《畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-傳動(dòng)軸零件加工工藝及銑鍵槽夾具設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-傳動(dòng)軸零件加工工藝及銑鍵槽夾具設(shè)計(jì)（21頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、重慶大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)論文 1.引言 軸類(lèi)零件的加工工藝及鍵槽的夾具設(shè)計(jì)是制造這類(lèi)零件的兩個(gè)基本要素，充分理解和掌握軸類(lèi)零件加工工藝是提高制造能力和工藝水平的關(guān)鍵，同時(shí)配合優(yōu)良的夾具設(shè)計(jì)來(lái)達(dá)到現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)要求的高效率、高品質(zhì)的目的。 全套圖紙加扣 3346389411或3012250582 2.傳動(dòng)軸生產(chǎn)類(lèi)型 由題目知：年產(chǎn)量為30000件，備品率為3%，廢品率為2%， Q=30000件/年，m=1件/臺(tái)，備品率a%和廢品率b%分別為3%和2%。代入公式： N=Qm(1+a%)(1+b%) 得： N=30000×(1+3%)×(1

2、+2%) =31518件/年 該傳動(dòng)軸的重量約為0.58KG，查表可得，傳動(dòng)軸屬輕型零件，生產(chǎn)類(lèi)型為大批量生產(chǎn)。 表1 不同機(jī)械產(chǎn)品的零件質(zhì)量型別表 機(jī)械產(chǎn)品類(lèi)別 加工零件的質(zhì)量/kg 輕型零件 中型零件 重型零件 電子工業(yè)機(jī)械 <4 4～30 >30 機(jī)床 <15 15～50 >50 重型機(jī)械 <100 100～2000 >2000 表2 各種生產(chǎn)類(lèi)型的規(guī)范 生產(chǎn)類(lèi)型 零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)/（臺(tái)/年或件/年） 輕型機(jī)械 中型機(jī)械 重型機(jī)械 單件生產(chǎn) ≤100 ≤20 ≤5 小批生產(chǎn) 100～50

3、0 20～200 5～100 中批生產(chǎn) 500～5000 200～500 100～300 大批生產(chǎn) 5000～50000 500～5000 300～1000 大量生產(chǎn) >500000 >5000 >1000 3．傳動(dòng)軸零件分析 3.1零件用途分析 軸是組成機(jī)器零件的主要零件之一。一切做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)零件（例如：齒輪，蝸輪等）都必須安裝在軸上才能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力的傳遞。因此，軸的主要用途是支撐回轉(zhuǎn)零件和傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。跟據(jù)軸線(xiàn)形狀的不同可分為直軸、曲軸、撓性軸。按照承受載荷的不同又可分為轉(zhuǎn)軸，心軸，和傳動(dòng)軸三類(lèi)。工作中，既承受彎矩又承受轉(zhuǎn)矩的稱(chēng)為轉(zhuǎn)軸，這類(lèi)軸在各種

4、機(jī)器中最為常見(jiàn)，只承受彎矩而不承受轉(zhuǎn)矩的稱(chēng)為心軸，心軸又分為回轉(zhuǎn)心軸和靜止心軸兩種，只能承受轉(zhuǎn)矩而不承受彎矩的稱(chēng)為傳動(dòng)軸。 傳動(dòng)軸在各種機(jī)械和傳動(dòng)系統(tǒng)中廣泛使用，用來(lái)傳遞動(dòng)力。在工作過(guò)程中主要承受交變扭轉(zhuǎn)負(fù)荷或有沖擊，因此該零件應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和韌性，以適應(yīng)其工作條件。 3.2零件技術(shù)要求 零件圖如下圖1所示，其主要加工表面技術(shù)要求見(jiàn)表3 圖1 傳動(dòng)軸零件圖 表3 傳動(dòng)軸零件技術(shù)要求表 加工表面 尺寸及偏差/mm 公差/mm及精度等級(jí) 表面粗糙度/μm 形位公差/mm 傳動(dòng)軸兩端面 160 無(wú) 無(wú) 無(wú) M軸外圓面 +0

