毕业设计（论文）-离合大轴承座钻孔夹具设计.doc

海量机械毕业设计，请联系Q153893706一、镗孔，刀具的确定，安装于方法1、镗孔镗孔是对锻出，铸出或钻出孔的进一步加工，镗孔可扩大孔径，提高精度，减小表面粗糙度，还可以较好地纠正原来孔轴线的偏斜。镗孔可以分为粗镗、半精镗和精镗。精镗孔的尺寸精度可达IT8IT7，表面精糙度Ra值1.60.8m。 2、常用镗刀 （1）.通孔镗刀镗通孔用的普通镗刀，为减小径向切削分力，以减小刀杆弯曲变形，一般主偏角为4575，常取6070. （2）.不通孔镗刀镗台阶孔和不通孔用的镗刀，其主偏角大于90，一般取95。 3、镗刀的安装 （1）.刀杆伸出刀架处的长度应尽可能短，以增加刚性，避免因刀杆弯曲变形，而使孔产生锥形误差。 （2）.刀尖应略高于工件旋转中心，以减小振动和扎刀现象，防止镗刀下部碰坏孔壁，影响加工精度。 （3）.刀杆要装正，不能歪斜，以防止刀杆碰坏已加工表面。4、工件的安装 （1）.铸孔或锻孔毛坯工件，装夹时一定要根据内外圆校正，既要保证内孔有加工余时，又要保证与非加工表面的相互位置要求。 （2）.装夹薄壁孔件，不能夹得太紧，否则，加工后的工件会产生变形，影响镗孔精度。对于精度要求较高的薄壁孔类零件，在粗加工之后，精加工之前，稍将卡爪放松，但夹紧力要大于切削力，再进行精加工。 1 分工序、定工位生产类型分析 此次设计的立式轴承座钻孔组合机床，其所加工的零件在汽车中应用十分广泛，应该属于大批量生产项目，所以在设计时应注意到尽量使加工简单，但又不影响加工质量。 加工方案的制定 划分工序要考虑到生产的规模、加工的精度、所用机床的特点、机床负荷情况等。 划分工序可以有两种趋向：工序集中和工序分散。 工序的集中分散各有其长处，一般说来，在大批量生产中以提高生产率为主，需广泛采用多刀、单轴与多轴自动或半自动机床，多轴龙门铣床、组合机床等，故采取工序集中可以获得突出的效果。 此次设计的轴承座钻孔组合机床很大程度上使各工序尽量集中，发挥组合机床的优点，同时使各种误差减小到最低限度。 由于此设计中所加工的零件10 个孔中部分孔距离太近，不便于加工，所以分开为两个工位完成，然后进行零件位置转换。 主要工位经分析选取以下方案：1)装卸、夹紧；2)钻7个孔f13.5；3)钻3个孔一个为f14，钻2个螺纹底孔f14，孔号为8、9；4)钻横向孔f14；5)扩铰7个孔f14.5；6)攻丝。2 复合刀具的切削用量的计算切削用量的特点 组合机床的正常工作与合理地选用切削用量，即确定合理的切削速度和工作进给量有很大的关系。 切削用量选的恰当，能使组合机床减少停车损失，提高生产效率，延长刀具寿命，提高加工质量。 导套设计表1 导套参数表(mm)加工孔直径 导套长度 导套内径尺寸偏差 孔轴线理想位置偏移 上 下 36 16 0.010 0.020 0.15 710 22 0.013 0.028 0.15 1114 32 0.016 0.034 0.150.20 1518 40 0.016 0.034 0.20 1924 50 0.020 0.041 0.25 2530 60 0.020 0.041 0.30被加工7个孔直径为14.5 ，加工孔的直径与导套长度，导套内径尺寸，上下偏差以及孔轴线理想位置的偏移的关系，如表1 所示。 由表1可知17号孔，以及810号孔和底孔的直径为14.5 mm ，它所需要的导套长度为(3240)mm ，内径尺寸偏差为 0.016 0.034 ，孔轴线理想位置偏移为(0.150.20)mm。 孔加工切削用量计算 用高速钢钻头加工此铸件 HB=204(钻17号孔，工位；钻810号孔，工位)；钻头直径：14.5mm；切削用量：v=(1018)m/min，s=0.2mm/r，转速350r/min。 