搖臂鉆床夾具設(shè)計(jì)說明書

1、課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書課程設(shè)計(jì)名稱：機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 號(hào)： 學(xué) 生 姓 名：指 導(dǎo) 教 師： 目 錄第一章 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書1 1.1 設(shè)計(jì)題目1 1.2 設(shè)計(jì)要求1 1.3 設(shè)計(jì)時(shí)間1 1.4 設(shè)計(jì)內(nèi)容1第二章 目的及意義2第三章 零件的工藝分析2第四章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)5 4.1 確定毛坯的制造形式5 4.2 制定工藝路線5第五章 工序尺寸的確定6 5.1 工序過程6 5.2 工序尺寸鏈7第六章 夾具設(shè)計(jì)9 6.1 定位方式9 6.1.1 定位要求9 6.1.2 定位情況的說明9 6.2 卡緊方式10 6.3 定位誤差分析10 6.4 夾具設(shè)計(jì)10第

2、七章 配合及技術(shù)要求15第八章 心得與體會(huì)15參考文獻(xiàn)16第一章 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書1.1 設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)鉆搖臂小頭孔的工序簡(jiǎn)圖。已知：工件材料為45鋼，毛胚為模鍛件，所用機(jī)床為Z525型立式鉆床，成批生產(chǎn)規(guī)模。為該工序設(shè)計(jì)一套鉆床夾具。零件如圖1-1所示。圖1-1 零件圖1.2 設(shè)計(jì)要求中批量生產(chǎn)，手動(dòng)夾緊，通用工藝裝備，需要依次對(duì)被加工孔進(jìn)行鉆、擴(kuò)、粗絞、精絞等。1.3 設(shè)計(jì)時(shí)間2015年6月23日2015年7月1日1.4 設(shè)計(jì)內(nèi)容(1)熟悉零件圖(2)繪制零件圖 （1張）(3)繪制毛坯圖 （1張）(4)編寫工藝工程卡片和工序卡片（本工序，各1張）(5)繪制夾具總裝圖 （1張）(6)說明書一份第

3、二章 目的及意義機(jī)床夾具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程后進(jìn)行的一個(gè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。其目的是：1、培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程及其它有關(guān)先修課程的理論知識(shí)，把理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)際密切結(jié)合，能夠根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，學(xué)會(huì)擬定夾具設(shè)計(jì)方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。2、培養(yǎng)學(xué)生熟悉并運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)、圖表、規(guī)范等有關(guān)資料文獻(xiàn)的能力。3、進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生識(shí)圖、制圖、運(yùn)算和編寫技術(shù)文件等基本技能。4、培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和獨(dú)立工作的能力，為畢業(yè)后走向社會(huì)從事相關(guān)技術(shù)工作打下良好的基礎(chǔ)。第三章 零件的工藝分析搖臂工件三維圖如圖3-1所示。圖3-1

4、搖臂工件立體圖由三維圖可大致看出其工藝要求，主要為確定基準(zhǔn)孔、孔的定位及兩空之間軸間距離，保證兩搖臂孔精度。零件的工藝性分析：零件材料：45鋼切削加工性良好。無特殊加工問題，故加工中不需要采取特殊工藝措施。刀具材料選擇范圍大，高速鋼或YT類硬質(zhì)合金都能勝任。刀具幾何參數(shù)可根據(jù)刀具類型通過相關(guān)表格查取。零件組成表面：端面、外圓面、孔、連接面等。零件結(jié)構(gòu)分析：兩孔起定位作用，光度要求高，軸向尺寸在安裝后通過配磨保證兩孔精度。軸向尺寸小，為典型的搖臂零件。零件搖臂的工程圖如圖3-2所示。圖3-2 零件的工程圖由三維圖和工程圖分析，確定夾具結(jié)構(gòu)方案如下：1、確定定位元件 根據(jù)工序簡(jiǎn)圖規(guī)定的定位基準(zhǔn)，選

5、用定位銷和活動(dòng)V形塊實(shí)現(xiàn)定位，如圖 3-3所示。圖3-3 定位示意圖上述定位方案是否可行，需核算其定位誤差。定位孔與定位銷的配合尺寸取為30 H7/g6。對(duì)于工序尺寸（1200.8）而言，所以其定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合為jb=0；所以其定位基準(zhǔn)位移誤差為jw=（0.026+0.017+0.0095）=0.0525mm；其定位誤差dw=0.0525mm，它小于該工序尺寸制造公差0.16的1/3，證明上述定位方案可行。2、確定導(dǎo)向裝置 本工序需對(duì)工件加工孔進(jìn)行鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸等4個(gè)工步的加工，才能達(dá)到工序簡(jiǎn)圖上規(guī)定的加工要求（18H7,1200.8)，又為大批量生產(chǎn)，故此夾具選用可換鉆套4作導(dǎo)向元

