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1任務書設計課題方向：普通車床夾具設計題目：普通車床夾具設計完成日期：20**年 6 月 25 日一、 題目來源：如圖所示，車支座孔，中批生產，根據(jù)工藝分析規(guī)程，在加工孔之前，其他工序已完成。圖 1-1 所示為工件零件圖樣 〈1〉 車￠15±0 0.018 的內孔.〈2〉 2-￠10±0 0.018 兩定位孔間的距離為 50±0.03.〈3〉 ￠15±0 0.018 孔與底面間的距離為 40±0.03本工序使用機床為普通車床,刀具為通用標準工具，其它加工表面均已加工，中批生產。二、設計要求：（包括原始數(shù)據(jù)、技術要求、工作要求、作品要求）按照零件圖的設計要求，在調查研究、消化資料的基礎上，設計用于普通車床的夾具。要求完成1. 工件零件圖（CAD） A42. 普通車床夾具二維裝配圖 （CAD） A13. 普通車床夾具三維零件圖和裝配圖（PROE） 電子文檔打包上交4. 設計說明書 1 份 A4 紙打印裝訂2三、個人重點： 普通車床的夾具設計1、 零件的工藝分析 2、 夾具的定位方案3、夾具的夾緊方案 4、定位誤差分析、夾緊力計算5、夾具的裝配四、各階段時間安排，應完成的工作量：序號 各階段工作內容 起訖日期 備 注1 學生撰寫開題報告， 指導教師審核 2014 年 12 月 15 日-2014 年 12 月 25 日2 學生完成初稿，指導教師修改、審核 2015 年 1 月-2015 年 2 月3學生完成二稿，指導教師修改、審核，畢業(yè)設計中期檢查2015 年 3 月-2015 年 4 月4畢業(yè)設計定稿，指導教師修改、審核提交論文，準備答辯2015 年 5 月初-2015 年 5 月底5 畢業(yè)設計答辯 2015 年 6 月初6 畢業(yè)設計推優(yōu)，資料整理歸檔，上傳 2015 年 6 月中旬五、應閱讀的基本文獻目錄：1、 《 機床夾具設計 》 ，張權民， 科學出版社2、劉守勇,陳殿學，劉彥竹， 《機械制造工藝與機床夾具》 ,機械工業(yè)出版社,1999.103指導教師簽字：年 月 日教研室主任簽字：年 月 日院長（副院長）簽字：年 月 日4目錄摘要..................................7一 零件的工藝分析.....................81.1 零件的結構特點 .........................81.2 選擇定位基準............................91.3 制定工藝路線............................9二 車床夾具設計.......................102.1 定位基準的選擇......................... 102.2 裝配圖 ................................. 112.3 定位、夾緊方法...........................112.4 定位誤差的分析...........................122.5 估算夾緊力...............................132.6 配重塊設計、計算.........................14三 夾具裝配方法........................18畢業(yè)設計評定表.........................21參考資料致謝5摘要軸承座的用途軸承座的作用：軸承座是用來支撐軸承的，固定軸承的外圈，僅僅讓內圈轉動，外圈保持不動，始終與傳動的方向保持一致（比如電機運轉方向） ，并且保持平衡。因為此零件為大批量生產，為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動法強度，需做一種專用夾具，省去加工中繁瑣的工序。我們已經學習了機械制造工藝和夾具，對夾具設計有了初步的了解。