机械制造课程设计插入耳环夹具设计说明书.doc

1机械制造课程设计插 入 耳 环 铣 床 夹 具 设 计专 业 机械设计制造与及其自动化 学生姓名 班 级 学 号 学 校 完成日期 2机械制造工程原理课程设计任务书一、设计题目设计插入耳环夹具的设计二、原始依据1． 生产类型：成批生产；2． 零件图样三、设计内容1． 零件图 1 张；2． 毛坯草图 1 张；3． 制定零件的机械加工工艺规程，填写机械加工工艺过程卡片及指定工序的机械加工工序卡片各 1 份或填入机械加工工艺过程综合卡片；4． 设计指定的专用夹具，绘制夹具装配总图 1 张，绘制所设计夹具的大件零件图 1 张；5． 编写设计说明书 1 份3目 录一、现代夹具的发展……………………………………………3二、零件的工艺分析及生产类型的确定……………………………6三、加工方法的选择及工艺路线的制定……………………………74、夹具方案的探讨………………………………………………12五、对刀装置和夹具体设计……………………………………… 15六、小结……………………………………………………………18七、参考文献………………………………………………………194一、现代夹具的发展1.1 柔性夹具的发展方向由于经济和技术的发展以及数控、加工中心机床的特点，对机床夹具的使用性能和结构提出了更高更新的需求，需要一种结构简单、精度高、强度高和通用性好、适应性强、柔性高的新型夹具系统。

这种夹具能适应不同的机床、不同的产品或同一产品不同的规格型号，能最大限度地满足各种机床夹具的需要以组合夹具为基础的柔性夹具就是根据以上的要求设计制造的，这种柔性夹具的特点是：元件规格统一化、元件性能多功能化、元件结构简单化、模块化、夹紧工件快速自动化、重复使用可调化、组装管理微机化柔性夹具是现代夹具的一个主要发展方向柔性夹具是又一套预先制造好的各种不同形状、不同尺寸规格、不同功能的系列化、标准化元件、合件组装而成的柔性夹具元件、合件具有较好的互换性和较高的精度及耐磨性柔性夹具能保证工件在规定的坐标位置上准确定位和牢固的夹紧，也就是说能保证工件相对于机床坐标原点具有准确和稳定可靠的坐标位置这种夹具具有较高的刚度和精度，在粗加工是能承受较大的切削用量，以充分发挥数控、加工中心机床的生产能力，在精加工时能更好地保证工件定位基准和加工表面的位置精度，还能根据数控、加工中心机床的要求保证夹具应允许刀具接近尽可能更多的被加工表面甚至全部被加工表面，可减少机床的停机时间，在夹具上还能一次装夹多个工件同时依次加工，可以减少夹具、刀具、工件系统的调整时间，还能减少刀具的更换次数和刀具的调整时间，更好地发挥数控、加工中心机床的高效性能。

柔性夹具元件可以通过组装、使用、拆卸、再组装重复使用柔性夹具元件分三个系列：槽系列夹具元件、孔系列夹具元件、光面系列夹具5元件1.2 夹具的发展趋势1.2.1 夹具元件多功能模块化能单独使用也能与其他元件组合在一起使用的多功能模块化单元体的比例将进一步增加如现在使用的各种定位夹紧座、定位夹紧支承、精密虎钳等模块式单元体具有定位、夹紧以及调节的综合功能，可以一件单独使用，也可以几件组装在一起使用，T 形基础、方箱能组装成一次能装夹多件相同或不相同的工件的夹具，使用这种夹具可以减少机床可以减少机床的停机时间，最大限度发挥数控、加工中心机床的高效性能1.2.2 高强度、高刚性、高精度为了提高劳动生产率，缩短工件的加工工时，工件的加工的加工已向着高速、大切削量方向发展、工序高度其中，工件定位夹紧后要依次完成铣、钻、镗等多工序的加工切削力的大小、方向在不断地变化，这就需要柔性夹具本身要有较高的使用强度和刚度，才能满足工件的加工精度1.2.3 专用夹具、组合夹具、成组夹具一体化现代化加工设备的多功能化，使工艺过程高度其中、工件一次定位夹紧后能完成多工序加工，这就需要一种通用而又能重复使用的组合可调式的夹具系统。

