夾具課程設計--鉆模夾具設計_第1頁
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文檔簡介

1、<p><b>  課程設計說明書</b></p><p>  課 程 名 稱 機械制造裝配設計 </p><p>  設 計 課 程 鉆模夾具設計 </p><p>  專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 </p>&l

2、t;p>  姓 名 </p><p><b>  年 月 日</b></p><p>  課 程 設 計 任 務 書</p><p>  機械械工程 系 機械設計制造及其自動化 專業(yè)</p><p>  學生姓名 班級 學號 <

3、;/p><p>  課程名稱: 機械制造裝備設計 </p><p>  設計題目: 鉆模夾具設計 </p><p>  課程設計內容與要求:</p><p>  設計內容:鉆削夾具裝配圖一張,零件圖一張。</p><p><b

4、>  要求:</b></p><p>  1、設計(裝配圖按夾具要求設計,相關的配合尺寸要標明,在說明書中要有夾具定位計算,夾緊等方案的選擇)。</p><p>  2、零件圖要符合工程圖的根據要求,圖紙的標題要有材料。</p><p>  設計(論文)開始日期 年 月 日 指導老師 </p><

5、p>  設計(論文)完成日期 年 月 日</p><p><b>  年 月 日</b></p><p>  課 程 設 計 評 語 第 頁 </p><p>  機械械工程 系 機械設計制造及其自動化 專業(yè)</p><p>  學生姓名 班級 學號

6、 </p><p>  課程名稱: 機械制造裝備設計 </p><p>  設計題目: 鉆模夾具設計 </p><p><b>  課程設計片篇幅:</b></p><p>  圖 紙 共 2 張</p>

7、<p>  說明書 共 16 頁</p><p><b>  指導老師評語:</b></p><p>  年 月 日 指導老師 </p><p><b>  目 錄</b></p><p><b>  序言1</b&

8、gt;</p><p>  第一章 設計準備工作2</p><p>  1.1 設計前的準備工作2</p><p>  1.1.1明確工件的年生產綱領2</p><p>  1.1.2 機床的選擇2</p><p>  1.2 熟悉工件圖2</p><p>  第二章 夾具設計4&l

9、t;/p><p>  2.1 定位方案4</p><p>  2.1.1 定位基準的選擇4</p><p>  2.1.2 定位元件的布置5</p><p>  2.2 結構方案5</p><p>  2.2.1 夾具體設計5</p><p>  2.2.2 分度裝置設計7</p&

10、gt;<p>  2.2.3 對刀—導向裝置設計8</p><p>  2.2.4 加緊裝置設計9</p><p>  2.3 夾具裝配圖的繪制10</p><p>  2.3.1 夾具裝配圖上尺寸、公差的標準10</p><p>  2.3.2 夾具公差與配合的選擇11</p><p>  2

11、.3.3 夾具裝配圖上形位公差的標準11</p><p>  第三章 方案設計論證14</p><p>  3.1 設計思路14</p><p>  3.2 設計方法與結果14</p><p><b>  致謝15</b></p><p><b>  參考文獻16</b

12、></p><p><b>  序言</b></p><p><b>  本課程設計的目的:</b></p><p>  1、運用已學過的機床夾具設計及有關課程的理論知識以及生產實習中所獲得的實際知識,根據被加工零件的要求,設計既經濟合理又能保證加工質量的夾具。</p><p>  2、培養(yǎng)結

13、構設計能力,掌握結構設計的方法和步驟。</p><p>  3、學會使用各種手冊、圖冊、設計表格,規(guī)范等各種標準技術資料,能夠做到熟練運用機械制造技術課程中的基本理論,正確的解決一個零件在加工中的加工基準的選擇、定位、夾緊等。</p><p>  4、進一步培養(yǎng)機械制圖、結構設計、等基本技能。</p><p>  專用夾具設計的基本要求 :</p>&

14、lt;p>  1、夾具設計應滿足零件加工工序的精度要求。</p><p>  2、應能提高加工生產率。</p><p>  3、操作方便、省力、安全。</p><p>  4、具有一定使用壽命和較低的夾具制造成本。 </p><p>  5、具有良好的結構工藝性:便于制造、檢驗、裝配、調整、維修。</p><p>

