機(jī)械制造裝備課程設(shè)計(jì)

1、機(jī)械制造裝備課程設(shè)計(jì)班 級(jí) 機(jī)自113（ ） 姓 名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 程 偉 汪通悅 日 期 2016.6.6-2013.6.17 淮陰工學(xué)院機(jī)械與材料工程學(xué)院機(jī)械制造裝備課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)1、課程設(shè)計(jì)的目的機(jī)械制造裝備課程設(shè)計(jì)的目的是讓學(xué)生在學(xué)習(xí)了機(jī)械制造裝備和進(jìn)行了校內(nèi)外的生產(chǎn)實(shí)習(xí)之后讓學(xué)生獲得綜合運(yùn)用過(guò)去所學(xué)過(guò)的全部課程進(jìn)行機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的基本能力。同時(shí)，課程設(shè)計(jì)也是為了畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行一次綜合訓(xùn)練和準(zhǔn)備。機(jī)械制造裝備的課程設(shè)計(jì)可以使學(xué)生在下述三方面得到鍛煉：（1）能把機(jī)械制造裝備課程中的基本理論和在校內(nèi)外生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)有機(jī)的相結(jié)合，從而解決零件在加工中的定位、夾緊等問(wèn)題，從而確保

2、零件的加工質(zhì)量。（2）提高學(xué)生的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。通過(guò)針對(duì)某一典型零件的夾具的設(shè)計(jì)，從而使學(xué)生能夠通過(guò)所給出的被加工零件的加工要求，設(shè)計(jì)出高效率、低成本、裝夾簡(jiǎn)單、省力、省時(shí)而能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。（3）鍛煉學(xué)生使用手冊(cè)及圖表資料的能力。能夠熟練地依據(jù)給定的任務(wù)而查找相關(guān)的資料、手冊(cè)及圖表并掌握其中的設(shè)計(jì)信息用于設(shè)計(jì)參數(shù)的確定。2.工藝裝備設(shè)計(jì)要求學(xué)生設(shè)計(jì)為加工給定零件所必需的夾具1套。具體的設(shè)計(jì)項(xiàng)目可根據(jù)加工需要由學(xué)生本人提出并經(jīng)指導(dǎo)教師同意后確定。所設(shè)計(jì)的夾具其零件數(shù)以20件為宜，即應(yīng)具有中等以上的復(fù)雜程度。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體步驟如下：（1）確定設(shè)計(jì)方案，繪制結(jié)構(gòu)原理示意圖。設(shè)計(jì)方案的確

3、定是一項(xiàng)十分重要的設(shè)計(jì)程序，方案的優(yōu)劣往往決定了夾具設(shè)計(jì)的成功與失敗，因此必須充分地進(jìn)行研究和討論，以確定最佳方案，而不應(yīng)急于繪圖，草率從事。學(xué)生在確定夾具設(shè)計(jì)方案時(shí)應(yīng)當(dāng)遵循的原則是：確保加工質(zhì)量，結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單，操作省力高效，制造成本低廉。這四條原則如果單獨(dú)拿出來(lái)分析，有些是互相矛盾的。而設(shè)計(jì)者的任務(wù)，就是要在設(shè)計(jì)實(shí)踐中，綜合上述四條，通盤(pán)考慮，靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，結(jié)合實(shí)際情況，注意分析研究，考慮互相制約的各種因素，確定最合理的設(shè)計(jì)方案。（2）選擇定位元件，計(jì)算定位誤差。在確定設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上，應(yīng)按照加工精度的高低，需要消除自由度的數(shù)目以及粗、精加工的需要，按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)正確地選擇元件。選擇好定位元

