机械设计专业毕业论文-车床薄壁卡盘设计.doc

1、本科毕业论文（20 届）车床用薄壁卡盘设计所在学院专业班级 机械设计制造及其自动化学生姓名指导教师完成日期诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。本人签名： 年 月 日毕业设计任务书设计题目： 车床用薄壁卡盘设计 1课题意义及目标学生应通过本次毕业设计，综合运用所学过的基础理论知识。深入了解机械设计的各个过程。及设计规范、计算方法、设计思想等内容。为学生在毕业后从事产品设计、制造等技术工作打好基础。2主要任务（1）根据题目要求，查阅相关资料。（2）进行详细的结构设计、计算、控制内容设计。（3）按照毕业设计说明

2、书撰写要求，完成毕业论文的撰写。（4）绘制结构设计相关的零件图及工艺设计卡片或控制部分设计。（5）设计过程要按标准要求执行。3主要参考资料1张世昌.机械制造技术基础M.高等教育出版社.2006.2濮良贵.机械设计(第八版)M.高等教育出版社.2010.3朱耀祥.浦林祥.现代夹具设计手册M.机械工业出版社.2010.4进度安排设计各阶段名称 起 止 日 期1 根据题目要求，确定设计方案。 3 月 3 日 3 月 23 日2 结构设计，计算。 3 月 24 日4 月 13 日3 完成 50%以上的工作任务，准备中期检查。 4 月 14 日 5 月 4 日4 完成图纸的绘制，程序调整。 5 月 5

3、日 6 月 1 日5 撰写毕业论文，准备答辨。 6 月 2 日 6 月 22 日审核人： 2014 年 12 月 30 日I车床用薄壁卡盘设计摘 要：本文是针对专门用来生产轴承内环所设计的新型薄壁卡盘。用三爪卡盘加工轴承内环，由于夹紧力集中的缘故，零件会发生不同程度的变形，采用车床薄壁卡盘，夹持点数有了明显的增加，减小零件的变形程度，明显的提高了工件的加工精度，在高转速的情况下夹紧力损失少，每对两相连的卡爪之一能够被互换针对相应的插入通过快速且低成本的交换中心盖，机器工作空间的最大利用率和系统的最大刚度，具有高度的经济效益，车床卡盘的性能也得到最优化使用。达到最佳的跳动精度，对于铸件切削时的夹

4、紧是很好的可重复性精度高。六爪补偿卡盘有对于中心的夹紧成对摆动的夹紧爪，两个卡爪总是与摆身连接。这保证工件六个接触点之间的定心，这六个接触点可以成对调整。甚至预先加工件可以被定心，在工件没有变形的情况下。 关键词：夹具，薄壁卡盘，轴承内环 ，六爪 The design of the Lathe thin -wall chunkAbstract:This article is aimed at the production of bearing inner ring to design a new type of the thin-wall chuck. With three jaw chuck

5、 processing bearing inner ring,because of the clamping force concentration,the parts maybe happen different degree of deformation using lathe thin-walled chuck,Clamping point has increased obviously,Decreasing part deformation degree,obviously improved the machining precision of work piece, Less cla

6、mping force loss at high RPM,One of each option can be interchanged by exchanging the central cover fast and cost-effectively against the corresponding insert,Maximum utilisation of the machine working space and maximum rigidity of the system,Optimum utilization of the lathe chuck performance due to

7、 high economic efficiency,Optimum run-out accuracy achieveable,Perfect for castings,Easy handling during boring/machining top jaws.High T. I. R. and repeatability accuracy. The 6-jaws compensation chuck has clamping jaws that oscillate in pairs for concentric clamping, Two base jaws are always conne

8、cted with a pendulum body.This assures work piece centering between six contact points,which can be adjusted in pairs,Even pre-machined parts can be centered without distortion of the workpiece. Keywords: Fixture, thin-walled chuck, bearing inner ring, six clawII目 录1 前言 .11.1 卡盘简介 .11.2 夹具分类 .21.2.1

9、 三爪卡盘 .21.2.2 四爪卡盘 .31.2.3 软爪卡盘 .51.2.4 气动卡盘 .62 车床薄壁卡盘的简单介绍 .72.1 车床薄壁卡盘的优点 .72.2 薄壁零件的夹持变形 .72.3 车床薄壁卡盘的结构、性能特点和工作原理 .122.4 车床薄壁卡盘 ROTA NCR 的性能特点 .173 薄壁卡盘零件的设计与选取 .203.1 标准零件的选用 .203.2 卡盘体的选用 .203.3 卡爪的选取 .213.4 标准 T 型螺母的选取 .224 主要参数的确定与计算 .244.1 离心力的计算 .244.2 静态锁紧力和动态锁紧力的计算 .255 液压工作原理的设计 .296 薄

