機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)自動(dòng)定心彈簧套筒夾具設(shè)計(jì)

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1、各專業(yè)全套優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙 自定心彈簧套筒夾具設(shè)計(jì) 課程名稱： 機(jī)械制造課程設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 彈藥工程與爆炸技術(shù) 班級(jí)學(xué)號(hào)： 12601109 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師姓名： 能源與水利學(xué)院 目 錄 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 1 1.序言 3 2.夾具概述 3 2.1夾具特點(diǎn) 3

2、 2.2夾具設(shè)計(jì)步驟 5 2.2.1對(duì)專用夾具的基本要求 5 2.2.2專用夾具設(shè)計(jì)步驟 6 3.夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7 3.1工件分析及定位 7 3.2 定心夾具的選擇 7 3.3 自動(dòng)定心彈簧套筒夾具的結(jié)構(gòu)原理 8 3.4夾具結(jié)構(gòu)選擇 8 3.5夾具具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9 3.5.1 彈簧套筒的結(jié)構(gòu)具體設(shè)計(jì) 9 3.5.2 固定套具體設(shè)計(jì) 10 3.5.3 夾具體具體設(shè)計(jì) 11 3.5.4螺母設(shè)計(jì) 12 4. 夾緊力分析 13 4.1彈簧套筒的夾緊力W 13 5. 誤差分析計(jì)算 14 5.1定位誤差分析 14 5.2定心誤差分析 15

3、6. 注意事項(xiàng) 15 7.繪制夾具零件圖與總裝圖 16 8.總結(jié) 16 9.參考文獻(xiàn) 17 能源工程系課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 課程名稱 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 課程代碼 80s06102 設(shè)計(jì)時(shí)間 2014. 12.29~2015.01.07 指導(dǎo)教師 孫永滿 專 業(yè) 彈藥工程與爆炸技術(shù) 班 級(jí) 126011 姓名 貢芬云 課程設(shè)計(jì)任務(wù)（題目）及要求 1）、課程設(shè)計(jì)任務(wù)（題目）：設(shè)計(jì)如圖夾具一套（零件直徑φ30）； 1）、編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明一份（夾具原理、特點(diǎn)等）； 2）、設(shè)計(jì)夾具裝配圖、零件圖； 2、要求 1）、按

4、課題任務(wù)書編號(hào)隨機(jī)抽取，一旦確定，不得隨意調(diào)換； 2）、學(xué)生應(yīng)在老師指導(dǎo)下獨(dú)立完成。 1 二、 課程設(shè)計(jì)的目的和要求 1、課程設(shè)計(jì)的目的 根據(jù)教學(xué)計(jì)劃安排，本次課程設(shè)計(jì)集中 2 周時(shí)間進(jìn)行。本課程設(shè)計(jì)是《 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 》課程教學(xué)的重要組成部分。通過本次課程設(shè)計(jì)，使同學(xué)們進(jìn)一步加深對(duì)本門課程的認(rèn)識(shí)，接觸一下實(shí)際工程的實(shí)例，培養(yǎng)同學(xué)的理論聯(lián)系實(shí)際、自己動(dòng)手解決實(shí)際問題的能力，為今后參加工作打下良好的基礎(chǔ)。 2、課程設(shè)計(jì)的和要求 1) 、掌握簡(jiǎn)單機(jī)械夾具設(shè)計(jì)的一般過程，熟悉可轉(zhuǎn)位車刀、楔塊夾緊裝置、螺旋夾緊裝置、偏心夾緊裝置、凸輪夾緊裝置和定心夾緊裝置的設(shè)計(jì)內(nèi)容、過程和

5、設(shè)計(jì)方法，完成一般零件的工藝編制、量具設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)內(nèi)容、過程和設(shè)計(jì)方法。 2） 、按指導(dǎo)教師要求完成可轉(zhuǎn)位車刀、楔塊夾緊裝置、螺旋夾緊裝置、偏心夾緊裝置、凸輪夾緊裝置和定心夾緊裝置的設(shè)計(jì)，及一般零件的工藝編制、量具設(shè)計(jì)。 3） 、按時(shí)上交課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書。 三、主要參考資料 [1] 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》 （作者陳立德） 出版社：高等教育出版社 出版年：2008.2 [2] 《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》 （作者曾志新 呂明） 出版社： 武漢理