15、;  機床夾具在機械加工中起著十分重要的作用,歸納起來,主要表現(xiàn)在以下幾個方面。</p><p>  1、縮短輔助時間,提供勞動生產率,降低加工成本。</p><p>  2、保證加工精度,穩(wěn)定加工質量。</p><p>  3、降低對工人的技術要求,減輕工人的勞動強度,保證安全生產。</p><p>  4、擴大機床的工藝范圍,實現(xiàn)“一機多

16、能”。</p><p>  5、在自動化生產和流水線生產中,便于平衡生產節(jié)拍。</p><p>  第一章 設計準備工作</p><p>  1.1 設計前的準備工作</p><p>  1.1.1明確工件的年生產綱領</p><p>  企業(yè)在計劃期內應當生產的產品產量和進度計劃稱為生產綱領。企業(yè)根據市場需求和自身的

17、生產能力決定生產計劃。</p><p>  該產品年產量為1000件,其設備品率為2%,機械加工的廢品率為3%。</p><p>  N=Qn(1+α%)(1+β%)=1000*1*(1+2%)(1+3%)=1051</p><p>  該工件的年產量為1051件,其屬于輕型零件。故生產類型屬于中批生產。</p><p>  1.1.2 機床

18、的選擇</p><p>  夾具與機床的連接方式,主要可以分為以下兩大類:第一類屬于夾具安裝在機床的回轉主軸上。第二類屬于夾具安裝在機床的工作臺上。</p><p>  根據工件設計要求,此工件要求加工3-Φ16H7的孔。因此該夾具設計應選用第二類連接方式。查《機床夾具設計手冊》,選用Z525-1立式鉆床。</p><p><b>  1.2 熟悉工件圖&

19、lt;/b></p><p>  工件圖應該無遺漏地給出制造零件所需的全部信息,包括幾何形狀、全部尺寸、加工面的尺寸公差、形狀公差和表面粗糙度要求、材料和熱處理要求、其他特殊技術要求等。</p><p>  該工件的工件圖如下:</p><p>  已知該工件的材料為HT200,加工3–Φ16H7(其它工序已經加工完成)。</p><p&g

20、t;<b>  第二章 夾具設計</b></p><p><b>  2.1 定位方案</b></p><p>  2.1.1 定位基準的選擇</p><p>  加工時,使工件在機床上或夾具上占據一正確位置所依據的基準稱為定位基準。分析該工件所要加工的孔,該孔與Φ32H7孔之間的距離為60±0.2mm,又是工件

21、的測量基準,這樣設計基準與工序基準重合。因此確定該孔的中心線為定位基準。</p><p>  2.1.2 定位元件的布置</p><p>  為了限制其自由度,定位元件的布置有一下三種方案:</p><p>  1)、方案一:用一個圓柱銷伸入Φ32H7mm孔中限制了兩個自由度,用一個支承板支承A面這樣限制了三個自由度,用一個浮動圓柱銷伸入Φ16H7mm的孔中限制了兩

22、個自由度。顯然此方案不能滿足“六點定位”原理,出現(xiàn)了過定位,并且加工時比較費時需不斷移動工作臺。</p><p>  2)、方案二:用一個圓柱銷伸入Φ32H7mm孔中限制了兩個自由度,用一個支承板支承A面這樣限制了三個自由度,用一個浮動V形塊限制Φ40的外圓表面。雖然V形塊有對中作用,但是其外圓表面沒有進行任何加工,其不能保證加工精度的要求。</p><p>  3)、方案三:用一個圓柱銷

23、伸入Φ32H7mm孔中限制了兩個自由度,用一個支承板支承A面限制了三個自由度,用一個浮動菱形銷伸入Φ16H7mm孔中限制一個自由度。很明顯此時滿足了“六點定位”原理,在加工完一個孔后,旋轉工件90度,在其位置安裝一個菱形銷用其定位,之后加工第二個孔,以此類推加工第三個。此方案不僅能滿足“六點定位”原理,還縮短了加工時間。</p><p>  在以上三個方案中,第一、二種方案不能采用;第三種方案使定位誤差等于零,其

