角形轴承箱夹具设计

机械制造课程设计课题名称：角形轴承箱的夹具设计学院：南京航空航天大学专业：机械制造工程及自动化年级：2008班级：0508103学号：020830208姓名：李冬磊指导教师：马万太2011年6月课程设计任务书题目：角形轴承箱夹具内容：(1)分析零件结构，绘制零件图；（2）零件加工工艺分析，填写工序卡片；(3)角形轴承箱夹具设计；(4)绘制夹具装配图、非标准零件图；(5)编写夹具设计说明书。

原始资料：零件图样一张班级：0508103学生：李冬磊指导教师：马万太日期：2011年6月目录1.零件的工艺分析 (5)1.1 零件的功用、结构和特点 (5)1.2 主要加工表面及要求 (5)1.3 工艺路线的制定 (6)2.零件的专用夹具设计 (7)2.1夹具设计任务分析 (7)2.2定位方案及定位夹紧元件选择和设计 (7)2.2.1定位方案及元件的选择 (7)2.2.2夹紧装置的选择及设计 (9)3.2辅助元件设计 (12)3.总结 (13)4．参考文献 (14)前言课程设计是每个大学生在毕业前必须完成的一个教学环节，是对我们所学专业的一个综合测试，也是对我们大学生做的一次具体的、重要的考验。

此设计密切结合高等学校的办学宗旨。

已检测我们在学习和实习过程中对所学知识的掌握程度和运用水平。

同时在课程设计中与同学互相帮助,一起去图书馆查阅课程设计中需要得一些相关资料,共同探讨课程设计中出现的问题,体现了同学之间的凝聚力,增进了同学之间的友谊,加强了与老师的知识探讨。

作为机械类专业的学生不能仅以学好课本上的理论知识而满足,如果不懂的运用他们,学再多的理论知识也毫无用处。

因此我们非常重视本次课程设计的实践,通过本次课程设计是我们各方面的能力都有所加强,对于今后的生产实习以及走上工作岗位有很大帮助,是我们受益匪浅。

本设计不足之处，恳请老师点评、指正。

设计者：李冬磊2011年6月1. 零件的工艺分析1.1 零件的功用、结构和特点功用：1、固定轴承的运转；2、让轴承保持润滑状态；3、材料HT200，属大批量生产。

1.2 主要加工表面及要求（1）两大端面,表面粗糙度为6.3,并保证二者间距为100h11，二者间满足平行度0.12；（2）孔φ180H7, 表面粗糙度为1.6 ，保证与端面的垂直度0.1，圆度0.008，并满足包容要求；（3）孔两端2×45°倒角；13 ，表面粗糙度为12.5，保证位置度φ0.6，并满足（4）孔6-φ0.4最大实体要求；（5）外侧两直角大平面，表面粗糙度为12.5,面到孔φ180中心线距离为148；（6）直角平面上两凹槽，表面粗糙度为6.3, 槽底到孔φ180中心线距离140h11，槽宽50H11，对称线位置度0.4，保证二者垂直度为0.12；（7）孔2-φ25，表面粗糙度为12.5, 孔中心线到对应槽底距离310；（8）内侧两直角小平面，表面粗糙度为12.5，保证厚度58，宽度75。

1.3工艺路线的制定注：具体工艺规程见工艺卡片零件结构图２.零件的专用夹具设计2.1夹具设计任务分析现需要设计完成工序20（即镗φ180孔）的专用夹具。

加工要求：1、孔径0.04180+；2、表面粗糙度为1.6 ；3、与端面的垂直度0.1；4、圆度0.008；5、满足包容要求。

2.2定位方案及定位夹紧元件设计2.2.1定位方案的选择1.根据工序加工要求，工件在夹具中的定位方案如下：⑴以某一已加工端面为第一定位基准，限制3个自由度（X，Z方向转动、 Y方向的移动）；⑵以φ250外圆面为第二定位基准，限制2个自由度（X，Z方向移动）；⑶二者组合限制1个自由度（Z方向的转动）。

这样就完成了对零件6个自由度的完全定位并有效避免了过定位的问题，满足精基准选择基准统一原则。

上述定位方案很好地满足了孔径0.04180+、圆度0.008（基准统一，定位误差很小），与端面的垂直度0.1（以端面为定位基准之一），并通过“粗镗--半精镗--精镗”加工工步满足表面粗糙度为1.6。

２.定位元件设计由上述定位方案可知，本工序选用一端面和外圆面作为主要定位基准。

在实际生产中，让工件端面与夹具体竖直表面相接触，让工件外圆面与水平放置的专用V形块相接触，从而很好地实现了方案的定位要求。

在此基础上借助一些辅助定位元件（如位置销、止动销等）完成工件在机床上的定位。

采用上述专用夹具定位加工工件，工件相对与刀具的位置由专用夹具保证，基本不受工人技术水平的影响，因而能较稳定地保证工件满足设计精度要求。

另外，采用专用夹具生产能显著提高工件加工效率，进而提高劳动生产率，满足大批量生产的要求。

定位示意图3、关于定位误差：⑴ 因本工序内容为镗通孔，所以Y 方向的移动为误差的不敏感方向，即端面定位基准不会产生定位误差；⑵ 镗孔时工序基准为外圆几何中心，定位基准也为外圆几何中心（V 形块定位），二者基准重合。

