機床夾具課程設(shè)計說明書

1、<p>　　課 程 設(shè) 計 說 明 書</p><p>　　題目： “搖桿”零件機械加工工藝規(guī)程及</p><p>　　“鉆Φ6.8孔”工序夾具設(shè)計與制造</p><p>　　課程設(shè)計（論文）任務(wù)書</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第1章 零件的

2、分析……………………………………………………… 1</p><p>　　1.1 零件的功用及結(jié)構(gòu)分析…………………………………………..1</p><p>　　1.2 零件的工藝分析…………………………………………………..2</p><p>　　第2章 搖桿零件機械加工工藝規(guī)程設(shè)計……………………………….3</p><p>　　2.1

3、毛坯的選擇………………………………………………………..3</p><p>　　2.2 基準(zhǔn)的選擇………………………………………………………..3</p><p>　　2.3 工藝路線的擬定…………………………………………………..3</p><p>　　2.3.1表面加工方法及加工方案的確定 </p><p>　　2.3.2加工順序的確定&

4、lt;/p><p>　　2.4 加工余量、工序尺寸及其公差的確定………………………..….4</p><p>　　2.5 切削用量及工時定額的確定…………………………………..….5</p><p>　　第3章 鉆螺紋底孔Φ6.8工序夾具設(shè)計 ….……………………………7</p><p>　　3.1 任務(wù)的提出……………………………………………

5、………..….7</p><p>　　3.2 定位方案及定位裝置的設(shè)計計算………………………..……….7</p><p>　　3.2.1定位方案的確定</p><p>　　3.2.2定位元件及裝置設(shè)計</p><p>　　3.2.3定位誤差的分析計算</p><p>　　3.3 對刀或?qū)бㄑb置）設(shè)計………………

6、……………………8</p><p>　　3.4 夾緊方案及裝置的設(shè)計計算………………………………………8</p><p>　　3.4.1夾緊方案的確定 </p><p>　　3.4.2夾緊力大小的分析計算</p><p>　　3.4.3夾緊機構(gòu)及裝置設(shè)計</p><p>　　3.5 連接元件及夾具體設(shè)計……………………

7、……………………..10</p><p>　　3.6 夾具操作及維護簡要說明………………………………………..10</p><p>　　第4章 銑厚度10兩側(cè)面工序夾具虛擬裝配………………………….…11</p><p>　　4.1 Pro/E三維零件設(shè)計及虛擬裝配技術(shù)…………………………..…11</p><p>　　4.2夾具主要零件虛擬

8、創(chuàng)建………………………………….….……..11</p><p>　　4.3虛擬裝配方法、順序及零件約束確定………………….….….….11</p><p>　　4.4夾具組件虛擬裝配及其分解……………. ………………….….…12</p><p>　　參考文獻…………………………………………………………….………15</p><p>　　附

9、錄Ⅰ 機械加工工藝過程卡片 </p><p>　　附錄Ⅱ 機械加工工序卡</p><p>　　致謝…………………………………………………..……..……….………16</p><p>　　結(jié)束語………………………………………………..……..……….………16</p><p>　　第1章 零件的分析</p><p>

10、　　課設(shè)題目：“搖桿”機械加工工藝規(guī)程及鉆M8螺紋底孔夾具設(shè)計</p><p><b>　　零件二維圖：</b></p><p><b>　　零件三維圖：</b></p><p>　　題目給定的是車床的搖桿零件。它位于車床上的變速結(jié)構(gòu)中，用來換擋，使主軸的回轉(zhuǎn)運動按照工作者的要求工作，從而獲得所需要的速度和扭矩的作用。零件

11、上的φ12H7孔與操作機構(gòu)連接，φ20H7孔則是用于與控制齒輪</p><p>　　所在的軸相配合。通過φ12H7孔所受的力撥動φ20H7孔這端的齒輪變速達到所需的作用。</p><p>　　搖桿零件圖樣的視圖正確、完整、統(tǒng)一，尺寸、公差及技術(shù)要求齊全，完全表達清楚了此零件的機構(gòu)特點。圖中尺寸和技術(shù)要求都標(biāo)注齊全、明確、幾何元素之間的關(guān)系也完全符合國家標(biāo)準(zhǔn)。</p><

12、p>　　1.2 零件的工藝分析</p><p>　　工藝分析主要是對尺寸精度、形狀精度、位置精度、表面粗糙度、及熱處理的要求分析，這些要求都影響零件的質(zhì)量和使用性能。在保證使用要求的前提下，結(jié)構(gòu)簡單，工藝性好，滿足經(jīng)濟合理性。</p><p>　　此搖桿零件共有兩組加工平面：</p><p>　　1）以φ20H7孔為中心的加工表面，包括φ40兩端面，φ20H7

