等臂杠桿的工藝規(guī)程及鉆2×Φ8H7夾具設計【含11張CAD圖紙】
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目錄
第一章 夾具的組成 1
1.1夾具的功用 1
1.2夾具的組成 1
第二章 零件的加工 3
2.1零件的加工工序 3
2.2生產綱領和零件重量 3
2.3加工零件使用的機床和刀具 4
第三章 夾具方案設計 5
3.1定位方案 5
3.2夾緊方案 5
3.3連接方案 7
3.4夾具體 8
第四章 具體結構設計 9
4.1定位元件的確定 9
4.2夾緊元件的確定 9
4.3定對導向元件的確定 9
4.4連接元件的確定 10
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第一章 夾具的組成
機械加工過程中,通常采用夾具來安裝工件,以確定工件和切削刀具的相對位置,并把工件可靠地夾緊。在機床上,一般都附有通用夾具,如車床上的三爪定心卡盤、四爪單動卡盤等。這些通用夾具具有一定的通用性,可以用來安裝一定尺寸和一定外形的各種工件,因而在各種機械制造廠,特別是在工件品種多而批量不大的工件和機修車間應用的非常廣泛。
但是,在實際生產中,常常發(fā)現(xiàn)僅使用通用夾具不能滿足生產要求,用通用夾具裝夾工件生產效率低,勞動強度大,加工質量不高。而且往往需要增加劃線工序。因此,必須設計制造一種專用夾具,以滿足零件生產中具體工序的加工要求。
1.1夾具的功用
(1) 保證被加工表面的位置精度;
(2) 縮短工序時間,提高勞動生產率;
(3) 擴大機床工藝范圍;
(4) 降低對工人技術等級要求和減輕工人勞動強度。
1.2夾具的組成
(5) 定位元件 定位元件保證工件在夾具中處于正確的位置。
(6) 夾緊裝置 夾緊裝置的作用是將工件壓緊夾牢,保證工件在加工過程中受到外 力(切削力等)作用時不離開已經占據(jù)的正確位置。
(7) 對刀或導向裝置 對刀或導向裝置用于確定刀具相對于定位元件的正確位置。
(8) 連接元件 件連接元件是確定夾具在機床上正確位置的元件。夾具體可兼作連接元件。車床夾具上的過渡盤、銑床夾具上的定位鍵都是連接元件。
(9) 夾具體 夾具體是機床夾具的基礎件,用于支承和連接夾具的各種元件和裝置
(10) 其他 根據(jù)工序要求的不同,有時機床夾具上還需要配置其他元件或裝置,如分度裝置,安全保護裝置,防止工件錯裝裝置,定出工件裝置,吊裝元件等。
(11) 以上各組成部分中,定位元件,夾緊元件,夾具體是夾具的基本組成部分。
第2章 零件的加工
2.1零件的加工條件分析
本零件是銑床進給機構中的杠桿,其材料為HT200。
1) 零件的外形
杠桿的中間部分是外徑為Φ40mm,內徑為Φ25H9mm,且高為54mm的圓柱孔。在正視圖中其左上和右下方各有外徑為Φ30mm,內徑為Φ8H7mm的且高為15mm的圓柱孔,且其由肋板連接在一起。凸臺的上邊面與中間的大圓柱孔上表面平行其高度為25mm。
加工要求:
本課程設計所設計的加工要求為鉆、擴、鉸兩個Φ8孔到Ra1.6mm。
生產綱領及生產類型:
生產綱領是在計劃期內應當生產的產品產量和進度的計劃。其計劃期限通常為一年。
由零件分析可知該零件的重量小于100kg,又因為其產量為8000件,屬于大批量生產類型。
所選用的機床和刀具
因為本課程設計所加工的只是杠桿的上下面,故選擇了鉆床,并且考慮到零件的具體情況,機床為立式鉆床。
零件的材料為鑄鐵,所以所選用鉆頭的材料為高速鋼。
工作行程
工作行程,也稱走刀,它是切切削工具以加工進給速度,相對所完成的一次進給運動的工步部分。因為本課程設計工序為精加工,加工余量小,刀具的一個工作行程就可完成。
2.2零件的加工工序
1) 零件的簡圖如下:
2) 其工序為:
