罩壳零件车削Ǿ32H7孔工序专用夹具的设计

机械工程学院机床专用夹具设计说明书设计题目：罩壳零件车削 32H7 孔工序专用夹具的设计 指导教师： 蔡苏宁 专 业： 机械制造与自动化 班 级： 机制 1008 班 姓 名： 康鹏勃 日 期： 2012-11-01 2目 录工艺（工装）课程设计任务书 .3序言 7一、零件的工艺分析 8二、夹具设计 .8（一） 、设计思想 .8（二） 、定位方案 .9（三） 、夹紧方案 .9（四） 、定位销设计与误差计算 10（五） 、夹紧力计算： 12（六） 、夹具整体说明： 13三、夹具设计心得体会 .14四、参考文献 153机械工程学院工艺（工装）课程设计任务书设计题目：罩壳零件车削 32H7 孔工序专用夹具的设计设计内容：（1）零件图 1张（2）夹具装配总图 1 张（3）夹具零件图 12张（3）课程设计说明书 1 份原始资料：零件图 1 张；生产纲领为 6000 件/年；每日1 班。指导教师： 蔡苏宁 专 业： 机械制造与自动化 班 级： 机制 1008 班 姓 名： 康鹏勃 日 期： 2012-11-01 4工艺（工装）课程设计任务书一、设计内容及要求1工艺分析熟悉零件图，了解零件的性能、材料、用途及其在机床中的作用，通过其结构工艺性和各项技术要求的分析，明确该零件主要表面和次要表面，并找出该零件主要表面加工时的关键技术问题。2确定生产类型根据零件的生产纲领（年产量） ，确定其生产类型（一般应为批量生产） 。3确定设计方案结合本道工序的加工要求，判断应该限制的自由度，进而选择定位基准，确定设计方案。【注】：应制定两个以上的定位方案，经比较后，选出最佳方案。4定位分析与定位误差的计算5对刀及导引装置的设计6加紧机构的设计和加紧力的计算7编写设计说明书根据以上设计内容和要求，编写专用夹具设计说明书一份。说明书是课程设计的总结性文件，要求字迹工整，语言简练，文字5通顺，简明扼要，图例清晰。【注】编写内容及格式见：专用夹具课程设计说明书装订顺序及编写提纲。二、设计要求在本次课程设计过程中，要求编制一个中等复杂程度零件的机械加工工艺规程，并撰写设计说明书。学生应在教师的指导下，按照设计任务书的规定，认真地、有计划地按时完成设计任务。必须以负责的态度对待自己的设计工作，缜密思考，慎重对待自己的每一项技术决定，认真核实每一个数据和计算结果。设计完成后，每人单独向老师交设计作业，并且能准确回答老师提出的 2-3 个问题。此外，注意理论与实践的结合，积极主动地深入实习车间，详细观察和分析现场实际情况，以期使整个设计在技术上是先进的，经济上是合理的，生产上是可行的。三、进程计划表序号 设计各个阶段内容 工作天数1研究课程设计任务，分析设计对象，熟悉资料，借设计资料、手册等。12 熟悉零件机械加工工艺规程 13 夹具设计（草图、零件图、总图） 54 编写设计说明书 25 整理设计文件，准备答辩 166 共 计 10四、主要借阅参考资料及手册学生可根据需要借阅以下参考资料和手册中的几种：1 金属机械加工工艺人员手册上海科学技术出版社主编赵如福2 机床夹具设计手册国防工业出版社 主编杨黎明3 机械零件设计手册冶金工业出版社 主编东北工学院4 机械设计手册 机械工业出版社 主编徐灏5 机械零件设计手册 国防工业出版社 杨黎明编6 金属切削手册(第三版) 上海科技上海市金属切削技术协会编7 实用机床设计手册(精) 辽宁科技李洪编8 金属切削刀具设计手册(精) 机械工业出版社袁哲俊/刘华明编9 机械加工工艺手册第一卷：工艺基础卷机械工业出版社 王先逵 李旦编10 机械加工工艺手册第二卷:加工技术卷机械工业出版社 王先逵 李旦编11 机械加工常用刀具数据速查手册(精) 机械工业出版社王健石编12 机械制造工艺学课程设计指导书机械工业出版社 赵家齐 编713 机械制造工艺与装备习题集和课程设计指导书化学工业出版社倪森寿编14相关课程教材序言本书是根据查阅相关书籍资料对 MGA6025 高精度万能磨床的罩壳 32H7 的孔而设计的一套专用夹具。