工裝夾具課題設(shè)計

摘要隨著科學(xué)技術(shù)的開展，各種新材料、新工藝和新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，機(jī)械制造工藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低本錢方向開展。在機(jī)械制造廠的生產(chǎn)過程中，用來安裝工件使之固定在正確位置上，完成其切削加工、檢驗、裝配、焊接等工作，所使用的工藝裝備統(tǒng)稱為夾具。鉆床夾具就是將工件準(zhǔn)確定位和可靠夾緊，并帶有鉆模板以便快速地對工件進(jìn)行鉆孔加工，保證加工孔的位置精度方面要求的工藝裝備。在現(xiàn)代鉆削生產(chǎn)中積極推廣和使用，與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的工裝夾具，對提高產(chǎn)品質(zhì)量，特別是提高加工效率，加速鉆削生產(chǎn)實現(xiàn)機(jī)械化、自動化進(jìn)程等方面起著分廠重要的作用。關(guān)鍵詞：夾具定位機(jī)床夾緊鉆孔AbstractWiththedevelopmentofscienceandtechnology,newmaterials,newprocessesandnewtechnologiescontinuetoemerge,machinerymanufacturingtechnologytowardshighquality,highproductivityandlowcostdirection.Intheproductionprocessofmachineryfactory,usedtoinstalltheworkpiecetofixedinthecorrectposition,tocompletethemachining,assembly,inspection,weldingwork,usingthetechnologyandequipmentcollectivelyreferredtoasthefixture.Drilljigistoaccuratelylocatetheworkpieceandreliableclamping,andadrilltemplatetoquicklyontheworkpieceholedrilling,ensurethattheprocessequipmentpositionprecisionmachiningholerequirements.Cutandactivelypromotetheuseintheproductionofdrillinthemodern,compatiblewiththeproductstructureofthefixture,toimprovethequalityofproducts,particularlytoimproveprocessingefficiency,playsanimportantroleinthemostimportant,acceleratethedrillingproductionmechanization,automationetc..Keywords:fixturelocationclampinghole目錄TOC\o"1-3"\h\u29284引言 148101零件分析 1208402工藝分析 3322113設(shè)計 4104163.1定位約束 474033.2定位元件選擇 446633.2.1常用定位元件 4274073.2.2定位元件選擇 7272033.3誤差分析 7296054夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計 856204.1典型夾緊機(jī)構(gòu) 8146764.4.1斜楔夾緊機(jī)構(gòu)879934.1.2螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)9288474.1.3偏心夾緊機(jī)構(gòu)10228564.1.4絞鏈夾緊機(jī)構(gòu) 1154364.1.5定心、對中夾緊機(jī)構(gòu) 1166784.2力計算1221396要零件及部件尺寸確實定 12152064.2.2鉆孔切削力及力矩 12263035總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 13204465.1關(guān)鍵零件設(shè)計 15321745.2總裝圖 17308805.3加工精度分析 17314445.3.1加工精度計算及評審 18231806小結(jié) 192583謝辭 2119024參考文獻(xiàn) 22引言迄今為止，夾具仍是機(jī)電產(chǎn)品制造中必不可缺的四大工具(刀具、夾具、量具、模具)之一。夾具在國內(nèi)外也正在逐漸形成一個依附于機(jī)床業(yè)或獨(dú)立的小行業(yè)。

國內(nèi)外機(jī)床夾具開展現(xiàn)狀

研究協(xié)會的統(tǒng)計說明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85％左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠，里約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3~4年就要更新50~80％左右專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為10~20％左右。特別是近年來，數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)、〔FMS〕等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對機(jī)床夾具提出了如下新的要求：

1〕能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)本錢；

2〕能裝夾一組具有相似性特征的工件；

3〕能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具；

4〕能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具；

5〕采用以液壓站等為動力源的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步減輕勞動強(qiáng)度和提高勞動生產(chǎn)率；

