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1、夾具課程設(shè)計說明書班級姓名學(xué)號導(dǎo)師目錄機床夾具課程設(shè)計任務(wù)書2銑槽8-0.030 -0.060夾具設(shè)計說明書3一、 明確設(shè)計任務(wù)，收集原始資料31 熟悉工件零件圖以及本工序的加工要求2 收集原始資料、明確零件的加工工藝過程二、 擬定夾具結(jié)構(gòu)方案31. 確定定位方案2. 確定夾緊方式，設(shè)計夾緊機構(gòu)三、 繪制夾具總圖及制定技術(shù)要求81. 繪制夾具總圖 2. 標(biāo)注總圖上的尺寸、公差配合與技術(shù)條件四、 夾具工作精度的分析計算101. 影響加工精度的因素分析2. 保證加工精度的條件3. 夾具加工精度的分析計算五、夾具的經(jīng)濟性分析14夾具零件圖（見附圖）夾具裝配總圖（見附圖）參考文獻 15機床夾具課程設(shè)計

2、任務(wù)書專 業(yè)數(shù)控技術(shù)加工班 級姓 名學(xué)號設(shè)計題目銑槽 8-0.090專用夾具指導(dǎo)老師設(shè)計條件零件簡圖（含材料、質(zhì)量及毛坯種類）、大批量生產(chǎn)材料：45加工設(shè)備：X62W序號尺寸200+0.2尺寸300.06尺寸100+0.0221200+0.2300.06100+0.022設(shè)計要求1 用計算機繪制夾具總裝圖一張（A3圖）、指定零件圖5張（A4圖）；2 設(shè)計說明書一份（包括零件圖分析、定位方案確定、定位誤差計算等內(nèi)容）；3 設(shè)計時間：二周。審 核 批 準(zhǔn) 年 月 日評 語銑槽8-0.030 -0.060夾具設(shè)計說明書一、 明確設(shè)計任務(wù)，收集原始資料1 熟悉工件零件圖以及本工序的加工要求 由夾具設(shè)計

3、任務(wù)書中銑槽工序的工序圖可知，該零件大批量生產(chǎn)，材料為45鋼。 該銑槽工序在X62W臥銑上用三面刃銑刀加工。本工序加工要求為:（1）槽寬8-0.030 -0.060 mm。（2）槽底至兩定位孔中心線的位置尺寸為20+0.2 0mm 。（3）槽兩側(cè)面對A的對稱度為0.2mm。2 收集原始資料、明確零件的加工工藝過程1) 零件加工工藝過程銑前后兩端面 X6130臥銑銑底面、頂面 X6130臥銑銑兩側(cè)面 X6130臥銑銑兩邊輪廓 X6130臥銑鉆、鉸孔 Z5135立鉆銑槽 X62W臥銑 2) 銑槽工序的工序卡（見附表1-1）二、 擬定夾具結(jié)構(gòu)方案1、確定定位方案 根據(jù)工件的加工要求，該工序必須限制工

4、件五個自由度?，F(xiàn)在來分析其必須限制的自由度數(shù)目及基準(zhǔn)選擇的合理性自由度分析 建立坐標(biāo)系 為保證工序尺寸20+0.2 0mm，應(yīng)限制工件， 為保證槽兩側(cè)對尺寸30土0.03mm中心線的對稱度，應(yīng)限制工件 ，選A為定位基準(zhǔn)。為了方便地控制刀具的走刀位置，還應(yīng)限制工件，因而工件的六個自由度都被限制。定位基準(zhǔn)選擇 由分析可知，要使定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)相重合，所選定位基準(zhǔn)是后面、10+0.022 0mm 、6+0.018 0mm孔軸線。選擇定位元件 本道工序工件的定位面是后平面和10+0.022 0mm 、6+0.018 0mm 孔。夾具上相應(yīng)的定位元件選為支承板、可換定位銷和菱形定位銷，如下圖所示定位平

