機床夾具課程設計--芯軸的專用夾具設計

1、<p>　　工裝夾具課程設計說明書</p><p>　　題目： 芯軸的專用夾具設計 </p><p><b>　　序 言</b></p><p>　　芯軸是一類比較常用的軸類零件，它和一般軸類零件一樣，主要是用于傳遞轉(zhuǎn)矩和支承傳動零件。芯軸零件比較廣泛使用

2、的材料是45鋼材料。由于芯軸的零件的結構和形狀一般都比較的簡單，易于加工成形，在機床上進行加工，工序不是很復雜。雖然如此，但是由于軸類零件在整個機械動力傳遞過程中具有重要的作用，所以，在對芯軸的毛坯進行加工之前，要對芯軸的零件圖進行詳細、全面、系統(tǒng)的解讀和工藝分析，制定加工工藝路線，根據(jù)加工要求選出軸的加工材料，并要根據(jù)加工要求選擇加工芯軸零件所用的刀具、夾具、機床，并且編寫出一套加工工藝過程卡片和加工工序卡片，同時用AutoCAD繪制

3、出工程圖和裝配圖。芯軸零件的加工過程中需要用到夾具，所以，要進行專用夾具的設計，并用AutoCAD繪制出夾具的工程圖和裝配圖</p><p>　　關鍵詞：夾具設計、制圖、機械</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　序 言</b></p><p>　　第一章

4、工裝夾具設計任務………………………………………………………1</p><p>　　1.1 產(chǎn)品零件圖………………………………………………………………1</p><p>　　1.2 確定夾具方案設計及構思………………………………………………1</p><p>　　7 b: H$ z4 }0 b2 {2 v( n1.3 產(chǎn)品的重點技術要求分析……………………………………

5、…………2</p><p>　　工裝夾具設計方案的確定………………………………………………3 </p><p>　　2.1 基準面的選擇……………………………………………………………3</p><p>　　2.1.1 粗基準的選擇……………………………………………………3</p><p>　　2.1.2 精基準的選擇……………………………

6、………………………3</p><p>　　; R/ j' r3 T" z+ v, w2.2 定位方式及元器件選擇…………………………………………………4</p><p>　　3 |! D" Y4 }+ N( Q2 @2.3 夾緊方式及元器件選擇…………………………………………………4 </p><p>　　6 F4 B+ V# j)

7、 h! F2.4 裝配方案…………………………………………………………………4</p><p>　　$ G* \  }4 b0 ?- l, a0 X4 H1 I7 f2.5 夾具總裝結構……………………………………………………………4</p><p>　　定位誤差分析與計算……………………………………………………6</p><p>　　3.1

8、 計算并確定夾緊力………………………………………………………6</p><p>　　3.2 定位誤差分析……………………………………………………………6</p><p>　　第四章 主要零件設計的說明……………………………………………………7</p><p>　　4.1 夾具體……………………………………………………………………7</p>&l

9、t;p>　　4.2 定位元件…………………………………………………………………7</p><p>　　4 r' F/ Z* P$ U4 r4.3 壓緊元件…………………………………………………………………8</p><p>　　2 ]8 q- m8 N( R: C+ Q# y第五章 工裝夾具的裝配要求……………………………………………………9</p>&l

10、t;p>　　! @! X; [- e0 L# s1 b9 I0 e第六章 工裝夾具的使用說明……………………………………………………10</p><p>　　6.1 夾具的操作步驟…………………………………………………………10</p><p>　　6.2 夾具使用注意事項、保養(yǎng)及維護………………………………………10</p><p>　　第七章 小結

11、………………………………………………………………………11</p><p>　　第八章 致謝………………………………………………………………………12</p><p>　　第九章 參考文獻…………………………………………………………………13</p><p>　　第一章 工裝夾具設計任務</p><p><b>　　1.1產(chǎn)品零

12、件圖</b></p><p><b>　　圖1 產(chǎn)品零件圖</b></p><p>　　1.2確定夾具方案設計及構思</p><p>　　為了提高工人或設備勞動生產(chǎn)率，保證工件加工質(zhì)量，降低工人勞動強度，降低生產(chǎn)成本，又由于是大批生產(chǎn)，所以要采用專用夾具裝夾。所以要進行專用夾具設計。</p><p>　　為