6〕提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。1.零件分析零件材料為HT200，由零件的結(jié)構(gòu)分析可知，該零件的毛坯為鑄造成型，而且零件為大批量生產(chǎn)?；铱阼T鐵有以下優(yōu)良性能鑄造性能好：熔點(diǎn)低，流動性好，在結(jié)晶過程中析出體積較大的石墨，局部補(bǔ)償了基體的收縮，所以收縮率較低減摩性好：石墨本身有潤滑作用，可減少磨損。減振性好：石墨減振能力比鋼高10倍左右。切削加工性好：減摩，減少刀具磨損。缺口敏感性低：鑄鐵中石墨的存在就相當(dāng)于許多微裂紋，致使外來缺口的作用相對減弱。HT200的硬度為HBS148-236，而且耐磨性，強(qiáng)度，耐熱，減振性能好，需要人工時效，適用于承受較大的應(yīng)力和耐磨，有一定的氣密性的零件。由于零件的精度要求不高，故采用鑄件，再車端面，再鉆孔的加工工藝2.工藝分析(1)鑄造毛坯：因為外輪廓的外形有點(diǎn)復(fù)雜，其余非加工外表用不去除材料的方法得到，零件的生產(chǎn)類型為批量，數(shù)量多，宜選用鑄造毛坯，又因為零件的精度要求不高，宜用砂型鑄造。毛坯尺寸加工位置尺寸余量毛坯尺寸兩端面15.252+219.25Φ36的內(nèi)孔Φ364Φ32Φ36的孔深9.2529.25端蓋外圓Φ752+2Φ79(2)車：車外圓至指定尺寸精車車Φ36的內(nèi)孔至指定尺寸精車(3)銑：洗兩端面至指定尺寸精銑銑Φ36的內(nèi)孔端面至指定尺寸精銑(4)鉆：鉆孔3-Φ9方案一鑄件鑄造毛坯砂型時效檢驗銑削精銑上端面2mm精銑下端面2mm保證兩端面距離為15.25mmX5012車削精車外圓輪廓，保證外圓輪廓尺寸為Φ75車倒角2x45°CA6140鉆孔鉆孔3-Φ9Z3025去毛刺終檢入庫方案二鑄件鑄造毛坯砂型時效檢驗車削車下端面至指定圖樣車上端面，粗、精車Φ36的內(nèi)孔至指定圖樣車倒角2x45°精車端蓋外圓，保證外圓輪廓尺寸為Φ75車倒角2x45°CA6140鉆孔鉆孔3-Φ9Z3025去毛刺終檢入庫加工方法的選擇是零件上每一個有質(zhì)量要求的外表選擇一合理的加工方法，在選擇中不光要滿足零件加工質(zhì)量要求，同時要兼顧生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性，由于可供選擇的方法很多，所以在選擇時，應(yīng)充分考慮本錢較低的那種從而降零件的制造本錢，上面兩種方法都可以滿足零件的加工要求，但是為了減少裝夾誤差降低加工本錢該零件采用工序集中加工比擬合理，而且還能減少裝夾誤差，所以選擇方案二。3設(shè)計3.1定位約束因為該軸承端蓋為回轉(zhuǎn)體，元件中心是一圓形輪廓，可以用該圓孔定位，工件以圓孔定位大都屬于定心定位〔定位基準(zhǔn)為孔的軸線〕，常用的元件有定位銷，圓柱心軸，圓錐銷，圓錐心軸等，圓孔定位還經(jīng)常與平面定位聯(lián)合使用。3.2定位元件選擇3.2.1常用定位元件(1)定位銷下列圖為幾種常用的圓柱定位銷，其工作局部直徑d通常根據(jù)加工要求和考慮便于裝夾，按g5、g6、f6或f7制造。圖一a、b、c所示定位銷與夾具體的連接采用過盈配合；圖12d為帶襯套的可換式圓柱銷結(jié)構(gòu)，這種定位銷與襯套的配合采用間隙配合，故其位置精度較固定式定位銷低，一般用于大批大量生產(chǎn)中。為便于工件順利裝進(jìn)，定位銷的頭部應(yīng)有15°倒角。短圓柱銷限制工件兩個自由度，長圓柱銷限制工件的四個自由度。圖一幾種常用圓柱定位銷(2)圓錐銷在加工套筒、空心軸等類工件時，也經(jīng)常用到圓錐銷，如圖13所示。圖二a用于粗基準(zhǔn)，圖二b用于精基準(zhǔn)。它限制了工件三個移動自由度。圖二圓錐銷工件在單個圓錐銷上定位輕易傾斜，所以圓錐銷一般與其它定位元件組合定位。如圖三所示，工件以底面作為主要定位基面，采用活動圓錐銷，只限制兩個轉(zhuǎn)動自由度，即使工件的孔徑變化較大，也能正確定位。圖三圓錐銷組合定位

