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設(shè)計題目： 零件的專用夾具設(shè)計
學(xué)生姓名
課程名稱
機(jī)械制造工藝裝備課程設(shè)計
專業(yè)班級
地 點
起止時間
2015年6月29號―2015年7月10日
設(shè)計內(nèi)容及要求
設(shè)計要求：
（1）夾具裝配圖1張；
（2）夾具主要零件圖4張以上；
（3）課程設(shè)計說明書1份。
設(shè)計參數(shù)
相關(guān)零件圖
生產(chǎn)綱領(lǐng)：大批量生產(chǎn)
進(jìn)度要求
序號
內(nèi)容
基本要求
時間
備注
1
收集和研究有關(guān)資料
⑴分析零件圖和相應(yīng)工序的加工要求；
⑵了解典型夾具的結(jié)構(gòu)。
1天
2
定位、對刀裝置設(shè)計
⑴確定定位方案，選擇定位元件；
⑵確定刀具對刀或引導(dǎo)方式，選擇對刀元件或?qū)蛟?
2天
3
夾緊裝置設(shè)計
確定夾緊方案，選擇夾緊裝置。
2天
4
夾具體設(shè)計
⑴確定夾具其他部分結(jié)構(gòu)，如分度裝置等；
⑵確定夾具體的形式和夾具的總體結(jié)構(gòu)。
2天
5
手繪圖紙
繪制夾具的裝配圖和零件。
2天
6
編寫設(shè)計說明書
整理和編寫設(shè)計說明書。
1天
小計
10天
參考資料
教材和課程設(shè)計指導(dǎo)書。
其它
如自選零件請事先申請，經(jīng)指導(dǎo)教師批準(zhǔn)方可實施。
說明
1．本表應(yīng)在每次實施前一周由負(fù)責(zé)教師填寫二份，教研室審批后交學(xué)院備案，一份由負(fù)責(zé)教師留用。2．若填寫內(nèi)容較多可另紙附后。3．每題可由2-4名學(xué)生共用的，在設(shè)計內(nèi)容、參數(shù)、要求等方面應(yīng)有所區(qū)別。
教研室主任： 指導(dǎo)教師：
2015年 月 日
課程設(shè)計說明書
I軸法蘭盤銑削缺口專用夾具設(shè)計
專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計制造及其自動化
班 級：
學(xué) 號：
姓 名：
指導(dǎo)教師：
成 績：
目 錄
目 錄 II
第1章 緒論 1
1.1夾具概述 1
1.2機(jī)床夾具的功能 1
1.3機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢 1
1.3.1機(jī)床夾具的現(xiàn)狀 2
1.3.2現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向 2
2 夾具設(shè)計簡介 5
2.1機(jī)床夾具的功能 5
2.2機(jī)床夾具應(yīng)滿足的要求 5
2.3設(shè)計已知條件 6
3夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計 8
3.1設(shè)計機(jī)床夾具前的準(zhǔn)備工作 8
3.1.1明確工件的年生產(chǎn)綱領(lǐng) 8
3.1.2充分理解工件的零件圖和工序圖 8
3.2確定機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)方案 8
3.2.1選擇定位元件 8
3.2.2選擇夾緊機(jī)構(gòu) 9
3.2.3 定向鍵與對刀裝置設(shè)計 11
3.3夾具結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計 14
3.4繪制夾具裝配圖 14
3.5繪制夾具零件圖 16
4夾具精度的驗算 17
4.1產(chǎn)生定位誤差的元因 17
4.2 誤差分析與計算 17
4.3夾具設(shè)計及操作的簡要說明 19
總結(jié)與展望 20
參考文獻(xiàn) 21
致 謝 22
第1章 緒論
1.1夾具概述
夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造過程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。
工具是人類文明進(jìn)步的標(biāo)志。自20世紀(jì)末期以來，現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝自動化都有了長足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機(jī)床夾具對零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。
1.2機(jī)床夾具的功能
在機(jī)床上用夾具裝夾工件時，其主要功能是使工件定位和夾緊。
1．機(jī)床夾具的主要功能
機(jī)床夾具的主要功能是裝工件，使工件在夾具中定位和夾緊。
（1）定位 確定工件在夾具中占有正確位置的過程。定位是通過工件定位基準(zhǔn)面與夾具定位元件面接觸或配合實現(xiàn)的。正確的定位可以保證工件加工的尺寸和位置精度要求。
