夾具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)--設(shè)計(jì)“傳力桿”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備

1、<p>　　《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具》</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)“傳力桿”零件的機(jī)械加工</p><p>　　工藝規(guī)程及工藝裝備（生產(chǎn)綱領(lǐng)：10000件）</p><p>　　班 別： </p>&l

2、t;p>　　設(shè) 計(jì) 者： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　設(shè)計(jì)日期：2015年1月12日至2015年1月16日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　序</b></p&

3、gt;<p><b>　　第一部分零件的分析</b></p><p><b>　　零件的作用</b></p><p><b>　　零件的工藝分析</b></p><p>　　第二部分工藝規(guī)程制定</p><p><b>　　確定毛坯的制造形式</b

4、></p><p><b>　　基面的選擇</b></p><p><b>　　制定工藝路線</b></p><p>　　機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸確定</p><p>　　確定切削用量的基本工時(shí)</p><p>　　第三部分專用夾具設(shè)計(jì)</p>&

5、lt;p><b>　　對(duì)加工件的工藝分析</b></p><p><b>　　定位方案設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　導(dǎo)引方案設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　夾緊方案設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　其他裝置設(shè)計(jì)

6、</b></p><p><b>　　夾具體設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　技術(shù)條件制定</b></p><p><b>　　夾具工作原理簡(jiǎn)介</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p&g

7、t;　　機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p>　　設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)“傳力桿”零件的機(jī)械加工</p><p>　　工藝規(guī)程及工藝裝備（生產(chǎn)綱領(lǐng)：10000件）</p><p>　　設(shè)計(jì)內(nèi)容：1.產(chǎn)品零件圖 1張</p><p>　　2.產(chǎn)品毛坯圖 1張</p><p>　　機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片1份</p>

8、<p>　　機(jī)械加工工序卡片 1套</p><p><b>　　夾具設(shè)計(jì)裝配圖1份</b></p><p>　　夾具設(shè)計(jì)零件圖1~2張</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書1份</b></p><p>　　班 別： </p>&

9、lt;p>　　設(shè) 計(jì) 者： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　2015年1月12日</p><p><b>　　序</b></p><p>　　機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)是在我們完成了全部技能實(shí)訓(xùn)課（鉗工實(shí)訓(xùn)、車工實(shí)訓(xùn)、金工實(shí)訓(xùn)）、大部

10、分專業(yè)課以及參加了生產(chǎn)實(shí)習(xí)之后進(jìn)行的。這是我們?cè)诂F(xiàn)階段對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的演練，因此，它在我們?nèi)甑膶W(xué)習(xí)生活中占有重要的地位。</p><p>　　通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，應(yīng)該得到下述各方面的鍛煉：</p><p>　　一、能熟練運(yùn)用機(jī)械制造工藝與夾具中的基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，做到“定位準(zhǔn)確 夾緊可靠”、以及工藝路線安排、工藝尺寸制定等問(wèn)

11、題，保證零件的加工質(zhì)量。</p><p>　　二、提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力。通過(guò)設(shè)計(jì)夾具的訓(xùn)練，應(yīng)當(dāng)獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計(jì)出高效、省力、經(jīng)濟(jì)合理而且能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。</p><p>　　三、學(xué)會(huì)使用手冊(cè)及圖表資料。掌握與本設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料的名稱、出處、能夠做到熟練運(yùn)用。</p><p>　　我個(gè)人希望能夠通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，能夠?qū)⑺鶎W(xué)之基礎(chǔ)知識(shí)，融

12、會(huì)貫通。將《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》，《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》，《機(jī)械工程材料》，《金屬切削原理與刀具》等基礎(chǔ)理論知識(shí)合理運(yùn)用到本次設(shè)計(jì)當(dāng)中，熟練運(yùn)用各、查閱各種計(jì)資料、手冊(cè)、和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)等。并能鞏固和加深所學(xué)知識(shí)，且能在本次設(shè)計(jì)課程中學(xué)到課堂上學(xué)不到的知識(shí)。</p><p>　　本說(shuō)明書主要是傳力桿的有關(guān)工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)說(shuō)明以及專用夾具設(shè)計(jì)。第一部分零件的分析由小組共同完成，第二部分工藝規(guī)程制定由鄒俊峰完成，第三部分專用夾具設(shè)計(jì)

