心轴多件装夹铣床夹具说明书

心轴多件装夹铣床夹具说明书（通用3篇）

篇1：心轴多件装夹铣床夹具说明书

《机械制造工艺与机床夹具》课程设计——

铣床夹具设计说明书

专 业: 数 控 技 术 班 级: 指导教师: 姓 名: 学 号:

2011年6月21日

铣床夹具设计说明书

概述：在现代制造技术迅猛发展的今天，机床夹具无论在传统机床上还是在数控机床、加工中心上，仍是必不可少的重要工艺装备。通过机床夹具设计，不仅可以培养综合运用已学知识的能力而且可以得到工程设计的初步训练。

一、课程设计的要求：

1.运用已学过的机床夹具设计及有关课程的理论知识以及生产实习中所获得的实际只是，根据被加工零件的要求，设计既经济合理又能保证加工质量的夹具。

2.培养结构设计能力，掌握结构设计的方法和步骤

3.学会使用各种手册、图册、设计表格，规范等各种标准技术资料，能够做到熟练运用机械制造技术课程中的基本理论，正确的解决一个零件在加工中的加工基准的选择、定位、夹紧、加工方法选择以及合理安排工艺路线，保证零件的加工质量。

4.进一步培养机械制图、分析计算、结构设计、编写技术文件等基本技能。

二、设计题目：

《机械制造工艺与机床夹具》课本P381题5-4

三、被加工零件的结构特点及制定工序的加工要求

1.结构特点

被加工零件为轴套类零件；零件图如课本P381题图5-4所示；零件的主要加工面为Φ20、Φ

6、Φ10的孔，Φ30外圆面及端面，铣28H11槽，其他各面均以加工好，仅需加工28H11槽，所以该零件结构定义为简单，夹具设计选用经济实用型方案。

2.研究工艺过程，分析该工序所加工的部位，加工要求，定位夹紧部分和前后工序的关系等。

该夹具所对应加工内容为铣28H11槽。在此之前，其他各面皆已加工完毕。故可以利用已加工的表面进行定位。

四、设计方案的讨论

1．初定夹具结构方案: 1）工件定位方案及定位装置

定位方案及装置：三面一销定位，利用V形块限制4个自由度，Φ6孔内放菱形销限制1个自由度，再利用底面限制一个自由度，完全定位。

2）工件夹紧方案及夹紧装置 夹紧方案及装置：因为在铣床上进行加工，加工力较大，要求夹紧装置具有足够的强度，因此，需在工件与定位V形块相对应的另一侧进行夹紧以防工件松动，夹紧装置为直接安装在夹具体上的六角头压紧螺栓与一滑块联结滑块上安装一夹紧V形块。

3）其他装置及原件的结构形式

该工序加工机床为铣床，除需要将夹具体固定在工作台上以外还需要对刀装置。工序中采用铣刀铣槽，所以对刀块选择直角对刀块对铣刀进行对刀。

4）夹具体的结构形式及夹具与机床的连接方式

夹具体为铸造件，主要工作面为与机床工作台垂直的平面，该面主要用来固定定位销、V形块及六角头压紧螺钉；底平面用来与铣床工作台进行连接。铣床工作台相对于操作者来说为左右方向水平放置，走刀方向与工作台方向一致，因此，两定位键为左右布置，距离尽量加大，两个座耳因为要承受较大的力所以也要左右布置。

2.审查方案与改进设计

夹具设计要求除能完成既定的定位夹紧任务以外还要考虑到操作者的操作方便与否，因此夹具也要求人性化设计。

1）考虑到多数操作者都习惯右手用力，因此，将定位V形块安装在工件左侧，六角头压紧螺钉与滑块及夹紧V形块则安装在工件右侧方便操作者直接夹紧。2）而为了能够承受较大力矩，六角头压紧螺钉的位置应尽量靠近工件上方尺寸较大的位置，这就要求夹具体的垂直高度不能太大也不能太小。

3）根据加工要求，对刀块放置在加工面左侧或右侧稍低于加工面的位置最为理想。但考虑到夹具体的高度及安装问题，对刀块只能安装在夹具体地板上工件一侧的部位，对好刀之后再将刀具上移到与被加工面等高的位置进行铣削加工。

