另帶(cad)手柄套鉆孔夾具設(shè)計說明書

1、 專業(yè)課程綜合設(shè)計題 目手柄套鉆孔專用夾具設(shè)計院(系)別專 業(yè)級 別 學(xué) 號姓 名指導(dǎo)老師 2014年1月 目 錄前 言 1一夾具設(shè)計任務(wù)介紹 21.1 設(shè)計題目21.2 設(shè)計清單21.3 零件工藝路線分析 2 1.4 零件三維圖 21.5 零件CAD圖3 1.6 夾具設(shè)計對象分析3二、夾具方案確定 3 2.2定位方式的選擇 42.2定位誤差的分析 6 2.3 導(dǎo)向裝置的確定 62.4夾緊方案的確定 72.5夾緊力的計算 9三、其它裝置的確定10 3.1夾具體的設(shè)計 10 3.2鉆模板的設(shè)計 11 3.3短銷夾緊長軸設(shè)計12 3.4定位面板設(shè)計 12四、夾具設(shè)計三維視圖 12小 結(jié) 13參考文

2、獻 13前 言 按夾具的通用特性分類，常用的夾具有通用夾具、專用夾具、可調(diào)夾具、成組夾具、組合夾具和自動線夾具六大類。本次設(shè)計主要為調(diào)速杠桿夾具的設(shè)計，為專用夾具。專用夾具是針對某一工件的某一工序的加工要求而專門設(shè)計和制造的夾具。其特點是針對性極強，沒有通用性。在產(chǎn)品相對穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn)中，常用各種專用夾具，可獲得較高的生產(chǎn)率和加工精度。專用夾具的設(shè)計制造周期較長，隨著現(xiàn)代多品種及中、小批量生產(chǎn)的發(fā)展，專用夾具在適應(yīng)性和經(jīng)濟性等方面已經(jīng)產(chǎn)生許多問題。本文設(shè)計專用夾具各個部件盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件，提高夾具的可加工性和經(jīng)濟性。通過這次夾具設(shè)計，整合我們所學(xué)過的有關(guān)的知識 (如公差與配合、機械零件設(shè)計

3、、金屬切削機床、機械制造工藝等)。讓我們對所學(xué)的專業(yè)課得以鞏固、復(fù)習(xí)及實用，在理論與實踐上有機結(jié)合；使我們對各科的作用更加深刻的熟悉與理解，并為以后的實際工作奠定堅實的基礎(chǔ)！夾具課程設(shè)計,在老師的指導(dǎo)下，要求在設(shè)計中能初步學(xué)會綜合運用以前所學(xué)過的全部課程，并且獨立完成的一項工程基本訓(xùn)練。同時，也為以后搞好畢業(yè)設(shè)計打下良好基礎(chǔ)。 通過課程設(shè)計達到以下目的：1、運用已學(xué)過的機床夾具設(shè)計及有關(guān)課程的理論知識以及生產(chǎn)實習(xí)中所獲得的實際知識，根據(jù)被加工零件的要求，設(shè)計既經(jīng)濟合理又能保證加工質(zhì)量的夾具。2、學(xué)會使用各種手冊、圖冊、設(shè)計表格，規(guī)范等各種標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)資料，能夠做到熟練運用機械制造技術(shù)課程中的基本理

4、論，正確的解決一個零件在加工中的加工基準(zhǔn)的選擇、定位、夾緊、加工方法選擇以及合理安排工藝路線，保證零件的加工質(zhì)量。3、進一步培養(yǎng)機械制圖、分析計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計、編寫技術(shù)文件等基本技能。一、夾具設(shè)計任務(wù)介紹1.1設(shè)計題目：鉆孔夾具設(shè)計1.2設(shè)計清單： 、用三維工程軟件（PROE）設(shè)計夾具裝配圖及零件圖。 、夾具總裝圖（AUTOCAD）。 、主要非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖（AUTOCAD）。 、設(shè)計說明書（需含夾具設(shè)計方案、夾具設(shè)計原理說明、定位誤差分析和夾緊力計算）。、以上所有資料為紙質(zhì)版和電子版。1.3零件工藝路線分析工序10鍛造工序20正火工序30粗車左端面、粗車右端面、鉆12mm孔，工序40粗車45mm

