數控機床端蓋徑向孔可轉位鉆模設計簡要說明

1、19/24HYPERLINK /附件一： 畢業(yè)設計任務書 設計題目 數控機床端蓋徑向孔可轉位鉆模設計 學生姓名 系不 數控技術系 專業(yè) 數控技術 班級 數控技術08301 指導教師姓名 課題來源老師指定 任務書下達時刻 2010.5.10 畢業(yè)設計要緊內容完成夾具總裝配圖1份，部件圖2份。（A0圖紙兩張）完成論文講明書1份。包括：定位基準的確定、定位夾緊方案的選擇、定位誤差的分析、夾具的使用和安裝方法、設計總結和目錄、參考書目等。按“畢業(yè)課題設計指導”要求擬出答辯提綱，對答辯中是使用的圖紙，資料做好預備。畢業(yè)設計的要緊技術指標依照給定的數控機床端蓋零件圖紙，設計加工螺紋10-M6底孔的徑向孔可

2、轉位鉆模專用夾具。生產類型為批量生產，使用的設備Z525型立式鉆床，夾緊方法采納螺旋式，螺紋底孔與鉆模板上鉆套來保證其加工精度。要求設計的夾具具有定位精度較高，夾緊可靠，操作方便，結構簡單，能滿足加工要求。3、畢業(yè)設計差不多要求繪制圖樣的視圖表達完整、正確。圖樣繪制和技術要求的表達符合國家標準。方案分析、參數選用、公式引用正確。字跡清晰，整潔齊全。應收集的文獻資料1 徐灝.機械設計手冊M.北京：機械工業(yè)出版社，2000.2 陳宏鈞.有用機械加工工藝手冊M.北京：機械工業(yè)出版社， 2004.3 數字化編委會.機床夾具設計手冊M.北京：機械工業(yè)出版社，2004.4 上海市金屬切削技術協(xié)會M.上海：

3、上海科學金屬出版社，1984.5 陳貴英.機械制圖與計算機繪圖M.北京. 機械工業(yè)出版社，2000.6 趙振起.機械制圖手冊M.北京：國防工業(yè)出版社.1986.7 張以平.緊固件國家標準匯編M.中國標準出版社.1989.8 王愷.機械設計標準應用手冊M.北京：機械工業(yè)出版社，1997.9 機械設計手冊M.北京：機械工業(yè)出版社.10機床夾具設計手冊上?？茖W技術出版社出版11機械零件設計手冊國防工業(yè)出版社出版12機械設計手冊化學工業(yè)出版社出版 上冊第一分冊、中冊第二分冊13機床夾具設計原理吉林人民出版社出版進度打算序號畢業(yè)設計時期性工作及成果時刻安排1布置設計任務，提出設計要求，安排設計進度打算2

4、010.5.102設計構思及設想，初步完成設計初稿2010.5.102010.7.103完成設計任務，送交老師檢查2010.7.202010.7.304修改、定稿，預備答辯2010.8.52010.11.15、答辯2010.11.152010.11.20注：上述各項均可增加附頁畢 業(yè) 設 計題 目 數控機床端蓋徑向孔可轉位鉆模設計講明書 副標題 學生姓名 年 級 專 業(yè) 數控技術 指導教師 評定成績 優(yōu) 良 中 及格 不及格畢 業(yè) 論文題 目 數控機床端蓋徑向孔可轉位鉆模設計講明 副標題 學生姓名 年 級 專 業(yè) 數控技術 指導教師 評定成績 優(yōu) 良 中 及格 目 錄一、 畢業(yè)論文（1）1.正

5、文（1）一、夾具設計概述（3）二、工件定位方案的確定（4）（一）定位基準的選擇（4）（二）工件在夾具中的定位（5）三、端蓋徑向孔可轉位鉆模設計（5）四、定位元件設計與定位誤差分析（6） (一) 定位元件（6）（二）工件在夾具中的定位（6）（三） 定位誤差的組成（6）（四） 定位誤差的分析計算（7）五、設計要點（7）六、夾具的操作方法（7）（一）夾具與機床的聯(lián)接（7）（二）夾具操作方法（7）（三）夾具的特點（7）（四）夾具的保養(yǎng)（7）七、1.夾具設計總結（8）2.參考文獻（9）數控機床端蓋徑向孔可轉位鉆模設計講明書數控技術08301 劉曉林摘 要：依照給定的數控機床壓蓋徑向孔可轉位鉆模設計零件圖

