數(shù)控1101數(shù)控夾具實習(xí)任務(wù)書

PAGE13目錄摘要 2第1章銑床夾具的概念 31.1銑床夾具介紹 31.2銑床夾具的分類 31.3銑床常用通用夾具的結(jié)構(gòu) 4第2章銑床夾具的設(shè)計 52.1銑床夾具的設(shè)計要點 52.1.1定向鍵 52.1.2對刀裝置 52.1.3夾具體設(shè)計 62.2夾具裝夾工件的特點 62.3銑床夾具的安裝 6第3章銑床夾具的對刀與定位 73.1定位方案 73.2銑床夾具的定位 73.3定位誤差計算 93.4夾緊方案 10第4章銑刀分類 114.1.按銑刀的用途分類 114.2.按銑刀齒背形狀分類 11第5章夾具體與定位鍵 125.1夾具總圖上的尺寸、公差和技術(shù)要求 125.2夾具精度分析 12設(shè)計收獲 14致謝 15參考文獻(xiàn) 16附錄 17摘要夾具是機(jī)械加工不可缺少的部件，在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。本論文是結(jié)合目前實際生產(chǎn)中，常常發(fā)現(xiàn)僅用通用夾具不能滿足生產(chǎn)要求，用通用夾具裝夾工件生產(chǎn)效率低勞動強(qiáng)大，加工質(zhì)量不高，而且往往需要增加劃線工序，而專門設(shè)計的銑床夾具，主要包括夾具的定位方案，夾緊方案、對刀方案，夾具體與定位鍵的設(shè)計及加工精度等方面的分析。設(shè)計銑床夾具，首先要仔細(xì)分析加工零件的技術(shù)要求，運(yùn)用夾具設(shè)計的基本原理和方法，擬定夾具設(shè)計方案；在滿足加工精度的條件下，合理的進(jìn)行安裝、定位、夾緊；在完成夾具草圖后，進(jìn)一步考慮零件間的連接關(guān)系和螺釘、螺母、定位銷等的固定方式，設(shè)計合理的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)各零部件間的相對運(yùn)動；根據(jù)各零件的使用要求，選擇相應(yīng)的材料。本設(shè)計銑床夾具有良好的加工精度，針對性強(qiáng)，主要用于撥叉零件銑槽工序的加工。其具有夾緊力裝置，具備現(xiàn)代機(jī)床夾具所要求的高效化和精密化的特點，可以有效的減少工件加工的基本時間和輔助時間，大大提高了勞動生產(chǎn)力，從而可以有效地減輕工人的勞動強(qiáng)度和增加勞動效率。因此，對夾具知識的認(rèn)識和學(xué)習(xí)以及設(shè)計新式的適合實際生產(chǎn)的夾具在今天顯得尤為重要起來。完成鉆床夾具的所有設(shè)計后，用AutoCAD進(jìn)行二維圖形的繪制，首先畫裝配圖，然后從裝配圖上拆畫零件圖，標(biāo)注相關(guān)尺寸及技術(shù)要求，最后進(jìn)行論文的撰寫、整理、修改完成該畢業(yè)設(shè)計。關(guān)鍵詞：機(jī)械，銑床夾具，設(shè)計，高效，AutoCAD第1章銑床夾具的概念1.1銑床夾具介紹\o"編輯本段"銑床夾具主要用于加工零件上的平面、凹槽、花鍵及各種成型面，是最常用的夾具之一。主要由定位裝置、夾緊裝置、夾具體、連接元件、對刀元件組成。銑削加工時，切削力較大，又是斷續(xù)切削，振動較大，因此銑床夾具的夾緊力要求較大，夾具剛度、強(qiáng)度要求都比較高。1.2銑床夾具的分類銑床夾具適用范圍運(yùn)動特點自動化程度和夾具動力源的不同銑床夾具適用范圍運(yùn)動特點自動化程度和夾具動力源的不同通用銑床夾具專用銑床夾具組合銑床夾具直線進(jìn)給夾具圓周進(jìn)給夾具沿曲線進(jìn)給夾具電動氣動液壓裝夾工作數(shù)量的多少單件雙件多件圖1-1銑床夾具的分類1.3銑床常用通用夾具的結(jié)構(gòu)銑床常用的通用夾具主要有平口虎鉗，它主要用于裝夾長方形工件，也可用于裝夾圓柱形工件。機(jī)用平口虎鉗是通過虎鉗體固定在機(jī)床上。