杠桿機(jī)床夾具課程設(shè)計

1、<p><b>　　專業(yè)模塊課程設(shè)計</b></p><p>　　題目：杠杠車床夾具設(shè)計</p><p><b>　　學(xué)院：</b></p><p><b>　　專業(yè)：</b></p><p><b>　　班級：</b></p>&

2、lt;p><b>　　姓名：</b></p><p><b>　　學(xué)號：</b></p><p><b>　　指導(dǎo)老師：</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1、課程設(shè)計的目的1</p><p&

3、gt;　　2、課程設(shè)計的基本任務(wù)與要求1</p><p>　　2.1夾具設(shè)計基本任務(wù)1</p><p><b>　　2.2設(shè)計要求1</b></p><p>　　3.主要零件的設(shè)計1</p><p><b>　　3．1基本任務(wù)2</b></p><p><b&

4、gt;　　3.2步驟2</b></p><p>　　3.2.1 生產(chǎn)綱領(lǐng)2</p><p>　　3.2.2零件圖審查2</p><p><b>　　4設(shè)計3</b></p><p><b>　　4.1設(shè)計任務(wù)3</b></p><p>　　4.2設(shè)計方法

5、和步驟4</p><p>　　4.2.1.夾具類型的確定4</p><p>　　4.2.2.定位裝置的設(shè)計5</p><p>　　4.3夾緊裝置的設(shè)計9</p><p>　　4.3.1.夾緊機(jī)構(gòu)10</p><p>　　4.4導(dǎo)向裝置的設(shè)計及其他裝置結(jié)構(gòu).12</p><p>　　4

6、.4.1.加工Φ10H9孔導(dǎo)向裝置的確定12</p><p>　　4.4.2.加工Φ11孔的導(dǎo)向裝置的確定13</p><p>　　4.4.3.其他裝置的確定13</p><p>　　4.5確定夾具技術(shù)要求和有關(guān)尺寸，公差配合13</p><p>　　4.5.1.技術(shù)要求13</p><p>　　4.5.2.

7、公差配合14</p><p>　　4.6夾具精度分析與計算14</p><p><b>　　5總結(jié)15</b></p><p><b>　　1、課程設(shè)計的目的</b></p><p>　　機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計是培養(yǎng)機(jī)械工程類專業(yè)學(xué)生應(yīng)職應(yīng)崗能力的重要實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，它要求學(xué)生能全面綜合地運(yùn)用所

8、學(xué)的理論和實踐知識，進(jìn)行零件機(jī)械加工工藝規(guī)程和工藝裝備的設(shè)計。其基本目的是：培養(yǎng)工程意識、訓(xùn)練基本技能、培養(yǎng)質(zhì)量意識、培養(yǎng)規(guī)范意識。</p><p>　　2、課程設(shè)計的基本任務(wù)與要求</p><p>　　2.1夾具設(shè)計基本任務(wù)</p><p><b>　　零件圖分析</b></p><p><b>　　編寫設(shè)計

9、說明書一份</b></p><p>　　收集資料,為夾具設(shè)計做好準(zhǔn)備</p><p>　　繪制草圖,進(jìn)行必要的理論計算和分析以及夾具的結(jié)構(gòu)方案 </p><p>　　繪制總圖和主要非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖,編寫設(shè)計說明書</p><p><b>　　2.2設(shè)計要求</b></p><p&

10、gt;　?。?）保證零件加工質(zhì)量,達(dá)到圖紙的技術(shù)要求</p><p>　?。?）在保證加工質(zhì)量的前提下,盡可能提高生產(chǎn)效率</p><p>　?。?）要盡量減輕工人的勞動強(qiáng)度,生產(chǎn)安全</p><p>　　（4）在立足企業(yè)的前提下,盡可能采用國內(nèi)技術(shù)和裝備</p><p>　?。?）工藝規(guī)程應(yīng)正確.清晰,規(guī)范化,標(biāo)準(zhǔn)化的要求</p>

11、;<p><b>　　3.主要零件的設(shè)計</b></p><p><b>　　3．1基本任務(wù)</b></p><p>　?。?）繪制零件工件圖一張；</p><p>　?。?）編寫設(shè)計說明書一份；</p><p>　?。?）收集和研究原始資料，為夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計做好技術(shù)準(zhǔn)備。</p&