6、紙，設計加工螺紋10-M6底孔的專用夾具。生產類型為批量生產，使用的設備為Z525車床，夾緊方法采納螺旋式，螺紋底孔與鉆模板上鉆套來保證其加工精度。 要求設計的夾具具有定位精度較高，夾緊可靠，操作方便，結構簡單，能滿足加工要求。 關鍵詞: 夾具 定位 定位誤差分析 定位精度夾具設計概述機械制造過程中用來固定加工對象，使之占有正確的位置，以同意施工或檢測的裝置。又稱卡具。從廣義上講，在工藝過程中的任何工序，用來迅速、方便、安全地安裝工件的裝置，都可稱為夾具。例如焊接夾具、檢驗夾具、裝配夾具、機床夾具等。其中機床夾具最為常見，常簡稱為夾具。在機床上加工工件時，為使工件的表面能達到圖紙規(guī)定的尺寸、幾

7、何形狀以及與其他表面的相互位置精度等技術要求，加工前必須將工件裝好（定位）、夾牢（夾緊）。夾具通常由定位元件（確定工件在夾具中的正確位置）、夾緊裝置、對刀引導元件(確定刀具與工件的相對位置或導引刀具方向)、分度裝置（使工件在一次安裝中能完成數個工位的加工，有回轉分度裝置和直線移動分度裝置兩類）、連接元件以及夾具體（夾具底座）等組成。夾具種類按使用特點可分為：萬能通用夾具。如機用虎鉗、卡盤、分度頭和回轉工作臺等，有專門大的通用性，能較好地適應加工工序和加工對象的變換，其結構已定型，尺寸、規(guī)格已系列化，其中大多數已成為機床的一種標準附件。專用性夾具。為某種產品零件在某道工序上的裝夾需要而專門設計制

8、造，服務對象專一，針對性專門強，一般由產品制造廠自行設計。常用的有車床夾具、銑床夾具、鉆模(引導刀具在工件上鉆孔或鉸孔用的機床夾具)、鏜模(引導鏜刀桿在工件上鏜孔用的機床夾具)和隨行夾具（用于組合機床自動線上的移動式夾具）?？烧{夾具。能夠更換或調整元件的專用夾具。組合夾具。由不同形狀、規(guī)格和用途的標準化元件組成的夾具，適用于新產品試制和產品經常更換的單件、小批生產以及臨時任務。夾具體是整個夾具的基體。在夾具體上要安裝組成該夾具所需要的各種元件、機構、裝置等；還要考慮便于裝卸工件以及在要床上的固定。因此，夾具體的形狀和尺寸要緊取決于夾具上各組成件的分布情、工件的形狀、尺寸及加工性持等。對夾具體設

9、計提出以一下一些差不多要求：（一）依照機床工作臺或主軸的結構，確定夾具與機床的聯(lián)接方式。（二） 應有足夠的強度和剛度，以保證加工過程中在夾緊力、切削力等外力作用下不致產生不同意的變形和振動。（三）要有良好的結構工藝性和使用性，便于制造、裝配和使用。夾具體上與定位件、支承件等相接觸表面要凸起，夾具體與機床工作臺面相接觸的底面中部應挖空，減少加工面積，使各接觸面聯(lián)接可靠，夾具在機床上安裝穩(wěn)定。（四）有與機床聯(lián)接的螺栓孔或耳座，必要時還應設計找正面。（五）便于清屑和吊裝 加工過程中所間生的切屑，大總分要落在夾具體上，積屑過多會阻礙工件的安裝。另外，對大型夾具體，為便于吊運，在夾個體上應設置吊環(huán)螺栓或