（2）夾緊 工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作。由于工件在加工時，受到各種力的作用，若不將工件固定，則工件會松動、脫落。因此，夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。
2．機(jī)床夾具的特殊功能
機(jī)床夾具的特殊功能主要是對刀和導(dǎo)向。
（1）對刀 調(diào)整刀具切削刃相對工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的對刀塊，它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置。
（2）導(dǎo)向 如鉆床夾中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置，并引導(dǎo)其進(jìn)行鉆削。導(dǎo)向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模。鏜床夾具（鏜模）也具有導(dǎo)向功能。
1.3機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢
隨著科學(xué)技術(shù)的巨大進(jìn)步及社會生產(chǎn)力的迅速提高，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。
1.3.1機(jī)床夾具的現(xiàn)狀
現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場激烈的競爭。然而，一般企業(yè)仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，約4年就要更新80%左右的專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為15%左右。特別是近年來，數(shù)控機(jī)床（NC）、加工中心（MC）、成組技術(shù)（GT）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新技術(shù)的應(yīng)用，對機(jī)床夾具提出了如上新的要求：
1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本。
2）能裝夾一組具有相似性特征的工件。
3）適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具。
4）適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具。
5）采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步提高勞動生產(chǎn)率。
6）提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。
1.3.2現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向
現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標(biāo)準(zhǔn)化四個方面。
精密化
隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必相應(yīng)提高了對夾具的精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達(dá)±0.1；用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為5μm；精密心軸的同軸度公差可控制在1μm內(nèi)；又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓度公差可達(dá)0.2～0.5μm。
高效化
高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強(qiáng)度。常見的高效化夾具有：自動化夾具、高速化夾具、具有夾緊動力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用的高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在（試驗）轉(zhuǎn)速為2600r/min的條件上仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。
柔性化
機(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是指機(jī)床夾具通過調(diào)整、拼裝、組合等方式，以適應(yīng)可變因素的能力。可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、拼裝夾具、數(shù)控機(jī)床夾具等。在較長時間內(nèi)，夾具的柔性化將是夾具發(fā)展的主要方向。
標(biāo)準(zhǔn)化
