中衡轴套零件铣槽的夹具【设计明细】

机械制造技术基础

课程设计说明书

设计题目：轴套零件铣槽的装夹设计加工

设计者：

学号：

班级：

指导教师：

2012年05月11日

题目：轴套零件铣槽的装夹设计加工

内容：

1、零件本工序的加工要求分析；

2、确定夹具类型；

3、拟定定位方案和选择定位元件；

4、确定夹紧方案；

5、确定对刀装置；

6、夹具精度分析和计算；

7、绘制夹具总图；

8、绘制夹具零件图样；

9、编写设计说明书；

目录

一、零件图 (3)

二、零件本工序的加工要求分析 (3)

三、确定夹具类型 (3)

四、拟定定位方案和选择定位元件 (3)

五、确定夹紧方案 (4)

六、确定对刀装置 (5)

七、夹具精度分析和计算 (6)

八、工艺规程设计 (6)

九、填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡（另附） (8)

小结 (8)

参考文献 (9)

一、零件图

如图所示为轴套类零件图样。现需设计铣两槽5+00.2

mm 的铣夹具。 二、零件本工序的加工要求分析

本工序的加工要求，在实体上铣出两通槽，槽宽为5+

00.2 mm ，槽深为27-0.50 mm ，

两槽在圆周方向上互成60°±30′角度，表面粗糙度为 12.5 本工序之前，外圆 、内孔及两端均已加工完毕。

本工序采用φ5mm 标准键槽铣刀在立式铣床上，一次装夹六件进行加工 。

三、确定夹具类型

本工序加工的是两条在圆周上互成60度角的纵向槽，因此，宜采用直线进给一段带有正六棱柱的专用铣夹具。

四、拟定定位方案和选择定位元件

（一）定位方案

1．以φ32 0+0.039mm 内孔、孔端面作为定位基准，限制工件四个自由度 。

2．以+0.021+0.002

60φmm 外圆柱面，孔底端面作为定位基准，限制工件四个自由度。 （二）定位方案的比较

定位方案（1）

优点：能够很方便的将零件定位并且也有利于加工，对于角度的尺寸6030?±'也

比较好控制。

缺点：由于采用内孔定位则需要采用心轴，用心轴将六个零件固定并、夹紧，然后在将心轴固定在夹具上。这样中间就会产生误差，由于采用心轴定位，因此心轴与零件内孔是采用间隙配合，从而造成尺寸不正确见图（1）：

图（1）

定位方案（2）

优点：由于采用外圆柱面作为定位基准，因此装夹和定位方便，夹具简单。 缺点：由于零件两个槽的的关系要保证是6030?±'，因此采用外圆柱面作为定位基准将会给加工下一个槽带来困难。

定位方案的确定：

经综合考虑决定采用定位方案（1）：以φ32 0+0.039mm 内孔、孔端面作为定位基准，

限制工件四个自由度 。

由于采用心轴与零件内孔配合，如果采用φ32的心轴，这样装夹和拆卸零件很困难，理论上说根本无法装卸。因此心轴与零件之间的配合是采用间隙配合，但是如果采用轴孔间隙配合会产生图（1）所示的现象，使零件尺寸不对，严重的会使

零件报废，为了解决如图（1）所示的问题，采用0.0090.03432φ--的心轴，使心轴与内孔之

间采用很小的间隙配合，以满足零件尺寸要求。限制零件四个自由度分别是,,,y z Y Z 。,x X 未被限定，属于欠定位。在右端的螺母夹紧后工件间的挤压作用及产生的摩擦力又限制了工件的移动和旋转，实现工件的完全定位。加工完第一个槽后，自左向右看顺时针旋转心轴通过正六棱柱部分转过60°来实现工件定量旋转，从而加工出第两个互为60°±30′夹角的槽。因此该定位方案符合要求。

五、确定夹紧方案

本夹紧装置采用螺旋夹紧机构，把工件套入心轴，待装完工件后，旋紧螺母即可夹紧工件。用两个螺母将螺旋轴与支撑座旋紧即可将心轴固定。

如图（2）所示：

图（2）

螺旋夹紧机构结构简单，夹紧可靠，螺旋升角很小，能可靠自锁。其缺点是夹紧动作慢，如有必要可采用快速螺旋夹紧来解决。

六、确定对刀装置

由于该零件比较小，而且加工内容较少，因此采用国家标准直角对刀块：

如图(3)