12、gt;<p>　　（4）初步擬定夾具結(jié)構(gòu)方案，繪制夾具結(jié)構(gòu)圖，進(jìn)行必要的理論計算和分析。選擇最佳的夾具結(jié)構(gòu)方案，確定夾具精度和夾具總圖尺寸、公差配合與技術(shù)要求。</p><p>　?。?） 繪制夾具總圖和主要非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖，編寫設(shè)計說明書。（6）編制夾具特殊使用維護(hù)、操作、制造方面的說明或技術(shù)要求。</p><p><b>　　3．2要求</b><

13、/p><p>　?。?）應(yīng)保證零件的加工質(zhì)量，達(dá)到設(shè)計圖紙的技術(shù)要求；</p><p>　?。?)在保證加工質(zhì)量的前提下，盡可能提高生產(chǎn)效率；</p><p>　　（3）要盡量減輕工人勞動強(qiáng)度，必須考慮生產(chǎn)安全、工業(yè)衛(wèi)生等措施；</p><p>　?。?）夾具設(shè)計保證工件的加工精度；</p><p>　?。?）提高生產(chǎn)效率

14、；</p><p><b>　　（6）工藝性好；</b></p><p><b>　?。?）使用性好；</b></p><p><b>　?。?）經(jīng)濟(jì)性好</b></p><p><b>　　3.3步驟 </b></p><p>　

15、　3.3.1 生產(chǎn)綱領(lǐng)</p><p><b>　　4設(shè)計</b></p><p><b>　　4.1設(shè)計任務(wù)</b></p><p>　?。?）加工工件零件圖如圖4-1所示（見零件圖），完成設(shè)計鉆、擴(kuò)、較杠桿Φ10H9孔和Φ11孔的鉆床夾具。</p><p>　?。?）生產(chǎn)類型：中批量生產(chǎn)。<

16、;/p><p>　?。?）毛胚：模鍛件。</p><p>　　模鍛是利用模具使坯料變形而獲得鍛件的鍛造方法.模鍛與自由鍛相比,具有生產(chǎn)率高,鍛件外形復(fù)雜,尺寸精度高,表面粗糙度值小,加工余量小等優(yōu)點,但模鍛件質(zhì)量受設(shè)備能力的限制一般不超過150kg,鍛模制造成本高.模鍛適合中小鍛件的大批量生產(chǎn).模鍛方法較多,常用的有錘上模鍛.</p><p><b>　?。?

17、）工藝內(nèi)容：</b></p><p>　　工序如圖4-2所示。該工序所用設(shè)備為Z525立式鉆床。</p><p><b>　　圖4—1、4—2</b></p><p>　?。?）工序的加工要求：Φ10H9孔和Φ28H7孔的中心距為（80±0.20）mm；平行度公差Φ0.30mm；Φ11孔與Φ28H7孔中心距為（15

18、7;0.25）mm。</p><p>　　4.2設(shè)計方法和步驟</p><p>　　4.2.1.夾具類型的確定</p><p>　　由設(shè)計任務(wù)及條件可知,工件的外形輪廓尺寸小,重量輕,加工要求不高,生產(chǎn)批量不大.因此,設(shè)計的夾具不宜復(fù)雜,在保證質(zhì)量和提高生產(chǎn)率的前提下,盡量簡化結(jié)構(gòu),做到經(jīng)濟(jì)合理.根據(jù)被加工部位 的分布情況,擬采用翻轉(zhuǎn)式鉆夾具(快換鉆套).</

19、p><p>　　4.2.2.定位裝置的設(shè)計</p><p><b>　　(1)確定定位方案</b></p><p>　　根據(jù)工件結(jié)構(gòu)特點,其定位方案有兩種:</p><p>　　方案一:如圖4-3所示,以Φ28H7孔及一組合面(K面與Φ10H9孔下端面組合)為定位面,限制工件的五個自由度,以Ф10H9孔端外緣毛胚一側(cè)為防轉(zhuǎn)定

20、位面,限制工件Z自由度.該方案由于尺寸88MM的公差大,定位不穩(wěn)定,定位誤差大.</p><p>　　方案二:如圖4-4所示,以孔Ф28H7及端面K定位,限制工件5個自由度,以Ф11孔外緣定位,限制Z自由度.為增強(qiáng)剛性,在Ф10H9孔下端,增設(shè)一輔助支承.由于定位精度未受尺寸88MM的影響,定位誤差小.</p><p><b>　　圖4—3方案一</b></p&

21、gt;<p><b>　　圖4—4方案二</b></p><p>　　比較上述兩個方案,方案二為最佳方案.</p><p><b>　　(2)選擇定位元件</b></p><p>　　1)選用帶臺階面的定位銷,作為Ф28H7孔及其端面定位的定位元件(見夾具總圖4-8).其結(jié)構(gòu)和尺寸按要求確定.</p&g

