撥叉夾具設(shè)計(jì)說明書

1、撥叉夾具說明書 年 級： 學(xué) 號： 姓 名： 專 業(yè)： 指導(dǎo)老師：2015年7月 目錄一、夾具定位及夾緊方案2二、撥叉夾具設(shè)計(jì)說明41、問題的提出42、定位原理及實(shí)現(xiàn)43、切削力及夾緊力計(jì)算54、誤差分析95、實(shí)際所需夾緊力的計(jì)算146、零件材料選擇14三、參考文獻(xiàn)16一、夾具定位及夾緊方案撥叉夾具：夾緊：說明：長：340mm寬：60mm高：60mm銑套：總長：45mm總寬：15mm總高：20mm銑口長：14mm銑口寬：15mm銑口高：17mm銑刀：立銑刀直徑范圍2-50mm：?。?2mm三維模型：二、撥叉夾具設(shè)計(jì)夾具是組合機(jī)床的重要組成部分，是根據(jù)機(jī)床的工藝和結(jié)構(gòu)方案的具體要求而專門設(shè)計(jì)的。

2、它是用于實(shí)現(xiàn)被加工零件的準(zhǔn)確定位、夾壓、刀具的導(dǎo)向以及裝卸工件時(shí)的限位等作用。為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)成本，需要設(shè)計(jì)專用夾具。1、問題的提出夾具是組合機(jī)床的重要組成部分，是根據(jù)機(jī)床的工藝和結(jié)構(gòu)方案的具體要求而專門設(shè)計(jì)的。它是用于實(shí)現(xiàn)被加工零件的準(zhǔn)確定位、夾壓、刀具的導(dǎo)向以及裝卸工件時(shí)的限位等作用。本夾具主要用于銑寬14H7的槽，且為大批大量生產(chǎn)。在保證提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)可以設(shè)計(jì)選用比較簡單的夾具。2、定位原理及其實(shí)現(xiàn) 由零件圖可知，槽所在的面與中心線存在垂直度誤差，在加工槽時(shí)應(yīng)保持工件的平穩(wěn)，應(yīng)選擇小圓柱底端面為定位基準(zhǔn)。 根據(jù)被加工零件的結(jié)構(gòu)特征，選擇定位基

3、準(zhǔn)。由夾具圖可以得出，V形塊約束X向的移動(dòng)，Y向的移動(dòng),X向的轉(zhuǎn)動(dòng)，Y向的轉(zhuǎn)動(dòng)；工件與V形塊的背面接觸簡化成線，則約束X向的移動(dòng)，底面約束Z向的移動(dòng)，X向的轉(zhuǎn)動(dòng)，Y向的轉(zhuǎn)動(dòng)，則形成了過定位。限制的自由度V形塊：X向的移動(dòng)，Y向的移動(dòng),X向的轉(zhuǎn)動(dòng)，Y向的轉(zhuǎn)動(dòng)底面：Z向的移動(dòng)，X向的轉(zhuǎn)動(dòng)，Y向的轉(zhuǎn)動(dòng)線：X向的移動(dòng) 過定位為：X向的移動(dòng)，X向的轉(zhuǎn)動(dòng)，Y向的轉(zhuǎn)動(dòng)。由于此過定位對零件加工時(shí)產(chǎn)生的誤差較小，所以可以忽略不計(jì)。3、切削力及夾緊力的計(jì)算 需要鉆孔零件的材料為45號鋼，優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，鋼材的平均含碳量為0.420.50%,45號鋼力學(xué)性能：抗拉強(qiáng)度 ；屈服強(qiáng)度 ；伸長率 25%；斷面收縮率 5%

4、； 3.1切削力計(jì)算切削刀具：高速鋼圓柱形銑刀，12，Z=22，則理論切削力為：,代入式中得到：667.4N水平分力：1.1×=734.14N垂直分力：在計(jì)算切削力時(shí)，必須考慮安全系數(shù)，安全系數(shù)。式中所以實(shí)際切削力為：1332.46N3.2夾緊力分析3.2.1本設(shè)計(jì)采用螺旋夾緊結(jié)構(gòu)，螺旋夾緊機(jī)構(gòu)是利用螺紋升角增力，結(jié)構(gòu)簡單，增力比及夾緊行程大；同時(shí)，普通螺紋的標(biāo)準(zhǔn)化和良好的自鎖性能，使得螺旋夾緊機(jī)構(gòu)具有良好的夾緊性能，是目前應(yīng)用最廣泛的一種夾緊機(jī)構(gòu)，其不足之處是裝卸的輔助時(shí)間較長。3.2.2夾緊力計(jì)算 螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊力計(jì)算與木鍥相似，在夾緊狀態(tài)的受力圖為：螺旋的平衡條件：各表達(dá)式

