滚轮夹具设计说明书 2.docx

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滚轮夹具设计说明书2

制造工艺学夹具课程设计

《滚轮专用夹具说明书》

姓名：

学号：

0811111019

班级：

08机电

（1）班

指导老师：

设计时间：

2011年12月

目录

一、设计题目…………………………………………………2

二、零件图及加工工序分析……………………………………2

三、设计方案………………………………………………………5

1、夹具设计方案

2、夹紧装置的设计

3、导向装置的设计及其他装置结构.夹具体的确定

4、绘制夹具结构图

5、确定夹具技术要求和有关尺寸，公差配合

四、夹具零部件的结构…………………………………………10

五、定位误差的计算……………………………………………12

六、致谢…………………………………………………………13

七、参考文献……………………………………………………14

一、设计题目

“滚轮”专用夹具设计

二、零件图及加工工序分析

1、滚轮零件图如图1所示：

图1滚轮零件图

滚轮材料为GCr15，即高碳铬轴承钢。

根据工程材料知识可以知道：

GCr15的C的含量为0.95%-1.05%,这样可以保证钢具有高的硬度和强度，Cr的含量为0.15%,使材料的淬透性较低。

可见，轴承钢具有高的硬度和高的弹性极限及高的接触疲劳强度和适当的韧性，并具有一定的耐腐蚀能力。

主要用于制作中小型滚动轴承及冷冲模，量具，丝杠等。

生产批量为大批量生产，由生产批量可得到相关信息为：

锻件广泛采用模锻，以及其他高生产率的毛坯制造方法。

毛坯精度高，加工余量小；机床设备有专用的生产线，自动生产线，柔性自动生产线或数控机床；广泛采用高生产率夹具，靠夹具及调整法达到精度要求；按零件产量和精度，广泛采用高生产率刀具和量具，或采用统计分析法保证质量；有较详细的工艺规程，用工艺卡管理生产。

根据零件图可得到:

零件整体要求精度比较高，其中Φ280、Φ215的圆面和端面需要金刚石车达到粗糙度要求（Ra0.4，Ra0.8要求），其他表面和端面用半精车即可达到粗糙度要求和公差要求；螺纹孔利用钻头加工而成；其他倒角和圆角可以利用45°车刀和成型刀加工而成，14°的槽因为位置比较特殊，加工不便，因此需要专用刀具加工；同时还需要保证Φ215.0

0.0145内圆的径向跳动。

2、钻8-M8螺纹孔的孔的加工工序图如图2所示:

图2工序图

滚轮8-M8螺纹孔的孔加工的方法为选用立式钻床Z525进行加工。

三、设计方案

方案一:

以直径137的内孔和下底面为定位，为一面一销定位限制五个自由度

方案二:

以直径280（最大外圆）外圆面和下底面为定位

方案一的定位原件与钻模版配合较容易实现，因此选择方案一

由设计任务及条件可知,要设计钻8-M8螺纹孔夹具的设计，在保证质量和提高生产率的前提下,尽量简化结构,做到经济合理，工艺性好，装夹方便.根据被加工部位的分布情况,拟采用盖板式钻夹具（可换钻套）。

1、夹具设计方案

1）确定定位方案

根据工件结构特点,其定位方案:

如图所示,以Φ137孔及端面组合定位,限制工件的五个自由度,由于要加工的8-M8孔在圆周方向成均布分布,不用限制工件Z自由度。

2）选择定位元件

选用底座和立柱,作为Ф255孔及其端面定位的定位元件（见夹具总图）.其结构和尺寸按要求确定。

2、夹紧装置的设计

1）夹紧机构

根据生产类型，此夹具的夹紧机构不宜复杂，采用螺旋夹紧方式。

螺栓直径暂用M20，为缩短装卸工件的时间，采用开口压板。

2）夹紧力的计算

钻8-M8螺孔：

刀具：

高速钢锥柄阶梯麻花钻

轴向力：

（N）[1]表15-31

式中：

[1]表15-32

所以轴向力为

=1172.8

扭矩：

M=9.81

（

）[1]表15-31

式中：

[1]表15-32

所以扭矩为

=4.6

在计算切削力时，必需考虑安全系数

式中：

基本安全系数，1.5；

加工性质系数，1.1；

刀具钝化系数，1.1；

断续切削系数，1.1；

所以

=

=

=8881.6N

②受力分析：

在钻削过程中，轴向力纵向施加在工件上，由设计装配图分析可知，轴向支撑力由夹具体提供，故只需用扭矩计算。

由

可得工件所受到的横向力为

=3230.8N

所以总的夹紧力应大于3230.8N才能够保证夹紧。

3、导向装置的设计及其他装置结构.夹具体的确定

加工孔的导向装置的确定为维修方便，不采用固定钻套，而选用可换钻套，它们的主要尺寸和结构由参考文献[1]选取。

4、绘制夹具结构图

绘制夹具结构图一般分两步，首先绘制草图，待对夹具精度进行分析和计算后，若需修改的，修改后再按国际正式绘制夹具总装图，如图所示。

5、确定夹具技术要求和有关尺寸，公差配合

夹具技术要求和有关尺寸，公差配偶和是根据教材和、有关资料，手册规定的原则和方法确定的，本例的技术要求和公差配合如下：

⑴定位元件与夹具底面的垂直度误差允许值在全长上为0.03mm。

⑵导向元件与夹具底面的垂直度误差允许值在全长上为0.05mm

⑶导向元件（件11）与夹具底面（F）的平行度误差允许值为0.05mm

由于夹具设计的各部分分析与计算已进行，结果符合要求，在结构草图的基础上，绘制正式的总装配图。

四、夹具零部件的结构

1、底座

2、立柱

3、压块

4,、钻模版

五、定位误差的计算

加工8-M8螺纹孔,要求保证中心距尺寸①计算中心距尺寸（234±0.0146）mm定位误差△ο为

△ο=△B+△ν

由图可知,△B=0

2）加工8-M8底孔，要求保证孔距尺寸（234±0.0145）mm的定位精度。

△D=△Y=0.41（mm）

其中：

δG=0.5mm

△D允=1/3δG=1/3*0.5=.0.167（mm）

显然△D〈△D允

该定位方案满足要求。

由于上分析可知，该定位方案与定位装置是可行的。

六、致谢

这次的课程设计让我学到很多，并且巩固了所学的知识。

在做设计的时候，我要感谢我的指导老师和我的同学。

我的夹具设计题目是阀体夹具的设计，目的是为了保证这道钻孔工序的精度和加工效率。

在设计开始时，在老师的帮助下我逐渐明确了设计思路，这使我的工作能够渐渐的展开；在和老师的讨论中我明确了夹具设计方案，并了解了定位夹紧的方式。

在随后的设计中，我按照夹具设计的思路一步一步的设计。

在这过程中，我也遇到了一些问题，比如该如何选取夹具体材料等，这些问题都是在老师和同学的帮助和探讨中得到很好的解决。

在和老师同学的讨论中，使我学到了很多东西，也认识了一些自己的不足，总之，非常感谢老师和同学在这次课程设计给我的帮助！

七、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]王先逵主编.机械制造工艺学（第二版）[M].北京：

机械工业出版社.2006.

[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.