机床夹具设计课程设计说明书(含内容和排版简要说明)

《机床夹具课程设计》说明书PAGEI摘要本次毕业设计针对车床尾座套筒工艺规程进行设计，涉及套筒的选材、确定毛坯和机械加工余量及工序尺寸与公差、拟定工艺路线、选择工艺设备；并进行切削用量和时间定额的计算，填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡片。为了保证加工质量，提高生产效率，对关键工序进行夹具设计。本文对夹具的工作原理、作用、分类和组成做了简单概述；着重分析了工序特点和要求，根据结果确定定位方案，设计定位元件、夹紧机构、对刀元件和夹具体。因此，保证了加工精度和设计质量。目录TOC\o"1-2"\h\z\u摘要 I1设计任务 12零件的装夹 22.1零件的工艺和精度分析 22.2定位设计 22.3对刀引导装置 32.4夹紧方案 32.5夹具体设计 43夹具加工精度分析 53.1定位精度 53.2对刀精度 53.3安装精度 53.4夹具精度 5总结 6参考文献 7PAGE11设计任务分析对比综合现有车床尾座套筒加工工艺的基础上，设计出高效的加工工艺规程和夹具设计方案，达到降低成本，提高生产效率的目的。车床尾座套筒需求量大，所编写的工艺规程主要适用于大量生产的情况使用。在加工过程中主要有一下问题：(1)车床尾座套筒属于回转件在以内圆为基准加工半精加工和精加工外圆面时装夹固定必须使用夹具实现定心，因此在进行半精加工和精加工前必须分别设计一套夹具；(2)由于套筒是回转件，在铣床上铣键槽时没有夹具无法实现定心和夹紧，所以在铣键槽前也要设计一套夹具；（3）国内车床尾座套筒生产工艺基本成型，要在前人基础上提出一套更加优化的方案也是一个很大的挑战。图1-1车床尾座套筒零件简图2零件的装夹2.1零件的工艺和精度分析在选定了车床尾座套筒主要表面的加工方法以后，还需要进一步确定这些加工方法在工艺路线中的安排顺序，这就涉及到加工阶段的划分。对于精度要求较高的表面，总是先粗加工后精加工，但工艺过程划分成几个阶段是对整个加工过程而言的，不能拘泥于某一表面的加工。考虑到车床尾座套筒零件的技术要求，可以将加工阶段划分成粗加工、半精加工、精加工和光整加工几个阶段。分析车床尾座套筒零件，其工艺工程大致包括以下几个阶段：定位基准的加工；粗车外圆表面、端面和钻孔；调质28～32HRC；扩孔、半精车外圆和倒角；精车孔、槽和莫氏4号锥孔；划线；铣平键和半圆键；钻孔；修毛刺；左端莫氏4号锥孔及160mm长的外圆部分，高频感应加热淬火45～50HRC；研磨两端60°内锥面；粗磨、精磨外圆和莫氏4号锥面。本次设计，工序12和工序13铣两个堆成的键槽相关加工要求为：以±0.05mm外圆定位装夹铣键槽mm×200mm，并保证mm（注意外圆加工余量）保证键槽与Фmm外圆轴心线的平行度和对称度;以±0.05mm外圆定位装夹铣R2深2mm，长160mm圆弧槽。已知工件材料为45钢，毛坯为锻件，选用机床为X62W卧式万能铣床。设计的任务是设计出保证该工序加工要求，满足加工精度的机床夹具，提高生产率和降低成本。该夹具应操作方便，工作安全可靠，减轻工人劳动强度，具有良好的结构工艺性。2.2定位设计加工该定位面时需要限制其上的自由度。采用外圆表面定位方案，则可以限制该套筒上的的四个自由度（两个转动和两个轴向移动运动副）；并在一端处采用轴向定位块，限制其中的一个移动副，最后再采用自动定心机构，配合左右两端的夹具部件，限制另外一个转动副。因此以该套筒的外圆表面面作为定位基面，以套筒的轴心线作为定位基准。综上，总共限制了六个自由度，满足了机械加工定位夹紧的要求，同时没有过定位和欠定位现象出现，属于合理的定位方案，该方案可行。2.定位元件设计为了限制该零件上的四个自由度，可以用两个长V形块组合装置（其底座用铸铁制造，V型块[15]的两个斜面采用淬硬钢镶块）在两端配合进行限制，限制沿Y、Z方向的移动副和绕Y、Z方向的转动副；为了限制沿轴向的一个移动副，可以用一个轴向定位块来限制；为了限制绕X方向的转动副，采用自动定心机构，利用两个周向定位块起到既定位又夹紧的作用，加以限制。图2-1加工工序简图3.定位误差分析计算由工序图可知，由于工序基准和定位基准重合，则基准不重合误差。对于基准位移误差，故定位误差2.3对刀引导装置根据工件加工表面形状，对刀元件选用夹具零部件国家标准的直角对刀块。它的直角对刀面和工件被加工表面相对应，间距等于3mm塞尺厚度，选用3mmJB/T8032.1—1999标准塞尺。并把对刀块安装在夹具体的竖直板上。根据所选X62W型铣床T型槽的宽度，决定选用国标GB2206—80宽度B=18mm，公差带为h6的B型定位键来确定夹具在机床上的位置。夹具选用灰铸铁的铸造夹具体。其中基本厚度选为15mm，并要在夹具体底部两端设计出供T型槽螺栓紧固夹具用的U型槽。夹具体还要根据所选用的卧式铣床X62W的工作台尺寸，以及定位元件和夹紧元件等来设计。2.4夹紧方案此次设计的夹具具有可调性，这就意味着它还适用于其他规格的轴或者套筒铣键槽的加工，当然本次设计的侧重点不在这方面。有兴趣的人员可以进行这个方向的探索。该铣床可调夹具由自动定心机构和V型铁夹紧机构共3部分组成，他用定位键和T型螺栓与机床工作台连接，可以在机床工作台的T型槽内往复移动，以适应加工不同规格曲轴的需要。如图3.4本次设计加工套筒键槽时V型铁夹紧机构。工件装夹在两个可左右移动的V形块2之间，V形块的移动由具有左右旋的螺杆3操纵。螺杆3的中部支撑在支撑块4上，支撑4用螺钉紧固在夹具体上，借助螺钉调节支撑4的位置，保证两V形块的对中性。支撑4上开有Ф8的孔，此孔主要用来安装弹簧6和定位销5，在铣对称键槽时候实现快速定位。图2-2 夹紧方案2.5夹具体设计1.自动定心机构主要由卡爪、定位块、限位块及螺杆等部分组成。卡爪上的定位块起到既定位有夹紧的双重作用，其高度方向的尺寸，应根据套筒直径来确定。2.定心机构的螺杆，一侧为左旋，另一侧为右旋，均为T型螺纹，以保证转动手柄时，卡爪能够相向或背向移动，达到自动定心的要求。3.V型铁夹紧机构，选择V型铁宽度时，以套筒直径为设计依据。3夹具加工精度分析3.1定位精度定位误差△d

