1、1高级技师专业论文工种：铣工题目：铣削类夹具设计制造浅谈铣削类夹具设计制造浅谈摘要：针对通用夹具加工某种批量零件时存在的不足，根据自己多年的实际工作经验，对工件的加工特性，使用要求，进行了综合分析，自己动手设计制造了一套“ 多件铣夹具” ，充分 发挥 原有设备的能力。通过实际使用，达到了预期的目的。关键词； 多件铣夹具，设计制造，夹具定位。2论文主体：在机械制造中，为完成需要的加工工序，装配工序及检验工序等，使用着大量的夹具。利用夹具，可以提高劳动生产率，提高加工精度，减少废品，扩大机床的工作范围，改善操作者的劳动条件。因此，夹具是机械制造中一项重要的工艺装备。所有的机床夹具可以分成两大类：第
2、一类机床夹具是由机床附件厂或专门的工具制造厂制造的，它们只要稍加调整或更换零件就可以应用于加工不同零件。如三爪卡盘，铣切用虎钳，分度头等。因为它们具有通用性，所以称之为通用夹具。第二类机床夹具是专为某个零件的某工序而设计，制造的夹具。因为它们具有专用性，所以称之为专用夹具。在小批生产或试制时用的组合夹具，也是专用夹具的一种。为了适应不同零件的需要，通用夹具的结构是要复杂些。专用夹具是为特殊目的设计制造的，在成批或大量流水线生产中，大部分的机床夹具都是专用夹具，特别是钻床，铣床，专用机床，生产流水线和自动线上用的更是如此。因此，专用夹具的设计制造，应用在机械加工中，确实发挥了很大的作用。 一、专
3、用夹具的设计：专用夹具制造批量极少，一般不经过试制阶段，它的设计全过程，分为两个阶段：第一阶段是从调查研究到图纸设计的阶段，第二阶段是经过制造，调整到修改完善原设计图纸的阶段。3设计的第一阶段是夹具设计的关键阶段，这个阶段的工作的好坏，决定着夹具的制造质量和使用质量。设计的第二阶段也是非常重要的，只有通过这个阶段才能考查原来的设计是否符合预期的要求。夹具设计需要调查以下几个方面：.熟悉零件图纸，了解其形状，尺寸，精度，技术要求；.熟悉工艺，了解各工序之间的相互关系，本工序前有关表面粗糙度及位置尺寸，本工序的工艺要求；.了解所用设备的特性，精度，有关尺寸及其与夹具连接处的形式；.了解所用刀具的有
4、关尺寸及其与夹具配合的要求；.了解加工特性。二、夹具设计基础理论与制定夹具设计方案的关系.为了满足零件的质量要求，制定出正确的设计方案：.如何限制好零件的自由度；.如何选择合理的定位基准；.如何正确地使用定位元件；.如何正确地分析加工允差和制定技术条件；.如何正确选择夹紧力的作用点，方向，大小和支承形式。夹具设计方案的选择正确与否，将直接影响零件的质量。.夹具机构设计与夹具结构设计的关系：夹具设计方案确定之后，要对夹具结构提出具体要求。每项具体要求都是通过夹具结构中一定的元件（如定位元件）和机构（如夹紧机构）的协调动作来实现的。夹具结构还要满足生产率要求，减少操作时间。4综上所述，掌握好夹具设
5、计基础理论和夹具机构分析方面的知识，对合理制定夹具设计方案和正确设计夹具结构，起着巨大的作用。.定位基本原理在夹具设计中的应用：当零件未和任何表面靠住时，它是一个自由的物体，可以自由地活动，占有任意位置。一个自由的物体，它对三个互相垂直的坐标面来说，有六种活动的可能性。其中三种是移动，三种是转动。自由物体在空间的不同位置，就是这六种活动的综合结果，习惯上把这种活动的可能性称为自由度。一个空间的自由物体共有六个自由度，沿 x,y,z 轴移动的三个自由度，绕 x,y,z 轴转动的三个自由度。要使物体在某方向有确定的位置，必须限制该方向的自由度。当物体的六个自由度被完全限制之后，该物体在空间的位置也
6、就完全确定了，所以定位就是限制自由度。要使一个物体完全定位，必须限制六个自由度。但在特殊的条件下，可不完全定位或过定位。.怎样限制好零件的自由度：零件相对于夹具的自由度分为两种：.影响加工面位置尺寸或位置精度的自由度，称第一种自由度；.不影响加工面位置尺寸及位置精度的自由度，称为第二种自由度。当考虑零件在夹具中的定位问题时，首先找出第一种自由度，它们必须要被限制。然后，再从承受切削力，夹紧力等需要方面考虑，对某些第二种自由度加以限制。限制第一种自由度时要考虑定位准确度。为获得合格零件，首先要使零件相对于机床和刀具处于正确的位置，也就是说，零件在该位置进行加工时，加工出来的位置尺寸偏差（加工5偏