對于一種批量較大的產品可設計制造一種專業(yè)夾具，操作迅速方便，減少了工人的勞動量，可獲得較高的加工精度和生產率，對工人的技術水平要求也相對較低。但專用夾具設計制造周期長、夾具制造費用較高。專用夾具的針對性極強、沒有通用性，很明顯只能適用于產品相對穩(wěn)定的大批量生產中。由于所學知識有限，設計能力有限，在設計中難免會有許多錯誤和不足，懇請老師給予批評指正。6一.零件的工藝分析零件圖1.1 零件的結構特點軸承座如圖，該零件是起支撐軸作用。零件的主要工作表面為φ30 的內孔表面。主要配合面是 φ15 的軸孔，零件比較簡單。從零件材料及力學性能要求，零件的結構形狀與大小，生產類型，現(xiàn)有的生產條件，充分利用新工藝，新材料等多方面綜合考慮選擇模鍛加工工藝中的錘上模鍛。零件的材料為 HT200，灰鑄鐵生產工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，用于承受較大載荷的小截面調質件和應力較小的大型淬火件，不適合磨削為此以下是軸承座需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：l）φ15 +0.0180mm 軸承孔可以用車床加工、也可以用銑床鏜孔。2）軸承孔兩側面用銑床加工，以便加工 2mm×1mm 槽。3）兩個 φ10 +0.0180mm 定位銷孔，與銷要過渡配合，精度達到 IT8，要先鉆后鉸才能達到要求。4）側視圖右側面對基準 C（φ15 +0.0180mm 軸線）的垂直度檢查，可將工件7用 φ15mm 心軸安裝在偏擺儀上，再用百分表測工件右側面，這時轉動心軸，百分表最大與最小差值為垂直度偏差值。5）主視圖上平面對基準 C（φ15 +0.0180mm 軸線）的平行度檢查，可將軸承座 φ15 +0.0180mm 孔穿入心軸，并用兩塊等高墊鐵將主視圖上平面墊起，這時用百分表分別測量心軸兩端最高點，其差值即為平行度誤差值。6）俯視圖兩側面平行度及主視圖上平面平面度的檢查，可將工件放在平臺上，用百分表測出。1.2 選擇定位基準：1. 粗基準的選擇：以軸承孔兩側毛坯為主要的定位粗基準2. 精基準的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，以已加工底面為主要的定位精基準,φ10mm 的螺栓孔為定位精基準。1.3. 制定工藝路線根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求，以及加工方法所能達到的經濟精度，在生產綱領已確定的情況下,可以考慮采用臥式銑床、搖臂鉆床、臥式車床及專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：工序 1 時效處理工序 2 鑄件內外非加工表面徹底清洗干凈，涂耐油漆同時檢查鑄件是否有缺陷。工序 3 夾軸承孔兩側毛坯，銑軸承座底面，照顧尺寸 30mm 和表面粗糙度。工序 4 鉆 φ10 的孔。 。工序 5 以已加工底面和沉頭孔定位基準，在軸孔處壓緊，銑主視圖上平面及軸承孔左、右側面 42mm。8工序 6 刨 2mm×1mm 槽，照顧底面厚度 15mm。工序 7 夾 42mm 兩側面，按底面找正，銑四側面，保證尺寸 38mm 和82mm。工序 8 鉆 φ10 +0.0180mm 的銷孔，保證孔的尺寸及公差。工序 9 以底面及沉頭孔定位，采用專用夾具裝夾工件，鉆 φ15 +0.0180mm保證 φ15 +0.0180mm 中心至上平面距離 15+0.0180mm工序 10 以底面及沉頭孔定位，在未加工的圓柱表面夾緊。采用彎板式專用夾具裝夾工件，車 φ15 +0.0180mm，保證 φ15 +0.0180mm 中心至上平面距離 15 及 φ15 +0.0180mm 的表面粗糙度 0.8.工序 11 去毛刺工序 12 總檢入庫二 車床夾具設計2.1 定位基準的選擇據(jù)《夾具手冊》知定位基準應盡可能與工序基準重合，在同一工件的各道工序中，應盡量采用同一定位基準進行加工。