6、工大學(xué) 出版年：2009.7 [3]《互換性與技術(shù)測(cè)量》 （韓進(jìn)宏） 出版社：機(jī)械工業(yè)出版社 出版年：2009.6 指導(dǎo)教師（簽名）： 教研室主任（簽名）： 年 月 日 年 月 日 1.序言 根據(jù)教學(xué)計(jì)劃安排，本次課程設(shè)計(jì)集中 2 周時(shí)間進(jìn)行。本課程設(shè)計(jì)是《 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 》課程教學(xué)的重要組成部分。通過本次課程設(shè)計(jì)，使同學(xué)們進(jìn)一步加深對(duì)本門課程的認(rèn)識(shí)，接觸一下實(shí)際工程的實(shí)例，培養(yǎng)同學(xué)的

7、理論聯(lián)系實(shí)際、自己動(dòng)手解決實(shí)際問題的能力，為今后參加工作打下良好的基礎(chǔ)。旨在： （1）培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)及有關(guān)課程（工程材料與熱處理、機(jī)械設(shè)計(jì)、互換性與測(cè)量技術(shù)、金屬切削原理與刀具等）的知識(shí)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐中學(xué)到的知識(shí)，獨(dú)立地分析和解決工藝問題。 （2）能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，學(xué)會(huì)，擬訂夾具設(shè)計(jì)方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，初步具備設(shè)計(jì)出高效、省力、經(jīng)濟(jì)合理并能保證加工質(zhì)量的專用夾具的能力。 （3）培養(yǎng)學(xué)生熟悉并運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)、圖表等技術(shù)資料的能力。 （4）進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生識(shí)圖、制圖、運(yùn)算和編寫技術(shù)文件等基本技能。

8、 對(duì)于我本人來(lái)說(shuō)，希望能通過本次課程設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)將所學(xué)理論知識(shí)和工藝應(yīng)用于解決實(shí)際問題之中，加深對(duì)理論知識(shí)的理解，同時(shí)鍛煉自己分析問題和解決問題的能力。 2.夾具概述 2.1夾具特點(diǎn) 機(jī)床夾具通常是指裝夾工件用的裝置。按照機(jī)床夾具的應(yīng)用范圍,一般可分為:(1)通用夾具，(2)專用夾具。 （1） 通用夾具：通用夾具就是已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了的，具有一定通用性的,可以用來(lái)安裝一定形狀尺寸范圍內(nèi)的各種工件而不需要進(jìn)行特殊調(diào)整的一類夾具。在普通機(jī)床上一般都附有通用夾具,如車床上的卡盤,銑床上的回轉(zhuǎn)工作臺(tái),分度頭,頂尖座等。 （2）專用夾具：在實(shí)際生產(chǎn)中,通用夾具常常不能夠滿足各種零件加工的需要

9、，或者因?yàn)樯a(chǎn)率低而必須把通用夾具進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，或者由于工件的形狀加工的要求的不同須專門設(shè)計(jì)制造一種專用夾具,以解決生產(chǎn)實(shí)際的需要。專用夾具是為了適應(yīng)某一工件的某一工序加工的要求而專門設(shè)計(jì)制造的。 專用夾具優(yōu)點(diǎn): 1． 保證工件被加工表面的位置精度。 例如與其他表面間的距離精度,平行度,同軸度等。對(duì)于外行比較復(fù)雜,位置精度要求比較高的工件,使用通用夾具進(jìn)行加工往往難以達(dá)到精度要求。 2． 縮短了工序時(shí)間,從而提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。 進(jìn)行某一工序所需要的時(shí)間,其中主要包括加工工件所需要的機(jī)動(dòng)時(shí)間和裝卸工件等所需要的輔助時(shí)間兩部分。采用專用夾具后,安裝工件和轉(zhuǎn)換工位的工作都

10、可以大為簡(jiǎn)化,不再需要畫線和找正,縮短了工序的輔助時(shí)間并且節(jié)省了畫線這個(gè)工序,從而提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率.在生產(chǎn)中由于采用了多工件平行加工的夾具,使同時(shí)加工的幾個(gè)工件的機(jī)動(dòng)時(shí)間將與加工一個(gè)工件的機(jī)動(dòng)時(shí)間相同。采用回轉(zhuǎn)式多工位連續(xù)加工夾具,可以在進(jìn)行切削加工某個(gè)工件的同時(shí),進(jìn)行其它工件的裝卸工作,從而使輔助時(shí)間與機(jī)動(dòng)時(shí)間相重合?？傊?隨著專用夾具的采用和進(jìn)一步改善,可以有效地縮短工序時(shí)間,滿足生產(chǎn)不斷發(fā)展的需要。 3． 采用專用夾具還能擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍。 例如在普通車床上附加鏜模夾具后,便可以代替鏜床工作;裝上專用夾具后可以車削成型表面等,以充分發(fā)揮通用機(jī)床的作用。 4． 減輕勞動(dòng)強(qiáng)度

