十字轴夹具设计说明书

前言
随着机床加工精度的提高，为了降低定位误差，提高加工精度，对夹具的制造精度要求相当提高。

为了适应不同零件的需要和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的精度标准提供选择。

本设计是结合目前实际生产中，通用夹具不能满足生产要求，而专门设计的一种铣床夹具，主要包括夹具的定位方案，夹紧方案，夹具体与定位键的设计及加工精度等方面来分析。

这个夹具具有其自身的优点，夹具体结构简单，操作方便。

具有精准的定位。

通过这次课设计，使我进一步理解了以前所学过的理论知识及怎样运用这些知识。

一 零件的结构特点
十字轴式万向联轴器是一种最常用的联轴器。

利用其结构的特点由两个叉形头及十字轴通过滚动轴承构成。

其最大的特点是各向位移补偿能力强，结构紧凑，传动效率高，维修保养方便。

1.1主要技术要求
根据任务书要求重点保证
1 轴ф020
.0053.022--
2 轴ф22的圆度公差在0.01以内。

3 相邻两轴的垂直度在ф0.03以内。

1.2零件材料
零件材料为20CrMnTi ，成分均匀稳定，淬透带窄、晶粒细小、纯净度高、表面质量良好、热顶锻性能优良等优点。

是性能良好的渗碳钢，淬透性较高，经渗
碳淬火后具有硬而耐磨的表面与坚韧的心部，具有较高的低温冲击韧性，焊接性中等，正火后切削性良好，用于制造截面<30mm的承受高速、中等或重载荷、冲击及摩擦的重要两件，如齿轮、齿圈、齿轮轴十字头等。

1.3确定毛坯类型及制造方法
由于零件材料为20CrMnTi，形状规则，因此选用锻造毛坯。

零件形状及尺寸如图所示，精度等级为IT14，机加工前应正火消除内应力。

1.4机械加工工艺路线
工序1 车1轴至尺寸精度
工序2 钻中心孔ф40
工序3 扩孔至ф46保证尺寸精度，铣端面
工序4 铣轴达到尺寸要求要求
1.5零件图
二夹具设计方案的确定
2.1确定定位方案
工件的定位是通过工件上的定位表面与夹具上的定位元件的配合或接触来实现的。

定位基准是确定工件位置时所依据的基准，它通过定位基面所体现。

工件以平面与定位元件接触时，工件上实际存在的面是定位基面，它的理想状态是定位基准。

如果工件上实际存在的平面形状误差很小，可认为定位基面与定位基准重合。

同样，定位元件以平面限位时，如果形状误差很小，也可以认为限位基面与限位基准重合。

工件在夹具上定位时，理论上定位基准与限位基准应重合，定位基面与限位基面应接触。

2.2定位装置选择
定位元件的作用是要使工件在夹具中具有准确和确定不变的位置，在保证加工要求的情况下，限制足够的自由度。

1．对定位元件的基本要求
（1）足够的精度定位元件应具有足够的精度，以保证工件的定位精度。

（2）较好的耐磨性由于定位元件的工作表面经常与工件接触和磨擦，容易磨损，为此，要求定位元件工作表面的耐磨性要好，以保持使用寿命和定位精度。

（3）足够的强度和刚度定位元件在受工件重力、夹紧力和切削力的作用时，不应变形和损坏，因此，要求定位元件有足够的刚度和强度，否则会影响工件定位精度。

（4）较好的工艺性定位元件应便于制造、装配和维修。

（5）便于清除切屑定位元件的工作表面形状应有利于清除切屑，以防切屑嵌入影响精度。

2．常用定位元件及所能限制的自由度
常用定位元件可按工件定位基准面的形状分为以下几种：（1）用于平面定位的定位元件包括固定支承（支承钉和支承板）、自位支承、可调支承和辅助支承等。

（2）用于外圆柱面定位的定位元件包括V形块、定位套和半圆定位座等。

（3）用于孔定位的定位元件包括定位销（圆柱定位销和圆锥定位销）、圆柱心轴和小锥度心轴等。

2.3夹紧方案选择
工件定位之后，在钻孔加工之前，必须用夹紧装置将其夹紧，以保证工件在加工过程中，在切削力、重力、惯性力等的作用下不产生位移或振动，影响加工质量，甚至使加工无法顺利进行。

