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1、河南工业职业技术学院课程设计说明书河 南 工 业 职 业 技 术 学 院工 装 夹 具 课 程 设 计 说 明 书题目： 连 杆 零 件 的 铣 槽 夹 具 设 计 班 级：机制1102姓 名：宋学明专 业：机械设计与制造指导教师：刘旸二零一三年六月II8 w! g/ P0序 言机床夹具课程设计是我们在学完了大学的全部基础课，专业基础课以及专业课后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学的各科课程一次深入的综合性总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在我们的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望通过这次课程夹具设计对自己未来将从事的工作进一步适应性的训练，希望自己在设计中能锻炼自
2、己的分析问题、解决问题、资料的能力，为以后的工作打下良好的基础。由于能力有限，设计尚有很多不足之处，希望各位老师给予指导。目 录/ O/ N. W$ T8 i一、工装夹具设计任41、产品零件图.47 b: H$ z4 0 b2 2 v( n2、产品的重点技术要求分析.4二、工装夹具设计方案的确定.61、基准面的选择.62、定位方式及定位元件的选择.63 |! D Y4 + N( Q2 3、夹紧方式及元器件选择.76 F4 B+ V# j) h! F4、装配方案.8$ G* 4 b0 ?- l, a0 X4 H1 I7 f5、夹具总装结构.87 L4 D6 u3 QD6 Y6 r% kg三、定位
3、误差分析与计算.10四、主要零件设计的说明.111、夹具体.112、定位元件.114 r F/ Z* P$ U4 r3、压紧元件.11 w* Y( U: K2 r$ C) 0 H4、其它元件.112 8 q- m8 N( R: C+ Q# y五、工装夹具的装配要求.12! ! X; - e0 L# s1 b9 I0 e六、工装夹具的使用说明.121、夹具的操作步骤.122、夹具使用注意事项、保养及维护.12* m0 W: C4 b+ u/ n7 p七、本次课程设计小结、体会及建议.13八、参考资料.14/ O/ N. W$ T8 i5 M一、工装夹具设计任务1、产品零件图工件已加工过的大小头孔
4、径分别为42.6+0.1 0mm和14.3 0 -0.1mm，两孔中心距为（570.06）mm，大、小厚度均为14.3 0 -0.1mm。如图1 图一（1）槽宽10+0.2 0mm，槽深3.2+0.4 0mm，表面粗糙度Ra为6.3m。（2）槽的中心线与两孔中心线的夹角为4530，且通过孔42.6+0.1 0的中心。7 b: H$ z4 0 b2 2 v( n2、产品的重点技术要求分析 2.1、选择刀具及切削用量选择高速钢圆柱铣刀，根据槽口要求，选铣刀直径d0=10mm，齿数为8选择切削用量1) ap=5mm ae=3.2mm af=0.1mm2) 决定进给量fz 根据查表取fz=0.10mm
5、/z(1) 选择车刀后到面最大磨损量为0.4mm，刀具寿命为T=120min。(2) 查切削用量简明手册 表3.10，, , 当，查切削用量简明手册 表3.9 修正系数为0.87，所以(3) 实际切削速度和每齿进给量 根据铣床X62W型万能铣床说明书，选择 (4)计算基本工时 tm=Lvf 式中L=+，其中290=180mm，根据切削用量简明手册表3.25，+17mm故 tm=(180+17)/85=1.37min2.2加工要求 在加工槽口时。槽口的宽度由刀具直接保证，而槽口的深度和位置则和设计的夹具有关。槽口的位置包括两方面的要求： （1）槽口的中心面应通过42.6-0.009 -0.025
