铣床专用夹具设计说明书

机械制造工艺装备课程设计说明书设计题目连续夹紧铣床夹具院（系）班级学号设计人指导教师完成日期兰州城市学院目录概述 (3)一、课程设计要求 (3)二、设计题目 (3)三、工件的夹紧及夹具的夹紧设计 (3)四、铣床夹具特点 (3)五、铣床专用夹具的设计原则 (4)六、应用定位原理几种情况 (4)七、连续夹紧铣床夹具设计步骤 (5)1、夹紧装置设计的要点 (5)2、被加工零件的结构特点及制定工序的加工要求 (5)3、设计方案的讨论 (5)4、机床夹具设计的基本要求和一般步骤 (6)5、绘制夹具装配总图 (7)6、绘制夹具零件图 (9)7、铣床专用夹具设计总结 (9)八、结束语 (11)主要参考资料 (12)2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知识，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：连续夹紧铣床夹具三、工件的夹紧及夹具的夹紧设计：工件在夹具中定位后一般应夹紧，使工件在加工过程中保持已获得的定位不被破坏。

由于工件在加工过程中受切削力、惯性力、夹紧力等的作用，会形成变形或位移，从而影响工件的加工质量。

所以，工件的夹紧也是保证加工精度的一个十分重要的问题。

夹紧机构设计时一般应满足以下六个主要原则：○1夹紧时不能破坏工件在定位元件上所获得的位置。

○2夹紧力应保持工件的位置在整个加工过程中不变或不产生不允许的振动。

○3使工件不产生过大的变形和表面损伤。

○4夹紧机构必须可靠。

○5夹紧机构操作必须安全、省力、方便、符合工人操作习惯。

四、铣床夹具特点：3在机械加工中，各类铣床应用是比较广泛的，所以设计铣床夹具的工作量也较大。

在设计铣床夹具时，应充分注意铣削加工的特点：一般切削量较大，多属断续切削，故切削力较大容易产生振动。

因此夹紧装置要有足够的夹紧力，夹具本身也应足够的刚度和强度。

另外，由于铣削加工的万能性，常遇到结构形状不规则的工件，因此还要尽量考虑采用快速安装工件的装置，以节省辅助时间。

在结构上，铣床夹具的重要特征是：采用定向健和对刀装置来确定夹具和机床、刀具之间的相对位置关系。

五、铣床专用夹具的设计原则：（1）由于铣削过程不是连续切削，且加工余量较大，所以不但所需的切削力较大，而且切削力的大小及方向随时都可能在变化，致使在铣削过程中产生振动。

因此铣床夹具要有足够的夹紧力，夹具结构要有足够的刚性。

（2）为了提高铣床夹具的刚性，工件待加工的表面应尽量不超出工作台，在确保夹具有足够排屑空间的前提下，尽最降低夹具的高度，一般夹具高与宽之比为 1：1.25。

（3）对于以铸、锻件毛坯面定位的铣夹具，应以毛坯图作为设计夹具的依据，以免对工件毛坯余量尺寸和形状误差、分型面或浇冒口等问题因考虑不周而影响夹具的合理性和可靠性。