5、外圓工序50調(diào)質(zhì)處理工序60半精車、精車45mm外圓面，精度達到7級 工序70半精車45mm左端面、半精車16 mm、倒左端面1x45角；工序80半精車、精車45mm右端面、倒右端面1x45角工序90擴、較、精較12mm孔工序100鉆、精較5mm孔工序110鉆8mm孔工序120鉆、精較兩成90的6mm孔工序130清洗工序140去毛刺工序150檢驗工序160入庫1.4零件的三維圖和三維部分剖視圖如圖1所示圖1 手柄套三維圖1.5零件的CAD圖，如圖2所示圖2 手柄套CAD圖1.6夾具設(shè)計對象分析為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需設(shè)計專用夾具。為工序110鉆8的孔設(shè)計鉆床夾具體，所

6、用機床為Z525型立式鉆床，大批生產(chǎn)類型。工序尺寸和技術(shù)要求：加工搖桿，孔與端面的尺寸要求是，表面粗糙度Ra12.5。為了保證其尺寸精度和位置精度，零件本身專門設(shè)計了5孔來用于定位，故夾具體應(yīng)圍繞保證其位置的精度來設(shè)計，同時也要保證其表面粗糙度及尺寸精度。2、 夾具方案的確定2.1定位方案的選擇方案一：采用一個錐形銷（3個自由度）、一個菱形削（1個自由度）、兩個支撐釘（2個自由度）進行定位，用壓板進行螺旋夾緊。 如圖3所示：圖3 方案一方案二：采用一面兩銷進行定位，用螺旋機構(gòu)進行夾緊。 如圖4所示：圖4 方案二本次的設(shè)計是在定位孔已鉆出的情況下對前部分軸上的通孔進行鉆削。根據(jù)本加工零件的結(jié)構(gòu)特

7、點，以及考慮到定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合的原則和六點定位原則,故該類工件采用“一面兩孔銷”的定位方法。以消除工件在空間中的六個自由度。當(dāng)采用一平面、一短圓柱銷和一菱形銷的定位元件時，此時平面限制Z方向的移動、X和Y方向的旋轉(zhuǎn)三個自由度，短圓柱定位銷限制X和Y方向的移動兩個自由度，菱形定位銷限制Z方向的旋轉(zhuǎn)，如圖5所示。圖5 定位方案的確定定位元件的選擇a 定位面板，利用定位面板精度更高的一個面進行定位，其面限制3個自由度。其表面粗糙度見零件圖。B 短銷，限制2個自由度。圓柱短銷為10n6作為10H7孔的定位元件，定位副配合為10。C 菱形削，限制1個自由度。2.2定位誤差的分析 要保證工件的加工精

8、度，定位誤差必須控制在一定范圍內(nèi)。一般精度加工中，取定位誤差為零件公差的（）即e定（）k 定位誤差的組成及產(chǎn)生原因有以下兩個方面：1）定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不一致所引起的定位誤差，稱基準(zhǔn)不重合誤差，即工序基準(zhǔn)相對定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大變動量，以 表示。2） 定位基準(zhǔn)面和定位元件本身的制造誤差所引起的定位誤差，稱基準(zhǔn)位置誤差，即定位基準(zhǔn)的相對應(yīng)位置在加工尺寸方向上的最大變動量，以 表示。 故有 此工式是在加工尺寸方向上的代數(shù)和。 在本設(shè)計的定位方式中， 因為工序設(shè)計基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，故 ，由于定位面板表面的制造誤差，制造誤差來自于定位面板的平行度公差，導(dǎo)致e基=0.02。 =0.02x0.