機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面。在制訂典型夾具結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，首先進(jìn)行夾具元件和部件的通用化，建立類型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的結(jié)構(gòu)。通用化方法包括夾具、部件、元件、毛壞和材料的通用化。夾具的標(biāo)準(zhǔn)化階段是通用化的深入，主要是確立夾具零件或部件的尺寸系列，為夾具工作圖的審查創(chuàng)造良好的條件。目前我國已有夾具零件及部件的國家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T2148~T2259—91以及各類通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。
計算機(jī)輔助機(jī)床夾具設(shè)計是利用計算機(jī)輔助設(shè)計CAD技術(shù)來完成夾具設(shè)計的先進(jìn)方法。由于夾具種類繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其設(shè)計過程涉及控制條件多，因此，用于夾具設(shè)計的專業(yè)軟件甚少，目前還沒有一種軟件系統(tǒng)能夠?qū)A具設(shè)計完全數(shù)字化。目前，計算機(jī)輔助夾具設(shè)計一般是采用二維CAD軟件進(jìn)行。采用二維CAD軟件進(jìn)行夾具設(shè)計，可以提高設(shè)計效率和質(zhì)量，但是其缺點是設(shè)計人員首先要閱讀工件二維零件圖，了解零件的加工要求，并將二維零件圖在頭腦中三維實體化；再選擇或設(shè)計合適的定位、夾緊等元件和裝置；接上來將上述結(jié)構(gòu)在頭腦中形成夾具三維實體，用二維圖表示，完成夾具的設(shè)計。在設(shè)計過程中，思維要在三維和二維模型中反復(fù)轉(zhuǎn)換，最終繪制二維的總裝圖。由于繪制三維實體效果的裝配圖難度大，效率低，一般不繪制三維裝配圖。這對夾具設(shè)計質(zhì)量和效率，以及加工和裝配均有不利的影響。3D軟件是一個基于特征的參數(shù)化實體建模設(shè)計工具，該軟件完全采用Windows圖形用戶界面，易學(xué)易用。借助3D軟件平臺，可以創(chuàng)建三維實體模型；編輯零件裝配體并進(jìn)行簡單的運動仿真；利用它的動畫功能不僅可以檢查夾具工作的可行性，還能得到夾具零部件裝配和運動過程的動畫文件。
計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）的功能在于能協(xié)助設(shè)計者完成產(chǎn)品設(shè)計各階段的工作。本文針對機(jī)床夾具進(jìn)行計算機(jī)輔助設(shè)計，借助3D軟件平臺，將設(shè)計時所用標(biāo)準(zhǔn)零件建立實體模型庫；對于非標(biāo)準(zhǔn)零件，采用交互方式建模方法直接在設(shè)計平臺建模并建立非標(biāo)準(zhǔn)模型庫。
采用二維CAD軟件進(jìn)行設(shè)計，它使我們甩掉了圖板，解決r使用繪圖板帶來的諸多弊端?，F(xiàn)在，大量三維實體造型軟件崛起，如PR0／E、UG、3D、Solidedge等，推動了設(shè)計領(lǐng)域的新革命．由于這些三維軟件．不僅僅可創(chuàng)建三維實體模型，還可利用設(shè)計出三維模型進(jìn)行模擬裝配和靜態(tài)干涉檢查、機(jī)構(gòu)分析、動態(tài)干涉檢查、動力學(xué)分析、強(qiáng)度分析等，并且與其它軟件配合可進(jìn)行零件的數(shù)控加工演示和數(shù)控代碼的生成。這些功能是以往的二維CAD無法比擬的。結(jié)合夾具設(shè)計的復(fù)雜性、高精度性等特點．采用了易學(xué)易懂的3D三維實體造型軟件來實現(xiàn)設(shè)計過程。
21
2 夾具設(shè)計簡介
2.1機(jī)床夾具的功能
2.1.1 保證加工精度，工件通過機(jī)床夾具進(jìn)行安裝，包含了兩層含義：一是工通過夾具上的定位元件獲得正確的位置，稱為定位;二是通過家駿技工是工件 的既定位置在加工過程中保持不變，稱為夾緊、這樣，就可以保證工件加工面的位置精度，且精度穩(wěn)定。
2.1.2 提高生產(chǎn)率，使用夾具來安裝工件，可以減少劃線，找正，對刀等輔助時間，采用多件，多工位夾具，以及氣動，液壓動力基金裝置，可以進(jìn)一步減少輔助時間，提高生產(chǎn)率。
2.1.3 擴(kuò)大加床的使用范圍，有些機(jī)床夾具是指上是對機(jī)床進(jìn)行了部分改造，擴(kuò)大了元機(jī)床的功能和使用范圍。如在車床床鞍上暗訪鏜模夾具，就可以進(jìn)行箱體零件的孔系加工。
2.1.4 減輕工人的勞動強(qiáng)度，保證生產(chǎn)安全。
2.2機(jī)床夾具應(yīng)滿足的要求
機(jī)床夾具應(yīng)滿足的基本要求包括下面幾方面：
2.2.1保證加工精度，這是必須做到的最基本要求，其關(guān)鍵是正確的定位，夾緊和導(dǎo)向方案，夾具制造的技術(shù)要求，定位誤差的分析和驗算。