11、,保障安全生產(chǎn)。 根據(jù)生產(chǎn)需要,采用一些氣動(dòng),液壓或其它機(jī)械化,自動(dòng)化程度較高的專用夾具,對(duì)于減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,保障生產(chǎn)安全和產(chǎn)品的穩(wěn)質(zhì)高產(chǎn)都有很大作用。加工大型工件時(shí),例如加工車床床身上,下兩面上的螺孔,需要把床身工件翻轉(zhuǎn)幾次進(jìn)行加工,勞動(dòng)強(qiáng)度大而且不安全。采用電動(dòng)回轉(zhuǎn)式鉆床家具后,就能夠達(dá)到提高生產(chǎn)效率,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,保障生產(chǎn)安全的目的。 專用夾具缺點(diǎn)： 1． 增加了產(chǎn)品的成本。由于夾具的設(shè)計(jì),制造和材料等都要消耗一定的費(fèi)用，所以不適合小批量生產(chǎn)。 2． 專用夾具的專用性和產(chǎn)品多樣性之間存在矛盾。由于專用夾具只適用于一個(gè)工件加工的某一個(gè)工序,因而隨著產(chǎn)品品種的不斷增多,夾

12、具數(shù)量也不斷上升,造成存放和管理上的困難;而當(dāng)某產(chǎn)品不再進(jìn)行生產(chǎn)時(shí),原來(lái)的夾具一般都無(wú)法重新利用,造成浪費(fèi).同時(shí),專用夾具的設(shè)計(jì)生產(chǎn)時(shí)間周期長(zhǎng),與生產(chǎn)的迅速發(fā)展也有矛盾。但是在當(dāng)前成批生產(chǎn)的機(jī)械工廠中,多數(shù)還是采用通用機(jī)床加上專用夾具進(jìn)行工件的機(jī)械加工。 2.2夾具設(shè)計(jì)步驟 按在夾具中的作用,地位結(jié)構(gòu)特點(diǎn),組成夾具的元件可以劃分為以下幾類: (1)定位元件及裝置； (2)夾緊元件及裝置(夾緊機(jī)構(gòu))； (3)夾具體； (4)引導(dǎo)元件及裝置； (5)動(dòng)力裝置； (6)分度,對(duì)定裝置； (7)其它的元件及裝置(包括夾具各部分相互連接用的以及夾具與機(jī)床相連接用的緊固螺釘,銷釘,鍵和

13、各種手柄等)； 在專用夾具設(shè)計(jì)中，除要考慮工件的定位、夾緊和夾具結(jié)構(gòu)外，還需要進(jìn)行夾具總圖上尺寸公差及技術(shù)要求的標(biāo)注，工件在夾具中的加工的精度分析，夾具的經(jīng)濟(jì)分析等。 2.2.1對(duì)專用夾具的基本要求 （1） 能保證工件的加工精度。 專用夾具應(yīng)有合理的定位方案，合適的尺寸、公差和技術(shù)要求，并進(jìn)行必要的精度分析，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。 （2） 能提高生產(chǎn)率。 專用夾具的復(fù)雜程度要與工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)。應(yīng)根據(jù)工件生產(chǎn)批量的大小選用不同復(fù)雜程度的快速高效定位與夾緊裝置，以縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。 （3） 其加工工藝性好。 專用夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單、合理、便于加工、裝配

14、、檢驗(yàn)和維修。專用夾具的制造屬于單件生產(chǎn)，當(dāng)最終精度由調(diào)整或修配保證時(shí)，夾具上應(yīng)設(shè)置修配結(jié)構(gòu)，如適當(dāng)?shù)恼{(diào)整間隙、可修磨的墊片等。 （4） 其使用性好。 專用夾具的操作應(yīng)簡(jiǎn)單、省力、安全可靠，排屑方便，必要時(shí)應(yīng)設(shè)置排屑結(jié)構(gòu)。 （5） 其經(jīng)濟(jì)性好。 除考慮專用夾具本身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、標(biāo)準(zhǔn)化程度高、成本低廉外，還應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)對(duì)夾具方案驚醒必要的經(jīng)濟(jì)分析，以提高夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)效益。 2.2.2專用夾具設(shè)計(jì)步驟 （1）明確設(shè)計(jì)任務(wù)與收集設(shè)計(jì)資料。 夾具設(shè)計(jì)的第一步是在以知生產(chǎn)綱領(lǐng)的前提下，研究工件的零件圖、工序圖、工藝規(guī)程和設(shè)計(jì)任務(wù)書，對(duì)工件進(jìn)行工藝分析。了解工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、材料；本工

