夾具課程設(shè)計-- 三維管件夾具

1、<p><b>　　課程設(shè)計說明書</b></p><p>　　題 目： 三維管件夾具 </p><p>　　學(xué) 院： 機電學(xué)院 </p><p>　　班 級： </p><p>　　姓

2、 名： </p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　日 期： 2013 年 01 月 07 日</p><p><b

3、>　　目  錄</b></p><p>　　摘要……………………………………………………………………………………… 2</p><p>　　第一章 明確零件設(shè)計的任務(wù)…………………………………………………3</p><p>　　1.1、零件在產(chǎn)品中的作用、結(jié)構(gòu)特點</p><p>　　1.2、零件的材料、毛坯種類

4、、特點、重量………………………………………… 3</p><p>　　1.3、零件的加工表面和技術(shù)要求…………………………………………………… 3</p><p>　　1.4、分析四通管件零件的機械加工工序流程…………………………………… 4</p><p>　　第二章 制定夾具設(shè)計方案，繪制結(jié)構(gòu)草圖………………………… 5</p><p&

5、gt;　　2.1、自由度分析……………………………………………….…………………… 5 </p><p>　　2.2確定定位方案，設(shè)計定位裝置…………………………………………………… 7</p><p>　　2.3、確定夾緊方案，設(shè)計夾緊裝置…………………………………………………… 8</p><p>　　2.4、夾具夾緊力計算…………………………………………

6、………………… 10</p><p>　　2.5、繪制機構(gòu)草圖…………………………………………………………… 12</p><p>　　第三章 繪制夾具裝配總圖…………………………………………………………… 13</p><p>　　3.1參考結(jié)構(gòu)草圖進行總體設(shè)計布局………………………………………………… 13</p><p>　　3

7、.2 確定預(yù)定方案…………………………………………………………………… 14</p><p>　　3.3 繪制夾具零件圖…………………………………………………………………… 15</p><p>　　小結(jié) ……………………………………………………………………………………… 17</p><p>　　參考文獻…………………………………………………………………………

8、 18</p><p><b>　　摘　要</b></p><p>　　本次設(shè)計是“三維管件”，是連接管路的重要零件，該三維管件屬于三維空間孔類零件，必須采用四軸加工。它是印染行業(yè)染色機上的供液管道四通件，屬于供液管道中的一個重要零件，每臺產(chǎn)品十二件，其他要使用四軸加工裝置。在使用加工中心加工該零件四個孔，并且設(shè)計一套加工中心夾具。</p><p&

9、gt;　　這次的夾具也是用于裝夾此零件，而夾具的作用也是為了提高零件的勞動生產(chǎn)率、保證加工質(zhì)量、降低勞動強度。而夾具的另一個目的也是為了固定零件位置，使其得到最高的效率。</p><p>　　關(guān)鍵詞：臥式加工中心 四通管件 裝夾裝置</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This design is 3d

10、 fitting,is an important part of the cinnecting line,the three dimensional fitting belong to three dimensional space hole parts,must use four shaft processing.It is YinRanYe dyeing machine for liquid pipe spool piece,bel

11、ong to the feed liquid pipe of one of the important parts,every piece of our product twelve pieces,the other to use four shaft processing device.In the use of machining center processing the parts of the four hole,and de

12、sign a set of center jig.</p><p>　　This fixture is also used to clamp the parts,and the role of the fixture is also in order to improve labor productivity,ensure the parts processing quality, reduce the labo

13、r intensity.And fixture another purpose is to fixed position parts,making it the highest efficientcy get.</p><p><b>　　第一章 零件的分析</b></p><p>　　一、明確零件設(shè)計的任務(wù)</p><p>　　1.1零件在產(chǎn)

14、品中的作用、結(jié)構(gòu)特點</p><p>　　“三維管件”是連接管路的重要零件，該三維管件屬于三維空間孔類零件，必須是采用四軸加工。它是印染行業(yè)染色機上的供液管道四通件，屬于供液管道中的一個重要零件，每臺產(chǎn)品四件，其加工要使用四軸加工裝置。</p><p>　　該零件加工分兩道工位，第一工位中第一道工序加工孔 1 ，第二道工序加工孔 4 ，第三道工序加工孔 3 ，第二工位第一道工序加工孔2 。

