機械制造裝備設(shè)計課程設(shè)計-法蘭盤鉆6XΦ8的孔夾具設(shè)計

1、目 錄緒論 11夾具設(shè)計簡介 2 1.1機床夾具的功能 2 1.2已知工件 22夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計 3 2.1設(shè)計機床夾具前的準備工作 3 2.2確定機床夾具的結(jié)構(gòu)方案3 2.3繪制夾具裝配圖 4 2.4繪制夾具零件圖 53夾具精度的驗算 6 3.1產(chǎn)生定位誤差的原因6 3.2定位誤差的計算 7結(jié)論 12致謝 13參考文獻 14全套圖紙加扣 3346389411或3012250582緒論 機械制造裝備設(shè)計課程設(shè)計是機械設(shè)計中的一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)，也是機械類專業(yè)學生較為全面的機械設(shè)計訓練。其目的在于：1培養(yǎng)學生綜合運用機械設(shè)計基礎(chǔ)以及其他先修課程的理論知識和生產(chǎn)實際知識去分析和解決工程實際問題

2、的能力，通過課設(shè)訓練可以鞏固、加深有關(guān)機械課設(shè)方面的理論知識。2學習和掌握一般機械設(shè)計的基本方法和步驟。培養(yǎng)獨立設(shè)計能力，為以后續(xù)的專業(yè)課程及畢業(yè)設(shè)計打好基礎(chǔ)，做好準備。3使學生具有運用標準、規(guī)范手冊、圖冊和查詢有關(guān)設(shè)計資料的能力。 零件在工藝規(guī)程之后，就要按工藝規(guī)程順序進行加工。在加工中除了需要機床、刀具、量具之外，成批生產(chǎn)時還要用機床夾具。他們時機床和工件之間的連接裝置，使工件相對于機床獲得正確的位置。機床夾具的好壞將直接影響工件加工表面的位置精度。通常把確定工件在機床上或夾具中占有正確位置的過程，稱為定位。當工件定位后，為了避免在加工中受到切削力、重力等的作用而破壞定位，還應該用一定的機

3、構(gòu)或裝置將工件加以固定。使工件在加工過程中保持定位位置不變的操作，稱為夾緊。將工件定位、夾緊的過程稱為裝夾。工件裝夾是否正確、迅速、方便和可靠，將直接影響工件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率、制造成本和操作安全。在成批、大量生產(chǎn)中，工件的裝夾是通過機床夾具來實現(xiàn)的。機床夾具在生產(chǎn)中應用十分廣泛。 1機床夾具設(shè)計簡介1.1 機床夾具的功能 1.1.1保證加工精度:工件通過機床夾具進行安裝，包含了兩層含義：一是工件通過夾具上的定位元件獲得正確的位置，稱為定位；二是通過加緊機構(gòu)使工件的既定位置在加工過程中保持不變，陳為加緊。這樣，就可以保證，工件加工表面的位置精度，且精度穩(wěn)定。 1.1.2提高生產(chǎn)率:使用夾具來

4、安裝工件，可以減少劃線，找正、對刀等輔助時間，采用多件、多工位夾具，以及氣動、液壓動力加緊裝置，可以進一步減少輔助時間，提高生產(chǎn)率。 1.1.3擴大機床的使用范圍:有些機床夾具實質(zhì)上是對機床進行了部分改造，擴大了原機床的功能和使用范圍。如在車床床鞍上安放鏜模夾具，就可以進行箱體零件的孔系加工。 1.1.4減輕工人的勞動強度，保證生產(chǎn)安全。1.2 已知工件 已知待加工工件如下圖所示，設(shè)計鉆6*8的孔夾具。2.夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計2.1設(shè)計機床夾具前的準備工作2.1.1明確工件的生產(chǎn)要求 工件的年生產(chǎn)量是確定機床夾具總體方案的重要依據(jù)之一。如工件的年生產(chǎn)量很大，可采用多工件加工.機動夾緊或自動化程度較高的

