機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)集中輔導(dǎo)(課件)

機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)輔導(dǎo)何為夾具？

機(jī)械制造過程中用來固定加工對象，使之占有正確的位置，以接受施工或檢測的裝置。夾具主要分為通用夾具和專用夾具兩大類型。一、專用夾具專用夾具是專門為某工件的某工序設(shè)計(jì)和制造的專用夾具,其結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、操作迅速方便，因設(shè)計(jì)和制造的周期較長，批量少，所以成本較高。當(dāng)產(chǎn)品變更時(shí)，因無法使用而報(bào)廢，因此專用夾具適用于產(chǎn)品固定的成批或大量生產(chǎn)中。二、夾具的基本組成夾具的基本組成：1、定位元件功能是確定零件在夾具中的位置（如2和3）。2、夾緊裝置功能是夾緊已定位好的零件（如4）。3、導(dǎo)向元件功能是用來對刀和引導(dǎo)刀具進(jìn)入正確加工位置（如5）。4、夾具體連接夾具所有零件，使夾具組成一個(gè)整體的基礎(chǔ)件（如7）。5、其它機(jī)構(gòu)和零件根椐被加工零件的要求，在夾具中設(shè)置的機(jī)構(gòu)和零件，如分度機(jī)構(gòu)、固定銷、導(dǎo)向鍵、平衡鐵等。三、專用夾具設(shè)計(jì)的基本要求（l）保證工件的加工精度

定位方案、夾緊方案、刀具導(dǎo)向方式。（2）提高生產(chǎn)率，降低成本

應(yīng)盡量采用各種快速、高效結(jié)構(gòu)，如多件夾緊、聯(lián)動(dòng)夾緊等；盡量使夾具結(jié)構(gòu)簡單、容易制造、以降低夾具制造成本。（3）操作方便，工作安全，能減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，采用氣動(dòng)、液壓等夾緊裝置時(shí)，夾具操作位置應(yīng)符合操作工人的習(xí)慣，必要時(shí)應(yīng)有安全保護(hù)裝置。（4）便于排屑（5）有良好的結(jié)構(gòu)工藝性

應(yīng)便于制造、檢驗(yàn)、裝配、調(diào)整、維修等。四、專用夾具設(shè)計(jì)的一般步驟1、研究原始資料,明確設(shè)計(jì)要求

熟悉零件圖和裝配圖、零件的工藝規(guī)程，充分了解本工序的加工內(nèi)容、技術(shù)要求等；收集有關(guān)機(jī)床、刀具、夾具等方面的資料。2、確定夾具方案，繪制夾具結(jié)構(gòu)草圖

（1）根據(jù)定位基準(zhǔn)和六點(diǎn)定位原理，確定工件的定位方法并選擇相應(yīng)的定位元件；

（2）確定引導(dǎo)裝置或?qū)Φ堆b置；

（3）確定工件的夾緊方法，設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)；

（4）確定其它元件或裝置的結(jié)構(gòu)形式

（5）確定夾具體結(jié)構(gòu)形式

（6）確定夾具總體輪廓。3、繪制夾具總裝配圖，標(biāo)注有關(guān)尺寸及技術(shù)要求

（1）確定視圖關(guān)系，應(yīng)盡可能少。主視圖應(yīng)盡量取與操作者正對的位置；

（2）比例盡量取1:1，有利于審圖；

（3）用雙點(diǎn)劃線畫工件圖；

（4）依次畫定位元件、對刀元件、夾緊元件、其他元件、夾具體

（5）標(biāo)上尺寸、技術(shù)要求。

4、繪制零件圖

對夾具總圖中的非標(biāo)準(zhǔn)件均應(yīng)繪制零件圖，零件圖視圖的選擇應(yīng)盡可能與零件在總圖上的工作位置相一致。

定位元件夾具的首要任務(wù)是定位，因此無論任何夾具，都有定位元件。當(dāng)工件定位基準(zhǔn)面的形狀確定后，定位元件的結(jié)構(gòu)也就基本確定了。

