KCSJ-04偏心輪外圓磨床用工夾具設計

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上目錄第四章 4.2 墊片厚度及墊片形狀的選擇 4.3 偏心工件的車削4.4 加工偏心工件時容易產生的問題及應注意的事項 4.5 提示 4.6 總結KCSJ-04偏心輪外圓磨床專用夾具設計摘要 本設計主要闡述了對給定零件為進行后續(xù)磨削加工而進行的工裝設計，在全文中主要分析工藝過程和工裝夾具的設計。工藝分析主要確定機床以及砂輪型號；工裝夾具的設計著重對定位基準的選擇進行分析、裝夾方案的對比選擇、夾具總圖的繪制以及設計尺寸和公差的確定。使偏心輪在磨削加工中精度得到保證。關鍵字 工藝 定位基準 工裝夾緊 公差專心-專注-專業(yè)前言當前，高度發(fā)達的制造業(yè)和先進的制造技術已經是衡量

2、一個國家綜合經濟實力和科技水平的重要標志之一，成為國家在競爭激烈的國際市場上獲勝的關鍵因素。機械加工工藝是實現(xiàn)產品設計，保證產品質量，節(jié)約能源，降低消耗的重要手段，是企業(yè)進行生產準備，加工操作，安全生產，技術檢測和健全勞動組織的重要依據(jù)。在加工過程中工裝設計尤為重要。它是為了使成批的工件在加工中占有相同的位置。工裝不僅僅是夾緊，固定被加工零件，設計合理的工裝，應以保證加工零件的位置精度，降低操作者勞動強度為目的。各種專用工裝的設計的質量的提高將直接影響被加工零件的精度，操作者的勞動強度，降低生產成本。從而在加工工藝過程中起到重要的作用。因此專用工裝的設計就成為機械加工工藝的一個重要課題。 本次

3、設計主要分為四章，各章之間通過有機的聯(lián)系，綜合闡述基本原理，結構設計，保證零件的加工精度，提高加工生產率等問題。第一章主要是講對零件的分析及工藝規(guī)程的設計。第二章為工件裝夾方案的設計，主要是分析工件的定位設計，定位基準的確定和夾緊裝置確定等問題。第三章為工裝總圖的繪制。第四章為總結以及工裝設計說明書，主要是就工裝的設計依據(jù)和使用注意事項等問題給予說明。在設計過程中，得到了應用技術學院、指導老師的幫助，在此向他們表示衷心的感謝。由于設計水平有限，設計中存在不足和疏漏之處，懇請老師的批評指正。第一章 工藝分析1.1 零件的分析1.1.1零件功用本次設計所研究的是一個偏心輪，在機構中常作主動件，其作

4、用是使從動件完成預期規(guī)律的運動軌跡。偏心輪機構被廣泛應用到各種自動機械中。1.1.2零件結構 圖1-1 偏心輪 本次設計是為了固定偏心輪使其在萬能外圓磨床上對其外圓表面進行磨削加工從而達到要求的粗糙度。如圖1-1所示偏心輪外圓33，偏心孔10，偏心距4.25，偏心孔上有一鍵槽。偏心輪外圓在磨削過程中應保證偏心輪的形狀和位置公差。1.1.3技術要求1、調質處理硬度26-30HRC2、線性尺寸未注公差按照GB1804-m3、外圓以及內孔內孔倒角0.54、整體表面氮化，滲氮層0.3mm，硬度HV960以上5、長度28.5兩端可以根據(jù)裝配情況配磨1.2 工藝規(guī)程設計 本次設計目的是為了加工偏心輪外圓3

5、3，由于零件的輪廓尺寸不大結構簡單所以毛坯可直接選用棒料。又由于零件的大批量生產，故采用固定定位的原則，提高裝夾速度，從而提高生產效率。1.2.1 機床的選擇由下表可以選擇機床型號為M1412。表1-1 表1-1 萬能外圓磨床型號1.2.2 砂輪的選擇 調整砂輪與夾具的相對位置是為了保證砂輪相對工件有一個正確的位置，以保證工序的加工要求。為了保證工件的對稱性和精度要求，因此在選擇砂輪類型和調整位置都顯得十分重要了。砂輪是由結合劑將磨料顆粒粘結而成的多孔體，因此砂輪粒度的大小直接影響著工件的加工精度，現(xiàn)查表如下：表1-2 代號名稱斷面形狀形狀尺寸標記主要用途1平面砂輪磨外圓、內孔、平面及刃磨刀具

