三孔連桿工件零件銑床夾具設計

1、<p><b>　　任務書</b></p><p>　設計課題方向：銑床夾具設計</p><p>　題目：銑床夾具設計</p><p>　完成日期：2016年5月25日</p><p>　題目來源：銑床夾具設計圖所示為工件零件圖，工件以底面和兩個13的孔進行定位，銑削長45的槽，其它加工表面均已加工，中批生產。

2、</p><p>　二、設計要求：（包括原始數據、技術要求、工作要求、作品要求）按照零件圖的設計要求，在調查研究、消化資料的基礎上，設計用于普通銑床的夾具。要求完成1. 工件零件圖（CAD） A42. 銑床夾具二維裝配圖 （CAD） A13. 銑床夾具三維零件圖和裝配圖（PROE） 電子文檔打包上交4. 設計說明書 1份A4紙

3、打印裝訂</p><p>　三、個人重點：普通銑床的夾具設計進行夾具定位結構設計進行夾具夾緊結構設計3.進行夾具本體結構設計</p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　夾具設計一般是在零件的機械加工工藝過程制訂之后按照某一工序的具體要求進行的。制訂工藝過程，應充分考慮夾具實現的可能性，而設計夾具時，如確有必要也可以對工

4、藝過程提出修改意見。夾具的設計質量的高低，應一能否穩(wěn)定地保證工件的加工質量，生產效率高，成本底，排屑方便，操作安全、省力和制造、維護容易等為其衡量指標。</p><p>　　一個優(yōu)良是機床必須滿足下列基本要求：</p><p>　?。?）保證工件的加工精度 保證加工精度的關鍵，首先在于正確的選定定位基準、定位方法和定位元件，必要時還需進行定位誤差分析，還要注意夾具中的其它零部件的結構對加

5、工精度的影響，確保夾具能滿足工件的加工精度要求</p><p>　?。?）提高生產率 專用夾具的復雜程度應與生產綱領相適應，應盡量采用各種快速高效的裝夾機構，保證操作方便，縮短輔助時間，提高生產效率。</p><p>　?。?）工藝性能好 專用夾具的結構應力求簡單、合理，便于制造、裝配、調整、檢驗、維修等。</p><p>　　專用夾具的制造屬于單件生產，當最終

6、精度由調整或修配保證時，夾具上應設置調整和修配結構。</p><p>　?。?）使用性能好 專用夾具的操作應簡單、省力、安全可靠。在客觀條件允許且又經濟適用是前提下，應盡可能采用氣動液壓等機械化夾緊裝置，以減輕操作者的勞動強度。專用夾具還應排屑方便。必要時可設置排屑結構，防止切屑破壞工件的定位和損壞刀具，防止切屑的積聚帶來大量而引起工藝系統(tǒng)變形。</p><p>　?。?）經濟性好 專用

7、夾具應盡可能采用標準元件和標準結構，力求結構簡單、制造容易，以降低夾具的制造成本。因此，設計時應根據生產綱領對夾具方案進行必要的技術經濟分析，以提高夾具在生產中的經濟效益。</p><p><b>　　主要功能說明：</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　節(jié) 夾具的結構設計.........

8、.........................1</p><p>　　1.1 工件分析..........................................................1</p><p>　　1.2 工件的定位........................................................1</p><

9、;p>　　1.3 工件的夾緊設計.................................................2</p><p>　　1.4 刀具的對刀.......................................................4</p><p>　　節(jié) 夾具的精度檢驗...............................

10、..4</p><p>　　2.1定位銷尺寸計算..................................................4</p><p>　　2.2夾緊力計算........................................................5</p><p>　　2.3 夾具加工誤差分析..........

11、....................................7</p><p>　　節(jié) 夾具安裝.............................................8</p><p>　　3.1安裝順序............................................................8</p><p

12、>　　總結.......................................................................10</p><p>　　參考文獻..............................................................11</p><p>　　致謝.......................

