軸承座夾具課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院制造工藝學(xué)夾具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)銑軸承座上表面夾具設(shè)計(jì)姓 名：學(xué)號(hào)：0811111032專(zhuān)業(yè)：機(jī)械電子屆別：2008級(jí)指導(dǎo)老師：2011 年12月23日一2012年01月11日、八、-刖言軸承座的用途軸承座的作用：軸承座是用來(lái)支撐軸承的，固定軸承的外圈，僅僅讓內(nèi)圈轉(zhuǎn) 動(dòng)，外圈保持不動(dòng)，始終與傳動(dòng)的方向保持一致（比如電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向） ，并且保 持平衡。因?yàn)榇肆慵榇笈可a(chǎn)，為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng) 法強(qiáng)度，需做一種專(zhuān)用夾具，省去加工中繁瑣的工序。我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了機(jī)械制造 工藝和夾具，對(duì)夾具設(shè)計(jì)有了初步的了解。對(duì)于一種批量較大的產(chǎn)品可設(shè)計(jì)制造 一種專(zhuān)業(yè)夾具，操作迅速方便，

2、減少了工人的勞動(dòng)量，可獲得較高的加工精度和 生產(chǎn)率，對(duì)工人的技術(shù)水平要求也相對(duì)較低。但專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)制造周期長(zhǎng)、夾具 制造費(fèi)用較高。專(zhuān)用夾具的針對(duì)性極強(qiáng)、沒(méi)有通用性，很明顯只能適用于產(chǎn)品相 對(duì)穩(wěn)定的大批量生產(chǎn)中。由于所學(xué)知識(shí)有限，設(shè)計(jì)能力有限，在設(shè)計(jì)中難免會(huì)有許多錯(cuò)誤和不足， 懇 請(qǐng)老師給予批評(píng)指正。摘要 1一、夾具設(shè)計(jì)任務(wù)及要求1.1 軸承座的重要技術(shù)要求 11.2精度及批量分析 1二、夾具設(shè)計(jì)方案的確定 22.1零件工藝分析 32.2基準(zhǔn)面的選擇 32.3定位原理及定位方案的選擇及實(shí)現(xiàn) 32.4夾緊方式及元器件的選擇 42.5夾具總方案 6三、定位誤差及夾緊分析與計(jì)算 73.1影響加工精度的

3、因素 73.2保證加工精度 83.3夾緊力的數(shù)值計(jì)算 8四、夾具裝配圖 10感謝 11參考文獻(xiàn) 121摘要本設(shè)計(jì)的內(nèi)容是設(shè)計(jì)粗銑15 +0.05的平面夾具，零件材料為 HT2O0選用 的銑刀為YG6硬質(zhì)合金端銑刀。1斗舊二卩一、夾具設(shè)計(jì)任務(wù)及要求1. 軸承座上平面的重要技術(shù)要求:15+0.05的上平面與 30的孔平行度公差為 0.03mm;15+0.05的上平面與 30的孔位置度公差為0.01mm;15+0.05的上平面平面度公差為0.008mm;15+0.05的上平面的粗超度為1.6 ;2. 精度及批量分析(1) 本工序有一定位置精度要求，屬于批量生產(chǎn)，使用夾具加工是適當(dāng)?shù)?2) 考慮到生產(chǎn)

4、批量不是很大，因而夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能的簡(jiǎn)單，以減少夾 具的制造成本。、夾具設(shè)計(jì)方案的確定2.1工藝分析在粗銑銑上底面時(shí)，該面相對(duì)于底面的尺寸精度和本身表面粗糙度不是很高， 由立式銑床直接加工就可以達(dá)到要求， 其中該面的表面精度由刀具的保證， 面的 位置精度由設(shè)計(jì)的夾具來(lái)保證。由于兩半平面的平面度要求比較高，公差為0.008，所以為保證這要求，一地面為定位面。而對(duì)于15mm勺上平面的基準(zhǔn)主要是 30的孔的中心線，所以也 要以其為基準(zhǔn)，以消除誤差！總體要求如下：ZzZ*W.DSC22基準(zhǔn)面的選擇(夾具體方式的確定)夾具體是夾具的基本件，它既要把夾具的各種元件、機(jī)構(gòu)、裝置連接成一個(gè) 整體，而且還要考慮

