課程設計--鉆床卡具設計

1、<p><b>　　題目：鉆床卡具設計</b></p><p>　　班 級： </p><p>　　姓 名： </p><p>　　專 業(yè): 機械設計與制造及其自動化</p><p>　　指導教師: </p><p><b>

2、　　二零一二年四月</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　序言……………………………………………… 3</p><p>　　一、夾具設計任務……………………………… 4</p><p><b>　　1、工件圖<

3、/b></p><p><b>　　2、工件技術要求</b></p><p>　　二、工裝夾具設計方案的確定………………… 5</p><p>　　1、基準面的確定（夾具體方式的確定）</p><p>　　2、定位方式及元件的選擇</p><p>　　3、夾緊方式及

4、元件的選擇</p><p><b>　　4、裝配方案</b></p><p><b>　　5、導引裝置</b></p><p><b>　　6、夾具總裝結構</b></p><p>　　三、定位誤差分析與計算...................................

5、. 9</p><p>　　四、主要零件設計的說明……………………… 11</p><p><b>　　1、夾具體</b></p><p><b>　　2、定位元件</b></p><p>　　4 r' F/ Z* P$ U4 r3、壓緊元件&

6、lt;/p><p>　　' w* Y( U: K2 r$ {" C) ~0 H4、其它元件</p><p>　　2 ]8 q- m8 N( R: C+ Q# y五、工裝夾具的裝配要求……………………… 11</p><p>　　六六、本次課程設計小結、體會及建議………… 12 </p>&l

7、t;p>　　七、參考資料…………………………………… 13</p><p><b>　　序言</b></p><p>　　機械制造夾具設計課程設計是機械設計中的一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)，也是機械類專業(yè)學生較為全面的機械設計訓練</p><p>　　通過對機械制造技術基礎課程的學習，我掌握了機械加工和裝配方面的基本理

8、論知識，學會了零件加工時的定位理論、工藝和裝配尺寸鏈理論，了解影響加工質量的各項因素，學會制定零件機械加工工藝過程和部件、浐灞裝配工藝過程的方法。掌握了機床夾具設計的基本原理和方法。為了對以上知識進行鞏固和掌握，我們開始了一周的夾具課程設計。</p><p>　　機械制造業(yè)是國民經濟的支柱產業(yè)，現代制造業(yè)正在改變著人們的生產方式、生活方式、經營管理模式乃至社會的組織結構和文化。生產的發(fā)展和產品更新換代速度的加快，

9、對生產效率和制造質量提出了越來越高的要求，也就對機械加工工藝等提出了要求。 </p><p>　　在實際生產中，由于零件的生產類型、形狀、尺寸和技術要求等條件不同，針對某一零件，往往不是單獨在一種機床上用某一種加工方法就能完成的，而是需要經過一定的工藝過程。因此，我們不僅要根據零件具體要求，選擇合適的加工方法，還要合理地安排加工順序，一步一步地把零件加工出來</p><p>　　機械制造夾

10、具課程設計是我們學了大部分大學基礎課、和專業(yè)課之后進行的，這次設計使我們能綜合運用機械制造技術基礎和機械夾具設計中的理論，并結合生產學習中學到的實踐知識，獨立的分析和解決工藝問題，初步具備了設計一個零件的工藝規(guī)程的能力和運用夾具設計的基本原理和方法，擬定夾具設計方案，為大四的畢業(yè)設計做練兵。</p><p>　　學生通過設計能獲得綜合運用過去所學過的全部課程進行機械制造工藝及結構設計的基本能力，為以后做好畢業(yè)設計

11、、走上工作崗位進行一次綜合訓練和準備。它要求學生全面地綜合運用本課程及有關先修課程的理論和實踐知識，進行零件加工工藝規(guī)程的設計和機床夾具的設計。其目的是：（1）培養(yǎng)學生綜合運用機械制造工程原理課程及專業(yè)課程的理論知識，結合金工實習、生產實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決機械加工工藝問題，初步具備設計中等復雜程度零件工藝規(guī)程的能力。（2）培養(yǎng)學生能根據被加工零件的技術要求，運用夾具設計的基本原理和方法，學會擬訂夾具設計方案，完成夾具結