（4）以工件毛坯面定位时，为避免毛坯误差，应多设置若干个辅助支承。

（5）要特别注意在铣削过程中容易变形的部位，并设置必要的辅助支承。

（6）为了获得较大的夹紧力，在铣床夹具中尽可能采用扩力机构。

（7）为了防止工件在加工过程中因振动而使夹紧松脱，夹紧装置应具有足够的自锁能力。

（8）从侧面压紧工件的着力点应低于工件侧面的支承点，并使其产生作用在支承上的合力。

六、应用定位原理几种情况：（1）完全定位工件的六个自由度全部被限制，它在夹具中只有唯一的位置，称为完全定位。

4（2）部分定位工件定位时，并非所有情况下都必须使工件完全定位。

在满足加工要求的条件下，少于六个支撑点的定位称为部分定位。

在满足加工要求的前提下，采用部分定位可简化定位装置，在生产中应用很多。

如工件装夹在电磁吸盘上磨削平面只需限制三个自由度。

（3）过定位（重复定位）几个定位支撑点重复限制一个自由度，称为过定位。

①一般情况下，应该避免使用过定位。

通常，过定位的结果将使工件的定位精度受到影响，定位不确定可使工件（或定位件）产生变形，所以在一般情况下，过定位是应该避免的。

②过定位亦可合理应用虽然工件在夹具中定位，通常要避免产生“过定位”，但是在某些条件下，合理地采用“过定位”，反而可以获得良好的效果。

这对刚性弱而精度高的航空、仪表类工件更为显著。

工件本身刚性和支承刚性的加强，是提高加工质量和生产率的有效措施，生产中常有应用。

大家都熟知车削长轴时的安装情况，长轴工件的一端装入三爪卡盘中，另一端用尾架尖支撑。

这就是个“过定位”的定位方式。

只要事先能对工件上诸定位基准和机床（夹具）有关的形位误差从严控制，过定位的弊端就可以免除。

由于工件的支撑刚性得以加强，尾架的扶持有助于实现稳定，可靠的定位，所以工件安装方便，加工质量和效率也大为提高。

七、连续夹紧铣床夹具设计步骤：1、夹紧装置设计的要点铣床夹具的的夹紧装置，应特别要求有好的夹紧刚度，夹紧力要足够，力的作用点要尽量靠近加工表面和落在刚性较好的部位而且要有利于定位的稳定性。

必要时采用辅助夹紧装置。

由于铣床夹具一般只做进给运动，无需经常搬动，所以夹紧装置的各元件及有关的其他元件，可以做的粗壮鞋。

此外，应尽量采用快速的夹紧方法。

如采用联动夹紧等。

但要注意解决结构的复杂性和经济性之间的矛盾。

定向键与定位元件之间无尺寸联系，但必须根据加工要求规定定位元件对定向5键的位置精度要求。

对刀装置的位置应根据定位元件的工作表面来确定。

故须规定对刀装置与定位元件的坐标尺寸及其公差，并提出位置精度要求。

2、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类零件；零件图如图5-4所示；零件的主要加工面为Φ14的外圆面，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外圆的平面。

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。

3、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，Φ14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6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。

4、机床夹具设计的基本要求和一般步骤(1) 对专用夹具的基本要求①保证工件的加工精度专用夹具应有合理的定位方案，标注合适的尺寸、公差和技术要求，并进行必要的精度分析，确保夹具能满足工件的加工精度要求。

②提高生产效率应根据工件生产批量的大小设计不同复杂程度的高效夹具，以缩短辅助时间，提高生产效率。

③工艺性好专用夹具的结构应简单、合理，便于加工、装配、检验和维修。

专用夹具的制造属于单件生产。

当最终精度由调整或修配保证时，夹具上应设置调整或修配结构，如设置适当的调整间隙，采用可修磨的垫片等。

④使用性好专用夹具的操作应简便、省力、安全可靠，排屑应方便，必要时可设置排屑结构。

⑤经济性好除考虑专用夹具本身结构简单、标准化程度高、成本低廉外。

还应根据生产纲领7对夹具方案进行必要的经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益。

(2) 专用夹具设计步骤①明确设计任务与收集设计资料夹具设计的第一步是在已知生产纲领的前提下，研究被加工零件的零件图、工序图、工艺规程和设计任务书，对工件进行工艺分析。

其内容主要是了解工件的结构特点、材料；确定本工序的加工表面、加工要求、加工余量、定位基准和夹紧表面及所用的机床、刀具、量具等。

其次是根据设计任务收集有关资料，如机床的技术参数，夹具零部件的国家标准、部颁标准和厂订标准，各类夹具图册、夹具设计手册等，还可收集一些同类夹具的设计图样，并了解该厂的工装制造水平，以供参考。

②拟订夹具结构方案与绘制夹具草图Ⅰ、确定工件的定位方案，设计定位装置。

Ⅱ、确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置。

Ⅲ、确定对刀或导向方案，设计对刀或导向装置。

Ⅳ、确定夹具与机床的连接方式，设计连接元件及安装基面。

Ⅴ、确定和设计其它装置及元件的结构形式。

如分度装置、预定位装置及吊装元件等。

Ⅵ、确定夹具体的结构形式及夹具在机床上的安装方式。

Ⅶ、绘制夹具草图，并标注尺寸、公差及技术要求。

2、进行必要的分析计算工件的加工精度较高时，应进行工件加工精度分析。

有动力装置的夹具，需计算夹紧力。

当有几种夹具方案时，可进行经济分析，选用经济效益较高的方案。

3、审查方案与改进设计夹具草图画出后，应征求有关人员的意见，并送有关部门审查，然后根据根据他们的意见对夹具方案作进一步修改。

5、绘制夹具装配总图夹具的总装配图应按国家制图标准绘制。

绘图比例尽量采用1：1。