用高速钢钻头钻横向孔f16(工位) 加工直径：16mm；切削用量v=(1018)m/min；s=(0.180.25)mm/r；转速350r/min。 用硬质合金扩孔钻扩铰孔17号孔(工位) 在工位上，扩铰7个孔时，采用扩铰复合刀具，进给量按扩孔钻选择，切削速度按铰刀选择，而且进给量应按复合刀具最小直径选用允许值的上限，切削速度则按复合刀具最大直径选用允许值的上限。 加工直径：14.5mm；切削用量：v=(810)m/min，s=0.25mm/r，转速280r/min；扩孔钻刀杆及导向部分的公称直径d 0.08；扩孔钻公差：-0.036；刀杆导向部分公差：-0.006-0.0017；导套内径公差： 0.0240.006。 孔加工常用工序间余量 扩孔直径为1020，直径上的工序余量为(1.52.0)mm；铰孔直径为1020，直径上的工序量为(0.100.20)mm(以上切削用量的选择由东风汽车公司设备制造厂设计科提供资料)。3 部件选用功率选择标准 动力部件用以实现切削刀具的旋转和进给运动或只用于进给运动，此机床实现了切削刀具旋转和进给运动两项内容。 每一种规格的动力头都有一定的功率范围，根据所计算出的切削功率及进给功率之需要，并适当提高切削用量的可能性，选用相应规格的动力头，公式如下： N动(N切 N进)/hkW。式中：N动为动力头电机功率；N切为切削功率，按各刀具选用的切削用量，由“组合机床的切削力及功率计算公式”中已求出；N进为进给功率，对于液压动力头就是进给油泵所消耗的功率，一般为(0.82)kW；h为传动效率，当主轴箱少于15根时，h=0.7，多于15根时，h=0.65。 机床实际功此处删减NNNNNNNNNNNNNNNN字 需要整套设计请联系q：99872184。求选择断面的结构形状和壁厚尺寸。夹具体的壁厚20mm，长度326mm，宽度128mm；根据设计要求，夹具体上设计有螺孔、销孔，并且要求定位定位器和夹紧器的销孔在装配时配作。2、定位方式及元器件选择1）、定位器的作用是要使工件在夹具中具有准确和确定不便的位置，在保证加工要求的情况下，限制足够的自由度。工件的定位原理自由物体在空间直角坐标系中有六个自由度，即沿OX,OY,OZ三个轴向的平动自由度和三个绕轴的转动自由度。要使工件在夹具体中具有准确和确定不变的位置，则必须限制六个自由度。工件的六个自由度均被限制的定位叫做完全定位；工件被限制的自由度少于六个，但仍然能保证加工要求的定位叫不完全定位。在焊接生产中，为了调整和控制不可避免产生的焊接应力和变形，有些自由度是不必要限制的，故可采用不完全定位的方法。在焊接夹具设计中，按加工要求应限制的自由度而没有被限制的欠定位是不允许的；而选用两个或更多的支撑点限制一个自由度的方法称为过定位，过定位容易位置变动，夹紧时造成工件或定位元件的变形，影响工件的定位精度，过定位也属于不合理设计。 、以工件的平面为基准进行定位时，常采用挡铁、支撑钉进行定位 、工件以圆孔内表面为基准进行定位时常采用销定位器 、工件以圆柱外表面为基准进行定位时常采用V形铁定位器 、利用以定位工件的轮廓对被定位工件进行定位可采用样板定位器主焊件“撑杆”用挡板和挡销定位。挡销限制了X方向的平动自由度，挡板限制了Y方向的平动自由度，夹具体限制了Z方向的平动自由度，挡铁螺旋夹紧器件限制了Z方向的转动自由度，螺旋夹紧机构限制了X、Y方向的转动自由度，共限制了6个自由度。件“发动机衬管”两件用插销机构定位。插销机构限制了X、Y、Z方向的平动自由度，快撤式螺旋夹紧器件限制了Y、Z方向的转动自由度，共限制了5个自由度。螺母M6和喇叭支座的组件用锥头销钉和螺旋夹紧机构的压板上的开的凹槽来定位“撑杆”限制了Z方向的平动自由度，螺旋夹紧机构的压板上的开的凹槽限制了Z方向的平转动自由度，锥头销钉限制了X、Y方向的平动自由度，螺旋夹紧机构限制了X、Y方向的转动自由度，共限制了5个自由度。