15、本任務(wù)主要是為了加工四通管件上五個孔而設(shè)計加工夾具。</p><p>　　1.2零件的材料、毛坯種類、特點、重量</p><p>　　“三維管件”零件材料為 ZG1Crl8Ni9Ti，毛坯種類為鑄不銹鋼件，重量</p><p>　　1.75 kg 。零件是鑄不銹鋼件，其上共有四個三維空間孔。為了防止染液滲漏，孔端面與孔必須垂直，各孔用數(shù)控加工中心加工而成，孔邊留加工

16、余量5~7 mm 。 </p><p>　　1.3 零件的加工表面和技術(shù)要求</p><p>　　零件的加工表面即四個孔都有公差要求，且孔口倒角、端面刮平。技術(shù)要求為工件表面不能有硬傷，最終零件外表面要經(jīng)過拋光后氧化處理。三維孔加工要求孔口平整光滑，因該件上安裝四個管道件，因此它要求工件上孔不能有太大的誤差，否則染液會滲漏。 </p><p>　　1.4 分析四通管

17、件零件的機械加工工序流程</p><p>　　二、制定夾具設(shè)計方案，繪制結(jié)構(gòu)草圖</p><p><b>　　2.1 自由度分析</b></p><p>　　“三維管件”第一工位中工件以外圓柱面定位，使用件8兩件 V 形架定位，限制了繞 x 軸和 z 軸方面的轉(zhuǎn)動及沿 x 軸和 z 軸方面的移動；使用件 20 止推銷，限制了工件沿 y 軸方向的

18、移動，使用支撐螺釘 M6 限制工件繞 y 軸的轉(zhuǎn)動，因此“三維管件”第一工位六點定位全部實現(xiàn)。</p><p><b>　　第一工位六點定位</b></p><p>　　“三維管件”第二工位中工件以兩孔定位，使用件24 定位銷與件35 后定位銷定位，限制了繞 x 軸和 y 軸的轉(zhuǎn)動及沿 x 軸、 y 軸和 z 軸方面的移動；使用件34 定向桿限制了工件繞 z 軸方面的

19、轉(zhuǎn)動，因此“三維管件”第二工位六點定位全部實現(xiàn)。（見下圖）</p><p><b>　　第二工位六點定位</b></p><p>　　35 是定位銷，屬定位件，材料為 45 鋼，數(shù)量為 2 件。</p><p>　　24 是后定位銷，起定位長度方向作用，數(shù)量為 2 件。</p><p>　　38 是定向桿，定位圓周方向，

20、數(shù)量為 2 件。 </p><p>　　2.2 確定定位方案，設(shè)計定位裝置</p><p>　　定位元件盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)件，必要時可在標(biāo)準(zhǔn)件的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上做一些修改，以滿足具體設(shè)計的需要?！叭S管件”第一道工序加工孔 1 ，第二道工序加工孔 4 ，第三道工序加工孔 2 ，第四道工序加工孔 3第一工位中工件以外圓柱面定位，使用件8兩件 V 形架定位，限制了繞 x 軸和 z 軸方面的轉(zhuǎn)動及沿 x

21、軸和 z 軸方面的移動；使用件 20 止推銷，限制了工件沿 y 軸方向的移動，使用支撐螺釘 M6 限制工件繞 y 軸的轉(zhuǎn)動，因此“三維管件”第一工位六點定位全部實現(xiàn)。（如上圖所示為第一工位）</p><p>　　第二工位中工件以兩孔定位，使用件24 定位銷與件35 后定位銷定位，限制了繞 x 軸和 y 軸的轉(zhuǎn)動及沿 x 軸、 y 軸和 z 軸方面的移動；使用件34 定向桿限制了工件繞 z 軸方面的轉(zhuǎn)動，因此“三維

