机床夹具设计课程设计

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  机床夹具设计课程设计_工学_高等教育_教育专区。机床夹具设计课程设计说明书 课题名称: 机床夹具设计 专 业:机械设计制造及其自动化 班 级:13 机械一班 姓 名:阮吴祥 学 号:2013080832 指导老师:张秀香 2017 年 1 月

  机床夹具设计课程设计说明书 课题名称: 机床夹具设计 专 业:机械设计制造及其自动化 班 级:13 机械一班 姓 名:阮吴祥 学 号:2013080832 指导老师:张秀香 2017 年 1 月 目录 一、机床夹具课程设计任务书……………………………………………………1 二、机床夹具课程设计说明书……………………………………………………2 1.对加工件进行工艺分析…………………………………………………2 2.定位方案设计……………………………………………………………2 3.导引方案设计……………………………………………………………4 4.夹紧方案设计……………………………………………………………5 5.夹具体设计………………………………………………………………6 6.其它装置设计……………………………………………………………6 7.技术条件制定……………………………………………………………6 8.夹具工作原理(操作)简介………………………………………………6 9.设计心得…………………………………………………………………7 三、参考文献………………………………………………………………………8 四、附录……………………………………………………………………………9 一、机床夹具课程设计任务书 姓名 计题目 零件名称 生产类型 生产纲领 设计任务 阮吴祥 班 级 机械 1 钻铰孔专用夹具 通孔套 大批量生产 学号 指导老师 材料 毛坯 2013080832 张秀香 ZG 铸件 零件简图如下,本工序铣削加工直径 22 mm 的孔,设计手动钻铰孔专 用夹具。 1 加工要求:传二、机床夹具课程设计说明书 1、对加工件进行工艺分析: 零件名称为通孔套,为铸件,本工序铣削加工直径 22mm 的孔,设计手动钻 绞孔专用夹具。工件已加工过的孔径为φ 22mm,厚度为 50mm。 在加工槽时,槽的尺寸精度和表面粗糙度要求不是很高,由铣削直接加工 就可以达到要求,其中槽的宽度由刀具的尺寸保证,槽的深度尺寸和位置精度 由设计的夹具来保证。槽的位置包括如下两方面要求: 加 工 槽 的 宽 度 为 12mm , 且 两 个 侧 面 相 对 于 中 心 面 A 对 称 度 0.1mm ; 加工槽的深度为 30±0.2mm。 2、定位方案设计: 根据加工孔两侧面相对于中心面对称要求,需要限制工件 X 方向转动自由 度、Y 方向转动自由度和 Z 方向转动自由度;根据加工孔宽度和深度要求,需要 限制工件 X 方向移动自由度和 Z 方向移动自由度。但考虑到加工时工件定位的 稳定性,可以将六个自由度全部限制。 工件相对中心面对称,要实现加工孔两侧面相对中心面对称的要求,且根 据基准重合的原则应选 A 面作为定位基准,但 A 面实际不存在,故可选工件的 两侧面 M 或 N 的任一面作为定位基准,限制三个不定自由度,此为第一定位基 准。 方案一:孔 O2 及 O1 为第二和第三定位基准,通过固定圆柱销及 V 形块实 现定位; 2 方案一 方案二:选择孔 O1 及 O2 为第二和第三定位基准,通过固定式圆柱销及菱 形销实现定位。 经分析,第一种方案以圆柱和 V 形块组合定位时,要受到外圆加工精度的 影响,由于外圆表面系毛坯铸件不能保证工件的精度要求,加上 V 形块比较薄 3 且夹住工件一边,不易夹紧。所以采用第二种方案,即以孔 O1 及 O2 为第二和 第三定位基准,对两孔采用固定式圆柱销及菱形销定位,此方案实现了工件的 完全定位,无重复定位,方案可取。 2.1、计算定位误差: 圆柱销与菱形销之间的中心距 Ld ? ? Ld / 2 ? Ld ? (1 3 ~ 1 5 )? LD 圆柱销的直径的基本尺寸应等于与之配合的工件孔的最小极限尺寸,其公 差带一般取 g6 或 h7。 故圆柱销尺寸取φ 10g69mm(φ 10 ?0.005 ?0.014 )mm 菱形销的圆弧部分直径尺寸为Φ 26 ?0.046 ?0.057 mm,b=5mm,B=d-4=22mm。 工件在夹具中定位产生的定位误差,其值应控制在工件相对尺寸或位置 公差的 1 ~ 1 ,为此需对每一项工序加工要求逐一进行分析。 