夾具設(shè)計課程設(shè)計.doc

機(jī)械專用夾具設(shè)計 目錄1.設(shè)計任務(wù)書1.1.概述1.2.設(shè)計的要求1.3.設(shè)計題目2.加工零件的簡介2.1.加工的零件圖2.2.加工零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)3.零件加工方案的選擇3.1.零件的工藝分析3.2.工藝方案的確定3.2.1、確定毛坯的制造形式3.2.2、基面的選擇3.2.3. 制定工藝路線3.2.4、機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定3.2.5、確立切削用量及基本工時4. 零件夾具方案的選擇4.1擬定定位方案和選擇定位元件4.1.1.擬定定位方案4.1.2選擇定位元件4.2.確定夾具類型5.夾緊方案的確定5.1.夾緊方案的選擇5.2.夾緊力的估算6.夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計7.夾具的使用說明8.設(shè)計小結(jié)參考文獻(xiàn)1.設(shè)計任務(wù)書1.1概述在現(xiàn)代制造技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，機(jī)床夾具無論在傳統(tǒng)機(jī)床上還是在數(shù)控機(jī)床、加工中心上，仍是必不可少的重要工藝裝備。通過機(jī)床夾具設(shè)計，不僅可養(yǎng)綜合運(yùn)用已學(xué)知識的能力而且可以得到工程設(shè)計的初步訓(xùn)練。1.2.設(shè)計的要求1.運(yùn)用已學(xué)過的機(jī)床夾具設(shè)計及有關(guān)課程的理論知識以及生產(chǎn)實(shí)習(xí)中所獲得的實(shí)際只是，根據(jù)被加工零件的要求，設(shè)計既經(jīng)濟(jì)合理又能保證加工質(zhì)量的夾具。2.培養(yǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計能力，掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法和步驟3.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(yùn)用機(jī)械制造技術(shù)課程中的基本理論，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。4.進(jìn)一步培養(yǎng)機(jī)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。1.3.設(shè)計題目題目：“拔叉 （CA6140）”的夾具設(shè)計內(nèi)容：銑直徑為40mm上端面的立式銑床夾具設(shè)計（1）零件圖 1張（2）夾具總裝圖 1張（3）夾具主要零件圖 若干張（每個零件一張圖）（4）課程設(shè)計說明書 1份2.加工零件的簡介2.1.加工的零件圖2.2.加工零件的作用及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)題所給的是CA6140車床上的撥叉，它位于車床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換擋作用，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩。零件上方的20mm的孔與操作機(jī)構(gòu)相連，下方的50mm的半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸，通過上方的力撥動下方的齒輪變速，兩零件鑄造為一體，加工時分開。拔叉零件的結(jié)構(gòu)不是很規(guī)范因此在機(jī)床上使用通用夾具很難加工，所以需要設(shè)計專用夾具。3.定位方案的選擇3.1. 零件的工藝分析CA6140車床共有兩處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下：(1)、以22為中心的加工表面外直徑為40mm的圓面這一組加工表面包括：22的孔，以及其上下端面，上端面與孔有位置要求，孔壁上有一個裝配時鉆鉸的錐孔，一個M8的螺紋孔。下端有一個47的斜凸臺。這三個都沒有高的位置度要求。(2) 、以55為中心的加工表面這一組加工表面包括：55的孔，以及其上下兩個端面。這兩組表面有一定的位置度要求,即55的孔上下兩個端面與22的孔有垂直度要求。由上面分析可知，加工時應(yīng)先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準(zhǔn)加工另外一組3.2.工藝規(guī)程設(shè)計3.2.1、確定毛坯的制造形式零件材料為HT200?？紤]零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，故選擇鑄件毛坯。3.2.2、基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中回問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，是生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 (1)、粗基準(zhǔn)的選擇。對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對有若干個不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取22孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)，利用一組共兩塊V形塊支承這兩個40作主要定位面，限制5個自由度，再以一個銷釘限制最后1個自由度，達(dá)到完全定位,然后進(jìn)行銑削。