5、 φ24 -0.021 IT7 Ra1.6 無(wú) N軸肩左端面 40 無(wú) 無(wú) 無(wú) N軸肩外圓面 +0.023 φ25 +0.002 IT7 Ra1.6 無(wú) O軸肩左端面 72 無(wú) 無(wú) 無(wú) O軸外圓面 φ28 無(wú) Ra1.6 無(wú) O軸肩右端面 76 無(wú) 無(wú) 無(wú) P軸外圓面 +0.023 φ25 +0.002 IT7 Ra1.6 無(wú) P軸肩右端面 115 無(wú) 無(wú) 無(wú) Q軸外圓面 +0 φ24 -0.021 IT7 Ra1.6 無(wú) 傳動(dòng)軸零件形狀為較簡(jiǎn)單

6、的階梯軸，由圖可知其各個(gè)外圓表面精度等級(jí)和表面粗糙度求不高，并且傳動(dòng)軸沒(méi)有形位誤差要求。為了在工作過(guò)程中承受交變扭轉(zhuǎn)負(fù)荷和沖擊，傳動(dòng)軸需要有良好的力學(xué)綜合性能，一般要對(duì)其進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。 3.3熱處理分析 因以鍛件為毛坯，為改善鍛造過(guò)程中所造成的粗大晶粒，消除加工硬化，殘余應(yīng)力和改善切削加工性能，故毛坯在車(chē)削加工前需要先正火。待粗加工完成后，零件再經(jīng)調(diào)質(zhì)200～230HBS來(lái)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求（將淬火和高溫回火相結(jié)合的熱處理稱(chēng)為調(diào)質(zhì)）。 3.4零件表面加工方法的選擇 傳動(dòng)軸的加工面有外圓、端面、鍵槽、退刀槽。從傳動(dòng)軸技術(shù)要求分析，本傳動(dòng)軸僅外圓面有精度要求和表面粗糙度要求，且要求不高。 常用

7、外圓表面加工方法如下表4所示。 表4 外圓表面加工方法 加工方法 經(jīng)濟(jì)加工精度等級(jí)（IT） 表面粗糙度Ra/μm 粗車(chē) 11~12 50~12.5 半精車(chē) 8~10 6.3~3.2 精車(chē) 6~7 1.6~0.8 磨削 6~7 0.8~0.4 常用鍵槽表面加工方法如下表5所示。 表5鍵槽加工方法 加工方案 經(jīng)濟(jì)加工精度等級(jí)（IT） 表面粗糙度Ra 銑 11~12 12.5 因此本傳動(dòng)軸采用車(chē)削加工即可滿(mǎn)足加工精度等級(jí)IT7及表面粗糙度要求。 4. 選擇毛坯 4.1傳動(dòng)軸毛坯材料 題目已選定材料為45，45鋼是軸類(lèi)零件的常用材料，它價(jià)

8、格便宜且經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)（或正火）后可以得到較好的切削加工性能，而且能獲得較高的強(qiáng)度、剛度和韌性等綜合機(jī)械性能。 4.2毛坯制造方法 由于該傳動(dòng)軸在工作過(guò)程中要承受交變負(fù)荷和沖擊，為增強(qiáng)其強(qiáng)度和沖擊韌度，獲得纖維組織，故毛坯宜選用鍛件，鍛件的形狀和尺寸與零件相近，可以節(jié)約材料，減少切削加工的勞動(dòng)量，降低生產(chǎn)成本。由于生產(chǎn)類(lèi)型為大批量生產(chǎn)，故采用模鍛的方法來(lái)制造毛坯。 4.3毛坯設(shè)計(jì) 如下圖2為傳動(dòng)軸毛坯圖。機(jī)械加工前模鍛毛坯的質(zhì)量為0.86KG。 圖2 傳動(dòng)軸毛坯圖 4.4毛坯加工余量分析 毛坯加工信息量如下表4所示。 表6 傳動(dòng)軸毛坯加工余量表 加工表面 工序名稱(chēng) 加工余

