轴类零件的加工工艺分析及夹具设计fenxishu模板.doc

成全部电子机械高等专科学校成教院
毕 业 设 计（论 文）

论文题目： 轴类零件加工工艺分析及夹具设计

教 学 点： 重庆科创职业学院

指导老师： 金 江 职 称： 讲师

学生姓名： 徐 涛 学 号: 408847

专 业： 机电一体化技术

成全部电子机械高等专科学校成教院制
年 月 日

成全部电子机械高等专科学校成教院
毕业设计（论文）任务书

题目： 轴类零件加工工艺分析及夹具设计

任务和要求：
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时间： 年 月 日 至 年 月 日 共 周
教 学 点： 重庆科创职业学院
学生姓名： 学 号： 301877
专业： 机电一体化
指导单位或教研室：
指导老师： 职 称：

成全部电子机械高等专科学校成教院制

毕业设计(论文)进度计划表

日 期
工 作 内 容
执 行 情 况
指导老师
签 字
4月15日
至
4月20日
准备
良好
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老师对进度计划实施情况总评
……

　　　　　　　　　　　　　　　　　 署名
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　年 月 日

本表作评定学生平时成绩依据之一。

摘 要
轴类零件是机器中常常碰到经典零件之一。它在机械中关键用于支承齿轮、带轮、凸轮和连杆等传动件，以传输扭矩。按结构形式不一样，轴能够分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、多种丝杠等轴长径比小于5称为短轴，大于20称为细长轴，大多数轴介于二者之间；轴用轴承支承，和轴承配合轴段称为轴颈。轴颈是轴装配基准，它们精度和表面质量通常要求较高。依据零件结构及其功效，利用定位夹紧知识完成了夹具设计。

关键词：轴类零件、轴颈、夹具

Abstract

The machine shaft is often encountered in one of the typical components. It is mainly used for support in mechanical gears, pulleys, cams and connecting rods and other transmission parts, to transfer torque. Different forms according to the structure, the axis can be divided into stepped shaft, taper spindle, axis, hollow shaft, crankshaft, camshaft, eccentric shafts, all kinds of screw shaft such as short axis aspect ratio of less than 5 large known as the slender shaft 20, most shaft in between; shaft bearings bearing, and bearing with the shaft segment called the journal. Journal is the axis of the assembly base, and their general requirements for precision and high surface quality. According to parts of the structure and function, using the knowledge of locating and clamping fixture design completed.

Key words：Shaft, journal, fixtures

目录
第一章 轴类零件技术要求 1
一、尺寸精度 1
二、几何形状精度 1
三、 相互位置精度 1
四、表面粗糙度 1
第二章 轴类零件毛胚和材料 2
第一节 轴类零件毛胚 2
第二节 轴类零件材料 2
第三章 轴类零件通常加工要求及方法 3
第一节 轴类零件加工工艺规程注意点 3
第二节 轴类零件加工技术要求 3
第三节 轴类零件热处理 4
第四章 轴类零件工艺路线 5
一、传承轴图样分析 6
二、确定毛坯 7
三、 确定关键表面加工方法 7
四、确定定位基准 7
五、划分阶段 7
六、热处理工序安排 8
七、加工尺寸和切削用量 8
八、 确定工艺过程 8
第五章 细长轴加工工艺特点 9
一、 改善工件装夹方法 9
二、采取跟刀架 9
三、采取反向进给 9
四、采取车削细长轴车刀 9
第六章 夹具设计 10
第一节 铣床夹具设计 10
一、六点定位原理 11
二、应用定位原理多个情况 11
（1）完全定位 11
（2）部分定位 11
（3）过定位（反复定位） 11
三、确定要限制自由度 12
四、定位方案选择 12
五、计算定位误差 13
（1）夹紧方案 14
（2）对刀方案 14
（3）夹具体和定位键 14
（4）夹具总图上尺寸、公差和技术要求 14
（5）夹具精度分析 15
第二节 各类铣床夹具 16
一、铣床夹具 16
（1）铣床夹具分类 16
（2）铣床常见通用夹具结构 16
（3）铣床夹具设计特点 16
二、经典数控机床夹具 17
1、数控铣床夹具 18
2、数控铣削加工常见夹具大致有以下多个： 18
结束语 20
谢 词 21
参考文件 22

