铣床夹具设计与仿真

诚信声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：王娜娜 日期： 2014 年 6 月10 日 毕业设计任务书设计题目： 铣床夹具设计与仿真 系部： 机械工程系 专业： 机械设计制造及其自动化 学号： 125011131 学生： 王娜娜 指导教师（含职称）： 张焕梅（讲师）专业负责人： 田静 1设计的主要任务及目标（1）要求掌握铣床夹具相关的基本知识（2）要求掌握铣床夹具的设计步骤（3）熟练Pro/e实体建模与装配（4）能够用Pro/e制作拆装动画2设计的基本要求和内容（1）软件文档一份（2）设计连杆铣槽夹具（3）设计立轴分度铣床夹具（4）毕业设计说明书3主要参考文献1陈明.机械制造工艺学.机械工艺出版社.2005.82肖继德.陈宁平.机床夹具设计.机械工业出版社.2006.73哈尔滨工业大学主编.机床夹具设计.上海科技技术出版社.19804ACAA教育.Autodesk AutoCAD 2010工程师认证标准培训教材.人民邮电出版社.2010.14进度安排设计（论文）各阶段名称起 止 日 期1对夹具设计任务进行分析明确设计的要求和意图2014.2.152014.3.82连杆铣槽夹具的设计2014.3.82014.5.13立轴分度铣床夹具的设计2014.5.12014.5.254整理完善设计计算说明书并定稿，准备答辩2014.5.252014.6.105答辩2014.6.102014.6.20注：一式4份，系部、指导教师各1份、学生2份：毕业设计（论文）及答辩评分表各一份铣床夹具设计及仿真摘 要:本设计完成了连杆铣槽夹具和分度铣床夹具的设计与仿真。根据对要加工零件的结构及相关要素进行分析,设计了两套铣床夹具；连杆铣槽夹具可以同时对多个零件进行加工，分度铣床夹具可以对同一工件的不同工序进行加工，它们更好的提高了生产效率，节省了时间。最后对零件和夹具进行了三维实体建模设计与仿真, 更直观的展示出零件在加工过程中在夹具上的定位与夹紧。关键词：夹具,建模,仿真 The design and simulation of Milling fixtureAbstract: the design completed rod milling indexing milling jigs and fixture design and simulation. According to the parts of the structure to be processed and analyzed relevant elements,designed two milling fixture; rod milling jig can be processed simultaneously on multiple parts, dividing the milling fixture on the same workpiece can be processed in different processes, they are more good to improve production efficiency, saves time. Finally, parts and fixtures for the three-dimensional solid modeling design and simulation, show more intuitive part in the process in the fixture positioning and clamping. Key words: fixture, modeling, simulation 目 录1 前言 1 1.1 铣床研究背景和意义 1 1.2 国内外研究现状 12 计算机仿真技术简介3 2.1 计算机仿真的定义3 2.2 计算机仿真技术的研究现状3 2.3 计算机仿真技术的特点3 2.4 基于Pro/E的三维机械设计与运动仿真4 2.4.1 三维模型的创建4 2.4.2 产品的模拟组装5 2.4.3 