车床尾座套筒键槽及油槽液压铣床夹具设计.doc

本科毕业论文（设计）题目车床尾座套筒键槽及油槽液压铣床夹具设计学院机电与信息工程学院专业机械设计制造及其自动化年级学号姓名指导教师成绩年月日目录摘要...................................................................................1关键词.................................................................................1Abstract...............................................................................1Keywords..............................................................................10引言.................................................................................21零件分析.............................................................................21.1零件结构分析.....................................................................21.2本夹具的工序要求分析.............................................................22专用机床夹具设计.....................................................................32.1夹具类型选择.....................................................................32.2定位基准及定位元件选择...........................................................32.3夹紧机构及夹紧元件初步选择.......................................................42.4定位键类型选择及配合尺寸确定.....................................................42.5对刀块类型选择及对刀尺寸计算.....................................................52.6绘制受力图，计算切削力和夹紧力...................................................62.7夹具体设计.......................................................................92.8夹具主要技术要求拟定............................................................103结束语..............................................................................10参考文献..............................................................................12致谢..................................................................................13附件清单..............................................................................13西南大学育才学院2016届机械设计制造及其自动化专业本科毕业设计第1页共14页车床尾座套筒键槽及油槽液压铣床夹具摘要：本次毕业设计针对车床尾座套筒的键槽和油槽加工进行夹具设计，本设计为液压铣床专用夹具，主要包括对夹具的定位方案，夹紧方案，对刀方案，夹具体等方面进行设计及分析计算。本夹具能够保证工件的加工质量。由于采用液压夹紧，因此能够降低工人的劳动强度。本夹具适用于在大批大量生产中使用。关键词：车床尾座套筒键槽及油槽液压铣床夹具Abstract:Thegraduationdesignforlathetailstocksleevekeyway,andoilgrooveprocessingoffixturedesign,thedesignofhydraulicspecialfixtureofmillingmachine,mainlyincludingthefixturelocatingscheme,clampingscheme,toolprograms,clampspecificaspectstocalculatethedesignandanalysis.Thefixturecanguaranteethequalityoftheworkpiece.Becauseoftheuseofhydraulicclamping,itcanreducethelaborintensityofworkers.Thisjigissuitableforuseinmassproduction.Keywords:Lathetailstock,Akeygrooveandanoilgroove,Hydraulicmillingfixture西南大学育才学院2016届机械设计制造及其自动化专业本科毕业设计第2页共14页0引言在机械加工过程中，为了保证加工精度，必须固定工件，使工件相对于机床或刀具占有确定的位置，以完成工件的加工，夹具是完成这一过程的工艺装备，机床夹具是制造系统的重要组成部分，其作用是使工件相对机床或刀具有一个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。