夾具課程設(shè)計(jì)減速箱軸鍵槽銑床夾具設(shè)計(jì)

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1、 目 錄 前言 1 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 2 一、設(shè)計(jì)思想和方案對(duì)比 3 1.1設(shè)計(jì)思想 3 1.2定位夾緊方案對(duì)比選擇 3 1.3對(duì)刀裝置選擇 5 1.4夾具體選擇 5 二、定位分析與定位誤差計(jì)算 5 2.1定位分析 5 2.2定位誤差計(jì)算 5 三、對(duì)刀及導(dǎo)引裝置設(shè)計(jì) 6 四、夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與夾緊力計(jì)算 6 4.1夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 6 4.2夾緊力計(jì)算 6 五、夾具操作說(shuō)明 7 心得體會(huì) 8 參考文獻(xiàn) 9 裝配圖級(jí)零件圖 （見(jiàn)附圖） 機(jī)械設(shè)計(jì)（減速箱軸鍵槽銑床夾具設(shè)計(jì)）

2、 前 言 通過(guò)機(jī)床工藝及夾具設(shè)計(jì)，匯總所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)如一體(如《公差于配合》、《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》、《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》等)。讓我們對(duì)所學(xué)的專(zhuān)業(yè)課得以鞏固、復(fù)習(xí)及實(shí)用，在理論與實(shí)踐上有機(jī)結(jié)合，使我們對(duì)各科的作用更加深刻的熟悉與理解，并為以后的實(shí)際工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)！ 設(shè)計(jì)的目的： 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì),是在學(xué)完機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)及夾具設(shè)計(jì)原理課程，取得感性知識(shí)后進(jìn)行的一項(xiàng)教學(xué)環(huán)節(jié)；在老師的指導(dǎo)下，要求在設(shè)計(jì)中能初步學(xué)會(huì)綜合運(yùn)用以前所學(xué)過(guò)的全部課程，并且獨(dú)立完成的一項(xiàng)工程基本訓(xùn)練。同時(shí)，也為以后搞好畢業(yè)設(shè)計(jì)打下良好基礎(chǔ)。通過(guò)課程設(shè)計(jì)達(dá)到以下目的： 1、能熟練的運(yùn)用機(jī)械制

3、造技術(shù)基礎(chǔ)的基本理論和夾具設(shè)計(jì)原理的知識(shí)，正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及合理制訂工藝規(guī)程等問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。 2、通過(guò)對(duì)零件某道工序的夾具設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)工藝裝備設(shè)計(jì)的一般方法。通過(guò)學(xué)生親手設(shè)計(jì)夾具（或量具）的訓(xùn)練，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力。 3、課程設(shè)計(jì)過(guò)程也是理論聯(lián)系實(shí)際的過(guò)程，并學(xué)會(huì)使用手冊(cè)、查詢相關(guān)資料等，增強(qiáng)學(xué)生解決工程實(shí)際問(wèn)題的獨(dú)立工作能力。 4、培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和獨(dú)立工作的能力，為畢業(yè)后走向社會(huì)從事相關(guān)技術(shù)工作打下良好的基礎(chǔ)。 《機(jī)械制造綜合課程設(shè)計(jì)》 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 設(shè)計(jì)題目：減速箱軸鍵槽銑床夾具

4、 設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)槽寬和鍵槽的銑床夾具 生產(chǎn)類(lèi)型：中批量生產(chǎn) 毛坯類(lèi)型：模鍛件 設(shè)計(jì)內(nèi)容：1、繪制產(chǎn)品零件圖 2、確定定位及夾緊方案 3、繪制夾具總裝圖 4、繪制夾具零件圖 5、編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 說(shuō)明： 進(jìn)行本工序前，定位基準(zhǔn)和外圓已加工達(dá)到要求。 工序加工要求： 1、 鍵槽寬分別為和，深度分別為和； 2、 鍵槽中心平面與軸頸中心線的平行度誤差為，對(duì)稱(chēng)度誤差為。 一、設(shè)計(jì)思想與不同方案對(duì)比 1.1設(shè)計(jì)思想 設(shè)計(jì)前

5、先要明確工件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)，它是夾具總體方案確定的依據(jù)之一，它決定了夾具的復(fù)雜程度和自動(dòng)化程度。如大批量生產(chǎn)時(shí)，盡量采用快速、高效的定位、夾緊機(jī)構(gòu)和動(dòng)力裝置，提高自動(dòng)化程度，符合生產(chǎn)節(jié)拍要求。在中、小批量生產(chǎn)時(shí)，夾具應(yīng)有一定的可調(diào)性，以適應(yīng)多種工件的加工。 設(shè)計(jì)中要考慮機(jī)床夾具應(yīng)滿足的基本要求，包括以下幾個(gè)方面： 1﹚保證加工精度。這是必須做到的最基本要求。其關(guān)鍵是正確的定位、夾緊和導(dǎo)向方案，夾具制造的技術(shù)要求，定位誤差的分析和驗(yàn)算。 2﹚夾具的總體方案應(yīng)與年生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)。 3﹚安全、方便、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。機(jī)床夾具要有工作安全性考慮，必要時(shí)加保護(hù)裝置。要符合工人的操作位置和習(xí)慣，要有合適

