操縱桿支架加工工藝及鉆床夾具設(shè)計(jì)(鉆底面孔系)課件

1、課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書一、題 目： 操縱桿支架加工工藝及鉆床夾具設(shè)計(jì)（鉆底面孔系）二、時(shí) 間 ： 自 2012 年 12月 17 日至 2012 年 12月 23 日止三、要 求： 正確解決該零件在加工中的定位、加緊等問題；設(shè)計(jì)出高效、省力，既經(jīng)濟(jì)合理又能保證加工質(zhì)量的夾具；學(xué)會(huì)使用有關(guān)手冊及圖表資料。 設(shè)計(jì)條件：通用設(shè)備與工裝齊全. 具體設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)該零件的機(jī)械加工工序夾具。設(shè)計(jì)完成后提交：課程設(shè)計(jì)說明書一本；夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙總圖、夾具體零件圖、待加工零件圖各一張。格式符合學(xué)校有關(guān)要求。 指導(dǎo)教師 ： 目 錄序言1、零件的分析1.1 零件的作用1.2 選擇毛坯種類并確定制造方法1.3

2、基面的選擇2、夾具設(shè)計(jì)2.1問題的提出2.2夾具設(shè)計(jì)2.3提出自己的方案，并分析利弊，選出合適的設(shè)計(jì)方案2.4選擇加工方法2.5夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 結(jié)論 參考文獻(xiàn) 序 言機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是我們?nèi)跁?huì)大學(xué)所學(xué)的機(jī)械制造工藝學(xué)、機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)等知識后，將理論與實(shí)踐相結(jié)合對專業(yè)知識的綜合運(yùn)用訓(xùn)練，并且為我們以后做好畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行一次綜合訓(xùn)練和準(zhǔn)備。通過機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)，應(yīng)該得到下述各方面鍛煉：1、能熟練的運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)的基本理論和夾具設(shè)計(jì)原理的知識，正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及合理制訂工藝規(guī)程等問題的方法，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。2、通過對零件某道工序的夾具設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)工藝

3、裝備設(shè)計(jì)的一般方法。通過親手設(shè)計(jì)夾具（或量具）的訓(xùn)練，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力。3、課程設(shè)計(jì)過程也是理論聯(lián)系實(shí)際的過程，并學(xué)會(huì)使用手冊、查詢相關(guān)資料等，增強(qiáng)我們解決工程實(shí)際問題的獨(dú)立工作能力。1、零件的分析1.1 零件的作用題目所給定的零件是汽車換擋部分的操縱桿支架，它的主要作用是固定操縱桿，使其在行駛過程中牢固可靠。零件上的3-11孔用螺栓固定在底座上，操縱桿用20的定位銷固定在支架上，并且在換擋時(shí)依靠利用36槽軌跡不會(huì)引起偏差。1.2 選擇毛坯種類并確定制造方法操縱桿支架材料為灰鐵件，牌號HT150，零件年產(chǎn)量為10000件，已達(dá)大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用精鑄件，這從提高生

4、產(chǎn)率、保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。 1.3 基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)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，加工工藝過程中會(huì)問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 1.4 零件工藝分析操縱桿支架共有4組加工表面，分析如下：（1）2-20孔，（2）支架底面（3）36槽（4）3-11孔此零件外形較小，圖中除2-20孔，公差要求較嚴(yán)格外，其它加工面公差要求較低，并且無位置度要求，但是為了滿足裝配性能，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際，在加工過程中要制定工藝基準(zhǔn)，并制定出工藝公差，利用工藝基準(zhǔn)來加工后續(xù)工序。 2.夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，

5、保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。 經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第二道工序鉆底 面孔系。本夾具將用于Z3040鉆床。刀具為一把10.5的 鉆頭，11H9的絞刀，對工件的3-11孔進(jìn)行加工。機(jī)床夾具的功能：1保證加工精度2提高生產(chǎn)率3擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍4減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證生產(chǎn)安全機(jī)床夾具的類型：1通用夾具2專用夾具3可調(diào)整夾具和成組夾具4組合夾具4隨行夾具組合夾具：它是由一系列標(biāo)準(zhǔn)元件組裝而成機(jī)床夾具的基本組成：1定位元件及定位裝置2夾緊元件及夾緊裝置3導(dǎo)向及對刀元件4動(dòng)力裝置5夾具體6其他元件及裝置。2.1問題的提出本夾具主要用來鉆工件上3-11的孔成，孔加工通，先用10.5