5、工件裝卸的方便。 因此，夾具體的形狀和尺寸主要取決于夾 具各組成件的分布位置、工件的外形輪廓尺寸以及加工的條件等。在設(shè)計(jì)夾具體 時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足以下基本要求。具有足夠的強(qiáng)度和剛度結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便，在保證強(qiáng)度和剛度前提下結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)單緊湊，體積小、 質(zhì)量輕和便于工件裝卸。安裝穩(wěn)定牢靠。結(jié)構(gòu)的工藝性好，便于制造、裝配和檢驗(yàn)尺寸要穩(wěn)定且具有一定精度。清理方便。達(dá)到零件所須的技術(shù)要求故本方案的基準(zhǔn)面軸承座底面為基準(zhǔn)面。2.3定位原理及定位方案的選擇及實(shí)現(xiàn)1. 工件的定位原理自由物體在空間直角坐標(biāo)系中有六個(gè)自由度，即沿OX,OY,OZ三個(gè)軸向的平動(dòng)自由度和三個(gè)繞軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。要使工件在夾具體中具有準(zhǔn)確和確定不變

6、的 位置，則必須限制六個(gè)自由度。工件的六個(gè)自由度均被限制的定位叫做完全定位； 工件被限制的自由度少于六個(gè)，但仍然能保證加工要求的定位叫不完全定位。根 據(jù)零件的技術(shù)要求：定位方案確定為兩面一孔定位。2. 定位方案的選擇及實(shí)現(xiàn)由分析知，零件的定位方案有如下兩種：方案一：采用軸承座底面限制 3個(gè)自由度，左前端面?zhèn)认拗苾蓚€(gè)自由度及30mn孔定位一個(gè)自由度；方案二：采用軸承座底面限制3個(gè)自由度，左前端面?zhèn)认拗苾蓚€(gè)自由度及左 側(cè)面限制一個(gè)自由度比較兩種定位方案：方案一的定位中用到設(shè)計(jì)基準(zhǔn)30mm勺孔，能減少加工誤差，而且?jiàn)A緊比較方便，可靠。方案二的定位沒(méi)有用到設(shè)計(jì)基準(zhǔn)30mm勺孔，造成基準(zhǔn)不重合誤差，而且

7、因?yàn)榍邢髁χ饕怪毕蛳碌模?所以方案二沒(méi)有很 好的利用左前端面來(lái)定位，夾緊。方案二的夾緊需要另外設(shè)計(jì)，比較浪費(fèi)材料！ 所以，選擇方案一，比較合理。具體定位方案如下：F孑千 J | ' i a i iu-L M3. 定位原件的選擇根據(jù)定位及夾緊的要求，30mn?L選擇菱形銷(xiāo)限制 撐板，限制2個(gè)自由度；左端面選擇一個(gè)支撐釘,1個(gè)自由度；下表面選擇兩個(gè)支聯(lián)合菱形銷(xiāo)限制 2個(gè)自由度。2.4.夾緊方式及元器件的選擇1. 夾緊機(jī)構(gòu)的三要素是夾緊力方向的確定、夾緊力作用點(diǎn)的確定、夾緊力大 笑的確定。對(duì)夾緊機(jī)構(gòu)的基本要求如下：夾緊作用準(zhǔn)確，處于夾緊狀態(tài)時(shí)應(yīng)能保持自鎖，保證夾緊定位的安全可靠。夾緊動(dòng)作迅

