夾具說明書資料

西南科技大學城市學院課程設計說明書目錄前言 1第1章夾具的發(fā)展 2第2章夾具的設計 32.1夾具制造的前景 42.1.1制造背景與意義 42.2夾具的設計零件的分析 42.2.1零件的作用 42.2.2零件的材料 52.2.3零件的生產(chǎn)類型 52.2.4基面的選擇 52.2.5零件加工分析 62.3.總體方案的確定 72．3．1確定定位方案 72.3.2選擇定位元件 102.4夾緊裝置的設計 122.4.1夾緊機構 122.4.2切削力及夾緊力計算 122.3.4定向鍵與對刀裝置設計 142.4.繪制夾具裝配圖 16第3章夾具零件圖上的尺寸和技術條件 173.1夾具零件圖上標注的尺寸 173.2夾具零件圖上應標注的技術要求 17設計心得 19參考文獻 192.2.5零件加工分析1.?11mm孔兩端面的加工余量（加工余量的計算長度為）（1）按照《機械加工工藝手冊》表2.2—2.5。取加工精度，件復雜系數(shù)為，鍛件重量較輕，則?11mm孔外端面的單邊加工余量為2.0-3.0mm，現(xiàn)取Z=2.5mm。鍛件的公差按《機械加工工藝手冊》表2.2—14，材質(zhì)系數(shù)取，鍛件復雜系數(shù)取，則鍛件的偏差為mm。（2）銑削公差：規(guī)定本工序的加工精度為IT11，因此可知本工序加工公差為-0.16mm。符合零件要求的公差40mm，不需要安排精加工。．銑?11mm孔兩端面工藝（1）此零件為模鍛件,根據(jù)《機械加工工藝手冊》選用高速鋼三面刃銑刀。取=160mm齒數(shù)Z=16（2）銑削用量及相關參數(shù) a)確定銑削深度：根據(jù)上述的計算可知=2.5mm，故在一次走刀內(nèi)可完成加工，所以=2.5mm。b)確定進每齒進給量：選取X51W銑床加工本道工序。根據(jù)《機械加工工藝手冊》表9.4—1查得=0.12mm/齒。c)確定銑削速度V及銑削功率：查《機械加工工藝手冊》得： V=21m/min；=1.49kwd)計算刀具轉(zhuǎn)速及進給量：e)根據(jù)X6130銑床說明書，?。?.3.總體方案的確定2．3．1確定定位方案(1)定位原理在機床上加工工件時，要使工件的各個被加工面的尺寸及位置精度滿足工件圖或者工藝文件所規(guī)定的要求，就必須在切削加工前使工件在機床夾具中占有一個確定的位置，使其相對于刀具的切削運動具有正確的位置，這個確定工件位置的過程我們稱為定位。這是定位方案設計的主要任務。(2)定位基準為了保證工件上各個加工表面之間或者對其它加工表面的位置精度，工件在機械加工時，必須安放在機床板的一個固定位置上。任何一個零件都是由若干幾何表面所組成，這些表面之間根據(jù)零件設計的技術要求，廣泛存在距離尺寸和角度位置的要求。工藝文件中所謂的基準，就是指零件圖上某些點、線、面的位置，可以用它們來確定某些點、線、面的位置。根據(jù)這些基準的作用和性質(zhì)，可以分為設計基準和工藝基準兩類。設計基準通常指零件圖樣上標注尺寸的起點。工藝基準又分為工序基準、定位基準、測量基準等。通常希望將設計基準和工藝基準統(tǒng)一，但是實際上，由于制造上的困難而難以實現(xiàn)，這就引起誤差。定位基準的選擇是否合理，將直接影響到夾具結(jié)果的復雜程度以及工件的加工精度。因此，在選擇定位基準時應進行多種方案的分析比較。選擇定位基準時，應重點考慮如何減少誤差，提高精度，也要考慮安裝的方便性、準確性和可靠性。定位基準的選擇分為粗基準和精基準的選擇兩種，下面分別介紹。a)粗基準的選擇。粗基準是用沒有加工的表面作為定位基準，選擇粗基準時應考慮以下原則：1)保證加工表面與不加工表面之間的相對要求，應選擇不加工表面作為粗基準，特別是選擇與加工表面有緊密聯(lián)系的表面作為粗基準。2)若加工表面較多，選擇粗基準時，應合理分配各加工表面的加工余量。3)選擇作為粗加工基準的表面，應平整、光潔，以便定位準確，夾緊可靠。4)因為粗基準的定位誤差較大，一般粗基準只能使用一次。b)精基準的選擇。精基準是己經(jīng)加工過的表面作為定位基準。一般應遵循下列原則：1)選擇零件的設計基準作為精基準，也就是“基準重合”原則，這樣可以避免因基準不重合而引起的基準不重合誤差。2)能選用統(tǒng)一的定位基準加工各個表面，以保證各個表面對基準的位置精度，這就是“基準統(tǒng)一”原則。