3、夹紧方式及元器件选择夹紧机构的三要素是夹紧力方向的确定、夹紧力作用点的确定、夹紧力大小的确定。 对夹紧机构的基本要求如下： 、夹紧作用准确，处于夹紧状态时应能保持自锁，保证夹紧定位的安全可靠。 、夹紧动作迅速，操作方便省力，夹紧时不应损害零件表面质量、夹紧件应具备一定的刚性和强度，夹紧作用力应是可调节的。 、结构力求简单，便于制造和维修。夹紧序1撑杆选用挡板式螺旋夹紧器件；夹紧序4发动机衬管两件选用快撤式螺旋夹紧器件；夹紧序3螺母M6和序2喇叭支座的组件选用螺旋夹紧机构。4、装焊方案从焊接件产品图中看出，序4、序3和序2的组件分别与序1进行焊接。序1为主焊零件同时也是主体件，它的长度方向可用挡板定位，端面可采用挡销。装焊方案初拟为：序4发动机衬管两件与序1撑杆先在夹具上装配、点固、取出焊接，然后在夹具上进行序3螺母M6和序2喇叭支座的组件与序1撑杆的装配、完成三面焊。5、装焊夹具结构装焊夹具采用夹具体，再在夹具体上装上定位和夹紧序1撑杆的挡板、挡销、螺旋夹紧器件，定位和夹紧序4发动机衬管两件的插销机构、快撤式螺旋夹紧器件，定位和夹紧序3螺母M6和序2喇叭支座的组件的锥头销钉、螺旋夹紧机构，构成整个焊接夹具。“撑杆焊接组合”装焊夹具结构见“撑杆焊接组合”装焊夹具图三、主要零件设计的说明1、夹具体综合考虑了结构合理性、工艺性、经济型、标准化以及各种夹具体的优缺点等，选择夹具体毛坯制造方法为铸造夹具体；考虑到定位的精确度，要求定位定位器和夹紧器的销孔在装配时配作；考虑到焊件小，夹具体的强度要求以及夹具体的结构要求，没有在夹具体上设计加强筋。2、压板考虑到定位锥头销钉需垂直取出焊件才能保证顺利脱离焊件，在压板下边设置了弹簧；考虑到对螺母M6和喇叭支座的组件的定位，在压板上开了凹槽起到定位作用；考虑到快速并顺利取出焊件，将压板设计成可退式压板。3、插销机构主体插销机构主体作为插销的支座，考虑到发动机衬管两件之间距离小，将两个插销的插销机构主体做成一体；并且为了保证发动机衬管两件中心线的距离和平行度将在设计一体的插销机构主体的插销孔时要求两孔中心线的距离和平行度。4、快撤式螺旋夹紧器件同插销机构主体一样，快撤式螺旋夹紧器件主体也做成一体并且要求两孔中心线的距离。快撤式螺旋夹紧器件工作过程：螺母套筒不直接固定在主体上，而是以它外圆上的L形槽沿着主体上的定位销来回移动；工件装入后推动手柄使螺母套筒连同螺栓快速接近工件；转动手柄使定位销进入螺母套筒的圆周槽内，螺母不能轴向移动，再旋转螺栓便可夹紧工件；卸下焊件时，只要稍松螺栓，再用手柄转动螺母套筒使销钉进入螺母套筒外圆的直槽位置，便可快速撤回螺栓，取出焊件。四、夹具的装配要求 (1)、挡销装配到夹具体上时，需要保证基面与夹具体横向中心线垂直（2）、定位和夹紧序1撑杆的挡板、螺旋夹紧器件装配到夹具体上时，需要保证基面与夹具体横向中心线平行；定位和夹紧序4发动机衬管两件的插销机构、快撤式螺旋夹紧器件装配到夹具体上时，需要保证其中心线与夹具体横向中心线垂直。（3）、定位和夹紧序4发动机衬管两件的插销机构、快撤式螺旋夹紧器件的装配，装上螺钉，配做销钉孔并由销钉保证插销机构和快撤式螺旋夹紧器件右边中心线与挡销基面的距离和公差（4）、定位和夹紧序3螺母M6和序2喇叭支座的组件的螺旋夹紧机构装配时，装上螺柱底座螺钉，配做销钉孔并由销钉保证螺旋夹紧机构定位锥头销钉中心线与挡销基面的距离和公差。（5）、定位和夹紧序1撑杆的挡板、螺旋夹紧器件的装配，装上螺钉，配做销钉孔并由销钉保证挡板和螺旋夹紧器件右端面与挡销基面的距离（6）、装上弹簧、压板等其他零件，完成整个装配。