轴键槽铣削夹具的设计任务书

1、典型机械零件加工工艺及实施课程夹具设计任务书题目设计“轴键槽铣削夹具”零件图1张夹具装配图1张夹具零件图3张说明书1份零件图参考资料2. 7夹具设计方法夹JU殳汁一般圧在零件的机械加匸丁艺过程制定之肩按照某-匸佯的Hr体 箜求进行*制定工艺过程应充分号虑夹具实现的可能桝S而设汁夹具小h如右必 要也可以对T艺过程捉出修改意见。夹具的设计质虽的高低应以能否稳定地保 证匸件的加1：质生产效率高成本低屑方便.操作安全省力和制造.维护容 易尊为衡量指标°2. 7. 1 夹具设计的方法和步骤夹貝设计是I:艺装备设计中的-个豆要组成部分是保证产骷质址和捉拓劳 动生产率的一项電要技术措施为获得址佳的

2、设计方案设计人员必须遵循F 述方法和步骤进行。1. 研究分析原始资料明确设计任务(1仔细研究零件图和技术条件。(2) 了解工件的工艺规程和本匚序的具体要求槽(3) r解所使用机床的规格、性能精度以及与夹貝连接部分结构的联系尺卜(4) 了解所使用刀JV就具的规格。(5) 了解零件的生产纲领、投产批駅以及生产组织等冇关何题。(6) 了解夹具制造乍间的生产条件和技术现状(7) 球冬好设i|艾夙川前各种标准工艺规立、典型克具图册和有)C求！I的设 计指导资料等.2. 确定夹具的结构方案在广泛收集和研究右关资料的基础3着手拟定夹典的结构方案卞要包括：机械制造工艺（1）根据工艺的定位原理呦定工件的定位方式

3、选择定位元件.（2）确定工件的夹紧方案和设计夹紧机构<3）确定夹人的其他组成部分如分度装过、对刀块或引元件、微州机恂等。（4）协调各元件.装蚩的布耐确定夹具体的总体结构和尺寸 在确定方案的过程中会冇各种方案供选择但应从精度和成本的角度出发.选择一个最合理疑简单的方案。3. 绘制夹具总绘制夹具总图应遵循国家制图标准绘图比例应尽lit取1 2 1以便使所绘制的夹具总图具有良好的直观性。当工件校大时可用1*2或5的比例图形 尺寸较小时则可用2 T或5 T的比例。图形的视图投影剖面应尽量少但必须 能够淸绘地丧达夹具各部分的结构。主视图的选择应与夹具在机床匕实际.作时 的位實郴符.绘制总图的顺疗：

4、是前先用収点划线绘出工件轮廓外形和主要表而的儿个视 图把工件轮魔线视为"透明体J并用网纹线表示岀加工余最。然后围绕工件的几 个视图依次绘岀定位、导向、夹紧、传动装置等的具体结构最后绘制岀夹具体及 连接元件把夹具的各组成元件和装置连成一体。夹具总图上,还应阿出零件明细表和标题栏占明夹具名称及零件明细表上所 规定的内容.4. 确定并标注有关尺寸及技术条件1）夹具总图上标注的五类尺寸（1）夹具的轮廓尺寸:即夹具的氏宽、高尺寸.若夹具上有可动部分应包括 可动部分极限位置所占的空间尺寸。（2）E件与定位元件的联系尺寸:常指工件以孔在心轴或定位舖上（或工件以 外圆在内孔中）定位时工件定位表面与夹

5、兵上定位元件间的配合尺寸（3）夹具与刀具的联系尺寸:用来确定夹具上对刀导引元件位置的尺寸。对 丁铳、刨床夹具是指对刀元件与定位元件的位富尺寸；对于钻、倬床夹具则是指 钻（铢）套与定位元件间的位置尺寸钻（镌）企之间的位骨尺寸以及钻（偉）套与刀 具导向部分的配合尺寸等。（4）夹具内部的配介尺寸:它们与工件、机床、刀具无关主耍是为了保证夹具 装置后能满足规定的使用要求。（5）夹具与机床的联系尺寸:用于确定夹具在机床I：正呦位置的尺寸.对F 车、磨床夹具主要是指夹具与卞轴端的配合尺寸;对于铁、创床夹貝"则是指夹具 上的定向键与机床工作台上的T型槽的配合尺寸。标注尺寸时常以夹具上的定 位元件作

6、为柿互位蛙尺寸的基准。上述尺寸公差的确定可分为两种悄况处理:一是夹貝上定位元件之间，对力、 导引元件之间的尺寸公是，吃接对工件上相应的加匸尺寸发牛彫响囚此可根据工62第2章 工件的装夹与夹具基础件的加工尺寸公差确定一般可取工件加工尺寸公差的1/51/3。二是定位元件 与夹貝体的配合尺寸公差，夹紧装置各组成零件间的配合尺寸公差等则应根据贰 功用和装配要求，按一般公差与配合原则决定。2）应标注的技术条件在夹具总图上应标注的技术条件（位置粘度要求）有以 下几个方面：（1）定位元件之间或定位元件与夹其体底面间的位置要求，英作用是保证工 件加工面与工件定位羞准面间的位置蒂度。（2）定位元件与连接元件（或

