“擋環(huán)”零件的鉆床夾具設計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上1引言設計是機械工程的重要組成部分，是決定機械性能的最主要因素。由于各產(chǎn)業(yè)對機械的性能要求不同而有許多專業(yè)性的機械設計，如紡織機械設計、礦山機械設計、農(nóng)業(yè)機械設計、船舶設計、汽車設計、機床設計、壓縮機設計、內(nèi)燃機設計、汽輪機設計等專業(yè)性的機械設計分支學科。 在機械制造廠的生產(chǎn)過程中,用來安裝工件使之固定在正確位置上,完成其切削加工 、檢驗、裝配、焊接等工作,所使用的工藝裝備統(tǒng)稱為夾具。如機床夾具、檢驗機械夾具、焊接夾具、裝配夾具等。鉆床夾具的概述：鉆床夾具：用干各種鉆床（鏜床組合機床）上的夾具，又稱鉆模，鏜模。主要目的保證孔的精度（位置）。要想對鉆床夾具有深刻的了解，

2、就要先知道鉆床夾具的特點。在一般鉆床對工件進行空加工，多具有以下特點: 首先是刀具本身的剛性比較差。鉆床上所加工的空多為小尺寸的孔，其工序內(nèi)容不外乎鉆、擴、鉸、锪或攻螺紋等加工，所以，刀具直徑往往比較小，而軸向尺寸比較啊，刀具的剛性均較差。 其次是多刃刀的不對稱，易造成空的形位公差。鉆、擴、鉸等孔加工刀具，多為多刃刀具，當?shù)度蟹植疾粚ΨQ，或刀刃分布不對稱，或刀刃長度不等，會造成被加工孔的制造誤差，尤其是采用普通麻花鉆鉆孔，手工刃磨鉆頭所造成的兩側不對稱，極易造成被加工孔的孔位偏移、孔徑增大及孔軸線的彎曲和歪斜，嚴重影響孔的形狀、位置精度。 再有就是普通麻花鉆頭起鉆

3、時，孔的精度極差。普通麻花鉆軸向尺寸大，結構剛性差，加上鉆心結構所形成的橫刃，破壞定心，使鉆尖運動布穩(wěn)定，往往在起鉆過程造成較大的孔位誤差。在單件、小批量生產(chǎn)種中，往往要考操作工在起鉆過程中不斷地進行人工矯正控制孔位精度，而在大批生產(chǎn)中，則需依靠刀刃結構的改進和夾具對刀具的嚴格引導解決。 綜合以上孔加工特點，鉆床夾具的主要任務是解決好工件相對刀具的正確加工位置的嚴格控制問題。在大批量生產(chǎn)中，為有解決鉆頭鉆孔的精度不穩(wěn)定的問題，多直接設置帶有刀具引導的鉆模板，對鉆頭進行正確引導和對孔位進行強制性限制。尤其是對箱體、蓋板類工件的鉆孔，往往要同時有多支鉆頭一次性鉆出眾多的孔，為保證加工孔隙的位置精度

4、，一定要通過一塊精確的模版，把多個孔位由引導限制好。這種用來正確引導鉆頭控制孔位精度的模版。專業(yè)化、高效生產(chǎn)中的鉆床夾具，通常具有較精確的鉆模版，以正確、快速地引導鉆頭控制孔位精度，這是鉆床夾具的最主要的特點。所以，習慣上又把鉆床夾具稱為鉆模。為防止鉆刃破壞鉆模板上引導孔的孔壁，多在引導孔中設置高硬度的鉆套，以維持鉆模板的孔系精度。2設計思想2.1主要技術指標1）保證工件的加工精度專用夾具應有合理的定位方案、合適的尺寸、公差和技術要求，并進行必要的精度分析，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。2）提高生產(chǎn)效率專用夾具的復雜程度要與工件的生產(chǎn)綱領相適應。應根據(jù)工件生產(chǎn)批量的大小選用不同復雜程度的快

