鏜床主軸專用夾具說明書

1、中北大學課 程 設(shè) 計 說 明 書學生姓名： 學 號： 學 院： 專 業(yè)： 題 目： 指導(dǎo)教師： 職稱: 中北大學課程設(shè)計任務(wù)書 20162017 學年第 一 學期學 院： 專 業(yè)： 學 生 姓 名： 學 號： 課程設(shè)計題目： 數(shù)控鏜床主軸 起 迄 日 期： 12月 19 日 12月 30 日 課程設(shè)計地點： 中北大學 指 導(dǎo) 教 師： 學科部副主任： 下達任務(wù)書日期: 年 月 日課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書1.設(shè)計目的： 使學生運用精密與特種加工技術(shù)課程知識，結(jié)合金工實習、生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決精密與特種機械加工工藝問題；培養(yǎng)學生能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運用夾具設(shè)計的基

2、本原理和方法學會擬訂夾具設(shè)計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計，進一步提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力；培養(yǎng)學生熟悉并運用有關(guān)手冊、圖表、規(guī)范等有關(guān)技術(shù)資料的能力；進一步培養(yǎng)學生識圖、制圖、運算和編寫技術(shù)文件的基本技能；培養(yǎng)學生獨立思考和獨立工作的能力，為畢業(yè)后走向社會從事相關(guān)技術(shù)工作打下良好的基礎(chǔ)。2.設(shè)計內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、條件、設(shè)計要求等）：一、 原始資料1. 鏜床主軸的零件圖樣；2. 材料：按圖紙中標注的材料，批量6000件，備品率5%，廢品率1%；3. 機械制造工藝設(shè)計簡明手冊、機械設(shè)計手冊等。二、 設(shè)計內(nèi)容1. 對零件圖樣進行工藝分析，計算生產(chǎn)綱領(lǐng)；2. 進行工藝規(guī)程設(shè)計，包括繪制毛坯圖樣，確

3、定毛坯尺寸及公差；擬訂機械加工工藝路線（每個零件都擬訂兩條工藝路線，填寫一種機械加工工藝路線）；確定零件的工序內(nèi)容及工藝裝備（機床、夾具、量具）計算該工序加工余量、計算工序尺寸及公差，確定切削用量，計算機加工工時，填寫機械加工工藝卡片；3. 進行專用夾具設(shè)計；4. 進行關(guān)鍵零部件的設(shè)計及三維造型。3.設(shè)計工作任務(wù)及工作量的要求（包括課程設(shè)計計算說明書（論文）、圖紙、實物樣品等）：1. 制定零件在中批生產(chǎn)條件下的機械加工工藝規(guī)程，繪制毛坯圖，編寫工藝規(guī) 程卡片、工序卡片；或?qū)Ｓ脢A具設(shè)計圖紙一套；或機床關(guān)鍵零部件的設(shè)計及三維造型2. 課程設(shè)計任務(wù)說明書一份。4主要參考文獻：1 史朝輝. 精密典型零

4、件工裝設(shè)計. 北京：科學出版社，2012.2. 張寶珠典型精密零件機械加工工藝分析及實例北京：機械工業(yè)出版社，2015.3 王紹俊機械制造工藝設(shè)計手冊哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，19814 吳宗澤 羅圣國機械設(shè)計課程設(shè)計手冊（第二版）北京：高等教育出版社，19995 袁根福，祝錫晶.精密與特種加工技術(shù). 北京：北京大學出版社，2007.5設(shè)計成果形式及要求：1 編寫設(shè)計說明書一份；2 零件圖；3 毛坯圖、機械加工工藝過程卡、 機械加工工序卡；或?qū)Ｓ脢A具圖；或關(guān)鍵零部件圖及其三維造型圖。6工作計劃及進度：課程設(shè)計時間為兩周12月19-21日：工藝分析，繪制毛坯圖；或工藝分析，定位方案設(shè)計，結(jié)構(gòu)

5、類型確定；或機床分析，進行關(guān)鍵零部件選擇、初步設(shè)計；22-23日：擬定機械加工工藝路線；或加緊方案設(shè)計；或關(guān)鍵零部件設(shè)計24-25日：擬定加工路線，填寫過程卡；或連接方案設(shè)計，夾具精度分析；或關(guān)鍵零部件分析優(yōu)化；26-27日：確定加工工序，填寫工藝及工序卡；或繪制夾具裝配圖、零件圖；或繪制關(guān)鍵零部件三維造型圖；28-29日：編寫說明書；30日：答辯。學科部副主任審查意見： 簽字： 年 月 日目 錄第1章 零件分析21.1 零件的作用21.2 生產(chǎn)綱領(lǐng)的計算2第2章 夾具介紹22.1夾具概述22.2機床夾具的功能3第3章 銑槽夾具設(shè)計33.1設(shè)計要求33.2夾具設(shè)計43.2.1 定位基準的選擇4