15、序的加工表面、加工要求、加工余量、定位基準(zhǔn)和夾緊表面及所用的機(jī)床刀具、量具等。其次是根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)收集有關(guān)資料，如機(jī)床的技術(shù)參數(shù)，夾緊零部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、部頒標(biāo)準(zhǔn)和廠定標(biāo)準(zhǔn)，各類夾具圖冊(cè)、夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)等，還可收集一些同類夾具的設(shè)計(jì)圖樣，并了解該廠的工狀制造水平，以供參考。 （2）擬訂夾具結(jié)構(gòu)方案，繪制夾具草圖。 確定工件的定位方案，設(shè)計(jì)定位裝置。 確定工件的夾緊方案，設(shè)計(jì)夾緊裝置。 確定其它裝置及元件的結(jié)構(gòu)形式，如導(dǎo)向裝置。 確定夾具體的結(jié)構(gòu)形式及夾具在機(jī)床上的安裝方式。 繪制夾具草圖。 （3）進(jìn)行必要的分析計(jì)算。 工件的加工精度較高時(shí)，應(yīng)進(jìn)行工件加工精度分析，且計(jì)算定位誤差。有

16、動(dòng)力裝置的夾具，需計(jì)算夾緊力。當(dāng)有幾種夾具方案時(shí)，可進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析，選用經(jīng)濟(jì)效益較高的方案。 （4）審查方案與改進(jìn)設(shè)計(jì)。 夾具草圖畫出后，應(yīng)征求有關(guān)人員的意見，并送有關(guān)部門審查，然后根據(jù)他們的意見，對(duì)夾具方案作進(jìn)一步修改。 （5） 繪制夾具裝配總圖。 夾具的總裝配圖應(yīng)按國(guó)家制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制。繪圖比例盡量采用1：1。主視圖按夾具面對(duì)操作者的方向繪制。總圖應(yīng)把夾具的工作原理、各種裝置的結(jié)構(gòu)及其相互關(guān)系表達(dá)清楚。 3.夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1工件分析及定位 圖1 工件簡(jiǎn)圖 有上工件簡(jiǎn)圖，我們可以看出：工件為直徑為30mm的棒料。要求設(shè)計(jì)出的夾具在夾持工件是可靠，穩(wěn)定，并且保證工件

17、有較高的定心精度。 根據(jù)工件安裝時(shí)的尺寸，形狀和位置精度要求，我們可以知道工件夾緊定位的示意圖如下圖3： 圖3 夾緊示意圖 3.2 定心夾具的選擇 根據(jù)圖3，我們可以選擇三爪卡盤和彈簧套筒。過去由于生產(chǎn)批量較少,采用三爪自定心卡盤來(lái)加工,隨著生產(chǎn)批量和產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提高,通用的工藝裝備已 經(jīng)滿足不了現(xiàn)代生產(chǎn)的需要。因此，我們選擇了裝卸方便省力，生產(chǎn)效率高并保證產(chǎn)品精度高的彈簧套筒夾具。它可以根據(jù)不同直徑的工件，更換不同的套筒，所以通用性好，應(yīng)用廣泛。 3.3 自動(dòng)定心彈簧套筒夾具的結(jié)構(gòu)原理 1.夾具體 2.彈簧套筒 3.固定套 4.螺母 圖2 夾具示意圖 自動(dòng)定心彈

18、簧套筒夾具是利用彈性元件受力后的均勻彈性變形，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的自動(dòng)定心和夾緊的。這種自動(dòng)定心彈簧套筒夾具夾緊行程小，但定心精度較高。具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。當(dāng)螺母4向左旋轉(zhuǎn)時(shí)，彈簧套筒2上的圓錐面就與安裝在夾具體1上的錐套3的圓錐面發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，使彈簧套筒產(chǎn)生彈性變形。實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的定心與夾緊。加工完成后，螺母4向右旋轉(zhuǎn)，彈簧套筒2依靠自身的彈性變形的恢復(fù)力松開工件。自動(dòng)定心彈簧套筒夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊,裝夾迅速、具有較高的定心精度,一般可達(dá)0.02~0.05mm左右,但是彈簧套筒夾緊表面與工件定位夾緊面間的間隙不能 過大,一般小于0.1~0.5mm。 3.4夾具結(jié)構(gòu)選擇 自動(dòng)定心彈簧套筒夾具

19、在實(shí)際生產(chǎn)中使用壽命不長(zhǎng)，除了彈簧套筒的導(dǎo)向部分和錐面頸部粗糙度值高及硬度較低外。由于一般都是采用鑄鐵做夾具體，與其配合表面的粗糙度不但難以達(dá)到要求，而且由于彈簧套筒2表面采用熱處理淬火，所以與夾具體相接觸的配合表面極易磨損。因此，固定套選用T8A鋼，表面進(jìn)行熱處理使硬度為55~60HRC。內(nèi)孔和外圓在磨床上加工可達(dá)到較高的精度，再進(jìn)行配研，彈簧套筒的導(dǎo)向部分表面粗糙度值可達(dá)Ra0.4μm，同時(shí)又保證了較小的配合間隙不大于0.015mm，固定套外圓直徑與夾具體配合過盈量為0.025mm，增加耐磨性與使用壽命。螺母采用45鋼就行。 3.5夾具具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.5.1 彈簧套筒的結(jié)構(gòu)具體設(shè)