22、t;<p>　　2)以Ф10H9孔端面外緣定位,采用的定位元件有兩種形式(如圖4-5所示):</p><p>　　①選用可調(diào)支承釘作為以Ф10H9孔外緣定位的定位元件,其結(jié)構(gòu)和尺寸按表3-19和表3-20確定,它可限制Z自由度.該方案可克服毛胚精度對定位精度的影響,在使用過程中根據(jù)每批毛胚的精度進(jìn)行調(diào)整,結(jié)構(gòu)如圖4-5(a)所示.</p><p>　?、诓捎靡苿樱中螇K為定位元

23、件,如圖4-5(b)所示,限制了Z自由度,其定位精度不受毛胚精度的影響,但受夾具結(jié)構(gòu)限制,并且結(jié)構(gòu)復(fù)雜,布局較難.Ｖ形塊除定位作用外,還有夾緊作用,根據(jù)本工件的結(jié)構(gòu)特點,易引起工件的變形.</p><p>　　比較上述兩種形式,確定采用第一種形式.</p><p><b>　　圖4—5a、b</b></p><p>　　(3)定位誤差分析計算&

24、lt;/p><p>　　1)加工Ф10H9,要求保證中心距尺寸(80±0.20)mm及兩孔軸線平行度0.30mm.</p><p>　　①計算中心距尺寸(80±0.20)mm定位誤差△ο為</p><p><b>　　△ο=△B+△ν</b></p><p>　　由圖4-4可知,△B=0</p>

25、;<p>　　基準(zhǔn)位移誤差△ν等于定位銷與定位孔的最大間隙值Xmax,銷孔配合代號為Ф28H7,Ф28H7為Ф28,Ф28g6為Ф28 .</p><p>　　于是 Xmax=Dmax-dmin=28.021—27.98=0.041（mm）</p><p>　　△D=△Y=Xmax=0.041（mm)</p><p>　　其中：δG=0.4mm

26、</p><p>　　△D允=1/3δG=0.13（mm)</p><p>　　則 △D∠△D允</p><p>　　該定位方案滿足要求。</p><p>　?、谟嬎悝?0H9與Φ28H7兩孔軸線的平行度定位誤差。</p><p>　　同理 △D=△B+△Y，△B=0</p>&

27、lt;p>　　由基準(zhǔn)位位移誤差定義可知 △Y=△1+△2</p><p>　　△1是定位銷圓柱部分與臺階面的垂直度誤差。由于此兩表面是在一次安裝中加工出的，其誤差很小，也是可忽略不計△2=0。</p><p>　　因此 △D=△B+△Y=0</p><p>　　定位誤差的允許值△D允=1/3δG=1/3*0.3=0.10（mm)</p>

28、<p>　　顯然 △D〈△D允</p><p>　　因而該定位方案也能滿足兩孔軸線平行度0.3mm的加工要求。</p><p>　　2）加工Φ11孔，要求保證孔距尺寸（12±0.25）mm的定位精度。</p><p>　　同理 △D=△B+△Y，△B=0</p><p>　　而△Y與加工Φ10H9孔時相同，

29、只是方向沿加工尺寸15mm方向。</p><p>　　△D=△Y=0.41（mm)</p><p>　　其中：δG=0.5mm</p><p>　　△D允=1/3δG=1/3*0.5=.0.167(mm)</p><p>　　顯然 △D〈△D允</p><p>　　該定位方案滿足要求。</p><

30、;p>　　由于上分析可知，該定位方案與定位裝置是可行的。</p><p>　　4.3夾緊裝置的設(shè)計</p><p>　　4.3.1.夾緊機(jī)構(gòu)</p><p>　　根據(jù)生產(chǎn)類型，此夾具的夾緊機(jī)構(gòu)不宜復(fù)雜，采用螺旋夾緊方式。螺栓直徑暫用M12，為縮短裝卸工件的時間，采用開口墊圈。</p><p><b>　　2.夾緊力的計算<

31、;/b></p><p>　?。?）加工Φ10H9時受力分析如圖4—6所示，加工時，鉆削軸向力F與夾緊力F1同向，作用在定位支承上，而鉆削扭距T1則有使工件緊靠于可調(diào)支承之勢，所用鉆頭直徑小，切削力矩不大。因此，對加工此孔來說，夾緊是可靠的，不必進(jìn)行夾緊力校核。</p><p>　　圖4—6加工Φ10H9孔時工件受力圖</p><p>　?。?）加工Φ11孔時