本次夹具设计培养了我们的设计能力、分析问题能力、解决问题能力、团队协作能力、计算能力等夹具设计各个环节的能力。使我们更好的了解了工艺的编制，工艺路线的实施、独立设计一个合理的夹具，从而更深刻的体会到了机械方面工作的系统性。对培养我们思维的缜密性和考虑问题的全面性，都起到了积极的作用。本说明书分为以下几部分，零件工艺分析、夹具设计、设计思想、定位方案、夹紧方案、定位销设计与误差计算、夹紧力计算、夹具整体说明等。在老师的指导及校办工厂（咸阳机床厂）师傅的指导下完成，在此表示崇高的敬意和衷心的感谢。由于编者水平有限，加之时间仓促，不妥之处在所难免，敬请各位老师及同仁批评指正。8编者 2012 年 10 月一、零件的工艺分析罩壳零件的生产类型为大批量生产。因此选用高效率的专用夹具此夹具是为车 MGA6025 高精度万能磨床的罩壳 32H7 的孔而设计的一套专用夹具。根据工艺规程，在加工 32H7 孔（钻孔 28 孔镗铰 32H7孔）之前，其它表面均已加工好。本工序的加工要求是：1、所需要求尺寸及精度有（单位：mm） 。150、 35、370.048、32H7、2、孔的中心轴线与 55J7 中心轴心的垂直度为 0.06；3、55J7 轴线端面与孔的中心轴线的垂直度为 0.02；二、夹具设计（一） 、设计思想该零件材料为 HT200，属于大批量生产。因此有以下要求：91、本夹具既要保证工件的精度，又要考虑如何提高劳动生产效率，降低劳动成本及劳动强度。2、40P6 外圆柱伸出过长，考虑到其强度及尺寸精度要求，应有辅助支撑结构。3、工件有很大内腔，考虑其刚性，夹紧力作用点应尽量靠近距各作用点的力尽可能相等。（二） 、定位方案由零件图可知：本工序的孔轴线与 55J7 的孔轴线有370.048、150、 15 的尺寸要求，可用定位销限制其自由度（X1.0的移动、Y 的移动） ，再用一个大平面上装定位短销限制两个自由度（X 的转动、Y 的转动、Z 的移动）保证 35 及两个垂直度。最后一个自由度可以有如下两种方案：方案 a：用一个浮动 V 型块限制其 Z 轴的转动，保证 32H7 与40P6 的同轴度；方案 b：用一个螺栓限制其 Z 轴的转动，保证 32H7 与 40P6的同轴度；方案比较：方案 a 是用面定位，外圆表面是毛坯，定位比较复杂；方案 b 是用点定位。点定位相对面定位更加准确。故选用方案a。10（三） 、夹紧方案夹紧方式：手动因工件有很大的内腔，考虑刚性不足，夹紧力作用点靠边且夹紧力方向指向主要定位基准面（大平面） 。夹紧机构形式采用平行下压浮动夹紧机构1（机床夹具设计手册P230 该机构利用螺柱螺栓压板夹紧工件。左边螺母下边应加一个球面垫圈。当拧紧左边螺母时，压板压紧左边工件，同时通过挠板式杠杆使右边螺杆下移压紧右边工件。辅助支撑：既要起支撑作用，不要限制其转动。本装置采用用两个螺柱螺栓来夹紧工件。（四） 、定位销设计与误差计算根据2机床夹具设计实例教程P104 页表 9-1 可知，定位销限制的自由度为 X 轴的移动、Y 轴的移动，所以定位元件为圆柱短销。圆柱短销直径的基本尺寸取工件孔的最小极限尺寸 D ，其公差1带一般取 g6 或 h7。即 d=D g6，因为孔的直径为 55J7（55 ） ，1 018.2所以圆柱短销的直径为 d=54.988 g6（54.988 ）即.0955 f602.41D 定位误差计算：尺寸有 150、 15 、 35、370.048 、32H7、40P61.0分析：尺寸 32H7、40P6 公差由工人考虑；11尺寸 150、15 有定位误差要求，端面有垂直度要求；1.0尺寸 370.048 有定位误差要求，35 自由公差有定位要求。