当前位置:首页 >> 机械/仪表 >>

轴夹具设计


专业课程综合设计





轴上铣槽专用夹具设计

院(系)别 专 级 学 姓 业 别 号 名

机电及自动化学院 机械制造 2010 级 1011111006 陈诗纯 林俊义

指导老师

华侨大学机电及自动化学院 2014 年 1 月



华侨大学机电及自动化学院·课程设计





第一章 夹具设计任务............................................................................................. 1 1.1 零件(产品)结构分析及零件图 .................................................................. 2 1.2 轴上铣槽工序的重点技术要求分析......................................................... 4 第二章 “铣槽”夹具设计方案的确定 ..................................................................... 4 2.1 基准面的选择(夹具体方案的确定) .......................................................... 4 2. 2 定位方式及定位元件的选择.................................................................... 4 2.3 夹紧方案及夹紧元件选择......................................................................... 5 2.4 夹具结构 .................................................................................................. 5 第三章 主要零件设计及计算说明 ............................................................ 6
3.1 夹紧力计算 ...................................................................................... 6 3.2其他零件设计................................................................................................................8

第四章 夹具定位误差计算......................................................................................11 第五章 夹具的装配要求及使用说明……………………………………………...12

参考文献

i

华侨大学机电及自动化学院·课程设计

第一章 夹具设计任务
1.1 零件(产品)结构分析及零件图
零件图(CAD)

零件三维效果图

该轴主要采用 45 钢能承受一定的载荷与冲击。此轴为阶梯轴类零件,尺寸精度,形 位精度要求均较高。Φ 32,φ 50,φ 18.5,M22,为主要配合面,精度均要求较高,需 通过磨削得到。键槽有同轴度要求。在加工过程中须严格控制。 (1)该轴采用45钢,精度较高。经调质处理后具有良好的综合力学性能,具有较 高的强度、较好的韧性和塑性。 (2)该轴为阶梯轴,其结构复杂程度中等,其有多个过渡台阶,根据表面粗糙度要
2

华侨大学机电及自动化学院·课程设计

求和生产类型,表面加工分为粗加工、半精加工和精加工。加工时应把精加工、半精加工 和粗加工分开,这样经多次加工以后逐渐减少了零件的变形误差。 (3)零件毛坯采用模锻,锻造后安排正火处理。 (4)该轴的加工以车削为主,车削时应保证外圆的同轴度。 (5)在精车前安排了热处理工艺,以提高轴的疲劳强度和保证零件的内应力减少, 稳定尺寸、减少零件变形。并能保证工件变形之后能在半精车时纠正。 (6)同一轴心线上各轴孔的同轴度误差会导致轴承装置时歪斜,影响轴的同轴度和 轴承的使用寿命。在两端面钻中心孔进行固定装夹可以有效防止径向圆跳动、保证其同轴 度。

1.2 某加工工序的重点技术要求分析 工序图

3

华侨大学机电及自动化学院·课程设计

表.1 工装及切削要素数据表

工 步 号

工步内容

工艺装备

主轴转 速 /(r/ min)

铣削速 进给量 度 背吃刀 走刀 /(mm/ /(m/ 量/mm 次数 r) min)

工时定额 基 辅助 本 4 4 . 0.64 3 5s s

1

粗铣键槽

X51

130

32.65

0.09

2.5

2

4

华侨大学机电及自动化学院·课程设计

第二章 铣槽夹具设计方案的确定
2.1 夹具体方案的确定
夹具体式将夹具上的各种装置和元件连接成一个整体的最大、最复杂的基础件。夹 具体的形状和尺寸主要取决于夹具上各种装置的布置以及夹具与机床的连接,而且在零件 的加工过程中,夹具还要承受夹紧力、切削力以及由此产生的冲击和振动,因此夹具体必 须具有必要的强度和刚度。切削过程中产生的切屑有一部分还会落在夹具体上,切屑积聚 过多将影响工件可靠的定位和夹紧,因此设计夹具体时,必须考虑其结构应便于排屑。此 外, 夹具体结构的工艺性、 经济性以及操作和装拆的便捷性都必须在设计中认真加以考虑。 常见的夹具体毛坯制造方法有铸造夹具体、焊接夹具体、锻造夹具体和装配夹具体。 本次夹具体的制造方法选择铸造夹具体,铸造夹具体能够铸出各种复杂形状,工艺性好, 并且具有较好的抗压强度、刚度和抗振性;但其生产周期较长,且需经时效处理,成本较 高。

