镗床主轴专用夹具说明书

1、中北大学课 程 设 计 说 明 书学生姓名： 学 号： 学 院： 专 业： 题 目： 指导教师： 职称: 中北大学课程设计任务书 20162017 学年第 一 学期学 院： 专 业： 学 生 姓 名： 学 号： 课程设计题目： 数控镗床主轴 起 迄 日 期： 12月 19 日 12月 30 日 课程设计地点： 中北大学 指 导 教 师： 学科部副主任： 下达任务书日期: 年 月 日课 程 设 计 任 务 书1.设计目的： 使学生运用精密与特种加工技术课程知识，结合金工实习、生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决精密与特种机械加工工艺问题；培养学生能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基

2、本原理和方法学会拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计，进一步提高结构设计能力；培养学生熟悉并运用有关手册、图表、规范等有关技术资料的能力；进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件的基本技能；培养学生独立思考和独立工作的能力，为毕业后走向社会从事相关技术工作打下良好的基础。2.设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：一、 原始资料1. 镗床主轴的零件图样；2. 材料：按图纸中标注的材料，批量6000件，备品率5%，废品率1%；3. 机械制造工艺设计简明手册、机械设计手册等。二、 设计内容1. 对零件图样进行工艺分析，计算生产纲领；2. 进行工艺规程设计，包括绘制毛坯图样，确

3、定毛坯尺寸及公差；拟订机械加工工艺路线（每个零件都拟订两条工艺路线，填写一种机械加工工艺路线）；确定零件的工序内容及工艺装备（机床、夹具、量具）计算该工序加工余量、计算工序尺寸及公差，确定切削用量，计算机加工工时，填写机械加工工艺卡片；3. 进行专用夹具设计；4. 进行关键零部件的设计及三维造型。3.设计工作任务及工作量的要求（包括课程设计计算说明书（论文）、图纸、实物样品等）：1. 制定零件在中批生产条件下的机械加工工艺规程，绘制毛坯图，编写工艺规 程卡片、工序卡片；或专用夹具设计图纸一套；或机床关键零部件的设计及三维造型2. 课程设计任务说明书一份。4主要参考文献：1 史朝辉. 精密典型零

4、件工装设计. 北京：科学出版社，2012.2. 张宝珠典型精密零件机械加工工艺分析及实例北京：机械工业出版社，2015.3 王绍俊机械制造工艺设计手册哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，19814 吴宗泽 罗圣国机械设计课程设计手册（第二版）北京：高等教育出版社，19995 袁根福，祝锡晶.精密与特种加工技术. 北京：北京大学出版社，2007.5设计成果形式及要求：1 编写设计说明书一份；2 零件图；3 毛坯图、机械加工工艺过程卡、 机械加工工序卡；或专用夹具图；或关键零部件图及其三维造型图。6工作计划及进度：课程设计时间为两周12月19-21日：工艺分析，绘制毛坯图；或工艺分析，定位方案设计，结构

5、类型确定；或机床分析，进行关键零部件选择、初步设计；22-23日：拟定机械加工工艺路线；或加紧方案设计；或关键零部件设计24-25日：拟定加工路线，填写过程卡；或连接方案设计，夹具精度分析；或关键零部件分析优化；26-27日：确定加工工序，填写工艺及工序卡；或绘制夹具装配图、零件图；或绘制关键零部件三维造型图；28-29日：编写说明书；30日：答辩。学科部副主任审查意见： 签字： 年 月 日目 录第1章 零件分析21.1 零件的作用21.2 生产纲领的计算2第2章 夹具介绍22.1夹具概述22.2机床夹具的功能3第3章 铣槽夹具设计33.1设计要求33.2夹具设计43.2.1 定位基准的选择4

