夾具課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)班級(jí)姓名學(xué)號(hào)導(dǎo)師目錄機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)2銑槽8-0.030 -0.060夾具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)3一、 明確設(shè)計(jì)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(guò)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(jì)夾緊機(jī)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(jì)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(jì)算五、夾具的經(jīng)濟(jì)性分析14夾具零件圖（見(jiàn)附圖）夾具裝配總圖（見(jiàn)附圖）參考文獻(xiàn) 15機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)專(zhuān) 業(yè)數(shù)控技術(shù)加工班 級(jí)姓 名學(xué)號(hào)設(shè)計(jì)題目銑槽 8-0.090專(zhuān)用夾具指導(dǎo)老師設(shè)計(jì)條件零件簡(jiǎn)圖（含材料、質(zhì)量及毛坯種類(lèi)）、大批量生產(chǎn)材料：45加工設(shè)備：X62W序號(hào)尺寸200+0.2尺寸300.06尺寸100+0.0221200+0.2300.06100+0.022設(shè)計(jì)要求1 用計(jì)算機(jī)繪制夾具總裝圖一張（A3圖）、指定零件圖5張（A4圖）；2 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份（包括零件圖分析、定位方案確定、定位誤差計(jì)算等內(nèi)容）；3 設(shè)計(jì)時(shí)間：二周。審 核 批 準(zhǔn) 年 月 日評(píng) 語(yǔ)銑槽8-0.030 -0.060夾具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一、 明確設(shè)計(jì)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(jì)任務(wù)書(shū)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(xiàn)的位置尺寸為20+0.2 0mm 。（3）槽兩側(cè)面對(duì)A的對(duì)稱(chēng)度為0.2mm。2 收集原始資料、明確零件的加工工藝過(guò)程1) 零件加工工藝過(guò)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(jiàn)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，該工序必須限制工件五個(gè)自由度?，F(xiàn)在來(lái)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(duì)尺寸30土0.03mm中心線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)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(gè)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(jì)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(xiàn)。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(xiāo)和菱形定位銷(xiāo)，如下圖所示定位平面所用的支承板參考JBT8029.11999中的定位支承板進(jìn)行設(shè)計(jì)。 定位10+0.022 0mm 、6+0.018 0mm 孔的可換定位銷(xiāo)、菱形定位銷(xiāo)按實(shí)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(xiāo)的中心距 L d土 兩定位銷(xiāo)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(xiāo)間距L d =30土0.02 mm 確定圓柱銷(xiāo)直徑d 1 圓柱銷(xiāo)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，其公差帶一般取g6或h7 , d 1=10g6(10-0.005 -0.014) 確定菱形銷(xiāo)的尺寸b 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得，b=2mm 確定菱形銷(xiāo)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(jì)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(xiàn)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+0.022 0 mm的軸線(xiàn)，設(shè)計(jì)（工序）基準(zhǔn)為圓柱銷(xiāo)10-0.005 -0.014 mm的中心線(xiàn)，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(xiāo)10-0.005 -0.014的中心線(xiàn)，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(jī)床夾具設(shè)計(jì)書(shū)41頁(yè)的公式） 槽兩側(cè)面對(duì)基準(zhǔn)A的對(duì)稱(chēng)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(xiāo)連線(xiàn)的中垂線(xiàn)，所以基準(zhǔn)位移不重合，其誤差Y=0.12mm ,故D= B+ Y=0+0.12=0.12mm（5）減少對(duì)稱(chēng)度定位誤差的措施 提高菱形定位銷(xiāo)圓柱部分的制造精度，將菱形定位銷(xiāo)圓柱部分精度提高到IT6級(jí) 2、確定夾緊方式，設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)（1）計(jì)算切削力及所需夾緊力 如下圖所示，加工時(shí)，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(duì)稱(chēng)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(shí)驗(yàn)條件有關(guān)； ae銑削寬度，mm； fz每齒進(jìn)給量，mm齒； d0銑刀直徑，mm； ap銑削深度，mm； Z銑刀齒數(shù)； KFc修正系數(shù)（2）設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)并驗(yàn)算機(jī)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?yàn)樗椒较蜃饔糜诤笃矫嫔?。滿(mǎn)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(jì)活動(dòng)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(jì)對(duì)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(gè)定位鍵來(lái)確定夾具在機(jī)床上的位置（4）設(shè)計(jì)夾具體 夾具選用灰鑄鐵的鑄造夾具體?