13、由劉言完成。由于學(xué)生本人及小組成員能力水平有限，設(shè)計(jì)存在許多錯(cuò)誤和不合理之處，懇請(qǐng)伍老師給予指正和幫助，謝謝！</p><p>　　中物院工學(xué)院13數(shù)控2班</p><p><b>　　鄒俊峰 劉言</b></p><p>　　2015年1月13日</p><p>　　第一部分 零件的分析</p><

14、p><b>　?。ㄒ唬┕に嚪治?lt;/b></p><p>　　該零件為傳力桿。材料為HT250，年生產(chǎn)量10000件。本工序要求銑削加工12mm的直通槽，設(shè)計(jì)手動(dòng)銑床專用夾具。工件已加工過(guò)的大小孔徑分別為Φ12mm和Φ26mm，兩孔中心距為 46±0.03 mm,厚度為26mm。</p><p>　　在加工槽時(shí)，槽的尺寸精度和表面粗糙度要求不是很高，由銑

15、削直接加工就可以達(dá)到要求，其中槽的寬度由刀具的尺寸保證，槽的深度尺寸和位置精度由設(shè)計(jì)的夾具來(lái)保證。槽的位置包括如下兩方面要求：

16、 </p><p>　　1.1、加工槽的寬度為12mm，且兩個(gè)側(cè)面相對(duì)于中心面A對(duì)稱度為0.1mm； </p><p>　　1.2、加工槽的深度為34±0.3mm。</p><p>　　第二部分 工藝規(guī)

17、程設(shè)計(jì)</p><p>　?。ㄒ唬┐_定毛坯的制造形式</p><p>　　零件材料為HT250。因?yàn)榱慵榇笾信可a(chǎn)綜合考慮制造成本以及加工要求而且零件輪廓尺寸不大，故應(yīng)該選用鍛件作為毛坯。這對(duì)于提高生產(chǎn)率、保證加工質(zhì)量也是有利的。</p><p><b>　?。ǘ┗娴倪x擇</b></p><p>　　根據(jù)加工槽兩

18、側(cè)面相對(duì)于中心面對(duì)稱要求，需要限制工件X方向轉(zhuǎn)動(dòng)自由度、</p><p>　　Y方向轉(zhuǎn)動(dòng)自由度和Z方向轉(zhuǎn)動(dòng)自由度；根據(jù)加工槽寬度和深度要求，需要限制工件X方向移動(dòng)自由度和Z方向移動(dòng)自由度。但考慮到加工時(shí)工件定位的穩(wěn)定性，可以將六個(gè)不定度全部限制。</p><p>　　工件相對(duì)中心面對(duì)稱，要實(shí)現(xiàn)加工槽兩側(cè)面相對(duì)中心面對(duì)稱的要求，且根據(jù)基準(zhǔn)重合的原則應(yīng)選A面作為定位基準(zhǔn)，但A面實(shí)際不存在，故可

19、選工件的兩側(cè)面M或N的任一面作為定位基準(zhǔn)，限制三個(gè)不定自由度，此為第一定位基準(zhǔn)。</p><p><b>　?。ㄈ┲贫üに嚶肪€</b></p><p>　　制定工藝路線應(yīng)該使零件的加工精度（尺寸精度、形狀精度、位置精度）和表面質(zhì)量等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用機(jī)床配以志用夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。還有，應(yīng)

20、當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便降低生產(chǎn)成本</p><p><b>　　工藝路線方案</b></p><p>　　工序1：下料 毛坯尺寸 84x29x22。</p><p>　　工序2：銑N面 保證粗糙度12.5。</p><p>　　工序3：以N面為基準(zhǔn) 銑M面 保證厚度26±0.03。</p><

