開關座板夾具設計

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1、目錄 1夾具設計簡介……………………………………………………………………1 1.1機床夾具的功能………………………………………………………………1 1.2已知工件………………………………………………………………………1 2夾具的結構設計…………………………………………………………………2 2.1設計機床夾具前的準備工作…………………………………………………2 明確工件的生產要求……………………………………………………2 充分理解工件的零件圖和工序圖………………………………………2 2.2確定機床夾具的結構方案……………………………………………………3 選擇定位原件………………

2、……………………………………………3 選擇夾緊機構……………………………………………………………4 機床夾具的總體形式……………………………………………………4 2.3繪制夾具裝配圖………………………………………………………………5 2.4繪制夾具零件圖………………………………………………………………6 3夾具精度的驗算…………………………………………………………………6 定位誤差…………………………………………………………………6 產生定位誤差的原因……………………………………………………6 4課設說明…………………………………………………………………………7 4.1設計方

3、案的論證………………………………………………………………7 4.2設計方法手段與結果…………………………………………………………7 4.3形成的論點……………………………………………………………………7 4.4儀器設備………………………………………………………………………7 4.5結論……………………………………………………………………………10 5致謝與感想………………………………………………………………………11 5.1致謝……………………………………………………………………………11 5.2感想……………………………………………………………………………11 6參考文獻……

4、……………………………………………………………………12 6.1參考圖書………………………………………………………………………12 1夾具設計簡介 1.1零件在工藝規(guī)程 規(guī)程制定之后，就要按工藝規(guī)程順序進行加工，加工中除了需要機床，刀具，量具外，成批生產是還要用機床夾具。它們是機床和工件之間的聯(lián)系裝置，使工件相對于機床或刀具獲得正確的位置。機床夾具的好壞將直接影響工件加工表面的位置精度，所以機床夾具設計是裝備設計中一項重要的工作，是加工過程中最活躍的因素之一。 1.2機床夾具的功能 保證加工精度，工件通過機床夾具進行安裝，包含了兩層含義：一是工件通過夾具上的定位元件獲得正確的位置，

5、稱為定位;二是通過家駿技工是工件的既定位置在加工過程中保持不變，稱為夾緊、這樣，就可以保證工件加工表面的位置精度，且精度穩(wěn)定。 提高生產率，使用夾具來安裝工件，可以減少劃線，找正，對刀等輔助時間，采用多件，多工位夾具，以及氣動，液壓動力基金裝置，可以進一步減少輔助時間，提高生產率。 擴大加床的使用范圍，有些機床夾具是指上是對機床進行了部分改造，擴大了原機床的功能和使用范圍。如在車床床鞍上暗訪鏜模夾具，就可以進行箱體零件的孔系加工。 減輕工人的勞動強度，保證生產安全。 1.3機床夾具應滿足的要求。 保證加工精度，這是必須做到的最基本要求，其關鍵是正確的定位，夾緊和導向方案，夾具制造的技

6、術要求，定位誤差的分析和驗算。 夾具的總體方案應與年生產綱領相適應，在大批量生產時，盡量采用快速，高效的定位，夾緊機構和動力裝置，提高自動化程度，符合生產節(jié)拍要求，在中，小批量生產時，夾具應有一定的可調性，一適應多品種工件的加工。 安全，方便，減輕勞動強度，機床夾具要有工作安全性考慮，必要時加保護裝置、要符合工人的操作位置和習慣，要有合適的工件裝卸位置和空間，時工人操作方便、大批量生產和加工笨重時，更需要減輕工人的勞動強度、 排屑順暢，機床夾具中積累切屑會影響到工件的定位精度，切屑的熱量時工件和夾具產生熱變形，影響加工精度，清理切屑將增加輔助時間，降低生產率。因此夾具設計中要給予排屑問題

7、充分的重視。 機床夾具應有良好的強度，剛度和結構工藝性，加床夾具設計時，要方便制造，檢查測，調整和裝配，有利于提高夾具的制造精度。 1.4設計已知條件 圖1.1 開關座板工件簡圖 本次課設是要為此圖中的開關座板設計一個銑13×46的槽的夾具，最終實現(xiàn)將工件定位，更加精確和方便的完成鉆孔工作。 2夾具的結構設計 2.1設計機床夾具前的準備工作 明確工件的生產要求 工件的年生產量是確定機床夾具總體方案的重要依據(jù)之一。如工件的年生產量很大，可采用多工件加工、機動夾緊或自動化程度較高的設計方案，采用此方案時，機床夾具的結構較復雜，制造成本較高；如工件的年生產量不大，可采用單件加工