6、的工件裝卸位置和空間，使工人操作方便。大批量生產(chǎn)和工件笨重時(shí)，更需要減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度。 4﹚排屑順暢。機(jī)床夾具中積累切屑會(huì)影響到工件的定位精度，切屑的熱量使工件和夾具產(chǎn)生熱變形，影響加工精度。 5﹚機(jī)床夾具應(yīng)有良好的強(qiáng)度、剛度和結(jié)構(gòu)工藝性。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)時(shí)，要方便制造、檢測(cè)、調(diào)整和裝備，有利于提高夾具的制造精度。 根據(jù)所給的零件圖，設(shè)計(jì)銑直徑為和的兩個(gè)鍵槽的夾具。依次選擇確定定位、夾緊、導(dǎo)向、夾具體的方案。 1.2定位、夾緊方案的比較選擇 工件在夾具中的定位是通過(guò)工件上的定位基準(zhǔn)表面與夾具的定位元件的工作表面接觸或配合來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此設(shè)計(jì)中選用的定位方法與定位元件的具體結(jié)構(gòu)

7、應(yīng)與工件的定位基準(zhǔn)表面相適宜。 夾緊方案的確定 夾緊力方向原則： 1）夾緊力的作用方向不應(yīng)破壞工件的既定位置； 2）夾緊力的作用方向應(yīng)使所需夾緊力盡可能??； 3）夾緊力的作用方向應(yīng)使工件的夾緊變形最小。 夾緊作用點(diǎn)原則： 1）夾緊里的作用點(diǎn)應(yīng)正對(duì)夾具定位支撐元件或位于支撐元件所形成的穩(wěn)定受力區(qū)域內(nèi)，以免工件產(chǎn)生位移和偏轉(zhuǎn)； 2）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)正對(duì)工件剛性較好的部位上，以使夾緊變形盡可能少，有時(shí)可采用增大工件受力面積或合理分布夾緊點(diǎn)位置等措施來(lái)實(shí)現(xiàn)； 3）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近工件的加工表面，以保證夾緊力的穩(wěn)定性和可靠性，減少工件的夾緊力，防止加工過(guò)程中可能產(chǎn)生振動(dòng)。

8、根據(jù)以上要求，考慮加工零件的特點(diǎn)及定位方式，確定定位及夾緊方式。 工件是減速器的一個(gè)軸，根據(jù)六點(diǎn)定位原理，要對(duì)軸的外圓定位，以及軸向定位和限制工件繞軸旋轉(zhuǎn)。對(duì)外圓柱面定位時(shí)，常用的定位元件有V形塊、定位套以及半圓套等。我選擇用V形塊對(duì)外圓定位，以A面為第一基準(zhǔn)面 ，用支承釘進(jìn)行定位，用壓板夾緊，螺旋夾緊工件，以及限制工件繞軸旋轉(zhuǎn)。我有兩種方案： 方案一：以第一、第四段圓柱面作為第二、第三定位基準(zhǔn)面，分別用兩個(gè)V形塊進(jìn)行定位，并用壓板夾緊 。 方案二：以第三、第五段圓柱面作為第二、第三定位基準(zhǔn)面，分別用兩個(gè)V形塊進(jìn)行定位，在第四段圓柱面用壓板夾緊。 方案分析比較：第二方案中，

9、定位的V形塊既可以對(duì)工件定位，也可以在銑鍵槽時(shí)對(duì)兩端軸起到支撐作用，但此方案結(jié)構(gòu)相對(duì)一方案要復(fù)雜，不易拆裝，而且以圓柱和V形塊組合定位時(shí)，要受到外圓加工精度的影響，由于外圓表面系毛坯鑄件不能保證工件的加工要求；而第一方案兩段圓柱面已加工達(dá)到要求，故加工精度能得到保證，而且結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。所以選擇第一方案。 1.3對(duì)刀裝置的選擇 因?yàn)榇斯ば驗(yàn)殂婃I槽，故選用直角對(duì)刀塊。對(duì)刀裝置是由對(duì)刀塊和塞尺構(gòu)成。塞尺用于檢查刀具與對(duì)刀塊之間的間隙，避免刀具與對(duì)刀塊直接接觸。 1.4夾具體的選擇 用來(lái)安裝和固定定位元件，夾緊機(jī)構(gòu)和鉆模板的實(shí)體。具體大小根據(jù)整個(gè)機(jī)構(gòu)的大小而調(diào)整，要保證機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定水平，所以形位