9、1故定位誤差合理，符合零件公差要求2.3導(dǎo)向裝置的確定鉆床的導(dǎo)向裝置主要是鉆套。鉆套的作用是確定鉆頭、鉸刀等刀具的軸線位置，防止刀具在加工過程中發(fā)生偏斜。根據(jù)使用特點，鉆套可分為固定式、可換式、快換式等多種結(jié)構(gòu)形式。 可換鉆套具有以下特點：在工件的一次裝夾中，若順序進行鉆孔、擴孔、鉸孔或攻螺紋等多個工步加工，需使用不同孔徑的鉆套來引導(dǎo)刀具，此時應(yīng)使用可換鉆套。當(dāng)使用可換鉆套，更換鉆套時，只需逆時針轉(zhuǎn)動鉆套使削邊銷平面轉(zhuǎn)至螺釘位置，即可向上快速取出鉆套。故鉆定位孔時選用可換鉆套做為導(dǎo)向元件。 查機床夾具設(shè)計手冊表材料選為T10A，熱處理為淬火HRC58-64，快換鉆示意圖如圖6所示：圖6 可換鉆

10、套示意圖由孔直徑為8mm，查表可得H=18，h=12，D1=22，D2=20，h1=6，m=7，m1=7.5，r=16.5，r1=1，r2=0.6，c=1，=45，b=2，a =0.5，t=0.8，螺釘M6；查機床夾具設(shè)計手冊表可知，排屑空間h=12。（單位：mm）襯套采用無肩固定襯套如圖7所示。圖7 無肩固定襯套圖2.4夾緊方案的確定機床對工件進行加工時，除需要定位支承系統(tǒng)獲得對于刀具及其導(dǎo)向的正確相對位置，還需依靠夾具上的夾緊機構(gòu)來消除工件因受切削力和工件自重的作用而產(chǎn)生的位移或振動。本例夾緊裝置中，工件在加工過程中能繼續(xù)保持定位所得到的正確位置。正確夾緊的原則：（1）在夾緊過程中，不至于

11、因工件重力的影響而破壞正確定位（2）在夾緊過程中，夾緊力不應(yīng)使已經(jīng)獲得正確定位的工件脫離正確位置：（3）在夾緊過程中，應(yīng)使工件不產(chǎn)生超出表面形狀精度允許范圍的變形： （4）在切削過程中，應(yīng)避免工件產(chǎn)生不能允許的振動：（5） 在切削過程中，切削力不應(yīng)破壞工件的正確位置，并使平衡切削力所需的夾緊力最小。針對成批生產(chǎn)的工藝特征，本夾具選用螺旋夾緊機構(gòu)夾壓工件。采用螺旋裝置直接夾緊或其它元件組合實現(xiàn)夾緊的機構(gòu)，統(tǒng)稱為螺旋夾緊機構(gòu)。螺旋夾緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，容易制造。由于螺旋升角小，螺旋夾緊機構(gòu)的自鎖性能好，夾緊力的夾緊行程都較大，在手動夾具上應(yīng)用較多。圖8 夾緊示意圖 本夾緊機構(gòu)和短銷做成一體，目的是使夾

12、具簡單化，減少夾具體自身零件，可一定程度上提高精度；夾緊部位使用六角螺母進行螺旋夾緊，同時使用開口墊片，一方面可保證夾緊力在工件上均勻受力，降低夾緊力對工件表面質(zhì)量的損害，另一方面松動螺母，可直接將開口墊片沿豎直方向抽出，然后工件可沿著水平方向直接抽出，不需要將螺母完全旋出，可以降低更換零件時間，提高工作效率。2.5夾緊力的計算 刀具為高速鋼麻花鉆，直徑d=8mm，f=0.26mm/r，由機械加工工藝設(shè)計實用手冊表232，鉆孔的軸向力計算公式：鉆頭直徑為8，即d0=8，=320，ZF=1.2，YF=0.8 鉆孔進給量：修正值：鉆孔軸向力為： 帶入數(shù)據(jù)得，鉆孔的軸向力：=1227.3 N在計算切