方案一；整個軸承座的截面定位限制兩個自由度軸承座的底面定位限制三個自由度側面定位限制一個自由度方案二；軸承座的底面定位限制三個自由度側面定位限制一個自由度軸承孔外端面定位限制兩個自由度方案選擇；選擇方案一：因為方案一是按照基準統(tǒng)一重合原則確定的，有利于夾具的設計制造，夾緊力方向指定位元件剛性較大的方向，定位相對簡單。92.2 裝配圖GB/T6170-24GB/T5782-0J.961=2.3 定位、夾緊方法A.圓盤與過渡軸為過盈配合。安裝后進行焊接，焊接后在車床上加工以保證兩者的同軸度。同時平圓面保證圓面與旋轉軸的垂直度和表面粗糙度。B.利用軸承座具有的兩個 φ10 孔，在 L 形托架鉆對應位置兩個孔，用 M10 的螺栓、螺母固定。L 形托架上與軸承座接觸的兩個面保證垂直度高于軸承座，同時保證后立面的垂直度。安裝時兩個面需緊貼。C.使用定位銷定位軸承座的軸向位置，以便排屑。定位銷與圓盤為10過盈配合，安裝后需在磨床上加工保證定位銷端面共面。D.使用螺桿對稱分布，確定 L 形托架徑向位置，以保證所加工孔與夾具旋轉中心重合。用螺栓螺母在軸向位置將 L 形托架固定在夾具圓盤上。E.用設計好的配重塊平衡夾具質心。2.4 定位誤差分析工件以一平面以及兩圓孔為定位基準時，夾具上兩定位銷的尺寸及定位孔誤差的計算，工件以一平面及兩圓孔為定位基準時，為補償工件兩定位孔的孔徑和孔距誤差及夾具兩定位銷的直徑和距離誤差，避免工件不能套入定位銷，兩夾具兩定位銷應采用一圓柱銷和一菱形銷。1) 兩定位銷中心距： Lx=Lg=50mmLg——工件兩定位孔的中心2) 兩定位銷中心距的公差： =0.3 x??3) 圓柱銷直徑的名義值： d1=D1D1——與圓柱銷相配合的工件定位孔的最小直徑（mm）公差取值：g6所以 9D1=9 09.25?4) 菱形銷寬度：11查表得：b=4 B=16-2=145) 補償距離： ml 045.)9.(210?????6) 菱形銷圓弧部分與其相配合的工件空位孔間的最小間隙 Db025.1645.02min2 ?????D2——與菱形銷相配合的工件定位孔的最小直徑（mm）7) 菱形銷最大直徑： d2= D2— =16 注：公差值取 h6min2?015.?8) 兩定位銷所產生的最大角度誤差 α072.2tanmaxax1????L?=0.027+0.025=0.052max1=0.019+0.015=0.034ax2?式中 ——夾具圓柱銷與其配合的工件定位孔間的最大間ma1隙——夾具菱形銷與其相配合的工件定位孔間的最大間隙max2?應保證(式中 ——工件允許的最大傾斜角度)????2.5 估算夾緊力本工件采用鉆削的方式，因此根據(jù)《夾具設計手冊》表 1-2-7 可得，12切削力 pxKDfP7.06?D——鉆頭直徑f——每轉進給量(mm)Kp——修正系數(shù)查表 1-2-8 可得，K p=0.4=667×4×0.360.7×0.4=522NpxDfP7.06?查《機械設計手冊》可得，摩擦因數(shù) 2.0??理論夾緊力 F= NPx5.237.05???實際夾緊力 FK=F×KK——安全系數(shù)。對于該工件的加工，安全系數(shù) K 可按下式計算：K=1.0×1.0×1.0×1.3×1.0×1.0=1.3實際夾緊力 FK=2372.5×1.3=3084.25N取實際夾緊力 FK=3.5 KN.由于夾緊力和扭矩都不大，完全符合機床的要求！導向方案的選擇由于零件是批量生產，考慮鉆模磨損后可以更換，選擇標準結構的可換鉆模。根據(jù)《夾具的手冊》表 1-7-4，鉆模至工件表面的距離按 選取，考慮本工序加工時鉆頭較細，防止md12~8)5.1(?切屑將鉆頭憋斷，應有足夠的排屑空間，鉆套至工件表面的距離取10mm。2.6 配重塊設計、計算13使用各部分質心的質徑積合成相等方法，計算設計配重塊。實際質心位置分布如圖所示A.各部分體積質量計算：軸承座底座： 3276015.0215403 mV????????????g..76.m?軸承座 Y-Z 面肋板：AuotCAD 分析 340mVg5.312.740.3???