星轮夹具设计说明书

1、星轮夹具设计说明书目录前言3.一、设计题目4.任务4.二、零件及加工工艺分析4.1、零件分析.4.2、工艺分析.5.三、夹具设计6.1、基本要求6.2、设计方案.7.2.1定位面及定位元件的选择 7.2.2夹紧面及夹紧元件的选择 82.3钻套的选择8.2.4钻模板的确定8.2.5夹具体的确定9.2.6其他零件的选择9.3、钻削力的计算1.14、夹紧力的计算115、定位误差分析 13小结1.7参考文献18附件18刖曰随着所学专业知识的增加，我们急需要一个可以运用所学知识的 机会，而课程设计可以作学习与工作间的过渡， 正是一个初步积累经 验的机会。机械制造技术课程设计是在学完了机械制造技术学和大部

2、 分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。 这次夹 具设计紧跟零件工艺设计的脚步，使我们能综合运用机械制造技术学 中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识， 独立地分析和解 决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能 力。通过夹具课程设计，我们系统的了解夹具工艺设计的全过程， 为 我们将来投入实际生产中做了准备。由于对理论知识的掌握不过完善， 实践经验的欠缺，以及个人能力不足，在设计中难免会有考虑不周全 出现错误的地方，恳请老师多多批评指正。17、设计题目：星轮（孔3X *4）专用夹具设计设计任务：夹具总装图1张夹具零件图2张课程设计说明书1份:、零件及加工

3、工艺分析L6M样J三个尺gJufliw曲不怕0'凯2曲珊星轮零件图1、零件分析：星轮多应用于星轮减速器，该种类型的减速器具 有传动效率高、承载能力高、结构紧凑、传动平稳、噪声低、速比范 围大、传动比密宽等特点。星轮材料为45钢，价格适中，加工容易， 经适当的热处理以后可获得一定的韧性、 塑性和耐磨性。零件图如图 一所示。2、工艺分析：星轮零件加工工艺卡如表一所示二过程卡片产品型号零（部）件图号/|儿4双刀口_匕产品名称零（部）件名称星轮材料牌号45钢毛坯种类棒料毛坯外形尺寸每毛坯件数1每台件数1备注序号工序名称工 序 内 容车间工段设备工艺装备1检查毛坯2粗车见工艺附图金CA6140通

4、用夹具3钻孔见工艺附图金CA6140通用夹具4半精车见工艺附图金CA6140通用夹具5退刀槽见工艺附图金CA6140通用夹具6粗镯见工艺附图金CA6140通用夹具7铢键槽见工艺附图金X5012通用夹具8粗铳平面见工艺附图金X5012专用夹具9半精铢平面见工艺附图金X5012专用夹具10钻孔、攻丝见工艺附图金Z535专用夹具11热处理热12磨削（外圆）见工艺附图金M120专用夹具13磨削（平面）见工艺附图金M7112专用夹具14精镯见工艺附图金T611专用夹具15精磨见工艺附图金M250专用夹具编 制日期杭己处记更改文件号日期本次夹具设计所对应的工序如图二所示，要求先用 *2的钻头钻 通孔，再用

5、巾4的钻头加工M孔。二、夹具设计1、基本要求(1) 选择合适的定位元件、夹紧元件、导向元件以及对刀元件；(2) 掌握夹具设计的基本方法和步骤；(3) 根据工序卡对夹具体进行设计，并将各部件进行装配以获得专用夹具的装配图；(4) 掌握各部件的设计原则，尽量采用标准件，提高夹具的通用性和经济性；(5) 掌握尺寸链、夹紧力和切削力的计算。2、设计方案由图二工序图(第十道工序)可知，星轮 8 2、。4孔应选用选用立式钻床加工，由于加工要求主轴转速 400r/min，所以选用Z535进 行加工，为保证设计要求，并根据星轮的加工批量要求而知，应选用 专用夹具。2.1定位面及定位元件的选择由于所要加工的孔对

6、星轮主轴线有垂直度要求，所以选择孔 * 28 作为定位面，选择心轴作为定位元件。另外，为保证钻孔的位置，在 绕X轴的转动方向上加定位销辅助定位。心轴如图三所示。图三心轴2.2夹紧面及夹紧元件的选择由于加工过程中工件要限制六个白由度， 所以选择孔*28两端的 平面作为夹紧面。因为加工过程中需要转动被加工零件， 所以心轴一 端与夹具体以过盈配合形式连接，另一端用螺母锁紧。2.3钻套的选择钻套的作用是确定钻头，较刀等刀具的轴线位置，防止刀具在加 工过程中发生偏斜。根据使用二点，钻套可分为固定式，可换式，快 换式等多种结构形式。由于加工过程中需要使用直径不同的刀具，节省时间，选择快换钻套。2.4钻模板

