普通车床夹具设计

1目录摘要.7一零件的工艺分析.81.1零件的结构特点.81.2选择定位基准.91.3制定工艺路线.9二车床夹具设计.102.1定位基准的选择.102.2装配图.112.3定位、夹紧方法.112.4定位误差的分析.122.5估算夹紧力.132.6配重块设计、计算.14三夹具装配方法.18毕业设计评定表.21参考资料致谢2摘要轴承座的用途轴承座的作用：轴承座是用来支撑轴承的，固定轴承的外圈，仅仅让内圈转动，外圈保持不动，始终与传动的方向保持一致（比如电机运转方向），并且保持平衡。因为此零件为大批量生产，为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动法强度，需做一种专用夹具，省去加工中繁琐的工序。我们已经学习了机械制造工艺和夹具，对夹具设计有了初步的了解。对于一种批量较大的产品可设计制造一种专业夹具，操作迅速方便，减少了工人的劳动量，可获得较高的加工精度和生产率，对工人的技术水平要求也相对较低。但专用夹具设计制造周期长、夹具制造费用较高。专用夹具的针对性极强、没有通用性，很明显只能适用于产品相对稳定的大批量生产中。由于所学知识有限，设计能力有限，在设计中难免会有许多错误和不足，恳请老师给予批评指正。3一.零件的工艺分析零件图1.1零件的结构特点轴承座如图，该零件是起支撑轴作用。零件的主要工作表面为30的内孔表面。主要配合面是15的轴孔，零件比较简单。从零件材料及力学性能要求，零件的结构形状与大小，生产类型，现有的生产条件，充分利用新工艺，新材料等多方面综合考虑选择模锻加工工艺中的锤上模锻。零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，用于承受较大载荷的小截面调质件和应力较小的大型淬火件，不适合磨削为此以下是轴承座需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：l）15+0.0180mm轴承孔可以用车床加工、也可以用铣床镗孔。2）轴承孔两侧面用铣床加工，以便加工2mm1mm槽。3）两个10+0.0180mm定位销孔，与销要过渡配合，精度达到IT8，要先钻后铰才能达到要求。4）侧视图右侧面对基准C（15+0.0180mm轴线）的垂直度检查，可将工件4用15mm心轴安装在偏摆仪上，再用百分表测工件右侧面，这时转动心轴，百分表最大与最小差值为垂直度偏差值。5）主视图上平面对基准C（15+0.0180mm轴线）的平行度检查，可将轴承座15+0.0180mm孔穿入心轴，并用两块等高垫铁将主视图上平面垫起，这时用百分表分别测量心轴两端最高点，其差值即为平行度误差值。6）俯视图两侧面平行度及主视图上平面平面度的检查，可将工件放在平台上，用百分表测出。1.2选择定位基准：1.粗基准的选择：以轴承孔两侧毛坯为主要的定位粗基准2.精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以已加工底面为主要的定位精基准,10mm的螺栓孔为定位精基准。1.3.制定工艺路线根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用卧式铣床、摇臂钻床、卧式车床及专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：工序1时效处理工序2铸件内外非加工表面彻底清洗干净，涂耐油漆同时检查铸件是否有缺陷。工序3夹轴承孔两侧毛坯，铣轴承座底面，照顾尺寸30mm和表面粗糙度。工序4钻10的孔。工序5以已加工底面和沉头孔定位基准，在轴孔处压紧，铣主视图上平面及轴承孔左、右侧面42mm。5工序6刨2mm1mm槽，照顾底面厚度15mm。工序7夹42mm两侧面，按底面找正，铣四侧面，保证尺寸38mm和82mm。工序8钻10+0.0180mm的销孔，保证孔的尺寸及公差。工序9以底面及沉头孔定位，采用专用夹具装夹工件，钻15+0.0180mm保证15+0.0180mm中心至上平面距离15+0.0180mm工序10以底面及沉头孔定位，在未加工的圆柱表面夹紧。采用弯板式专用夹具装夹工件，车15+0.0180mm，保证15+0.0180mm中心至上平面距离15及15+0.0180mm的表面粗糙度0.8.工序11去毛刺工序12总检入库6二车床夹具设计2.1定位基准的选择据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。方案一；整个轴承座的截面定位限制两个自由度轴承座的底面定位限制三个自由度侧面定位限制一个自由度方案二；轴承座的底面定位限制三个自由度侧面定位限制一个自由度轴承孔外端面定位限制两个自由度方案选择；选择方案一：因为方案一是按照基准统一重合原则确定的，有利于夹具的设计制造，夹紧力方向指定位元件刚性较大的方向，定位相对简单。72.2装配图GB/T6170-24GB/T5782-0J.961=2.3定位、夹紧方法A.圆盘与过渡轴为过盈配合。安装后进行焊接，焊接后在车床上加工以保证两者的同轴度。同时平圆面保证圆面与旋转轴的垂直度和表面粗糙度。B.利用轴承座具有的两个10孔，在L形托架钻对应位置两个孔，用M10的螺栓、螺母固定。L形托架上与轴承座接触的两个面保证垂直度高于轴承座，同时保证后立面的垂直度。安装时两个面需紧贴。C.使用定位销定位轴承座的轴向位置，以便排屑。定位销与圆盘为过盈配合，安装后需在磨床上加工保证定位销端面共面。8D.使用螺杆对称分布，确定L形托架径向位置，以保证所加工孔与夹具旋转中心重合。