機械系畢業(yè)論文軸承蓋鉆孔夾具設(shè)計

1、 畢業(yè)論文（設(shè)計）題 目 軸承蓋鉆孔夾具設(shè)計 系（分院） 專業(yè)班級 指導(dǎo)教師 姓名 職稱 日 期 遼寧職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書專業(yè)班級 學(xué)生姓名 題 目 軸承蓋鉆孔夾具設(shè)計 上交論文（報告）日期： 答辯日期： 指導(dǎo)日期： 本人聲明我聲明，本論文及設(shè)計工作是由本人在指導(dǎo)導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立完成。盡我所知，在完成論文時利用的一切資料均已在參考文獻中列出。若有不實之處，本人愿意承擔相關(guān)法律責任。作 者 簽 名 ： 日期： 年 月 日目錄摘要V1引言11.1夾具的功能1保證加工質(zhì)量1提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本1擴大機床工藝范圍1減輕工人勞動強度，保證安全生產(chǎn)11.2機床夾具的類型12夾具的總體方案設(shè)

2、計22.1 對工件進行分析22.2 綜合設(shè)計的內(nèi)容及步驟3專用夾具的基本要求3夾具設(shè)計的一般步驟4夾具設(shè)計中的幾個重要問題4夾具的結(jié)構(gòu)工藝性分析4夾具精度分析43 夾具設(shè)計的步驟53.1專用夾具的基本要求5保證加工精度5夾具的總體方案應(yīng)與年生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)5安全、方便、減輕勞動強度5排屑順暢5機床夾具應(yīng)具有良好的強度、剛度和結(jié)構(gòu)工藝性53.2 專用夾具設(shè)計的一般步驟5明確設(shè)計任務(wù)與收集設(shè)計原始材料5擬定夾具結(jié)構(gòu)方案，繪制夾具草圖6進行必要的分析計算6繪制夾具草圖63.2.5 繪制夾具零件圖64夾具零部件的結(jié)構(gòu)選擇64.1 夾具模板6固定式鉆模板7鉸鏈式鉆模板7分離式鉆模板8懸掛式鉆模板84.2

3、長型固定鉆套94.3 緊固螺栓墊片104.4 壓板104.5 緊固螺栓114.6 支撐腿114.7 裝配圖125夾具精度的分析計算及校核125.1機床夾具設(shè)計的過程及方案125.1.1 精度的分析125.1.2 確定夾具結(jié)構(gòu)方案，選擇定位元件13（3）確定夾緊機構(gòu)135.1.3 主要零件、部件及總體尺寸的尺寸確定135.2 加工精度分析、計算與評審145.2.1 加工精度分析145.2.2 加工精度計算及評審145.2.3 鉆孔切削力及力矩16參考文獻18致謝19摘要本次課程設(shè)計確定了軸承蓋從鑄件毛坯到成品在大量成批生產(chǎn)時的工藝過程，同時設(shè)計了其中一道鉆孔工序的夾具。在夾具設(shè)計中，先確定工件的

4、基準，然后通過一面以銷定位，將工件固定加緊在夾具上，在此計算了加緊力和夾具體的各項誤差等。本次設(shè)計基本達到了要求，只是在夾具的設(shè)計中沒能提出多方案進行分析比較，有所不足。關(guān)鍵詞：夾具設(shè)計 專用夾具 支撐腿 加工精度1引言1.1夾具的功能保證加工質(zhì)量 使用機床夾具的首要任務(wù)是保證加工精度，特別是保證被加工工件加工面與定位面之間以及被加工表面相互之間的位置精度。使用機床夾具后，這種精度主要靠夾具和機床來保證，不再依賴工人的技術(shù)水平。提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本 使用夾具后可減少劃線、找正的輔助時間，且易實現(xiàn)多件、多工位加工。在現(xiàn)代機床加工中，廣泛采用氣動、液動等機動加緊裝置，可是輔助時間進一步減少。