五、装焊夹具使用说明1、夹具的操作步骤（1）、将序4发动机衬管两件按照“撑杆焊接组合”图装配到序1撑杆上，并将其放置于夹具体上，由挡销、挡板将序1撑杆定位，由螺旋夹紧器夹紧序1撑杆；同时由插销将序4发动机衬管两件定位，由快撤式螺旋夹紧器件将其夹紧。（2）、点固焊后，松开快撤式螺旋夹紧器件，拔出插销，取下进行焊接（3）、将焊件再放置于夹具体上，由挡销、挡板将焊件定位，由螺旋夹紧器夹紧焊件；之后将螺母M6和喇叭支座的组件放置焊件之上并由螺旋夹紧机构上的锥头销钉和螺旋夹紧机构的压板上的开的凹槽来定位由螺旋夹紧机构夹紧（4）、对螺母M6和喇叭支座的组件与撑杆进行三面焊，然后松开所有螺旋夹紧器，夹紧螺母M6和喇叭支座的组件的螺旋夹紧机构的压板被弹簧弹起，其上的定位锥头销钉随之脱离焊件，然后将压板推出使一端脱离螺旋夹紧机构螺柱，将压板旋转到焊件一边，之后取出焊件。2、夹具使用注意事项、保养及维护（1）使用前对限位尺寸检查是否还保持正确位置；（2）如果挡销磨损超差，可以进行打磨修复；如果挡板、插销、定位锥头销磨损超差，可以重新组装，错开磨损部位后继续使用。（3）使用后需要涂防绣油。六、本次课程设计小结、体会及建议大多数焊接工装是为某种焊接组合件的装配焊接工艺而专门设计的，属于非标准装置，往往需要根据产品机构特点、生产条件和你实际需要自行设计制造。焊接工装设计是生产准备工作的重要内容之一，也是焊接生产工艺设计的主要任务之一。对于汽车、摩托车和飞机等制造业，可以毫不夸张地说，没有焊接工装就没有产品。通过在工艺设计时，提出所需要的工装类型、结构草图和简要说明，在此基础上完成详细的结构和零件设计及全部图样。工装设计的质量，对生产效率、加工成本、产品质量以及生产安全等有直接的影响，为此，设计焊接工装时必须考虑实用性、经济性、可靠性、艺术性等。在机械设计和制造过程中，普遍存在尺寸链问题。在把零件组装成机器的过程中，也就是将零件上有关的尺寸进行组合和积累。由于零件尺寸存在制造误差，因此装配时也就会有误差的综合和积累。累积后形成的总误差将会影响机器的工作性能和质量。这就形成了零件的尺寸误差和综合误差之间的相互影响关系。设计工装夹具也不例外。合理地确定零件的尺寸公差和形位公差显得很重要。通过本次课程设计，不仅增强了对焊接工艺装备专业性知识的系统化，而且将专业知识、设计能力和实践能力的有机的结合在一起。收获更深的应该是夯实并拓宽了设计工装夹具的思路以及对设计的思维原则性和灵活性的锻炼。七、参考资料1、贾安东.焊接结构及生产设计.天津:天津大学出版社,19892、王政.焊接工装夹具及变位机械.北京：机械工业出版社，2001 3、陈焕明.焊接工装设计基础.北京：航空工业出版社，2004 4、中国机械工程学会焊接学会.焊接手册（第2版）.北京：机械工业出版社，2001 5、胡家秀.简明机械零件设计使用手册.北京：机械工业出版社，1999 6、祖业发.现代机械制图.北京：机械工业出版社.2002； 7、许杏根等.简明机械设计手册.北京:机械工业出版社,1999 8、甘肃工业大学焊接教研室.焊接机械装备图册.北京：机械工业出版社，19829、曾乐.焊接工程学.北京：新时代出版社，1986一、夹具设计任务1、焊接产品（复合件）“撑杆焊接组合”的草图见“撑杆焊接组合”图2、焊接产品“撑杆焊接组合”的重点技术要求分析（1）序4发动机衬管两件的中心线之间平行度要求（2）序4发动机衬管两件的中心线距离和右边反动机衬管中心线与序1撑杆右端面距离为250.5（3）序3螺母M6和序2喇叭支座的组件的中心线与序1撑杆右端面距离为2001.0二、“撑杆焊接组合”装焊夹具设计方案的确定1、装焊方案从焊接件产品图中看出，序4、序3和序2的组件分别与序1进行焊接。序1为主焊零件同时也是主体件，它的长度方向可用挡板定位，端面可采用挡销。装焊方案初拟为：序4发动机衬管两件与序1撑杆先在夹具上装配、点固、取出焊接，然后在夹具上进行序3螺母M6和序2喇叭支座的组件与序1撑杆的装配、完成三面焊。