支承套零件的工藝及夾具設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書級(jí)類專業(yè)題：支承套零件的專用夾具設(shè)計(jì)名：指導(dǎo)老師：20*年04月05日任務(wù)書課題： 支承套零件的專用夾具設(shè)計(jì)圖面工作量：工件零件圖A44張總圖部分：銑夾具裝配圖A11張夾具零件部分：銑夾具夾具體零件圖A31張?jiān)假Y料：支承套零件樣一張?jiān)O(shè)計(jì)、計(jì)算說(shuō)明書 5000 字以上謝謝朋友對(duì)我文章的賞識(shí)，充值后就可以下載說(shuō)明書，我這里還有一個(gè)壓縮包，里面有相應(yīng)的 word說(shuō)明書和CAD圖紙。下載后請(qǐng)留上你的郵箱號(hào)或 QQ號(hào)或給我的QQ留言：1459919609。我可以將壓縮包送給你。歡迎朋友下次光臨！2 /II31摘要本文首先介紹了夾具的研究背景和發(fā)展趨勢(shì)、課題的作用和意義、夾具 的組成以及銑

2、床夾具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)參考文獻(xiàn)進(jìn)詳細(xì)的分析，闡述了 定位方案的選擇、夾緊方案的確定、夾具體與定位鍵、夾具總圖上的尺寸、 公差和技術(shù)要求以及加工精度分析。關(guān)鍵詞定位，夾緊，銑夾具3 I/II31目錄1課題介紹 11.1課題背景及發(fā)展趨勢(shì) 11.2課題的作用與意義 21.3夾具的組成 31.4銑床夾具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 42 1.5課題的任務(wù) 5銑床夾具設(shè)計(jì) 62.1定位方案 62.2夾緊方案 72.3夾具體與定位鍵 72.4夾具總圖上的尺寸、公差和技術(shù)要求 83 2.5加工精度分析 9小結(jié) 12參考文獻(xiàn) 131課題介紹在機(jī)械制造過(guò)程中，用來(lái)固定加工對(duì)象，使其占有正確的位置， 以便接受施工，檢測(cè)的裝置都

3、可統(tǒng)稱為 “夾具 ”。廣義地說(shuō)，夾具是 一種保證產(chǎn)品質(zhì)量并便利和加速工藝過(guò)程的一種工藝裝備。夾具以其 數(shù)量和在生產(chǎn)中的地位來(lái)說(shuō)， “機(jī)床夾具 ”最重要。機(jī)床夾具為機(jī)床 的一種輔助設(shè)備，用它來(lái)準(zhǔn)確地確定工件與刀具的相對(duì)位置，即將工 件定位及夾緊，以完成加工所需要的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。所以機(jī)床夾具是用以 使工件定位和夾緊的附加裝置。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的基本要求有保證工件的加工精度，提高生產(chǎn)率， 工藝性好，使用性好，經(jīng)濟(jì)性好。1.1課題背景及發(fā)展趨勢(shì)夾具從產(chǎn)生到現(xiàn)在，大約可以分為三個(gè)階段：第一個(gè)階段主要表 現(xiàn)在夾具與人的結(jié)合上，這是夾具主要是作為人的單純的輔助工具， 是加工過(guò)程加速和趨于完善；第二階段，夾具成為人與

4、機(jī)床之間的橋 梁，夾具的機(jī)能發(fā)生變化，它主要用于工件的定位和夾緊。人們?cè)絹?lái) 越認(rèn)識(shí)到，夾具與操作人員改進(jìn)工作及機(jī)床性能的提高有著密切的關(guān) 系，所以對(duì)夾具引起了重視；第三階段表現(xiàn)為夾具與機(jī)床的結(jié)合，夾 具作為機(jī)床的一部分，成為機(jī)械加工中不可缺少的工藝裝備在機(jī)械制造業(yè)中，為了適應(yīng)新品種不斷發(fā)展的要求，夾具設(shè)計(jì)有 朝著下列方向發(fā)展的趨勢(shì)：1. 發(fā)展通用夾具新品種5 /531通用夾具是使用最廣泛的一種夾具，發(fā)展通用夾具以代替某些專 用夾具。內(nèi)容包括以下：1 ）發(fā)展高精度通用夾具2 ）廣泛采用高效率通用夾具3 ）發(fā)展適用于各種類型零件工藝特征的專用夾具2. 發(fā)展調(diào)整式夾具調(diào)整式夾具經(jīng)過(guò)部分零件的更換和重