13、孔，M8螺紋孔。</p><p>　　2）以φ12H7孔為中心的加工表面，包括厚度10的兩側(cè)面，φ12H7孔</p><p>　　各加工表面又有一定的技術(shù)要求：φ20H7孔軸線和φ40的下端面垂直，φ12H7孔與φ40外圓的軸線平行，M8螺紋孔的軸線與φ40外圓的軸線垂直，φ20H7孔和φ12H7孔工作中具有配合要求，精度達到IT7，表面粗糙度達到Ra1.6同時兩孔軸線又有位置，是安排工藝

14、路線及夾具設(shè)計時的關(guān)鍵，A、B、C、D表面粗糙度值達到Ra3.2，且厚度10兩側(cè)面也有位置要求，加工時要注意。φ12H7孔和φ40兩端面采用通用夾具均可加工，M8螺紋孔，φ20H7孔，厚度10兩側(cè)面端面采用專用夾具進行加工。</p><p>　　第2章 搖桿零件機械加工工藝規(guī)程設(shè)計</p><p><b>　　2.1 毛坯的選擇</b></p><

15、;p>　　零件材料為HT200，零件在機床在運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)比較簡單，毛坯為鑄件，鑄造方法為金屬模機械造型。已知零件生產(chǎn)批量為5000件，為中批生產(chǎn)，初步確定工藝安排基本傾向：加工過程劃分階段，工序適當(dāng)集中，加工設(shè)備主要以通用設(shè)備為主，采用專用夾具，投資較少，投產(chǎn)快，生產(chǎn)率較高，轉(zhuǎn)產(chǎn)較容易。</p><p><b>　　2.2 基準(zhǔn)的選擇</b></p>

16、<p>　　基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，基準(zhǔn)選擇的正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。</p><p>　　粗基準(zhǔn)的選擇：對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對工件的若干個不加工表面，則以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面做粗基準(zhǔn)。根據(jù)粗基準(zhǔn)的選擇原則，現(xiàn)選取φ40的上端面作為粗基準(zhǔn)來加工φ40的下端面，以φ40的不加工外圓柱面作為粗基準(zhǔn)加工φ20H7的孔。

17、</p><p>　　精基準(zhǔn)的選擇：根據(jù)基準(zhǔn)重合原則，應(yīng)盡可能選擇被加工面的設(shè)計基準(zhǔn)為精基準(zhǔn)，此零件φ40的下端面是φ40的上端面和φ12H7孔兩端面的設(shè)計基準(zhǔn)同時也是M8螺紋孔的設(shè)計基準(zhǔn)，φ20H7孔的軸線是φ12H7孔的設(shè)計基準(zhǔn)，為避免由于基準(zhǔn)不重合引起的誤差，選擇φ40的下端面作為精基準(zhǔn)，加工φ40的上端面，又以φ40的下端面和外圓為基準(zhǔn)加工φ20H7孔，以φ40的下端面和φ20H7孔為精基準(zhǔn)，加工厚度10

18、的兩側(cè)面、φ12H7孔以及M8螺紋，遵循基準(zhǔn)重合原則。當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)進行尺寸計算。</p><p>　　2.3 工藝路線的擬定</p><p>　　2.3.1表面加工方法及加工方案的確定 </p><p>　　此零件加工表面有φ40的兩端面，φ20H7孔，厚度10兩側(cè)面，φ12H7孔，M8螺紋孔，材料為灰鑄鐵。參考《機械制造工藝簡明手冊》相關(guān)資料，

19、加工方案選擇如下：</p><p>　　1）φ40的兩端面：為未注公差等級，根據(jù)GB1800-79規(guī)定其公差等級按IT14，表面粗糙度為，需要進行粗銑—精銑。</p><p>　　2）φ20H7孔：公差等級為IT7，表面粗糙度為，毛坯孔未鑄出，根據(jù)手冊，選擇加工方法為鉆—擴—鉸。</p><p>　　3）厚度10兩側(cè)面：查得公差等級為IT12，表面粗糙度為，選擇加工

20、方法為粗銑—精銑。</p><p>　　4）φ12H7孔：公差等級為IT7，表面粗糙度為，選擇加工方法為鉆—鉸。</p><p>　　5）M8螺紋孔：首先要鉆螺紋底孔，然后攻M8螺紋。</p><p>　　2.3.2加工順序的確定</p><p>　　按照先加工基準(zhǔn)面及先粗后精的原則，加工路線如下：</p><p>　

