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1、 夾具設計 課程設計說明書 設計題目 設計 C620開合螺母孔 夾具 班 級 學 號 學 生 指導教師 成都工業(yè)學院機電工程系 年月日 目錄 1. 分析工件1 1.1 工藝過程的安排1 1.2 明確設計任務與收集設計資料1 2. 擬定夾具結構方案與繪制夾具草圖2 2.1 確定工件的定位方案，設計定位裝置2 2.2 確定工件的夾緊方案，設計夾緊裝置4

2、 2.3 夾具體的設計5 2.4 確定夾具與機床的連接方式，設計連接元件及安裝基面 5 2.5 確定平衡方案，設計平衡裝置5 2.6 繪制夾具圖，并標注尺寸、公差及技術要求6 3. 總結6 參考文獻7 1. 分析工件 1.1 工藝過程的安排 在對合螺母加工中，影響加工精度的主要因素有： 1.1.1對合螺母本身的剛度比較低，在外力（切削力、夾緊力）的作用下，容易變形。 1.1.2對合螺母是鑄造件，孔的加工余量大，切削時將產(chǎn)生的殘余內(nèi)應力，并引起應力重新分布。因此，在安排工藝過程中，就需要把各主要表

3、面的粗精加工工序分開，既把粗加工安排在前，半精加工安排在中間，精加工安排在后面。這是由于粗加工工序的切削余量大，因此，切削力、夾緊力必然大，加工后容易變形。粗精加工分開后，粗加工產(chǎn)生的變形，可以在半精加工修正，半精加工中產(chǎn)生的變形可以在精加工中修正。這樣逐步減少加工余量，切削力及內(nèi)應力作用。逐步修正加工的變形就能最后達到零件的技術要求。 1.2 明確設計任務與收集設計資料 原零件圖有尺寸封閉鏈產(chǎn)生，修改后的圖如上。由于對合螺母要求有較高的強度和剛度，以及良好的耐磨性和疲勞強度，材料選擇HT150。 因為對合螺母在工作中承受靜載荷以及小量的動載荷，為了使金屬纖維盡量不被切斷，非加工

4、表面對稱均勻，使零件工作可靠，并且鑄件的鑄造性能較好。由于 1 該零件的輪廓尺寸不大，生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)，又考慮零件的加工條件要求高。為了保證加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、降低成本、減少工人的勞動強度，確定采用鑄造成型。 該工件的結構對稱，材料是HT150：鑄造性能良好，減摩性好；減震性強；切削加工性良好；缺口敏感性較低；價格便宜，制造方便。工件毛坯選鑄件。要求加工55㎜孔，零件大多部分已加工。由《互換性與測量技術》表3-2 孔55㎜的公差等級是7級。由《數(shù)控機床加工工藝》表4-12孔55㎜經(jīng)粗車-半精車-精車能達到加工要求。 2. 擬定夾具結構方案與繪制夾具草圖 2.1 確定工件

5、的定位方案，設計定位裝置 對合螺母加工作為精基準的表面是F平面，以及兩個Φ12孔，而作為精基準的表面應該提前加工完。在選擇粗基準時考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面的尺寸、位置符合圖紙要求。因此按照粗基準選擇原則，以R40外圓為粗基準來加工底平面——精基準。在對合螺母的加工過程中定位基準滿足基準重合原則，簡化了工藝過程的制定，使夾具的設計、制造簡單，降低成本。 按照工序分散的原則來擬定工藝路線： 對合螺母的加工過程中，各加工工序的組合基本上是按照工序分散的原則進行的。由于對合螺母的形狀復雜，要加工表面不便于集中加工，為了適應大批量生產(chǎn)的快節(jié)奏，必須在各工序采用高效率

6、的專用機床和夾具，以提高生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，使各工序的時間趨于平衡，按一定的節(jié)拍組織流水生產(chǎn)。雖然現(xiàn)代生產(chǎn)的發(fā)展多趨向于工序集中，但工序分散在大批量生產(chǎn)中仍應用很廣泛。 設置定位元件時應考慮工件加工表面的軸線與主軸軸線重合。保證工件的定位基面、加工表面和主軸三者的軸線重合。 工件的燕尾面和兩個12㎜孔已經(jīng)加工，兩孔到中心線的距離都是180.05㎜。貫徹基準重合原則，工件用燕尾面C和F在夾具體和活動支撐板上定位，限制五個自由度；用12㎜孔與活動菱形銷配合，限制一個自由度。 定位裝置就是一個夾具體、一個活動支承板和一個活動菱形銷。 2 根據(jù)工件燕尾槽的深度確定活動支撐板的厚度為20

7、㎜?；顒又С邪逋ㄟ^推動螺栓與夾具體連接。夾具體設置成U形槽，以便活動支承板穩(wěn)固活動。 2.1.1加工誤差 工件在車床夾具上加工時，加工誤差的大小受工件在夾具上的定位誤差ΔD、夾具誤差ΔJ、夾具在主軸上的安裝誤差ΔA和加工方法誤差ΔG的影響。 1)定位誤差ΔD F平面既是工序基準，又是定位基準，基準不重合誤差ΔB為零。工件在定位時，定位基準與限位基準(支承板平面)是重合的，基準位移誤差ΔY為零，因此，尺寸35的定位Δ D為零。 2)夾具誤差ΔJ 夾具誤差 限位面基準（支承板上的平面）與止口軸線間的距離誤差，即夾具總圖上尺寸18的公差0.25mm，以及限位基面相對基面A和燕尾槽上的那

