小轴机械加工工艺规程及铣宽10槽夹具设计（全套含CAD图纸）
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机械
加工
工艺
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10
夹具
设计
全套
cad
图纸
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目 录 第 2章 铣 10槽 夹具设计 1 计要求 1 具设计 1 定位基准的选择 1 切削力及夹紧力的计算 1 位误差的 分析 4 具设计及操作的简要说明 5 结 论 6 参考文献 7 致 谢 9 第 2章 铣宽 10槽 夹具设计 计要求 为了提高劳动生产，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。本夹具 将用于 成批生产，任务为设计一 铣宽 10槽 夹具 本夹具无严格的技术要求，因此，应主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，精度不是主要考虑的问题。 具设计 定位基准的选择 为了提高加工效率及方便加工，决定材料使用高速钢，用于对进行加工，准备采用手动夹紧。 由零件图可知： 进行加工前， 左右端 面进行了粗、精铣加工， 进行了粗、精加工。 因此 ，定位、夹紧方案有： 方案 ：选下凸台面平面、和侧面和 用性较强的移动压板来夹紧。 方案 ：选一面两销定位方式， 2 面用 挡销，夹紧方式用操作简单，通用性较强的移动压板来夹紧。 分析比较上面二种方案： 方案 中的定位是不正确的，挡销的位置是固定，且定位与夹紧应分开，因夹紧会破坏定位。 通过比较分析只有 方案 满足要求 ， 孔其加工与孔的轴线间有尺寸公差，选择小头孔 和大头孔来 定位，从而保证其尺寸公差要求。 为了使定位误差达到要求的范围之内， 这种定位在结构上简单易操作。 切削力及夹紧力的计算 刀具： 10槽 铣刀（硬质合金） 刀 具 有 关 几 何 参 数 ： 00 15 00 10 顶 刃0n 侧 刃 60010 15 30 22Z 0 /fa m m z p 由 参考文献 55表 1 2 9 可得铣削切削力的计算公式： 0 . 9 0 . 8 0 1 . 1 1 . 1 0 . 12335 a f D B z n 有： 0 . 9 0 0 . 8 0 1 . 1 1 . 1 0 . 12 3 3 5 2 . 0 0 . 0 8 2 8 2 0 . 5 2 2 2 . 4 8 3 6 . 2 4 ( ) 根据工件受力 切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值，即： 安全系数 K 可按下式计算： 6543210 式中：60 种因素的 安全系数， 查参考文献 51 2 1 可知其公式参数： 1 2 34 5 61 . 0 , 1 . 0 , , 1 . 0 ,1 . 3 , 1 . 0 , 1 . 0 K 由此可得： 1 . 2 1 . 0 1 . 0 1 . 0 1 . 3 1 . 0 1 . 0 1 . 5 6K 所以 8 3 6 . 2 4 1 . 5 6 1 3 0 4 . 5 3 ( ) F N 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。 夹紧力的确定 夹紧力方向的确定 夹 紧力应朝向主要的定位基面 。 夹紧力的方向尽可能与切 削力和工件重力同向。 (1) 夹紧力作用点的选择 a. 夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内。 b. 夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位上，这样可以防止或减少工件变形变形对加工精度的影响。 c. 夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面。 (3)夹紧力大小的估算 理论上确定夹紧力的大小，必须知道加工过程中，工件所受到的切削力、离心力、惯性力及重力等，然后利用夹紧力的作用应与上述各力的作用平衡而计算出。