35 2.1.1、对加工孔深尺寸 A 进行分析 (1)基准不重合误差 加工孔的深度尺寸的工序基准为工件小孔外圆面的上母线,定位基准为圆 柱销中心线,定位基准与工序基准不重合。外圆 R140?0.08 mm,则 ?B =0.08mm (2)基准位移误差 加工孔的深度尺寸与两定位孔连心线mm,销的直 径为φ 22 ?0.005 ?0.014 mm,根据《机床夹具设计》表 1-7 ?Y ? X1max ? 0.015+0.014=0.029mm ?D = ?B + ?Y =0.08+0.029=0.109mm 因 ? D 值小于工序尺寸公差值(0.4mm)的 1 3 ,故能满足工序加工要求。 2.1.2、对加工孔两侧面对中心面 A 对称度进行分析 (1)基准不重合误差 4 加工孔的位置精度—对称度的工序基准是中心面 A,定位基准为第一基面, 加工零件厚度 26±0.03mm,则 ?B =0.03mm (2)基准位移误差 加工孔的位置精度—对称度的工序基准是中心面 A,而定位基准为第一基准 平面,这里忽略基准的位移误差。 ?D = ?B + ?Y =0+0.03=0.03mm 因 ? D 值小于工序位置精度要求的公差值(0.1mm)的 1 3 ,故能满足工序加 工要求。 3、导引方案设计: 对此方案,我们采用每加工一批工件,只安装调整一次夹具,通过试切数 个工件来对刀的,此种方案对导引方案的要求很高。 我们要保证的第一个精度是孔的宽度 12mm 关于工件厚度方向上的对称中心 的对称性如 ,第二个精度为槽的深度即尺寸 30±0.2mm。 所以对导引元件初步设计方案为一个方形的块,用于安装在夹具体上。正 确的安装方法见夹具装配图。对刀时,铣刀不能与对刀快的工作表面直接接触, 以避免损坏切削刃或造成对刀快过早磨损,应通过塞尺矫正相对位置。 4、夹紧方案设计: 对此工件的铣削加工,我们所采用的是一面和 两个定位销的原理,而且我们拟定采用的是手动夹 紧,为了节约成本,我们采用一个压块,一个螺母 对其压紧,夹紧方案的初步确定如右图所示(局部 图): 根据工件上大孔的尺寸、菱形销、螺杆的尺寸 大小,我们选用 M10 的压紧螺母,对压块的尺寸我 们拟定为厚度 5mm,直径为 30mm。 计算切削力 刀具:高速钢直齿三面刃铣刀。 D=80mm. Z=18 5 Fz ? 9.81Cf .afyF.aeuf .z .Kfz nf Cf ?30, Xf ?1.0, yF ?0.65,uF ?0.83,wF ?0,qF ?0.83 ap ? 16mm, ae ? 8mm, af ? 0.15, KFZ ? 0.67. FZ ? 9.81?30?16? 0.15? 0.65?8? 0.83?18 ? K 80? 0.83 ? fz =2448N 校核定位销: ? ? F A ? F ? r2 ? ? 2248 ?112 ?10?4 ? ? 0.60MPa ? [ 45 ] 根据公式:W ? Q?L 可知直径为 10mm 的螺杆和 M10 的螺 tg(? ? ?1??)d0 / 2 ? r?tg?2 母能满足夹紧力的要求。 夹紧力:由于工作状态原因,切削力与夹紧力在空间上是相互垂直的。螺 母提供的夹紧力足以夹紧,故无须验算。 5、夹具体设计: 在夹具体设计方面,我们采用了一个直角块,来进行大体上的定位,而且 要设置导引装置的安装位置,夹具体通过安装在夹具体上的定向键进而与铣床 的工作台连接,从而实现对夹具的固定。 夹具体安装基面形式用两端接触,基面稳定性可靠。 此夹具在有加强筋的情况下,具有足够的刚度与强度,安放稳定,工艺性 好,实用安全。 6、其它装置设计: 铣床夹具依靠夹具体底面和定向键侧面与 机床工作台上平面及 T 型槽相连接,以保证定 位元件对工作台和导轨具有正确的相对位置。 为了减小安装时的偏斜角 ?? 的误差,安装定向 6 键时应当使它们靠向 T 型槽的同一侧。 对定向键的设计方案如右图所示(局部图): 对定向键的直角部分都倒 2×45°的倒角,在夹具体与定向键的连接部分中 的直角开出凹槽,如图中的小凹槽。定向键与夹具体采用螺钉连接,至于定向 键的大小要根据铣床工作台是具体情况而定,在此我们就不对定向键的尺寸大 小进行说明。 7、技术条件制定: 1、定位元件圆柱销和菱形销相对于夹具底平面的平行度公差为 0.03mm; 2、夹具上与短销凸肩接触的垂直面相对于夹具底平面的垂直度公差在全长 上为 0.03mm。 