10、壁卡盘在操作和安装前应注意的事项 .316.1 卡盘操作时的注意事项 .316.1.1 产品特定安全注意事项 .346.2 卡盘安装时的注意事项 .346.2.1 将卡盘安装在合适的法兰上 .356.2.2 直接装入卡盘 .36III367 结论 .39参考文献 .40致 谢 .41IV11 前言随着我国改革的不断深入，市场经济体系的不断完善，我国工业逐渐向成熟化迈进。在整个机械工业中，设计在其中占有的地位日益显现出来。工业设计主要包括三个方面的内容。第一是产品设计。第二是与产品有关的视觉传达设计，如产品的包装、商业广告等平面设计。第三是由产品设计扩展的环境设计。如产品的展示与陈列，商品橱窗设

11、计以及室内设计等。本文是针对专门用来生产轴承内环所设计的新型薄壁卡盘。用三爪卡盘加工轴承内环，由于夹紧力集中的缘故，零件会发生不同程度的变形，采用车床薄壁卡盘，夹持点数有了明显的增加，减小零件的变形程度，明显的提高了工件的加工精度，在高转速的情况下夹紧力损失少，每对两相连的卡爪，之一能够被互换针对相应的插入通过快速且低成本的交换中心盖，机器工作空间的最大利用率和系统的最大刚度，具有高度的经济效益，车床卡盘的性能也得到最优化使用。达到最佳的跳动精度，对于铸件切削时的夹紧是很好的可重复性精度高。六爪补偿卡盘有对于中心的夹紧成对摆动的夹紧爪，两个基爪总是与摆身连接。这保证工件六个接触点之间的定心，这

12、六个接触点可以成对调整。甚至预先加工件可以被定心，在工件没有变形的情况下。1.1 卡盘简介各种不同类型的卡盘都是使用在各种机床上的夹持装置，一般多在车床、钻床、磨床或铣床上较为普遍的使用。它们可以被用来实现精确的定位，以便加工出较为合格的产品。这种夹持装置的工作原理是利用严格分布在其上的卡爪的上下移动来实现夹紧工作的，一般的卡盘由三个部分所组成，他们是盘体、可以径向活动的卡爪、和驱动机构部分够成。卡盘体最小直径为 60 毫米，最大尺寸可达 1600 毫米。卡盘盘体的中央附带有圆形的通孔，以便使棒料顺利的通过，实现夹持工作。其背部有短锥形结构，通过法兰盘这个联接装置，其整体可以直接与机床主轴端部

13、进行联接。21.2 夹具分类按机床种类分类：车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、刨床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具按夹紧动力源分类：手动夹具、液动夹具、气动夹具、电动夹具按零部件通用性分类：机床附件类夹具、可调夹具、随行夹具、组合夹具、专用夹具以下是几种典型的夹具1.2.1 三爪卡盘三爪卡盘是利用其上三个夹爪实现圆周定位的，它的定位精度不足以满足生产具有高精度的工件，三个夹爪导向部分的下面，有螺纹与碟形伞齿轮背面的平面螺纹相啮合，当用扳手通过四方孔转动小伞齿轮时，碟形齿轮转动，背面的平面螺纹同时带动三个卡爪向中心靠近或退出，用以夹紧不同直径的工件。用在三个卡爪上换上三个反爪，用来安装直径较大

14、的工件。三爪卡盘的自行对中精确度为 0.05-0.15mm。用三爪卡盘加工工件的精度受到卡盘制造精度和使用后磨损情况的影响。3图 1.1 三爪卡盘1.2.2 四爪卡盘四爪卡盘一般常见的有两种。一种是四爪自定心卡盘，一种是四爪单动卡盘是用四个丝杠分别带动四爪，因此常见的四爪卡盘没有自动定心的作用。但可以通过调整四爪位置，装夹各种矩形的、不规则的工件。如下图是四爪卡盘的原型图1.四爪自定心卡盘功能:四爪同步移动适用于夹持四方、四方形零件,也适用于轴类,盘类零件。适用机床及附件: 普通车床、经济型数控车床、磨床、铣床、钻床及机床附件-分度头回转台等。2.四爪单动卡盘功能:每一个卡爪都可单独移动适用于夹持偏心零件和不规则形状零件。