6、的鉆頭粗鉆后再用11H9的絞刀加工到尺寸。在本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，保證工藝要求孔距及孔徑為下到序做基準(zhǔn)。2.2夾具設(shè)計(jì) 一、工件定位 （1）工件定位原理 工件的定位無論是工藝基準(zhǔn)還是定位基準(zhǔn)，均應(yīng)符合六點(diǎn)定位原理。六點(diǎn)定位原理是采用六個(gè)按一定規(guī)則布置的約束點(diǎn)，限制工件的六個(gè)自由度，使工件實(shí)現(xiàn)完全定位。常用的定位元件有支撐釘、支撐板、定位銷、錐面定位銷、V形塊、定位套、頂尖和錐度心軸。 （2）定位基準(zhǔn)的選擇 通常工件是由一組定位基準(zhǔn)在夾具中定位的。常用的組合基準(zhǔn)有：一組平面組合基準(zhǔn)、平面和曲面的組合基準(zhǔn)、平面和孔的組合基準(zhǔn)、一組孔的組合基準(zhǔn)。一般分為粗基準(zhǔn)和

7、精基準(zhǔn)定位考慮。 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)。而對于有若干個(gè)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做粗基準(zhǔn)。 2、精基準(zhǔn)的選擇：精基準(zhǔn)的選擇有利于保證加工精度，并使工件裝夾方便。在選擇時(shí)，主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一等問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。精基準(zhǔn)選擇為底面及3-11孔。2.3 根據(jù)以上原則，工件定位有以下三種可能方案a. 方案一：以底面，突臺(tái)平面為定位基準(zhǔn)，用一個(gè)錐面定位銷，兩個(gè)長銷定位以限制工件六個(gè)自由度，在A面鉆孔。優(yōu)點(diǎn)工件工作安裝穩(wěn)定，夾具結(jié)構(gòu)簡單，缺點(diǎn)不易保證孔心距尺寸96+0.25和68+

8、0.25b. 方案二：以3個(gè)R12外廓的圓周，突臺(tái)平面，為定位基準(zhǔn)，用三個(gè)V形塊，兩個(gè)偏心圓裝置以限制工件六個(gè)自由度，在A面鉆孔。優(yōu)點(diǎn)工件安裝穩(wěn)定，夾具結(jié)構(gòu)簡單，缺點(diǎn)不易保證孔心距尺寸96+0.25和68+0.25c. 方案三：以B面為定位平面，用三個(gè)長銷，兩個(gè)V形塊定位以限制工件自由度，在A面鏜孔。優(yōu)點(diǎn)夾具結(jié)構(gòu)簡單缺點(diǎn)不易保證孔心間距，穩(wěn)定性差 經(jīng)過三種方案的對比總結(jié)，第二方案比較好，工件安裝簡單方便，穩(wěn)定性也高，換件快，操作簡單。2.4 選擇加工方法 （1）孔的加工孔的加工方式有鉆、擴(kuò)、鏜、拉、磨等。對于本支架，3-11的孔為工藝孔，所以選用鉆床加工的方式。2.5 夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) （1）夾

9、緊機(jī)構(gòu)的原則1 夾緊時(shí)不能破壞工件在定位元件上所獲得的位置2 夾緊力應(yīng)保證工件位置在整個(gè)加工過程中不變或不產(chǎn)生不允許的振動(dòng)3 使工件不產(chǎn)生過大的變形和表面損傷4 夾緊機(jī)構(gòu)必須可靠。夾緊機(jī)構(gòu)各元件要有足夠的強(qiáng)度和剛度，手動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)必須保證自鎖，機(jī)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)有聯(lián)鎖保護(hù)裝置，夾緊行程必須足夠5 夾緊機(jī)構(gòu)操作必須安全、省力、方便，符合工人操作習(xí)慣6 夾緊機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度、自動(dòng)化程度必須與生產(chǎn)綱領(lǐng)和工廠的條件相適應(yīng) （2）鉆床夾具介紹 鉆床夾具的結(jié)構(gòu)形式是根據(jù)工件的大小、形狀、選用的機(jī)床及加工孔的分布形式確定的。鉆床夾具從結(jié)構(gòu)上可以分為固定式鉆床夾具、回轉(zhuǎn)式鉆床夾具、翻轉(zhuǎn)式鉆床夾具、蓋板式鉆床夾具和滑柱

