工装夹具设计

夹具课程设计

说明书

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目录

目录 (2)

一、零件加工工艺分析 (3)

二、工序的加工技术要求 (3)

三、定位方案设计 (4)

四、定位误差 (4)

五、对刀——引导方案 (5)

六、夹紧方案 (5)

七、夹紧力计算 (6)

八、夹具体设计 (7)

九、其它装置设计 (7)

十、技术条件制定 (7)

十一、加工精度分析 (7)

十二、夹具的经济性分析 (8)

十三、夹具工作原理（操作） (9)

十四、总结 (9)

十五、参考文献 (10)

夹具设计说明书

1.零件加工工艺分析：

该零件简图尺寸标注完整，加工部位也非常清楚明确。由于图纸要求，材料是45号钢，大批量生产，采用加工设备为X62W卧式铣床。工件其他表面都已经加工，其中两孔的孔轴线到待铣键的平面距离为23mm；两孔的大小分别为Φ14mm 和Φ6㎜，两孔中心距为34±0.08mm，工件厚度为10mm。该零件采用的材料是45钢，工艺性比较好。

2.工序的加工技术要求：

在铣键时，键的尺寸精度和表面粗糙度要求不是很高，可以采用铣削直接加工，其中键的宽度由刀具的尺寸保证，键的深度尺寸和位置精度由设计的夹具来保证。键的位置包括如下两方面要求：

1)加工键的宽度为8mm，其中上偏差为-0.030㎜，下偏差为-0.060㎜，且两个侧面相对于中心面A对称度为0.2mm；

2)加工槽的深度为10mm。加工槽的端面到孔的中心线的距离为23mm，其中上偏差为+0.2㎜，下偏差为0㎜。

3)加工键的表面粗糙度为R3.2um。要求不是很高。

4)工件的中心线和两孔圆心的连线相交保证角度为90°±30′。

3、定位方案设计：

该零件可以采用一面两销的定位方案，分别用圆柱销和菱形销作为定位基准。由于该零件可以实现多个工件同时加工，因此在第一个待加工工件的一面采用一个与待加工工件形状相似的固定板实现定位（待加工工件的键宽度为7mm）。由于我们同时加工20个零件，圆柱销和菱形销的直径比较小而导致销刚性不好，加工过程中容易产生变形，因此我们通过两边加支撑板来加强刚性，同时为了能够实现快速装夹的需要，在工件下加个导向键。这样的定位会使工件重复定位，但是由于键的两侧平行度很好，对加工没有影响，可以忽略不计。

要实现加工槽两侧对称度的要求，按基准重合的原则应选A面作为定位基准，该工件厚度没有公差要求，且两孔直径并不是很大，夹紧力比较大，加工精度好，对两孔采用固定式圆柱销及菱形销定位，此方案实现了工件的完全定位，也满足大批量生产，方案可取。

4、定位误差：

(1).在加工时，由于对称度的工序基准是加工槽的端面到孔的中心线的距离23mm，定位基准也是此距离，故△B=0

而限位基准为Φ14mm和Φ6两孔中心距34±0.08mm，所以定位基准与限位基准不重合，定位基准O₁、O₂可做任意方向移动：

tgΔβ=(X₁max+X₂max)/2L=（0.036+0.066）/2×30=0.0017㎜

ΔY ₁=X ₁max +2L ₁tg Δβ=0.036+2×20×0.0017=0.104㎜

ΔY ₂ = X ₂max +2L ₂ tg Δβ=0.066+2×20×0.0017=0.134mm

定位误差应取大值，因此ΔD=ΔY ₂=0.134mm

(2).加工对称度0.2的定位误差：

1）对称度的定位基准是孔的轴线，工序基准也是孔的轴线，所以△B=0

2）定位基准相对于限位基准可任意方向移动，所以△Y=δ＝δD ＋δd0＋Xmax=0.018+0.008+0.04=0.066mm 工件在夹具中定位产生的定位误差，其值应控制在工件相对尺寸或位置公差的31～5

1，为此需对每一项 5、对刀——引导方案：

对此方案，我们采用每加工一批工件，只安装调整一次夹具，为了能迅速、准确的使工件装夹，我们采用每次加工20个工件，每加工完利用铣床上安装的键槽快速取出工件，只需安装调整一次夹具，通过试切对刀原件工件来对刀，此种方案对导引方案的要求很高，夹具的夹紧元件采用带光面的压块的压紧螺母。

我们要保证的第一个精度是键的宽度8 mm （上偏差为-0.030㎜，下偏差为-0.060㎜），关于工件厚度方向上的对称度为0.2㎜。

6、夹紧方案：

对此工件的铣削加工，我们所采用的是一面（与待加工工件形状相似的固定板，待加工工件的键宽度为7mm ）和两个定位销定位的原理，由于待加工工件的两个孔径都很小，一次性又加工20个工件，会导致圆柱销和菱形销因为刚度不够而产生变形，我们在外侧多加了一个类似工件的挡板，挡板上也像工件那样打两个孔，和两个定位销配合，这样既可以防止加工时对工件已加工表面造成伤害，同时也可以做辅助支撑的作用，保护圆柱销和菱形销的刚性。而且我们拟定采用的是手动夹紧，为了节约成本，我们采用两个夹板，两对螺母对其压紧。采用带同时挡板两侧采用的是开口垫圈的螺旋夹紧机构，使工件装卸迅速、方便。

7.夹紧力计算：

根据工件上大孔的尺寸、菱形销、螺杆的尺寸大小，我们选用M20的压紧螺母，对压块的尺寸我们拟定为厚度20mm ，高度为30mm 。对夹紧装置的要求有：夹紧动作迅速，操作方便省力，夹紧安装可靠。

用开口垫圈和心轴的一端 用螺纹来固定工件水平方向上的位移，其中用于夹紧的心轴一端的螺纹直径由《机械设计零件手册》选取，预紧系数Co=2，刚度系数Ce=0.2安全系数Sp=360Mpa ，由公式Qz=（Co+Ce ）Q.≥1.66Qz,=/Sp

可得Qz=（2+0.2）×3000 =6600N,=360/3=120Mpa

计算切削力

刀具：高速钢直齿三面刃铣刀 根据公式：2012/)(ϕϕαtg r d tg L Q W '+''+•=可知直径为M20的螺杆和M20的螺母能满足夹紧力：由于工作状态原因，切削力与夹紧力在空间上是相互垂直的。螺母提供的夹紧力足以夹紧，故无须验算。

8、夹具体设计：