10、公差會(huì)有較嚴(yán)格的要求。在設(shè)計(jì)夾具體時(shí)要考慮夾具上各組成件的分布情況、工件的形狀、尺寸以及加工性質(zhì)等。對(duì)各個(gè)面的要求見(jiàn)零件圖，夾具體通過(guò)安裝在夾具體上的定向鍵進(jìn)而與銑床的工作臺(tái)連接，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)夾具的固定。定位鍵用沉頭螺釘固定在夾具體地面的縱向槽中，我使用四個(gè)進(jìn)行固定。具體夾具體的結(jié)構(gòu)如圖。 二、定位分析與定位誤差計(jì)算 2.1 定位分析：根據(jù)工序圖上的要求。要保證距離軸臺(tái)階面尺寸5mm，關(guān)于軸中心對(duì)稱(chēng)度0.04mm；鍵槽深度尺寸分別為和；平鍵槽長(zhǎng)度70mm和60mm，鍵槽寬度18mm和14mm。前兩項(xiàng)是靠工件在夾具中定位來(lái)保證的；后三項(xiàng)分別是靠小拖板運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)和鍵槽銑刀(定尺寸刀具)來(lái)保

11、證的。 2.2 定位誤差的計(jì)算：機(jī)械加工中，產(chǎn)生加工誤差的原因很多。在這些因素中，有一項(xiàng)因素與機(jī)床夾具有關(guān)。使用夾具時(shí)，加工表面的位置誤差與夾具在機(jī)床上的對(duì)定及工件在夾具中的定位密切相關(guān)。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中各項(xiàng)加工誤差之總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。 式中為與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差；為與工序中除夾具外其他因素有關(guān)的誤差；為工序公差。由式可知，使用夾具加工工件時(shí)，應(yīng)盡量減小與夾具有關(guān)的加工誤差，在保證工序加工要求情況下，留給加工過(guò)程中其他誤差因素的比例大一些，以便較易控制加工誤差。 與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示： 由上式可知，正確地計(jì)算出工

12、件在夾具中的定位誤差和減小其他各項(xiàng)誤差，是設(shè)計(jì)必須認(rèn)真考慮的重要問(wèn)題。 定位誤差是指工序基準(zhǔn)在加工方向上的最大位置變動(dòng)量所引起的加工誤差。設(shè)計(jì)的夾具要從分考慮此定位方案的定位誤差的大小是否在允許的范圍內(nèi)。一般定位誤差應(yīng)控制在工件允許誤差的1/5~1/3之內(nèi)。 由定位基準(zhǔn)和外圓查表可知：尺寸為 和，則公差分別為和。 定位誤差為，其中 ，則，，滿足條件。 三、對(duì)刀及導(dǎo)引裝置設(shè)計(jì) 對(duì)刀裝置是由對(duì)刀塊和塞尺構(gòu)成。直角對(duì)刀塊用于加工鍵槽，塞尺用于檢查刀具與對(duì)刀塊之間的間隙，避免刀具與對(duì)刀塊直接接觸。由于對(duì)刀塊與塞尺都已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，則選用直角對(duì)刀塊和對(duì)刀平塞尺。 四、 夾緊

13、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與夾緊力計(jì)算 4.1夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 對(duì)此工件的銑削加工，我所采用的是螺旋與壓板組合實(shí)現(xiàn)夾緊工作的夾緊機(jī)構(gòu)，而且我擬定采用的是手動(dòng)夾緊，此夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，夾緊可靠，通用性大。夾緊方案的初步確定如右圖所示（局部圖）： 4.2夾緊力的計(jì)算 初步選定壓緊螺母的尺寸為，選擇銑刀尺寸為直徑和的銑刀，齒數(shù)。 計(jì)算切屑力：根據(jù)刀具用高速鋼，工件材料為可鍛鑄鐵，則切削力為 其中為在用高速鋼銑刀銑削時(shí)，考慮工件材料及銑刀類(lèi)型的系數(shù)，其值取294；為銑削深度，按18mm的鍵槽來(lái)算，取7mm；由的銑刀，查得，銑削速度，每分鐘進(jìn)給量，由銑刀轉(zhuǎn)速，，得到；；為切削寬度，取10；為用高速鋼