夾緊裝置工件在夾具中定位后，在加工前必須將工件夾緊，以確保工件在加工過程中不因受外力作用而破壞其定位。五、定位元件、夾緊裝置、夾具體（這三部分是夾具的基本組成部分，也是夾具設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容）夾具體夾具體是夾具的基礎(chǔ)件，在夾具體上，要安裝各種元件和裝置，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足以下要求：1、應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度2、結(jié)構(gòu)簡單，具有良好的工藝性3、尺寸要穩(wěn)定4、便于排屑夾具體的毛坯結(jié)構(gòu)選擇結(jié)構(gòu)類型特點(diǎn)應(yīng)用場合鑄造結(jié)構(gòu)可鑄出復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形狀，抗壓強(qiáng)度大，抗振性好，易于加工，但制造周期長，故應(yīng)進(jìn)行時(shí)效處理。材料多采用HT150或HT200適用于切屑負(fù)荷大、振動(dòng)大的場合或批量生產(chǎn)焊接結(jié)構(gòu)制造容易，生產(chǎn)周期較短，成本較低。熱變形較大，焊接后需退火處理適用于新產(chǎn)品試制或單件小批量生產(chǎn)裝配結(jié)構(gòu)選用標(biāo)準(zhǔn)毛坯件或標(biāo)準(zhǔn)零部件組合而成，如圓棒、圓盤、工字鋼、角鐵、U形槽鋼等標(biāo)準(zhǔn)型材。可縮短制造周期適用于標(biāo)準(zhǔn)化

夾具體結(jié)構(gòu)尺寸的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)夾具體結(jié)構(gòu)部位經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)鑄造結(jié)構(gòu)焊接結(jié)構(gòu)夾具體壁厚h8~25mm6~10mm夾具體加強(qiáng)筋厚度(0.7~0.9)h夾具體加強(qiáng)筋高度不大于5h夾具體上不加工的毛面與工件表面之間的間隙夾具體是毛面，工件也是毛面時(shí)，取8~15mm夾具體是毛面，工件是光面時(shí)，取4~10mm六、夾具裝配圖的尺寸及技術(shù)條件的標(biāo)注

（夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注以下六類尺寸）1、夾具外形輪廓尺寸

長、寬、高(不包含被加工工件、定位鍵)，當(dāng)夾具結(jié)構(gòu)中有可動(dòng)部分時(shí)，應(yīng)包括可動(dòng)部分處于極限位置時(shí)在空間所占的尺寸；2、與夾具定位元件、導(dǎo)向元件及夾具安裝基準(zhǔn)面有關(guān)的配合尺寸、位置尺寸及公差；

3、夾具定位元件與工件的配合尺寸；

4、夾具導(dǎo)向元件與刀具的配合尺寸；

5、夾具與機(jī)床的聯(lián)接尺寸及配合；

6、其他重要尺寸（1）夾具內(nèi)部的配合尺寸；（2）有相互位置要求的裝配尺寸。

經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)按照工件的直線尺寸公差確定夾具相應(yīng)尺寸公差的參考數(shù)據(jù)工件尺寸公差?yuàn)A具尺寸公差工件尺寸公差?yuàn)A具尺寸公差由至由至0.0080.010.0050.200.240.080.010.020.0060.240.280.090.020.030.0100.280.340.100.030.050.0150.340.450.150.050.060.0250.450.650.200.060.070.0300.650.900.300.070.080.0350.901.300.400.080.090.0401.301.500.500.090.100.0451.501.800.600.100.120.0501.802.000.700.120.160.0602.002.50.0800.160.200.0702.503.001.00按照工件的角度尺寸公差確定夾具相應(yīng)尺寸公差的參考數(shù)據(jù)工件角度公差?yuàn)A具角度公差工件角度公差?yuàn)A具角度公差由至由至0°00′50″0°01′30″0°00′30″0°20′0°25′0°10′0°01′30″0°02′30″0°01′00″0°25′0°35′0°12′0°02′30″0°03′30″0°01′30″0°35′0°50′0°15′0°03′30″0°04′30″0°02′00″0°50′1°00′0°20′0°04′30″0°06′00″0°02′30″1°00′1°30′0°30′0°06′00″0°08′00″0°03′00″1°30′2°00′0°40′0°08′00″0°10′00″0°04′00″2°00′3°00′1°00′0°10′00″0°15′00″0°05′00″3°00′4°00′1°20′0°15′00″0°20′00″0°08′00″4°00′5°00′1°40′夾具裝配圖上技術(shù)條件的標(biāo)注

