杠桿零件夾具設(shè)計(jì)2

目錄TOC\o"1-5"\h\z刖言 1\o"CurrentDocument"第1章夾具設(shè)計(jì)任務(wù) 2\o"CurrentDocument"1.1設(shè)計(jì)任務(wù) 2\o"CurrentDocument"1.2孔的加工要求 2\o"CurrentDocument"1.3零件的材料 2\o"CurrentDocument"1.4零件的生產(chǎn)類(lèi)型及加工要求 2\o"CurrentDocument"第2章夾具的設(shè)計(jì) 3\o"CurrentDocument"2.1夾具類(lèi)型的確定 3\o"CurrentDocument"2.2定位裝置的設(shè)計(jì) 32.2.1確定定位方案 3\o"CurrentDocument"2.2.2選擇定位元件 5\o"CurrentDocument"2.3夾緊裝置的設(shè)計(jì) 72.3.1夾緊機(jī)構(gòu) 72.3.2夾緊力的計(jì)算 7\o"CurrentDocument"2.4導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)及其他裝置結(jié)構(gòu)、夾具體的確定 7\o"CurrentDocument"2.4.1加工028H7mm孔導(dǎo)向裝置的確定 7\o"CurrentDocument"2.4.3其他裝置的確定 7\o"CurrentDocument"第3章繪制夾具結(jié)構(gòu)圖 9\o"CurrentDocument"第4章確定夾具技術(shù)要求的有關(guān)尺寸、公差配合 10\o"CurrentDocument"4.1技術(shù)要求 10\o"CurrentDocument"4.2公差配合 10\o"CurrentDocument"4.3夾具精度分析與計(jì)算 10\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn) 12刖言不論是傳統(tǒng)制造系統(tǒng)還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)，夾具都是非常重要的。在機(jī)械制造過(guò)程中，用來(lái)固定加工對(duì)象，使之占有正確位置，以便接受施工或者檢測(cè)的裝置都可以稱(chēng)為夾具。例如:焊接過(guò)程中用的焊接夾具，檢驗(yàn)過(guò)程中用的檢驗(yàn)夾具，機(jī)械加工過(guò)程中用的機(jī)床夾具等。夾具對(duì)于加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有直接的影響?；ㄙM(fèi)在夾具設(shè)計(jì)和制造的時(shí)間不論是在改進(jìn)現(xiàn)有產(chǎn)品或者開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品中，在生產(chǎn)周期中都占有較大的比重。所以，在制造業(yè)中非常重視對(duì)夾具的研究。夾具是由一套預(yù)先制造好的各種不同形狀、不同尺寸、不同功能的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化元件組裝而成的。因此夾具具有通用性和專(zhuān)用性雙重性質(zhì)，即組成夾具的元件是通用性的元件，而一旦組裝成成套夾具即為專(zhuān)用夾具。組合夾具機(jī)構(gòu)靈活多變，元件長(zhǎng)期重復(fù)使用，因此，其元件比其它類(lèi)型的夾具元件要求具有高精度，高強(qiáng)度，高硬度，耐磨性高等優(yōu)點(diǎn)，單個(gè)元件功能多樣，并有完全互換性。產(chǎn)品制造環(huán)節(jié)的柔性化的著眼點(diǎn)主要是在機(jī)床和工裝兩個(gè)方面，而夾具又是工裝柔性化的重點(diǎn)。夾具能保證工件在規(guī)定的坐標(biāo)位置上準(zhǔn)確定位和牢固的夾緊，也就是說(shuō)能保證工件相對(duì)于機(jī)床坐標(biāo)原點(diǎn)具有準(zhǔn)確和穩(wěn)定可靠的坐標(biāo)位置。這種夾具具有較高的剛度和精度，在粗加工時(shí)能承受較大的切削用量，以充分發(fā)揮數(shù)控、加工中心機(jī)床的生產(chǎn)能力;在精加工時(shí)能更好的保證工件定位基準(zhǔn)和加工表面的位置精度;還能根據(jù)數(shù)控、加工中心機(jī)床的要求保證夾具應(yīng)允許刀具接近盡可能更多的被加工表面甚至于全部被加工表面，可以減少機(jī)床的停機(jī)時(shí)間:在夾具上還能一次裝夾多個(gè)工件同時(shí)一次加工，可以減少夾具、刀具、工件系統(tǒng)的調(diào)整時(shí)間；還能減少刀具的更換次數(shù)和刀具的調(diào)整時(shí)間，更好的發(fā)揮數(shù)控、加工中心機(jī)床的高效性能。