半轴轴承套夹具设计可编辑

1、桂林电子科技大学信息科技学院 夹具课程设计 论文说明书题 目 : 半轴轴承套 夹具设计系 别: 机电工程系专 业 : 机械设计制造及自动化学生姓名:学 号 :指导教师: 冯翠云 职 称: 工程师题目类型 : 理论研究 实验研究 工程设计工程技术研究软件开发2013 年 12 月 14 日摘 要在制造业中 , 夹具是产品在制造各个工艺阶段中地位处在非常重要的工艺装 备之一。在生产中 ,厂家所使用到的夹具的工作效率 , 质量,精度及夹具的使用的可靠性和安全 性, 都会对所要生产的产品的加工质量及生产效率造成决定性的影响。因此夹具选择 , 使用对于厂 家非常重要。夹具用于对加工对象的固定 , 使工件

2、处在正当的加工位置上 , 以便于下一步 的加工需要。夹具的类型分为普通夹具 ,专用夹具 ,组合夹具 ,标准夹具,可调夹具等。我这次是 针对半轴轴承套设计的专用夹具 , 主要参考了机床夹具设计和机床夹具及应用里面所 介绍的一系列方法 , 并大量查阅了 机床夹具设计手册 中的设计参数从而设计出来。 而夹具的主 要作用是保证工件定位正确, 使钻孔达到所需要的要求 , 并对夹具进行合理的设计 , 以保证夹具的精 度, 可靠性和生产率。本次实训夹具设计主要应用了夹具设计的基本方法 , 从而对夹具设计的方法 有一个更加深刻的认识, 系统的整理复习机床夹具设计及应用的相关知识。关键词 : 夹具 ; 半轴轴承

3、套 ; 夹具设计 AbstractIn manufacturing, the fixture is the product status in the manufacturing process stages isone of very important craft equipment. In production, the factory used to clamp workefficiency, quality, reliability and security of the precision and the use of the fixture, will haveto produc

4、e products processing a decisive impact on the quality and productivity. So thefixture selection, use for manufacturer is very importantJig used to fixed on the processing object, make the machining in proper position, in order tofacilitate further processing needs. Fixture types are divided into co

5、mmon fixture, specialfixture, modular fixture, standard clamp, adjustable clamp, etc. Ithis is targeted at half shaftbearing sleeve design of special fixture, the main reference for machine tool fixture designand the machine tool fixture and the application in the introduction of a series of method,

6、 anda lot of access tothe design parameters of the machine tool fixturedesign handbook anddesigned. And jig's main role is to ensure that the workpiece positioning correctly, to meet therequirements, needs of the drilling and carries on the reasonable design of fixture, so as toensure the accura

7、cy of the fixture, reliability and productivityThis practical fixture design mainly applied the basic method of fixture design, andfixture design method is a more profound understanding, system review of machine toolfixture design and application of knowledgeKey words:Fixture; Half shaft bearing sle

8、eve; Fixture design 目 录引言 11 总体分析 21.1 材料23.3定位量 21.3 零 件 精 度 复 杂 度 分析 22 零件工艺分析 22.1 铸件 22.122.1钻23 定位设计 23.1 定位分析23.1.1 定 位 面 的 选 择 33.2 定 位件43.2.1 定 位 面 的 选冷口误差3.3.1 定位误差分析 54 夹紧机构设计 64.1 普通夹紧机构 64.1.1 夹紧装置的组成 64.1.2 常用的夹紧机构 64.2 选 择 适 当 的 夹 紧 机构 84.2.1 螺旋夹紧机构 84.2.2 夹紧力的计算 95 总体结构设计5.1关键零套105.1.

9、15.1.2 钻 模板 105.1.3 夹 具体 105.1.4 支 脚 设计 105.2 总图 106 结论 12谢辞 13参考文献 14桂林电子科技大学信息科技学院毕业设计 (论文)说明书 第 1 页 共 14 页 引言(1) 论文研究的背景及其意义在现代生产制造中 , 机床夹具是一种不可缺少的工艺装备 , 它直接影响着零 件的加工精度、生产率和产品的制造成本等 , 故机床夹具设计是一项重要的技术工 作, 它是各机械制造企业新产品投产 , 老产品改进和工艺更新中的一项重要生产技术准 备工作,也是每一个从事机械加工工艺的技术人员必须掌握的基础知识 , 在机械制造以 及生产技术准备中占有极其重