8、速，操作方便省力，夾緊時(shí)不應(yīng)損害零件表面質(zhì)量夾緊件應(yīng)具備一定的剛性和強(qiáng)度，夾緊作用力應(yīng)是可調(diào)節(jié)的。結(jié)構(gòu)力求簡(jiǎn)單，便于制造和維修。2. 在本次設(shè)計(jì)的零件中，考慮到是粗銑，只要是收到向下的切削力，所以當(dāng) 用下平面起支撐和定位作用，所以應(yīng)該用兩個(gè)支撐板來(lái)定位，支撐！如下：3. 由于30mm勺孔采用菱形銷(xiāo)來(lái)定位，限制一個(gè)只有度，而切削力的方向主 要是向下，所以在 30mn孔的位置設(shè)計(jì)一個(gè)圓形壓板來(lái)起固定和壓緊作用，方 便，牢固！具體如下：4. 左端面限制兩個(gè)自由度，因?yàn)槠渌椒较虻那邢髁Σ皇呛艽螅?所以在左端 面設(shè)計(jì)一定位銷(xiāo)，配合 30mm勺孔的菱形銷(xiāo)限制3個(gè)自由度。具體如下：6#2.5夾具總體定位及

9、夾緊方案#三、定位誤差與夾緊分析及計(jì)算3.1影響加工精度的因素一批工件依次在夾具中進(jìn)行定位時(shí)，由于工序基準(zhǔn)的變動(dòng)對(duì)加工表面尺寸所 造成的極限值之差稱(chēng)為定位誤差。產(chǎn)生定位誤差的原因是工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不 相重合或工序基準(zhǔn)自身在位置上發(fā)生偏移或位移所引起的。用夾具裝夾工件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，其工藝系統(tǒng)中影響工件加工精度的因素很 多，與夾具有關(guān)的因素有：定位誤差 P、對(duì)刀誤差?yuàn)A具在銑床上的安裝誤 差厶A和夾具誤差 E,在機(jī)械加工工藝系統(tǒng)中，影響加工精度的其它因素綜合 稱(chēng)為加工方法誤差 G上述各項(xiàng)誤差均導(dǎo)致刀具相對(duì)工件的位置不精確而形成 總的加工誤差刀Aoa. 定位誤差A(yù) D 第一類(lèi)誤差第一類(lèi)誤差是指工件

10、在夾具上定位時(shí)所產(chǎn)生的那部分定位誤差?；鶞?zhǔn)不重合誤差是由于定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的那部分定位誤差。在本設(shè)計(jì)中，由于定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)是重合的，所以基準(zhǔn)不重合誤差為0 第二類(lèi)誤差第二類(lèi)誤差是定位元件對(duì)夾具基準(zhǔn)面的尺寸誤差及位置度所產(chǎn)生的那一部 分定位誤差。零件圖規(guī)定上面與下底面的距離為15mm夾具夾緊后，定位誤差取決于下底面的制造誤差.所以誤差為：A p=0.02x0.015=0.03b. 夾具在銑床上的安裝誤差A(yù) A因?yàn)閵A具在銑床上的安裝不精確而造成的加工誤差，稱(chēng)為夾具的安裝誤差。一般?。篈 水 A=0mm垂 A=0.2mmc. 夾具誤差A(yù) E因夾具上定位元件，對(duì)刀或?qū)蛟鞍惭b基面

11、三者之間 （包括導(dǎo)向元件與 導(dǎo)向兀件之間）的位置不精確而造成的加工誤差， 稱(chēng)為夾具誤差，夾具誤差大小 取決于夾具零件的加工精度的夾具裝配時(shí)的調(diào)整和修配精度。一般取 A E=0.02mmd. 加工方法誤差A(yù) G因銑床精度，刀具精度，刀具與銑床的位置精度，工藝系統(tǒng)受力變形和受熱 變形等因素造成的加工誤差，統(tǒng)稱(chēng)為加工方法誤差，因該項(xiàng)誤差影響因素很多，1又不便于計(jì)算，所以常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)為它留出工件公差的3。計(jì)算時(shí)可設(shè) G=3；k 工件位置公差取 0.008 G= 3=10. 008 二 0. 002mm39#32保證加工精度工件在夾具中加工時(shí)，總加工誤差刀為上述各項(xiàng)誤差之和。由于上述誤差 均為獨(dú)立隨機(jī)誤差