24、結構比前兩種方案復雜,但中批量生產的條件下來看,第三種方案較合適。</p><p><b>  2.2 結構方案</b></p><p>  2.2.1 夾具體設計</p><p>  夾具體是夾具的基礎體,它將夾具上的各種裝置和元件連接成一個整體,并通過它將夾具安裝到機床上。它的結構形狀及尺寸大小,取決于加工工件的特點、尺寸大小,各種元件的結

25、構和布局,夾具于機床的連接方式,切削力、重力等大小的影響。</p><p>  夾具體應滿足以下幾點計算要求:1、應有足夠的強度和剛度。2、力求結構簡單及裝卸工件方便 。3、結構工藝形好。4、排屑切屑要方便。5、在機床上安裝穩(wěn)定可靠。6、具有適當的精度和尺寸穩(wěn)定性。</p><p>  夾具體毛坯可以分為四類:1、鑄造夾具體。鑄造夾具體如圖2-1(a)所示。2、焊接夾具體。焊接夾具體如圖2

26、-1(b)所示。3、鍛造夾具體。鍛造夾具體如圖2-1(c)所示。4、裝配夾具體。裝配夾具體如圖2-1(d)所示。</p><p> ?。╝) (b) (c) (d)</p><p>  圖2-1 夾具體毛坯的類型</p><p>  分析工件本次夾具體的設計采用裝配式夾具體,

27、這樣可以降低生產成本,減少生產周期,并且精度穩(wěn)定。</p><p>  2.2.2 分度裝置設計</p><p>  為了易于保證加工表面間的位置精度,或減少裝夾次數,提高生產率,通常多采用分度加工的方法。即在完成一個表面加工以后,依次使工件隨同夾具的可動部分轉過一定角度或一定距離,對下一個表面進行加工,直至完成全部加工內容,具有這種功能的裝置稱為分度裝置。</p><

28、p>  按分度的運動形式可以分為回轉式和直線移動式兩類:1、回轉分度裝置。2、直線分度裝置。</p><p>  對于本工件來說,該工件體積較小,質量較輕,易于手動操作。在夾具設計中,該夾具為單件加工。這樣可以提供以下幾個方案。</p><p>  1)、方案一:利用伸入Φ32的圓柱銷當做旋轉裝置,進行手動旋轉。分別用浮動菱形銷和夾具體底座上的菱形銷當做定位裝置。</p>

29、<p>  2)、方案二:用浮動菱形銷定位Φ16H7的孔,在A面上安裝一個旋轉裝置,使之與Φ16H7的一起旋轉。在旋轉裝置上進行定位。</p><p>  3)、方案三:在夾具體底座上安裝三個浮動菱形銷,手動旋轉工件,依次對Φ16H7的孔進行定位。</p><p>  由于加工的工件體積較小質量較輕且夾具為單件生產,不宜采用較復雜的夾具。在上述三個方案中屬方案一比較簡單,因此

30、采用方案一的方案。</p><p>  2.2.3 對刀—導向裝置設計</p><p>  對刀裝置由對刀塊和塞尺組成。借助對刀裝置可以迅速而準確地確定夾具與刀具的相對位置。</p><p>  導向裝置用于在鉆、鏜類機床上加工孔和孔系時對刀具進行導向,引導元件主要有鉆模和鏜模。借助于引導元件可提高被加工孔的幾何精度、尺寸精度以及孔系的位置精度。</p>

31、<p>  這次加工是對孔系的加工,因此選取導向裝置。</p><p>  鉆套按其結構和使用特點可以分為以下幾種類型。</p><p>  1)、固定鉆套。如圖2-2(a)和圖2-2(b)所示,固定鉆套分為A型和B型兩種。鉆套安裝在鉆模板或夾具體中,其配合為H7/n6或H7/r6.固定鉆套的結構簡單,鉆孔精度高,適用于單一鉆孔工序和小批生產。</p><

32、p>  2)、可換鉆套。如圖2-2(c)所示,當工件為單一鉆孔工序的大批量生產時,為便于更換磨損的鉆套,選用可換鉆套。鉆套于襯套之間采用F7/m6或H7/m6配合,襯套與鉆模板之間采用H7/n6配合。當鉆套磨損后,可卸下螺釘,更換新的鉆套。螺釘能防止加工時鉆套的轉動,或退刀時隨刀具自行拔出。</p><p>  3)、快換鉆套。如圖2-2(d)所示,當工件需鉆、擴、鉸多工序加工時,為能快速更換不同孔徑的鉆套