10、要的地位轴承套作为很多机械装备的重要组成部分 , 有着很重要的作用 :A. 轴承套广泛应用于轻负荷便于拆装的地方。 有许多轴承在装配和拆卸中会 遇到困难,特别在箱体内部轴承的装配受到条件限止 , 应用轴承套解决了装配和拆 卸的难题。B.因为轴承套它可以调整紧松使许多箱体的加工精度得到放宽使箱体加工 的工效大大提高。C .按装套轴套还克服了轴承的轴向窜动。(2) 浅析轴承套的技术发展状况国内轴承工业自上世纪五十年代起轴承套加工工艺及其装备基本沿袭前苏 联的老工艺,普通磨床,半自动磨床 ,摆头磨床和台式磨床大面积使用 ,超精研基本才 用抛光工艺; 六十年代随着“三电技术”(即: 电磁无心夹具 ,

11、电主轴和电感式主动量仪 ) 的重大突破,切入式开始在行业使用 ; 八十年代随着从国外引进加工工艺及设备 技术的消化吸收, 以及行业整体技术水平的提高 , 国内轴承套加工工艺及其装备技术水 平接近国外六十年代末的水平 , 其中洛阳轴承研究所八十年代研制的 ZYS-811 内圆磨床和 VMGC-60沟道超精机基本代表行业先进水平。(3) 研究目的半轴轴承套的夹具设计 ,在这次实训设计中 , 要完成大量的工艺设计 , 定位设 计,定位误差的严谨分析计算 , 和夹紧机构的合理选择以及夹紧力的计算 , 最后 还要对整个夹具进行总体结构设计。培养了夹具设计人员综合利用机床夹具的基本理论和知识方法 , 对现

12、实生产 中所产生的实际问题进行合理的判断分析处理 , 并设计出一套比较合理适用并且经 济的夹具 ,并且确定夹具所要求的各种条件要求。(4) 课题研究的主要内容 本文的主要任务是设计半轴轴承套的钻孔工艺及其夹具设计。 主要设计孔的 加工工艺和钻孔时的夹具设计。本次设计的主要内容如下 :首先完成开题报告 :介绍本次实训夹具设计的背景和意义 , 分析设计的总体 方案及其进度安排。接着是对半轴轴承套的设计。 首先是对零件图进行材料、 产量、零件精度复杂性的分析;然后进行工件的工艺分析 , 制作工艺过程卡 ; 再者进行夹具设计 , 要对 夹具进行桂林电子科技大学信息科技学院毕业设计（论文）说明书 第 2

13、 页 共14 页定位分析, 选择定位元件和计算定位误差 , 对夹紧机构设计 ,选择合适的夹紧 机构,并计算夹紧力 ;最后对总体结构进行设计 ,画出零件图 ,进行装配。 最后对夹具设计的论文做一个主要的工作总结。1 总体分析零件名称为 : 半轴轴承套1.1 材料根据零件图上的要求 ,使用的铸造的方法 ,铸造材料为 :铸铁1.2 产量 根据市场总体规模要求 , 产量定为中批量生产。1.3 零件精度复杂度分析有零件图可知零件不易直接车出 , 需要铸造。同时根据技术要求 :零件需去除 毛刺飞边,铸件表面上不允许有冷隔 ,裂纹, 缩孔和穿透性缺陷及严重的残缺类缺 陷（如欠铸,机械损伤等 ）,并且铸件应该

14、清理干净 ,不得有毛刺 ,飞边,非加工表面上 的浇冒口应清理与铸件表面齐平。并根据零件图的精度要求 , 可知零件精度复杂度 较高。2 零件工艺分析对零件进行简单的工艺分析2.1 铸件下料: 铸铁铸造零件的整体。2.2 磨工艺过程工序号 工序名称 备注1 三爪自定心卡盘夹持工件 , 车端面至保证总长。 无2 磨外圆至精度要求。 无3 磨内圆至精度要求 无2.3 钻工艺过程工序号 工序名称 备注1夹具夹紧工件,钻4X © 10.5至钻通 无2 夹具夹紧工件 , 钻四个 M8 螺纹孔 无3 定位设计3.1 定位分析定位应为工件的工装夹具的任务是对一个或几个工件进行准确地固定定位 全方位定位

15、 , 但不过定位。每个物体由 3 个坐标轴 X、 Y、 Z 决定其空间位置。一个工件也按其加工 要求在一个、桂林电子科技大学信息科技学院毕业设计 （论文）说明书 第 3 页 共 14 页两个或者 3 个平面上确定其位置。如果在一个定位平面大于一个定位需要 的面, 则工件为过定位。工件过定位存在不平衡 , 由此会出现尺寸变化和形状误差。图 3.13.1.1 定位面的选择 ?工件在工装夹具中可以按其加工状态和形状以其未加工面、 已加工面、 孔或 其他结构元素定位。定位面原则上是选择用作测定要加工面尺寸的工件表面和形 状。对于未加工的铸件 , 常常是适当的选择一个或两个预加工的面用作定位面。图 3.