裝配圖中的技術(shù)要求主要為說明夾具在裝配、檢驗(yàn)、使用時(shí)應(yīng)達(dá)到的技術(shù)性能及質(zhì)量要求等。主要有以下幾方面：1．裝配要求裝配時(shí)要注意的事項(xiàng)及裝配后應(yīng)達(dá)到的位置精度和某些指標(biāo)等。例如，裝配間隙等。2.檢驗(yàn)要求裝配后對夾具進(jìn)行驗(yàn)收時(shí)所要求的檢驗(yàn)方法和條件。3．使用要求對夾具在使用、保養(yǎng)、維修時(shí)提出的要求。設(shè)計(jì)實(shí)例圖1所示為杠桿類零件圖樣。圖2所示為本零件工序圖。1．零件本工序的加工要求及分析本工序加工要求鉆、擴(kuò)、鉸φ10H9孔及φ11孔。圖1圖2分析（1）φ10H9孔與φ28H7孔的距離為(80±0.2)mm；平行度為0.3mm。（2）φ11孔與φ28H7孔的距離為(15±0.25)mm。（3）φ11孔與端面K距離為14mm。本工序前已加工的表面如下。①φ28H7孔及兩端面。②φ10H9兩端面。本工序使用機(jī)床為Z5125立鉆，刀具為通用標(biāo)準(zhǔn)工具。2．確定夾具類型本工序所加工兩孔(φ10H9和φ11)，位于互成90°的兩平面內(nèi)，孔徑不大，工件較小、輪廓尺寸以及生產(chǎn)量不是很大，因此采用翻轉(zhuǎn)式鉆模。翻轉(zhuǎn)式鉆模是一種沒有固定回轉(zhuǎn)軸的回轉(zhuǎn)鉆模。在使用過程中需要用手進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。因此，夾具連同工件的重量不能太重（一般限于8～10kg以內(nèi)）。所以，它適合在幾個(gè)方向鉆孔的小型工件加工。它可以減少安裝次數(shù)，提高各被加工孔間的位置精度。其加工的批量不宜過大。3．?dāng)M定定位方案和選擇定位元件(1)定位方案（根據(jù)工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其定位方案如下）①以φ28H7孔及一組合面(端面K和φ10H9一端面組合而成)為定位面，以φ10H9孔端外緣毛坯面一側(cè)為防轉(zhuǎn)定位面，限制六個(gè)自由度。這一定位方案，由于尺寸mm公差大，定位不可靠，會(huì)引起較大的定位誤差。如圖3(a)所示。圖3零件圖②以孔φ28H7孔及端面K定位，以φ11孔外緣毛坯一側(cè)為防轉(zhuǎn)定位面，限制工件六個(gè)自由度。為增加剛性，在φ10H9的端面增設(shè)一輔助支承，如圖3(b)所示。圖3比較上述兩種定位方案，初步確定選用圖3(b)所示的方案。零件圖(2)選擇定位元件①選擇帶臺(tái)階面的定位銷，作為以φ28H7孔及其端面的定位元件。定位副配合?、谶x擇可調(diào)支承釘為φ11孔外緣毛坯一側(cè)防轉(zhuǎn)定位面的定位元件，如圖4(a)所示。也可選擇如圖4(b)所示移動(dòng)V形塊?？紤]結(jié)構(gòu)簡單，現(xiàn)選用圖4(a)所示結(jié)構(gòu)。零件圖圖4(3)定位誤差計(jì)算①加工φ10H9孔時(shí)孔距尺寸(80±0.2)mm的定位誤差計(jì)算：由于基準(zhǔn)重合，故ΔB＝0?；鶞?zhǔn)位移誤差為定位孔(φ38mm)與定位銷(φ38