21、　工序一：以φ40上端面及外圓定位，粗銑φ40下端面</p><p>　　工序二：以φ40下端面及外圓定位，粗銑φ40上端面</p><p>　　工序三：以φ40上端面及外圓定位，精銑φ40下端面</p><p>　　工序四：以φ40下端面及外圓定位，精銑φ40上端面</p><p>　　工序五：以φ40下端面及外圓定位，鉆孔</p&g

22、t;<p>　　工序六：以φ40下端面及外圓定位，擴孔</p><p>　　工序七：以φ40下端面及外圓定位，鉸至φ20</p><p>　　工序八：以φ40端面及外圓定位，倒角1×45°</p><p>　　工序九：以φ40下端面及φ20孔定位，粗銑厚度10兩側(cè)面</p><p>　　工序十：以φ40下端面

23、及φ20孔定位，精銑厚度10兩側(cè)面</p><p>　　工序十一：以φ40下端面及φ20孔定位，鉆孔</p><p>　　工序十二：以φ40下端面及φ20孔定位，鉸孔至φ12</p><p>　　工序十三：以φ40下端面及φ20孔定位，鉆螺紋底孔</p><p>　　工序十四：以φ40下端面及φ20孔定位，攻螺紋M8</p>&

24、lt;p>　　2.4 加工余量、工序尺寸及其公差的確定</p><p>　　根據(jù)《機械制造工藝簡明手冊》中工序間余量，查得：</p><p>　　平面加工余量：粗加工后精銑的加工余量為1.0mm，基孔制7級精度孔的加工余量：鉆φ11—鉸至φ12，鉆φ18—擴至φ19.8—鉸至φ20，攻螺紋加工余量：攻M8螺紋前鉆孔用麻花鉆直徑為Φ6.8。</p><p>&l

25、t;b>　　工序尺寸：</b></p><p>　　工序一：粗銑φ40下端面48mm—45mm</p><p>　　工序二：粗銑φ40上端面45mm—42mm</p><p>　　工序三：精銑φ40下端面42mm—41mm</p><p>　　工序四：精銑φ40上端面41mm—40mm</p><p>

26、;<b>　　工序五：鉆φ18孔</b></p><p>　　工序六：擴孔至φ19.8</p><p><b>　　工序七：鉸至φ20</b></p><p>　　工序八：倒角1×45°</p><p>　　工序九：粗銑厚度10兩側(cè)面15mm—12mm</p>&l

27、t;p>　　工序十：精銑厚度10兩側(cè)面12mm—10mm</p><p>　　工序十一：鉆孔φ11</p><p>　　工序十二：鉸孔至φ12</p><p>　　工序十三：鉆螺紋底孔φ6.8</p><p>　　工序十四：攻螺紋M8</p><p><b>　　最終確定如下：</b><

28、;/p><p>　　2.5 切削用量及工時定額的確定</p><p>　　已知加工材料為HT200，鑄件，批量生產(chǎn)，選擇機床為立式鉆床ZA5025，使用專用夾具裝夾工件，所選刀具為高速鋼鉆頭。</p><p><b>　　鉆Φ6.8底孔：</b></p><p><b>　　f=0.3mm/r</b>&

29、lt;/p><p>　　v=0.45m/s=27m/min</p><p>　　==1264.5r/min</p><p>　　機床選取=1051r/min</p><p>　　所以實際切削速度v=22.45m/min</p><p>　　l=10mm,=5mm,=5mm</p><p>　　t==

30、0.063min</p><p><b>　　攻螺紋孔M8</b></p><p><b>　　v=0.1m/s</b></p><p><b>　　f=1.0mm/r</b></p><p><b>　　=238r/min</b></p>

31、<p>　　機床選取=229 r/min</p><p>　　所以實際切削速度v=5.76m/s</p><p>　　l=10mm,=3mm,=3mm</p><p>　　t==0.07min</p><p>　　第3章 鉆螺紋底孔Φ6.8工序夾具設(shè)計</p><p><b>　　3.1 任務(wù)的提

32、出</b></p><p>　　機床夾具是對工件進行定位夾緊的一種工藝裝備，其作用是是工件相對于機床和刀具有一個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。主要由定位元件或裝置、刀具導(dǎo)向元件或裝置，夾緊元件或裝置、聯(lián)接元件、夾具體及其他元件或裝置組成。</p><p>　　設(shè)計夾具時，首要任務(wù)是保證加工精度，特別是位置精度，也要保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減少輔助時

