开合螺母设计说明书

机械工程系机械制造装备设计说明书设计题目开合螺母夹具设计学科专业机械设计制造及其自动化13-1班学生学号学生姓名指导教师日期2020年04月25日课程设计任务书2014—2015学年第一学期机械工程系机械设计制造与其自动化专业班级课程名称：《机械制造装备设计》设计题目：开合螺母夹具设计时间日期：共1周内容及任务一、设计任务:1.加工条件（1）工件的燕尾面和+0.0190212mm孔已经加工，两孔距离为380.1mm；（2）+0.027040mm孔经过粗加工。采用卧式车床加工2.加工要求精镗+0.027040mm孔及车端面，要求：（1）+0.027040mm孔轴线至燕尾端面为450.05轴线；（2）+0.027040mm孔轴线与C面的平行度为0.05mm；（3）加工孔轴线与+0.019012mm孔的距离为80.05mm。3.提交任务要求（1）开合螺母零件图（2D电子版&纸质版）；（2）开合螺母车床夹具装配图（2D电子版&纸质版）；（3）开合螺母车床夹具装配3D，并呈现爆炸视图；（4）开合螺母零件3D（5）开合螺母车床夹具设计说明书零件图、装配图装订成册要求内容：①开合螺母零件图；②开合螺母车床夹具装配图；③夹具定位基准误差分析；④夹具零件3D截图展示，及设计说明；二、设计工作量1、设计计算说明书一份,非标准零件图1-2张，专用夹具装配总图1张，夹具爆炸图1张（3D图）；图纸工作量应大于一张A0图；2、设计说明书及图纸必须为计算机输出稿；上交作业应包括电子稿以及打印稿，设计说明书文件格式为word2003版本，平面工作图纸文件格式为Autocad2008或以下版本文件dwg格式，3D图可采用任何一种三维造型软件绘制。进度安排起止日期工作内容2015.1.51、设计准备工作：熟悉设计任务书，明确设计的内容与要求；2、熟悉设计指导书、有关资料、图纸等3、结构方案分析；2015.1.6机构（夹具）草图设计；机构（夹具）分析计算；2015.1.7-1.9装配图绘制草图；夹具零件图绘制；2015.1.10编写设计计算说明书；2015.1.11答辩主要参考资料1.《机械制造装备设计》冯辛安等著机械工业出版社2.《机械制造装备设计课程设计》陈立德编高等教育出版社3.《机械制造装备设计》陈立德编高等教育出版社4.《金属切削机床夹具设计手册》浦林详等编机械工业出版社5.《金属切削机床设计》戴曙著机械工业出版社指导教师（签字）：2014年12月22日系（教研室）主任（签字）：年月日目录1.零件分析...............................................................................................11.1零件的作用..................................................................................11.2零件工艺分析..............................................................................12.拟定夹具结构方案与绘制夹具草图....................................................42．1确定工件的定位方案，设计定位装置....................................42．2夹具类型的确定........................................................................52．3确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置....................................52．4夹具与机床的连接方式及安装基面........................................82．5夹具的平衡................................................................................92．6绘制夹具草图，并标注尺寸、公差及技术要求..................102．7夹具的精度分析......................................................................102.9夹具的使用说明........................................................................122.10夹具总装配图..........................................................................13参考文献...................................................................................................1511.零件分析1.1零件的作用开合螺母的作用是用来联接丝杆的传动到溜板箱。因为溜板箱有两套传动输入，即光杆和丝杆。一般的走刀用光杆传动，加工螺纹时用丝杆传动。而这两者是不能同时咬合的，否则会因传比动不一造成传动系统破坏。开合螺母的作用相当于一个离合器，用来决定溜板箱是否使用丝杆传动1.2零件工艺分析图1-1所示为一开合螺母车削工序图，工件的燕尾面和两个φ120+0.019mm孔已经加工，两孔距离为38±0.1mm，φ400+0.027mm孔经过粗加工。本道工序为精镗φ400+0.027mm孔及车端面。加工要求是：（1）φ400+0.027mm孔轴线至燕尾面C的距离为45±0.05mm；（2）φ400+0.027mm孔轴线与C面的平行度为0.05mm；（3）加工孔轴线与φ120+0.019mm孔的距离为8±0.05mm。