6、件，如圖3-4所示。選用標(biāo)準(zhǔn)鉆套高度H=28mm，排屑空間高度h=d=10mm。圖3-4 鉆套及定位剖視圖3、確定夾緊機(jī)構(gòu) 針對(duì)其生產(chǎn)的工藝特征，此夾具選用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)夾壓工件。裝夾工件時(shí)，先將工件定位孔裝入定位銷2上，接著向右移動(dòng)V形塊8使之與工件小頭外圓靠緊，實(shí)現(xiàn)定位；然后在工件與螺母3之間插上開口墊圈。擰緊螺母夾緊工件如圖3-4及3-5所示。圖3-5 定位及夾緊俯視圖4、確定其他裝置 為提高工藝系統(tǒng)的剛度，為提高工藝系統(tǒng)的剛度，在工件小頭的孔端面設(shè)置一輔助支承6，畫夾具體，將上述各種裝置組成一個(gè)整體。第四章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)4.1 確定毛坯的制造形式生產(chǎn)過程是指將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜^程。它

7、包括原材料的準(zhǔn)備、運(yùn)輸和保存，生產(chǎn)的準(zhǔn)備，毛坯的制造，毛坯經(jīng)過加工、熱處理而成為零件，零件、部件經(jīng)裝配成為產(chǎn)品，機(jī)械的質(zhì)量檢查及其運(yùn)行試驗(yàn)、調(diào)試，機(jī)械的油漆與包裝等。工藝過程是指在生產(chǎn)過程中，通過改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、相互位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半成品的過程。機(jī)械產(chǎn)品的工藝過程又可分為鑄造、鍛造、沖壓、焊接、機(jī)械加工、熱處理、裝配、涂裝等工藝過程。其中與原材料變?yōu)槌善分苯佑嘘P(guān)的過程，稱為直接生產(chǎn)過程，是生產(chǎn)過程的主要部分。而與原材料變?yōu)楫a(chǎn)品間接有關(guān)的過程，如生產(chǎn)準(zhǔn)備、運(yùn)輸、保管、機(jī)床與工藝裝備的維修等，稱為輔助生產(chǎn)。由于零件加工表面的多樣性、生產(chǎn)設(shè)備和加工手段的加工范圍的局限性、零件精度要求

8、及產(chǎn)量的不同，通常零件的加工過程是由若干個(gè)順次排列的工序組成的。工序是加工過程的基本組成單元。每一個(gè)工序又可分為一個(gè)或若干個(gè)安裝、工位、工步或走刀。毛坯依次通過這些工序而變成零件。 工序是一個(gè)或一組工人，在相同的工作地對(duì)同一個(gè)或同時(shí)對(duì)幾個(gè)工件連續(xù)完成的那一部分工藝過程。工序是組成工藝過程的基本單元，也是生產(chǎn)計(jì)劃、成本核算的基本單元。一個(gè)零件的加工過程需要包括哪些工序，由被加工零件的復(fù)雜程度、加工精度要求及其產(chǎn)量等因素決定。搖臂毛胚通過鑄造得到。4.2 制定工藝路線（1）機(jī)械砂型鑄造毛坯；（2）清理表面殘余沙粒；（3）人工時(shí)效溫度（500550）消除應(yīng)力；（4）磨削小孔、大孔的上圓柱面；（5）換

9、面，磨削小孔、大孔的下圓柱面；（6）磨大，小孔下端面；（7）磨大、小孔上端面；（8）粗鉆18的孔；（9）精鉆18的孔到尺寸；（10）粗鉆36的孔；（11）精鉆36的孔到尺寸；（12）磨平面，去除倒刺，光整平面；第五章 工序尺寸的確定5.1 工序過程按照設(shè)計(jì)要求，及工藝要求需要用以下工序進(jìn)行，首先定位如圖5-1所示，然后夾緊如圖5-2所示，接著進(jìn)行鉆孔如圖5-3所示。圖5-1 定位剖視圖圖5-2 定位夾緊俯視圖圖5-3 下鉆孔俯視圖5.2 工序尺寸鏈 圖4.3 尺寸鏈圖擬訂工藝路線是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵步驟。工藝路線的優(yōu)略，對(duì)零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、生產(chǎn)成本以及工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，都有很大影響。通常情

