夾具設(shè)計說明書2

夾具課程設(shè)計說明書班級姓名學(xué)號導(dǎo)師漳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機械與自動化工程系目錄Ⅰ機床夾具課程設(shè)計任務(wù)書·············2Ⅱ銑槽8--00..030060夾具設(shè)計說明書·················3一、明確設(shè)計任務(wù)，收集原始資料················31．熟悉工件零件圖以及本工序的加工要求2．收集原始資料、明確零件的加工工藝過程二、 擬定夾具結(jié)構(gòu)方案··························3確定定位方案確定夾緊方式，設(shè)計夾緊機構(gòu)三、 繪制夾具總圖及制定技術(shù)要求················8繪制夾具總圖標注總圖上的尺寸、公差配合與技術(shù)條件四、 夾具工作精度的分析計算····················10影響加工精度的因素分析保證加工精度的條件夾具加工精度的分析計算五、夾具的經(jīng)濟性分析····························14Ⅲ夾具零件圖（見附圖）Ⅳ夾具裝配總圖（見附圖）Ⅴ參考文獻··························151Ⅰ機床夾具課程設(shè)計任務(wù)書專業(yè)數(shù)控技術(shù)加工班級姓名學(xué)號設(shè)計題目銑槽80專用夾具指導(dǎo)老師-0.09設(shè)計條件零件簡圖（含材料、質(zhì)量及毛坯種類）、大批量生產(chǎn)材料：45加工設(shè)備：X62W序號尺寸20+0.2尺寸30±0.06尺寸Φ10+0.02200120+0.230±0.06+0.022Φ10001用計算機繪制夾具總裝圖一張（A3圖）、指定零件圖5張（A4圖）；設(shè)計要求 2設(shè)計說明書一份（包括零件圖分析、定位方案確定、定位誤差計算等內(nèi)容）；設(shè)計時間：二周。審 核批 準評 語

年 月 日2Ⅱ銑槽8--0.0300.060夾具設(shè)計說明書一、明確設(shè)計任務(wù)，收集原始資料1．熟悉工件零件圖以及本工序的加工要求由夾具設(shè)計任務(wù)書中銑槽工序的工序圖可知，該零件大批量生產(chǎn)，材料為45鋼。 該銑槽工序在X62W臥銑上用三面刃銑刀加工。本工序加工要求為:-0.030（1）槽寬8-0.060mm。（2）槽底至兩定位孔中心線的位置尺寸為200mm。（3）槽兩側(cè)面對A的對稱度為0.2mm。2．收集原始資料、明確零件的加工工藝過程零件加工工藝過程銑前后兩端面X6130臥銑銑底面、頂面X6130臥銑銑兩側(cè)面X6130臥銑銑兩邊輪廓X6130臥銑鉆、鉸孔Z5135立鉆銑槽X62W臥銑銑槽工序的工序卡（見附表1-1）二、擬定夾具結(jié)構(gòu)方案1、確定定位方案根據(jù)工件的加工要求，該工序必須限制工件五個自由度?，F(xiàn)在來分析其必須限制的自由度數(shù)目及基準選擇的合理性⑴自由度分析3建立坐標系①為保證工序尺寸0+0.2mm，應(yīng)限制工件，，20②為保證槽兩側(cè)對尺寸30土0.03mm中心線的對稱度，應(yīng)限制工件，選A為定位基準。③為了方便地控制刀具的走刀位置，還應(yīng)限制工件 ，因而工件的六個自由度都被限制。定位基準選擇由分析可知，要使定位基準與設(shè)計基準相重合，所選定位基準是后面、+0.022 +0.018φ100 mm、φ60 mm孔軸線。⑵選擇定位元件+0.022+0.018mm孔。夾具上本道工序工件的定位面是后平面和φ100mm、φ60相應(yīng)的定位元件選為支承板、可換定位銷和菱形定位銷，如下圖所示4定位平面所用的支承板參考JB／T8029.1—1999中的定位支承板進行設(shè)計。定位φ10+00.022mm、φ6+00.018mm孔的可換定位銷、菱形定位銷按實際需要在JB-T8014.3-1999、JB3930.38-1985中選取。