6、2簡型砂輪端磨平面4雙斜邊砂輪磨齒輪及螺紋6杯型砂輪端磨平面、刃磨刀具后刀面11碗型砂輪端磨平面、刃磨刀具后刀面12a碟型一號砂輪刃磨刀具前刀面41薄偏砂輪切斷及磨槽表1-2 常用砂輪的型號代號及用途表1-3 類 別粒度號適用范圍磨粒粗粒8# 10# 12# 14# 16# 20# 22# 24#荒磨中粒30# 36# 40# 46# 一般磨削。加工表面粗糙度可達Ra0.8m細粒54# 60# 70# 80# 90# 100#半精磨、精磨和成形磨削。加工表面粗糙度可達Ra0.8-0.1m微粒120# 150# 180# 220# 240#精磨、精密磨、超精磨、成形磨、刀具刃磨、珩磨微 粉W60

7、 W50 W40 W28W20 W14 W10 W3.5 W2.5 W1.5 W1.00.5精磨、精密磨、超精磨、珩磨、螺紋磨、超精密磨、鏡面磨、精研、加工表面粗糙度可達Ra0.05-0.1m表1-3 常用砂輪粒度號及其使用范圍根據(jù)零件的加工要求以及查表可得，應該采用中粒的平面砂輪以達到加工要求。 第二章 工件裝夾方案的設計2.1工件定位基準的確定 在制定工藝路線時，定位基準選擇的正確與否，對保證零件的尺寸精度和相互位置精度要求，以及對零件各表面間的加工順序安排都有很大的影響，當用工裝安裝工件時，定位基準的選擇還會影響到工裝結構的復雜程度和裝夾難易程度。因此，定位基準的選擇是一個很重要的工藝問

8、題。定位基準，是從保證工件加工精度要求出發(fā)，以先選精基準，再選粗精準為原則進行選擇。工件定位方案的確定除了考慮加工要求外還應結合定位的結構及夾緊方案實現(xiàn)的可能性而予以最后確定。由于在外圓磨削加工中偏心輪為成形零件。其它表面均以加工完成有較高的精度。被加工零件以偏心孔10圓柱表面為基準，因此在磨削加工中根據(jù)基準統(tǒng)一原則也應該選擇該表面為定位基準。采用心軸定位限制偏心輪四個自由度（限制X、Z軸不定度和繞X、Z軸不定度）由于偏心孔上有鍵槽，可以在心軸上設計一鍵槽用鍵與之配合就可以限制工件繞Y軸的不定度。在偏心輪端面設計一平面與之配合限制其Y方向的不定度。2.2 裝夾方案的確定對于外圓磨床而言，在機床

9、上是靠兩頂尖或三爪卡盤實現(xiàn)工件的定位夾緊。由此提出設計方案。方案一：現(xiàn)可以設計一偏心軸軸上有一鍵槽，將偏心軸與被加工零件配合消除偏心實現(xiàn)組合定位再采用螺母緊固工件使用三爪卡盤實現(xiàn)工件在萬能外圓磨床上的定位。方案二：設計兩盤，盤上帶一偏心軸分別與偏心孔配合，再使用外圓磨床兩頂尖頂盤的中心孔實現(xiàn)定位與夾緊。以上提出的兩種方案均能實現(xiàn)磨削加工，然而方案二不易于裝夾，并且由于偏心盤的加工中存在誤差導致配合難度增加。因此選擇方案一。第三章 工裝夾具總圖的繪制（見附圖）3.1 偏心軸基本尺寸設計及偏差確定說明3.1.1基本尺寸的確定圖3-1（一）基本尺寸的確定偏心軸的尺寸設計依據(jù)是能與所給定偏心輪相配合，