产品的运动仿真与分析63 铣床夹具简介7 3.1 铣床夹具的组成7 3.2 铣床夹具在机械加工中的作用7 3.3 铣床夹具的特点8 3.4 铣床夹具的分类8 3.5 铣床夹具的设计要点84 铣床夹具设计实例12 4.1 连杆铣槽夹具12 4.1.1 工件分析12 4.1.2 零件图16 4.1.3 装配过程21 4.2 立式分度铣床夹具25 4.2.1 叶轮铣槽夹具25 4.2.2 零件图26 4.2.3 装配过程285 结论33参考文献34致谢35太原工业学院毕业设计1 前言1.1 铣床研究背景和意义在机械制造过程中，用来固定加工对象，使其固定在正确的位置，以便接受加工，检测的装置都可统称为夹具。广义地说，夹具是一种既能保证产品质量，又能提高工艺加工速度的装备。夹具以其数量和在生产中的地位来说，机床夹具最为重要。铣床夹具是铣床的一种辅助设备，用它来准确地确定工件与刀具的相对位置，以完成加工所需要的相对运动。所以铣床夹具是用以使工件定位和夹紧的附加装置。铣床夹具设计的基本要求有保证工件的加工精度，提高生产率，工艺性好，使用性好，经济性好。夹具从生产到现在，大约可以分为三个阶段：第一个阶段主要表现在夹具与人的结合上，这时夹具主要是作为人的单纯辅助工具，使加工过程加速并趋于完善；第二阶段，夹具成为人与机床之间的桥梁，夹具的技能发生变化，它主要用于工件的定位和夹紧。人们越来越认识到，夹具与操作人员改进工作及机床性能的提高有密切的关系，所以夹具引起了重视；第三阶段表现为夹具与机床的结合，夹具作为机床的一部分，已成为机械加工中不可缺少的工艺装备。21.2 国内外研究现状工业设计是人类社会发展和科学技术进步的产物，从英国莫里斯的“工艺美术运动”，到德国的包豪斯设计革命以及美国的广泛传播与推广，工业设计经过了酝酿，探索，形成，发展百余年的历史沧桑。时至今日，工业设计已成为一门独立的专业学科，并且有一套完整的研究体系。随着数控机床的广泛应用，机床专用夹具在制造企业中发挥了越来越重要的作用，与其相关的设计过程和设计方法等方面的管理技术和相应的计算机辅助技术研究越来越受到国内外学术领域的重视。夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。仿真作为一种重要手段通常可以渗透到它们当中去并帮助它们实现集成从而促进了一些先进制造技术的发展。从本质上讲仿真技术就是建立仿真模型和对模型实验的一种技术。计算机仿真过程的实现一般都可由计算机高级语言、仿真语言和仿真软件来完成。典型的仿真软件有仿真环境、仿真语言和程序包三种形式其功能覆盖是不完全相同的。从下到上大体反映了仿真软件的发展过程。现在面向制造系统的仿真出现了一体化支撑软件实现了仿真建模、仿真运行、输出分析的集成环境仿真监控运用了并发执行机制在数据库管理的基础上实现了模型数据、实验数据、仿真结果的统一管理人工智能技术也应用在仿真建模、仿真运行和仿真结果的分析中。此外广义制造系统仿真器的出现实现了对某类制造系统的非语言建模、模型数据驱动等功能。由于系统仿真不断地朝着纵、横方向发展在制造业方面一个比较明显的进展就是“虚拟制造”。2根据虚拟制造的概念整个产品的设计和制造首先在计算机上进行这样可以发现并解决该产品在制造之前可能出现的各种问题。 围绕产品从概念设计到终止使用的整个生命周期再从决策者、设计师、制造商、销售商和用户等全方位地去观察和研究产品仿真技术已显示出它强大的生命力和发展潜力。面向21世纪同其他领域一样制造领域的仿真技术的仿真规模正在不断地扩大仿真功能也在不断地朝智能化、可视化、集成化、并行化、分布交互化的方向发展。32 计算机仿真技术简介2.1 计算机仿真的定义计算机仿真技术（computer simulation technology）即以计算机仿真为手段，利用计算机科学和技术的成果建立被仿真的系统的模型，并在某些实验条件下对模型进行动态实验的一门综合性技术。它具有高效、安全、受环境条件的约束较少、可改变时间比例尺等优点，已成为分析、设计、运行、评价、培训系统（尤其是复杂系统）的重要工具。52.2 计算机仿真技术的研究现状 计算机仿真技术的发展与计算机的发展是密不可分的。