杠桿臂鉆模設(shè)計機電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計畢業(yè)論文

1、青島求實學(xué)院機電工程學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計 任 務(wù) 書年 級：2008高職 專業(yè)班級：08機電二08機電三、姓 名： 指導(dǎo)教師： 程顯侖 題 目： 杠桿臂鉆模設(shè)計（見杠桿臂零件圖及題目文字說明）原始數(shù)據(jù)： 圖紙及手冊 一、 目的要求 1、培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)理論和專業(yè)知識分析和解 決本專業(yè)的工程技術(shù)問題的能力。 2、培養(yǎng)學(xué)生正確使用技術(shù)資料，國家標準，有關(guān)手冊的方法。 3、掌握中等復(fù)雜零件的夾具設(shè)計的方法步驟。二、 原始資料 1、杠桿臂零件圖紙一張2、生產(chǎn)綱領(lǐng)：小批量生產(chǎn)3、有關(guān)工具書、手冊三 設(shè)計內(nèi)容 設(shè)計杠桿臂鉆模。1、必須設(shè)計的圖紙 （1）、繪制工件零件圖一張（a4）（2）、繪制鉆模裝配圖一

2、張 （a2）2、設(shè)計說明書內(nèi)容（1）、夾具方案的論證（2）、夾具結(jié)構(gòu)及特點（3）、定位（4）、夾緊（5）、導(dǎo)向（6）、主要尺寸及尺寸公差、配合公差及形位公差的確定（7）、定位誤差的計算（8）、夾具的使用（9）、參考資料四、 日 期1、 接受設(shè)計任務(wù)日期：2011年 月 日2、 完成設(shè)計任務(wù)日期：2011年 月 日備記： 注：本設(shè)計任務(wù)書一式三份。分別交畢業(yè)設(shè)計委員會，指導(dǎo)教師和學(xué)生。學(xué)生需將任務(wù)書附入畢業(yè)設(shè)計說明書內(nèi)。杠桿臂零件圖以及題目的文字說明杠桿臂鉆模設(shè)計題目的文字說明杠桿臂屬小批量生產(chǎn)。控制杠桿臂22以及它的兩端面已加工完畢控制杠桿臂10的兩端面已加工完畢控制杠桿臂13的兩端面(尺寸4

3、2)已加工完畢本工序要加工以及13。任務(wù)：設(shè)計鉆以及13的鉆模青島求實學(xué)院機電工程學(xué)院杠桿臂夾具畢業(yè)設(shè)計說明書 學(xué)號:指導(dǎo)教師:程顯侖專業(yè):年級:院校： 青島求實學(xué)院機電工程學(xué)院 摘 要 這是杠桿臂鉆模的設(shè)計,為了保證加工精度和提高生產(chǎn)效率,特設(shè)計此鉆模,以滿足本工件的加工要求. 首先對夾具方案進行了論證,由于杠桿臂是小批量生產(chǎn)，夾具應(yīng)簡單,易于制造,操作方便。 本說明書對夾具的結(jié)構(gòu)及特點，夾具的定位 和夾緊等等問題進行了深入的分析和確定,以滿足本次設(shè)計的根本要求,對于夾具體的設(shè)計和制造方法等問題,也都進行了分析和確定。而主要尺寸則由所加工工件的具體尺寸要求進行了分析確定。還對本夾具的定位誤差

4、進行計算,以證明能否保證零件的加工精度。.最后是夾具的使用說明.本設(shè)計還附有一張工件零件圖，和一張杠桿臂鉆模的裝配圖.目 錄緒論1.夾具方案的論證2.夾具的結(jié)構(gòu)及特點3.定位4.夾緊5導(dǎo)向 6夾具體的設(shè)計7 主要尺寸的確定8定位誤差的計算：9.夾具的使用10 參考資料11.附件(圖紙)緒 論夾具設(shè)計的分類 機床夾具按其使用范圍可分為通用夾具、專用夾具、可調(diào)夾具、組合夾具及隨行夾具五種基本類型. 按機床可分為車床夾具、銑床夾具、鏜床夾具鉆床夾具等等。本夾具是鉆床夾具也叫鉆模夾具設(shè)計說明書的簡要內(nèi)容 本夾具因為要加工兩個相互垂直方向的孔,故采用翻轉(zhuǎn)鉆模,且鉆模不與鉆床安裝在一起. 根據(jù)所加工零件的