10、軸上的螺紋與M8螺母配合起緊固作用應伸入到配合后的偏心孔以內一段距離。為滿足加工可行性，8軸不應都加工為螺紋，螺紋末端應距離10軸端面一定距離，現(xiàn)取為2mm。M8螺柱長度應大于螺母厚度（按照GB/T6170-2000取8.4mm）+伸入偏心孔深度（約為2mm）+與M8螺母配合后剩余長度+兩墊圈厚度+螺紋根部長度（2mm），現(xiàn)取為18mm。與偏心孔相配合的軸基本尺寸應為10，其長度應小于偏心輪厚度，如圖3-1所示取為44-20=24mm。限制Y軸不定度部分在偏心輪加工過程中應不影響外圓表面的磨削，所以其尺寸應在10mm到33mm之間，現(xiàn)取為20mm。長度對偏心輪加工精度無關設為尺寸鏈中的封閉環(huán)取

11、為16mm。鍵槽作用是與鍵配合限制偏心輪繞Y軸不定度根據(jù)GB/T1095-1979鍵槽寬為3mm，入軸深度為1.8mm，長度為6mm至36mm，為更好的保證定位現(xiàn)選取鍵長為15mm，其定位尺寸為距離限制Y軸不定度部分5mm。裝夾部分長度的確定依據(jù)主要是裝夾的可靠性和方便性，現(xiàn)取長度30mm。在裝配過程中其回轉中心應與偏心輪的回轉中心一至達到消除偏心的目的。因此，其軸線應相對于10軸的軸線偏移，偏移量為偏心輪的偏心距e=4.25mm，其半徑最小值=限制Y軸不定度部分半徑+e=10+4.25=14.25mm?，F(xiàn)取其半徑為19.25mm。偏心軸在機床上的定位部分的直徑應大于裝夾部分，其長度尺寸不影響

12、偏心輪外圓磨削加工精度。因此，取其直徑為58.5mm，長度為10mm。綜上所述，如圖，偏心軸總長度= 10軸長度+M8螺紋長度+螺紋起始端到10軸端面距離+Y軸定位部分長度+裝夾部分長度+偏心軸在機床上的定位部分=20+20+2+16+40=100mm。（二）偏差值的確定在裝配過程中，10軸與偏心孔10H8應采用間隙配合，查表選用配合。故查表確定10g7偏差值： IT7=0.015mm基本偏差es=0.005mm 下偏差ei=esIT7=0.005-0.015=0.020mm10-0.005 -0.020裝夾部分40：查表得：IT7=0.025mm故。其它部分尺寸精度在加工過程中不影響偏心輪外

13、圓表面磨削加工精度。（三）形位公差的確定 在偏心軸的設計過程中采用基準重合原則選擇40軸線為基準，偏心軸限制Y軸不定度部分端面相對于基準的垂直度誤差將對裝配產生影響，故對其有垂直度誤差有要求，確定為0.025。在加工過程中偏心軸的裝夾部分相對于基準的圓柱度對偏心輪加工精度有影響，故對其圓柱度應進行限制，現(xiàn)確定其與被加工偏心輪形位公差相同等級，有其平行度公差為0.025。 軸上鍵槽相對于10圓柱面的對稱度將影響偏心輪的定位因此對其應有對稱度要求，現(xiàn)取為0.025。其它部分形位公差不影響裝配和加工時偏心輪的精度因此無特殊要求。 偏心軸與偏心孔相配合的部分于10圓柱面相對于基準的平行度公差將影響裝配

14、和偏心輪加工精度，應對其進行限制?，F(xiàn)其相對于基準的品行度公差為0.025。 在工裝安裝時需測定其徑向跳動以在加工過程中保證偏心輪精度。因此，對偏心輪在機床上的定位部分由全跳動要求，現(xiàn)定為0.025mm。（四）表面粗糙度的確定 在偏心軸與被加工偏心輪裝配過程中對10軸表面和限制Y軸不定度部分與偏心輪端面接觸的表面有粗糙度要求，現(xiàn)取兩者粗糙度值Ra0.8。在加工過程中應對裝夾部分的粗糙度進行限制，避免其影響偏心輪的加工精度，現(xiàn)取其為1.6。偏心軸載機床上的定位部分在安裝時需測定其圓跳動，因此其表面粗糙度將影響工裝的安裝應有一定要求，現(xiàn)定為1.6。其它表面對裝配和偏心輪外圓表面磨削加工精度均無影響。