13、了提高工人或設備勞動生產(chǎn)率，保證工件加工質(zhì)量，降低工人勞動強度，降低生產(chǎn)成本，又由于是大批生產(chǎn)，所以要采用專用夾具裝夾。所以要進行專用夾具設計。</p><p>　　由于第五道工序具有角度方面各要求，所以精準度較高，加工難度也相對較大；工序80是加工螺紋孔，在該零件加工中相比較而言難度也較大，所以決定設計工序70——銑90度的槽和工序80——鉆M8螺紋的底孔，倒角，攻M8的螺紋的專用夾具。這兩種夾具將分別適用于用

14、于X63臥式銑床和Z535鉆床中對工件的裝夾。刀具選用一把高速鋼鑲齒三面刃銑刀，對工件的90度的槽進行加工，鉆床選用一把高速鋼材料的麻花鉆，對M8的螺紋孔進行加工。</p><p>　　工序70的夾具主要用來固定零件，并確保準確銑出該零件90度的槽，待加工到工序70時，發(fā)現(xiàn)后面的工序與本工序并沒有太多的的技術要求，本工序只要求保證64度和26度這兩個夾角的角度。因此，在加工本道工序加工時，主要應考慮如何提高生產(chǎn)率

15、，，降低生產(chǎn)成本，降低勞動強度，并保證64度、26度這兩個夾角。工序80的夾具是用來固定零件，并確保準確加工出M8的螺紋孔，主要是考慮螺紋孔相對于工件的準確位置以及各螺紋孔之間的相對位置。</p><p>　　7 b: H$ z4 }0 b2 {2 v( n1.3產(chǎn)品的重點技術要求分析</p><p>　　該零件（芯軸）是一軸類零件，從形狀來看不是太復雜，作為軸類零件，尺寸精度要求比較高。

16、零件的主要技術要求分析如下：</p><p>　?。?）Φ35和Φ40符合階梯軸的一些特征，尺寸精度和形狀精度要求較高，配合尺寸公差等級通常要求IT8到IT6，該軸形狀公差并未標出，屬于未注公差，一般加工設備應都能達到。</p><p>　　(2)Φ35的外圓和Φ53的凹槽,都有很高的尺寸精度要求,主要是為了和其裝配件很好的裝配。</p><p>　　(3)在Φ77

17、的外圓切了一個槽,槽的兩面和Φ77的端面有一定的角度要求。 </p><p>　　(4)在Φ77的端面上打了5個M8的螺紋孔,要注意他們的相互位置。</p><p>　?。?）Φ35的外圓有表面粗度要求，表面粗糙度值為3.2微米，精度較高</p><p>　?。?）其余表面粗糙度值要求為12.5微米，精度相對較低。</p><

18、;p>　?。?）配作中尺寸為Φ8的錐孔，底部夾角為90度。</p><p>　?。?）該芯軸零件右向和定位要求，裝配定向用的是以Φ77為定位基準，定向是左端面對于基準A的垂直度要求，其公差為0.016mm</p><p>　　(9)直角槽和垂直方向的兩邊夾角分別為64度和26度。</p><p>　　第二章 工裝夾具設計方案的確定（銑90度的槽的夾具設計）&

19、lt;/p><p>　　2.1基準面的選擇（夾具體方式的確定）</p><p>　　基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一。基面選擇的正確、合理，可以保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否則，就會使加工工藝過程問題百出，嚴重的還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進行。基準面的選擇是工藝規(guī)程設計的重要過程之一。基面的選擇正確與否，可以是加工質(zhì)量的到保證，生產(chǎn)效率提高，否則，不但加工工藝過程漏洞百出，更有甚

20、者，零件的大批量的報廢，使用無法進行，難以在工期內(nèi)完成加工任務。</p><p>　　粗基準的選擇對于本杠桿來說是至關重要的，對于一般零件而言，應以粗加工的表面為粗基準，本零件正好符合要求。</p><p>　　對于精基準而言，主要應考慮到基準重合的問題，當設計基準與工藝基準不重合時，應該進行尺寸換算。</p><p>　　2.1.1粗基準的選擇</p>

21、<p>　　對于一般的軸類零件而言，在粗加工時為了提高零件的剛度，常以外圓表面作為基準。按照有關粗基準的選擇原則（即為了保證加工面與不加工面之間的位置要求，應選擇不加工面作為粗基準；為了保證各個加工面都有足夠的加工余量，應選擇毛坯余量較小的面作為粗基準；為了保證重要加工面的余量均勻，應選擇重要加工面為粗基準；粗基準應該避免重復使用，在同一尺寸方向上（即同一自由度方向上）通常只允許使用一次；選作粗基準的表面應該平整光潔，要避

