曲轴夹具设计实例

临沂技术学院临沂技术学院临沂技术学院08 届课程设计机床夹具课程设计学生姓名 学 号 所属学院 临沂市技师学院专 业 数 控 班 级 08 数控技师 指导教师 卢 修 春 日 期 2011.4 前 言 夹具设计是数控类专业重要的实践教学环节，设计需要结合学院三年所学的所有专业课知识，如机械制图、公差配合与技术测量、数学及应用等机械类重要的学科，不仅让学生把三年学习的知识运用到位，还让我们重新温故了一下所必须的专业知识，此次设计也锻炼了学生查找工具书的能力，让学生增长了许多有关专业的其他知识，对课堂所学知识进行互补，此外，本次设计还锻炼了学生利用软件作图的能力，这对今后的就业有一定的帮助。课程设计采用学生与老师互动的方式展开，每个老师负责带领几个学生进行设计，老师安排了答疑时间和地点，学生有什么疑问，可以按时去找指导老师解答，促进了老师与学生的沟通。此次课程设计，为学生更好的完成毕业设计，为学生更好的找到自己的缺陷打下了基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。设计者： 二一一 年 四 月 -1-1. 机床夹具设计任务：如图所示：技术要求：两基准 A、 B 已达到要求，要求精加工 ，保证平行度 0.025，中心距 A=300.065为了车削 8 外圆，提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具进行切削加工。本夹具将用于 CK5080ni-980TD 数控车，采用刀具旋 转工件进给的 方式进行加工。-2-2.定位基准选择：8 的中心线对 14轴有平行度要求，以 14 的轴为定位基准，由于连接板是铸件公差较大，利用连接板的背面靠住夹具面来固定，这样既保证了平行度和 8 的尺寸精度， 还提高了加工效率，先采用这套方案进行加工。3.确定夹具的结构方案根据工序加工要求，夹具在安装中的定位方案如下：以其底面为主要定位基准，夹具底座与中滑板之间的定位销限制了 4 个自由度，如图（4）所示，刀架螺栓限制了 2 个自由度。夹紧 和定位装置共同限制了工件的六个自由度，使工件达到完全定位。4.确定夹紧机构此夹具选用的是螺栓压板夹紧机构，拧紧螺栓通过压板压紧工件表面。因此在压板上我们开了两个小口来保证压紧螺栓和装卸方便。如图（1）所示：-3-图 1-45.尺寸计算：（1）工件在夹具上装夹牢固后，其 14（圆 O）轴线的水平高度与夹具上表面重合，如图 1-1 所示：图 1-1其中 OD=7 OCB=45COAO ODCB 有三角函数关系可得：OB=OC=2OD=9.9 即 AB=19.8查标准公差等级表得，其 IT6 的公差为 0.013查极限偏差表得，其上偏差为+0.008，下偏差为-0.005（2）如图 2-2 所示：由于连接板为铸造件，所以连接板在固定时所允许的固定误差分析： 确定 90V 型槽的宽度：要满足销头和圆杆中心距要求必须保证圆杆轴线与夹具体顶面保持一致，圆杆直径尺寸为13.957 时，槽 宽应为 18.436，圆杆直径为 13.984 时，槽宽应为18.489，则槽宽为 18.43618.489 之间圆杆轴线与夹具体顶面基本一致。-5-连接板的固定误差：由于连接板为铸造件、装夹中会存在尺寸误差，经计算得出连接板最大径向偏差为 1.974，此偏差完全可以满足切削加工要求。图 2-2.（3）下图 3-3 为零件连接板示意图，装夹牢固后，零件的 CD面与夹具上的定位面相重合，即CAB 就是定位面的倾斜角度。图 3-3在图中，CO1=10 AO2=7 O1O2=30-6-有三角函数得：TanCAB=CB/AB=3/30=0.1即 CAB=5.71即定位面的倾斜角度与 X 方向的夹角为 95.71（4）图 4-4在上图 4-4 中 BC=O1O2=300.065 AB=25.5查标准公差等级表得，IT7 的公差为 0.025;查极限偏差表得，尺寸 AB 上偏差为+0.017，下偏差为-0.008;连接板的中心距、夹具的总高度、夹具与刀架连接部分的高度，三者形成一个封闭环，如下图 5-5 所示-7-图 5-5由封闭环尺寸链计算公式得 L3 的上偏差为+0.08下偏差为+0.0486.夹具外形尺寸（1）夹具与零件之间的尺寸如图 3 ；（2）夹具与零件的装配图如图 2 ；（3）刀具装夹图如图 5 ；-8-夹具装配图：图 2-9-夹具零件图：图 3-10-实体图图 4-11-图 5-12-夹具主体机械加工工艺卡：产品型号 零（部）件图 号 3 共 2 页临沂技术学院机械加工工艺卡片 产品名称 夹具主体 零（部）件图号 3 第 1 页材料牌号 T45 毛坯种类 方铁毛坯外尺寸1609560 备注切削用量 工艺装备名称工序工步 工序内容背吃刀量/mm转速 r/mm进给量mm设备 夹具 刀具 量具加工底面侧面和顶面粗铣底平面和侧面留有1mm 的精车余量。 