另帶(cad)手柄套鉆孔夾具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)解讀

1、專業(yè)課程綜合設(shè)計(jì)題 目 手柄套鉆孔專用夾具設(shè)計(jì)院（系）別專業(yè)級(jí)別學(xué)號(hào)姓名指導(dǎo)老師2014年1月目錄前言 一夾具設(shè)計(jì)任務(wù)介紹 2 TOC o 1-5 h z 設(shè)計(jì)題目2設(shè)計(jì)清單2零件工藝路線分析 2零件三維圖 2零件 CAD圖3夾具設(shè)計(jì)對(duì)象分析3二、夾具方案確定 3定位方式的選擇 4定位誤差的分析 6導(dǎo)向裝置的確定 6夾緊方案的確定 7夾 緊 力 的 計(jì) 算 錯(cuò) 誤 ！ 未 定 義 書(shū) 簽。 9三、其它裝置的確定 10夾具體的設(shè)計(jì) 10鉆模板的設(shè)計(jì) 11短銷夾緊長(zhǎng)軸設(shè)計(jì) 12定位面板設(shè)計(jì) 12四、夾具設(shè)計(jì)三維視圖 12 小 結(jié) 13 參考文獻(xiàn) 13按夾具的通用特性分類，常用的夾具有通用夾具、專用

2、夾具、可調(diào)夾具、成 組夾具、組合夾具和自動(dòng)線夾具六大類。本次設(shè)計(jì)主要為調(diào)速杠桿夾具的設(shè)計(jì)， 為專用夾具。專用夾具是針對(duì)某一工件的某一工序的加工要求而專門設(shè)計(jì)和制造 的夾具。其特點(diǎn)是針對(duì)性極強(qiáng)，沒(méi)有通用性。在產(chǎn)品相對(duì)穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn) 中，常用各種專用夾具， 可獲得較高的生產(chǎn)率和加工精度。 專用夾具的設(shè)計(jì)制造 周期較長(zhǎng)， 隨著現(xiàn)代多品種及中、 小批量生產(chǎn)的發(fā)展， 專用夾具在適應(yīng)性和經(jīng)濟(jì) 性等方面已經(jīng)產(chǎn)生許多問(wèn)題。 本文設(shè)計(jì)專用夾具各個(gè)部件盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件， 提高 夾具的可加工性和經(jīng)濟(jì)性。通過(guò)這次夾具設(shè)計(jì)， 整合我們所學(xué)過(guò)的有關(guān)的知識(shí) （ 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

3、 ） 。讓我們對(duì)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(duì)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(huì)綜合運(yùn)用以前所學(xué)過(guò)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(guò)課程設(shè)計(jì)達(dá)到以下目的：1、運(yùn)用已學(xué)過(guò)的機(jī)床夾具設(shè)計(jì)及有關(guān)課程的理論知識(shí)以及生產(chǎn)實(shí)習(xí)中所獲得的 實(shí)際知識(shí)，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(huì)使用各種手冊(cè)、圖冊(cè)、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 ，

4、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(xiě)技術(shù)文件等基本技能。、夾具設(shè)計(jì)任務(wù)介紹設(shè)計(jì)題目 ：鉆孔夾具設(shè)計(jì)1.2設(shè)計(jì)清單 ：、用三維工程軟件（ PROE）設(shè)計(jì)夾具裝配圖及零件圖。、夾具總裝圖（ AUTOCA）D。、主要非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖（ AUTOCA）D。 、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（需含夾具設(shè)計(jì)方案、夾具設(shè)計(jì)原理說(shuō)明、定位誤差分析和 夾緊力計(jì)算）。、以上所有資料為紙質(zhì)版和電子版。1.3 零件工藝路線分析工序 10 鍛造工序 20 正火工序 30 粗車左端面、粗車右端面、鉆 12mm孔，工序