12、，應(yīng)用概率法加，因此，保證工件加工精度條件是：2+ AP#二、0.032一0.220.022一0.0022 二 0.203即工件總加工誤差刀應(yīng)不大于工件的加工尺寸公差，由以上得知，本夾具 完全可以保證加工精度。為保證夾具有一定的使用壽命，防止夾具因磨損而過(guò)早報(bào)廢，在分析計(jì)算工 件加工精度時(shí)需留出一定精度儲(chǔ)備量 Jc，因此將上式改為：(3-7)送也 W 我k Jc Jc = §k 乞'當(dāng)Jc >0時(shí)夾具能滿(mǎn)足加工要求，根據(jù)以上Jc=、k =0.30-0.203=0.097 >0所以?shī)A具完全可以滿(mǎn)足加工要求。3.4夾緊力的數(shù)值計(jì)算刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀，查切削手冊(cè)

13、表 3.28可知:CFaXFfzYFa：FZF =圓周力：d qF nWFd0 n其中:10CF =54.5, ap = 4.5, XF =0.9, fZ = 0.18,YF =0.74,3e = 28,uF =1.0,d0 =100, qF =1.0, n= 255,WF =0,Z =10F 54.5 4.50.9 0.180.74 281.0 101001.0 2550水平分力：Fh =1-1F182.7(N)垂直分力：Fv = 0.3 F 49.8( N)在計(jì)算切削力時(shí)，必須安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù)：K二心心心心其中.匕=1.5 K1.1 心=1.1 心=F = KFH 二(1.5 1

14、.1 1.1 1.1) 182.7實(shí)際需要加緊力為：166.1(N)FjiaKFhf< f2364.80.5二 729.6(N)(其中緊面上的磨擦系數(shù)，f1 = f2 = 0.25 )由于采用壓板夾緊機(jī)構(gòu)，夾緊力一般都比較大, 支撐面上，所以該夾緊機(jī)構(gòu)一定可以保證工作。.1二 364.8(N)f 1和f1為夾具定位面及加并且切削力方向主要作用在4夾具裝配圖1201i：ejkIFijoeiJHnr【世n匚boBLHt&Sr1i|iHFTTf3C朗lEl缶f汪致謝專(zhuān)用夾具是為零件的某一道工序加工而設(shè)計(jì)制造的，它廣泛用于大量生產(chǎn) 中，它不但提高了生產(chǎn)率而且也提高加工精度，改善勞動(dòng)條件。

15、通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我個(gè)人對(duì)夾具有了更進(jìn)一步的了解， 夾具要保證加工出 的產(chǎn)品有較高的精度，就必須要求其自身有較高的精度，定位元件擁有高精度的 同時(shí)還需要有一定的剛度和強(qiáng)度，以保證在加工過(guò)程中自身不會(huì)變形和一定的壽 命。夾緊機(jī)構(gòu)要求有一定的剛度和強(qiáng)度，以確保在一定的力的作用下夾緊元件不 會(huì)先于工件發(fā)生變形、損壞。夾具體是夾具的主體部分，是與銑床相接的部位、 也是支撐夾緊元件、工件的主要部分：要求其有一定的強(qiáng)度和剛度、穩(wěn)定性，又 考慮到經(jīng)濟(jì)性一般采用HT200作為夾具體。而且對(duì)夾具的維護(hù)保養(yǎng)，及夾具在設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的問(wèn)題有了更進(jìn)一步的了 解，自己的能力在這次課程設(shè)計(jì)中也得到了提升。 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中又一次把所學(xué) 的知識(shí)做了一次綜合式的復(fù)習(xí)，為接下來(lái)要做的畢業(yè)設(shè)計(jì)做好了很好的準(zhǔn)備工 作；同時(shí)在設(shè)計(jì)中也發(fā)現(xiàn)自己的很多不足之處： 缺乏實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)，有些實(shí)物沒(méi)有 見(jiàn)過(guò)很難想像，只能通過(guò)找相應(yīng)的參考資料，然后再通過(guò)想象把他們綜合到一起， 再通過(guò)實(shí)例對(duì)比，進(jìn)行設(shè)計(jì)。因此在夾具設(shè)計(jì)中存在有很多的不足之處， 還懇請(qǐng) 老師您予以指導(dǎo)和指正。同時(shí)，也感謝老師在設(shè)計(jì)