課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書831007

CA6140 車床拔叉銑斷夾具設(shè)計(jì) 姓名： 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)老師： 聯(lián)系 qq 842081183 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 初始條件： 指定零件圖（另見零件圖紙）及指定工序 要求完成的主要任務(wù)： 技術(shù)要求：生產(chǎn)綱領(lǐng)為中或大批生產(chǎn)，年產(chǎn)量 5000-50000件 設(shè)計(jì)內(nèi)容： 夾具設(shè)計(jì) 1） 夾具裝配圖； 2） 夾具主要零件圖； 3） 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書（包括夾具的定位誤差分析）。 其余? 81 . 鑄造圓角2 . 兩件鑄造在一起，表面應(yīng)無(wú)夾渣，氣孔技術(shù)要求A零件圖 成績(jī)?cè)u(píng)定表 姓名 學(xué)號(hào) 專業(yè)、班級(jí) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 設(shè)計(jì)題目： CA6140 車床拔叉銑斷夾具設(shè)計(jì) 評(píng)定成績(jī)： 指導(dǎo)教師： 年 月 目錄 1 序言 . 1 2 零件分析 . 2 3 夾具設(shè)計(jì)方案的確定 . 3 3.1定位機(jī)構(gòu) . 3 3.2夾緊機(jī)構(gòu) . 4 3.3機(jī)床夾具的總體形式 . 5 4主要零件設(shè)計(jì)的說(shuō)明 . 6 4.1 夾具體 . 6 4.2 定位元件 . 6 4.4 壓緊元件 . 6 4.5 其它元件 . 6 5定位方案設(shè)計(jì) . 7 5.1定位基準(zhǔn)的選擇 . 7 5.2 切削力和夾緊力計(jì)算 . 7 5.3定位誤差分析 . 8 6夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 . 11 參考文獻(xiàn) . 12 附錄 . 13 1 1 序言 本夾具是用來(lái)銑斷 55的孔，由于此孔為預(yù)鑄孔 ，為了保證質(zhì)量、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高生產(chǎn)效率，而設(shè)計(jì)一套專用夾具（也可用于精鉸孔工序）。 專用工裝夾具及其在生產(chǎn)中的應(yīng)用 專用夾具是為零件的某一道工序加工而設(shè)計(jì)制造的，在產(chǎn)品相對(duì)穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn)中使用；在生產(chǎn)過(guò)程中它能有效地降低工作時(shí)的勞動(dòng)強(qiáng)度、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、并獲得較高的加 工精度。 專用夾具的主要作用有以下幾個(gè)方面： （ 1） 準(zhǔn)確、可靠的定位和夾緊，可以減輕甚至取消下料和劃線工作。減小制品的尺寸偏差，提高了零件的精度和可換性 （ 2）減少了加工時(shí)繁瑣的操作，獲得較高的生產(chǎn)率和加工精度 夾具設(shè)計(jì)的基本要求： （ 1） 工裝夾具應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和剛度。夾具在生產(chǎn)中投入使用時(shí)要承受多種力度的作用，所以工裝夾具應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和剛度。 （ 2） 夾緊的可靠性。夾緊時(shí)不能破壞工件的定位位置和保證產(chǎn)品形狀、尺寸符合圖樣要求。既不能允許工件松動(dòng)滑移， 又不使工件的拘束度過(guò)大而產(chǎn)生較大的拘束應(yīng)力。 （ 3） 夾具體應(yīng)具有良好的加工精度和尺寸穩(wěn)定性。對(duì)于夾具體上用來(lái)安裝定位元件、對(duì)刀（或?qū)蛟┑墓ぷ鞅砻?，?yīng)提出相應(yīng)的尺寸、幾何公差以及粗糙度的具體要求，并作相應(yīng)的熱處理或時(shí)效處理。 （ 4） 有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性。 夾 具體上部加工的毛面與工件表面之間應(yīng)保證有一定的空隙，以免安裝時(shí)產(chǎn)生干涉，空隙大小可按以下經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選取 :夾具體是毛面，弓箭也是毛面，去 815mm；夾具體是毛面，而工件是光面時(shí)，取 410mm。 （ 5） 力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝卸方便。在保證強(qiáng)度和剛度的前提 下，極可能體積小、重量輕、以便于操作。 （ 6） 排屑方便。 （ 7） 夾具在機(jī)床上安裝要穩(wěn)定、可靠 。 2 2 零件分析 CA6140撥叉 831007 的產(chǎn)品圖 其余? 81 . 鑄造圓角2 . 兩件鑄造在一起，表面應(yīng)無(wú)夾渣，氣孔技術(shù)要求A圖 2-1 撥叉零件圖 零件是 CA6140 車床的撥叉。它位于車床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的 22孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，二下方的 55半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過(guò)上方的力撥動(dòng)下方的齒輪變速。零件的材料為 HT200，灰鐵生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性差、脆性高，不易磨削。 