它是由一系统统一化、标准化的元件和合作组成利用这些元件、合件组装成各种不同形式、不同结构、可重复使用的夹具，供单件或中小批量生产使用这种夹具系统保留了组合夹具的各种优点为了便于夹具与机床定位连接，夹具基体有统一标准的定位连接位置，使之专用、组合、成组夹具向着一体化、组合化方向发展，以满足现代化加工设备的需要，1.2.4 工件夹紧快速、自动化为缩短工件加工中的辅助时间，减轻工人的劳动强度，工件的装夹、拆卸也需要机械化、自动化工件的夹紧有原先的单一功能的压紧件、紧固件发展为可以调整的模块，以便实现快速组装和快速夹紧13 组合夹具的应用随着机械制造业的飞速发展，产品的更新换代越来越快，传统的大批量生产模式逐步被中小批量生产模式所取代，机械制造系统适应这种变化需具备较高的柔性，国外已把柔性制造系统作为开发新产品的有效手段，并将其作为机械制造业的主要发展方向柔性化的着眼点主要在机床工装两个方面，组合夹具是工装柔性化的重点随着科学技术的日新月异，先进制造技术不断得到发展柔性制造技术、集成制造技术将是现代先进制造技术发展的主流未来制造过程将变得更智能化，6制造企业适应市场的能力更强柔性制造技术由于其高效、灵活的特性使其成为实施敏捷制造、并行工程和智能制造系统的基础，且应用日益广泛，已成为整个机构制造领域的核心技术，面组合夹具由于其灵活性，已成为现代夹具主要发展方向，在制造业中发挥着重要作用二、零件的工艺分析及生产类型的确定1. 零件分析本次课程设计我们小组的任务是针对生产实际中一个常用的零件，插入耳环作夹具设计。

从零件图上可以看出，标有表面粗糙度符号的表面有平面、退刀槽、内孔、键槽等对插入耳环零件图进行仔细看后，零件的结构工艺性较好该零件上的轴端是用于传递运动和转矩；轴的每一个面都有粗糙度要求，因此每一个面都需要加工，其中轴颈和键槽需要磨削，其他各台阶面需要精车2. 确定生产类型根据设计任务书可知：成批生产3. 零件的工艺分析零件的视图正确、完整公差及技术要求齐全零件图如下：根据零件图的要求，本次设计的任务主要是对槽的加工，用万能铣床，通过粗铣—精就可以达到粗铣基本余量为 5，半精铣为 2，精铣加工余量 0.5二、加工方法的选择及工艺路线的制定1. 定位基准的选择（1）定位基准的选择是工艺规程制定中的重要工作，它是工艺路线是否正确7合理的前提正确与合理的选择定位基准，可以确保加工质量、缩短工艺过程、简化工艺装备结构与种类，提高生产率根据零件图纸的要求，零件的定位基准为轴的中心线这样可以保证相应的尺寸公差，圆度，跳动的精度要求2）粗基准的选择按照粗基准的选择原则为保证不加工表面和加工表面的位置要求，应选择不加工表面为粗基准，因此在粗车轴的左端各台阶面和端面时，选择毛坯 φ35mm 轴段所在的中心线。

3）精基准的选择考虑要保证零件的加工精度，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以轴的左右两端面所打的顶尖孔作为定位精基准 2. 加工方法的选择铣槽的加工，用万能铣床，通过粗铣—精就可以达到2. 工艺路线的拟定根据零件本身要求以及先粗后精的加工原则，插入耳环的工艺路线如下：从锻造毛坯—粗铣二边表面—精铣表面—粗车 φ35 外圆—粗车 φ27—倒角—车退刀槽—半精车 φ35—精车 φ35—车锥面—倒角 C2—攻螺纹—钻孔—扩孔—钻销孔—粗铣键槽—精铣键槽—铣面本次设计主要是进行铣键槽粗铣基本余量为 5，半精铣为 2，精铣加工余量 0.5选择加工设备即选择机床类型，由于已经根据零件的形状，精度特点选择加工方法，因此机床的类型也随之确定若零件加工余量比较大，加工材料又较硬，有必要校验机床功率本次设计选择 X6232 万能铣床.选择夹具，对于成批量生产的零件，大多采用专用机床夹具在保证加工质量，操作方便，满足高效的前提下，也可以采用通用夹具三、夹具方案的探讨3 夹具定位原件的设计3.1 常用定位元件及选用工件在夹具中要想获得正确定位，首先应正确选择定位基准，其次是选择合适的定位元件工件定位时，工件定位基准和夹具的定位元件接触形成定位副，以实现工件的六点定位。

