夾具畢業(yè)設(shè)計

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1、目錄 前言 1 第一章零件圖分析 （一）零件的作用7 （二）設(shè)計任務(wù) 7 （三）零件的工藝分析 .8 第二章 確定毛坯.繪制毛坯簡圖 （一）毛坯種類確定 .……………8 （二）毛坯的形狀及尺寸的確定 8 （三）確定毛坯尺寸公差和機(jī)械加工余量 9 第三章設(shè)計零件的加工工藝規(guī)程 （一）零件的結(jié)構(gòu) 10 （二）基面選擇 10 （三）確定工藝路線 12 第四章夾具設(shè)計 （一）定位方案 19 （二）夾緊方案 19 （三）夾具設(shè)計及操作的簡要說明 19 總結(jié) 20 參考文獻(xiàn) 21 、人 — 前言 1、 機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用 對工件進(jìn)行加工時

2、， 為了保證加工要求， 首先要使工件相對于刀 具及機(jī)床有正確的位置， 并使這個位置在加工過程中不因外力的影響 而變動。為此，在進(jìn)行機(jī)械加工前，首先要將工件裝夾好。 工件的裝夾方法有兩種： 一種是工件直接裝夾在機(jī)床的工作臺或 花盤上；另一種是工件裝夾在夾具上。 采用第一種方法夾工件時，一般要先按圖樣要求在工件表面劃 線， 劃出加工表面的尺寸和位置， 裝夾時用劃針或百分表找正后再夾 緊。這種方法無需專用裝備，但效率低，一般用于小批生產(chǎn)。批量較 大時，大都用夾具裝夾工件。 用夾具裝夾工件有下列優(yōu)點： （ 1） 能穩(wěn)定地保證工件的加工精度 用夾具裝夾工件時，工件 相對于刀具及機(jī)床

3、的位置精度由夾具保證，不受工人技術(shù)水平 的影響，使一批工件的加工精度趨于一致。 （ 2） 能提高勞動生產(chǎn)率 使用夾具裝夾工件方便、快速，工件 不需要劃線找正，可顯著地減少輔助工時，提高勞動生產(chǎn)率； 工件在夾具中裝夾后提高了工件的剛性， 因此可加大切削用量， 提高勞動生產(chǎn)率；可使用多件、多工位裝夾工件的夾具，并可 采用高效夾緊機(jī)構(gòu)，進(jìn)一步提高生產(chǎn)率。 （ 3） 能擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍 （ 4）能降低成本 在批量生產(chǎn)中使用夾具后，由于勞動生產(chǎn)率的 提高、使用技術(shù)等級較低的工人以及廢品率下降等原因，明顯 地降低了生產(chǎn)成本。夾具制造成本分?jǐn)傇谝慌ぜ?，每個工 件增加的成本是極少的

4、， 遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于由于提高勞動生產(chǎn)率而降低 的成本。 工件批量愈大， 使用夾具所取得的經(jīng)濟(jì)效益就愈顯著。 2、 機(jī)床夾具的分類 機(jī)床夾具的種類繁多，可以從不同的角度對機(jī)床夾具進(jìn)行分類。 常用的分類方法有以下幾種。 1. 按夾具的使用特點分類 （ 1） 通用夾具 已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的， 可加工一定范圍內(nèi)不同工件的 夾具，稱為通用夾具，如三爪定心卡盤、機(jī)床用平口虎鉗、 萬能分度頭、磁力工作臺等。這些夾具已作為機(jī)床附件的專 門工廠制造供應(yīng)，只需選購即可。 （ 2） 專用夾具 專門為某一工件的某道工序設(shè)計制造的夾具， 稱為 專用夾具。專用夾具一般在批量生產(chǎn)中使用。 （ 3） 可調(diào)夾具 夾具的