所以基准不重合误差0bc = ，基准位置误差2s i n 2ddw T α= ，所以该方案定位误差 :0.7200.52s i n 452s i n 2dH b c j w T α+==+=≈⨯２.２.２夹紧装置的选择及设计１．夹紧力包括方向、作用点、大小三个要素，这是夹紧机构设计中首先要解决的问题。

夹紧力作用方向的选择应遵循如下规则：（１）夹紧力的方向应不破坏工件定位的准确性——夹紧力应保证工件与夹具体竖直表面和专用V 形块的接触；（２）夹紧力方向应使工件变形最小——待加工工件可视作薄壁件，夹紧力应沿着工件轴线方向；（３）夹紧力方向应使所需夹紧力尽可能小——所涉及的夹紧力可以沿着水平方向和竖直向下的方向。

夹紧力作用点的选择应遵循如下规则：（1）夹紧力作用点应与支撑点“点对点”对称，或在支撑点确定的范围内——夹紧力作用点应在与定位端面相对的端面上，切记不可放在两侧翼面上，否则工件会因受压紧力不均而定位不准；（2）夹紧力的作用点应作用在工件刚度高的部位——工件两端面间距足够大且方向满足要求；（3）夹紧力的作用点和支承点尽可能靠近切削部位——镗孔时力作用在孔的加工表面，端面上作用压紧力可满足此要求；（4）夹紧力的反作用力不应使夹具产生影响加工精度的变形——反作用力作用在压板上，对加工精度无影响。

２．夹紧装置设计夹紧装置的形状和尺寸主要取决于夹具各组成件的分布位置、工件外形轮廓尺寸、加工条件等。

在设计夹具体时应满足以下基本要求：（1）结构简单、轻便，在保证强度和刚度前提下结构近可能简单紧凑；体积小、质量轻和便于工件装卸；（2）结构的工艺性好，便于制造、装配和维修；（3）夹紧作用准确，处于夹紧状态时应能保持自锁，保证夹紧定位的安全可靠。

（4）夹紧动作迅速，操作方便省力，夹紧时不应损害零件表面质量（5）夹紧件应具备一定的刚性和强度，夹紧作用力应是可调节的。

综合上述原则和要求，设计加紧装置包括两部分：作用在端面上左右对称的压板、作用在上外圆的圆锥止动销。

如下图所示：3.2 辅助元件设计3.2.1镗刀导向装置因本工序所要镗的孔较大，且为通孔，所以在加工时需要采用镗模来引导镗刀，孔系的位置由镗模上镗套的位置决定。

因此在专用夹具设计中需要为镗套设置支撑和定位部件。

3.2.2加强筋夹具体的竖直部分需要承受来自工件和各连接螺栓的作用力，为增加其刚度需要在与受力相对的方向增设加强筋，本方案采用左右对称宽度为五十的加强筋结构。

3.2.3定位销和螺纹连接固定方案实施过程中需要将专用V形块、镗刀导向装置定位并固定在夹具底座上，因此需要用到圆柱定位销定位和一系列的螺栓固定。

总结作为一名工科生，将所学知识付诸实践是一项十分重要的技能。

课程设计既是课程学习的一部分，更是对课程知识的应用和拓展。

从熟悉零件的结构特点、绘制零件三维图和平面三视图，到为零件各个待加工表面制定合理可行的工序、有机组合完成工序卡片的制定，再到工序定位方案的设计和专用夹具的设计绘制，整个课程设计充实而有条不紊地进行。

在此过程中遇到很多问题，如制定工序时面临多种加工方案可供选择，需要综合考虑加工经济型、基准重合性等因素合理选择；填写工序卡片时如何简洁而正确地表达定位夹紧及加工面、加工余量的各种信息，工序卡片的各种规定等；分析每一道工序、计算其定位误差时很容易出现概念性错误导致理解错误；绘制夹具图时待加工零件要透明化处理、兼顾各项设计原则……遇到问题，想方设法解决问题，这就是一个锻炼和进步的过程。

除了熟知了机械制造工艺制定流程之外，课设中我对很多书本上的概念（如定位误差、基准等）有了深层次的理解。

只靠书本上的简单讲解和一两个例题来学习是远远不够的，实践出真知，的确如此！另一个收获，各种应用软件在工程科学中的重要性在此次课设中得到很彻底的体现，广泛了解各类应用软件并精于本专业某些软件，是作为一名合格的工科生需要努力的方向。

最后，课设过程中多次求助指导老师，都得到耐心、细致的解答，在此向马老师致以最真诚的感谢！参考文献[1]孟少农主编，机械加工工艺手册机械工业出版社[2]刘品，李哲主编：机械精度设计与检测基础（第5版）哈工大出版社[3]叶文华，陈蔚芳，马万太主编：机械制造工艺与装备哈工大出版社[4]钱志锋，刘苏主编：工程图学基础教程（第三版）科学出版社[5]陈蔚芳，梁睿君主编：机械制造工艺学课程设计指导书[6]IRAM E.GRANT主编，夹具非标准夹紧装置机械工业出版社。