5、新調(diào)整組合，即可適應(yīng)不同 工件的加工。適用程度介于通用和專用之間。主要有兩種類型：1 ）通用可調(diào)式夾具2 ）調(diào)整式夾具3. 推廣和發(fā)展組合夾具及拼拆夾具1 ）組合夾具 組合夾具式有一套預(yù)先制好的各種不同形狀、不同規(guī)格尺寸、具 有互換性和耐磨性的標(biāo)準(zhǔn)元件與合件所組成。2 ）拼拆夾具與組合夾具有相同之處，有一系列可多次利用的標(biāo)準(zhǔn)零件與基礎(chǔ) 零件，但又采用了部分具有一定專用性的部件，其夾緊部件多采用液 壓傳動(dòng)裝置。4. 加強(qiáng)專用夾具的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)格化 加強(qiáng)夾具元件的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)格化，不但能加速生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，而 且也可使夾具的生產(chǎn)由單件轉(zhuǎn)為成批，降低夾具制造成本。因此，可 節(jié)省勞動(dòng)力，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。5

6、. 專用夾具中采用高精度、高效率的夾具主要滿足高生產(chǎn)率的加工要求，使之有可能采用采用平行或平行 先后的加工方法，采用多件的加工方法，以及盡可能縮短或重合輔助 時(shí)間的方法來(lái)壓縮單件工時(shí)，提高生產(chǎn)率。6. 大力推廣和使用機(jī)械化及自動(dòng)化夾具生產(chǎn)機(jī)械化及自動(dòng)化是技術(shù)革命的中心內(nèi)容，大力推廣和使用機(jī) 械化及自動(dòng)化夾具以減少和消除繁重的體力勞動(dòng)是機(jī)械制造中的重 要問(wèn)題。7. 推廣和發(fā)展擴(kuò)大機(jī)床性能的夾具具體的有仿形裝置、機(jī)床改裝用的各類夾具8. 采用新結(jié)構(gòu)、新工藝、新材料來(lái)設(shè)計(jì)和制造夾具實(shí)踐證明，采用新結(jié)構(gòu)、新工藝、新材料來(lái)設(shè)計(jì)和制造夾具，能 滿足機(jī)械加工中的定位要求，并簡(jiǎn)化制造工藝，縮短了生產(chǎn)周期，并

7、能保證零件的加工精度。1.2課題的作用與意義由于專用夾具可以按照工件加工的具體要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，故可事先 采取措施來(lái)保證操作的安全。對(duì)工件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，為了保證加工要求，首先要使工件相對(duì) 刀具（或機(jī)床）有正確的位置，并使這個(gè)位置在加工過(guò)程中不因外力 的影響而變動(dòng)，為此，進(jìn)行機(jī)械加工之前，先將工件裝夾好。工件的裝夾方法有兩種：一種使工件直接裝夾在機(jī)床的工作臺(tái)或 花盤上；另一種使工件裝夾在夾具上。7 /731采用第一種方法裝夾工件時(shí)，一般要先按圖樣要求在工件表面劃 線，劃出加工表面的尺寸和位置，裝夾時(shí)用劃針或百分表找正后再夾 緊。這種方法不需專門裝備，但效率低，一般用于單件或者小批生產(chǎn)。 批量較大時(shí)

8、，大都采用夾具裝夾工件。用夾具裝夾工件有以下優(yōu)點(diǎn)：1.2.1保證加工精度，降低人工等級(jí)零件的加工精度，包括尺寸精度，幾何形狀精度和表面相互位置 精度三種。實(shí)用夾具的最大功用，是保證零件上加工表面的位置精度。例如，在搖臂鉆床上使用鉆夾具加工孔系時(shí)，可保證達(dá)到0.10 0.20mm的中心距精度，而按劃線找正加工時(shí)，僅能保證0.4 1.0mm ,而且受到操作技術(shù)的影響，同批零件的質(zhì)量也不穩(wěn)定。當(dāng)工件的形狀復(fù)雜及精度要求高時(shí)，往往不易或不能依靠通用機(jī) 床及其附件來(lái)達(dá)到加工要求，因此需要采用專用夾具1.2.2提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低加工成本使用夾具后，免除了每件都要找正、對(duì)刀等時(shí)間，加速工件的裝 卸，從而大