5、某些元件可調(diào)整或可更換， 以適應(yīng)多種工件 加工的夾具， 稱為可調(diào)夾具。 它還分為通用可調(diào)夾具和成組夾 具兩類。 （ 4） 組合夾具 采用標(biāo)準(zhǔn)的組合夾具元件、 部件， 專為某一工件的 某道工序組裝的夾具，稱為組合夾具。 （ 5）拼裝夾具 用專門的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的拼裝夾具而成的夾具， 稱為拼裝夾具。 它具有組合夾具的優(yōu)點， 但比組合夾具精度高、 效能高、 結(jié)構(gòu)緊湊。 它的基礎(chǔ)板和夾緊部件中常帶有小型液壓 缸。 。此類夾具更適合在數(shù)控機(jī)床上使用。 2. 按使用機(jī)床分類 夾具按使用機(jī)床可分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾 具、齒輪機(jī)床夾具、數(shù)控機(jī)床夾具、自動機(jī)床夾具、自動線

6、隨行夾具 以及其它機(jī)床夾具等。 3. 按夾緊的動力源分類 夾具按夾緊的動力源可分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、氣 液增力夾具、電磁夾具以及真空夾具等。 3、 機(jī)床夾具的組成 機(jī)床夾具的種類和結(jié)構(gòu)雖然繁多， 但它們的組成均可概括為下面 幾個部分。 1 . 定位裝置 定位裝置的作用是使工件在夾具中占據(jù)正確的位置。 2 . 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 受到外力作用是不離開已經(jīng)占據(jù)的正確位置。 3 . 對刀或?qū)蜓b置 對刀或?qū)蜓b置用于確定刀具相對于定位元件的正確位置。 - 3 - 4 .連接元件 連接元件是確定夾具在機(jī)床上

7、正確位置的元件。 5 .夾具體 夾具體是機(jī)床夾具的基礎(chǔ)件。 6 .其它裝置或元件 它們是指夾具中因特殊需要而設(shè)置的裝置或元件。 如需加工按 定規(guī)律分 布的多個表面時，常設(shè)置分度裝置；為能方便、準(zhǔn)確地定位，常設(shè)置 預(yù)定位裝置；對于大型夾具，常設(shè)置吊裝元件等。 - 7 - 第一章零件圖分析 （一）零件的作用 1 .零件的作用：支架是起支撐作用的構(gòu)架，可將兩圓軸垂直連接在一 起，使零件之間保證 2 .支架分為垂直套筒和U形塊連接1和2,如套筒上有一個與圓筒連 接的圓圓筒倒角為C1,如U形凹梢2,其余圓通孔起連接柱的作用， 其余螺孔起固定作用。 （二）設(shè)計任務(wù) 分

8、析支架的技術(shù)要求，并繪制零件圖。設(shè)計零件技術(shù)機(jī)械加工工 藝規(guī)程，填寫工藝文件。設(shè)計零件機(jī)械加工工藝裝備。設(shè)計機(jī)床專用 夾具總裝圖中某個主要零件的零件圖。 （三）零件的工藝分析 支架的①60+0.046-0孔的基準(zhǔn)是下底面A。根據(jù)基準(zhǔn)新行原則，應(yīng)先 加工出各基準(zhǔn)面，以便后續(xù)工序有可定位基準(zhǔn)。 選擇非加工面 B 為 初基準(zhǔn)，加工平面 A。 1.該零件主要加工表面及技術(shù)要求分析如下： （見圖 2） （1）以平面A定位，找正平面C,銃D平面至圖紙要求 （2）以 D 平面和 60毛坯孔定位，銑缺口 30至圖紙要求 （ 3）劃 3M8 螺孔位置線，鉆攻螺孔至圖紙要求 （ 4）以平面 A.

