機床夾具課程設計軸承座夾具設計

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1、 重慶機電職業(yè)技術學院 課程設計說明書 設計名稱： 機床夾具課程設計 題 目： 軸承座 夾具設計 學生姓名： 專 業(yè)： 機械設計與制造 班 級： 2013級4班 學 號： 指導教師： 日 期： 2015 年 0 6 月 0 9 日

2、 重慶機電職業(yè)技術學院 課程設計任務書 機械設計與制造 專 業(yè) 2013 年級 4 班 一、設計題目 已知如圖所示“軸承座”零件的機械加工過程,設計其某一工序的專用機床夾具。 軸承座機械加工工藝流程： —鑄造 —清砂—熱處理（時效） —銑周面保證長82、寬38 —銑底面—刨削左右側面、21槽 —車內孔Φ30、Φ35至圖樣尺寸保證15+0.15、倒角C1 — 鉆Φ6、Φ4各孔、鉆2Φ9、锪孔2Φ13沉孔、鉆工藝孔2Φ7.8（裝配鉸2ⅹΦ8+0.022） —去毛刺—檢驗—入庫 題目：1. 銑底平面 2. 車（鏜

3、）內孔Φ30、Φ35保證15+0.15、倒角C1 3. 鉆工藝孔2Φ7.8 二、主要內容 1.擬定夾具設計方案。 2.繪制夾具總裝圖。 3.繪制零件工作圖。 4.撰寫設計說明書。撰寫設計說明書。 三、具體要求 夾具總裝圖 1張 零件工作圖 2張 課程設計說明書 1份 四、進度安排 第一階段：查閱資料，擬定夾具設計方案（6月2日前） 第二階段：繪制夾具總裝圖（6.16前） 第三階段：

4、繪制零件圖（6.19前） 第四階段：整理撰寫說明書（6.23前） 五、成績評定 指導教師 簽名 日期 年 月 日 系主任 審核 日期 年 月 日 設計任務書 課程設計說明書正文 目 錄 序言 一、對零件工序過程及本工序加工要求的分析 二、工件定位分析 （一）定位方案分析 （二）定位元件選定、簡圖及尺寸 三、工件夾緊裝置 （一）工件夾緊方案 （二）夾緊裝置圖，夾緊力計算 四、刀具的導向 （一）刀具的導向方案 （二）導向裝置簡圖 五、夾具的對定 （一）夾具的對定方案

5、 （二）夾具的對定裝置及簡 六、夾具的精度量化分析 七、夾具的實用性及優(yōu)缺點 八、夾具設計心得體會 參考文獻 指導教師 簽名 日期 年 月 日 系主任 審核 日期 年 月 日 一、對零件工序過程及本工序加工要求的分析 （一）零件的作用 軸承座是用于支撐軸類零件的，鏜孔的目的是為了滿足滾動軸承的外圈和軸承孔的配合要求， 或者是滑動軸承外圓與軸承孔的配合，兩個孔是用于固定軸承座的，單邊固定是出于滿足結構和安裝位置的要求。 （二）零件的工藝分析 ⑴

6、φ30及φ8兩孔都具有較高的精度要求，表面粗糙度Ra的值為1.6um，是加工的關鍵表面。 ⑵軸承座上、下表面及前、后兩端面的表面粗糙度Ra為3.2 um，是加工的重要表面。軸承座的上表面有位置精度要求0.008，而且與軸承孔中心線有平行度要求0.003。軸承座的前、后端面與軸承孔中心線垂直度要求為0.003，是重要的加工表面。 ⑶φ13沉孔加工表面粗糙度要求較低。 ⑷其余表面要求不高。 二、工件定位分析 （一）定位方案分析 1.定位裝置的設計要點 （1）當加工回轉表面時，要求工件加工面的軸線與機床主軸軸線重合，夾具上定位 裝置的

7、結構和布置必須保證這一點。 （2）當加工的表面與工序基準之間有尺寸聯(lián)系或相互位置精度要求時，則應該以夾具的回轉軸線為基準來確定定位元件的位置。 2.夾緊裝置的設計要求 工件的夾緊應該可靠。由于加工時工件和夾具一起隨主軸高速旋轉，故在加工過程中 工件除受切削力矩作用外，整個夾具還要受到重力和離心力的作用，這些力不僅降低夾緊力，同時會使主軸振動。因此，夾緊機構必須具有足夠的夾緊力，自鎖性要好，以防止工件在加工過程中位移或發(fā)生事故。 3.夾具與機床主軸的聯(lián)接 夾具與機床主軸的聯(lián)接方式，主要取決于夾具徑向尺寸的大小和機床主軸前端的結構 形式。常用的聯(lián)接方式有以下兩種。 （1）夾具以錐柄