5、擴大機床工藝范圍 在機床上使用夾具可使加工變得方便，并可擴大機床的工藝范圍。例如，在機床或鉆床上使用鏜模，可以代替鏜床鏜孔。又如，使用靠模夾具，可在車床或銑床上進行仿形加工。減輕工人勞動強度，保證安全生產(chǎn)1.2機床夾具的類型機床夾具通常有三種分類方法，即按應(yīng)用范圍、夾緊動力源和使用機床來分類。（1）按應(yīng)用范圍分：通用夾具、通用可調(diào)整夾具、專用夾具、組合夾具、成組夾具、拼拆式夾具。（2）按夾具動力源分類：手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、氣液增壓夾具、電動夾具、磁力夾具、真空夾具、離心力夾具、其他。（3）按使用機床分類：車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、齒輪機床夾具、其他機床夾具。通

6、用夾具是在普通機床上一般都附有通用夾具，如車床上的卡盤，銑床上的回轉(zhuǎn)工作臺，分度頭，頂尖座等。它們都一標準化了，具有一定的通用性，可以用來安裝一定形狀尺寸范圍內(nèi)的各種工件而不需要進行特殊的調(diào)整。通用可調(diào)整式夾具的特點是夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調(diào)整，以適應(yīng)不同零件的加工。專用夾具是為了適應(yīng)某一工件的某一工序加工的要求而專門設(shè)計制造的。組合夾具是由一套標準化的夾具元件，根據(jù)零件的加工要求拼裝組成。不同元件的不同組合和聯(lián)接可構(gòu)成不同結(jié)構(gòu)和用途的夾具。夾具用完后，元件可以拆卸重復(fù)使用。 成組夾具是用于零件成組加工的夾具。它的加工對象較之可調(diào)整夾具更明確，適用范圍更廣一些。 拼拆式夾具是將標

7、準化的、可互換的零部件裝在基礎(chǔ)件上或直接裝在機床工作臺上，并利用調(diào)整件裝配而成。當某種零件加工完畢，即把夾具拆開，將這些標準零部件放入倉庫中，以便重復(fù)用于裝配成加工另一零件的夾具。這種夾具是通過調(diào)整其活動部分和更換定位元件的方式重新調(diào)整的。 本課程設(shè)計研究了翻轉(zhuǎn)式夾具，闡述了翻轉(zhuǎn)式夾具的工作原理，對翻轉(zhuǎn)式夾具的各零部件做了較為詳細的設(shè)計計算，并對一些標準件進行了選型，且進行了相關(guān)的強度校核。2夾具的總體方案設(shè)計2.1 對工件進行分析軸承蓋的作用一是為了固定軸承進行軸向定位，二是起密封保護作用，防止軸承進入塵土等進入軸承造成損壞。除它本身可以防塵和密封外，它常和密封件配合以達到密封的作用。如圖1

8、示： 圖1 軸承蓋通過對零件圖的分析，因零件的尺寸不大，且精度要求較高，所以選用翻轉(zhuǎn)式夾具。2.2 綜合設(shè)計的內(nèi)容及步驟專用夾具的基本要求 （1）專用夾具應(yīng)有合理的定位方案，標注合適的尺寸、公差和技術(shù)要求，并進行必要的精度分析，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。（2）提高生產(chǎn)率 應(yīng)根據(jù)工件生產(chǎn)批量的大小設(shè)計不同復(fù)雜程度的高效夾具，以縮短輔助時間，提高生產(chǎn)效率。（3）工藝性好 專用夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單、合理，便于加工、裝配、檢驗和維修。 專用夾具的制造屬于單件生產(chǎn)。當最終精度由調(diào)整或修配保證時，夾具上應(yīng)設(shè)置調(diào)整或修配機構(gòu)，如設(shè)置適當?shù)恼{(diào)整間隙，采用可修磨的墊片等。（4）使用性好專用夾具的操作應(yīng)簡便、

