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1、大学课程设计（论文）题 目对合螺母座工艺及铣E面夹具设计所属系部所属专业机械设计与制造所属班级学 号学生姓名指导教师起讫日期目 录1机床夹具概述32被加工零件的结构特点及制定工序的加工要求63定设计方案的讨论84 切削力及夹紧分析计算95 误差分析与计算126对刀装置设计137 夹具操作步骤分析和可靠性预测138.编写主要夹具非标准零件的加工工艺规程149总结1510 参考文献151 机床夹具概述设计的是铣床夹具，目的是铣E面；夹具回转180铣F面，其中用到的设备为卧式铣床X6132，生产纲领为中批生产。在对工件进行机械加工时，为了保证加工的要求，首先要使工件相对道具及机床有正确的位置，并使这
2、个位置在加工过程中不因外力的影响而变动。因此，在进行机械加工前，先要将工件装夹好。机床夹具的组成 1、定位装置 其作用是使工件在夹具中占据正确的位置。2、夹紧装置 其作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中受到外力（切削力等）作用时不离开已经占据的正确的正确位置。3、对刀或导向装置 其作用是确定刀具相对定位元件的正确位置。X、连接原件 其作用是确定夹具在机床上的正确位置。5、夹具体 夹具体是机床夹具的基础件，通过它将夹具的所有元件连接成一个整体。6、其他元件或装置 是指家家具中因特殊需要而设置的元件或装置。根据加工需要，有些夹具上设置分度装置、靠模装置；为能方便、准确定位，常设置预定位装置；
3、对于大型夹具，常设置吊装元件等。以上各组成部分中，定位元件、夹紧装置和夹具体是机床夹具的基础组成部分。机床的分类机床夹具种类繁多，可以从不同的角度对机床夹具进行分类。按夹具的使用特点可分为：通用夹具，专用夹具，可调夹具，组合夹具，拼装夹具。按使用机床可分为：车床夹具，铣床夹具，钻床夹具，镗床夹具，齿轮机床夹具，数控机床夹具，自动机床夹具，自动线随行夹具以及其他机床夹具。按夹紧的动力源可分为：手动夹具，气动夹具，液压夹具，气液增力夹具，电磁夹具以及真空夹具等。工件的装夹方法工件装夹的方法有两种：将工件直接装夹在机床的工作台或花盘上将工件装夹在家具上采用第一种方法装夹的效率低，一般要求先按图纸要求
4、在工件的表面上划线，划出加工表面的尺寸和位置，装夹时，用划针或面分表找正后再夹紧。一般用于单件和小批生产。批量较大时，都采用夹具装夹工件。采用夹具装夹工件有如下优点：a、保证加工精度，稳定加工质量b、缩短辅助时间，提高劳动生产率c、扩大机床的使用范围，实现“一机多能”d、改善工人的劳动条件，降低生产成本工件在夹具中的定位（1）工件的定位的基本原理l 六点定则用合理分布的六个支承点限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定，称为“六点定位原则”，简称“六点定则”。六点定则是工件定位的基本法则，用于实际生产时，起支承点作用的是一定形状的几何体，这些用来限制工件自由度的几何体就是定位元件。l
5、 限制工件自由度与加工要求的关系工件定位时，影响加工要求的自由度必须限制；不影响加工要求的自由度，有时要限制，有时可不限制，视具体情况而定。习惯上，工件的六个自由度都限制了的定位称为完全定位，工件限制的自由度少于六个，但能保证加工要求的定位称为不完全定位。在工件定位时，以下情况允许不完全定位：a 加工通孔或通槽时，沿贯通轴的位置自由度可不限制。b 毛坯（本工序加工前）是轴对称时，绕对称轴的角度自由度可不限制。c 加工贯通的平面时，除可不限制沿两个贯通轴的位置自由度外，还可不限制绕垂直加工面的轴的角度自由度。夹具上的定位元件重复限制工件的同一个或几个自由度的定位称为重复定位。重复定位分两种情况：
6、当工件的一个或几个自由度被重复限制，并对加工产生有害影响的重复定位，称为不可用重复定位。它将造成工件定位不稳定，降低加工精度，使工件或定位元件产生变形，甚至无法安装和加工。因此，不可用重复定位是不允许的。 当工件的一个或几个自由度被重复限制，但仍能满足加工要求，即不但不产生有害影响，反而可增强工件装夹刚度的定位，称为可用重复定位。在生产实际中，可用重复定位被大量采用基准、对定位元件的基本要求定位基准的选择定位基准的选择，应尽量使工件的定位基准与工序基准相重合；尽量用精基准作为定位基准；遵守基准统一原则；应使工件安装稳定，加工中所引起的变形最小；应使工件定位方便，夹紧可靠。对定位元件的基本要求足
7、够的精度、足够的强度和刚度、耐磨性好、工艺性好、便于清理切削。（2）工件定位方式及其定位元件a.工件以平面定位。工件以平面作为定位基准时，所用定位元件一般可分为主要支承和辅助支承。主要支承用来限制工件的自由度，具有独立定位的作用。辅助支承用来加强工件的支承刚性，不起限制工件自由度的作用。b.工件以圆柱孔定位。工件以圆柱孔为定位基准，如套类、齿轮、拨叉等。此种定位方式所用的定位元件有圆柱定位销、定位心轴和圆锥定位销等。c.工件以外圆柱面定位。工件以外圆柱面定位时，常用的定位元件有：V形块、定位套和半圆套。定位误差的分析造成定位误差的原因有两个：一是定位基准与工序基准不重合，由此产生基准不重合误差
