工裝夾具設計課程說明書

.z.夾具課程設計說明書班級****導師目錄目錄…………………..2零件加工工藝分析……………3工序的加工技術(shù)要求………..3定位方案設計…………………4定位誤差……………………..4對刀——引導方案……………5夾緊方案……………………..5夾緊力計算…………………..6夾具體設計…………………..7其它裝置設計…………………7技術(shù)條件制定…………………7加工精度分析…………….7夾具的經(jīng)濟性分析……….8夾具工作原理〔操作〕………………….9總結(jié)……….9參考文獻………………….10夾具設計說明書1.零件加工工藝分析：該零件簡圖尺寸標注完整，加工部位也非常清楚明確。由于圖紙要求，材料是45號鋼，大批量生產(chǎn)，采用加工設備為*62W臥式銑床。工件其他外表都已經(jīng)加工，其中兩孔的孔軸線到待銑鍵的平面距離為23mm；兩孔的大小分別為Φ14mm和Φ6㎜，兩孔中心距為34±0.08mm，工件厚度為10mm。該零件采用的材料是45鋼，工藝性比擬好。2.工序的加工技術(shù)要求：在銑鍵時，鍵的尺寸精度和外表粗糙度要求不是很高，可以采用銑削直接加工，其中鍵的寬度由刀具的尺寸保證，鍵的深度尺寸和位置精度由設計的夾具來保證。鍵的位置包括如下兩方面要求：1)加工鍵的寬度為8mm，其中上偏差為-0.030㎜，下偏差為-0.060㎜，且兩個側(cè)面相對于中心面A對稱度為0.2mm；2)加工槽的深度為10mm。加工槽的端面到孔的中心線的距離為23mm，其中上偏差為+0.2㎜，下偏差為0㎜。3)加工鍵的外表粗糙度為R3.2um。要求不是很高。4)工件的中心線和兩孔圓心的連線相交保證角度為90°±30′。3、定位方案設計：該零件可以采用一面兩銷的定位方案，分別用圓柱銷和菱形銷作為定位基準。由于該零件可以實現(xiàn)多個工件同時加工，因此在第一個待加工工件的一面采用一個與待加工工件形狀相似的固定板實現(xiàn)定位〔待加工工件的鍵寬度為7mm〕。由于我們同時加工20個零件，圓柱銷和菱形銷的直徑比擬小而導致銷剛性不好，加工過程中容易產(chǎn)生變形，因此我們通過兩邊加支撐板來加強剛性，同時為了能夠?qū)崿F(xiàn)快速裝夾的需要，在工件下加個導向鍵。這樣的定位會使工件重復定位，但是由于鍵的兩側(cè)平行度很好，對加工沒有影響，可以忽略不計。要實現(xiàn)加工槽兩側(cè)對稱度的要求，按基準重合的原則應選A面作為定位基準，該工件厚度沒有公差要求，且兩孔直徑并不是很大，夾緊力比擬大，加工精度好，對兩孔采用固定式圓柱銷及菱形銷定位，此方案實現(xiàn)了工件的完全定位，也滿足大批量生產(chǎn)，方案可取。4、定位誤差：(1).在加工時，由于對稱度的工序基準是加工槽的端面到孔的中心線的距離23mm，定位基準也是此距離，故△B=0而限位基準為Φ14mm和Φ6兩孔中心距34±0.08mm，所以定位基準與限位基準不重合，定位基準O?、O?可做任意方向移動：tgΔβ=(*?ma*+*?ma*)/2L=〔0.036+0.066〕/2×30=0.0017㎜ΔY?=*?ma*+2L?tgΔβ=0.036+2×20×0.0017=0.104㎜ΔY?=*?ma*+2L?tgΔβ=0.066+2×20×0.0017=0.134mm定位誤差應取大值，因此ΔD=ΔY?=0.134mm(2).加工對稱度0.2的定位誤差：對稱度的定位基準是孔的軸線，工序基準也是孔的軸線，所以△B=0定位基準相對于限位基準可任意方向移動，所以△Y=δ＝δD＋δd0＋*ma*=0.018+0.008+0.04=0.066mm工件在夾具中定位產(chǎn)生的定位誤差，其值應控制在工件相對尺寸或位置公差的～，為此需對每一項5、對刀——引導方案：對此方案，我們采用每加工一批工件，只安裝調(diào)整一次夾具，為了能迅速、準確的使工件裝夾，我們采用每次加工20個工件，每加工完利用銑床上安裝的鍵槽快速取出工件，只需安裝調(diào)整一次夾具，通過試切對刀原件工件來對刀，此種方案對導引方案的要求很高，夾具的夾緊元件采用帶光面的壓塊的壓緊螺母。