10、起重孔。（六）結構應簡單，操作要方便、安全 在保證強度和剛度的前提下，盡可能體積小，重量輕、移動或翻轉夾具，要求夾具總重量不超過100N。二、工件定位方案的確定（一）定位基準的選擇基準是用以確定生產對象上幾何要素間的幾何關系所依據的點，線，面。在加工中用以定位的基準稱為定位基準。有時，作為基準的點、線、面在工件上不一定具體存在（例如孔的中心線和對稱中心平面等），其作用是由某些具體表面（如內孔圓柱面）體現的，體現基準作用的表面稱為基面。（二）工件在夾具中的定位1.定位：指一批工件的定位基準先后和夾具上的定位元件相接觸，限制了滿足該工序加工要求應該限制的自由度，同時使該工序的工序基準在加工尺寸方向

11、上相對產生的最大變化量小于三分之一工序位置尺寸的公差。（1）六點定位原理任何未定位的工件在空間直角坐標系中都具有六個自由度。工件定位的任務確實是依照加工要求限制工件的全部或部分自由度。工件的六點定位原理是指用六個支撐點來分不限制工件的六個自由度，從而使工件在空間得到確定定位的方法。（2）支承點與定位元件 常見定位方式中的定位元件所限制的自由度和相當的支承點數可查閱機床夾具設計手冊。（3）完全定位與不完全定位工件的六個自由度完全被限制的定位稱為完全定位。按加工要求，同意有一個或幾個自由度不被限制的定位稱為不完全定位。（4）欠定位與過定位按工序的加工要求，工件應該限制的自由度而未予限制的定位，稱為

12、欠定位。在確定工件定位方案時，欠定位時絕對不同意的。工件的同一自由度背二個或二個以上的支撐點重復限制的定位，稱為過定位。在通常情況下，應盡量幸免出現過定位。消除過定位及其干涉一般有兩個途徑：其一是改變定位元件的結構，以消除被重復限制的自由度；其二是提高工件定位基面之間及夾具定位元件工作表面之間的位置精度，以減少或消除過定位引起的干涉。工件的定位方案的選擇是否正確合理將直接阻礙工件的加工精度。2.工件的定位要求該工件所鉆的孔盡管精度不高，然而定位方案的選擇依舊應該滿足下列要求。（1）該工件所鉆的孔盡管精度不高，然而定位方案的選擇依舊應該滿足下列要求：（2）應使工件安裝穩(wěn)定，使其在加工過程中，因切

13、削力和夾緊力所引起的變形最小。（3）盡量采納精基準定位，保證有足夠的定位精度。（4）應遵守基準重合原則，如此能夠幸免基準不重合誤差。3.定位方案的確定工件以兩孔一面在兩銷一面上定位，兩孔常用定位元件為圓柱銷和削邊銷，由于該工件應加工過程中所要求的加工精度不算太高，但為了不能使加工精度超差，因此應該選用兩孔一面定位，這種定位方式可使定位精度高，容易做到工藝系統(tǒng)的基準統(tǒng)一保證工件的相互位置精度。為了幸免由于孔間距和銷間距的阻礙，使工件安裝不順利，要采納圓柱銷。削邊銷（菱形銷）及平面來實現定位，如此能夠增兩孔連線的間隙，從而有效地減小了轉角誤差，從而幸免了孔間距和銷間距誤差的阻礙，使工件安裝順利。4

14、.定位元件的選擇為了保證工件的定位精度，對定位元件提出下列要求：（1）足夠的精度（2）耐磨性好（3）足夠的強度和慣性（4）工藝性能好好（5）便于清除切屑。三、端蓋徑向孔可轉位鉆模設計如夾具裝配圖000所示，該零件為數控機床的一種壓蓋，中批量生產，零件要求在距大端面6.25mm處圓周上加工出10個均布M6螺紋孔。此孔的作用是：在機床主軸做動平衡試驗時，在螺紋孔中擰進或旋出緊定螺釘來給相應部分減重或加重，因此這些孔的位置度是有一定的要求的。此類孔的加工工藝為：平臺找正劃線沖孔裝夾鉆孔攻螺紋。工藝流程復雜，劃線工作繁雜，生產效率低下，特不是工件裝夾部分是薄壁的，裝夾時易引偏和打滑導致斷裂，因此合適合

