畢業(yè)設(shè)計（論文）-軸套鉆孔夾具設(shè)計

1、引 言機械制造工藝設(shè)計是在我們完成了全部根底課、技術(shù)根底課、大局部專業(yè)課以及參加了生產(chǎn)實習之后進行的。這是我們在畢業(yè)之前對所學各課程的一次深入的綜合性的復習也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，因此，它在我們大學生活中占有重要的地位。通過本次畢業(yè)設(shè)計，應該得到下述各方面的鍛煉：能熟練運用機械制造工藝設(shè)計中的根本理論以及在生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量。 提高結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力。通過設(shè)計夾具的訓練，應當獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計出高效、省力、經(jīng)濟合理而且能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。學會使用手冊及圖表資料。掌握與本

2、設(shè)計有關(guān)的各種資料的名稱、出處、能夠做到熟練運用。就我個人而言，通過這次設(shè)計，根本上掌握了零件機械加工工藝規(guī)程的設(shè)計，機床專用夾具等工藝裝備的設(shè)計等。并學會了使用和查閱各種設(shè)計資料、手冊、和國家標準等。最重要的是綜合運用所學理論知識，解決現(xiàn)代實際工藝設(shè)計問題，穩(wěn)固和加深了所學到的東西。并在設(shè)計過程中，學到了很多課堂上沒有學到的東西。 1 機床夾具1.1 夾具的定義：夾具是機械制造廠里使用的一種工藝設(shè)備，分為機床夾具、焊接夾具、裝配夾具及檢驗夾具等。各種金屬切削機床上用于裝夾工件的工藝設(shè)備，稱為機床夾具，如國床上使用權(quán)用的三爪自定心卡盤，銑床上使用使用的平口虎鉗等。相關(guān)機床夾具的根本概念： 定位

3、：工件在機床上加工時，為保證加工精度和提高生產(chǎn)率，必 須使工件在機床上相對刀具占有正確的位置，這個過程稱為定位。 夾緊：為克服切削過程中工件受外力的作用而破壞定位，必須對工件施加夾緊力，這個過程稱為夾緊。 裝夾：定位和加緊綜合稱為裝夾。 機床夾具：完成裝夾的工藝設(shè)備稱為機床夾具。1.2. 夾具的組成：(1)定位元件或裝置 (2)夾緊元件或裝置 (3)刀具導向元件或裝置 (4)夾具在機床上定位的元件 (5)夾具體 (6)其它元件或裝置1.3. 機床夾具的分類：按應用范圍分： 1通用夾具 三爪、四爪卡盤 虎鉗、回轉(zhuǎn)工作臺。 2專用夾具用于批量生產(chǎn)通用可調(diào)整夾具和成組夾具。針對一組零件的某個工，由根

4、底局部和可調(diào)整局部組成，元件可更換或調(diào)整 組合夾具用于單件小批由標準化的元件組合而成，具有以下特點： (1)靈活多變，萬能性強； (2)可大大縮短生產(chǎn)準備周期； (3)可減少專用夾具設(shè)計、制造的工作量，并可減少材料消耗； (4)用于單件、小批量生產(chǎn)及新產(chǎn)品試制。 組合夾具的類型：槽系組合夾具靠鍵和槽定位和孔系組合夾具通過孔與銷來實現(xiàn)元件間的定位。 用夾具裝夾工件的作用：可以縮短輔助時間，提高勞動生產(chǎn)力； 易于保證加工精度的穩(wěn)定； 可擴大機床的使用范圍； 可以減輕勞動強度，保證生產(chǎn)平安； 夾具的組成：(1)定位元件或裝置 (2)夾緊元件或裝置 (3)刀具導向元件或裝置 (4)夾具在機床上定位的元

5、件 (5)夾具體 (6)其它元件或裝置 工件在夾具上的定位：六點定位原理：假設(shè)使物體在某個方向有確定的位置，就必須限制該方向的自由度，所以要使工件在空間處于相對固定的位置，就必須對六個自由度加以限制。限制的方法就是用相當于六個支承點的定位元件與工件的定位基準面接觸，這種用正確分布的六個支承點來限制工件的六個自由度，使工件在夾具中得到正確位置的規(guī)律，稱為六點定位原理。根據(jù)定位基準和六點定位原理，確定工件的定位方法并選擇相應的定位元件； 確定引導裝置或?qū)Φ堆b置； 確定工件的夾緊方法，設(shè)計夾緊機構(gòu)； 確定其它元件或裝置的結(jié)構(gòu)形式;確定夾具體結(jié)構(gòu)形式;確定夾具總體輪廓。1.7 幾個重要問題 夾具設(shè)計的

