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機(jī)電及自動化學(xué)院專業(yè)課程綜合設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目:定位小軸鉆孔夾具設(shè)計(jì)專 業(yè) 08機(jī)制2班 學(xué) 號 0811113046 姓 名 級 別 2008級 指導(dǎo)老師 2012年1月目 錄前 言- 1 -一、零件的分析- 4 - 1.1零件三維圖- 4 - 1.2零件CAD圖- 4 - 1.3夾具設(shè)計(jì)對象分析- 4 -二、夾具方案確定- 5 -2.1定位方式的選擇- 5 -2.2定位誤差的分析- 7 - 2.3 導(dǎo)向裝置的確定- 9 -2.4夾緊方案的確定- 10 -2.5夾緊力的計(jì)算- 11 -三、其它裝置的確定- 12 -3.1夾具體的設(shè)計(jì)- 12 -3.2鉆模板的設(shè)計(jì)- 12 -四、夾具設(shè)計(jì)三維視圖- 13 -參考文獻(xiàn)- 14 -小 結(jié)- 15 -15前 言通過這次夾具設(shè)計(jì),整合我們所學(xué)過的有關(guān)的知識 (如公差與配合、機(jī)械零件設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、機(jī)械制造工藝等)。讓我們對所學(xué)的專業(yè)課得以鞏固、復(fù)習(xí)及實(shí)用,在理論與實(shí)踐上有機(jī)結(jié)合;使我們對各科的作用更加深刻的熟悉與理解,并為以后的實(shí)際工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)!夾具課程設(shè)計(jì),在老師的指導(dǎo)下,要求在設(shè)計(jì)中能初步學(xué)會綜合運(yùn)用以前所學(xué)過的全部課程,并且獨(dú)立完成的一項(xiàng)工程基本訓(xùn)練。同時(shí),也為以后搞好畢業(yè)設(shè)計(jì)打下良好基礎(chǔ)。通過課程設(shè)計(jì)達(dá)到以下目的:1、運(yùn)用已學(xué)過的機(jī)床夾具設(shè)計(jì)及有關(guān)課程的理論知識以及生產(chǎn)實(shí)習(xí)中所獲得的實(shí)際知識,根據(jù)被加工零件的要求,設(shè)計(jì)既經(jīng)濟(jì)合理又能保證加工質(zhì)量的夾具。2、學(xué)會使用各種手冊、圖冊、設(shè)計(jì)表格,規(guī)范等各種標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)資料,能夠做到熟練運(yùn)用機(jī)械制造技術(shù)課程中的基本理論,正確的解決一個(gè)零件在加工中的加工基準(zhǔn)的選擇、定位、夾緊、加工方法選擇以及合理安排工藝路線,保證零件的加工質(zhì)量。3、進(jìn)一步培養(yǎng)機(jī)械制圖、分析計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、編寫技術(shù)文件等基本技能。1、 零件的分析1、零件的三維圖如“圖1”所示圖1 定位小軸三維圖2、 零件的CAD圖如“圖2”所示圖2 定位小軸CAD圖3、 夾具設(shè)計(jì)對象分析由這次加工的工序再結(jié)合其零件圖確定其直徑為8mm的斜通孔是此次夾具設(shè)計(jì)所要完成的重點(diǎn),加工此孔是工件機(jī)床加工的最后一步,其本身的斜度是加工的難點(diǎn),故夾具體應(yīng)圍繞保證其傾斜角度的精度來設(shè)計(jì),同時(shí)也要保證其表面粗糙度及位置精度。2、 夾具方案的確定1、 定位方案的選擇方案一:采用兩個(gè)V型塊進(jìn)行定位,兩頂針進(jìn)行夾緊。 如“圖3”所示:圖3 方案一方案二:采用一面兩銷進(jìn)行定位,用螺旋機(jī)構(gòu)進(jìn)行夾緊。 如“圖4”所示:圖4 方案二本次的設(shè)計(jì)是在定位孔已鉆出的情況下對前部分軸上的斜孔進(jìn)行鉆削。根據(jù)本加工零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),以及考慮到定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合的原則和六點(diǎn)定位原則,故該類工件采用“一面兩孔銷”的定位方法。