13、削力時，必須考慮安全系數(shù)。 安全系數(shù) 根據(jù)機械加工工藝手冊查得：式中： 基本安全系數(shù)；取1.2 加工性質(zhì)系數(shù)；取1.1 刀具鈍化系數(shù)；取1.1 切削特點（連續(xù)切削）；取1.0 夾緊力穩(wěn)定性；取1.1 手動夾緊手柄位置；取1.0 僅有力矩使工件與支承面接觸情況；取1.0則 =1.21.11.11.01.11.01.01227.3 =1959.764N查閱機床夾具手冊P33頁表2-18，得扳手長度鉆孔時螺旋夾緊力為：= =2342.8N 因為鉆削力小于夾緊力Fj，所以該夾緊裝置安全可靠。3、 其它裝置的確定3.1、夾具體的設(shè)計夾具體是整個基體和骨架。在夾具體上要安裝組成該夾具所需要的各種元件、機構(gòu)

14、、裝置等；而且還要考慮便于裝卸工件以及在機床上的固定。因此，夾具體的角度和尺寸，主要取決于夾具上各組成件的分布情況，工件的形狀、尺寸及加工性質(zhì)等。為了使底座與機床工作臺接觸穩(wěn)定、可靠，采用周邊接觸,實現(xiàn)夾具體與機床的夾緊配合；夾具體采用鑄造，材料為HT200。夾具體的外形尺寸根據(jù)工件、定位元件、夾緊裝置、對刀、引導(dǎo)元件以及其他輔助機構(gòu)和裝置在總體上的配置確定。由于夾具體的形狀較為復(fù)雜，因此采用鑄造而不采用鍛造。設(shè)計的夾具體示意圖如圖9所示：圖9 夾具體圖3.2鉆模板的設(shè)計 因為零件簡單，可采用機加工成型。與其他零件連接如鉆套用襯套、連接銷進行配合的表面面和孔進行表面質(zhì)量處理，以達到所需要的精度

15、，并選用45號鋼，如圖10所示。圖10 鉆模板圖3.3短銷夾緊長軸設(shè)計為了簡化整體夾具的結(jié)構(gòu)，將短銷與夾緊機構(gòu)做成一體。45號鋼進行調(diào)質(zhì)處理，如圖11所示： 圖11 短銷夾緊長軸圖3.4定位面板設(shè)計 選用45號鋼進行熱處理，表面精度要到達定位要求，如圖12所示： 圖12 定位板圖4、 夾具設(shè)計的三維視圖圖138鉆床夾具的三維視圖 小 結(jié)課程設(shè)計是我們專業(yè)課程知識綜合應(yīng)用的實踐訓(xùn)練，這是我們邁向社會、從事職業(yè)工作前一個必不可少的過程。為期三周的課程設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，回顧整個過程，收獲頗多，許多問題和錯誤在指導(dǎo)老師的耐心指正下才得以解決，在此向幫助過我的老師同學(xué)表示衷心的感謝。夾具課程課程設(shè)計作為

16、機械制造工藝學(xué)、機床夾具設(shè)計課程的重要環(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)實習(xí)中的感性認識。這次課程設(shè)計給我們提供了一個應(yīng)用自己所學(xué)知識的機會，從到圖書館查找資料到對夾具精度分析與計算和運用CAD畫出夾具零件圖到最后夾具總圖的成型。設(shè)計思路是最重要的，只要你的設(shè)計思路是成功的，那你的設(shè)計已經(jīng)成功了一半。因此我們應(yīng)該在設(shè)計前做好充分的準(zhǔn)備，像查找詳細的資料，為我們設(shè)計的成功打下堅實的基礎(chǔ)?？傮w來說，通過這次設(shè)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(shè)計思維，增加了實際操作能力。在讓我體會到了搞設(shè)計艱辛的同時，更讓我體會到成功的喜悅和快樂。 同時，在設(shè)計中也發(fā)現(xiàn)自己的很多不足之處：缺乏實際的經(jīng)驗，對于某些尺寸的判斷和實物的合理性不能很好地判斷；資料搜索、規(guī)整能力還有待加強。因此，在夾具設(shè)計中存在有許多的不足之處