2.2.2夾具的總體方案應(yīng)與年生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，在大批量生產(chǎn)時，盡量采用快速，高效的定位，夾緊機(jī)構(gòu)和動力裝置，提高自動化程度，符合生產(chǎn)節(jié)拍要求 在中，小批量生產(chǎn)時，夾具應(yīng)有一定的可調(diào)性，一適應(yīng)多品種工件的加工。
2.2.3安全，方便，減輕勞動強(qiáng)度，機(jī)床夾具要有工作安全性考慮，必要時加保護(hù)裝置、要符合工人的操作位置和習(xí)慣，要有合適的工件裝卸位置和空間，時工人操作方便、大批量生產(chǎn)和加工笨重時，更需要減輕工人的勞動強(qiáng)度。
2.2.4排屑順暢，機(jī)床夾具中積累切屑會影響到工件的定位精度，切屑的熱量時工件和夾具產(chǎn)生熱變形，影響加工精度，清理切屑將增加輔助時間，降低生產(chǎn)率。因此夾具設(shè)計中要給予排屑問題充分的重視。
2.2.5機(jī)床夾具應(yīng)有良好的強(qiáng)度，剛度和結(jié)構(gòu)工藝性，加床夾具設(shè)計時，要方便制造，檢查測，調(diào)整和裝配，有利于提高夾具的制造精度。
2.3設(shè)計已知條件
題目給的零件是I軸法蘭盤零件，主要作用是起連接作用。它主要用于軸與軸之間的連接，以傳遞動力和轉(zhuǎn)矩。
零件的實際形狀如上圖所示，從零件圖上看，該零件是典型的零件，結(jié)構(gòu)比較簡單。具體尺寸，公差如下圖所示。
由零件圖可知，其材料為HT200，具有較高強(qiáng)度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應(yīng)力和要求耐磨零件。
I軸法蘭盤零件主要加工表面為：1.車外圓及端面，表面粗糙度值為3.2。2.車外圓及端面，表面粗糙度值3.2。3.車裝配孔，表面粗糙度值3.2。4.半精車側(cè)面，及表面粗糙度值3.2。5.兩側(cè)面粗糙度值6.3、12.5，法蘭面粗糙度值6.3。
I軸法蘭盤共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置要求。現(xiàn)分述如下：
(1)．左端的加工表面：
? ? 這一組加工表面包括：左端面，Φ120和Φ116外圓左端面以及外圓面倒角鉆孔。這一部份只有端面有1.6的粗糙度要求，其要求并不高，粗車后半精車就可以達(dá)到精度要求。而鉆工沒有精度要求，因此一道工序就可以達(dá)到要求，并不需要擴(kuò)孔、鉸孔等工序。
(2).右端面的加工表面：
這一組加工表面包括：右端面；Φ100、Φ62、Φ55外圓右端面Ф36、Ф60、Ф72內(nèi)圓以及外圓面的外圓并帶有倒角其要求也不高，粗車后半精車就可以達(dá)到精度要求。其中，內(nèi)孔或內(nèi)圓直接在上做鏜工就行了。
零件材料為HT200，考慮到零件在使用過程中起連接作用，分析其在工作過程中所受載荷，最后選用鍛造，以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。年產(chǎn)量已達(dá)成批生產(chǎn)水平，而且零件輪廓尺寸不大，可以采用鍛造，這從提高生產(chǎn)效率，保證加工精度，減少生產(chǎn)成本上考慮，也是應(yīng)該的。
制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
擬定I軸法蘭盤的機(jī)械加工工藝路線如下：
1
鍛造
鍛造
2
退火處理
退火處理
3
車
車左端面
4
車
車右端面
5
車
車Φ120和Φ116外圓
6
車
車Φ100，Φ62和Φ55外圓
7
車
車Φ36，Φ60和Φ72內(nèi)孔
8
車
車寬7.5槽
9
車
車2x0.5退刀槽
10
鉆
鉆3-Φ9孔，锪Φ15孔
11
鉆
鉆2-M8螺紋孔
12
銑
銑削缺口(銑距離140mm側(cè)面)
13
銑
銑削缺口(銑距離137mm側(cè)面)
14
檢驗
檢驗，入庫
3夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計
3.1設(shè)計機(jī)床夾具前的準(zhǔn)備工作
3.1.1明確工件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)
工件的年生產(chǎn)量是確定機(jī)床夾具總體方案的重要依據(jù)之一。它決定了夾具的復(fù)雜程度和自動化程度。如工件的年生產(chǎn)量很大，可采用多工件加工、機(jī)動夾緊或自動化程度較高的設(shè)計方案，采用此方案時，機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造成本較高；如工件的年生產(chǎn)量不大，可采用單件加工，手動夾緊的設(shè)計方案，以減小機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度及夾具的制作成本。
3.1.2充分理解工件的零件圖和工序圖
零件圖標(biāo)出了工件的尺寸、形狀和位置、表面粗糙度等總體要求，他決定了工件在機(jī)床夾具中的放置方法，是設(shè)計機(jī)床夾具總體結(jié)構(gòu)的依據(jù)。工序圖給出了零件本工序的工序基準(zhǔn)、以加工表面、以及本工序的定位、夾緊元理方案。工件的工序基準(zhǔn)、已加工表面、決定了機(jī)床夾具的定位方案，如選用平面定位、孔定位定位等；定位方案的選擇依據(jù)六點定位元理和采用的機(jī)床加工方法，定位方案不一定要頂六個自由度，但是要完全定位。工件的代待加工表面是選擇機(jī)床，刀具的依據(jù)。確定夾緊機(jī)構(gòu)要依據(jù)零件的外形尺寸，選擇合適的定位點，確保夾緊力安全、可靠同時夾緊機(jī)構(gòu)不能與刀具的運動軌跡相沖突。