以消除工件在空間中的六個(gè)自由度。當(dāng)采用一平面、一短圓柱銷和一菱形銷的定位元件時(shí),此時(shí)平面限制Z方向的移動、X和Y方向的旋轉(zhuǎn)三個(gè)自由度,短圓柱定位銷限制X和Y方向的移動兩個(gè)自由度,菱形定位銷限制Z方向的旋轉(zhuǎn),如“圖5”所示。圖5 定位方案的確定由于此零件的軸向尺寸較徑向尺寸長,為減少其由于變形產(chǎn)生的誤差,故選擇一短V型塊進(jìn)行輔助定位。2、 定位誤差的分析所謂定位誤差,是指由于工件定位造成的加工面相對工序基準(zhǔn)的位置誤差。因?yàn)閷σ慌ぜ碚f,刀具經(jīng)調(diào)整后位置是不動的,即被加工表面的位置相對于定位基準(zhǔn)是不變的,所以定位誤差就是工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大變動量。為了保證加工精度要求,我們加工時(shí)應(yīng)滿足下列關(guān)系式: (2.5)式中,各種因素產(chǎn)生誤差的總和; T工件被加工尺寸的公差。在這里,我們只研究有夾具有關(guān)的定位方法所引起的定位誤差對加工精度的影響,因此上式又可寫成: (2.6)式中,定位誤差;W除定位誤差外,其它因素所引起的誤差總和,可按加工經(jīng)濟(jì)精度查表確定。所以由上式知道:,或者:。定位誤差的組成及產(chǎn)生原因有以下兩個(gè)方面:1)定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不一致所引起的定位誤差,稱基準(zhǔn)不重合誤差,即工序基準(zhǔn)相對定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大變動量,以 表示。2) 定位基準(zhǔn)面和定位元件本身的制造誤差所引起的定位誤差,稱基準(zhǔn)位置誤差,即定位基準(zhǔn)的相對應(yīng)位置在加工尺寸方向上的最大變動量,以 表示。 故有 (2.7)此工式是在加工尺寸方向上的代數(shù)和。 在本設(shè)計(jì)的定位方式中,因?yàn)楣ば蚧鶞?zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合,故 ,1.定位誤差,此項(xiàng)主要是定位孔8與定位銷8的間隙產(chǎn)生,最大間隙為0.02mm。2.鉆套與襯套的配合間隙,有12H7g6可知最大間隙為0.024mm。3.鉆套內(nèi)孔與外圓得同軸度誤差,對于標(biāo)準(zhǔn)鉆套,精度較高,此項(xiàng)可以忽 略。5.鉆頭與鉆套間隙的間隙會引偏刀具,產(chǎn)生中心距誤差e,由下式求出: e=( H/2 + h + b )max/He-刀具引偏量(mm)H-鉆套導(dǎo)向高度(mm)h-鉆套下斷面與工件間的空間高度(mm)max-刀具與鉆套的最大間隙 刀具與鉆套的配合為8/r6,可知max=0.028mm;將H=18mm, h=12, B=8mm代入,可求得e=0.05mm。 由于上述各項(xiàng)都是按最大誤差計(jì)算,實(shí)際上各項(xiàng)也不可能同時(shí)出現(xiàn)最大值,各誤差方向也很可能不一致,因此,其最和誤差可按概率法求和: 該項(xiàng)誤差大于中心距允差0.1mm的2/3,可用。3、 導(dǎo)向裝置的確定鉆床的導(dǎo)向裝置主要是鉆套。鉆套的作用是確定鉆頭、鉸刀等刀具的軸線位置,防止刀具在加工過程中發(fā)生偏斜。根據(jù)使用特點(diǎn),鉆套可分為固定式、可換式、快換式等多種結(jié)構(gòu)形式。 快換鉆套具有以下特點(diǎn):在工件的一次裝夾中,若順序進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔或攻螺紋等多個(gè)工步加工,需使用不同孔徑的鉆套來引導(dǎo)刀具,此時(shí)應(yīng)使用快換鉆套。當(dāng)使用快換鉆套,更換鉆套時(shí),只需逆時(shí)針轉(zhuǎn)動鉆套使削邊銷平面轉(zhuǎn)至螺釘位置,即可向上快速取出鉆套。根據(jù)本加工零件的加工特點(diǎn),此斜孔加工時(shí)需進(jìn)行鉆、鉸兩個(gè)工步的加工,才能最終達(dá)到規(guī)定的加工要求,故鉆定位孔時(shí)選用快換鉆套做為導(dǎo)向元件。 