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1、 夾具課程設計 說明書 班級 姓名 學號 導師 目錄 Ⅰ機床夾具課程設計任務書2 Ⅱ銑槽8-0.030 -0.060夾具設計說明書3 一、 明確設計任務，收集原始資料3 1． 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、 擬定夾具結構方案3 1. 確定定位方案 2. 確定夾緊方式，設計夾緊機構 三、 繪制夾具總圖及制定技術要求8 1. 繪制夾具總圖 2. 標注總圖上的尺寸、公差配合與技術條件 四、 夾具工作精度的分析計算10 1. 影響加

2、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、夾具的經濟性分析14 Ⅲ夾具零件圖（見附圖） Ⅳ夾具裝配總圖（見附圖） Ⅴ參考文獻 15 Ⅰ機床夾具課程設計任務書 專 業(yè) 數控技術加工 班 級 姓 名 學號 設計題目 銑槽 8-0.090專用夾具 指導老師 設計條件 零件簡圖（含材料、質量及毛坯種類）、大批量生產 材料：45 加工設備：X62W 序號 尺寸200+0.2 尺寸300.06 尺寸Φ100+0.022 1 200+0.2 300.06 Φ100+0.

3、022 設計要求 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、定位誤差計算等內容）； 3 設計時間：二周。 審 核 批 準 年 月 日 評 語 Ⅱ銑槽8-0.030 -0.060夾具設計說明書 一、 明確設計任務，收集原始資料 1． 熟悉工件零件圖以及本工序的加工要求

4、 由夾具設計任務書中銑槽工序的工序圖可知，該零件大批量生產，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 銑兩側面 X6130臥銑 銑兩邊輪廓 X6130臥銑 鉆、鉸孔

5、 Z5135立鉆 銑槽 X62W臥銑 2) 銑槽工序的工序卡（見附表1-1） 二、 擬定夾具結構方案 1、確定定位方案 根據工件的加工要求，該工序必須限制工件五個自由度?，F在來分析其必須限制的自由度數目及基準選擇的合理性 ⑴自由度分析 建立坐標系 ① 為保證工序尺寸20+0.2 0mm，應限制工件，， ② 為保證槽兩側對尺寸30土0.03mm中心線的對稱度，應限制工件 ，選A為定位基準。 ③為了方便地控制刀具的走刀位置，還應限制工件，因而工件

6、的六個自由度都被限制。 定位基準選擇 由分析可知，要使定位基準與設計基準相重合，所選定位基準是后面、φ10+0.022 0mm 、φ6+0.018 0mm孔軸線。 ⑵選擇定位元件 本道工序工件的定位面是后平面和φ10+0.022 0mm 、φ6+0.018 0mm 孔。夾具上相應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 定位平面所用的支承板參考JB／T8029.1—1999中的定位支承板進行設計。 定位φ10+0.022 0mm 、φ6+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、JB3

7、930.38-1985中選取。 ⑶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 ① 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等于工件兩定位孔中心距的平均尺寸，其公差一般為 δ=δL d =（~）δL D 因孔間距L D=30土0.06 mm ,故取銷間距L d =30土0.02 mm ② 確定圓柱銷直徑d 1 圓柱銷直徑的基本尺寸應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=φ10g6(φ10-0.005 -0.014) ③ 確定菱形銷的尺寸b

8、 查機械設計手冊得，b=2mm ④ 確定菱形銷的直徑 a==0.02+0.06=0.08mm b=2mm D 2=φ6+0.018 0mm X 2min===0.05mm d 2max= D 2min- X 2min=6-0.05=5.95mm d 2=φ6-0.05 -0.058mm （4）分析計算定位誤差 ① 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 ② 槽底至孔φ10+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的定位基準為孔φ10+0.022 0 mm的軸

9、線，設計（工序）基準為圓柱銷φ10-0.005 -0.014 mm的中心線，故基準重合，其基準不重合誤差△B=0 尺寸20+0.2 0mm的限位基準為圓柱銷φ10-0.005 -0.014的中心線，故其基準位移不重合，△Y=△Y1+△Y2=X1max +2L1tgΔα=0.018+0.037=0.055mm 所以定位誤差△D=△B+△Y=0+0.055=0.055mm（參考機床夾具設計書41頁的公式） ③ 槽兩側面對基準A的對稱度的定位誤差 因定位基準與工藝基準重合，所以基準不重合誤差△B=0，限位基準為兩定位銷連線的中垂線，所以基準位移不重合，其誤差△Y=0.12mm

10、 ,故△D=△ B+△ Y=0+0.12=0.12mm （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，設計夾緊機構 （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=（0.2~0.3）Fc FV=（1.0~1.2）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； CF

