针齿壳分度钻孔夹具设计论文

毕业设计 (论文 )任务书 学生姓名 专业班级 指导教师 工作单位 机电工程系 设计 (论文 )题目 : 针齿壳 分度 钻 孔夹具设计 设计（论文）主要内容： 依据针齿壳零件的加工工序图进行设计计算和夹具结构设计： 针齿壳零件的加工工序图一张 要求完成的主要任务及其时间安排 : 1） 夹具装配图 2） 夹具的三维效果图 3） 夹具零件图 (一套 ) 4） 计算说明书 5） 翻译一篇专业英语文章（不少于 2000字） 必读参考资料： 1）机械设计手册 机械设计手册编写组 机械工业出版社 2）机床夹具设计 林文焕 称本通 国防工业出版社 3）机床夹具图手册 4）机床专业家具图手册 李旦 邵东句 王杰 哈尔滨工业大学出版社 5）机械零件设计手册（上、中册） 冶金工业出版社 6）机床夹具设计与制造 李昌年 机械工业出版社 7）机床夹具实例教程 李名望 化学工业出版社 指导教师签名： 海燕 教研室主任签名： 盖章 毕业设计（论文）开题报告 题目 针齿壳分度 钻 孔夹具设计 1目的及意义（含国内外的研究现状分析）： 目 前，传统加工针齿壳分度 钻 孔的方法有两种： 一时多轴同时加工；这种加工方法精度高并且效率高。但是，这种加工方法对加工的零件尺寸上有一定的要求。由于本设计所加工的零件尺寸并不是很大，要求把多轴集中在一个小圆周上，需要的技术很复杂，且地方小，多轴的轴承难以安装到位。最终导致费用很高并且难以实现。 二是人工分度，单轴加工；这种加工方法结构简单，成本低。但是，这种加工方法精度难以保证，并且效率低。在当今生产效率就是财富的社会，这种加工方法在实际生产中有很大的不足。 针对以上两种方法的不足之处，希望本设计方案能够带来一 定的启示和改善以满足市场需求。 本文针对摆线减速器针齿壳针齿孔加工夹具设计进行探讨，设计出发点是首先满足加工精度、具有一定效率的要求，同时尽量要使结构简单、成本尽量低。八五期间国家要求在不增大原机器尺寸而承载能力再提高一些，国内大部分企业都达不到，主要原因还是工艺问题，而针齿孔加工一直是困扰他们的老大难问题，本文夹具希望能给以启示。 通过对针齿壳分度镗孔夹具的设计，是对我大学所学的专业知识进行一次综合性训练，能提高对所学的知识的实际应用能力和创新能力。这也是一次难得的动手能力训练的机会。通过本次毕业设计，我 相信给我今后的工作带来许都积极的作用。 2基本内容和技术方案： 针齿壳分度孔的均匀性对减速器的承载能力有很大的影响，如果分度不均匀，当载荷过大时可能就会损坏齿。而其均匀性又是由夹具来保证的，因此，夹具的设计成了关键步骤。 通常端齿分度台由专业厂家生产，也可订做特殊型式，它已经成为一个机床的附件。工件放在端齿分度台上后用螺旋夹紧机构就可以加紧工件。因为工件不太大、切削力也不大 ，这种加紧方案可以满足使用要求。为了便于操作及提高效率，采用 压板夹紧， 孔加工 完之后，拧下螺母，压板和工件就可以向上取出。 3进度安排： 第 1周：对零件进行工艺分析，确定零件加工工艺方案。 第 2写开题报告。 注： 1. 开题报告应根据教师下发的毕业设计（论文）任务书，在教师的指导下由学生独立撰写，在毕业设计开始后三周内完成； 2设计的目的及意义至少 800字，基本内容和技术方案至少 400 字； 3指导教师意见应从选题的理论或实际价值出发，阐述学生利用的知识、原理、建立的模型正确与否、学生的论证充分否、学生能否完成课题，达到预期的目标。 第 4成夹具设计的方案及夹具装配图。 第 11周：按学校毕业设计要求撰写毕业设计说明书。 第 12周：翻译外文资料不少于 8000字，完成手绘图纸和三维图。 第 13周：参加毕业答辩，提交毕业设计说明书。 4指导老师意见： 指导教师签名： 年 月 日 目录 摘 要 . 错误 !未定义书签。 . 2 1 绪论 . 3 具简介 . 3 床 夹具 特点 . 3 工工艺 . 