1、河南机电高等专科学校毕业论文1 绪 论在机械制造的各个加工工艺过程中，必须使工件在工艺系统中处于正确的位置，以保证加工质量，并提高生产效率。把为了使工件处于正确位置所使用的各种工艺装备，成为夹具。如检验夹具、焊接夹具、装配夹具等。在机床上对工件进行切削加工时，为了保证加工精度，正确地安放工件，使工件相对于刀具和机床占有正确的位置，为了保持这个正确位置在加工过程中稳定不变，对工件施加一定的夹紧力。在机床上实现这一任务的工艺装备，就是“机床夹具”。由于专用夹具的设计制造在很大程度上影响加工质量、生产率、劳动条件和生产成本，因此，它是各机械制造厂新产品投资、老产品改进和工艺更新中的一项重要生产技术准
2、备工作，也是每一个从事机械加工工艺的技术人员必须掌握的基础知识，因此本次主要设计专用夹具。根据夹具设计针对性强设计周期短保证加工质量第一位的特点所在设计过程中一般不进行强度和刚度的计算。所以在设计这次液压系统夹具设计中只对工件在加工过程中受到的切削力和夹紧力进行了计算，在整个设计过程中首先是对已知数据的分析和总结，其中包括X6132铣床参数数据的分析，铣刀参数的分析，以及加工工件工艺性的分析。其次的确定工件在整个加工过程中如何在机床上定位，即定位方案的选择和设计。在选定定位方案后就是对已选定方案中用到的定位元件的设计与分析，在本设计中主要是对V形块的设计和定位板的设计。由于在加工过程中定位板的
3、受力并不大，主要的切削受力分布在V形块上，所以对于定位板的设计可以凭经验进行尺寸的确定，夹紧力是固定工件在夹具上的主要力所以对夹紧力的分析必不可少，在夹紧机构和夹紧力的分析中首先确定使用压板对工件进行夹紧处理，再通过切削力的大小和机床在使用过程中安全系数的确定来通过公式计算确定夹紧力的大小。进而来对压板尺寸进行分析确定。完成夹紧和定位机构的设计后要考虑的就是动力装置的设计了。本设计中由于液压系统的夹紧力大，动作稳定性好，故采用液压系统对工件进行夹紧，在此部分的设计中首先是对液压系统任务的分析和液压系统原理图的初步设计。最后确定液压系统中各个元件的尺寸和型号。其中首先的液压缸的尺寸计算通过对工作
4、压力,液压缸的内径D和活塞杆直径d,液压缸壁厚和外径,工作行程,缸盖厚度,最小导向长度和缸体长度的设计和计算来确定液压缸的主要尺寸,其次是对液压泵的流量和压力计算，并选择液压泵。其中最主要的是工作压力的确定和液压泵流量的确定,因为这直接关系着液压泵型号的选择和与液压泵相配的电机的选定在夹具体连接件的选择与设计中主要采用了定位键和T型槽快卸螺栓,由于其都已经标准化所以只要查表就可以确定.在其他夹具系统的设计完成后就是夹具体的尺寸数据的计算和设计了!根据各个夹具元件间的尺寸关系和各自的尺寸数据将他们有机的结合到一起.就确定出夹具体的尺寸数据最后是对检测工件工具的设计,在本设计中由于的轴类零件的检测
5、,所以采用卡规作为其尺寸数据的检测工具,根据加工后工件的尺寸要求确定量具的形状和尺寸.2 原始资料和工件工艺分析2.1 分析原始资料（1）X6132万能升降铣床的主要参数：工作台尺寸（长X宽） 1250X320(mm)工作台最大行程 纵向 800(mm) 横向 300(mm)垂直 400(mm) 主轴转速范围（18级）301500转/分主轴端孔锥度 7：24主轴中心线到工作台面间距离 155(mm)床身垂直导轨到工作台面中心距离 215515(mm)刀杆直径 22， 27 32进给量范围（21级） 纵向 101000mm/min横向 10100 mm/min 垂直 3.3333 mm/min快
6、速进给量 纵向，横向 2300 mm/min 垂直 766.6 mm/min主电机功率 7.5千瓦 转速 1450r/min（2）铣刀的尺寸参数 外径D 基本尺寸 80 mm 极限偏差 mm 厚度D 基本尺寸 6 mm极限偏差 mm 孔径d 基本尺寸 27 mm极限偏差 mm 齿数 Z Z= 16 （3）零件的形状及尺寸 工件是一个细长轴类零件，长度为25，直径为，要加工的两个面的距离为，表面粗糙度为25。加工深度为。本工序的加工技术要求1、利用铣刀对轴类零件进行加工，铣出两个端平面。两端平面间距离为 粗糙度为25。2、铣刀加工深度为 定位加紧方式采用V形块在X6132铣床上夹紧定位用直角对刀