8、個平面的平行度 垂直度誤差0.05mm（兩者公差兼容）。 3)夾具的安裝誤差ΔA ΔA=X1max+X2max 式中X1max—過渡盤 主軸的最大配合間隙； X2max—過渡盤與夾具 間的最大配合間隙。 設過渡盤與車床主軸的配合為Φ92H7/js6，查表：Φ92H7的上偏差為 3 +0.035mm，下偏差為0,Φ92js6為上下偏差為對稱 0.01mm，因 此 X1max=(0.035+0.011)mm=0.046mm 夾具體與過渡盤止口的配合尺寸為Φ160H7/js6，查表Φ160H7的上偏差為+0.040m

9、m，下偏差為0,Φ160js6的上偏差為和下偏差為對稱偏差，為0.0125mm，因此 X2max=（0.040+0.0125）mm=0.0525mm ΔA=√(0.0462+0.05252)mm 4)加工方法誤差ΔG 車床夾具的加工方法誤差，如車床主軸上 夾具基準（圓柱面軸線、 圓錐面軸線或圓錐孔軸線）與主軸回轉軸線間的誤差、主軸的徑向跳動、車床溜板進給方向與主軸軸向的平行度或垂直度等。它的大小取決于機床的制造精度、夾具的懸伸長度和離心力的大小等因素。 此方案可取。 2.2 確定工件的夾緊方案，設計夾緊裝置 車床夾具的夾緊裝置必須安全可靠。夾緊力必須克

10、服切削力、離心力等外力的作用，且自鎖可靠。 采用壓板螺栓將工件上部夾緊，工件下部靠彈簧力使工件靠近固定支撐板。 工件裝卸是，從上方推開活動支撐板將工件插入，靠彈簧力使工件靠緊固定支撐板，并略推動工件使活動菱形銷銷彈入定位孔12㎜內(nèi)。采用帶推動V形塊的機構夾緊。 4 推動螺栓和V形塊不是標準件，根據(jù)工件的尺寸來設計V形塊的尺寸。V形塊放在導軌槽里，并用壓板蓋住。用螺釘將導軌槽與夾具體連接起來。壓板與導軌槽用圓柱銷和菱形銷連接。 2.3 夾具體的設計 夾具體有適當?shù)木群统叽绶€(wěn)定；有足夠的強度和剛度；結構工藝性好；排屑方便；在機床上安裝穩(wěn)定可靠。 采用鑄造鉸鏈式夾具體，鑄造夾

11、具體的工藝性好，可鑄出各種復雜形狀，具有較好的抗壓強度、剛度和抗振性，材料為灰鑄鐵。 根據(jù)工件尺寸、夾緊裝置、定位裝置、連接元件設計夾具體的最大尺寸為250㎜的圓，厚為25㎜，長為258㎜，寬為164㎜。兩個筋板厚為20㎜。夾具體通過三個螺栓與過渡盤連接， GB/T 5780―2000。 2.4 確定夾具與機床的連接方式，設計連接元件及安裝基面 因為夾具的徑向尺寸較大，因此夾具通過過渡盤與機床主軸連接，過渡盤與主軸配合。在c620機床上，過渡盤以內(nèi)孔在主軸前端 的定心軸螺紋緊固，軸向由過渡盤端面與主軸前端的臺階面接觸。為 防止停車和倒車時因慣性使兩者松開，用壓塊將過渡盤壓在主軸上

12、。 過渡盤與夾具體的凸緣以H7/h6配合，然后用螺栓緊固。根據(jù)機床，夾具體設計過渡盤的尺寸，最大尺寸250㎜。 2.5 確定平衡方案，設計平衡裝置 對角鐵式結構不對稱的夾具，設計時應采取平衡措施，以減少由離心力產(chǎn)生的振動和主軸軸承的磨損。 首先根據(jù)工件和夾具不平衡部分合成質(zhì)量的重心，確定平衡塊的重心，計算出工件和夾具不平衡部分的合成質(zhì)量m1，然后根據(jù)平衡條件確定平衡塊的質(zhì)量m2。 假設合成質(zhì)量m1集中在重心A處，OA=R，軸向尺寸為L，轉動時它所產(chǎn)生的離心力F1的近似計算公式 F1≈0.01m1Rn 由離心力引起的力矩M1為 M1=F1L 5 設平衡塊的質(zhì)量m2集中

13、在重心B處，OB=r，軸向尺寸為l，則平衡塊引起的離心力F2為 F2≈0.01m2rn 由F2引起的力矩M2為 M2=F2l 在綜合考慮徑向位置和軸向位置平衡的情況下，滿足平衡關系 M1=M2 即 0.01m1RnL≈0.01m2rn 化簡后 m2=m2RL/rl 2.6 繪制夾具圖，并標注尺寸、公差及技術要求 3.總結 綜上所訴，機床夾具是機械制造業(yè)中不可或缺的重要工藝裝備，設計的夾具需要保證機械加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、減輕勞動程度、實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。并保證夾具體安裝穩(wěn)定可

14、靠。 通過這次的夾具設計專周，我學會了基本的設計思路和設計要求，學會了怎樣規(guī)范的書寫設計說明數(shù)， 總體上有了整體的認識和學習，在設計過程中把以前學習的知識綜合運用了，也考驗了自己的知識，在這過程中還提升了自己的能力，在老師的幫助下，弄懂了以前不懂的知識，深有體會。為以后的畢業(yè)設計奠定了一定的基礎。 6 參考文獻 1 李華志主編數(shù)控機床加工工藝。哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社，2010 2 王曉莉主編機械制圖。北京：科學出版社，2006 3 陳于萍 高曉康主編互換性與測量技術。北京：高等教育出版社，2005 4 李名望主編機床夾具設計實例教程。北京：化學工業(yè)出版社，2009 5 曹巖 白瑀主編機床夾具手冊與三維圖庫。北京：化學工業(yè)出版社，2010 7