16、2由之前的工艺过程 , 半轴轴承套经过铸造后 , 对其底部进行了加工 ,所以选择 底部桂林电子科技大学信息科技学院毕业设计 （论文）说明书 第 4 页 共 14 页 作为定位面比较合适。3.2 定位件在工装夹具制造中 , 作为定位件是采用支座 , 挡块,螺旋,销钉, 三棱形或环形 接受件及其接受板。 所有的定位件都是由工具钢或渗碳钢制作并进相应淬火处 理以减少其磨损。图 3.33.2.1 定位面的选择 ?定位分析 :a、支承板与工件底面接触,约束了三个自由度（Z向,绕X旋转,绕丫旋转）b、圆柱销与孔接触,约束了两个自由度（X向,Y向）在此，根据零件的情况 和定位夹紧需求 , 选择使用通孔圆柱定

17、位销 （如图 3.4） 。图 3.4 桂林电子科技大学信息科技学院毕业设计（论文）说明书 第 5 页共 14 页c、 工件© 92的圆的被车削平面和挡销（防转）接触，约束一个自由度（绕Z 旋转） 挡销的种类有很多 ,根据要求,选择使用弹簧挡销。类型有如下几种 : 在 此选择使用平头型的 , 可以选择自行设计或者购买。3.3 定位误差由于定位引起的同一批工件的工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量 ,成 为定位误差,以表示。定位误差研究的主要对象是工序基准和定位基准。它的变动量将影D响工件的尺寸精度和位置精度。3.3.1 定位误差分析 ?（1）工件底面与支承板接触 , 由于地面已经达到加

18、工要求 , 所以认为工序尺寸的基准位移误差为 0（2）定位轴与圆孔孔定位, 其中由基孔制制定定位轴圆柱销的直径 为 : ?47 ?0.009（ 基孔制代号 :H7/g6）, 则: 工序尺寸为：38.5mm0（定位基准与工序基准重合）B已知? 0.025,? 0.009,X0mmD d 0 min则得:X0.0250.0090.034mmY D d 0 min所以:0.034mmD Y 平行度公差 0 ,L8mm,L64.3mmB 1 2则? ?X L L0.034 ?864.30.004mmY D d 0 min 1 2则平行度定位误差为 0.004mmD 丫桂林电子科技大学信息科技学院毕业设

19、计（论文）说明书 第6页共14 页4 夹紧机构设计4.1 普通夹紧机构夹具的基本夹紧机构已经典型化和标准化4.1.1 夹紧装置的组成 ?夹紧装置由两个基本部分组成。(1) 动力装置夹紧力的来源于人力或者某种动力装置。 用人力对工件进行夹紧称为手动夹 紧。用各种动力装置产生夹紧作用力进行夹紧称为机动夹紧。常用的动力装置有 : 液压、气动、电磁、电动和真空装置等。(2) 夹紧机构一般把夹紧元件和中间传递机构和成为夹紧机构。中间传递机构 它是在动力装置与夹紧元件之间 , 传递夹紧力的机构。其主 要作用有:改变作用力的方向和大小 ;夹紧工件后的自锁性能 ,保证夹紧可靠 , 尤其 在手动夹具中。夹紧元件

20、是执行元件 ,它直接与工件接触 , 最终完成夹紧任务。4.1.2 常用的夹紧机构 ?常用的典型夹紧机构有斜楔夹紧机构、 螺旋夹紧机构、 偏心夹紧机构及铰链 夹紧机构等。(1) 斜楔夹紧机构原理 : 采用斜楔作为传力元件或者夹紧元件的夹紧机构称为斜楔夹紧机构。斜楔主要是利用其斜面移动时所产生的压力来夹紧工件的。特点和应用范围 : 斜楔夹紧机构的优点是结构简单 ,易于制造 , 具有良好的 自锁性,并有增力作用。其缺点是增力比小 ,夹紧行程小 ,且动作慢,故很少用于手 动夹紧机构中, 而在机动夹紧机构中应用广泛。如例图 4.1:图 4.1 桂林电子科技大学信息科技学院毕业设计 ( 论文 ) 说明书