13、...............................................12</p><p>　　第一章節(jié) 夾具的結構設計</p><p><b>　　1.1 工件分析</b></p><p>　　下圖所示為連桿的銑槽工序簡圖。工序要求銑工件中間的一個通</p><p>　　槽，槽寬45mm，深10

14、mm，表面粗糙度值為6.3m。先行工序以加工好的表面可作為本工序用的定位基準，即厚度為16mm的兩個端面和直徑皆為φ13H8的兩個孔，此兩基準孔中心距為770.1mm，槽寬由刀具直接保證，槽深和位置要用夾具保證。本次設計要求一次性加工3個工件，每次安裝的基準都用兩個孔和一個端面，并在上端面上進行夾緊。</p><p><b>　　1.2 工件的定位</b></p><p&

15、gt;　　根據連桿銑槽的工序尺寸，形狀和位置精度要求，工件定位時需限制六個自由度。工件的定位基準和夾緊位置雖然在工序圖上已經規(guī)定，但在擬定定位、夾緊方案時，仍然應對其進行分析研究，考查定位基準的學則是否能滿足工件位置精度的要求，夾具的結構能否實現。在銑連桿槽時，工件在槽深方向的工序基準是和槽相連的端面，若以次端面為平面定位基準，可以達到與工序基準相重合。但是由于要在此面上開槽，那么夾具的定位面就勢必要設計成朝下的，這就會給工件的定位夾緊

16、帶來麻煩，夾具的結構也較復雜。如果選擇與所加工槽相對的另一端面為定位基準，則會引起基準不重合誤差，起大小等于工件兩端面間的尺寸公差0.1mm?？紤]到槽深的公差較大（為0.4mm），還可以保證精度要求的。而這樣又可以使定位夾緊可靠，操作方便，所以應當選擇工件底面為定位基準。采用平面為定位元件。</p><p>　　在保證角度方面，以兩孔為定位基準，可以做到基準重合，而且操作方便。為了避免發(fā)生不比樣的過定位現象，采用

17、一個圓柱銷和一個菱形銷做定位元件。工件以一面兩孔為定位基準。而定位元件采用一面兩銷，分別限制了工件的六個自由度，屬于完全定位。如圖2-2：</p><p><b>　　圖2-2 定位簡圖</b></p><p>　　1.3 工件的夾緊設計</p><p>　　設計夾緊裝置時,應滿足下述主要要求：</p><p>　　1.

18、夾緊裝置在對工件夾緊時，不應破壞工件的定位,為此，必須正確選擇夾緊力的方向及著力點。</p><p>　　2.夾緊力的大小應該可靠，適當，要保證工件在夾緊后的變形和受壓表面的損傷不致超出允許的范圍。</p><p>　　3.夾緊裝置結構簡單合理，夾緊動作要迅速，操作方便省力，安全。</p><p>　　4.夾緊力或夾緊行程在一定范圍內可進行調整和補償。</p&

19、gt;<p><b>　　二、夾緊力的確定</b></p><p>　　確定夾緊力的方向、作用點和大小時，應依據工件的結構特點、加工要求，并結合工件加工中的受力狀況及定位元件的結構和不止方式來確定。</p><p><b>　　夾緊力的方向</b></p><p>　　夾緊力的方向應使定位基面與定位原件家畜良

20、好，以保證工件定位基準可靠，且主夾緊力應朝向主要限位基面。如圖2-3所示：夾緊力直接朝向限位基面—支承板上面。</p><p>　　圖2-3 夾緊力FJ</p><p><b>　　夾緊力的作用點</b></p><p>　　夾緊力的方向確定后，應根據下述原則確定作用點的位置：</p><p>　　1）夾緊力的作用點應落

21、在定位元件的支承范圍內。</p><p>　　2）夾緊力的作用點應落在工件剛性好的方向和部位。</p><p>　　3）夾緊力的作用點應靠近工件的加工表面。</p><p>　　根據工件定位方案，可以考慮夾緊力的作用點及方向采用裝配圖中所示的方法（圖2-3）較好。工件以一面兩孔的定位方式在支承板、圓柱銷和菱形銷上定位，按下液壓系統(tǒng)啟動按鈕，啟動液壓缸以使其工作，當液

22、壓活塞桿在壓力油的作用自下向上伸出時，頂起壓緊板的外端向上運動，通過活節(jié)螺栓帶動浮動杠桿繞鉸鏈順時針旋轉，右端螺栓向下移動，使單副壓板均勻地同時夾緊工件兩端。該夾具有三副壓板，可同時加工三個工件。</p><p><b>　　1.4 刀具的對刀</b></p><p>　　對刀元件主要由對刀塊和塞尺組成，用以確定夾具和刀具的相對位置，對刀元件的結構形式取決于加工表面的