第一章 轴类零件技术要求
一、尺寸精度
起支承作用轴颈为了确定轴位置，通常对其尺寸精度要求较高（IT5～IT7）。装配传动件轴颈尺寸精度通常要求较低（IT6～IT9）。
二、几何形状精度
轴类零件几何形状精度关键是指轴颈、外锥面、莫氏锥孔等圆度、圆柱度等，通常应将其公差限制在尺寸公差范围内。对精度要求较高内外圆表面，应在图纸上标注其许可偏差。
三、 相互位置精度
    轴类零件位置精度要求关键是由轴在机械中位置和功用决定。通常应确保装配传动件轴颈对支承轴颈同轴度要求，不然会影响传动件（齿轮等）传动精度，并产生噪声。一般精度轴，其配合轴段对支承轴颈径向跳动通常为0.01～　0.03mm　，高精度轴（如主轴）通常为0.001～　0.005mm。
四、表面粗糙度
通常和传动件相配合轴径表面粗糙度为Ra2.5～0.63μm，和轴承相配合支承轴径表面粗糙度为Ra0.63～0.16μm。

第二章 轴类零件毛胚和材料
第一节 轴类零件毛胚
轴类零件可依据使用要求、生产类型、设备条件及结构，选择棒料、锻件等毛坯形式。对于外圆直径相差不大轴，通常以棒料为主；而对于外圆直径相差大阶梯轴或关键轴，常选择锻件，这么既节省材料又降低机械加工工作量，还可改善机械性能。
    依据生产规模不一样，毛坯铸造方法有自由锻和模锻两种。中小批生产多采取自由锻，大批大量生产时采取模锻。

第二节 轴类零件材料
轴类零件应依据不一样工作条件和使用要求选择不一样材料并采取不一样热处理规范（如调质、正火、淬火等），以取得一定强度、韧性和耐磨性。
    45钢是轴类零件常见材料，它价格廉价经过调质（或正火）后，可得到很好切削性能，而且能取得较高强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达45～52HRC。
    40Cr等合金结构钢适适用于中等精度而转速较高轴类零件，这类钢经调质和淬火后，含有很好综合机械性能。
    轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn，经调质和表面高频淬火后，表面硬度可达50～58HRC，并含有较高耐疲惫性能和很好耐磨性能，可制造较高精度轴。
    精密机床主轴（比如磨床砂轮轴、坐标镗床主轴）可选择38CrMoAIA氮化钢。这种钢经调质和表面氮化后，不仅能取得很高表面硬度，而且能保持较软芯部，所以耐冲击韧性好。和渗碳淬火钢比较，它有热处理变形很小，硬度更高特征。

第三章 轴类零件通常加工要求及方法

第一节 轴类零件加工工艺规程注意点
在学校机械加工实习课中，轴类零件加工是学生练习车削技能最基础也最关键项目，但学生最终完工工件质量总是很不理想，经过分析关键是学生对轴类零件工艺分析工艺规程制订不够合理。
    轴类零件中工艺规程制订，直接关系到工件质量、劳动生产率和经济效益。一零件能够有多个不一样加工方法，但只有某一个较合理，在制订机械加工工艺规程中，须注意以下几点：
（1）零件图工艺分析中，需了解零件结构特点、精度、材质、热处理等技术要求，且要研究产品装配图，部件装配图及验收标准。
（2）渗碳件加工工艺路线通常为：下料→铸造→正火→粗加工→半精加工→渗碳→去碳加工（对不需提升硬度部分）→淬火→车螺纹、钻孔或铣槽→粗磨→低温时效→半精磨→低温时效→精磨。
（3）粗基准选择：有非加工表面，应选非加工表面作为粗基准。对全部表面全部需加工铸件轴，依据加工余量最小表面找正。且选择平整光滑表面，让开浇口处。选牢靠可靠表面为粗基准，同时，粗基准不可反复使用。
（4）精基准选择：要符合基准重合标准，尽可能选设计基准或装配基准作为定位基准。符合基准统一标准。尽可能在多数工序中用同一个定位基准。尽可能使定位基准和测量基准重合。选择精度高、安装稳定可靠表面为精基准。

第二节 轴类零件加工技术要求
（1）尺寸精度轴类零件关键表面常为两类，一类是和轴承内圈配合外圆轴颈，即支承轴颈，用于确定轴位置并支承轴，尺寸精度要求较高，通常为IT5～IT7；另一类为和各类传动件配合轴颈，即配合轴颈，其精度稍低，通常为IT6~IT9。
（2）几何形状精度关键指轴颈表面、外圆锥面、锥孔等关键表面圆度、圆柱度。其误差通常应限制在尺寸公差范围内，对于精密轴，需在零件图上另行要求其几何形状精度。
（3）相互位置精度包含内、外表面，关键轴面同轴度、圆径向跳动、关键端面对轴心线垂直度、端面间平行度等。
（4）表面粗糙度轴加工表面全部有粗糙度要求，通常依据加工可能性和经济性来确定。

