机制110746号304页设计说明书Word格式.docx

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2.定位方式定位元件的确定..................................7

3.夹紧方案及计算..........................................9

三夹具总装结构确定.........................................10

1.夹具图上公差，尺寸......................................10

2.技术要求................................................10

四误差分析与计算...........................................11

五主要零件的设计说明.......................................12

六夹具的设计要求...........................................12

七夹具的使用与维护.........................................12

八设计总结.................................................13

九参考资料.................................................13

设计任务书

一设计题目　连杆铣削槽口工序夹具设计

设计内容与要求：

1．制定连杆—1零件机械加工工艺规程，编制机械加工工艺过程卡片，选择所用机床、夹具、刀具、量具、辅具；

2．对所制定的工艺进行必要的分析论证和计算；

3．确定毛坯制造方法及主要表面的总余量；

4．确定主要工序的工序尺寸、公差和技术要求；

5．对两道工序进行工序设计，编制机械加工工序卡片，画出的工序简图，选择切削用量，计算时间定额；

6．设计　铣削槽口工序　夹具，绘制夹具装配图，进行必要的计算（如夹具组件结构尺寸计算，切削力、夹紧力、定位误差、导向误差计算等）；

7．对　葛海星同学的设计进行校对；

8．编写设计说明书。

车间设备（与设计有关的设备）：

X62W

设计小组：

葛海星方勇

指导教师签字　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　年　　月　　日

成绩：

工作态度

（满分20）

设计质量

（满分60）

答辩

（满分10）

校对品质

总评

1.1产品零件图

工件已加工过的大小头孔径分别为φ42.6-0.009-0.025

mm和φ15.3-0.042-0.053

mm，两孔中心距为57±

0.06mm

，大、小头厚度均为14.30-0.1mm。

如图1。

1.2零点重点技术要求

1.2.1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

=10mm，齿数为8

1.选择切削用量

1）

=5mm

=3.2mmaf=0.1mm

2）决定进给量

根据查表取

=0.10mm/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

式中L=ｌ+η+Δ，其中ｌ＝2×

90ｍｍ=180mm，根据切削用量简明手册表3.25，η+Δ＝17mm

故

tm=（180+17）/85=1.37min

1.2.2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φ42.6-0.009-0.025

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45°

±

10′。

为保证槽口的深度3.2+0.40mm和夹角45°

10′，需要分析与这两个要求有关的夹具精度。

二确定夹具的设计方案

2.1基准面的选择

在槽口深度方面的工序基准是工件的相应端面。

从基准重合的要求出发，定位基准最好选择此端面。

但由于要在此端面上开槽，开槽时，此面必须朝上，相应的夹具定位势必要设计成朝下，这对定位、夹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。

由于槽深的尺寸公差较大（0.2mm），而基准不重合造成的误差仅为0.1mm，所以这样选择定位基准是可以的。

2．2定位方式，定位元件的确定

在保证夹角45°

10′方面，工序基准是双孔中心线所在的平面，所以定位工件采用一圆柱销和一菱形销最为简便。

由于槽开在大头端面上，槽的中心面应通过孔

的φ42.6-0.009-0.025mm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φ42.6-0.009-0.025mm

作主要定位基准，定位组件选择短圆柱销（限制两个自由度）。

而小头孔φ15.3-0.042-0.053mm

作次要定位基准，定位组件选择菱形销（限制一个自由度），如图2.