10、式鉆床夾具等。 （3）鉆床夾具結(jié)構(gòu)的選擇要求1) 被鉆孔的直徑大于10mm時(shí)（特別是鋼制件），鉆床夾具應(yīng)固定在工作臺(tái)上2) 翻轉(zhuǎn)式鉆床夾具適用于加工中小型工件，否則應(yīng)采用回轉(zhuǎn)式鉆床夾具3) 當(dāng)加工幾個(gè)不在同心圓周上的平行孔系時(shí)，如工件夾具的總重比較大，應(yīng)采用固定式夾具在搖臂鉆床上加工。如生產(chǎn)批量較大，則可在立式鉆床上采用多軸傳動(dòng)頭進(jìn)行加工4) 對于孔的垂直度、孔距精度要求不高的中小型工件，宣優(yōu)先采用滑柱式鉆床夾具，以縮短夾具的設(shè)計(jì)、制造周期。一般孔的垂直度要求小于0.1mm，孔距位置公差小于土0.15mm，如不采取特殊措施，不宜采用滑柱式鉆床夾具5) 鉆模板和夾具體為焊接結(jié)構(gòu)的鉆床夾具，因焊接

11、應(yīng)力不能徹底消除，精度不能保證，故一般只在工件孔距公差大于土0.15mm時(shí)采用6) 工件被加工孔要求定位基準(zhǔn)面的距離公差或孔距公差小于0.05mm時(shí)，只有采用固定式鉆模板和固定式鉆套才能保證 （4）設(shè)計(jì)夾緊裝置a. 用三個(gè)V形夾緊三個(gè)R12圓弧的外輪廓，以限制工件移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)b. 在兩邊R180的外輪廓處安裝兩個(gè)偏心輪裝置，以限制工件的上下移動(dòng)c. 兩個(gè)V形塊通過旋轉(zhuǎn)螺紋使其夾緊或松開，以便換取工件 （5)鉆孔導(dǎo)向裝置 鉆床夾具中鉆頭的導(dǎo)向采用鉆套，鉆套有固定鉆套、可換鉆套、快換鉆套和特殊鉆套等四種。此次加工選用可換鉆套。 由于工件材料為鑄鐵材料鉆套的高度H=（12)d=(12)*11=1122

12、mm，取16mm鉆套底端與工件間的距離h的大小決定了排屑空間的大小，對于鑄鐵類材料工件h=（0.60.7）d=（0.60.7）*11=6.67.7mm，取7mm鉆套定位，在每個(gè)V形塊上用兩個(gè)螺釘固定如俯視圖所示夾具零件簡圖（6）夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。為此，夾具的實(shí)用性及勞動(dòng)強(qiáng)度也要考慮在內(nèi)。本零件是精鑄件，余量較小，切削力不是太大，需要的壓緊力也不大，所以沒有必要使用氣動(dòng)或液壓夾緊，手動(dòng)壓緊就可以滿足需要。夾具上裝有鉆模板，可使夾具在一批零件的加工之前很好地對刀（與塞尺配合使用）。將鉆模板設(shè)計(jì)成三角卡盤結(jié)構(gòu)，通過螺紋旋轉(zhuǎn)使三個(gè)V形塊夾緊或松開工

13、件，在三個(gè)V形塊上用螺釘固定三個(gè)裝有可換鉆套的模塊，進(jìn)行導(dǎo)向鉆孔。 結(jié) 論通過這次課程設(shè)計(jì)，使我對零件制造夾具設(shè)計(jì)有了進(jìn)一步的認(rèn)識，也加深了對機(jī)械制造裝配設(shè)計(jì)中所學(xué)基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)和理解。課程設(shè)計(jì)是理論聯(lián)系實(shí)際的最有效方法。在具體設(shè)計(jì)過程中，必須考慮到方方面面在實(shí)際中往往存在的各種問題。在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)是否合理，在實(shí)際運(yùn)用中能否正常工作，是否方便用于加工生產(chǎn)，不僅僅要考慮理論上的可行性，還要從實(shí)際加工零件角度思考設(shè)計(jì)夾具。在本次設(shè)計(jì)中，考慮到零件的加工難易、材料、成本、裝換工件等問題，所選用的零、部件都是操作簡單，通用性較強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)件，從現(xiàn)時(shí)以最低的成本實(shí)現(xiàn)最先進(jìn)的加工。但也有不足之處，但這次的課程設(shè)計(jì)使我獲益良多，使我真正了解了夾具設(shè)計(jì)