4、件之后，還應(yīng)對(duì)定位誤差進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算如果超差時(shí)，需要改變定位方法或提高定位元件、定位表面的制造精度 ，以減少定位誤差，提高加工精度。有時(shí)甚至要從根本上那個(gè)改變工藝路線的安排，以保證零件的加工順利進(jìn)行。（3）計(jì)算所需的夾緊力，設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)時(shí)所進(jìn)行的夾緊力計(jì)算，實(shí)際上是經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化了的計(jì)算。因此此時(shí)計(jì)算所得，僅為零件在切削力、夾緊力的作用下按照靜力平衡條件而求得的理論夾緊力。為了保證零件裝夾的安全可靠，實(shí)際所需的夾緊力應(yīng)比夾緊力大，即應(yīng)對(duì)理論夾緊力乘以安全系數(shù)K。K的大小可由有關(guān)手冊(cè)中查得，一般K=1.52.5。應(yīng)該指出，由于加工方法、切削刀具以及裝夾方式千差萬(wàn)別，夾緊力的計(jì)算在有些情

5、況下是沒(méi)有現(xiàn)成公式可以套用的，所以需要同學(xué)們根據(jù)過(guò)去所學(xué)的理論進(jìn)行分析研究，以決定合理的計(jì)算方法。夾緊機(jī)構(gòu)的功用就是將動(dòng)力源的力正確、有效地施加到工件上去。同學(xué)可以根據(jù)具體情況，選擇并設(shè)計(jì)杠桿、螺旋、偏心、鉸鏈等不同的夾緊機(jī)構(gòu)，并配合以手動(dòng)、氣動(dòng)或液動(dòng)的動(dòng)力源，將夾具的設(shè)計(jì)工作逐步完善起來(lái)。（4）畫(huà)夾具裝配圖。畫(huà)夾具裝配圖是夾具設(shè)計(jì)工作中重要的一環(huán)。畫(huà)夾具圖時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意和遵循以下各點(diǎn)：1)本設(shè)計(jì)中，要求按1:1的比例畫(huà)夾具總裝圖。被加工零件載夾具上的位置，要用雙點(diǎn)畫(huà)線表示，夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)處于“夾緊”的位置上。2)注意投影的選擇。應(yīng)當(dāng)用最少的投影將夾具的結(jié)構(gòu)完全清楚地表達(dá)出來(lái)。因此，在畫(huà)圖之前，應(yīng)當(dāng)

6、仔細(xì)考慮各視圖的配置與安排。3)所設(shè)計(jì)的夾具，不但機(jī)構(gòu)要合理，結(jié)構(gòu)也應(yīng)當(dāng)合理，否則都不能正常工作。4)要保證夾具與機(jī)床的相對(duì)位置及刀具與夾具的相對(duì)位置的正確性，即夾具上應(yīng)具備定位鍵及對(duì)刀裝置。5)運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)要靈活，不能出現(xiàn)干涉和卡死的現(xiàn)象?；剞D(zhuǎn)工作臺(tái)或回轉(zhuǎn)定位部件應(yīng)有鎖緊裝置，不能在工作中松動(dòng)。6)夾具的裝配工藝性和夾具零件（尤其是夾具體）的可加工性要好。7)夾具體中的運(yùn)動(dòng)零部件要有潤(rùn)滑措施，夾具的排屑要方便。8)零件的選材、尺寸公差的標(biāo)注以及總裝技術(shù)要求要合理。為便于審查零件的加工工藝性及夾具的裝配工藝性，從教學(xué)要求出發(fā)，各零部件盡量不采用簡(jiǎn)化法繪制。裝配圖的明細(xì)欄規(guī)格、形式按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

7、繪制。    9)對(duì)夾具裝配圖上尺寸標(biāo)注要求。在夾具裝配圖上，一般只要求標(biāo)注四種尺寸，即輪廓尺寸、配合尺寸、與加工有關(guān)聯(lián)的尺寸與機(jī)床有關(guān)聯(lián)的尺寸。    輪廓尺寸。即夾具的長(zhǎng)、寬、高尺寸。如果夾具有活動(dòng)部件，則應(yīng)將活動(dòng)部件的移動(dòng)極限用雙點(diǎn)劃線劃出，并標(biāo)出尺寸。    配合尺寸。夾具總裝圖上的所有配合表面均應(yīng)標(biāo)出其尺寸與配合。    與加工有關(guān)聯(lián)的尺寸。例如，對(duì)刀塊到被加工零件定位基面的尺寸、鉆套中心線到被加工零件定為基面的距離等。