8、，手動夾緊的設計方案，以減小機床夾具的結構復雜程度及夾具的制作成本。 充分理解工件的零件圖和工序圖 零件圖標出了工件的尺寸、形狀和位置、表面粗糙度等總體要求，他決定了工件在機床夾具中的放置方法，是設計機床夾具總體結構的依據(jù)。工序圖給出了零件本工序的工序基準、以加工表面、以及本工序的定位、夾緊原理方案。工件的工序基準、已加工表面、決定了機床夾具的定位方案，如選用平面定位、孔定位以及外圓面定位等；定位方案的選擇依據(jù)六點定位原理和采用的機床加工方法，定位方案不一定要頂六個自由度，但是要完全定位。工件的代待加工表面是選擇機床，刀具的依據(jù)。確定夾緊機構要依據(jù)零件的外形尺寸，選擇合適的定位點，確保夾緊

9、力安全、可靠同時夾緊機構不能與刀具的運動軌跡相沖突。 2.2確定機床夾具的結構方案 選擇定位原件 根據(jù)工序圖給出的定位原理方案，按有關標準正確選擇定位元件或定位元件的組合。在機床夾具的使用過程中，工件的批量越大，定位元件的磨損越快，選用標準定位元件增加了夾具零件的互換性，方便機床夾具的維修和維護。 此次，根據(jù)工件的要求，所選擇的支撐釘： D為12，如下圖： 圖2_2 D=12支撐釘 選用支撐板及螺釘:H=10,L=60,B=16的支撐板較為適合.螺釘與其配套,可選用M10的螺釘。(參看表表2_1 螺母標準) 圖2_3 支撐板及螺釘 選擇夾緊機構 （1） 夾緊力的方向：

10、 夾緊力的要有利于工件的定位，并注意工件的剛性方向，不能是工件有脫離定位表面的趨勢，防止工件在夾緊力的作用下產生變形。 （2） 夾緊力的作用點： 夾緊力的作用點應該選擇在定位元件支撐點的作用范圍內，以及工件剛度高的位置。確保工件的定位準確、不變形。 （3） 選擇夾緊機構： 在確定夾緊力的方向、作用點的同時，要確定相應的夾緊機構。確定夾緊機構要注意以下幾方面的問題： ① 安全性 夾緊機構應具備足夠的強度和加緊力，以防止意外傷及夾具操作人員。 ② 手動夾緊機構的操作力不應過大，以減輕操作人員的勞動強度。 ③ 夾緊機構的行程不宜過長，以提高夾

11、具的工作效率。 ④ 手動夾緊機構應操作靈活、方便。 （4） 夾緊力的大?。? 夾緊力的大小一般按靜力平衡條件計算，計算出夾緊力為理論夾緊力。為保證工件裝夾安全可靠，實際夾緊力應等于理論夾緊力乘以系數(shù)K，一般K=1.5~2.5。各種典型夾緊機構的計算方法可參閱《機床夾具手冊》。 機床夾具的總體形式： 機床夾具的總體形式一般應根據(jù)工件的形狀、大小、加工內容及選用機床等因素來確定。 （1） 選擇導向裝置： 導向裝置是夾具保證加工精度的重要裝置，如鉆孔導向套、鏜套、對刀裝置、對定裝置等，這些裝置均已標準化，可按標準選擇。 （2） 確定聯(lián)接體： 聯(lián)接體是將裝置與

12、夾具體聯(lián)接的工件，設計時主要考慮聯(lián)接體的剛性，合理布置聯(lián)接體的位置，給定位元件、加緊機構留出空間。 （3） 確定夾具體： 夾具體一般是設計成平板式（有些夾具體鑄造成特殊形狀），保證具有足夠的剛性。它用來固定定位元件、加緊機構和聯(lián)接體，并于機床可靠聯(lián)接。 2.3繪制夾具裝配圖 （1）裝配圖應按照國家標準盡可能1：1地繪制，三視圖要完整清晰的表示出夾具的主要結構及夾具的工作原理。 （2）視工件為透明體，用雙點畫線畫出主要部分（如輪廓，定位面‘夾緊面和加工表面）。畫出定位元件、夾緊機構、導向裝置的位置 （3）按照夾緊狀態(tài)畫出夾緊元件和夾緊機構。 （4）畫出夾具體及其他聯(lián)接用的元件