图2

在每个工件上铣八个槽，除正反两面分别装卸加工外，在同一面的四个槽的加工也可采用两种方案：

一是采用分度机构在一次装夹中加工，由于不能夹紧大头端，夹具结构比较复杂，但可获得较高的槽与槽间的位置精度；

另一方案是采用两次装夹工件，通过两个菱形定位销分别定位（如图2），由于受两次装夹定位误差的影响，获得的槽与槽间的位置精度较低。

鉴于本夹具设计中槽与槽间的位置精度要求不高（夹角45°

10′），故可采用第二种方案。

2.3夹紧方案,夹紧元件确定，夹紧力计算。

2.3.1夹紧方案

本设计的夹紧机构采用螺钉压板较为合适。

可供选择的夹紧部位有两个方案：

一是压在大端上，需要两个压板（让开加工位置）；

另一是压在杆身上，此时只需一个压板。

前者的缺点是夹紧两次，后者的缺点是加紧点离加工面较远，而且压在杆身中部可能引起工件的变形。

考虑到铣削力较大，故采用第一种方案（如4）。

图4

2.3.2夹紧元件的确定

夹具的设计除了考虑工件在夹具上的定位之外，还要考虑夹具如何在机床上定位，以及刀具相对夹具的位置如何确定。

对设计中铣床夹具，在机床的定位是以夹具体的底面放在铣床工作台面上，再通过两个定向键与机床工作台的T型槽相连接来实现，两定向键之间的距离应尽可能远些（如图5）。

刀具相对夹具位置采用直角对刀块及厚度为5mm的塞尺来确定，以保证加工槽面的对称度及深度要求（如图5）。

图5

2.3.3夹紧力计算

根据单位切削力计算公式

查表得

故

根据切削力计算公式

得切削力为

=1069.2故切削力取1100N

根据夹紧力的计算公式，每个压板需给工件的夹紧力为

式中K为安全系数取K=1.6，f为工件与定位组件之间的摩擦因子，取f=0.5

=1760N。

取

=1800N

即每个压板需给工件的压紧力为1800N时满足要求。

三确定夹具的主要尺寸、公差和技术要求

如图5所示，在该夹具总图中需标注有关尺寸，公差及技术要求：

3.1夹具总图应标尺寸，公差

（1）夹具最大轮廓尺寸：

180mm×

140mm×

70mm

（2）定位组件的定位尺寸及各定位组件间的位置尺寸为φ42.6mm

、φ15.3mm及（57±

0.06）mm。

（3）两菱形销之间的方向位置尺寸45°

5′.

（4）对刀组件的工作面与定位组件的定位面间的位置尺寸为（7.85±

0.02）mm及（8±

0.02）mm。

（5）夹具定向槽与夹具定向键的配合为

。

（6）夹具体与定位套的配合为φ25

及φ10

。

3.2技术要求

（1）圆柱销，菱形销的轴心线相对定位面夹具上底面的垂直度公差为0.03mm。

（2）定位面上底面相对夹具下底面的平行度公差为0.02mm。

（3）对刀块与对刀工作面相对定位键侧面的平行度公差为0.05mm。

3.3对刀引导，定位键（如图5）

13为对刀块，14为定位键

四误差分析与计算

4.1定位误差分析

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。

1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。

2对刀误差△T。

槽深的对刀误差等于塞尺厚度的公差。

塞尺为3h8，即公差为0.014mm。

3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。

4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45°

30′的校核

①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

=arctan0.00227=7.8′

即倾斜对工件45°

角的最大影响量为±

7.8′。

2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。

3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。

4.2对刀误差分析

五主要零件的设计说明

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8.36

2、定位元件

在保证角度尺寸45°

30′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，分别限制工件的6个自由度，属完全定位。

3、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。

六夹具装配要求

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。

七夹具平时的使用维护要求

1.加工必须严格按照图纸技术要求和加工工艺要求进行，以确保工装夹具质量。

2.夹具在使位。

用前应清洁定位面，不许积聚污垢和其他锈蚀物，夹紧时要求平稳，不使工件移

3.工装夹具由使用部门进行存放，或专职人员管理，便于下次使用。

4.定期检查，调试，以保证夹具的精度。

八、设计总结

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。

九、参考文献

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机械工业出版社，2007.

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机械工业出版社，1997

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机械工业出版社，2004

5.周学世.机械制造工艺与夹具.北京：

北京理工大学出版社，2006

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机械工业出版社，2005.

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8.吴雄彪.机械制造技术课程设计.浙江：

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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