22、管件”第二工位六點定位全部實現(xiàn)。（如上圖所示為第二工位）</p><p>　　2.3 確定夾緊方案，設(shè)計夾緊裝置</p><p>　　夾緊可以用手動、氣動、液壓或其他方式。對于氣動、液壓夾具，應(yīng)考慮氣（液）壓缸的形式、安裝位置、活塞桿長短等。如下圖a)、所示為第一工位夾緊圖、圖B)和圖C)所示是第一工位夾緊油缸夾緊和松開狀態(tài)。</p><p>　　10 是壓板，屬夾

23、緊件，材料為 45 鋼，數(shù)量為 2 件，夾緊工件兩端。（指第一工位，兩個零件，下同））</p><p>　　12 是壓板墊塊，夾緊輔助件，材料為 45 鋼，數(shù)量為 4 件；</p><p>　　11 是動向鋼珠螺桿，數(shù)量為 4 件；</p><p>　　轉(zhuǎn)角缸 THS-63 為液壓執(zhí)行元件，數(shù)量為 2件 ；</p><p>　　`

24、 </p><p>　　圖a) 第一工位夾緊圖</p><p>　　圖B) 第一工位夾緊油缸夾緊狀態(tài)</p><p>　　圖C) 第一工位夾緊油缸松開狀態(tài)</p><p>　　如圖A)所示為第二工位夾緊油缸、圖B)所示為第二工位夾緊圖。</p><p>　　26 是擺動塊，屬夾緊件，材料為 4

25、5 鋼，數(shù)量為 1 件。</p><p>　　24 是后定位銷，起到定位長度方向作用，數(shù)量為 2 件。</p><p>　　25 是止付螺釘，數(shù)量為 2 件。</p><p>　　28 是拉桿，數(shù)量為 1 件。</p><p>　　27 是擺動塊拉銷，數(shù)量為 1 件。</p><p>　　29 是油壓缸 HTB 一 L

26、AM40 X 20N ，屬液壓執(zhí)行元件，數(shù)量為 1 件。 </p><p>　　2.4 夾具夾緊力計算</p><p>　　根據(jù) 《 機械加工工藝設(shè)計手冊 》 可以查出切削力計算公式。</p><p><b>　?。?）鉆削力計算</b></p><p>　　查《機床夾具設(shè)計手冊》表3-6</p><

27、p>　　P=70.6×D0.9×S×HB0.6</p><p><b>　　式中 P-鉆削力，</b></p><p>　　T-鉆削深度，10mm</p><p>　　S-每轉(zhuǎn)進給量，0.3mm</p><p><b>　　D-麻花鉆直徑，</b></p&g

28、t;<p>　　HB-布氏硬度，187HBS</p><p><b>　　根據(jù)公式可知，</b></p><p>　　孔1Φmm的鉆削力P1=70.6×D0.9×S×HB0.6</p><p>　　=70×410.9×0.3×1870.6N</p><

29、p><b>　　=13.5kN</b></p><p>　　孔4Φmm的切削力P4=70.6×D0.9×S×HB0.6</p><p>　　=70×460.9×0.3×1870.6N</p><p><b>　　=15.3 kN</b></p>

30、<p>　　孔3Φmm的切削力P3=70.6×D0.9×S×HB0.6</p><p>　　=70×300.9×0.3×1870.6N</p><p><b>　　=10.5 kN</b></p><p>　　孔2Φmm的切削力P2=70.6×D0.9×

31、S×HB0.6</p><p>　　=70×300.9×0.3×1870.6N</p><p><b>　　=12.6KN</b></p><p>　　(2)鏜孔的切削力：查《機械夾具設(shè)計手冊》表3-6，得鏜削力計算公式</p><p>　　P=9.1×T1.2 

32、5;S0.4×HB0.6 </p><p><b>　　式中 P—鏜削力</b></p><p>　　T-鉆削深度，10mm</p><p>　　S-每轉(zhuǎn)進給量，0.1mm</p><p><b>　　D-麻花鉆直徑，</b></p><p>　　HB-布氏硬度，1

33、87HBS</p><p>　　根據(jù)公式可知，孔1Φmm的鏜削力P1=9.1×T1.2 ×S0.4×HB0.6 </p><p>　　=9.1×101.2×0.10.4×1870.6N</p><p><b>　　=1.4N</b></p><p>　　孔4Φm