5、面所用的支承板參考JBT8029.11999中的定位支承板進行設(shè)計。 定位10+0.022 0mm 、6+0.018 0mm 孔的可換定位銷、菱形定位銷按實際需要在JB-T 8014.3-1999、JB3930.38-1985中選取。確定定位元件尺寸、極限偏差和定位元件間位置尺寸及其極限偏差 確定兩定位銷的中心距 L d土 兩定位銷的中心距的基本尺寸應(yīng)等于工件兩定位孔中心距的平均尺寸，其公差一般為 =L d =（）L D 因孔間距L D=30土0.06 mm ,故取銷間距L d =30土0.02 mm 確定圓柱銷直徑d 1 圓柱銷直徑的基本尺寸應(yīng)等于與之配合的工件孔的最小極限尺寸，其公差帶一般

6、取g6或h7 , d 1=10g6(10-0.005 -0.014) 確定菱形銷的尺寸b 查機械設(shè)計手冊得，b=2mm 確定菱形銷的直徑 a=0.02+0.06=0.08mm b=2mm D 2=6+0.018 0mm X 2min=0.05mmd 2max= D 2min- X 2min=6-0.05=5.95mm d 2=6-0.05 -0.058mm（4）分析計算定位誤差 尺寸8-0.030 -0.060 mm的定位誤差 該尺寸由銑刀直接保證，不存在定位誤差 槽底至孔10+0.022 0mm軸線位置的尺寸20+0.2 0mm的定位誤差 尺寸20+0.2 0mm的定位基準(zhǔn)為孔10+0.02

7、2 0 mm的軸線，設(shè)計（工序）基準(zhǔn)為圓柱銷10-0.005 -0.014 mm的中心線，故基準(zhǔn)重合，其基準(zhǔn)不重合誤差B=0 尺寸20+0.2 0mm的限位基準(zhǔn)為圓柱銷10-0.005 -0.014的中心線，故其基準(zhǔn)位移不重合，Y=Y1+Y2=X1max +2L1tg=0.018+0.037=0.055mm 所以定位誤差D=B+Y=0+0.055=0.055mm（參考機床夾具設(shè)計書41頁的公式） 槽兩側(cè)面對基準(zhǔn)A的對稱度的定位誤差 因定位基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)重合，所以基準(zhǔn)不重合誤差B=0，限位基準(zhǔn)為兩定位銷連線的中垂線，所以基準(zhǔn)位移不重合，其誤差Y=0.12mm ,故D= B+ Y=0+0.12=0

8、.12mm（5）減少對稱度定位誤差的措施 提高菱形定位銷圓柱部分的制造精度，將菱形定位銷圓柱部分精度提高到IT6級 2、確定夾緊方式，設(shè)計夾緊機構(gòu)（1）計算切削力及所需夾緊力 如下圖所示，加工時，工件受到切削合力F，可分解為水平和垂直方向的切削分力FH 、FV，切向銑削力 Fc 。在對稱銑削情況下FH=（0.20.3）Fc FV=（1.01.2）Fc切向銑削力Fc為F c=9.81C FCa0.86 ef0.72 Zd-0.86 0a pZK FC式中 Fc 銑削力，N； CFc影響系數(shù)，大小與實驗條件有關(guān)； ae銑削寬度，mm； fz每齒進給量，mm齒； d0銑刀直徑，mm； ap銑削深度，

9、mm； Z銑刀齒數(shù)； KFc修正系數(shù)（2）設(shè)計夾緊機構(gòu)并驗算機構(gòu)產(chǎn)生的夾緊力由于工件主定位面是后平面，故選擇夾緊力的作用方向為水平方向作用于后平面上。滿足夾緊力水平作用要求的夾緊裝置結(jié)構(gòu)方案，可以有如下兩種方案。 方案一.直接加上螺母鎖緊工件 方案二.設(shè)計活動壓板螺旋夾緊工件 經(jīng)比較方案一不能保證工件的剛性，容易使工件彎曲變形，相比之下方案二卻能保證工件剛性，且能夠保證工件的定位精度。因此選用方案二。（3）設(shè)計對刀元件、連接元件 根據(jù)所選X613W型銑床T形槽的寬度，選用寬度B=18mm，公差帶為h6的A型兩個定位鍵來確定夾具在機床上的位置（4）設(shè)計夾具體 夾具選用灰鑄鐵的鑄造夾具體?；竞穸?/p>

