夾具課程設計--銑鉆床專用夾具設計

1、<p><b>　　夾具設計說明書</b></p><p>　　設計題目：銑/鉆床專用夾具設計</p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　機械設計是機械工程的重要組成部分，是決定機械性能的最主要因素。由于各產(chǎn)業(yè)對機械的性能要求不同而有許多專業(yè)性的機械設計，如紡織機械設計、礦山機械設計、農(nóng)

2、業(yè)機械設計、船舶設計、汽車設計、機床設計、壓縮機設計、內(nèi)燃機設計、汽輪機設計、泵設計等專業(yè)性的機械設計分支學科。</p><p>　　在機械制造廠的生產(chǎn)過程中,用來安裝工件使之固定在正確位置上,完成其切削加工 、檢驗、裝配、焊接等工作,所使用的工藝裝備統(tǒng)稱為夾具。如機床夾具、檢驗夾具、焊接夾具、裝配夾具等。</p><p>　　機床夾具的作用可歸納為以下四個方面：</p>&

3、lt;p>　　1.保證加工精度 機床夾具可準確確定工件、刀具和機床之間的相對位置，可以保證加工精度。</p><p>　　2.提高生產(chǎn)效率 機床夾具可快速地將工件定位和夾緊，減少輔助時間。</p><p>　　3.減少勞動強度 采用機械、氣動、液動等夾緊機構，可減輕工人的勞動</p><p>　　4.擴大機床的工藝范圍 利用機床夾具，可使機床的

4、加工范圍擴大，例如在臥式車床刀架處安裝鏜孔夾具，可對箱體孔進行鏜孔加工。</p><p>　　機械制造裝備設計課程設計是機械設計中的一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)，也是機械類專業(yè)學生較為全面的機械設計訓練。其目的在于：</p><p>　　1.培養(yǎng)學生綜合運用機械設計基礎以及其他先修課程的理論知識和生產(chǎn)實際知識去分析和解決工程實際問題的能力，通過課設訓練可以鞏固、加深有關機械課設方面的理論知識。

5、</p><p>　　2.學習和掌握一般機械設計的基本方法和步驟。培養(yǎng)獨立設計能力，為以后的專業(yè)課程及畢業(yè)設計打好基礎，做好準備。</p><p>　　3.使學生具有運用標準、規(guī)范手冊、圖冊和查詢有關設計資料的能力。</p><p>　　我國的裝備制造業(yè)盡管已有一定的基礎，規(guī)模也不小，實力較其它發(fā)展中國家雄厚。但畢竟技術基礎薄弱，滯后于制造業(yè)發(fā)展的需要。我們要以高度

6、的使命感和責任感，采取更加有效的措施，克服發(fā)展中存在的問題，把我國從一個制造業(yè)大國建設成為一個制造強國，成為世界級制造業(yè)基礎地之一。</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　零件的分析-----------------------------------------3</p><p>　　零件作用-------------

7、---------------------------3</p><p>　　零件工藝分析------------------------------------3</p><p>　　確定毛坯-------------------------------------------4</p><p>　　確定毛坯種類--------------------------

8、------------4</p><p>　　毛坯各加工面加工余量確定--------------------------4</p><p>　　繪制鑄件毛坯圖------------------------------------4</p><p>　　合鑄銑開拔叉的機械加工工藝路線- --------------------5</p><p

9、>　　選擇定位基準 ----------------------------------- 5</p><p>　　制定工藝路線------------------------------------ 5</p><p>　　機械加工余量、工序尺寸及公差的確定-------------- 6</p><p>　　夾具設計（一） ----------------

10、-------------------- 7</p><p>　　問題的提出---------------------------------------- 8</p><p>　　夾具設計------------------------------------------ 8</p><p>　　夾具裝配圖及夾具體零件圖----------------------

11、--- 14</p><p>　　夾具設計（二） ------------------------------------14</p><p>　　問題的提出--------------------------------------- 14</p><p>　　夾具設計----------------------------------------- 14<

12、/p><p>　　夾具裝配圖及夾具體零件圖------------------------- 17</p><p>　　五.參考文獻--------------------------------------------- 17</p><p>　　六.總結------------------------------------------------- 17</

13、p><p><b>　　一、零件的分析</b></p><p><b>　?。ㄒ唬┝慵淖饔?lt;/b></p><p>　　鑄銑開拔叉,它位于車床變速機構中，主要起換檔，使主軸回轉運動按照設計者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的Φ8孔與操縱機構相連，二下方的Φ14孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥

