飞轮回转专用钻磨.doc

1、请按机械工程系统一格式！河南工业职业技术学院毕 业 设 计直接写题目题目 飞轮回转专用钻模 系别 机械工程系 专业 数控技术 班级 05145 姓名 温 海 瑞 学号 05145027 指导教师 曹 龙 斌 日期 2008 年 3 月 河南工业职业技术学院1设计任务书设计题目：飞轮回转专用钻模设计要求：被加工零件有在同一圆周的六个均布的 mm 的孔待加工，它相对于1.0247 上偏差 0.030 下偏差 0，位置精度要求为 0.2mm。表面粗糙度为 6.3，被加工件材料要有工件足够的刚度，画出装配图，内容要求：一、确定回转钻模的总体方案二、直接选用回转装置三、对各个定位和夹紧元件进行了具体的分

2、析和设计四、对回转装置的轴进行了相关强度校核五、夹具结构误差分析设计进度：1.11月10日11月15日确定毕业设计题目2.11月16日11月23日对夹具总体进行初步的设计3.11月24日12月10日对设计定位元件进行设计4.12月11日12月20日对设计进行总体误差分析5.12月21日12月22日对设计格式进行规范化 指导教师（签名）： 河南工业职业技术学院1目 录摘 要 .1前 言 .21 机床夹 具的 认识 .31.1 夹具的发展 .31.2 夹具的功用和组成 .31.3 夹具的分类 .51.4 夹具设计的基本要求 .62 夹具的总体设计 .72.1 夹具总体方案的制定 .72.2 夹具通

3、用装置的选择 .83 定位结构的设计 .103.1 定位平面设计 .113.2 定位芯轴的设计 .113.3 定位销的设计 .124 夹紧和导向机构的设计 .134.1 夹具设计的基本要求 .144.2 夹紧原理 .154.3 本夹具夹紧装置的设计 .154.4 夹紧力的计算和夹紧螺母的选择 .164.5 回转和分度装置的设计 .175 回转装置的设计 .175.1 回转分度装置的设计 .175.2 回转装置的轴的校核 .185.3 回转装置的分度销的曲柄连杆机构的设计 .196 总图设计 .196.1 技术要求和主要尺寸 .207 夹具的结构分析和误差分析 .237.1 结构和误差分析的基本

4、原理 .237.2 本夹具的结构分析和误差分析 .24结 论 .25致 谢 .26参考文献 .27？河南工业职业技术学院1摘 要本设计是对飞轮的径向六孔的加工而设计的回转钻模。各种发动机的飞轮，它们具有相同的功能，即使曲柄连杆机构通过死点和减少活塞运动而产生的冲击，所以它们在高速运转时应具有较大的惯性，但是如果飞轮的动平横较差，当发动机工作时，发动机将产生非常大的振动，这样对发动机的其它部件将产生严重的损害，所以对飞轮的设计和加工要特别注意飞轮的动平衡。由于这六个孔是在同一个圆周上，并且是大小和深度一样的孔，也就是它们的加工工艺相同，并且为了获得好的平衡，尽量能在一次装夹中，完成所有的加工，由

5、以上的特殊性，经过多方面的考虑，确定了回转钻模的方案，它满足以上的特殊性，并且它有自己的特点，其中回转装置是通用的，可直接选用，使主要的时间放在工件的定位和夹紧部分，对各个定位和夹紧元件进行了具体的分析和设计，对于定位夹紧部分的特殊需求对通用部分进行了改装。最后，对特殊零件进行了相关强度和误差计算和整体的结构分析和误差计算。关键词：夹具 回转钻模 回转装置河南工业职业技术学院2前 言本设计是对飞轮的径向六孔的加工而设计的回转钻模，随着制造业的发展，机械加工的机床种类繁多，性能更强，特别是数控机床和加工中心的出现和发展，使机械加工中加工的产品精度更高而且结构复杂，这使以现有机床为主要的加工设备的

6、工厂带来了很大的挑战，为了实现新老机床的过度，并且实现最小的费用,夹具的应用就起到了重要的作用，好的夹具才能使落后的手动机床在效率和加工精度上与现代的数控机床采用相同的标准，现在夹具的发展虽然受到了挑战，但工件夹具的生产者正在开发动力系统以提高精度，研究新的材料并开发旧夹具的新处理方法，并发展了监控夹具性能的方法，动力夹具其性能大大超出传统的夹紧装置，但是，即使是手动型基于夹紧的系统也可以大大优化，从而进行更快的夹紧。与传统夹紧装置相比，这种设备使用起来更快更方便，能最佳符合人体工程学，对操作者更安全，而且能加工出具有高质量一次性成品零件。关键是将单个夹紧装置看作总体工具系统的一部分，并将标准