10、選為22mm，并要在夾具體底部兩端設(shè)計出U形槽耳座，用于T形槽用螺栓緊固夾具。布置好夾具上各種元件、機構(gòu)、裝置之間的相對位置。三、繪制夾具總圖及制定技術(shù)要求 1. 繪制夾具總圖 夾具總圖及其繪制步驟如下:1) 根據(jù)工件在幾個視圖上的投影關(guān)系，分別畫出其輪廓線，如工件三視圖所示：2) 安排定位元件，如定位元件布置圖所示3) 布置夾緊裝置，如下圖所示4) 布置對刀元件、連接元件；設(shè)計夾具體并完成夾具總圖，如夾具總裝圖所示。2.標(biāo)注總圖上的尺寸、公差配合與技術(shù)條件1) 夾具外形輪廓尺寸 夾具在長、寬、高三個方向的外形輪廓尺寸分別為350mm 150mm 56mm2) 工件與定位元件間的聯(lián)系尺寸 圓柱

11、銷尺寸10-0.005 -0.014mm 菱形銷尺寸6-0.05 -0.058mm3) 夾具與刀具的聯(lián)系尺寸 4) 夾具與機床連接部分的聯(lián)系尺寸5) 夾具內(nèi)部的配合尺寸10618四、夾具工作精度的分析計算 在完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計的全部工作之后，還需對夾具工作精度進行分析計算，即分析計算各項加工要求的夾具部分誤差J，并將它與加工允差進行比較，從而判斷該夾具能否可靠地保證各項加工要求，以證明所設(shè)計夾具方案的合理性。1. 影響加工精度的因素分析 用夾具裝夾工件進行機械加工時，其工藝系統(tǒng)中影響工件加工精度的因素很多。 與夾具有關(guān)的因素有定位誤差D、對刀誤差T、夾具在機床上的安裝誤差A(yù)和夾具誤差J。在機械加

12、工工藝系統(tǒng)中，影響加工精度的其它因素綜合稱為加工方法誤差G。 上述各項誤差均導(dǎo)致刀具相對工件的位置不精確，而形成總的加工誤差J ，即為由夾具引起的總的加工誤差。1) 定位誤差D2) 對刀誤差T 因刀具相對于對刀或?qū)蛟奈恢貌痪_而造成的加工誤差，稱為對刀誤差3) 夾具的安裝誤差A(yù) 因夾具在機床上的安裝不精確而造成的加工誤差，稱為夾具的安裝誤差4) 夾具誤差J 因夾具上定位元件、對刀或?qū)蛟鞍惭b基面三者間（包括導(dǎo)向元件與導(dǎo)向元件之間）的位置不精確而造成的加工誤差，稱為夾具誤差 5) 加工方法誤差G 因機床精度、刀具精度、刀具與機床的位置精度、工藝系統(tǒng)受力變形和受熱變形等因素造成的加工誤差

13、，統(tǒng)稱為加工方法誤差。 因該項誤差影響因素多，又不便于計算，所以常根據(jù)經(jīng)驗為它留出工件公差 k的三分之一。計算時可設(shè)G= k/3 2. 保證加工精度的條件 工件在夾具中加工時，總加工誤差 為上述各項加工誤差之和。由于上述誤差均為獨立隨機變量，應(yīng)用概率法疊加。因此保證加工精度的條件是 即由夾具引起的工件總加工誤差 應(yīng)小于工件的相應(yīng)公差 k。 為保證夾具有一定的使用壽命，防止夾具因磨損而過早報廢，在分析計算工件加工精度時，需留出一定的精度儲備量J c。因此將上式改為 kJ c 或J c= k 0 當(dāng)J c0時，夾具能滿足工件的加工要求。J c值的大小還表示了夾具使用壽命的長短和夾具總圖上各項公差值

14、 j確定得是否合理3. 夾具加工精度的分析計算1) 槽寬尺寸 由銑刀直接保證，不必進行分析計算2) 槽底至兩定位孔中心線的位置尺寸 20+0.2 0mm的分析計算1 定位誤差 其定位基準(zhǔn)為孔10+0.022 0mm的軸線，設(shè)計（工序）基準(zhǔn)為圓柱銷10-0.005 -0.014mm的中心線，故基準(zhǔn)重合，B=0 其限位基準(zhǔn)為圓柱銷10-0.005 -0.014mm的中心線，故其基準(zhǔn)位移不重合，Y=Y1+Y2=X1max +2L1tg=0.018+0.037=0.055mm， 所以定位誤差D=B+Y=0+0.055=0.055mm2 對刀誤差 由于我們采用試切方式，避免了對刀造成的誤差，所以T=03