20世纪50年代的计算机仿真大部分是以电子模拟计算机为主机实现的，在部分特殊应用领域内也有以液压机、气压机或阻抗网络作为主要模拟设备的。由于电子模拟计算机的精度较差等缺点，从70年代初开始，数字模拟混合计算机仿真得到发展。从70年代末起，以数字机为主机的各种各样的专用和通用计算机仿真得到了普及和推广。特别是近20年来，随着系统工程与科学的迅速发展，计算机仿真技术也得到了蓬勃发展，并得到了广泛应用。2.3 计算机仿真技术的特点 （1）模型参数可根据要求任意调整、修改和补充。人们可以得到各种可能的仿真效果，为进一步完善研究方案提供了可能。与传统的实物实验相比，具有运行费用低、无风险、方便灵活等优点。 （2）系统模型求解快速。运用计算机仿真，能够在较短的时间内得出仿真运算的结果，为生产实践提供最及时的指导。 （3）仿真运算结果可靠、准确。在机器没有故障的前提下，只要系统模型、仿真模型、仿真程序科学合理，那么计算机的运算结果是准确无误的。 （4）实物、实时仿真直观、逼真。这一特点使它在一些复杂工程系统中例如核电、航天等领域得到了广泛应用。 传统的仿真技术是一个迭代过程，即针对实际系统某一层次的特性（过程），抽象出一个模型，然后假设态势（输入），进行试验，由试验者判读输出结果和验证模型，根据判断的情况反复修改模型和有关的参数，不仅效率低，也存在环境、安全等因素的限制，所以很难达到实验者满意的仿真效果。2.4 基于Pro/E的三维机械设计与运动仿真现代Pro/E技术不再仅仅是代替手工绘图的一种工具,而是包含了产品方案决策、结构设计、性能分析、功能仿真,直至工艺设计的全部过程,由二维绘图发展为今天基于特征的三维参数化和变量化造型技术。使用三维设计技术更能反映实际产品的设计、构造及制造过程,同时利用Pro/E软件对机器或机构进行运动仿真与分析,对设计中可能出现的问题做出预测和改进,有利于实现自动化设计,加快产品更新换代的速度,提高企业市场竞争力。2.4.1 三维模型的创建（1）特征化造型的概念 特征造型是几何造型技术的发展,它对诸如零件形状、尺寸、工艺、功能等相关信息的综合描述更直观和更具工程含义。基于特征的造型系统一般先将大量的标准特征或用户自定义特征存入数据库,在设计阶段调用特征库中的特征作为基本造型单元进行建模,再逐步输入几何信息、工艺信息,建立零件的特征数据模型,并将其存入数据库。基于特征的造型方法大大地提高了设计效率和质量,同时在设计过程中设计人员可方便地进行特征的合法性、相关性检查,便于组织复杂的特征。特征建模过程实际上是一系列特征的累加过程。 在三维建模中主要有以下3种特征: 实体特征它是构建三维模型的基本单元和主要设计对象。实体特征可以是正空间特征（如实体的突出部分）,也可以是负空间特征（如实体上的孔、槽等）。在Pro/E中,根据建模方式和原理的差异,把实体特征进一步分为基础特征和工程特征基础特征是三维模型设计的起点,包括拉伸特征、旋转特征、扫描特征和混合特征等。工程特征是在基础特征上的附加特征,它的创建依赖于已存在的基础特征,是有一定工程应用价值的特征,包括孔特征、肋特征、倒角特征和拔模特征等。 曲面特征它是一种没有质量和体积的几何特征,对曲面的精确描述比较复杂,在目前三维造型中通常采用“B样条曲线”为基础,通过曲率分布图对曲线进行编辑,进而得到高质量的曲面造型曲面特征主要用于产品的概念设计、外形设计和逆向工程等设计领域。 基准特征指参数化设计的基准点、基准轴、基准曲线、基准平面和坐标系等。一般来说,基准特征主要用于辅助三维模型的创建。 （2）Pro/E建模的一般过程 利用Pro/E建模首先从整体研究将要建模的零件,分析其特征组成,明确不同特征之间的关系和内在联系,确定零件特征的创建顺序,在此基础上进行建模、添加工程特征等设计。通过二维平面草绘图的旋转、拉伸、扫描和混合等工具来实现三维实体模型的构建。Pro/E三维模型将线框、曲面和实体三者有机地结合起来,形成一个整体,整个建模过程是基于特征为基本单位的参数化设计过程。其中参数包括几何参数和尺寸参数。几何参数确定了实体特征基本位置的固定关系,尺寸参数决定了产品外观尺寸和相对距离。