好的夹具可以保证产品的加工质量，提高产品的劳动生产率，降低生产成本，还可以扩大机床的使用范围。本设计中零件的生产类型为大批量生产，年生产纲领是10000件/年。本次设计任务是：绘制出夹具装配图、绘制出夹具体零件图、选择2-4个夹具的专用零件绘制出零件图、编写夹具的设计说明书。1零件分析1.1零件结构及作用分析车床尾座套筒是车床尾座部件上的一个重要零件，其零件简图如图1-1所示，它属于套筒类零件，筒壁较薄。该零件由外圆、锥孔、中心通孔、键槽和油槽组成。该零件用来安装后顶尖，用顶尖来顶紧工件，并和主轴卡盘一起起支撑作用，做工件车削时的定位基准。其作用是使轴类零件定心，同时具有辅助支撑和夹紧功能。尾座顶尖的定位精度直接影响机床加工工件的径向尺寸精度，以及圆度、圆柱度、同轴度等形位精度。套筒的外圆和尾座体安装孔之间经常来回运动，因此对套筒外圆的耐磨性要求较高。套筒的莫氏四号锥孔用来安装钻头、铰刀、丝锥、钻夹头等刀具或工具，用来在工件上加工孔，平键槽用来安装平键，起导向作用，ø6孔为排气孔，ø30孔安装手轮丝杠。2R油槽用来储存润滑油。1.2本夹具的工序要求分析本夹具用于铣削套筒上的键槽和油槽。键槽与油槽分布在套筒180方向的外圆上。键槽有宽度、深度和长度尺寸的要求，并相对于外圆55轴线有平行度和对称度要求，键槽两侧面和底面的粗糙度为m3.6。油槽有圆弧尺寸、深度及长度尺寸的要求，粗糙度为m3.6。西南大学育才学院2016届机械设计制造及其自动化专业本科毕业设计第3页共14页图1-1车床尾座套筒零件简图2专用机床夹具设计2.1夹具类型选择由于本工序是铣削套筒外圆上直线型的键槽和油槽，所以我选择设计一套直线进给式铣床夹具。由于是大批大量生产，为了节约辅助时间，故采用两把铣刀同时进行加工，即应设计为双工位铣床夹具。本夹具安装在WX62卧式铣床上使用。2.2定位基准及定位元件选择2.2.1工件定位面选择零件结构为具有外圆柱面的零件，而且待加工的键槽要求与外圆轴线平行且对称，所以应该用套筒的外圆定位。由于键槽有长度尺寸要求，所以还要用套筒的端面定位。为了保证油槽与键槽180的方位要求，加工油槽时，除了用外圆和端面定位外，还要用键槽定位。西南大学育才学院2016届机械设计制造及其自动化专业本科毕业设计第4页共14页2.2.2夹具定位元件选择在夹具设计中，常用于外圆定位的定位元件有定位套，支承板和V型块等。各种定位套对工件外圆表面实现定心定位，支承板对外圆表面实现支承定位，V型块则对外圆表面实现对中定心定位。而工件为套筒类零件，加工键槽和油槽，其对称度要求较高，并且采用外圆柱面定位，故采用V型块做定位元件。由于90V型块的典型结构和尺寸已经标准化，故选用90V型块做定位元件。又因为键槽和油槽有长度要求且长度不相等，所以增加两个止动定位销来对工件进行轴向定位，且两个止动定位销应沿套筒轴线方向左右错开布置。加工油槽时，键槽处用定位销定位。2.2.3定位元件限制不定度分析因为此零件有两个工位需进行加工，所以对不定度分析时应对两个工位分别进行分析。工位I：加工宽度为8的键槽，工件以外圆和端面在长V型块和止动定位销1上定位，限制工件五个不定度，即：Z,Y,XZ,Y,。工位II：键槽已加工，加工R2油槽，工件以外圆和端面在长V型块和止动定位销2上定位，键槽处用ø8h6定位销定位。用长V型块和止动定位销2定位时，限制五个不定度Z,Y,XZ,Y,；用ø8h6定位销定位限制工件一个不定度X,这样工件在工位II上被限制了六个不定度，属于完全定位，这样定位可以保证键槽和油槽分布在180方位上。2.3夹紧机构及夹紧元件初步选择夹紧机构是能实现以一定的夹紧力夹紧工件，保证工件的定位位置不发生变化的结构。由于本零件属于大批大量生产且每个零件都需要进行双工位加工，加工时选择对两个零件的不同工位同时加工，所以同时装夹两个工件，故选择浮动压板对工件进行夹紧，由于是大批大量生产，首先应考虑机动夹紧，所以我选择用液压油缸作动力源，设计一套液压夹紧装置。这样的夹紧装置既可以保证套筒的加工质量，又可以提高生产效率和减轻工人的劳动强度。2.4定位键类型选择及配合尺寸确定安装夹具时，夹具与机床的正确位置由连接件来保证，铣床夹具的连接件是定位键，通过定位键与铣床T型槽配合和连接确定夹具体在机床上的正确位置，由于本零件加工精西南大学育才学院2016届机械设计制造及其自动化专业本科毕业设计第5页共14页度要求较高，故采用侧面做成沟槽的B型结构定位键，因为这种定位键的下半部分尺寸留有余量，能按所选机床工作台T型槽实际宽度进行修配，以达到精确的配合。查参考文献[3]定位键采用JB/8016-1999标准中宽度为18的B型定位键，如图2-1所示。图2-1定向键定位键与WX62卧式铣床工作台T型槽的配合尺寸取6718hH，定位键与夹具体底平面安装槽的配合尺寸取6718hH。2.5对刀块类型选择及对刀块位置尺寸计算2.5.1对刀块类型选择铣床夹具的对刀装置由对刀块和塞尺组成。对刀时，铣刀与对刀块的对刀面不能直接接触，留有一定的距离，用塞尺来检验调整铣刀的位置而实现对刀，使夹具与刀具之间具有正确的相对位置。查参考文献[3]，根据JB/T8031.4-1999标准选择直角对刀块，此对刀块用于键槽铣刀的对刀。直角对刀块如图2-2所示。对刀时使用一个对刀块，在使三面刃盘铣刀对刀的同时，在铣刀杆上两把铣刀之间安装一个专用定位套，使圆弧铣刀实现间接对刀，故两把铣刀安装位置及其直径，均应保持一定的联系尺寸关系。2.5.2对刀块位置尺寸计算对刀块位置尺寸关系如图2-3所示。（1）计算对刀块水平工作面位置尺寸：工件