在這套模具上所進(jìn)行的加工工序?yàn)殂姅?55孔。 3 3 夾具設(shè)計(jì)方案的確定 3.1定位機(jī)構(gòu) 圖 3-1 定位機(jī)構(gòu) 在夾具設(shè)計(jì)中，定位方案不合理，工件的加工精度就無(wú)法保證。工作定位方案的確定是夾具設(shè)計(jì)中首先要解決的問(wèn)題。 根據(jù)工序圖給出的定位元件方案，按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)正確選擇定位元件或定位的組合。在機(jī)床夾具的使用過(guò)程中，工件的批量越大，定位元件的磨損越快，選用標(biāo)準(zhǔn)定位元件增加了夾具零件的互換性，方便機(jī)床夾具的維修和 維護(hù)。 設(shè)計(jì)夾具是原則上應(yīng)選該工藝基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)。無(wú)論是工藝基準(zhǔn)還是定為基準(zhǔn)，均應(yīng)符合六點(diǎn)定位原理。 由于該零件的加工是對(duì) 55孔進(jìn)行銑斷，因此本次設(shè)計(jì)采用的定位機(jī)構(gòu)為一面 兩 銷定位，實(shí)現(xiàn)完全定位。并采用手動(dòng)螺旋壓板機(jī)構(gòu)夾緊工件。 4 3.2夾緊機(jī)構(gòu) 圖 3-2 夾緊機(jī)構(gòu) （ 1） 夾緊的目的：使工件在加工過(guò)程中保持已獲得的定位不被破壞，同時(shí)保證加工精度。 （ 2） 夾緊力的方向的確定： 1）夾緊力的方向應(yīng)有利于工件的準(zhǔn)確定位，而不能 破壞定位，一般要求主夾緊力應(yīng)垂直于第一定位基準(zhǔn)面。 2）夾緊力的方向應(yīng)與工件剛度高的方向一致，以利于減少工件的變形。 3）夾緊力的方向盡可能與切削力、重力方向一致，有利于減小夾緊力。 （ 3） 夾緊力的作用點(diǎn)的選擇： 1）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)與支承點(diǎn)“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”對(duì)應(yīng)，或在支承點(diǎn)確定的區(qū)域內(nèi)，以避免破壞定位或造成較大的夾緊變形。 2）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)選擇在工件剛度高的部位。 3）夾緊力的作用點(diǎn)和支承點(diǎn)盡可能靠近切削部位，以提高工件切削部位的剛度和抗振性。 4）夾緊力的反作用力不應(yīng)使夾具產(chǎn)生影響加工精度的變形。 （ 4） 選擇夾緊機(jī)構(gòu)： 設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)一般應(yīng)遵循以下主要原則： 1)夾緊必須保證定位準(zhǔn)確可靠，而不能破壞定位。 2)工件和夾具的變形必須在允許的范圍內(nèi)。 3)夾緊機(jī)構(gòu)必須可靠。夾緊機(jī)構(gòu)各元件要有足夠的強(qiáng)度和剛度，手動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu) 。 4)必須保證自鎖，機(jī)動(dòng)夾緊應(yīng)有聯(lián)鎖保護(hù)裝置，夾緊行程必須足夠。 5)夾緊機(jī)構(gòu)操作必須安全、省力、方便、迅速、符合工人操作習(xí)慣。 6)夾緊機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度、自動(dòng)化程度必須與生產(chǎn)綱領(lǐng)和工廠的條件相適應(yīng)。 5 3.3 機(jī)床夾具的總體形式 機(jī)床夾具的總體形式一般應(yīng)根據(jù)工件的形狀、大小、加工內(nèi)容及選用機(jī)床等因素來(lái)確定。 夾具的組成歸納為： 1） 定位元件及定位裝置 用于確定工件正確位置的元件或裝置。 2）夾緊元件及夾緊裝置 用于固定元件已獲得的正確位置的元件或裝置。 3） 導(dǎo)向及對(duì)刀元件 用于確定工件與刀具相互位置的元件。 4） 動(dòng)力裝置在成批生產(chǎn)中，為了減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)率，常采用氣動(dòng)、液動(dòng)等動(dòng)力裝置。 5） 夾具體用于將各種元件裝置連接在一體，并通過(guò)它將整個(gè)夾具安裝在機(jī)床上。 6） 其他元件及裝置 根據(jù)加工需要來(lái)設(shè)置的元件或裝置。 夾具體的總體設(shè)計(jì)圖 : 圖 3-3 夾具體圖 6 4 主要零件設(shè)計(jì)的說(shuō)明 4.1 夾具體 綜合考慮了結(jié)構(gòu)合理性、工藝性、經(jīng)濟(jì)型、標(biāo)準(zhǔn)化以及各種夾具體的優(yōu)缺點(diǎn)等，選擇夾具體毛坯制造方法為鑄造夾具體； 考慮到定位精度，要求對(duì)彈簧與螺桿有一定的配合精度；考慮到工件較小， 夾具體的強(qiáng)度要求以及夾具體的結(jié)構(gòu)要求，沒(méi)有在夾具體上設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋。 4.2 定位元件 采用一面?zhèn)z銷定位，倆銷固定倆孔，夾具體定位。 4.4 壓緊元件 螺桿，彈簧進(jìn)行夾緊，螺母調(diào)節(jié)，夾緊塊。 4.5 其它元件 對(duì)刀塊，螺栓。 7 5 定位方案設(shè)計(jì) 5.1定位基準(zhǔn)的選擇 擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理，否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(zhì)量?；鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)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(zhǔn)。