“孔轴承”加工夹具设计

机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩前前 言言1、主要技术指标1）保证工件的加工精度专用夹具应有合理的定位方案、合适的尺寸、公差和技术要求，并进行必要的精度分析，确保夹具能满足工件的加工精度要求。2）提高生产效率专用夹具的复杂程度要与工件的生产纲领相适应。应根据工件生产批量的大小选用不同复杂程度的快速高效夹紧装置，以缩短辅助时间，提高生产效率。3）工艺性好专用夹具的结构简单、合理、便于加工、装配、检验和维修。专用夹具的生产属于中批量生产。4）使用性好专用夹具的操作应简便、省力、安全可靠，排屑应方便，必要时可设置排屑结构。5）经济性好除考虑专用夹具本身结构简单、标准化程度高、成本低廉外，还应根据生产纲领。对夹具方案进行必要的经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益。- 1 -2、设计方案、设计方法、设计手段（一）研究原始资料在明确夹具设计任务后，应对以下几方面的原始资料进行研究。1、研究加工工件图样了解该工件的结构形状、尺寸、材料、热处理要求，主要表面的加工精度、表面粗糙度及其它技术要求。2、熟悉工艺文件，明确以下内容（1）毛坯的种类、形状、加工余量及其精度。（2）工件的加工工艺过程、工序图、本工序所处的地位，本工序前已加工表面的精度及表面粗糙度，基准面的状况。（3）本工序所使用的机床、刀具及其它辅具的规格。（4）本工序所采用的切削量。（二）拟订夹具的结构方案拟订夹具的结构方案包括以下几个内容1）确定夹具的类型各类机床夹具均有多种不同的类型、钻床夹具有固定式、翻转式、盖板式和滑板式等，应根据工件的型状、尺寸、加工要求及重量确定为回转式。2）确定工件的定位方案，设计定位装置根据六点定位原则，通过分析工序图确定工件以孔及平面定位，定位元件为定位销及支撑板。3）确定工件的夹紧方式，设计夹紧装置常用的夹紧机构有斜楔夹紧、螺旋夹紧、偏心夹紧、铰链夹紧等。根据工件的结构，加工方法其因素确定为螺旋夹紧。- 2 -4）确定引导元件（钻套的类型及结构尺寸）钻套的类型有固定式钻套、可换式钻套、快换式钻套、特殊式钻套，根据工件加工量确定为可换式钻套。5）夹具精度分析与计算6）绘制夹具总图- 3 -3、主要工作程序1)零件本工序的加工要求分析2)确定夹具类型3)拟定定位方案和选择定位元件4)确定夹紧方案5)确定引导元件(钻套的类型及结构尺寸)6)夹具精度分析与计算7)绘制夹具总图8)绘制夹具零件图样9）编写设计说明书本工序是为一孔轴承零件加工 1 个 24 的孔,所设计的一套钻床专用夹具。主要技术指标能保证工件的加工精度、提高生产效率、工艺性好和使用性好。我们在设计专用夹具时为了能满足工件的加工精度要求，考虑了合理的定位方案、合适的尺寸、公差和技术要求，并进行了必要的精度分析。由于是中批量生产，采用了固定式钻床夹具，提高了生产效率。在工艺性方面使这种夹具的结构简单、合理、便于加工、装配、检验和维修。在使用性方面这种夹具的操作简便、省力、安全可靠，排屑也方便，必要时可设置排屑结构。通过对钻床夹具设计的制作，进一步巩固和所学基本知识并使所学知识得到综合运用。学会查阅和收集技术资料，提高运用计算机辅助设计的能力，树立正确的设计思想和严谨的工作作风。设计思想：以已加工孔及平面为主定位，以外圆为辅助定位。此次需要完成的题目如下：- 4 -如下图所示，设计加工挡环上 24 小孔的钻床夹具。图中其他各表面均已加工完毕。 - 5 -4、钻床夹具设计过程如下图所示为孔轴承工件造型图：4.1 零件本工序的加工要求分析钻 24 孔本工序前已加工的表面有：(1) 32 所在阶梯孔、筋板大断面；(2)65 及 52 所在外圆断面。本工序使用机床为 Z5125 立钻。刀具为通用标准工具。