12、構設計，進一步提高結構設計能力。（3）培養(yǎng)學生熟悉并運用有關手冊、圖表、規(guī)范等有關技術資料的能力。（4）進一步培養(yǎng)學生識圖、制圖、運算和編寫技術文件的基本技能。 ?。?）培養(yǎng)學生獨立思考和獨立工作的能力，為畢業(yè)后走向社會從事相關技術工作打下良好的基礎。</p><p><b>　　一、夾具設計任務</b></p><p><b>　　工件圖</b>

13、;</p><p><b>　　工件技術要求</b></p><p>　　如上圖所示，要求鉆2-M8的孔，用￠35H8的孔定位，同時保證R6不能改變。</p><p>　　工裝夾具設計方案的確定</p><p>　　1、基準面的選擇（夾具體方式的確定）</p><p>　　夾具體是夾具的基本件，它

14、既要把夾具的各種元件、機構、裝置連接成一個整體，而且還要考慮工件裝卸的方便。因此，夾具體的形狀和尺寸主要取決于夾具各組成件的分布位置、工件的外形輪廓尺寸以及加工的條件等。在設計夾具體時應滿足以下基本要求。2 e% R% O7 u- @* n3 O    ①、具有足夠的強度和剛度。& N9 P# t* [0 [( _* S+ {    ②、結構簡單、輕便，在保證強度和剛度前提下結構盡可能

15、簡單緊湊，體積小、質量輕和便于工件裝卸。4 ~5 I9 w" l, m, e) U; ?    ③、安裝穩(wěn)定牢靠。* a0 z$ \- E4 n$ X9 S    ④、結構的工藝性好，便于制造、裝配和檢驗* i* H: X$ C' W) h（閱讀次數：） 3 O7 C$ z  m& N  C    ⑤、尺

16、寸要穩(wěn)定且具有一定精度。' s& h) z7 G  f; W* D, a* z    ⑥、清理方便。3 L3 X3 r4 V$ J: d根據工件要求圖可以看出要加工相距20mm的兩個螺紋孔，為保證位置精度和形位公差，選擇￠55大圓柱的一側面作為定位基面，并預先進行一</p><p>　　定位方式及元器件選擇 定位的作用是要使工件在夾具中具有

17、準確和確定不便的位置，在保證加工要求的情況下，限制足夠的自由度。# R7 R, G$ `" D; c3 m. t</p><p>　　如上圖所示定位方式，大圓柱面的一側用凸臺大平面限制了X，Y,Z方向的移動，同時限制了繞Y,Z方向的轉動，六自由度中限制了五個，屬于不完全限制自由度。所以需要在R6的長孔上加菱形銷（如上圖所示）綜合作用限制了工件繞X方向的轉動，達到完全約束的目的。</p>

18、<p>　　夾緊方式及元器件選擇5 I' H: x" N# [! g, D- A夾緊機構的三要素是夾緊力方向的確定、夾緊力作用點的確定、夾緊力大小的確定。7 a$ c$ N) v9 {1 p- C    對夾緊機構的基本要求如下：7 j. d4 i6 x' f& w    ①、夾緊作用準確，處于夾緊狀態(tài)時應能保持自鎖，保證夾緊定位的安全可靠。6 X

19、+ ^; e3 q9 ^' z, t    ②、夾緊動作迅速，操作方便省力，夾緊時不應損害零件表面質量" e$ O2 U6 J" m0 T( b   ③、夾緊件應具備一定的剛性和強度，夾緊作用力應是可調節(jié)的。/ E8 B% _- p5 S8 A    ④、結構力求簡單，便于制造和維修。</p><p>　　工件在機械

