机械制造装备设计铣槽铣床专用夹具设计样本.docx
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机械制造装备设计铣槽铣床专用夹具设计样本
《机械制造装备设计》课程设计说明书
课题名称：
铣槽12铣床专用夹具设计
专业：
班级：
姓名：
学号：
指引教师：
01月
前言…………………………………………………………………………………3
一、机械制造装备设计课程设计任务书…………………………………………4
二、机械制造装备设计课程设计阐明书…………………………………………5
1.对加工件进行工艺分析…………………………………………………5
2.定位方案设计……………………………………………………………5
3.导向方案设计……………………………………………………………8
4.夹紧方案设计……………………………………………………………9
5.对定装置设计……………………………………………………………9
6.夹详细设计………………………………………………………………10
7.技术条件制定……………………………………………………………11
8.夹具工作原理（操作）简介………………………………………………11
9.绘制夹具零件图与总装图……………………………………………12
10.夹具总装图预览………………………………………………………12
11．绘制夹具零件图与总装图…………………………………………13
三、参照文献………………………………………………………………………13
四、附录（非原则零件图及夹详细图）…………………………………………13
结束语………………………………………………………………………………14
序 言
机械制造装备设计是一种非常重要学习环节，它一方面规定咱们通过设计能获得综合应用过去所学过所有课程进行工艺及构造设计基本能力，此外，这也是为了后来能做好毕业设计而进行一次综合训练和准备。
为了保证工件加工精度，稳定产品质量，提高劳动生产率和减少加工成本，扩大机床使用范畴，减轻劳动强度，改进工人劳动条件在加工批量较大状况下，需要做一种专用夹具。
咱们已经学习了《机械制造装备设计》，对夹具设计有了初步理解。
对于一种批量较大产品可设计制造专用夹具，操作迅速以便，减少了工人劳动量，还能获得较高加工精度和生产率，对工人技术水平规定也相对较低。
但专用夹具设计制造周期长、夹具制造费用较高。
专用夹具针对性极强、没有通用性，很明显只能合用于产品相对稳定大批量生产中。
由于作者水平有限，在设计过程中难免会有许多错误和局限性，恳请教师批评指正！
学生：
段俞廷
周红
1月
一、机械制造装备设计课程设计任务书
姓名
段俞廷周红
班级
机械11-4
学号
16
计题目
铣槽12专用夹具
指引教师
严天祥
零件名称
传力杆
材料
ZG（铸钢）
生产类型
中批量生产
毛坯
铸件
生产大纲
年生产量5000件
设计任务
零件简图如下，本工序铣削加工12mm直通槽，设计手动铣床专用夹具。
二、机械制造装备设计课程设计阐明书
1、对加工件进行工艺分析：
工件已加工过大小孔径分别为Φ12
mm和Φ28
mm，
查（《机械简要设计手册》P32）
两孔中心距为50±0.03mm,工件整体厚度为26
mm。
题目已给数据
在加工槽时，槽尺寸精度和表面粗糙度规定不是很高（Ra6.3mm）。
由铣削直接加工就可以达到规定，其中槽宽度（12mm）由刀具尺寸保证，槽深度尺寸和位置精度由设计夹具来保证。
槽位置涉及如下两方面规定：
①加工槽宽度为12mm，且两个侧面相对于中心面A对称度为0.1mm；
②加工槽深度为36±0.3mm。
2、定位方案设计：
2.1、定位方案选用