8、b；二是定位基准与限制位基准不重合，由此产生基准位移误差y 。基准不重合误差b是一批工件逐个在夹具上定位时，定位基准与工序基准不重合而造成的加工误差，其大小为定位尺寸的公差在加工尺寸方向上的投影。基准位移误差y是一批工件逐个在夹具上定位时，定位基准相对于限位基准的最大变化范围在加工尺寸方向上的投影夹紧装置的组成(1)夹紧装置的种类繁多，综合起来其结构均由两部分组成。动力装置 产生夹紧力。动力装置是产生原始作用力的装置。按夹紧力的来源，夹紧分手动夹紧和机动夹紧。手动夹紧是靠人力；机动夹紧是采用动力装置。常用的动力装置有液压装置、气动装置、电磁装置、电动装置、气-液联动装置和真空装置等。夹紧装置
9、传递夹紧力。动力装置所产生的力或人力要正确地作用到工件上，需有适当的传动机构。传递机构是把原动力传递给夹紧装置。它由两种构件组成，一是接受原始作用力的构件，二是中间传力机构。(2)、夹紧装置的设计要求夹紧装置的设计和选用是否正确，都保证工件的精度、提高生产率和减轻工人劳动强度有很大的影响。因此，夹紧装置应满足以下要求：夹紧过程中，不能破坏工件在定位时所处的正确位置。b.夹紧力的大小适当。保证工件在整个加工过程中的位置稳定不变，夹紧可靠牢固，振动小，又不超出允许的变形。c.夹紧装置的复杂程度应与工件的生产纲领相适应。工件生产批量越大，越应设计较复杂、效率较高的夹紧装置。d.具有良好的结构工艺性。
10、力求简单，便于制造维修，操作安全方便，并且省力。2被加工零件的结构特点及制定工序的加工要求利用本夹具主要用来铣E面；夹具回转180铣F面，为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。结构特点：可根据零件的工艺路线：工序号工序名称工序内容设备1铸铸造毛坯（两件合一）2热处理时效处理3刨1. 粗、半精刨燕尾槽；2. 粗、半精刨D面牛刨4铣1. 铣E面；2. 夹具回转180铣F面卧式铣床5车1. 粗、精车M面；2. 钻、扩38（留余量）；3. 调头粗、精车N面卧式铣床6钻1. 钻孔7锪锥孔11；夹具回转180钻另一孔7锪锥孔11；2. 钻、扩、铰2-12H7
11、钻床7铣切割，控制尺寸4卧式铣床8钳去毛刺9检检验10磨磨燕尾槽（两件合一）磨床11磨磨38H7（两件合一）内圆磨床12检总检13清洗、入库零件有两个以加工平面，故可用挡板对其定位，另外零件还有两个燕尾槽，零件总体尺寸相对较小和具有一定的对称性。1） 研究工艺过程，分析该工序所加工的部位、加工要求、定位夹紧部分和前后加工工序的关系等。工艺过程见机械加工过程卡片。该工序为铣两端面孔。因此可以用弹簧挡板对其定位，这样可以减少误差。另外零件还有两个燕尾槽因此可以用相应的挡板对其进行定位。夹紧可以通过活动挡板对其进行压紧。根据工艺路线可知，加工铣E面；夹具回转180铣F面加工之前，只加工了粗、半精刨燕
12、尾槽；粗、半精刨D面。所以设计夹具的时候要选择精基准的时候只能选择燕尾槽面或D面作为精基准，此时零件的形状如下图。3定设计方案的讨论由零件图可知：加工铣E面；夹具回转180铣F面加工之前，只加工了粗、半精刨燕尾槽；粗、半精刨D面。因此，定位、夹紧方案有：方案：选底平面、和侧面定位夹紧方式用操作简单，通用性较强的活动V型块来夹紧。方案：选一面两销定位方式，2面用挡销，夹紧方式用操作简单，通用性较强的移动压板来夹紧。分析比较上面二种方案：方案中的定位是不正确的，挡销的位置是固定，且定位与夹紧应分开，因夹紧会破坏定位。通过比较分析只有方案满足要求，从而保证其尺寸公差要求。开始设计是直接用夹具体作为定
13、位面，用久后磨损会造成大的误差，两端没有做成活动的，这样不好安装，后来改成可以单独使用的零件，这样可以坏掉及时更换，取得很好的经济效益。为了使定位误差达到要求的范围之内，这种定位在结构上简单易操作。4 切削力及夹紧分析计算刀具：面铣刀（硬质合金） 刀具有关几何参数： 由参考文献55表129 可得铣削切削力的计算公式： 有：根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值，即： 安全系数K可按下式计算： 式中：为各种因素的安全系数，查参考文献5121可知其公式参数： 由此可得：
14、 所以 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。夹紧力的确定夹紧力方向的确定夹紧力应朝向主要的定位基面。夹紧力的方向尽可能与切削力和工件重力同向。(1) 夹紧力作用点的选择 a. 夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内。 b. 夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位上，这样可以防止或减少工件变形变形对加工精度的影响。c. 夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面。(3)夹紧力大小的估算 理论上确定夹紧力的大小，必须知道加工过程中，工件所受到的切削力、离心力、惯性力及重力等，然后利用夹紧力的作用应与上述各力的作用平衡而计算出。但实际上，夹紧里的大小还与工艺系统的刚性、夹紧机构的传递效率等有关。而且，切削力的大小在加工过程中是变化的，因此，夹紧力的计算是个很复杂的问题，只能进行粗略的估算。估算的方法：一是找出对夹紧最不利的瞬时状态，估算此状态下所需的夹紧力；二是只考虑主要因素在力系中的影响，略去次