因此，作为夹具重要组成部分的夹紧装置的合理选用与设计至关重要。

夹紧装置也是机床夹具的重要组成部分，对夹具的使用性能和制造成本等有很大的影响。

2.4夹紧装置
夹紧机构的三要素是夹紧力方向的确定、夹紧力作用点的确定、夹紧力大小的确定。

对夹紧机构的基本要求如下：
①、夹紧作用准确，处于夹紧状态时应能保持自锁，保证夹紧定位的安全可靠。

②、夹紧动作迅速，操作方便省力，夹紧时不应损害零件表面质量"
③、夹紧件应具备一定的刚性和强度，夹紧作用力应是可调节的。

④、结构力求简单，便于制造和维修。

夹紧装置的组成：
夹紧装置的结构形式很多。

但就其组成来说，一般夹紧装置都是由力源装置、中间传力机构和夹紧装置三大部分组成。

（1）力源装置提供原始作用力的装置称为力源装置，常用的力源装置有液压装置、气动装置、电磁装置、电动装置、真空装置等。

（2）中间传力机构是将力源装置产生的力以一定的大小和方向传递给夹紧元件的机构。

中间传力机构在传递力的过程中起着改变力的大小、方向、作用点和自锁的作用。

（3）夹紧元件是夹紧装置的最终执行元件（即夹紧件），它与工件直接接触，把工件夹紧。

2.5钻孔的导向装置
钻床夹具中钻头的导向采用钻套，钻套有固定钻套、可换钻套、快换钻套和特殊钻套四种，固定钻套是直接压入钻模板或夹具体的孔中，过盈配合，位置精度高，结构简单，但磨损后不易更换，适合于中小批生产中只钻一次的孔。

对于连续加工的孔，如钻-扩-铰的孔加工，则要采用可换钻套或快换钻套。

根据该零件的加工特点和生产类型，选用固定钻套可满足加工要求。

2.6对刀装置
在铣床夹具上一般都设计有对刀装置以方便对刀。

对刀装置由对刀块和塞尺
组成。

对刀块用来确定夹具和刀具的相对位置，使用塞尺是为了防止对刀时碰伤刀刃和对刀块工件表面。

使用时，将塞尺塞人刀具与对刀装置之间，根据接触的松紧程度来确定刀具相对于夹具的最终位置。

2.7夹具体装置设计
1. 夹具体是夹具的基本件，它既要把夹具的各种元件、机构、装置连接成一个整体，而且还要考虑工件装卸的方便。

因此，夹具体的形状和尺寸主要取决于夹具各组成件的分布位置、工件的外形轮廓尺寸以及加工的条件等。

在设计夹具体时应满足以下基本要求。

①、具有足够的强度和刚度。

②、结构简单、轻便，在保证强度和刚度前提下结构尽可能简单紧凑，体积小、质量轻和便于工件装卸。

③、安装稳定牢靠。

④、结构的工艺性好，便于制造、装配和检验
⑤、尺寸要稳定且具有一定精度。

三夹具体设计
工序1
工序1加工图工序1夹具图
用三爪卡盘夹1轴平断面并车粗车2轴，掉头以2轴做定位基准粗精车1轴达到尺寸要求，并掉头把2轴精车达到尺寸要求。

保证1轴和2轴圆度在0.01的范围内。

工序2
以1轴和2轴做定位基准，3轴和4轴做辅助定位。

用导向钻套钻ф40的孔。

保证孔在中心轴线上。

导向钻套夹具
工序2夹具装配图
工序2夹具爆炸图
工序3
以1轴和2轴做定位基准，3轴和4轴做辅助定位。

扩孔ф46达到尺寸要求，铣断面两面厚210-0.5mm
铣端面夹具图
夹具爆炸图
工序4
铣另外两根轴，使四根轴的垂直度达到尺寸要求
工序4夹具装配图
工序4夹具爆炸图设计小结
本次课程设计是在学完了机械制造装备设计及机床夹具设计课程，并进行了生产实习的基础上进行的一个实践环节，它要求我们全面地综合运用本课程及有关选修课程的理论和时间知识，进行机床夹具设计。

本次设计实际上对我们所学课程的一次综合运用，涉及到的知识有工程材料与热加工工艺、机械设计、机械精度设计与检测、金属切削机床、金属切削原理与刀具等，许多以往比较含糊的东西，在这次训练中也得到澄清。

通过本次训练，我们可以结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。

现在，我们能够根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计，提高了我们结构设计的能力。

本次设计之后，我们运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力大大提高，此外，我们识图、制图、运算和编写技术文件的基本技能也大大加强。

这次课程设计是毕业设计前的最后一次课程设计，它必将对我们以后的工作和学习产生重要的影响，这次课程设计中的所学所得也必将牢记在心。

我想以后的工作再苦再累也不过如此，在以后的工作中我会发扬本次课程设计的艰苦奋斗精神，用老师教给的知识认真完成每一项艰巨的任务。

参考文献
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出版社，1988
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