机电专业课程设计--输出轴铣削键槽夹具设计.doc

专业课程综合设计设计题目：输出轴铣削键槽夹具设计姓 名： 学 号： 班 级：机电 年 级： 指导教师： 2012 年 10月前 言本说明书是根据输出轴上键槽的加工过程所需夹具的设计原理编写的。主要包括任务介绍、方案选择、定位误差分析、确定加紧机构和夹具体设计等内容。该说明将从实际生产需要方面来介绍本次的设计任务，将提出两种设计方案供参考，并从中选择较为合理的设计方案进行设计。本次设计中，用到许多基础理论，查阅大量关于机械制造方面文献进行分析和设计。专业课程综合设计课程设计安排在大四上学期，是在我们学完了机械制造工艺学、机械设计、互换性测量技术等主要专业基础课，参加了金工实习、认知实习、生产实习，经过了机械设计、机械制造技术基础课程设计之后进行的又一次实践性环节，是对所学理论知识的又一次更系统更全面的应用、巩固与深化。马上就要步入社会，接触真正的生产加工，所以这次设计是个很好的锻炼机会。目 录前言31任务介绍42夹具设计52.1确定定位方案52.2定位误差分析62.3确定对刀装置62.4确定夹紧机构82.5夹具体设计102.6夹具总体装配尺寸确定113总结12参考文献13 “输出轴轴铣削槽”专用夹具设计1、 任务介绍工件图（1)零件的功用:轴是机器中的重要零件之一，用来支持旋转的机械零件。根据承受载荷的不同，轴可分为转轴、传动轴和心轴三种。转轴既传递转矩又承受弯矩，如齿轮减速器中的轴；传动轴只传递转矩而不承受弯矩或弯矩很小。如汽车的传动轴；心轴只承受弯矩而不传递转矩，如铁路车辆的轴、自行车的前轴。按轴线的形状轴还可分为：直轴、曲轴和挠性钢丝轴。曲轴常用于往复式机械中。轴类零件上的键槽和键构成键连接,键是用来连接轴与轴上传动件径向或者是轴向固定,以便传动件与轴一起转动传动转矩和旋转运动。轴上键槽的加工精度高,则键在键槽中固定良好,连接可靠。（2）产品的重点技术要求分析： 产品叫输出轴，为锻件，本工序铣削一个键槽，其长度为32mm，宽度为14mm，深度为5.5mm，设计其专用夹具。 在加工槽时，槽的尺寸精度和表面粗糙度要求不是很高，由铣削直接加工就可以达到要求，其中槽的宽度由刀具的尺寸保证，槽的深度尺寸和位置精度由设计的夹具来保证。槽的位置包括如下两方面要求： 1、加工槽的宽度为14mm，且两个侧面相对于中心面A对称度为0.02mm； 2、加工槽的深度为5.50.8mm。2夹具设计2.1方案选择：方案一：用平口钳装夹工件。 用该方式简便易操作。a. 方案分析： 该方案不合理，当工件直径有变化时，工件的轴线位置在左右（水平位置）和上下方向都会发生变动，在采用定距切削时，会影响轴槽的深度和对称度。如图4-1。图2-1 b. 方案二：用V形垫铁装夹把圆柱形工件放置在V形垫铁内，并用压板固。 方案三：用分度头定中心装夹,如图。对比分析后, 由于是输出轴,我决定使用V字型夹具,并在顶上加固定,一端固定一端挂扣。V槽一端固定。在计算过之后再决定一条固定是否足够。即选方案2. 夹具设计方案确定根据加工槽两侧面相对于中心面对称要求，需要限制工件X方向转动自由度、Y方向转动自由度和Z方向转动自由度；根据加工槽宽度和深度要求，需要限制工件X方向移动自由度和Z方向移动自由度。但考虑到加工时工件定位的稳定性，可以将六个不定度全部限制。工件相对中心面对称，要实现加工槽两侧面相对中心面对称的要求，用两个短V形块限制了4个自由度，为了不使工件左右移动，用定位轴限制其一个自由度，采用不完全定位即可。如下图3.1所示： 图3.11 、基准面的选择、夹具体方式的确定选用A、C以及端面作为基准。2 、定位方式及元件选择用V形块及其定位轴实现定位。3、 夹紧方式及元件选择夹紧方式采用铰链压板夹紧，如图3.2所示 图3.2计算切削力 刀具：高速钢直齿三面刃铣刀。 D=80mm. Z=18 =2448N校核定位销： 根据公式：可知直径为10mm的螺杆和m10的螺母能满足夹紧力的要求。夹紧力：由于工作状态原因，切削力与夹紧力在空间上是相互垂直的。压板提供的夹紧力足以夹紧，故无须验算。4、 装配方案我们要保证的第一个精度是槽的宽度14mm关于工件厚度方向上的对称中心的对称性为0.02，第二个精度为槽的深度即尺寸5.5mm。所以对导引元件初步设计方案为一个圆柱。+5、 夹具结构图夹具结构如3.3图所示图3.3四、定位误差的分析与计算工件在夹具中定位产生的定位误差，其值应控制在工件相对尺寸或位置公差的，为此需对每一项工序加工要求逐一进行分析。对加工槽两侧面对中心面B对称度进行分析：由于加工槽的工序基准和定位基准重合，所以B=0 B=0 d=0-(-0.036)=0.036Y=0.707x0.036=0.025 D=0+Y=0.0250.036故满足定位误差。五、夹具的装配要求铣床夹具依靠夹具体底面和定向键侧面与机床工作台上平面及T型槽相连接，以保证定位元件对工作台和导轨具有正确的相对位置。为了减小安装时的偏斜角的误差，安装定向键时应当使它们靠向T型槽的同一侧。六、夹具使用说明对此夹具各个零件的装配关系见6.1图图6.1用压板固定，装工件是，先旋开螺母，即可打开压板，装入工件，再用压板螺母进行夹紧。这时铣刀在导引装置的引导下对待加工工件进行加工，并且在导引装置的作用下完成铣床对工件的铣槽工序。本夹具操作简单，省时省力，装卸工件时只需靠压板紧定螺栓的松紧即可轻松实现。2、 总结 机械制造技术夹具设计课程实践环节即将结束，虽说有四周的时间，但工作量还是比较大的。从分析设计课题到寻找相关的资料，从制定初步设想到拟定可行性方案，期间我花费了不少精力，受益非浅。其实此次的实践训练让我能够更加直观地认识工艺设计的流程。以往我在课本上学到的只是理论，并没有感性的认识。将所学到的书本知识运用到设计环节中是我通过本次实践学习获得的最大收获。从开始思考定位方案，夹紧方案，绘制草图，修改方案，最终确定方案。通过与同学、老师一次次的交流发现错误与不足，进而修改到最终拿出装配图及零件图，这期间巩固复习了以前学习过的内容并进行了综合运用，提高了我们综合运用所学知识以及理论结合实际的能力。 通过此次的学习不仅使我对课本内容有了更深入的认识，而且激发了我思考问题的潜力、培养了我分析问题的能力。对灵活运用工具手册解决问题的能力有了明显地提高。我基本掌握了一个中等复杂零件的加工过程分析、工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤等。 由于自己的能力所限，设计中还有许多不足之处，恳请各位老师、同学们批评指正。参考文献1、机床夹具设计手册 1980年 上海科学技术出版