铣角形轴承箱两内侧槽专用夹具设计.docx
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铣角形轴承箱两内侧槽专用夹具设计
机械制造技术课程设计说明书
班级：
学号：
姓名：
指导教师：
设计题目：
铣角形轴承箱两内侧槽专用夹具
课程设计任务书
题目：
铣角形轴承箱两内侧槽专用夹具设计
内容：
（1）零件的工艺分析
（2）角形轴承箱铣内侧槽夹具设计
（3）绘制夹具装配图
（4）绘制非标准件零件图
（5）夹具设计说明书
原始资料：
角形轴承箱零件图一张
一.概述4
二.零件的结构特点及工序的分析5
（1）结构特点5
（2）主要加工表面及技术要求5
（3）工艺过程分析6
三.定位方案及夹紧元件选择和设计6
四.定位误差分析10
五.主要零件设计说明10
六.夹具非标零件的加工工艺11
七.主要参考资料12
一、概述
机械制造技术课程设计是我们在学习了《机械制造技术基础》以及相关课程后进行的一项实践性教学环节。
在现代制造技术迅猛发展的今天，机床夹具无论在传统机床还是在数控机床、加工中心上，仍是必不可少的重要工艺装备。
通过机床夹具设计，不仅可以培养我们综合运用已学的知识，而且可以得到工程设计的初步训练。
通过本次课程设计要达到如下要求：
1.综合运用已学过的机床夹具设计及相关课程的理论知识以及生产实习中所得的实际知识，根据被加工零件的要求，设计既经济又能保证加工质量的夹具。
2.培养结构设计能力，掌握结构设计的方法和步骤。
3.学会使用各种手册、图册、设计表格、规范等各种标准技术资料，能够做到熟练运用。
4.能熟练运用机械制造技术课程中的基本理论，正确地解决一个零件在加工中的加工基准的选择、定位和夹紧、加工方法选择及合理安排工艺路线，保证零件的加工质量。
5.进一步培养机械制图、分析计算、结构设计、编写技术文件等基本技能。
二．零件的结构特点及工序的分析
2.1零件的功用、结构和特点
功用:
1.固定轴承的运转
2.让轴承保持润滑状态
2.2主要加工表面及要求
1.孔径为φ180H7的孔，在φ180孔处倒角1x45°，表面粗糙度为1.6
2.角形轴承箱的两大端面，表面粗糙度为6.3，保证两大端面之间的距离为100h11。
3.角形轴承箱两垂直面，表面粗糙度为12.5，垂直度为0.10，保证端面到孔中心距离为148mm。
4.角形轴承箱的两个槽，表面粗糙度为6.3，垂直度为0.12，并保证槽底面到孔中心距离为140h11，并保证槽两个侧面的粗糙度为6.3。
5.角形轴承箱两端上的五个孔的表面粗糙度为12.5，并保证另一个孔的表面粗糙度为3.2，六个小孔均匀分布在φ220mm的圆周上，孔径为φ130+0.4mm。
6.角形轴承箱两槽上的两个大孔，表面粗糙度为12.5，两孔的中心线到槽底面的距离为310mm，孔径为φ25mm。
7.角形轴承箱的两个小面的表面粗糙度为12.5，保证其到角形轴承箱垂直面的距离为58mm，并保证小面的水平距离为75mm。
2.3工序的工艺分析
铸造--热处理--车一端面、内孔、倒角--车另一端面、倒角--钻6xφ13mm--铣两大端面--铣槽--钻2xφ25mm通孔--铣小平面--磨削φ180mm内孔--质检--防锈
零件为角形轴承箱，材料为HT20-40。
生产类型为：
大批量生产。
现要求设计铣槽的夹具。
零件的加工要求为：
角形轴承箱的两个槽，表面粗糙度为6.3，垂直度为0.12，并保证槽底面到孔中心距离为140h11，并保证槽两个侧面的粗糙度为6.3。
三．定位方案及夹紧元件选择和设计
3.1定位方案的选择
根据工序加工要求，工件在夹具上的定位方案如下：
以底面为主要定位基准，限制3个自由度（X,Y方向转动，Z方向移动），φ180mm孔处的短心轴限制2个自由度（X，Y方向移动），右边的支承钉限制一个自由度（Z方向转动）。
按照基准重合以及精基准的原则，X，Z方向用设计基准作为定位基准，以避免基准不重合而引起的基准不重合误差，有利于保证加工精度。
夹具装配总图
夹具体零件图
心轴零件图
3.2定位元件设计
本工序采用底面和短心轴作为主要定位元件。
如夹具总装配图所示。
这样能较容易、较稳定地保证加工精度。
用夹具装夹工件时，工件相对于刀具的位置由夹具保证，基本不受工人技术水平的影响，因而能较容易。
较稳定地保证工件的加工精度。
能提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。