（4）φ400+0.027mm的孔轴线对两B面的对称面的垂直度为0.05mm试设计本道工序所用的专用夹具。图1-1开合螺母车图21)工件的结构特点及材料开合螺母由上下两个半螺母组成，装在溜板箱体后壁的燕尾形导轨中，可上下移动。上下半螺母的背面各装有一个圆销，其伸出端分别嵌在槽盘的两条曲线槽中。扳动手柄，经轴使槽盘逆时针转动时，曲线槽迫使两圆销互相靠近，带动上下半螺母合拢，与丝杠啮合，刀架便由丝杠螺母经溜板箱传动进给。槽盘顺时针转动时，曲线槽通过迫使圆销使两半螺母相互分离，与丝杠脱开啮合，刀架便停止进给。开合螺母的材料为45钢图1-2开合螺母实体图2)确定本工序的加工表面、加工要求、加工余量、定位基准和夹紧表面及所用的机床、刀具、量具等3表1-1:加工表面、加工要求、加工余量、定位基准和夹紧表面及机床（1）加工表面：φ400+0.027mm孔和两个端面（2）加工要求：a.φ400+0.027mm孔轴线至燕尾面C的距离为45±0.05mm；b.φ400+0.027mm孔轴线与C面的平行度为0.05mm；c.加工孔轴线与φ120+0.019mm孔的距离为8±0.05mm（3）加工余量：精镗φ400+0.027mm孔的工序余量为0.5mm；车端面的工序余量为1mm。（4）定位基准：主要加工表面φ400+0.027mm孔的定位基准为燕尾底面C和φ120+0.019mm孔轴心线（5）夹紧表面：燕尾面B和C（6）所需机床：C620车床42.拟定夹具结构方案与绘制夹具草图2．1确定工件的定位方案，设计定位装置定位就是使同一工序中的一批工件都能在夹具中占据正确的位置。它的基本任务有以下三项：（1）从理论上讲就是如何使同一批工件在夹具中占据正确的位置。（2）选择或设计合理的定位方案及定位装置。（3）保证有足够的定位精度。即工件在夹具中虽有一定的误差，但仍能保证工件的加工误差。它的基本原理是六点定位规则，即用合理分布的六个支承点限制工件六个自由度的规则。但实际中还存在着过定位和欠定位。其中欠定位保证不了加工精度，所以是绝不允许发生的，而过定位由于夹具上的定位元件同时重复限制了工件的一个或几个自由度，将造成工件定位不稳定，降低了加工精度；使工件或定位元件产生变形，甚至无法安装和加工，故应尽量避免采用。根据本工序的加工要求，不仅要镗孔，还要加工两个平面，因此工件必须完全定位，即六点定位原则。按照加工要求，工件的定位方案分析如下：表2-1:工件的定位及应限制的自由度：定位元件限位基准定位基准限制自由度支承板8、10支承板8、10的平面燕尾底面CZ转动、Y移动、X转动燕尾面BY转动、X移动活动圆锥销9活动圆锥销9的轴心线φ120+0.019mm孔轴心线Z移动工件装卸时，可从上方推开活动支承板10将工件插入，靠弹簧力使工件靠紧固定支承板8，并略推移工件使活动菱形销9弹入定位孔φ120+0.019mm内。52．2夹具类型的确定由于开合螺母以燕尾面C为主要定位基准，且在车床上加工，而工件的形状与尺寸决定了它不适宜于采用心轴类、卡盘类或花盘类夹具，只能采用角铁式车床加工。夹具体呈角铁状的车床夹具称为角铁式车床夹具，其结构不对称，用于加工壳体、支承座、杠杆、接头等零件上的回转面和端面。考虑车床夹具的特点和工件的加工表面，本工序应有两次安装，当孔和一个端面加工完毕后，应松开压板，将工件回转180度，重新定位夹紧，再加工另一端面。2．3确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置（1）确定夹紧装置由于车削时工件和夹具一起随主轴作旋转运动，故在加工过程中，工件除受切削扭矩的作用外，整个夹具还受到离心力的作用，转速越高离心力越大，会降低夹紧机构产生的夹紧力。此外，工件定位基准的位置相对于切削力和重力的方向来说是变化的。因此，夹紧机构所产生的夹紧力必须足够，自锁性能要好，以防止工件在加工过程中脱离定位元件的工作表面。对于角铁式夹具，夹紧力的施力方式要注意防止引起夹具变形。这里有两种夹紧方案。6图a）图b）图2-1夹紧方案的选择如果采用图a）所示的施力方式其夹紧装置比较简单，但可能会引起角铁悬伸部分的变形和夹具体的弯曲变形，离心力、切削力也会助长这种变形。如果改用图b）所示回转式螺旋摆动压板机构显然较好，因为角铁刚性好，压板的变形不影响加工精度。所以根据工件形状特点，采用带摆动V形块3的回转式螺旋压板机构夹紧。（2）螺旋夹紧机构各元件材料、热处理要求和结构尺寸确定。螺旋夹紧机构各元件均已标准化，可参阅《机械零件手册》确定。1.带肩六角螺纹（GB/T2148-91）图2-2带肩六角螺纹技术要求：材料：45钢；热处理：HRC35-40；7细牙螺纹的支承面对螺纹轴线的垂直度按GB1184-80《形状和位置公差》规定的9级公差。2.铰链压板（GB/T2188-91）图2-3铰链压板技术要求：材料：45钢;热处理：淬火、回火HRC35-40。3．摆动V形块（GB2208-80）图2-4摆动V形块技术要求：8材料：20钢;热处理：淬火HRC60-64,渗碳深0.8~1.2mm;锐边倒钝。4．活节螺栓（GB/T798-88）图2-5活节螺栓技术要求：材料：钢表面处理：a.不经处理；b.镀锌钝化；螺纹公差：g82．4夹具与机床的连接方式及安装基面车床夹具与机床主轴的连接精度对夹具的回转精度有决定性的影响。因此，要求夹具的回转轴线与车床主轴轴线有尽可能高的同轴度。对于径向尺寸较大的夹具，一般通过过渡盘与车床主轴轴颈联接。专用夹具以其定位止口按H7/h6或H7/js6装配在过渡盘的凸缘上，然后用螺钉紧固。过渡盘与主轴配合的表面形状取决于主轴前端的结构。如图2-6所示的过渡盘，其上有一个定位圆孔按H7/h6或H7/j6和主轴的轴颈相配合，并有螺纹和主轴连接。为了安全起见，还可以用压块把过渡盘压紧在主轴上，这样可防止停车和倒车时，不致因惯性作用而可能松开。这种连接方式的安装精度受到配合精度的限制，为了提高安装精度，在车床上安装夹具时，可9按找正圆校正夹具与车床