夾具說明書資料

西南科技大學(xué)城市學(xué)院課程設(shè)計(jì)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(shè)計(jì) 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(shè)計(jì)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(shè)計(jì) 122.4.1夾緊機(jī)構(gòu) 122.4.2切削力及夾緊力計(jì)算 122.3.4定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì) 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(shù)條件 173.1夾具零件圖上標(biāo)注的尺寸 173.2夾具零件圖上應(yīng)標(biāo)注的技術(shù)要求 17設(shè)計(jì)心得 19參考文獻(xiàn) 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(jì)算長(zhǎng)度為）（1）按照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.2—2.5。取加工精度，件復(fù)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(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.2—14，材質(zhì)系數(shù)取，鍛件復(fù)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(jī)械加工工藝手冊(cè)》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(guān)參數(shù) a)確定銑削深度：根據(jù)上述的計(jì)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(jìn)每齒進(jìn)給量：選取X51W銑床加工本道工序。根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表9.4—1查得=0.12mm/齒。c)確定銑削速度V及銑削功率：查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》得： V=21m/min；=1.49kwd)計(jì)算刀具轉(zhuǎn)速及進(jìn)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(jī)床上加工工件時(shí)，要使工件的各個(gè)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(jī)床夾具中占有一個(gè)確定的位置，使其相對(duì)于刀具的切削運(yùn)動(dòng)具有正確的位置，這個(gè)確定工件位置的過程我們稱為定位。這是定位方案設(shè)計(jì)的主要任務(wù)。(2)定位基準(zhǔn)為了保證工件上各個(gè)加工表面之間或者對(duì)其它加工表面的位置精度，工件在機(jī)械加工時(shí)，必須安放在機(jī)床板的一個(gè)固定位置上。任何一個(gè)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(shè)計(jì)的技術(shù)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(zhǔn)，就是指零件圖上某些點(diǎn)、線、面的位置，可以用它們來確定某些點(diǎn)、線、面的位置。根據(jù)這些基準(zhǔn)的作用和性質(zhì)，可以分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩類。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)通常指零件圖樣上標(biāo)注尺寸的起點(diǎn)。工藝基準(zhǔn)又分為工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)等。通常希望將設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)統(tǒng)一，但是實(shí)際上，由于制造上的困難而難以實(shí)現(xiàn)，這就引起誤差。定位基準(zhǔn)的選擇是否合理，將直接影響到夾具結(jié)果的復(fù)雜程度以及工件的加工精度。因此，在選擇定位基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)進(jìn)行多種方案的分析比較。選擇定位基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)考慮如何減少誤差，提高精度，也要考慮安裝的方便性、準(zhǔn)確性和可靠性。定位基準(zhǔn)的選擇分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)的選擇兩種，下面分別介紹。a)粗基準(zhǔn)的選擇。粗基準(zhǔn)是用沒有加工的表面作為定位基準(zhǔn)，選擇粗基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)考慮以下原則：1)保證加工表面與不加工表面之間的相對(duì)要求，應(yīng)選擇不加工表面作為粗基準(zhǔn)，特別是選擇與加工表面有緊密聯(lián)系的表面作為粗基準(zhǔn)。2)若加工表面較多，選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)合理分配各加工表面的加工余量。3)選擇作為粗加工基準(zhǔn)的表面，應(yīng)平整、光潔，以便定位準(zhǔn)確，夾緊可靠。4)因?yàn)榇只鶞?zhǔn)的定位誤差較大，一般粗基準(zhǔn)只能使用一次。b)精基準(zhǔn)的選擇。精基準(zhǔn)是己經(jīng)加工過的表面作為定位基準(zhǔn)。一般應(yīng)遵循下列原則：1)選擇零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)，也就是“基準(zhǔn)重合”原則，這樣可以避免因基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。2)能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)加工各個(gè)表面，以保證各個(gè)表面對(duì)基準(zhǔn)的位置精度，這就是“基準(zhǔn)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(shí)可以采取互為基準(zhǔn)反復(fù)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(yīng)選擇加工面本身作為定位基準(zhǔn)。以上的選擇原則，有時(shí)是互相矛盾的，在選擇的時(shí)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(gòu)簡(jiǎn)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(gè)理想的剛體。將其放在一個(gè)空間直角坐標(biāo)系中，以此坐標(biāo)作為參照系來觀察剛體位置和方位的變化，由剛體力學(xué)可知，在空間中處于自由狀態(tài)的剛體，共有6種可能的運(yùn)動(dòng)，即沿x軸、Y軸、Z軸移動(dòng)，或者繞x軸、Y軸、Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，這種移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)的可能性就稱為自由度。這6種移動(dòng)或者轉(zhuǎn)動(dòng)的變化形式是基本的變化形式，工件在空間的運(yùn)動(dòng)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(gè)自由度，該工件在這個(gè)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(dá)到工件在夾具上定位的目的。當(dāng)工件的6個(gè)自由度被全部限制后，工件的位置和方位也就會(huì)被唯一的確定下來。