32、受力分析如圖4—7所示，加工時，鉆削軸向力F有使工件繞O點旋轉(zhuǎn)的趨勢，而鉆削扭矩T2又有使工件翻轉(zhuǎn)的趨勢，為防止上述兩種趨勢的發(fā)生，夾具的夾緊機(jī)構(gòu)具有足夠的夾緊力和摩檫力矩，為此需進(jìn)行夾緊的校核。</p><p>　　圖4--7加工Φ11孔時工件受力圖</p><p><b>　　1）鉆削軸向力F</b></p><p><b>　　

33、F=9.81Cd</b></p><p>　　設(shè)f=0.25mm，已知d0=11mm其余參數(shù)查文獻(xiàn)[5]得：</p><p>　　F=9.81×61.2×11×0.250.7×0.866=2167.15（N）</p><p><b>　　2）鉆削力距T2</b></p><

34、p>　　T=9.81=9.81×0.0311×11×0.25×0.866=9.866（N·m）</p><p>　　3）使工件轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)距T3和使工件翻轉(zhuǎn)的力距M0</p><p><b>　　由圖4-7知</b></p><p><b>　　T3=FL</b><

35、/p><p><b>　　M0=F0L1</b></p><p>　　式中：F0為翻轉(zhuǎn)力，F(xiàn)0=T2/L1，L1為翻轉(zhuǎn)力臂，L1=L=d0/2—D0/2</p><p>　　得T3=FL=2167.15×0.015=32.51（N·m）</p><p>　　M0=F0L1=9.866/0.011（0.01

36、5+0.011/2-0.040/2）=0.48（N·m）</p><p>　　4）防轉(zhuǎn)夾緊力F3和防轉(zhuǎn)夾緊力F3</p><p>　　根據(jù)力學(xué)平衡原理，由圖4-7知：</p><p>　　F3fr+2Fnfr≥KT3 F3D/2≥FM0</p><p>　　其中，r為當(dāng)量摩檫半徑，查表3-3得：</p><

37、;p>　　r=1/3(D1-D3/D1-D)=1/3(0.04-0.028/0.04-0.028)=0.018(mm)</p><p>　　得：F3=KT3/2rf=1.5×32.51/2×0.018×0.15=9.30.56(N)</p><p>　　F3=2KM0/D=2×1.5×0.48/0.028=51.42(N)</p

38、><p>　　5)夾緊機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的夾緊為F3。</p><p>　　根據(jù)初步選用螺栓直徑為M12mm,由參考文獻(xiàn)[9]查得，采用M12的螺栓十，許用夾緊力F3=5800N。F3〈F3”，顯然M12螺栓無法滿足要求?，F(xiàn)改用M16螺栓，許用夾緊力F3=10500N，F(xiàn)3〉F3”。M16螺栓可滿足夾緊要求，同時，M16螺母的最大直徑也小于定位孔Φ28H7的尺寸，不妨礙工件的裝卸。</p>

39、<p>　　4.4導(dǎo)向裝置的設(shè)計及其他裝置結(jié)構(gòu).</p><p>　　4.4.1.加工Φ10H9孔導(dǎo)向裝置的確定</p><p>　　為適應(yīng)鉆、擴(kuò)、鉸的要求，現(xiàn)選用快換鉆套及與之相適應(yīng)的襯套，它們的主要尺寸和結(jié)構(gòu)由表3—57和表3—58選取.</p><p>　　具體尺寸如表4—1所示。</p><p>　　表4—1 快換鉆套

40、及襯套尺寸</p><p>　　鉆套端面至加工面間的距離一般?。?.3~1）d(d為鉆頭直徑），取8mm.</p><p>　　4.4.2.加工Φ11孔的導(dǎo)向裝置的確定</p><p>　　為維修方便，不采用固定鉆套，而選用可換鉆套，它們的主要尺寸和結(jié)構(gòu)由參考文獻(xiàn)[1]選取。其主要尺寸如表4—2所示。</p><p>　　表4—2 可換鉆套

41、及襯套尺寸</p><p>　　鉆套端面至加工表面的距離，選取原則與ΦH9孔相同，因加工精度低，為排屑方便取12mm.</p><p>　　各導(dǎo)向件至定位元件（Φ28H7孔中心）間的位置尺寸公差按工件相應(yīng)公差的1/2~1/5選取。因此，它們分別為（15±0.05）mm,(80±0.05）mm，10H9孔鉆套軸心線對基準(zhǔn)面垂直度公差Φ0.05mm,Φ11孔鉆套軸心線對基準(zhǔn)