33、,應選用快換鉆套??鞊Q鉆套的有關配合同可換鉆套。更換鉆套時,將鉆套削邊轉至螺釘處,即可去鉆套。削邊的方向應考慮刀具的旋向,以免鉆套隨刀具自行拔出。</p><p><b>  固定鉆套</b></p><p> ?。╟) 可換鉆套 (d) 快換鉆套</p><p><b>  圖2

34、-2 標準鉆套</b></p><p>  由于鉆孔只能到達IT10~IT13精度,不能達零件所要求的IT7精度,零件所鉆孔徑為Φ16mm,鉆、擴兩次便能達到所要求精度,因此需要快換鉆套。</p><p>  2.2.4 加緊裝置設計</p><p>  工件定位后將其位置固定下來,稱為夾緊。設計夾緊裝置應遵循以下原則:1、 工件不移動原則;2、工件不變

35、形原則;3、工件不振動原則; 4、安全可靠原則;5、經濟實用原則。</p><p>  設計夾緊裝置時,夾緊力的確定包括夾緊力的方向、作用點和大小三個要素。</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生變形。</p>&l

36、t;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圍內,以及工作剛度高的位置。確保工件定位準確、不變形。</p><p><b>  3)、夾緊力的大小</b></p><p>  夾緊力的大小,對于保證定位穩(wěn)定、夾緊可靠,確定夾緊裝置的結構尺寸,都有著密切的關系。夾緊力的大小要適當。<

37、;/p><p>  在實際設計中,常采用估算法、類比法和試驗法確定所需的夾緊力。當采用估算法確定夾緊力時,其公式為</p><p>  式中 ——實際所需夾緊力,N; </p><p>  ——在一定條件下,由靜力平衡算出的理論夾緊力,N;</p><p>  ——安全系數,粗略計算時,粗加工取=2.5~3,精加工取=1.5~2。</p&

38、gt;<p><b>  夾緊機構的旋轉</b></p><p>  1)、方案一:在Φ50mm圓柱上表面采用開口墊圈的螺旋夾緊機構。</p><p>  2)、方案二:在Φ50mm圓柱外圓表面利用夾緊機構夾緊外圓。</p><p>  由于本工件體積較小質量較輕,在加工工件時為單件生產,勞動強度不大。為了是夾緊力的方向與切削力、

39、重力同向,則夾緊力在Φ50mm的軸心上,因此可以選用螺母夾緊。</p><p>  2.3 夾具裝配圖的繪制</p><p>  夾具裝配圖的繪制,是在夾具結構方案草圖經過老師審定之后進行的。</p><p>  夾具的總裝配圖應按國家制圖標準繪制,繪制比例盡量采用1:1。主視圖應按操作者的視線方向繪制??傃b配圖應將夾具的工作原理、各種裝置的結構及其互相關心表達清楚

40、。在完整地表達出夾具工作原理和構造的基礎上,視圖的數量盡可能少。</p><p>  2.3.1 夾具裝配圖上尺寸、公差的標準</p><p>  一般說來,在夾具總裝配圖上應標注的基本尺寸和公差有以下幾種:</p><p>  1)、夾具的輪廓尺寸 指夾具的最大輪廓尺寸。當夾具結構中有可動部分時,應包括可動部分處于極限位置時,在空間所占的尺寸。</p>

41、;<p>  2)、影響定位精度的尺寸和公差 主要指工件與定位元件及定位元件之間的尺寸、公差。</p><p>  3)、影響對刀精度的尺寸和公差 主要指刀具與對刀或導向元件之間的尺寸、公差。</p><p>  4)、影響夾具在機床上的安裝精度的尺寸和公差 主要指夾具安裝基面與機床相應配合表面之間的尺寸、公差。</p><p>  5)、影響夾

42、具精度的尺寸和公差 主要指定位元件、對刀元件、安裝基面三者之間的位置尺寸和公差。</p><p>  6)、其他重要尺寸和公差 主要指定位元件、對刀元件、安裝基面三者之間的位置尺寸和公差。</p><p>  2.3.2 夾具公差與配合的選擇</p><p>  夾具尺寸會直接影響工件加工精度,取其公差為</p><p>  式中 —