；竞穸冗x為22mm，并要在夾具體底部?jī)啥嗽O(shè)計(jì)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(jī)構(gòu)、裝置之間的相對(duì)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(gè)視圖上的投影關(guān)系，分別畫(huà)出其輪廓線(xiàn)，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(duì)刀元件、連接元件；設(shè)計(jì)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(zhǎng)、寬、高三個(gè)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 圓柱銷(xiāo)尺寸10-0.005 -0.014mm 菱形銷(xiāo)尺寸6-0.05 -0.058mm3) 夾具與刀具的聯(lián)系尺寸 4) 夾具與機(jī)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(jì)算 在完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的全部工作之后，還需對(duì)夾具工作精度進(jìn)行分析計(jì)算，即分析計(jì)算各項(xiàng)加工要求的夾具部分誤差J，并將它與加工允差進(jìn)行比較，從而判斷該夾具能否可靠地保證各項(xiàng)加工要求，以證明所設(shè)計(jì)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(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，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(duì)刀誤差T、夾具在機(jī)床上的安裝誤差A(yù)和夾具誤差J。在機(jī)械加工工藝系統(tǒng)中，影響加工精度的其它因素綜合稱(chēng)為加工方法誤差G。 上述各項(xiàng)誤差均導(dǎo)致刀具相對(duì)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(duì)刀誤差T 因刀具相對(duì)于對(duì)刀或?qū)蛟奈恢貌痪_而造成的加工誤差，稱(chēng)為對(duì)刀誤差3) 夾具的安裝誤差A(yù) 因夾具在機(jī)床上的安裝不精確而造成的加工誤差，稱(chēng)為夾具的安裝誤差4) 夾具誤差J 因夾具上定位元件、對(duì)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(chēng)為夾具誤差 5) 加工方法誤差G 因機(jī)床精度、刀具精度、刀具與機(jī)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，統(tǒng)稱(chēng)為加工方法誤差。 因該項(xiàng)誤差影響因素多，又不便于計(jì)算，所以常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)為它留出工件公差 k的三分之一。計(jì)算時(shí)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(shí)，總加工誤差 為上述各項(xiàng)加工誤差之和。由于上述誤差均為獨(dú)立隨機(jī)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(guò)早報(bào)廢，在分析計(jì)算工件加工精度時(shí)，需留出一定的精度儲(chǔ)備量J c。因此將上式改為 kJ c 或J c= k 0 當(dāng)J c0時(shí)，夾具能滿(mǎn)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(zhǎng)短和夾具總圖上各項(xiàng)公差值 j確定得是否合理3. 夾具加工精度的分析計(jì)算1) 槽寬尺寸 由銑刀直接保證，不必進(jìn)行分析計(jì)算2) 槽底至兩定位孔中心線(xiàn)的位置尺寸 20+0.2 0mm的分析計(jì)算1 定位誤差 其定位基準(zhǔn)為孔10+0.022 0mm的軸線(xiàn)，設(shè)計(jì)（工序）基準(zhǔn)為圓柱銷(xiāo)10-0.005 -0.014mm的中心線(xiàn)，故基準(zhǔn)重合，B=0 其限位基準(zhǔn)為圓柱銷(xiāo)10-0.005 -0.014mm的中心線(xiàn)，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(duì)刀誤差 由于我們采用試切方式，避免了對(duì)刀造成的誤差，所以T=03 由夾具引起的總加工誤差 J= D+ T=0.055+0=0.055mm該誤差遠(yuǎn)小于工件的加工允差0.2mm，是可行的。3) 槽兩側(cè)面對(duì)基準(zhǔn)A的對(duì)稱(chēng)度允許誤差0.2mm的分析計(jì)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(xiāo)連線(xiàn)的中垂線(xiàn)，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(tái)T形槽配合間隙也會(huì)引起對(duì)稱(chēng)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) 定位鍵與工作臺(tái)T形槽配合間隙也會(huì)引起對(duì)稱(chēng)度誤差 A若兩者配合時(shí)出現(xiàn)圖所示的實(shí)線(xiàn)或虛線(xiàn)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(duì)稱(chēng)度的夾具部分的總誤差J為J=D+A=0.12+0.015=0.135mm工件對(duì)稱(chēng)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(jì)算表: 加工要求誤差名稱(chēng) 20+0.2 0mm對(duì)稱(chēng)度為0.2mm D0.055mm0.12mmT00A00015mmJ0.055mm0135mmG(0.2/3)mm=0.067mm(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(jì)性分析由于本零件是大批量生產(chǎn)，而專(zhuān)用夾具有高效率、高精度、低成本、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，所以我們選擇專(zhuān)用夾具。本專(zhuān)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(jiǎn)化結(jié)構(gòu),降低成本,且零件有較長(zhǎng)的使用周期。此設(shè)計(jì)是根據(jù)加工的零件圖,在綜合運(yùn)用機(jī)械制造工藝、公差等機(jī)械類(lèi)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(jì)出來(lái)的零件專(zhuān)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(jiǎn)便，裝夾速度快。通過(guò)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(jiǎn)便，效率高。采用電動(dòng)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(duì)于工件的夾傷和變形也起到了很好的作用。工序也簡(jiǎn)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(jiǎn)潔，效力高。專(zhuān)用夾具的制造費(fèi)用：Cz=pm+e專(zhuān)用夾具年成本：Cj=（1+K1）/T+K2 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