3 2 定位方案及定位元件的选择和设计 . 4 定定位方案，设计定位元件 . 4 位精度的分析 . 4 具在机床上的定位 . 4 3 夹紧机构设计 . 5 紧方案选择 . 5 紧力及切削力的计算 . 6 4 对刀引导元件 的设计 . 6 套的类型选择 . 6 套、衬套及钻套螺钉基本尺寸的确定 . 9 模板类型的选择 . 10 模板主要尺寸的确定 . 10 5 分度方案的设计 . 11 轮蜗杆分度设计 . 11 轴同时加工设计 . 11 6 夹具体结构设计 . 11 7 小结 . 13 参考文献 . 14 致谢 . 15 摘要 摆线减速器由于降速比大 、 体积小 、 重量轻 、 承载 能力大等优点，因而应用 很普遍。它比渐开线齿轮同时啮合齿数多，故承载能力大于渐开线齿轮减 速器。虽然设计上它有许多优点，但真正要把这些优点突 现 出来 还是要靠一套完善的工序来保证。其中 针齿壳是 摆线减速器里的 一个重要的零件，其上的 分度孔加工是关键工序之一，如果分度不均匀那么就达不到多齿同时啮合，也不能实现均匀受力，当载荷过大时可能就会损坏齿。因而针齿壳的分度孔在设计上精度要求很高，本文 就是针对这些分度孔的加工而设计的夹具。 关键词： 夹具；分度；针齿壳， 钻 孔 1 to is to It is at is it on or by a of is an in is of if of at so t is on is is at of 2 1 绪论 1. 1 夹具简介 夹具是 机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置 ，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。 在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。 本文主要针对针齿壳零件的钻孔工艺而设计的钻床夹具，其设计重点就是保证钻孔的位置精度要求，以达到使用要求。 床夹具的 特点 钻床夹具与其他机床夹具比较，它的结构特点是有钻套和钻模板。 钻床 夹具根据被加工孔的分布情况可分为五类：固定式钻模、回转式钻模、翻转式钻模、盖板式钻模、滑柱式钻模。 工工艺 如 图 1计加工针齿壳 9中其他表面均已加工完毕。 图 1（ 1）工件要求加工 9孔的中心分布在 262的圆周上。 （ 2）要求加工 30 个均匀分布 9的孔。 3 2 定位方案及定位元件的选择和设计 定定位方案，设计定位元件 从基准重 合 的角度看 ， 设计基准为右端 面和 220内圆柱面。故采用一 个 平面和一 个 圆柱面进行定位。 定位方案如图 2 2位 位精度的分析 由于 30 个 9孔的设计基准是止口面，夹具定位时也是使用这个止口面定位，故基准重合，基准不重合误差 基准位移误差是由于工件止口面内圆与定位元件的轴相配合是有间隙，从而产生基准位移误差 它们之间的配合选用标准配合，以尽量减小这个间隙，使 合为 220H7/标准公差值表（ 6 m、 9 孔 基本偏差： 上偏差 I+46=46 m 轴 基本偏差： 下偏差 ei=29 m 所以 46+29） /2=m 总定位误差 R= +m 而分布在 292圆周上的 9孔中心线公差为 1 m 通常夹具上的公差应小于工件相应公差的 1/3 1/5，但是本设计中 R ，所以只能算是勉强满足 该尺寸要求。要想使 R ，只能减小止口面和定位件轴的公差。 具在机床上的定位 对于安装在机床上的夹具，我们一般考虑利用两个 4 3 夹紧机构设计 紧方案选择 在生产批量较大时，可采用手动联动夹紧机构或液动、气动；在生产批量较小时，可采用螺钉压板式。前者缺点是体积庞大，制造成本较高； 后者缺点是加工耗时。但是后者扩力较大，且自锁性较好，综合考虑选择螺旋 压板 夹紧方式。 