第三节 轴类零件热处理
（1）铸造毛坯在加工前，均需安排正火或退火处理，使钢材内部晶粒细化，消除铸造应力，降低材料硬度，改善切削加工性能。
（2）调质通常安排在粗车以后、半精车之前，以取得良好物理力学性能。
（3）表面淬火通常安排在精加工之前，这么能够纠正因淬火引发局部变形。
（4）精度要求高轴，在局部淬火或粗磨以后，还需进行低温时效处理。

第四章 轴类零件工艺路线
    （1）轴类零件是常见零件之一。按轴类零件结构形式不一样，通常可分为光轴、阶梯轴和异形轴三类；或分为实心轴、空心轴等。它们在机器中用来支承齿轮、带轮等传动零件，以传输转矩或运动。
    （2）对于7级精度、表面粗糙度Ra0.8～0.4μm通常传动轴，其工艺路线是：正火－车端面钻中心孔－粗车各表面－精车各表面－铣花键、键槽－热处理－修研中心孔－粗磨外圆－精磨外圆－检验。
    （3）轴类零件通常采取中心孔作为定位基准，以实现基准统一方案。在单件小批生产中钻中心孔工序常在一般车床上进行。在大批量生产中常在铣端面钻中心孔专用机床上进行。
    （4）中心孔是轴类零件加工全过程中使用定位基准，其质量对加工精度有着重大影响。所以必需安排修研中心孔工序。修研中心孔通常在车床上用金刚石或硬质合金顶尖加压进行。
    （5）对于空心轴（如机床主轴），为了能使用顶尖孔定位，通常均采取带顶尖孔锥套心轴或锥堵。若外圆和锥孔需反复数次、互为基准进行加工，则在重装锥堵或心轴时，必需按外圆找正或重新修磨中心孔。
    （6）轴上花键、键槽等次要表面加工，通常安排在外圆精车以后，磨削之前进行。因为假如在精车之前就铣出键槽，在精车时因为断续切削而易产生振动，影响加工质量，又轻易损坏刀具，也难以控制键槽尺寸。但也不应安排在外圆精磨以后进行，以免破坏外圆表面加工精度和表面质量。
    （7）在轴类零件加工过程中，应该安排必需热处理工序，以确保其机械性能和加工精度，并改善工件切削加工性。通常毛坯铸造后安排正火工序，而调质则安排在粗加工后进行，方便消除粗加工后产生应力及取得良好综合机械性能。淬火工序则安排在磨削工序之前。
（8）台阶轴加工工艺较为经典，反应了轴类零件加工大部分内容和基础规律。下面就以减速箱中传动轴为例，介绍通常台阶轴加工工艺。