我們要保證的第一個精度是鍵的寬度8mm〔上偏差為-0.030㎜，下偏差為-0.060㎜〕，關(guān)于工件厚度方向上的對稱度為0.2㎜。6、夾緊方案：對此工件的銑削加工，我們所采用的是一面〔與待加工工件形狀相似的固定板，待加工工件的鍵寬度為7mm〕和兩個定位銷定位的原理，由于待加工工件的兩個孔徑都很小，一次性又加工20個工件，會導致圓柱銷和菱形銷因為剛度不夠而產(chǎn)生變形，我們在外側(cè)多加了一個類似工件的擋板，擋板上也像工件那樣打兩個孔，和兩個定位銷配合，這樣既可以防止加工時對工件已加工外表造成傷害，同時也可以做輔助支撐的作用，保護圓柱銷和菱形銷的剛性。而且我們擬定采用的是手動夾緊，為了節(jié)約本錢，我們采用兩個夾板，兩對螺母對其壓緊。采用帶同時擋板兩側(cè)采用的是開口墊圈的螺旋夾緊機構(gòu)，使工件裝卸迅速、方便。7.夾緊力計算：根據(jù)工件上大孔的尺寸、菱形銷、螺桿的尺寸大小，我們選用M20的壓緊螺母，對壓塊的尺寸我們擬定為厚度20mm，高度為30mm。對夾緊裝置的要求有：夾緊動作迅速，操作方便省力，夾緊安裝可靠。用開口墊圈和心軸的一端 用螺紋來固定工件水平方向上的位移，其中用于夾緊的心軸一端的螺紋直徑由"機械設計零件手冊"選取，預緊系數(shù)Co=2，剛度系數(shù)Ce=0.2平安系數(shù)Sp=360Mpa，由公式Qz=〔Co+Ce〕Q.≥1.66Qz,=/Sp可得Qz=〔2+0.2〕×3000 =6600N,=360/3=120Mpa 計算切削力刀具：高速鋼直齒三面刃銑刀根據(jù)公式：可知直徑為M20的螺桿和M20的螺母能滿足夾緊力：由于工作狀態(tài)原因，切削力與夾緊力在空間上是相互垂直的。螺母提供的夾緊力足以夾緊，故無須驗算。8、夾具體設計：由于加工要求是生產(chǎn)大批量的零件，銑削時的切削力和振動都較大，夾具體通過安裝在夾具體上的定向鍵與銑床的工作臺連接，從而實現(xiàn)對夾具的固定，兩邊采用螺桿鎖緊裝置。在設計夾具體時要盡量降低夾具體的高度。我們選用剛性好、強度高的夾具體，其高度與寬度之比也應恰當，用H/B=1~1.25以降低夾具的重心，提高加工時的穩(wěn)定性。9、其它裝置設計左側(cè)的擋板為固定的板，由4個固定釘鎖在機床上，右側(cè)的為活動的壓緊板由兩個活動的固定釘鎖緊。又由于Φ14mm和Φ6mm的定位銷剛性差，要在左右兩側(cè)加螺栓夾緊，螺栓的大小為M20方便裝夾在支撐板的中間開一個槽，放入一個長鍵。因此工件的正下方放一個鍵，方便了裝夾，也提高了工件的加工精度。10、技術(shù)條件制定保證軸線和孔的中心線的角度為90°±30′，工件上銑鍵的尺寸為8mm〔上偏差為-0.030㎜，下偏差為-0.060㎜〕，但要求相對于軸線A的對稱度為0.2mm要求比擬高。在裝夾時要注意軸的剛度，和工件之間的間隙是否過大，夾緊力是否過大，加工出來的工件有些有毛刺需要修補。11、加工精度分析本工序的主要加工要求是8mm〔上偏差為-0.030㎜，下偏差為-0.060㎜〕，夾具采用的是圓柱銷和菱形銷定位，由于Φ14mm〔上偏差為+0.027㎜，下偏差為0㎜〕的孔和圓柱銷存在最大間隙配合*?ma*，Φ6〔上偏差為+0.018㎜,下偏差為0㎜〕的孔和菱形銷存在最大的間隙配合*?ma*，我們采用的圓柱銷為Φ14f5，菱形銷為Φ6f5,因刀具相對刀或?qū)蛟奈恢貌粶蚀_而造成的加工誤差，稱為對刀誤差。由于定位元件是兩個配合的定位銷，有配合誤差，所以ΔT=0.043+0.132=0.175mm。單個螺母壓緊可能損傷工件或帶開工件旋轉(zhuǎn)，壓塊和工件間的摩擦力矩大于螺母和壓板間的摩擦力矩。1〕定位誤差由3知：①φ14與φ6之間孔軸線的定位誤差為0.134㎜②對稱度0.2㎜的定位誤差為0.066㎜2〕兩定位銷中心距兩定位銷中心距根本尺寸應等于兩定位孔中心距的平均尺寸，其公差一般為δLd=﹙?～1/5〕δLD∵孔間距LD=34±0.08㎜∴取銷間距Ld=34±0.02㎜3)圓柱銷直徑的根本尺寸應等于與之配合工件的最小極限尺寸，其公差帶一般取g6或h7∵定位孔直徑為Φ14mm〔上偏差為+0.027㎜，下偏差為0㎜〕∴圓柱銷的直徑d?