2.2 定位方式及定位原件的选择
通过两个短 V 对零件 Z 方向的移动、Y 方向的移动、Z 方向的转动、Y 方向的转动的 四个自由度的限制,利用支撑钉限制其 X 方向的移动,即可使零件进行定位加工。故对零 件采取限制其 5 个自由度的不完全定位。

2.3 夹紧方案及夹紧原件的选择
夹紧装置的设计和选用是否正确, 对保证工件的精度、 提高生产率和减轻工人劳动强 度有很大影响。因此,对夹紧装置提出如下基本要求: 夹紧过程中,不能破坏工件在定位时所处的正确位置。 夹紧力的大小适当。保证工件在整个加工过程中的位置稳定不变,夹紧可靠牢固,振 动小,又不超出允许的变形。 本夹紧装置采用两个压板还有螺钉和螺柱螺母锁紧对工件进行夹紧。

5

华侨大学机电及自动化学院·课程设计

2.4 夹具结构

6

华侨大学机电及自动化学院·课程设计

第三章主要零件设计及计算说明
3.1 夹紧力的计算 1.加工条件 工件材料: 材料 45 钢, N=Qn(1+a%+b%)=5000×1×(1+16%+2%)=5900(件/年) 。 加工要求:粗铣平面 机床: X51 铣床。 刀具: 硬质合金三面刃圆盘铣刀。 2. 切削用量 1)铣削深度 由以上可知取粗铣走刀一次 ap=2.675mm,分两次走刀完成。 2)每齿进给量 机床功率为 4.5kw。查《切削手册》每齿进给量 fz 为 0.08-0.1mm/z,取 0.09mm/z。

3)计算铣削速度 n=130r/min V 粗=π Dn/1000=32.65m/min 4)计算基本工时 查《机械制造工艺设计简明手册》得铣键槽的基本时间

其中:错误!未找到引用源。——工作台的垂直进给量(mm/min) ;错误! 未找到引用源。——工作台的水平进给量(mm/min) ;错误!未找到引用源。
7

华侨大学机电及自动化学院·课程设计

1~2(mm) 则可得: (1)粗铣: t j =4.3s E.辅助时间一般按基本时间的 15%~20%估算,取 t f =15% t j ,则 t f =0.645s 作业时间: t j + t f =4.945s F.其他时间,6%( t j + t f )=0.2967s G.单件时间 tdj = t j + t f + tb + t x =5.242s

计算切屑力:切削力为
.66 0.72 F ? C? a 0 f z D 0.66 BzK ? p

其中 C ? 为在用硬质合金三面刃圆盘铣刀铣削时, 考虑工件材料及铣刀类型的系数, 其值取 294; a p 为铣削深度,按 6mm 的键槽来算,取 2.675mm;由 d ? 6mm 的铣刀,查 得,铣削速度 Vc ? 32.65m / min ,由铣刀转速 n ? 床型号,选择转速

1000 ? 32.65 ? 1733 .01r / min ,根据机 ? ?6

错误!未找到引用源。1735r/min

根据 f ? f z ? Z ? n ,得到 f z ? 0.09mm ; D ? 6mm ; B 为切削宽度,取 6; K ? 为 用硬质合金钢铣削时,考虑工件材料机械性能不同的修正系数,取 0.9。计算得切削 力 F ? 624.6N 。 对于 V 形块定位压板夹紧方案,为防止工件移动而需要的夹紧力为:

WK ?

KF sin

?
2

?1 sin

?
2

? ?2

其中, K 为安全系数,取 2.0。 ?1 和 ? 2 分别为工件与压板间的轴向摩擦因数和工件 与 V 形块的轴向摩擦因数,取为 0.5, ? ? 92。 错误!未找到引用源。 。则计算得需要的夹紧 力 WK ? 1184 .7 N 。 因为切削力 F ? Wk (夹紧力) ,所以符合要求。

8

华侨大学机电及自动化学院·课程设计

3.2其它零件设计 V型块

图一

9

华侨大学机电及自动化学院·课程设计

压板

图二

10

华侨大学机电及自动化学院·课程设计

夹具体

图三

11

华侨大学机电及自动化学院·课程设计

第四章夹具定位误差计算
定位误差是指采用调整法加工一批工件时,由于定位不准确造成的工序在工序尺寸 (通常指加工表面对工序基准的距离尺寸)或位置要求方面的加工误差。 当采用夹具加工工件时,由于工件定位基准面和定位元件的工作表面均有制造误差使 得定位基准位置变化,即定位基准的最大变动量,由此引起的误差成为基准位置误差。

v 块定位时,采用的是以圆柱面的圆心做定位标准,则其基准位置误差如下图

图四

12

华侨大学机电及自动化学院·课程设计

当定位基准与工序基准不重合时,就产生基准不重合误差,基准不重合误差即工序 基准相对于定位基准理想位置的最大变动量。 基准位移误差 ?jw ?
? 2 sin 2 Td ? 0.04