一、传承轴图样分析
图4.1

    （1）图4.1所表示零件是减速器中传动轴。它属于台阶轴类零件，由圆柱面、轴肩、螺纹、螺尾退刀槽、砂轮越程槽和键槽等组成。轴肩通常见来确定安装在轴上零件轴向位置，各环槽作用是使零件装配时有一个正确位置，并使加工中磨削外圆或车螺纹时退刀方便；键槽用于安装键，以传输转矩；螺纹用于安装多种锁紧螺母和调整螺母。
    （2）依据工作性能和条件，该传动轴图样(图4.1)要求了关键轴颈M，N，外圆P、Q和轴肩G、H、I有较高尺寸、位置精度和较小表面粗糙度值，并有热处理要求。这些技术要求必需在加工中给确保。所以，该传动轴关键工序是轴颈M、N和外圆P、Q加工。
二、确定毛坯
该传动轴材料为45钢，因其属于通常传动轴，故选45钢可满足其要求。本例传动轴属于中、小传动轴，而且各外圆直径尺寸相差不大，故选择￠60mm热轧圆钢作毛坯。
三、 确定关键表面加工方法
    传动轴大全部是回转表面，关键采取车削和外圆磨削成形。因为该传动轴关键表面M、N、P、Q公差等级(IT6)较高，表面粗糙度Ra值(Ra=0.8 um)较小，故车削后还需磨削。外圆表面加工方案可为：粗车→半精车→磨削。
四、确定定位基准
    （1）合理地选择定位基准，对于确保零件尺寸和位置精度有着决定性作用。因为该传动轴多个关键配合表面(Q、P、N、M)及轴肩面(H、G)对基准轴线A-B全部有径向圆跳动和端面圆跳动要求，它又是实心轴，所以应选择两端中心孔为基准，采取双顶尖装夹方法，以确保零件技术要求。
    （2）粗基准采取热轧圆钢毛坯外圆。中心孔加工采取三爪自定心卡盘装夹热轧圆钢毛坯外圆，车端面、钻中心孔。但必需注意，通常不能用毛坯外圆装夹两次钻两端中心孔，而应该以毛坯外圆作粗基准，先加工一个端面，钻中心孔，车出一端外圆；然后以已车过外圆作基准，用三爪自定心卡盘装夹(有时在上工步已车外圆处搭中心架)，车另一端面，钻中心孔。如此加工中心孔，才能确保两中心孔同轴。
五、划分阶段
    对精度要求较高零件，其粗、精加工应分开，以确保零件质量。该传动轴加工划分为三个阶段：粗车(粗车外圆、钻中心孔等)，半精车(半精车各处外圆、台阶和修研中心孔及次要表面等)，粗、精磨(粗、精磨各处外圆)。各阶段划分大致以热处理为界。
六、热处理工序安排
    轴热处理要依据其材料和使用要求确定。对于传动轴，正火、调质和表面淬火用得较多。该轴要求调质处理，并安排在粗车各外圆以后，半精车各外圆之前。
    综合上述分析，传动轴工艺路线以下：
    下料→车两端面，钻中心孔→粗车各外圆→调质→修研中心孔→半精车各外圆，车槽，倒角→车螺纹→划键槽加工线→铣键槽→修研中心孔→磨削→检验。
七、加工尺寸和切削用量
    （1）传动轴磨削余量可取0.5mm，半精车余量可选择1.5mm。加工尺寸可由此而定，见该轴加工工艺卡工序内容。
    （2）车削用量选择，单件、小批量生产时，可依据加工情况由工人确定；通常可由《机械加工工艺手册》或《切削用量手册》中选择。
八、 确定工艺过程
    定位精基准面中心孔应在粗加工之前加工，在调质以后和磨削之前各需安排一次修研中心孔工序。调质以后修研中心孔为消除中心孔热处理变形和氧化皮，磨削之前修研中心孔是为提升定位精基准面精度和减小锥面表面粗糙度值。确定传动轴工艺过程时，在考虑关键表面加工同时，还要考虑次要表面加工。在半精加工￠52mm、￠44mm及M24mm外圆时，应车到图样要求尺寸，同时加工出各退刀槽、倒角和螺纹；三个键槽应在半精车后和磨削之前铣削加工出来，这么可确保铣键槽时有较正确定位基准，又可避免在精磨后铣键槽时破坏已精加工外圆表面。
    在确定工艺过程时，应考虑检验工序安排、检验项目及检验方法确实定。总而言之，所确定该传动轴加工工艺过程见表4.1。

第五章 细长轴加工工艺特点
一、 改善工件装夹方法
粗加工时，因为切削余量大，工件受切削力也大，通常采取卡顶法，尾座顶尖采取弹性顶尖，能够使工件在轴向自由伸长。不过，因为顶尖弹性限制，轴向伸长量也受到限制，所以顶紧力不是很大。在高速、大用量切削时，有使工件脱离顶尖危险。采取卡拉法可避免这种现象产生。
精车时，采取双顶尖法（此时尾座应采取弹性顶尖）有利于提升精度，其关键是提升中心孔精度。
二、采取跟刀架
跟刀架是车削细长轴极其关键附件。采取跟刀架能抵消加工时径向切削分力影响，从而降低切削振动和工件变形，但必需注意仔细调整，使跟刀架中心和机床顶尖中心保持一致。
三、采取反向进给
车削细长轴时，常使车刀向尾座方向作进给运动（此时应安装卡拉工具），这么刀具施加于工件上进给力方向朝向尾座，所以有使工件产生轴向伸长趋势，而卡拉工具大大降低了因为工件伸长造成弯曲变形。
四、采取车削细长轴车刀
车削细长轴车刀通常前角和主偏角较大，以使切削轻快，减小径向振动和弯曲变形。粗加工用车刀在前刀面上开有断屑槽，使断屑轻易。精车用刀常有一定负刃倾角，使切屑流向待加。