7、块作为对刀引导装置。2.2 工件的工艺分析工件的结构形状比较规则，需加工的两端面光洁度要求不高，故工艺规程中一次走刀加工来完成，依靠所设计的夹具保证下列位置和尺寸精度。待加工面距离尺寸为 待加工面长度尺寸为 相对内螺纹孔孔壁均匀3 夹具元件和液压系统设计3.1 确定定位方案，设计定位元件工件在加工的两个面为全加工沿X轴向的位移自由度可以不予限制，由于加工件为圆柱体且螺栓孔也为圆形，所以在Y轴的旋转自由度也不予限制，固按照不完全定位设计夹具并力求遵守基准重合原则，以减少定位误差对加工精度的影响。初步确定两种定位方案：方案1从便于加工和稳定的角度出发以工件外圆和工件底面为定位基准在夹具上用使用时对
8、中性好即能使工件的定位基准轴线对中在有不受定位直径误差影响安装方便的V形块和定位板上定位用压板压紧来限制工件的五个自由度进行铣削。优点是能够保证工件的100.3 尺寸保证工件的对称性但不符合基准重合原则。方案2从基准重合角度出发以工件外圆和工件加工面的端面为定位基准，在夹具V形块和定位板上定位用压板压紧限制工件的五个自由度进行铣削。优点是符合基准重合原则。从保证加工精度和夹具结构复杂程度两方面综合分析按方案2设计夹具比较合理。3.2 定位元件的设计3.2.1 固定V形块的设计为了方便V形块的制作加工选择V形块两斜面间的夹角为90度。根据机床夹具设计当90时 一般取（0.140.16）DN-V形
9、块开口间的距离D-V形块检验心轴直径，即工件的定位尺寸现取=0.15D=0.1524=3.6N=1.4124-23.6=33.12由于被加工工件的直径尺寸不大，属于小直径定位，所以 H取1.2D 即H1.02424V形块的标准定位高度，即夹紧心轴中心高度的计算根据机床夹具设计式2-1 为了简化V形块的加工工艺流程采取V形块中心用螺钉与夹具体连接的方式所以V形块的宽度尺寸去L=40 mm长度B=50 mm两定位螺钉间的位置尺寸为250.2V形块的其他主要尺寸如下图所示：图3-13.2.2 定位板的设计在工件的加工中为了保证100.3尺寸的精度要求和减少加工时间所以采用定位板来对工件轴向尺寸进行限
10、制。由于在整个机加工中定位板只是起一个限制工件轴向移动的作用所受力不大，所以对其力学性能要求不严。为了给对刀块的安装和塞尺的使用留出空间所以定位板的宽度尺寸设为27 mm 位板与夹具体的连接中采用固定螺钉连接的方式，所以要在定位板上加工出两个螺钉孔并且两孔之间的尺寸为30 mm定位板其他的主要尺寸如下图所示：图3-23.2.3 定位误差分析首先分析的定位误差，由于铣刀同时铣削两个平面。两个平面间的距离精度有刀架上铣刀见的距离决定，由于工件定位基准为圆柱体的外圆，而工序基准为两平面，所以不遵循基准重合原则。又因为工件外圆存在精度误差，所以在这一尺寸精度上既有基准不符误差又有基准位移误差。 基准位
11、移误差计算 基准不符误差计算 定位误差计算为 -工件外圆直径公差-V形块两V形面夹角定位误差值小于所以这一尺寸在V形块上定位符合定位精度要求。3.3 夹紧方式的确定和夹紧机构的设计1. 夹紧装置的选用由于工件在Y轴方向上受到沿Y轴的轴向分力，为保证的尺寸精度，和以及加工后两平面的平行度和两平面对底面的垂直度，故采用定位板支撑以确定工件在Y轴方向上的精度。在方向上由于加工工件是圆柱轴类零件，为保证工件的对中型和加工后两平面的对成性，故采用V形块对工件进行X轴Z轴自由度的限制，又因为生产中工件需要在夹具上装夹所以选择压板对工件进行夹紧。2. 夹紧力的确定由于定位板件在Y轴上承受了支撑力时工件在Y轴方向上固定，与铣削是切削力在X轴方向是活动V形块承受力矩，因此对工件施加X轴方向的夹紧力。在对工件的夹紧加工过程中刚接触工件时为最不利瞬间状态，所以按静力平衡原理计算其切削力P为查机床夹具设计手册表1-2-9可知-切削力（N）-用高速钢（W18Cr4V）铣刀铣削时，考虑到工件材料及铣刀类型的系数-铣削深度（mm）D-铣刀直径（mm）-每齿进给量B-