15、 由夾具引起的總加工誤差 J= D+ T=0.055+0=0.055mm該誤差遠小于工件的加工允差0.2mm，是可行的。3) 槽兩側(cè)面對基準(zhǔn)A的對稱度允許誤差0.2mm的分析計算a) 定位誤差 定位基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)重合，所以基準(zhǔn)不重合誤差B=0，限位基準(zhǔn)為兩定位銷連線的中垂線，所以基準(zhǔn)位移不重合，其誤差 Y=0.12mm 故 D= B+ Y=0+0.12=0.12mmb) 夾具安裝誤差 A 定位鍵與工作臺T形槽配合間隙也會引起對稱度誤差。已知定位鍵與T形槽選用的配合為18H7（+0.018 ）h6（-0.011）配合的最大間隙Xmax=0.029mm。兩定位鍵的最大跨距L=150mm。c) 定位

16、鍵與工作臺T形槽配合間隙也會引起對稱度誤差 A若兩者配合時出現(xiàn)圖所示的實線或虛線的兩種接觸情況，由于工件厚度為10mm，則 A =（0.029/150）4020.015mmd) 由夾具引起的總加工誤差影響對稱度的夾具部分的總誤差J為J=D+A=0.12+0.015=0.135mm工件對稱度的允差為0.20mm，除夾具誤差外，留給工藝系統(tǒng)其他因素的誤差為0.20-0.135=0.065mm，是可行的夾具加工精度的分析計算表: 加工要求誤差名稱 20+0.2 0mm對稱度為0.2mm D0.055mm0.12mmT00A00015mmJ0.055mm0135mmG(0.2/3)mm=0.067mm

17、(0.2/3)mm=0.067mm(0.2-0.011)mm=0.189mm(0.2-0.037)mm=0.163mm五、 夾具的經(jīng)濟性分析由于本零件是大批量生產(chǎn)，而專用夾具有高效率、高精度、低成本、使用方便等優(yōu)點，所以我們選擇專用夾具。本專用銑床夾具是適用于大批量生產(chǎn)的銑床,可以提高生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,簡化結(jié)構(gòu),降低成本,且零件有較長的使用周期。此設(shè)計是根據(jù)加工的零件圖,在綜合運用機械制造工藝、公差等機械類課程的基本理論,參考一些相關(guān)資料,分析零件加工技術(shù)要求的基礎(chǔ)上,擬定零件加工的工序，而設(shè)計出來的零件專用鉆床夾具。選用此夾具，零件加工后尺寸比較穩(wěn)定可靠，互換性也好，操作簡便，裝夾速度快

18、。通過加工工藝分析在保證加工精度下，盡量降低加工成本，夾具簡便，效率高。采用電動刀架與心軸配合和鉸鏈夾緊裝置，不僅有效地保證精度要求，對于工件的夾傷和變形也起到了很好的作用。工序也簡單，而所采用的螺旋壓板裝置可以很好的裝夾工件。整套夾具制造成本低廉，結(jié)構(gòu)簡潔，效力高。專用夾具的制造費用：Cz=pm+e專用夾具年成本：Cj=（1+K1）/T+K2 參考文獻劉小年主編.機械制圖.北京:機械工業(yè)出版社，1999張權(quán)民主編.機床夾具設(shè)計.北京:科學(xué)出版社，2006國家標(biāo)準(zhǔn).1983.機床夾具零件及部件.北京：技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)出版社劉守勇主編.機械制造工藝與機床夾具.北京:機械工業(yè)出版社,2004張龍勛，機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書，機械工業(yè)出版社，2000，9機械制造工藝學(xué)簡明設(shè)計手冊，機械工業(yè)出版社，2000，9，肖剛，切削用量簡明手冊，機械工業(yè)出版社，1999，10趙如福，金屬切削加工工藝人員手冊，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2006.12孟憲棟，機床夾具設(shè)計圖冊，機械工業(yè)出版社，1990，8王光斗，機床夾具設(shè)計手冊，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1994肖繼德，機床夾具設(shè)計，機械工業(yè)出版社，1990，817