9、量 工序尺寸 尺寸公差 表面粗糙度（μm） φ24 精車(chē) 0.1 24 h7 Ra1.6μm 半精車(chē) 0.4 24.2 h9(+0/-0.052) Ra6.3μm 粗車(chē) 2 25 Ra12.5μm 毛坯 29 φ25 精車(chē) 0.1 25 k7 Ra1.6μm 半精車(chē) 0.4 25.2 k9(+0.052/-0) Ra6.3μm 粗車(chē) 1.5 26 Ra12.5μm 毛坯 29 φ28 半精車(chē) 0.5 28 Ra6.3μm 粗車(chē) 1.5 29

10、 Ra12.5μm 毛坯 32 5.工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 5.1定位基準(zhǔn)的選擇 定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后再確定粗基準(zhǔn)。 5.1.1精基準(zhǔn)的選擇 根據(jù)傳動(dòng)軸零件圖的設(shè)計(jì)意圖和精基準(zhǔn)的選擇原則要求定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相重合，這里選擇傳動(dòng)軸的兩端面中心孔作為定位基準(zhǔn)，這樣可以方便的加工各個(gè)軸肩端面和各外圓表面，而且能保證加工軸肩面相對(duì)于中心軸線(xiàn)的圓跳動(dòng)誤差，保證加工軸線(xiàn)相對(duì)于中心軸線(xiàn)的同軸度誤差。在加工鍵槽時(shí)需改變定位基準(zhǔn)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇左右兩個(gè)端面作為定位基準(zhǔn)加工鍵槽。 5.1.2粗基準(zhǔn)的選擇 一般先選擇外圓表面作為粗基準(zhǔn)，先加工出一個(gè)端

11、面和端面的中心孔，然后再以加工出的端面定位加工另一個(gè)端面和其中心孔，而不是用外圓表面定位把兩個(gè)端面同時(shí)加工出來(lái)，這樣加工可以保證兩端面中心線(xiàn)的同軸度，并為后續(xù)的精加工做好準(zhǔn)備。5.2零件表面加工方法的選擇 根據(jù)傳動(dòng)軸零件上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工件各表面的加工方法如下表： 表7 傳動(dòng)軸各表面加工方案 加工表面 尺寸精度等級(jí) 表面粗糙度/μm 加工方法 傳動(dòng)軸兩端面 無(wú) 無(wú) 粗車(chē) M軸外圓面 IT7 Ra1.6 粗車(chē)-半精車(chē)-精車(chē) N軸肩左端面 無(wú) 無(wú) 粗車(chē) N軸肩外圓面 IT7 Ra1.6 粗車(chē)-半精車(chē)-精車(chē) O軸肩左端面

12、 無(wú) 無(wú) 粗車(chē) O軸外圓面 無(wú) Ra1.6 粗車(chē)-半精車(chē)-精車(chē) O軸肩右端面 無(wú) 無(wú) 粗車(chē) P軸外圓面 IT7 Ra1.6 粗車(chē)-半精車(chē)-精車(chē) P軸肩右端面 無(wú) 無(wú) 粗車(chē) Q軸外圓面 IT7 Ra1.6 粗車(chē)-半精車(chē)-精車(chē) 5.3加工順序的安排 工工藝路線(xiàn)為：下料→鍛造→正火→粗加工→調(diào)質(zhì)→半精加工→淬火→精加工→銑槽→去毛刺→清洗→檢驗(yàn)。 5.4工藝路線(xiàn) 該軸為階梯軸，為了提高毛胚生產(chǎn)效率，需要對(duì)毛胚進(jìn)行簡(jiǎn)化，但是這會(huì)使后面的切削加工余量增大，使車(chē)削過(guò)程中產(chǎn)生大量的切削熱，從而引起殘余應(yīng)力重新分布而變形。因此，安排工序時(shí)需要將加工過(guò)