5、具體情況,定位采用完全定位,由一面一銷加防轉(zhuǎn)銷組成. 為了結(jié)構(gòu)簡單，夾緊采用螺紋夾緊裝置,導(dǎo)向裝置采用固定鉆套與快換鉆套,安裝在上模板和鉆模體上. 其鉆模體的設(shè)計本著廉價工藝性好的原則，采用灰鑄鐵鑄造件.上模板與鉆模體的聯(lián)接用圓錐銷定位，用螺釘固定連接. 主要尺寸根據(jù)控制臂要求,應(yīng)盡量使結(jié)構(gòu)簡化.其中的配合和精度都由查表確定. 再通過對定位誤差的計算,可以確定所設(shè)計的夾具符合工件的要求,適合小批量生產(chǎn),操作簡單,方便. 最后對夾具的使用方法加以說明.夾具設(shè)計說明書1夾具方案的論證: 本專用鉆模用于鉆杠桿臂的10鉆削以及另一垂直方向13孔的鉆加工。由于加工精度不高，屬于單工步工序應(yīng)采用固定鉆套。

6、由于10與13分布在不同表面且相互垂直,加工時由手工操作連同工件一起翻轉(zhuǎn),所以應(yīng)采用翻轉(zhuǎn)式鉆模。此種鉆模在設(shè)計制造時應(yīng)注意安裝位置的平穩(wěn)性及切屑的排出等問題.本工序（8孔的鉆、擴、鉸）之前已加工完各平面且30內(nèi)孔，提供了本工序的加工定位基準。為此根據(jù)加工要求確定定位方案為完全定位夾緊機構(gòu)采用螺旋夾緊機構(gòu)，簡單可靠本工序采用立鉆z5025機床，刀具為標準麻花鉆。機床與刀具均為通用型號，故夾具設(shè)計應(yīng)使其適應(yīng)機床與刀具，由于是小批量生產(chǎn)，夾具的結(jié)構(gòu)力求簡單，易于制造,操作方便。2夾具的結(jié)構(gòu)及特點： 2.1夾具的結(jié)構(gòu) 本鉆模屬翻轉(zhuǎn)鉆模（適合重不大于10小件）加工時翻轉(zhuǎn)使用，在工作臺上不安裝，本夾具主要

7、由鉆模體、上模板、定位軸、輔助支撐等組成。 2.2 夾具的特點鑄造鉆模體 鉆模板還可分為固定式鉆模板、鉸鏈式鉆模板、可卸式鉆模板和懸掛式鉆模板。 本夾具根據(jù)結(jié)構(gòu)特點,10以及13加工皆采用固定模板。這樣可以保證較高的中心距精度,用兩對角線布置的定位錐銷來定位,再由兩對角線布置的螺釘緊本夾具有輔助支撐： 3.定位： 3.1定位與定位原理 本夾具在鉆模中采用完全定位，即六點定位，用適當分布的六個約束點限制工件的六個自由度。 3.2定位方式 本鉆模定位屬于組合定位:22圓柱孔用于短銷定位，限制兩個自由度，端平面（42-22環(huán)形面）定位，限制三個自由度，形成了短銷加寬環(huán)形平面組合，共限制五個自由度。另

8、用一個防轉(zhuǎn)定位銷定位，限制一個定位度。防轉(zhuǎn)定位銷定在工件的另一端厚10mm，10的側(cè)面（見左視圖）位置，可防止工件轉(zhuǎn)動。對于一孔一端面的定位基準我們設(shè)計了定位柱。定位柱的結(jié)構(gòu)分三段：安裝部分：42 下端面往下16安裝柱， 安裝螺紋m12。（加墊圈、鎖緊螺母）是用來定位柱安裝在鉆模體上的。定位部分：42上端面加上往上22定位頸。（長度較短，與22長25 通孔是間隙配合，作定位時屬短銷定位。）形成短銷加寬環(huán)形面的組合定位夾緊部分：定位部分再往上的一段螺紋m 10、（加外六角夾緊螺母m10 和開口墊圈10 ）用來夾緊工件。輔助支承輔助支撐：采用的是螺旋輔助支承，本夾具夾緊力作用點遠離切削力，為了提高

9、工件裝夾剛性和穩(wěn)定性，宜在工件定位后，在10下方增設(shè)螺旋輔助支撐（用m22螺紋擰在夾具體上）。他不起定位作用，是在定位夾緊后，調(diào)高與工件接觸，為了讓開鉆頭，并有利排削。支撐制成中空通孔11，（比10大）。高度調(diào)好后由m22鎖緊螺母鎖緊。一般情況下同一批零件輔助支承不進行調(diào)整。零件換批后要進行調(diào)整。4夾緊 夾緊機構(gòu)的任務(wù)是在夾緊過程中不破壞工件的正確定位，且在加工過程中不因為受到切削力、離心力、慣性力以及重力等外力的作用，而破壞工件的正確定位定。 41對加緊裝置的基本要求 夾具上實現(xiàn)夾緊的夾緊機構(gòu)是否正確合理，對于保證加工質(zhì)量提高生產(chǎn)率、減輕工人的勞動強度有很大影響。 41.1夾緊時不破壞工件的

