连接壳体夹具设计连接壳体夹具设计.doc

专业课程综合设计 题 目 连接壳体夹具设计 院(系)别 机电及自动化学院 专 业 机械工程及自动化 级 别 2011级 学 号 1111111002 姓 名 指导老师 2015年01月 目 录 第一章 夹具设计任务 1 1.1 零件结构分析及零件图 1 1.1.1 零件的作用 2 1.1.2 零件的工艺分析 2 1.2 钻孔工序的重点技术要求分析 2 1.2.1工序分析 2 1.2.2 基本要求 3 第二章 孔夹具设计方案的确定 4 2.1 设计方案 4 2.2 定位面及定位元件的选择 5 2.3 夹紧面及夹紧元件的选择 5 2.4 钻套的选择 5 2.5 钻模板的确定 6 2.6 夹具体的确定 6 2.7 其他零件的选择 7 第三章 主要计算说明 9 3.1 钻削力的计算 9 3.2 夹紧力的计算 9 第四章 夹具定位误差计算 12 4.1 定位误差ΔP 12 4.2 对刀误差ΔT 12 4.3 夹具在机床上的安装误差ΔA 12 4.4夹具误差ΔE 13 4.5加工方法误差ΔG 13 小结 参考文献 附录  夹具设计任务 零件结构分析及零件图 连接壳体的零件图如图1.1所示 图1.1 连接壳体零件图 连接壳体的三维效果图如图1.2所示 图1.2 连接壳体三维图 1.1.1 零件的作用 零件为连接壳体，在机器中起连接作用，保护轴类零件；零件通过Φ70圆盘上的三个Φ12的孔和连杆上Φ6的孔来连接两个不同零件，而其壳体起到保护在内的轴不受损伤的作用，以及减少其振动，使工作时机器运转平稳。 1.1.2 零件的工艺分析 生产批量为大批量生产，由生产批量可得到相关信息为：毛坯精度中等，加工余量中等；加工机床部分采用通用机床，部分采用专用机床，按零件分类，部分布置成流水线，部分布置成机群式；广泛采用专用夹具，可调夹具；按零件产量和精度，部分采用通用刀具和量具，部分采用专用刀具和量具；部分采用划线找正装夹，广泛采用通用或专用夹具装夹；有较详细的工艺规程，用工艺卡管理生产。 由零件图可知，其材料为HT200，该材料为灰铸铁，具有较高强度、耐磨性、耐热性及减震性，适用于承受较大应力和要求耐磨的零件。 1.2 钻孔工序的重点技术要求分析 1.2.1工序分析 本次夹具设计所对应的工序为加工孔，要求先用的钻头钻通孔，在用的钻头加工出孔。 该孔的加工工序处于工件处于工件加工工艺过程的后期阶段，其它可以选作定位基准的表面基本上均已加工完成。本工序需保证的尺寸为孔轴线到内孔轴线的尺寸。 1.2.2 基本要求 （1）选择合适的定位元件、夹紧元件、导向元件以及对刀元件； （2）掌握夹具设计的基本方法和步骤； （3）根据工序卡对夹具体进行设计，并将各部件进行装配以获得专用夹具的装配图； （4）掌握各部件的设计原则，尽量采用标准件，提高夹具的通用性和经济性； （5）掌握尺寸链、夹紧力和切削力的计算。 第二章 孔夹具设计方案的确定 连接壳体、孔选用立式钻床加工，由于加工要求主轴转速为545r/min，所以选用Z525钻床进行加工，为保证设计要求，并根据连接壳体的加工批量要求而知应选用专用夹具。 2.1 设计方案 定位方法如图2.1所示。通过心轴与连接壳体内孔的过盈配合可以限制4个自由度，分别为Y和Z的移动和转动,通过平面对端面的定位可以限制X的移动，由于端面为已加工表面，形位精度可以达到要求，再通过削边销对孔的定位来限制绕X的转动。 图2.1 定位方法 2.2 定位面及定位元件的选择 图2.2 心轴 由于所要加工的孔对连接壳体主轴线有尺寸要求，所以选择孔作为定位面，选择心轴作为定位元件。另外，为保证钻孔的位置，在绕X轴的转动方向上加定位销辅助定位。心轴如图2.2所示。 2.3 夹紧面及夹紧元件的选择 由于加工过程中工件要限制六个自由度，所以选择孔和孔两端面作为夹紧面，心轴一端与夹具体以过盈配合形式连接，另一端用带肩螺母锁紧。 2.4 钻套的选择 钻套的作用是确定钻头、铰刀等刀具的轴线位置，防止刀具在加工过程中发生偏斜。 根据使用的不同，钻套可以分为固定式、可换式、快换式等多种结构形式。由于加工过程中需要使用不同直径的刀具，故选择可换钻套。 2.5 钻模板的确定 根据加工需要，选择固定式钻模板，如图2.3所示。 图2.3 钻模板 2.6 夹具体的确定 夹具体的作用是将定位及夹具装置连接成一体，并能正确安装在机床上，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