3)獲得均勻的加工余量或使加工表面間有較高的位置精度，有時可以采取互為基準反復加工的原則：4)有的精加工工序要求加工余量小，或垂直度要求高，為了保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，應選擇加工面本身作為定位基準。以上的選擇原則，有時是互相矛盾的，在選擇的時候要綜合考慮。在保證工件加工要求的前提下，盡量使夾具結(jié)構簡單，工件穩(wěn)定性好。(3)工件在空中的自由度。忽略工件的微小變形，工件可以看成一個理想的剛體。將其放在一個空間直角坐標系中，以此坐標作為參照系來觀察剛體位置和方位的變化，由剛體力學可知，在空間中處于自由狀態(tài)的剛體，共有6種可能的運動，即沿x軸、Y軸、Z軸移動，或者繞x軸、Y軸、Z軸的轉(zhuǎn)動，這種移動和轉(zhuǎn)動的可能性就稱為自由度。這6種移動或者轉(zhuǎn)動的變化形式是基本的變化形式，工件在空間的運動狀態(tài)都可以由這6種基本變化合成得到。限制了工件的某個自由度，該工件在這個方向上的位置也就確定了。因此，可以根據(jù)工件的加工要求，通過限制工件自由度的方法，達到工件在夾具上定位的目的。當工件的6個自由度被全部限制后，工件的位置和方位也就會被唯一的確定下來。(4)六點定位原理基于運動原理，要限制工件的6個自由度，典型的方法就是在夾具設計中設置（如圖a所示）的6個支承點。圖中的矩形工件每次都安放到與6個支承相接觸，從而使一批工件中每個工件得到確定的位置，其中底面A放在3個支承上，限制了3個自由度(沿著z軸的移動和沿著x,y軸的轉(zhuǎn)動)，側(cè)面B限制了2個自由度(沿Y軸的移動和沿z軸的轉(zhuǎn)動)，另一個側(cè)面C限制了一個自由度(沿x軸的移動)。用分布在3個互相垂直的平面上的6個支承點來限制六個自由度，使得工件在夾具中的位置完全確定，這就是著名的3-2-1六點定位原理[6]。六點定位原理適合任何形狀的工件。如圖5所示的軸類工件的六點定位原理示意圖。其中軸的圓柱表面放在4個支承點上，消除了工件的4個自由度(沿y,z軸的移動和繞z軸的轉(zhuǎn)動)，軸端部靠在一個支承點上，消除了一個自由度(沿x軸的移動)，軸上一端的槽正放在一個支承點上，消除了工件繞x軸轉(zhuǎn)動的自由度(圖a)所示。根據(jù)工件形狀的不同，所用的定位基準也不同，定位點的分布情況也不同。運用六點定位原理可以分析和判斷夾具中的定位結(jié)構是否正確，將工件的六個自由度完全約束或受限制的定位稱為完全定位。但是在很多情況下，無需將工件的6個自由度完全約束，只需要限制那些對加工后位置精度有影響的自由度即可，無需限制6個自由度的定位稱為不完全定位。在保證工件位置精度的前提下，不完全定位可以減少夾具元件，簡化夾具結(jié)構。如果一個夾具的定位結(jié)構所限制的自由度少于位置精度必須要限制的自由度數(shù)量，就會產(chǎn)生定位不足，這種定位方式稱為欠定位。如果一個夾具的定位結(jié)構中，不同支承點重復的約束工件上同一個自由度，就會產(chǎn)生定位不穩(wěn)定，這種定位方式稱為過定位。欠定位情況下，工件的位置精度不能保證，因此是不允許的。過定位要視具體的情況而定是否允許。如圖b中，如果B平面的兩個支承點在一條垂直線上，這樣繞z軸轉(zhuǎn)動的自由度就沒有被限制，這種情況屬于欠定位;而沿Y軸移動的自由度就被限制了兩次，這種情況屬于過定位。圖a六點定位原理圖b軸類工件的六點定位原理(5)根據(jù)工件結(jié)構特點，其定位方案有兩種：方案一（如圖2.2所示），以?28H7mm孔及一組合面（K面與?10H9mm孔下端面組合）為定位面，以限制五個自由度（→X，→Y，→Z，⌒X，⌒Y），以?10H9mm孔端外緣毛坯一側(cè)為防轉(zhuǎn)定位面，以限制工件自由度。該方案由于mm的公差大，定位不穩(wěn)定，定位誤差較大。方案二（如圖2.3所示），以孔?28H7mm及端面K定位，限制工件五個自由度（→X，→Y，→Z，⌒X，⌒Y），以孔?10H9mm及端面K定位，限制工件⌒Z自由度。定位誤差較小。比較上述兩個方案，方案二為最佳方案。圖2-2定位方案一圖2-3定位方案二2.3.2選擇定位元件（1）選用圓柱銷和肖邊銷，作為?28H7mm和10H9mm孔及其端面定位的定位元件（見夾具總圖）.其結(jié)構和尺寸按要求確定。