21、p>　　工序4：劃線找正φ26圓心O1，鉆孔φ26 。</p><p>　　工序5：劃線找φ12圓心O2，鉆孔φ12 ；O1：O2確保定位尺寸R46±0.03。</p><p>　　工序6：以O(shè)1為基準(zhǔn)，銑R18；以O(shè)2為基準(zhǔn)，銑R14。</p><p>　　工序7：銑R18，R14外切切線。</p><p>　　工序8：使用

22、專用夾具銑12mm直通槽。保證槽壁位置公差要求。</p><p><b>　　工序9：檢驗(yàn)</b></p><p>　?。ㄋ模C(jī)械加工余量、工序尺寸、及毛坯尺寸的確定</p><p>　　“傳動(dòng)桿”零件材料為HT250，硬度為209HB，中批量加工采用砂型鑄造毛坯。</p><p>　　根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確

23、定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：</p><p>　　毛坯尺寸 為84x29x22 考慮大中批量鑄造毛坯，為簡(jiǎn)化鑄造工藝，采用實(shí)心毛坯。</p><p>　　基準(zhǔn)面N對(duì)面M面 N面為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，制造基準(zhǔn)，專用夾具定位基準(zhǔn)要求精加工。但考慮表面粗糙度為Ra12.5粗加工既能保證其要求，此時(shí)的長(zhǎng)度方向余量應(yīng)該3mm</p><p>　　φ26、φ1

24、2毛坯為實(shí)心，不鑄造出孔。兩孔精度介于IT7~IT8之間，表面粗糙度為Ra1.6后期專用夾具定位基準(zhǔn)面故參照教材確定工序尺寸及余量為：</p><p>　　鉆孔 2Z=12mm</p><p><b>　　擴(kuò)孔 2Z=2mm</b></p><p>　　鉸孔 2Z=0.2mm</p><p>　　圓弧R18，R14采用銑

25、削方式。由于沒(méi)有粗糙度要求故取Ra25,加工余量為2Z=3mm</p><p>　　第三部分 專用夾具設(shè)計(jì)</p><p>　?。ㄒ唬?duì)加工件進(jìn)行工藝分析</p><p>　　為了勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度故決定設(shè)計(jì)第8道工序--銑削直通槽，手動(dòng)銑床專用夾具。在加工槽時(shí)，槽的尺寸精度和表面粗糙度要求不是很高，由銑削直接加工就可以達(dá)到要求，其中槽的寬度由

26、刀具的尺寸保證，槽的深度尺寸和位置精度由設(shè)計(jì)的夾具來(lái)保證。槽的位置包括如下兩方面要求：

27、 </p><p>　　1.加工槽的寬度為，且兩個(gè)側(cè)面相對(duì)于中心面A對(duì)稱度為。 </p><p>　　2.加工槽的深度為。</p><p><b>　?。ǘ┒ㄎ环桨冈O(shè)計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)槽

28、的加工要求1.個(gè)側(cè)面相對(duì)于中心面A對(duì)稱度的要求，需要限制工件X方向轉(zhuǎn)動(dòng)自由度、Y方向轉(zhuǎn)動(dòng)自由度和Z方向轉(zhuǎn)動(dòng)自由度；根據(jù)2.加工槽寬度和深度要求，需要限制工件X方向移動(dòng)自由度和Z方向移動(dòng)自由度。但考慮到加工時(shí)工件定位的穩(wěn)定性，可以將六個(gè)不定度全部限制。</p><p>　　工件相對(duì)中心面對(duì)稱，要實(shí)現(xiàn)加工槽兩側(cè)面相對(duì)中心面對(duì)稱的要求，且根據(jù)基準(zhǔn)重合的原則應(yīng)選A面作為定位基準(zhǔn)，但A面實(shí)際不存在，故可選工件的兩側(cè)面M或N