3.2確定機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)方案
3.2.1選擇定位元件
本夾具選用一可換定位銷來定位，其參數(shù)如下：
圖 3.1 定位銷
3.2.2選擇夾緊機(jī)構(gòu)
（1） 夾緊力的方向：
夾緊力的要有利于工件的定位，并注意工件的剛性方向，不能使工件有脫離定位表面的趨勢，防止工件在夾緊力的作用下產(chǎn)生變形。
（2） 夾緊力的作用點：
夾緊力的作用點應(yīng)該選擇在定位元件支撐點的作用范圍內(nèi)，以及工件剛度高的位置。確保工件的定位準(zhǔn)確、不變形。
（3）選擇夾緊機(jī)構(gòu)：
在確定夾緊力的方向、作用點的同時，要確定相應(yīng)的夾緊機(jī)構(gòu)。確定夾緊機(jī)構(gòu)
要注意以下幾方面的問題：
① 安全性 夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和加緊力，以防止意外傷及夾具操作人員。
② 手動夾緊機(jī)構(gòu)的操作力不應(yīng)過大，以減輕操作人員的勞動強(qiáng)度。
③ 夾緊機(jī)構(gòu)的行程不宜過長，以提高夾具的工作效率。
④ 手動夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)操作靈活、方便。
該夾緊裝置選用移動壓板，其參數(shù)如表3.3：
表3.3 移動壓板
公稱直徑
L
6
45
20
8
19
6.6
7
M6
5
刀具：錯齒三面刃銑刀（硬質(zhì)合金）
刀具有關(guān)幾何參數(shù)：
由參考文獻(xiàn)[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計算公式：
有：
根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡元理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值，即：
安全系數(shù)K可按下式計算：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]1～2～1可知其公式參數(shù)：
由此可得：
所以
由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
查參考文獻(xiàn)[5]1～2～26可知移動形式壓板螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算：螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有：
式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得：
其中：
螺旋夾緊力：
該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡圖如2.1.
由表得：元動力計算公式
即：
由上述計算易得：
由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
3.2.3 定向鍵與對刀裝置設(shè)計
定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。通過定向鍵與銑床工作臺T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進(jìn)方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負(fù)荷，加強(qiáng)夾具在加工中的穩(wěn)固性。
根據(jù)GB2207—80定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示：
圖3.1 夾具體槽形與螺釘
根據(jù)T形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如表3.4：
表3.4 定向鍵
B
L
H
h
D
夾具體槽形尺寸
公稱尺寸
允差d
允差
公稱尺寸
允差D
18
～0.012
～0.035
25
12
4
12
4.5
18
+0.019
5
對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。
由于本道工序是完成精銑加工，所以選用對刀塊。
圖3.2對刀塊
塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖3.3所示：
圖3.3 平塞尺
塞尺尺寸參數(shù)如表3.5：
表3.5 塞尺
公稱尺寸H
允差d
C
3
～0.006
0.25
3.3夾具結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計