8、與機床主軸聯(lián)接。如表“夾具與機床回轉軸相連接的方式”中所示。 （2）夾具通過過渡盤與機床主軸的軸頸聯(lián)接。如表“夾具與機床回轉軸相連接的方 式”中所示。夾具以H7/h6或H7/js6的配合精度安裝在過渡盤的凸緣上，再以螺釘緊固。 4.夾具的總體設計 （1）夾具的總體結構應該力求緊湊、輕便，懸臂尺寸要短，重心盡可能靠近主軸。夾具的懸伸長度L與外廓直徑D之比可參照下列數(shù)據(jù)選取。 當D＜150時，L/D≤1.25；當D=150~300時，L/D≤0.9；當D＞300時，L/D≤0.6。 （2）當工件與夾具上各元件相對機床主軸的旋轉軸線不平衡時，贏回產(chǎn)生較大離心 力引起振動而加工精

9、度和生產(chǎn)安全，特別是在轉速高的情況下。因此對于重量不對稱的夾具，要有平衡要求。平衡的方法有兩種：設置平衡塊或加工減重孔。在工廠實際生產(chǎn)中，常采用配重的方法實現(xiàn)夾具的平衡。 （3）為了保證安全，夾具上各元件一般不允許突出夾具體的圓形輪廓之外。此外，還應該注意防止切屑和冷卻液的飛濺等問題，必要時應該加防護罩。 經(jīng)分析零件圖可知，軸承座底面為高度方向基準，軸承座前端面為寬度方向基準?？紤]選擇以加工的軸承座底面為精基準，保證底面與φ30孔中心線的距離為30。該基準面積較大，工件的裝夾穩(wěn)定可靠，容易操作，夾具結構也比較簡單。 （2） 定位元件選定、簡圖及尺寸 定位

10、元件的作用是是要使工件在夾具中有準確和確定不變的位置，在保證情況的要求下限制足夠的自由度。 自有物體在空間中有六個自由度，要使工件在夾具體中具有準確和確定不變的位置則必須限制六個自由的。在本工序中，將工件放在一個精度較高的平板上，限制了工件的三個自由度，又用浮動V型塊限制工件兩個自由度和鏜套限制一個自由度及工件被完全定位。在車床夾具上設置找正孔，校正基圓或定位孔為定位之一。 3、 工件夾緊裝置 （一）工件夾緊方案 工件在定位元件的支撐下，獲得了正確位置。但是，在加工過程中，由于切削力、重力、離心力和慣性力等各種力的影響，為了保證將更

11、工件牢固地夾緊在定位元件上，以防止工件產(chǎn)生振動和移動，就必須依靠夾緊機構。定位和夾緊是工件安裝在夾具中的兩個緊密聯(lián)系著的過程，因此，必須在設計夾具時要同時考慮。合理地選擇夾緊力的作用點、方向和大小，關系著夾具的夾緊結構和工作精度。 在本工序中，夾緊方案一底面和前面為基準面定位，V型塊對中保證底面與φ30孔中心線的距離為30。該基準面積較大，工件的裝夾穩(wěn)定可靠，容易操作，夾具結構也比較簡單。 （二）夾緊裝置圖，夾緊力計算 夾緊力的大小必須適當。夾緊力過小，工件可能在加工過程中移動而被破壞定位，不僅影響質量，還可能造成事故；夾緊力過大，不但會使工件和夾具產(chǎn)生變

12、形，對加工質量不利，而且造成人力、物力浪費。 加工過程中，工件受到切削力、離心力、慣性力及重力等作用。理論上夾緊力的大小應與這些力或力矩的作用相平衡。而實際上，夾緊力的大小還與工藝系統(tǒng)的剛度、夾緊機構的傳遞效率等因素有關，而且切削力的大小在加速過程中是變化的,因此，夾緊力的計算很復雜的。在實際中采用估算法、類比法和實驗法確定所需夾緊力。 根據(jù)公式計算出夾緊力 用計算法確定夾緊力的大小，很難計算準確。因為在切削過程中，加工余量、工件硬度、刀具磨損等情況是時刻變化的，計算出來的夾緊力數(shù)值還要乘上一個范圍較大的安全系數(shù)。因此設計手動夾緊裝置時，根據(jù)經(jīng)驗或類比的方法確定所需夾緊力的大小。 4、