6、3.2.2 切削力及夾緊力的計算43.3定位誤差的分析53.4 定向鍵與對刀裝置設(shè)計63.5 夾具設(shè)計及操作的簡要說明83.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu)8結(jié) 論10參考文獻1115第1章 零件分析1.1 零件的作用 鏜床主要是用鏜刀在工件上鏜孔的機床，通常，鏜刀旋轉(zhuǎn)為主運動，鏜刀或工件的移動為進給運動。它的加工精度和表面質(zhì)量要高于鉆床。鏜床是大型箱體零件加工的主要設(shè)備。主要用鏜刀對工件已有的預(yù)制孔進行鏜削的機床。通常，鏜刀旋轉(zhuǎn)為主運動，鏜刀或工件的移動為進給運動。它主要用于加工高精度孔或一次定位完成多個孔的精加工，此外還可以從事與孔精加工有關(guān)的其他加工面的加工。使用不同的刀具和附件還可進行

7、鉆削、銑削、切它的加工精度和表面質(zhì)量要高于鉆床。鏜床是大型箱體零件加工的主要設(shè)備。螺紋及加工外圓和端面等。1.2 生產(chǎn)綱領(lǐng)的計算 該產(chǎn)品年產(chǎn)量為6000臺，其備品率5%，機械加工廢品率1%，現(xiàn)制定該零件的機械加工工藝規(guī)程。 冷卻套的年產(chǎn)量為6360件，現(xiàn)已知該產(chǎn)品屬于輕型機械，由機械制造工藝設(shè)計簡明手冊表1.1-2生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系，可確定其生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。第2章 夾具介紹2.1夾具概述在金屬切削機床上使用的夾具統(tǒng)稱為機床夾具。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著加工的精度、勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等，幫機床夾具設(shè)計在企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計和制造以及生產(chǎn)技術(shù)準備中占

8、有極其重要的地位。機床夾具設(shè)計是一項重要的技術(shù)工作。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，機械制造工藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機械能、切削力進行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復(fù)雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機床的問世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復(fù)雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計算方法和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，極大地推動了機械加工工藝的進步，使工藝過程的自動化達到了一個新的階段?！肮び破涫?，必先利其器?！惫ぞ呤侨祟愇拿鬟M步的標志。自20世紀末期以來，現(xiàn)代制造技術(shù)與機械制造工藝自動化都有了長足的發(fā)展

9、。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機床夾具對零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。2.2機床夾具的功能1機床夾具的主要功能是裝工件，使工件在夾具中定位和夾緊。 （1）定位 確定工件在夾具中占有正確位置的過程。定位是通過工件定位基準面與夾具定位元件面接觸或配合實現(xiàn)的。正確的定位可以保證工件加工的尺寸和位置精度要求。 （2）夾緊 工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作。由于工件在加工時，受到各種力的作用，若不將工件固定，則工件會松動、脫落。因此，夾緊為工件提供了安

10、全、可靠的加工條件。2機床夾具的特殊功能主要是對刀和導(dǎo)向。 （1）對刀 調(diào)整刀具切削刃相對工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的對刀塊，它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置。 （2）導(dǎo)向 如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置，并引導(dǎo)其進行鉆削。導(dǎo)向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模。鏜床夾具（鏜模）也具有導(dǎo)向功能。第3章 銑槽夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。下面即為銑床夾具銑25.4槽的專用夾具，本夾具將用于X52K立式銑床。3.1設(shè)計要求 本夾具無嚴格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，精度不是主要考慮的問題

11、。3.2夾具設(shè)計3.2.1 定位基準的選擇 為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對進行加工，采用一面加上2個V形塊定位，其中一個固定V形塊，另外一個是活動V形塊。準備采用手動夾緊。3.2.2 切削力及夾緊力的計算（1）刀具： YG6銑刀 機床： 銑床 由3 所列公式 得 查表 9.48 得其中： 修正系數(shù) z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在計算切削力時，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù) K=其中：為基本安全系數(shù)1.5 為加工性質(zhì)系數(shù)1.1 為刀具鈍化系數(shù)1.1 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 所以 （2）夾緊力的計算 選用夾緊螺釘夾緊機 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F

12、=+G G為工件自重 夾緊螺釘： 公稱直徑d=20mm，材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級 螺釘疲勞極限： 極限應(yīng)力幅：許用應(yīng)力幅：螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應(yīng)力為 s=2.54 取s=4 得 滿足要求 經(jīng)校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠， 使用快速螺旋定位機構(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。3.3定位誤差的分析 制造誤差ZZ （1）中心線對定位件中心線位置精度. 取.（2）V型塊同軸度誤差（查表P297）故，則.知此方案可行。3.4 定向鍵與對刀裝置設(shè)計定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠些。通過定向鍵與銑床工作臺T形槽的配合，使夾具上定