8、夹具工作原理(操作)简介: 对此夹具各个零件的装配关系见下图,下面我们来分析与说明它的工件原 理:短销通过夹具体上的孔、本身的螺栓、螺母与夹具体紧紧连接。菱形销也 是通过同样的方法与夹具体连接而得到固定,菱形销上设置一长螺纹用于压紧 螺母对工件的夹紧。在夹具体的底平面上安装定位键用于与铣床工件台面的连 接与定位。加工工件时,只要把压紧螺母、压块卸下,即可把工件套上去。利 用一面二孔进行定位,当工件套上去后,先装入压块,再用压紧螺母进行夹紧。 这时铣刀在导引装置的引导下对待加工工件进行加工,并且在导引装置的作用 下完成铣床对工件的铣槽工序。 本夹具操作简单,省时省力,装卸工件时只需靠压板紧定螺栓的松紧即可 轻松实现。 7 9.设计心得: 两周的课程设计结束了,在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识, 也培养了我如何去把握一件事情,如何去做一件事情,又如何完成一件事情。 课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练,是我们迈向社会,从事职 业工作前一个必不少的过程。我今天认真的进行课程设计,学会脚踏实地迈开 这一步,就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。通过这次夹 具设计,我在多方面都有所提高。这次设计培养和提高学生独立工作能力,巩 固与扩充了所学的内容,掌握机床夹具具设计的方法和步骤,独立思考的能力 和动手能力也有了提高。在此感谢我们的老师.,老师严谨细致、一丝不苟的作 风一直是我工作、学习中的榜样;老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我 无尽的启迪;这次设计的每个实验细节和每个数据,都离不开老师您的细心指 导。而您开朗的个性和宽容的态度,帮助我能够很顺利的完成了这次课程设计。 同时感谢对我帮助过的同学们,谢谢你们对我的帮助和支持,让我感受到同学 的友谊。 由于本人的设计能力有限,在设计过程中难免出现错误,恳请老师们 多多指教,我十分乐意接受你们的批评与指正,本人将万分感谢。 三、参考文献 (1)《机床夹具设计手册》王光斗、王春福主编 上海科学技术出版 1980 年 (2)《机床夹具设计》林正焕、陈本通主编 国防工业出版社 1987 年 (3)《机床夹具设计》肖继德、陈宁平主编 机械工业出版社 2000 年 (4)《机床夹具图册》侯放主编 中国劳动社会保障出版社 2007 年 8 1.零件图 四、附录 9 10 11 3、零件图 3D 图 (1)夹具体 (2)菱形销 (3)圆柱销 (4)螺母 (5)垫片 (6)压块 12 (7)直角对刀快 (8)定位键 (9)螺钉 4、菱形销 2D 图 ` 13 宿州学院 材料牌号 工序号 工序名称 1 热处理 2 钻削 3 铰孔 4 检验 5 入库 6 7 机械加工工艺过程卡片 毛坯种类 铸件 工序内容 进行热处理,消除内应力 钻削加工 20mm 的直通孔 铰 22mm 的孔 按图检验尺寸 清洗,封装入库 产品型号 产品名称 毛坯外形尺寸 通孔套 车间 工段 热处理车间 金工车间 金工车间 零件图号 零件名称 备注 设备 工 工艺装备 时 加热炉 手动钻 床 手动铰 刀 14 机械加工工序卡片 其余: 产品型号 产品名称 传力杆 车间 零件图号 零件名称 工序号 传力杆 共 1 页第 1 页 工序名称 材料牌号 销孔配作 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸造 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 手动铣床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 铣床专用夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分) 准终 单件 工步号 工 步 内 容 1 安装 2 铣削加工 12mm 的直通槽 工艺装备 专用夹具 专用夹具,游标卡尺 主轴转速 r/min 0 切削速度 m/min 0 600 3 进给量 mm/r 0 3 切削深度 mm 0 工步工时 进给次数 机动 辅助 2 15 16

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