20、加工中，總會受到切削力、離心力、慣性力等外力的作用。所以在工件的機械加工中，不只是定位好了就可以的。為了保證在這些外力的作用下工件仍能在夾具中保持定位元件所確定的加工位置，而不致發(fā)生振動或位移，使工件的加工無法完成。根據上述的分析對于回轉體類工件在定位完全后，可以采用螺旋夾緊方式來對工件進行夾緊。</p><p>　　根據本工件的實際約束條件及結構設計選用中心軸端部開口墊片螺栓擰緊。需要換裝工件時，只需松開螺栓，

21、取出開口墊片，取出加工好的工件，放上新工件，手動調整位置，卡上開口墊片，擰緊螺栓即可。操作簡單，方便。</p><p>　　6 F4 B+ V# j) h! F4、裝配方案</p><p>　　從夾具的裝配圖可知， 凸臺大平面定位心軸和菱形銷軸與卡具體底座的配合采用軸鍵過渡配合，保證安裝精度，同時軸端均采用螺母墊片固定： </p><p><b>　　常用

22、平鍵配合選用：</b></p><p>　　本圖中選用C8x28GB1096-79的兩組鍵按照過渡配合的標準選取相應孔和軸的配合公差。</p><p><b>　　5、導引裝置</b></p><p>　　導向裝置是夾具保證加工精度的重要裝置，如鉆孔導向套、鏜套、對刀裝置、對定裝置等，這些裝置均已標準化，可按標準選擇，為提高加工效率

23、，在此設計中應選用固定式鉆套，由于鉆模板的厚度，所以不用選擇襯套。固定鉆套參數為JB/T8045.1-1999，材料為20。</p><p>　　鉆套高度H=2D=2X10mm=20mm，排屑空間高度h=d=10mm。</p><p><b>　　6、夾具總裝結構</b></p><p>　　專用夾具是在夾具體上安裝銷軸和定位心軸，并通過鍵配合

24、連接保證位置和裝配精度。銷軸和心軸上固定工件，并找準定位基準，通過螺釘緊固，從而構成整個夾具。整體夾具見夾具裝配圖。</p><p>　　三、定位誤差的分析與計算</p><p>　　工件的加工誤差，是指工件加工后在尺寸，形狀和位置三個方面偏離理想工件的大小，它是由三部分因素產生的：</p><p>　　1）工件在夾具中的定位、夾緊誤差。</p>&l

25、t;p>　　2）夾具帶著工件安裝在機床上，夾具相對機床主軸（或刀具）或運動導軌的位置誤差，也稱對定誤差。</p><p>　　3）加工過程中誤差，如機床幾何精度，工藝系統的受力、受熱變形、切削振動等原因引起的誤差。</p><p>　　其中定位誤差是指工序基準在加工方向上的最大位置變動量所引起愛的加工誤差。</p><p><b>　　產生定位誤差的

26、原因</b></p><p>　　1.基準不重合來帶的定位誤差：</p><p>　　夾具定位基準與工序基準不重合，兩基準之間的位置誤差會反映到被加工表面的位置上去，所產生定位誤差稱之為基準轉換誤差。</p><p>　　2.間隙引起的定位誤差</p><p>　　在使用心軸、銷、定位套定位時，定位面與定位元件間的間隙可使工件定心

27、不準產生定位誤差。</p><p>　　3.與夾具有關的因素產生的定位誤差</p><p>　　1）定位基準面與定位元件表面的形狀誤差。</p><p>　　2）導向元件、對刀元件與定位元件間的位置誤差，以及其形狀誤差導致產生的導向誤差和對刀誤差。</p><p>　　3）夾具在機床上的安裝誤差，即對定誤差導致工件相對刀具主軸或運動方向產生的

28、位置誤差。</p><p>　　4）夾緊力使工件與定位元件間的位置誤差，以及定位元件、對刀元件、導向元件、定向元件等元件的磨損。 </p><p>　　采用固定鉆套，分別鉆兩個螺紋孔，兩螺紋孔間位置公差保證在正負0.015mm。</p><p><b>　　即保證：</b></p><p><b>　　0.15