23、形狀。本夾具采用側裝對刀塊。用對刀塊調整刀具與工件待加工面的相對位置，適用于加工精度不超過IT8級，本方案采用側裝對刀塊，用螺釘，銷釘固定在夾具體上。</p><p>　　使用對刀元件對刀時，在刀具和對刀塊之間用塞尺進行調整，以免損壞切削刃或造成對刀塊過早磨損。本次設計采用平塞尺，其基本尺寸s為5mm，公差按h6制造。</p><p>　　標準對刀塊的材料為20鋼，滲碳深度為0.8-1.2

24、mm，淬火硬度為55-60HRC。</p><p>　　標準塞尺的材料為T8，淬火硬度為55-60HRC。 </p><p>　　第二章節(jié) 夾具的精度檢驗</p><p>　　2.1定位銷尺寸計算</p><p>　?。?）確定兩定位銷的中心距 兩定位銷的中心距的基本尺寸應該等于工件兩定位孔中心距的平均尺寸，其公差一般取</p>

25、;<p><b>　　T=（-）T</b></p><p><b>　　因 =77mm</b></p><p>　　取=77±0.03mm</p><p>　　確定圓柱銷直徑 圓柱銷直徑的基本尺寸取與之配合的工件孔的最小極限尺寸，其公差一般取g6或h7。</p><p>　

26、　因連桿兩定位孔的尺寸為Φ13H8=Φ13 mm，取圓柱銷的直徑d =Φ13h7=Φ13 mm。</p><p>　　確定菱形銷的尺寸b 查表2-1，b=4mm。</p><p>　?。?）計算菱形銷的最小間隙</p><p>　　b=4mm D=13mm</p><p>　　TL=0.2mm TL=0.06mm</p>

27、;<p><b>　　按X= 計算得</b></p><p><b>　　X=0.08mm</b></p><p>　?。?）確定削邊銷基本尺寸及公差</p><p>　　1）按公式=-算出菱形銷的最大直徑</p><p>　　=（13-0.08）mm</p><p

28、><b>　　=12.92mm</b></p><p>　　2）確定菱形銷的公差等級，一般取IT7或IT6 </p><p>　　因IT7=0.018mm</p><p><b>　　故 =Φ13mm</b></p><p><b>　　2.2夾緊力的計算</b><

29、/p><p>　　計算夾緊力時，通常是把夾具體和工件看成是一個剛性系統(tǒng)。根據工件所受的切削力、夾緊力（大型工件應考慮工件重力、慣性力）的作用狀況，找出加工中對夾緊最不利的狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力，再乘以安全系數作為實際夾緊力。即</p><p>　　式中 實際所需夾緊力（N）</p><p>　　F 理論夾緊力（N）</p>

30、<p><b>　　K 安全系數</b></p><p>　　在精加工時，K取1.5。</p><p>　　在一面兩孔定位中，理論夾緊力的計算公式為</p><p>　　式中 P為機床切削力</p><p>　　P0為圓柱銷所受部分切削力</p><p>　　μ為工件與限位

31、基面之間的摩擦力</p><p>　　由表3-1得： μ=0.15。</p><p>　　為防止圓柱銷受力而造成不必要的定位誤差，而令P0為0。則 </p><p>　　選取銑床的背吃刀量 =3mm，每轉進給量f=0.5mm/r。因待加工工件為鋼材，故單位切削力P=2000</p><p><b>　　則銑床的切

32、削力</b></p><p>　　=2000*3*0.5</p><p><b>　　=3000（N）</b></p><p>　　故 F=3000/0.15=20（KN）</p><p>　　FK=20*1.5=30（KN）</p><p>　　結論 本夾具所需實際夾

33、緊力為30KN。</p><p>　　2.3夾具加工誤差的分析</p><p>　　使用夾具加工時產生的誤差有下列四個方面：</p><p>　　1．與工件定位有關的誤差 定位誤差△D</p><p>　　2．與夾具在機床上安裝有關的誤差 安裝誤差△A</p><p>　　3．與刀具調整有關的誤差△T</p&