13、位元件的工作表面對于工作臺的送進方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負荷，加強夾具在加工中的穩(wěn)固性。根據(jù)GB220780定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖3.1 夾具體槽形與螺釘根據(jù)T形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如表3.1：表3.1定向鍵BLHhD夾具體槽形尺寸公稱尺寸允差d允差公稱尺寸允差D180.0120.03525124124.518+0.0195對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。由于本道工序是完成零件槽精銑加工，所以選用直角對刀塊。根據(jù)GB224380側(cè)裝對刀塊的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖3.2所示： 圖3.2對刀塊塞尺選用平塞尺

14、，其結(jié)構(gòu)如圖3.3所示： 圖3.3 平塞尺塞尺尺寸參數(shù)如表3.2：表3.2 塞尺公稱尺寸H允差dC30.0060.253.5 夾具設(shè)計及操作的簡要說明如前所述，在設(shè)計夾具時，應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為夾具選擇了壓緊螺釘夾緊方式。本工序為銑切削余量小，切削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。本夾具的最大優(yōu)點就是結(jié)構(gòu)簡單緊湊。夾具的夾緊力不大，故使用手動夾緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋夾緊機構(gòu)。3.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu)夾具體設(shè)計的基本要求（1）應(yīng)有適當?shù)木群统叽绶€(wěn)定性夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的

15、表面、安裝對刀塊或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面，應(yīng)有適當?shù)某叽缇群托螤罹?，它們之間應(yīng)有適當?shù)奈恢镁?。為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定，鑄造夾具體要進行時效處理，焊接和鍛造夾具體要進行退火處理。（2）應(yīng)有足夠的強度和剛度 為了保證在加工過程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變形和振動，夾具體應(yīng)有足夠的壁厚，剛性不足處可適當增設(shè)加強筋。（3）應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性夾具體一般外形尺寸較大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且各表面間的相互位置精度要求高，因此應(yīng)特別注意其結(jié)構(gòu)工藝性，應(yīng)做到裝卸工件方便，夾具維修方便。在滿足剛度和強度的前提下，應(yīng)盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡單。（4）應(yīng)便于排除切

16、屑在機械加工過程中，切屑會不斷地積聚在夾具體周圍，如不及時排除，切削熱量的積聚會破壞夾具的定位精度，切屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會破壞定位精度，甚至發(fā)生安全事故。因此，對于加工過程中切屑產(chǎn)生不多的情況，可適當加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間：對于加工過程中切削產(chǎn)生較多的情況，一般應(yīng)在夾具體上設(shè)置排屑槽。（5）在機床上的安裝應(yīng)穩(wěn)定可靠夾具在機床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機床上的相應(yīng)表面的接觸或配合實現(xiàn)的。當夾具在機床工作臺上安裝時，夾具的重心應(yīng)盡量低，支承面積應(yīng)足夠大，安裝基面應(yīng)有較高的配合精度，保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應(yīng)中空，大型夾具還應(yīng)設(shè)置吊環(huán)或起重孔。

17、確定夾具體的結(jié)構(gòu)尺寸，然后繪制夾具總圖。詳見繪制的夾具裝配圖。結(jié) 論通過研究和分析零件圖紙制定了合理的工藝設(shè)計過程中，這種方法在理論上是可能的，和表面粗糙度位置，尺寸精度圖紙之類的可以更好的滿足。同時還具有良好的經(jīng)濟性。隨著以改進過程的圖也是典型的流程進行專用夾具設(shè)計，夾具設(shè)計，我們始終遵從設(shè)備和實際情況設(shè)計的基本原則，使局部優(yōu)化和整體融合。通過對固定玻管壓下機加工藝及工裝的設(shè)計，通過加工工藝及工裝設(shè)計，我學會進行了更廣泛的培訓(xùn)以前，專業(yè)知識和技能的理論基礎(chǔ)，我訓(xùn)練嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，獨立分析和解決問題的能力和創(chuàng)新精神。在設(shè)計和論文寫作，由于學生誰難免會出現(xiàn)一些缺點和不足，并督促學生和老師批評指正數(shù)量有限。盡可能簡化結(jié)構(gòu)和模具夾具自動化功能。通過這個設(shè)計，我完全支持，需要先進的軟件來學習認識，先進的軟件可以提高效率和降低成本的設(shè)計師的時間。本文設(shè)計，老師給了我很多的指導(dǎo)和啟發(fā)，尤其是對誰教治學嚴謹和耐心，讓我可以完成這個設(shè)計的教師。通過這一過程設(shè)計，我理解的一般原則和設(shè)計工藝路線大多零件和深化機械制造加工過程