连接壳体夹具设计

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**********

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6φ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6φ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

第一章夹具设计任务1.1零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6φ孔工序的重点技术要求分析

1.2.1工序分析

φ孔，要求先用4φ的钻头钻通孔，在用本次夹具设计所对应的工序为加工6

φ的钻头加工出6φ孔。

6

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

内孔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30

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6φ孔夹具设计方案的确定

φ、6φ孔选用立式钻床加工，由于加工要求主轴转速为545r/min，连接壳体4

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

φ内孔的过盈配合可以限制定位方法如图2.1所示。通过心轴与连接壳体30

φ端面的定位可以限制X 4个自由度，分别为Y和Z的移动和转动,通过平面对30

φ端面为已加工表面，形位精度可以达到要求，再通过削边销对的移动，由于30

φ孔的定位来限制绕X的转动。

7

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30φ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30φ和孔12φ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，因此设计夹具体时，必须考虑其结构应便于排屑。由于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，所以夹具体的材料一般采用铸铁，这里选择HT200，夹具体如图2.4所示。