第六章 夹具设计
第一节 铣床夹具设计
图6-1所表示拔叉零件，要求设计铣槽工序用铣床夹具。依据工艺规程，在铣槽之前其它各表面均已加工好，本工序加工要求是：槽宽14H11mm，槽深7mm，槽中心平面和Ф26H7孔轴线垂直度公差为0.08mm，槽侧面和E面距离12 ±0.2mm，槽底面和B面平行。

拨插零件图6—1
一、六点定位原理
当工件在不受任何条件约束时，其位置是任意不确定。设工件为一理想钢体，并以一个空间直角坐标作为参考来观察钢体位置变动。由理论力学可知，在空间处于自由状态钢体，含有六个自由度，即沿着X、Y、Z三个坐标轴移动和绕着这三个坐标轴转动，图所表示。用X、Y、Z和X、Y、Z分别表示沿三个坐标轴移动和绕着这三个坐标轴转动自由度。
六个自由度是工件在空间位置不确定最高程度。定位任务，就是要限制工件自由度。在夹具中，用分别合适和工件接触六个支撑点，来限制工件六个自由度原理，称为六点定位原理。
二、应用定位原理多个情况
（1）完全定位
工件六个自由度全部被限制，它在夹具中只有唯一位置，称为完全定位。
（2）部分定位
工件定位时，并非全部情况下全部必需使工件完全定位。在满足加工要求条件下，少于六个支撑点定位称为部分定位。
在满足加工要求前提下，采取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（反复定位）
多个定位支撑点反复限制一个自由度，称为过定位。
A、通常情况下，应该避免使用过定位。
通常，过定位结果将使工件定位精度受到影响，定位不确定可使工件（或定位件）产生变形，所以在通常情况下，过定位是应该避免。
B、过定位亦可合理应用
即使工件在夹具中定位，通常要避免产生“过定位”，不过在一些条件下，合理地采取“过定位”，反而能够取得良好效果。这对刚性弱而精度高航空、仪表类工件更为显著。
工件本身刚性和支承刚性加强，是提升加工质量和生产率有效方法，生产中常有应用。大家全部熟知车削长轴时安装情况，长轴工件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”定位方法。只要事先能对工件上诸定位基准和机床（夹具）相关形位误差从严控制，过定位弊端就能够免去。因为工件支撑刚性得以加强，尾架扶持有利于实现稳定，可靠定位，所以工件安装方便，加工质量和效率也大为提升。
三、确定要限制自由度
根据加工要求，铣通槽时应限制五个自由度，即沿x轴移动自由度不需要限制，但若在此方向设置一止推支撑，则可起到承受部分铣削力作用，故可采取完全定位。
四、定位方案选择
图6-1.1所表示，有三中定位方案可供选择：
方案I：工件已E面作为关键定位面，用支承板1和短销2（和工件Ф26H7孔配合）限制工件五个自由度，另设置一防转挡销实现六点定位。为了提升工件装夹刚度，在C处加一辅助支承。
方案II：工件以Ф26H7孔作为关键定位基面，用长销3和支承钉4限制工件五个自由度，另设置一防转挡销实现六点定位。在C处也加一支承。
方案III：工件以Ф26H7孔为关键定位基面，用长销3和长条支承板5限制两个自由度，限制工件六个自由度，其中绕z轴转动自由度被反复限制了，另设置一防挡销。在C处也加一辅助支承。