（2）用壓塊孔定位?28H7mm孔限制了Z自由度，其定位精度不受毛坯的影響，但受夾具結(jié)構限制。（3）定位誤差的分析計算a）加工?11孔端面，要求保證中心距尺寸mm計算中心距mm定位誤差為：。由圖2.2可知，=0mm?；鶞识ㄎ坏扔趫A柱銷與定位孔的最大間隙,銷孔配合代號為?mm,?28H7mm為?mm，以?28g6mm為?mm。于是其中：；則該定位方案滿足要求。b)計算?10H9mm與?28H7mm兩孔軸線的平行度誤差。同理，mm由于基準位移誤差定義可知Δ1是圓柱銷圓柱部分與肖邊銷的垂直度誤差。由于此兩表面是在一次安裝中加工出的，其誤差很小，可忽略不計=0mm。Δ2是工件定位孔?28H7mm與定位面K間的垂直度誤差，而?28H7mm孔與定位面K也是在一次安裝中加工出的，其誤差很小，也可以忽略不計Δ2=0mm。因此（mm）定位誤差的允許值顯然因此該定位方案也能滿足尺寸mm的加工要求。由以上分析可知，該定位方案與定位裝置是可行的。2.4夾緊裝置的設計2.4.1夾緊機構根據(jù)生產(chǎn)類型，此夾具的夾緊機構不宜復雜，采用壓塊夾緊方式圓柱銷直徑暫用M18mm。2.4.2切削力及夾緊力計算（1）刀具：采用端銑刀d0=160mm；齒數(shù)Z=16，用定位塊把鋸片銑刀保證同時安裝在主軸上面中間用隔套把兩把銑刀隔開，保證兩把銑刀之間距離為40mm。這樣就可以一次銑出兩個面，并且尺寸易保證。機床：X51W立式銑床。則有：查表9.4—8得其中：修正系數(shù)z=24代入上式，可得F=889.4N因在計算切削力時，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù)K=其中：為基本安全系數(shù)1.5為加工性質(zhì)系數(shù)1.1為刀具鈍化系數(shù)1.1為斷續(xù)切削系數(shù)1.1所以（2）加緊力的計算選用夾緊螺母、壓塊夾緊由其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=P1+GG為工件自重夾緊螺釘：公稱直徑d=18mm，材料45鋼性能級數(shù)為6.8級螺釘疲勞極限：極限應力幅：許用應力幅：螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應力為[s]=3.5~4取[s]=4得滿足要求。經(jīng)校核：滿足強度要求，夾具安全可靠。使用快速螺旋定位機構快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力。2.3.4定向鍵與對刀裝置設計定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠些。通過定向鍵與銑床工作臺T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進方向具有正確的位置。根據(jù)GB2207—80定向鍵結(jié)構如圖所示：圖2-4夾具體槽形與螺釘圖根據(jù)T形槽的寬度a=25mm定向鍵的結(jié)構尺寸如下：表2.1定向鍵數(shù)據(jù)表BLHhD夾具體槽形尺寸公稱尺寸允差d允差公稱尺寸允差25-0.014-0.04540146156240.0237對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。由于本道工序是完成?11孔端面的銑加工，所以選用圓形對刀塊。圓形對刀塊的結(jié)構和尺寸如圖所示：圖2.5對刀塊圖對刀塊尺寸如下：塞尺選用平塞尺，其結(jié)構如下圖所示圖2.6平塞尺圖表2.2平塞尺尺寸表公稱尺寸H允差dC3-0.0060.252.4.繪制夾具裝配圖圖2-5夾具裝配圖

第3章夾具零件圖上的尺寸和技術條件零件圖上應標注必要的尺寸和技術要求，標注的主要目的是保證夾具體各個零件之間的尺寸要求和安裝配合后的精度要求，也是為了各夾具零件加工后進行安裝配合能滿足制造工件的要求。3.1夾具零件圖上標注的尺寸(1)夾具體的外形尺寸總長為330m，總寬80mm，總高150mm。(2)夾具體上各螺紋孔之間的位置尺寸要求，定位銷的配做精度要求。3.2夾具零件圖上應標注的技術要求(1)零件圖中必須用規(guī)定的代號、數(shù)字和文字簡明地表示出在制造和檢驗時所應達到的技術要求。(2)夾具體零件圖需要標注必要的