14、動下方的齒輪變速。</p><p>　?。ǘ┝慵墓に嚪治?lt;/p><p>　　零件的材料為HT250，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削，為此以下是撥叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：</p><p>　　1、小孔Φ12。表面粗糙度為1.6其精度為IT7。</p><p>　　2、大孔Φ20以及與此

15、相通的Φ6的銷孔?？椎谋砻娲植诙葹?.6其精度為IT7。</p><p>　　3、撥叉底面、小孔，大孔上下端面。端面粗糙度為12.5,其精度為IT11.</p><p>　　4、拔叉?zhèn)让娴牟?，有平行度要求，側面粗糙度?.3.其精度為IT10。</p><p>　　由上面分析可知，可以粗加工撥叉下端面，然后以此作為基準采用專用夾具進行加工，并且保證位置精度要求。再根

16、據(jù)各加工方法的經(jīng)濟精度及機床所能達到的位置精度，并且此撥叉零件沒有復雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。</p><p><b>　　二、確定毛坯</b></p><p>　?。ㄒ唬┐_定毛坯種類：</p><p>　　零件材料為HT250。考慮零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構又比較簡單，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，故

17、選擇木摸手工砂型鑄件毛坯。查《機械制造技術基礎課程設計》第41頁表2.2-5,選用鑄件尺寸公差等級為CT-12 H級。</p><p>　?。ǘ┟鞲骷庸っ婕庸び嗔看_定：</p><p>　?。ㄈ├L制鑄件毛坯圖(長*寬*高：91×41×31)</p><p>　　三、鑄銑開拔叉的機械加工工藝路線</p><p>　　(

18、一)選擇定位基準：</p><p>　　1 粗基準的選擇：以底面和兩個孔外圓表面為粗精準.</p><p>　　2 精基準的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，以已加工好兩孔外圓為精基準。</p><p><b>　?。ǘ┲贫üに嚶肪€</b></p><p>　　根據(jù)零

19、件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求，以及加工方法所能達到的經(jīng)濟精度，在生產(chǎn)綱領已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。為此我們提出了如下方案：</p><p><b>　　方案一：</b></p><p>　　工序Ⅰ 粗銑，半精銑外形輪廓Φ28, Φ36。以兩孔的

20、軸線為基準。采用CA6140車床加專用夾具進行銑。</p><p>　　工序Ⅱ 粗銑N端面，以底面和Φ28, Φ36兩孔的外圓為粗基準. 采用CA6140車床加專用夾具進行銑。</p><p>　　工序Ⅲ 粗銑M端面，以底面和Φ28, Φ36兩孔的外圓為粗基準. 采用CA6140車床加專用夾具進行銑。</p><p>　　工序Ⅳ 粗鏜,半精鏜，精鏜Φ28孔，以兩孔

21、的外圓和底面為基準，采用車床CA6140加專用夾具；</p><p>　　工序Ⅴ 鉆φ12通孔，在粗鉸φ12孔，以兩孔的外圓和底面為基準，采用立式鉆床加專用夾具</p><p>　　工序Ⅵ 粗銑，半精銑12的通槽，以φ28孔的軸線為基準。</p><p>　　工序Ⅶ 鉆Φ6的銷孔，采用立式鉆床加專用夾具。</p><p><b&g

22、t;　　工序Ⅷ 去毛刺；</b></p><p><b>　　工序Ⅸ 終檢。</b></p><p>　　根據(jù)“基面先行，先面后孔，先粗后精，先主后次”的加工準則，零件是大批量生產(chǎn)，我們選擇如上方案進行加工鑄銑開拔叉零件。其工藝卡片如下表所示</p><p>　?。ㄈC械加工余量、工序尺寸及公差的確定</p>&

23、lt;p>　　1、圓柱表面工序尺寸：</p><p>　　前面根據(jù)資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個加工工序的加工余量如下：</p><p><b>　　2、平面工序尺寸：</b></p><p>　　3、確定切削用量及時間定額：</p><p>　　工序Ⅳ 粗鏜，半精鏜，精鏜Φ28孔，以兩孔

24、的外圓和底面為基準，</p><p>　　粗鏜：單邊余量,可一次切除，則 。</p><p>　　由《機械制造技術基礎課程設計》表5.27查得，進給量取為0.4mm/r。由《切削手冊》表1.1查得，取為30m/min，則：</p><p>　　查《機械制造技術基礎課程設計》表3.2查得，取為200r/min。</p><p><b>