5、速高效夾緊裝置，以縮短輔助時間，提高生產(chǎn)效率。3）工藝性好專用夾具的結構簡單、合理、便于加工、裝配、檢驗和維修。專用夾具的生產(chǎn)屬于中批量生產(chǎn)。4）使用性好專用夾具的操作應簡便、省力、安全可靠，排屑應方便，必要時可設置排屑結構。5）經(jīng)濟性好除考慮專用夾具本身結構簡單、標準化程度高、成本低廉外，還應根據(jù)生產(chǎn)綱領對夾具方案進行必要的經(jīng)濟分析，以提高夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟效益。2.2設計方案、設計方法、設計手段。研究原始資料,在明確夾具設計任務后，應對以下幾方面的原始資料進行研究。2.2研究加工工件圖樣。了解該工件的結構形狀、尺寸、材料、熱處理要求，主要表面的加工精度、表面粗糙度及其它技術要求。熟悉工藝文

6、件，明確以下內(nèi)容1）毛坯的種類、形狀、加工余量及其精度。2）工件的加工工藝過程、工序圖、本工序所處的地位，本工序前已加工表面的精度及表面粗糙度，基準面的狀況。3）本工序所使用的機床、刀具及其它輔具的規(guī)格。4）本工序所采用的切削量。2.3擬訂夾具的結構方案擬訂夾具的結構方案包括以下幾個內(nèi)容.1）確定夾具的類型各類機床夾具均有多種不同的類型、鉆床夾具有固定式、翻轉(zhuǎn)式、蓋板式和滑板式等，應根據(jù)工件的型狀、尺寸、加工要求及重量確定為回轉(zhuǎn)式。2）確定工件的定位方案，設計定位裝置根據(jù)六點定位原則，通過分析工序圖確定工件以椎孔定位，定位元件為心軸。3）確定工件的夾緊方式，設計夾緊裝置常用的夾緊機構有斜楔夾緊

7、、螺旋夾緊、偏心夾緊、鉸鏈夾緊等。根據(jù)工件的結構，加工方法其因素確定為螺旋夾緊。4）確定引導元件（鉆套的類型及結構尺寸）鉆套的類型有固定式鉆套、可換式鉆套、快換式鉆套、特殊式鉆套，根據(jù)工件加工量確定為可換式鉆套。5）夾具精度分析與計算6）繪制夾具總圖2.4主要工作程序1）零件本工序的加工要求分析2）確定夾具類型3）擬定定位方案和選擇定位元件4）確定夾緊方案5）確定引導元件(鉆套的類型及結構尺寸)6）夾具精度分析與計算7）繪制夾具總圖8）繪制夾具零件圖樣9）編寫設計說明書2.5總結我們在設計專用夾具時為了能滿足工件的加工精度要求，考慮了合理的定位方案、合適的尺寸、公差和技術要求，并進行了必要的精

8、度分析。由于是中批量生產(chǎn)，采用了固定式鉆床夾具，提高了生產(chǎn)效率。在工藝性方面使這種夾具的結構簡單、合理、便于加工、裝配、檢驗和維修。在使用性方面這種夾具的操作簡便、省力、安全可靠，排屑也方便，必要時可設置排屑結構。通過對鉆床夾具設計的制作，進一步鞏固和所學基本知識并使所學知識得到綜合運用。學會查閱和收集技術資料，提高運用計算機輔助設計的能力，樹立正確的設計思想和嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L。設計思想：以定位軸為主定位，以固定式套筒為輔助定位。此次設計需要完成的題目如下：如圖2-1所示，設計加工擋環(huán)上10H7小孔的鉆床夾具。圖中其他各表面均已加工完畢，并且中等批量生產(chǎn)。本工序是為一擋環(huán)零件加工 1 個10H7