5、40 粗車 45mm外圓工序 50 調(diào)質(zhì)處理工序 60 半精車、精車 45mm外圓面，精度達(dá)到 7級(jí)工序 70 半精車45mm左端面、半精車 16 mm、倒左端面 1x45角； 工序 80 半精車、精車 45mm右端面、倒右端面 1x45角工序90 擴(kuò)、較、精較 12mm孔工序100鉆、精較 5mm孔工序110鉆 8mm孔工序120鉆、精較兩成 90的 6mm孔工序130清洗工序140去毛刺工序150檢驗(yàn)工序160入庫(kù)1.4 零件的三維圖和三維部分剖視圖 如圖 1 所示圖 1 手柄套三維圖零件的 CAD圖，如圖 2 所示圖2手柄套 CAD圖夾具設(shè)計(jì)對(duì)象分析為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低

6、勞動(dòng)強(qiáng)度，需設(shè)計(jì)專用夾具。為 工序 110 鉆8 的孔設(shè)計(jì)鉆床夾具體，所用機(jī)床為 Z525 型立式鉆床，大批生產(chǎn) 類型。工序尺寸和技術(shù)要求：加工搖桿，孔與端面的尺寸要求是，表面粗糙度 Ra12.5。為了保證其尺寸精度和位置精度，零件本身專門設(shè)計(jì)了 ?5 孔來(lái)用于定 位，故夾具體應(yīng)圍繞保證其位置的精度來(lái)設(shè)計(jì)， 同時(shí)也要保證其表面粗糙度及尺 寸精度。二、夾具方案的確定定位方案的選擇如圖 3 所示：方案一：采用一個(gè)錐形銷（ 3個(gè)自由度）、一個(gè)菱形削（ 1 個(gè)自由度）、兩個(gè)支 撐釘（ 2 個(gè)自由度）進(jìn)行定位，用壓板進(jìn)行螺旋夾緊。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

7、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(duì)前部分軸上的通孔進(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(dòng)、 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(dòng)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。工件圖 5 定位方案的確定定位元件的選擇 a 定位面板，利用定位面板精度更高的一個(gè)面進(jìn)行定位，其面限制 3 個(gè)自由度。 其表面粗糙度見(jiàn)零件圖。B 短銷

8、，限制 2 個(gè)自由度。 圓柱短銷為 ?10n6 作為 ?10H7孔的定位元件， 定位副 配合為 ?10H7 。n6C 菱形削，限制 1 個(gè)自由度。定位誤差的分析 要保證工件的加工精度，定位誤差必須控制在一定范圍內(nèi)。一般精度加工中， 取定位誤差為零件公差的（ 11）即 e定（ 11）k2 5 2 5 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(duì)定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大變動(dòng)量，以e不 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(duì)應(yīng)位置在加工尺寸方向上的最大變動(dòng)量，以

9、 e基 表示。故有 e定 e不 e基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)楣ば蛟O(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，故 e不 0 ， 由于定位面板表面的制造誤差，制造誤差來(lái)自于定位面板的平行度公差， 導(dǎo)致 e 基=0.02 。e定 e不 e基 =0.02 13 x0.1故定位誤差合理，符合零件公差要求導(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(guò)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?？蓳Q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

10、孔徑的鉆套來(lái)引導(dǎo)刀具， 此時(shí)應(yīng)使用可換鉆套。當(dāng)使用可換鉆套， 更換鉆套時(shí)， 只需逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)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。故鉆定位孔時(shí)選用可換鉆套做為導(dǎo)向元件。查機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表 12 17 材料選為 T10A，熱處理為淬火HRC58-64，快換鉆示意圖如圖 6 所示：圖 6 可換鉆套示意圖由孔直徑為 8mm，查表可得 H=18，h=12，D1=22，D2=20，h1=6，m=7，m1=7.5， r=16.5 ， r1=1 ， r2=0.6 ， c=1， =45o， b=2， a =0.5 ， t=0.8 ，螺釘 M6；查機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表 12 17可知，排屑空間 h