33、間，盡量實現(xiàn)多件、多工位加工，擴大機床工藝范圍，減輕工人勞動強度，同時保證安全生產(chǎn)。</p><p>　　3.2 定位方案及定位裝置的設(shè)計計算</p><p>　　3.2.1定位方案的確定</p><p>　　定位是指確定工件在機床（工作臺）上或夾具中占有正確位置的過程。</p><p>　　鉆徑向螺紋底孔,采用”一面兩銷”來固定工件.<

34、;/p><p>　　繪制零件夾具定位示意圖如下：</p><p>　　3.2.2定位元件及裝置設(shè)計</p><p>　　使用圓柱銷與工件φ20孔配合來實現(xiàn)三自由度定位，心軸軸肩與φ40下端面接觸實現(xiàn)兩自由度定位，使用菱形銷插入φ12.工件豎直放置。各定位元件多為標(biāo)準(zhǔn)件，便于夾具設(shè)計。</p><p>　　3.2.3定位誤差的分析計算</p&

35、gt;<p>　　定位誤差實質(zhì)上就是工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的位置最大變動量。</p><p>　　定位誤差的來源主要兩方面：由于工件的定位表面或夾具上的定位元件制作不準(zhǔn)確引起的基準(zhǔn)位置誤差和由于工件的工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合引起的基準(zhǔn)不重合誤差，計算定位誤差首先要找出工序尺寸的工序基準(zhǔn)，然后求其在加工尺寸方向上的最大變動量。</p><p>　　零件定位方案如右圖：<

36、/p><p>　　零件與定位心軸配合，左側(cè)以心軸軸肩平面定位，工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合,無基準(zhǔn)不重合誤差。</p><p>　　所以，為了保證加工精度，設(shè)計夾具時，使對刀塊到定位心軸軸肩面的公差為0.015mm，定位誤差為=0.03mm，其為加工誤差0.1mm的，可以保證加工精度。</p><p>　　3.3 對刀或?qū)бㄑb置）設(shè)計</p><p&

37、gt;　　導(dǎo)引元件為鉆套直接選取標(biāo)準(zhǔn)件.</p><p>　　3.4 夾緊方案及裝置的設(shè)計計算</p><p>　　3.4.1夾緊方案的確定 </p><p>　　根據(jù)夾緊力方向應(yīng)與工件的定位情況相適應(yīng)，不應(yīng)破壞工件在定位時所獲得的位置，夾緊力的作用點應(yīng)盡量靠近工件的加工表面，使切削力對夾緊力作用點的力矩最小，以減少工件的轉(zhuǎn)動趨勢和震動。</p>&l

38、t;p>　　根據(jù)以上原則，選擇φ40上端面作為夾緊面，使用光面壓塊夾緊。</p><p>　　3.4.2夾緊力大小的分析計算</p><p><b>　　鉆削軸向力 ：</b></p><p><b>　　扭矩 </b></p><p>　　夾緊力根據(jù)力矩 ×18= W&#

39、215;20</p><p><b>　　W=976.39N</b></p><p>　　取系數(shù) 基本安全系數(shù) S0=1.5 </p><p>　　加工性質(zhì)系數(shù) S1=1.2</p><p>　　刀具鈍化系數(shù) S2=1.15 </p><p>　　斷續(xù)切削系數(shù)

40、 S3=1</p><p>　　夾緊力穩(wěn)定系數(shù) S4=1</p><p>　　則實際卡緊力為 W=2020N</p><p>　　3.4.3夾緊機構(gòu)及裝置設(shè)計</p><p>　　選擇φ40上端面作為夾緊面，使用光面壓塊夾緊；選擇零件側(cè)面為夾緊面，稍低于加工面的位置。</p><p>　　零件夾

41、緊均采用氣動夾緊，經(jīng)驗算，均可保證定位，達到加工要求，且簡單易操作，縮短設(shè)計周期，降低成本。</p><p>　　3.5 連接元件及夾具體設(shè)計</p><p>　　夾具體上采用HT200鑄鐵.零件主要采用標(biāo)準(zhǔn)件組裝而成。</p><p>　　3.6 夾具操作及維護簡要說明</p><p>　　安裝夾具時，是定位鍵與機床鍵槽配合良好，保證平行度

42、，通過螺栓和耳座將夾具固定在機床上；安裝工件時，先將工件通過φ20孔和φ12孔定位心軸上，然后用手扶持,開啟氣缸,將工件夾緊. </p><p><b>　　第4章虛擬裝配</b></p><p>　　4.1 Pro/E三維零件設(shè)計及虛擬裝配技術(shù)</p><p>　　三維實體設(shè)計技術(shù)為企業(yè)實現(xiàn)基于并行工程的產(chǎn)品設(shè)計和改型提供了強有力的技術(shù)支持，