15、單件加工。自從我廠已成為數控機床的產業(yè)化基地后，數控機床產量已曾加到年產幾百臺，原有加工方法差不多不能適用零件的工藝節(jié)拍，滿足不了生產的實際需求，為此我設計制造了一種端蓋徑向孔可轉位鉆模，通過實踐檢驗，能夠提高工效4倍左右，極大地提高了勞動生產率，降低了操作工人的勞動強度，也減小了鉆頭的損耗，延長了刀具的使用壽命，效果專門好，深受工人好評。如裝配圖000所示，該夾具要緊由夾具體、定位心軸、回轉分度盤、回轉軸承、鎖緊支架、定位銷、定位襯套、壓緊彈簧、快換鉆套、定位銷等組成。其工作過程如下：先將工件的60.2mm的孔套入定位心軸，同時使工件上的5mm的工藝銷孔對準定位銷，然后用銅棒均勻敲擊工件使其

16、大端面靠緊心軸的68mm軸肩左端面，現在工件差不多定位完畢，擰緊螺母，通過開口壓板將工件夾緊，當鉆完第一個孔時，轉動鎖緊手柄，可將回轉分度盤松開，現在將滾花把手向右提起，橫銷相應從彈簧座套的右端面所開的3.5mm深的凹槽中抬出，待橫銷與凹槽脫離后立即滾花把手轉過90，然后松手，在壓緊彈簧彈力作用下，橫銷靠緊在彈簧座套的右端面上，這時定位銷已完全從定位襯套中退出，然后將回轉分度盤連同工件一起回轉36，現在將滾手花把手略微向右拉出并重新轉回90，然后松手使橫銷對準3.5mm深的凹槽放下，現在定位銷會在壓緊彈簧的彈力的作用下重新進入下一個定位襯套中，直至橫銷與凹槽槽底接觸為止，現在分度盤定位完畢，將

17、鎖緊手柄轉回，將分度盤鎖緊即可進行下一個孔的加工，重復上述過程轉動分度盤9次就能夠將10個孔加工完畢。四、定位元件設計與定位誤差分析 (一) 定位元件 定位元件保證工件在夾具中處于正確的位置，其結構形狀的選用可查閱有關資料見下文設計。（二）定位誤差分析計算 所謂定位誤差，是指由于工件定位造成的加工面相對工序基準的位置誤差。因為對一批工件來講，刀具經調整后位置是不動的，即被加工表面的位置相關于定位基準是不變的，因此定位誤差確實是工序基準在加工尺寸方向上的最大變動量。（1）總 其中總為多種緣故產生的誤差總和，是工件被加工尺寸的公差，總包括夾具在機床上的裝夾誤差，工件在夾具中的定位誤差和夾緊誤差，機

18、床調整誤差，工藝系統(tǒng)的彈性變形和熱變形誤差，機床和刀具的制造誤差及磨損誤差等。 （2）定+ 其中，除定位誤差外，其他因素引起的誤差總和，可按加工經濟精度查表確定。 因此由和明白：定- （是驗算加工工件合格與否的公式） 或者：定1/3（也是驗算加工工件合格與否的公式）（三）定位誤差的組成 1.定位誤差：是工件在夾具中定位，由于定位不準造成的加工面相關于工序基準沿加工要求方向上的最大位置變動量。 2.定位誤差的組成：定位基準與工序基準不一致所引起的定位誤差，稱基準不重合誤差，即工序基準相對定位基準在加工尺寸方向上的最大變動量，以不表示。 定位基準面和定位元件本身的制造誤差所引起的定位誤差，稱基準位

19、置誤差，即定位基準的相對位置在加工尺寸方向上的最大變動量，以基表示。故有： 定=不+基 此外明確兩點：（1）只用調整法加工一批零件才產生定位誤差，用試切法不產生定位誤差； （2）定位誤差是一個界限值（有一個范圍）。 （四）定位分析工件通過定位心軸5的60.2mm的軸頸和68mm的軸肩以及定位銷組合定位，定位心軸的60.2mm的軸頸和68mm的軸肩限制了工件除了繞自身軸線回轉以外的五個自由度。要在工件圓柱面上鉆均布的孔，還必須限制工件繞自身的軸線回轉的自由度，定位銷的作用正是限制這一自由度的，至此工件差不多完成點完全定位。為此我們必須預先在工件的端面上距圓心R40mm的圓孤上關于圓心對稱的鉆、擴