利用参数可以准确控制和修改所建立的三维模型。 Pro/E建模的一般过程如下: 建立或选取基准特征作为模型空间定位的基准:如基准面、基准轴和基准坐标系等。建立每个实体特征时,都要利用基准特征作为参照; 建立基础实体特征:拉伸、旋转、扫描、混合等; 建立工程特征:孔、倒角、肋、拔模等; 特征的修改:特征阵列、特征复制等编辑操作； 添加材质和渲染处理。2.4.2 产品的模拟组装 所有工业产品都是由不同数量的零、部件装配而成的,Pro/E提供的Assembly功能模块专门用来进行零件装配。通常可采用2种装配方法:自下而上（Bottom-Top）的装配方法。这种装配过程与实际装配过程类似,通过装配约束确定零件几何要素间相对位置,将所有零件逐个定位装配,直到完成整个产品的组装。自顶向下（Top-down）的装配方法,这种方法基于自顶向下的设计思想,先在宏观上建立装配规划,然后再按规划逐步设计每个零件,这种方法适用于由团队相互分工协作完成的大型项目。由于Pro/E所有设计模块采用单一的数据库,因此在装配过程中可以随时调整设计方案,根据需要改变零件参数,改变后的参数变化将体现在所有模型当中。为了显示产品各部分零件的结构关系,可以在保持约束关系不变的情况下生成爆炸图,还可以实现装配过程的仿真动画,把组装过程通过每一个装配状态的快照实现自动的动态视频演示,客户可以通过观看该视频文件了解产品的结构和组装过程。2.4.3 产品的运动仿真与分析 运用Pro/E软件进行三维建模后还可利用计算机模拟系统在真实环境下运动和功能特性,以验证设计方案是否合理,运动和力学性能参数是否满足设计要求,运动构件是否发生干涉等,通过运动仿真和分析可及时发现问题并不断改进和完善设计,严格保证设计质量。 机构运动分析模块（Mechanism）是Pro/E提供的集运动仿真和机构分析于一身、功能强大的模块。当各零件通过装配模块组装成一个完整的机构后即可进入机构运动分析模块。在该模块中,根据设计意图定义机架及构成运动副的零件或组件之间的连接（注意把固定约束的定位约束解除）,然后定义伺服电机。伺服电机的作用是对机构施加力或力矩,为机构提供指定的运动。最后执行运动,并对运动结果进行分析。 Pro/EngineerWildfire 3.0版本更加完善了软件的用户界面和功能,其中包含了目前国际上先进的工程设计理念和设计思想,如To-down设计、并行设计、柔性设计,系统灵敏度设计技术,在进一步推广和使用Pro/E软件的同时,这些先进的设计技术也将引入到工业产品造型设计中,与其他三维造型设计软件相比,Pro/E在结构设计上具有特殊的优势,将Pro/E运用到产品造型设计和结构设计的各个环节必将全面推动产品设计的发展和进步,与世界先进计算机辅助设计技术接轨。3 铣床夹具简介3.1 铣床夹具的组成（1）定位元件（定位装置）定位元件保证工件在夹具中处于正确的位置，用于确定工件在夹具中的正确位置。如定位销、支承钉、支承板、V形块等都是定位装置中的常用原件。（2）夹紧元件（夹紧装置） 夹紧装置的作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中受到外力(切削力等)作用时不离开已经占据的正确位置。同时防止或减少振动。如螺母和螺杆、螺旋压板等是夹紧装置中的常用元件。（3）对刀与导引元件对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定夹具和刀具的相对位置。对刀装置的结构形式取决于加工表面的形状。对刀与导引元件用于确定刀具在加工前正确位置的元件成为对刀元件，如对刀块。用于确定刀具位置并引导刀具进行加工的元件成为导引元件。 (4) 连接元件连接元件的作用是使夹具与机床装夹面连接，并确定夹具对机床的相互位置。 (5) 夹具体 夹具体是用于连接或固定夹具上各元件及装置，使其成为一个整体的基础件。他与机床有关部件进行联接、对定，使夹具相对机床具有确定的位置。(6) 其它装置或元件有些夹具根据工件的加工要求，要有分度机构，铣床夹具还要有定位键等。 