查機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊表 由d=12.7 6783N,滿足條件。3、 其它裝置的確定1、夾具體的設(shè)計(jì)夾具體是整個(gè)基體和骨架。在夾具體上要安裝組成該夾具所需要的各種元件、機(jī)構(gòu)、裝置等;而且還要考慮便于裝卸工件以及在機(jī)床上的固定。因此,夾具體的角度和尺寸,主要取決于夾具上各組成件的分布情況,工件的形狀、尺寸及加工性質(zhì)等。對夾具體的設(shè)計(jì)提出以下基本要求:( 1 ) 應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度,保證加工過程中在夾緊力、切削力等外力作用下,不致產(chǎn)生不允許的變形和振動。( 2 ) 力求結(jié)構(gòu)簡單,裝卸工件方便,要防止無法制造和難以裝卸的現(xiàn)在發(fā)生。( 3 ) 要有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性,以便于制造、裝配和使用。( 4 ) 尺寸要穩(wěn)定,即夾具體經(jīng)制造加工后,應(yīng)防止其日久變形。( 5 ) 排除切屑要方便,為了防止加工中切屑聚積在定位元件工件表面上或其它裝置中,而影響工件的正確定位和夾具的正常工作,因此在設(shè)計(jì)夾具體時(shí),要考慮切屑的排除問題。( 6 ) 在機(jī)床上安裝要穩(wěn)定、可靠、安全根據(jù)以上原則,為了使底座與機(jī)床工作臺接觸穩(wěn)定、可靠,采用周邊接觸,實(shí)現(xiàn)夾具體與機(jī)床的夾緊配合;夾具體采用鑄造,材料為HT200。夾具體的外形尺寸根據(jù)工件、定位元件、夾緊裝置、對刀、引導(dǎo)元件以及其他輔助機(jī)構(gòu)和裝置在總體上的配置確定。為減少材料的浪費(fèi)和滿足鑄造的要求,有設(shè)計(jì)肋板,設(shè)計(jì)的夾具體示意圖如“圖8”所示:圖8 夾具體示意圖2、鉆模板的設(shè)計(jì) 為方便工件拆卸,采用可翻轉(zhuǎn)鉆模板,如“圖9”所示。圖9 可翻轉(zhuǎn)鉆模板示意圖4、 夾具設(shè)計(jì)的三維視圖圖10 夾具設(shè)計(jì)的三維視圖參考文獻(xiàn)1 盧秉恒機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)機(jī)械工業(yè)出版社 , 20072 李軍互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)華中科技大學(xué)出版社,20073 張進(jìn)生機(jī)械制造工藝與夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)機(jī)械工業(yè)出版社, 19954 徐發(fā)仁機(jī)床夾具設(shè)計(jì)重慶大學(xué)出版社,19965 大連理工大學(xué)工程圖學(xué)教研室機(jī)械制圖高等教育出版社,20076劉守勇機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具機(jī)械工業(yè)出版社,19947浦林祥金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊機(jī)械工業(yè)出版社,1995小 結(jié)夾具設(shè)計(jì)作為機(jī)械制造工藝學(xué)課程的重要環(huán)節(jié),使理論與實(shí)踐更加接近,加深了理論知識的理解,強(qiáng)化了生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的感性認(rèn)識。為期四周的課程設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲,回顧整個(gè)過程,收獲頗多,許多問題和錯(cuò)誤在指導(dǎo)老師的耐心指正下才得以解決,在此向幫助過我的老師同學(xué)表示衷心的感謝。通過此次設(shè)計(jì),使我們基本掌握了零件的定位夾緊分析、誤差的計(jì)算等。學(xué)會了查相關(guān)手冊、選擇使用夾具裝置等等。而且對夾具的維護(hù)保養(yǎng),及夾具在設(shè)計(jì)中應(yīng)該
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