7、化当作自己的标准，这有利于夹紧装置的通用和提高夹具的制作效率。河南工业职业技术学院31 机床夹具的认识1.1 夹具的发展在机械制造的各个加工工艺过程中，必须使工件在工艺系统中处于正确的位置，以保证加质量，并提高生产效率。把为了使工件处于正确位置所使用的各种工艺装备，称为夹具，如检验夹具、焊接夹具、装配夹具等。夹具的种类很多。其中，使用范围最广泛的是通用夹具，如车床上用的二爪卡盘和铣床上用的平口虎钳等，这类夹具的规格尺寸已标准化，由专业厂进行生产。而用于批量生产、专门为上件的某个加工工序服务的专用夹具，则必须由各制造厂自行设计制造。由于专用夹具的设计制造在很大程度上影响加工质量、生产效率、劳动条

8、件和生产成本，因此，它是各机械制造厂新产品投资、老产品改进和工艺更新中的一项重要生产技术准备工作，也是每一个从事机械加工工艺的技术人员必须掌握的基础知识。1.2 夹具的功用和组成1、功用夹具在机械加工中起着重要的作用，概括起来有以下几个方面：(1)、保证工件的加工精度，稳定产品质量夹具在机械加工中的基本作用就是保证工件的相对位置精度。由于采用了能直接定位的夹具，因此，可以准确地确定工件相对于刀具和机床切削成形运动中的相互位置关系，不受或少受各种主观因素的影响，可以稳定可靠地保证加工质量。 (2)、提高劳动生产率和降低加工成本提高劳动生产率，降低单件时间定额的主要技术措施是增大切削用量和压缩辅助

9、时间。采用夹具装置，既可以提高工件加工时的刚度，有利于采用较大的切削用量，又可以省去划线找正等工作，使安装工作的辅助工时大大减小，因此能显著地提高劳动生产率和降低成本。例如，采用气压、液压等传动装置，只需几秒钟就可以完成夹紧动作，采用各种快速的联动夹紧装置，只操纵一个手柄即可同时夹紧多个工件，或者在几个方位上同时夹紧一个工件。这都可以大幅度缩短辅助时间。由于采用与生产规模相适应的夹具，使产品质量稳定，废品大大减少，河南工业职业技术学院4劳动生产率提高，可使用技术等级低的工人等，皆可以大大降低加工成本。(3)、扩大机床工艺范围和改变机床用途在单件小批量生产的条件下，工件的种类、规格较多，而机床的

10、数量品种却有限，为解决这种矛盾，可设计制造专用夹具，使机床“一机多用” 。例如，在普通铣床上安装专用夹具，可以铣削成形表面。在车床上使用专用夹具，可将其回转运动改变为直线往复运动，使通常只输出扭矩的车床变为具有拉力功能的机床。如果在车床床鞍上安装锉模，又可进行箱体孔系加工等。(4)、改善工人劳动条件 采用夹具后，工件的装卸显然比不用夹具方便、省力、安全。使用专用夹具安装工件，定位方便、迅速，夹紧可采用增力、机动等装置，因此可以减轻工人的劳动强度。还可设计保护装置，确保操作者安全。(5)、在流水线生产中，便于平衡生产节拍工艺过程中，当某些工序所需工序时间特别长时，可以采用用多工位或高效夹具等，以

11、提高生产效率，使生产节拍能够比较平衡。2、组成根据夹具的作用，其结构常由以下几部分组成；(1)、定位元件或定位装置它是用于确定工件在夹具中获得止确位置的元件或装置。(2)、夹紧元件或夹紧装置它是用于夹紧工件，使工件在受到外力作用后，仍能保持其既定位置的元件或装置。(3)、对刀元件和引导元件它是用于确定或引导刀具使其与夹具的定位元件保持某一正确的相互位置关系的元件。(4)、连接元件它是用于保证夹具与机床间相互安装位置的元件。(5)、夹具体它是用于连接夹具各组成部分，使之成为一个整体的基础件。(6)、其它元件及装置根据工件加工要求，有些夹具除上述组成部分外，还需设置其它元件或装置，河南工业职业技术

12、学院5如分度装置、某些夹具的靠模装置、工件抬起装置等。以上组成部分，并非所有机床夹具都缺一不可。但是，通常定位、夹紧和夹具体三部分是夹具的主要组成部分。1.3 夹具的分类随着机械制造发展的需要，新型的夹具结构不断出现，夹具的形式愈来愈多。为了掌握各种夹具的工作特点和基本设计方法，也为了便于工厂的技术管理工作，有必要对夹具进行分类，可按夹具的应用范围分，也可按所使用的动力源进行分。下面对按夹具应用范围分类的各类夹具的特点作一个简要的介绍。1、通用夹具通用夹具是指在一般通用机床上所附有的一些使用性能较广泛的夹具，如车、磨床上的三爪和四爪一卡盘、顶针和鸡心夹头，铣、刨床上的平口钳、分度头和回转工作台