7、找正基面）间的位置要求。（3）对刀元件与连接元件（或找正基面）间的位置要求。（4）定位元件与导引元件的位置要求。（5）夹具在机床上安装时位置精度要求。匕述技术条件是保证工件相应的加工要求所必需的其数试应取工件相应技 术要求所规定数值的1/51/3。当匸件没注明要求时夹具上的那些主要元件间 的位置公差可以按经验取为（100 : 0. 05）-（100 : 0.02）mm,或在全氏上不大于0.030 05 mm。5. 绘制夹具零件夹具总图绘完后只是设计任务完成了一部分要把所设计的夹具加出来 还应把总图中的各零、部件绘成零件图（标准件除外）以便按着冬件图去加匚然垢组装成所设计的夹具.零件图应严格遵照

8、所规定的比例绘制。视图、投影应完整尺寸要标注齐全 所标注的公差及技术条件应符合总图要求加丁精度及表面比洁度应选择合理.在夹具设计图样全部完毕后设计工作并不就此结束。因为所设计的夹具还 行侍于实践和验证。经试用后，有时还耍对原设计作必要的修改.因此设计人员 最好能参与夹具的制造、装配.鉴定和使用的全过程。通过实践发现问题及时总 结、修改和完荐2. 7.2案例轴键槽铳削夹具1. 设计任务（1）设计碱速器轴键槽铳削夹具（2）加匸工件零件图如图2-67所示.（3）生产类型:中批曲生产。（4）毛坯:模锻件。 工艺内容:本工序在06Or6和045r6两处分别铁削键槽，工序图如图2-68所示。在进行本工序前

9、定位基准055k6和055（7外圆已加工达到图纸技术要 求。该工序所用设备为X53T型立式升降台铳床,刀具选择标准键槽饶刀木T.序 选用C14e8和018e8键槽铳刀。63机械制造工艺Z 0 025005/0015JH005/100D0 04/100D£ oe o.O2|L找术夔求1. 走火IIB170 217：2. 术注创角2K4、：3. 木注鬪角半径Ll.5图267减速器轴零件图0.05/100I)0 04/1")1)0 05/100c-=-0.04/l(X)c图2儁减速器轴铳镇管工庠图-64第2章工件的装夹与夹具基础（6）工序的加工要求：键槽宽分别为18 X.or,

10、mm和14 一韻口 mm；键槽深度分 别为534.2 mm和39.5肌mm；键槽中心平面与轴颈中心线的平行度谋差为 005/100,对称度误差为0. 04/100.2. 设计步骤1）夹具类型的选择由于该匸件生产为中批尿生产且工件体枳小结构不复杂从经济耐用的要 求考虑本工序加工夹具不宜太复杂，口动化程度不宜太高。故拟定选用简单的V 形块定位螺旋压板夹紧机构。2）定位装置的设计（1）定位方案的确定。方案一：以055k6外圆表面口定心三爪卡盘与活动顶尖定位，限制X.Y.X.Z四个n由度。这种定位方案无法保证轴向尺寸精度再由丁夹紧力方向与切削力方向不一致，切削力远离定位支撑面夹紧不稳定如图269所小。

11、图2-69定位方案图一方案二T.件以外圆和端面在V形块上和止动定位销定位限制 五个自由度。由于V形块定位粘度离工件轴向位置用止动定位销定位能保证 加工精度.另外夹紧力方向与切入方向（垂直进刀）一致且夹紧力在主要定位支 撑面内定位夹紧可靠如图270所示.从以上两个方案比较来看方案二明#地 优于方案一 故采用方案二作为本工序的定位方案。图27U定位方案图二 定位溟差分析.选用标准V形块定位，不汁其制造误差所以丁件采用65机械制造工艺055k6与055(7两外圆农面定位时，只冇定位基准面的制造误必逍成丁件定位中心 偏移产生搖准位移谋差而且方向不定,Ft!此可知：恂=0 世=0zIyi = 0. 70

12、7凡 =0 013(mm)y2 = 0 707九，=0.021 (mm)*暂虑到定位基准血制造时的尺寸公差.圆柱度误差、圆跳动误差等随机误差综 介因素的影响所以川概率叠加法计算基准位移误左：心=/0.0132 +0. OO52 + 0. 01 52 = 0. 02 0 4(mm)勺=厶；2 = ° 021 (mm)由此町知两定位基准沿Z轴方向最大位移分別为0. 0204 mm和()021 mm» 并n彩响具锥槽深度方向的尺寸精度。匸序尺寸53壮公差:靳=020(mm)工序尺t 39. 5暑z公差:& =0. 20(mm)n = Ayi = 0 020 4 V 占=0