34、gt;<p>　　4．與加工過程有關的誤差△G</p><p>　　△D+△T+△A+△G≤δk</p><p>　　上式即為定位誤差不等式。</p><p><b>　　A：定位誤差</b></p><p><b>　　基準重合：=0</b></p><p>

35、<b>　　D=Y=D+d+</b></p><p>　　D=0.015（mm）</p><p>　　B：夾具在銑床上安裝的不準確并不影響加工槽的位置尺寸，所以A可不考慮。</p><p>　　C：加工方法有關誤差</p><p>　　對刀塊的制造與對刀調整誤差銑刀的跳動，機床工作臺的傾斜等因素所引起的加工方法誤差，可根

36、據生產經驗并參照經濟加工精度進行確定。今取0.05mm.</p><p><b>　　綜上所述：</b></p><p><b>　　=D+A+T+G</b></p><p>　　=0.065mm﹤=0.1mm</p><p>　　此夾具滿足加工要求。</p><p>　　〈

37、2〉對槽深精度的分析計算</p><p>　　影響槽尺寸精度（10mm）的主要因素有：</p><p>　　A：基準重合 B=0</p><p><b>　　D=Y=D+d+</b></p><p>　　D=0.015（mm）</p><p><b>　　B：夾具安裝誤差</b

38、></p><p>　　由于夾具定位面N和夾具底面M間的平行度誤差等，會引起工件傾斜，使加工槽的底面和其端面不平行，因而會影響槽深的尺寸精度。夾具技術要求的第一條規(guī)定為不大于100：0.03，那么在工件約105mm范圍內的影響值將約0.03mm.</p><p>　　C:加工方法有關的誤差</p><p>　　對刀塊的制造和對刀調整誤差，銑刀的跳動，機床工作臺

39、的傾斜等因素所引起的加工方法誤差，可根據生產經驗并參照經濟加工精度進行確定，今取0.1mm.</p><p><b>　　綜上：</b></p><p><b>　　=D+A+T+G</b></p><p>　　=0.125mm=0.2m</p><p>　　因此，此夾具滿足加工要求。</p&

40、gt;<p><b>　　第三章節(jié) 夾具安裝</b></p><p><b>　　3.1 安裝順序</b></p><p>　　當夾具的各個零件生產出來后，在安裝夾具的過程中要注意一些事項：(1)先以平衡的方式把支承板和夾具體以兩個定位削（其中一個為削邊銷）定位，接著依次上固定螺釘。</p><p>　　(2

41、) 支承板留有0.2到0.3mm的加工余量，在安裝上去后，等檢驗精度的時候再磨削部分余量至達到要求。按照磨損規(guī)則是盡量的初次磨削最少的余量，可以使使用時間加長,減少成本。</p><p>　　(3)安裝夾具體右側的調節(jié)支撐和兩側的定位鍵。</p><p>　　(4)安裝杠桿板和螺栓，因夾具體長度限制，杠桿板和螺栓不能同時放入夾具體內腔，應先將杠桿板由夾具體側孔放入夾具體內的正確位置，螺栓由

42、底面直接插入對應的螺栓孔，依次放入墊圈、壓縮彈簧、墊圈、壓緊板、彈簧墊圈，后擰緊螺母。（注意：螺母只要稍稍旋入螺栓即可，否則杠桿板會繞鉸鏈旋轉，導致另一側的螺栓安裝困難，理論上應先安裝長螺栓，即靠近液壓缸一側的螺栓。）</p><p>　　(5)安裝液壓缸，將液壓缸的安裝板放入夾具體左側凹槽中，使缸底與夾具體底板接觸，在夾具體上配鉆安裝孔。然后絞孔、攻螺紋，最后用螺釘將液壓缸固定在夾具體左側凹槽中。</p&

43、gt;<p>　　(6)安裝T型槽快換螺栓，將夾具體固定在銑床工作臺上。</p><p><b>　　裝配圖</b></p><p>　　說明：在加工箱體、支架類零件時，常用工件的一面兩孔作為定位基準，以使基準統(tǒng)一。此時，采用一面兩銷的定位方式。這種定位方式簡單、可靠、夾緊方便。有時工件上沒有合適的小孔時，常把緊固螺釘孔的精度提高或專門做出兩個工藝孔來，