29、的任一面作為定位基準(zhǔn)，限制三個(gè)不定自由度，此為第一定位基準(zhǔn)。</p><p><b>　　方案：</b></p><p>　　可以選擇孔O1及O2為第二和第三定位基準(zhǔn)，通過(guò)圖中所示的固定式圓柱銷及菱形銷實(shí)現(xiàn)定位。</p><p>　　經(jīng)分析，以孔O1及O2為第二和第三定位基準(zhǔn)，對(duì)兩孔采用固定式圓柱銷及菱形銷定位，此方案實(shí)現(xiàn)了工件的完全定位，無(wú)重

30、復(fù)定位，方案可取。</p><p><b>　　1.計(jì)算定位誤差</b></p><p>　　現(xiàn)選取工件上兩孔與兩定位銷的配合均為，則圓柱銷的直徑尺寸為,菱形銷的圓弧部分直徑尺寸為。圓柱銷與菱形銷之間的中心距為。</p><p>　　工件在夾具中定位產(chǎn)生的定位誤差，其值應(yīng)控制在工件相對(duì)尺寸或位置公差的～，為此需對(duì)每一項(xiàng)工序加工要求逐一進(jìn)行分析。

31、</p><p>　　1.1、對(duì)加工槽深尺寸A進(jìn)行分析</p><p>　　加工槽的深度尺寸的工序基準(zhǔn)為工件小孔外圓面的上母線，定位基準(zhǔn)為圓柱銷中心線，則：</p><p>　　因定位（A）值小于工序尺寸公差值的，故能滿足工序加工要求。</p><p>　　1.2、對(duì)加工槽兩側(cè)面對(duì)中心面A對(duì)稱度進(jìn)行分析</p><p>

32、;　　加工槽的位置精度—對(duì)稱度的工序基準(zhǔn)是中心面A，而定位基準(zhǔn)為第一基準(zhǔn)平面，這里忽略基準(zhǔn)的位移誤差，則：</p><p>　　因定位（對(duì)稱度）值小于工序位置精度要求的公差值的，故能滿足工序加工要求。</p><p>　?。ㄈ?dǎo)引方案設(shè)計(jì)：</p><p>　　對(duì)此方案，我們采用每加工一批工件，只安裝調(diào)整一次夾具，通過(guò)試切數(shù)個(gè)工件來(lái)對(duì)刀的，此種方案對(duì)導(dǎo)引方案的要求

33、很高，如右圖所示：</p><p>　　我們要保證的第一個(gè)精度是槽的寬度關(guān)于工件厚度方向上的對(duì)稱中心的對(duì)稱性如，第二個(gè)精度為槽的深度即尺寸A。</p><p>　　所以對(duì)導(dǎo)引元件初步設(shè)計(jì)方案為一個(gè)方形的塊如右圖所示，用于安裝在夾具體上。正確的安裝方法見(jiàn)夾具裝配圖。</p><p>　?。ㄋ模A緊方案設(shè)計(jì)：</p><p>　　對(duì)此工件的銑削加

34、工，我們所采用的是一面和兩個(gè)定位銷的原理，而且我們擬定采用的是手動(dòng)夾緊，為了節(jié)約成本，我們采用一個(gè)壓塊，一個(gè)螺母對(duì)其壓緊根據(jù)工件上大孔的尺寸、菱形銷、螺桿的尺寸大小，我們選用的壓緊螺母，對(duì)壓塊的尺寸我們擬定為厚度，直徑為。</p><p><b>　　計(jì)算切削力</b></p><p>　　刀具：高速鋼直齒三面刃銑刀。</p><p>　　在計(jì)

35、算切削力時(shí)，必須考慮安全系數(shù)，安全系數(shù)</p><p><b>　　校核定位銷：</b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p>　　根據(jù)公式：可知直徑為的螺桿和的螺母能滿足夾緊力的要求。</p><p>　　夾緊力：由于工作狀態(tài)原因，切削力與夾緊力在空間上是相互垂直的。螺母提供的夾