固定鉗口和鉗口鐵起垂直定位作用，虎鉗體上的導(dǎo)軌平面起水平定位作用?；顒幼⒙菽?、絲桿（及方頭的）和緊固螺釘可作為夾緊元件?；剞D(zhuǎn)底座和定位鍵分別起角度分度和夾具定位作用。第2章銑床夾具的設(shè)計2.1銑床夾具的設(shè)計要點由于銑削加工切削用量及切削力較大，又是多刃斷續(xù)切削，加工時易產(chǎn)生振動，因此設(shè)計銑床夾具時應(yīng)注意：夾緊力要足夠且反行程自鎖；夾具的安裝要準(zhǔn)確可靠，即安裝及加工時要正確使用定向鍵、對刀裝置；夾具體要有足夠的剛度和穩(wěn)定性，結(jié)構(gòu)要合理。2.1.1定向鍵定向鍵（見圖2-1）也稱定位鍵，安裝在夾具底面的縱向槽中，一般用兩個，安在一條直線上，其距離越遠(yuǎn)，導(dǎo)向精度越高，用螺釘緊固在夾具體上。定向鍵通過與銑床工作臺上的形槽配合確定夾具在機(jī)床上的正確位置；還能承受部分切削扭矩，減輕夾緊螺栓的負(fù)荷，增加夾具的穩(wěn)定性，因此平面夾具及有些專用鉆鏜床夾具也常使用。定向鍵有矩形和圓形兩種。定向精度要求高或重型夾具不宜采用定向鍵，而是在夾具體上加工出一窄長面作為找正基面來校正夾具的安裝位置。圖2-1定向鍵圖2-1定向鍵2.1.2對刀裝置對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定夾具和刀具的相對位置。對刀裝置的結(jié)構(gòu)形式取決于加工表面的形狀。對刀塊常用銷釘和螺釘緊固在夾具體上，其位置應(yīng)便于使用塞尺對刀，不妨礙工件裝卸。對刀時，在刀具與對刀塊之間加一塞尺，避免刀具與對刀塊直接接觸而損壞刀刃或造成對刀塊過早磨損。塞尺有平塞尺和圓柱形塞尺兩種，其厚度和直徑為3～5mm,制造公差h6。對刀塊和塞尺均已標(biāo)準(zhǔn)化（設(shè)計時可查閱相關(guān)手冊），使用時，夾具總圖上應(yīng)標(biāo)明塞尺尺寸及對刀塊工作表面與定位元件之間的位置。對刀裝置應(yīng)設(shè)置在便于對刀而且是工件切入的一端。2.1.3夾具體設(shè)計為提高銑床夾具在機(jī)床上安裝的穩(wěn)固性，減輕其斷續(xù)切削可能引起的振動，夾具體不僅要有足夠的剛度和強(qiáng)度，其高度和寬度比也應(yīng)恰當(dāng)，一般有H/B≤1～1.25，以降低夾具重心，使工件加工表面盡量靠近工作臺面。此外，還要合理地設(shè)置加強(qiáng)筋和耳座。若夾具體較寬，可在同一側(cè)設(shè)置兩個與銑床工作臺T形槽間等距的耳座；對重型銑床夾具，夾具體兩端還應(yīng)設(shè)置吊裝孔或吊環(huán)等以便搬運(yùn)。2.2夾具裝夾工件的特點夾具裝夾方法是靠夾具將工件定位、夾緊，以保證工件相對于刀具、機(jī)床的正確位置具有以下特點：1.工件在夾具中的正確定位，是通過工件上的定位基準(zhǔn)面與夾具上的定位元件相接觸而實現(xiàn)的。因此，不再需要找正便可將工件夾緊。2.由于夾具預(yù)先在機(jī)床上已調(diào)整好位置（也有在加工過程中再進(jìn)行找正的），因此，工件通過夾具對于機(jī)床也就占有了正確的位置。3.通過夾具上的對刀裝置，保證了工件加工表面相對于刀具的正確位置。4.裝夾基本上不受工人技術(shù)水平的影響，能比較容易和穩(wěn)定地保證加工精度。5.裝夾迅速、方便，能減輕勞動強(qiáng)度，顯著地減少輔助時間，提高勞動生產(chǎn)率。6.能擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍。如鏜削圖機(jī)體上的階梯孔，若沒有臥式鏜床和專用設(shè)備，可設(shè)計一夾具在車床上加工。綜上所述：夾具安裝方法簡單，不受技術(shù)水平影響，易操作。2.3銑床夾具的安裝銑床夾具在銑床工作臺上的安裝位置，直接影響被加工表面的位置精度，因而在設(shè)計時必須考慮其安裝方法，一般是在夾具底座下面裝兩個定位鍵。