44、以備一面兩孔之用。</p><p><b>　　總結：</b></p><p>　　為期兩個多月的畢業(yè)設計已經接近尾聲，在這兩個多月的設計過程中，真是感慨萬千。它使我從中學到了以前在課堂上根本就學不到的東西！</p><p>　　在這次設計過程中，使我真正的認識到自己的不足之處，以前上課沒有學到的知識，在這次設計當中也涉及到了。使我真正感受到了

45、知識的重要性。</p><p>　　這次設計將我以前學過的機械制造工藝學、公差與配合、機械制圖、機械基礎等知識很好的串聯了起來，起到了穿針引線、鞏固所學的作用。</p><p>　　在畢業(yè)設計中掌握了如何利用AUTOCAD和一些計算機軟件，因為學的時間長了，因此在開始畫圖的時候有很多問題，而且不熟練，需參閱課本。但現在已經可以熟練的運用了。CAD制圖不管是現在，對以后工作也是有很大的幫助的

46、。因此，這次畢業(yè)設計真正將以前所學的聯系到實際應用中來了。</p><p>　　在這次畢業(yè)設計中，還有一個重要的成果就是關于專用夾具的設計，因為機床夾具的設計在學習的過程中只是作為理論知識講的，并沒有親自設計過。因此，在開始的設計過程中，存在這樣那樣的問題，在朱老師的細心指導下，我根據步驟一步一步的設計，畫圖，查閱各種關于專用夾具的設計資料，終于將它設計了出來，我感到很高興，因為在這之中我學到了以前沒有學到的知識

47、，也懂得了很多東西，真正做到了理論聯系實際。</p><p>　　在這次畢業(yè)設計中，我學到了很多知識，有一點更是重要，就是我能作為一個設計人員，設計一個零件，也因此，我了解了設計人員的思想，每一個零件，每件產品都是先設計出來，再加工的，因此，作為一個設計人員，在設計的過程中一點不能馬虎，每個步驟都必須有理有據，不是憑空捏造的。而且，各種標準都要嚴格按照國家標準和國際標準，查閱大量資料。</p>&l

48、t;p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　[1]劉守勇,陳殿學，劉彥竹，機械制造工藝與機床夾具 ,機械工業(yè)出版社,1999.10</p><p>　　[2]徐嘉元,曾家駒，機械制造工藝學，機械工業(yè)出版社,2007.1</p><p>　　[3]文斌主編，管接頭和管件選用手冊，機械工業(yè)出版社,2006.1</p>

49、;<p>　　[4]王光斗,王春福,張繼信等，機床夾具設計手冊，上?？茖W技術出版社，1980.1</p><p>　　[5]鄧昭銘，張瑩，機械設計基礎，高等教育出版社，第二版，2000.7</p><p>　　[6]陳于萍，周兆龍，何小龍，互換性與測量技術基礎，第二版，2007.2</p><p>　　[7]王孝達主編，金屬工藝學，高等教育出版社，19

50、97.7</p><p>　　[8]劉小年,陳婷,崔建軍,機械制圖,第二版，機械工業(yè)出版社，2004.5</p><p>　　[9]丁樹模,周驥平主編,液壓傳動,第二版，2006.1</p><p>　　[10]范厚軍主編，緊固件手冊，江西科學技術出版社，2004.1</p><p>　　[11]劉承啟主編，新編銑工計算手冊，機械工業(yè)出版社，

51、2001.5</p><p>　　[12]孫靖民，米成秋主編，機械結構優(yōu)化設計，哈爾濱工業(yè)大學出版社1986.5</p><p>　　[13]汪琪，李鈞主編，機械設計計算，中國致公出版社，1998.5</p><p>　　[14]成大先主編，機械設計手冊，化學工業(yè)出版社，2004.1</p><p>　　[15]王昆，何小柏，汪信遠主編，機械

52、設計基礎課程設計，高等教育出版社，2006.9</p><p><b>　　致謝：</b></p><p>　　首先感謝我的指導老師陳老師，在設計過程中，陳老師幫我指出了設計中的許多不足，細心幫我解答了許多疑難問題。感謝陳老師的悉心指教！</p><p>　　在課題的研究過程中，得到了本班同學的大力支持，在此表示由衷的感謝!也感謝這二年中給了我