9、D 及缺口 30 定位，車 60 孔至圖紙 要求 （ 5）安圖紙要求檢驗各部尺寸及形位公差 （ 6）清洗，加工表面涂防銹油，入庫 - 9 - 第二章 確定毛坯 . 繪制毛坯簡圖 2.1 ．選擇毛坯 1、 毛坯種類的確定。 常用毛坯種類有：鑄件、鍛件、焊件、沖壓件。各種型材和工程塑料 件等。在確定毛坯時，一般要綜合考慮以下幾個因素： （ 1） 據(jù)零件的材料及機(jī)械性能要求確定毛坯。例如，零件材 料為鑄鐵， 須用鑄造毛坯； 強(qiáng)度要求高而形狀不太復(fù)雜的鋼制品零件 一般采用鑄件。 （ 2） 依據(jù)零件的結(jié)構(gòu)形狀和外形尺寸確定毛坯，例如結(jié)構(gòu)比較 小 且簡單的零件采用鍛件比鑄件合

10、理； 結(jié)構(gòu)簡單的零件宜選用型材， 鑄件；大型軸類零件一般都采用鑄件。 （ 3） 依據(jù)生產(chǎn)類型確定毛坯。大批大量生產(chǎn)中，應(yīng)選用制造精 度與生產(chǎn)率都比較高的毛坯制造方法。例如模鍛、壓力鑄造等。單件 小批生產(chǎn)則采用設(shè)備簡單甚至用手工的毛坯制造方法， 例如手工木模 砂型鑄造。 （ 4） 定毛坯時既要考慮毛坯車間現(xiàn)有生產(chǎn)能力又要充分注意 采用新工藝、新技術(shù)、新材料的可能性。 2．毛坯的形狀及尺寸的確定： 毛坯的尺寸等于零件的尺寸加上（對于外型尺寸）或減去（對內(nèi) 腔尺寸）加工余量。毛坯的形狀盡可能與零件相適應(yīng)。在確定，毛坯 的形狀時，為了方便加工，有時還要考慮下列問題： （ 5）

11、了裝夾穩(wěn)定、加工方便，對于形狀不易裝夾穩(wěn)固或不易 加工的零件要考慮增加工藝搭子。 （ 6） 了提高機(jī)械加工的生產(chǎn)率，有些小零件可以作成一坯多 件。 （ 7） 些形狀比較特殊，單純加工比較困難的零件可以考慮將 兩個甚至數(shù)個合制成一個毛坯。 例如連桿與連桿蓋在一起模鍛， 待加 工到一定程度再切割分開。 在確定毛坯時， 要考慮經(jīng)濟(jì)性。 雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近， 可以減少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能 導(dǎo)致毛坯制造困難， 需要采用昂貴的毛坯制造設(shè)備， 增加毛坯的制造 成本。 因此， 毛坯的種類形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問 題但要保證零件的使用

12、性能。 在毛坯的種類形狀及尺寸確定后，必要時可據(jù)此繪出毛坯圖。 2.2 ．確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量 要確定毛坯的尺寸公差及其機(jī)械加工余量， 應(yīng)先確定如下各 項因素： 1 ． 公差等級 由零件的功能和技術(shù)要求，確定該零件的公差等級為普通 級。 2 ． 鑄件重量 3 ． 零件表面粗糙度 由零件圖可知， 該件各加工表面的粗糙精 度Ra均大于等于3.2 mmo 第三章設(shè)計零件的加工工藝規(guī)程 (一)零件結(jié)構(gòu) 支架是個異形零件，在加工過程中各道工序均有良好的定位基 面，但是，定位基面及加緊點與加工部位有一定距離，在加工時 可能工藝系統(tǒng)剛性較差的情況。因此必須從兩個反面

13、加以解決。 一是在制定工藝規(guī)程時，要適當(dāng)減小切削用量，避免產(chǎn)生過大的 切削力。其二是設(shè)計方面要采取相關(guān)措施 (1)加緊力適當(dāng)加大，并要求對稱。 (2)加緊點盡量靠近加工部位 (3)夾緊力方向應(yīng)垂直于主要定位面 (4)采取必要措施防止工件松動造成不安全 (5)因設(shè)計配重裝置 支架圖樣的視圖、尺寸、公差和技術(shù)要求齊全、正確；零件選用材料 為HT260,該材料稱為簡單硅鋁明，含 Si量10%~13%,相當(dāng)于共晶 成分，它的最大優(yōu)點是鑄造性能好，止匕外，密度小，抗蝕性、耐熱性、 焊接性也相當(dāng)好。 (二)基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合 理，