10、正確位置，并使工件在加工過程中不因振動而變形、錯位。 412夾緊作用準確、安全、可靠，夾緊機構(gòu)要要有自鎖作用。 413夾緊動作迅速，操作方便省力。 414夾緊機構(gòu)的自動化程度應(yīng)與工件的生產(chǎn)批量及工廠的生產(chǎn)條件相適應(yīng)。 415結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、有足夠剛性，盡量使用標準件。42 夾具夾緊力分析 421 夾緊力方向的選擇 42.1.1夾緊力的方向應(yīng)有利于工件的定位，而不能破壞定位。為此一般要求主夾緊力應(yīng)垂直指向第一定位基準面。 4212夾緊力的方向應(yīng)盡量與工件剛度大的方向一致，以減少工件變形。 4213夾緊力的方向應(yīng)盡可能與切削力，工件重力方向一致，以較小所需的夾緊力。 422 夾緊力作用點的選擇 4

11、221 夾緊力作用點應(yīng)正對支撐元件或位于支撐元件所形成的穩(wěn)定受力區(qū)內(nèi)，以保證工件已獲得的定位不變。 4222夾緊力作用點應(yīng)處在工件剛性較好的位置，以減小工件的夾緊變形。 4223 夾緊力作用點和支撐點應(yīng)盡量靠近切削部位，以提高工件切削部位的剛度和抗震性。 4224 夾緊力作用點應(yīng)盡量使各支撐處的接觸變形均勻，以減小加工誤差。 43 夾緊力大小 夾緊力大小應(yīng)保證定位穩(wěn)定可靠，夾緊力過小，在加工過程中會發(fā)生位移或偏轉(zhuǎn)，夾緊力過大會使工件變形，因此夾緊力大小應(yīng)適當。 本控制臂鉆模具有結(jié)構(gòu)簡單，夾緊方便，自鎖性好，安全省力的特點。其夾緊裝置由定位柱上端的外螺紋m10、外六角夾緊螺母m10和開口墊圈10

12、組成。符合夾具的基本要求，也符合夾緊力三要素的選擇原則。很適合小批量生產(chǎn)，手動夾緊。 5導(dǎo)向 5.1本鉆模的鉆模板 鉆模板可分為固定式鉆模板、鉸鏈式鉆模板、可卸式鉆模板和懸掛式鉆模板。 本夾具根據(jù)結(jié)構(gòu)特點, 鉆10以及13孔，皆采用固定模板。這樣可以保證較高的中心距精度,用兩對角線布置的定位錐銷來定位,再由兩對角線布置的螺釘緊固. 鉆模板的材料： 455.2 鉆套的選擇 按結(jié)構(gòu)和使用情況有固定鉆套、快換鉆套、可換鉆套和特殊鉆套四種。本鉆模屬小批量生產(chǎn)，鉆10以及13孔，精度要求較低，用單獨一個鉆頭一次鉆成，是單工步工序故使用固定鉆套。固定鉆套以過盈配合直接壓入夾具體鉆套板孔內(nèi),固定鉆套位置精度

13、高，但磨損后不易更換。 鉆套材料及熱處理方法的選擇t10a淬火55-60hrc優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼（高級）淬火加低溫回火而耐磨6夾具體的設(shè)計 夾具體是整個夾具的基體和骨架，要服從所有元件、機構(gòu)和裝置的安裝要求來精心設(shè)計，夾具體需要正確的安裝在機床上，故夾具體的形狀和尺寸，主要取決于夾具上各組成體的分布、工件形狀、尺寸、加工性質(zhì)等。 61設(shè)計夾具體的基本要求 611要有足夠的強度和剛性。 夾具體在夾緊力、切削力的作用下,應(yīng)不變形、不震動,保證加工質(zhì)量. 612結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單，工件裝卸方便。 在保證夾具體強度和剛度的前提下,盡可能的體積小,重量輕,以便操作. 613要有良好的機械加工工藝性和使用性。 夾具體

14、上有三個主要部分:即夾具體與機床表面的安裝基面;安裝導(dǎo)向裝置的表面;安裝定位元件的表面. 614尺寸要穩(wěn)定。 鑄造件夾具體要進行時效處理,壁厚變化要緩和、均勻,以免產(chǎn)生過大的內(nèi)應(yīng)力. 615排除切屑要方便。 為了防止加工中切削積留在定位元件工作表面或其他裝置而影響工件的正常定位和夾具的正常工作,在設(shè)計夾具時要考慮切屑的排泄問題. 616夾具體在機床上的安裝要穩(wěn)定、可靠、安全。 本鉆模體采用中空式,每邊厚10mm，其中與b基準面相平行的兩個面上分別開兩個30×20mm的孔，從而使鉆模體減輕重量。使工人操作方便，快捷。 62夾具體的毛坯制造方法 本夾具屬于鑄造夾具體，它的優(yōu)點是工藝性好，