图6.1.1铣床定位方案
1-支撑板2-短销3-长销4-支撑钉5-长条支撑板
比较以上三种方案，方案I中工件绕x轴转动自由度由E面限制，定位基准和设计基准不重合，不利于确保槽中心平面和Ф26H7孔轴线垂直度。方案II中即使定位基准和设计基准重合，槽中心平面和Ф26H7孔轴线垂直度要求确保，但这种定位方法不利于工件夹紧。因为辅助支承是在工件夹紧后才起作用，而是施加夹紧力P时，支承钉4面积太小，工件极易歪斜变形，夹紧也不可靠。方案III中虽是过定位，但若在工件加工工艺方案中，安排Ф26H7孔和E面在一次装夹中加工，使Ф26H7孔和E面有较高垂直度，则过定位影响甚小。在对工件施加夹紧力P时，工件变形也很小，且定位基准和设计基准重合。总而言之，方案III很好。
对于防转挡销位置设置，也是三种不一样方案。当挡销放在位置1时，因为B面和Ф26H7孔距离较进（230 -0.3mm），尺寸公差又大，定位精度低。挡销放在位置2时，即使距Ф26H7孔轴线较远，但因为工件定位是毛面，所以定位精度也较低。而当挡销放在位置3时，距Ф26H7孔轴线较远，工件定位面精度较高（Ф55H12），定位精度较高，且能承受切削力所引发转矩。所以，防转挡销应放在位置3很好。
五、计算定位误差
除槽宽14H11由铣刀确保外，本夹具要确保槽侧面和E面距离及槽中心平面和Ф25H7孔轴线垂直度，其它要求未注公差，所以只需计算上述两项加工要求定位误：
（1）加工尺寸12±0.2mm定位误差 采取3-1.1（c）所表示定位方案时，E面既是工序基准，又是定位基准，故基准不重合误差为零。有因为E面和长条支承板一直保持接触，故基准位移误差为零。所以，加工尺寸12±0.2mm没有定位误差。
（2）槽中心平面和Ф26H7孔轴线垂直度定位误差 长销和工件配合去Ф26H7 g6，则
Ф26g6=Ф26-0.009 -0.025（mm）
Ф26H7=Ф25+0.025 0（mm）
因为定位基准和设计基准重合，故基准不重合误差为零。
基准位移误差
△ y=2*8tan△a=2*8*0.000625=0.01（mm）
因为定位误差△D=△y=0.01‹0.08/3（mm），故此定位方案可行。
（1）夹紧方案
依据工件夹紧标准，除施加夹紧力外，还应在靠近加工面处增加一夹紧力，用螺母和开口垫圈夹压在工件圆柱左端面，而对着支撑板夹紧机构可采取钩形压板，使结构紧凑，操作方便。
（2）对刀方案
加工槽铣刀需两个方向对刀，故应采取直角对刀块。
（3）夹具体和定位键
为确保工件在工作台上安装稳定，应根据夹具体高宽比小于1.25标正确定其宽度，并在两端设置耳座，方便固定。
为了使夹具在机床工作台位置正确及确保槽中心平面和Ф26H7孔轴线垂直度要求，夹具体底面应设置定位键，定位键侧面应和长销轴心线垂直。
（4）夹具总图上尺寸、公差和技术要求
下面以拨叉铣槽夹具为例给说明。
A、夹具最大轮廓尺寸为234mm，210mm，250mm。
B、影响工件定位精度尺寸和公差为工件内孔和长销10配合尺寸为Ф26H7g6和挡销位置尺寸为6±0.024mm及107±0.07mm。
C、影响夹具在机床上安装精度尺寸和公差定位键和铣床工作台T形槽配合尺寸14h6。
D、影响夹具精度尺寸个公差为定位长销10轴心线对定位键侧面B垂直度为0.03mm；定位长销10轴心线对夹具底面A平行度为0.05mm；对刀块位置尺寸为9±0.04和13±0.04mm。
本例中，塞尺厚度为2h8mm，所以对刀块水平方向位置尺寸为
a=12-2=10（mm） （基础尺寸）
对刀块垂直方向位置尺寸为
b=23-7-2=14（mm）（基础尺寸）
对刀块位置尺寸公差取工件对应尺寸公差2/1～1/5。所以
a=10±0.04mm
b=14±0.04mm
E、影响对刀精度尺寸和公差；塞尺厚度尺寸2h8=22 -0.014mm。
（5）夹具精度分析
为确使夹具能满足工序要求，在夹具技术要求指定以后，还必需对夹具进行精度分析。若工序某项精度不能被确保时，还需要夹具相关技术要求作合适调整。
按夹具误差分析一章中分析方法，下面对本例中工序要求逐项分析；
A、槽宽尺寸14H11mm；此项要求由刀具精度确保，和夹具精度无关；
B、槽侧面到E面尺寸12±0.2mm；对此项要求有影响是对刀块侧面到定位板 间尺寸10±0.04mm及塞尺精度（2h8mm）。上述两项误差之和△D+△G+△A+△J+△T=0.094<0.4(vmm)
所以，尺寸12±0.2mm能确保；
C、槽深8mm：因为工件在Z方向位置由定位销确定，而该尺寸设计基准为B面。所以有定位误差，其中△B=0.2VMM、△y=（＆d+＆D）/2=（0.16+0.025）/2=0.02mm(＆d为销公差，＆D为工件公差）。△D=△B+△y=0.22mm、另外，塞尺尺寸（2h8mm）及对刀块水平面到定位销尺寸（13±0.04mm）也对槽深尺寸有影响，△T=0.014+0.08+0.094mm，△J、△G、△A全部对槽深无影响，所以
△D+△G+△A+△J+△T=0.314（mm）
尺寸8公差（按IT14级）为0.36mm，故尺寸8mm能确保；
D、槽中心平面和Ф26H7孔轴线垂直度公差0.08mm；影响该项要求原因有：
a、定位误差△D= △y=0.01mm；
b、加工方法误差△G=0.012mm；
c、夹具定位心轴17轴线和夹具底面A平行度公差0.05mm，即△A=0.05mm
d、定位心轴17轴线对定位侧面B垂直度公差0.05mm，即△A=0.05mm；而△J△T全部对垂直度无影响。因为这些误差不在同一方向，所以，槽中心平面最大位置误差在YOZ面之上为0.01+0.012+0.05=0.072mm；在YOX平面上为 0.01+0.012+0.03=0.052mm。此两项全部小于垂直度公差0.08mm，故该项要求能确保。
总而言之，该铣槽家俱能满足铣槽工序要求，可行。