（1）首先對工件的加工要進(jìn)行分析，根據(jù)工件的形狀和加工要求，我認(rèn)為采用立式鉆床比較合理。
（2）然后，根據(jù)六點定位元理，選用定位銷套在圓柱內(nèi)孔，這樣配合使用來完成限制了五個自由度，加上圓柱銷，這樣就共限制了六個自由度，正好滿足六點定位元理，由于限制了六方自由度，所以只需要將工件夾緊就可以進(jìn)行加工了，在垂直方向上進(jìn)行夾緊，可以利用移動壓板，進(jìn)行夾緊，因為移動壓板簡單使用，而且不影響加工過程，所以最總選擇移動壓板進(jìn)行夾緊。
（3）最后，對整個夾緊方案分析得出，定位約合六點定位元理，夾緊工件穩(wěn)定，所以此夾具設(shè)計可行。這樣就可使工件穩(wěn)固的夾緊在機(jī)床上，能更加方便，準(zhǔn)確的進(jìn)行加工。
3.4繪制夾具裝配圖
（1）裝配圖應(yīng)按照國家標(biāo)準(zhǔn)盡可能1：1地繪制，用剖視圖完整清晰的表示出夾具的主要結(jié)構(gòu)及夾具的工作元理。
（2）視工件為透明體，用雙點畫線畫出主要部分（如輪廓，定位面‘夾緊面
加工表面）。畫出定位元件、夾緊機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向裝置的位置
（3）按照夾緊狀態(tài)畫出夾緊元件和夾緊機(jī)構(gòu)。
（4）畫出夾具體及其他聯(lián)接用的元件（聯(lián)接體、螺釘?shù)龋?，將夾具各組成元件聯(lián)成一體。
此機(jī)床夾具要用到的零件如下：
六角螺釘M6X25 8個 材料：鋼件
定位銷 A6X26 4個 材料：鋼件
定位襯套 4個 材料：鋼件
六角螺母-C級M12 1個 材料：Q235
螺桿M12X40 1個 材料：鋼件
夾具體 1個 材料：HT200
筋板 1個 材料：鋼件
立柱 1個 材料：鋼件
軸 1個 材料：鋼件
快換墊圈 1個 材料：鋼件
定位軸 1個 材料：鋼件
（5）標(biāo)注必要的尺寸、配合、公差等
①夾具的外形尺寸，所設(shè)計夾具的最大長、寬、高尺寸。
②夾具中所有有配合關(guān)系的元件間應(yīng)標(biāo)注尺寸和配合種類。
③各定位元件之間，定位元件與導(dǎo)向元件之間，各導(dǎo)向元件之間應(yīng)標(biāo)注裝配后的位置尺寸和形位公差
（6）標(biāo)注技術(shù)條件。
①定位元件的定位面間相互位置精度。
②定位元件的定位表面與夾具安裝基面的位置精度。
③定位表面與導(dǎo)向元件間的位置精度。
④導(dǎo)向元件工作面間的位置精度。
（7）對零件編號，填寫標(biāo)題欄和零件明細(xì)表。
①每一個零件都必須有自己的編號，此編號是唯一的。在工廠的生產(chǎn)活動中，生產(chǎn)部件按零件編號生產(chǎn)、查找工作。
②完整填寫標(biāo)題欄，如裝配圖號、名稱、單位、設(shè)計者、比例等。
③完整填寫明細(xì)表，一般來說，加工工件填寫在明細(xì)表的下方，標(biāo)準(zhǔn)件、裝配件填寫在明細(xì)表的上方。
圖 裝配圖
3.5繪制夾具零件圖
（1）對裝配圖中需加工的零件圖均應(yīng)繪制零件圖，零件圖應(yīng)按制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制。視圖盡可能與裝配圖上的位置一致。
（2）零件圖上的尺寸公差、形位公差、技術(shù)要求應(yīng)根據(jù)裝配圖上的配合種類、 位置精度、技術(shù)要求而定。
（3）零件的其他尺寸，如尺寸、形狀、位置、表面粗糙度等應(yīng)標(biāo)注完整
夾具體用于連接或固定夾具上各元件及裝置，使其成為一個整體的基礎(chǔ)件。它與機(jī)床有關(guān)部件進(jìn)行相連定位，使夾具相對機(jī)床具有確定的位置。
其中夾具體的設(shè)計如下：
夾具體零件圖
4夾具精度的驗算
4.1產(chǎn)生定位誤差的元因
（1）平位情面定形，夾具定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，兩基準(zhǔn)之間的位置誤差會反應(yīng)到被加工表面的位置上去，所產(chǎn)生的定位誤差稱之為基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差。
（2）定位基準(zhǔn)面與定位元件表面的形狀誤差。
（3）導(dǎo)向元件，對刀元件與定位元件間的位置誤差。
（4）夾緊力使工件或夾具產(chǎn)生變形，產(chǎn)生位置誤差。
（5）夾具在機(jī)床上的安裝誤差。
（6）定位元件與定位元件間的位置誤差
4.2 誤差分析與計算
該夾具以一面兩銷定位，兩定位銷孔尺寸公差為。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。
與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示：
由參考文獻(xiàn)[5]可得：
⑴ 兩定位銷的定位誤差 ：
其中：
，
，
，
且：L=67mm ，得
⑵ 夾緊誤差 ：
其中接觸變形位移值：
查[5]表1～2～15有。
⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過
⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上的分析可見，所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。
4.3夾具設(shè)計及操作的簡要說明
如前所述，應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設(shè)計采用了手動夾緊方式，在夾緊和松開工件時比較費時費力。由于該工件體積小，經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機(jī)構(gòu)）。這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大，在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用。
此外，當(dāng)夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。
總結(jié)與展望
總結(jié)與展望
在本次設(shè)計中，考慮到零件的加工難易、材料、成本等問題，所選用的零、部件都是操作簡單，通用性較強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)件，從現(xiàn)時以最低的成本實現(xiàn)最先進(jìn)的加工。但也有不足之處：特別是對于鏜孔夾具，在刀具加工完退出工件孔時，有可能會劃傷工件內(nèi)孔表面，本可以在夾具體內(nèi)部設(shè)置液壓升降系統(tǒng)，使工件孔與定位立臺可升可降，這樣，在刀具退出時，使定位立臺連同工件孔一起升起，從而避免劃傷。但考慮到成本問題，未采用這種方法。為此，鏜孔的專用夾具還有待改進(jìn)。無論怎樣，這次的畢業(yè)設(shè)計使我獲益良多，是我在學(xué)校的最后一次答卷，也是我成功邁向社會的第一步。
參考文獻(xiàn)
參考文獻(xiàn)
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附 錄
致 謝
我要特別感謝我的導(dǎo)師的精心指導(dǎo)，不僅指導(dǎo)我們解決了關(guān)鍵性技術(shù)難題，更重要的是為我們指引了設(shè)計的思路并給我們講解了設(shè)計中用到的實際工程設(shè)計經(jīng)驗，從而使我們設(shè)計中始終保持著清晰的思維也少走了很多彎路，也使我學(xué)會綜合應(yīng)用所學(xué)知識，提高分析和解決實際問題的能力。不僅如此，老師的敬業(yè)精神更是深深的感染了我，鞭策著我在以后的工作中愛崗敬業(yè)，導(dǎo)師是真真正正作到了傳道、授業(yè)、解惑。
同時也要感謝其他同學(xué)、老師和同事的熱心幫助，感謝院系領(lǐng)導(dǎo)對我們課程設(shè)計的重視和關(guān)心，為我們提供了作圖工具和場所，使我們能夠全身心的投入到設(shè)計中去，為更好、更快的完成課程設(shè)計提供了重要保障。
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機(jī) 械 加 工 工 序 卡
產(chǎn)品型號
零（部）件圖號
共 頁
產(chǎn)品名稱
零（部）件名稱
軸法蘭盤
第 頁
車 間
工序號
工序名稱
材料牌號
Ⅱ
銑
35鋼
毛坯種類
毛坯外形尺寸
每毛坯件數(shù)
每臺件數(shù)
設(shè)備名稱
設(shè)備型號
設(shè)備編號
同時加工件數(shù)
夾 具 編 號
夾 具 名 稱
切 削 液
工序工時
準(zhǔn)終
單件
序號
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸
轉(zhuǎn)速
(r/min)
切削
速度
(m/min)
進(jìn)給
量
(mm/r)
切削
深度
(mm)
走刀次數(shù)
時間定額
機(jī)動
輔助
1
銑左端面
X63 YG8
663.48
141.3
1
3
1
編制（日期）
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處數(shù)
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工序號
工序名稱
材料牌號
Ⅲ
銑
35鋼
毛坯種類
毛坯外形尺寸
每毛坯件數(shù)
每臺件數(shù)
設(shè)備名稱
設(shè)備型號
設(shè)備編號
同時加工件數(shù)
夾 具 編 號
夾 具 名 稱
切 削 液
工序工時
準(zhǔn)終
單件
序號
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸
轉(zhuǎn)速
(r/min)
切削
速度
(m/min)
進(jìn)給
量
(mm/r)
切削
深度
(mm)
走刀次數(shù)
時間定額
機(jī)動
輔助
1
銑右端面
X63 YG8
663.48
141.3
1
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1
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車 間
工序號
工序名稱
材料牌號
Ⅳ
車
35鋼
毛坯種類
毛坯外形尺寸
每毛坯件數(shù)
每臺件數(shù)
設(shè)備名稱