但实际上，夹紧里的大小还与工艺系统的刚性、夹紧机构的 传递效率等有关。而且，切削力的大小在加工过程中是变化的，因此，夹紧力的计算是个很复杂的问题，只能进行粗略的估算。 估算的方法：一是找出对夹紧最不利的瞬时状态，估算此状态下所需的夹紧力；二是只考虑主要因素在力系中的影响，略去次要因素在力系中 的影响。 估算的步骤： 主要最大切削力 ( 应考虑安全系数， 夹具中的装夹是由定位和夹紧两个过程紧密联系在一 起的。定位问题已在前面研究过，其目的在于解决工件的定位方法和保证必要的定位精度。 仅仅定好位在大多数场合下，还无法进行加工。只有进而在夹具上设置相应的夹紧装置对工件进行夹紧，才能完成工件在夹具中装夹的全部任务。 夹紧装置的基本任务是保持工件在定位中所获得的即定位置，以便在切削力、重力、惯性力等外力作用下，不发生移动和震动，确保加工质量和生产安全。有时工件的定位是在夹紧过程中实现的，正确的夹紧还能纠正工件定位的不正确。 一般夹紧装置由动源即产生原始作用力的部分。夹紧机构即接受和传递原始作用力，使之变为夹紧力， 并执行夹紧任务的部分。他包括中间递力机构和夹紧元件。 考虑到机床的性能、生产批量以及加工时的具体切削量决定采用手动夹紧。 螺旋夹紧机构是斜契夹紧的另一种形式，利用螺旋杆直接夹紧元件，或者与其他元件或机构组成复合夹紧机构来夹紧工件。是应用最广泛的一种夹紧机构。 螺旋夹紧机构中所用的螺旋，实际上相当于把契绕在圆柱体上，因此他的作用原理与斜契是一样的。也利用其斜面移动时所产生的压力来夹紧工件的。不过这里上是通过转动螺旋，使绕在圆柱体是的斜契高度发生变化来夹紧的。 典型的螺旋夹紧机构 的特点： （ 1）结构简单； （ 2）扩力比大； （ 3）自琐性能好； （ 4）行程不受限制； （ 5）夹紧动作慢 。 夹紧装置可以分为力源装置、中间传动装置和夹紧装置 ， 在此套夹具 中 ， 中间传动装置和夹紧元件合二为一 。 力源为机动夹紧 ， 通过螺栓夹紧移动压板 。 达到夹紧和定心作用 。 工件通过定位销的定位限制了绕 通过螺栓夹紧移动压板 ， 实现对工件的夹紧 。 并且移动压板的定心装置是与工件外圆弧面相吻合的移动压板 ， 通过精确的圆弧定位 ， 实现定心 。 此套移动压板制作简单 ， 便于手动调整 。 通过松紧螺栓实现压板的前后移动 ， 以达到压紧的目的 。 压紧的同时 ， 实现工件的定心 ， 使 其定位基准的对称中心在规定位置上 。 查参考文献 51 2 26 可知螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算： 螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有 ： )( 210 考文献 5可查得： 901 0592 2 29 螺旋夹紧力：0 4 7 4 8 )夹具采用 夹紧机构， 由上述计算易得： W 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构 。 位误差的分析 为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差 。 与机床夹具有关的加工误差j，一般可用下式表示： 定位误差 ： 11 1 m i D d 1 1 2 21 m i n 2 m i n. 2D d D a r c t g L 其中： 1 0 2D ，2 0D 1 0 1d ，2 0 3d 1，2 m i n 0 4 夹紧误 差 ： co s)(m a x 其中接触变形位移值： 1( ) ( )1 9 . 6 2 a Z a Z l 查 5表 1 2 15有10 . 0 0 4 , 0 . 0 0 1 6 , 0 . 4 1 2 , 0 . 7R a z H C n 。 c o s 0 . 0 0 2 8j j y 磨损造成的加工误差：通常不超过 夹具相对刀具位置误差： 取 误差总和： 0 . 0 8 5 0 . 3jw m m m m 从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。 具设计及操作的简要说明 由于是大批大量生产，主要考虑提高劳动生产率。