第二节 各类铣床夹具
一、铣床夹具
（1）铣床夹具分类
铣床夹具按使用范围，可分为通用铣夹具、专用铣夹具和组合铣夹具三类。按工件在铣床上加工运动特点，可分为直线进给夹具、圆周进给夹具、沿曲线进给夹具（如仿形装置）三类。还可按自动化程度和夹紧动力源不一样（如气动、电动、液压）和装夹工件数量多少（如单件、双件、多件）等进行分类。其中，最常见分类方法是按通用、专用和组合进行分类。
（2）铣床常见通用夹具结构
铣床常见通用夹具关键有平口虎钳，它关键用于装夹长方形工件，也可用于装夹圆柱形工件。
机用平口虎钳是经过虎钳体固定在机床上。固定钳口和钳口铁起垂直定位作用，虎钳体上导轨平面起水平定位作用。活动座、螺母、丝杆（及方头）和紧固螺钉可作为夹紧元件。回转底座和定位键分别起角度分度和夹具定位作用。
（3）铣床夹具设计特点
铣床夹具和其它机床夹具不一样之处于于：它是经过定位键在机床上定位，用对刀装置决定铣刀相对于夹具位置。
A、床夹具安装 铣床夹具在铣床工作台上安装位置，直接影响被加工表面位置精度，所以在设计时必需考虑其安装方法，通常是在夹具底座下面装两个定位键。定位键结构尺寸已标准化，应按铣床工作台T形槽尺寸选定，它和夹具底座和工作台T形槽配合为H7/h6、H8/h8。两定位键距离应努力争取最大，以利提升安装精度。
作为定位键安装是夹具经过两个定位键嵌入到铣床工作台同一条T 形槽中，再用T 形螺栓和垫圈、螺母将夹具体紧固在工作台上，所以在夹具体上还需要提供两个穿T形螺栓耳座。假如夹具宽度较大时，可在同侧设置两个耳座，两耳座距离要和铣床工作台两个T形槽间距离一致。
B、铣床夹具对刀装置 铣床夹具在工作台上安装好了以后，还要调整铣刀对夹具相对位置，方便于进行定距加工。为了使刀具和工件被加工表面相对位置能快速而正确地对准，在夹具上能够采取对刀装置。对刀装置是由对刀块和塞尺等组成，其结构尺寸已标准化。多种对刀块结构，能够依据工件具体加工要求进行选择。
因为铣削时切削力较大，振动也大，夹具体应有足够强度和刚度，还应尽可能降低夹具重心，工件待加工表面应尽可能靠近工作台，以提升夹具稳定性，通常夹具体高宽比H/B≤1～1.25为宜。