用定位元件选用时，应按工件定位基准面和定位元件的结构特点进行选择3.1.1 工件以平面定位1.以面积较小的已经加工的基准平面定位时，选用平头支承钉，以基准面粗糙不平或毛坯面定位时，选用圆头支承钉，侧面定位时，可选用网状支承钉2.以面积较大、平面度精度较高的基准平面定位时，选用支承板定位元件，用于面定位时用不带斜槽的支承板，通常尽可能选用带斜槽的支承板，以利清除切屑3.以毛坯面，阶梯平面和环形平面作基准平面定位时，选用自位支承作定位元件但须注意，自位支承虽有两个或三个支承点，由于自位和浮动作用只能作8为一个支承点4.以毛坯面作为基准平面，调节时可按定位面质量和面积大小分别选用可调支承作定位元件5.当工件定位基准面需要提高定位刚度、稳定性和可靠性时，可选用辅助支承作辅助定位元件，但须注意，辅助支承不起限制工件自由度的作用，且每次加工均需重新调整支承点高度，支承位置应选在有利工件承受夹紧力和切削力的地方3.1.2 工件以外圆柱定位1.当工件的对称度要求较高时，可选用 V 形块定位V 形块工作面间的夹角 α常取 60°、90°、120°三种，其中应用最多的是 90°V 形块90°V 形块的典型结构和尺寸已标准化，使用时可根据定位圆柱面的长度和直径进行选择。

V形块结构有多种形式，有的 V 形块适用于较长的加工过的圆柱面定位；有的 V形块适于较长的粗糙的圆柱面定位；有的 V 形块适用于尺寸较大的圆柱面定位，这种 V 形块底座采用铸件，V 形面采用淬火钢件，V 块是由两者镶合而成2.当工件定位圆柱面精度较高时（一般不低于 IT8） ，可选用定位套或半圆形定位座定位大型轴类和曲轴等不宜以整个圆孔定位的工件，可选用半圆定位座3.1.3 工件以内孔定位1.工件上定位内孔较小时，常选用定位销作定位元件圆柱定位销的结构和尺寸标准化，不同直径的定位销有其相应的结构形式，可根据工件定位内孔的直径选用当工件圆柱孔用孔端边缘定位时，需选用圆锥定位销当工件圆孔端边缘形状精度较差时，选用圆锥定位销；当工件需平面和圆孔端边缘同时定位时，选用浮动锥销2.在套类、盘类零件的车削、磨削和齿轮加工中，大都选用心轴定位，为了便于夹紧和减小工件因间隙造成的倾斜，当工件定位内孔与基准端面垂直精度较高时，常以孔和端面联合定位因此，这类心轴通常是带台阶定位面的心轴，当工件以内花键为定位基准时，可选用外花键轴，当内孔带有花键槽时，可在圆柱心轴上设置键槽配装键块；当工件内孔精度很高，而加工时工件力矩很小时，可选用小锥度心轴定位。

综上：正确定位，必须选对定位基准3.1.4 对定位元件的基本要求 1.限位基面应有足够的精度定位元件具有足够的精度，才能保证工件的定位精度2.限位基面应有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9擦，容易磨损，为此要求定位元件限位表面的耐磨性要好，以保持夹具的使用寿命和定位精度3.支承元件应有足够的强度和刚度定位元件在加工过程中，受工件重力、夹紧力和切削力的作用，因此要求定位元件应有足够的刚度和强度，避免使用中变形和损坏4.定位元件应有较好的工艺性定位元件应力求结构简单、合理，便于制造、装配和更换5.定位元件应便于清除切屑定位元件的结构和工作表面形状应有利于清除切屑，以防切屑嵌入夹具内影响加工和定位精度在工件定位中有很多种不同的定位方法，比如，工件以平面定位，工件以圆孔定位，工件以外圆柱定位，工件以锥孔定位等定位方法等定位方法这些定位方法适应在不同的场合，根据具体情况而定本次夹具定位分析如下：在加工本工序以前已加工过的表面有，A、B 面看，K 孔可用 A 面支靠，K 定位， K 孔用削边销定位3.2 自由度限制分析：3。