15、無需特殊的粗糙要求，經粗加工即可。3.1.2 偏心輪工裝的使用說明 在使用過程中，偏心輪相對于工裝的位置已經確定。所存在的誤差主要是在三爪卡盤夾緊工裝時所產生的。故在裝夾過程中需用千分表測量工裝在機床上的定位部分58.5的徑向跳動，調試至規(guī)定公差范圍內即可。第四章 對偏心輪工裝的車削加工以下內容主要敘述了偏心工件的定義，說明了用三爪卡盤加工偏心工件時墊片厚度x與偏心距e間的關系，偏心工件的加工方法及加工偏心工件時容易出現(xiàn)的問題和需要注意的事項。4.1 問題的引出人們通常把圓柱面軸線平行且不相重合的零件稱為偏心工件，平行軸線之間的距離叫偏心距。在機械傳動中，回轉運動與往復直線運動之間的相互轉換，

16、一般都是利用偏心零件來實現(xiàn)的。如偏心軸帶動的油泵，內燃機中的曲軸等。在實際生產中對于加工精度要求不高且偏心距在10mm以下的偏心工件，都是通過用在三爪卡盤的一卡爪墊上墊墊片的方法來加工偏心工件的，本文僅分析如何選擇合適墊片，怎樣在三爪卡盤上墊墊片加工，才能滿足偏心工件的加工要求。4.2 墊片厚度與墊片形狀的選擇 對偏心工件的車削通常是根據(jù)偏心工件偏心距的大小在三爪卡盤的一卡爪上墊一墊片的方法來加工的，通過墊墊片使工件不同部分的軸線產生一定距離來滿足偏心距要求，下面分兩種情況加以討論。1、工件的偏心距較小時，即e在（5mm6mm）時,采用在三爪卡盤的一個卡爪墊上墊墊片的方法使工件產生偏心，如圖1

17、，墊片的厚度x與偏心距e間的關系可用公式(1)表示 (1)e偏心工件的偏心距,mm;D夾持部位的工件直徑,mm 。當D相對于e 較大時上式可簡化為x1.5ekk1.5e k偏心距修正值，正負按實測結果確定，mm;e試切后實測偏心距誤差，mm;2、工件的偏心距較大時使用扇形墊片，扇形墊片厚度x與偏心距e的關系可用公式（2）表示，切削偏心距較大時, 墊片使用扇形墊片,如圖2，扇形墊片厚度的x與偏心距e的計算公式為x=1.5e() (2)在車削偏心精度要求較高的工件時，先按以上公式計算出墊片厚度，試車削后，實測偏心距誤差，再對厚度進行修正,修正公式為x=x1.5e4.3 偏心工件的車削 偏心工件的車

18、削方法一般分如下幾步：1、先把偏心工件中不是偏心的部分外圓車好。2、根據(jù)外圓D和偏心距計算預墊片厚度。3、將試車后的工件，緩慢轉動、用百分表在工件上測量其徑向跳動量，跳動量的一半就是偏心距，也可試車偏心，注意在試車偏心時，只要車削到能在工件上測出偏心距誤差即可。4、修正墊片厚度，直至合格。4.4 加工偏心工件時容易產生的問題及應注意的事項1、開始裝夾或修正X后重新裝夾時，均應用百分表校正工件外圓，使外圓側母線與車床主軸線平行，保證偏心軸兩軸線的平行度。2、 片的材料應有一定的硬度，以防裝夾時發(fā)生變形。墊片與圓弧接觸的一面應做成圓弧形，其圓弧的大小應等于或小于卡爪的圓弧。3、當外圓精度要求較高時