34、m的鏜削力P1=9.1×T1.2 ×S0.4×HB0.6 </p><p>　　=9.1×101.2×0.10.4×1870.6N</p><p><b>　　=1.4N</b></p><p>　　孔3Φmm的鏜削力P1=9.1×T1.2 ×S0.4×H

35、B0.6 </p><p>　　=9.1×101.2×0.10.4×1870.6N</p><p><b>　　=1.4N</b></p><p>　　孔2Φmm的鏜削力P1=9.1×T1.2 ×S0.4×HB0.6 </p><p>　　=9.1×1

36、01.2×0.10.4×1870.6N</p><p><b>　　=1.4N</b></p><p>　　綜合上述的計算結(jié)果，為了保證夾緊力的足夠大選取最大的切削力</p><p>　　也就是P=13517N。</p><p>　　在計算切削力時，必須考慮安全系數(shù)，安全系數(shù)</p>&

37、lt;p>　　K=K1K2K3K4</p><p>　　式中：K1—基本安全系數(shù)，1.5；</p><p>　　K2—加工性質(zhì)系數(shù)，1.1；</p><p>　　K3—刀具鈍化系數(shù)，1.1；</p><p>　　K4—斷續(xù)切削系數(shù)，1.1。</p><p>　　則F’=KP=1.5×1.1×1

38、.1×1.1×13517=27(KN)</p><p>　　實際夾緊力N應(yīng)為N（f1+f2）=KP</p><p>　　所以N=(KP)/(f1+f2)</p><p>　　其中f1及f2為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù)，f1=f2=0.25。則N=26987/0.5=5397（N）</p><p>　　根據(jù)計算出的實際夾

39、緊力N=5.4（KN）,選取THS63油壓轉(zhuǎn)角缸。</p><p>　　2.5 繪制機構(gòu)草圖</p><p>　　定位、夾緊確定之后，設(shè)計夾具體，將各種元件、機構(gòu)有機地連接在一起，繪制夾具草圖，如圖所示。</p><p><b>　　圖c 夾具體1</b></p><p><b>　　圖d 夾具體2</

40、b></p><p>　　三、繪制夾具轉(zhuǎn)配總圖</p><p>　　3.1參考結(jié)構(gòu)草圖進行總體設(shè)計布局。</p><p>　　夾具裝配總圖采用 1：1 的比例繪制。繪制夾具裝配總圖的基本步驟如下： </p><p>　　先用雙點劃線將被加工零件的外形輪廓、定位基面、夾緊表面及加工表面繪制在各個視圖的合適位置。在總圖中，工件可視為透明體，

41、不遮擋其后的任何線條，如夾具總體設(shè)計圖所示。 </p><p><b>　　夾具裝配總圖主視圖</b></p><p><b>　　夾具裝配總圖俯視圖</b></p><p>　　3.2確定預(yù)定方案。</p><p>　　按定位元件、夾緊裝置、導(dǎo)向（對刀）元件、其他機構(gòu)和輔助元件以及夾具體的順序，依

42、次畫出整個夾具結(jié)構(gòu)。該三維零件加工要借助于四軸加工輔助裝置，如圖所示。</p><p>　　該四軸加工輔助裝置型號為 MRNC一255 ，最大回轉(zhuǎn)直徑 320 mm ，能獨立自轉(zhuǎn)而且回轉(zhuǎn)精度很高。從上面夾具圖來分析，最小回轉(zhuǎn)直徑 570 mm ，所以該四軸加工輔助裝置要加高 150 mm ，必須增加件 2 四軸墊塊，件 15 尾座墊塊，件 2 和件 15 必須等高加工，保證精度。</p><p

43、>　　另一工件四軸加工輔助裝置型號為 MRNC 一255 ，自帶連接板太窄，必須增加件 10 四軸 L 板和件 12 尾座 L 板各一件。</p><p>　　如下圖所示為實際加工照片圖。</p><p>　　3.3繪制夾具零件圖</p><p><b>　　主視圖</b></p><p><b>　　俯