2、装焊夹具结构装焊夹具采用夹具体，再在夹具体上装上定位和夹紧序1撑杆的挡板、挡销、螺旋夹紧器件，定位和夹紧序4发动机衬管两件的插销机构、快撤式螺旋夹紧器件，定位和夹紧序3螺母M6和序2喇叭支座的组件的锥头销钉、螺旋夹紧机构，构成整个焊接夹具。“撑杆焊接组合”装焊夹具结构见“撑杆焊接组合”装焊夹具图3、夹具的定位原理及特点主焊件“撑杆”用挡板和挡销定位，限制了5个自由度，件“发动机衬管”两件用插销机构定位，限制了5个自由度。螺母M6和喇叭支座的组件用锥头销钉和螺旋夹紧机构的压板上的开的凹槽来定位，限制了5个自由度。4、主要零件设计的说明（1）、压板考虑到定位锥头销钉需垂直取出焊件才能保证顺利脱离焊件，在压板下边设置了弹簧；考虑到对螺母M6和喇叭支座的组件的定位，在压板上开了凹槽起到定位作用；考虑到快速并顺利取出焊件，将压板设计成可退式压板。（2）、插销机构主体插销机构主体作为插销的支座，考虑到发动机衬管两件之间距离小，将两个插销的插销机构主体做成一体；并且为了保证发动机衬管两件中心线的距离和平行度将在设计一体的插销机构主体的插销孔时要求两孔中心线的距离和平行度。?(3)、快撤式螺旋夹紧器件同插销机构主体一样，快撤式螺旋夹紧器件主体也做成一体并且要求两孔中心线的距离。快撤式螺旋夹紧器件工作过程：螺母套筒不直接固定在主体上，而是以它外圆上的L形槽沿着主体上的定位销来回移动；工件装入后推动手柄使螺母套筒连同螺栓快速接近工件；转动手柄使定位销进入螺母套筒的圆周槽内，螺母不能轴向移动，再旋转螺栓便可夹紧工件；卸下焊件时，只要稍松螺栓，再用手柄转动螺母套筒使销钉进入螺母套筒外圆的直槽位置，便可快速撤回螺栓，取出焊件。5、夹具的装配要求 (1)、挡销装配到夹具体上时，需要保证基面与夹具体横向中心线垂直（2）、定位和夹紧序1撑杆的挡板、螺旋夹紧器件装配到夹具体上时，需要保证基面与夹具体横向中心线平行；定位和夹紧序4发动机衬管两件的插销机构、快撤式螺旋夹紧器件装配到夹具体上时，需要保证其中心线与夹具体横向中心线垂直。（3）、定位和夹紧序4发动机衬管两件的插销机构、快撤式螺旋夹紧器件的装配，装上螺钉，配做销钉孔并由销钉保证插销机构和快撤式螺旋夹紧器件右边中心线与挡销基面的距离和公差（4）、定位和夹紧序3螺母M6和序2喇叭支座的组件的螺旋夹紧机构装配时，装上螺柱底座螺钉，配做销钉孔并由销钉保证螺旋夹紧机构定位锥头销钉中心线与挡销基面的距离和公差。（5）、定位和夹紧序1撑杆的挡板、螺旋夹紧器件的装配，装上螺钉，配做销钉孔并由销钉保证挡板和螺旋夹紧器件右端面与挡销基面的距离（6）、装上弹簧、压板等其他零件，完成整个装配。三、装焊夹具使用说明1、夹具的操作步骤（1）、将序4发动机衬管两件按照“撑杆焊接组合”图装配到序1撑杆上，并将其放置于夹具体上，由挡销、挡板将序1撑杆定位，由螺旋夹紧器夹紧序1撑杆；同时由插销将序4发动机衬管两件定位，由快撤式螺旋夹紧器件将其夹紧。（2）、点固焊后，松开快撤式螺旋夹紧器件，拔出插销，取下进行焊接（3）、将焊件再放置于夹具体上，由挡销、挡板将焊件定位，由螺旋夹紧器夹紧焊件；之后将螺母M6和喇叭支座的组件放置焊件之上并由螺旋夹紧机构上的锥头销钉和螺旋夹紧机构的压板上的开的凹槽来定位由螺旋夹紧机构夹紧（4）、对螺母M6和喇叭支座的组件与撑杆进行三面焊，然后松开所有螺旋夹紧器，夹紧螺母M6和喇叭支座的组件的螺旋夹紧机构的压板被弹簧弹起，其上的定位锥头销钉随之脱离焊件，然后将压板推出使一端脱离螺旋夹紧机构螺柱，将压板旋转到焊件一边，之后取出焊件。2、夹具使用注意事项、保养及维护（1）使用前对限位尺寸检查是否还保持正确位置；（2）如果挡销磨损超差，可以进行打磨修复；如果挡板、插销、定位锥头销磨损超差，可以重新组装，错