43、為生產(chǎn)者更加形象的了解零件的各個性能提供了便利。</p><p>　　基于虛擬現(xiàn)實的產(chǎn)品虛擬拆裝技術(shù)在新產(chǎn)品開發(fā)、產(chǎn)品的維護以及操作培訓(xùn)方面具有獨特的作用。在交互式虛擬裝配環(huán)境中，用戶使用各類交互設(shè)備（數(shù)據(jù)手套/位置跟蹤器、鼠標(biāo)/鍵盤、力反饋操作設(shè)備等）象在真實環(huán)境中一樣對產(chǎn)品的零部件進行各類裝配操作，在操作過程中系統(tǒng)提供實時的碰撞檢測、裝配約束處理、裝配路徑與序列處理等功能，從而使得用戶能夠?qū)Ξa(chǎn)品的可裝配性進行

44、分析、對產(chǎn)品零部件裝配序列進行驗證和規(guī)劃、對裝配操作人員進行培訓(xùn)等。</p><p>　　虛擬裝配是一種零件模型按約束關(guān)系進行重新定位的過程，是有效分析產(chǎn)品設(shè)計合理性的一種手段。該定義強調(diào)虛擬裝配技術(shù)是一種模型重新進行定位、分析過程。虛擬裝配是根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計的形狀特性、精度特性，真實地模擬產(chǎn)品三維裝配過程，并允許用戶以交互方式控制產(chǎn)品的三維真實模擬裝配過程，以檢驗產(chǎn)品的可裝配性。</p><p&

45、gt;　　4.2夾具主要零件虛擬創(chuàng)建</p><p><b>　　爆炸圖</b></p><p>　　在這一部分中,我主要完成了零件的修改和夾具的裝配,以及爆炸圖和裝配動畫.</p><p><b>　　裝配圖</b></p><p><b>　　實物</b></p>

46、;<p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1 趙家齊．機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書．（第2版）．機械工業(yè)出版社，2000年10月</p><p>　　2 王先逵．機械制造工藝學(xué)．（第2版）．機械工業(yè)出版社，2007年8月</p><p>　　3 王益民．機械制造工藝設(shè)計簡明手冊．（第1版）．機械工業(yè)出版社，199

47、9年10月</p><p>　　4 艾興，肖詩綱．切削用量手冊．機械工業(yè)出版社，1985年1月</p><p>　　5 王紹?。畽C械制造工藝設(shè)計手冊．機械工業(yè)出版社，1985年11月</p><p>　　6 張耀宸．機械加工工藝設(shè)計實用手冊．航空工業(yè)出版社，1993年12月</p><p>　　7 王秀倫，邊文義，張云祥．機床夾具設(shè)計．中國鐵

48、道出版社，1984年10月</p><p>　　8 邵曉榮，曲恩．互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)，中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007年8月</p><p>　　9 陶濟賢，謝明才．機床夾具設(shè)計，機械工業(yè)出版社，1986年12月</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　衷心的感謝學(xué)校給我們提供這次設(shè)計的機會，讓我們在設(shè)計

49、中感受到了現(xiàn)在所處的位置和將來所要達到得目標(biāo)。同時也感謝各位老師在這次設(shè)計中給予我們的指導(dǎo)和幫助，尤其感謝王軍老師的認(rèn)真負(fù)責(zé)。在這次設(shè)計中由于我們所學(xué)的知識還不能滿足設(shè)計的所有要求，時間緊迫，設(shè)計人員經(jīng)驗少，倉促之中，肯定有不足之處，懇請老師指出，我們會虛心接受，認(rèn)真掌握。</p><p><b>　　結(jié)束語</b></p><p>　　課程設(shè)計是對我們學(xué)習(xí)的補充和擴

50、展，實現(xiàn)自我完善，鍛煉交流能力過程，是大學(xué)學(xué)習(xí)的特色和優(yōu)勢。我深刻的體會到了實踐和理論的區(qū)別和聯(lián)系，讓我明白了怎么樣才能把理論聯(lián)系并應(yīng)用到實踐中。一個月的課程設(shè)計，我受益匪淺，不僅鍛煉了良好的邏輯思維和動手查資料的能力，而且培養(yǎng)了棄而不舍的求學(xué)精神和嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)。</p><p>　　本次課程設(shè)計是對大學(xué)幾年所學(xué)各課程的一次深入的綜合。貼近工廠實際，對每位同學(xué)尤其找到工作的同學(xué)提供了一次實際鍛煉的機會。我成長很多，感