7、差）小于加工允许偏差（加工允差） ，称为正确定位。正确定位主要包括三个内容：.使零件的定位基准在夹具中保持正确位置；.使夹具定位件与机床保持正确位置；.使夹具定位件与刀具保持正确位置。、怎样选择合适的定位基准：选择定位基准的原则：.使本工序的加工允差大；.定位误差小；.对以后工序的加工余量有适当照顾；.受外力后定位稳定可靠；.有利于夹具结构的简化。三、多件铣夹具的制造与实际应用（实例）1、V 型槽装夹的“多件铣夹具 ”：在生产实践中，灵活应用夹具的定位原理和夹紧原理解决生产中的难题，使加工的零件完全达到工艺要求，保证了产品质量，且大大提高了工作效率，减少了辅助时间。 名称：轮轴材料：45# 件
8、数：40000 件技术要求1. 两端扁方面相互偏转小于 30 分；2. 锐边到钝；63. 调质硬度 HRC2832；4. 发蓝。2003 年，我们接到一批零件，需要在有限的时间里赶制一批小零件“轮轴” （图 1 所示） 。按过去的加工方式，我们采用了分度头装夹，加工好第一端扁方后需要划线，再调头进行二次装夹校正划线加工第二端面扁方。这样做操作者十分劳神，效率极低。经检测，加工误差太大，无法满足工艺规定的要求。于是我便认真地研究了“轮轴”的有关形位公差及精度要求的特点，认为加工的难点是“两端扁方面相互偏转不得大于 30。能否只装夹一次就能把零件两端扁方都加工好呢？于是我便构思设计制作了这套用 V
9、 型槽定位，压板夹紧的“多件铣夹具” （如图2） 。可满足零件定位，夹紧的要求。这套轮轴铣夹具设计成每次可同时装夹 24 件工件，在 X52 机床上使用，既要充分利用机床的纵向有效行程，又要考虑夹具制作的工艺手段要简单，周期要短，成本要低。之所以将夹具长度定为 480mm ，是因为刚好有一块闲置着的 45#钢调过质的余料，便利用上了。2，多件铣夹具结构组成：多件铣夹具由多件铣夹具体图；压紧工件用的压板图；压紧工件用的螺栓图；连接夹具体与铣床工作台用梯形槽螺栓图 连接夹具体与铣床工作台用螺母图；将夹具体定位于铣床工作台上用的定位键图等所示的 零件组成。名称：多件铣夹具体材料：45 钢 件数：件（
10、 见附页图 2A ）技术要求71.24 个 V 型槽中心应与夹具体底部两个定位槽中心 连线垂直；2.锐边到钝；3.调质硬度 HRC3032；4.发蓝。图 2名称：压板材料：45 钢， 件数：件 技术要求1.锐边到钝；2.调质硬度 HRC2832；83.发蓝。名称：压紧螺栓材料：45 钢 件数：件技术要求1.锐边到钝；2.调质硬度 HRC2832；3.发蓝。名称：梯形螺栓材料：45 钢 件数：件技术要求1.锐边到钝；2.调质硬度 HRC2832；3.发蓝。9名称：螺母材料：45 钢 件数：件技术要求1.锐边到钝；2.调质硬度 HRC2832；3.发蓝。名称：定位键材料：45 钢 件数：件技术要求
11、1.锐边到钝；2.调质硬度 HRC2832； （见附页图 2F）3.发蓝。3、多件铣夹具的定位原理：V 型面加一端面止点（B）见图 1“轮轴” ，当轮轴两端 10 圆柱面落 V 型槽中，轮轴被长 V 型定位限制了四个自由度，再将轮轴 15的端面（B）紧靠在夹具体图 2A 中 410 的槽侧（A） ，这样轮轴长度方11向自由度被限制了（这样总共限制了 5 个自由度） 。剩下绕“轮轴”轴芯旋转的自由度，可通过螺栓压紧压板，使轮轴 10 圆柱面与 V 型槽定位面的摩擦力增大，从而制约了轮轴绕轴芯旋转的自由度。此时轮轴需加工扁方的两头均处于可供铣削的良好状态。即在同一次装夹下可依次将两端扁方铣出，有效
12、的避免了二次装夹基准转换所带来的定位误差。4、定位误差的计算和多件加工精度的保障条件：从轮轴图 1 我们知道用于定位面的 10 圆柱面，在铣工序时实为10.35mm-10.4mm 的工艺（放磨量）尺寸，其公差为 0.05mm，多件铣夹具采用的是 90V 型槽作为定位元件，根据 V 型定位误差有关知识，轮轴扁方尺寸是以轴心为基准，在水平方向定位误差为零，而在垂直方向其定位误差为：定位误差=工件外圆公差2sin/2 （ 为所选 V 型角度）代工件外圆误差入式=0.05mm2sin90/2=0.05mm1.410.035mm结论是轮轴 10 0-0.03外圆工艺尺寸公差 0.05mm 对 90V 型定位方法造成的定位误差为 0.035mm，能满足轮轴对称度 0.1 的设计要求。从轮轴（图 1）中可以看出，要保证轮轴扁方 7 尺寸和对称度0.1，只要通过调整刀具（图 4）与轮轴相对位置就可解决。但多件铣夹具的多个零件，用什么方法来保证呢？那就是要让 24 个 V 型槽的检测中心等高（即图中尺寸 82.5mm） 。这是对夹具体制作的主要精度要求。
