曲轴夹具设计实例综述

1、夹具设计是数控类专业重要的实践教学环节， 设计需要结合学 院三年所学的所有专业课知识，如机械制图、公差配合与技术测量、 数学及应用等机械类重要的学科， 不仅让学生把三年学习的知识运用 到位，还让我们重新温故了一下所必须的专业知识， 此次设计也锻炼 了学生查找工具书的能力，让学生增长了许多有关专业的其他知识， 对课堂所学知识进行互补， 此外，本次设计还锻炼了学生利用软件作 图的能力，这对今后的就业有一定的帮助。课程设计采用学生与老师互动的方式展开， 每个老师负责带领几 个学生进行设计， 老师安排了答疑时间和地点， 学生有什么疑问， 可 以按时去找指导老师解答，促进了老师与学生的沟通。此次课程设计

2、， 为学生更好的完成毕业设计， 为学生更好的找到 自己的缺陷打下了基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处， 恳请各位老师给予指导。设计者：二-1-1. 机床夹具设计任务：如图所示：技术要求：两基准 A、B 已达到要求， 要求精加工 ?，保证平行度 0.025，中心距 A=300.065为了车削 ?8 外圆，提高劳动生产率，保证加工质量， 降低劳动强度， 需要设计专用夹具进行切削加工。 本夹具将 用于 CK5080ni-980TD 数控车，采用刀具旋转工件进给的 方式进行加工。-2-2. 定位基准选择：8 的中心线对 14 轴有平行度要求，以 14 的轴为定位 基准，由于连接板是铸件公差较大，

3、 利用连接板的背面靠住夹具 面来固定，这样既保证了平行度和 8 的尺寸精度，还提高了加 工效率，先采用这套方案进行加工。3. 确定夹具的结构方案 根据工序加工要求，夹具在安装中的定位方案如下： 以其底面为主要定位基准，夹具底座与中滑板之间的定位 销限制了 4 个自由度，如图（ 4）所示，刀架螺栓限制了 2 个自 由度。夹紧和定位装置共同限制了工件的六个自由度， 使工件达 到完全定位。4. 确定夹紧机构 此夹具选用的是螺栓压板夹紧机构，拧紧螺栓通过压板压 紧工件表面。因此在压板上我们开了两个小口来保证压紧螺栓和 装卸方便。如图（ 1）所示：-3-图1-45. 尺寸计算：（1）工件在夹具上装夹牢固

4、后，其 14（圆 O）轴线的水 平高度与夹具上表面重合，如图 1-1 所示：图 1-1其中 OD=7 OCB=45COAO ODCB 有三角函数关系可得：OB=OC=2OD=9.9即 AB=19.8查标准公差等级表得，其 IT6 的公差为 0.013 查极限偏差表得，其上偏差为 +0.008 ，下偏差为 -0.005（ 2）如图 2-2 所示：由于连接板为铸造件，所以连接板在固 定时所允许的固定误差分析：确定 90V 型槽的宽度：要满足销头和圆杆中心距要求 必须保证圆杆轴线与夹具体顶面保持一致，圆杆直径尺寸为 13.957 时，槽宽应为 18.436 ，圆杆直径为 13.984 时，槽宽应为

5、18.489 ，则槽宽为 18.436 18.489 之间圆杆轴线与夹具体顶面 基本一致。-5-连接板的固定误差：由于连接板为铸造件、装夹中会存 在尺寸误差，经计算得出连接板最大径向偏差为 1.974 ，此偏差 完全可以满足切削加工要求 。（3）下图 3-3 为零件连接板示意图，装夹牢固后，零件的 CD面与夹具上的定位面相重合，即 CAB就 是定位面的倾斜角 度。图 3-3在图中， CO1=10 AO2=7 O1O2=30-6-有三角函数得：TanCAB=CB/AB=3/30=0.1即 CAB=5.71即定位面的倾斜角度与 X 方向的夹角为 95.714)图 4-4在上图 4-4 中 BC=O

6、1O2=30 0.065 AB=25.5 查标准公差等级表得， IT7 的公差为 0.025;查极限偏差表得，尺寸 AB 上偏差为 +0.017 ，下偏差为 -0.008;连接板的中心距、夹具的总高度、夹具与刀架连接部分的高度，三者形成一个封闭环，如下图 5-5 所示-7-图 5-5 由封闭环尺寸链计算公式得 L3 的上偏差为 +0.08 下偏差为 +0.0486. 夹具外形尺寸（1）夹具与零件之间的尺寸如图 3 ；（2）夹具与零件的装配图如图 2 ；（3）刀具装夹图如图 5 ；-8-夹具装配图：图2-9-夹具零件图：图3-10-实体图图4-11-图5-12-夹具主体机械加工工艺卡：临沂技术学

7、院机械加工工艺卡片产品型号零（部）件图 号3共2 页产品名称夹具主体零（部）件图 号3第1 页材料 牌号T45 毛坯种类方铁毛坯外160 95尺寸 60备注工 序工步工序内容切削用量设备工艺装备名称背 吃 刀 量 /mm转速 r/mm进 给 量 m m夹具刀具量具铣 床 加 工加工底面 侧面和顶 面粗铣底平面和侧面留有 1mm 的精车余量。2800200数控 铣床台口钳面铣刀卡 尺加工底面 和侧面精铣底平面，平面度为 h6， 还要有较高的垂直度 。11800100数控 铣床台口钳面铣刀钻销孔在精铣底面的平面上钻出 4* 7 的孔80020数控 铣床台口钳麻花钻加工 v 型 槽和直槽粗加工 v