14、可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過 程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，使 1 .粗基準(zhǔn)的選擇 因為支架可歸為異形類零件，執(zhí)照“保證 不加工表面與加工表面相互精度原則”的粗基準(zhǔn)選擇原則 （即當(dāng)零件 有不加工表面時，應(yīng)以這些不加工表面作為粗基準(zhǔn)；若零件有若干個 不加工表面時則應(yīng)與這些加工表面要求相對精度較高的不加工表面 作為粗基準(zhǔn)），所以對于本零件可以先以支架 B做為粗基準(zhǔn)。 2 .精基準(zhǔn)的選擇。精基準(zhǔn)的選擇主要考慮基準(zhǔn)重合與統(tǒng)一基準(zhǔn)原 則。以中60mnfL為精基準(zhǔn) （三）確定工藝路線 方案一 1、木模手工造型 2、清砂，澆冒口 3、人工時

15、效 4、非加工表面涂紅色底氣 5、以不加工表面B定位，銃平面A至圖紙要求 6、以平面A定位，找正平面C,銃D平面至圖紙要求 7、以D平面①60毛坯孔定位，銃缺口 30至圖紙要求 8、以平面A/D及缺口 30定位，車①60孔至圖紙要求 9、劃3M8螺孔位置線，鉆、攻螺孔至圖紙要求 10、按圖紙要求檢驗各部尺寸及行為公差 11、清洗，加工表面涂防銹油，入庫 - 11 - 方案二 1、木模手工造型 2、清砂，澆冒口 3、人工時效 4、非加工表面涂紅色底氣 5、以平面A/D及缺口 30定位，車①60孔至圖紙要求 6、劃3M8螺孔位置線，鉆、攻螺孔至圖紙要求 7、以

16、不加工表面 B 定位，銑平面 A 至圖紙要求 8、以平面A定位，找正平面C,銃D平面至圖紙要求 9、、以D平面①60毛坯孔定位，銃缺口 30至圖紙要求 10、按圖紙要求檢驗各部尺寸及行為公差 11、清洗，加工表面涂防銹油，入庫 方案論證 方案一采取以不加工表面 A 做為初基準(zhǔn)，根據(jù)基準(zhǔn)先行的原則因先 加工出各基準(zhǔn)面。 方案二、 沒有以不加工表面作為初基準(zhǔn)違背了這個 原則所以還是以方案一做為加工工藝較好。 最終工藝路線 1、木模手工造型 2、清砂，澆冒口 3、人工時效 4、非加工表面涂紅色底氣 5、以不加工表面 B 定位，銑平面 A 至圖紙要求 6、以平面A定位，找

17、正平面C,銃D平面至圖紙要求 7、以D平面①60毛坯孔定位，銃缺口 30至圖紙要求 8、以平面A/D及缺口 30定位，車①60孔至圖紙要求 9、劃3M8螺孔位置線，鉆、攻螺孔至圖紙要求 10、按圖紙要求檢驗各部尺寸及行為公差 11、清洗，加工表面涂防銹油，入庫 （三）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定 根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件。并依其結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小和生產(chǎn)類 型，毛坯的鑄造方法選用金屬型。根據(jù)表 15-5鑄件尺寸公差等級為 CT6-8級，采用CT7級。 據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機(jī)械加工余 量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 車加工余量為： 工序5:

18、分一個工部 以不加工表面B定位，銃平面A至圖紙要求 工部：1 （1）選擇刀具 選擇硬質(zhì)合金面銃刀。 每齒進(jìn)給量為 0.2?0.4,齒數(shù)為 8,刀具耐用度為 60?90min, d=90mm,a=82mm □p=3mm,fz=1mm/s,ae=82mm（參考文獻(xiàn)【1】表14-69）,刀具耐用度為 每t=60?90min,根據(jù)文獻(xiàn)【1】，表14-67, 小 28.城7 v= 0.25 0.5 0.6 0.3 0.3 t ap fz ae z =37.51m/min 二dv 3.14 90 37.51 …, n = = = 636r / min 1000 1000

