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铣平面夹具设计

一、机床夹具课程设计的目的机床夹具课程设计的目的包括以下几点：

1)通过课程设计，使学生能够综合运用机床夹具设计的理论知识，进行设计实践，树立正确的设计思想。

2)通过课程设计，培养学生分析和解决工程实际问题的能力，使学生掌握机床夹具的一般设计方法和步骤，提高所需的专业技能。

3)通过课程设计，使学生学习运用标准、规范、手册和图册以及查阅有关技术资料等，强化学生的基本设计技能。

二、机床夹具课程设计的内容

机床夹具课程设计的主要内容包括如下几方面：

1)分析拟定机床夹具的结构方案。

2)工件加工精度分析、夹紧力计算等。

3)绘制夹具装配总图。

4)绘制夹具零件图。

5)编写设计计算说明书。

三、课程设计的任务

课程设计需要完成以下任务：

1)绘制夹具装配图一张

2)绘制夹具体零件图一张。

3)设计计算说明书一份。

四、铣平面夹具设计具体步骤

1、原始资料

本夹具用于粗铣底平面，该底平面对孔40、30.2、25.5的中心线要满足尺寸要求以及平行度要求。在粗铣此底平面时，其它都是未加工表面。为了保证技术要求，关键是确定定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。

2、定位基准的选择

由零件图可知：粗铣平面对孔40、30.2、25.5的中心线和轴线有尺寸要求及平行度要求，其设计基准为孔的中心线。为了使定位误差达到要求的范围之 1

内，在此选用V形块定心自动找到中心线，这种定位在结构上简单且容易操作。

采用V形块定心和平面定位的方式，可以保证平面加工的技术要求。

3、切削力及夹紧分析计算

刀具材料：YG6（硬质合金端铣刀）

与铣削力有关的参数：d=80mm，Z=5，fz=0.2mm，ap=2mm，B=60mm。

由《机床夹具设计手册》表3-5可得铣削主切削力的计算公式：

.00.741.00.9FC490a1dBzpfz

所以Fc=490×21.0×0.20.74×80-1.0×600.9×5=732.06(N)

垂直切削力 ：

FcN=0.9Fc=658.85(N)（对称铣削）

背向力：

Fp=0.55Fc=402.63(N)

分析工件所受切削力、夹紧力的作用情况，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：

FJC=KFJ

安全系数K可按下式计算：

KK0K1K2K3K4K5K6

式中：K0~K6为各种因素的安全系数，查《机床夹具设计手册》表3-1可得：

K=1.2×1.2×1.2×1.2×1.3×1.0×1.0=2.7

所以

FJC=KFc=732.06×2.7=1976.56(N)

FJCN=KFcN=658.85×2.7=1778.9(N)

FJP=KFp=402.63×2.7=1087.1(N)

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。

单个螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算：

FLFJQtg2ztg(1)

式中参数由《机床夹具设计手册》可查得：

02191950rz=4.513 mm

选取：L=120mm，FQ=25(N)

螺旋夹紧力：FJ=2915.45(N)

比较可得： FJ＞FJC

实际夹紧力大于要求的夹紧力，因此采用该夹紧机构工作是可靠的。

4、误差分析与计算

该夹具以平面定位V形块定心，V形块定心元件中心线与底平面规定的尺寸公差为35±0.07。为了满足工序的加工精度要求，必须使工序中误差总和小于该工序所规定的工序公差。即∑Δ＜δk

影响工件加工精度的误差包括以下几方面：

1、平面定位V形块定心的定位误差 ：由于工序基准、定位基准和限位基准重合，所以ΔD=02、对刀误差：查机械制造装备设计课程设计表3.7可得：ΔT=0.02mm3、安装误差：

1）定向键的位置使工序基准与工作台导轨平行时，ΔA=0

2）定向键的位置使工序基准与工作台导轨有转角误差时，ΔA=04、夹紧误差：

其中接触变形位移值：

y(kRZRZkHBNc1Z)n0.004mmHB1.962l

由于基准位移方向与工序基准有角度，故

jjycos0.0036mm5、夹具误差：由于夹具上定位元件等对加工平面影响不大，故Δz=06、加工方法误差：ΔG=(1/3)×0.14=0.047mm

误差总和：∑Δ=(ΔD2+ΔT2+ΔA2+Δ

∑Δ＜δk

Jc=δk－∑Δ=0.07-0.051=0.019mm

从以上的分析可见，所设计的夹具有一定的精度储备，完全能够满足零件的加工精度要求。

5、夹具设计及操作的简要说明

夹具设计应该考虑提高生产率的问题。该夹具设计采用了手动夹紧方式，在夹紧和松开工件时比较费时费力。由于该工件体积小，工件材料易切削，切削力不大等特点，经过方案的认真分析和比较，选用了手动夹紧方式（螺旋夹紧机构）。这类夹紧机构结构简单、夹紧可靠、通用性大，在机床夹具中得到广泛的应用。此外，当夹具有制造误差，工作过程出现磨损，以及零件尺寸变化时，会影响定位、夹紧的可靠。为防止此现象，支承钉和V形块采用可调节环节，以便随时根据具体情况进行调整。

2JJ+Δz2+ΔG2)1/2=0.051mm

五、总结

本次设计结束了，通过这次设计让我认识到了自己许多不足的地方，虽然也认真学习过，但是一用到实际中还是会存在很多错误的地方，但是经过老师的耐心讲解下我也改正了我范的错误，这对我来说真的是受益匪浅，在这次的设计中让我学到了很多知识，让我对铣平面夹具设计有了更深刻的理解，课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义．我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础．