5、為：聯(lián)立得到： (1-1)得到理論公式為： (1-2)查表得：，d=6。mm計(jì)算外螺紋的公稱直徑：已知實(shí)際切削力為，切削力的水平分力：1.1×=734.14N，所以在實(shí)際運(yùn)用中夾緊力的軸向分力應(yīng)大于734.14N。取=735N得到：強(qiáng)度校核：而螺桿螺紋選用M8，就強(qiáng)度而言，M8>M1.8，所以所選直徑合格。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)夾緊力計(jì)算如圖：由圖得到實(shí)際計(jì)算公式為：查表得到夾緊力:，。已知實(shí)際切削力為，切削力的水平分力：1.1×=734.14N3.2.3校核夾緊力與切削力：夾緊力:，切削力的水平分力：734.14N，所以,所以此夾具合格手柄與力矩的關(guān)系：手柄上所需力矩計(jì)算公式

6、：得到：由圖可知選用從左往右第一種手柄。3.2.4自鎖條件1） 螺紋升角：2） 查表得到：螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的自鎖條件與斜鍥相似，簡化為：標(biāo)準(zhǔn)普通螺紋一般螺旋角，因此自鎖性很好，取3.83.2.5增力比計(jì)算：代入數(shù)據(jù)得到：=254.53.2.6校核平衡條件數(shù)據(jù)將匯總：mm已知達(dá)到平衡條件為: (1-1)代入數(shù)據(jù)得到：經(jīng)校核達(dá)到平衡條件。4、誤差分析用夾具裝夾工件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，其工藝系統(tǒng)中影響工件加工精度的因素很多，與夾具有關(guān)的因素有：定位誤差P、對刀誤差T、夾具在機(jī)床上的安裝誤差A(yù)和夾具誤差E，在機(jī)械加工工藝系統(tǒng)中，影響加工精度的其它因素綜合稱為加工方法誤差G。上述各項(xiàng)誤差均導(dǎo)致刀具相對工件的位置

7、不精確而形成總的加工誤差。 4.1定位誤差分析 定位誤差是指采用調(diào)整法加工一批工件時(shí)，由于定位不準(zhǔn)確而造成某一工序在工序尺寸（通常指加工表面對工序基準(zhǔn)的距離尺寸）或位置要求方面的加工誤差。當(dāng)采用夾具加工工件時(shí)，由于工件定位基面和定位元件的工作表面均有制造 誤差使定位基準(zhǔn)位置變化，即定位基準(zhǔn)的最大變動(dòng)量，故由此引起的誤差稱基準(zhǔn)位置誤差，而對于一批工件來講就產(chǎn)生定位誤差。如圖所示。 從以上實(shí)例分析可以進(jìn)一步明確，定位誤差指一批工件采用調(diào)整法加工，僅僅由于定位不準(zhǔn)而引起工序尺寸或位置要求的最大可能變動(dòng)范圍。定位誤差主要由尺寸位置誤差和基準(zhǔn)不重合誤差組成。4.2直接從概念出發(fā)，通常分析工序基準(zhǔn)的兩個(gè)極

8、端情況，然后根據(jù)相關(guān)公式和公差確定具體變動(dòng)量。情況1，使工序基準(zhǔn)盡可能地“高”得加工尺寸；情況2，使工序基準(zhǔn)盡可能的“低”得加工尺寸。且該工序誤差 （2） （3）更為簡單的情況 兩個(gè)極端情況:情況1，使工序基準(zhǔn)A獲得最高點(diǎn)；情況2，時(shí)A獲得最低點(diǎn)；兩者之差即為該工序的定位誤差：4.3微分法取工序尺寸方向（即敏感方向）上相對機(jī)床（夾具）不懂點(diǎn)到工序基準(zhǔn)的距離對于AB（d，）取全微分，有：將誤差或公差分別代替微元，有 （6）若取V型塊角的誤差為零，或認(rèn)為加工一批零件均用該型塊且無磨損，則角不變即則上式變?yōu)? （7）微分法基本步驟：首先根據(jù)工序加工要求，確定敏感方向；然后，在該敏感方向上尋求-機(jī)床或

9、夾具上相對固定點(diǎn)。再以該點(diǎn)為起點(diǎn)，確定到工序基準(zhǔn)點(diǎn)的表達(dá)式。該表達(dá)式包含影響該工序定位誤差的因素（變量）對。對該表達(dá)式求全微分，并以工序定位誤差代替全微分，各影響因素的公差代替各自的微分。最后根據(jù)實(shí)際工和假設(shè)簡化公式，從而獲得該工序定位誤差的表達(dá)式。代入相關(guān)數(shù)值，即得定位誤差值。4.4 V形塊應(yīng)盡量使用角度為120度的，由公式：可知角度越大（在規(guī)定范圍內(nèi)），這樣使得位移誤差跟小，=120。工序基準(zhǔn)的最大變動(dòng)度量，即定位誤差為H2-H1=（O1O2+O2C）-O1B=（1/sin1/）（dmax-dmin）/2+dmin/2-dmax/2=Td/（2sin1/）-Td/2=0.066按微分法：C