5、設(shè)計方案，采用此方案時，機床夾具的結(jié)構(gòu)較復雜，制造成本較高；如工件的年生產(chǎn)量不大，可采用單件加工，手動夾緊的設(shè)計方案，以減小機床夾具的結(jié)構(gòu)復雜程度及夾具的制作成本。2.1.2充分理解工件的零件圖和工序圖 零件圖標出了工件的尺寸、形狀和位置、表面粗糙度等總體要求，他決定了工件在機床夾具中的放置方法，是設(shè)計機床夾具總體結(jié)構(gòu)的依據(jù)。工序圖給出了零件本工序的工序基準、以加工表面、以及本工序的定位、夾緊原理方案。工件的工序基準、已加工表面、決定了機床夾具的定位方案，如選用平面定位、孔定位以及外圓面定位等；定位方案的選擇依據(jù)六點定位原理和采用的機床加工方法，定位方案不一定要頂六個自由度，但是要完全定位。工

6、件的代待加工表面是選擇機床，刀具的依據(jù)。確定夾緊機構(gòu)要依據(jù)零件的外形尺寸，選擇合適的定位點，確保夾緊力安全、可靠同時夾緊機構(gòu)不能與刀具的運動軌跡相沖突。2.2確定機床夾具的結(jié)構(gòu)方案2.2.1選擇定位原件 根據(jù)工序圖給出的定位原理方案，按有關(guān)標準正確選擇定位元件或定位元件的組合。在機床夾具的使用過程中，工件的批量越大，定位元件的磨損越快，選用標準定位元件增加了夾具零件的互換性，方便機床夾具的維修和維護。2.2.2選擇夾緊機構(gòu)2.2.3 夾緊力的方向： 夾緊力的要有利于工件的定位，并注意工件的剛性方向，不能是工件有脫離定位表面的趨勢，防止工件在夾緊力的作用下產(chǎn)生變形。2.2.4 夾緊力的作用點：

7、夾緊力的作用點應該選擇在定位元件支撐點的作用范圍內(nèi)，以及工件剛度高的位置。確保工件的定位準確、不變形。2.2.5選擇加緊機構(gòu)： 在確定夾緊力的方向、作用點的同時，要確定相應的夾緊機構(gòu)。確定夾緊機構(gòu)要注意以下幾方面的問題：安全性：夾緊機構(gòu)應具備足夠的強度和加緊力，以防止意外傷及夾具操作人員。手動夾緊機構(gòu)的操作力不應過大，以減輕操作人員的勞動強度。夾緊機構(gòu)的行程不宜過長，以提高夾具的工作效率。手動夾緊機構(gòu)應操作靈活、方便。2.2.6夾緊力的大?。?夾緊力的大小一般按靜力平衡條件計算，計算出夾緊力為理論加緊力。為保證工件裝夾安全可靠，實際夾緊力應等于理論加緊力乘以系數(shù)K，一般K=1.52.5。各種典

8、型夾緊機構(gòu)的計算方法可參閱機床夾具手冊。2.3.機床夾具的總體形式： 機床夾具的總體形式一般應根據(jù)工件的形狀、大小、加工內(nèi)容及選用機床等因素來確定。2.3.1選擇導向裝置： 導向裝置是夾具保證加工精度的重要裝置，如鉆孔導向套、鏜套、對刀裝置、對定裝置等，這些裝置均已標準化，可按標準選擇。2.3.2確定聯(lián)接體： 聯(lián)接體是將裝置與夾具體聯(lián)接的工件，設(shè)計時主要考慮聯(lián)接體的剛性，合理布置聯(lián)接體的位置，給定位元件、夾緊機構(gòu)留出空間。2.3.3確定夾具體： 夾具體一般是設(shè)計成平板式（有些夾具體鑄造成特殊形狀），保證具有足夠的剛性。它用來固定定位元件、夾緊機構(gòu)和聯(lián)接體，并于機床可靠聯(lián)接。2.4繪制夾具裝配圖

