开合螺母夹具设计课程设计说明书

夹具设计夹具设计 课程设计说明书课程设计说明书 设计题目设计题目 设计设计 C620 开合螺母孔开合螺母孔 夹具夹具 班班 级级 学学 号号 学学 生生 指导教师指导教师 成都工业学院机电工程系成都工业学院机电工程系 年月日年月日 目录目录 1 分析工分析工 件件 1 1 1工艺过程的安排工艺过程的安排 1 1 1 2明确设计任务与收集设计资明确设计任务与收集设计资 料料 1 1 2 拟定夹具结构方案与绘制夹具草拟定夹具结构方案与绘制夹具草 图图 2 2 1确定工件的定位方案 设计定位装确定工件的定位方案 设计定位装 置置 2 2 2 2 确定工件的夹紧方案 设计夹紧装确定工件的夹紧方案 设计夹紧装 置置 4 4 2 3 夹具体的设夹具体的设 计计 5 5 2 4 确定夹具与机床的连接方式 设计连接元件及安装基面确定夹具与机床的连接方式 设计连接元件及安装基面 5 5 2 5 确定平衡方案 设计平衡装确定平衡方案 设计平衡装 置置 5 5 2 6 绘制夹具图 并标注尺寸 公差及技术要绘制夹具图 并标注尺寸 公差及技术要 求求 6 3 总总 结结 6 6 参考文参考文 献献 7 7 1 分析工件分析工件 1 11 1 工艺过程的安排工艺过程的安排 在对合螺母加工中 影响加工精度的主要因素有 1 1 1 对合螺母本身的刚度比较低 在外力 切削力 夹紧力 的作用下 容 易变形 1 1 2 对合螺母是铸造件 孔的加工余量大 切削时将产生的残余内应力 并 引起应力重新分布 因此 在安排工艺过程中 就需要把各主要表面的粗精加 工工序分开 既把粗加工安排在前 半精加工安排在中间 精加工安排在后面 这是由于粗加工工序的切削余量大 因此 切削力 夹紧力必然大 加工后容 易变形 粗精加工分开后 粗加工产生的变形 可以在半精加工修正 半精加 工中产生的变形可以在精加工中修正 这样逐步减少加工余量 切削力及内应 力作用 逐步修正加工的变形就能最后达到零件的技术要求 1 21 2 明确设计任务与收集设计资料明确设计任务与收集设计资料 原零件图有尺寸封闭链产生 修改后的图如上 由于对合螺母要求有较高 的强度和刚度 以及良好的耐磨性和疲劳强度 材料选择 HT150 因为对合螺母在工作中承受静载荷以及小量的动载荷 为了使金属纤维尽量不 被切断 非加工表面对称均匀 使零件工作可靠 并且铸件的铸造性能较好 由于 1 该零件的轮廓尺寸不大 生产类型为大量生产 又考虑零件的加工条件要求高 为了保证加工质量 提高生产率 降低成本 减少工人的劳动强度 确定采用 铸造成型 该工件的结构对称 材料是 HT150 铸造性能良好 减摩性好 减震性强 切削加工性良好 缺口敏感性较低 价格便宜 制造方便 工件毛坯选铸件 要求加工 55 孔 零件大多部分已加工 由 互换性与测量技术 表 3 2 孔 55 的公差等级是 7 级 由 数控机床加工工艺 表 4 12 孔 55 经粗车 半 精车 精车能达到加工要求 2 拟定夹具结构方案与绘制夹具草图拟定夹具结构方案与绘制夹具草图 2 12 1 确定工件的定位方案 设计定位装置确定工件的定位方案 设计定位装置 对合螺母加工作为精基准的表面是 F 平面 以及两个 12 孔 而作为精基 准的表面应该提前加工完 在选择粗基准时考虑的重点是如何保证各加工表面 有足够的余量 使不加工表面的尺寸 位置符合图纸要求 因此按照粗基准选 择原则 以 R40 外圆为粗基准来加工底平面 精基准 在对合螺母的加工过 程中定位基准满足基准重合原则 简化了工艺过程的制定 使夹具的设计 制 造简单 降低成本 按照工序分散的原则来拟定工艺路线 对合螺母的加工过程中 各加工工序的组合基本上是按照工序分散的原则 进行的 由于对合螺母的形状复杂 要加工表面不便于集中加工 为了适应大 批量生产的快节奏 必须在各工序采用高效率的专用机床和夹具 以提高生产 率 保证加工质量 使各工序的时间趋于平衡 按一定的节拍组织流水生产 虽然现代生产的发展多趋向于工序集中 但工序分散在大批量生产中仍应用很 广泛 设置定位元件时应考虑工件加工表面的轴线与主轴轴线重合 保证工件的 定位基面 加工表面和主轴三者的轴线重合 工件的燕尾面和两个 12 孔已经加工 两孔到中心线的距离都是 18 0 05 贯彻基准重合原则 工件用燕尾面 C 和 F 在夹具体和活动支撑板 上定位 限制五个自由度 用 12 孔与活动菱形销配合 限制一个自由度 定位装置就是一个夹具体 一个活动支承板和一个活动菱形销 2 根据工件燕尾槽的深度确定活动支撑板的厚度为 20 活动支承板通过推 动螺栓与夹具体连接 夹具体设置成 U 形槽 以便活动支承板稳固活动 2 1 1 加工误差 工件在车床夹具上加工时 加工误差的大小受工件在夹具上的定位误差 D 夹具误差 J 夹具在主轴上的安装误差 A 和加工方法误差 G 的影响 1 定位误差 D F 