10、A（d,）=d（1/sin1/）-1/2取全微分, dCA（d,）=Td （1/sin1/）-1/2 =0.32(1.414-1)/2=0.066注：一般工序的定位誤差應(yīng)小于或等于工序尺寸公差的1/3，即0.066<0.021/3=0.07,符合要求。4.5對刀誤差T因刀具相對于對刀或?qū)蛟奈恢貌痪_而造成的加工誤差，稱為對刀誤差。銑刀與銑套間的間隙，會(huì)引起銑刀的位移或傾斜，造成加工誤差。加工工件時(shí)，刀具與工件的位置關(guān)系大致如下：銑模對刀誤差的計(jì)算如圖所示，道具與銑套的最大配合間隙的存在會(huì)引起刀具的斜偏，將導(dǎo)致銑槽的偏移量 其中：B工件厚度； H銑套高度； H排屑空間的高度。加工工件

11、的深度較淺，在計(jì)算對到誤差時(shí)，課根據(jù)槽的尺寸誤差計(jì)算，得到：T=0.0114.6夾具安裝誤差 因夾具在機(jī)床上的安裝不精確而造成的加工誤差，稱為夾具的安裝誤差。一般?。核瓵=0.02mm ，垂A=0mm4.7加工方法誤差G因機(jī)床精度，刀具精度，刀具與機(jī)床的位置精度，工藝系統(tǒng)受力變形和受熱變形等因素造成的加工誤差，統(tǒng)稱為加工方法誤差，因該項(xiàng)誤差影響因素很多，又不便于計(jì)算，所以常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)為它留出工件公差的1/3。計(jì)算時(shí)可設(shè)G=/3。工件位置公差取0.20G=4.8保證加工精度工件在夾具中加工時(shí)，總加工誤差為上述各項(xiàng)誤差之和。由于上述誤差均為獨(dú)立隨機(jī)誤差，應(yīng)用概率法加，因此，保證工件加工精度條件是：為

12、保證夾具有一定的使用壽命，防止夾具因磨損而過早報(bào)廢，在分析計(jì)算工件加工精度時(shí)需留出一定精度儲備量，因此將上式改為： = （3-7）當(dāng)0時(shí)夾具能滿足加工要求，根據(jù)以上=0.20-0.1290=0.0710 所以夾具完全可以滿足加工要求。5、銑套設(shè)計(jì)銑套：由于槽內(nèi)壁的精度要求達(dá)到R0.8,所以查表得到選擇銑刀直徑為12，加工至表面精度為Ra12.5， 最后磨至Ra0.8。同時(shí)選擇刀具直徑為12的銑刀，使得排削能力增加，從而減小了加工過程由鐵削引起的誤差，提高了加工精度。6、 零件材料選擇 6.1標(biāo)準(zhǔn)件本設(shè)計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)件，如螺釘、螺母、螺栓等零件，常用于元件間的連接、定位、固定，要求有一定的工藝性能和

13、良好的塑性，在使用過程中可能要承受力的作用，所以需要有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度。根據(jù)對金屬材料的認(rèn)識和了解，35號鋼滿足使用要求。35號鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，有良好的塑性和適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度，工藝性能較好，焊接性能也可以，大多在正火狀態(tài)和調(diào)質(zhì)狀態(tài)下使用（正火：指將鋼材或鋼件加熱到鋼的上臨界點(diǎn)溫度以上，3050保持適當(dāng)時(shí)間后，在靜止的空氣中冷卻的熱處理的工藝；正火的目的：提高低碳鋼的 力學(xué)性能，改善切削加工性，細(xì)化晶粒，消除組織缺陷。調(diào)質(zhì)：指將鋼材或鋼件進(jìn)行淬火及高溫回火的復(fù)合熱處理工藝）。35號鋼廣泛用于制造各種鍛件、熱壓件、冷拉和頂鍛鋼材，機(jī)械制造中的零件，如曲軸、轉(zhuǎn)軸、杠桿、連桿、套筒、輪圈、墊圈以及螺釘、螺母等

14、。35號鋼的力學(xué)性能如下：抗拉強(qiáng)度： 屈服強(qiáng)度：伸長率：斷面收縮率： 未熱處理硬度：6.2底板及支撐板，支架體 本設(shè)計(jì)中對零件鉆孔，需要夾具體有良好的抗壓強(qiáng)度、剛度和抗震性，所以選用鑄造夾具體，常見的材料為灰鑄鐵，如HT200。.HT200指的是最低抗拉強(qiáng)度為200MPa的灰鑄鐵，是具有較高強(qiáng)度鑄鐵，基體為珠光體，強(qiáng)度、耐磨性、耐熱性均較好，減振性也良好；鑄造性能較好，需要進(jìn)行人工時(shí)效處理（時(shí)效處理：消除零件在長期使用中尺寸、形狀發(fā)生變化，常在低溫回火后，精加工前，把工件重新加熱到100-150，保持5-20小時(shí)。對在低溫或動(dòng)載荷條件下的鋼材構(gòu)件進(jìn)行時(shí)效處理，以消除殘余應(yīng)力，穩(wěn)定鋼材組織和尺寸，尤為重要）?；诣T鐵的工作條件：1）能承受較大應(yīng)力的零件（彎曲應(yīng)力<29.40MPa）。2）摩擦面間的單位面積壓力>0.49MPa（大于