42、面平行度公差Φ0.05mm.</p><p>　　4.4.3.其他裝置的確定</p><p>　　為便于排屑，輔助支承采用螺旋套筒式；為便于夾具的制造和維修，鉆模板與夾具體的聯(lián)接采用裝配式。夾具體采用開式，使加工、觀察、清理切屑均方便。</p><p>　　4.5確定夾具技術(shù)要求和有關(guān)尺寸，公差配合</p><p>　　夾具技術(shù)要求和有關(guān)尺寸

43、，公差配偶和是根據(jù)教材、有關(guān)資料，手冊規(guī)定的原則和方法確定的，本例的技術(shù)要求和公差配合如下：</p><p>　　4.5.1.技術(shù)要求</p><p>　?、哦ㄎ辉c夾具底面的垂直度誤差允許值在全長上為0.03mm。</p><p>　　⑵導(dǎo)向元件與夾具底面的垂直度誤差允許值在全長上為0.05mm</p><p>　?、菍?dǎo)向元件（件11）與

44、夾具底面（F）的平行度誤差允許值為0.05mm</p><p>　　4.5.2.公差配合</p><p>　?、纽?0H9孔鉆套，襯套，鉆模板上內(nèi)孔之間的配合代號及精度分別為：</p><p>　　Φ26H7/n6（襯套—鉆模板） Φ18H7/g6(鉆套—襯套)</p><p>　?、痞?1孔鉆套，襯套，鉆模板上內(nèi)孔之間的配合代號及精

45、度分別為：</p><p>　　Φ26H7/n6（襯套—鉆模板） Φ18H7/g6(鉆套—襯套)</p><p>　?、瞧溆嗖糠值墓钆浜洗柤熬热鐖D4-8所示。</p><p>　　4.6夾具精度分析與計算</p><p>　　由圖4-1可知，所設(shè)計夾具需保證的加工要求有：尺寸（15±0.25）mm，尺寸（80±

46、;0.2）mm，尺寸14mm及Φ10H9孔和Φ28H7孔軸線間平行度誤差0.30mm等四項。其中尺寸14mm和尺寸（15±0.25）mm要求較低，不必驗算，其余各項精度要求分別驗算如下：</p><p>　?、懦叽纾?0±0.2）mm；</p><p>　　⑵定位誤差△D，由前計算可知△D=0.041mm；</p><p>　?、嵌ㄎ辉Φ酌娴?/p>

47、垂直度誤差△A=0.03mm；</p><p>　?、茹@套與襯套間的最大配合間隙△T1=0.033mm；</p><p>　?、梢r套孔的距離公差△T2=0.1mm；</p><p>　?、室r套軸線對底面（F）的垂直度誤差為△T3=0.05mm；</p><p>　?、寺榛ㄣ@與鉆套內(nèi)孔的間隙X=0.050；</p><p&g

48、t;<b>　　有式3-2可得：</b></p><p>　　J=△D+△A+△T1△+△T2+△T3+X</p><p>　　=0.0412+0.03+0.033+0.1+0.05+0.050</p><p>　　=0.131∠2/3δG=2/3X0.4=0.26</p><p>　　因而夾具能保證尺寸這項加工要求。&

49、lt;/p><p>　　同理可完成Φ10H9孔軸線對Φ25H7孔軸線的平行線誤差為0.30mm的精度校核。</p><p>　　由于夾具設(shè)計的各部分分析與計算已進(jìn)行，結(jié)果符合要求，可繪制正式的總裝配圖。</p><p><b>　　5總結(jié)</b></p><p>　　經(jīng)過兩個星期的分析零件、在設(shè)計時通過查閱資料使得了解的知識

50、面更廣、范圍更大，在查閱時了解有關(guān)機(jī)械方面的書，從而切實地感受到機(jī)械行業(yè)的范圍涉及面之廣，它能指導(dǎo)實際，理論知識有待實際的檢驗。</p><p>　　經(jīng)過這次課程設(shè)計，讓我鞏固了以前所學(xué)的知識的全面性和系統(tǒng)性，使我對機(jī)械加工產(chǎn)生了更進(jìn)一步的興趣，并讓我主觀上認(rèn)識了加工過程中如何找定位，也為我以后的工作打下了很好的基礎(chǔ)。這篇課程設(shè)計雖然已經(jīng)完成了，但由于缺少實際經(jīng)驗，在實際利用中設(shè)計肯定還存在不少問題，需要改進(jìn)。希