4.2 确定夹具类型本工序所加工一个孔 (24)，由于孔径适中，工件重量轻、轮廓尺寸较小以及生产量为中批量生产等原因，采用固定式钻模。4.3 拟定定位方案和选择定位元件- 6 -(1) 定位方案根据工件结构特点，确定其定位方案：以 42 外圆端面为定位面，以 32 孔为定位孔，52 外圆周面为定位面，限制 6 个自由度。以 65 及 52 所在外圆端面为定位面，以 29 孔为定位孔， 52 外圆周面为定位面，限制 6 个自由度。这一定为方案设计基准与定位基准重合，所以 B=0，可选用。比较两个方案，第一方案虽然采用长度较长的 32 孔定位，但 42外圆端面面积较小，可排除。第二方案方案设计基准与定位基准重合，所以 B=0，初步确定选用第二种方案。(2) 选择定位元件选择支承板为平面定位元件，固定式定位销为 29 孔定位元件。活动 V 形块为 52 外圆周面定位元件。(3)定位误差计算加工 24 孔时孔距尺寸 87 mm 的定位误差计算25.01由于基准重合，故 B=0；不存在基准位移误差，故 D=0 。由此可知此定位方案能满足尺寸 87 mm 的定位要求。 25.014.4 确定引导元件 (钻套的类型及结构尺寸 )由于生产量为中批量生产故选用可换钻套。主要尺寸由机床夹具零、部件国家标准 GB/T2263 80 、 GB/T2265 80选取。钻孔时钻套内径为 25 mm。- 7 -外径为 35mm 。 中间衬套内径为 35 mm。中间衬套外径为 40 mm。钻套端面至加工面的距离取 30mm。钻套轴线对基面的垂直度允差为 0.02mm。4.5 夹具精度分析与计算所设计夹具需保证的加工要求有：尺寸 24 mm；孔 24 轴线对 2.032 轴线间平行度公差 0.03 mm 等二项，精度分别验算如下： (1)尺寸 25 mm 的精度校核023.A、定位误差 D，有前计算，已知 D=0；B、钻套与中间衬套间的最大配合间隙 T1= 0.025mm；C、定位轴的定位端面至衬套中心距离（87mm）其尺寸公差按工件相应尺寸公差的三分之一取为 J1=0.10 mm；D、麻花钻与钻套内孔的间隙 X 2= 0.025mm；E、钻套外径与中间衬套内径间的最大配合间隙 I= 0.016mm；F、钻套中间衬套内外表面轴度公差 e1=e2=0.005 mm；按概率法相加T=（2J1）/2+ e1/2+ e2/2+1/2=0.113 mmD+T=0.113 mm0.2 mm因而该夹具能保证尺寸 25 mm 加工要求。023.(2) 孔 25 轴线对 32 轴线间平行度公差 0.03 mm 精度校核- 8 -钻套孔轴线与定位孔 32 平行度误差 T=0.02 mm因此此夹具能保证两孔轴线的平行度要求。4.6 夹紧机构设计与夹紧计算4.6.1 夹紧机构设计根据设计思想，则此钻床夹具采用固定式钻床夹具，草图如下所示：4.6.2 夹紧计算根据金属切削机床夹具设计手册表 3-54 可知切削力：PKDF8.0f742D=24mm f=0.51mm/r 查表 3-55 的修正系数 =1.031P所以 031.5.247.8xF=616.53N由于零件的夹紧方向和切削力的方向一致（如下图所示）故不需要进行强度校核。- 9 -4.7 操作过程扭松螺母旋转压板，将工件定位于支撑板上，阶梯孔于定位销处，拧转推杆用 V 形块顶住工件，旋转压板，锁紧螺母，则工件被固定。- 10 -5.绘制夹具总图（1）根据已完成的夹具结构草图，进一步修改结构，完善视图后，绘制正式夹具总装图。如下所示：（2）绘制夹具零件图，如下所示：- 11 - 12 -6.小结1）目标完成情况：经过几个月的努力，设计达到了预想的成功，由于条件的限制没能加工出成品，但对于我自己来说已经学到了不少东西。2）存在不足：一是对钻床的不熟悉，二是在公差与配合方面的知识所学较少。3）程序设计中遇到的问题及解决方法：主要困难：学院图书馆相关