顶尖套数控加工及其夹具设计

轴类零件加工工艺及夹具设计摘要轴类零件属于机器零件最为典型的零件之一。

轴类零件在机械运转过程中主要作为支撑齿轮．凸轮以及机械连杆等的传动部件，按照轴类零件结构可以将轴类零件划分为：阶梯轴，空心轴以及锥度心轴等，我们根据轴长径的长度又可以将轴划分为短轴和长轴，其中长径小于5的被称为短轴，长径大于20的被称为细长轴，一般情况下我们见到的轴都是介于这两者之间的，轴通过轴承来实现对轴的支撑，其中和轴承配合的轴断我们称之为轴颈。

轴以轴颈作为其装配的基准，因此对于它们的精度和质量要求非常高。

我们依据零件的结构种类以及零件的所具有的功能，然后根据定位夹紧的理论知识来完成夹具的设计。

关键词轴类零件；加工工艺；夹具设计目录1.轴类零件加工技术要求的分析 (1)1．1轴类零件的尺寸精度 (1)1．2轴类零件的几何形状精度 (1)1．3轴类零件的相互位置的精度 (1)1．4轴类零件的表面租糙度 (1)2．轴类零件加工的要求与工艺分析 (1)2．1加工工艺规程的特点分析 (1)2．2加工技术要求的分析 (2)3. 夹具的分类 (2)3. 1按应用范围分类 (2)3.2按使用机床分类 (3)3.3按夹具动力源分类 (4)4．关于铣床夹具设计特点的分析 (4)1.轴类零件加工技术要求的分析1．1轴类零件的尺寸精度在选择起支撑作用的轴颈时我们一般会选用精度较高的(IT5～IT7)。

而选择用于装配传动件的轴颈一般选用精度要求较低的(IT6～IT9)。

1．2轴类零件的几何形状精度轴类零件的几何形状精度主要指的是轴颈、外锥面等轴型的圆度和圆柱度等，对于正常的轴类零件来说，都要将其公差保持在尺寸的公差允许范围内。

针对那些对其几何精度要求较高的内外圆的表面，必须在图纸中明确表明其有效的误差范围。

1．3轴类零件的相互位置的精度对于轴类零件的位置精度来说，其位置精度的具体要求主要取决于该轴在机械中所处的位置和其所实现的功能。

一般情况下，轴类零件的精度必须要满足装配传动件的轴颈对支撑轴颈的同轴度的需要，如果没有满足这一需要则会导致传动齿轮之间的磨合误差，影响机械的传动效果。

典型机床夹具及其设计要点1.车床夹具车床夹具大部分是安装在机床的主轴上，用于加工回转成形面。

(1)车床夹具的结构类型及特点1)角铁式车床夹具主要用在工件形状复杂，被加工表面的轴线与定位基面呈平行关系或构成一定角度。

图2-33为开合螺母车削工序图。

图2-34是加工上述工件的车床夹具。

图2-33 开合螺母车削工序图图2-34 角铁式车床夹具2)心轴类车床夹具适合于工件以孔为定位基准的车削或磨削等工序中。

3)花盘式车床夹具对形状复杂的工件，在加工一个或几个与基准平面垂直的孔时，就可采用此类夹具。

图2-35为齿轮泵壳体的加工工序图。

图2-36为车齿轮泵壳体两孔的花盘式车床夹具。

图2-35 齿轮泵壳体工序图图2-36 车齿轮泵壳体两孔的花盘式车床夹具(2)车床夹具的设计要点1)定位装置的设计加工回转表面时，要求工件加工面的轴线与车床主轴的旋转轴线重合，夹具上定位装置的结构和布置必须保证这一点。

2)夹紧装置的设计夹紧力必须足够，自锁性要好。

3)车床夹具与车床主轴的联接要求夹具的回转轴线与车床主轴轴线有尽可能高的同轴度。

夹具与车床主轴的联接方式有：采用锥柄联接；采用过度盘联接。

4)夹具总体结构设计夹具的外形尺寸应尽量小，重心与回转轴线重合，以减小离心力和回转力矩的影响。

悬伸长度L域外轮廓直径D之比为：D≤150mm的夹具，L/D≤1.25; D=150~300mm的夹具，L/D≤0.9; D≥300mm的夹具，L/D≤0.6。

（２）弹性斜定心夹紧机构利用定位、夹紧元件的均匀弹性变形来实现定心夹紧的．这种机构定心精度高，但变形量小，夹紧行程小，只适用于精加工中．根据弹性元件不同，有膜片夹具、碟形弹簧夹具、液压塑料薄壁套筒夹具等类型。

