軸上鍵槽專用夾具設(shè)計(jì)書

1、機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)說明“傳動(dòng)軸上鍵槽專用夾具設(shè)計(jì)”班級(jí)：機(jī)制131 學(xué)生：徐仕陽指導(dǎo)老師：梁春光綿陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院零件圖號(hào)里屮I一 “曲怕用E:_Lp嚴(yán)何I饕 如*1HT VM*V1*1*Z芝電ffB棲肖車匚ryk二:呵7匸Irssssi一、專用夾具作用分析專用夾具是為零件的某一道工序加工而設(shè)計(jì)制造的， 在產(chǎn)品相對 穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn)中使用；在生產(chǎn)過程中它能有效地降低工作時(shí) 的勞動(dòng)強(qiáng)度、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、并獲得較高的加工精度。夾具的設(shè)計(jì) 質(zhì)量的高低，應(yīng)以能否穩(wěn)定地保證工件的加工質(zhì)量，生產(chǎn)效率高，成 本低，排屑方便，操作安全、省力和制造、維護(hù)容易等為其衡量指標(biāo)。正確地設(shè)計(jì)并合理的使用夾具，是保

2、證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，從而 降低生產(chǎn)成本的重要技術(shù)環(huán)節(jié)之一。二、任務(wù)分析1.設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)軸鍵槽銑削夾具 加工工件兩件如圖1所示 生產(chǎn)類型：單件生產(chǎn) 毛坯：模鍛件 工藝內(nèi)容;本工序在？62mm和？48mm兩處分別銑削鍵槽，工序圖如圖2所示。在進(jìn)行本工序前，定位基準(zhǔn)?48mm和?60mm的外圓一加工，達(dá)到圖紙技術(shù)要求。該工序所用設(shè)備為X53T型立式升降臺(tái)銑床，刀具選擇標(biāo)準(zhǔn)鍵槽銑刀，本工序選用？14e8和?18e8鍵槽銑刀。(6)工序的加工要求：鍵槽寬為 18mm鍵槽深度為7mm以及鍵槽寬14mm，槽深為5.5mm。鍵槽中心平面與軸頸中心線的平行度誤差 為標(biāo)準(zhǔn)誤差，對稱度誤差為 0.040mm。圖

3、一、軸零件圖I討圖二、鍵槽銑削工序圖2.設(shè)計(jì)步驟1)夾具類型的選擇由于該工件生產(chǎn)為單件生產(chǎn)，且工件體積小，結(jié)構(gòu)部復(fù)雜，從經(jīng)濟(jì)耐 用的要求考慮，本工序加工夾具不宜太復(fù)雜，自動(dòng)化程度不宜太高。故擬定選用簡單的V形塊定位螺旋壓板加緊機(jī)構(gòu)。2)定位裝置的設(shè)計(jì)(1) 定位裝置的確定。方案一：以？60外圓表面自定心三爪卡盤與活動(dòng)頂尖定位，限制 X ,Y ,Z,Z四個(gè)自由度。這種定位無法保證軸尺寸精度，再由于加緊力方向與切削力方向不一致，切削力遠(yuǎn)離定位支撐面，加緊不穩(wěn)定，如圖3所示。圖樣三、方案二：工件以外圓和端面在V形塊上和止動(dòng)定位銷定位，限制X,Y,Y',Z五個(gè)自由度。由于V形塊定位精度高，工件

4、軸向位置用止動(dòng)定位銷定位，能保證加工精度。另外，加緊力方向與切入方向9垂直進(jìn)刀)一致，且夾緊力在主要定位支撐面內(nèi)，定位夾緊可靠，如圖4所示。從以上兩個(gè)方案比較來看，方案二明顯地優(yōu)于方案一，故采用 方案二作為本工序的定位方案。圖樣四、(2)定位誤差分析。選用標(biāo)準(zhǔn)V形塊定位，不計(jì)其制造誤差，所以工件采用?48mm和？60mm兩外圓表面定位時(shí)，只有定位基準(zhǔn)面的制造誤差造成工件定位偏移，產(chǎn)生基準(zhǔn)位移誤差，而且方向不定，由此可知:?圓=0?= 0?1= 0.707?1 = 0.028（ mm）?2= 0.707?2 = 0.021 （ mm）考慮到定位基準(zhǔn)面制造時(shí)的尺寸公差、 圓柱度誤差、圓跳動(dòng)誤差等隨

5、?'機(jī)誤差綜合因素的影響，所以用概率疊加法計(jì)算基準(zhǔn)位移誤差:?'?2二 V0.028 + 0.0252 + 0.0212 = 0.0437(mm) ?2= ? ?2 = 0.021 (mm)由此可知，兩定位基準(zhǔn)沿Z軸方向最大位移分別為0.021mm和 0.0437mm,并且影響其鍵槽深度方向的尺寸精度。工序尺寸 48°0°01 ；公差：?= 0.04 (mm) 工序尺寸 6000021 ;公差?= 0.03 (mm)1?1= ?1= 0.021 <= 0.057(mm)3?1?2= ?2= 0.0437 = 0.057(mm)3?2故采用此定位方案精度