(3)定位心軸主要用于套簡類和空心盤類工件的車、銑、磨及齒輪加工。常見的有圓柱心軸和圓錐心軸等。圖四幾種常見的圓柱心軸①圓柱心軸圖四a為間隙配合圓柱心軸，其定位精度不高，但裝卸工件較方便；圖四b為過盈配合圓柱心軸，常用于對定心精度要求高的場合；圖四c為花鍵心軸，用于以花鍵孔為定位基準(zhǔn)的場合。當(dāng)工件孔的長徑比L/D>1時，工作局部可略帶錐度。短圓柱心軸限制工件兩個自由度，長圓柱心軸限制工件的四個自由度。圖五圓錐心軸②圓錐心軸圖五是以工件上的圓錐孔在圓錐心軸上定位的情形。這類定位方式是圓錐面與圓錐面接觸，要求錐孔和圓錐心軸的錐度相同，接觸良好，因此定心精度與角向定位精度均較高，而軸向定位精度取決于工件孔和心軸的尺寸精度。圓錐心軸限制工件的五個自由度，即除繞軸線轉(zhuǎn)動的自由度沒限制外均已限制。3.2.2定位元件選擇本次元件采用的是圓柱銷定位，如下列圖3.3誤差分析夾具的主要功能是用來保證零件加工的位置精度。使用夾具加工時，影響被加工零件位置精度的誤差因素主要有三個方面：〔1〕定位誤差〔2〕夾具制造與裝夾誤差〔3〕加工過程誤差在加工過程中由于工藝系統(tǒng)(除夾具外)的幾何誤差、受力變形、熱變形、磨損以及各種隨機(jī)因素所造成的加工誤差，用⊿GC表示。上述各項誤差中，第一項與第二項與夾具有關(guān)，第三項與夾具無關(guān)。顯然，為了保證零件的加工精度，應(yīng)使：式中,T為零件有關(guān)的位置公差。上式即為確定和檢驗夾具精度的根本公式。通常要求給⊿GC留三分之一的零件公差，即應(yīng)使夾具有關(guān)誤差限制在零件公差2/3的范圍內(nèi)。當(dāng)零件生產(chǎn)批零較大時，為了保證夾具的使用壽命，在制定夾具公差時，還應(yīng)考慮留有一定的夾具磨損公差。4夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計4.1典型夾緊機(jī)構(gòu)斜楔夾緊機(jī)構(gòu)螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)偏心夾緊機(jī)構(gòu)絞鏈夾緊機(jī)構(gòu)4.1.5定心、對中夾緊機(jī)構(gòu)4.2力計算要零件及部件尺寸確實定〔1〕鉆套主要尺寸確實定①鉆套類型的選擇②鉆套底面到加工面上面高度H根據(jù)經(jīng)驗公式：鑄鐵：鉆或鉆；鋼：鉆或鉆；因為在加工的過程中H在滿足排屑的要求下，越小越好〔防止鉆頭偏斜〕，〔2〕夾具板的主要尺寸確實定①夾具板的厚度可根據(jù)經(jīng)驗公式：②夾具板的外尺寸確定根據(jù)加工工序的要求及尺寸可確定夾具板的外形尺寸。〔3〕配合尺寸確實定①鉆套與模板的配合由于選擇的是固定鉆模板，所以采用過盈配合②鉆頭與鉆套內(nèi)孔的配合采用間隙配合，鉆套中心線到定位面的距離偏差：取工件上相應(yīng)偏差的1/5左右，在機(jī)床滿足精度的條件下應(yīng)盡量的小.③定位面與基準(zhǔn)面〔機(jī)床〕有“平行度〞要求；鉆具模板中心線與基準(zhǔn)面〔機(jī)床〕有“垂直度〞要求;鉆孔切削力及力矩〔1〕切削用量f、v、①鉆頭直徑d=9.工件材料為HT200硬度為240HB當(dāng)，所鉆鑄鐵硬度大于200HB時.以Z3050鉆床為例，應(yīng)選用.②鉆鑄鐵是的切削速度.(2)鉆孔軸向力p及力矩(3)夾緊力：作用：防止由于切削力總用使工件翻轉(zhuǎn);防止由于切削力矩使工件轉(zhuǎn)動。