13、程分為以下階段。 5.4.1粗加工階段 粗加工階段主要是去除各加工表面的余量，并做出精基準(zhǔn)。包括粗車(chē)外圓，鉆中心孔。 5.4.1.1粗車(chē)兩端面，鉆中心孔為精基面作好準(zhǔn)備，使后續(xù)工序定位精準(zhǔn)，從而保證其他加工表面的形狀和位置要求。 5.4.1.2粗車(chē)階梯軸外圓，使此時(shí)毛坯的形狀接近工件的最終形狀和尺寸，只留下適當(dāng)?shù)募庸び嗔俊? 5.4.1.3切出退刀槽。 5.4.2半精加工階段 半精加工階段的任務(wù)是減小粗加工留下的誤差，使加工表面達(dá)到一定的精度，為精加工做好準(zhǔn)備。包括主軸各處外圓和修研中心孔。 5.4.3精加工階段 精加工階段的任務(wù)是確保達(dá)到圖紙規(guī)定的精度要求和表面粗糙度要求。它

14、包括對(duì)表面粗糙度要求較高的外圓面M、N、P和Q面的精車(chē)加工，然后銑槽。 5.5 機(jī)床設(shè)備的選用 由于該軸生產(chǎn)類(lèi)型為大批量生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)效率及確保品質(zhì)的穩(wěn)定性，故采用沈陽(yáng)一機(jī)數(shù)控車(chē)床CAK6140來(lái)加工外圓及各端，該機(jī)床最大功率7.5KW，主軸轉(zhuǎn)速范圍150-2400rpm，加工精度IT6-IT7。 圖3數(shù)控車(chē)床CAK6140 鍵槽的加工采用臺(tái)灣邁鑫立式加工中心CNC VH-610，其最大功率7.5KW，定位精密：±0.005mm／300mm，重復(fù)精度：±0.003mm，主軸轉(zhuǎn)速8000rpm，F(xiàn)ANUC數(shù)控系統(tǒng)。 圖4立式加工中心VH-610 5.6 刀具的選擇

15、選用車(chē)刀時(shí)，車(chē)端面選用硬質(zhì)合金YT5主偏角45°端面車(chē)刀，粗車(chē)、半精車(chē)及精車(chē)外圓時(shí)選用YT15主偏角90°偏刀，退刀槽選用YT5切槽刀，銑鍵槽選用YT15圓柱鍵槽銑刀。 5.7 傳動(dòng)軸工藝過(guò)程卡片 跟據(jù)上述加工工藝過(guò)程，其加工工藝過(guò)程卡片如表8： 表8 加工工藝過(guò)程卡片 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 軸類(lèi) 階梯軸 零件名稱(chēng) 傳動(dòng)軸 材料牌號(hào) 45 毛坯種類(lèi) 鍛造 毛坯外形尺寸 164mm×φ32 mm 工序號(hào) 工序名稱(chēng) 工序內(nèi)容 設(shè)備 刀具 量具 1 鍛造毛坯 鍛造毛坯 模鍛錘 / / 2 熱處理 正火處理 熱處理爐 / / 3 粗車(chē)

16、、鉆孔 粗車(chē)傳動(dòng)軸兩端面并在兩端面鉆中心孔 CAK6140 45°刀 鉆頭 游標(biāo)卡尺 4 粗車(chē) 粗車(chē)各軸肩端面及傳動(dòng)軸各外圓表面 CAK6140 90°刀 游標(biāo)卡尺 5 熱處理 調(diào)質(zhì)處理 200—230HBS 熱處理爐 / 布氏硬度計(jì) 6 研修 研修中心孔 鉗工臺(tái) 麻花鉆 游標(biāo)卡尺 7 半精車(chē) 半精車(chē)M、N、O、P、Q軸外圓面及各軸肩端面 CAK6140 90°刀 游標(biāo)卡尺、外圓千分尺 8 車(chē)退刀槽 在O左右端面車(chē)出退刀槽 CAK6140 切槽刀 游標(biāo)卡尺 9 精車(chē) 精車(chē)M、N、P、Q外圓表面至尺寸 CAK6140