7、的确定根据加工需要，选择固定式钻模板。如图所示图四钻模板2.5夹具体的确定星轮的结构特点是比较小，设计时应注意夹具体结构尺寸的大小。 夹具体的作用是将定位及夹具装置连接成一体，并能正确安装在机床 上，而且在零件的加工过程中，夹具还要承受夹紧力、切削力以及由 此产生的冲击和振动，因此夹具体必须具有必要的强度和刚度。 切削 过程中产生的切屑有一部分还会落在夹具体上， 切屑积聚过多将影响 工件可靠的定位和夹紧，因此设计夹具体时，必须考虑其结构应便于 排屑。由于铸造夹具体能够铸出各种复杂形状，工艺性好，并且具有 较好的抗压强度、刚度和抗振性，所以夹具体的材料一般采用铸铁，这里选择HT20Q夹具体如图四

8、所示图四夹具体2.6其他零件的选择为了节省零件的加工时间，减少夹具的成本，在同样的情况下采用国标零件，减少因为专用零件的开发要花费很多时间以及成本：螺母、垫圈、螺钉、螺栓、定位销等零件采用国标零件。综上所述，设计夹具总装配图如图五所示。其中：定位销与夹具体连接部分之间的配合为过盈配合；套筒与夹具体之间的配合为过盈配合；心轴与工件之间的配合为间隙配合。综上所述，夹具装配图可设计如图五所示：fl#n,图五夹具装配图3、钻削力的计算刀具：选用不易磨损的硬质合金麻花钻YG8钻©2孔：钻削进给力为Ff =CFfdZFf fyFf KFf=410X 21.2 X 0.i0.75x 1.03= 1

9、72.53N转矩为 M120dZMc f yMcKMc=120x 22'2 x 0.1°.8 x 1.03=90.01N钻M孔：钻削进给力为-ZFf yFfFf fd f f f KFf=410X 41.2 x 0.50.75 x 1.03= 1325.32N转矩为 Mc =120d 矶 fyMc KMc=120x 42'2 x 0.50.8 x 1.03=1498.74N4、夹紧力的计算计算夹紧力是一个很复杂的问题， 一般只能粗略地估算。因为在 加工过程中，工件受到切削力、重力、冲击力、离心力和惯性力等的 作用，从理论上讲，夹紧力的作用效果必须与上述作用力（矩）相平

10、 衡。但是在不同条件下，上述作用力在平衡系中对工件所起的作用是 各不相同的。为了简化夹紧力的计算，通常假设工艺系统是刚性的， 切削过程是稳定的。在这些假设条件下根据切削力实验计算公式求出 切削力，然后找出加工过程中最不利的瞬时状态，按静力学原理求出夹紧力的大小。夹紧力计算公式为Fj =KF 计式中Fj 在最不利条件下由静力平衡计算出的夹紧力F计一一实际需要的夹紧力K安全系数，一般取K=1.5-3所以钻削过程中，在最不利条件下由静力平衡计算出的夹紧力Fj=2X 1325.32N=2650.64N在许多情况下，并不是由夹具的定位支承机构或夹紧机构本身直 接承受工件所受切削力，而是由工件在紧急状态下

11、，工件与定位支承机构及夹紧机构之间所产生的摩擦力来防止工件产生平移或转动，因此在确定夹紧力时，需要考虑各种接触表面之间的摩擦系数。摩擦系数主要取决于工件和支承件，压板之间的接触形式：f1 工件和支承件之间的摩擦系数；f2 工件和压板之间的摩擦系数；查表得f=0.2, f2=0.7在加工过程中，由于工艺的不同，工件材质和加工余量的不同 以及刀具钝化等因素的影响，欲准确地确定所需夹紧力是很困难的。 因此，为了夹紧可靠，必须将计算所得的切削力乘以安全系数作为实 际所需的夹紧力。安全系数：K= K1 X k2 X K3 X k4式中，K1基本安全系数k2加工状态系数k3刀具钝化系数k4切削特点系数查得