13、等。它在使用上有很大的通用性，往往无需调整或稍加调整(包括配换个别零件) 就可用于装夹不同的工件，这类夹具一般己标准化，并由专业工厂生产作为机床附件供用户使用。通用夹具主要用于单件和中、小批量生产，装夹形状比较简单和加工精度要求不太高的工件。在大批、大量生产中，对形状复杂或加工精度要求较高的工件，往往由于操作麻烦和装夹效率低而很少采用这类夹具。2、专用夹具专用夹具是指专门为某一类土件的某一工序设计的夹具。此类夹具一般不考虑通用性，以便使夹具设计结构简单、紧凑、操作迅速和维修方一便。专用夹具通常由使用厂根据工件的加工要求自行设计与制造，生产准备周期较长。当生产的产品或零件工艺过程变更时，往往无法

14、继续使用，故具只适于在产品固定和工艺过程稳定的大批量生产中使用。3、可调夹具可调夹具是针对通用夹具和专用夹具的缺陷而发展起来的一类新型夹具。 对不同类型和尺寸的工件，只需要调整或更换原来夹具上的 个别定位元件和 夹紧元件便可使用。它一般又分为通用可调夹具和成组夹具两种。前者的通用范围比通用夹具更大；后者则是一种专用可调夹具， 它按成组原理设计并能河南工业职业技术学院6加工一组相似的工件，故在多品种，中、小批量生产中使用有较好的经济效果。在长期的生产实践中，人们对可调整夹具、成组夹具进行了分析和总结4、组合夹具在长期的生产实践中，人们对可调整夹具、成组夹具进行了分析和总结从而产生了将所有夹具元件

15、都变成可调换的标准件，按搭“积木”的方法组成各种夹具的设想。经过反复试验、修改和归纳，发展成为现在的组合夹具。1.4 夹具设计的基本要求夹具设计的原则是经济和通用，它可以概括为“好用、好造、好修”这 6 个字，其中好用是主要的，但好用也必须以不脱离生 产现场的实际制造和维修水平为前提。具体要求为：1、夹具的构造应与其用途和生产规模相适应。正确处理好质量、效率、方便性与经济性四者的关系；2、保证工件精度；3、保证使用方便。要便于装卸、便于夹紧、便于调整、便于测量、便于观察、便于排屑排液、便于安装运输、保证安全第一；4、注意结构工艺性，对加工、装配、检验和维修等问题应通盘考虑，以降低制造成本。河南

16、工业职业技术学院72 夹具的总体设计2.1 夹具总体方案的制定制定总体方案是设计夹具最重要的内容之一。总体方案制定的正确与否，将决定夹具能否达到“好用、好造、好修”的要求。为了该总体方案制定的合理，在方案设计时，密切联系实际，全面了解被加工零件的加工情况和影响方案制定的各种因素。主要考虑以下因素:一、工艺过程和加工精度的要求被加工零件有在同一圆周的六个均布的 mm 孔待加工，且他们相相对1.02于 位置精度要求为 0.15mm。将六孔集中在一次装夹中，多个工步可确保039.47位置精度，对大量生产及顺利装配创造了条件。钻孔工序大多是扩孔工序前加工底孔，在铸件上钻孔精度一般可达 6 级，表面粗糙

17、度为 6.3，摇臂钻床与夹具的结合可使钻孔位置精度达 0.1mm。而被加工零件的表面粗糙度和位置精度要求均在此范围内。故摇臂钻床和设计的夹具能满足被加工零件的要求。二、加工零件的特点被加工件材料为 HT200，工件刚度足够。由于被加工件为汽车的飞轮，飞轮作为发动机的一个高速运转的零件，它通过自己的惯性，可以使连杆在运动中顺利通过死点，也可以减少因活塞连杆机构产生的脉冲，所以对于飞轮，它应该具有较好的动平衡。三、定位基准及加压部位的选择被加工件的孔以 C 面为设计平面，选用设计基面为主定位基准，这样减少了累积误差，使加工精度得到有利保证，同时，此平面最大，用它定位能使夹紧力均落在定位平面之内，不至于使工件变形。由于这六个孔对于 47 孔的轴线有位置精度要求，选此轴定位基准，这样基准重合，可以减少位置精度的累积误差。选用由于加工的是圆周曲面上的孔，所以要用一销钉限制工件的转动，所以以基准面 B 上的 10 孔插入销钉进行定位，这样就实现了完全定位。根据夹紧装置设计的原则，即结构紧凑简单，制造维修方便装卸工件简易，