6、經(jīng)濟性分析 除了從保證加工質(zhì)量的角度考慮外，還應作經(jīng)濟性分析，以確保所設(shè)計的夾具在經(jīng)濟上合理。夾具總圖上尺寸及技術(shù)條件的標注 具體講，夾具總圖上應標注以下內(nèi)容： 夾具外形輪廓尺寸 與夾具定位元件、導向元件及夾具安裝基準面有關(guān)的配合尺寸、位置尺寸及公差 夾具定位元件與工件的配合尺寸 夾具導向元件與刀具的配合尺寸 夾具與機床的聯(lián)接尺寸及配合 其他重要尺寸 夾具結(jié)構(gòu)工藝性分析 在分析夾具工藝性時,應重點考慮以下問題: 夾具零件的結(jié)構(gòu)工藝性 夾具最終精度保證方法 夾具的測量與檢驗 夾具的精度分析 影響被加工零件位置精度的誤差因素主要有三個方面: 定位誤差 夾具制造與裝夾誤差 加工過程誤差 零件的作用題

7、目所給的零件是軸承套，它主要的作用是加上緊定螺釘，以到達內(nèi)圈周向，軸向固定的目的。但因為內(nèi)圈內(nèi)孔是間隙配合，一般只用于輕載、無沖擊的場合 零件的分析軸承套共有兩組加工外表，它們之間有一定的位置要求，現(xiàn)分析如下：以mm孔為的中心的加工外表。這一組加工外表包括：的端面外圓及倒角，mm的孔，其中主要加工外表為 mm 的孔。以mm為中心的加工兩個5mm的孔。這一組加工外表主要是加工5mm的孔。這兩組加工外表之間有著一定的位置要求，主要是：5mm的孔與mm的孔的垂直度公差為0.1mm。5mm孔的對稱度公差為0.1mm。由以上分析可知，對于這兩組加工外表而言，可以先加工第一組的外表，然后借助專用夾具加工另

8、一組外表，并且保證它們之間的位置精度要求。2.3.基準位置誤差計算2.3.1.工件的定位基準面誤差 2.3.2.定位元件工作面誤差 放在一起考慮 工件以平面定位的基準面誤差主要是基準不重合誤差，對于精基準， 一般不考慮基準位置誤差. 工件以內(nèi)孔定位過盈配合 jw=0 工件以內(nèi)孔定位彈性芯軸、自定心心軸等jw=0 3工藝規(guī)程設(shè)計 確定毛坯的制造形式由于零件的最大直徑為40mm，故直接取現(xiàn)成棒料，零件材料為35鋼。 基面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，基面選擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高，否那么，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)

9、無法正常進行。 粗基準的選擇對于一般的軸類零件而言，以外圓作為粗基準是完全合理的，故本設(shè)計選取40mm的外圓作為粗基準，用三爪卡盤支撐夾緊40mm的外輪廓作主要定位面，限制上下竄動前后旋轉(zhuǎn)四個自由度，然后夾緊進行銑削加工。3.2.2.精基準的選擇精基準主要應考慮基準重合的問題，當設(shè)計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸的換算。3.3.制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證，在生產(chǎn)鋼領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。工藝路線方案如下：工序 車兩端面，保證尺寸40mm，外表

10、粗糙度，選用CA6140臥式車床。工序 車外圓40mm，外表粗糙度，選取用CA6140臥式車床。工序 鉆，擴，鉸 mm的孔，外表粗糙度達，選用Z535立式鉆床。工序 鉆5mm的兩小孔，并保證尺寸15±±0.1mm的孔定位，選用Z535立式鉆床及專用鉆模。工序 檢查入庫3.4.機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸確實定軸承套零件材料為35鋼，故直接取現(xiàn)成棒料給予加工。根據(jù)上述分別確定各加工外表的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：外圓外表40mm，其外圓直徑為40mm，故直接取棒料為45mm×45mm。40mm外圓外表為自由尺寸公差，外表粗糙度值為，只要求粗加工，此時

11、直徑余量2Z=5mm，已能滿足加工要求。內(nèi)孔 mm因為毛坯為實心，孔精度要求為IT7，查?機械制造工藝設(shè)計簡明手冊?確定工序尺寸及余量為：鉆孔：20mm鉆孔：28mm 2Z8mm 鉆孔: 29.8mm 2Z1.8mm 鉆孔： mm 2Z0.2mm 兩個5mm的孔外表粗糙為，故直接采用鉆模直接鉆孔5mm3.5.確定切削用量工序 車40mm兩端面，保證尺寸40mm，選用CA6140臥式車床。3.5.1.加工條件工件材料：35鋼加工要求：粗車40mm兩端面，半精車40mm兩端面達要求。機床：CA6140臥式車床3.5.2.計算切削用量進給量f計算切削速度查?切削手冊?，切削速度的計算公式為 (m/m

