孔轴承加工夹具设计说明书.docx
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孔轴承加工夹具设计说明书
机电及自动化学院
专业课程综合设计
设计题目:
孔轴承加工夹具设计
姓名:
学号:
0811114043
班级:
机制
(2)班
年级:
2008
指导教师:
2012年1月
目录
前言3
1任务介绍4
2夹具设计5
2.1确定定位方案5
2.2定位误差分析6
2.3确定对刀装置6
2.4确定夹紧机构8
2.5夹具体设计10
2.6夹具总体装配尺寸确定11
3总结12
参考文献13
孔轴承专用夹具设计
前言
本说明书是根据孔轴承的加工过程所需夹具的设计原理编写的。
主要包括任务介绍、方案选择、定位误差分析、确定加紧机构和夹具体设计等内容。
该说明将从实际生产需要方面来介绍本次的设计任务,将提出两种设计方案供参考,并从中选择较为合理的设计方案进行设计。
本次设计中,用到许多基础理论,查阅大量关于机械制造方面文献进行分析和设计。
《专业课程综合设计课程设计》安排在大四上学期,是在我们学完了《机械制造工艺学》、《金属工艺学》、《机械设计》、《公差与配合》等主要专业基础课,参加了金工实习、认知实习、生产实习,经过了机械设计、机械制造技术基础课程设计之后进行的又一次实践性环节,是对所学理论知识的又一次更系统更全面的应用、巩固与深化。
马上就要步入社会,接触真正的生产加工,所以这次设计是个很好的锻炼机会。
1、任务介绍
工件图
图1为孔轴承零件图,该零件是非典型的零件,结构比较复杂。
设计夹具所对应工序为第2工序,工序内容为粗铣Ø65与Ø52所在外圆端面。
在此之前,工件为铸造件。
该工序要求利用高速钢圆柱铣刀粗铣Ø65与Ø52所在外圆端面保证尺寸。
2、夹具设计
2.1确定定位方案
(1).夹具定位方案
(一)
定位方案:
如图2所示,利用下端面和V型块定位,利用下端面和在下部圆柱体上采用v型块定位可限制5个自由度,即不完全定位。
定位方案图
(一)
定位装置:
夹具体定位面上可限制3个自由度,在夹具体上稍加改进即可安装一个固定V型块,将2个自由度限制住。
方案分析:
该方案装夹简洁,只要将工件放入夹具体,再用V形块夹紧,即满足定位要求。
但是由于V形块在夹具下方,所以夹具较为复杂。
(2).夹具定位方案
(二)
定位方案:
如图3所示,利用下端面和V型块定位,利用下端面和在台阶侧面上采用v型块定位可限制5个自由度,即不完全定位。
定位方案图
(二)
定位装置:
夹具体定位面上可限制3个自由度,在夹具体上表面安装一个固定V型块,将2个自由度限制住。
方案分析:
该方案装夹简洁,只要将工件放入夹具体,再用V形块夹紧,即满足定位要求。
但是由于所需夹紧力较大,容易导致工件变形且容易造成较大的定位误差。
综合以上两种方案的分析,虽然方案二采用的夹具较简单,但是方案一的定位较精确,故采用方案一。
本工序由于是粗加工,而且下一工序又是粗精车筋板大端面,根据互为基准原则,应选择筋板大端面作为主要定位基准。
如图4所示。
确定定位方案图
2.2定位误差分析
由于基准重合,故ΔB=0;
不存在基准位移误差,故ΔD=0;
由此可知此定位方案能满足定位要求。
2.3确定对刀装置
对刀块的作用是用来调整刀具相对于工件定位面的位置。
夹具在机床上安装完毕,在进行加工之前,尚需进行夹具的对刀,使刀具相对夹具定位元件处于正确位置。
对刀的方法通常有三种:
试切法对刀,调整法对刀,用样件或对刀装置对刀。
不管采用哪种对刀方法,都涉及到对刀基准和对刀尺寸。
通常是以与工年定位基准重合的定位元件上的定位面作为对刀基准,以减少基准变换带来的误差。
铣床夹具的对刀尺寸是从对刀基准到刀具切削表面之间的位置尺寸,和对刀块位置尺寸差一个塞尺厚度。
影响对刀块位置尺寸的因素主要有对刀需要保证的工件上的加工尺寸、定位基准在加工尺寸方向的最小位移量及塞尺的厚度S,本课题的定位方式——底平面和圆柱面定位,进行铣床夹具对刀块位置尺寸的分析计算。