(4)六點(diǎn)定位原理基于運(yùn)動(dòng)原理，要限制工件的6個(gè)自由度，典型的方法就是在夾具設(shè)計(jì)中設(shè)置（如圖a所示）的6個(gè)支承點(diǎn)。圖中的矩形工件每次都安放到與6個(gè)支承相接觸，從而使一批工件中每個(gè)工件得到確定的位置，其中底面A放在3個(gè)支承上，限制了3個(gè)自由度(沿著z軸的移動(dòng)和沿著x,y軸的轉(zhuǎn)動(dòng))，側(cè)面B限制了2個(gè)自由度(沿Y軸的移動(dòng)和沿z軸的轉(zhuǎn)動(dòng))，另一個(gè)側(cè)面C限制了一個(gè)自由度(沿x軸的移動(dòng))。用分布在3個(gè)互相垂直的平面上的6個(gè)支承點(diǎn)來限制六個(gè)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(diǎn)定位原理[6]。六點(diǎn)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(diǎn)定位原理示意圖。其中軸的圓柱表面放在4個(gè)支承點(diǎn)上，消除了工件的4個(gè)自由度(沿y,z軸的移動(dòng)和繞z軸的轉(zhuǎn)動(dòng))，軸端部靠在一個(gè)支承點(diǎn)上，消除了一個(gè)自由度(沿x軸的移動(dòng))，軸上一端的槽正放在一個(gè)支承點(diǎn)上，消除了工件繞x軸轉(zhuǎn)動(dòng)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(zhǔn)也不同，定位點(diǎn)的分布情況也不同。運(yùn)用六點(diǎn)定位原理可以分析和判斷夾具中的定位結(jié)構(gòu)是否正確，將工件的六個(gè)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(gè)自由度完全約束，只需要限制那些對(duì)加工后位置精度有影響的自由度即可，無需限制6個(gè)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(jiǎn)化夾具結(jié)構(gòu)。如果一個(gè)夾具的定位結(jié)構(gòu)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(huì)產(chǎn)生定位不足，這種定位方式稱為欠定位。如果一個(gè)夾具的定位結(jié)構(gòu)中，不同支承點(diǎn)重復(fù)的約束工件上同一個(gè)自由度，就會(huì)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(gè)支承點(diǎn)在一條垂直線上，這樣繞z軸轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)的自由度就被限制了兩次，這種情況屬于過定位。圖a六點(diǎn)定位原理圖b軸類工件的六點(diǎn)定位原理(5)根據(jù)工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，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(gè)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(gè)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(gè)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(gòu)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(gòu)限制。（3）定位誤差的分析計(jì)算a）加工?11孔端面，要求保證中心距尺寸mm計(jì)算中心距mm定位誤差為：。由圖2.2可知，=0mm?；鶞?zhǔn)定位等于圓柱銷與定位孔的最大間隙,銷孔配合代號(hào)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(jì)算?10H9mm與?28H7mm兩孔軸線的平行度誤差。同理，mm由于基準(zhǔn)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(jì)=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(jì)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(shè)計(jì)2.4.1夾緊機(jī)構(gòu)根據(jù)生產(chǎn)類型，此夾具的夾緊機(jī)構(gòu)不宜復(fù)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(jì)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(shí)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(gè)面，并且尺寸易保證。機(jī)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(jì)算切削力時(shí)，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(jì)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(jí)數(shù)為6.8級(jí)螺釘疲勞極限：極限應(yīng)力幅：許用應(yīng)力幅：螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為[s]=3.5~4取[s]=4得滿足要求。經(jīng)校核：滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠。使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)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(duì)刀裝置設(shè)計(jì)定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個(gè)。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。通過定向鍵與銑床工作臺(tái)T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對(duì)于工作臺(tái)的送進(jìn)方向具有正確的位置。根據(jù)GB2207—80定向鍵結(jié)構(gòu)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(gòu)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(duì)刀裝置由對(duì)刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對(duì)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(duì)刀塊。圓形對(duì)刀塊的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖所示：圖2.5對(duì)刀塊圖對(duì)刀塊尺寸如下：塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)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(shù)條件零件圖上應(yīng)標(biāo)注必要的尺寸和技術(shù)要求，標(biāo)注的主要目的是保證夾具體各個(gè)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(jìn)行安裝配合能滿足制造工件的要求。3.1夾具零件圖上標(biāo)注的尺寸(1)夾具體的外形尺寸總長(zhǎng)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(yīng)標(biāo)注的技術(shù)要求(1)零件圖中必須用規(guī)定的代號(hào)、數(shù)字和文字簡(jiǎn)明地表示出在制造和檢驗(yàn)時(shí)所應(yīng)達(dá)到的技術(shù)要求。(2)夾具體零件圖需要標(biāo)注必要的