17、 90°刀 游標(biāo)卡尺、外圓千分尺 10 銑槽 在M、Q面上銑槽至規(guī)定尺寸 VH-610 鍵槽銑刀 游標(biāo)卡尺 11 去毛刺 去除各銳利毛邊毛刺 鉗工臺(tái) 平銼 / 12 清洗 去除零件加工過(guò)程中的污物 清洗機(jī) / / 13 終檢 檢查傳動(dòng)軸零件外觀及尺寸 檢驗(yàn)臺(tái) / 游標(biāo)卡尺、外圓千分尺 重慶大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育 學(xué)院 設(shè)計(jì)（日期） 校對(duì)（日期） 審核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 張小波 5.8 機(jī)械加工工序卡片 跟據(jù)上述加工工藝過(guò)程，其機(jī)械加工工序卡片如表9： 表9 機(jī)械加工工序卡片 重慶大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育 學(xué)

18、院 產(chǎn)品名稱(chēng) / 零件圖號(hào) / 零件名稱(chēng) 傳動(dòng)軸 車(chē)間 機(jī)加 機(jī)械加工工序卡片 夾具編號(hào) / 使用設(shè)備 / 工步號(hào) 工步內(nèi)容 工藝設(shè)備 刀具 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 背吃刀量 工裝 r/min m/min mm/r mm 1 粗車(chē)兩端面并在兩端面鉆中心孔 CAK6140 45°端面車(chē)刀 500 45.53 0.2 / 三抓卡盤(pán) 2 粗車(chē)軸肩端面及各外圓表面 CAK6140 90°偏刀 600 54.64 0.3 / 一夾一頂 3 半精車(chē)M、N、O、P、Q軸外圓面及各軸肩端面 CAK6140

19、90°偏刀 700 / 0.2 / 一夾一頂 4 車(chē)退刀槽 CAK6140 切槽刀 500 39.25 0.1 / 一夾一頂 5 精車(chē)M、N、P、Q外圓表面至尺寸 CAK6140 90°偏刀 1000 / 0.1 0.1 一夾一頂 6 在M、Q面上銑槽至規(guī)定尺寸 VH-610 鍵槽銑刀 1200 30 0.08 / 專(zhuān)用夾具 備注：部分參數(shù)因加工對(duì)像而沒(méi)能統(tǒng)一填入此表格，請(qǐng)參考下面各工步計(jì)算過(guò)程。 各工步加工時(shí)間計(jì)算 工步1 車(chē)兩端面 毛坯兩端外圓直徑φ29，需要切削深度是直徑的1/2，為14.5mm。 進(jìn)給量f=0

20、.2mm/r 進(jìn)給速度Vf=fn=0.2x500=100mm/min 加工時(shí)間Tm=L/vf=14.5/100=0.145min 則車(chē)左右端面共用時(shí)間為2x0.145=0.29min 工步2 粗車(chē)各軸肩端面及傳動(dòng)軸各外圓表面 粗車(chē)φ24左右兩端總長(zhǎng)L=40+45=85mm的加工時(shí)間，從毛坯φ29加工到φ25，背吃刀量2mm 切削速度：Vc=πdn/1000=3.14X29X600/1000=54.64m/min 進(jìn)給量取f=0.3mm/r 進(jìn)給速度Vf=fn=0.3x600=180mm/min 加工時(shí)間tm=L/Vf=85/180=0.472min 粗車(chē)φ25左右兩

21、端總長(zhǎng)L=32+39=71 mm的加工時(shí)間，從毛坯φ29加工到φ26，背吃刀量1.5mm 切削速度：Vc=πdn/1000=3.14X29X600/1000=54.64m/min 進(jìn)給量取f=0.3mm/r 進(jìn)給速度Vf=fn=0.3x600=180mm/min 加工時(shí)間tm=L/Vf=71/180=0.394min 粗車(chē)φ28總長(zhǎng)L=4mm的加工時(shí)間，從毛坯φ32加工到φ29，背吃刀量1.5mm 切削速度：Vc=πdn/1000=3.14X32X600/1000=60.29m/min 進(jìn)給量取f=0.3mm/r 進(jìn)給速度Vf=fn=0.3x600=180mm/min 加