9、省力、安全可靠，排屑應(yīng)方便，必要時可設(shè)置排屑機構(gòu)。（5）經(jīng)濟性好除考慮專用夾具本身結(jié)構(gòu)簡單、標準化程度高、成本低廉外，還應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)對夾具方案進行必要的經(jīng)濟分析，以考慮夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟效益。 夾具設(shè)計的一般步驟（1）明確設(shè)計任務(wù)與收集設(shè)計材料（2）確定夾具設(shè)計方案與繪制夾具草圖（3）進行必要的分析計算（4）審查方案與改進設(shè)計（5）繪制夾具裝配總圖（6）繪制夾具零件圖夾具設(shè)計中的幾個重要問題（1）清根問題 在設(shè)計端面和內(nèi)孔定位的夾具時，會遇到夾具體定位端面和定位外圓交界處的清根問題。（2）讓刀問題在設(shè)計圓盤類刀具（如銑刀、砂輪等）加工的家具時，會存在讓刀問題。（3）更換問題（4）防松問題夾具

10、的結(jié)構(gòu)工藝性分析 夾具的結(jié)構(gòu)工藝性指夾具制造、檢驗、裝配、調(diào)試、維修的方便性。為保證良好的工藝性，應(yīng)做到：盡量選用標準件、通用件：各種專用件要易于制造。夾具精度分析 加工精度較高時，應(yīng)進行加工精度分析。具體分析見第四章。3 夾具設(shè)計的步驟3.1專用夾具的基本要求保證加工精度這是必須做到的最基本要求，其關(guān)鍵是正確的定位、夾緊和導(dǎo)向方案，夾具制造的技術(shù)要求，定位誤差的分析和驗算。夾具的總體方案應(yīng)與年生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)在大批量生產(chǎn)時，盡量采用快速與高效的定位、夾緊機構(gòu)和動力裝置，提高自動化程度，符合生產(chǎn)節(jié)拍要求。在中、小批量生產(chǎn)時，夾具應(yīng)有一定的可調(diào)性，以適應(yīng)多品種工件的加工。安全、方便、減輕勞動強度機

11、床夾具要有工作安全性考慮，必要時加裝保護裝置。要符合工人的操作位置和習慣，有合適的工件裝卸位置和空間，使工人操作方便。大批量生產(chǎn)和工件笨重時，盡可能減輕工人勞動強度。排屑順暢機床夾具中積聚切屑會影響到工件的定位精度，切屑的熱量會使工件和夾具產(chǎn)生熱變形，影響加工精度。清理切屑將增加輔助時間、降低生產(chǎn)率，因此夾具設(shè)計中要對排屑問題給予足夠的重視。機床夾具應(yīng)具有良好的強度、剛度和結(jié)構(gòu)工藝性機床夾具設(shè)計時，要考慮方便制造、檢測、調(diào)整和裝配，有利于提高夾具的制造精度。3.2 專用夾具設(shè)計的一般步驟明確設(shè)計任務(wù)與收集設(shè)計原始材料（1）了解加工零件的零件圖、毛坯圖及加工工藝過程，該工序的加工內(nèi)容及工序圖，了

12、解該工序所使用的設(shè)備、刀具、量具等工藝裝備，生產(chǎn)節(jié)拍等參數(shù)。（2）了解零件的生產(chǎn)類型，這是決定夾具采用簡單疾結(jié)構(gòu)或復(fù)雜結(jié)構(gòu)的依據(jù)。（3）收集該夾具所使用的機床的資料，注要指與夾具連接部分的安裝尺寸。（4）收集所使用的刀具的資料，如刀具的精度、安裝方式、使用要求及技術(shù)條件。（5）了解夾具制造廠房的能力和使用條件。（6）收集有關(guān)夾具零部件的標準（包括國際、部標、企標、廠標），典型夾具結(jié)構(gòu)圖冊等。擬定夾具結(jié)構(gòu)方案，繪制夾具草圖（1）根據(jù)工件的加工要求和結(jié)構(gòu)形狀，確定工件的定位方式，選擇或設(shè)計定位裝置，必要時，計算定位誤差。（2）確定工件夾緊方案，設(shè)計夾緊裝置。（3）確定其它裝置及元件的結(jié)構(gòu)形式如：定

