机械制造工艺学课程设计说明书轴上键槽专用夹具设计书

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1、机械制造工艺学课程设计说明书设计题目“传动轴上键槽专用夹具设计”班级：机制131学生：徐仕阳指导老师：梁春光绵阳职业技术学院年月零件图一、专用夹具作用分析专用夹具是为零件的某一道工序加工而设计制造的，在产品相对稳定、批量较大的生产中使用；在生产过程中它能有效地降低工作时的劳动强度、提高劳动生产率、并获得较高的加工精度。夹具的设计质量的高低，应以能否稳定地保证工件的加工质量，生产效率高，成本低，排屑方便，操作安全、省力和制造、维护容易等为其衡量指标。正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一。二、任务分析1.设计任务（1）设计轴键槽铣削夹具

2、（2）加工工件两件如图1所示（3）生产类型：单件生产（4）毛坯：模锻件（5）工艺内容;本工序在∅62mm和∅48mm两处分别铣削键槽，工序图如图2所示。在进行本工序前，定位基准∅48mm和∅60mm的外圆一加工，达到图纸技术要求。该工序所用设备为X53T型立式升降台铣床，刀具选择标准键槽铣刀，本工序选用∅14e8和∅18e8键槽铣刀。（6）工序的加工要求：键槽宽为18mm键槽深度为7mm以及键槽宽14mm，槽深为5.5mm。键槽中心平面与轴颈中心线的平行度误差为标准误差，对称度误差为0.040mm。图一、轴零件图图二、键槽铣削工序图2.设计步骤1）夹具类型的选择由于该工件生产为单件生产

3、，且工件体积小，结构部复杂，从经济耐用的要求考虑，本工序加工夹具不宜太复杂，自动化程度不宜太高。故拟定选用简单的V形块定位螺旋压板加紧机构。2）定位装置的设计（1）定位装置的确定。方案一：以∅60外圆表面自定心三爪卡盘与活动顶尖定位，限制X,Y,Z,Z`,四个自由度。这种定位无法保证轴尺寸精度，再由于加紧力方向与切削力方向不一致，切削力远离定位支撑面，加紧不稳定，如图3所示。图样三、方案二：工件以外圆和端面在V形块上和止动定位销定位，限制X,Y,Y`,Z,Z`五个自由度。由于V形块定位精度高，工件轴向位置用止动定位销定位，能保证加工精度。另外，加紧力方向与切入方向9垂直进刀）一致，且夹

4、紧力在主要定位支撑面内，定位夹紧可靠，如图4所示。从以上两个方案比较来看，方案二明显地优于方案一，故采用方案二作为本工序的定位方案。图样四、（2）定位误差分析。选用标准V形块定位，不计其制造误差，所以工件采用∅48mm和∅60mm两外圆表面定位时，只有定位基准面的制造误差造成工件定位偏移，产生基准位移误差，而且方向不定，由此可知：∆圆=0∆t2=0∆Y1=0.707δd1=0.028（mm）∆Y2=0.707δd2=0.021（mm）考虑到定位基准面制造时的尺寸公差、圆柱度误差、圆跳动误差等随机误差综合因素的影响，所以用概率叠加法计算基准位移误差：∆`Y2=0.0282+0.0252+

5、0.0212=0.0437(mm)∆Y2=∆`Y2=0.021(mm)由此可知，两定位基准沿Z轴方向最大位移分别为0.021mm和0.0437mm，并且影响其键槽深度方向的尺寸精度。工序尺寸48-0.010.03；公差：δ1=0.04（mm）工序尺寸60-0.010.02；公差δ2=0.03（mm）∆D1=∆Y1=0.021<13δ1=0.057(mm)∆D2=∆Y2=0.0437<13δ2=0.057(mm)故采用此定位方案精度足够。3.加紧装置设计1)夹紧机构根据该产品是单件小批量生产，因此夹具的夹紧机构也同样不宜太复杂，自动化程度也不能太高，采用螺旋压板夹紧机构，采用M12螺栓作

6、为夹具夹紧螺栓。2)夹紧力的计算根据理论力学的力学平衡理论，夹紧摩擦力矩应与铣削力矩平衡，即M摩=M切。(1)铣削力矩M切的计算。根据《切削用量简明手册》，得：FZ=CFZae0.86af0.72d0-0.86apZ其中CFZ=68.2，ae=18，Z=4设：af=0.15，ap=7.25所以FZ=CFZae0.86af0.72d0-0.86apZ=68.2×180.86×0.150.72×18-0.86×7.25×4=4942（N）(2)夹紧力的计算。由V形块定位夹紧力计算公式得：FWK总=KFW=2KM切df.sina21+sina2取K=2.0.f=0.25得FKW总=4912.

7、69（N）由于该夹具采用双压板夹紧机构，故每支压板只承受总夹紧力的一半，所以没根夹紧螺栓所承受的夹紧力：FWK=2456.35(N)(3)选择夹紧螺栓直径。根据夹紧力方向和作用点的选择原理。依照方案二;选用两只M12×150的螺栓作为夹紧螺栓。且置于工件的同一侧，铣削键槽垂直进刀时，切削力Fz与夹紧力FWK方向相同，和分别作用在定位支撑A和B两V形块上(如图3所示)。切削扭矩M切使工件转动。为防止工件发生转动，夹具夹紧机构应有足够的摩擦力矩与之