9、大減少了有關(guān)工件安裝的輔助時(shí)間。特別對(duì)那些機(jī)動(dòng)時(shí)間 較短而輔助時(shí)間長(zhǎng)的中小件加工意義更大。此外，用夾具安裝還容易 實(shí)現(xiàn)多件加工、多工位加工、可進(jìn)一步縮短輔助時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn) 率。1.2.3擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍工件的結(jié)構(gòu)形狀時(shí)各式各樣的，現(xiàn)在對(duì)精度和生產(chǎn)率的要求也越來(lái)越高，在某些情況下，原有機(jī)床難以適應(yīng)。為解決這一困難，往往 采用專用夾具以擴(kuò)大機(jī)床的適用范圍，實(shí)現(xiàn) “一機(jī)多用 ”。例如在機(jī) 床上使用鏜夾具，就可以代替鏜床來(lái)做鏜孔工作，解決缺乏設(shè)備的困 難1.2.4改變?cè)瓩C(jī)床的用途，擴(kuò)大機(jī)床適用范圍 在產(chǎn)品更換時(shí)，工廠現(xiàn)有的機(jī)床設(shè)備，有時(shí)往往不能適應(yīng)新產(chǎn)品的要求。為此，可以采用夾具來(lái)改變機(jī)床的用途1

10、.2.5減輕操作的勞動(dòng)強(qiáng)度，做到安全生產(chǎn)由于夾具中可以采用擴(kuò)力機(jī)構(gòu)來(lái)減小操作的原始力，而且有時(shí)還 可以采用各種機(jī)動(dòng)夾緊裝置，故可使操作省力，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。由于 專用夾具可以按照工件加工的具體要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，故可事先采取措施 來(lái)保證操作的安全。1.3夾具的組成根據(jù)夾具元件在結(jié)構(gòu)中所起的作用不同，可將各種夾具元件分為 下列幾種：9 /9311.3.1分度裝置 用于改變工件與刀具相對(duì)位置以獲得多個(gè)工位的一種裝置，可作為某些夾具的一部分。1.3.2夾具本體 用來(lái)連接夾具上的所有各種元件和裝置成為一個(gè) 夾具整體。1.3.3靠模裝置 它是作為用來(lái)加工型面的一種特殊裝置。1.3.4動(dòng)力裝置 在非手動(dòng)夾具中，作

11、為產(chǎn)生動(dòng)力的部分，如氣缸， 油缸，電磁裝置等。1.3.5其他件 包括與機(jī)床連接用的零件，各種連接件，特殊元件 及其它輔助裝置等。1.3.6分度裝置 用于改變工件與刀具相對(duì)位置以獲得多個(gè)工位的 一種裝置，可作為某些夾具的一部分。1.3.7夾具本體 用來(lái)連接夾具上的所有各種元件和裝置成為一個(gè) 夾具整體。1.3.8靠模裝置 它是作為用來(lái)加工型面的一種特殊裝置。1.3.9動(dòng)力裝置 在非手動(dòng)夾具中，作為產(chǎn)生動(dòng)力的部分，如氣缸， 油缸，電磁裝置等。但是并非所有夾具都包括上述各類元件，然而其中定位元件，夾 緊裝置和夾具體本體則是每一夾具都不可缺少的組成部分。1.4銑床夾具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)銑床夾具主要用于加工零件上

12、的平面、凹槽、花鍵及各種成型面。 銑削加工的切削用量和切削力一般較大，切削力的大小和方向也是變 化的，而且又是斷續(xù)切削，因而，加工時(shí)的沖擊和振動(dòng)也較嚴(yán)重。所 以設(shè)計(jì)這類夾具時(shí)，要特別注意工件定位穩(wěn)定性和夾緊可靠性；夾緊 裝置要能產(chǎn)生足夠的夾緊力，手動(dòng)夾緊時(shí)要有良好的自鎖性能，夾具 上個(gè)組成元件的強(qiáng)度和剛度要高。為此，要求銑床夾具得結(jié)構(gòu)比較粗 壯低矮，以降低夾具重心，增加剛度、強(qiáng)度，銑削得切屑較多，夾具 上應(yīng)有足夠得排屑空間，以盡量避免切屑堆積在定位支承面上。因此， 定位支承面應(yīng)高出周圍的平面，而且在夾具體內(nèi)盡可能做出便于清除 切屑和排出冷卻液的出口。粗銑時(shí)振動(dòng)較大，不宜采用偏心夾緊，因?yàn)檎駝?dòng)時(shí)

13、偏心夾緊容易 松開。在側(cè)面夾緊工作（如加工薄而大的平面）時(shí)，壓板的著力點(diǎn)應(yīng)低 于工件側(cè)面的定位支承點(diǎn)，并使夾緊力有一垂直分力，將工件壓向主 要定位支承面，以避免工件向上抬起；對(duì)于毛坯件，壓板與工件接觸 處應(yīng)開有尖齒紋，以增大摩擦系數(shù)。1.5課題的任務(wù) 課題來(lái)源：支承套零件的專用夾具圖 1-1示為支承套零件圖，工件的材料為 45 鋼，大批量 生產(chǎn)。簡(jiǎn)介：11 1/131在支承套長(zhǎng)度方向，選擇左端面為定位基準(zhǔn)，以保證巾17mm孔深尺寸11 +00。5，設(shè)計(jì)一專用夾具。圖1-1支承套零件1. 6設(shè)計(jì)工藝1. 6. 1選擇加工方法由于毛呸為棒料，因此所有孔都是在實(shí)體上加工，為防止鉆偏，需先用中心孔鉆鉆