19、，為防止壓壞外圓，其它兩卡爪也應墊一薄墊片，但應考慮對偏心距e的影響，如果使用軟卡爪，則不應考慮對偏心距e的影響.4、由于工件偏心，開車前車刀不能靠近工件，以防工件碰壞車刀，切削速度也不宜高。5、為防止硬質合金刀頭破裂，車刀要有一定的刃傾角，切深量大時進給量要小。6、由于車削偏心工件可能一開始為斷續(xù)切削，故采用高速鋼車刀較好。但要注意飛濺碎片傷人。7、測量后如果不能滿足工件質量要求，需修正墊片厚度后重新加工，重新安裝工件時，應注意其它墊片的夾持位置。 4.5提示由上可知偏心的加工是一個測量、加工不斷交替的過程。本文僅分析了如何在三爪卡盤上加工偏心工件，對于用三爪卡盤無法滿足加工要求的偏心工件，

20、可利用四爪卡盤或利用兩頂尖來加工或別的方法加工。4.6 總結本次論文設計是KCSJ-04偏心輪外圓磨床用工夾具設計，他主要是要實現(xiàn)偏心輪外圓的磨削加工。在設計中主要目的在于消除偏心，使偏心輪回轉中心為偏心輪外圓軸線。在設計過程中主要遇到的問題就是工件有較高的精度要求，因此設計夾具是必須保證其加工精度。由此，定位基準、裝夾方案的確定和各種配合的選擇應以能滿足偏心輪加工精度要求為原則。夾具采用一偏心軸與工件配合消除偏心，使工件在磨削加工過程中回轉中心在偏心輪外圓軸線上，限制偏心輪X、Z和繞X、繞Z軸四個自由度。使用鍵連接限制工件繞Y方向自由度。設計一端面與偏心輪配合限制其Y方向自由度。在各處配合部

21、分限制其行位公差以保證偏心輪的定位精度。夾具安裝時需測定其跳動，因此對偏心軸載機床上的定位部分有圓跳動要求，為滿足精度要求選取為0.025mm。設計中解決以上問題就是把大學四年所學的多門課程相結合的一個實踐過程。提高自身動手能力和創(chuàng)新能力，為以后的工作打下基礎。畢業(yè)設計是每人一個課題，在老師的指導下完成。對于沒有設計經驗的我來說每個步驟都需要自己去摸索。從開始的毫無頭緒到后來能熟練的查閱相關資料讓我懂得了經驗的重要性，因此我們在今后的工作中應該從基礎做起，只有打勞基本功才能有所創(chuàng)新。4.7致謝本設計是在劉淑香老師的悉心指導下完成的，劉淑香老師在論文的設計過程中注入了大量的心血和汗水，對此我表示

22、衷心的感謝。畢業(yè)設計是學校驗證和鍛煉學生實際設計能力的一項教學環(huán)節(jié)，在此次設計中，我綜合運用所學知識，理論聯(lián)系實際，在老師的精劉淑香心指導下完成了KCSJ-04偏心輪外圓磨床工裝設計，培養(yǎng)鍛煉了我獨立分析和解決問題的能力，為將來的工作奠定了堅實的基礎。工裝設計的內容繁多，在老劉淑香師的耐心指導下使我掌握了工裝夾具設計步驟。我目前沒有設計經驗，通過劉淑香老師的指導并充分利用設計經驗得以完成該畢業(yè)設計。在設計期間，劉淑香老師及同我一起做設計的同學們給我做了大量的輔導和答疑工作，幫我解決了設計中的一個個難題，使設計能順利的完成，在此，我謹向他們致以深深的謝意。在此感謝老師和同學們的熱心幫助，此次的設

23、計是我初次設計，由于經驗不足設計和論述中難免有不妥之處，請各位老師批評指導。參考文獻1李益明.機械加工工藝簡明手冊.北京.機械工業(yè)出版社.19942李鴻.機械加工工藝手冊.北京.機械工業(yè)出版舍.19993胡鳳蘭.互換性與技術測量基礎.北京.高等教育出版社.2005 4陳遠齡.機床電氣自動控制.重慶.重慶大學出版社.20025薛源順.夾具設計.上海.械工業(yè)出版社.20066周世學.制造工藝與夾具.北京.北京理工大學出版社.2002 7孫江宏.utoCAD2004機械設計上機指導.北京.等教育出版社.2004 8裘文言.械制圖高等教育出版社.北京.高等教育出版社.2003 摘要翻譯The universal cylindr