2 800 200数控铣床 台口钳 面铣刀卡尺加工底面和侧面精铣底平面，平面度为 h6，还要有较高的垂直度。 1 1800 100数控铣床台口钳 面铣刀钻销孔 在精铣底面的平面上钻出 4*7 的孔 800 20 数控铣床 台口钳 麻花钻加工 v 型槽和直槽粗加工 v 型槽和直槽，都留有 1mm 的精车余量。 2 800 200数控铣床台口钳 键槽铣刀和燕尾刀加工夹入刀架部分粗加工夹入刀架部分，留有1mm 精车 2 800 200数控铣床台口钳 直柄铣刀加工顶面 安装用定位销定位，夹紧零 件进行铣削顶面控制尺寸 1 1800 150 数控铣床 台口钳 面铣刀加工 v 型槽和直槽用定位销固定，精加工 V 槽和直槽保证精度 1 1800 150数控铣床台口钳 键槽铣刀和燕尾刀钻孔 用 16 的钻头在夹入刀架部分钻出两个通孔 2 500 80 数控铣床 台口钳 麻花钻铣床加工攻螺纹在 4*7 的通孔处攻出4*的螺纹，深度 数控铣床 台口钳 攻丝刀标记更改文件号签字 日期 编制日 期 审核日 期 会签日期-13-产品型号 零（部）件图号 3 共 2 页临沂技术学院机械加工工艺卡片 产品名称 压板零（部）件图号 3 第 2 页材料牌号 T45 毛坯种类 方铁 毛坯外尺寸 403010备注切削用量 工艺装备名称工序工步 工序内容背吃刀量/mm转速 r/mm进给量mm设备名称及编号夹具 刀具 量具铣面35256去除余量，铣成长方体块。 2 900 100 铣床台口钳直柄铣刀铣槽和钻孔在压板上一边一个孔和一个开口槽 2 900 100 铣床台口钳直柄铣刀铣床加工铣弧 铣削一个 R10 的弧 2 900 100 钻床台口钳直柄铣刀标记 更改文件号 签字 日期 编制日期 审核日期 会签日期-14-刀套加工工艺卡：产品型号 零（部）件图号5 共 1 页临沂技术学院机械加工工艺卡片产品名称 装刀主体 零（部）件图号5 第 1 页材料牌号45 钢 毛坯种类棒料 毛坯外尺寸 65105 备注切削用量 工艺装备名称工序 工步 工序内容背吃刀量/mm转速 r/mm进给量mm设备名称及编号夹具 刀具 量具粗车 平断面，出车外轮廓40 和 60 的外圆留1mm3 800 150 数控车床三爪 偏刀数控车床钻孔 用 18 的钻头钻孔，深度为 40mm350 数控车床三爪 麻花钻铣阶台粗精铣阶台 2 800 200 加工中心台口钳直柄铣刀铣床钻斜空用 6 的钻头钻出斜空120 35 加工中心台口钳麻花钻钻床 钻孔 用钻头钻出 8*8 的孔 1 800 100 钻床钻孔 用钻头钻出一个 7的孔200 35 加工中心第四轴麻花钻铣床攻螺纹用 M8 攻丝刀在 7 的空上攻出螺纹20 1.25 加工中心第四轴攻丝刀精车 40 的外圆控制尺寸1 1500 150 数控车床三爪 偏刀精车 60 的外圆至尺寸1 1500 150 数控车床三爪 偏刀数控车床精车精镗 20 内孔至尺寸1 1500 120 数控车床三爪 偏刀标记 更改文件号签字 日期编制日期审核日期 会签日期-15-对刀说明：车削加工属连续加工，由于偏心大，部分位置没有足够的强度和刚度，夹紧机构所提供的夹紧力足够大，且要求有良好的自锁功能性。因此我们在外圆的定位不是很牢固，所以在连接板的位置也用螺钉连接。在对刀上，把夹具放置刀架以后连接板上的 8 的中心线应对应主轴中心线，而主轴上的刀具刀尖在经过对刀之后应控制在 8 公差左右来进行试车削，在进行微量调整来实现 8外圆的尺寸，从而在保证平行度和 30mm 的位置度。通过计算，连接架的位置左右摆动 1mm 能满足尺寸控制范围。-16-课程设计总结在学完机械制造工艺学之后，我们经过了为期三个星期的课程设计。本次课程设计的任务是根据加工工件设计夹具我设计的零件是偏心轴。我在设计完自己的夹具同时，和其他的同学一起探讨更好的设计方法。并了解了工艺对我们学习的重要性，同时也发现了自己的很多不足。感触有：一一 仅仅了解书本上的东西是远远不够的，只有在结合自己的实际情况，运用于实践，这样才能更深的了解和学习好知识。一一工 艺是一个很 细致的工作，我们要在工作中不断的积累经验，学会用自己的知识解决实际问题。一一觉 的自己学到的知识太有限，知识面太窄，以后还有待加强训练和实践。一一 同时 我们不断的向 别人学习，尤其要多向老师请教，他们可以让我们少走很多的弯路，同时也让我们知道很多优秀的设计方法和与众不同的设计理念。一一 创新 设计是我们 未来生存的法宝，所以从现在开始一定要有意识的锻炼和培养自己在这方面能力。通过这次夹具设计，我们感受到了对专业知识的缺乏和不足，也使我们的专业知识得到进一步提高，使我们拥有这次难得的学习机会。-17-参考资料1机械基础主编：姜波 中国社会保障出版社2数控