13、 067 mm,0O|e = g =。 021 < 珏=0. 067 mm故采用此定位方案精度足够。3夹紧装買设计1) 夹紧机构根据该产品是中批试牛产因此夹具的夹紧机构也同样不宜太复杂口动化程 度也不能太高采用螺旋压板夹紧机构采用M12螺栓作为夹具夹紧螺栓。2) 夹紧力的计算根据理论力学的力平衡理论夹紧摩擦力矩应与铳削力矩平衡，即M.=M切。 (1)铳削力矩“切的计算。根据切削用址简明手册得：Fz = Gw严“严/严6么忆其中(4 = 68. 2 九= 1&Z=4设:尙=0 15«Up= 7. 25所以 Fz =CnaV2daPZ68. 2X18° *X0.1

14、5°72 X 18° *X7. 25X4=4 942(N)切削力矩 M切一& 号=4 942X0. 009-44.48(N m) 夹紧力的计算.由V形块定位夹紧力计算公式得sina/21 + sina/2注：艾兴川诗纲.切剧用简明于册M北京:机械匸业岀版HU993. 66 一第2章工件的装夹与夹具基础取 K=20./=0 25得 Fwka=4 912 69(N)山于该夹具采用双圧板夹紧机构故毎支压板只承受总夹紧力的一半所以每 根夹紧螺栓所承受的夹紧力，Fwk = 2 456. 35( N)(3)选择夹紧螺栓宜径。根据夹紧力方向和作用点的选择原则依照方案二. 选用两只

15、M12X15O缥栓作为夹紧螺栓.11軽于工件的同一侧铳削键槽垂直进刀 时切削力E与夹紧力Fwx方向相同Ji和尸毗分別作用在定位支撐人和 A V 形块上(如图270所示).切削扭矩M切使件转动。为防止.件发生转动夹具 夹紧机构应有足够的靡擦力更与之平衡。铳削时若两压板与工件接触处的摩擦力矩忽略不汁铳削第一个键槽切入嚴 深处时轴向力最大为最不利因素.假若作用在P点(如图2 71所示)，将此处作 为验算依据，在垂査于铳刀轴线平面内根据力矩平衡原理，对支点B取爪即 X Mu = O设Mb为顺时针方向Mm + Mb Ma = 0Mb = 0, AB = 200, M 切=M,得：Fwa = 2224(N

16、).又根据图2 72,由力矩平衡原理得M& + Mai = 0M.2 = o» M. = Mai得:Fwka = 556(N)p即A处螺栓碍要承受556 N的夹紧力当螺栓戌径为12 mm时带手柄幌母夹 紧达3 510 N.远远大于所需夹紧力故选用M12X15O螺栓作为夹紧螺栓安全可靠。er丄AH十k200图271铳削受力图272央紧力4. 绘制夹具结构总图 夹貝总装图如图273所小。67机械制造工艺*e1S68第2章工件的装夹与夹具基础5. 确定夹具体技术要求和有关尺寸、公差配合(1)V形块安装基面与夹具体底座接合表面平面度误弟0. 02 mme(2) V形块轴线与导向定位键

17、中心平面平行度100 mm内为0.05/mm对称度在100 mm内为004/mm。(3) 止动定位销定位面与夹具体安装肤面的垂直度001 mm.(4) V形块与夹具体底用装合定位销公差配介H7/E。(5) 导向定位键与夹具体底座装配取18H7/h9°6. 夹具精度分析 与尺寸53伫和395訂有关的精度分析。要保证53訂Hl 39.5 尺寸 方向的箱度必须控制夹貝均铳床丁作台在亚11方向的安装i貝差和V形块与火具 体底座安装谋差，以及垂恵方向位移谋差4和4。如图274和图275所示的 安装形式。图274 、形块与夹具体安裟示意图图275定位导向置与铳床工作台安装图山此可知引起比安装误差

18、的是V形块安装半面与底常上接触平|仙和火R体 底座下平面与机床丁作台面的Y面度谋差即S与加共同作用的结果。由 j Jai=0 02=0 0204<生=0 021 况= = £x02=0 067(mm)3d($因此 = Am + Aaz + Ayz = 0 02 + 0. 02 + 0.021 =0.061 (nun) <皿一 0 067 mm故夹具满足设计要求。(2) 定位导向键中心平面与工件轴心线平行度误差和对祢度谋差的分析若 忽略V形块本身定位误差的影响影响该平行度误是和对称度谋茎的因索则为夹 具体在铳床工作台安装时定位导向键制造谋差由图2 73可知导向定位键与夹 具体公差配合为18H7/h9两键距离为323 mm.繭键槽公差心x =6加=0021两継公差:心=氐=0043键与键槽配合最小间隙:X呗=X2nw =069机械制造工艺根据公式tan=I + 心H Ximin 十几I I &丸 + Xg2L0 021 十 0 043 + 0 021 + 0.043 _ 0022X 323_ 1