8、型槽和直槽，都留 有 1mm 的精车余量。2800200数控 铣床台口钳键槽铣 刀和燕 尾刀加工夹入 刀架部分粗加工夹入刀架部分，留有1mm 精车2800200数控 铣床台口钳直柄铣 刀加工顶面安装用定位销定位，夹紧零 件进行铣削顶面控制尺寸11800150数控 铣床台口钳面铣刀加工 v 型 槽和直槽用定位销固定，精加工 V 槽 和直槽保证精度11800150数控 铣床台口钳键槽铣 刀和燕 尾刀钻孔用 16 的钻头在夹入刀架部 分钻出两个通孔250080数控 铣床台口钳麻花钻攻螺纹在 4* 7 的通孔处攻出 4* 的螺纹，深度数控 铣床台口钳攻丝刀标记更改 文件 号签字日期编制日 期审核日 期

9、会签日期-13-临沂技术学院机械加 工工艺卡 片产品型号零（部）件图号3共 2 页产品名称压板零（部）件图号3第 2 页材料 牌号T45 毛坯种类 方铁毛坯外尺寸403010备 注工 序工步工序内容切削用量设备名 称及编 号工艺装备名称背吃 刀量 /mm转速 r/mm进给量mm夹具刀具量具铣 床 加 工铣面 35 256去除余量，铣成长方 体块。2900100铣床台口 钳直 柄 铣 刀铣槽和钻 孔在压板上一边一个 孔和一个开口槽2900100铣床台口 钳直 柄 铣 刀铣弧铣削一个 R10 的弧2900100钻床台口 钳直 柄 铣 刀标记更改文件号签字日期编制日期审核日期会签日期-14-临沂技术

10、学院机械加工 工艺卡片产品型号零（部）件图号5共 1 页产品名称装刀主体零（部）件图号5第 1 页材料牌 号45钢毛坯种 类棒料毛坯外尺寸65105备注工序工步 工序内容 切削用量 设备 工艺装备名称刀套加工工艺卡：背吃 刀量 /mm转速 r/mm进给 量 mm名称 及编 号夹具刀具量具数控车 床粗车平断面，出车外轮廓 40 和 60 的外圆留 1mm800150数控 车床三爪偏刀钻孔用18 的钻头钻孔，深 度为 40mm350数控 车床三爪麻花 钻铣床铣阶 台粗精铣阶台2800200加工 中心台口 钳直柄铣刀钻斜 空用 6 的钻头钻出斜 空12035加工 中心台口 钳麻花 钻钻床钻孔用钻头钻

11、出 8*8 的孔1800100钻床铣床钻孔用钻头钻出一个 7 的孔20035加工 中心第四 轴麻花 钻攻螺 纹用 M8攻丝刀在 7 的空 上攻出螺纹201.25加工 中心第四 轴攻丝 刀数控车 床精车精车 40 的外圆控 制尺寸11500150数控 车床三爪偏刀精车 60 的外圆至 尺寸11500150数控 车床三爪偏刀精镗20 内孔至尺 寸11500120数控 车床三爪偏刀标记更改文 件号签字日 期编制 日期审核日期会签日 期-15-对刀说明：车削加工属连续加工， 由于偏心大， 部分位置没有足够的 强度和刚度， 夹紧机构所提供的夹紧力足够大， 且要求有良好 的自锁功能性。 因此我们在外圆的定

12、位不是很牢固， 所以在连接板的位置也用螺钉连接在对刀上， 把夹具放置刀架以后连接板上的 8 的中心线 应对应主轴中心线， 而主轴上的刀具刀尖在经过对刀之后应控 制在 8 公差左右来进行试车削，在进行微量调整来实现8外圆的尺寸， 从而在保证平行度和 30mm的位置度。 通过计算， 连接架的位置左右摆动 1mm能满足尺寸控制范围。-16-课程设计总结在学完机械制造工艺学之后，我们经过了为期三个星期的课程设计。本次课程设计的任务是根据加工工件设计夹具我设计的零件是偏心轴。 我在设计完自己的夹具同时， 和其他的同学一起探讨更好的设计方法。 并了解了工艺对我们学习的重要性，同时也发现了自己的很多不足。感

13、触有：一 仅仅了解书本上的东西是远远不够的，只有在结合自己 的实际情况，运用于实践，这样才能更深的了解和学习 好知识。二 工艺是一个很细致的工作，我们要在工作中不断的积累 经验，学会用自己的知识解决实际问题。三 觉的自己学到的知识太有限，知识面太窄，以后还有待 加强训练和实践。四 同时我们不断的向别人学习，尤其要多向老师请教，他 们可以让我们少走很多的弯路，同时也让我们知道很多 优秀的设计方法和与众不同的设计理念。五 创新设计是我们未来生存的法宝，所以从现在开始一定 要有意识的锻炼和培养自己在这方面能力。通过这次夹具设计，我们感受到了对专业知识的缺乏和 不足，也使我们的专业知识得到进一步提高，使我们拥有这 次难得的学习机会。-17-参考资料1机械基础主编：姜波 中国社会保障出版社2数控加工工艺学（第二版）