9、2.4.1裝配圖應按照國家標準盡可能1：1地繪制，三視圖要完整清晰的表示出夾具的主要結(jié)構(gòu)及夾具的工作原理。2.4.2視工件為透明體，用雙點畫線畫出主要部分（如輪廓，定位面、夾緊面和加工表面）。畫出定位元件、夾緊機構(gòu)、導向裝置的位置。2.4.3按照夾緊狀態(tài)畫出夾緊元件和夾緊機構(gòu)。2.4.4畫出夾具體及其他聯(lián)接用的元件（聯(lián)接體、螺釘?shù)龋?，將夾具各組成元件聯(lián)成一體。2.4.5標注必要的尺寸、配合、公差等。2.4.6夾具的外形尺寸，所設(shè)計夾具的最大長、寬、高尺寸。2.3.7夾具與機床的聯(lián)系尺寸，即夾具在機床上的定位、國定尺寸。如車床夾具的莫氏硬度、銑床夾具的對定裝置等。2.3.8夾具與刀具的聯(lián)系尺寸，

10、如用對刀塊對刀時塞尺的尺寸、對刀塊表面到定位表面的尺寸即公差。2.3.9夾具中所有有配合關(guān)系的元件間應標注尺寸和配合種類。2.3.11各定位元件之間，定位元件與導向元件之間，各導向元件之間應標注裝配后的位置尺寸和形位公差。2.3.12標注技術(shù)條件。2.3.13定位元件的定位面間相互位置精度。2.3.14定位元件的定位表面與夾具安裝基面的位置精度。2.3.15定位表面與導向元件間的位置精度。2.3.16導向元件工作面間的位置精度。2.3.17對零件編號，填寫標題欄和零件明細表。2.3.18每一個零件都必須有自己的編號，此編號是唯一的。在工廠的生產(chǎn)活動中，生產(chǎn)部件按零件編號生產(chǎn)、查找工作。2.3.

11、19完整填寫標題欄，如裝配圖號、名稱、單位、設(shè)計者、比例等。2.3.20完整填寫明細表，一般來說，加工工件填寫在明細表的下方，標準件、裝配件填寫在明細表的上方。注意，不能遺漏加工工件和標準件、配套件。圖2-12.4繪制夾具零件圖： 對裝配圖中需加工的零件圖均應繪制零件圖，零件圖應按制圖標準繪制。視圖盡可能與裝配圖上的位置一致。2.4.1零件圖盡可能按1：1繪制。2.4.2零件圖上的尺寸公差、形位公差、技術(shù)要求應根據(jù)裝配圖上的配合種類、位置精度。技術(shù)要求而定。 2.4.3零件的其他尺寸，如尺寸、形狀、位置、表面粗糙度等應標注完圖2-2圖2-23夾具精度的驗算3.1定位誤差的分析與計算3.1.1定

12、位誤差3.1.1.1工件的加工誤差，是指工件加工后在尺寸，形狀和位置三個方面偏離理想工件的大小，它是由三部分因素產(chǎn)生的；3.1.1.2夾具帶著工件安裝在機床上，相對機床主軸（或刀具）或運動導軌的位置誤差，也稱對定誤差。3.1.1.3加工過程中誤差，如機床幾何精度，工藝系統(tǒng)的受力，受熱變形，切削振動等原因引起的誤差。其中定位誤差是指工序基準在加工方向上的最大位置變動量所引起愛的加工誤差。定位誤差，此項主要是定位孔50H7與定位銷50g6的間隙產(chǎn)生，最大間隙為0.05mm。 鉆模板襯套中心與定位銷中心距誤差，裝配圖標注尺寸為50.250.01mm，誤差為0.02mm。鉆套與襯套的配合間隙，有23.