(2)、精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復(fù)。3.2.3. 制定工藝路線制定工藝路線得出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證,在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 工藝路線方案：工序一 以40外圓為粗基準(zhǔn)，夾緊零件，粗銑22孔下端面。工序二 以40外圓為粗基準(zhǔn)，夾緊零件，半精銑22孔下端面。工序三 以40外圓為粗基準(zhǔn)，夾緊零件，精銑22孔下端面。工序四 以22孔下端面為精基準(zhǔn)，粗銑22孔上端面。工序五 以22孔下端面為精基準(zhǔn)，半精銑22孔上端面工序六 以22孔下端面為精基準(zhǔn)，精銑22孔上端面，使其表面粗糙度為3.2。工序六 檢查。3.2.4、機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“CA6140車床撥叉”；零件材料為HT200，硬度190210HB，毛坯重量2.2kg，生產(chǎn)類型大批量，鑄造毛坯。據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：(1)、外圓表面延軸線方向長度方向的加工余量及公差（22，55端面）。查機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊（以下稱工藝手冊）表2.22.5，取22，55端面長度余量均為2.5（均為雙邊加工）銑削加工余量為：粗銑 1mm精銑 0mm3.2.5、確立切削用量及基本工時工序一： 以40外圓為粗基準(zhǔn)，粗銑22孔上下端面。(1)、加工條件：工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,鑄造。加工要求：粗銑22孔上下端面。機(jī)床：X6140臥式銑床。刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae=60,深度apPcc。故校驗(yàn)合格。最終確定 ap=1.5mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）、計算基本工時tmL/ Vf=(32+80)/475=0.09min。工序二 精銑22孔上下端面。(1)、加工條件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,鑄造。加工要求：精銑22上下端面。機(jī)床：X6140臥式銑床。刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae=60,深度apPcc。故校驗(yàn)合格。最終確定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）、計算基本工時tmL/ Vf=(32+80)/475=0.09min。4. 零件夾具方案的選擇4.1擬定定位方案和選擇定位元件4.1.1夾緊方案的選擇方案一：一面兩銷定位方案可用方案比較：定位方案：一面兩銷定位，利用R12圓柱體一個端面限制3個自由度，R7孔內(nèi)放短銷限制2個自由度，再利用檔銷限制一個自由度，完全定位。 方案二：91)下面為兩種定位方案的圖形;方案（一）方案（二）(2)最終選定的方案是：此方案使用加工時操作比較方便，且夾具簡單，還有一定的通用性。示意圖如下：4.1.2選擇定位元件如圖是V型塊（一），它固定在夾具底座上，其v形面起固定零件的圓柱側(cè)面的作用。如圖是V型塊（二），它用四個螺釘固定在墊片上，其v形面可以通過絲桿的運(yùn)動，和固定的v形塊一起，起固定和夾緊零件的作用。4.2.確定夾具類型5.夾緊方案的確定5.1. 夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計 (1）夾具的組成:兩個V形塊，固定用的螺栓，移動活動V形塊及其組件（如手柄）。 （2） 此道工序是要銑撥叉的40mm的平面，所以夾具要確保工件在加工過程中不會左右移動、擺動，根據(jù)；零件的形狀設(shè)計了兩個V形塊夾緊的方案 用兩個V形塊從工件的兩邊進(jìn)行夾緊定位，兩個V形塊限制了5個自由度滿足加工的要求，一個V形塊通過螺栓固定，另外一個V形塊和螺栓連接，螺栓和手柄連接，轉(zhuǎn)動手柄就可以移動V形塊夾緊工件5.2.夾緊力的估算（1）V形塊地夾緊力：切削力的大小：由公式估算大小:100N左右（水平方向上）,乘上安全系數(shù)1.5最后夾緊力大小設(shè)為：W=1.52.5100=375N.（2）螺栓的夾緊力： 螺栓必須為V形塊提高375N的水平力。F=(K*W)/(f*z*i) i=1,z=4, 取f為：0.16，k=1.3 則F=761N故4個螺栓每個的預(yù)緊力F=761N6.夾具的使用說明 此夾具主要有兩個V形塊及其固定和附件組成。先安裝要求把夾具安裝好，通過調(diào)節(jié)移動V形塊擴(kuò)大間隙，然后放進(jìn)工件，最后移動活動V形塊加緊工件，就可以銑削上面的端面.示意圖如下：7.設(shè)計小結(jié)參考文獻(xiàn)、徐嘉元，曾家駒主編機(jī)械制造工藝學(xué)機(jī)械工業(yè)出版社97.82、趙家齊：機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書，機(jī)械工業(yè)出版社3、李益民主編：機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊，機(jī)械工業(yè)出版社4、艾興 肖詩綱主編.切削用量簡明手冊. 機(jī)械工業(yè)出版社, 19945 、浦林祥主編.金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計手冊.機(jī)械工業(yè)出版社, 19846、王啟平主編機(jī)