开合螺母夹具设计课程设计说明书

夹具设计 课程设计说明书设计题目设计 C620开合螺母孔 夹具班 级 学 号 学 生 指导教师 成都工业学院机电工程系年月日 目录1. 分析工件11.1 工艺过程的安排11.2 明确设计任务与收集设计资料12. 拟定夹具结构方案与绘制夹具草图22.1 确定工件的定位方案，设计定位装置22.2 确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置42.3 夹具体的设计52.4 确定夹具与机床的连接方式，设计连接元件及安装基面 52.5 确定平衡方案，设计平衡装置52.6 绘制夹具图，并标注尺寸、公差及技术要求63. 总结6参考文献71. 分析工件1.1 工艺过程的安排在对合螺母加工中，影响加工精度的主要因素有：1.1.1对合螺母本身的刚度比较低，在外力（切削力、夹紧力）的作用下，容易变形。1.1.2对合螺母是铸造件，孔的加工余量大，切削时将产生的残余内应力，并引起应力重新分布。因此，在安排工艺过程中，就需要把各主要表面的粗精加工工序分开，既把粗加工安排在前，半精加工安排在中间，精加工安排在后面。这是由于粗加工工序的切削余量大，因此，切削力、夹紧力必然大，加工后容易变形。粗精加工分开后，粗加工产生的变形，可以在半精加工修正，半精加工中产生的变形可以在精加工中修正。这样逐步减少加工余量，切削力及内应力作用。逐步修正加工的变形就能最后达到零件的技术要求。1.2 明确设计任务与收集设计资料原零件图有尺寸封闭链产生，修改后的图如上。由于对合螺母要求有较高的强度和刚度，以及良好的耐磨性和疲劳强度，材料选择HT150。因为对合螺母在工作中承受静载荷以及小量的动载荷，为了使金属纤维尽量不被切断，非加工表面对称均匀，使零件工作可靠，并且铸件的铸造性能较好。由于1该零件的轮廓尺寸不大，生产类型为大量生产，又考虑零件的加工条件要求高。为了保证加工质量、提高生产率、降低成本、减少工人的劳动强度，确定采用铸造成型。该工件的结构对称，材料是HT150：铸造性能良好，减摩性好；减震性强；切削加工性良好；缺口敏感性较低；价格便宜，制造方便。工件毛坯选铸件。要求加工55孔，零件大多部分已加工。由互换性与测量技术表3-2 孔55的公差等级是7级。由数控机床加工工艺表4-12孔55经粗车-半精车-精车能达到加工要求。 2. 拟定夹具结构方案与绘制夹具草图2.1 确定工件的定位方案，设计定位装置对合螺母加工作为精基准的表面是F平面，以及两个12孔，而作为精基准的表面应该提前加工完。在选择粗基准时考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面的尺寸、位置符合图纸要求。因此按照粗基准选择原则，以R40外圆为粗基准来加工底平面精基准。在对合螺母的加工过程中定位基准满足基准重合原则，简化了工艺过程的制定，使夹具的设计、制造简单，降低成本。按照工序分散的原则来拟定工艺路线：对合螺母的加工过程中，各加工工序的组合基本上是按照工序分散的原则进行的。由于对合螺母的形状复杂，要加工表面不便于集中加工，为了适应大批量生产的快节奏，必须在各工序采用高效率的专用机床和夹具，以提高生产率，保证加工质量，使各工序的时间趋于平衡，按一定的节拍组织流水生产。虽然现代生产的发展多趋向于工序集中，但工序分散在大批量生产中仍应用很广泛。设置定位元件时应考虑工件加工表面的轴线与主轴轴线重合。保证工件的定位基面、加工表面和主轴三者的轴线重合。工件的燕尾面和两个12孔已经加工，两孔到中心线的距离都是180.05。贯彻基准重合原则，工件用燕尾面C和F在夹具体和活动支撑板上定位，限制五个自由度；用12孔与活动菱形销配合，限制一个自由度。定位装置就是一个夹具体、一个活动支承板和一个活动菱形销。2根据工件燕尾槽的深度确定活动支撑板的厚度为20。活动支承板通过推动螺栓与夹具体连接。夹具体设置成U形槽，以便活动支承板稳固活动。 2.1.1加工误差工件在车床夹具上加工时，加工误差的大小受工件在夹具上的定位误差D、夹具误差J、夹具在主轴上的安装误差A和加工方法误差G的影响。1)定位误差DF平面既是工序基准，又是定位基准，基准不重合误差B为零。工件在定位时，定位基准与限位基准(支承板平面)是重合的，基准位移误差Y为零，因此，尺寸35的定位 D为零。2)夹具误差J夹具误差 限位面基准（支承板上的平面）与止口轴线间的距离误差，即夹具总图上尺寸18的公差0.25mm，以及限位基面相对基面A和燕尾槽上的那个平面的平行度 垂直度误差0.05mm（两者公差兼容）。