13、52H6g5可知最大間隙為0.029mm。 鉆套內(nèi)孔與外圓得同軸度誤差，對于標準鉆套，精度較高，此項可以忽 略。 鉆頭與鉆套間隙的間隙會引偏刀具，產(chǎn)生中心距誤差e，由下式求出： e=( H/2 + h + b )max/He-刀具引偏量（mm）H-鉆套導向高度（mm）h-鉆套下斷面與工件間的空間高度（mm）max-刀具與鉆套的最大間隙 圖3-1 刀具引偏差量 上述各量參看上圖刀具與鉆套的配合為8H6/g5，可知max=0.025mm；將H=16mm, h=12, B=20mm代入，可求得e=0.038mm。 由于上述各項都是按最大誤差計算，實際上各項也不可能同時出現(xiàn)最大值，各誤差方向也很可能不

14、一致，因此，其最和誤差可按概率法求和等于0.07mm 該項誤差略大于中心距允差0.1mm的2/3，勉強可用。3.1.2產(chǎn)生定位誤差的原因3.1.2.1平位情面定形，夾具定位基準與工序基準不重合，兩基準之間的位置誤差會反應到被加工表面的位置上去，所產(chǎn)生的定位誤差稱之為基準轉(zhuǎn)換誤差。3.1.2.2定位基準面與定位元件表面的形狀誤差。3.1.2.3導向元件，對刀元件與定位元件間的位置誤差。3.1.2.4夾緊力使工件或夾具產(chǎn)生變形，產(chǎn)生位置誤差。3.1.2.5夾具在機床上的安裝誤差。3.1.2.6定位元件與定位元件間的位置誤差。4課設(shè)說明4.1設(shè)計方案論證4.1.1首先根據(jù)已知工件的需要，選擇加工機床

15、，應選用立式鉆床加工比較合理。4.1.2然后工件主要定位部分為直徑為50mm的圓孔，這樣我設(shè)想用圓柱大面定位，限制了工件的五個自由度，由于工件為回轉(zhuǎn)體，采用了不完全定位。4.1.3最后將其固定在一塊底板上，利用內(nèi)六角螺釘和定位銷定位和夾緊，把工件定位后，可利用移動壓板來對工件進行夾緊，工件的夾緊力的方向應該垂直與工件的軸線方向，作用點為軸的切點。4.2設(shè)計方法手段與結(jié)果4.2.1首先對工件的加工要進行分析，已知工件為圓柱，在上鉆8的孔，根據(jù)工件的形狀和加工要求，我認為采用鉆床比較合理。4.2.2然后，選用兩大面圓柱定5個自由度，由于工件為回轉(zhuǎn)體，采用不完全定位，正好限制了五個自由度，所以只需要

16、將工件夾緊就可以進行加工了，在垂直方向上進行夾緊，可以利用移動壓板，進行夾緊，因為移動壓板簡單使用，而且不影響加工過程，所以最終選擇移動壓板進行夾緊。4.2.3最后，對整個夾緊方案分析得出，定位符合定位原理，夾緊工件穩(wěn)定，所以此夾具設(shè)計可行。結(jié)論利用長面長圓柱限制工件的五個自由度，由于工件為回轉(zhuǎn)體，采用不完全定位即可，符合定位的原理。再對工件進行夾緊設(shè)計，應用一個移動壓板在垂直于軸線方向上進行夾緊，這樣就可使工件穩(wěn)固的夾緊在機床上，能更加方便，準確的進行鉆孔加工。致 謝一周的課程設(shè)計結(jié)束了，我們學到了很多知識，了解到了夾具在生產(chǎn)中的重要性，一個好的夾具能給企業(yè)帶來更好的效益，通過這次設(shè)計我了解到我還有很多不足，以后還要繼續(xù)學習，非常感謝老師以及各位同學的大力幫助，解決了許多設(shè)計中遇到的困難。這次課設(shè)使我對機床夾具設(shè)計有了更深刻的理解，特別使其中的技術(shù)要求，比如：夾緊力的方向要有利于工件的定位，并注意工件的剛性方向，不能使工件有脫離定位表面的趨勢，夾具體一般設(shè)計成平板式，保證具有足有的剛性