输出轴CA6140车床2Φ8孔的钻夹具设计说明书 4.docx

输出轴CA6140车床2Φ8孔的钻夹具设计说明书 4.docx

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输出轴CA6140车床2Φ8孔的钻夹具设计说明书4

机电及自动化学院

专业课程设计说明书

设计题目：

输出轴（CA6140车床）2*Φ8孔的钻夹具设计

专业：

机械工程及自动化

班级：

08机制二班

姓名：

指导老师：

设计时间：

2011年12月19日—2012年1月13日

目录

一、夹具设计………………………………………………2

1.1零件分析…………………………………………2

1.2定位方案…………………………………………3

1.3钻模板的确定……………………………………3

1.4切削力夹紧力的计算……………………………5

1.5误差分析…………………………………………5

1.6对刀及导引装置设计……………………………6

1.7夹具主要零件图…………………………………7

二、设计心得………………………………………………9

三、参考文献………………………………………………10

四、附录……………………………………………………10

一、夹具设计

夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。

在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造成本。

正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一。

1.1零件分析

输出轴主要应用在动力输出装置中，是输出动力的主要零件之一。

其主要作用是传递转矩，使主轴获得转动的动力。

本次的夹具设计是决第九道工序钻2Xø8通孔的专用夹具，该夹具用于Z525钻床，刀具为高速钢直柄麻花钻8-LGB/T6135.3—1996。

从零件图上看，在给定的零件中，对本步加工的定位并未提出具体的要求，是自由公差，定位要求较低。

因此，本设计的重点应在夹紧的方便、快速性以及钻孔的高效上。

图1零件图

1.2定位方案

对零件图进行分析，发现零件的底面以及10*ø20的孔要求加工精度较高，因此决定采用一面两销的定位方式，以工件一个端面以及两个对称的ø20作为定位面，端面限制三个自由度，短销限制两个自由度，菱形销限制一个自由度，这道工序所加工的两个斜孔与水平面夹角为45°，两孔对称分布，所以在加工时应时两孔的中心线与水平面垂直，所以工件与夹具体底座成45°。

通过两个压板夹紧工件，结构简单，操作方便。

如图2。

图2夹具装配图

1.3钻模板的确定

方案一：

采用固定钻模板。

这种钻模板直接固定在夹具体上，优点是结构简单，精度较高。

缺点是工件装卸不方便，钻套与工件之间间隙太大，要求钻头较长，如图3。

方案二：

采用铰链式钻模板。

铰链式钻模板通过铰链与夹具体联结，优点是工件装卸方便。

缺点是精度不高，加工过程中比较繁琐，如图2。

图3采用固定钻模板装配图

通过对两个方案进行对比，虽然方案一优点突出，但是由于钻套与工件之间间隙过大，在实际的加工过程中不具可行性。

所以选择方案二。

1.4切削力夹紧力的计算

刀具：

高速钢麻花钻，钻头直径为8mm；加工材料45钢。

钻孔时轴向力

公式中：

——系数，查表

=61.2；

——钻头直径对F的影响指数，

=1.0；

——进给量对F的影响指数，

=0.7；

——修正系数，

=1.33。

所以

对钻孔时轴向力F进行分析，如图4，可知，钻孔时的轴向力F竖直向下，在钻孔过程中轴向力F就能起夹紧的作用，由于这次加工属于在斜面上钻孔，起钻时钻头单边受力，工件受力不平衡，为了防止工件偏移及振动，需要加一个夹紧力，由于压板属于标准件，成本小，操作方便，夹紧可靠，对环境要求低，所以选用压板进行夹紧，可以保证可靠的夹紧。

图4受力分析

1.5误差分析

夹具以一面两孔定位，定位简图如图5。

图5定位简图

定位误差计算公式：

公式中：

——工件在夹具中的定位误差；

——转角误差；

——第一定位孔与定位销间的最小间隙。

——第二定位孔与菱形销间的最小间隙。

分析查表可知

=0.061mm；

=0.021mm；

=0.061mm；

=0.015mm；

=0mm；

=0mm；L=140mm

所以定位误差

=0.061+0.021=0.082mm

转角误差

=0.03°

1.6对刀及导引装置设计

钻套是引导刀具的元件，用以保证被加工孔的位置，并防止加工过程中刀具的偏斜。

输出轴加工由于是大批量生产，为了在钻套磨损后可以更换，决定采用可换钻套，可换钻套以间隙配合安装在衬套中，而衬套则压入钻模板中。

为了防止钻套在衬套中转动，加一固定螺钉，如图6。

图6

1.7夹具主要零件图

钻模板零件图

图7钻模板零件图

夹具零件图

图8夹具体零件图

二、设计心得

本次的夹具的课程设计，使我能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并能结合生产实习中学到的实践经验知识，独立的分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个零件（输出轴）的工艺规程的能力和学到了夹具设计的基本原理和方法，拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计的能力，使自己对工艺人员所从事的工作有了亲身的体验，培养了我的熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力，运用机械制造工艺学及有关课程（工程材料与热处理、机械设计、互换性与测量技术、金属切削原理与刀具等）的知识，进一步培养了我的识图、制图、图表和编写技术文件等基本技能，提高了我的思考、解决问题以及创新设计的能力，使我进一步地理解了所学过的理论知识及具体运用了这些知识，为以后的设计工作打下了较好的基础。

在这次设计中我遇到不少难以解决的问题，比如：

夹具的设计问题、CAD的绘图问题以及说明书的编写问题。

通过对这些问题的认识，我知道自己的一些薄弱环节；也通过解决这些问题，我更进一步的对所学专业知识的巩固加深。

而这些问题让我又重新温习了书本上的内容，我明白了不论什么时候不管干什么事总是离不开书本，不管什么时候从书上我们总可以找得到我们想要的东西。

书上的东西永远是基础的，而基础正是向更深的领域迈进，没有这个基础我们永远都不会享受到成功的喜悦。

所谓“温故而知新”，在这些知识的基础上还明白了许多课本所未涉及的知识！

在这四周里，通过老师的细心指导，在同学的积极帮助和我的不懈努力下，我完成了这个重要的课程设计。

本次的课程设计，老师要求得很严格，很感谢老师对我们辛勤的辅导，也感谢帮助我的同学们。

三、参考文献

[1]王光斗主编，《机床夹具设计手册（第三版）》，上海科学技术出版社，2000.11

[2]上海市金属切削技术协会编，《金属切削手册 （第三版）》，上海科学技术出版社，2003.10

[3]大连理工大学工程图学教研室编，《机械制图（第六版）》，高等教育出版社，2007.7

[4]王先逵主编，《机械制造工艺学（第二版）》，机械工业出版社，2006.1

[5]陈日曜主编，《金属切削原理（第二版）》，机械工业出版社，2002.1

[6]李军主编，《互换性与材料技术基础》，华中科技大学出版社，2007.5

[7]杜君文主编，《机械制造技术装备及设计》，天津大学出版社，2007.10

[8]秦国华张卫红主编，《机床夹具的现代设计方法》，航空工业出版社，2006.11

[9]田培棠石晓辉米林主编，《夹具结构设计手册》，国防工业出版社，2011.1

[10]王小华主编，《机床夹具图册》，机械工业出版社，1996.5

[11]东北重型机械学院等编《机床夹具设计手册》，上海科学技术出版社，1980.1

四、附录

附录1零件图

附录2工序卡

附录3夹具零件图

附录4钻模板零件图

附录5夹具装配图