以上这些组成部分，并不是对每种机床夹具都是缺一不可的，但是任何夹具都必须有定位元件和夹紧装置，它们是保证工件加工精度的关键，目的是是工件定准、夹牢。13.2 铣床夹具在机械加工中的作用 （1）稳定保证工件的加工精度用夹具装夹工件时，工件相对于刀具及机床的位置精度有夹具保证，不受工人技术水平的影响，使一批工件的加工精度趋于一致。（2） 减少辅助工时，提高劳动生产率 使用夹具装夹工件无需划线找正，可显著地减少辅助工时，方便快捷；可提高工件刚性，使用较大的切削用量；可实现多件、多工位同时装夹，可采用高效加紧机构，提高劳动生产率。 （3)扩大机床的适用范围，实现一机多能 根据加工机床的形成运动，附以不同类型的夹具，可扩大机床的工艺范围。3.3 铣床夹具的特点 铣床夹具主要用于加工平面、凹槽及各种成形表面，一般由定位元件、夹紧机构、对刀装置（对刀块与塞尺）、定位键和夹具体组成。特点如下：（1） 夹具体本身应具有足够的强度和刚度。（2） 夹具装置强度可靠，且应有良好的自锁性和抗振性（3） 在夹具上设置专门的快速对刀装置，以减少调刀、换刀的时间（4)通常采用定位键与机床连接13.4 铣床夹具的分类按加工中工件的进给方式，铣床夹具主要类型可分为直线进给式铣床夹具、圆周进给式铣床夹具和机械仿形进给式靠模夹具3种。 1、直线进给式：这类夹具安装在铣床工作台上，加工中随工作台按直线进给方式运动。2、圆周进给式：多用在有回转工作台或回转鼓轮的铣床上依靠回转台或鼓轮的旋转将工件顺序送入铣床的加工区域。3、靠模进给式：用于专用或通用铣床上加工各种非圆曲面。靠模的作用是使工件获得辅助运动。13.5 铣床夹具设计要点（1）要特别注意工件定位的稳定性和加紧的可靠性因为铣削加工是多刀多刃连续切削，切削用量和切削力较大，且切削力的方向变化不断，加工时极易产生振动。因此， 定位装置的设计要分布，应尽量使定位支承面积大些； 夹紧力应作用在工件工件刚度较大的部位上；当从侧面压紧工件时，压板在侧面的着力点应低于工件侧面的支承点；夹紧力应靠近加工面；夹紧装置要有足够的夹紧力，自锁性好，一般不宜采用偏心夹紧，特别是粗铣时。（2）注意提高生产率 铣削加工有空行程，加工辅助时间长，因此应尽可能安排多件、多工位加工，夹紧时则尽量采用快速夹紧、联动夹紧和液压气动等高效夹紧装置。（3） 铣床夹具底面应设置两个定位键通过定位键与铣床工作台T形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面相对于铣床工作台的进给方向具有正确的位置关系。两个定位键相距较远，定向精度要高。除定位外，定向键还能承受部分切削扭矩，减轻夹具固定螺栓的负荷，增加家具的稳定性。定位键有矩形和圆柱形两种，如图下图所示，矩形定位键更常用，它有A型和B型两种结构形式。图a所示为A型定位键，其尺寸按B（h8或h6)制作，适用于夹具的定向精度要求不高的场合。图b、c所示为B型定位键，其侧面开有沟槽，沟槽的上部与夹具体的键槽配合，宽度尺寸B按H7/h6或Js6或h6与键槽相配合，因易磨损，故使用不多。1 A型 B型 图3.1 AB型定位键（4） 设置对刀装置，以便迅速准确地确定铣刀与夹具体的相对位置对刀装置由对刀块和塞尺组成，其形式根据加工表面的情况而定。常见的对刀块见下图。其中图a为圆形对刀块，用于铣单一平面时对刀；图b为直角对刀块，用于铣槽或台阶面时对刀；图c、d是用于铣成形面的特殊对刀块。对刀时，铣刀不能与对刀块的工作表面直接接触，而应通过塞尺来校准它们间的相对位置，以免损坏刀刃或造成对刀块过早磨损。塞尺有平塞尺和圆柱塞尺两种，其厚度或直径一般为35mm，公差为h6。对刀装置应设置在便于对刀的位置，并应在工件的切入一端。设计时，夹具总图上应标明塞尺的厚度及对刀块工作表面与定位元件之间的尺寸和公差。 图3.2 对刀块（5）夹具体的设计 1）铣床夹具的夹具体要有足够的刚度和强度，壁厚恰当，设置适当的筋板。 2)尽可能的降低夹具的重心，夹具体高度与宽度之比一般为H/B11.25，使工件的加工面尽量靠近工作台面，以提高夹具的稳定性。3)要有足够的排屑空间，切屑和切削液能顺利排除，必要时可设计排屑槽、排屑面。