22、鍛造飛邊和澆注冒口、分型面、飛翅等缺陷，以保證定位準確，加緊可靠。當使用夾具裝夾時，選擇的粗基準面，最好使夾具結構簡單，操作方便。），現(xiàn)在應為都要加工就要結合加工工藝來確定粗基準，現(xiàn)取Φ77的外圓表面作為粗基準，利用三爪卡盤裝夾定位。利用不完全定位來加工工件。</p><p>　　2.1.2精基準的選擇</p><p>　　在最終工序或中間工序，采用已加工表面作為定位基準，這種定位基面稱為

23、精基準。精基準的選擇有基準重合、基準統(tǒng)一、自為基準、互為基準四項原則，由于該心軸的形狀、結構較為簡單，因此主要考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算。 </p><p>　　; R/ j' r3 T" z+ v, w2.2定位方式及元器件選擇</p><p>　　（1）V型塊與工件的接觸面較長時限制工件的四個自由度。而與工件接觸面較短時限制工件

24、的兩個自由度。</p><p>　?。?）定位套定心精度不高，只適合精定位基面。其內(nèi)孔軸線為縣委基準，內(nèi)孔面為限位基面</p><p>　　根據(jù)零件及定位元件的特點，芯軸的定位是外圓柱面的定位，故采用窄V型塊和一組帶斜槽支撐板定位，定位元件可選用可調(diào)支撐，可調(diào)支撐的定位精度較高，定位高度可以調(diào)整，可以實現(xiàn)對芯軸的精確定位。</p><p>　　3 |! D"

25、; Y4 }+ N( Q2 @2.3夾緊方式及元器件選擇</p><p>　　通過綜合考慮，采用螺釘夾緊機構。</p><p>　　6 F4 B+ V# j) h! F2.4裝配方案</p><p>　　由于銑90°槽是在軸的外圓加工之后就加工的，所以在銑90°槽時可采用外圓柱面定位，以Φ35外圓柱面定位，由于只采用V型塊定位時，在銑削時會因工件

26、所受銑刀切削力的作用而造成一端翹起的現(xiàn)象發(fā)生，這樣會造成切削失敗，為避免這種情況發(fā)生，所以要將帶空的蓋板和V型塊一起使用。在帶孔的蓋板上鉆出四個螺紋孔，在V型塊上也相應的鉆出四個螺紋孔，將工件放在V型塊上，蓋上蓋板，用螺釘將V型塊和帶孔的蓋板上的螺紋孔聯(lián)系起來，從而將蓋板和V型塊緊密連接起來，起到加緊工件的作用。同時，夾具體底面上的一對定位槽可是整個夾具在機床工作臺上有一正確的安裝位置，以利于銑削加工。</p><p

27、>　　$ G* \  }4 b0 ?- l, a0 X4 H1 I7 f2.5夾具總裝結構</p><p><b>　　圖2 夾具結構圖</b></p><p>　　1-V形塊 2-帶孔蓋板 3、7-螺柱 4、6-螺母 5、8-墊圈 9-工件</p><p>　　第三章 定位誤差分析與計算</p>

28、;<p>　　3.1計算并確定夾緊力</p><p>　　切削刀具：高速鋼鑲齒三面銑刀，Φ225mm,z=20,則</p><p>　　F=C a f a z/d n</p><p>　　式中，C =650,a =3.1,x =1.0,f =0.08mm,y =0.72,a =40mm (在加工面上測量的近似值)</p><p>

29、;　　n =0.86,d =225mm,q =0.86,w =0,z=20,</p><p><b>　　所以</b></p><p>　　F=650X3.1X0.08 X40 X20/225N=1456N</p><p>　　由于只用一把銑刀，F(xiàn) =F=1456N</p><p>　　水平分力：F =F =1601.6

30、N</p><p>　　垂直分力：F =F =436.8N</p><p>　　在計算切削力時，必須考慮安全系數(shù)，安全系數(shù)K=K1K2K3K4。 </p><p>　　式中， K1 —— 基本安全系數(shù)，K1=1.5；</p><p>　　K2 —— 加工性質(zhì)系數(shù)，K2=1.1；</p><p>　　K3 ——