于结构不对称的夹具，必须采用平衡措施。

2.钻床夹具(1)钻床夹具的结构类型1)固定式钻模；2)分度式钻模；3)翻转式钻模；4)盖板式钻模；5)滑柱式钻模(2) 钻床夹具的设计要点1)钻模类型的选择2)钻套钻套的作用是确定钻头、铰刀等刀具的轴线位置，防止刀具在加工中发生偏斜。

机械工艺课程设计说明书一、零件的分析（一）、零件的作用题目给出的零件是CA6140的杠杆。

它的主要的作用是用来支承、固定的。

要求零件的配合是符合要求。

(二)、零件的工艺分析杠杆的Φ25孔的轴线合两个端面有着垂直度的要求。

现分述如下：本夹具用于在立式铣床上加工杠杆的小平面和加工Φ12.7。

工件以Φ250＋0.023 孔及端面和水平面底为定位基准，在长销、支承板和支承钉上实现完全定位。

加工表面。

包括粗精铣宽度为30mm的下平台、钻Ф12.7的锥孔，由于30mm的下平台的表面、孔表面粗糙度都为Ra6.3um。

其中主要的加工表面是孔Ф12.7,要用Ф12.7钢球检查。

二、工艺规程的设计(一)、确定毛坯的制造形式。

零件的材料HT200。

考虑到零件在工作中处于润滑状态，采用润滑效果较好的铸铁。

由于年产量为4000件，达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，铸造表面质量的要求高，故可采用铸造质量稳定的，适合大批生产的金属模铸造。

又由于零件的对称特性，故采取两件铸造在一起的方法，便于铸造和加工工艺过程，而且还可以提高生产率。

(二)、基面的选择（1）粗基准的选择。

对于本零件而言，按照粗基准的选择原则，选择本零件的不加工表面是加强肋所在的肩台的表面作为加工的粗基准，可用装夹对肩台进行加紧，利用一组V形块支承Φ45轴的外轮廓作主要定位，以消除z、z、y、y四个自由度。

再以一面定位消除x、x两个自由度，达到完全定位,就可加工Φ25的孔。

（2）精基准的选择。

主要考虑到基准重合的问题，和便于装夹，采用Φ25的孔作为精基准。

(三)、确定工艺路线1、工艺路线方案一：工序1 钻孔使尺寸到达Ф25mm工序2粗精铣宽度为30mm的下平台工序3钻Ф12.7的锥孔工序4钻Ф14孔，加工螺纹孔M8工序5钻Ф16孔，加工螺纹孔M6工序6粗精铣Φ16、M6上端面工序7 检查2、工艺路线方案二：工序1 钻孔使尺寸到达Ф25mm工序2粗精铣宽度为30mm的下平台工序3钻Ф12.7的锥孔工序4粗精铣Φ16、M6上端面工序5钻Ф16孔，加工螺纹孔M6工序6钻Ф14孔，加工螺纹孔M8工序7 检查3、工艺路线的比较与分析第二条工艺路线不同于第一条是将“工序4钻Ф14孔，再加工螺纹孔M8”变为“工序6 粗精铣Φ16、M6上端面”其它的先后顺序均没变化。

顶尖套夹具课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解套夹具的定义、分类及在工程应用中的重要性。

2. 学生能够掌握套夹具的基本结构、工作原理及其在不同场合下的选用原则。

3. 学生能够描述套夹具在机械加工中的精度要求，并理解其与加工质量的关系。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析并解决实际工程中套夹具的应用问题。