=φ14〔上偏差為-0.06㎜，下偏差為-0.17㎜﹚4)確定菱形銷的尺寸：由表得，B=3mm5〕確定菱形銷的直徑*?min=2ab/D?min①a=﹙δLD＋δld﹚／2②b=3③D?=φ6±0.018④由①-④得*?min=0.04㎜6)確定菱形銷的公差等級為IT6=0.08㎜，所以d?=φ6﹙上偏差為-0.04㎜，下偏差為-0.048㎜〕7〕夾緊力的計算：確定夾緊力的方向，作用力和大小很重要，采用的是螺旋壓板機構(gòu)。螺母壓緊的行程可以按照S=πdφ/360h=s/tgβ=πdφ/360tgβ，H=Kd.K=πφ/360tgβFqL=F?R+Fr*d/2α=11.5,φ1=1,d=27.03,k=6000,l=23.03,h=11.32，F(xiàn)j=FqL/dtg(a+φ1)+rtgφ2經(jīng)過計算Fj=1654N12、夾具經(jīng)濟性分析夾具的經(jīng)濟分析是研究夾具的復雜程度與工序本錢的關(guān)系，以便分析比擬和選定經(jīng)濟效益比擬好的夾具方案。專用夾具的制造費用為Cz=pm+tfe，式中p為夾具的平均價格；m為夾具毛坯的重量；t為夾具制造工時;fe為制造夾具的每小時平均生產(chǎn)費用。45鋼材料本錢不會很貴，由于我們制造的夾具是屬于簡單夾具，通常使用的年限T=1a。夾具的年本錢Cj=[〔1+K?﹚／T+K?]Cz，K?為專用夾具設計系數(shù)，常取0.5；K?為專用夾具使用系數(shù)，常取0.2～0.3。由于我們的生產(chǎn)屬于大批量的，制造的夾具簡單，經(jīng)濟性好。13、夾具工作原理(操作)此夾具的工件原理：我們采用兩根M20的螺桿和螺母相配合支撐起20個工件，在銑床的工作臺上安裝一個導向鍵，便于加工人員快速裝夾。工作臺底下采用螺桿鎖緊，由于刀具的切削力和工件的夾緊力相互垂直，不會產(chǎn)生其他方向的位移誤差。定位元件圓柱銷、菱形銷通過夾具體上的孔、本身的螺栓、螺母與夾具體連接，在裝卸工件時只需要將右邊的螺母松開就可以卸下工件。而在裝滿20個工件的末端加開口墊片，拆工件時只需取出開口的墊片便可把工件取出，螺母的行程也會因此縮短。夾具體的底座要用螺栓固定，由于刀具是從右往左加工，在水平方向上的切削力比擬大，采用M8的螺栓固定。在夾具體的左邊用螺母固定長的圓柱銷，在垂直方向采用沉空的螺栓固定菱形銷。14.總結(jié)通過這兩周的實訓，我對夾具這一們課程有了更近一步的理解。這學期，我們開了"機床夾具設計"這門課，說真的，這門課里除了文字就是圖，而且圖還是裝配圖，總的都顯得很抽象，但是這次的夾具課程設計，讓我更加深入的學習了這門課，同時也改變了我對夾具設計的看法！夾具設計的實訓的目的是要我們用我們在"機床夾具設計"上所學的知識為根底，綜合運用有關(guān)的專業(yè)知識來分析解決零件夾具設計問題，理解掌握夾具定位方案、夾緊方案的論證方法及經(jīng)濟性分析，學會使用圖冊，在課程設計時，我們以設計目的，設計要求等來要求自己，盡量做好。在夾具設計過程中，我們的思維不僅僅局限在課本內(nèi)，我們要以工廠的標準來要求自己，如我們設計的夾具是否滿足零件加工要求？與生產(chǎn)綱領是否一致？與資源相符？性能可靠？使用平安等……同時也考慮我們夾具的經(jīng)濟分析等。讓我們設計的時候仿佛自己是在工廠，而不是單純的課程設計，讓我們有種外出實踐的感覺，也讓我們更珍惜這次的課程設計。這兩周我們每天把本組畫好的圖交給教師，讓教師評論，指導。雖然每次都會有不同的、大小不同的誤出現(xiàn)，但是教師嚴格要求我們，以繪圖標準來要求我們，讓我們能始終按照我們實訓的目的來完成實訓的要求。同時這次的實訓讓感觸頗深，這次的課程設計讓我明白理論與實際結(jié)合的重要性。不管是在學習上，還是在工作生活中，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能當之無愧的說我學會了，我理解了這門功課，才能真正的提高自己的實際動手操作能力和獨立思考能力。從中鍛煉自己的分析問題、解決問題的能力和方法，為以后專業(yè)課程的學習打下根底。雖然這次的設計我們是通過分組，組員一起討論完成的，但是，這也讓我深刻的體會到了組員之間團結(jié)合作的重要性，只有大家團結(jié)一致，也才能順利