①依照加工槽两侧面相对于中心面对称规定，需要限制工件Y方向转动自由度和Z方向转动自由度；
②依照加工槽宽度和深度规定，需要限制工件X方向移动自由度、X方向转动自由度和Z方向移动自由度。
但考虑到加工时工件定位稳定性，可以将六个自由度所有限制。
2.2、详细定位方案分析
工件相对中心面对称，要实现加工槽两侧面相对中心面对称规定，且依照基准重叠原则应选A面（工件在X方向对称面）作为定位基准，但A面实际不存在，故可选工件两侧面M或N任一面作为定位基准，限制X方向移动自由度、Y方向转动自由度和Z方向转动自由度三个不定自由度，此面为第一定位基准。
方案一：
运用V块和圆柱销进行定位（如下图所示）
由加工槽深度规定，孔O2和O1为第二和第三定位基准，通过固定圆柱销和V形块实现定位；此时限制工件Z方向移动自由度、Y方向移动自由度和X方向转动自由度。
方案一以圆柱销和V形块组合定位，会受到外圆加工精度影响，由于外圆表面系毛坯铸件，表面十分粗糙从而不能保证工件加工规定；且V形块较薄不易夹住夹紧工件。
此方案不可选。
方案二：
运用固定式圆柱销定位（如右上图所示）
可以选取孔O1及O2为第二和第三定位基准，
方案二
通过图中所示固定式圆柱销实现定位。
但是使用双圆柱销存在过定位问题，且由于工件加工批量较大，圆柱销存在磨损，固定式采用过盈配合又不易更换。
此方案不可选。
方案三：
运用可换式圆柱销及菱形销定位
可以选取孔O1及O2为第二和第三定位基准，
方案二
通过图中所示可换式圆柱销和菱形销实现定位。
工件六个自由度完全被限制。
此方案实现了工件完全定位，且没有重复定位及过定位，方案可取。
方案三
结论：
工件夹紧采用方案三。
2.3、定位销选用
定位销拟定采用JB/T8014.3-1999可换定位销原则件，但查询后发现其无法同步满足大小孔定位规定。
故应重新设计。
详细设计在零件图上表达。
参照：
①JB/T8014.3-1999原则；②保证安装可靠轴环和轴肩设计尺寸；
③工件自身尺寸；④夹详细设计壁厚选用范畴；
⑤定位衬套原则件尺寸⑥配套螺母、弹簧垫圈、平垫圈厚度。
设计圆柱销和菱形销详细尺寸如下：
2.4、定位误差计算
现选用工件上两孔与两定位销配合均为H7/g6。
则圆柱销直径尺寸为Φ12
mm,
菱形销圆弧某些直径尺寸为Φ28
mm，b=5mm,B=d-4=24mm。
（查《机床夹具选用简要手册》P15-16）
圆柱销与菱形销之间中心距为50±0.03mm。
工件在夹具中定位产生定位误差，其值应控制在工件允差
～
之内，为此需对每一项工序加工规定逐个进行分析。
2.4.1.对加工槽深尺寸A进行定位误差分析
加工槽深度尺寸工序基准为工件小孔外圆面上母线，定位基准为圆柱销中心线，则
位置=
=
mm
不重=0.08mm
定位（A）=
位置+
不重=0.0175+0.08=0.0975mm＜0.12mm
因
定位值不大于工序尺寸公差值（0.0+0.3=0.6mm）
，故能满足工序加工规定。
2.4.2.对加工槽进行位置（对称度）误差分析
加工槽位置精度（对称度）工序基准是中心面A，而定位基准为第一基准平面，这里忽视基准位移误差，则
定位（对称度）=
位置+
不重=0+0.03=0.03mm＜0.033mm
因
定位（对称度）值不大于工序位置精度规定公差值（0.1mm）
，故能满足工序加工规定。
3、导向方案设计：
每加工一批工件，咱们只需要安装调节一次夹具，然后通过对刀块来实现对刀。
1第一种需要满足精度是槽宽度12mm以及关于A面对称度为0.1mm；
2第二个需要满足精度是槽深度即36±0.3mm。
因此初步设计使用直角对刀块（JB/T8031.3-1999），实现X和Z方向对刀。