由于两v形块8、10(图3-63)一般在装配后一起精加工v形面，它们的相互位置误差极小，可视为一长v形块，所以△d=0。3.2对刀精度对刀误差△t对称度的对刀误差等于塞尺厚度的公差，即△t=0.018mm。3.3安装精度安装误△a

当定位键的位置如图3-65a所示时，工件的轴线相对工作台导轨平行，所以△a=0。当定位键的位置如图3-65b所示时，工件的轴线相对工作台导轨有转角误差，使键槽侧面对声φ70.8h6轴线产生平行度误差，故

△a=ltg△α=(0.054/400×282)mm=0.038mm3.4夹具精度夹具误差△j影响对称度的误差有：i工位v形块设计心轴轴线对定位键侧面b的平行度0.03mm、对刀块水平位置尺寸mm的公差，所以△j=(0.03+0.03)mm=0.06mm。

总结本次毕业设计使理论与实际更加接近，不仅加深了对所学知识的理解，而且为将来继续学习深造打下了坚实的基础。这次设计主要有两大部分内容。第一，尾座套筒的机械加工工艺规程设计。其中包括了熟悉尾座套筒的用途和相关技术要求，根据生产纲领确定生产类型，尾座套筒毛坯的材料选用，加工方法及毛坯尺寸公差与加工余量的确定。在工艺路线拟定过程中还涉及到定位基准的选择，合理的表面加工方法和划分加工阶段，然后对提出的多个方案经过分析，确定最终的加工方案。方案确定后，就需要选用机床设备和工艺装备，确定加工余量，计算工序尺寸及公差。最后选用合适的切削用量和计算时间定额，将上述结果填入机械加工工艺过程卡片和尾座套筒加工工序卡片中。第二，专用夹具的设计。了解夹具的工作原理、作用、分类和组成，在此基础上，针对工序所提出的要求，选用合理的定位方案和夹紧方式。然后，对定位元件、夹紧机构、对刀元件、连接元件及夹具体进行详细设计，并绘制夹具图纸。在本次设计全部完成之后，具备了合理选择生产设备、刀具和工艺参数的能力；了解热处理知识；对常用的