一、概述機(jī)床夾具是在金屬切削加工中，用以準(zhǔn)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(dòng)強(qiáng)度，充分發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的工藝性能，因此，機(jī)床夾具在機(jī)械制造中占有重要的地位。二、設(shè)計(jì)目的1) 綜合運(yùn)用已學(xué)過(guò)的機(jī)床夾具設(shè)計(jì)及有關(guān)課程的理論知識(shí)以及生產(chǎn)實(shí)習(xí)中所獲得實(shí)際知識(shí)，根據(jù)被加工零件的要求，設(shè)計(jì)既經(jīng)濟(jì)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(jì)能力，掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法和步驟。3)學(xué)會(huì)使用各種手冊(cè)、圖冊(cè)、設(shè)計(jì)表格、規(guī)范等各種標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)資料，能夠做到熟練運(yùn)用。4)能熟練運(yùn)用機(jī)械制造技術(shù)課程中的基本理論，正確地解決一個(gè)零件在加工中的加工基準(zhǔn)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(jìn)一步培養(yǎng)機(jī)械制圖、分析計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、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(diǎn)及指定工序的加工要求被加工零件為一個(gè)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(jiǎn)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(guò)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(diǎn)，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一致，以減少裝夾工件的找正時(shí)間。配鉆工序，應(yīng)在裝配時(shí)與結(jié)合件一起加工，不能作單獨(dú)加工。本次題目是設(shè)計(jì)加工輸出軸工序13，即銑鍵槽的專用夾具。此鍵槽相對(duì)中心有0.08mm的對(duì)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(zhǔn)，由于是階梯軸，夾緊部分可由后面的外圓來(lái)承擔(dān)。四、設(shè)計(jì)方案的討論首先來(lái)確定定位方案和夾緊方案，一般來(lái)說(shuō)，銑鍵槽只需限制5個(gè)自由度，即軸向旋轉(zhuǎn)的自由度無(wú)需消除，但由于軸末端的外圓上有10個(gè)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(gè)自由度。方案一 由于銑鍵槽這道工序在這整個(gè)輸出軸加工工序中比較靠后，所以可以利用以加工部位進(jìn)行定位。由于軸末端10個(gè)孔已加工完，可以“一面兩銷”限制6個(gè)自由度進(jìn)行定位，1個(gè)大平面限制3個(gè)自由度，1個(gè)短銷限制2個(gè)自由度，再加1個(gè)削邊銷限制1個(gè)自由度，總共6個(gè)自由度全部消除，為了能夠承受加工時(shí)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(gè)銷為非標(biāo)準(zhǔn)件可以擰上螺母用來(lái)夾緊。方案二 考慮到輸出軸本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，屬于軸類零件，故采用2個(gè)短V型塊限制4個(gè)自由度，在軸的前端加上支撐釘限制1個(gè)自由度，使輸出軸不能左右移動(dòng)，最后利用軸末端已加工好的孔使用定位插銷，限制1個(gè)自由度，使之不能軸向旋轉(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(gè)銷使用的是非標(biāo)準(zhǔn)件，另外鍵槽的定位基準(zhǔn)是軸的前端，如果使用方案一，基準(zhǔn)不重合，造成過(guò)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(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)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(diǎn)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(guò)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(diǎn)是對(duì)中性好，即能使工件的定位基準(zhǔn)軸線隊(duì)中在V形塊兩斜面的對(duì)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(shí)，工件具有自動(dòng)對(duì)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(gè)短V形塊，相當(dāng)于1個(gè)長(zhǎng)V形塊限制4個(gè)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(zhǔn)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(guò)盈配合，當(dāng)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53-58HRC。這里使用削邊銷，只消除1個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。對(duì)刀塊 借助對(duì)刀裝置確定刀具相當(dāng)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(gè)方向上有要求，所以采用直角對(duì)刀塊。定位塊 借助定位鍵確定夾具在工作臺(tái)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(tái)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(guò)程中也能承受切削扭矩，從而增加了切削穩(wěn)定性。鉸鏈?zhǔn)綂A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(jiǎn)單，拆卸方便，夾緊可靠。六、定位誤差的計(jì)算加工鍵槽有2個(gè)尺寸要求，1個(gè)是鍵槽寬度相對(duì)中心線的對(duì)稱度要求，由于此次定位方案使用V形塊定位，通過(guò)V形塊的對(duì)中性，對(duì)工件沒(méi)有影響，所以定位誤差為0.另一個(gè)是深度，有定位誤差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(shuō)明松開(kāi)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(biāo)零件加工工藝過(guò)程零件名稱：夾具體 材料：鑄鐵 生產(chǎn)綱領(lǐng)：?jiǎn)蝹€(gè) 單位：mm工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1鑄鑄造毛坯2熱處理時(shí)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M144處M6鉗臺(tái)6磨精磨12,2-8，2-10,2-6至要求內(nèi)圓磨床7銑銑4凸臺(tái)平面及耳座立式銑床8鉗去毛刺9檢驗(yàn)檢驗(yàn)、清洗、入庫(kù)九、小結(jié) 本次夾具設(shè)計(jì)是學(xué)生在學(xué)習(xí)了機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)進(jìn)行了教學(xué)實(shí)習(xí)，及學(xué)習(xí)了一些其他專業(yè)課以后所進(jìn)行的一個(gè)重要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。不僅培養(yǎng)了我們綜合運(yùn)用已學(xué)知識(shí)的能力而且得到了工程設(shè)計(jì)的初步訓(xùn)練。在設(shè)計(jì)中要求綜合運(yùn)用已學(xué)過(guò)的機(jī)床夾具設(shè)計(jì)及有關(guān)課程的理論知識(shí)，以及生產(chǎn)實(shí)習(xí)中所獲得的實(shí)際知識(shí)，根據(jù)被加工零件的要求，設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)合理又保證加工質(zhì)量的夾具。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，的確讓本人熟悉并學(xué)會(huì)了借助各種手冊(cè)、圖冊(cè)、設(shè)計(jì)表格、畫圖規(guī)范等各種標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)資料來(lái)達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。并且，本次的課程設(shè)計(jì)進(jìn)一步培養(yǎng)了本人在機(jī)械制圖、分析計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、編寫技術(shù)文摘的能力。十、主要參考資料1 馮鶴敏.機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)參考資料.上海：上海理工大學(xué)2 裘文言. 張祖繼, 瞿元賞. 機(jī)械制圖. 北京：高等教育出版社3 盧秉恒.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 第3版 4 甘永立.幾何量公差與檢測(cè) .上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 第九版 5 陳秀寧,施高義.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).浙江：浙江大學(xué)出版社 第三版4