因此设计时，需要更换零件加工时速度要求快。本夹具设计，用移动夹紧的大平面定位三个自由度，定位两个自由度，用定位块定位最后一个转动自由度。 夹具体是夹具的基础件，夹具体上所有组成部分都必须最终通过这一基础件连接成一个有机整体。为了满足加工要求，夹具体应有足 够的刚度和强度，同时结构工艺性要好。 由于铸造工艺性好，几乎不受零件大小、形状、重量和结构复杂程度的限制，同时吸振性良好、抗压能力好，故此选用铸造夹具体，材料选取造成型后时效处理，以消除内应力。 由于工件采用 V 型块定位外圆面，这就要求 V 型块固定在一个与水平面成 45的支撑面上。我们可以采用加工一有 45面的支撑块固定在夹具体上 ，经过切削加工达到我们要求的定位尺寸。 结 论 通过近 一 个月的 课程设计 ，使我们充分的掌握了一般的设计方法和步骤，不仅是对所学知识的一个巩固，也从中得 到新的启发和感受，同时也提高了自己运用理论知识解决实际问题的能力，而且比较系统的理解了液压设计的整个过程。 在整个设计过程中，我本着实事求是的原则，抱着科学、严谨的态度，主要按照课本的步骤，到图书馆查阅资料，在网上搜索一些相关的资料和相关产品信息。这一次设计是大学四年来最系统、最完整的一次设计，也是最难的一次。在设计的时候不停的计算、比较、修改，再比较、再修改，我也付出了一定的心血和汗水，在期间也遇到不少的困难和挫折，幸好有老师的指导和帮助，才能够在设计中少走了一些弯路，顺利的完成了设计。 本设计研究过程中 仍然存在不足之处，有的问题还待于进一步深入，具体如下： （ 1）缺乏实际工厂经验，对一些参数和元件的选用可能不是非常合理，有一定的浪费。 （ 2）与夹具相关的刀具和量具的了解还不太清楚。 （ 3）系统的设计不太完善，在与计算机配合进行精确的数据采集和控制上还有一些不足。 （ 4）使用有一定的局限：人工操作多，零部件磨损度在实际中尚不明确。 参考文献 1 刘德荣，组合夹具结构简图的初步探讨，组合夹具， 1982. (1) 2 孙已德，机床夹具图册 M，北京：机械工业出版社， 1984： 20 3 贵州工学院机械制造工艺教研室，机床夹具结构图册 M，贵阳：贵州任命出版社， 1983： 42 4 刘友才，机床夹具设计 ，北京：机械工业出版社， 1992 。 5 孟少龙，机械加工工艺手册第 1 卷 M，北京：机械工业出版社，1991。 6 金属机械加工工艺人员手册修订组，金属机械加工工艺人员手册 M，上海：上海科学技术出版社， 1979。 7 李洪，机械加工工艺师手册 M，北京：机械工业出版社， 1990。 8 马贤智，机械加工余量与公差手册 M，北京：中国标准出版社，1994。 9 上海金属切削技术协会，金属切削手册 M，上海：上海科学技术出版社， 1984。 10 周永强，高等学校 课程设计 指导 M，北京：中国建材工业出版社， 2002。 11 薛源顺 ,机床夹具设计 (第二版 ) M,机械工业出版社 ,12 余光国，马俊，张兴发，机床夹具设计 M，重庆：重庆大学出版社， 1995。 13 东北重型机械学院，洛阳农业机械学院，长春汽车厂工人大学，机床夹具设计手册 M，上海：上海科学技术出版社， 1980。 14 李庆寿，机械制造工艺装备设 计适用手册 M，银州：宁夏人民出版社， 1991。 15 廖念钊，莫雨松，李硕根，互换性与技术测量 M，中国计量出版社， 2000： 9 16 哈尔滨工业大学 ,哈尔滨市教育局 ,专用机床夹具设计与制造 ,黑农 43 江人民出版社 ,17 乐兑谦，金属切削刀具，机械工业出版社， 2005： 4 18 984. 19 973. 20 984 . 21 of 致 谢 在本文完成之际，首先向我最尊敬的导师老师致以最诚挚的敬意和最衷心的感谢。几个月以来， 他 不遗余力地对我的设计进行了指导。在我 课程设计 这段时间，无论在学习还是在生活 上， 恩师都给予了我无微不至的关怀 。他 以其渊博的知识，宽厚的胸怀、无私的敬业精神以及严谨的治学态度和开拓进 取的精神激励着我，并言传身教，身体力行地不断培养我独立思考，深入探索，解决实际问题的能力，使我受益匪浅。老师给与了 该设计 关键
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