8、60;   與機(jī)床有關(guān)的尺寸。例如，銑床夾具上定位鍵的寬度尺寸要專門(mén)標(biāo)出，夾具與機(jī)床聯(lián)結(jié)時(shí)放置螺栓的槽寬與槽距也要標(biāo)出，車(chē)床卡盤(pán)與主軸的定位錐面的錐度與直徑或定位圓柱面的尺寸、配合及聯(lián)結(jié)螺紋的尺寸、規(guī)格等。    此外，夾具裝配圖上還應(yīng)標(biāo)出形位公差要求。如刀具的導(dǎo)向件到被加工零件定位基面的平行度或垂直度，被加工零件定位基面到夾具安裝基面的平行度或垂直度要求等。5.編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)學(xué)生在完成上述全部工作之后，應(yīng)將前述工作依先后順序編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份。要求字跡工整，語(yǔ)言簡(jiǎn)煉，文字通順。姓 名班 級(jí)學(xué)號(hào)設(shè)計(jì)題目操縱桿支架通槽銑削夾具

9、設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師程 偉 汪通悅零件名稱操縱桿支架材料HT200生產(chǎn)類型中批量生產(chǎn)毛坯鑄件生產(chǎn)綱領(lǐng)年生產(chǎn)量 5000 件設(shè)計(jì)任務(wù)零件圖如下，本工序?yàn)殂娤骷庸こ叽鐬锳的通槽，底面和C均已加工完成，設(shè)計(jì)銑床夾具（可以是組合夾具或?qū)Ｓ脢A具）。完成夾具設(shè)計(jì)，繪制出夾具裝配圖和主要零件圖。要求提交的材料中，必須包括三維零件設(shè)計(jì)和二維圖紙（用AUTO CAD完成）。學(xué)號(hào)尾號(hào)學(xué)號(hào)尾號(hào)不同的學(xué)生所選用的尺寸AC028±0.210129±0.211230±0.212331±0.213 432±0.214533±0.210 634±0.311735&

10、#177;0.312836±0.313 937±0.314機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)圖1 操縱桿支架零件圖附錄 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)示例機(jī)床夾具設(shè)計(jì)一、機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)姓 名班 級(jí)學(xué)號(hào)計(jì)題目銑槽 11專用夾具指導(dǎo)老師零件名稱傳力桿材料ZG生產(chǎn)類型中批量生產(chǎn)毛坯鑄件生產(chǎn)綱領(lǐng)年生產(chǎn)量 5000 件設(shè)計(jì)任務(wù)零件簡(jiǎn)圖如下，本工序銑削加工12 mm 的直通槽，設(shè)計(jì)手動(dòng)銑床專用夾具。 二、機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1、對(duì)加工件進(jìn)行工藝分析：工件已加工過(guò)的大小孔徑分別為11mm和24mm，兩孔中心距為 42±0.02 mm,厚度為26mm。 在加工槽時(shí)，槽的尺寸精度和表面粗糙度要求不是很

11、高，由銑削直接加工就可以達(dá)到要求，其中槽的寬度由刀具的尺寸保證，槽的深度尺寸和位置精度由設(shè)計(jì)的夾具來(lái)保證。槽的位置包括如下兩方面要求： 1.1、加工槽的寬度為11mm，且兩個(gè)側(cè)面相對(duì)于中心面A對(duì)稱度為0.1mm； 1.2、加工槽的深度為32±0.2mm。2、定位方案設(shè)計(jì)： 根據(jù)加工槽兩側(cè)面相對(duì)于中心面對(duì)稱要求，需要限制工件X方向轉(zhuǎn)動(dòng)自由度、Y方向轉(zhuǎn)動(dòng)自由度和Z方向轉(zhuǎn)動(dòng)自由度；根據(jù)加工槽寬度和深度要求，需要限制工件X方向移動(dòng)自由度和Z方向移動(dòng)自由度。但考慮到加工時(shí)工件定位的穩(wěn)定性，可以將六個(gè)不定度全部限制。 工件相對(duì)中心面對(duì)稱，要實(shí)現(xiàn)加工槽兩側(cè)面相對(duì)中心面對(duì)稱的要求，且根據(jù)基準(zhǔn)重合的原