10、況下，制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù) 能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便生產(chǎn)成本盡量下降。在安排加工工序時(shí)，應(yīng)根據(jù)加工階段的劃分、基準(zhǔn)的選擇和被加工表面的主次來決定，一般應(yīng)該遵循以下幾個(gè)原則：1.先基準(zhǔn)后其他：即首先應(yīng)加工用作精基準(zhǔn)的表面，再以加工出的精基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)加工其他表面；2.先粗后精：各表面的加工順序，按加工階段，從粗到精進(jìn)行安排；3.先主后次：先加工主要平面，在加工次要平面；4.先面后孔：先加工平面，后加工孔。因?yàn)槠矫娑ㄎ槐?/p>

11、較穩(wěn)定、可靠，所以像箱體、支架、連桿等平面輪廓尺寸較大的零件，常先加工平面，然后在加工該平面上的孔，以保證加工質(zhì)量。機(jī)床及工藝裝備的選擇是制定工藝規(guī)程的一項(xiàng)重要工作，它不但直接影響工件的加工質(zhì)量，而且還影響工件的加工效率和制造成本。1.機(jī)床的選擇原則機(jī)床的加工尺寸范圍應(yīng)與零件的外廓尺寸相適應(yīng)；機(jī)床的精度應(yīng)與工序要求的精度相適應(yīng)；機(jī)床的功率應(yīng)與工序要求的功率相適應(yīng)；機(jī)床的生產(chǎn)率應(yīng)與工件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)；還應(yīng)與現(xiàn)有的設(shè)備條件相適應(yīng)。2.夾具的選擇本零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)效率，所用的夾具應(yīng)為專用夾具。3.刀具的選擇刀具的選擇主要取決于工序所采用的加工方法、加工表面的尺寸、工件材料、所

12、要求的精度以及表面粗糙度、生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性等。在選擇時(shí)應(yīng)盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)刀具，必要時(shí)可采用符合刀具和其他專用刀具。4.量具的選擇量具主要根據(jù)生產(chǎn)類型和所檢驗(yàn)的精度來選擇。在單件小批量生產(chǎn)中應(yīng)采用通用量具，在大批量生產(chǎn)中則采用各種量規(guī)和一些高生產(chǎn)率的專用量具。依據(jù)以上選用原則，選用機(jī)床及工藝裝備如下：1.機(jī)床的選擇：采用Z525立式鉆床、立式銑床、臥室鏜床。2.選擇夾具：該支撐塊零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為小批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。3.選擇刀具：在銑床上加工的各工序，采用高速鉆刀即可保證加工質(zhì)量；在鉆床上加工的工序采用麻花鉆；在鏜床上加工的工序采用通用鏜刀。選用硬質(zhì)合金銑刀，硬質(zhì)合金鉆頭，硬質(zhì)合金擴(kuò)孔鉆、硬質(zhì)

13、合金鉸刀、硬質(zhì)合金锪鉆。4.選擇量具：采用游標(biāo)卡尺、塞規(guī)、內(nèi)徑千分尺萬能角度卡尺。該零件加工所選設(shè)備有臥式車床、銑床、立式銑床、磨床、鉆床等。零件安裝用夾具選擇主要有三爪卡盤、虎鉗、磁力吸盤等。刀具選擇時(shí)注意定尺寸刀具的尺寸對(duì)應(yīng)，不通孔加工應(yīng)用盲孔車刀、量具選用游標(biāo)卡尺。加工時(shí)從mm的毛坯用麻花鉆，粗鉆到17.6mm的孔；然后用鉸刀粗鉸到17.96mm；最后用鉸刀，精鏜到尺寸18mm。完成對(duì)小孔的加工。第六章 夾具設(shè)計(jì)6.1 定位方式6.1.1 定位要求定位要求及原理如圖6-1所示,以A為基準(zhǔn)，B平面限制，內(nèi)表面限制。圖6-1 定位原理及要求6.1.2 定位情況的說明（1）確定定位元件：根據(jù)工

14、序簡(jiǎn)圖規(guī)定的定位基準(zhǔn)，選擇定位銷和活動(dòng)V型塊實(shí)現(xiàn)。（2）確定導(dǎo)向裝置：本工序需要對(duì)加工孔，先進(jìn)行鉆然后進(jìn)行粗絞和精絞等3個(gè)工步，才能達(dá)到工序簡(jiǎn)圖上規(guī)定的加工要求，選用快換鉆套作為導(dǎo)向元件。（3）確定加緊機(jī)構(gòu)：針對(duì)成批生產(chǎn)的工藝特性，此夾具選用了螺旋夾緊機(jī)構(gòu)加壓工件。加緊工件是時(shí)，先將工件定位孔裝入定位銷上，接著移動(dòng)V型塊使之工件小頭外圓緊靠，實(shí)現(xiàn)定位；然后在工件與螺母之間插上開口墊圈，擰緊螺母夾緊工件。（4）確定其他裝置：為提高工藝系統(tǒng)的剛度，在工件小頭端面設(shè)置一輔助支承。6.2 卡緊方式人工卡緊，夾具選用螺旋加緊機(jī)構(gòu)夾壓工件。6.3 定位誤差分析定位孔和定位銷的配合尺寸取為。對(duì)于工序尺寸來講