五、设计小结

通过此次的学习不仅使我对课本内容有了更深入的认识，而且激发了我思考问题的潜力、培养了我分析问题的能力。对灵活运用工具手册解决问题的能力有了明显地提高。

此次课程设计让我能够更加直观地认识工艺设计的流程。以往我在课本上学到的只是理论，并没有感性的认识。将所学到的书本知识运用到设计环节中是我通过本次实践学习获得的最大收获。通过此次设计我基本掌握了一个中等复杂零件的加工过程分析、工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤。

由于自己的能力所限，设计中还有许多不足之处，恳请各位老师、同学们批评指正。

主要参考资料:

1、《机床夹具设计手册》 辽宁科学技术出版社 徐鸿本

2、《机械设计课程设计》 浙江大学出版社

3、《机床夹具设计》 哈尔滨工业大学出版社 王启平

4、《机械制造工艺设计简明手册》哈尔滨工业大学 李益民

篇2：心轴多件装夹铣床夹具说明书

题目：铣床专用夹具设计

专 业 ：机械设计与制造及其自动化

班 级 ：二班 姓 名 ：陈文斌 指导老师 ：张克国

时 间 ：2011年11月

目录

一 工件及加工工序介绍...............................................................................错误！未定义书签。

1工件零件图..........................................................................................错误！未定义书签。2加工工序..............................................................................................错误！未定义书签。二 设计任务及具体方案...............................................................................错误！未定义书签。

1设计任务..............................................................................................错误！未定义书签。2定位方案..............................................................................................错误！未定义书签。3导向方案..............................................................................................错误！未定义书签。4夹紧方案..............................................................................................错误！未定义书签。5定位切换盘设计..................................................................................错误！未定义书签。6夹具体设计..........................................................................................错误！未定义书签。7夹具总装配图......................................................................................错误！未定义书签。三 夹具精度分析...........................................................................................错误！未定义书签。

1误差分析..............................................................................................错误！未定义书签。2定位误差计算......................................................................................错误！未定义书签。附录A

零件CAD图纸 附录B UG三维图

采用带螺纹短轴，紧件压桶，紧固螺母配合来沿x方向夹紧工件。

虽然加紧方向不垂直于主要定位基准面，但方便紧固，在保障功能的前提下，能减少劳动时间。5定位切换盘设计

由于需要加工的面是均布在圆周上的三个平面,如果每次都拆卸下来重新安装定位加紧会浪费很多时间，所以我设计了一个定位切换盘结构。无需拆下工件，打开定位盘的紧固螺母后，即可实现铣削位置的切换，拧紧后就可以继续加工，能提高生产效率。6夹具体设计

夹具体须将定位、导向、夹紧装置连接成一体，并能正确地安装在机床上。

工件在夹具中加工时，总加工误差为上述各项误差之和。由于上述误差均为独立随机变量，应用概率法叠加，因此保证工件加工精度的条件是：

2D2A2Z2GK

即工件的总加工误差应不大于工件的加工尺寸公差K。

为保证夹具有一定的使用寿命，防止夹具因磨损而过早报废，在分析计算工件加工精度时需要留出一定的精度储备量

JC,因此将上式改写为：

KJC

或

JCK0

JC0时,夹具能满足工件的加工要求.JC值的大小还表示了夹具使用寿命的长短和夹具总图上各项公差值K确定是否合理。2定位误差计算

分析工件位置知，工件的定位基准为中心孔心，孔在长销轴上的定位为支承定位的形式，定位误差由定位基准与工序基准不重合造成的，属于基准不重合误差，与销轴直径无关。

工序尺寸方向与固定接触点和销子中心连线方向相同，则其定位误差为DWDmaxDminTD25m12.5m 222其它类型误差计算从略。

附录A

零件CAD图纸

附录B

篇3：铣拨叉齿顶面铣床夹具说明书

目录

绪论

机械制造加工工艺与机床夹具设计主要是对零件的加工工艺进行分析和对零件的 某几个主要的部位进行专用夹具的设计，从零件的工艺来说，它主要是分析零件在进行加工时应该注意什么问题，采用什么方法和工艺路线进行加工才能更好的保障精度，提高劳动生产率，就专用夹具而言，好的夹具设计可以提高产品生产率降低成品等，还可以扩大机床的使用范围，从而可以使产品在保障精度的前提下提高效率，降低成本。