6、mm的中心线，但没有在工序图上提出，说明此项要求精度较低，因此可以不作重点考虑。（2）要求槽口的中心面和两孔中心线所在的平面的夹角为4510。为保证槽口的深度3.2+0.4 0mm和夹角4510，需要分析与这两个要求有关的夹具精度. 二、工装夹具设计方案的确定1、基准面的选择（夹具体方式的确定）考虑到槽深的公差较大（0.4mm），因此完全可以保证加工精度的要求。同时，这样又可以使定位夹紧可靠，操作方面，所以应选择工件底面为定位基准，采用支承板作定位元件。; R/ j r3 T z+ v, w2、定位方式及元器件选择在槽口深度方面的工序基准是工件的相应端面。从基准的重合的要求出发，定位基准最好选
7、择此端面。但由于要在此断面上开槽，开槽必须朝上，相应的夹具定位势必设计成朝下，这对定位、加紧等操作和加工都不方便。因此，定位基准选在与槽相对的那个端面比较合适。由于槽深的尺寸的公差较大（0.4mm），而基准不重合在成的误差仅为0.1mm，所以这样选择定位基准是可以的。在保证夹角4530方面，工序基准是双孔中心线所在的平面，所以定位元件采用一圆柱销和一菱形销最为简便。由于槽开在大头断面上，槽的中心面应 通过孔42.6+0.1 0mm的中心线，这说明大头孔还是槽口的对称中心面的工序基准。因此，应选择大头孔42.6+0.1 0mm作主要定位基准，定位元件选择圆柱销（限制两个自由度）。而小头孔15.3
8、+0.1 0mm作次要定位基准，定位元件选择菱形销（限制一个自由度），如图2 图23 |! D Y4 + N( Q2 3、夹紧方式及元器件选择根据工件的定位方案，考虑夹紧力的作用点及方向，采用如图3所示的方式较好。因它的夹紧点选在大孔端面，接近被加工表面，从而增加了工件的刚度，切削过程中不易产生振动，工件的夹紧变形也小，加紧可靠。但是，要对夹紧机构的高度加以限制，以防止和铣刀杆相碰。由于该工件较小，批量又不大，为使夹具结构简单，采用了手动的螺旋压板夹紧机构。 图36 F4 B+ V# j) h! F4、装配方案由零件图看出连杆零件每一面都有两对呈90度完全相同额槽，松开移动压板将工件放入夹具中
9、位置如图3示，将移动压板压紧工件进行铣削，铣削完毕松开移动压板旋转工件90度如图3示，再次进行压紧铣削，完后取出工具工件进行下一工件。$ G* 4 b0 ?- l, a0 X4 H1 I7 f5、夹具总装结构连杆零件铣槽夹具总装图1-菱形销； 2-对刀块； 3-定位键； 4-夹具体； 5-圆柱销； 6-连杆工件； 7、9、10-移动压板； 11-挡销；7 L4 D6 u3 QD6 Y6 r% kg三、定位误差分析与计算夹具精度的校核1） 深槽精度的校核影响槽深精度的主要因素如下。 定位误差D。其中，基准不重合误差B=0.1mm，基准位移误差 Y=0，所以D=B=0.1mm。 对刀误差T。槽深的
10、对刀误差等于塞尺厚度的公差。塞尺为3h8，即公差为0.014mm。 夹具的安装误差A。由于夹具定位面N和夹具底面M剪得平行度误差等会引起工件的倾斜，使被加工槽的底面不平行，而影响槽深的尺寸精度。夹具技术要求规定为不大于0.03/100，故工具安装误差影响值为0.015mm。 加工方法误差G。根据实际生产经验，这方面的误差一般可控制在被加工工件误差的1/3范围内，这里取为0.15mm。不考虑夹具误差J,则工件加工总误差为2） 角度尺寸4530的校核定位误差。由于工件定位孔与夹具定位销之间的配合间隙会造成基准位移误差，有可能导致工件两定位孔中心连线对规定位置的倾斜，其最大转角误差为 =arctan
11、 =arctan0.00227=7.8即倾斜对工件45角的最大影响量为7.8。 夹具上两菱形销分别和大圆柱销中心连线的角向位置误差为5，这会影响工件的45角。 与加工方法有关的误差。主要是机床纵向走刀方向与工作台T型槽方向的平行度误差，查阅机床手册，一般为0.03/100，经换算相当于角度误差为1。综合以上三项误差，其最大角度误差为（7.8+5+1）=13.8（应用概率法叠加计算最大角度误差值更小），此值远小于工序要求的角度公差30。结论：从以上所进行的分析和计算来看，本夹具能满足连杆零件铣槽工序的精度要求，因此可以应用。四、主要零件设计的说明1、夹具体夹具的设计应通盘考虑，使各组成部分通过夹