15、可鑄造各種外形，而且抗壓強度、剛度和吸震性能比較好，經(jīng)過時效處理后尺寸穩(wěn)定成。本夾具體材料采用ht150成本低。 63夾具體支腳的設(shè)計 應(yīng)減少夾具體底面與機床工作臺的接觸面積，使夾具體放置平穩(wěn)。 支腳的設(shè)計應(yīng)滿足下面的要求: 6.3.1 支腳必須是四個. 6.3.2 支腳斷面尺寸必須大于機床工作臺t形槽的寬. 6.3.3 夾具的重心、鉆削壓力必須落在支腳形成的支撐面上. 6.3.4 支腳必須與鉆床主軸軸線垂直或平行,保證加工質(zhì)量 本鉆模體有兩個基準面，（彼此互相垂直）以保證兩基準面分別與加工時的鉆頭方向垂直。.7 主要尺寸的確定71輪廓尺寸為 180x143x14072有關(guān)尺寸的確定。711定

16、位柱中心線到10鉆套的中心距由杠桿臂上的尺寸來確定，零件圖上中心距為：78+ -0。5夾具定位柱中心線到10鉆套的中心距的基本尺寸為78，公差為零件公差的1/31/5取±0。15定位柱中心線到10鉆套的中心距為78±0。15712在另外一個垂直方向上，定位柱中心線到13鉆套的中心距由杠桿臂上的尺寸來確定，定位柱中心線到13鉆套的中心在左右方向的中心距零件圖上為：15±0。5 ，夾具定位柱中心線到13鉆套的中心距的基本尺寸為15，公差為零件公差的1/31/5取±0。15定位柱中心線到13鉆套的中心距為15±0。15713定位柱中心線到13鉆套的中

17、心在上下方向的中心距零件圖上為：12.5，是未注公差我們?nèi)?2.5±0.0572 幾處配合的確定。定位柱與體孔配合16h7/n6定位柱與工件配合10鉆套22h8/e810鉆套與模板低孔是配合18h7/n613鉆套與模板低孔是配合22h7/n68定位誤差的計算： 一批工件分別在夾具中定位時，各工件所占據(jù)的位置并不完全一致。由于工件在夾具中定位不準確所引起的加工誤差，稱為定位誤差。定位誤差的計算公式: d=b +w 其中：d :定位誤差 b：基準不重合誤差 w：基準位移誤差81 鉆10孔時的定位誤差：基準不重合誤差b：b=0（設(shè)計基準與定位基準重合）w：由于不能保證單邊接觸基準位移誤差等

18、于定位柱配合的最大間隙w =xmax=定位誤差: d=b +w = xmax=8 鉆13孔時的定位誤差：基準不重合誤差b：b=0（設(shè)計基準與定位基準重合）w：（定位環(huán)形面和基準環(huán)形面經(jīng)過加工而接觸）定位誤差的: d=b +w =0 9.夾具的使用 91 工件在夾具上的安裝 工件以22孔套入夾具定位柱上,以端面與定位基準面（環(huán)形面）接觸,且轉(zhuǎn)動工件使另一端厚10，以r12d 側(cè)向中心線與防轉(zhuǎn)銷接觸，定位完畢。初步擰緊件夾緊螺母，工件另一端與調(diào)高后的輔助支撐接觸良好后，寧緊鎖緊螺母，再將夾緊螺母完全擰緊。其夾緊力的大小由工人憑經(jīng)驗自行掌握.（用標準呆扳手） 92工件的加工過程 921以夾具基準面af平放在立鉆工作臺上,讓鉆頭與鉆套處于正確位置,引導(dǎo)鉆頭鉆10孔,操作完畢后,夾具翻轉(zhuǎn)90度，以基準面e平放在工作臺上,對好基準鉆13孔. 9 3 松開夾緊螺紋，側(cè)向抽出開口墊圈,取出工件,加工完畢。10 參考資料 機械制造工藝學(xué) （清華大學(xué) 王先逵主編） 機械設(shè)計師手冊 機床夾具設(shè)計 （哈爾濱工業(yè)大學(xué)） 機加工工藝手冊 高級鉗工技能訓(xùn)練 機械制造裝備 （黃鶴汀主編） 致 謝尊敬的各位