12、則應(yīng)選A面作為定位基準(zhǔn)，但A面實(shí)際不存在，故可選工件的兩側(cè)面M或N的任一面作為定位基準(zhǔn)，限制三個(gè)不定自由度，此為第一定位基準(zhǔn)。由加工槽深度要求，方案一：如右圖所示孔O2及O1為第二和第三定位基準(zhǔn)，通過(guò)固定圓柱銷及V形塊實(shí)現(xiàn)定位；方案二：如下圖所示可以選擇孔O1及O2為第二和第三定位基準(zhǔn)，通過(guò)圖中所示的固定式圓柱銷及菱形銷實(shí)現(xiàn)定位。經(jīng)分析，第一種方案以圓柱和V形塊組合定位時(shí)，要受到外圓加工精度的影響，由于外圓表面系毛坯鑄件不能保證工件的加工要求，加上V形塊比較薄且?jiàn)A住工件一邊，不易夾緊。所以采用第二種方案，即以孔O1及O2為第二和第三定位基準(zhǔn)，對(duì)兩孔采用固定式圓柱銷及菱形銷定位，此方案實(shí)現(xiàn)了工件

13、的完全定位，無(wú)重復(fù)定位，方案可取。2.1、計(jì)算定位誤差：現(xiàn)選取工件上兩孔與兩定位銷的配合均為H7/g6，則圓柱銷的直徑尺寸為11mm,菱形銷的圓弧部分直徑尺寸為24mm，b=5mm,B=d-3=24mm。圓柱銷與菱形銷之間的中心距為42±0.02 mm。工件在夾具中定位產(chǎn)生的定位誤差，其值應(yīng)控制在工件相對(duì)尺寸或位置公差的，為此需對(duì)每一項(xiàng)工序加工要求逐一進(jìn)行分析。2.1.1、對(duì)加工槽深尺寸A進(jìn)行分析 加工槽的深度尺寸的工序基準(zhǔn)為工件小孔外圓面的上母線，定位基準(zhǔn)為圓柱銷中心線，則定位（A）=位置+不重 =0.035+0.04=0.075mm 因定位（A）值小于工序尺寸公差值（0.6mm）

14、的，故能滿足工序加工要求。2.1.2、對(duì)加工槽兩側(cè)面對(duì)中心面A對(duì)稱度進(jìn)行分析 加工槽的位置精度對(duì)稱度的工序基準(zhǔn)是中心面A，而定位基準(zhǔn)為第一基準(zhǔn)平面，這里忽略基準(zhǔn)的位移誤差，則 定位（對(duì)稱度）=位置+不重=0+0.03=0.03mm 因定位（對(duì)稱度）值小于工序位置精度要求的公差值（0.1mm）的，故能滿足工序加工要求。3、導(dǎo)引方案設(shè)計(jì)：對(duì)此方案，采用每加工一批工件，只安裝調(diào)整一次夾具，通過(guò)試切數(shù)個(gè)工件來(lái)對(duì)刀的，此種方案對(duì)導(dǎo)引方案的要求很高，如右圖所示：我們要保證的第一個(gè)精度是槽的寬度11mm關(guān)于工件厚度方向上的對(duì)稱中心的對(duì)稱性如，第二個(gè)精度為槽的深度即尺寸A。所以對(duì)導(dǎo)引元件初步設(shè)計(jì)方案為一個(gè)方形