2. 学生能够设计简单的套夹具系统，并能通过计算验证其合理性。

3. 学生能够运用CAD软件绘制套夹具的基本结构图，并进行简单装配。

情感态度价值观目标：1. 学生通过学习套夹具知识，培养对机械工程领域的兴趣和热情，增强工程意识。

2. 学生能够在团队协作中发挥个人优势，培养合作精神和沟通能力。

3. 学生能够认识到套夹具在保障加工质量、提高生产效率方面的重要作用，增强质量意识。

课程性质：本课程为机械工程学科领域的一门专业课程，旨在帮助学生掌握套夹具的基本理论、设计方法及应用技巧。

学生特点：学生处于高年级阶段，已具备一定的机械基础知识，具有较强的逻辑思维能力和实践操作能力。

教学要求：结合学生特点和课程性质，课程目标需具体、明确，注重理论与实践相结合，强化学生的动手能力和创新意识。

通过分解课程目标为具体学习成果，便于教学设计和评估，提高教学质量。

二、教学内容1. 套夹具概述：介绍套夹具的定义、分类、功能及其在机械加工中的地位与作用。

- 教材章节：第一章第一节2. 套夹具的结构与工作原理：讲解各类套夹具的结构特点、工作原理及应用场合。

- 教材章节：第一章第二节3. 套夹具的选用原则：阐述套夹具选用的基本原则，分析不同场合下套夹具的选用方法。

- 教材章节：第一章第三节4. 套夹具精度与加工质量：探讨套夹具的精度要求及其对加工质量的影响。

- 教材章节：第二章第一节5. 套夹具设计方法：介绍套夹具设计的基本步骤、方法和注意事项。

- 教材章节：第二章第二节6. 套夹具CAD软件应用：教授如何运用CAD软件进行套夹具结构设计、绘图及装配。

各专业全套优秀毕业设计图纸目录第1章零件的分析 (3)零件的作用 (3)零件的工艺分析 (3)冲φ18mm孔为中心的加工表面 (3)1.2.2 φ25mm外圆为中心的加工表面 (3)1.2.3 φ71mm外圆为中心的加工表面 (3)1.2.4 φ62mm外圆为中心的加工表面 (3)第2章工艺规程设计 (4)确定毛坯的制造形式 (4)基面选择 (4)粗基准的选择 (4)精基准的选择 (4)制定工艺路线 (4)机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (5)外圆表面（φ65，φ71，φ62，φ25） (5)内孔 (5)螺纹M5 (5)键槽 (5)确定切削用量及基本工时 (6)钻φ12㎜孔 (6)扩孔φ12㎜ (7)铰孔φ12㎜ (8)第3章专用夹具设计 (10)设计主旨 (10)夹具设计 (10)定位基准的选择 (10)切削力和加紧力计算 (10)定位误差分析 (10)卡具设计及操作的简要说明 (11)第4章课程设计心得体会 (12)参考文献 (13)第1章零件的分析1.1零件的作用拨动顶尖座是用于装夹多工位的钻削工具1.2零件的工艺分析从零件图上可以看出，标有表面粗糙度符号的表面有平面、退刀槽、内孔等，其中表面粗糙度要求最高的是φ18H7对φ.1.2.1冲φ18mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：孔φ18H7及其倒角，外圆φ62h6φ71外圆及其倒角，槽φ60×51.2.2φ25mm外圆为中心的加工表面这一组加工表面包括：外圆φ25h85, φ65h8及其倒角，φ63×2的槽1.2.3φ71mm外圆为中心的加工表面这一组加工表面包括：孔6×φ12H7，螺纹6×M51.2.4φ62mm外圆为中心的加工表面这一组加工表面包括：键槽20×5H9图1-1零件图第2章工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式零件材料为碳素工具钢。

选用锻件零件为中批量生产，零件的轮廓尺寸不大，故可采用自由锻造成型，这对于提高生产率、保证加工质量也是有利的。

数控车床盘类零件工装夹具设计摘要：随着工业科技的高速发展，当今各行各业对各种产品零件的需求也层出不穷。

在零件的机械加工中单靠传统的常规装夹方式很难满足实际生产中一些零件的加工，因此，必须要为产品零件设计能顺利完成其装夹进行加工且成本低、加工效率高、满足精度要求的夹具。