图（3）

材料：20钢按GB/T699 的规定。

热处理：渗碳深度0.8～1.2mm,58～64HRC。

标记示例：

直角对刀块：对刀块 JB/T 8031.3-1999。

为了能迅速、准确地确定铣刀与定位元件的位置，安装对刀块如下图（4）：

图（4）

七、夹具精度分析和计算

槽宽尺寸5+

00.2 mm 由铣刀保证，槽底面与中心轴之间的距离尺寸27-0.50 mm 由零

件内孔的中心轴与B 面的距离保证，两槽之间的位置定位尺寸60°±30′由正六棱柱来保证。

加工槽时，设计尺寸0

0.527-以孔的轴线为基准，设计基准和定位基准重合，故

基准不重合B =0。同时轴套孔和芯轴之间有间隙，则存在基准位移误差jw 。轴套

孔320.0390，芯轴外径320.0090.034-

-，则 jw =1()2D d ?+?=1(0.0480.034)2

+=0.041mm 那么定位误差：jw D B ?=?+?=0.041mm 。

要保证工件的加工误差，定位误差必须控制在一定的范围之内。一般，定位误

差与零件误差要满足D 11()25

k δ≤。其中k δ为工件尺寸误差，即k δ=0.5。 经计算D =0.041， 11()25k δ=0.10.25，即满足D 11()25

k δ≤，保证了工件的加工误差。

八、工艺规程设计

（一）制定工艺路线.

制定工艺路线的出发点应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已经确定的情况下，可以考虑采用万能性机床配合专用夹具，并尽量时工序集中来提高生产效率。除此以外，应当考虑生产所达到的经济效果，以便是生产成本尽量下降。 加工面的加工方法，如表1： 加工槽 尺寸及偏差 精度 粗糙度 加工方案

（二）确定切削用量和基本工时

由《机械制造工艺手册》中可查得：根据工件尺寸和切屑深度选（加工条件）假定材料：QT450-5，b

σ=450Mpa，HB=160-210，铸造。

工序Ⅰ：

φ32

0+0.039mm内孔为基准，一次性铣一个槽宽为5+

0.2 mm，槽深为27

-0.5

0 mm，，

表面粗糙度为Ra12.5的槽。

机床：X53立式铣床。

刀具：W18Cr4v硬质合金钢φ5的立铣刀。

切削深度为p a=3mm，每齿进给量为f a=0.1mm/z，采用高速钢镶齿为z=4，则进给量f= f a?z=0.4mm/r，直径D=5mm。

切削速度取v=0.2m/s，则

转速 n=1000

60

D

v

π

?r/min=

10000.2

?

?60

π?5

r/min=764.33r/min

取n=800 r/min

铣削基本时间：Tj=L fn

L为走刀距离，L应大于120，现取L=130

Tj=

130

0.4800

?

≈0.4min

工序Ⅱ：

第一个槽铣削完毕后，提刀。将螺母拧松，将零件与中心轴一起移出来，旋转一个角度后，再将其放进去，将螺母拧紧，再次进行铣削。铣削出第二个槽，使第

二个槽保证：槽宽为5+

00.2 mm，槽深为27

-0.5

0 mm，，表面粗糙度为 12.5位置与第一

个槽成60°±30′角度。

由于两个槽尺寸相同，因此切削参数也相同。

九、填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡（另附）

小结

这次的课程设计是在我们进行数控实训期间开始布置的，通过实训后我更加了解了加工工艺要求，同时实训也对这次的设计起到了很大帮助。

通过这次的课程设计，使理论与实践更加接近，加深了我对理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。在本次设计过程中也遇到了很多问题，比如：设计

出来的夹具不合理，不符合经济和工艺要求；设计时所采用的零件有些能够采用国家标准的零件由于没有对国家标准零件太了解，导致又重新设计尺寸等等。

整体来说，这次设计让我对大学这三年来所学的知识做了一个系统的温故和熟悉，从中学习到了很多以前没有用心学过的知识，同时也有对课外知识的自主学习，对以后我们的实际工作都有很现实的意义。虽然设计的过程中遇到了很多的问题，但是我通过查阅书籍，搜索资料，询问同学将所遇到的问题都一一解决，在以后的日常生活中一定要多跟同学交流，互相学习，互相提高。

因为此次是首次进行有关制造技术基础的课程设计，对中间所需要的知识掌握不够牢固，同时缺少实际经验，因此设计中间难免会出现不合理和错误的地方，但是这些不合理和错误的地方将是我们在以后实际工作值得借鉴的地方，还请老师多指正。

参考文献

[1] 尹成湖,李保章,杜金萍主编.《机械制造技术基础课程设计》.高等教育出版社

[2] 王巍，钱可强主编.《机械工程图学》

[3] 卢秉恒主编.《机械制造技术基础》.机械工业出版社，第3版

[4] 周开勤主编.《机械零件手册》.高等教育出版社

[5] 胡凤兰主编.《互换性与技术测量》.高等教育出版社，第二版