机床夹具课程设计轴承座夹具设计

重庆机电职业技术学院课程设计说明书设计名称： 机床夹具课程设计 题 目： 轴承座 夹具设计 学生姓名： 专 业： 机械设计与制造 班 级： 2013级4班 学 号： 指导教师： 日 期： 2015 年 0 6 月 0 9 日重庆机电职业技术学院课程设计任务书 机械设计与制造 专 业 2013 年级 4 班 一、设计题目已知如图所示“轴承座”零件的机械加工过程,设计其某一工序的专用机床夹具。轴承座机械加工工艺流程：铸造清砂热处理（时效）铣周面保证长82、宽38铣底面刨削左右侧面、21槽车内孔30、35至图样尺寸保证15+0.15、倒角C1 钻6、4各孔、钻29、锪孔213沉孔、钻工艺孔27.8（装配铰28+0.022）去毛刺检验入库题目：1. 铣底平面 2. 车（镗）内孔30、35保证15+0.15、倒角C1 3. 钻工艺孔27.8二、主要内容1.拟定夹具设计方案。2.绘制夹具总装图。3.绘制零件工作图。4.撰写设计说明书。撰写设计说明书。三、具体要求夹具总装图 1张零件工作图 2张课程设计说明书 1份四、进度安排第一阶段：查阅资料，拟定夹具设计方案（6月2日前）第二阶段：绘制夹具总装图（6.16前）第三阶段：绘制零件图（6.19前）第四阶段：整理撰写说明书（6.23前）五、成绩评定指导教师 签名 日期 年 月 日系主任 审核 日期 年 月 日设计任务书课程设计说明书正文目 录序言一、对零件工序过程及本工序加工要求的分析二、工件定位分析（一）定位方案分析（二）定位元件选定、简图及尺寸三、工件夹紧装置（一）工件夹紧方案（二）夹紧装置图，夹紧力计算四、刀具的导向（一）刀具的导向方案（二）导向装置简图五、夹具的对定（一）夹具的对定方案（二）夹具的对定装置及简六、夹具的精度量化分析七、夹具的实用性及优缺点八、夹具设计心得体会参考文献指导教师 签名 日期 年 月 日系主任 审核 日期 年 月 日一、对零件工序过程及本工序加工要求的分析 （一）零件的作用 轴承座是用于支撑轴类零件的，镗孔的目的是为了满足滚动轴承的外圈和轴承孔的配合要求，或者是滑动轴承外圆与轴承孔的配合，两个孔是用于固定轴承座的，单边固定是出于满足结构和安装位置的要求。 （二）零件的工艺分析 30及8两孔都具有较高的精度要求，表面粗糙度Ra的值为1.6um，是加工的关键表面。 轴承座上、下表面及前、后两端面的表面粗糙度Ra为3.2 um，是加工的重要表面。轴承座的上表面有位置精度要求0.008，而且与轴承孔中心线有平行度要求0.003。轴承座的前、后端面与轴承孔中心线垂直度要求为0.003，是重要的加工表面。 13沉孔加工表面粗糙度要求较低。 其余表面要求不高。二、工件定位分析 （一）定位方案分析 1.定位装置的设计要点（1）当加工回转表面时，要求工件加工面的轴线与机床主轴轴线重合，夹具上定位装置的结构和布置必须保证这一点。（2）当加工的表面与工序基准之间有尺寸联系或相互位置精度要求时，则应该以夹具的回转轴线为基准来确定定位元件的位置。2.夹紧装置的设计要求工件的夹紧应该可靠。由于加工时工件和夹具一起随主轴高速旋转，故在加工过程中工件除受切削力矩作用外，整个夹具还要受到重力和离心力的作用，这些力不仅降低夹紧力，同时会使主轴振动。因此，夹紧机构必须具有足够的夹紧力，自锁性要好，以防止工件在加工过程中位移或发生事故。3.夹具与机床主轴的联接夹具与机床主轴的联接方式，主要取决于夹具径向尺寸的大小和机床主轴前端的结构形式。常用的联接方式有以下两种。（1）夹具以锥柄与机床主轴联接。如表“夹具与机床回转轴相连接的方式”中所示。（2）夹具通过过渡盘与机床主轴的轴颈联接。如表“夹具与机床回转轴相连接的方式”中所示。夹具以H7/h6或H7/js6的配合精度安装在过渡盘的凸缘上，再以螺钉紧固。 4.夹具的总体设计（1）夹具的总体结构应该力求紧凑、轻便，悬臂尺寸要短，重心尽可能靠近主轴。夹具的悬伸长度L与外廓直径D之比可参照下列数据选取。当D150时，L/D1.25；当D=150300时，L/D0.9；当D300时，L/D0.6。（2）当工件与夹具上各元件相对机床主轴的旋转轴线不平衡时，赢回产生较大离心力引起振动而加工精度和生产安全，特别是在转速高的情况下。因此对于重量不对称的夹具，要有平衡要求。平衡的方法有两种：设置平衡块或加工减重孔。在工厂实际生产中，常采用配重的方法实现夹具的平衡。（3）为了保证安全，夹具上各元件一般不允许突出夹具体的圆形轮廓之外。此外，还应该注意防止切屑和冷却液的飞溅等问题，必要时应该加防护罩。 经分析零件图可知，轴承座底面为高度方向基准，轴承座前端面为宽度方向基准。考虑选择以加工的轴承座底面为精基准，保证底面与30孔中心线的距离为30。该基准面积较大，工件的装夹稳定可靠，容易操作，夹具结构也比较简单。（2） 定位元件选定、简图及尺寸 定位元件的作用是是要使工件在夹具中有准确和确定不变的位置，在保证情况的要求下限制足够的自由度。 自有物体在空间中有六个自由度，要使工件在夹具体中具有准确和确定不变的位置则必须限制六个自由的。