4）夹具体上应设置耳座，以方便夹具在工作台上的固定，对于小型夹具体，可两端各设置一个耳座，夹具体较宽时，可两端各设置两个耳座，两耳座的距离应与铣床工作台的两个T形槽的距离一致。常见的耳座结构，如右图所示。耳座 图3.3 耳座5）重型铣床夹具的夹具体两端还应设有吊装孔和吊环。6）铣床夹具总图上的尺寸、公差和技术条件的标注参见夹具设计手册。4 铣床夹具设计实例4.1 连杆铣槽夹具4.1.1 工件分析下图所示为连杆的铣槽工序简图。工序要求铣工件中间的一个通槽，槽宽45mm，深10mm，表面粗糙度值为6.3m。先行工序以加工好的表面可作为本工序用的定位基准，即厚度为16mm的两个端面和直径皆为13H8的两个孔，此两基准孔中心距为770.1mm，槽宽由刀具直接保证，槽深和位置要用夹具保证。本次设计要求一次性加工4个工件，每次安装的基准都用两个孔和一个端面，并在上端面上进行夹紧。4 图4.1 连杆铣槽工序图制定工艺路线工序1：铸造毛坯工序2：时效工序3：粗铣、半精铣、精铣工件下表面工序4：钳工划线定各孔的中心尺寸工序5：钻、扩、铰2-13H8孔和25孔工序6：粗铣、半精铣、精铣宽45mm，深10mm的槽工序7：粗铣、半精铣、精铣工件上表面工序8：清洗，去毛刺工序9：检验（1） 定位装置 在加工箱体、支架类零件时，常用工件的一面两孔作为定位基准，以使基准统一。此时，常采用一面两销的定位方式。这中定位方式简单、可靠、夹紧方便。有时工件上没有合适的小孔时，常把紧固螺钉孔的精度提高或专门做出两个工艺孔来，以备一面两孔之用。 根据连杆铣槽的工序尺寸，形状和位置精度要求，工件定位时需限制六个自由度。工件的定位基准和夹紧位置虽然在工序图上已经规定，但在拟定定位、夹紧方案时，仍然应对其进行分析研究，考查定位基准的学则是否能满足工件位置精度的要求，夹具的结构能否实现。在铣连杆槽时，工件在槽深方向的工序基准是和槽相连的端面，若以次端面为平面定位基准，可以达到与工序基准相重合。但是由于要在此面上开槽，那么夹具的定位面就势必要设计成朝下的，这就会给工件的定位夹紧带来麻烦，夹具的结构也较复杂。如果选择与所加工槽相对的另一端面为定位基准，则会引起基准不重合误差，起大小等于工件两端面间的尺寸公差0.1mm。考虑到槽深的公差较大（为0.4mm），还可以保证精度要求的。而这样又可以使定位夹紧可靠，操作方便，所以应当选择工件底面为定位基准。采用平面为定位元件。在保证角度方面，以两孔为定位基准，可以做到基准重合，而且操作方便。为了避免发生不比样的过定位现象，采用一个圆柱销和一个菱形销做定位元件。工件以一面两孔为定位基准。而定位元件采用一面两销，分别限制了工件的六个自由度，属于完全定位。 图4.2 定位简图菱形销尺寸计算如下：由于配合孔直径为13mm， 表 4.1 菱形销的结构尺寸定位销尺寸计算;确定两定位销的中心距 两定位销的中心距的基本尺寸应该等于工件两定位孔中心距的平均尺寸，其公差一般取 T=（-）T 因 =77mm 取=770.03mm确定圆柱销直径 圆柱销直径的基本尺寸取与之配合的工件孔的最小极限尺寸，其公差一般取g6或h7。7因连杆两定位孔的尺寸为13H8=13 mm，取圆柱销的直径d =13h7=13 mm。计算菱形销的最小间隙b=4mm D=13mmTL=0.2mm TL=0.06mm按X= 计算得 X=0.08mm确定削边销基本尺寸及公差 1）按公式=-算出菱形销的最大直径 =（13-0.08）mm=12.92mm 2）确定菱形销的公差等级，一般取IT7或IT6 因IT7=0.018mm 故 =13mm(2） 夹紧装置 设计夹紧装置时，应满足下述主要要求：夹紧装置在对工件夹紧时，不应破坏工件的定位，为此，必须正确选择夹紧力的方向及着力点。夹紧力的大小应该可靠，适当，要保证工件在夹紧后的变形和受压表面的损伤不超过允许的范围。夹紧装置结构简单合理，夹紧动作要迅速，操作方便省力，安全。夹紧力或夹紧形成在一定范围内科进行调整和补偿。(3) 夹具体的设计保证铣床夹具的刚度和强度，壁厚恰当。(4) 夹具在主轴上的安装铣床夹具底部设有两个定位键，通过定位键与工作台T形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面相对于铣床工作台的进给方向具有正确的位置关系。