⑶確定定位元件尺寸、極限偏差和定位元件間位置尺寸及其極限偏差δ①確定兩定位銷的中心距Ld土2兩定位銷的中心距的基本尺寸應(yīng)等于工件兩定位孔中心距的平均尺寸，其公差一般為1 1δ=δLd=（3~5）δLD因孔間距LD=30土0.06mm,故取銷間距Ld=30土0.02mm②確定圓柱銷直徑d1圓柱銷直徑的基本尺寸應(yīng)等于與之配合的工件孔的最小極限尺寸，其公差帶一般取g6或h7,d1=φ10g6(φ10--00..005014)③確定菱形銷的尺寸b 查機械設(shè)計手冊得，b=2mm④確定菱形銷的直徑5δ++0.018mma=2=0.02+0.06=0.08mmb=2mmD=φ6202ab2×0.08×2X2min=D2min=6=0.05mmd2max=D2min-X2min=6-0.05=5.95mmd2=φ6--0.050.058mm（4）分析計算定位誤差①尺寸8--00..030060 mm的定位誤差 該尺寸由銑刀直接保證，不存在定位誤差② 槽底至孔φ10+00.022mm軸線位置的尺寸20+00.2mm的定位誤差尺寸20+00.2mm的定位基準為孔φ10+00.022mm的軸線，設(shè)計（工序）基準為圓柱銷φ10--00..005014mm的中心線，故基準重合，其基準不重合誤差△B=0尺寸20+00.2mm的限位基準為圓柱銷φ10--00..005014的中心線，故其基準位移不重合，△Y=△Y1+△Y2=X1max+2L1tg α=0.018+0.037=0.055mm所以定位誤差△D=△B+△Y=0+0.055=0.055mm（參考機床夾具設(shè)計書頁的公式）槽兩側(cè)面對基準A的對稱度的定位誤差因定位基準與工藝基準重合，所以基準不重合誤差△B=0，限位基準為兩定位銷連線的中垂線，所以基準位移不重合，其誤差△Y=0.12mm,故△D=△B+△Y=0+0.12=0.12mm（5）減少對稱度定位誤差的措施提高菱形定位銷圓柱部分的制造精度，將菱形定位銷圓柱部分精度提高到IT6級62、確定夾緊方式，設(shè)計夾緊機構(gòu)（1）計算切削力及所需夾緊力 如下圖所示，加工時，工件受到切削合力F′，可分解為水平和垂直方向的切削分力FH、FV，切向銑削力Fc。在對稱銑削情況下FH=（0.2~0.3）FcFV=（1.0~1.2）Fc切向銑削力Fc為Fc=9.81CFCa0.86ef0.72Zd-00.86apZKFC式中Fc——銑削力，N；CFc——影響系數(shù)，大小與實驗條件有關(guān)；ae——銑削寬度，mm；fz——每齒進給量，mm／齒；d0——銑刀直徑，mm；ap——銑削深度，mm；Z——銑刀齒數(shù)；KFc——修正系數(shù)7（2）設(shè)計夾緊機構(gòu)并驗算機構(gòu)產(chǎn)生的夾緊力由于工件主定位面是后平面，故選擇夾緊力的作用方向為水平方向作用于后平面上。滿足夾緊力水平作用要求的夾緊裝置結(jié)構(gòu)方案，可以有如下兩種方案。方案一.直接加上螺母鎖緊工件方案二.設(shè)計活動壓板螺旋夾緊工件經(jīng)比較方案一不能保證工件的剛性，容易使工件彎曲變形，相比之下方案二卻能保證工件剛性，且能夠保證工件的定位精度。因此選用方案二。（3）設(shè)計對刀元件、連接元件根據(jù)所選X613W型銑床T形槽的寬度，選用寬度B=18mm，公差帶為h6的A型兩個定位鍵來確定夾具在機床上的位置（4）設(shè)計夾具體夾具選用灰鑄鐵的鑄造夾具體?；竞穸冗x為22mm，并要在夾具體底部兩端設(shè)計出U形槽耳座，用于T形槽用螺栓緊固夾具。布置好夾具上各種元件、機構(gòu)、裝置之間的相對位置。三、繪制夾具總圖及制定技術(shù)要求繪制夾具總圖夾具總圖及其繪制步驟如下:根據(jù)工件在幾個視圖上的投影關(guān)系，分別畫出其輪廓線，如工件三 視 圖 所 示 ：8安排定位元件，如定位元件布置圖所示布置夾緊裝置，如下圖所示布置對刀元件、連接元件；設(shè)計夾具體并完成夾具總圖，如夾具總 裝 圖 所 示 。92.標注總圖上的尺寸、公差配合與技術(shù)條件夾具外形輪廓尺寸夾具在長、寬、高三個方向的外形輪廓尺寸分別為350mm150mm56mm-0.0052)工件與定位元件間的聯(lián)系尺寸 圓柱銷尺寸φ10-0.014mm菱形銷尺寸φ6--0.050.058mm3)夾具與刀具的聯(lián)系尺寸4)夾具與機床連接部分的聯(lián)系尺寸H8H8H75)夾具內(nèi)部的配合尺寸Φ10g6Φ6g6Φ18h6四、夾具工作精度的分析計算在完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計的全部工作之后，還需對夾具工作精度進行分析計算，即分析計算各項加工要求的夾具部分誤差△J，并將它與加工允差進行比較，從而判斷該夾具能否可靠地保證各項加工要求，以證明所設(shè)計夾具方案的合理性。101.影響加工精度的因素分析用夾具裝夾工件進行機械加工時，其工藝系統(tǒng)中影響工件加工精度的因素很多。