铣键槽夹具设计

5.1生产过程与机械加工工艺过程

生产过程是指将原材料转变为成品的全过程。它包括原材料的运输、保管于准备，产品的技术、生产准备、毛坯的制造、零件的机械加工及热处理，部件及产品的装配、检验调试、油漆包装、以及产品的销售和售后服务等。

机械工工艺过程是指用机械加工方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为零件的全过程。

机械加工工艺过程的基本单元是工序。工序又由安装、工位、工步及走刀组成。

规定产品或零件制造过程和操作方法等工艺文件，称为工艺规程。机械加工工艺规程的主要作用如下：

1.机械加工工艺规程是生产准备工作的主要依据。根据它来组织原料和毛坯的供应，进行机床调整、专用工艺装备的设计与制造，编制生产作业计划，调配劳动力，以及进行生产成本核算等。

2.机械加工工艺规程也是组织生产、进行计划调度的依据。有了它就可以制定进度计划，实现优质高产和低消耗。

3.机械加工工艺规程是新建工厂的基本技术文件。根据它和生产纲领，才能确定所须机床的种类和数量，工厂的面积，机床的平面布置，各部门的安排。

1.2机械加工工艺规程的种类

机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片，是两个主要的工艺文件。对于检验工序还有检验工序卡片；自动、半自动机床完成的工序，还有机床调整卡片。

机械加工工艺过程卡片是说明零件加工工艺过程的工艺文件。

机械加工工序卡片是每个工序详细制订时，用于直接指导生产，用于大批量生产的零件和成批生产中的重要零件。

1.3制订机械加工工艺规程的原始资料

制订机械加工工艺规程时，必须具备下列原始资料：

1.产品的全套技术文件，包括产品的全套图纸、产品的验收质量

标准以及产品的生产纲领。

2.毛坯图及毛坯制造方法。工艺人员应研究毛坯图，了解毛坯余量，结构工艺性，以及铸件分型面，浇口、冒口的位置，以及正确的确定零件的加工装夹部位及方法。

3.车间的生产条件。即了解工厂的设备、刀具、夹具、量具的性能、规格及精度状况；生产面积；工人的技术水平；专用设备；工艺装备的制造性能等。

4.各种技术资料。包括有关的手册、标准、以及国内外先进的工艺技术等。

5.2夹具设计任务

1、产品零件图

2、产品的重点技术要求分析

产品叫输出轴，为锻件，本工序铣削一个键槽，宽度为14mm，深度为3.5mm，设计其专用夹具。

在加工槽时，槽的尺寸精度和表面粗糙度要求不是很高，由铣削直接加工就可以达到要求，其中槽的宽度由刀具的尺寸保证，槽的深度尺寸和位置精度由设计的夹具来保证。

槽的位置包括如下两方面要求：

1、加工槽的宽度为14mm，且两个侧面相对于中心面A对称度为0.02mm；

2、加工槽的深度为3.5±0.8mm。

5.3夹具设计方案确定

根据加工槽两侧面相对于中心面对称要求，需要限制工件X方向转动自由度、Y方向转动自由度和Z方向转动自由度；根据加工槽宽度和深度要求，需要限制工件X方向移动自由度和Z方向移动自由度。但考虑到加工时工件定位的稳定性，可以将六个不定度全部限制。

工件相对中心面对称，要实现加工槽两侧面相对中心面对称的要求，根据基准重合选择A、C2个面作为定位基准，限制了4个自由度，为了不使工件左右移动，用顶尖限制其一个自由度，采用不完全定位即可。

如下图5.3.1所示：

1 、基准面的选择、夹具体方式的确定

选用A、C以及端面作为基准。

2 、定位方式及元件选择

用V形块及其顶尖实现定位。

3 、加紧方式及元件选择

夹紧方式采用手动夹紧，采用压块与螺杆螺母配合夹紧，如图3.2所示

计算切削力

校核定位销：

根据公式：2012/)(ϕϕαtg r d tg L Q W '+''+•=

可知直径为10mm 的螺杆和m10的螺母能满足夹紧力的要求。

夹紧力：由于工作状态原因，切削力与夹紧力在空间上是相互垂直的。螺母提供的夹紧力足以夹紧，故无须验算。

4、装配方案

我们要保证的第一个精度是槽的宽度14mm 关于工件厚度方向上的对称中心的对称性为0.02，第二个精度为槽的深度即尺寸5.5mm 。所以对导引元件初步设计方案为一个圆柱。+

5、夹具结构图

夹具结构如5.3.2图所示

5.4 定位误差的分析与计算

工件在夹具中定位产生的定位误差，其值应控制在工件相对尺寸或位置公差的31～51，为此需对每一项工序加工要求逐一进行分析。 对加工槽两侧面对中心面B 对称度进行分析：

由于加工槽的工序基准和定位基准重合，所以△B=0 △ B= d=0-(-0.021)=0.021 ，△Y=0.7x0.021=0.01。 △ D=0+△Y=0.01＜0.02 ，故满足定位误差。

5.5 夹具的装配要求

铣床夹具依靠夹具体底面和定向键侧面与机床工作台上平面及T 型槽相连接，以保证定位元件对工作台和导轨具有正确的相对位置。为了减小安装时的偏斜角β∆的误差，安装定向键时应当使它们靠向T 型槽的同一侧。

5.6 夹具使用说明

对此夹具各个零件的装配关系见.5.6.1图

各个螺母拿来固定及定位元件，只要把压紧螺母、压块卸下，即可把工件套上去，当工件套上去后，先装入压块，再用压紧螺母进行夹紧。这时铣刀在导引装置的引导下对待加工工件进行加工，并且在导引装置的作用下完成铣床对工件的铣槽工序。

本夹具操作简单，省时省力，装卸工件时只需靠压板紧定螺栓的松紧即可轻松实现。