10:鉆Φ8孔(I)到Φ6.8mm;
20:擴Φ8孔(I)到Φ7.8mm;
30:鉸Φ8孔(I)到Φ8mm;
40:翻轉;
50:鉆Φ8孔(J)到Φ6.8mm;
60:擴Φ8孔(J)到Φ7.8mm;
70:鉸Φ8孔(J)到Φ8mm。
第3章 夾具方案設計
3.1定位方案
3.1.1定位的概念
對工件進行機械加工時,為了保證加工要求,首先要使工件相對于刀具及機床占據(jù)正確的位置,并使這個位置在加工過程中不會受外力的影響而變動。所以在加工前,就要將工件裝夾好。
3.2.2定位原理
六點定位原則 工件在夾具中定位的任務,就是通過定位元件限制工件的自由度,以滿足工件的加工精度要求。如果工件的六個自由度都被限制,工件在空間的位置也就完全被確定下來。因此,定位實質上就是限制工件的自由度(消除影響加工精度的自由度)。
3.2.3工件定位時的注意事項
①定位支撐點是由定位元件抽象而來的。
②定位支撐點與工件定位基準面必須始終保持緊密貼合,不得脫離,否則支撐點就失去了限制自由度的作用。
③分析定位支撐點的定位作用,不考慮力的影響。
④工件在定位時,凡是影響工件加工精度的自由度均應加以限制。
⑤支撐點的分布必須合理。
3.2.4工件定位情況分析
a完全定位。它是指工件的六個自由度都被限制了的定位。
b不完全定位。它是指工件被限制的自由度數(shù)少于六個,但仍能保證加工要求的定位。
c欠定位。工件在夾具中定位時,若實際定位支撐點所限制的自由度個數(shù)少于工序加工要求應予限制的自由度個數(shù),則工件定位不足,稱為欠定位。
d過定位。兩個或兩個以上的定位元件重復限制同一個自由度的現(xiàn)象,稱為過定位。
綜上所述:加工Φ8mm孔到Ra1.6mm定位方案如下:
以A面作為定位基準,用支撐釘定位Φ8孔外側端面,消除了X方向平動和Z方向的轉動,以Φ40圓的下表面為定位基準,消除了Z方向的平動、X方向的旋轉和Y方向的旋轉,以Φ25圓內表面作基準,消除了Y方向的平動。
3.2夾緊方案
3.2.1夾緊的定義
將定位之后的位置確定下來,稱為夾緊。工件的夾緊任務是使工件在切削力、離心力、慣性力和重力等力的作用下不離開已經占據(jù)的正確位置,以保證加工的正常進行。
3.2.2 對夾緊裝置的基本要求
①夾緊力不應破壞工件定位時所獲得的正確位置。
②夾緊力應保證加工過程中工件在夾具上位置不發(fā)生變化,同時也不能使工件的夾緊變形和受過允許的范圍。
③夾緊后應保證在加工過程中工件不會發(fā)送不允許的震動。
④夾緊哦那工作應簡便迅速,能減輕勞動強度,縮短輔助時間。
⑤結構力求緊湊,制造維修簡便。
⑥使用安全可靠。
3.2.3夾緊力分析
夾緊力的方向選擇:
①夾緊力應朝向主要定位基面。
②夾緊力W應力求與切削力F、工件重力G同方向。
③夾緊力的方向應是工件剛性較好的放向。
綜上所述,本零件的定位元件主要在基面。夾緊力的方向朝下。即符合夾緊力的朝向定位基面,又符合夾緊力與重力G同下。
夾緊力的作用點:
①作用點應落在夾具支承上或幾個支承件所組成平面內
②防止工件變形
③作用點應盡量靠近加工工件
3.2.4加緊方案的確定
根據(jù)本課程設計的具體零件和定位方案的分析,采用定位元件作為其夾緊元件,具體為對Φ25mm孔內圓柱面定位的長帶螺紋軸和對Φ8mm孔下圓柱面定位可調帶孔支撐。將可調帶孔支撐旋進夾具基體上,把長帶螺紋軸通過中間Φ25mm孔兩端旋緊螺母夾緊,螺母與帶孔的工件之間要加入帶缺口的墊圈,有利于人工夾緊和取放工件(如下圖所示),滿足了夾緊裝置以上的各種要求和原則。
3.3連接方案
定位元件與夾具體的連接:
本課程設計的定位元件有支撐釘、長帶螺紋軸、可調帶孔支撐。支撐釘可根據(jù)所選的型號,選擇恰當?shù)穆葆斉c夾具體相連。長帶螺紋軸可根據(jù)所繪零件圖制作,要求與零件Φ25mm孔內圓柱面呈間隙配合??烧{帶孔支撐按所繪零件圖對已有可調支撐適當加工,以滿足加工要求,即,其內孔直徑略大于8mm。