(5) 夹具总图上尺寸、公差和技术要求的标注最大外形轮廓尺寸，夹具体长300mm，宽190mm。影响工件定位精度的尺寸和公差：菱形销的直径为13-0.011-0.003mm。(6) 使用夹具加工时产生的误差有下列四个方面： 与工件定位有关的误差 定位误差D 与夹具在机床上安装有关的误差 安装误差A 与刀具调整有关的误差T与加工过程有关的误差GD+T+A+Gk上式即为定位误差不等式。A：定位误差 基准重合：=0D=Y=D+d+D=0.015（mm）B：夹具在铣床上安装的不准确并不影响加工槽的位置尺寸，所以A可不考虑。C：加工方法有关误差对刀块的制造与对刀调整误差铣刀的跳动，机床工作台的倾斜等因素所引起的加工方法误差，可根据生产经验并参照经济加工精度进行确定。今取0.05mm.综上所述：=D+A+T+G=0.065mm=0.1mm此夹具满足加工要求。对槽深精度的分析计算影响槽尺寸精度（10mm）的主要因素有：A：基准重合 B=0D=Y=D+d+D=0.015（mm）B：夹具安装误差由于夹具定位面N和夹具底面M间的平行度误差等，会引起工件倾斜，使加工槽的底面和其端面不平行，因而会影响槽深的尺寸精度。夹具技术要求的第一条规定为不大于100：0.03，那么在工件约105mm范围内的影响值将约0.03mm.C:加工方法有关的误差对刀块的制造和对刀调整误差，铣刀的跳动，机床工作台的倾斜等因素所引起的加工方法误差，可根据生产经验并参照经济加工精度进行确定，今取0.1mm.综上：=D+A+T+G =0.125mm=0.2m因此，此夹具满足加工要求。4.1.2 零件图图4.3 工件图4.4夹具体图4.5 菱形销和圆柱销图4.6 定位键图4.7 活动杠杆图4.8 活节螺栓图4.9 支撑板图4.10 压板图4.11 铰链螺钉4.1.3 装配过程图图4.12 装配菱形销和圆柱销图4.13装配工件图4.14装配活动杠杆、活节螺栓图4.15 装配压板 图4.16 装配定位键图4.17 装配对刀块图4.18 装配总图 图4.19 爆炸图4.2 立式分度铣床夹具4.2.1 叶轮铣槽夹具（1）定位装置将加工过的叶轮底面放置在一个大的圆形定位盘上,以大平面定位,消除X,Y方向的转动自由度和Z方向的移动自由度。用一个定位销与叶轮上的孔相配合,以此消除X,Y的移动自由度。利用两块开槽的压板从两个方向卡住叶片,并将它们固定在定位盘上，这样就消除了Z方向的转动自由度.定位方法：圆柱孔定位和平面定位。 (2) 夹紧方案的确定 选用螺旋夹紧：工件以中心孔及底面在定位销和定位盘的端面上定位,并使叶轮上的叶片与压板头部的缺口对中,旋转螺母,通过杠杆使两块压板同时夹紧工件。选用移动式弯曲压板,它的优点是可以实现快速装拆。 (3)夹具体与定位 为保证夹具在工作台上安装稳定，应按照夹具体的高度比不大于1.25的原则确定其宽度，并在两端设置耳座，以便固定。 (4) 加工精度分析 定位误差D：由于本设计加工时,定位基准和加工基准都是中心轴,因此基准不重合误差为零。所以定位误差来自于基准位移误差,其计算公式为: 孔：12H8 ES=+27m EI=0m轴：12g6 es=-6m ei=es-IT6=-17m= Xmax = (27 + 17)= 44m 对刀误差T：对刀误差等于塞尺厚度的公差,即T=0.014mm。64.2.2 零件图 图4.20 夹具体 图4.21 分度盘 图4.22 定位盘 图4.23 扳手 图4.24 压板4.2.3 装配过程图 图4.25 装配套筒和弹簧 图4.26 装配分度盘 图4.27 装配中心轴和扳手图4.28 装配压板和工件 图4.29 装配地位盘（总装图）图4.30 爆炸图 本夹具用在卧式铣床上加工水泵叶轮上的两条互成900的十字槽。 工件以12H8孔及底面在定位销和定位盘的端面上定位，并使叶轮上的叶片与压板头部的缺口对中，旋转压板上的螺母，通过杠杆两块压板同时夹紧工件。 当一条槽加工完毕之后，扳手顺时针转动，使分度盘与夹具体之间分开，然后逆时针转动分度盘，在分度