有如下两种夹紧方案： 方案一 :如图 3图 3 这种方案是压上端面，压板可 做成开口式，卸下时只要拧松螺母，压板就可以抽出，然后就可以向上取下工件，这种方法操作简单，效率较高，但是所加工的孔 距内圆面很近，空间有限，钻头有可能碰到压板。 方案二：如图 3图 3 5 这种方案是压内端面，为了便于拧紧螺母压紧，压板做成盖子形式。 这种方案有足够的空间，卸下工件时，操作比方案一略有些不便，需将螺母拧下来，然后将工件和压板一起向上取出。 综合考虑以上两种 方案 优缺点，本设计选择方案二，实际加工定 位件时，可缩短螺纹部分的长度，螺母拧下来也很方便。 紧力及切削力的计算 工件材料为 孔径 D=9 选用高速钢钻头 根据（组合机床设计简明手册 谢家瀛 主编）表 6削速度 =20m/ 进给量 f=r 根据（组合机床设计简明手册 谢家瀛 主编）表 6削力 F=6*9*削转矩 T=0*削功率 P=9740 D=0/（ 9740*） = 对刀引导元件 的设计 引导刀具在工件上钻孔用的机床夹具。钻模 的结构特点是除有 工件的定位，夹紧装置外还有根据被加工的孔的位置的分布而设置的钻套 和钻模板，以确定刀具的位置，并防止刀具 在加工过程中倾斜，从而保证被加工孔 的位置 精度。由于加工的孔均匀分布在 260的圆周上，则选用固定式钻模。 钻套是安装在钻模板和夹具体上 ，其作用是用来确定工件上被加工孔的位置，引导刀具 进行加工，并提高刀具在加工过程中的刚性和防止加工中的振动。 套的类型选择 钻套分为固定钻套、可换钻套、快换钻套、 特殊钻套四种。 （ 1） 固定钻套： 如图 4钻套直接压入钻模板或夹具体上，其外圆与钻模板采用 H7/7/损后不易更换。适用于中、小批量生产的 钻模上或用来加工孔距甚小以及精度要求较高的孔。为了防止切削进入钻套孔内，钻套的上、下端应稍突出钻模板为宜，一般不能低于钻模板。带肩固定钻套只有用于钻模板较薄时，用以保持必需的引导长度，也可作为主轴头进给时轴向定程挡块用。 6 图 4（ 2） 可换钻套： 如图 4钻套装在衬套中，而衬套则是压配在夹具体或钻模板中。钻套由螺钉固定 ，以防止它转动。钻套与衬套之间采用 F7/ F7/合。便于钻套磨损后可以迅速更换。适用于大批量生产。 图 4（ 3） 快换钻套： 如图 4要将钻套朝逆时针方向转动使螺钉头部刚好对准钻套上的削边平面，即可取出钻套。适用于同一孔须经多种工步加工的工序中。 7 图 4（ 4） 特殊钻套：用于特定场合。 查标准可知： （ 1） 固定钻套 a、 材料： d 26B/T 1298 的规定； d 26 20钢 99规定。 b、 热处理： 5864 20 钢渗碳深度 5864 c、 其他技术条件按 2259 的规定。 （ 2） 可换钻套 a、 材料： d 26B/T 1298 的规定； d 26 20钢 99规定。 b、热处理： 5864 20 钢渗碳深度 5864 c、其他技术条件按 2259 的规定。 （ 3） 快换钻套 a、 材料： d 26B/T 1298 的规定； d 26 20钢 99规定。 8 b、热处理： 5864 20 钢渗碳深度 5864 c、 其他技术条件按 2259 的规定。 （ 4） 特殊钻套 针齿壳是减速器上的重要配件，而减速器广泛应用于各种机 械场合。因此，针齿壳生产量比较大，所以选用可换钻套。 材料：选 B/T 1298 的规定； 热处理： 5864 其他技术条件按 2259 的规定。 套 、衬套及钻套螺钉 基本尺寸的确定 在本设计项目中，钻套选用 可换 钻套，因此钻套的基本尺 可通过标准查得。钻套零件如 图 3 3钻套螺钉的基本尺寸可根据钻套的尺寸查标准获得。衬套及钻套螺钉的零件如图 3 3 39 图 3模板类型的选 择 钻模板 是供安装钻套用的，它要求具有一定的强度和刚度，一防止由于变形而影响钻套的位置精度和导向精度 。钻模板与夹具的链接方式有固定式钻模板、铰链式钻模板、 可卸 式钻模板、悬挂式钻模板等几种。 (1)固定式钻模板：这种钻模板是直接固定在夹具体上而不可移动的，因此利用固定式钻模板加工孔时所获得的位置精度较高，但有时对于装卸工件不甚方便。 (2)铰链式钻模板：使用铰链式钻模板，装卸工件方便，对于同一工序上钻孔后接着 锪面、攻丝的情况尤为适宜。但铰链处必然有间隙，因而加工孔的位置精度比固定式钻模板低。 (3)可卸式钻模 板：当装卸工件必须将钻模板取下时，则应采用可卸式钻模板。 (4)悬挂式钻模板：这种钻模板适用于大批量生产中钻削同一方向上的平行孔系，可在立式钻床上配合多轴传动头或在组合机床上使用。 由于针齿壳生产量较大，装卸 频繁 ， 加工精度要求较高。综合考虑， 本设计项目应该选用铰链式钻模板。 模板主要尺寸的确定 钻模板的厚度可根据经验公式进行确定。钻模板的外 形 尺寸可根据加工工序的要求及尺寸确定 。如图 3 310 5 分度方案设计 轮蜗杆分度 设计 加工孔的位置精度要求较高，故设计时提高传动比来提高位置精度。为了让每次加工孔时，卡梢刚好卡进涡轮的齿槽里，则涡轮的齿数必须是加工的孔数的整数倍。 现加工的孔数为 30，同一圆周上均匀分布。 初取蜗杆头数 ，涡轮齿数 20，模数 m=动比 i=1=120 由模数 m=q=14 D1=m*q=4=28 D2=m*20=240距 P=m* = 导程角 Z1/q=1/14= 所以 =4 17 9 取把柄轮直径 d=115 则圆周长 C= *d=15=把柄轮上均分 360个刻度，把柄轮转动误差，则 0 1 零件分度误差为，又 = /i 则 0 30 每加工一个孔，把柄轮需转 4圈，用卡梢卡在涡轮的齿槽里进行定位。 轴同时加工设计 此设计方案无需传到设计，且一次性加工 30 个孔，加工精度高，效率高， 但是此方案要求将30个轴安装在同一圆周 上，要求有足够的空间，这要求加工的零件足够大，而我现在加工的针齿壳上的孔所在的圆周直径 D=262间有限，不足以安装 30个轴，故此方案不行。 综合以上两个方案的优缺点，选择 方案 1作为分度方案。 6 夹 具体结构设计 由于该工件孔要求位置精度很高，因而应用镗孔作为最终加工工序，本文所设计的 夹具是用 在立式镗床上的，也可以用在钻床上。具体结构如 图 5 11 图 56和 9分别是蜗轮蜗杆，蜗杆与把柄轮固定，把柄轮上分度，带动蜗杆旋转，通过蜗轮蜗杆传动，将动力传给夹具体 8，同时带动工 件一起转动进行 分度。分好度后，将卡梢 5卡在 涡轮 6的 槽里进行定位，蜗杆 每 转 4圈，加工一个孔。加工完一个孔后，拔出 卡梢 5，接着 将蜗杆转动 4圈，之后推卡梢进槽卡位 ， 接着加工下一个孔。如此下去，直到孔全部加工完。孔加工 完之后，拧下螺母 2， 压板 3和 工件 4就可以向上取出。 12 7 小结 本次毕业设计让我又重新温习了书本上的内容，我明白了不论什么时候不管干什么事总是离不开书本，不管什么时候从书上我们总可以找得到我们想要的东西。书上的东西永远是基础的，而基础正是向更深的领域迈进， 没有这个基础我们永远都不会享受到成功的喜悦。这次的设计我基本上是满意的，因为这是我和海老师共同完成的这次设计。在此之前我总是莫名其妙感到茫然，不知道从何下手。但是这一次海老师制定的这个计划，每个星期都要询问我们的进度，这样子我感觉从一定程度上避免了同学不自己动脑的坏习惯，虽然杜绝不掉，但是我相信经过这次的毕业设计后会有更多的同学愿意自主的完成自己的作业和任务，而不再愿意抄袭别人的，至少我不会了。通过这次的毕业设计使我明白了一个良好的设计思路往往可以省掉一大半的时间。所以我感觉今后不论设计什么，一定要在设计思 路上下工夫，哪怕前期很慢很慢，但是一旦有了思路那么后期的制作就会势如破竹，会节省很大一部分的时间。还有在绘制各种零件图的时候，一定要细心不能马虎一点，因为这些图都比较烦琐，所以必须一步一步来，不可贪图方便。 本次的毕业设计，海老师要求得很严格，但是海老师为了辅导我们，不厌其烦地把我们不懂的问题讲了一遍又一