22、工時(shí)間Tm=L/Vf=4/180=0.022min 工步3 半精車(chē)各外圓表面 半精車(chē)φ24左右兩端總長(zhǎng)L=40+45=85 mm的加工時(shí)間，從粗車(chē)后的尺寸φ25加工到φ24.2，背吃刀量0.4mm 切削速度：Vc=πdn/1000=3.14X25X700/1000=54.95m/min 進(jìn)給量取f=0.2mm/r 進(jìn)給速度Vf=fn=0.2x700=140mm/min 加工時(shí)間tm=L/Vf=85/140=0.607min 半精車(chē)φ25左右兩端總長(zhǎng)L=32+39=71 mm的加工時(shí)間，從粗車(chē)后的尺寸φ26加工到φ25.2，背吃刀量0.4mm 切削速度：Vc=πdn/10

23、00=3.14X26X700/1000=57.148m/min 進(jìn)給量取f=0.2mm/r 進(jìn)給速度Vf=fn=0.2x700=140mm/min 加工時(shí)間tm=L/Vf=71/140=0.507min 半精車(chē)φ28總長(zhǎng)L=4mm的加工時(shí)間，從粗車(chē)后的尺寸φ29加工到φ28，背吃刀量0.5mm 切削速度：Vc=πdn/1000=3.14X29X700/1000=63.742m/min 進(jìn)給量取f=0.2mm/r 進(jìn)給速度Vf=fn=0.2x700=140mm/min 加工時(shí)間tm=L/Vf=4/140=0.029min 工步4 車(chē)退刀槽 半精加工后的外圓直徑為φ25

24、，切槽1mm深。 進(jìn)給量f=0.1mm/r 進(jìn)給速度Vf=fn=0.1x500=50mm/min 加工時(shí)間Tm=L/vf=1/50=0.02min 則切左右2個(gè)退刀槽共用時(shí)間為2x0.02=0.04min 工步5 精車(chē)外圓 精車(chē)φ24左右兩端總長(zhǎng)L=40+45=85 mm的加工時(shí)間，從半精車(chē)后的尺寸φ24.2加工到φ24，背吃刀量0.1mm 切削速度：Vc=πdn/1000=3.14X24.2X1000/1000=75.988m/min 進(jìn)給量取f=0.1mm/r 進(jìn)給速度Vf=fn=0.1x1000=100mm/min 加工時(shí)間tm=L/Vf=85/100=0.85m

25、in 精車(chē)φ25左右兩端總長(zhǎng)L=32+39=71 mm的加工時(shí)間，從半精車(chē)后的尺寸φ25.2加工到φ25，背吃刀量0.1mm 切削速度：Vc=πdn/1000=3.14X25.2X1000/1000=79.128m/min 進(jìn)給量取f=0.1mm/r 進(jìn)給速度Vf=fn=0.1x1000=100mm/min 則加工時(shí)間tm=L/Vf=71/100=0.71min 工步6 銑鍵槽 軸M、Q外圓面上鍵槽尺寸為8×4，加工余量4mm，故一次走刀完成。左右2個(gè)鍵槽總長(zhǎng)度尺寸L=26+31=57 mm 刀具選YT15銑刀，d=8mm ,z=2，參考機(jī)床切削范圍Vc取30m/min

26、 Vc=πdn/1000 算得機(jī)床轉(zhuǎn)速：n=1000*30/3.14*8=1194(r/min)，n取1200 r/min, fz取0.08mm/z Vf=fn=fzzn 每分鐘進(jìn)給量：Vf=0.08*2*1200=192(mm/min)。 加工時(shí)間：tm=57/192=0.297(min)。 機(jī)械加工時(shí)間總共為： tm=0.29+0.472+0.394+0.022+0.607+0.507+0.029+0.04+0.85+0.71+0.297=3.92min 6. 鍵槽加工用夾具設(shè)計(jì) 6.1夾具的目的和作用 工件如何準(zhǔn)確的裝夾在機(jī)床上？如何保證同一批次的每個(gè)工作被裝夾在