6、3.2.2 切削力及夹紧力的计算43.3定位误差的分析53.4 定向键与对刀装置设计63.5 夹具设计及操作的简要说明83.6 确定夹具体结构尺寸和总体结构8结 论10参考文献1115第1章 零件分析1.1 零件的作用 镗床主要是用镗刀在工件上镗孔的机床，通常，镗刀旋转为主运动，镗刀或工件的移动为进给运动。它的加工精度和表面质量要高于钻床。镗床是大型箱体零件加工的主要设备。主要用镗刀对工件已有的预制孔进行镗削的机床。通常，镗刀旋转为主运动，镗刀或工件的移动为进给运动。它主要用于加工高精度孔或一次定位完成多个孔的精加工，此外还可以从事与孔精加工有关的其他加工面的加工。使用不同的刀具和附件还可进行

7、钻削、铣削、切它的加工精度和表面质量要高于钻床。镗床是大型箱体零件加工的主要设备。螺纹及加工外圆和端面等。1.2 生产纲领的计算 该产品年产量为6000台，其备品率5%，机械加工废品率1%，现制定该零件的机械加工工艺规程。 冷却套的年产量为6360件，现已知该产品属于轻型机械，由机械制造工艺设计简明手册表1.1-2生产类型与生产纲领的关系，可确定其生产类型为大批生产。第2章 夹具介绍2.1夹具概述在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等，帮机床夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占

8、有极其重要的地位。机床夹具设计是一项重要的技术工作。随着科学技术的发展，各种新材料、新工艺和新技术不断涌现，机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现，已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。数控机床的问世，提高了更新频率的小批量零件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的迅速发展，极大地推动了机械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。“工欲善其事，必先利其器。”工具是人类文明进步的标志。自20世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展

9、。但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。2.2机床夹具的功能1机床夹具的主要功能是装工件，使工件在夹具中定位和夹紧。 （1）定位 确定工件在夹具中占有正确位置的过程。定位是通过工件定位基准面与夹具定位元件面接触或配合实现的。正确的定位可以保证工件加工的尺寸和位置精度要求。 （2）夹紧 工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。由于工件在加工时，受到各种力的作用，若不将工件固定，则工件会松动、脱落。因此，夹紧为工件提供了安

10、全、可靠的加工条件。2机床夹具的特殊功能主要是对刀和导向。 （1）对刀 调整刀具切削刃相对工件或夹具的正确位置。如铣床夹具中的对刀块，它能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置。 （2）导向 如钻床夹具中的钻模板的钻套，能迅速地确定钻头的位置，并引导其进行钻削。导向元件制成模板形式，故钻床夹具常称为钻模。镗床夹具（镗模）也具有导向功能。第3章 铣槽夹具设计为了提高劳动生产，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。下面即为铣床夹具铣25.4槽的专用夹具，本夹具将用于X52K立式铣床。3.1设计要求 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

11、。3.2夹具设计3.2.1 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，采用一面加上2个V形块定位，其中一个固定V形块，另外一个是活动V形块。准备采用手动夹紧。3.2.2 切削力及夹紧力的计算（1）刀具： YG6铣刀 机床： 铣床 由3 所列公式 得 查表 9.48 得其中： 修正系数 z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。安全系数 K=其中：为基本安全系数1.5 为加工性质系数1.1 为刀具钝化系数1.1 为断续切削系数1.1 所以 （2）夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 其中f为夹紧面上的摩擦系数，取 F

12、=+G G为工件自重 夹紧螺钉： 公称直径d=20mm，材料45钢 性能级数为6.8级 螺钉疲劳极限： 极限应力幅：许用应力幅：螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 s=2.54 取s=4 得 满足要求 经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠， 使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力。3.3定位误差的分析 制造误差ZZ （1）中心线对定位件中心线位置精度. 取.（2）V型块同轴度误差（查表P297）故，则.知此方案可行。3.4 定向键与对刀装置设计定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台T形槽的配合，使夹具上定