在本工序中，将工件放在一个精度较高的平板上，限制了工件的三个自由度，又用浮动V型块限制工件两个自由度和镗套限制一个自由度及工件被完全定位。在车床夹具上设置找正孔，校正基圆或定位孔为定位之一。3、 工件夹紧装置 （一）工件夹紧方案 工件在定位元件的支撑下，获得了正确位置。但是，在加工过程中，由于切削力、重力、离心力和惯性力等各种力的影响，为了保证将更工件牢固地夹紧在定位元件上，以防止工件产生振动和移动，就必须依靠夹紧机构。定位和夹紧是工件安装在夹具中的两个紧密联系着的过程，因此，必须在设计夹具时要同时考虑。合理地选择夹紧力的作用点、方向和大小，关系着夹具的夹紧结构和工作精度。在本工序中，夹紧方案一底面和前面为基准面定位，V型块对中保证底面与30孔中心线的距离为30。该基准面积较大，工件的装夹稳定可靠，容易操作，夹具结构也比较简单。（二）夹紧装置图，夹紧力计算 夹紧力的大小必须适当。夹紧力过小，工件可能在加工过程中移动而被破坏定位，不仅影响质量，还可能造成事故；夹紧力过大，不但会使工件和夹具产生变形，对加工质量不利，而且造成人力、物力浪费。加工过程中，工件受到切削力、离心力、惯性力及重力等作用。理论上夹紧力的大小应与这些力或力矩的作用相平衡。而实际上，夹紧力的大小还与工艺系统的刚度、夹紧机构的传递效率等因素有关，而且切削力的大小在加速过程中是变化的,因此，夹紧力的计算很复杂的。在实际中采用估算法、类比法和实验法确定所需夹紧力。根据公式计算出夹紧力用计算法确定夹紧力的大小，很难计算准确。因为在切削过程中，加工余量、工件硬度、刀具磨损等情况是时刻变化的，计算出来的夹紧力数值还要乘上一个范围较大的安全系数。因此设计手动夹紧装置时，根据经验或类比的方法确定所需夹紧力的大小。4、 刀具的导向 （一）刀具的导向方案 对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定夹具和刀具的相对位置。对刀装置的结构形式取决于加工表面的形状。 为能迅速、准确地确定刀具与夹具的相对位置，镗夹具上都应设置引导刀具的元件镗套。镗套一般安装在镗套支架上，镗套支架与夹具体连接，镗套与工件之间留有排屑空间 （二）导向装置图5、 夹具的对定（1） 夹具的对定方案 为保证工件的加工精度，出工件在夹具中定位外，那么夹具相对刀具及切削成形运动还需占一确定位置。采用压板，用螺栓、螺母连接，利用手动夹紧，这种夹紧力小，成本低。（2） 夹具的对定装置及简六、夹具的精度量化分析 分析影响加工尺寸mm的加工误差如下。 （1）定位误差D。因基准重合，B=0;又因为是平面定位，Y=0.故D=0 （2）夹紧位置误差A。由于此夹具的过度盘是连接在夹具是不拆的，过度盘定位圆孔轴线为夹具的安装基准，夹具上V型块的平面与过度盘定位圆孔轴线的距离尺寸为30mm。因此 A1=0.021mm过度盘定位圆孔与主轴轴颈相配合，其配合尺寸为70，查表的：为为。因此 A2 =（0.035+0.011)mm=0.046mm A =（0.046+0.021）mm=0.067mm若过度盘是与夹具分离机床附件，则 A2=X1max+X2max试中 X1max过渡盘定位孔与主轴间的最大配合间隙（mm）（3） 对刀误差T。对刀误差与尺寸30+0.021mm无关，故 T=0（4） 加工方法误差G。由于影响尺寸30mm的因素较多，查书可以取G=0.52mm/3=0.173mm，根据公式的 =0.186mm0.52mm故夹具尺寸设计合理。7、 夹具的实用性及优缺点 优点： 径向尺寸小、回转精度高、抗振能力强，简单 可靠。操作方便 动作迅速。 实用性：易磨损，只适用于低速工作。 缺点：切削排除困难8、 夹具设计心得体会 两周的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，与同学分工设计，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，学会了宽容，学会了理解。 课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础 通过这次夹具设计，本人在多方面都有所提高。通过这次夹具设计，综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行一次轴承座夹具设计工作的实际训练从而培养和提高学生独立工作能力，巩固与扩充了夹具设计等课程所学的内容，掌握轴承座夹具设计的方法和步骤，懂得了怎样分析零件的工艺性，怎样确定工艺方案，了解了夹具的基本结构，提高了计算能力，绘图能力，熟悉了规范和标准，同时各科相关的课程都有了全面的复习，独立思考的能力也有了提高。 在这次设计过程中，体现出自己单独设计夹具的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。参考文献1机床夹具及应用 北京理工大学出版社.2014。2机械制造技术课程设计指导 北京理工大学出版社.20143公差配合与精度检测 电子工业出版社 20064机械制图（第三版） 高等教育出版社 20065金属切削原理与刀具 机械工业出版社 2006