夾具元件可以通過(guò)組裝、使用、好的發(fā)揮數(shù)控、加工中心機(jī)床的高效性能。夾具元件可以通過(guò)組裝、使用。夾具的平均設(shè)計(jì)和組裝時(shí)間是專(zhuān)用夾具所花時(shí)間的5%-20%。本次對(duì)夾具的設(shè)計(jì)就是為了更好的掌握夾具跟我制造帶來(lái)的好處，以及對(duì)夾具有更好的認(rèn)識(shí)！第1章夾具設(shè)計(jì)任務(wù)1.1設(shè)計(jì)任務(wù)杠桿零件，零件的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，尺寸較小，形狀比較復(fù)雜。加工028這個(gè)孔之前010H9孔及028H7孔兩端面已加工完成，且此孔已經(jīng)加工到027.2mm。要求用立式鏜床加工028H7這個(gè)孔，零件如圖1-1所示。圖1-1杠桿零件圖1.2孔的加工要求加工028H7mm孔的加工要求：028H7mm孔的端面，尺寸為20005mm的端面與尺寸為028H7mm的孔有垂直度要求，垂直度誤差為0.03mm；010H9孔和028H7孔的中心距為（80±0.20）mm。1.3零件的材料毛坯：模鍛件。1.4零件的生產(chǎn)類(lèi)型及加工要求零件的生產(chǎn)類(lèi)型為中批量生產(chǎn)。因此需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具來(lái)提高生產(chǎn)效率。第2章夾具的設(shè)計(jì)2.1夾具類(lèi)型的確定由于設(shè)計(jì)任務(wù)及條件可知，工件的外形輪廓尺寸小，重量輕，加工要求不高，生產(chǎn)批量不大。因此，設(shè)計(jì)的夾具不宜復(fù)雜，在保證質(zhì)量和提高生產(chǎn)率的前提下，盡量簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，做到經(jīng)濟(jì)合理?？捎苗M套提高精度。2.2定位裝置的設(shè)計(jì)2.2.1確定定位方案定位原理在機(jī)床上加工工件時(shí)，要使工件的各個(gè)被加工面的尺寸及位置精度滿(mǎn)足工件圖或者工藝文件所規(guī)定的要求，就必須在切削加工前使工件在機(jī)床夾具中占有一個(gè)確定的位置，使其相對(duì)于刀具的切削運(yùn)動(dòng)具有正確的位置，這個(gè)確定工件位置的過(guò)程我們稱(chēng)為定位。這是定位方案設(shè)計(jì)的主要任務(wù)。定位基準(zhǔn)為了保證工件上各個(gè)加工表面之間或者對(duì)其它加工表面的位置精度，工件在機(jī)械加工時(shí)，必須安放在機(jī)床板的一個(gè)固定位置上。任何一個(gè)零件都是由若干幾何表面所組成，這些表面之間根據(jù)零件設(shè)計(jì)的技術(shù)要求，廣泛存在距離尺寸和角度位置的要求。工藝文件中所謂的基準(zhǔn)，就是指零件圖上某些點(diǎn)、線、面的位置，可以用它們來(lái)確定某些點(diǎn)、線、面的位置。根據(jù)這些基準(zhǔn)的作用和性質(zhì)，可以分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩類(lèi)。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)通常指零件圖樣上標(biāo)注尺寸的起點(diǎn)。工藝基準(zhǔn)又分為工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)等。定位基準(zhǔn)的選擇是否合理，將直接影響到夾具結(jié)果的復(fù)雜程度以及工件的加工精度。因此，在選擇定位基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)進(jìn)行多種方案的分析比較。選擇定位基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)考慮如何減少誤差，提高精度，也要考慮安裝的方便性、準(zhǔn)確性和可靠性。定位基準(zhǔn)的選擇分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)的選擇兩種，下面分別介紹。（1） 粗基準(zhǔn)的選擇。粗基準(zhǔn)是用沒(méi)有加工的表面作為定位基準(zhǔn)，選擇粗基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)考慮以下原則：1） 保證加工表面與不加工表面之間的相對(duì)要求，應(yīng)選擇不加工表面作為粗基準(zhǔn)，特別是選擇與加工表面有緊密聯(lián)系的表面作為粗基準(zhǔn)；2） 若加工表面較多，選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)合理分配各加工表面的加工余量；3） 選擇作為粗加工基準(zhǔn)的表面，應(yīng)平整、光潔，以便定位準(zhǔn)確，夾緊可靠；4） 因?yàn)榇只鶞?zhǔn)的定位誤差較大，一般粗基準(zhǔn)只能使用一次。