29、mm</b></p><p>　　四、主要零件設計的說明</p><p><b>　　1、夾具體</b></p><p>　　綜合考慮了結構合理性、工藝性、經濟型、標準化以及各種夾具體的優(yōu)缺點等，選擇夾具體毛坯制造方法為鑄造夾具體；考慮到定位精度，要求心軸與基座內圓柱面有一定的配合精度H7/g6；考慮到工件較小，夾具體的強度要求以及

30、夾具體的結構要求，沒有在夾具體上設計加強筋。+ ]. u; ?5 ?' t9 ?9 t  o</p><p><b>　　2、定位元件</b></p><p>　　定位心軸與工件內圓柱面保證配合精度，內表面一定，選取心軸配合尺寸f6。心軸表面精車，粗糙度0.06。</p><p>　　4 r' F/ Z* P

31、$ U4 r3、壓緊元件</p><p>　　用開口墊片螺栓夾緊工件，末端用普通墊片螺栓固定位置。</p><p>　　' w* Y( U: K2 r$ {" C) ~0 H4、其它元件</p><p>　　擋板、螺栓、螺釘、固定鉆套、鉆套架。</p><p>　　2 ]8 q- m8 N( R: C+ Q# y五、工裝夾具

32、的裝配要求</p><p>　　保證定位心軸的凸臺擋邊和卡具體的凸緣部分良好接觸，保證鍵的配合安裝精確到位，以確保心軸旋轉到合適裝配加工的位置。同樣使銷軸安裝到合適的旋轉角度保證定位精確，接觸良好。</p><p>　　工件的安裝和取下的過程中按照軸向位置水平拆裝，自然放平后再用螺栓擰緊。</p><p>　　六 六、本次課程設計小結、體會及建議</p>

33、<p>　　專用夾具是為零件的某一道工序加工而設計制造的，它廣泛用于大量生產中；它不但提高了生產率而且也提高加工精度，改善勞動條件。</p><p>　　通過這次課程設計，我個人對夾具有了更進一步的了解：夾具要保加工出的產品有較高的精度，就必須要求其自身有較高的精度，定位元件擁有高精度的同時換要有一定的剛度和強度，以保證在加工過程中自身不會變形和一定的壽命。夾緊機構要求有一定的剛度和強度，以確保在一

34、定的力的作用下夾緊元件不會先于工件發(fā)生變形、損壞。夾具體是夾具的主體部分，是與機床相接的部位、也是支撐夾緊元件、工件的主要部分；要求其有一定的強度和剛度、穩(wěn)定性，又考慮到經濟性一般都采用HT200作為夾具體。</p><p>　　而且對夾具的維護保養(yǎng)，及夾具在設計中應該注意的問題有了更進一步的了解，自己的能力在這次課程設計中也得到了提升。在設計的過程中又一次把所學的知識做了一次綜合式的復習，為接下來要做的畢業(yè)設計

35、做了很好的準備工作；同時在設計中也發(fā)現自己的很多不足之處：缺乏實際的經驗，有些實物沒有見過很難想象，只能通過找相應的參考資料，然后再通過想象把他們綜合到一起，再通過實例對比，進行設計。因此在夾具設計中存在有許多的不足之處，還懇請老師您予以指導和指正。</p><p><b>　　七、參考資料：</b></p><p>　　【1】機床夾具設計手冊 第二版

36、 上?？茖W技術出版社</p><p>　　【2】崇凱 機械制造技術基礎課程設計指南——北京：化學工業(yè)出版社 2006.12</p><p>　　【3】何銘新、錢可強 機械制圖 第五版 ——北京：高等教育出版社 2004.1</p><p>　　【4】孔凌嘉 毛謙德 簡明機械設計手冊 ——北京：北京理工大學出版社