15、（）mm而言，其定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合；其定位基準(zhǔn)位移誤差mm；定位誤差小于mm，它小于該工序尺寸制造公差0.16的1/3，上述方案可行。6.4 夾具設(shè)計(jì)各零件圖如下所示。 圖6-2 開口墊圈 圖6-3 V型塊 圖6-4 手柄 圖6-5 定位軸圖6-6 輔助支承 圖6-7 定位支座圖6-8 夾具體 圖6-9 M6螺紋銷 圖6-10 不淬硬鋼圓柱銷M16 圖6-11 M8內(nèi)六角頭螺栓 圖6-12 M5定位銷釘 圖6-13 鉆套 圖6-14 M16六角螺母圖6-15 總裝配圖圖6-16 裝配體剖視圖夾具零件匯總及材料要求見表6-1。表6-1 零件材料匯總零件材料備注開口墊鐵鑄鐵V型塊35鋼手柄鋁合

16、金階梯軸45鋼輔助支承鑄鐵定位座鑄鐵夾具體鑄鐵緊定螺釘M6鋼GB/T 711985不淬硬鋼圓柱銷M16不淬硬鋼GB/T 119.12000六角頭帶槽螺栓鋼GB/T 29.11988定位銷釘鋼鉆套鋼六角螺母鋼GB/T 412000圖6-17 裝配圖剖視圖工程圖圖6-18 裝配體工程圖零件裝配順序：（1）裝配時(shí)，首先把夾具組件的底座放置在水平的地方，保證水平穩(wěn)定，然后將階梯軸垂直安置在底座上，保證底座平面和階梯軸中心軸的垂直度；（2）然后裝地位導(dǎo)套，好確定接下來V型塊的位置；接下來是手柄的裝載，手柄是限制V型塊水平位移的，保證V型塊固定搖臂的小孔位置；（3）接下來就是V型塊的裝配，下端面與底座水平

17、配置，中間的凸臺(tái)放置在定位導(dǎo)套上，加上手柄的位置限制，就可將V型塊完全固定；（4）接下來就是定位座的安裝，定位座安裝時(shí)候與底座的凸臺(tái)平齊，與其側(cè)面一底座的側(cè)面平齊成一條直線狀，接下來就是安裝入定位銷和螺栓固定，在定位座上安裝鉆削導(dǎo)套，為了準(zhǔn)確鉆刀找到正確的位置，避免形位誤差；（5）最后就是裝入工件后，在搖臂大孔上方放上墊塊，防止加工時(shí)破壞表面，防止擦傷和刮痕，然后旋入六角螺母固定即可。第七章 配合及技術(shù)要求1、據(jù)工序簡(jiǎn)圖上規(guī)定的兩孔中心距要求，確定鉆套中心線與定位銷中心線之間的尺寸取為（1200.02）mm，其公差值取零件相應(yīng)尺寸（1200.08）mm公差值的1/4 ， 鉆套中心線對(duì)定位銷中心

18、線的平行度公差取為0.02mm 。2、活動(dòng)V型塊對(duì)稱平面相對(duì)于鉆套4中心線與定位銷2中心線的對(duì)稱度公差取為0.05mm。3、定位銷中心線與夾具底面的垂直度公差取為0.01mm 。4、查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，標(biāo)注關(guān)鍵部位的配合尺寸：28F7/m6、40H7/n6、44H7/r6、20H7/r6。第八章 心得與體會(huì)我拿到了機(jī)床夾具設(shè)計(jì)課設(shè)要求。剛開始一頭霧水，都不知道從何入手。但是在老師的幫助下，在2周的時(shí)間內(nèi)按時(shí)完成了任務(wù)。這是我第2次進(jìn)行這樣的課程設(shè)計(jì)，雖然過程中不斷遇到困難，但是在老師的指點(diǎn)下，我很努力。我將所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到現(xiàn)實(shí)中來，這對(duì)加深對(duì)課本知識(shí)的理解很有很大的幫助。特別是我所做的題目資料比較少，對(duì)于圖紙雖然覺得簡(jiǎn)單，但是各種工序，工藝我依然很陌生，所以在編寫說明書時(shí)一頭霧水，還有做工藝卡片時(shí)更是這樣，但是在老師的努力輔導(dǎo)與幫