20、計(jì) 圖3 彈簧套筒示意圖 設(shè)計(jì)的彈簧套筒結(jié)構(gòu)如圖3是一個(gè)薄壁帶錐面的彈性套筒，帶錐面一端開有3條軸向槽，由3個(gè)基本部分組成。1是卡爪A(頸部)，2是彈性瓣B（彈性部分），3是尾部導(dǎo)向部分C?？ㄗ是定心主要工作面，又是摩擦面，故要求耐磨，一般熱處理硬度為58~62HRC;彈性瓣B經(jīng)常張開、收縮，為了防止斷裂和產(chǎn)生永久變形，故要求具有良好的彈性和耐磨性以及耐疲勞性。彈性瓣和尾部導(dǎo)向部分C連接處，由于形狀和截面變化大，容易產(chǎn)生應(yīng)力集中而斷裂。所以要求尾部一起進(jìn)行熱處理，淬火硬度為40~45HRC,以保持彈性。彈簧套筒材料一般最常用65Mn，也有采用45鋼或40Cr等材料。采用彈簧套筒夾具夾

21、緊工件時(shí)，工件被夾表面的尺寸偏差不宜過大，因?yàn)閺椈商淄沧冃未髸r(shí)，卡爪與工件以及彈簧套筒的錐面與固定套的內(nèi)錐面的接觸不良，造成定位精度和夾緊剛度降低，難以保證被夾緊工件的形狀精度。 （1） 彈簧套筒的導(dǎo)向部分直徑： 一般都是根據(jù)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)需要來(lái)確定。在這次設(shè)計(jì)中，我根據(jù)工件的尺寸，暫且定為40mm。 （2） 卡爪長(zhǎng)度 ：,為工件直徑，或者。 所以取。 （3） 彈性瓣的外圓直徑： mm。所以取。 （4） 彈性瓣的長(zhǎng)度：也就是彈簧套筒的開槽長(zhǎng)度，與彈性瓣的外圓直徑有關(guān)，一般。所以取。 （5） 彈性瓣的壁厚：壁厚與彈性瓣的外圓直徑有關(guān)，越大，也相應(yīng)增加，越長(zhǎng)，也相應(yīng)增加，一般時(shí)，

22、之間選取，或者。所以取。 （6） 導(dǎo)向部分長(zhǎng)度及圓角：。所以取。 （7） 彈簧套筒的開槽寬度和卡爪瓣數(shù)n：，一般取，n一般取3。所以取。 （8） 彈簧套用卡爪錐角與相配合的固定套的內(nèi)錐角大小，根據(jù)夾具的具體情況確定。當(dāng)要求夾緊范圍大時(shí)，使夾緊點(diǎn)始終在彈簧套筒外端離切削點(diǎn)近一些。對(duì)于正錐彈簧套筒，固定套內(nèi)錐角應(yīng)取，對(duì)于倒錐彈簧套筒，固定套內(nèi)錐角應(yīng)取一般取30。通常彈簧套筒用于夾緊IT7~IT10級(jí)精度的工作，如果要求夾緊范圍不大時(shí)，固定套的內(nèi)錐角與彈簧套筒的錐角一樣大。 3.5.2 固定套具體設(shè)計(jì) 為了防止固定套與彈簧套筒相接觸的配合表面極易磨損，所以固定套選用T8A鋼，表

23、面進(jìn)行熱處理使硬度為55~60HRC。內(nèi)孔和外圓在磨床上加工可達(dá)到較高的精度，再進(jìn)行配研，彈簧套筒的導(dǎo)向部分表面粗糙度值可達(dá)Ra0.4μm，同時(shí)又保證了較小的配合間隙不大于0.015mm，固定套外圓直徑與夾具體配合過盈量為0.025mm，增加耐磨性與使用壽命。 圖5 固定套示意圖 （1）D部分為螺紋，該處與螺母連接用于給彈簧套筒提供軸向力的，其直徑對(duì)定心精度影響不大，根據(jù)彈簧套筒卡爪部分的尺寸，設(shè)計(jì)出螺紋是M60的梯形螺紋。且。 （2）固定套的內(nèi)錐角：因?yàn)榕c彈簧套筒配合運(yùn)動(dòng)，其大小有彈簧套筒決定，根據(jù)彈簧套筒的內(nèi)錐角設(shè)計(jì)，可以取固定套的內(nèi)錐角。 （3）固定套導(dǎo)向部分直徑：其