13、向、導(dǎo)向、分度、對刀裝置等。（4）確定夾具體的結(jié)構(gòu)形式和夾具在機床上的安裝方式。（5）繪制夾具草圖，最好考慮幾種方案經(jīng)過分析比較，從中選出合理的方案。進行必要的分析計算 工件的加工精度較高時，應(yīng)進行工件加工精度分析。有動力裝置的夾具，需計算夾緊力。當有幾種夾具方案時，可進行技術(shù)經(jīng)濟分析，選用比較合理的方案。繪制夾具草圖 按國家制圖標準繪制，盡可能采用比例1:1，主視圖按夾具面對操作者的方向繪制。被加工零件用雙點劃線表示。 繪制夾具零件圖夾具中的非標準零件均要畫零件圖，并按夾具總圖要求，確定零件的尺寸，公差及技術(shù)要求。4夾具零部件的結(jié)構(gòu)選擇4.1 夾具模板鉆模板用于安裝鉆套。鉆模板與夾具的連接方

14、式有固定式、鉸鏈式、分離式、懸掛式等幾種。固定式鉆模板1定位銷；2螺釘； 3鉆模板； 4夾具體圖2固定式鉆模板鉸鏈式鉆模板 1鉸鏈銷；2夾具體；3鉸鏈座；4支撐釘；5鉆模板；6菱形螺母 圖3鉸鏈式鉆模板分離式鉆模板 1鉆模板；2鉆套；3壓板（圖b為螺釘）；4工件圖4分離式鉆模板懸掛式鉆模板 1夾具體；2導(dǎo)柱；3工件；4鉆模板；5彈簧；6多軸滑動頭圖5懸掛式鉆模板本設(shè)計的鉆模板如圖6示：圖6夾具模板4.2 長型固定鉆套 材料：d26 mm T10A 熱處理：T10A HRC 5864圖7長型固定鉆套4.3 緊固螺栓墊片圖8墊片4.4 壓板圖9壓板4.5 緊固螺栓 本設(shè)計所選用的螺栓型號為GB/T

15、 5780-2000 六角螺栓-A級。 圖10緊固螺栓4.6 支撐腿 螺母為GB/T 41-2000六角螺母C級，墊片為GB/T 859-1987輕型彈簧墊圈。圖11支撐腿4.7 裝配圖 圖12裝配圖5夾具精度的分析計算及校核5.1機床夾具設(shè)計的過程及方案5.1.1 精度的分析夾具的主要功能是用來保證零件加工的位置精度。使用夾具加工時，影響被加工零件位置精度的誤差因素主要有三個方面：（1）定位誤差 （2）夾具制造與裝夾誤差 （3）加工過程誤差 在加工過程中由于工藝系統(tǒng)(除夾具外)的幾何誤差、受力變形、熱變形、磨損以及各種隨機因素所造成的加工誤差，用GC表示。上述各項誤差中，第一項與第二項與夾具

16、有關(guān)，第三項與夾具無關(guān)。顯然，為了保證零件的加工精度，應(yīng)使：式中，T 為零件有關(guān)的位置公差。上式即為確定和檢驗夾具精度的基本公式。通常要求給GC留三分之一的零件公差，即應(yīng)使夾具有關(guān)誤差限制在零件公差2/3的范圍內(nèi)。當零件生產(chǎn)批零較大時，為了保證夾具的使用壽命，在制定夾具公差時，還應(yīng)考慮留有一定的夾具磨損公差。5.1.2 確定夾具結(jié)構(gòu)方案，選擇定位元件 （1）基準的方案設(shè)定 （2）確定導(dǎo)向裝置 （3）確定夾緊機構(gòu) 5.1.3 主要零件、部件及總體尺寸的尺寸確定（1） 主要零件及部件尺寸的確定1）鉆套主要尺寸的確定 鉆套類型的選擇 鉆套底面到加工面上面高度H 根據(jù)經(jīng)驗公式：鑄鐵：鉆或鉆； 鋼 ：鉆