在本次的设计中就针对拨叉的加工工艺进行分析，制定几种加工路线，选择一种较好的加工路线进行加工，在这过程中，制定多套夹具方案并进行分析，这次设计培养了编制机械加工工艺规程和机床夹具设计的能力，这也是在进行毕业之前对所学课程的最后一次深入的综合性的复习，也是一次理论联系实践的机会，因此，它在我们的大学生活中占有十分重要的作用。

1概述

1.1 选题的目的和意义

机械加工工艺是实现产品设计，保障产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上质量好、水准高，加快产品更新的技术保障，在这当中夹具的设计是非常重要的几个环节，好的夹具设计可以提高劳动生产率，保障和提高加工精度，降低成本，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品生产在保证精度的前提下提高效率、降低成本。当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求，企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。零件的分析 2.1零件的作用

题目所给的零件是拨叉。它位于车床变速机构中，主要起换挡，使主轴回转运动，按照使用者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的φ30的孔与操作机构相连，下方的φ55mm的半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力拨动下方的齿轮变数。两件零件铸为一体，加工时分开。

2.2零件的工艺分析

零件的材料是QT450-10，灰铸铁生产工艺简单，铸造性良好，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求。

3工艺规程的设计 3.1确定毛坯的制造形式

零件的材料是QT450—10。考虑到零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件的结构有比较简单，生产类型为大批量生产，故选择铸件毛坯。选择铸件尺寸公差等级为CT9级，已知次拨叉零件的生产纲领为4000件/年，零件的质量是1.0Kg/个，可确定该拨叉的生产类型为大批量生产，所以初步确定工艺安排为：工序应集中，加工设备以通用设备为主。

3.2基面的选择

基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保障，生产效率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成大批报废，使生产无法正常进行。

3.21粗基准的选择： 以零件的地面为主要的定位粗基准，以两个小头孔外圆表面为辅助粗基准。这样就可以限制五个自由度，再加上垂直的一个加紧，就可以达到完全定位。粗基准的选择以不加工表面作为粗基准。如果工件上有很多不需加工的表面，则以其中与加工表面的位置精度要求较高的表面作粗粗基准选择的原则：如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，则应基准。如果必须首先保证工件某重要表面的余量均匀，应选择该表面作粗基准

3.22精基准的选择

精基准的选择原则：用设计基准作为精基准，以便消除基准不重合误差，即所谓基准重合原则；当工件以某一组精基准定位可以较方便的加工其他各表面时，应尽可能在多数工序中采用此精基准定位，即所谓基准统一原则；当精加工或光整加工工序要求余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，而该加工表面与其他表面之间的位置精度则要求由先行工序保证，即遵循自为基准原则；为了获得均匀的加工余量或较高的位置精度，在选择精基准时，可遵循互为基准的原则；精基准的选择应使定位准确，加紧可靠，为此，精基准的面积与被加工表面相比，应有较大的长度和宽度，以提高其位置精度。

精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以两个小头孔内圆柱表面为辅助的定位精基准。当设计基准和工序基准不重合时，应该进行尺寸的换算，这在以后会还要专门的计算，此处不再重复。

3.3制定工艺路线

制定工艺路线的出发点，应当时使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求等能得到合理的保障。在生产纲领已经确定为大批量生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用的夹具，并尽量使工序集中来提高

生产效率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本下降。1.工艺路线方案一

工序1：粗铣φ47.5mm孔的两头的端面。工序2：精铣φ47.5mm孔的两头的端面。

工序3：粗镗、半精镗。精镗φ47.5mm孔至图样的尺寸。工序4：钻扩铰两端φ30mm的孔至图样的尺寸。工序5：铣断保证图样的尺寸。工序6：铣拨叉齿顶面。工序7：去毛刺，检查。