11、=12。（單位： mm） 襯套采用無(wú)肩固定襯套如圖 7 所示。圖 7 無(wú)肩固定襯套圖夾緊方案的確定機(jī)床對(duì)工件進(jìn)行加工時(shí)， 除需要定位支承系統(tǒng)獲得對(duì)于刀具及其導(dǎo)向的正確 相對(duì)位置，還需依靠夾具上的夾緊機(jī)構(gòu)來(lái)消除工件因受切削力和工件自重的作用 而產(chǎn)生的位移或振動(dòng)。 本例夾緊裝置中， 工件在加工過(guò)程中能繼續(xù)保持定位所得 到的正確位置。正確夾緊的原則：（1）在夾緊過(guò)程中，不至于因工件重力的影響而破壞正確定位（2）在夾緊過(guò)程中，夾緊力不應(yīng)使已經(jīng)獲得正確定位的工件脫離正確位置：（3）在夾緊過(guò)程中，應(yīng)使工件不產(chǎn)生超出表面形狀精度允許范圍的變形：（4）在切削過(guò)程中，應(yīng)避免工件產(chǎn)生不能允許的振動(dòng)：（ 5）在切削

12、過(guò)程中， 切削力不應(yīng)破壞工件的正確位置， 并使平衡切削力所需 的夾緊力最小。針對(duì)成批生產(chǎn)的工藝特征， 本夾具選用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)夾壓工件。 采用螺旋裝 置直接夾緊或其它元件組合實(shí)現(xiàn)夾緊的機(jī)構(gòu)， 統(tǒng)稱為螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 螺旋夾緊機(jī) 構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造。由于螺旋升角小，螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的自鎖性能好，夾緊力 的夾緊行程都較大，在手動(dòng)夾具上應(yīng)用較多。圖 8 夾緊示意圖本夾緊機(jī)構(gòu)和短銷做成一體，目的是使夾具簡(jiǎn)單化，減少夾具體自身零件， 可一定程度上提高精度； 夾緊部位使用六角螺母進(jìn)行螺旋夾緊， 同時(shí)使用開(kāi)口墊 片，一方面可保證夾緊力在工件上均勻受力， 降低夾緊力對(duì)工件表面質(zhì)量的損害， 另一方面松動(dòng)螺母， 可直接

13、將開(kāi)口墊片沿豎直方向抽出， 然后工件可沿著水平方 向直接抽出，不需要將螺母完全旋出，可以降低更換零件時(shí)間，提高工作效率。夾緊力的計(jì)算刀具為高速鋼麻花鉆，直徑 d=8mm，f=0.26mm/r ，由機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用 手冊(cè)表 2 32，鉆孔的軸向力計(jì)算公式：鉆頭直徑為 8，即 d0=8， CF =320，ZF=1.2，YF=0.8鉆孔進(jìn)給量：1fFf 0.15mm r修正值：Kf 0.94鉆孔軸向力為：Fc CFd0ZF fYFkf帶入數(shù)據(jù)得，鉆孔 8 的軸向力：FC =1227.3 N在計(jì)算切削力時(shí)，必須考慮安全系數(shù)。安全系數(shù) 錯(cuò)誤！未找到引用源。根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)查得：式中： 錯(cuò)誤！未找

14、到引用源。 基本安全系數(shù)；取 1.2K1 加工性質(zhì)系數(shù)；取 1.1K2 刀具鈍化系數(shù)；取 1.1K3 切削特點(diǎn)（連續(xù)切削） ；取 1.0K4 夾緊力穩(wěn)定性；取 1.1錯(cuò)誤！未找到引用源。 手動(dòng)夾緊手柄位置；取 1.01.0錯(cuò)誤！未找到引用源僅有力矩使工件與支承面接觸情況；取則錯(cuò)誤！未找到引用源。 FC K FC=1.2 1.1 1.1 1.0 1.1 1.0 1.0 1227.3 =1959.764N查閱機(jī)床夾具手冊(cè) P33頁(yè)表 2-18 ，得扳手長(zhǎng)度2FL鉆孔時(shí)螺旋夾緊力為：FFj 2 D3 d3d 2 tan（） f 2 22 3 D 2 d2330.00113 0.0063220.001