27、相同的位置？夾具的實(shí)質(zhì)是在機(jī)床上對(duì)工件進(jìn)行定位和夾緊，其目的是通過(guò)定位和夾緊使工件在加工過(guò)程中始終保持正確的加工位置。夾具的作用表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。 6.1.1提高生產(chǎn)率 　 機(jī)床夾具能快速地將工件定位和夾緊，可以減少輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。尤其對(duì)于大批量零件的加工制造，優(yōu)良的夾具是提高生產(chǎn)效率的前提和保證。 6.1.2確保并穩(wěn)定加工精度，保證產(chǎn)品質(zhì)量 　 加工過(guò)程中，工件與刀具的相對(duì)位置容易得到保證，并且裝夾過(guò)程中不受各種主觀因素的影響，因而工件的加工精度穩(wěn)定可靠。 6.1.3降低對(duì)操作工人的技術(shù)要求和工人的勞動(dòng)強(qiáng)度 由于多數(shù)專(zhuān)用夾具的夾緊裝置只需工人操縱扳手

28、即可實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的夾緊，這在相當(dāng)大程度上降低了工人的工作強(qiáng)度、同時(shí)夾具的使用可以節(jié)省每次裝夾工件時(shí)找正和調(diào)整工件的時(shí)間與難度。 6.2.夾具的設(shè)計(jì) 6.2.1定位基準(zhǔn)的選擇 由零件工藝分析可知，軸鍵槽與軸外圓表面雖然沒(méi)有對(duì)稱(chēng)度要求，但我們也應(yīng)盡量提高其制造精度。加工鍵槽時(shí)零件外圓已經(jīng)完成精車(chē)，故以零件外圓柱表面為定位基準(zhǔn)。為了簡(jiǎn)化夾具的結(jié)構(gòu)，方便操作，這里采用手動(dòng)夾緊。 6.2.2夾具定位元件 工件以外圓柱面作為定位基準(zhǔn)時(shí)，根據(jù)外圓柱面的完整程度，加工要求及安裝方式，可以在V形塊，定位套，半圓套及圓錐套中定位。 本夾具是用來(lái)加工傳動(dòng)軸零件的外鍵槽，這里選用V形塊作為定位元件，V形塊對(duì)

29、中性好，可以使工件的定位基準(zhǔn)軸線(xiàn)對(duì)中在V形塊兩斜面的對(duì)稱(chēng)面上，不會(huì)發(fā)生偏移而且安裝方便，應(yīng)用范圍廣泛，不論定位基準(zhǔn)是否經(jīng)過(guò)加工，不論是否完整，都可以采用V形塊定位。 V形塊上兩斜面間的夾角一般選用60°，90°，和120°。隨著V形塊的夾角的增大，其定位誤差減小，但夾角過(guò)大時(shí)，則工件需要更大的夾緊力，不然會(huì)引起工件定位不穩(wěn)定，綜合兩方面考慮選擇90°的V形塊。 本夾具采用的定位結(jié)構(gòu)如圖5所示，其中視圖A是V形定位結(jié)構(gòu)。 本夾具設(shè)計(jì)有2個(gè)凸起的定位塊，如圖5中視圖B所示。該定位塊用來(lái)將夾具體定位于數(shù)控銑床的T形槽上，然后用6個(gè)M10螺栓緊固于銑床T形臺(tái)上。 圖5夾具底座零件圖

30、6.2.3夾具導(dǎo)向及防誤操作機(jī)構(gòu) 本夾具設(shè)計(jì)具有如下圖6所示的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)及防誤操作機(jī)構(gòu)，裝夾時(shí)先將工件左端頂住V形塊左擋塊，右端用力按壓工件即可保證正確定位。如工件裝夾方向弄錯(cuò)，則工件中間部分最大外圓柱面會(huì)與基座V形塊斜面干涉，導(dǎo)致其不能正確入位，如圖7所示。 圖6夾具導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 圖7工件反向裝夾 6.2.4夾具夾緊機(jī)構(gòu) 夾緊機(jī)構(gòu)常用的有斜楔，螺旋，偏心等夾緊機(jī)構(gòu)，它們都是根據(jù)斜面加緊原理來(lái)實(shí)現(xiàn)夾緊工作的。但本工序采用數(shù)控銑床加工，考慮到切削力的方向變化不斷，加工時(shí)極易產(chǎn)生振動(dòng)等因素，不建議采用偏心夾緊機(jī)構(gòu)，而采用螺栓鉸鏈壓板組合夾緊機(jī)構(gòu)，如圖8所示。 工件需要用壓板來(lái)將其固定