24、大小與彈簧套筒導(dǎo)向部分一樣，所以。 （4）固定套外圓直徑：其大小對(duì)定心無(wú)影響，根據(jù)結(jié)構(gòu)取。 （5）孔的直徑：這孔用來(lái)固定夾具體和固定套的，并確定其位置關(guān)系，直徑大小與所選取的銷的大小確定，在這我選取直徑為的銷，所以 。 （6）孔距左斷面的距離：對(duì)夾具的穩(wěn)定有較大影響，根據(jù)需要取。 （7）固定套長(zhǎng)度：根據(jù)彈簧套筒的長(zhǎng)度，取。 （8）與夾具體配合部分長(zhǎng)度：該部分長(zhǎng)度對(duì)夾具的穩(wěn)定有較大影響，根據(jù)全長(zhǎng)和穩(wěn)定的需要，取。 3.5.3 夾具體具體設(shè)計(jì) 在本次設(shè)計(jì)中，對(duì)夾具體無(wú)具體要求。但一般設(shè)計(jì)中，夾具體通常采用鑄鐵。但盡量使夾具體夾持固定套的內(nèi)表面粗糙度值低，保證具有良好的定心精度。

25、 圖6 夾具體示意圖 （1）E部分凸出部用于確定夾具體和固定套的位置關(guān)系，其凸出部直徑：其直徑大小應(yīng)小于夾具體直徑，所以取其直徑。 （2)E部分右端面距孔中心長(zhǎng)度：該孔是與固定套配合的，根據(jù)固定套的尺寸去為。 （3）夾持部分直徑：該部分是用來(lái)夾持固定套的，所以其大小尺寸有固定套決定，所以取。 （4）夾持部分外圓直徑：該部分只要能夠穩(wěn)定夾持固定套就行，根據(jù)結(jié)構(gòu)要求，取。 （5）F部分是用來(lái)連接機(jī)床等設(shè)備的，連接形式不固定，在本圖上設(shè)計(jì)為螺紋連接，大小根據(jù)需求來(lái)定。該部外圓直徑先取。 3.5.4螺母設(shè)計(jì) 圖7 螺母示意圖 該螺母與固定套連接是用來(lái)給彈簧套筒特供軸向力的，使彈

26、簧套筒收縮夾緊工件。改零件對(duì)材料無(wú)特殊要求，通常45鋼。但對(duì)H部左端面的表面粗糙度有要求，該端面與彈簧套筒的卡爪端面接觸，為了防止都對(duì)彈簧套筒產(chǎn)生徑向力，該表面須光滑。 （1） H部分長(zhǎng)：該長(zhǎng)度保證外界物體不對(duì)卡爪產(chǎn)生干涉作用，并根據(jù)彈簧套筒尺寸，取。 （2） H部分直徑：該直徑得保證螺母在旋緊和松開時(shí)不對(duì)卡爪起干涉作用。所以取。 （3） G部分與固定套連接，其螺紋尺寸與固定套一樣，為M60。 （4） 螺紋長(zhǎng)度：螺紋長(zhǎng)度得保證螺母與固定套連接的可靠性，所以取。 （5） 螺母外圓直徑：其大小也對(duì)連接的可靠性起一定作用，根據(jù)其需要暫且選取。 4. 夾緊力分析 4.1彈簧套筒的夾緊力W

27、 彈簧套筒夾緊力的計(jì)算與楔塊夾緊相似，但要考慮夾緊時(shí)彈簧套筒的變形阻力,每個(gè)單彈簧瓣卡爪的阻力可近似地按弧形斷面的懸臂梁的變形阻力來(lái)計(jì)算（見圖8）。 圖8 受力示意圖 式中 ：卡爪材料的彈性模量， ：卡爪與工件的直徑間隙，mm ：彈性瓣的薄壁厚度，mm ：彈性瓣外圓直徑，mm ：卡爪計(jì)算長(zhǎng)度（由卡爪中心到彈簧瓣根部開槽處距離），mm ：卡爪瓣數(shù) ： 每瓣卡爪的扇形角之半，rad 令 則： 若取 ， 則：時(shí)，;時(shí)，;時(shí)，。 彈簧套筒的卡爪在夾緊時(shí)的受力分析見圖8，當(dāng)工件無(wú)軸向定位時(shí)，卡爪