31、 刀具鈍化系數(shù)，K3=1.1；</p><p>　　K4 —— 斷續(xù)且需系數(shù)，K4=1.1。</p><p><b>　　3.2定位誤差分析</b></p><p>　　由于銑90°槽是在軸的外圓加工之后就加工的，所以它在外圓的任何地方銑都行只要保證兩個面成90°以及規(guī)定的尺寸就行，利用V型塊定位。因為定位基準和工序基

32、準都位芯軸的軸線，所以基準重合。V型塊具有對中性，所以基本位移誤差位零。</p><p><b>　　主要零件設計的說明</b></p><p><b>　　4.1夾具體</b></p><p>　　夾具體是整個夾具的基礎件。在夾具體上要安裝組成該夾具所需要的各種元件、機構、裝置等；并且還必須便于裝卸工件以及在機床上的固定

33、。因此，夾具體的形狀和尺寸，</p><p>　　主要取決于夾具上各組成件分布情況，工件的形狀、尺寸以及加工性質(zhì)等。</p><p>　　對于夾具體的設計提出以下一些基本要求： </p><p>　?。?）所設計的專用夾具，應當既能保證工序的加工精度又能保證工序的生產(chǎn)節(jié)拍。特別對</p><p>　　于大批量生產(chǎn)中使用的夾具，應設法縮短加工的

34、基本時間和輔助時間。</p><p>　　（2）夾具輕勞動強度的操作要方便、省力和安全。若有條件，盡可能采用氣動、液壓以及其它機械化自動化的夾緊機構，同時</p><p>　　必要時可設計和配備安全防護裝置。 </p><p>　?。?）能保證夾具一定的使用壽命和較低的制造成本。夾具的復雜程度應與工件的生產(chǎn)批量相適應，在大批量生產(chǎn)中應采用氣動、液壓等高效夾緊機構；而

35、小批量生產(chǎn)中，則宜采用較簡單的夾具結構。  </p><p>　　（4）要適當提高夾具元件的通用化和標準化程度。選用標準化元件，特別應選用商品化的標準元件，以縮短夾具的制造周期，降低夾具成本。 </p><p>　?。?）應具有良好的結構工藝性，以便于夾具的制造和維修。以上要求有時是相互矛盾的，故應在全面考慮的基礎上，處理好主要矛盾，使之達到較好的效果。</p>&

36、lt;p><b>　　4.2定位元件</b></p><p>　　定位元件主要有V形塊。V型塊是一種比較特殊的定位元件。它雖然是一個單獨定位元件，但它的定位基面的結構要素卻不是單一的，有兩個定位平面，從某種意義上來講這種形式的定位可看作是兩個平面的組合定位。</p><p>　　大多數(shù)定位元件的定位基準都是定位基面本身或者是由其形成的點、面、線，如單一平面、球心

37、、孔和軸的中心線等。根據(jù)這個道理，我認為，本工序的V型塊的定位基準應是由兩平面形成的對稱中心面，交線作為垂直方向的定位基準對稱中心面作為水平方向的定位基準。</p><p>　　V型塊的定位基準應是檢驗心軸的中心高，即檢驗心軸在V型塊上放置時的中心線，實際上這條中心線在V型塊中的位置是不確切的，它會因檢驗心軸直徑誤差大小而變化，因此，在對刀誤差中往往會引入這條中心線的位置誤差。 </p><

38、;p>　　4 r' F/ Z* P$ U4 r4.3壓緊元件</p><p>　　壓緊元件主要有壓緊螺母，螺柱，帶孔蓋板墊圈等。主要實現(xiàn)對工件的壓緊、固定。</p><p>　　2 ]8 q- m8 N( R: C+ Q# y第五章 工裝夾具的裝配要求</p><p>　　（1）將V形塊用壓緊螺母M20、螺柱M20×45、墊圈固定在銑床工作

39、臺上，保證V形塊基面與銑床工作臺平行。</p><p>　　（2）將芯軸放在V形塊V形槽內(nèi)。</p><p>　?。?）用壓緊螺母M8、螺柱M8×30、墊圈與帶孔墊板和V形塊裝配，并將芯軸固定在V形塊上，完成裝配。</p><p>　　! @! X; [- e0 L# s1 b9 I0 e第六章 工裝夾具的使用說明</p><p>