平面既是工序基准 又是定位基准 基准不重合误差 B 为零 工件在 定位时 定位基准与限位基准 支承板平面 是重合的 基准位移误差 Y 为零 因此 尺寸 35 的定位 D 为零 2 夹具误差 J 夹具误差 限位面基准 支承板上的平面 与止口轴线间的距离误差 即 夹具总图上尺寸 18 的公差 0 25mm 以及限位基面相对基面 A 和燕尾槽上的那 个平面的平行度 垂直度误差 0 05mm 两者公差兼容 3 夹具的安装误差 A A X1max X2max 式中 X1max 过渡盘 主轴的最大配合间隙 X2max 过渡盘与夹具 间的最大配合间隙 设过渡盘与车床主轴的配合为 92H7 js6 查表 92H7 的上偏差为 3 0 035mm 下偏差为 0 92js6 为上下偏差为对称 0 01mm 因 此 X1max 0 035 0 011 mm 0 046mm 夹具体与过渡盘止口的配合尺寸为 160H7 js6 查表 160H7 的上偏差 为 0 040mm 下偏差为 0 160js6 的上偏差为和下偏差为对称偏差 为 0 0125mm 因此 X2max 0 040 0 0125 mm 0 0525mm A 0 0462 0 05252 mm 4 加工方法误差 G 车床夹具的加工方法误差 如车床主轴上 夹具基准 圆柱面轴线 圆锥 面轴线或圆锥孔轴线 与主轴回转轴线间的误差 主轴的径向跳动 车床溜板 进给方向与主轴轴向的平行度或垂直度等 它的大小取决于机床的制造精度 夹具的悬伸长度和离心力的大小等因素 此方案可取 2 22 2 确定工件的夹紧方案 设计夹紧装置确定工件的夹紧方案 设计夹紧装置 车床夹具的夹紧装置必须安全可靠 夹紧力必须克服切削力 离心力等外 力的作用 且自锁可靠 采用压板螺栓将工件上部夹紧 工件下部靠弹簧力使工件靠近固定支撑板 工件装卸是 从上方推开活动支撑板将工件插入 靠弹簧力使工件靠紧固 定支撑板 并略推动工件使活动菱形销销弹入定位孔 12 内 采用带推动 V 形块的机构夹紧 4 推动螺栓和 V 形块不是标准件 根据工件的尺寸来设计 V 形块的尺寸 V 形块放在导轨槽里 并用压板盖住 用螺钉将导轨槽与夹具体连接起来 压板 与导轨槽用圆柱销和菱形销连接 2 32 3 夹具体的设计夹具体的设计 夹具体有适当的精度和尺寸稳定 有足够的强度和刚度 结构工艺性好 排屑方便 在机床上安装稳定可靠 采用铸造铰链式夹具体 铸造夹具体的工艺性好 可铸出各种复杂形状 具有较好的抗压强度 刚度和抗振性 材料为灰铸铁 根据工件尺寸 夹紧装置 定位装置 连接元件设计夹具体的最大尺寸为 250 的圆 厚为 25 长为 258 宽为 164 两个筋板厚为 20 夹具 体通过三个螺栓与过渡盘连接 GB T 5780 2000 2 42 4 确定夹具与机床的连接方式 设计连接元件及安装基面确定夹具与机床的连接方式 设计连接元件及安装基面 因为夹具的径向尺寸较大 因此夹具通过过渡盘与机床主轴连接 过渡盘 与主轴配合 在 c620 机床上 过渡盘以内孔在主轴前端 的定心轴螺纹紧固 轴向由过渡盘端面与主轴前端的台阶面接触 为 防止停车和倒车时因惯性使两者松开 用压块将过渡盘压在主轴上 过渡盘与夹具体的凸缘以 H7 h6 配合 然后用螺栓紧固 根据机床 夹具 体设计过渡盘的尺寸 最大尺寸 250 2 52 5 确定平衡方案 设计平衡装置确定平衡方案 设计平衡装置 对角铁式结构不对称的夹具 设计时应采取平衡措施 以减少由离心力产 生的振动和主轴轴承的磨损 首先根据工件和夹具不平衡部分合成质量的重心 确定平衡块的重心 计 算出工件和夹具不平衡部分的合成质量 m1 然后根据平衡条件确定平衡块的质 量 m2 假设合成质量 m1 集中在重心 A 处 OA R 轴向尺寸为 L 转动时它所产 生的离心力 F1 的近似计算公式 F1 0 01m1Rn 由离心力引起的力矩 M1 为 M1 F1L 5 设平衡块的质量 m2 集中在重心 B 处 OB r 轴向尺寸为 l 则平衡块引 起的离心力 F2 为 F2 0 01m2rn 由 F2 引起的力矩 M2 为 M2 F2l 在综合考虑径向位置和轴向位置平衡的情况下 满足平衡关系 M1 M2 即 0 01m1Rn L 0 01m2rn 化简后 m2 m2RL rl 2 6 绘制夹具图 并标注尺寸 公差及技术要求绘制夹具图 并标注尺寸 公差及技术要求 3 3 总结总结 综上所诉 机床夹具是机械制造业中不可或缺的重要工艺装备 设计的夹 具需要保证机械加工质量 提高生产效率 降低生产成本 减轻劳动程度 实 现生产过程自动化 并保证夹具体安装稳定可靠 通过这次的夹具设计专周 我学会了基本的设计思路和设计要求 学会了 怎样规范的书写设计说明数 总体上有了整体的认识和学习 在设计过程中把 以前学习的知识综合运用了 也考验了自己的知识 在这过程中还提升了自己 的能力 在老师的帮助下