28、和工件不產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，沒有摩擦力，由靜力平衡可得： 式中 ：彈簧套筒卡爪的錐角 ：彈簧套筒卡爪與固定套的摩擦角 5. 誤差分析計(jì)算 5.1定位誤差分析 本文設(shè)計(jì)的夾具主要是軸的工件與定位孔采用間隙配合，以軸的中心線為工序基準(zhǔn)。當(dāng)工件裝到套筒時(shí)，因工序基準(zhǔn)是中心線，定位基準(zhǔn)也是中心線，基準(zhǔn)重合，則。因?yàn)檩S工件與彈簧套筒是間隙配合，又都有制造誤差，因此存在軸中心線的位置變化，即基準(zhǔn)位置誤差，得。 假定假定孔的尺寸為,軸的尺寸為，最小配合間隙為，根據(jù)工件裝卡時(shí)彈簧套筒的位置不同，定位誤差分兩種情況： （1） 彈簧套筒垂直放置時(shí)，按最大孔和最小軸求得軸中心位置的變動(dòng)

29、量為： 。 （2） 彈簧套筒垂直放置時(shí)，由于自重，工件下垂始終緊靠彈簧套筒內(nèi)孔下表面，此時(shí)軸中心線的變動(dòng)是鉛錘方向，最大值為： 。 5.2定心誤差分析 對(duì)于本文所設(shè)計(jì)的彈簧夾定心夾緊機(jī)構(gòu),有的機(jī)床夾具設(shè)計(jì)書中做為定位夾緊元件均勻彈性變形的定心夾緊機(jī)構(gòu),有的書看作圓錐面等速移動(dòng)原理的定心夾緊機(jī)構(gòu)。我認(rèn)為當(dāng)作后一種定心夾緊機(jī)構(gòu)較符合實(shí)際,因?yàn)樗膹椥灾皇窃谒砷_工件時(shí)才起作用,而在夾緊工件時(shí),是靠圓錐面的等速移動(dòng),而不是定位元件的均勻彈性變形夾緊工件的,所以本文按定心夾緊元件等速移動(dòng)原理來(lái)分析計(jì)算該機(jī)構(gòu)的夾緊誤差。該機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵零件是彈簧筒夾,如圖3，因彈簧筒夾的導(dǎo)向部分與錐套為

30、間隙配合,該夾具為回轉(zhuǎn)夾具,故導(dǎo)向部分與錐套為任意邊接觸,該固定套孔公差為,導(dǎo)向部分公差為,它們的間隙必產(chǎn)生定心誤差;卡爪部分的外圓錐體與定位孔在開瓣前的加工有同軸度公差,定位孔有圓柱度公差使開瓣后卡爪瓣夾緊工件的錐體部分厚度不均,收縮夾緊時(shí),使工件軸線相對(duì)錐套軸線偏心而產(chǎn)生夾緊誤差。這些加工誤差均為獨(dú)立的隨機(jī)變量,按概率法計(jì)算彈簧筒夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊誤差,其計(jì)算式為： 6. 注意事項(xiàng) 1.彈簧套筒是夾具的關(guān)鍵零件之一,制造精度必須符合圖樣要求,錐角和導(dǎo)向部分應(yīng)進(jìn)行配磨和配研加工。 2.彈簧套筒的彈簧瓣應(yīng)在整個(gè)彈簧套筒加工合格后,再切開。并且要將開槽處的尖 角毛刺去掉,各

31、工作表面不得有各種雜質(zhì)附著物。 3.夾具使用時(shí),應(yīng)先裝上工件,然后才能夾緊,以防止損壞彈簧套筒的彈性卡爪。 4.夾具不使用時(shí),彈簧套筒應(yīng)處于非工作狀態(tài),并且在卡爪內(nèi)孔中旋轉(zhuǎn)工件,以防止 錯(cuò)誤操作時(shí),造成彈簧套筒的彈性卡爪產(chǎn)生永久變形。 5. 彈簧筒套經(jīng)過長(zhǎng)期使用磨損后,應(yīng)及時(shí)更換,配上新的彈簧套筒,以保持彈簧套筒 精度,從而保證產(chǎn)品的加工質(zhì)量。 7.繪制夾具零件圖與總裝圖（見圖紙） 8.總結(jié) 為期兩周的機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)即將結(jié)束，在這兩周的設(shè)計(jì)過程中，我學(xué)到了很多以前在課堂上根本就學(xué)不到的東西！ 在這次課程設(shè)計(jì)中，我獨(dú)立設(shè)計(jì)了自定心彈簧套筒夾具。由于我們只是在課