14、孔正孔，然后再鉆孔?？?？35H7及2X?15H7選擇鉸削作其最終加工方法。對(duì) ？60的孔，根據(jù)孔徑精度，孔深 尺寸和孔底平面要求，用銑削方法同時(shí)完成孔壁和孔底平面的加 工。各加工表面選擇的加工方案如下：2X?15H7孔鉆中心孔一鉆孔一擴(kuò)孔一鉸孔?35H7孔鉆中心孔一鉆孔一粗鏜一半精鏜一鉸孔?60孔粗銑一精銑2X?11孔鉆中心孔一鉆孔2X?17 孔 忽孔（在 ?11 底孔上）2XM6 6H螺孔鉆中心孔一鉆底孔一孔端倒角一攻螺紋162確定加工順序?yàn)闇p少變換工位的輔助時(shí)間和工作臺(tái)分度誤差的影響，各個(gè)工位上的加工表面在工作臺(tái)一次分度下按先粗后精的原則加工完畢。具體的加工順序是：第一工位（B0度）：鉆？

15、35H7、2X?11中心孔一鉆?35H7孔一鉆2X?11孔一忽2X?17孔一粗鏜?35H7孔一粗銑、精銑?60X12孔一半精鏜?35H7孔一鉆2XM6 6H螺紋中心孔一鉆2XM6 6H螺紋底孔一2XM6 6H螺紋孔端角 一攻2M6 6H螺紋一鉸?35H7孑L;第2工位（B90度）：鉆 2X?15H7中心孔一鉆 2X?15H7孔擴(kuò) 2X?15H7 孔鉸 2X?15H7 孔。131/3312銃床夾具設(shè)計(jì)2.1定位方案首先按照基準(zhǔn)重合原則考慮選擇定位基準(zhǔn)。由于 ？35H7孑L、？60 孔、2X?11孔及2X?17孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)均為？100f9外圓中心線，所以 選擇?100f9外圓中心線為主要定位基準(zhǔn)。

16、因孔 ？100f9外圓不是整圓。 故用V形塊做定位元件。支承套長(zhǎng)度方向的定位基準(zhǔn)，若選右端面+0.5+0.5定位，對(duì)?17孔深11 o不重合誤差，精度不能保證（因工序尺寸80 o的公差為0.5mm ），故選左端面定位。在裝夾時(shí)應(yīng)使工件上平面在夾 具中保持垂直，以消除轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。方案：工件以也00.8 f 9外圓在在壓板的作用力下以 V型塊為定位基準(zhǔn)， 端面加二個(gè)壓蓋以支承套的左端面定位，如圖2-1所示。亠1b-= 14e-141431圖2-1定位方案2.2夾緊方案根據(jù)夾緊力的方向應(yīng)朝向主要限位面和作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件 的支承范圍內(nèi)的原則，女口夾緊力的作用線應(yīng)落在區(qū)域內(nèi)（N為接觸點(diǎn)的法線），夾緊

17、力 與垂直方向的夾角應(yīng)盡量小，以保證夾緊穩(wěn)定可靠。鉸鏈壓板的兩個(gè) 弧形面的曲率半徑應(yīng)大于工件的最大半徑。2.3夾具體與定位鍵為保證夾具在工作臺(tái)上安裝穩(wěn)定，應(yīng)按照夾具體的高寬比不大于1.25的原則確定其寬度，并在兩端設(shè)置耳座，以便固定。如圖2.2夾具體如圖2.2夾具體為了保證側(cè)面的二個(gè)圓孔平行度的要求，夾具體壓板應(yīng)具有可調(diào) 節(jié)性，壓板面應(yīng)當(dāng)與V形塊的側(cè)面平行。為減少夾具的安裝誤差， 宜采用有可調(diào)節(jié)螺母。2.4夾具總圖上的尺寸、公差和技術(shù)要求1. 夾具最大輪廓尺寸為181mm ,225mm ,150mm。2. 影響工件定位精度的尺寸和公差為壓板是否與V型塊側(cè)面平行,用可調(diào)節(jié)螺母來(lái)控制其精度。3.