15、的塊如右圖所示，用于安裝在夾具體上。正確的安裝方法見(jiàn)夾具裝配圖。4、夾緊方案設(shè)計(jì)：對(duì)此工件的銑削加工，我們所采用的是一面和兩個(gè)定位銷的原理，而且我們擬定采用的是手動(dòng)夾緊，為了節(jié)約成本，我們采用一個(gè)壓塊，一個(gè)螺母對(duì)其壓緊，夾緊方案的初步確定如右圖所示（局部圖）：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m10的壓緊螺母，對(duì)壓塊的尺寸我們擬定為厚度5mm，直徑為35mm。具體見(jiàn)附錄中的零件圖。計(jì)算切削力 刀具：高速鋼直齒三面刃銑刀。 D=80mm. Z=18 =2448N校核定位銷： 根據(jù)公式：可知直徑為10mm的螺桿和m10的螺母能滿足夾緊力的要求。夾緊力：由于工作狀態(tài)原因，切削力與

16、夾緊力在空間上是相互垂直的。螺母提供的夾緊力足以?shī)A緊，故無(wú)須驗(yàn)算。5、其它裝置設(shè)計(jì)：銑床夾具依靠夾具體底面和定向鍵側(cè)面與機(jī)床工作臺(tái)上平面及T型槽相連接，以保證定位元件對(duì)工作臺(tái)和導(dǎo)軌具有正確的相對(duì)位置。為了減小安裝時(shí)的偏斜角的誤差，安裝定向鍵時(shí)應(yīng)當(dāng)使它們靠向T型槽的同一側(cè)。對(duì)定向鍵的設(shè)計(jì)方案如右圖所示（局部圖）：對(duì)定向鍵的直角部分都倒2*45°的倒角，在夾具體與定向鍵的連接部分中的直角開(kāi)出凹槽，如圖中的小凹槽。定向鍵與夾具體采用螺釘連接，至于定向鍵的大小要根據(jù)銑床工作臺(tái)是具體情況而定，在此我們就不對(duì)定向鍵的尺寸大小進(jìn)行說(shuō)明。6、夾具體設(shè)計(jì)：在夾具體設(shè)計(jì)方面，采用了一個(gè)直角塊，來(lái)進(jìn)行大體

17、上的定位，而且要設(shè)置導(dǎo)引裝置的安裝位置，對(duì)各個(gè)面的要求見(jiàn)零件圖，（右圖為夾具體的立體圖）夾具體通過(guò)安裝在夾具體上的定向鍵進(jìn)而與銑床的工作臺(tái)連接，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)夾具的固定。此夾具在有加強(qiáng)筋的情況下，具有足夠的剛度與強(qiáng)度，安放穩(wěn)定，工藝性好，實(shí)用安全。7、技術(shù)條件制定：1、定位元件15和20相對(duì)于夾具底平面的平行度公差在100mm上為0.03mm。2、夾具上與短銷凸肩接觸的垂直面相對(duì)于夾具底平面的垂直度公差在全長(zhǎng)上為0.03mm。8、夾具工作原理(操作)簡(jiǎn)介：對(duì)此夾具各個(gè)零件的裝配關(guān)系見(jiàn)右圖，分析與說(shuō)明它的工件原理：短銷通過(guò)夾具體上的孔、本身的螺栓、螺母與夾具體緊緊連接。菱形銷也是能過(guò)同樣的方法與夾。具體連接而得到固定，菱形銷上設(shè)置一長(zhǎng)螺紋用于壓緊螺母對(duì)工件的夾緊。在夾具體的底平面上安裝定向鍵用于與銑床工件臺(tái)面的連接與定位。工件時(shí)，只要把壓緊螺母、壓塊卸下，即可把工件套上去。利用一面二孔進(jìn)行定位，當(dāng)工件套上去后，先裝入壓塊，再用壓緊螺母進(jìn)行夾緊。這時(shí)銑刀在導(dǎo)引裝置的引導(dǎo)下對(duì)待加工工件進(jìn)行加工，并且在導(dǎo)引裝置的作用下完成銑床對(duì)工件的銑槽工序。本夾具