用螺栓螺母在轴向位置将L形托架固定在夹具圆盘上。E.用设计好的配重块平衡夹具质心。2.4定位误差分析工件以一平面以及两圆孔为定位基准时，夹具上两定位销的尺寸及定位孔误差的计算，工件以一平面及两圆孔为定位基准时，为补偿工件两定位孔的孔径和孔距误差及夹具两定位销的直径和距离误差，避免工件不能套入定位销，两夹具两定位销应采用一圆柱销和一菱形销。1)两定位销中心距：Lx=Lg=50mmLg工件两定位孔的中心2)两定位销中心距的公差：=0.3x3)圆柱销直径的名义值：d1=D1D1与圆柱销相配合的工件定位孔的最小直径（mm）公差取值：g6所以9D1=909.254)菱形销宽度：查表得：b=4B=16-2=1495)补偿距离：ml045.)9.(2106)菱形销圆弧部分与其相配合的工件空位孔间的最小间隙Db025.1645.02min2D2与菱形销相配合的工件定位孔的最小直径（mm）7)菱形销最大直径：d2=D2=16注：公差值取h6min2015.8)两定位销所产生的最大角度误差072.2tanmaxax1L=0.027+0.025=0.052max1=0.019+0.015=0.034ax2式中夹具圆柱销与其配合的工件定位孔间的最大间ma1隙夹具菱形销与其相配合的工件定位孔间的最大间隙max2应保证(式中工件允许的最大倾斜角度)2.5估算夹紧力本工件采用钻削的方式，因此根据夹具设计手册表1-2-7可得，切削力pxKDfP7.0610D钻头直径f每转进给量(mm)Kp修正系数查表1-2-8可得，Kp=0.4=66740.360.70.4=522NpxDfP7.06查机械设计手册可得，摩擦因数2.0理论夹紧力F=NPx5.237.05实际夹紧力FK=FKK安全系数。对于该工件的加工，安全系数K可按下式计算：K=1.01.01.01.31.01.0=1.3实际夹紧力FK=2372.51.3=3084.25N取实际夹紧力FK=3.5KN.由于夹紧力和扭矩都不大，完全符合机床的要求！导向方案的选择由于零件是批量生产，考虑钻模磨损后可以更换，选择标准结构的可换钻模。根据夹具的手册表1-7-4，钻模至工件表面的距离按选取，考虑本工序加工时钻头较细，防止md128)5.1(切屑将钻头憋断，应有足够的排屑空间，钻套至工件表面的距离取10mm。2.6配重块设计、计算使用各部分质心的质径积合成相等方法，计算设计配重块。11实际质心位置分布如图所示A.各部分体积质量计算：轴承座底座：3276015.0215403mVg.76.m轴承座Y-Z面肋板：AuotCAD分析340mVg5.312.740.3轴承座X-Z面肋板：AuotCAD分析37.51mL形托架对称部分：322210865.10)50(8.3mV12g6.9381.7120.86mL形托架左边部分：3m7505V.除去抵消部分后的定位销:32.1)8(3.9g7.0.52m螺栓螺母组合：(1).螺栓六角部分：38.162mVg7.(2).螺母六角部分：34m2.851.6.1(3).螺纹部分：3506.909mVlgl2581.76.350380.0.9lgml4081.73.580夹具体开螺栓孔：329.mVg10.48.79.1B：求合成质径积mr（1）各部分质径积径向定位销：137.8592.5=726.13.9-33.5=-130.6轴向螺栓组：66110=7260径向螺栓组：1392.92=249313124.22=3229.2251102=5500轴承座：312.557.13=17853.1193.862.76=12168.7551.592.5=51013.8L形托架对称部分：938.6110=103246夹具体开螺栓孔：10.4-110=1144L形托架左边部分：137124.69=17082与竖直方向上夹角71.34)5.102arctn(求和的竖直方向上质径积mr=20221514(2)合成各方向质径积21650)17.3480cos(1722051782mr偏角：54.2)21650708arcos(22(3)求配重质量及质心回转半径令回转r=100mm，圆柱体配重高h=55mm配重半径mR405108.721650考虑固定螺栓后反向计算：21786108.712.4022mr由逼近法，回转半径r=99.44mm综上，配重块为40厚20的45钢制作的圆柱体，中心钻8的中心通孔。夹具体开可调整螺栓孔，长度l=20mm，R=5.25mm。15三夹具的装配方法先将L型托架固定在圆盘上用螺栓连接，再将配种块固定再圆盘上用螺栓连接，然后再用螺栓将圆盘固定在车床卡盘上。16参考文献：1刘守勇,陈殿学，刘彦竹，机械制造工艺与机床夹具,机械工业出版社,1999.102徐嘉元,曾家驹，机械制造工艺学，机械工业出版社,2007.13文斌主编，管接头和管件选用手册，机械工业出版社,2006.14王光斗,王春福,张继信等，机床夹具设计手册，上海科学技术出版社，1980.15邓昭铭，张莹，机械设计基础，高等教育出版社，第二版，2000.76陈于萍，周兆龙，何小龙，互换性与测量技术基础，第二版，2007.27王孝达主编，金属工艺学，高等教育出版社，1997.78刘小年,陈婷,崔建军,机械制图,第二版，机械工业出版社，2004.59丁树模,周骥平主编,液压传动,第二版，2006.110范厚军主编，紧固件手册，江西科学技术出版社，2004.111刘承启主编，新编铣工计算手册，机械工业出版社，2001.512孙靖民，米成秋主编，机械结构优化设计，哈尔滨工业大学出版社1986.513汪琪，李钧主编，机械设计计算，中国致公出版社，1998.514成大先主