軸承座 X-Z 面肋板：AuotCAD 分析 37.51mL 形托架對稱部分： 322210865.10)50(8.3 mV????????????????????14g6.9381.7120.86m???L 形托架左邊部分： 3m7505V.除去抵消部分后的定位銷: 32.1)8(????3.9g7.0.52m??螺栓螺母組合：(1).螺栓六角部分： 38.162mV?g7.?(2).螺母六角部分： 34m2.851.6.1?(3).螺紋部分： 350 6.909mVl ?????????gl 2581.76.350?380 .0.9l ?????????gml 4081.73.580??夾具體開螺栓孔： 329.mV????????g10.48.79.1?B：求合成質徑積 mr（1）各部分質徑積15徑向定位銷：7.85×92.5=726.13.9×-33.5=-130.6軸向螺栓組：66×110=7260徑向螺栓組：13×92.9×2=249313×124.2×2=3229.225×110×2=5500軸承座：312.5×57.13=17853.1193.8×62.76=12168.7551.5×92.5=51013.8L 形托架對稱部分：938.6×110=103246夾具體開螺栓孔：10.4×-110=1144L 形托架左邊部分：137×124.69=17082與豎直方向上夾角???71.34)5.102arctn(?求和的豎直方向上質徑積16mr=202215(2)合成各方向質徑積21650)17.3480cos(1722051782? ??????mr偏角 β：?????54.2)21650708arcos( 22?(3)求配重質量及質心回轉半徑令回轉 r=100mm ，圓柱體配重高 h=55mm配重半徑 mR405108.721650??????考慮固定螺栓后反向計算： ??? ?? ?2178 6108.712..4022? ???????mr由逼近法，回轉半徑 r=99.44mm綜上，配重塊為 φ40 厚 20 的 45 鋼制作的圓柱體，中心鉆 φ8 的中心通孔。夾具體開可調整螺栓孔，長度 l=20mm，R=5.25mm。三 夾具的裝配方法先將 L 型托架固定在圓盤上用螺栓連接，再將配種塊固定再圓盤上用螺栓連接，然后再用螺栓將圓盤固定在車床卡盤上。17參考文獻：[1]劉守勇,陳殿學，劉彥竹，機械制造工藝與機床夾具 ,機械工業(yè)出版社,1999.10[2]徐嘉元,曾家駒，機械制造工藝學，機械工業(yè)出版社,2007.1[3]文斌主編，管接頭和管件選用手冊，機械工業(yè)出版社,2006.1[4]王光斗,王春福,張繼信等，機床夾具設計手冊，上海科學技術出版社，1980.1[5]鄧昭銘，張瑩，機械設計基礎，高等教育出版社，第二版，2000.7[6]陳于萍，周兆龍，何小龍，互換性與測量技術基礎，第二版，2007.2[7]王孝達主編，金屬工藝學，高等教育出版社，1997.7[8]劉小年,陳婷,崔建軍,機械制圖,第二版，機械工業(yè)出版社，2004.5[9]丁樹模,周驥平主編,液壓傳動,第二版，2006.1[10]范厚軍主編，緊固件手冊，江西科學技術出版社，2004.1[11]劉承啟主編，新編銑工計算手冊，機械工業(yè)出版社，2001.5[12]孫靖民，米成秋主編，機械結構優(yōu)化設計，哈爾濱工業(yè)大學出版社 1986.5[13]汪琪，李鈞主編，機械設計計算，中國致公出版社，1998.5[14]成大先主編，機械設計手冊，化學工業(yè)出版社，2004.1[15]王昆，何小柏，汪信遠主編，機械設計基礎課程設計，高等教育出版社，2006.918致謝：首先感謝我的指導老師陳老師，在設計過程中，陳老師幫我指出了設計中的許多不足，細心幫我解答了許多疑難問題。感謝陳老師的悉心指教！在課題的研究過程中，得到了本班同學的大力支持，在此表示由衷的感謝!也感謝這二年中給了我珍貴友誼和幫助的同學們!同時感謝所有關心和幫助過我的人!最后，在本文結束之際，向所有為我的設計提出寶貴意見的人表示衷心的感謝和崇高的敬意!謝謝!2015 年 6 月 25 日簽名：19