mm)的最大間隙，故ΔY＝(0.021＋0.007＋0.013)mm＝0.041rnm。

由此可知此定位方案能滿足尺寸(80±0.2)mm的定位要求。②加工φ10H9孔時(shí)軸線平行度0.3mm的定位誤差計(jì)算：由于基準(zhǔn)重合，故ΔB＝0?；鶞?zhǔn)位移誤差是定位孔φ28H7與定位面K間的垂直度誤差。故ΔY＝0.03mm。由此可知，此方案能滿足平行度0.3mm的定位要求。③加工φ11孔時(shí)孔距尺寸(15±0.25)mm。由此可知，此方案能滿足孔距(15±0.25)mm的定位要求。4．確定夾緊方案參考夾具資料，采用M12螺桿在φ28H7孔上端面夾緊工件。5．確定引導(dǎo)元件(鉆套的類型及結(jié)構(gòu)尺寸)⑴對φ10H9孔，為適應(yīng)鉆、鉸選用快換鉆套。主要尺寸由《機(jī)床夾具零、部件》國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2263－80,GB/T2265－80選取。鉆孔時(shí)鉆套內(nèi)徑φ10mm、外徑φ15mm；襯套內(nèi)徑φ15mm，襯套外徑φ22mm。鉆套端面至加工面的距離取8mm。麻花鉆選用φ9.8mm。(2)對φ11孔，鉆套采用快換鉆套。鉆孔時(shí)鉆套內(nèi)徑φ11mm、外徑φ18mm，襯套內(nèi)徑φ18mm，外徑φ26mm；鉆套端面至加工面間的距離取12mm。麻花鉆選用φ10.8mm。各引導(dǎo)元件至定位元件間的位置尺寸分別為(15±0.03)mm和(18±0.05)mm，各鉆套軸線對基面的直線度允差為0.02mm。6．夾具精度分析與計(jì)算由零件圖和圖3可知，所設(shè)計(jì)夾具需保證的加工要求有：尺寸(15±0.25)mm；尺寸(80±0.2)mm；尺寸14mm及φ10H9孔和φ28H7孔軸線間平行度允差0.3mm等四項(xiàng)。除尺寸14mm，因精度要求較低不必進(jìn)行驗(yàn)算外，其余三項(xiàng)精度分別驗(yàn)算如下：(1)尺寸(80±0.2)mm的精度校核。定位誤差ΔD，由前已計(jì)算，已知Δ＝0.041mm。定位元件對底面的垂直度誤差ΔA＝0.03mm。鉆套與襯套間的最大配合間隙ΔT1＝0.033mm。襯套孔的距離公差ΔT2＝0.1mm。麻花鉆與鉆套內(nèi)孔的間隙X2＝0.050mm。襯套軸線對底面(F)的垂直度誤差ΔT3＝0.05mm。由此可知，該夾具能保證尺寸(80±0.2)mm的加工要求。

(2)尺寸(15±0.25)mm的精度校核。ΔD＝0.041mm，ΔA＝0.03mm，ΔT1＝0.033mm。襯套孔與定位元件的距離誤差ΔT2＝0.06mm。麻花鉆與鉆套內(nèi)孔的間隙X＝0.061mm。由此可知，尺寸(15±0.25)mm能夠保證。(3)φ10H9軸線對φ25H7軸線的平行度0.3mm的精度校核。ΔD＝0.03mm，ΔA＝0.03mm。襯套對底面(F)的垂直度誤差ΔT＝0.05mm。由此可知，此夾具能保證兩孔軸線的平行度要求。7．繪制夾具總圖零件圖夾具總裝圖8．繪制夾具零件圖樣略9．編寫設(shè)計(jì)說明書略設(shè)計(jì)工作量1、填寫加工工藝過程卡片2、填寫加工工序卡片3、設(shè)計(jì)指定工序的專用夾具，繪制裝配圖和主要零件圖4、撰寫設(shè)計(jì)說明書

說明

機(jī)械加工工藝過程卡片是填寫整個(gè)零件的；機(jī)械加工工序卡片是填寫自己所進(jìn)行的那道工序的。課程設(shè)計(jì)零件圖1（氣門搖臂軸支座）1、同時(shí)銑￠28和￠26端面。2、同時(shí)銑￠28和￠26另一端面。3、鉆鉸?18孔并倒角。4、鉆鉸?16孔并倒角。5、鉆鉸?11孔。6