19、 由機(jī)床轉(zhuǎn)速數(shù)列，取n=600r/min l l1l2 __ _2_2 _ tm =一1一2 1i =0.5(D - . D2 -B2) (1~3) fm l2 =1 ~ 3mm 1i = 0.5(D- D2-B2) 2 = 0.5(90 - 902 -602 ) 2 = 32mm l2 =3mm - 19 - tm 60 32 3 0.3 600 =0.53min 工序6 分兩個工部 工部1以平面A定位戰(zhàn)平面C 工部2銃D平面至圖紙要求 選擇銃刀半徑為25mm,齒數(shù)Z=6 （見《工藝手冊》表3.1 — 27） fZ

20、= 0. 1 mm /Z d0=50mm, T =180min （《切削》表3.7和《切削》表3.8） VC查=2 0m / m i n《切削》表3.9） 1000Vc 查 二 d0 1000 20 二 50 =127.4(r/min)  按機(jī)床選取n機(jī)=160r/min 實際切削速度： Vcm - n機(jī)dn =--160 50 =25.12(m/min) 1000 1000 工作臺每分鐘進(jìn)給量： Vf =fzZna =0.15 6 160—144(mm/min) 銃床工作臺進(jìn)給量：Vf橫向=150mm/min 基本工時：t = 45-20 = 0.43(min)

21、 150 工序：在車床上 粗精鏈e60孔文獻(xiàn)【3】 粗鏈460孔：由文獻(xiàn)【3】表4.2 - 16 車床CA6140 進(jìn)給量 f= 0.28 mm/r 由文獻(xiàn)【3】表4.2 - 15 取n = 272 r/ min 由文獻(xiàn)【3】表6.2 - 5 Tj= l__11——l— l = 76mm f *n l1 D 30 =—ctgkr 2 = — ctg30 2 = 28mm 2 2 Tj = l l1 l2 f *n =4mm =76 28 4 =1.42min 0.28 272 精鏈60:由表6.2-1 _l l1 l2 j f n ap 「忒+①3

22、) 主偏角為 90 時，11 =2— 3mm .二取 l1=3mm 12=3 - 5 mm 取 12=4mm 由文獻(xiàn)【3】表4.2-21 取f=0.27mm/r 文獻(xiàn)【3】表4.2-20 選立式鏈床n=400r/min j=L^上 f ,n 76 3 4 =0.77min 0.27 400 倒角： T=0.1min 工序7 以D平面①60毛坯孔定位，銃缺口 30至圖紙要求 采用X53K銃床 機(jī)床：X53T 刀具：圓柱銃刀 刀具材料：YG6 表2 - 1 刀具數(shù)據(jù) 圓柱銃刀 D L d 齒數(shù) 粗齒 細(xì)齒 50 50 2

23、2 8 查表得 af =0.14-0.24 根據(jù)機(jī)床選取 af =0.2mm/z 0,37. - 508d0 kv V= ————— 0.42 0.13 0.19 0.23 0.14 0.58 T ae af ap z 60 p d0=50, kv=1,T=10.8 103s=180(min), ae=1 2160.14 =9.04(m/min) ap =46,Z=8, af =0.2 Vs = 8.86 1.05 0.74 2.41 1.34 10.75 1000vs 二d0 =57.58(r/min) 由表3.3 —7

24、4查得主軸轉(zhuǎn)速 nw =60(r/min) 實際加工速度 一二dwnw 3.14 50 60 , V= = =9.42(r/min) 1000 1000 工作臺進(jìn)給量 fm = fzZnw =0.2 8 60 =96(mm/min) 根據(jù)機(jī)床選取 fm =95(mm/min) 加工工時 , l li I2 90 3 2 , kF-F^=1(min) 機(jī)動工時 tm 2tmi =2(min) 工序：9 鉆孔、攻絲3XM8 鉆孔計算 機(jī)床：Z512B鉆床 刀具材料：YG8 查表得到擴(kuò)刀進(jìn)給量f=1.2-2.0 取f=1.22(mm/r) 0.3 109do