設(shè)備型號
設(shè)備編號
同時加工件數(shù)
夾 具 編 號
夾 具 名 稱
切 削 液
工序工時
準(zhǔn)終
單件
序號
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸
轉(zhuǎn)速
(r/min)
切削
速度
(m/min)
進(jìn)給
量
(mm/r)
切削
深度
(mm)
走刀次數(shù)
時間定額
機(jī)動
輔助
1
粗車Φ120和Φ116外圓
CA6140 CZ01-1
225
85
1
2
2
2
精車Φ120和Φ116外圓
CA6140 CZ01-2
525
120
0.5
0.5
1
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產(chǎn)品名稱
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車 間
工序號
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材料牌號
Ⅴ
車
35鋼
毛坯種類
毛坯外形尺寸
每毛坯件數(shù)
每臺件數(shù)
設(shè)備名稱
設(shè)備型號
設(shè)備編號
同時加工件數(shù)
夾 具 編 號
夾 具 名 稱
切 削 液
工序工時
準(zhǔn)終
單件
序號
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸
轉(zhuǎn)速
(r/min)
切削
速度
(m/min)
進(jìn)給
量
(mm/r)
切削
深度
(mm)
走刀次數(shù)
時間定額
機(jī)動
輔助
1
粗車Φ100、Φ62、Φ55外圓
CA6140 CZ01-1
418
105
0.8
2
2
2
精車Φ100、Φ62、Φ55外圓
CA6140 CZ01-2
625
145
0.5
0.4
1
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工序號
工序名稱
材料牌號
Ⅵ
車
35鋼
毛坯種類
毛坯外形尺寸
每毛坯件數(shù)
每臺件數(shù)
設(shè)備名稱
設(shè)備型號
設(shè)備編號
同時加工件數(shù)
夾 具 編 號
夾 具 名 稱
切 削 液
工序工時
準(zhǔn)終
單件
序號
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸
轉(zhuǎn)速
(r/min)
切削
速度
(m/min)
進(jìn)給
量
(mm/r)
切削
深度
(mm)
走刀次數(shù)
時間定額
機(jī)動
輔助
1
粗車Ф36、Ф60、Ф72內(nèi)圓
CA6140 CZ01-3
560
106
0.6
2
2
2
精車Ф36、Ф60、Ф72內(nèi)圓
CA6140 CZ01-4
663.5
153
0.3
0.2
1
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工序號
工序名稱
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Ⅹ
鉆
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毛坯種類
毛坯外形尺寸
每毛坯件數(shù)
每臺件數(shù)
設(shè)備名稱
設(shè)備型號
設(shè)備編號
同時加工件數(shù)
夾 具 編 號
夾 具 名 稱
切 削 液
工序工時
準(zhǔn)終
單件
序號
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸
轉(zhuǎn)速
(r/min)
切削
速度
(m/min)
進(jìn)給
量
(mm/r)
切削
深度
(mm)
走刀次數(shù)
時間定額
機(jī)動
輔助
1
粗車Φ120，保證38+0.10mm
CA6140、CZ01-1Y15外圓車刀
225
85
1
3
2
2
鉆三個通孔Φ9
Z525、ZZ01-1 麻花鉆
1150
40
0.2
5
3
3
鉆三個階梯孔Φ15
Z525、ZZ02-2
770
40
0.2
3
3
4
絞Φ9孔
Z525鉸刀
1150
40
0.1
5
3
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工序名稱
材料牌號
Ⅺ
鉆
35鋼
毛坯種類
毛坯外形尺寸
每毛坯件數(shù)
每臺件數(shù)
設(shè)備名稱
設(shè)備型號
設(shè)備編號
同時加工件數(shù)
夾 具 編 號
夾 具 名 稱
切 削 液
工序工時
準(zhǔn)終
單件
序號
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸
轉(zhuǎn)速
(r/min)
切削
速度
(m/min)
進(jìn)給
量
(mm/r)
切削
深度
(mm)
走刀次數(shù)
時間定額
機(jī)動
輔助
1
粗鉆2-M8螺紋孔
Z525 ZZ01-1
1150
40
0.2
2
2
2
精鉆2-M8螺紋孔
Z525 ZZ01-2
1545
80
0.1
0.5
1
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