（2） 精基準(zhǔn)的選擇。精基準(zhǔn)是己經(jīng)加工過(guò)的表面作為定位基準(zhǔn)。一般應(yīng)遵循下列原則：1） 選擇零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)，也就是“基準(zhǔn)重合”原則，這樣可以避免因基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差；2） 能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)加工各個(gè)表面，以保證各個(gè)表面對(duì)基準(zhǔn)的位置精度，這就是“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則；3） 獲得均勻的加工余量或使加工表面間有較高的位置精度，有時(shí)可以采取互為基準(zhǔn)反復(fù)加工的原則；4） 有的精加工工序要求加工余量小，或垂直度要求高，為了保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，應(yīng)選擇加工面本身作為定位基準(zhǔn)。以上的選擇原則，有時(shí)是互相矛盾的，在選擇的時(shí)候要綜合考慮。在保證工件加工要求的前提下，盡量使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工件穩(wěn)定性好。3.根據(jù)工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其定位方案有兩種：方案一：（如圖2-1所示），以010H9mm孔及一組合面（3面與028H7mm孔下端面組合）為定位面，以限制五個(gè)自由度（茂，號(hào)，萬(wàn)，父，&），以028H7mm孔端外緣毛坯一側(cè)為防轉(zhuǎn)定位面，以限制工件自由度。該方案由于8800.05mm的公差大，定位不穩(wěn)定，定位誤差較大。圖2-1 定位方案一

方案二（如圖2-2所示），以孔010H9mm及端面K定位，限制工件五個(gè)自由度（艾，亍3，父，一），以孔028H7mm孔外緣定位，限制工件G自由度。由于定位精未受尺寸88mm的影響，定位誤差較小。比較上述兩個(gè)方案，方案二為最佳方案。圖2-2定位方案二2.2.2選擇定位元件（1） 選用帶臺(tái)階面的定位銷(xiāo)，作為028H7mm孔及其端面定位的定位元件（見(jiàn)夾具總圖4-1）.其結(jié)構(gòu)和尺寸按要求確定。（2） 以028H7mm孔外緣定位，采用可調(diào)支承釘。選用可調(diào)支承釘作為以028H7mm外緣定位的定位元件，它可限制Z自由度.該方案可克服毛坯精度對(duì)定位精度的影響，在使用過(guò)程中根據(jù)每批毛坯的精度進(jìn)行調(diào)整，結(jié)構(gòu)如圖2-3所示。（3） 定位誤差的分析計(jì)算加工028H7mm，要求保證中心距尺寸（80±0.20）mm及尺寸為200mm的端面與尺寸為028H7mm的孔有垂直度要求，垂直度誤差為0.03mm。圖2-3定位件的選擇a)計(jì)算中心距(80±0.20)mm定位誤差A(yù)為：A=A+A；由圖1-1可知，A=0mm?；鶞?zhǔn)定位A/等于定位銷(xiāo)與定位孔的最大間隙X皿了采用一般精度配合，銷(xiāo)孔配合代號(hào)為010mm,010H7mm為010+0.015mm，以010g6mm為010+0.004mm。g6 0 -0.005于是X=D-d.=10.015-9.995=0.020(mm)AD=Ay=X=0.020(mm)其中：6^=0.4mm；A。允=1/36g=0.13(mm)。則Ad<AD允。該定位方案滿(mǎn)足要求。b)計(jì)算尺寸為200mm的端面與尺寸為028H7mm的孔有垂直度要求，垂直度誤-0.5差為0.03mm。同理A=A+A,A=0mm，A^=A。A2是工件定位孔028H7mm與定位面K間的垂直度誤差，而028H7mm孔與定位面K也是在一次安裝中加工出的，其誤差很小，也可以忽略不計(jì)A2=0mm。因A=A+A=0mm。定位誤差的允許值A(chǔ)毓=1/36g=1/3x0.03=0.010(mm)；顯然AD<A允。因此該定位方案也能滿(mǎn)足垂直度0.030mm的加工要求。2.3夾緊裝置的設(shè)計(jì)2.3.1夾緊機(jī)構(gòu)根據(jù)生產(chǎn)類(lèi)型，此夾具的夾緊機(jī)構(gòu)不宜復(fù)雜，采用壓盤(pán)壓緊.螺桿直徑用M8mm,如裝配圖4-1所示。2.3.2夾緊力的計(jì)算加工028H7mm時(shí)受力分析如圖2-4所示，加工時(shí)，鏜桿軸向力F與夾緊力F1同向，作用在定位支承上，而鏜桿扭矩T1則有使工件緊靠于可調(diào)支承之勢(shì)，所用鏜桿直徑不大，切削力矩不大。