定位鍵的結(jié)構(gòu)尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化，應(yīng)按銑床工作臺的T形槽尺寸選定，它和夾具底座以及工作臺T形槽的配合為H7/h6、H8/h8。兩定位鍵的距離應(yīng)力求最大，以利提高安裝精度。作為定位鍵的安裝是夾具通過兩個定位鍵嵌入到銑床工作臺的同一條T形槽中，再用T形螺栓和墊圈、螺母將夾具體緊固在工作臺上，所以在夾具體上還需要提供兩個穿T形螺栓的耳座。如果夾具寬度較大時，可在同側(cè)設(shè)置兩個耳座，兩耳座的距離要和銑床工作臺兩個T形槽間的距離一致。第3章銑床夾具的對刀與定位銑床夾具在工作臺上安裝好了以后，還要調(diào)整銑刀對夾具的相對位置，以便于進(jìn)行定距加工。為了使刀具與工件被加工表面的相對位置能迅速而正確地對準(zhǔn)，在夾具上可以采用對刀裝置。對刀裝置是由對刀塊和塞尺等組成，其結(jié)構(gòu)尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化。各種對刀塊的結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)工件的具體加工要求進(jìn)行選擇。3.1定位方案圖3-1所示拔叉零件，要求設(shè)計銑槽工序用的銑床夾具。根據(jù)工藝規(guī)程，在銑槽之前其它各表面均已加工好。本工序的加工要求是：槽寬16H11mm，槽深8mm，槽的中心平面與Ф25H7孔軸線的垂直度公差為0.08mm，槽側(cè)面與E面的距離11±0.2mm，槽底面與Ф25H7孔軸線平行。圖3-1撥叉零件3.2銑床夾具的定位如圖3-2所示，有三種定位方案可供選擇：方案=1\*ROMANI：工件以E面作為主要定位面，用支承板1和短銷2（與工件Ф25H7孔配合）限制工件五個自由度，另設(shè)置一防轉(zhuǎn)擋銷實現(xiàn)六點定位。為了提高工件的裝夾剛度，在C處加一輔助支承，如圖（a）所示。方案=2\*ROMANII：工件以Ф25H7孔作為主要定位基面，用長銷3和支承釘4限制工件五個自由度，另設(shè)置一防轉(zhuǎn)擋銷實現(xiàn)六點定位。在C處也加一輔助支承，如圖（b）所示。方案=3\*ROMANIII：工件以Ф25H7孔為主要定位基面，用長銷3和長條支承板5限制兩個自由度，限制工件六個自由度，其中繞z軸轉(zhuǎn)動的自由度被重復(fù)限制了，另設(shè)置一防擋銷。在C處也加一輔助支承，如圖（c）所示。比較以上三種方案，方案=1\*ROMANI中工件繞x軸轉(zhuǎn)動的自由度由E面限制，定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合，不利于保證槽的中心平面與Ф25H7孔軸線的垂直度。方案=2\*ROMANII中雖然定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合，槽的中心平面與Ф25H7孔軸線的垂直度要求保證，但這種定位方式不利于工件的夾緊。由于輔助支承是在工件夾緊后才起作用，而是施加夾緊力P時，支承釘4的面積太小，工件極易歪斜變形，夾緊也不可靠。方案=3\*ROMANIII中雖是過定位，但若在工件加工工藝方案中，安排Ф25H7孔與E面在一次裝夾中加工，使Ф25H7孔與E面有較高的垂直度，則過定位的影響甚小。在對工件施加夾緊力P時，工件的變形也很小，且定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合。綜上所述，方案=3\*ROMANIII較好。圖3-2銑槽定位方案對于防轉(zhuǎn)擋銷位置的設(shè)置，有兩種不同的方案，如圖3-3所示。當(dāng)擋銷放在位置1時，由于B面與Ф25H7孔的距離較進(jìn)（230-0.3mm），尺寸公差又大，定位精度低。