15、12 0.00622x 35x0.240.00575xtan（20 15） 2x0.26x3=2342.8N因?yàn)殂@削力 錯(cuò)誤！未找到引用源。 小于夾緊力 Fj ，所以該夾緊裝置安全可 靠。三、其它裝置的確定、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。為了使底座與機(jī)床工作臺(tái)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、

16、 定位元件、 夾緊裝置、對(duì)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。 由于夾具體的形狀較為復(fù)雜， 因此采用鑄造而不采用鍛造。 設(shè)計(jì)的夾具體 示意圖如圖 9 所示：- 10 -圖 9 夾具體圖鉆模板的設(shè)計(jì)因?yàn)榱慵?jiǎn)單， 可采用機(jī)加工成型。與其他零件連接如鉆套用襯套、連接銷進(jìn)行配合的表面面和孔進(jìn)行表面質(zhì)量處理， 以達(dá)到所需要的精度， 并選用 45 號(hào)鋼，如圖 10 所示。圖 10 鉆模板圖短銷夾緊長(zhǎng)軸設(shè)計(jì)為了簡(jiǎn)化整體夾具的結(jié)構(gòu)，將短銷與夾緊機(jī)構(gòu)做成一體 如圖 11 所示：45 號(hào)鋼進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，- 11 -定位面板設(shè)計(jì)圖 11 短銷夾緊長(zhǎng)軸圖選用 45 號(hào)鋼進(jìn)行熱處理，表面精度要到達(dá)

17、定位要求，如圖 12所示：圖 12 定位板圖四、夾具設(shè)計(jì)的三維視圖圖 13 8 鉆床夾具的三維視圖- 12 -小結(jié)課程設(shè)計(jì)是我們專業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練， 這是我們邁向社會(huì)、 從 事職業(yè)工作前一個(gè)必不可少的過(guò)程。為期三周的課程設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲， 回顧整個(gè)過(guò)程， 收獲頗多， 許多問(wèn)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(guò)我的老師同學(xué)表示衷心 的感謝。夾具課程課程設(shè)計(jì)作為機(jī)械制造工藝學(xué) 、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)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(shí)的理解， 強(qiáng)化了生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的 感性認(rèn)識(shí)。這次課程設(shè)計(jì)給我們提供了一個(gè)應(yīng)用自己所學(xué)知識(shí)的機(jī)會(huì)， 從到圖書(shū)館查找 資料到對(duì)夾具精度分析與計(jì)算和運(yùn)用 CAD畫(huà)出夾具零件圖到最后夾具總圖的成 型。設(shè)計(jì)思路是最重要的， 只要你的設(shè)計(jì)思路是成功的， 那你的設(shè)計(jì)已經(jīng)成功了 一半。因此我們應(yīng)該在設(shè)計(jì)前做好充分的準(zhǔn)備， 像查找詳細(xì)的資料， 為我們?cè)O(shè)計(jì) 的成功打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?？傮w來(lái)說(shuō)，通過(guò)這次設(shè)計(jì)我受益匪淺。 在摸索該如何畫(huà)出夾具零件圖時(shí)的過(guò) 程中，也特別有趣，培養(yǎng)了我的設(shè)計(jì)思維，增加了實(shí)際操作能力。在讓我體會(huì)到 了搞設(shè)計(jì)艱辛的同時(shí)，更讓我體會(huì)到成功的喜悅和快樂(lè)。同時(shí)，在設(shè)計(jì)中也發(fā)現(xiàn)自己的很多不足之處： 缺乏實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)， 對(duì)于某些尺 寸的判斷和實(shí)物的合理性不能很好地判斷； 資料搜索、