25、;　　加工基本工時：</b></p><p>　　半精鏜：單邊余量,可一次切除，則 。</p><p>　　由《機械制造技術基礎課程設計》表5.27查得，進給量取為0.3mm/r。由《切削手冊》表1.1查得，取為35m/min，則：</p><p>　　查《機械制造技術基礎課程設計》表3.2查得，取為200r/min。</p><p&

26、gt;<b>　　加工基本工時：</b></p><p>　　四、 夾具設計（一）</p><p>　　為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。先分析工序Ⅴ.鉆Φ12孔。此孔的精度為IT7級，粗糙度為1.6</p><p><b>　　(一)問題的提出</b></p><p&

27、gt;　　由于在此道序之后，還要對孔進行擴、鉸、精鉸，因此，在此道工序加工時，主要考慮如何提高生產(chǎn)率，降低勞動強度，而精度不是主要問題。</p><p><b>　　(二)夾具設計</b></p><p><b>　　定位基準的選擇</b></p><p>　　擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理，否

28、則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質量?；鶞蔬x擇不當往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設計更加困難甚至達不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應該根據(jù)零件圖的技術要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準。此零件圖沒有較高的技術要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。</p><p>　　在鉆此孔時，只對

29、此孔的端面進行了粗銑，所以，在鉆此孔時所用基準為粗基準。而粗基準選擇有如下基本原則：</p><p>　　如果工件必須首先保證某重要表面的加工余量均勻，則因選擇該表面為粗基準。</p><p>　　如果必須首先保證工件加工表面與不加工表面之間的位置精度，則因以不加工表面作為粗基準。</p><p>　　如果零件上每個表面都要加工，則應以加工余量最小的表面為粗基準。&

30、lt;/p><p>　　選用粗基準的表面，應平整，沒有澆口、冒口或飛邊等缺陷，以便定位可靠。</p><p>　　粗基準一般只能使用一次，以免產(chǎn)生較大的位置誤差。</p><p>　　很顯然，本次工序是孔的加工，所以必須保證該孔的加工余量均勻，因此，此次工序的定位基準為Ф28，Ф36的外圓。</p><p><b>　　定位元件的選擇&

31、lt;/b></p><p>　　工件以外圓定位主要兩種形式：一種是定心定位，常有各種自定心卡盤和彈簧夾頭以及定位套；另一種是支承定位，常用支撐板和V型塊。</p><p>　　由于工件形狀的限制，不適合定心定位，而支撐板定位常用于加工外圓輪廓，所以采用V型塊定位。也是由于工件輪廓限制采用兩個短V塊定位如下圖所示</p><p>　　很顯然地下的大平面限制了三

32、個自由度，右邊的短V型塊限制了兩個自由度，而左邊可移動的短V型塊限制了最后的自由度。實現(xiàn)了工件的完全定位。</p><p>　　三） 定位誤差分析與計算</p><p>　　定位誤差是指由于定位不準確造成的某一工序的工序基準在工序尺寸方向上相對于其理想位置的最大位移量,分為基準位置誤差和基準不重合誤差。</p><p><b>　　基準位置誤差</

33、b></p><p>　　易知，工件在V形塊中定位有兩種極端位置，由幾何關系得：</p><p>　　δ定位=Td/2sin(α/2)</p><p><b>　　基準不重合誤差</b></p><p>　　由于此工序定位基準與工序基準重合，故</p><p><b>　　δ不重=

34、0</b></p><p>　　所以 δ=δ定位+δ不重=Td/2sin(α/2)</p><p>　　=0.018/1.41=0.0127<0.08/3=0.027</p><p>　　故該定位方案滿足工序的加工要求。</p><p>　　夾緊裝置的選擇工件在切削過程中會受到切削力、離心力和慣性力等各種力的作用，因此定

35、位后必須夾緊。夾緊裝置一般由夾緊機構和動力源組成。</p><p>　　(1)夾緊力的方向：</p><p>　　夾緊力的方向要有利于工件的定位，并注意工件的剛性方向，不能使工件有脫離定位表面的趨勢，防止工件在夾緊力的作用下產(chǎn)生變形。</p><p>　　(2)夾緊力的作用點：</p><p>　　夾緊力的作用點應選擇在定位元件支承點的作用范