9、 的小孔,所設計的一套鉆床專用夾具。主要技術指標能保證工件的加工精度、提高生產(chǎn)效率、工藝性和使用性好。（圖2-1）零件圖3鉆床夾具設計過程如圖3-1所示為擋環(huán)工件造型圖：（圖3-1）零件造型圖3.1零件本工序的加工要求分析本工序使用機床為 Z5125立鉆。刀具為通用標準工具，鉆10H7孔。本工序前已加工的表面有：50孔、24H7孔及其端面；外徑80、64兩端面。3.2 確定夾具類型本工序所加工一個孔 (10H7)，位于工件外徑 80的圓周上，孔徑較小，工件重量輕、輪廓尺寸以及生產(chǎn)量為中批量生產(chǎn)等原因，采用固定式鉆模。3.3 擬定定位方案和選擇定位元件1）定位方案根據(jù)工件結構特點，其定位方案有兩

10、種：以 24H7孔及其左端面為定位面，限制5個自由度。這一定位方案，存在基準不重合誤差，會引起較大的定位誤差。以 24H7孔定位，以 50孔左端面為定位面，限制5個自由度。這一定為方案設計基準與定位基準重合，所以B=0比較上述兩種定位方案，初步確定選用第二種方案。2）選擇定位元件選擇帶臺階面的定位心軸，作為以10H7孔及其端面的定位元件。定位配合取10H7/f6。3）定位誤差計算加工10H7孔時孔距尺寸 18±0.1mm的定位誤差計算由于基準重合，故B=0；不存在基準位移誤差，故D=0 。由此可知此定位方案能滿足尺寸18±0.1mm的定位要求。3.4確定夾緊方案參考夾具資料

11、，以定位軸為主定位，以固定式套筒為輔助定位，采用 M18螺母、端蓋、墊圈和定位軸在24H7孔右端面夾緊工件。3.5確定引導元件由于生產(chǎn)量為中批量生產(chǎn)故選用可換鉆套。主要尺寸由機床夾具零、部件國家標準 GB/T2263 80 、 GB/T2265 80選取。鉆孔時鉆套內(nèi)徑為10mm。外徑為16mm 。中間襯套內(nèi)徑為16mm。中間襯套外徑為22mm。鉆套端面至加工面的距離取 8mm。麻花鉆選用10mm 。引導元件至定位元件間的位置尺寸為50±0.03mm。鉆套軸線對基面的垂直度允差為0.02mm。3.6 夾具精度分析與計算所設計夾具需保證的加工要求有：尺寸 18± 0.1mm；

12、孔 10軸線對 24 軸線間垂直度公差0.1 mm等二項，精度分別驗算如下：1.尺寸 18± 0.1mm的精度校核A、定位誤差D，有前計算，已知D=0；B、鉆套與中間襯套間的最大配合間隙T1= 0.027mm；C、定位軸的定位端面至襯套中心距離（50mm）其尺寸公差按工件相應尺寸公差的三分之一取為J1=0.03 mm；D、麻花鉆與鉆套內(nèi)孔的間隙 X 2= 0.04mm；E、鉆套外徑與中間襯套內(nèi)徑間的最大配合間隙I= 0.027mm；F、鉆頭在鉆套孔中的傾斜誤差：X1=（B+S+H/2）×X2 ÷H由于B=5 mm，S=8 mm，H=15 mm。所以X1=（5+8+

13、9）×0.04÷18=0.059G、鉆套中間襯套內(nèi)外表面軸度公差e1=e2=0.02 mm；按概率法相加T=（2J1）2+ e12+ e22+12+ X12=0.124 mmD+T=0.124 mm0.2 mm因而該夾具能保證尺寸18± 0.1 mm的加工要求。2.孔，10軸線對24軸線間垂直度公差0.1 mm精度校核鉆套孔軸線對夾具底座間垂直度誤差T=0.02 mm因此夾具能保證兩孔軸線的垂直度要求。3.7夾緊機構設計與夾緊計算夾緊機構設計根據(jù)設計思想，則此鉆床夾具采用固定式鉆床夾具，如圖3-2所示：（圖3-2）夾具圖夾緊計算 查表可得=42.7、 xf=1.0