定位和導向裝置與夾具體的連接:
本課程設計的定位和導向裝置是對刀塊,可根據(jù)自行設計的對刀塊選擇恰當?shù)穆葆斉c夾具體連接。
夾具裝置與夾具體的連接:
參考定位元件與夾具體的連接。
夾具體與機床的連接:
本課程設計的夾具體通過用螺栓緊固在鉆床上的T形槽中,并用定位元件來確定夾具體與鉆床的相對位置,其中定位鍵和夾具體是緊配合,和T形槽是松配合。
3.4夾具體
夾具體是夾具的基礎件,用于支承和連接和連接夾具的各種元件和裝置,并與機床有關零件部分連接,使之組成一個整體。夾具體分為鑄造夾具體、型材夾具體和焊接夾具體與鍛造夾具體。
焊接夾具體由鋼板、型材焊接而成。這種夾具體制造方便,其熱應力大、易變力,需要經過退火處理才能保證其尺寸穩(wěn)定性??紤]本課程設計工件的尺寸、外形等實際情況,選用鑄造夾具體,其材料為HT200,以確保其抗振性和穩(wěn)定性。
第4章 具體結構設計
4.1定位元件的確定
由以上對定位方案的分析,選用支撐釘和長定位軸來消除了X方向轉動、Y方向上的平動和轉動以及Z方向的平動。根據(jù)零件的具體形狀和尺寸,選用如圖所示軸體:
按要求加工,與零件Φ25mm孔內圓柱面呈間隙配合。并加工如下圖所示可調帶孔支撐釘:
要求其內孔直徑略大于8mm。
同時選用JB/T8029.1-1999中A型支撐釘,如圖所示即可滿足消除X方向平動和Z方向的轉動的要求。此外還要定位鉆孔位置,查表JB/T8018.2-1999,根據(jù)零件的尺寸選擇B型鉆模板,包含兩個沉頭孔和兩個定位銷。所以鉆套處有兩個鉆套--鉆套Φ8和Φ8H7。此鉆模板長為155mm,寬為100mm,厚度為15mm。由此鉆模板簡圖如下:
4.2夾緊元件的確定
由上分析可知,夾緊元件是活動的帶缺口的墊圈,根據(jù)工件的形狀和尺寸,查表JB/T8018.4-1999,選擇A型帶缺口的墊圈,材料:20鋼。其半徑為15 mm,缺口寬為11mm,厚度為7mm,夾緊時在螺母的作用下,墊圈作用于Φ40圓柱上表面,完成夾緊,其缺口便于拆換。其簡圖如下:
本課程設計對定位和導向裝置的確定就是對對到裝置的確定。鉆床中的對刀裝置設計即對鉆套的設計。對鉆套是確定鉆套相對于工件的位置和方向的裝置,裝置分為兩種。有圓柱形鉆套,可直接嵌入鉆模;還有T形鉆套,方便拆換即加工精度更高。
對本課程設計來說,要加工的工序為鉆、擴、鉸孔,所以選擇T形鉆套。查閱表格,選擇鉆套GB/T2240-80和GB/T2240-22,鉆孔時用GB/T2240-80,擴、鉸孔時用GB/T2240-22.其簡圖如下:
4.3連接元件的確定
可調有孔支撐釘與夾具體的連接:
由上可知JB/8029.1-1999,A型可調有孔支撐釘上有螺紋,其尺寸為M22.5mm,據(jù)此可以查閱《機械設計課程設計手冊》,選擇開槽盤頭螺釘,GB/T67-2000,螺紋規(guī)格為M22.5mm,螺距P=1.5m,長L取35mm。
可調支撐釘與夾具體的連接:
由上可知GB6184-86,B型可調支撐釘,其尺寸為M10mm,另有兩個鎖緊螺母,其尺寸為M10mm,極限偏差極限為H7,據(jù)此查表可知,選擇的連接元件是開槽盤頭螺釘,GB/T119.1-2000的圓柱銷,公稱直徑d=8mm,長度L取20mm.
鉆模板與夾具體的連接:
由上可知JB/T8018.4-1999,鉆模板有沉頭孔通過的螺釘和夾具體連接,查閱手冊,選取開槽盤頭螺釘GB/T6 -2000,螺紋規(guī)格為M8,螺距為1.25mm,長取25mm。
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