文章对机床夹具中圆偏心夹紧装置的设计进行了研究分析，以供参考。

关键词：机床夹具；夹紧装置；设计前言机床夹具行业迄今已发展起来，可分为三个阶段。

第一阶段主要由夹具和人的组合来表示。

此时，夹具主要用作人体加速和完善加工过程的简单辅助工具。

在第二阶段，夹具成为人与机床之间的桥梁。

夹具的功能发生变化，主要用于工件的定位和夹紧。

人们越来越认识到操作者和机床性能的提高密切相关，因此夹具备受关注;第三阶段是夹具和机床的组合，夹具成为机床的一部分并成为加工不可或缺的工艺设备。

在夹具设计过程中，设计人员主要考虑加工零件定位和夹紧问题。

然而，夹具设计经常遇到一些小问题。

如果这些问题处理不当，会给夹具的使用带来很多不便，甚至影响工件的加工精度。

我们总结了多年来设计夹具时遇到的一些小问题：①清理根部的问题，在设计夹具端面和定位内孔时，会遇到清除根部的问题。

具体定位端面和定位外圆。

当端面和定位外圆被分成两个主体时，不会引起这个问题。

应根据工件的结构确定是否应移除夹具。

如果零件定位内孔的倒角很小或没有倒角，则必须清除根部。

如果零件定位孔的倒角很大或没有孔，则不需要根部，并且接头可以是圆形的。

当定位端面和外圆时，它与上面相同。

②让刀问题，当设计用于盘式工具（例如铣刀，砂轮等）的夹具时，应考虑铣刀或砂轮切削或磨削后铣刀或砂轮的退回位置。

铣刀或砂轮的位置应根据所用铣刀或砂轮的直径确定，并应超过刀具半径。

③更换问题，在设计一系列具有相同或相似结构和不同尺寸的产品零件和夹具时，为了降低生产成本并提高夹具的利用率，夹具通常设计为通用夹具，仅替换一个或几个部分。

1 机床夹具中定位与夹紧的研究1.1工件定位方案机床夹具的组成主要有以下几个部分组成:(1)定位元件，是夹具中确定工件位置的装置，主要的定位结构有支撑钉、V形块等;(2)夹紧装置，该装置是对工件进行夹持，保持工件在加工的时候不发生移动;(3)导向、对刀装置，是保证零件在加工的时候具有正确的位置;(4)夹具体，该装置是夹具的整个基础，是承载各种零件的基座;(5)其他装置，上下料装置、顶出器等。

任务2.3 机床夹具的设计案例一、机床夹具的设计思路（一）设计原因机床夹具是机床上用以装夹工件（和引导刀具）的一种装置。

其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。

因此简单来说设计夹具的目的就是为了将工件摆放在正确位置上。

但由于不同工件有相应的特异性，因此传统的通用夹具无法满足定位夹紧的需求，这个时候就需要设计出一套只供工件使用的专用夹具，来实现工件的定位夹紧。

夹具就是在这样的背景下才会被设计出来。

在设计夹具前首先要对工件进行分析，了解工件的外观、作用、加工精度、加工要求，根据工件进行专用夹具的分析。

最主要的是用于什么工艺，如何根据工件确定夹紧位置和何如进行定位。

同时还要明确该工件用途是什么，怎么进行加工，这样才能设计出一套符合加工要求同时还能体现出作用的夹具。

（二）设计的基本要求（1）保证工件的加工精度。

工件加工工序的技术要求，包括工序尺寸精度、形位精度、表面粗糙度和其他特殊要求。

夹具设计首先要保证工件被加工工序的这些质量指标。

其关键在于正确地按六点定位原则去确定定位方法和定位元件，必要时进行误差的分析和计算。

同时，要合理地确定夹紧点和夹紧力，尽量减小因加压、切削、振动所产生的变形。

为此，夹具结构要合理，刚性要好。

（2）提高生产率、降低成本、提高经济性。

尽量采用多件多位、快速高效的先进结构，缩短辅助时间，条件和经济许可时，还可采用自动操纵装置，以提高生产效率。

在此基础上，要力求结构简单，制造容易，尽量采用标准元件和结构，以缩短设计和制造周期，降低夹具制造成本，提高其经济性。

（3）操作方便、省力和安全。

夹具的操作要尽量使之方便。

若有条件，尽可能采用气动、液压以及其他机械化、自动化的夹紧装置，以减轻劳动强度。

同时，要从结构上、控制装置上保证操作的安全，必要时要设计和配备安全防护装置。

（2）便于排屑。

排屑是一个容易被忽视的问题。

排屑不畅，将会影响工件定位的正确性和可靠性;同时，积屑热量将造成系统的热变形，影响加工质量;清屑要增加辅助时间;聚屑还可能损坏刀具以至造成工伤事故。