36、緊力足以?shī)A緊，故無(wú)須驗(yàn)算。</p><p>　?。ㄎ澹┢渌b置設(shè)計(jì)：</p><p>　　銑床夾具依靠夾具體底面和定向鍵側(cè)面與機(jī)床工作臺(tái)上平面及T型槽相連接，以保證定位元件對(duì)工作臺(tái)和導(dǎo)軌具有正確的相對(duì)位置。為了減小安裝時(shí)的偏斜角的誤差，安裝定向鍵時(shí)應(yīng)當(dāng)使它們靠向T型槽的同一側(cè)。</p><p>　　對(duì)定向鍵的設(shè)計(jì)方案如右圖所示（局部圖）：</p>&l

37、t;p>　　對(duì)定向鍵的直角部分都倒的倒角，在夾具體與定向鍵的連接部分中的直角開(kāi)出凹槽，如圖中的小凹槽。定向鍵與夾具體采用螺釘連接，至于定向鍵的大小要根據(jù)銑床工作臺(tái)是具體情況而定，在此我們就不對(duì)定向鍵的尺寸大小進(jìn)行說(shuō)明。</p><p><b>　?。A具體設(shè)計(jì)：</b></p><p>　　在夾具體設(shè)計(jì)方面，我們采用了一個(gè)直角塊，來(lái)進(jìn)行大體上的定位，而且要設(shè)

38、置導(dǎo)引裝置的安裝位置，對(duì)各個(gè)面的要求見(jiàn)零件圖，（右圖為夾具體的立體圖）夾具體通過(guò)安裝在夾具體上的定向鍵進(jìn)而與銑床的工作臺(tái)連接，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)夾具的固定。</p><p>　　此夾具在有加強(qiáng)筋的情況下，具有足夠的剛度與強(qiáng)度，安放穩(wěn)定，工藝性好，實(shí)用安全。</p><p>　?。ㄆ撸┘夹g(shù)條件制定：</p><p>　　1、定位元件和相對(duì)于夾具底平面的平行度公差在100mm上

39、為0.03mm。</p><p>　　2、夾具上與短銷凸肩接觸的垂直面相對(duì)于夾具底平面的垂直度公差在全長(zhǎng)上為0.03mm。</p><p>　?。ò耍A具工作原理(操作)簡(jiǎn)介：</p><p>　　對(duì)此夾具各個(gè)零件的裝配關(guān)系見(jiàn)下圖，下面我們來(lái)分析與說(shuō)明它的工件原理：短銷通過(guò)夾具體上的孔、本身的螺栓、螺母與夾具體緊緊連接。菱形銷也是能過(guò)同樣的方法與夾。具體連接而得到固

40、定，菱形銷上設(shè)置一長(zhǎng)螺紋</p><p>　　用于壓緊螺母對(duì)工件的夾緊。在夾具體的底平面上安裝定向鍵用于與銑床工件臺(tái)面的連接與定位。工件時(shí)，只要把壓緊螺母、壓塊卸下，即可把工件套上去。利用一面二孔進(jìn)行定位，當(dāng)工件套上去后，先裝入壓塊，再用壓緊螺母進(jìn)行夾緊。這時(shí)銑刀在導(dǎo)引裝置的引導(dǎo)下對(duì)待加工工件進(jìn)行加工，并且在導(dǎo)引裝置的作用下完成銑床對(duì)工件的銑槽工序。</p><p>　　本夾具操作簡(jiǎn)單，省

41、時(shí)省力，裝卸工件時(shí)只需靠壓板緊定螺栓的松緊即可輕松實(shí)現(xiàn)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　《機(jī)械制造工藝與夾具》 袁廣 主編 人民郵電出版社</p><p>　　2.《制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 吳拓 主編 機(jī)械工業(yè)出版社 </p><p>　　3.《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》 關(guān)慧貞