14、、 yf=0.7、.=.0.9因此Fz=.595N 查表可得=0.021、 xM=2.0、 yM=0.8、.=.0.87 因此 扭矩 M=1.6Nm 由夾緊力機構產(chǎn)生的實際夾緊力應滿足下式 P=K×其中：其余系數(shù)K=K1×K2×K3×K4 K1基本安全系數(shù) 1.3 K2加工性質(zhì)系數(shù)1.1 K3刀具鈍化系數(shù)1.15 K4斷續(xù)刀削系數(shù)1.2 所以 K=1.3×1.1×1.15×1.2.=1.98考慮實際夾緊力較小，以及所加工零件的結構特征，決定選用滑動壓板夾緊結構 而且不需要進行強度.校核.。3.8操作過程說明扭松螺母取下端蓋將

15、工件裝到定位軸上，裝上端蓋扭緊螺母，則工件被固定。扭松螺母，拆下端蓋，則可取下工件。4.繪制夾具總圖繪制的夾具零件如圖4-1所示。根據(jù)已完成的夾具結構草圖，進一步修改結構，完善視圖后，繪制正式夾具總裝圖。如圖4-1所示;圖4-1 夾具總圖5.夾具零件圖繪制的夾具零件如圖5-1所示。 圖5-1 夾具零件定位軸6.課程設計心得體會課程設計是我們專業(yè)課程知識綜合應用的實踐訓練，這是我們從事職業(yè)工作的一個必不可少的過程.為期二年的高級技工培訓工作接近尾聲，回顧整個過程，我們在老師的指導下，取得了可喜的成績，課程設計作為機械制造工藝學課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實踐更加接近，加深了理論知識的理解，強化了生產(chǎn)

16、中的感性認識。設計思路是最重要的，只要你的設計思路是成功的，那你的設計已經(jīng)成功了一半。因此我們應該在設計前做好充分的準備，像查找詳細的資料，為我們設計的成功打下堅實的基礎?？傮w來說，通過這次設計我受益匪淺。在摸索該如何畫出夾具零件圖時的過程中，也特別有趣，培養(yǎng)了我的設計思維，增加了理論知識。對一些先進的生產(chǎn)技術和工藝，先進材料有一定的了解和認識。對未來的生產(chǎn)技術有很大的想象空間。在讓我體會到了搞設計艱辛的同時，更讓我體會到成功的喜悅和快樂。本次課題設計主要為專用夾具設計。我們運用了基準選擇、切削用量選擇計算、機床選用、時間定額計算等方面的知識；夾具設計的階段運用了工件定位、夾緊機構及零件結構設

17、計等方面的知識。通過此次設計，使我們基本掌握了零件的加工過程分析、工藝文件的編制、專用夾具設計的方法和步驟等。學會了查相關手冊、選擇使用工藝裝備等等?？偟膩碚f，這次設計，使我們在基本理論的綜合運用及正確解決實際問題等方面得到了一次較好的訓練。提高了我們在實際工作中分析原因、解決問題的能力。由于能力所限，設計中還有許多不足之處，懇請各位老師、領導們批評指正！致 謝自從進入2014年3月至今，近兩年多的學習生活讓我難以忘懷。兩年的學習是短暫充實的，各位任課老師的悉心指導，同學們的熱情幫助都給我留下了深刻的印象。本文的研究工作進展的比較順利，關鍵的程序和平臺功能可以正常實現(xiàn)，這得益于各位老師悉心的指點和無私的關懷，我在其中受益匪淺。最后，我要衷心地感謝學校和老師的耐心講授和指導，特別是我的指導老師辛老師，她一