12、具体有机地联系起来，形成一个完整的夹具。从夹具的总体设计考虑，由于铣削加工的特点，在加工中易引起振动，故要求夹具体及其上面组成部分的所有元件的刚度、强度要足够大。夹具体及夹具总体结构参见图8.362、定位元件在保证角度尺寸4530方面，工序基准是两孔的中心线，以两孔为定位基准，不仅可以做到基准重合，而且操作方便。为了避免发生不必要的过定位现象，采用一个圆柱销和一个菱形销作定位元件。由于被加工槽的角度位置是以大孔的中心为基准的，槽的大孔应通过大孔的中心，并与两孔连线成45角，因此应将圆柱销放在大孔上，菱形销放在小孔上，如图3.14所示。工件以一面两孔为定位基准，定位元件采用一面两销，分别限制工件
13、的6个自由度，属完全定位。4 r F/ Z* P$ U4 r3、压紧元件根据工件的定位方案，考虑夹紧力的作用力及方向，采用图3方式，它的夹紧力选在大孔端面，接近被加工面，从而增强了工件的刚度，切削过程不易产生振动，工件夹紧变形小，夹紧可靠。但是，要对夹紧机构的高度进行限制，以防止和铣刀杆相碰。由于该工件小，批量又不大，为使夹具结构简单，采用了手动的螺旋压板夹紧机构。 w* Y( U: K2 r$ C) 0 H4、其它元件当工件绕圆柱销转动到固定位置时，再用定位键菱形销定位，刀具就直接可以通过对刀块加工工件，已达到批量生产的要求。2 8 q- m8 N( R: C+ Q# y五、工装夹具的装配要
14、求1夹紧元件要有足够的刚度和强度，减小铣削时引起振动，保证工件的成品率。2.定位明确，易装夹和拆卸。3.工件转动灵活，便于定位。! ! X; - e0 L# s1 b9 I0 e六、工装夹具的使用说明1、夹具的操作步骤（1）松开7、10移动压板的压紧螺母，将移动压板向外移，再将工件放在夹具体上，由1菱形销、5圆柱销对工件定位，将移动压板向中移动使其压在大孔端面，拧紧压紧螺母将工件夹紧。（2）铣槽后，松开压紧螺母，将移动压板外移，以大孔为中心将工件旋转90度是小孔对准下一菱形销，将移动压板向中移使其压在大孔端面，拧紧压紧螺母将工件夹紧。（3）铣槽后，松开压紧螺母，将移动压板外移，取出工件。2、夹
15、具使用注意事项、保养及维护（1）加工必须严格按照图纸技术要求加工工艺要求进行，一确保工装夹具质量（2）夹具在使用前应清洁定位面，不许积聚污垢和其他锈蚀物，加紧是要求平稳，不使工件移动(3）工装夹具由使用部门进行存放，专业人员管理，便于下次使用。(4)定期检查，调试，以保证夹具的精度.* m0 W: C4 b+ u/ n7 p七、本次课程设计小结、体会及建议通过上述机床夹具设计的实训过程可以看出，进行机床夹具设计是一项实践性很强的工作，需要熟练掌握机床夹具的设计原则、步骤和方法，勤学多练才能掌握。在机床夹具设计过程中，特别要求注意以下几点。（1） 机床夹具是为零件加工服务的，零件加工质量的保证是
16、第一位的。想要做到这一点，首先，必须明确相应的工序的加工要求，条件允许的情况下，可以多考虑几种方案，再进行必要的计算，最终明确满足定位精度要求的、合理的定位和夹紧方案：其次，必须明白定位和夹紧是相辅相成的，仅有正确的定位，没有合理的（夹紧力的大小和方向要合理）夹紧装置，同样无法保证加工质量。（2） 机床夹具是在机床上使用的，要想保证零件与机床刀具之间的正确位置，除了夹具本身的结构设计外，还必须了解各种机床的结构特点，注意夹具与机床的连接方式，保证夹具在机床上的准确定位。（3） 夹具的设计，除了要能够保证工序的加工质量外，还必须做到能够提高生产效率，易于工人操作，否则会被操作工人束之高阁。八、参
17、考资料1.薛源顺.机床夹具设计.北京：机械工业出版社，2007.2.肖断德，陈宁平.机床夹具设计.北京：机械工业出版社，19973.刘登平。机械制造工艺及夹具设计.北京：北京理工大学出版社，2008.4.兰建设.机械制造工艺与夹具.北京：机械工业出版社，20045.周学世.机械制造工艺与夹具.北京：北京理工大学出版社，20066.孙庆群.机械工程综合实训.北京：机械工业出版社，2005.7.倪小丹，杨继荣.机械制造技术基础.北京：清华大学出版社，20078.吴雄彪.机械制造技术课程设计.浙江：浙江大学出版社，2004.9.倪森寿.机械制造工艺与装备.北京：化学工业出版社，2002.10.苏珉.机械制造技术.北京：人民邮电出版社，2006.11.崇凯.机械制造技术基础课程设计指南.北京：化学工业出版社，2006.14