本次设计的夹具的基准不重合误差为零,即设计基准与定位基准重合,因此 ?jb ? 0
?dw ? ?jw ? ?jb ? 0.04

1 因为 ? ? 0.16 , ?dw ? 0.04 , ? ? ?dw ? 0.04 ,所以定位误差满足加工精度要求。 3

13

华侨大学机电及自动化学院·课程设计

第五章夹具的装配要求及使用说明
夹具装配时注意不要使夹具体和零件磨损,严格按照装配要求装配,先装配 V 型块然 后用螺钉锁紧在夹具体上,然后装配支撑钉,把工件放到 V 型块上,接着装配压板,然后 用螺柱和螺钉锁在 V 型块上,接下来把对刀块和定位键装配到夹具体上,并用螺钉锁紧, 夹具就装配完成了。

14

华侨大学机电及自动化学院·课程设计

参考文献

[1]杨黎明主编.机床夹具设计手册[M].北京:国防工业出版社.1996. [2]吴拓编著.现代机床夹具设计[M].北京:化学工业出版社.2009. [3]杜金萍主编.机械制造技术基础课程设计[M].高等教育出版社.2008. [4]李军编著.互换性与测量技术基础[M].武汉:华中科技大学出版社.2008. [5]大连大学工程画教研室.机械制图[M].北京:高等教育出版社.2003. [6]王光斗,王春福.机床夹具设计手册[M].上海:上海科学技术出版社.2000.

15

华侨大学机电及自动化学院·课程设计

16


相关文章:
轴夹具设计
轴夹具设计_机械/仪表_工程科技_专业资料。专业课程综合设计 题 目 轴上铣槽专用夹具设计 院(系)别专级学姓业别号名 机电及自动化学院 机械制造 2010 级 1011...
轴类零件加工工艺及夹具设计
论文题目: 轴类零件加工工艺及夹具设计 学生姓名: 学号: 所在院部: 所学专业: 指导老师: 完成时间:2010 年 03 月 1 摘 要 轴类零件是机器中经常遇到的典型...
轴类零件的加工工艺分析及夹具设计
22 2 成都电子机械高等专科学校成教院毕业论文 (设计) (轴类零件工艺分析及夹具设计) 第一章 轴类零件技术要求一、尺寸精度起支承作用的轴颈为了确定轴的位置...
轴上键槽专用夹具设计书
机械制造工艺学 课程设计说明书设计题目“传动轴上键槽专用夹具设计” 班级:机制 131 学生:徐仕阳 指导老师:梁春光 绵阳职业技术学院年 月 零件图 一、专用夹具...
输出轴夹具设计
输出轴夹具设计_机械/仪表_工程科技_专业资料。前言本次设计是在我们学完了大学的全部基础课程、 技术课程以及大 部分专业课之后进行的。 此次的设计是对大学期间所...
轴类零件加工工艺及夹具设计
轴类零件加工工艺及夹具设计_机械/仪表_工程科技_专业资料。轴类零件加工工艺及夹具设计 摘要:轴类零件属于机器零件最为典型的零件之一。轴类零件 在机械运转过程中...
输出轴的加工工艺与夹具设计设计说明书(详细)
41 1 输出轴的加工工艺与夹具设计摘要 :输出轴零件的主要作用是支撑零件、实现回转运动并传递转矩和动力。本文以一典型输 出轴零件为例讨论了零件的机械加工工艺...
心轴夹具设计教程
为此,在夹具设计中可根据需要选用各类型的定位元件。 在夹具设计中常用于圆孔表面的定位元件有定位销、刚性心轴和锥度心轴等。工件以 圆孔表面定位时使用定位销定位...
轴加工工艺及夹具设计说明书
轴加工工艺及夹具设计说明书_机械/仪表_工程科技_专业资料。轴零件工艺工装设计 摘要 本课题来源于生产实践,充分利用所学的机械制图、机械设计及机械制造等课程, 了...
输出轴工艺及夹具设计
输出轴加工工艺规程及其夹具设计一:序言 机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业之 机械制造工艺学课程设计是在我们学完了...
更多相关标签:
轴套钻孔夹具设计 | 输出轴夹具设计 | 十字轴夹具设计 | 半轴夹具设计 | 凸轮轴夹具设计 | 惰轮轴的夹具设计 | 传动轴夹具毕业设计 | 十字轴夹具课程设计 |