14、銑削時(shí)，考慮工件材料機(jī)械性能不同的修正系數(shù)，取0.9。計(jì)算得切削力。 對(duì)于V形塊定位壓板夾緊方案，為防止工件移動(dòng)而需要的夾緊力為： 其中，為安全系數(shù)，取2.4。和分別為工件與壓板間的軸向摩擦因數(shù)和工件與V形塊的軸向摩擦因數(shù)，取為0.4。則計(jì)算得需要的夾緊力。 根據(jù)公式：可知直徑為20mm的螺桿和m20的螺母夾緊力為7870N，因?yàn)?故能滿足夾緊力的要求。 由于工作狀態(tài)原因，切削力與夾緊力在空間上是相互垂直的。螺母提供的夾緊力足以?shī)A緊，故無(wú)須驗(yàn)算。 五、 夾具操作說(shuō)明 在加工前，需要先將夾具安裝在銑床上的正確位置，夾具在銑床上的安裝是通過(guò)夾具體上安裝基面與銑床上相應(yīng)表面的

15、接觸和配合實(shí)現(xiàn)的。銑床夾具通過(guò)定位鍵與銑床工作臺(tái)T形槽的配合來(lái)確定夾具在機(jī)床上的方位。為方便夾具在工作臺(tái)上固定，夾具體上設(shè)計(jì)有耳座，兩端各設(shè)置兩個(gè)耳座。 壓板通過(guò)鉸連接固定在夾具體上，可以通過(guò)鉸連接以連接點(diǎn)為中心做圓周運(yùn)動(dòng)。螺桿固定在壓板活動(dòng)的另一端的夾具體上，壓板上開(kāi)有孔，可以使之穿過(guò)螺桿，并可以以螺母夾緊固定。動(dòng)作過(guò)程如下：工作時(shí)，將壓板打開(kāi)，把工件放在兩個(gè)V形塊上，軸的一端頂在支承釘上，確定好工件的準(zhǔn)確位置，然后將壓板壓下，先裝入壓塊，再用壓緊螺母進(jìn)行夾緊。這時(shí)銑刀在進(jìn)行對(duì)刀后，就可以對(duì)工件進(jìn)行加工，銑鍵槽，換刀，完成銑床銑兩個(gè)鍵槽的工序。 本夾具操作簡(jiǎn)單，省時(shí)省力，裝卸工件時(shí)只需靠

16、壓板緊定螺栓的松緊即可輕松實(shí)現(xiàn)。 心 得 體 會(huì) 通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，使我對(duì)機(jī)械裝備課程有了更進(jìn)一步的了解。裝備在現(xiàn)在工業(yè)中有著重要的作用。當(dāng)然，我們現(xiàn)在對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)只不過(guò)時(shí)一個(gè)初步的了解，這門(mén)課程還有更多的知識(shí)等著我們?nèi)W(xué)習(xí)，在這一次課程設(shè)計(jì)里，我學(xué)會(huì)了一些機(jī)械設(shè)計(jì)的最基本的理論，同時(shí)也對(duì)機(jī)械裝備產(chǎn)生了濃厚的興趣。 機(jī)械設(shè)計(jì)貫穿設(shè)計(jì)、制造、使用、維護(hù)的整個(gè)過(guò)程，設(shè)計(jì)時(shí)的疏忽總會(huì)在這些方面反映出來(lái)，方案成功與否很容易判斷。 通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我能夠熟練運(yùn)用CAD、CAXA、UG等軟件，在這次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我發(fā)現(xiàn)自己還有很多不足之處，在設(shè)計(jì)和計(jì)算過(guò)程中也出現(xiàn)了各種

17、各樣的錯(cuò)誤，在同學(xué)和老師的幫助下也都盡量改正了，雖然還存在或多或少的問(wèn)題，這也是我今后努力的方向，我會(huì)繼續(xù)努力學(xué)習(xí)，來(lái)豐富自己的知識(shí)。 雖然過(guò)程中我們遇到了遇到困難，但是在老師的指點(diǎn)下，同學(xué)們都的十分的努力。我們把我們所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到現(xiàn)實(shí)中來(lái)了，這對(duì)同學(xué)們加深對(duì)課本知識(shí)的理解很有好處。同時(shí)學(xué)會(huì)了對(duì)于不同的待加工原件，設(shè)計(jì)不同的夾具，對(duì)于夾具的各種標(biāo)準(zhǔn)件學(xué)會(huì)了如何查標(biāo)準(zhǔn)件手冊(cè)、如何使用它們。這些都是在老師的幫助下，我們才能完成的。在此衷心感謝老師們的幫助！ 參 考 文 獻(xiàn) ［1］張世昌，李旦，高航等．機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)［M］．北京：高等教育出版社，2007.5 ［2］余承輝，姜晶等．機(jī)械制造工藝與夾具[M]．上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社。2010.7 ［3］關(guān)慧貞，馮辛安等．機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)（第3版）[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.11 ［4］陳立德．機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)[M]．北京：高等教育出版社，2009.5 9