X方向和Z方向上都选用基本尺寸2mm平塞尺（JB/T8032.1-1999）为此需要在夹详细上制造一种方形块为导向件提供安装空间，用于将对刀块安装在夹详细上。
对的安装办法见夹具装配图。
（查《机床夹具选用简要手册》P82、P83）
4、夹紧方案设计：
对此工件铣削加工，咱们采用一面两销定位办法并手动夹紧。
为了节约成本，压紧件拟采用一种压块，和一种螺母对其压紧。
依照工件上大、小孔尺寸、菱形销、螺杆尺寸大小（上面可知，采用定位销拟定采用JB/T8014.3-1999可换定位销原则件无法同步满足大小孔定位规定）参照原则件尺寸，大/小孔定位件咱们分别配选压紧螺母为M12和M10。
（查《机床夹具设计简要手册》P56）
对咱们拟定压块尺寸为厚度5mm，直径为35mm。
5、切削工艺制定
5.1机床选取
基本规定：
① 机床尺寸规格和工件形状尺寸应相适应 ；② 机床精度级别与本工序加工规定应相适应 ；③ 机床电动机功率与本工序加工所需功率应相适应 ；④ 机床自动化限度和生产效率与生产类型应相适应等。
查《金属机械加工工艺人员手册》，依照最大加工面尺寸120×180，采用卧式升降台铣床X6132，其工作台最大行程700×245×320，主传动电机功率7.5KW。
5.2刀具选取
刀具选取重要取决于所采用加工办法，工件材料，加工尺寸，精度和表面粗糙度规定，生产率规定和加工经济性等。
应尽量采用原则刀具，在大批量生产中应采用高生产率复合刀具。
（1）计算切削力
刀具：
槽较深为36±0.03mm，查《机械制造技术基本课程设计指引教程》P75表3-40，采用高速钢直齿三面刃铣刀，L=12mm，d=125mm，D=32mm.Z=22（GB/T6119.1-1996）
由《机械加工工艺手册》P1-61表1.6-10所列公式得
查P1-62表1.6-12得：
修正系数
查P1-61表1.6-10得其中：
查《机械制造技术基本课程设计指引教程》P99表5-6得其中：
=12
=0.025～0.02（取0.0225）
代入上式，可得F=64.2N
因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。
安全系数K=
由《机械制造装备设计》P293得其中：
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1.2
为断续切削系数1.1
代入上式，可得K=2.178
N
（2）校核定位销：
对于螺旋加快机构，依照公式：
FW为夹紧力；FQ为原始动力；L为作用力臂；d0螺纹中径；
为螺旋角；
为螺母处摩擦角；
螺杆端部与工件处摩擦角；
为螺杆端部与工件当量摩擦半径。
可知直径为10mm螺杆和M10螺母能满足夹紧力规定。
6、对定装置设计：
铣床类夹具，夹详细底面是夹具重要基准面，规定底面通过比较精密加工，夹具各定位元件相对于此底平面应有较高位置精度规定。
为了保证夹具具备相对切削运动精确方向，夹详细地平面对称中心上开设有定向键槽，安装两个定向键。
夹具靠这两个定向键定位在机床工作台中心线上T型槽内，采用良好配合，普通为H7/h6，再用T型槽螺钉固定夹具。
为了减小安装时偏斜角
误差，安装定向键时应当使它们靠向T型槽同一侧。
对定向键设计方案如右图所示（局部图）：
对定向键直角某些都倒1×45°倒角，在夹详细与定向键连接某些中直角开出凹槽，如图中小凹槽。
定向键与夹详细采用螺钉连接，参照《机械制造技术基本课程设计指引教程》P245、P246在使用卧式升降台铣床X6132状况下，T型槽宽度14mm，T型槽中心距50mm，T型槽数3，与T型槽相配定位件尺寸长×宽×高：
20×14×8mm。
7、夹详细设计：
夹详细采用锻造办法，立着壁厚取18mm；底平面壁厚取20mm；加强筋厚度为壁厚0.6-0.8倍，在这里咱们取12mm。