20、、鉸出兩個5mm的工藝銷孔（如圖002所示，那個地點之因此要鉆出對稱的兩個孔，是為了該零件的動平衡考慮的），回轉分度盤上也需在端面上距圓心R40mm的圓弧上任選一點鉆、擴、鉸出一個5mm的工藝銷孔（如圖024所示）。然后再以此孔為基準，逆時針轉過18在85mm的圓弧中心線上鉆、擴、鉸出第一個8mm的分度銷孔，再在85mm的圓弧中心線上每間隔36加工一個孔，順次加工出另外的9個孔即可。五、設計要點那個地點需要注意的是，由于定位銷不需要經常從分度盤上的5mm工藝銷孔中中取出，故定定銷和分度盤上的5mm工藝銷孔宜采納過盈配合；由于家完畢后工件要從心軸和定位銷上取下，結合工件的實際定位要求，心軸與工件

21、的60.2mm的孔宜采納過渡配合（如本夾具中采納的60.2H6/k6）；定位銷與工件上的5mm工藝銷孔也宜采納過渡配合，以方便工件的拆卸。另外為了便于工件的拆卸，必須保證工件大端面與分度盤的左端面留有足夠的間隙（如圖001本夾具為8mm）以便插入加力桿之類的桿件，通過從工件四周均勻敲擊加力桿來拆卸工件，否則工件拆卸困難，就違背了設計具提高生產效率的初衷。彈簧座套的右端面的凹槽深度一定要大與回轉分度盤定位完畢狀態(tài)下定位銷下端面與定位襯套的錐孔上表面的距離（如圖002中本夾具中的3.5mm大于3mm），如此才能保證橫銷從凹槽中拉出放到彈簧座套的右端面上后，定位銷完全從定位襯套中退出，便于分度盤進行

22、分度。要緊零件的材料選擇及熱處理定位心軸、回轉分度盤、要求具有專門高的耐磨性，材料選用20Cr，淬火硬度應達到5862HRC；定位襯套、心軸襯套、定位銷、定位銷均為軸類或盤套類零件，宜選用45鋼，因均要求具有較高的耐磨性，淬火硬度應達到4550HRC；夾具體、鎖緊支架選用HT300，其余為標準件或選用Q235A。六、夾具的操作方法（一）夾具與機床的聯(lián)接本夾具是用兩個M14T形螺釘固定在Z525型立式鉆床的工作臺上，且使鉆套軸線與機床主軸軸線一致。（二）夾具操作方法將工件的兩孔一面定好位后，要對工件進行夾緊，將壓板套在螺栓上，推動壓板，使壓板與兩螺栓都接觸，擰緊螺母，進行鉆削加工，加工完畢，將螺

23、母松開，將壓板取下，卸下工件，便完成了工件的安裝夾緊和加工。（三）夾具的特點此夾具結構簡單，夾緊可靠，操作方便，但輔助時刻長，在對夾具的加工方面成本低，經濟效益好（四）夾具的保養(yǎng)夾具在使用過程中，不能有敲擊，碰撞現象，而定位銷及夾具體和工作臺保持清潔及時排除切屑，不能有銹蝕現象。七、夾具設計總結通過本次夾具設計，鞏固了專用夾具的組成：1.機床夾具是由定位元件,夾緊裝置,對刀元件,夾具體部分組成,機床夾具設計也確實是針對夾具組成的各個部分進行設計,其中定位與夾緊量個環(huán)節(jié)是夾具設計的重點。2.定位確實是確定工件在夾具種的正確位置,是通過在夾具上設置正確的定位元件與工件定位面的接觸來實現的.工件的定位有完全定位和不完全定位,要依照其具體加工要求而定,欠定位在夾具設計種是不容許的,而過定位則有條件地采納。3.通常，由于定位副制造不準確或采納了基準不重合定位等緣故,定位過程中會引入定位誤差,定位誤差的計算要依照具體情況分析計算。4.夾緊是為了克服切削力等外力干擾而使工件在空間中保持正確的定位位置的一種手段.夾緊一般在定位步驟之后,有時定位與夾緊是同時進行的,入膨脹式定心夾緊機構。5.車,銑,鉆,磨等不同的機床其夾具設計具有各自典型特點,應依照具體設計任務,遵循夾具設計的差不多要求和步驟進行設計。