擋銷放在位置2時，雖然距Ф25H7孔軸線較遠(yuǎn)，但由于工件定位是毛面，因而定位精度也較低。而當(dāng)擋銷放在位置3時，距Ф25H7孔軸線較遠(yuǎn)，工件定位面的精度較高（Ф55H12），定位精度較高，且能承受切削力所引起的轉(zhuǎn)矩。因此，防轉(zhuǎn)擋銷應(yīng)放在位置3較好。綜上所述：選擇方案=3\*ROMANIII較好。圖3-3擋銷的位置3.3定位誤差計算除槽寬16H11由銑刀保證外，本夾具要保證槽側(cè)面與E面的距離及槽的中心平面與Ф25H7孔軸線的垂直度，其它要求未注公差，因此只需計算上述兩項加工要求的定位誤差。1.加工尺寸11±0.2mm的定位誤差采用圖3-2（c）所示定位方案時，E面既是工序基準(zhǔn)，又是定位基準(zhǔn)，故基準(zhǔn)不重合誤差為零。有由于E面與長條支承板始終保持接觸，故基準(zhǔn)位移誤差為零。因此，加工尺寸11±0.2mm沒有定位誤差。2.槽的中心平面與Ф25H7孔軸線垂直度的定位誤差長銷與工件的配合去Ф，則Ф25g6=Ф（mm）（3-1）Ф25H7=Ф（mm）（3-2）由于定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合，故基準(zhǔn)不重合誤差為零。基準(zhǔn)位移誤差的分析如圖3-4所示：圖3-4基準(zhǔn)位移誤差分析基準(zhǔn)位移誤差：△y=2*8tan△a=2*8*0.000625=0.01（mm）（3-3）由于定位誤差：△D=△y=0.01＜0.08/3（mm），故此定位方案可行。3.4夾緊方案根據(jù)工件夾緊的原則，除在圖3-2（c）中施加夾緊力外，還應(yīng)在靠近加工面處增加一夾緊力，如圖3-5所示，用螺母與開口墊圈夾壓在工件圓柱的左端面，而對著支撐板的夾緊機(jī)構(gòu)可采用鉤形壓板，使結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便。圖3-5夾緊方案第4章銑刀分類銑刀的類型很多，可根據(jù)銑刀的形狀及用途分類。4.1.按銑刀的用途分類（1）加工平面用的銑刀圓柱銑刀：用于臥式銑床上加工平面，主要是用高速鋼制造。圓柱銑刀采用螺旋形刀齒以提高切削工作的平穩(wěn)性。端面銑刀：用于立式銑床上加工平面。刀齒采用硬質(zhì)合金制造，生產(chǎn)高。（2）加工溝槽用的銑刀如鍵槽銑刀、兩面刃銑刀、三面刃銑刀、立銑刀、角度銑刀、月牙鍵槽銑刀、鋸片銑刀等。（3）加工成形表面用的銑刀如成形銑刀。4.2.按銑刀齒背形狀分類（1）尖齒銑刀尖齒銑刀也叫直線齒背銑刀。這種銑刀的刀齒是尖齒的，其齒背是用角度銑刀銑出來的，所以呈直線形。（2）產(chǎn)齒銑刀產(chǎn)齒銑刀的齒背是用產(chǎn)齒的方法得到的。產(chǎn)齒銑刀沿前刀面重磨，重磨后銑刀的刀齒性能保持不變，因此適用于切削廓形較復(fù)雜的銑刀，如成形銑刀等。除此之外，銑刀還可以按刀齒數(shù)目分為粗齒銑刀和細(xì)齒銑刀。在直徑相同的情況下，粗齒銑刀的刀數(shù)較少，刀齒的強(qiáng)度及容屑空間較大，適于粗加工，細(xì)齒銑刀適用于半精加工和精加工。加工槽的銑刀需兩個方向?qū)Φ?，故?yīng)采用直角對刀塊。第5章夾具體與定位鍵為保證工件在工作臺上安裝穩(wěn)定，應(yīng)按照夾具體的高寬比不大于1.25的原則確定其寬度，并在兩端設(shè)置耳座，以便固定。為了使夾具在機(jī)床工作臺的位置準(zhǔn)確及保證槽的中心平面與Ф25H7孔軸線垂直度要求，夾具體底面應(yīng)設(shè)置定位鍵，定位鍵的側(cè)面應(yīng)與長銷的軸心線垂直。5.1夾具總圖上的尺寸、公差和技術(shù)要求下面是對撥叉銑槽夾具（見裝配圖）的分析說明。1.夾具最大輪廓尺寸為234mm，210mm，250mm。2.影響工件定位精度的尺寸和公差為工件內(nèi)孔與長銷10的配合尺寸為Ф和擋銷的位置尺寸為6±0.024mm及107±0.07mm。3.