11、c——影響系數，大小與實驗條件有關； 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，mm； Z——銑刀齒數； KFc——修正系數 （2）設計夾緊機構并驗算機構產生的夾緊力 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構方案，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.設計活動壓板螺旋夾緊工件

12、 經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）設計對刀元件、連接元件 根據所選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）設計夾具體 夾具選用灰鑄鐵的鑄造夾具體?；竞穸冗x為22mm，并要在夾具體底部兩端設計出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、裝置之間的相對位置。 三、繪制夾具總圖及制定技術要求 1. 繪制夾具總圖 夾具總圖及其繪制步驟如下: 1) 根據工件在幾個視圖上的投

13、影關系，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；設計夾具體并完成夾具總圖，如夾具總裝圖所示。 2.標注總圖上的尺寸、公差配合與技術條件 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 56mm 2) 工件與定位元件間的聯系尺寸 圓柱銷尺寸φ10-0.005 -0.014mm 菱形銷尺寸φ6-0.05 -0.058mm 3) 夾具與刀具的聯系尺寸 4) 夾具與機床連接部分的聯系尺寸 5) 夾具內部的配合尺寸Φ10Φ6Φ

14、18 四、夾具工作精度的分析計算 在完成夾具結構設計的全部工作之后，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和夾具誤差△J。在機械加工工藝系統(tǒng)中，影響加工精度的其它因素綜合稱為加工方法誤差△G。 上述各項誤差均導致刀具相對工件的位置不精確，而形成總的加工誤

15、差△J ，即為由夾具引起的總的加工誤差。 1) 定位誤差△D 2) 對刀誤差△T 因刀具相對于對刀或導向元件的位置不精確而造成的加工誤差，稱為對刀誤差 3) 夾具的安裝誤差△A 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、對刀或導向元件及安裝基面三者間（包括導向元件與導向元件之間）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，統(tǒng)稱為加工方法誤差。 因該項誤差影響因素多，又不便

16、于計算，所以常根據經驗為它留出工件公差δ k的三分之一。計算時可設△G=δ 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Σ Δ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Σ Δ應小于工件的相應公差δ 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 Σ Δ≤δ k－J c 或J c=δ k－Σ Δ≥0 當J c≥0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

17、的長短和夾具總圖上各項公差值δ 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 其定位基準為孔φ10+0.022 0mm的軸線，設計（工序）基準為圓柱銷φ10-0.005 -0.014mm的中心線，故基準重合，△B=0 其限位基準為圓柱銷φ10-0.005 -0.014mm的中心線，故其基準位移不重合，△Y=△Y1+△Y2=X1max +2L1tgΔα=0.018+0.037=0.055mm， 所以定位誤差△D

18、=△B+△Y=0+0.055=0.055mm 2　 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=0 3　 由夾具引起的總加工誤差Δ J=Δ D+Δ 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) 槽兩側面對基準A的對稱度允許誤差0.2mm的分析計算 a) 定位誤差 定位基準與工藝基準重合，所以基準不重合誤差△B=0，限位基準為兩定位銷連線的中垂線，所以基準位移不重合，其誤差△ Y=0.12mm 故△ D=△ B+△ Y=0+0.12=0.12mm b) 夾具安裝誤差△ A 定位鍵與工作臺T形槽配合間隙也會引

19、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）402≈0.015mm d) 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-

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 D 0.055mm 0.12mm T 0 0 A 0 0．015mm J 0.055mm 0．135mm G (0.2/3)mm=0.067mm (0.2/3)mm=0.067mm (0.2-0.011)mm=0.189mm＞０ (0.2-0.037)mm=0.163mm＞０ 五、 夾具的經濟性分析 由于本零件是

21、大批量生產，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的銑床,可以提高生產率,保證加工質量,簡化結構,降低成本,且零件有較長的使用周期。此設計是根據加工的零件圖,在綜合運用機械制造工藝、公差等機械類課程的基本理論,參考一些相關資料,分析零件加工技術要求的基礎上,擬定零件加工的工序，而設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。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

22、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，結構簡潔，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} Ⅴ參考文獻 劉小年主編.機械制圖.北京:機械工業(yè)出版社，1999 張權民主編.機床夾具設計.北京:科學出版社，2006 國家標準.1983.機床夾具零件及部件.北京：技術標準出版社 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，《機械制造工藝學課程設計指導書》，機械工業(yè)出版社，2000，9 《機械制造工藝學簡明設計手冊》，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技術出版社，2006.12 孟憲棟，《機床夾具設計圖冊》，機械工業(yè)出版社，1990，8 王光斗，《機床夾具設計手冊》，上?？茖W技術出版社，1994 肖繼德，《機床夾具設計》，機械工業(yè)出版社，1990，8 17