12、K1=1.2, K2=12 K3 =1.2, k4=1K=1.2 x 1.2X 1.2X 1 = 1.728夹紧机构所能提供的夹紧力为K Fj 1.728 2650.64>F = 2650.64NWK = = 5089.23N jf1 f20.2 0.7切削力小于夹紧力，所以该夹紧装置可用。5、定位误差分析一批工件依次在夹具中进行定位时，由于工序基准的变动对加工 表面尺寸所造成的极限值之差称为定位误差。 产生定位误差的原因是 工序基准与定位基准不相重合或工序基准白身在位置上发生偏移或 位移所引起的。用夹具装夹工件进行机械加工时，其工艺系统中影响工件加工精 度的因素很多，与夹具有关的因素有

13、：定位误差 P、对刀误差 T、夹具在机床上的安装误差 A和夹具误差 E,在机械加工工艺系统 中，影响加工精度的其它因素综合称为加工方法误差G上述各项误差均导致刀具相对工件的位置不精确而形成总的加工误差£。（1）定位误差 P在本设计中，由于定位基准和工序基准是重合的，所以基准不重合误差为0。当支承面即工件底面对夹具的安装基准（底面）有平行 度误差及支承面对夹具的对刀基准（钻套轴线）有位置误差，被加工 孔的定位误差为移动误差：L = 'LjL = I?。FL3 = L3J转动误差：rrL2 =H"L =H.L故定位误差为Adw( LQ = AL+ ALi ="

14、 +HA©L DW( L2)= '：L2匚 L2= -L2J H 'FL DW( L3)= . 1L3L L3 =、'. L3j H :按标注的测量尺寸：5Lij =5L2j =叭=|±0.07 =0.14.: = . ： ' = .: =0.05100将上述数值代入定位误差计算公式，则得：. ：Dw(L1) =0.14 100 0.05 100 =0.19mm：dw( L2) =0.14 100 0.05 100 = 0.19mmL3) =0.14 100 0.05 100 = 0.19mm(2) 对刀误差 T因为刀具相对于对刀或导向装置不

15、精确造成的加工误差，称为对 刀误差。本工序中麻花钻是采用模板进行导向， 钻孔时导向误差计算 公式为：ch -ckd -dh b-L - K K me p(d - d1)22l即得导向误差T =0.02 2 = 0.04mm(3) 夹具在机床上的安装误差 A因为夹具在机床上的安装不精确而造成的加工误差，称为夹具的安装 误差。一般取：水 A=0.02mm 垂 A=0mm(4) 夹具误差 E因夹具上定位元件，对刀或导向元件及安装基面三者之间 (包括 导向元件与导向元件之间)的位置不精确而造成的加工误差，称为夹 具误差，夹具误差大小取决于夹具零件的加工精度的夹具装配时的调 整和修配精度。一般取 E=0

16、.04mm(5) 加工方法误差 G因机床精度，刀具精度，刀具与机床的位置精度，工艺系统受力 变形和受热变形等因素造成的加工误差，统称为加工方法误差，因该项误差影响因素很多，又不便于计算，所以常根据经验为它留出工件 公差的1/3。计算时可设 G=&k/3。5k工件位置公差取0.20 K G=" =1/3 x 0.20=0.067mm.工件总加工误差' . .二上 2 上 2 上 2 上 2 上 2 p t a e g= 0.142 0.072 0.022 0.042 0.0672=0.176由于该工序要求的加工精度不高，所以此套夹具满足精度要求。小结课程设计是我们专业课

17、程知识综合运用的实践训练， 这是我们迈 向社会、从事职业工作前一个必不可少的过程。“千里之行始于足下”， 通过这次课程设计，我深深地体会到这句千古名言的含义。通过整个完整的设计过程，我首先对已学过的专业知识进行了一 个全面的复习，对于加工工艺的过程也有一个更深的了解。 然后就是 懂得了如何根据所给的零件去设计一个完整的夹具。夹具的设计是一 次将各科目的知识进行综合运用的实践， 通过本次设计，在专业知识 方面有了 一定的进步，在如何利用各种资源查询各类标准， 参考同类 夹具的设计理念和设计方法，提高所设计专用夹具的可行性、经济性 等方面有了长足的进步；综合考虑上次工艺课程设计，通过夹具设计 对上次工艺进行了一定的修改，使得工件的加工工艺编排更加合理。本次夹具设计是一次难得的实践机会， 不仅巩固了已学知识，并且在 如何做好设计，如何利用资源，如何修改设计方案等方面有了一定的 提高。感觉颇深的是机械加工工艺的严谨性， 每一个数据都比较严格 和有相应的规范与出处，以及每一个步骤都不是孤立的，要有全局意 识才能做好设计。但是由于白己相关专业知识知贫乏，