21、第 7 页 共 14 页(2) 螺旋夹紧机构螺旋夹紧机构可分为简单螺旋夹紧机构、 螺旋压板夹紧机构、 快速螺旋夹紧 机构三大类。 简单螺旋夹紧机构 : 单个螺旋夹紧机构直接用螺钉或螺母夹紧工件的机 构。如图4.2:图 4.2单个螺旋夹紧机构夹紧动作慢 , 装卸工件费时 ,为克服这一缺点 , 可采用各种 快速螺旋夹紧机构。螺旋压板夹紧机构 : 采用压板作为夹紧元件的机构成为螺旋压板夹紧机螺旋夹紧机构具有结构简单、制造容易、自锁性能好、夹紧可靠,是手动夹紧中常用的一种夹紧机构。 快速螺旋夹紧机构 : 为了减少辅助时间 , 可以使用各种快速接近或快速撤 离工件的螺旋夹紧机构。在手动夹紧装置中被广泛使

22、用。(3) 偏心夹紧机构原理: 用偏心件直接或间接夹紧工件的机构 ,称为偏心夹紧机构。常用的偏 心件是圆偏心轮和偏心轴。特点和应用范围 :偏心夹紧机构操作方便、 夹紧迅速,但夹紧力和行程较小般用于切削力不大、振动小、夹压面公差小的情况。如例图 4.3: 桂林电子 科技大学信息科技学院毕业设计 (论文)说明书 第 8 页 共 14 页图 4.3(4) 铰链夹紧机构常用的铰链夹紧机构的三种基本结构 :1. 单臂铰链夹紧机构 ;2. 双臂单作 用铰链夹紧机构 ;3. 双臂双作用铰链夹紧机构。特点和应用范围 :铰链夹紧机构是一种增力机构 ,其结构简单 ,增力比大,摩擦损失小,但一般不具备自锁性能 ,

23、常与具有自锁性能的机构组成复合夹紧机 构。所以铰链夹紧机构适用于多点、多件夹紧 , 在气动、液压夹具中获得广泛应用。如 例图 4.4:图 4.4(5) 联动夹紧机构(6) 定心夹紧机构4.2 选择适当的夹紧机构根据半轴轴承套的设计要求 , 在综合常用夹紧机构的原理和作用 ,综合分析 后选用螺旋夹紧机构。4.2.1 螺旋夹紧 ?螺旋夹紧机构可分为三大类 ,根据工件的要求选择 : 快速螺旋夹紧机构。 桂 林电子科技大学信息科技学院毕业设计 (论文)说明书 第 9 页 共 14 页快速螺旋夹紧的方式有很多 ,比如有: 快速垫圈、快卸螺母、回转压板夹紧机 构、快卸螺杆等。其中选用快卸垫圈比较合适。如例

24、图 4.5:图 4.54.2.2 夹紧力的计算 ?(1) 方案设计 半轴轴承套夹紧力的方向和作用点如图 4.6 所示 ;图 4.6（2） 验算夹紧力按工件材料及切削用量（砖头直径d10.5mm进给量f0.3mm/r ）,设算的钻0削扭矩大约为 M40N ?口轴向力为F4000N ,C f由螺旋夹紧机构的公式得 ,压板（快卸垫圈）的夹紧力:KM 240CF? NWK3 3fr' 1 0.0550.0470.15?2 23 0.0550.047其中, 摩擦系数 f0.15, 安全系数 K2。5 总体结构设计5.1 关键零件设计由于被钻孔的直径大于10mm,应选用固定式钻模。桂林电子科技大学

25、信息科技学院毕业设计 （论文）说明书 第 10 页 共 14 页5.1.1 钻套?采用固定钻套 , 安装于钻模板中 , 配合为 H7/n6。钻套已经标准化 , 根据实际要求查阅相关手册后 ,选用:0.034 ?0.023d?10.5F7 ,D?18n6 ,H12 / 20 / 25,h40.016 ?0.012a.基轴制间隙配合。钻孔时公差用 F7 b.导向高度取H20mm.排屑空间取 h0.3 0.7d4mm5.1.2 钻模板 ?根据设计要求 , 选用铰链式钻模板。5.1.3 夹具体 ?铸造, 自行设计。5.1.4 支脚设计 ?为了减少夹具体与机床工作台的接触面积 , 使夹具能够平稳地放置 , 可以对 夹具设计支脚。支脚的结构只要有 :1. 矩形截面支脚 ;2. 圆形截面支脚。在此, 选用矩形截面支脚。5.2 总图总装配图如下图 : 桂林电子科技大学信息科技学院毕业设计 （论文 ） 说明书 第 11 页 共 14 页桂林电子科技大学信息科技学院毕业设计 （论文 ） 说明书 第 12 页 共 14 页6 结论一直以来, 我对机床夹具设计这门课的认识只是书本上的。虽然在以前 也有过对夹具相关方面的知识进行了解 , 但是实际动手设计的机会很少。经过这一 次实训,我才发现自己学得知识并不