13、 刀具的導向 （一）刀具的導向方案 對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定夾具和刀具的相對位置。對刀裝置的結構形式取決于加工表面的形狀。 為能迅速、準確地確定刀具與夾具的相對位置，鏜夾具上都應設置引導刀具的元件——鏜套。鏜套一般安裝在鏜套支架上，鏜套支架與夾具體連接，鏜套與工件之間留有排屑空間 （二）導向裝置圖 5、 夾具的對定 （1） 夾具的對定方案 為保證工件的加工精度，出工件在夾具中定位外，那么夾具相對刀具及切削成形運動還需占一確定位置。采用壓板，用螺栓、螺母連接，利用手動夾緊，這種夾緊力小，成本低。

14、 （2） 夾具的對定裝置及簡 六、夾具的精度量化分析 分析影響加工尺寸mm的加工誤差如下。 （1）定位誤差△D。因基準重合，△B=0;又因為是平面定位，△Y=0.故△D=0 （2）夾緊位置誤差△A。由于此夾具的過度盤是連接在夾具是不拆的，過度盤定位圓孔軸線為夾具的安裝基準，夾具上V型塊的平面與過度盤定位圓孔軸線的距離尺寸為30mm。因此 △A1=0.021mm 過度盤定位圓孔與主軸軸頸相配合，其配合尺寸為70，查表的：為為。因此 △A2 =（0.035+0.011)mm=0.046mm △A =（0.04

15、6+0.021）mm=0.067mm 若過度盤是與夾具分離機床附件，則 △A2=X1max+X2max 試中 X1max————過渡盤定位孔與主軸間的最大配合間隙（mm） （3） 對刀誤差△T。對刀誤差與尺寸30+0.021mm無關，故 △T=0 （4） 加工方法誤差△G。由于影響尺寸30mm的因素較多，查書可以取△G=0.52mm/3=0.173mm，根據(jù)公式的 =0.186mm＜0.52mm 故夾具尺寸設計合理。 7、 夾具的實用性及優(yōu)缺點

16、 優(yōu)點： 徑向尺寸小、回轉精度高、抗振能力強，簡單 可靠。操作方便 動作迅速。 實用性：易磨損，只適用于低速工作。 缺點：切削排除困難 8、 夾具設計心得體會 兩周的課程設計結束了，在這次的課程設計中不僅檢驗了我所學習的知識，也培養(yǎng)了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在設計過程中，與同學分工設計，和同學們相互探討，相互學習，相互監(jiān)督。學會了合作，學會了寬容，學會了理解。 課程設計是我們專業(yè)課程知識綜合應用的實踐訓練，著是我們邁 向社會，從事職業(yè)工作前一個必不少的過程．”千里之行始

17、于足下”，通過這次課程設計，我深深體會到這句千古名言的真正含義．我今天認真的進行課程設計， 學會腳踏實地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會大潮中奔跑打下堅實的基礎． 通過這次夾具設計，本人在多方面都有所提高。通過這次夾具設計，綜合運用本專業(yè)所學課程的理論和生產(chǎn)實際知識進行一次軸承座夾具設計工作的實際訓練從而培養(yǎng)和提高學生獨立工作能力，鞏固與擴充了夾具設計等課程所學的內容，掌握軸承座夾具設計的方法和步驟，懂得了怎樣分析零件的工藝性，怎樣確定工藝方案，了解了夾具的基本結構，提高了計算能力，繪圖能力，熟悉了規(guī)范和標準，同時各科相關的課程都有了全面的復習，獨立思考的能力也有了提高。 在這次設計過程中，體現(xiàn)出自己單獨設計夾具的能力以及綜合運用知識的能力，體會了學以致用、突出自己勞動成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時學習的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補。 參考文獻 [1]機床夾具及應用 北京理工大學出版社.2014。 [2]機械制造技術課程設計指導 北京理工大學出版社.2014 [3]公差配合與精度檢測 電子工業(yè)出版社 2006 [4]機械制圖（第三版） 高等教育出版社 2006 [5]金屬切削原理與刀具 機械工業(yè)出版社 2006