13、位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。定向键可承受铣削时产生的扭转力矩，可减轻夹紧夹具的螺栓的负荷，加强夹具在加工中的稳固性。根据GB220780定向键结构如图所示： 图3.1 夹具体槽形与螺钉根据T形槽的宽度 a=18mm 定向键的结构尺寸如表3.1：表3.1定向键BLHhD夹具体槽形尺寸公称尺寸允差d允差公称尺寸允差D180.0120.03525124124.518+0.0195对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的相对位置。由于本道工序是完成零件槽精铣加工，所以选用直角对刀块。根据GB224380侧装对刀块的结构和尺寸如图3.2所示： 图3.2对刀块塞尺选用平塞尺

14、，其结构如图3.3所示： 图3.3 平塞尺塞尺尺寸参数如表3.2：表3.2 塞尺公称尺寸H允差dC30.0060.253.5 夹具设计及操作的简要说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为夹具选择了压紧螺钉夹紧方式。本工序为铣切削余量小，切削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。本夹具的最大优点就是结构简单紧凑。夹具的夹紧力不大，故使用手动夹紧。为了提高生产力，使用快速螺旋夹紧机构。3.6 确定夹具体结构尺寸和总体结构夹具体设计的基本要求（1）应有适当的精度和尺寸稳定性夹具体上的重要表面，如安装定位元件的

15、表面、安装对刀块或导向元件的表面以及夹具体的安装基面，应有适当的尺寸精度和形状精度，它们之间应有适当的位置精度。为使夹具体的尺寸保持稳定，铸造夹具体要进行时效处理，焊接和锻造夹具体要进行退火处理。（2）应有足够的强度和刚度 为了保证在加工过程中不因夹紧力、切削力等外力的作用而产生不允许的变形和振动，夹具体应有足够的壁厚，刚性不足处可适当增设加强筋。（3）应有良好的结构工艺性和使用性夹具体一般外形尺寸较大，结构比较复杂，而且各表面间的相互位置精度要求高，因此应特别注意其结构工艺性，应做到装卸工件方便，夹具维修方便。在满足刚度和强度的前提下，应尽量能减轻重量，缩小体积，力求简单。（4）应便于排除切

16、屑在机械加工过程中，切屑会不断地积聚在夹具体周围，如不及时排除，切削热量的积聚会破坏夹具的定位精度，切屑的抛甩可能缠绕定位元件，也会破坏定位精度，甚至发生安全事故。因此，对于加工过程中切屑产生不多的情况，可适当加大定位元件工作表面与夹具体之间的距离以增大容屑空间：对于加工过程中切削产生较多的情况，一般应在夹具体上设置排屑槽。（5）在机床上的安装应稳定可靠夹具在机床上的安装都是通过夹具体上的安装基面与机床上的相应表面的接触或配合实现的。当夹具在机床工作台上安装时，夹具的重心应尽量低，支承面积应足够大，安装基面应有较高的配合精度，保证安装稳定可靠。夹具底部一般应中空，大型夹具还应设置吊环或起重孔。

17、确定夹具体的结构尺寸，然后绘制夹具总图。详见绘制的夹具装配图。结 论通过研究和分析零件图纸制定了合理的工艺设计过程中，这种方法在理论上是可能的，和表面粗糙度位置，尺寸精度图纸之类的可以更好的满足。同时还具有良好的经济性。随着以改进过程的图也是典型的流程进行专用夹具设计，夹具设计，我们始终遵从设备和实际情况设计的基本原则，使局部优化和整体融合。通过对固定玻管压下机加工艺及工装的设计，通过加工工艺及工装设计，我学会进行了更广泛的培训以前，专业知识和技能的理论基础，我训练严谨的科学态度，独立分析和解决问题的能力和创新精神。在设计和论文写作，由于学生谁难免会出现一些缺点和不足，并督促学生和老师批评指正数量有限。尽可能简化结构和模具夹具自动化功能。通过这个设计，我完全支持，需要先进的软件来学习认识，先进的软件可以提高效率和降低成本的设计师的时间。本文设计，老师给了我很多的指导和启发，尤其是对谁教治学严谨和耐心，让我可以完成这个设计的教师。通过这一过程设计，我理解的一般原则和设计工艺路线大多零件和深化机械制造加工过程