18、影響夾具在機(jī)床上安裝精度的尺寸和公差為定位鍵與銑床工作臺(tái)U形槽的配合尺寸18 h 8 （ T形槽為18H8 ）。2.5加工精度分析在支承套零件工序中，側(cè)面對(duì)二個(gè)機(jī)5H7軸線的平行度要求較高，應(yīng)進(jìn)行精度分析，其它加工要求未注公差或公差不是在本夾具中 進(jìn)行精度分析。鍵槽側(cè)面對(duì)機(jī)5H7軸線的平行度的加工誤差1. 定位誤差zD由于 V形塊2.一般在裝配后一起精加工 V形面，它們的相互位置誤差極小，可視為一長(zhǎng)V形塊，所以zD =0。1616312. 安裝誤差zA定位鍵的位置所示?a = (0.054 X282)mm = 0.038 400mm3. 夾具誤差zZ影響平行度的制造誤差是I工位V形塊設(shè)計(jì)心軸軸

19、線zZ=0.03 mm。與定位鍵側(cè)面B的平行度(0.03 mm )所以，171/731加工要求平行度0.05mm代號(hào)ZD0zA0.038zZ0.03表5 2頂尖套銑雙槽夾具的加工誤差1818312 .鉆削力計(jì)算:所加工的支承套零件的材料為HT200，并采用硬質(zhì)合金刀具根 據(jù)T200鉆削連線表上查得鉆削的深度ap和進(jìn)給量f連線，確定 Fc和Ft。其中，F(xiàn)c主切削力，F(xiàn)t垂直于Fc的，F(xiàn)和Fp的合力。1/ 切削深度ap的確定：由表3.3可知，鉆孔時(shí)，aP=0.50.8，根據(jù) 表3.3說(shuō)明，切削深度，當(dāng)工件的加工直徑較大及需轉(zhuǎn)位或兩 次安裝時(shí)，則取較大值，加工直徑較小及要求較高的加工精度 和表面光潔

20、度是，則取較小值，所以，由于夾具所要加工的工 件的直徑較小且是在一次裝夾中完成的，取較小值ap=0.5表3.3鉆削深度表工序名稱切削深度(直徑上)mm鉆孔粗加工26精加工0 . 51 . 5鉸孔粗加工0 .30 .8精加工0 . 10 . 6(1)進(jìn)給量f的確定：根據(jù)精鏜、硬質(zhì)合金刀具及45材料的工件，查表3.4，可得進(jìn)給量f=0.060.10，取f=0.08mm/r191/931表3.4鉆孔時(shí)的進(jìn)給量f工序名稱刀具名稱材料進(jìn)給量fmm/r鑄鐵D1 級(jí) =0.08,D鉆孔硬質(zhì)合金級(jí)：0.120.15鋼0.120.15鋁合金0.060.10連接切削深度ap和進(jìn)給量f連線，交Fc和Ft的直線，交點(diǎn)

21、值為Fc=7.5kgf,F t=1.6kgf。根據(jù)工件材料、刀具材料和幾何參數(shù)的不同，對(duì)Fc和Ft分別乘以修正系數(shù)Kfc和KFt3。其中， Kfc = Kfc1 *Kfc2*Kfc3 ；KFt = KFt1 *KFt2因?yàn)楣ぜ?5材料，其硬度為50150HB，所以為了保證加工的安全性，取最大值150HB。表3.5修正系數(shù)與工件材料的關(guān)系工件材料硬HB140160度KFc10.780.84kr30刀具主偏角KFc21.05刀尖圓弧半re11.5徑KFc30.95工件材料硬HB140160度KFt10.610.67表3.6修正系數(shù)與工件材料的關(guān)系刀具主偏角Kr30KFt2.63查表 3.5、表

22、3.6知：K+0.843=1.05Kfc3=0.95KFti=0.67KFt2=0.63所以，最終 Kfc=Kfci*Kfc2*Kfc3=0.84 X 1.05 X 0.95=0.8379KFt=KFti*KFt2=0.67 X 0.63=0.4221Fc0=Kfc xic=0.8379 X 7.5=6.28425kN212131Fto=KFt XF0.4221 X 1.6=0.67536kN即，最終的切削力為軸向6.28425kN，徑向0.67536kN 。夾緊力與鉆削力的比較：由計(jì)算得知，夾緊力大于鉆削力，所以所設(shè)計(jì)的夾具所 使用的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的擰緊螺絲是適用的，達(dá)到了夾緊的作用，使工件在加工時(shí) 不會(huì)移位，保證了加工的精度。小結(jié)通過(guò)做這次小設(shè)計(jì)，更深刻地了