31、在V形塊上，夾緊力過(guò)小會(huì)使夾緊不可靠；過(guò)大會(huì)使夾緊變形增大，因此，有必要確定一個(gè)恰當(dāng)?shù)膴A緊力。由于切削力本身在加工過(guò)程中是受到切削用量、工件材料、刀具等多種因素影響，并且這些影響因素又是變化的，所以?shī)A緊力大小的計(jì)算是一個(gè)很復(fù)雜的問(wèn)題，實(shí)際上常常通過(guò)工藝實(shí)驗(yàn)來(lái)確定夾緊力的大小。 圖8夾具結(jié)構(gòu)3D視圖 本夾具可以同時(shí)裝夾2個(gè)工件，用六角扳手即可方便裝卸零件。若將多套夾具同時(shí)固定在機(jī)床的T形臺(tái)上，則可以一次性加工多個(gè)工件。 6.3夾具裝配圖的繪制 因生產(chǎn)類(lèi)型為大批量生產(chǎn)，故設(shè)計(jì)夾具時(shí)除要考慮保證工件制造精度外，還要考慮如何提高生產(chǎn)效率。其設(shè)計(jì)如圖9所示。 圖9夾具爆炸圖

32、6.4夾具的對(duì)刀 夾具在機(jī)床上安裝完畢，在進(jìn)行加工之前，還需進(jìn)行夾具的對(duì)刀，使刀具相對(duì)夾具定位元件處于正確位置。對(duì)刀的方法通常有三種：試切法；調(diào)整法；用樣件或?qū)Φ堆b置對(duì)刀。試切法對(duì)刀會(huì)在工件上留下刀痕，并且操作繁瑣；調(diào)整法對(duì)刀雖然不會(huì)留下刀痕，但操作起來(lái)仍然不方便。故這里采用方便的光電尋邊器對(duì)刀。 7夾具的精度核校 工件的外圓柱面在90度V形塊上定位時(shí)，若不考慮V形塊的制造誤差，則工件定位基準(zhǔn)在V形塊的對(duì)稱(chēng)面上，因此工件中心線(xiàn)在水平方向上的位移為零。在垂直方向上，因工件外圓有制造誤差會(huì)產(chǎn)生基準(zhǔn)位移。工件精加工后外圓直徑為25mm，其上偏差為+0.023mm，下偏差為+0.002mm；

33、則基準(zhǔn)位移誤差=0.707X0.021=0.015 mm 工序基準(zhǔn)選在尺寸上線(xiàn)或是下線(xiàn)時(shí)，工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合，其誤差值為 準(zhǔn)不重合誤差=0.021/2=0.011 mm 工序基準(zhǔn)選在下母線(xiàn)時(shí)，其定位誤差最小。其值為： 定位誤差=基準(zhǔn)位移誤差-基準(zhǔn)不重合誤差=0.015-0.011=0.04mm； 已知鍵槽的深度方向尺寸為20mm，圖上未標(biāo)注公差，說(shuō)明該工件對(duì)鍵槽深度尺寸要求不高，故滿(mǎn)足要求。 參考文獻(xiàn)： 【1】《機(jī)械制造工藝與裝備課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》，倪森壽 【2】《機(jī)床夾具圖冊(cè)》，機(jī)械工業(yè)出版社 【3】《現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)》，機(jī)械工業(yè)出版社 【4】《機(jī)械工程手冊(cè)》，機(jī)械工業(yè)出版社 【5】《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》，機(jī)械工業(yè)出版社 21