32、本上見過機(jī)床夾具，并沒有親自設(shè)計(jì)過，因此，在開始的設(shè)計(jì)過程中，存在許多這樣或那樣的問題，在老師的細(xì)心指導(dǎo)下，我根據(jù)步驟一步一步的設(shè)計(jì)，畫圖，查閱各種關(guān)于專用夾具的設(shè)計(jì)資料，終于將它設(shè)計(jì)了出來(lái)，我感到很高興，因?yàn)樵谶@之中我學(xué)到了以前沒有學(xué)到的知識(shí)，也懂得了很多東西，真正做到了理論聯(lián)系實(shí)際。 通過此次課程設(shè)計(jì)，使我更加扎實(shí)的掌握了有關(guān)機(jī)械制造方面的知識(shí)，在設(shè)計(jì)過程中雖然遇到了一些問題，但經(jīng)過一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在，也暴露出了前期我在這方面的知識(shí)欠缺和經(jīng)驗(yàn)不足。實(shí)踐出真知，通過親自動(dòng)手制作，使我們掌握的知識(shí)不再是紙上談兵。 課程設(shè)計(jì)誠(chéng)然是一門專業(yè)課，給我很多專業(yè)知識(shí)

33、以及專業(yè)技能上的提升，同時(shí)又是一門講道課，一門辯思課，給了我許多道，給了我很多思，給了我莫大的空間。同時(shí)，設(shè)計(jì)讓我感觸很深。使我對(duì)抽象的理論有了具體的認(rèn)識(shí)。通過這次課程設(shè)計(jì)，我掌握了機(jī)械制造的相關(guān)知識(shí)，簡(jiǎn)單的材料選擇和熱處理。既復(fù)習(xí)了本學(xué)期的機(jī)械制造課程，又復(fù)習(xí)了機(jī)械設(shè)計(jì)課程，還聯(lián)系了以前所學(xué)的互換性與技術(shù)測(cè)量。 我認(rèn)為，在這次課設(shè)中，不僅培養(yǎng)了獨(dú)立思考、動(dòng)手操作的能力，在各種其它能力上也都有了提高。更重要的是，在這次課設(shè)中，我們學(xué)會(huì)了很多學(xué)習(xí)的方法。而這是日后最實(shí)用的，真的是受益匪淺。要面對(duì)社會(huì)的挑戰(zhàn)，只有不斷的學(xué)習(xí)、實(shí)踐，再學(xué)習(xí)、再實(shí)踐。這對(duì)于我們的將來(lái)也有很大的幫助。以后，不管

34、有多苦，我想我們都能變苦為樂，找尋有趣的事情，發(fā)現(xiàn)其中珍貴的事情。就像中國(guó)提倡的艱苦奮斗一樣，我們都可以在實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后變的更加成熟，會(huì)面對(duì)需要面對(duì)的事情。在這次課程設(shè)計(jì)中，我也了解作為一個(gè)設(shè)計(jì)人員，在設(shè)計(jì)的過程中一點(diǎn)不能馬虎，每個(gè)步驟都必須有理有據(jù)，不是憑空捏造的。而且，各種標(biāo)準(zhǔn)都要嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，查閱大量資料，而且設(shè)計(jì)一個(gè)零件，需要花好長(zhǎng)時(shí)間。親自上陣后我才知道，做每件是都不是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單就能完成的，是要付出大量代價(jià)的。但收獲也是巨大的，這次的課程設(shè)計(jì)必將對(duì)我以后的學(xué)習(xí)工作產(chǎn)生很大的幫助。 我一共參考了三種彈簧套筒夾具，仔細(xì)查看了一下具體結(jié)構(gòu)，借鑒了一些我能使用的結(jié)構(gòu)，這種方法是應(yīng)

35、用比較廣泛的。憑我現(xiàn)在的知識(shí)還不足以設(shè)計(jì)一個(gè)完整的設(shè)備，只能在借鑒原有的設(shè)備基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)。僅是完成這一步，我也覺得很有收獲，對(duì)以后的工作也有很大幫助。此次設(shè)計(jì)也讓我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及時(shí)請(qǐng)教或上網(wǎng)查詢，只要認(rèn)真鉆研，動(dòng)腦思考，動(dòng)手實(shí)踐，就沒有弄不懂的知識(shí)，收獲頗豐。 9.參考文獻(xiàn) [1]《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》 （陳立德） 出版社：高等教育出版社 出版年：2008.2 [2]《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》（曾志新 呂明） 出版社：武漢理工大學(xué)

36、出版社 出版年：2009.7 [3]《互換性與技術(shù)測(cè)量》 （韓進(jìn)宏） 出版社：機(jī)械工業(yè)出版社 出版年：2009.6 [4]《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》（任乃飛）出版社：化學(xué)工業(yè)出版社 出版年：2010.1 [5]《機(jī)械零件手冊(cè)》 （周開勤） 出版社：高等教育出版社 出版年：2001.7 [6]《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 （成大先） 出版社：化學(xué)工業(yè)出版社 出版年：2004.4 18