43、—夾具裝配圖上的尺寸公差或位置公差;</p><p>  ——與相應的工件尺寸公差。</p><p>  2.3.3 夾具裝配圖上形位公差的標準</p><p>  1)、鉆套軸線相對于定位表面(或軸線)的平行度、垂直度、對稱度。</p><p>  2)、鉆套軸線相對于底座底平面的垂直度。</p><p>  3)、

44、處于同一圓周位置上的鉆套所在圓的圓心相對定位元件的軸心的同軸度。</p><p>  4)、活動定位件的對稱中心線相對定位元件、鉆套軸心線的位置度。</p><p>  第三章 方案設計論證</p><p><b>  3.1 設計思路</b></p><p>  1)、首先根據已知工件的需要,選擇加工機床,應選用立式鉆

45、床加工比較合理。</p><p>  2)、工件主要定位部分為Φ32mmH7的圓孔軸心以及Φ16H7的圓孔,我設想用長銷小平面組合與菱形銷定位,這樣雖限制了五個自由度,但可以滿足定位要求。</p><p>  3)、最后將長銷小平面組合固定在一塊底板上,長銷小平面組合與菱形銷定位后,利用內六角螺釘和定位銷定位進行夾緊,工件的夾緊力的方向垂直與工件的軸線方向,作用點為軸線上。</p&g

46、t;<p>  3.2 設計方法與結果</p><p>  1)、首先對工件的加工要進行分析,已知工件上鉆3-Φ16H7的孔,根據工件的形狀和加工要求,采用鉆床比較合理。</p><p>  2)、在定位方面,采用了長銷小平面組合與菱形銷定位方式,僅限制了五個自由度,但滿足了定位要求。所以只需要將工件夾緊就可以進行加工了,在垂直方向上進行夾緊。利用六角螺母擰緊的方式進行夾緊,

47、由于工件是中批量生產,并且此方式簡單使用,而且不影響加工過程,所以最總選擇此方案進行夾緊。</p><p>  3)、最后,對整個夾緊方案分析得出,定位可靠,夾緊工件穩(wěn)定,所以此夾具設計可行。</p><p><b>  致謝</b></p><p>  本次課程設計是在指導老師的關懷和悉心的指導下完成的。他嚴謹的治學精神,嚴肅的科學態(tài)度,精益

48、求精的工作作風,深深的感染了我。在指導老師的指導和關心下,我才有信心更好的完成此次課程設計。</p><p>  機械制造裝備課程設計是學完了機械制造裝備設計和大部分專業(yè)課,并進行了生產實習的基礎上進行的又一個實踐性教學環(huán)節(jié)。這次課程設計過程中我遇到了不少的困難,在老師的幫助和在圖書館查閱資料下,最終解決了困難。</p><p>  這次課程設計使我們能綜合運用機械制造技術基礎中的基本理論

49、,并結合生產實習中學到的實踐知識,獨立地分析和解決了零件機械制造問題,設計了機床專用夾具這一典型的工藝裝備,提高了結構設計能力和獨立解決問題的能力,為今后的畢業(yè)設計及未來從事的工作打下了良好的基礎。</p><p><b>  參考文獻</b></p><p>  1. 趙雪松 《機械制造裝備設計》 武漢:華中科技大學出版社,2011.1</

50、p><p>  2. 王先逵 《機械制造工藝學》 北京:機械工業(yè)出版社,2011.6</p><p>  3. 吳拓 《簡明機床夾具設計手冊》 北京:化學工業(yè)出版社,2010.4</p><p>  4. 李名望 《機床夾具設計實例教程》 北京:化學工業(yè)出版社,2009.9</p><p>  

51、5. 陳立德 《機械制造裝備設計課程設計》 北京:高等教育出版社,2010.8</p><p>  6. 孫恒 《機械原理》 北京:高等教育出版社,2000.8</p><p>  7. 喻子建 《機械設計習題與解析分析》 沈陽:東北大學出版社,2000.6</p><p>  8. 張玉 《幾何量公差與測

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