高度不高于其壁厚5倍，这里咱们取60mm。
（查《机床夹具及应用》P128）
夹详细左端设计一种立方块，用来安装对刀块。
夹详细通过安装在夹详细上定向键进而与铣床工作台连接，从而实现对夹具固定。
详细尺寸见零件图。
此夹具在有加强筋状况下，具备足够刚度与强度，安放稳定，工艺性好，实用安全。
圆柱销采用定位衬套：
B12H6X12JB/T8013.1-1999
菱形销采用定位衬套：
A16H6X16JB/T8013.1-1999
8、技术条件制定：
1、圆柱短销材料为T8，按GB/T1298规定。
热解决为55-60HRC；
菱形销材料为20钢，按GB/T699规定。
热解决为渗碳深度0.8-1.2mm，55-60HRC；
（查《机床夹具选用简要手册》P55）
2、夹具上与短销凸肩接触垂直面相对于夹具底平面垂直度公差在全长上为0.03mm；
3、夹详细底平面制造粗糙度Ra为1.6~0.8μm。
平面度和直线度不不不大于0.05mm，平行度或垂直度不不不大于0.01mm。
（查《机床夹具及应用》P128）
9、夹具工作原理（操作）简介：
对此夹具各个零件装配关系见右图，下面咱们来分析与阐明它工件原理：
短圆柱销和菱形销通过夹详细上孔、自身螺栓、螺母与夹详细连接并固定。
菱形销上设立一长螺纹用于压紧螺母对工件夹紧。
在夹详细底平面上安装定向键用于与铣床工件台面连接与定位。
工件时，只要把压紧螺母、压块卸下，即可把工件套上去。
运用一面二孔进行定位，当工件套上去后，先装入压块，再用压紧螺母进行夹紧。
这时铣刀在导向装置引导下完毕对工件铣槽工序。
本夹具操作简朴，省时省力，装卸工件时只需靠压板紧定螺栓松紧即可轻松实现。
10、夹具总装图预览：
11、绘制夹具零件图与总装图：
详细见零件图和装配图。
三、参照文献
1、《机械制造装备设计》第三版关慧贞、冯辛安主编机械工业出版社
2、《机床夹具选用简要手册》李名望主编化学工业出版社
3、《机床夹具及应用》杨金凤、何丁勇主编北京理工大学出版社
4、《机械设计简要手册》杨黎明杨志勤主编国防工业出版社
5、《机床夹具设计》第三版薛源顺主编机械工业出版社
6、《机械加工工艺手册》王先逹编机械工业出版社
7、《机械制造技术基本课程设计指引教程》邹青、呼永主编机械工业出版
四、附录（非原则零件图及夹详细图）
结束语
转眼之间，三周课程设计时间已经结束,当前回忆起来，感觉很充实，在课程设计同步，也为后来毕业设计奠定了坚实基本。
在刚拿到课程设计任务书时候，感觉无从下手，但是在教师耐心指引、同窗协助以及小组间努力付出下，终于把课程设计做好了，心里很踏实也很欣慰。
这次课程设计给我留下了深刻印象，同步，也教会了咱们诸多东西。
一方面，寻找关于资料和课题并且研究方案，进行设计总体规划，理清设计思路，但是将这些详细方案贯彻到每一种设计环节和环节中，难免会浮现某些错误，这就需要在详细设计过程中运用所掌握知识认真排查错误因素，多方面思考问题，不断改正设计局限性之处和错误；另一方面，运用所学知识对夹具定位销优化设计；最后进行合理装配。
从一开始无从下手，到资料整顿，逐渐清晰设计内容，无疑在是考验咱们查阅资料能力，书写能力，电脑绘图能力，这使咱们个人能力进一步得到了提高。
如学会了运用原则、规范、手册和查阅有关资料本领，对咱们能力有了进一步提高，为后来学习和工作加强。
在设计过程中，总是遇到这样或那样问题。
有时发现一种问题时候，需要做大量工作，花大量时间才干解决。
但这些都为后来工作积累了经验，增强了信心。
最后非常感谢给我提供协助教师和同窗！
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