44、視圖</b></p><p><b>　　小結(jié)</b></p><p>　　一周的課程設(shè)計結(jié)束了，在這次的課程設(shè)計中不僅檢驗了我所學(xué)習(xí)的知識，也培養(yǎng)了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在設(shè)計過程中，與同學(xué)分工設(shè)計，和同學(xué)們相互探討，相互學(xué)習(xí)，相互監(jiān)督。學(xué)會了合作，學(xué)會了寬容，學(xué)會了理解。</p><p>　

45、　課程設(shè)計是我們專業(yè)課程知識綜合應(yīng)用的實踐訓(xùn)練，著是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不少的過程．”千里之行始于足下”，通過這次課程設(shè)計，我深深體會到這句千古名言的真正含義．我今天認(rèn)真的進行課程設(shè)計，學(xué)會腳踏實地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會大潮中奔跑打下堅實的基礎(chǔ)．</p><p>　　通過這次夾具設(shè)計，本人在多方面都有所提高。通過這次夾具設(shè)計，綜合運用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實際知識進行一次輸出軸夾具

46、設(shè)計工作的實際訓(xùn)練從而培養(yǎng)和提高學(xué)生獨立工作能力，鞏固與擴充了輸出軸夾具設(shè)計等課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握輸出軸夾具設(shè)計的方法和步驟，掌握輸出軸夾具設(shè)計的基本的模具技能懂得了怎樣分析零件的工藝性，怎樣確定工藝方案，了解了夾具的基本結(jié)構(gòu)，提高了計算能力，繪圖能力，熟悉了規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，同時各科相關(guān)的課程都有了全面的復(fù)習(xí)，獨立思考的能力也有了提高。</p><p>　　在這次設(shè)計過程中，體現(xiàn)出自己單獨設(shè)計夾具的能力以及綜合運用知

47、識的能力，體會了學(xué)以致用、突出自己勞動成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時學(xué)習(xí)的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補。</p><p>　　在此感謝我們的老師.，老師嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣.這次模具設(shè)計的每個實驗細(xì)節(jié)和每個數(shù)據(jù)，都離不開老師您的細(xì)心指導(dǎo)。</p><p>　　同時感謝對我?guī)椭^的同學(xué)們，謝謝你們對我的幫助和支持，讓我感受到同學(xué)的友誼。 </p&g

48、t;<p>　　由于本人的設(shè)計能力有限，在設(shè)計過程中難免出現(xiàn)錯誤，懇請老師們多多指教,我十分樂意接受你們的批評與指正，本人將萬分感謝。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 李存霞主編．機床夾具設(shè)計與應(yīng)用．北京：清華大學(xué)出版社，2012．1．</p><p>　　[2] 薛源順主編 機床夾具設(shè)

49、計 北京：機械工業(yè)出版社，2000.11</p><p>　　[3] 陳紅霞主編．機械制造工藝學(xué).北京：北京大學(xué)出版社，2010 .7.</p><p>　　[4] 孫麗媛，機械制造工藝及專用夾具設(shè)計指導(dǎo)，北京冶金工業(yè)出版社2002年</p><p>　　[5] 趙如福編著.機械加工工藝設(shè)計手冊.上海: 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,2009.</p><

50、;p>　　[6] 肖詩綱主編,切削用量手冊,機械工業(yè)出版社,1993年</p><p>　　[7] 劉力主編 機械制圖（第三版）高等教育出版社</p><p>　　[8] 金屬切削機床夾具設(shè)計手冊，上海柴油機廠工藝設(shè)備研究所編，機械工</p><p>　　業(yè)出版社，1987年</p><p>　　[9] 蘇翼林.材料力學(xué)[M]，北京人

51、民教育出版社，1979</p><p>　　[10] 趙俊，楮乃雄，AG材料床身的結(jié)構(gòu)設(shè)計[J]，制造技術(shù)與機械加工，1996</p><p>　　[11] 張平，銑床夾具優(yōu)化設(shè)計的研究[D]，阜新遼寧工程技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論</p><p><b>　　文，2006</b></p><p>　　[12] 華楚生主編，《機