與夾具有關(guān)的因素有定位誤差△D、對刀誤差△T、夾具在機床上的安裝誤差△A和夾具誤差△J。在機械加工工藝系統(tǒng)中，影響加工精度的其它因素綜合稱為加工方法誤差△G。上述各項誤差均導(dǎo)致刀具相對工件的位置不精確，而形成總的加工誤差△J，即為由夾具引起的總的加工誤差。定位誤差△D對刀誤差△T因刀具相對于對刀或?qū)蛟奈恢貌痪_而造成的加工誤差，稱為對刀誤差夾具的安裝誤差△A因夾具在機床上的安裝不精確而造成的加工誤差，稱為夾具的安裝誤差夾具誤差△J因夾具上定位元件、對刀或?qū)蛟鞍惭b基面三者間（包括導(dǎo)向元件與導(dǎo)向元件之間）的位置不精確而造成的加工誤差，稱為夾具誤差加工方法誤差△G因機床精度、刀具精度、刀具與機床的位置精度、工藝系統(tǒng)受力變形和受熱變形等因素造成的加工誤差，統(tǒng)稱為加工方法誤差。因該項誤差影響因素多，又不便于計算，所以常根據(jù)經(jīng)驗為它留出工11件公差δk的三分之一。計算時可設(shè)△G=δk/3保證加工精度的條件工件在夾具中加工時，總加工誤差Σ為上述各項加工誤差之和。由于上述誤差均為獨立隨機變量，應(yīng)用概率法疊加。因此保證加工精度的條件是Σ22222DTAJG＜δk即由夾具引起的工件總加工誤差Σ 應(yīng)小于工件的相應(yīng)公差δk。為保證夾具有一定的使用壽命，防止夾具因磨損而過早報廢，在分析計算工件加工精度時，需留出一定的精度儲備量 Jc。因此將上式改為Σ ≤δk－Jc或Jc=δk－Σ≥0當(dāng)Jc≥0時，夾具能滿足工件的加工要求。Jc值的大小還表示了夾具使用壽命的長短和夾具總圖上各項公差值δj確定得是否合理夾具加工精度的分析計算槽寬尺寸由銑刀直接保證，不必進行分析計算槽底至兩定位孔中心線的位置尺寸20+0.20mm的分析計算定位誤差+0.022其定位基準為孔φ100 mm的軸線，設(shè)計（工序）基準為圓柱銷φ10--00..005014mm的中心線，故基準重合，△B=0其限位基準為圓柱銷φ10--00..005014mm的中心線，故其基準位移不重合，△Y=△Y1+△Y2=X1max+2L1tg α=0.018+0.037=0.055mm， 所以定位誤差△D=△B+△Y=0+0.055=0.055mm② 對刀誤差 由于我們采用試切方式，避免了對刀造成的誤差，所以△T=012③ 由夾具引起的總加工誤差 J= D+ T=0.055+0=0.055mm該誤差遠小于工件的加工允差0.2mm，是可行的。槽兩側(cè)面對基準A的對稱度允許誤差0.2mm的分析計算定位誤差定位基準與工藝基準重合，所以基準不重合誤差△B=0，限位基準為兩定位銷連線的中垂線，所以基準位移不重合，其誤差△Y=0.12mm故△D=B+△Y=0+0.12=0.12mm夾具安裝誤差△A定位鍵與工作臺T形槽配合間隙也會引起對稱度誤差。已知定位鍵與T形槽選用的配合為18H7（+0.018）／h6（-0.011）配合的最大間隙Xmax=0.029mm。兩定位鍵的最大跨距L=150mm。定位鍵與工作臺T形槽配合間隙也會引起對稱度誤差△A若兩者配合時出現(xiàn)圖所示的實線或虛線的兩種接觸情況，由于工件厚度為10mm，則△A =（0.029/150）×40×2≈0.015mm由夾具引起的總加工誤差影響對稱度的夾具部分的總誤差△J為△J=△D+△A=0.12+0.015=0.135mm工件對稱度的允差為0.20mm，除夾具誤差外，留給工藝系統(tǒng)其他因素的誤差為0.20-0.135=0.065mm，是可行的13夾具加工精度的分析計算表:加工要求20+0.20mm對稱度為0.2mm誤差名稱D0.055mm0.12mmT00A00．015mmJ0.055mm0．135mmG(0.2/3)mm=0.067mm(0.2/3)mm=0.067mmΣ0.05520.05520.06720.011Σ0.1220.01520.13520.06720.037(0.2-0.011)mm=0.189mm＞０ (0.2-0.037)mm=0.163mm＞０Jc五、 夾具的經(jīng)濟性分析由于本零件是大批量生產(chǎn)，而專用夾具有高效率、高精度、低成本、使用方便等優(yōu)點，所以我們選擇專用夾具。本專用銑床夾具是適用于大批量生產(chǎn)的銑床,可以提高生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,簡化結(jié)構(gòu),降低成本,且零件有較長的使用周期。此設(shè)計是根據(jù)加工的零件圖,在綜合運用機械制造工藝、公差等機械類課程的基本理論,參考一些