17、 或 鉆；因為在加工的過程中H在滿足排屑的要求下，越小越好（防止鉆頭偏斜），2） 夾具板的主要尺寸的確定 夾具板的厚度 可根據(jù)經(jīng)驗公式： 夾具板的外尺寸確定 根據(jù)加工工序的要求及尺寸可確定夾具板的外形尺寸。3） 配合尺寸的確定 鉆套與模板的配合 由于選擇的是固定鉆模板，所以采用過盈配合 鉆頭與鉆套內(nèi)孔的配合 采用間隙配合，鉆套中心線到定位面的距離偏差：取工件上相應(yīng)偏差的1/5左右，在機床滿足精度的條件下應(yīng)盡量的小。 定位面與基準面（機床）有“平行度”要求； 鉆具模板中心線與基準面（機床）有“垂直度”要求;5.2 加工精度分析、計算與評審5.2.1 加工精度分析（1）夾具制造誤差1）鉆套中心線與

18、定位面距離偏差取工件上相應(yīng)偏差的15左右，還應(yīng)滿足兩個原則：偏差盡量??；機床能夠加工出來。2）定位面與基準面（機床）的平行度應(yīng)為0.031000（平面磨床可達到）。3）鉆模板孔中心線與基面垂直度應(yīng)為0.02500。（2）對刀誤差1）鉆頭中心與鉆套中心不重合（鉆頭與鉆套內(nèi)孔配合間隙）2）鉆頭偏斜與鉆頭與鉆套間隙、導(dǎo)套高度、工件位置及夾具制造垂直度，平行度等有關(guān)。（3）工件定位誤差1） 基準不符: =定位基準到設(shè)計基準的尺寸公差2） 基準位移: 一般由夾具與工件配合間隙產(chǎn)生的。3）=+此公式為向量和。加工過程誤差：由于磨損，熱變形，加工過程的振動等可能引起誤差。判斷依據(jù)：若以上各項誤差之和小于等于

19、工件上相應(yīng)公差 則該夾具合格。一般取工件上的加工過程誤差為工件上相應(yīng)公差的三分之一，即只有其余幾項的公差之和小于等于工件上相應(yīng)公差的三分之二時，夾具合格。5.2.2 加工精度計算及評審（1）定位誤差 DW 該工件的設(shè)計基準與定位基準一致，都是外圓115的中心線，故JB=0.夾具內(nèi)圓為的最大配合間隙則（2）制造誤差ZZ 鉆套中心線對定位件中心線位置精度. 取.鉆套內(nèi)外圓同軸度誤差（查表P297）.鉆頭純傾斜時與鉆套內(nèi)孔中心不重合位置精度誤差為，鉆套底面到鉆孔上表面高度為L（排屑用）。又鑄鐵 取。查表知取模板厚度， 鉆套伸出部分為，故鉆套高度的中點到鉆孔底面距離.鉆套孔，鉆套孔查表P297.故，故

20、，位置精度誤差為 鉆套中心線與定位面不垂直度為0.01.則不垂直的角度誤差為。， 故，。工件小孔中心線與軸承蓋中心線誤差，則，知此方案可行。5.2.3 鉆孔切削力及力矩（1）切削用量f、v、1)鉆頭直徑d=10，工件材料為HT200硬度為240HB。當，所鉆鑄鐵硬度大于200HB時。以Z3050鉆床為例，應(yīng)選用。2)鉆鑄鐵是的切削速度。（2）鉆孔軸向力p及力矩（3）夾緊力：夾緊力的作用是防止由于切削力總用使工件翻轉(zhuǎn)，防止由于切削力矩使工件轉(zhuǎn)動。夾緊力求法：，使工件不翻到，安全系數(shù)為1.52.5.查P276表6-2知，取，L為鋼板與工件接觸的平均直徑L=91mm。取安全系數(shù)為2，則，選用M12的螺栓