12、in)其中 Cv=242 Xv=0.15 yv=0.35 m=0.2 T=60min a所以： =162.9 m/min確定機床主軸轉(zhuǎn)速按機床說明書與1152.87r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為960r/min，應選取工序 車外圓40mm，外表粗糙度，選用CA6140臥式車床切削深度 單邊余量Z2.5mm，故一次切除進給量 根據(jù)?切削用量簡明手冊?取計算切削速度 見?切削手冊?(m/min)確定主軸轉(zhuǎn)速按機床選取n960r/min所以實際切削速度3.6.工序 鉆、擴、鉸 mm的孔。選用Z535立式鉆床3.6.1.鉆孔20mm f0.41mm/r 見?切削手冊? V18m/min 見?切削手冊?，按

13、加工性考慮 按機床說明選取 nw=195r/min ，故實際切削速度為：3.6.2.鉆孔28mm根據(jù)有關(guān)資料介紹，利用鉆頭進行擴鉆時，其進給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實心孔時的進給量與切削速度之關(guān)系為： f(1.21.8)f鉆 v(1/21/3)v鉆式中f鉆，v鉆加工實心孔時的切削用量現(xiàn) f鉆0.56mm/r ?切削手冊? v鉆19.25m/min ?切削手冊?按機床選取nw=68r/min所以實際切削速度為3.6.3.擴孔mm根據(jù)?切削手冊?，查得擴孔鉆擴29.8mm孔時的進給量，并根據(jù)機床規(guī)格選×19.257.7(m/min)故按機床選取nw=68r/min3.6.4.鉸孔mm&

14、#215;故按要機床選取nw=68r/min工序 鉆5mm的兩小孔，選用Z535立式鉆床及專用鉆模。查?切削手冊?得 f0.47mm/r v18m/min 按機床選取nw=1200r/min所以實際切削速度4 . 夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要高計專用夾具。經(jīng)過與指導教師協(xié)商，決定設(shè)計第道工序鉆5mm的兩小孔的鉆夾具，本夾具將用于Z535立式鉆床。4.1.問題的提出本夾具主要用來鉆5mm二孔，這兩個孔對軸承套都有一定的技術(shù)要求，因此故采用專用夾具加工。4.2.夾具設(shè)計4.2.1.定位基準的選擇由零件圖可知5mm二孔對軸承套中心線有對稱度和垂直度要求，其設(shè)計基準為軸

15、承套中心線，為了使定位誤差減到最低，故采用定位心軸五點定位來加工5mm二孔。4.2.2.夾具設(shè)計及操作的簡要說明本夾具設(shè)計主要是設(shè)計用定位心軸來定位。把定位心軸和盤用鎖緊螺母鎖住，用螺釘把盤和套鎖緊，調(diào)整墊圈保證尺寸15±0.1mm，最后用夾緊螺母把軸承套夾緊，其裝配圖及夾具體零件圖見附圖。結(jié)束語本設(shè)計在劉兵老師的悉心指導和嚴格要求下業(yè)已完成，從課題選擇、方案論證到具體設(shè)計和調(diào)試，無不凝聚著劉老師的心血和汗水，在三年的大學學習和生活期間，也始終感受著導師的精心指導和無私的關(guān)心，我受益匪淺。在此向劉兵老師表示深深的感謝和崇高的敬意。   這次做論文的經(jīng)歷也會使我終身受益，我感

16、受到做論文是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己學習的過程和研究的過程，沒有學習就不可能有研究的能力，沒有自己的研究，就不會有所突破，那也就不叫論文了。希望這次的經(jīng)歷能讓我在以后學習中鼓勵我繼續(xù)進步。不積跬步何以至千里，本設(shè)計能夠順利的完成，也歸功于各位任課老師的認真負責，使我能夠很好的掌握和運用專業(yè)知識，并在設(shè)計中得以表達。正是有了他們的悉心幫助和支持，才使我的畢業(yè)論文工作順利完成，在此向閩南理工學院，光電與機電工程系的全體老師表示由衷的謝意。感謝他們?nèi)陙淼男燎谠耘?。?謝 在本次畢業(yè)設(shè)計中，我又學到了以前學習中沒學到的許多東西。在論文完成之際，回憶緊張而又充實的大學生活，本人在此向

17、所有關(guān)心我的及幫助我的老師和同學們致以最真誠的感謝。在這次畢業(yè)設(shè)計中，我知道了做事得認真，要學會獨立完成事情，并且要有堅持不懈的精神。這些對我以后出去工作是非常有幫助的，使我更能適應社會開展的節(jié)奏。這次畢業(yè)論文能夠得以順利完成，并非我一人之功績，是所有指導過我的老師，幫助過我的同學和一直關(guān)心支持著我的家人對我的教誨、幫助和鼓勵的結(jié)果。我要在這里對他們表示深深的謝意！衷心感謝劉兵教授在論文完成過程中給予的指導與幫助！  參考文獻 1. 田金和主編，?機床夾具設(shè)計原理?，哈爾濱工業(yè)大學出版社，1997.9。2. 肖繼生主編，?機床夾具設(shè)計?，機械工業(yè)出版社，1999.10。3. 劉力主編，?機械制圖?第二版，高等教