25、600.55T 0.45 0.5 kv d0 =6.7, T=2700(s)=45(min),f=1.22, kv =0.74 254 一一.... vs= 254 0.74=3.24(m/min) 9.51 5.55 15 1000vs 二dw =60.76(r/min) 取 nw =68(r/min) 實際切削速度 VJdwnw J >6.7m68 1000 1000 =3.42(m/min) 切削工時  tmi 二 fn l 11 l2 nwf 84 68 1.22 =1.01(min) 機(jī)動工時 tm=21=2.02(m

26、in) 攻絲M8計算 機(jī)床：Z512B鉆床 刀具材料：YG8 查表得到擴(kuò)刀進(jìn)給量f=1.2-2.0 取 f=1.22(mm/r) 0.3 109d0 600.55T 0.45 0.5 kv d0 =16, T=2700(s)=45(min),f=1.22, kv =0.74 254 vs = 0.74 =3.24(m/min) 9.51 5.55 1.1 1000ys 二dw =60.76(r/min) 取 nw =68(r/min) 實際切削速度 二d n :: : 8 68 V=a^nw =8 68 =3.68(m/min) 1000 1000

27、 切削工時 =1 口 刊2 = 84 nwf 68 1.22 =1.01(min) 機(jī)動工時 tm=2.02(min) 第四章夾具設(shè)計 支架車加工工序的夾具方案 （一）定位方案 1.本工序以平面 A/D及缺口 30+0.072+0.020,車①60mml至圖 紙要求 2 .以D平面點位，限制了 X移動和Z的轉(zhuǎn)動 3 .缺口 30定位，限制了 Y的移動 4 .以A平面定位，限制了 Z的移動XY的轉(zhuǎn)動 （二）夾緊方案 1、該夾具采用螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)夾緊工件，壓板的夾緊點為工件的 不加工平面B （三）夾具設(shè)計及操作的簡要說明 如前所述，在設(shè)計夾具時，應(yīng)該注意提

28、高勞動生產(chǎn)率。夾具體上鉆套 采用快換形式提高了加工生產(chǎn)效率。 同時，在定位和夾緊方面是采用 的壓塊壓緊然后用螺栓固定，操作方便簡單有利于提高工作效率。 總結(jié) 通過本次的畢業(yè)設(shè)計， 使我能夠?qū)镜闹R做進(jìn)一步的了解與學(xué)習(xí)， 對 資料的查詢與合理的應(yīng)用做了更深入的了解， 本次進(jìn)行工件的工藝路線分析、 工 藝卡的制定、 工藝過程的分析、 夾具的設(shè)計與分析， 對我們在大學(xué)期間所學(xué)的課 程進(jìn)行了實際的應(yīng)用與綜合的學(xué)習(xí)。 在這次設(shè)計中，對我來說有所收獲也存在著不足之處。 收獲： （ 1）能把以前所學(xué)的各種知識，綜合的運用的這次設(shè)計中，鞏固了以前所 學(xué)的知識。 （ 2）學(xué)會了參閱各種

29、資料及查各種余量、切削用量等手冊。 （ 3）學(xué)會了，分析問題，解決問題的能力。 不足之處： （ 1）有些步驟，問題解決的方法不是很好，需在以后的學(xué)習(xí)、實踐中進(jìn)一 步改進(jìn)。 （ 2） 有些工藝路線制定的不是太好， 而且余量、 切削用量設(shè)計不是很精確， 需在以后的實踐中積累經(jīng)驗，進(jìn)一步改進(jìn)。 綜上所述：這次的課程 設(shè)計對我以后的工作起了很大的幫助，我認(rèn)識到， 無論是工作還是學(xué)習(xí)都必須做到認(rèn)真、謹(jǐn)慎，時時處處細(xì)心。 參考文獻(xiàn) 【 1】成大先 . 機(jī)械設(shè)計手冊（第五版） [M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版 社， 2007 【 2】 《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》 組編． 金屬機(jī)械加工工

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