影響夾具在機(jī)床上安裝精度的尺寸和公差定位鍵與銑床工作臺T形槽的配合尺寸14h6。4.影響夾具精度的尺寸個公差為定位長銷10的軸心線對定位鍵側(cè)面B的垂直度為0.03mm；定位長銷10的軸心線對夾具底面A的平行度為0.05mm；對刀塊的位置尺寸為9±0.04mm和13±0.04mm。圖中，塞尺厚度為2h8mm，所以對刀塊水平方向的位置尺寸為：a=11-2=9（mm）（基本尺寸）（5-1）對刀塊垂直方向的位置尺寸為：b=23-8-2=13（mm）（基本尺寸）（5-2）對刀塊位置尺寸的公差取工件相應(yīng)尺寸公差的2/1～1/5。因此，a=9±0.04mm；b=13±0.04mm。5.影響對刀精度的尺寸和公差，塞尺的厚度尺寸2h8=22-0.014mm。5.2夾具精度分析為確使夾具能滿足工序要求，在夾具技術(shù)要求指定以后，還必須對夾具進(jìn)行精度分析。若工序某項精度不能被保證時，還需要夾具的有關(guān)技術(shù)要求作適當(dāng)調(diào)整。按夾具的誤差分析一章中的分析方法，下面對本例中的工序要求逐項分析。1.槽寬尺寸16H11mm2.槽側(cè)面到E面尺寸11±0.2mm，對此項要求有影響的是對刀塊側(cè)面到定位板間的尺寸9±0.04mm及塞尺的精度（2h8mm）。上述兩項誤差之和：△D+△G+△A+△J+△T=0.094＜0.4(vmm)（5-3）因此，尺寸11±0.2mm能保證。3.槽深8mm，由于工件在Z方向的位置由定位銷確定，而該尺寸的設(shè)計基準(zhǔn)為B面。因此有定位誤差，其中△B=0.2vmm（5-4）△y=(δd+δD）/2=（0.16+0.025）/2=0.02mm(δd為銷公差，δD為工件公差）（5-5）△D=△B+△y=0.22mm（5-6）另外，塞尺尺寸（2h8mm）及對刀塊水平面到定位銷的尺寸（13±0.04mm）也對槽深尺寸有影響，△T=0.014+0.08+0.094mm，△J、△G、△A都對槽深無影響，因此，△D+△G+△A+△J+△T=0.314（mm）（5-7）尺寸8的公差（按IT14級）為0.36mm，故尺寸8mm能保證。4.槽的中心平面與Ф25H7孔軸線垂直度公差0.08mm，影響該項要求的因素有：（1）定位誤差△D=△y=0.01mm；（2）加工方法誤差△G=0.012mm；（3）夾具定位心軸17的軸線與夾具底面A的平行度公差0.05mm（見附錄裝配圖），即△A=0.05mm；（4）定位心軸17的軸線對定位側(cè)面B的垂直度公差0.05mm，即△A=0.05mm，而△J、△T都對垂直度無影響。由于這些誤差不在同一方向，因此，槽中心平面最大位置誤差在YOZ面之上為0.01+0.012+0.05=0.072mm；在YOX平面上為0.01+0.012+0.03=0.052mm。此兩項都小于垂直度公差0.08mm，故該項要求能保證。綜上所述，該銑槽夾具能滿足銑槽工序要求，可行。PAGE17-設(shè)計收獲從2013年12月02日至2013年12月06日我從零件的結(jié)構(gòu)特點及加工內(nèi)容初步擬定定位方案，夾緊方案，繪制草圖，修改方案，最終確定方案。這期間鞏固復(fù)習(xí)了以前學(xué)習(xí)過的內(nèi)容并進(jìn)行了綜合運(yùn)用，提高了我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識以及理論結(jié)合實際的能力。通過此次的學(xué)習(xí)不僅使我對課本內(nèi)容有了更深入的認(rèn)識，培養(yǎng)了我分析問題的能力。對靈活運(yùn)用工具手冊解決問題的能力有了明顯地提高。我基本掌握了專用夾具設(shè)計的方法和步驟。由于自己的能力所限，設(shè)計中還有許多不足之處，以后還要繼續(xù)不斷的學(xué)習(xí)改進(jìn)。我在現(xiàn)在的工作中常遇到很多困難，有時要走很多彎路，甚至工作長時間沒有效果。不過我一直按照問題，方法，