6、足夠。3.加緊裝置設(shè)計(jì) 1)夾緊機(jī)構(gòu)根據(jù)該產(chǎn)品是單件小批量生產(chǎn)，因此夾具的夾緊機(jī)構(gòu)也同樣不宜太復(fù)雜，自動(dòng)化程度也不能太高，采用螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)，采用M12螺栓作為夾具夾緊螺栓。2)夾緊力的計(jì)算根據(jù)理論力學(xué)的力學(xué)平衡理論，夾緊摩擦力矩應(yīng)與銑削力矩平衡，即99 一 99?摩 =?切。(1) 銑削力矩？?切的計(jì)算。根據(jù)切削用量簡明手冊，得:?= ?86?072 ?0.86 ?其中？?= 68.2，?= 18，Z= 4設(shè)：？?二 0.15, ?= 7.25所以?= ?06 ?72 ?0.86 ? ? * =68.2 X180.86 X0.150.72 X 18-0.86 X7.25 X4=4942 (

7、N)(2) 夾緊力的計(jì)算。由V形塊定位夾緊力計(jì)算公式得:2?切sin ?2?總=?=j + si n?2取 K=2.0.f=0.25得？?總=4912.69 (N) 由于該夾具采用雙壓板夾緊機(jī)構(gòu)，故每支壓板只承受總夾緊力的一半, 所以沒根夾緊螺栓所承受的夾緊力:?= 2456.35(N)(3) 選擇夾緊螺栓直徑。根據(jù)夾緊力方向和作用點(diǎn)的選擇原理。依照方案二；選用兩只M12 X150的螺栓作為夾緊螺栓。且置于工件的同一側(cè)，銑削鍵槽垂直進(jìn)刀時(shí)，切削力？?與夾緊力？?方向相同，和分別作用在定位支撐A和B兩V形塊上(如圖3所示)。切削扭矩？?切使工件轉(zhuǎn)動(dòng)。為防止工件發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，夾具夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)有足夠的摩擦

8、力矩與之平衡。銑削時(shí)，若兩壓板與工件接觸處的摩擦力矩忽略不計(jì)， 銑削第一個(gè)鍵槽切入嘴深處時(shí)，軸向力最大，為最不利因素，假若作用在P點(diǎn)(如圖4所示)，將此處作為驗(yàn)算依據(jù)，在垂直于銑刀軸線平面內(nèi)，根據(jù) 力矩平衡原理，對支點(diǎn)B取矩，即刀？?>?=0,設(shè)？?為順時(shí)針方向。?切 + ?論？?= 0?= 0，AB = 200，?切 = ?得：？?= 222.4(N)又根據(jù)圖5,由力矩平衡原理，得:?*?2 + ?- ?1 = 0?2 = 0 , ?= ?1得：？?= 556(N)即A處螺栓需要承受556N的夾緊力。當(dāng)螺栓直徑為12mm時(shí),帶手柄螺母夾緊達(dá)3510N，遠(yuǎn)大于所需夾緊力，故選用 M12X

9、150螺栓作為夾緊螺栓，安全可靠。圖樣五、銑削受力圖(4)繪制夾具結(jié)構(gòu)如圖夾具總裝備圖如圖6所示。圖樣六、-天具5. 確定夾具具體技術(shù)要求和有關(guān)尺寸、公差配合(1) V形塊安裝基面與夾具底座接合表面平面誤差0.02mm。(2)V形塊軸線與導(dǎo)向定位鍵中心平面平行度在100mm內(nèi)為0.05/mm。對稱度在 100mm 內(nèi)為 0.04/mm。(3) 止動(dòng)定位銷定位面與夾具安裝基面的垂直度0.01mm。(4)V形塊與夾具體底座裝合定位銷公差配合H7/s6.(5)導(dǎo)向定位銷與夾具體底座裝配取 18H7/h9.6. 夾具精度分析(1)與尺寸53-02和39.50.2有關(guān)的精度分析。要保證53-02和39.

10、50.2尺寸方向的精度，必須控制夾具與銑床工作臺(tái)在垂直方向的安裝誤差和V形塊與夾具體底座安裝誤差，以及垂直方向位移誤差？?1和?2如圖七所示的安裝形式。圖樣七、由此可知，引起起安裝誤差的是V形塊安裝平面與底座上接觸平面和夾具體底座下平面與機(jī)床工作臺(tái)的平面度誤差，即？?1與?2共同作用的結(jié)果。由于？?尸？?2=0.02mm, ?i=0.0201v ?i=0.021,1 1?允 =3?=3 xo.E067 (mm)因 此？=? + ?A2 + ? ?2 =0.02+0.02+0.0210.061 ( mm ) < ? ?0.067mm故夾具滿足設(shè)計(jì)要求。(2) 定位導(dǎo)向鍵中心平面與工件軸心線

11、平行度誤差和對稱度誤差的分析。若忽略V形塊本身定位誤差的影響，影響該平行度誤差和對 稱度誤差的因素則為夾具體在銑床工作臺(tái)安裝時(shí)間定位導(dǎo)向鍵制造 誤差。由圖1-21可知，導(dǎo)向定位鍵與夾具體公差配合為18?7?h9， 兩鍵距離為323mm。兩鍵槽公差：？?1二?2 =0.021兩鍵公差：?二?52 =0.043鍵與槽配合最小間隙：？?min =?min =0【機(jī)械制造工藝】根據(jù)公式?I1 +?|2+ ?min+? D1 +?)2+?2min 0.021+0.043+0.021+0.0430.02tan =2?=2T323布由圖1-22可知，定位導(dǎo)向鍵中心平面與工件軸心平行度誤差和對稱 度誤差分別為0.05?100與0.04?100。故精度也達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。(3) 鍵槽寬度精度分析。由于銑削刀具按標(biāo)準(zhǔn)刀具選取，分別為