本工序上平面高度是29mm由铣刀试测对刀装置获得,由试测对刀保证精度。
采用高度圆形对刀块。
对刀时,把刀具移向对刀块,将塞尺置于刀具与对刀块之间,调整刀具位置,并不断地抽动塞尺,根据抽动塞尺的感觉来控制刀具与对刀块之间的距离,将刀
具调准到离对刀块表面规定的距离为止。
对刀块装配尺寸如图5。
对刀块局部图
2.4确定加紧机构
在机械加工工艺设计中,在此工序夹具中选择活动V形块夹紧工件。
如下图6所示,在固定V形块的对称位置设置一个活动V形块与其对应的活动V形块配合体和定位夹紧顶柱,在装夹工件时,先将工件装入夹具体的孔中,筋板大端面放置于夹具体表面实现定位,最后拧紧定位夹紧顶柱压紧工件。
加紧机构图
(1).夹紧力的计算
W=
其中M是切削扭矩M=F*L
=412.67N*113mm=46744.71(N·mm);
L
为最大距离;
F为铣削力,F=C
·d
·f
·D
·B·Z·h
=294*5
*0.2
*80
*5*8*(
)
=413.67N
K=K
K
K
K
K
K
K
=2.52
K
:
基本安全系数,粗加工取最大值,K
=1.5;
K
:
加工性质系数,K
=1.2;
K
:
刀具钝化程度,K
=1.4;
K
,K
,K
,K
都为1.0;
D为工件直径,D=42mm;
为V形块的角度,
=90
;
所以W=10230N
(2).夹紧件的选取
由于所需最小夹紧力W=10230N,所以查机械设计手册可得,螺旋夹紧机构的螺栓直径至少为M16,可以供的夹紧力才可满足设计要求。
所以选取定位夹紧顶柱的直径为M16。
最后设计如图7所示。
顶柱
与活动V形块配合的活动V形块配合体尺寸如图8。
活动V型块装配块
2.5夹具体设计
夹具体的设计应通盘考虑,使上述各部分通过夹具体能够有机的联系起来,形成一个整体。
考虑夹具与机床的连接,因为是在万能铣床上使用,不需专门的夹具与机床的定位连接元件。
夹具体底部设计成周边接触的形式以改善接触状况,提高安装的稳定性。
如图9所示。
夹具体
2.6夹具总体装配尺寸确定
夹具总体装配尺寸如图10
装配图
右视图
3、总结
机械制造技术夹具设计课程实践环节即将结束,虽说有两周的时间,但工作量还是比较大的。
从分析设计课题到寻找相关的资料,从制定初步设想到拟定可行性方案,期间我花费了不少精力,受益非浅。
其实此次的实践训练让我能够更加直观地认识工艺设计的流程。
以往我在课本上学到的只是理论,并没有感性的认识。
将所学到的书本知识运用到设计环节中是我通过本次实践学习获得的最大收获。
从开始思考定位方案,夹紧方案,绘制草图,修改方案,最终确定方案。
通过与同学、老师一次次的交流发现错误与不足,进而修改到最终拿出装配图及零件图,这期间巩固复习了以前学习过的内容并进行了综合运用,提高了我们综合运用所学知识以及理论结合实际的能力。
通过此次的学习不仅使我对课本内容有了更深入的认识,而且激发了我思考问题的潜力、培养了我分析问题的能力。
对灵活运用工具手册解决问题的能力有了明显地提高。
我基本掌握了一个中等复杂零件的加工过程分析、工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤等。
由于自己的能力所限,设计中还有许多不足之处,恳请各位老师、同学们批评指正。
参考文献
1、《机床夹具设计手册》1980年上海科学技术出版社
2、《实用机械加工工艺手册》陈宏钧主编2003年机械工业出版社
3、《互换性与测量技术基础》李军主编2007年华中科技大学出版社
4、《机械制图》大连理工大学工程图学教研室编2007年高等教育出版社
5、《机床夹具设计》 王启平主编1985年哈尔滨工业大学出版社
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