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)比較簡單，此零件具有軸盤類結(jié)合的結(jié)構(gòu)，中批生產(chǎn)，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(nèi)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(jié)構(gòu)特點，加工中需要使用中心架裝夾。要求Φ75+0.0

3、23 +0.003mm，外圓在每一批加工中的工序尺寸要一致，以減少裝夾工件的找正時間。配鉆工序，應(yīng)在裝配時與結(jié)合件一起加工，不能作單獨加工。 本次題目是設(shè)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(shè)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(zhuǎn)的自由度無需消除，但由于軸末端的外圓上有10個均布的Φ20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。

4、 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(diào)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(jié)構(gòu)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

5、旋轉(zhuǎn)。夾緊裝置采用鉸鏈壓緊裝置。 經(jīng)比較方案一雖然一面兩銷的定位方案比較容易，但是為了夾緊，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(shè)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(jié)構(gòu)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(jīng)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

6、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60-64HRC，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(diào)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(jīng)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?shù)膽?yīng)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

7、-58HRC。這里使用削邊銷，只消除1個轉(zhuǎn)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(jù)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(jié)構(gòu)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

8、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，有定位誤差 V形塊 △jb=0.02/2=0.01 △jw=0.02/(2*sin(90/2))=0.014 △dw=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Φ20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(chǎn)綱領(lǐng)：單個

9、 單位：mm 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 設(shè)備 1 鑄 鑄造毛坯 2 熱處理 時效處理 3 銑 銑底面面至相關(guān)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M14 4處M6 鉗臺 6 磨 精磨Φ12,2-Φ8， 2-Φ10,2-Φ6至要求 內(nèi)圓磨床 7 銑 銑4凸臺平面及耳座 立式銑床 8 鉗 去毛刺 9 檢驗 檢驗、清洗、入庫 九、小結(jié) 本次夾具設(shè)計是學(xué)生在學(xué)習了《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》進行了教學(xué)實習，及學(xué)習了一些其他專業(yè)課以后

10、所進行的一個重要實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。不僅培養(yǎng)了我們綜合運用已學(xué)知識的能力而且得到了工程設(shè)計的初步訓(xùn)練。在設(shè)計中要求綜合運用已學(xué)過的機床夾具設(shè)計及有關(guān)課程的理論知識，以及生產(chǎn)實習中所獲得的實際知識，根據(jù)被加工零件的要求，設(shè)計經(jīng)濟合理又保證加工質(zhì)量的夾具。在整個設(shè)計過程中，的確讓本人熟悉并學(xué)會了借助各種手冊、圖冊、設(shè)計表格、畫圖規(guī)范等各種標準技術(shù)資料來達到設(shè)計的要求。并且，本次的課程設(shè)計進一步培養(yǎng)了本人在機械制圖、分析計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計、編寫技術(shù)文摘的能力。 十、主要參考資料 [1] 馮鶴敏.機床夾具設(shè)計 課程設(shè)計參考資料.上海：上海理工大學(xué) [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(shù)基礎(chǔ). 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(xué)技術(shù)出版社 第九版 [5] 陳秀寧,施高義.機械設(shè)計課程設(shè)計.浙江：浙江大學(xué)出版社 第三版 4