3)夹具的安装误差A A=X1max+X2max式中X1max过渡盘 主轴的最大配合间隙；X2max过渡盘与夹具 间的最大配合间隙。设过渡盘与车床主轴的配合为92H7/js6，查表：92H7的上偏差为3+0.035mm，下偏差为0,92js6为上下偏差为对称 0.01mm，因此 X1max=(0.035+0.011)mm=0.046mm夹具体与过渡盘止口的配合尺寸为160H7/js6，查表160H7的上偏差为+0.040mm，下偏差为0,160js6的上偏差为和下偏差为对称偏差，为0.0125mm，因此 X2max=（0.040+0.0125）mm=0.0525mm A=(0.0462+0.05252)mm4)加工方法误差G车床夹具的加工方法误差，如车床主轴上 夹具基准（圆柱面轴线、 圆锥面轴线或圆锥孔轴线）与主轴回转轴线间的误差、主轴的径向跳动、车床溜板进给方向与主轴轴向的平行度或垂直度等。它的大小取决于机床的制造精度、夹具的悬伸长度和离心力的大小等因素。此方案可取。2.2 确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置车床夹具的夹紧装置必须安全可靠。夹紧力必须克服切削力、离心力等外力的作用，且自锁可靠。采用压板螺栓将工件上部夹紧，工件下部靠弹簧力使工件靠近固定支撑板。工件装卸是，从上方推开活动支撑板将工件插入，靠弹簧力使工件靠紧固定支撑板，并略推动工件使活动菱形销销弹入定位孔12内。采用带推动V形块的机构夹紧。4推动螺栓和V形块不是标准件，根据工件的尺寸来设计V形块的尺寸。V形块放在导轨槽里，并用压板盖住。用螺钉将导轨槽与夹具体连接起来。压板与导轨槽用圆柱销和菱形销连接。2.3 夹具体的设计夹具体有适当的精度和尺寸稳定；有足够的强度和刚度；结构工艺性好；排屑方便；在机床上安装稳定可靠。采用铸造铰链式夹具体，铸造夹具体的工艺性好，可铸出各种复杂形状，具有较好的抗压强度、刚度和抗振性，材料为灰铸铁。根据工件尺寸、夹紧装置、定位装置、连接元件设计夹具体的最大尺寸为250的圆，厚为25，长为258，宽为164。两个筋板厚为20。夹具体通过三个螺栓与过渡盘连接， GB/T 57802000。2.4 确定夹具与机床的连接方式，设计连接元件及安装基面因为夹具的径向尺寸较大，因此夹具通过过渡盘与机床主轴连接，过渡盘与主轴配合。在c620机床上，过渡盘以内孔在主轴前端的定心轴螺纹紧固，轴向由过渡盘端面与主轴前端的台阶面接触。为防止停车和倒车时因惯性使两者松开，用压块将过渡盘压在主轴上。过渡盘与夹具体的凸缘以H7/h6配合，然后用螺栓紧固。根据机床，夹具体设计过渡盘的尺寸，最大尺寸250。2.5 确定平衡方案，设计平衡装置对角铁式结构不对称的夹具，设计时应采取平衡措施，以减少由离心力产生的振动和主轴轴承的磨损。首先根据工件和夹具不平衡部分合成质量的重心，确定平衡块的重心，计算出工件和夹具不平衡部分的合成质量m1，然后根据平衡条件确定平衡块的质量m2。假设合成质量m1集中在重心A处，OA=R，轴向尺寸为L，转动时它所产生的离心力F1的近似计算公式 F10.01m1Rn由离心力引起的力矩M1为 M1=F1L5设平衡块的质量m2集中在重心B处，OB=r，轴向尺寸为l，则平衡块引起的离心力F2为 F20.01m2rn由F2引起的力矩M2为 M2=F2l在综合考虑径向位置和轴向位置平衡的情况下，满足平衡关系M1=M2即 0.01m1RnL0.01m2rn化简后 m2=m2RL/rl2.6 绘制夹具图，并标注尺寸、公差及技术要求3.总结综上所诉，机床夹具是机械制造业中不可或缺的重要工艺装备，设计的夹具需要保证机械加工质量、提高生产效率、降低生产成本、减轻劳动程度、实现生产过程自动化。并保证夹具体安装稳定可靠。通过这次的夹具设计专周，我学会了基本的设计思路和设计要求，学会了怎样规范的书写设计说明数， 总体上有了整体的认识和学习，在设计过程中把以前学习的知识综合运用了，也考验了自己的知识，在这过程中还提升了自己的能力，在老师的帮助下，弄懂了以前不懂的知识，深有体会。为以后的毕业设计奠定了一定的基础。6参考文献1 李华志主编数控机床加工工艺。哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，20102 王晓莉主编机械制图。北京：科学出版社，20063 陈于萍 高晓康主编互换性与测量技术。北京：高等教育出版社，20054 李名望主编机床夹具设计实例教程。北京：化学工业出版社，20095 曹岩 白瑀主编机床夹具手册与三维图库。北京：化学工业出版社，20107