因此，對(duì)加工此孔來(lái)說(shuō)，夾緊是可靠的，不必進(jìn)行夾緊力校核。Fni圖2-4加工028H7mm孔時(shí)工件受力圖2.4導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)及其他裝置結(jié)構(gòu)、夾具體的確定2.4.1加工028H7mm孔導(dǎo)向裝置的確定為達(dá)到028H7要求，先粗鏜讓后精鏜?，F(xiàn)選用可換鏜套及與這相適應(yīng)的襯套，它們的主要尺寸和結(jié)構(gòu)由可換鏜套(GB/T2266-1991)和鏜套用襯套(GB/T2267-1991)選取。具體尺寸如表2.1所示?？蓳Q鏜套的技術(shù)要求：材料：20鋼，HT200按GB/T2266。熱處理：20鋼熱處理滲碳深度0.8-1.2mm，HT200粗加工后進(jìn)行時(shí)效處理。d的公差帶為H7時(shí)，t=0.10mm，d的公差帶為H6時(shí)，當(dāng)D〈85mm，t=0.005mm；D〉85mm，t=0.010mm，油槽銳角磨后倒鈍。表2.1 鏜套及襯套尺寸名稱(chēng)內(nèi)徑d(mm)外卜徑D(mm)鏜套①28+0.02i(h7)①35』.009(g6)-0.025襯套①35*.025(h7)①42+0.033(n6)+0.017襯套的技術(shù)要求：材料：20鋼，GB/T2267；熱處理：滲碳深度為0.8?1.2mm，58?64HRC。d的公差帶為H7時(shí)，t=0.010mm，d的公差帶為H6時(shí)，當(dāng)D〈52mm，t=0.005mm；當(dāng)D〉52mm，t=0.010。此處按方案二需要加一輔助支承，采用六角頭調(diào)節(jié)支承(GB2227-1991)，由于028H7mm外表面不需要加工，表面并不光整，尺寸具有很大的誤差，而此六角調(diào)節(jié)支承釘有調(diào)節(jié)功能，能方便地消除028H7mm表面尺寸引起的加工誤差。六角頭調(diào)節(jié)支承的技術(shù)要求：材料：45鋼，按GB/T2259規(guī)定。熱處理：L<50mm全部HRC40?55HRC。為保證排屑，鏜套端面至加工面間的距離取10mm。2.4.2其他裝置的確定為了便于夾具的制造和維修，支架與底座要分開(kāi)。支架在底座上安裝要穩(wěn)固，必須用兩定位銷(xiāo)定位，用螺釘緊固。第3章繪制夾具結(jié)構(gòu)圖夾具總體設(shè)計(jì)中最后完成的主要元件是夾具體。夾具體是夾具的骨架和基礎(chǔ)。組成夾具的各種元件、機(jī)構(gòu)、裝置都要安裝在夾具體上。在加工過(guò)程中，它還要承受切削力、夾緊力、慣性力及由此產(chǎn)生的振動(dòng)和沖擊。所以，夾具體是夾具中一個(gè)設(shè)計(jì)、制造勞動(dòng)量大，耗費(fèi)材料多，加工要求高的零部件。在設(shè)計(jì)夾具體時(shí)就滿(mǎn)足以下一些基本要求：力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕。夾具體的外形一般尺寸較大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且各表面的相互位置精度要求高，應(yīng)特別注意其結(jié)構(gòu)工藝性。同時(shí)，在滿(mǎn)足剛度及強(qiáng)度的前提下，盡可能減輕重量、縮小體積。在機(jī)床上安裝應(yīng)穩(wěn)定可靠。對(duì)于固定在機(jī)床上的夾具應(yīng)使其重心盡量低；對(duì)于不固定在機(jī)床上的夾具，則其重心和切削力作用點(diǎn)，應(yīng)落在夾具體的支承范圍內(nèi)，重心越高夾具支承面積越大。為了使夾具安裝穩(wěn)定可靠，夾具體底面中部通常挖空。對(duì)于大型夾具，在夾具體上應(yīng)設(shè)置吊環(huán)螺栓或起重孔，以便于吊運(yùn)。夾具總裝三維圖如圖3-1所示。圖3-1夾具體三維總裝圖

第4章確定夾具技術(shù)要求的有關(guān)尺寸、公差配合4.1技術(shù)要求（1） 定位元件與夾具底面的垂直度誤差允許值在全長(zhǎng)上為0.03mm。（2） 導(dǎo)向元件與夾具底面的垂直度誤差允許值在全長(zhǎng)上為0.05mm。（3） 導(dǎo)向元件（件11）與夾具底面（F）的平行度誤差允許值為0.005mm。4.2公差配合028H7mm孔鏜套、襯套、支架內(nèi)孔之間的配合代號(hào)及精度分別為：粗鏜時(shí)，042mm（襯套 支架） 035mm（鏜套 襯套）n6 g6精鏜時(shí)，04^— mm（襯套 支架） 035出^ mm（鏜套 襯套）n6 g5其余部件的公差配合代號(hào)及精度如圖4-1所示。4.3夾具精度分析與計(jì)算由圖1-1可知，所設(shè)計(jì)夾具需保證的加工要