40、;　　6.1夾具的操作步驟</p><p>　　結合立式鉆床的加工特點，所以采用兩個V型塊進行定位，兩個V型塊完全一樣，將兩個V型塊豎放，將工件豎放置于兩V型塊之間，進行夾緊定位。在V型塊下端設計一個凸臺，在凸臺上鉆一個螺紋孔，用以安裝螺釘，將鉆床工作臺與V型塊固定連接起來。具體操作是，先在工件上要鉆孔的位置做上記號，然后將工件豎放置于兩V型塊之間，進行夾緊定位，待加緊時，安上螺釘，固定住夾具，之后就可以進行螺紋

41、孔的加工了。</p><p>　　6.2夾具使用注意事項、保養(yǎng)及維護</p><p>　?。?）使用前對限位尺寸檢查是否還保持正確位置； @! A8 L$ j+ V; |9 u （2）如果擋銷磨損超差，可以進行打磨修復；如果擋板、插銷、定位錐頭銷磨損超差，可以重新組裝，錯開磨損部位后繼續(xù)使用。8 A3 ?# ^% q$ d5 n （3）使用后需要涂防繡油。</p>

42、<p>　　* m0 @" W: C4 b+ u/ n7 p第七章 小結</p><p>　　經(jīng)過此次課程設計，內(nèi)心感觸頗深，課程設計環(huán)節(jié)可以說既是對我們對機床夾具學習成果的檢驗，又是一次綜合運用所學知識的一次機會。此次設計不僅考核了我們對知識的掌握程度，更重要的是加深了我們對所學知識的印象，為我們步入工作崗位奠定了基礎。</p><p>　　設計過程不僅要依賴于

43、課本及資料上的理論知識，也要結合實際進行設計，只有在理論結合實際的基礎上做出的設計才能滿足于現(xiàn)場生產(chǎn)的需求，只有滿足現(xiàn)場需求的設計才是一份合格的設計。我們的設計做的還不夠全面，不夠完善，缺少實踐的驗證。但我相信我們通過此次設計所積累的設計經(jīng)驗以及理論經(jīng)驗對于我們而言也是一份很難得很寶貴的財富。</p><p>　　就我個人而言，我希望能通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從鍛煉自己分析問題、

44、解決問題的能力，為今后參加祖國的現(xiàn)代化建設打下一個良好的基礎。</p><p>　　通過所學的專業(yè)課知識（《公差配合與測量技術》、《機械設計基礎》、《金屬切削與刀具》、《機械制圖》、《機械加工設備》等）和金工實習使我們對機械設計制造有了一定的感想和理性的認識。本次畢業(yè)設計讓我對所學的專業(yè)課得以復習、鞏固和應用。是理論和實踐相結合的有益手段。為以后的工作打下一定的基礎。</p><p>　　

45、在這次設計中，我設計的是芯軸的加工夾具設計。在設計中閱讀大量的參考資料，但是能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請劉老師給予指教。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　首先，我非常感謝我的父母。在學習和生活上，他們一直都很支持我，使我能全身心地投入到學習中。雖然我的父母都是農(nóng)民，他們的文化水平并不高，他們可能不知道我所學習得課程的含義，但

46、今天我能做出課程設計這和我的父母有密不可分的關系。他們在各個方面支持我，還教會我做人的道理，做人一定要腳踏實地，勤勤懇懇的工作，不能三心二意，父母是我最好的老師。</p><p>　　然后，我要感謝我的課程設計指導老師*老師。在平時課堂上，我受益匪淺，學到許多新的知識，他給予了我學術和指導性的意見，很感謝*老師給予我的寶貴的指導意見和鼓勵。</p><p>　　最后，很感謝閱讀這篇畢業(yè)設計

47、的人們。感謝您們抽出寶貴的時間來閱讀這篇畢業(yè)設計。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 蘭建設主編.機械制造工藝與夾具[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004.7.</p><p>　　[2] 唐建生主編.金屬切削與刀具[M].武漢理工大學出版社,2009.6</p><p>

48、　　[3] 劉家平 劉立新主編.AutoCAD應用教程[M].第一版.東北師范大學出版社,2010.2</p><p>　　[4] 劉家平主編.機械制圖[M]（第一版）.武漢理工大學出版社,2008.8</p><p>　　[5] 于興芝 朱敬超主編.機械設計基礎[M].第一版.武漢理工大學出版社,2008.8</p><p>　　[6] 于興芝主編.機