夹具体定位元件尺寸及精度：定位支承面（大平面）与 32H7 孔的距离为 35；32H7 孔轴线与 55J7 的孔轴线距离为 370.048；圆柱短销：55 ，02.41（1）对于 150、 15 的尺寸定位误差计算如下：.0B=0 又孔销周围均可接触Y=D+d+ X min D=B+Y X min = ESeiD=Y=0.030+0.019+0.01=0.059mm150 的自由公差0.1，0.059F 。J 需查2机床夹具设计实例教程P61页表3-1知，K=1.8所以，F =KF =985.6N需J理J查机床夹具设计手册杨黎明 主编 国防工业出版社 P202 页得，单个螺旋夹紧产生的夹紧力按下式计算：W = （N)0,21,tantrzQL14式中 W 单个螺旋夹紧产生的夹紧力；Q原始作用力；0L作用力臂； 螺杆端部与工件的摩擦角；1r 螺杆端部与工件间的当量摩擦半径；r 螺纹中经之半；1 z螺旋副的当量摩擦角； 螺纹升角。2查得：r =9.33 tan =0.15 =2291 1=950 r =5.513 Q=50N L=150mm 2z所以，W =2884N 0W =WKLl查得： =0.85 L=110mm l=55mm所以，W =1225.7N由于该夹具使用了两个螺旋夹紧，故 F =2W =2451.4NJK校核夹紧机构产生的夹紧力 FJF =2451.4NF =985.6NJ需J满足条件：F F 需因此设计的专用夹具夹紧机构合理。（六） 、夹具整体说明：夹具体上各部件安装好之后，通过过度盘与主轴连接，过度盘与夹具体之间的用“止口”定位，即夹具体的定位孔与过度盘的凸缘配合，然后用螺钉紧固。对于夹具体为保证精度安装，安装时应对夹具的限位基面仔细找正，可在夹具体上开一个专孔，作为找正基面，使该面与机床主轴同轴，用于限位基面偏离回转中心，保证精度同轴度 0.01，圆跳动 0.01。为保证夹具体动静平衡，应配置配重快调理其准确位置。夹紧机构应克服离心力及切削力等，找出最小夹紧力，夹紧时应尽可能夹紧工件，防止其因受力而使定位错大，甚至有不安全事15故，使用平行下压浮动夹紧机构，在一切就绪后要进行检验试车，修调至工件工序加工合理为止。三、夹具设计心得体会通过十余天的专用夹具设计，感慨颇多，受益匪浅。感受到了团队的力量；感受到自己知识上的欠缺；感受到了机械中的奥妙。设计的日子中，大家吵过、哭过、笑过、迷茫过、放弃过最终还是出色地完成了艰巨的任务。首先，当老师安排完任务后，我们组一块积极讨论，多次找老师问问题，同时让老师联系校办工厂老师看组装、听讲解。从校办工厂出来后，我们一起研究我组的设计方案，大家集思广益、大显身手，最终确定了方案。然后，明确分工，大家各司其职，查资料、分析、计算、设计、画图等使整个设计过程紧张有序。在设计的过程中，大家都发现自己学到的知识太少、动手能力、查资料能力、分析、计算能力多多少少都有些不足。退缩、放弃、对自己失去信心，大家互相鼓励、打气加油最终还是坚持下来。其次，大家将自己所做的能够及时地汇总在一块，使下一步正常、及时的开展。保证了设计保质保量按时的完成了。最后，我仅代表我组全体人员，对这次设计中精心、耐心、细心指导的老师表示崇高的敬意和衷心的感谢，对一直以来关心、大16力支持我们设计的同仁表示感谢，同时祝愿老师、同仁们身体健康、工作顺利、心想事成！四、参考文献1机床夹具设计手册 杨黎明 主编 国防工业出版社2机床夹具设计实例教程 李名望 主编 化学工业出版社3机床夹具设计 国防工业出版社4机械加工工艺方案设计与实施 魏康明 主编 机械工业出版社5金属机械加工工艺人员手册赵如福 主编上海科学技术出版社 6金属切削手册(第三版) 上海科技上海市金属切削技术协会编7金属切削原理与刀具 陆剑中 孙家宁 主编 机械工业出版8机械设计课程设计手册 高等教育出版社9公差配合与测量技术 冯丽萍 主编 机械工业出版社17