铣轴承座端面夹具设计说明书

机电及自动化学院

机械专业课程

综合课程设计

设计题目：轴承座铣端面夹具设计

专业：08机械制造及自动化2班

学号：0811113008

2011年12月27日至2011年1月13日

目录

1.序言 (3)

2.任务介绍 (4)

3.夹具设计 (6)

一、定位与夹紧方案选择 (6)

二、定位误差分析 (6)

三、夹紧力钻削力计算 (7)

四、夹具零件以及工艺分析 (9)

4.总结 (10)

5.参考文献 (10)

1.序言

对我而言，在这近一个月的时间我完成了对铣轴承座两端面的夹具设计，通过这次设计，我了解到了关于夹具设计相关的零件，如夹具体的设计、定位元件（定位销、支承板等）、夹紧机构、对刀装置等等。是在我们对机械相关课程和生产实习综合运用进行的一次锻炼。进行了一次深入的综合性的复习，这次设计更加巩固了我对CAD、PROE制图软件的应用。非常感激老师的指导和帮助。

铣端面夹具设计

2.任务介绍

轴承座：为箱体类零件，轴承座是用来支撑轴承的，固定轴承的外圈，有足够的强度和刚度，可以承受冲击载荷。

零件三维图模型截图如下：

零件二维图如下：

铣轴承座上面两个端面工序图：

设计任务书

设计题目：铣轴承座端面夹具设计

设计清单：

1、用三维工程软件（PROE）设计夹具方案结构示意图。

2、夹具总装图（AUTOCAD）。

3、主要非标准件零件图（AUTOCAD）。

4、设计说明书（需含夹具设计方案、夹具设计原理说明、定位误差分析和夹紧力计算）。

5、以上所有资料的纸质版和电子版。

3.夹具设计

一：定位与夹紧方案选择

1.定位基准的选择

由零件图可知：工艺对轴承座两端面的尺寸精度没有要求，端面对底面有0.02的垂直度误差要求，故选择底面为定位基准，考虑对底面的平行度的要求，采用一面两孔的定位方式定位，采用分别在两个支承板上固定一个圆柱定位销和一个菱形定位销配合在底座的对角线处。其中支承板限制3个自由度，圆柱定位销限制2个自由度，菱形定位销限制1个自由度。

2.夹具设计方案确定

根据要求，铣轴承座上端面到尺寸为50mm，端面粗糙度1.6，端面与底面的垂直度误差要求0.02mm，现设计夹具方案有：方案一：采用压板，螺栓连接，采用气缸夹紧，这种夹紧方式夹

紧力可靠，辅助时间短，工人劳动强度小，但是成本高。

方案二：采用压板，用螺栓、螺母连接，利用手动夹紧，这种夹紧力小，成本低。

本次设计零件为大批量生产，要求成本低，并且在加工过程中夹紧力要求不高，因此夹具方案采用方案二，利用螺栓、螺母手动夹紧。

夹具上装有对刀装置，可使夹具在一批零件加工之前很好的对刀（与对刀塞尺配合使用）；同时通过支承板固定在夹具体上，通过定位销将工件定位在两个支承板上，这样可以保证加工精度，有利于铣削，提高加工工艺性。

最终定位方案如下图：

3.工件工装方式如图：

4.夹紧机构选择

此零件需六点完全定位，只需一个方向夹紧，所以采用竖直方向的夹紧就够了。采用移动压板夹紧，适于大批量生产。

夹紧机构配合图和总装配图如下：

二：定位误差分析

对于端面与底面的垂直度误差分析，一般取工件上相应公差带1/5～1/2，最常用的是1/3～1/2，此处取1/3，由《机床夹具设计手册》表3-14和表3-15得

垂直度误差T（e）=1/3（0.02+0.01）=0.01<0.02

故满足要求

因为采用一面两孔定位

ΔDW=δD1+δd1+Δ1min=0+0.015+0=0.015mm

ΔJW=tg^-1[(δD1+δd1+Δ1min+δD2+δd2+Δ

2min)/2L]=tg^-1[(0+0.015+0+0+0.015+0)/2/74]=0.012mm

∆=jb∆±db∆

dw

由定位方案可知定位基准与工序基准重合，所以db

∆=0。

夹具的定位误差为dw

∆=0.012mm，

∆=jb∆±db

对于端面长度尺寸50的定位误差没有要求，由上定位误差不大，

所以符合精度要求。

三：切削力与夹紧力分析计算

刀具：端铣刀

刀具参数：r0=10～15 σ0=8～12 α=5～8 β=15～25 D=63mm Z=8 αf=0.25mm/z αρ=2.0mm

由参考文献《机床夹具设计手册》表1-2-9可得铣削切削力的计算公式：F=Cρ²(aρ^1.1)²(fz^0.72)²(D^-1.1)²(B^0.9)²z²Kr 由参考文献表1-2-10得：Cρ=510

对于灰铸铁：Kρ=（HB/190）^0.55

取HB=175，即Kρ=0.96

所以F=510³2.0^1.1³0.25^0.72³63^-1.1³60^0.9³8³0.96=640.69N

由《机械加工工艺员施工员手册》表1-2可得：

垂直切削力：Fcn=09F=576.62N（对称铣削）

背向力：Fr=0.55F=352.38N

根据工件受切削力和夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧力可靠，再乘以安全系数为实际所需夹紧力的数值。即：Wr=K²F

安全系数K按下面计算

K=K0 K1 K2 K3 K4 K5 K6

式中：K0～K6为各种因素的安全系数，见参考文献《机械夹具设计手册》表1-2-1可得K=1.2x1x1.2x1x1.3x1x1.5=2.805

所以Wk=K²F=640.69X2.805=1799.06N

Wk=K²Fcn=576.62X2.805=1617.42N