36、圍內(nèi)，以及工作剛度高的位置。確保工件定位準確、不變形。</p><p>　　(3)選擇夾緊機構：</p><p>　　在確定夾緊力的方向、作用點的同時，要確定相應的夾緊機構。確定夾緊機構要注意以下幾方面的問題：</p><p>　　①安全性 夾緊機構應具備足夠的強度和夾緊力，以防止以外傷及夾具操作人員。</p><p>　　②手動夾具夾緊機構

37、的操作力不應過大，以減輕操作人員的勞動強度。</p><p>　?、蹔A緊機構的行程不宜過長，以提高夾具的工作效率。</p><p>　　綜上所述，本零件的夾緊裝置共有2個方案如下：</p><p>　　方案一：使用鉸鏈夾緊機構</p><p>　　方案二：使用螺旋夾緊機構</p><p>　　由于本零件為大批量制造，使

38、用螺旋夾緊機構更加經(jīng)濟、方便，故選用方案二。</p><p><b>　　其草圖如下：</b></p><p><b>　　夾緊裝置</b></p><p>　　1——螺桿 2——螺母 3——螺釘 4——壓塊</p><p><b>　　五） 選擇導向裝置</b><

39、/p><p>　　導向裝置是夾具保證加工精度的重要裝置，如鉆孔導向套、鏜套、對刀裝置、對定裝置等，這些裝置均已標準化，可按標準選擇，為提高加工效率，選擇快換導向套加工工件。如下圖所示：</p><p><b>　　可換鉆套</b></p><p>　　1——鉆套 2——襯套 3——鉆模板 4——螺釘</p><p>　

40、　(三)夾具裝配圖及夾具體零件圖</p><p>　　五、 夾具設計（二）</p><p>　　為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。分析工序Ⅵ.銑通槽。此槽的精度為IT7級，粗糙度為1.6。</p><p><b>　　(一)問題的提出</b></p><p>　　由于此道序，有很大的精度

41、要求，及其平行度要求。除了考慮如何提高生產(chǎn)率，降低勞動強度，而精度是主要問題。</p><p><b>　　(二)夾具設計</b></p><p>　　一）定位基準的選擇</p><p>　　此工序的是銑通槽，要保準其精度要求和平行度要求，選擇槽的中心面為基準。</p><p><b>　　定位元件的選擇&l

42、t;/b></p><p>　　為了保證此工序的平行度要求，采用定心，對中夾緊機構，其工作原理是：利用定位-夾緊元件地 等速運動或均勻彈性變形的方式，來消除定位副制造不準確誤差或定位尺寸偏差對定心或對中不利影響。如下圖所示</p><p>　　左邊有錐度的心軸限制了三個方向移動的自由度，而右邊的心軸限制了兩個轉動方向的自由度，該套定位元件限制了五個自由度，相當于一個雙頂尖機構。而下圖

43、所示限制了最后一個自由度實現(xiàn)了弓箭的完全定位。</p><p>　　三） 定位誤差分析與計算</p><p>　　定位誤差是指由于定位不準確造成的某一工序的工序基準在工序尺寸方向上相對于其理想位置的最大位移量,分為基準位置誤差和基準不重合基準不重合誤差</p><p>　　由于此工序定位基準與工序基準重合，故</p><p><b&g

44、t;　　δ不重=0。</b></p><p>　　又因為該基準位置位差為零所以</p><p>　　δ=δ定位+δ不重=0<0.08/3 δ平行=0<0.1/3</p><p>　　故該定位方案滿足定位要求。</p><p><b>　　夾緊機構的選擇</b></p><

45、;p>　　本夾具使用了輔助夾緊裝置，能保證定位的可靠。并且主夾緊采用了兩個螺旋壓板，能使工件得到足夠的夾緊力。其圖如下所示 </p><p>　　(三)夾具裝配圖及夾具體零件圖</p><p><b>　　五 參考文獻:</b></p><p>　　1楊昂岳 鄒湘軍,機械制造工程學,國防科大出版社,2011年.7月</p>

46、<p>　　2尹成湖 李保章 杜金萍，機械制造技術基礎課程設計 高等教育出版社 2009年 3月</p><p>　　3蒲林祥 金屬切屑機床夾具設計手冊（第二版） 機械工業(yè)出版社 1995年</p><p><b>　　六 總結</b></p><p>　　在老師和同學的共同努力下，我們完成了夾具課程設計。我們花費的時間很長，因為這