此零件圖沒(méi)有較高的技術(shù)要求，也沒(méi)有較高的平行度和對(duì)稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高加工精度。 22的孔和其兩端面都已加 工好，為了使定位誤差減小，選擇已加工好的 22 孔和其端面作為定位精基準(zhǔn)，來(lái)設(shè)計(jì)本道工序的夾具，以兩銷和兩已加工好的 25孔的端面作為定位夾具。 為了提高加工效率，縮短輔助時(shí)間，決定用簡(jiǎn)單的螺母作為夾緊機(jī)構(gòu)。 5.2 切削力和夾緊力計(jì)算 （ 1）刀具：高速鋼錯(cuò)齒三面刃銑刀 4 機(jī)床： x61W 型萬(wàn)能銑床 由 3 所列公式 得 FVFzFwqueyzXpFndzafaCF0 查表 9.4 8 得其中： 修正系數(shù) 0.1vk30FC 83.0Fq 0.1FX 65.0Fy 83.0Fu 8Pa z=24 0Fw 代入上式 ， 可得 F=889.4N 因在計(jì)算切削力時(shí)，須把安全系數(shù) 考慮在內(nèi)。 安全系數(shù) K=4321 KKKK其中： 1K 為基本安全系數(shù) 1.5 2K 為加工性質(zhì)系數(shù) 1.1 3K為刀具鈍化系數(shù) 1.1 4K 為斷續(xù)切削系數(shù) 1.1 所以 NKFF 7.1775 8 （ 2）夾緊力的計(jì)算 選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由 FKffN 21 其中 f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 25.021 ff F= zP +G G 為工件自重 Nff FN 4.355121 夾緊螺釘： 公稱直徑 d=20mm，材料 45 鋼 性能級(jí)數(shù)為 6.8級(jí) MPaB 1006 M P aBs 480108 螺釘疲勞極限： M P aB 19260032.032.01 極限應(yīng)力幅： M Pakkk ma 76.511l i m 許用應(yīng)力幅： M P aS aaa 3.17l i m 螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 ss s=2.54 取 s=4 得 MPa120 8.2242c HdF 滿足要求 M P adNc1543.1 2 經(jīng)校核： 滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠，使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力 5.3定位誤差分析 （ 1）定位元件尺寸及公差確定。 夾具的主要定位元件為一平面和二定位銷，孔與銷間隙配合。 （ 2） 工件的工序基準(zhǔn)為孔心，當(dāng)工件孔徑為最大，定位銷的孔徑為最小時(shí)，孔心在任意方向上的最大變動(dòng)量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具 9 是用來(lái)在臥式銑床上加工，所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時(shí)可求出孔心在接 觸點(diǎn)與銷中心連線方向上的最大變動(dòng)量為孔徑公差多一半。工件的定位基準(zhǔn)為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點(diǎn)和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為： Td=Dmax-Dmin 該夾具以一面兩銷定位，兩定位銷孔尺寸公差為 127。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。 gwj 與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差j，一般可用下式表示： MjjjWDADZWj 由 參考文獻(xiàn) 5可得： 兩定位銷 的定位誤差 ： 11 1 m i nD W D d 1 1 2 21 m i n 2 m i n. 2D d D dJW a r c t g L 其中： 1 0 .0 5 2D mm ，2 0D mm 1 0 .0 1 1d mm ，2 0 .0 2 3d mm 1min 0mm，2 m in 0 .0 3 4 mm且： L=127mm ，得 0 .0 6 3DW mm. 0 .0 0 3 2JW mm 夾緊誤差 ： c o s)(m i nm a x yyjj 其中接觸變形位移值： 1( ) ( )1 9 . 6 2 nH B Zy R a Z a Z kNk R cH B l 查 5表 1 2 15有10 . 0 0 4 , 0 . 0 0 1 6 , 0 . 4 1 2 , 0 . 7R a z H BK K C n 。 c o s 0 . 0 0 2 8j j y mm 磨損造成的加工誤差：Mj通常不超過(guò) mm005.0 夾具相對(duì)刀具位置誤差： AD 取 mm01.0 10 誤差總和： 0 . 0 8 5 0 . 3jw m m m m 從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。 11 6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 如前 所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作，降低成本。提 高夾具性價(jià)比。本道工序?yàn)殂姶矈A具選擇了壓緊螺釘夾緊方式。本工序 銑余量小，切削力小，所以一般的手動(dòng)夾緊就能達(dá)到本工序的要求。 本夾具的最大優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。夾具的夾緊力不大，故使用手動(dòng)夾緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 圖 6-1 裝配圖 12 參考文獻(xiàn) 1 鄒青 .