2.工艺路线方案二

工序1：：粗铣φ47.5mm孔的两头的端面 工序2：钻扩铰两端φ30mm的孔至图样的尺寸。工序3：粗铣中间孔上端面至φ55mm。

工序4：粗镗、半精镗φ47.5mm孔至图样尺寸。工序5：铣断并保证样图尺寸。工序6铣拨叉齿顶面.工序7：去毛刺，检查。

3.工艺方案的比较与分析

上述两种方案的特点在于：方案一是先加工完与φ30mm的孔有垂直度要求的面再加工孔。而方案二是先是加工完φ30mm的孔，再以孔的中心线来定位加工与之有垂直度要求的三个面。方案一的装夹次数少，但在加工φ30mm的时候最多只能保证一个面定位面与之的垂直度要求。其他的两个面很难保证。方案二在加工三个面的时候都但是用φ30mm孔的中心轴线来定位，这样很容易就可以保证与三个面的位置度要求。这样也体现了基准重合的原则。其他的工序尤为平常简单无需再谈，通过比较最终的方案为： 工序1：：粗铣φ47.5mm孔的两头的端面 工序2：钻扩铰两端φ30mm的孔至图样的尺寸。工序3：粗铣中间孔上端面至φ55mm。工序4：粗镗、半精镗φ47.5mm孔至图样尺寸。

工序5：铣断并保证样图尺寸 工序6：去毛刺，检查。

以上的工艺过程详见“机械加工工艺过程综合卡片”。

3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

“拨叉”零件材料是QT450-10，毛坯的重量约为1.6kg，生产类型为大批量生产，采用砂型铸造毛坯。根据上述原始资料及加工工艺，确定加工表面的加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸夹具的设计

4.1定位、夹紧方案的设计及具体的图形

由于其他的表面已经加工好了，那么只需要设计加工铣拨叉齿顶面的铣床夹具即可，经分析可以利用φ30h7的孔和端面来定位，其中φ30h7的孔可以用一个短销来限制2个自由度分别为X方向和Y方向，而端面可以限制3个自由度，分别为绕X方向转动和绕Y方向的转动，这样就可以限制5个自由度，而我们有可以利用φ47.5mm的孔限制一个绕Z方向的转动自由度，这样就可以实现6个自由度的全定位，而因为φ47.5mm的孔比较大，用一个简单的装置不能实现要求或不能快速的换工件，所以要设计专用的装置来实现，我们可利用内可调夹紧的方式来实现防转的效果，我的设计方法下图：

而夹紧我们可以用螺栓夹紧螺母和开口垫圈的组合来进行夹紧，方便可靠，具体的夹紧装置见装配图。又因为与短销相连的细柱强度和刚度会不够，所以可以用一个顶尖的装置来实现，把所有的综合起来就是我们所要的夹具了据体的图形如下所示: 4.2 夹具的具体说明和使用方法

本夹具用在卧式铣床上铣削拨叉的齿顶面。

工件以φ30h7的孔和端面及47.5mm圆弧面在台阶心轴1和双推杆5上定位。向后翻开顶尖座4，装上工件。翻上顶尖座，拧螺钉3使之锁紧。旋转手柄8顶住台阶心轴1，用螺钉9锁紧顶尖。插入开口垫圈，拧螺母2轻夹工件，转动手柄7，螺母6前端面的锥面迫使双推杆5等速外移，对工件的R47.5mm圆弧面定心。最后拧紧螺母2夹紧工件。

用顶尖顶紧心轴，增大了工艺系统的钢性，使加工过程的震动减小。

5切削用量及工时的计算

1.加工条件：

工件材料：QT450-10，硬度190-260HBS，δb=0.16Gpa，铸造。加工要求：粗铣拨叉的齿顶面。保证粗糙度为Ra3.2um，机床采用的是XA5032型的立式铣床。

5.1刀具的选择

因为要加工的工件材料是QT（球磨铸铁），所以要选择 硬质合金的刀具 来加工。而又由书《机械精度射击与检测技术》的表5.8可知粗糙度Ra3.2可以直接由粗铣来加工。