夾緊力求法：.使工件不翻到，平安系數(shù)為1.5～2.5.查P276表6-2知.取.L為鋼板與工件接觸的平均直徑L=91mm.取平安系數(shù)為2.那么.5總體結(jié)構(gòu)設(shè)計鉆模板用于安裝鉆套。鉆模板與夾具的連接方式有固定式、鉸鏈?zhǔn)健e離式、懸掛式等幾種。固定式鉆模板1—定位銷；2—螺釘；3—鉆模板；4—夾具體圖3-1.1固定式鉆模板鉸鏈?zhǔn)姐@模板1—鉸鏈銷；2—夾具體；3—鉸鏈座；4—支撐釘；5—鉆模板；6—菱形螺母別離式鉆模板1—鉆模板；2—鉆套；3—壓板〔圖b為螺釘〕；4—工件懸掛式鉆模板1—夾具體；2—導(dǎo)柱；3—工件；4—鉆模板；5—彈簧；6—多軸滑動頭5.1關(guān)鍵零件設(shè)計鉆模板可換鉆套鉆套螺釘夾具體5.2總裝圖5.3加工精度分析〔1〕夾具制造誤差1〕鉆套中心線與定位面距離偏差取工件上相應(yīng)偏差的1∕5左右，還應(yīng)滿足兩個原那么：=1\*GB3①偏差盡量小；=2\*GB3②機(jī)床能夠加工出來。2〕定位面與基準(zhǔn)面〔機(jī)床〕的平行度應(yīng)為0.03∕1000〔平面磨床可到達(dá)〕。3〕鉆模板孔中心線與基面垂直度應(yīng)為0.02∕500?！?〕對刀誤差1〕鉆頭中心與鉆套中心不重合〔鉆頭與鉆套內(nèi)孔配合間隙〕2〕鉆頭偏斜與鉆頭與鉆套間隙、導(dǎo)套高度、工件位置及夾具制造垂直度，平行度等有關(guān)。〔3〕工件定位誤差1〕基準(zhǔn)不符:=定位基準(zhǔn)到設(shè)計基準(zhǔn)的尺寸公差2〕基準(zhǔn)位移:一般由夾具與工件配合間隙產(chǎn)生的。3〕=+此公式為向量和。加工過程誤差：由于磨損，熱變形，加工過程的振動等可能引起誤差。判斷依據(jù)：假設(shè)以上各項誤差之和小于等于工件上相應(yīng)公差那么該夾具合格。一般取工件上的加工過程誤差為工件上相應(yīng)公差的三分之一，即只有其余幾項的公差之和小于等于工件上相應(yīng)公差的三分之二時，夾具合格。5.3.1加工精度計算及評審〔1〕定位誤差DW該工件的設(shè)計基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)一致，都是孔Φ52的中心線，故JB=0銷外圓為的最大配合間隙那么〔2〕制造誤差ZZ①鉆套中心線對定位件中心線位置精度.取.②鉆套內(nèi)外圓同軸度誤差〔查表〕.③鉆頭純傾斜時與鉆套內(nèi)孔中心不重合位置精度誤差為，鉆套底面到鉆孔上外表高度為L〔排屑用〕。又鑄鐵取。查表知取模板厚度，鉆套伸出局部為，故鉆套高度的中點(diǎn)到鉆孔底面距離.鉆套孔，鉆套孔查表P297.故，，故，位置精度誤差為④鉆套中心線與定位面不垂直度為Φ0.01.那么不垂直的角度誤差為。..故工件小孔中心線與軸承蓋中心線誤差，那么.知此方案可行。6小結(jié)為期三個星期的夾具實訓(xùn)馬上就到尾聲了，設(shè)計從來就是又愛又痛的一個過程，愛它設(shè)計的本質(zhì)，設(shè)計是一個發(fā)揮自己想象力，并結(jié)合各方面綜合考慮的過程，他給一種想象的快感，痛它設(shè)計的過程，通常這種過程是枯燥乏味的，但不管怎樣，這都是一個很有意義的過程，實訓(xùn)永遠(yuǎn)是檢驗所學(xué)的知識最有效的方法，通過這次實訓(xùn)，我進(jìn)一步了解了夾