軸承座夾具課程設(shè)計(jì)說明書

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 業(yè)： 機(jī)械電子 屆 別： 2008級(jí) 指導(dǎo)老師： 2011 年 12 月23日2012年01月11日前言軸承座的用途軸承座的作用：軸承座是用來支撐軸承的，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)制造一種專業(yè)夾具，操作迅

2、速方便，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。但專用夾具設(shè)計(jì)制造周期長、夾具制造費(fèi)用較高。專用夾具的針對(duì)性極強(qiáng)、沒有通用性，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。 目 錄摘要 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.

3、1 影響加工精度的因素 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) 12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HT200。選用的銑刀為YG6硬質(zhì)合金端銑刀。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)?。?）考慮到生產(chǎn)批量不

4、是很大，因而夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能的簡單，以減少夾具的制造成本。二、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的上平面的基準(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：2.2.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，而且還要考慮工件裝卸的方便。因此，夾具體的形狀

5、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)滿足以下基本要求。具有足夠的強(qiáng)度和剛度。結(jié)構(gòu)簡單、輕便，在保證強(qiáng)度和剛度前提下結(jié)構(gòu)盡可能簡單緊湊，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)確和確定不變的位置，則必須限制六個(gè)自由度。工件的六

6、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30mm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的孔，能減少加工誤差，而且夾緊比較方便，可靠。方案二的定位沒有用到設(shè)計(jì)基準(zhǔn)30mm的孔，造成基準(zhǔn)不重合誤差，而且因?yàn)榍邢髁χ饕怪毕蛳碌模苑桨付]有很好的利

7、用左前端面來定位，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：3.定位原件的選擇根據(jù)定位及夾緊的要求，30mm孔選擇菱形銷限制1個(gè)自由度；下表面選擇兩個(gè)支撐板，限制2個(gè)自由度；左端面選擇一個(gè)支撐釘，聯(lián)合菱形銷限制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)力求簡單，便于制造

8、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)支撐板來定位，支撐！如下：3.由于30mm的孔采用菱形銷來定位，限制一個(gè)只有度，而切削力的方向主要是向下，所以在30mm孔的位置設(shè)計(jì)一個(gè)圓形壓板來起固定和壓緊作用，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?，所以在左端面設(shè)計(jì)一定位銷，配合30mm的孔的菱形銷限制3個(gè)自由度。具體如下：2.5 夾具總體定位及夾緊方案 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

9、差稱為定位誤差。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T、夾具在銑床上的安裝誤差A(yù)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。a.定位誤差D第一類誤差第一類誤差是指工件在夾具上定位時(shí)所產(chǎn)生的那部分定位誤差。基準(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

10、為0。第二類誤差第二類誤差是定位元件對(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： p=0.02x0.015=0.03b.夾具在銑床上的安裝誤差A(yù)因?yàn)閵A具在銑床上的安裝不精確而造成的加工誤差，稱為夾具的安裝誤差。一般?。?水A=0mm 垂A=0.2mmc.夾具誤差E因夾具上定位元件，對(duì)刀或?qū)蛟鞍惭b基面三者之間（包括導(dǎo)向元件與導(dǎo)向元件之間）的位置不精確而造成的加工誤差，稱為夾具誤差，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E=0.02mmd.加工方法誤差

11、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)稱為加工方法誤差，因該項(xiàng)誤差影響因素很多，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。計(jì)算時(shí)可設(shè)G=。工件位置公差取0.008G= 3.2. 保證加工精度工件在夾具中加工時(shí)，總加工誤差為上述各項(xiàng)誤差之和。由于上述誤差均為獨(dú)立隨機(jī)誤差，應(yīng)用概率法加，因此，保證工件加工精度條件是： 即工件總加工誤差應(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，因此將上式改為： = （3-7）當(dāng)0

12、時(shí)夾具能滿足加工要求，根據(jù)以上=0.30-0.203=0.0970 所以夾具完全可以滿足加工要求。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)表3.28可知：圓周力： 其中：水平分力：垂直分力：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): 其中：,實(shí)際需要加緊力為：（其中和為夾具定位面及加緊面上的磨擦系數(shù)，）由于采用壓板夾緊機(jī)構(gòu)，夾緊力一般都比較大，并且切削力方向主要作用在支撐面上，所以該夾緊機(jī)構(gòu)一定可以保證工作。4 夾具裝配圖致謝專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。通過這次課程設(shè)計(jì)，我

13、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)物沒有見過很難想像，只能通過找相應(yīng)的參考資料，然后再通過想象把他們綜合到一起，再通過實(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)過程中的諄諄教導(dǎo)，使自己及時(shí)改正錯(cuò)誤