铣刀直径的大小直接影响切削力、扭矩、切削速度和刀具的消耗，不能任意的选择，由《切削用量简明手册》，又由零件的加工深度是2.5mm，加工的宽度是80mm所以可以确定铣刀的直径是100-125mm，因为要保证可靠度选择直径为125mm，又由《切削用量简明手册》，由于使用的是标准的的硬质合金钢的

铣刀，由表查的齿数是Z=12。铣刀几何形状的选择：

由硬度为450HBS且由《切削用量简明手册》可知前角γ

0取

8°，后角α0 =8°，主偏角kr=60°副偏角kr·=1°，刀齿螺旋角β=15°。

5.2选择切削用量

（1）决定铣削宽度a，由于加工的余量不大，故可在一次走刀内切完，则a=2.5mm.（2）决定毎齿的进给量fz。

由XA5032型的铣床可查《切削用量简明手册》中的表3.30.知道其功率是7.5kw，这时的fz=0.09~0.18mm/z 可取fz=0.15 mm/z（3）选择铣刀的磨钝标准及刀具的寿命

铣刀刀齿的后刀面最大的磨损量为0.8mm;由于铣刀直径d0=125mm故可查表得知刀具的寿命为T=180min（4）决定切削速度Vt和每分钟的进给量Vf

切削速度可以根据《切削用量简明手册》的表3.27中的公式计算，也可以直接由表中查出。

当d0=125mm，Z=12，决定切削速度Vt和每分钟进给量Vf及转速nt。可根据表3.16由ap=2.5mm, fz=0.15mm/z, 查出 Vt=110m/min

nt=281r/min

Vf=378mm/min

各修正系数为:kmv=kmn=0.79 ksv=ksn=ksv=0.8 所以Vc=vt·kv=110×0.79×0.8=69.52 mm/min n=nt·kv=281×0.79×0.8=177.59 r/min vf=Vft·kv=378×0.79×0.8=238.90 mm/min 根据XA5032型的立铣说明书（表3.30）选择 主轴转速nc=190 r/min 纵向进给量Vf c=235 mm/min

因此实际切削速度和每齿进给量为

vc=πd0nc/1000=（3.14×125×190）/1000=74.58 mm/min fzc=Vf/ncz=235/（190×12）=0.1 mm/z 5.3校验机床功率

根据表3.23，当硬度为450HBS>285HBS，铣削宽度ae=80mm,ap=2.5mm,d0=125mm,z=12, vfc=238.9mm/min所以近似的有

Pce=3.2kw

根据XA5032立铣说明书(表3.30),机床主轴允许的功率为

Pcm=7.5×0.75kw=5.63kw 因为3.2kw<5.63kw因此所选择的切削用量可以采用.即 ap=2.5mm

vf=238.90mm/min n=190 r/min

vc=74.58mm/min fz=0.1mm/z 5.4计算基本工时

Tm= L/vf

式中L=l+y+Δ

通过计算易知 l=16.58mm 根据表3.26对称安装铣刀,入切量及超切量y+Δ=17mm 故

T=(16.58＋17)/238.9=0.141min 5.5计算切削力

切削力的计算

选用的是硬质合金的刀具，d0=125mm，Z=12。

计算公式是

F=f×p×z××cafaz/d0 f n= 491×2.5×0.1×80×12/(125×0.15

×190)＝278

见《切削手册》表3.28）

水平分力是FH=1.1F=278N 垂直分力是FV=0.3F=70.65N 在计算切削力的时候，必须把安全系数考虑在内。

在计算切削力时，必须把安全系数考虑在内。安全系数为KK1K2K3K4 其中：K1为基本安全系数1.5；

K2为加工性质系数1.1；

K3为刀具钝化系数1.1 ；

K4为断续切削系数1.1。K5为人力操作疲劳系数 1.3 所以 1.51.11.11.11.3259.1=672.5 N

由于选用手动夹紧，由 《机械设计手册》查得M8螺钉的抗拉力为1024.5

参考文献