铣键槽夹具设计

一 序 言 .................................................................................................................................. 2 二 生产过程与机械加工工艺过程 ...................................................................................................... 3 三 二、夹具设计任务 .......................................................................................................................... 4 四 三、夹具设计方案确定 .................................................................................................................. 6 五 四、定位误差的分析与计算 .......................................................................................................... 8 六 五、夹具的装配要求 ...................................................................................................................... 9 七 六、夹具使用说明 .......................................................................................................................... 9 八 谢词................................................................................................................... 错误!未定义书签。

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序 言

机械制造工艺装备设计是一个非常重要的学习环节，它一方面要求我们通过设计能获得综合应用过去所学过的全部课程进行工艺及结构设计的基本能力，另外，这也是以后做好毕业设计进行一次综合训练和准备。

为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动法强度，需做一种专用夹具，省去加工中繁琐的工序。我们已经学习了机械制造工艺和夹具，对夹具设计有了初步的了解。对于一种批量较大的产品可设计制造一种专业夹具，操作迅速方便，减少了工人的劳动量，可获得较高的加工精度和生产率，对工人的技术水平要求也相对较低。但专用夹具设计制造周期长、夹具制造费用较高。专用夹具的针对性极强、没有通用性，很明显只能适用于产品相对稳定的大批量生产中。

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一、生产过程与机械加工工艺过程

生产过程是指将原材料转变为成品的全过程。它包括原材料的运输、保管于准备，产品的技术、生产准备、毛坯的制造、零件的机械加工及热处理，部件及产品的装配、检验调试、油漆包装、以及产品的销售和售后服务等。

机械工工艺过程是指用机械加工方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为零件的全过程。

机械加工工艺过程的基本单元是工序。工序又由安装、工位、工步及走刀组成。

规定产品或零件制造过程和操作方法等工艺文件，称为工艺规程。机械加工工艺规程的主要作用如下：

1.机械加工工艺规程是生产准备工作的主要依据。根据它来组织原料和毛坯的供应，进行机床调整、专用工艺装备的设计与制造，编制生产作业计划，调配劳动力，以及进行生产成本核算等。

2.机械加工工艺规程也是组织生产、进行计划调度的依据。有了它就可以制定进度计划，实现优质高产和低消耗。

3.机械加工工艺规程是新建工厂的基本技术文件。根据它和生产纲领，才能确定所须机床的种类和数量，工厂的面积，机床的平面布置，各部门的安排。 1.2机械加工工艺规程的种类

机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片，是两个主要的工艺文件。对于检验工序还有检验工序卡片；自动、半自动机床完成的工序，还有机床调整卡片。

机械加工工艺过程卡片是说明零件加工工艺过程的工艺文件。 机械加工工序卡片是每个工序详细制订时，用于直接指导生产，用于大批量生产的零件和成批生产中的重要零件。

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1.3制订机械加工工艺规程的原始资料

制订机械加工工艺规程时，必须具备下列原始资料：

1.产品的全套技术文件，包括产品的全套图纸、产品的验收质量标准以及产品的生产纲领。

2.毛坯图及毛坯制造方法。工艺人员应研究毛坯图，了解毛坯余量，结构工艺性，以及铸件分型面，浇口、冒口的位置，以及正确的确定零件的加工装夹部位及方法。

3.车间的生产条件。即了解工厂的设备、刀具、夹具、量具的性能、规格及精度状况；生产面积；工人的技术水平；专用设备；工艺装备的制造性能等。

4.各种技术资料。包括有关的手册、标准、以及国内外先进的工艺技术等。

二、夹具设计任务

1、产品零件图

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2、产品的重点技术要求分析

产品叫输出轴，为锻件，本工序铣削一个键槽，其长度为80mm，宽度为14mm，深度为5.5mm，设计其专用夹具。

在加工槽时，槽的尺寸精度和表面粗糙度要求不是很高，由铣削直接加工就可以达到要求，其中槽的宽度由刀具的尺寸保证，槽的深度尺寸和位置精度由设计的夹具来保证。

槽的位置包括如下两方面要求： 1、加工槽的宽度为14mm，且两个侧面相对于中心面A对称度为0.02mm；

2、加工槽的深度为5.5±0.8mm。

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三、夹具设计方案确定

根据加工槽两侧面相对于中心面对称要求，需要工件X方向转动自由度、Y方向转动自由度和Z方向转动自由度；根据加工槽宽度和深度要求，需要工件X方向移动自由度和Z方向移动自由度。但考虑到加工时工件定位的稳定性，可以将六个不定度全部。

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的要求，根据基准重合选择A、C2个面作为定位基准，了4个自由度，为了不使工件左右移动，用顶尖其一个自由度，采用不完全定位即可。

如下图3.1所示：

图3.1

1 、基准面的选择、夹具体方式的确定 选用A、C以及端面作为基准。 2 、定位方式及元件选择 用V形块及其顶尖实现定位。

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3、 加紧方式及元件选择

夹紧方式采用手动夹紧，采用压块与螺杆螺母配合夹紧，如图3.2所示

图3.2 计算切削力

刀具：高速钢直齿三面刃铣刀。 D=80mm. Z=18

Fz9.81Cf.afyF.aeuf.z.Kfznf

Cf30,Xf1.0,yF0.65,uF0.83,wF0,qF0.83ap16mm,ae8mm,af0.15,KFZ0.67.FZ

9.8130160.150.6580.8318K•fz800.83

=2448N 校核定位销：

FAFr2

W2248112104

0.60MPa[45]

可知直径为10mm的螺杆和

根据公式：

Q•L)d0/2rtg2tg(1m10的螺母能满足夹紧力的要求。

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夹紧力：由于工作状态原因，切削力与夹紧力在空间上是相互垂直的。螺母提供的夹紧力足以夹紧，故无须验算。

4、 装配方案

我们要保证的第一个精度是槽的宽度14mm关于工件厚度方向上的对称中心的对称性为0.02，第二个精度为槽的深度即尺寸5.5mm。所以对导引元件初步设计方案为一个圆柱。+

5、 夹具结构图 夹具结构如3.3图所示

图3.3

四、定位误差的分析与计算

工件在夹具中定位产生的定位误差，其值应控制在工件相对尺寸

11或位置公差的3～5，为此需对每一项工序加工要求逐一进行分析。

对加工槽两侧面对中心面B对称度进行分析： 由于加工槽的工序基准和定位基准重合，所以△B=0

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△ B=0 d=0-(-0.021)=0.021 △Y=0.707x0.021=0.01 △ D=0+△Y=0.01＜0.02 故满足定位误差。

五、夹具的装配要求

铣床夹具依靠夹具体底面和定向键侧面与机床工作台上平面及T型槽相连接，以保证定位元件对工作台和导轨具有正确的相对位置。为了减小安装时的偏斜角的误差，安装定向键时应当使它们靠向T型槽的同一侧。

六、夹具使用说明

对此夹具各个零件的装配关系见6.1图

图6.1

各个螺母拿来固定及定位元件，只要把压紧螺母、压块卸下，即可把工件套上去，当工件套上去后，先装入压块，再用压紧螺母进行夹紧。这时铣刀在导引装置的引导下对待加工工件进行加工，并且在导引装

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置的作用下完成铣床对工件的铣槽工序。

本夹具操作简单，省时省力，装卸工件时只需靠压板紧定螺栓的松紧即可轻松实现。

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参考文献

《机械制造基础》 任家隆 机械工业出版社 《机械设计基础》 纪名刚 高等教育出版社 机械制造工艺与夹具》 兰建设 机械工业出版社

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