二、经典数控机床夹具
数控机床夹含有高效化、柔性化和高精度等特点，设计时，除了应遵照通常夹具设计标准外，还应注意以下几点：
（1）数控机床夹具应有较高精度，以满足数控加工精度要求；
（2）数控机床夹具应有利于实现加工工序集中，即可使工件在一次装夹后能进行多个表面加工，以降低工件装夹次数；
（3）数控机床夹具夹紧应牢靠可靠、操作方便；夹紧元件位置应固定不变，预防在自动加工过程中，元件和刀具相碰。
所表示为用于数控车床液动自定心三爪卡盘，在高速车削时平衡块所产生离心力经杠杆给卡爪一个附加力，以赔偿卡爪夹紧力损失。卡爪由活塞经拉杆和楔槽轴作用将工件夹紧。而作为数控铣镗床夹具结构，要预防刀具（主轴端）进入夹紧装置所处区域，通常应对该区域确定一个极限值。
（4）每种数控机床全部有自己坐标系和坐标原点，它们是编制程序关键依据之一。设计数控机床夹具时，应按坐标图上要求定位和夹紧表面和机床坐标起始点，确定夹具坐标原点位置。
1、数控铣床夹具
（1）对数控铣床夹具基础要求实际上，数控铣削加工时通常不要求很复杂夹具，只要求有简单定位、夹紧机构就能够了。其设计原理也和通用铣床夹具相同，结合数控铣削加工特点，这里只提出几点基础要求：
（2）为保持零件安装方位和机床坐标系及程编坐标系方向一致性，夹具应能确保在机床上实现定向安装，还要求能协调零件定位面和机床之间保持一定坐标尺寸联络。
（3）为保持工件在本工序中全部需要完成待加工面充足暴露在外，夹具要做得尽可能开敞，所以夹紧机构元件和加工面之间应保持一定安全距离，同时要求夹紧机构元件能低则低，从预防夹具和铣床主轴套筒或刀套、刀具在加工过程中发生碰撞。
（4）夹具刚性和稳定性要好。尽可能不采取在加工过程中更换夹紧点设计，当非要加工过程中更换夹紧点不可时，要尤其注意不能因更换夹紧点而破坏夹具或工件定位精度。
2、数控铣削加工常见夹具大致有下多个：
（1）组合夹具：适适用于小批量生产或研制时中、小型工件在数控铣床上进行铣加工。
（2）专用铣削夹具：是尤其为某一项或类似几项工件设计制造夹具，通常在批量生产或研制时非要不可时采取。
（3）多工位夹具：能够同时装夹多个工件，可降低换刀次数，也便于一面加工，一面装卸工件，有利于缩短准备时间，提升生产率，较适宜于中批量生产。
（4）气动或液压夹具： 适适用于生产批量较大，采取其它夹具又尤其费工、费力工件。这类夹具能减轻工人劳动强度和提升生产率，但其结构较复杂，造价往往较高，而且制造周期长。
（5）真空夹具：适适用于有较大定位平面或含有较大可密封面积工件。有数控铣床（如壁板铣床）本身带有通用真空夹具，工件利用定位销定位，经过夹具体上环形密封槽中密封条和夹具密封。开启真空泵，使夹具定位面上沟槽成为真空，工件在大气压力作用下被夹紧在夹具体。
除上述多个夹具外，数控铣削加工中也常常采取机用平口虎钳、分度头和三爪自定心卡盘等通用夹具。
结束语
经过做毕业设计，使我对书本知识有了更深一步认识和了解，知道了理论联络实际关键性；另外，对怎样查阅资料和合理利用有了更深入了解；此次毕业设计过程中进行了工件工艺路线分析、工艺卡制订、工艺过程分析、轴类零件和夹具设计和分析，是对我在大学期间所学专业知识一个检验，也是对所学知识利用和综合；经过做毕业设计这个过程，对我以后参与实际工作一定有很好锻炼意义和指导作用。

谢 词
本论文设计在金江老师悉心指导和严格要求下业已完成，从课题选择到具体写作过程，论文初稿和定稿无不凝聚着金江老师心血和汗水，在我毕业设计期间，金江老师为我提供了种种专业知识上指导和部分富于发明性提议，金老师一丝不苟作风，严谨求实态度使我深受感动，没有这么帮助和关心和熏陶，我不会这么顺利完成毕业设计。在此向金江老师表示深深感谢和高尚敬意！
在临近毕业之际，我还要借此机会向在这三年中给我很多教育和帮助各位老师表示由衷谢意，感谢她们三年来辛勤栽培。不积跬步何以至千里，各位任课老师认真负责，在她们悉心帮助和支持下，我能够很好掌握和利用专业知识，并在设计中得以表现，顺利完成毕业论文。
同时，在论文写作过程中，我还参考了相关书籍和论文，在这里一并向相关作者表示谢意。
我还要感谢同组各位同学和我各位室友，在毕业设计这段时间里，你们给了我很多启发，提出了很多宝贵意见，对于你们帮助和支持，在此我表示深深地感谢！
参考文件
1. 夏伯雄，数控技术，水利水电出版社，
2. 朱明松，数控铣床编程和操作项目教程，机械工业出版社，
3. 王大伟.刘瑞素，数控系统，化学工业出版社，
4. 柳河，数控编程，东北林业大学出版社，
5. 李一民，数控机床，东南大学出版社，
6. 朱明松，数控铣床编程和操作项目教程，机械工业出版社，