采用夹具后，工件不需要划线找正，装夹方便迅速，显著地减少了辅助时间，提高了劳动生产率。
夹紧力的计算：
采用手动夹具，故不需要夹紧力计算。
3.3夹紧装置的选择和设计
1.夹紧机构的三要素是夹紧力方向、作用点、大小的确定
夹紧力作用点的选择应遵循的规则：
（1）为了使定位稳定，夹紧力作用点应该落在主要的定位支承面上，活络在主要的定位支承面上的支撑点所围成的面积内。
（2）夹紧力应作用在工件刚性较好的部位上，不应该使工件产生夹紧变形或产生翻转力矩。
（3）为了防止工件在加工过程中产生振动，夹紧力的作用点应尽量靠近被加工表面
（4）夹紧力作用点的数目，应尽量在工件的整个接触面上均匀分布，以减小夹紧变形。
该夹具是用带肩六角锁紧螺母手动夹紧，在装夹过程中方便简单，并采用压板作为夹紧力的实施件；操作简便，实用安全可靠，减轻劳动强度。
在夹紧过程中也不会使工件产生变形，且具有自锁功能，能够保证加工过程中工件位置的确定。
2.夹紧装置设计
夹具体是夹具的基本件，它既要把夹具的各种元件、机构、装置连接成一个整体，而且还有考虑工件装卸的方便。
因此，夹具体的形状和尺寸主要取决于夹具个组成件的分布位置、工件的轮廓外形尺寸以及加工条件等。
在夹具体设计时应满足一下基本要求。
（1）具有足够的强度和硬度。
（2）结构简单、轻便，在保证强度和刚度的前提下结构尽可能简单紧凑、体积小、质量轻和便于工件装卸。
（3）安装稳定可靠。
（4）结构的工艺性好，便于制造、装配和检验。
（5）尺寸要稳定且具有一定精度。
（6）清理方便。
夹具体毛坯制造方法选择：
综合考虑机构合理性、工艺性、经济性、标准化以及各种夹具体的优缺点等，选择毛坯制造方法为：
铸造夹具体。
夹具体的外形尺寸：
在绘制夹具总图时，根据工件、定位件、夹紧装置以及辅助机构在总体上的配置，夹具体的外形尺寸便已稳定。
四、定位误差分析
1.对于内侧槽尺寸（△工件=0.250）的误差计算
采用的短心轴定位：
基准重合:
△jb=0，
短心轴定位:
△jw=1/2（TD+Td）=0.5*（0.040+0.025）=0.0325
△dw1=△jb+△jw=0.0325<1/5*△工件=0.2*0.250=0.05
综上所述：
定位误差在可接受范围内，夹具合格。
五、夹具主要零件分析
1.夹具体
综合考虑了结构合理性、工艺性、经济型、标准化以及各种夹具体的优缺点等，选择夹具体毛坯制造方法为铸造夹具体；考虑到加工面的影响，夹具体底部切除一段，从而减少加工工作量。
2.定位元件
支承板、短心轴。
它们的定位工作面和工件的定位工作面接触、配合对准，从而使得工件占有准确位置。
3'w*Y（U:
K2r${"C）~0H4.。
.压板夹紧
夹紧可靠稳定，拆卸方便，结构简单，成本低。
4.对刀元件
对刀块采用侧装对刀块，塞尺采用1mmGB/T2244-91.
5.连接元件和连接表面
定位键和工作台T型槽的配合使得夹具在铣床上占有相对的位置。
夹具体上有U形座，可供螺柱穿过，把夹具夹紧。
六、非标零件加工工艺过程
1.夹具体
材料：
灰铸铁HT200
工序号
工序名称
安装
工序内容
机床设备
1
铸
浇注、压射、吸入
铸型
2
时效处理
低温回火
时效处理炉
3
铣
铣简易导轨槽
铣床
4
铣
铣夹具体底面、凸台、夹具体上表面、定位键槽侧面
铣床
5
时效处理
低温回火
时效处理炉
6
磨
磨夹具体底面、凸台、定位键槽侧面、简易导轨槽
磨床
7
钻
钻各个螺纹孔、销孔以及Ø10支承钉孔
钻床
8
磨
磨各个销孔以及Ø10支承钉孔
磨床
9
检验
检测是否达到加工要求
测量仪器
2.心轴
毛坯：
锻料
工序号
工序名称
安装
工序内容
机床设备
1
下料
锯床
2
车
粗车表面
车床
3
车
精车表面
车床
4
钻
钻Ø7–Ø12孔
钻床
5
车
车螺纹
车床
6
热处理
低温回火
热处理炉
7
磨
精磨表面
磨床
8
检验
检测是否达到加工要求
测量仪器
七、主要参考资料
1.冯鹤敏.机床夹具设计课程设计参考资料.上海理工大学
2.裘文言,张祖继,瞿元赏.机械制图.高等教育出版社
3.卢秉恒.机械制造技术基础.第3版.机械工业出版社
4.甘永立.几何量公差与检测.第9版.上海科学技术出版社
5.杨可桢,程光蕴.机械设计基础.第5版.高等教育出版社
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