13、（聯(lián)接體、螺釘?shù)龋瑢A具各組成元件聯(lián)成一體。 （5）標注必要的尺寸、配合、公差等 ①夾具的外形尺寸，所設計夾具的最大長、寬、高尺寸。 ②夾具與機床的聯(lián)系尺寸，即夾具在機床上的定位、國定尺寸。如車床夾具的莫氏硬度、銑床夾具的對定裝置等。 ③夾具與刀具的聯(lián)系尺寸，如用對刀塊對刀時塞尺的尺寸、對刀塊表面到定位表面的尺寸即公差。 ④夾具中所有有配合關系的元件間應標注尺寸和配合種類。 ⑤各定位元件之間，定位元件與導向元件之間，各導向元件之間應標注裝配后的位置尺寸和形位公差。 （6）標注技術條件。 ①定位元件的定位面間相互位置精度。 ②定位元件的定位表面與夾具安裝基面的位置精度。

14、 ③定位表面與導向元件間的位置精度。 ④導向元件工作面間的位置精度。 （7）對零件編號，填寫標題欄和零件明細表。 每一個零件都必須有自己的編號，此編號是唯一的。在工廠的生產活動中，生產部件按零件編號生產、查找工作。 完整填寫標題欄，如裝配圖號、名稱、單位、設計者、比例等。 完整填寫明細表，一般來說，加工工件填寫在明細表的下方，標準件、裝配件填寫在明細表的上方。注意，不能遺漏加工工件和標準件、配套件。 2.4繪制夾具零件圖： 對裝配圖中需加工的零件圖均應繪制零件圖，零件圖應按制圖標準繪制。視圖盡可能與裝配圖上的位置一致。 （1） 零件圖盡可能按

15、1：1繪制。 （2） 零件圖上的尺寸公差、形位公差、技術要求應根據(jù)裝配圖上的配合種類、位置精度、技術要求而定。 （3）零件的其他尺寸，如尺寸、形狀、位置、表面粗糙度等應標注完整 3夾具精度的驗算 3.1定位誤差的分析與計算 定位誤差 （1）工件的加工誤差，是指工件加工后在尺寸，形狀和位置三個方面偏離理想工件的大小，它是由三部分因素產生的； （2）夾具帶著工件安裝在機床上，相對機床主軸（或刀具）或運動導軌的位置誤差，也稱對定誤差。 （3）加工過程中誤差，如機床幾何精度，工藝系統(tǒng)的受力，受熱變形，切削振動等原因引起的誤差。 其中定位誤差是指工序基準在加工方向上的最大位置變動量所引

16、起愛的加工誤差。 產生定位誤差的原因 （1）平面定位情形，夾具定位基準與工序基準不重合，兩基準之間的位置誤差會反應到被加工表面的位置上去，所產生的定位誤差稱之為基準轉換誤差。 （2）定位基準面與定位元件表面的形狀誤差。 （3）導向元件，對刀元件與定位元件間的位置誤差。 （4）夾緊力使工件或夾具產生變形，產生位置誤差。 （5）夾具在機床上的安裝誤差。 （6）定位元件與定位元件間的位置誤差。 4課設說明 4.1設計方案論證 開關座板工件如圖所示(參看圖1.1開關座板工件簡圖)，該零件的主要工作表面為平面，配合卡緊與固定的表面主要為側面、上下面。由于加工開關座板需要在高起的平面上

17、工作，因此要有足夠的空間和承受力的強度。 4.2設計方法手段與結果 （1）首先對工件的加工要進行分析，已知工件為階梯狀，在高的端面上銑13×46槽，根據(jù)工件的形狀和加工要求，我認為采用立式銑床比較合理。 （2）然后，根據(jù)六點定位原理，選用支撐釘來支撐矮端面和高端面的側面，這樣配合使用來完成限制了三個自由度，加上移動壓板和支撐板，這樣就共限制了六個自由度，正好滿足六點定位原理，由于限制了六方自由度，所以只需要將工件夾緊就可以進行加工了，在垂直方向上進行夾緊，可以利用移動壓板，進行夾緊，因為移動壓板簡單使用，而且不影響加工過程，所以最總選擇移動壓板進行夾緊。 （3）最后，對整個夾緊方案分析

18、得出，定位約合六點定位原理，夾緊工件穩(wěn)定，所以此夾具設計可行。這樣就可使工件穩(wěn)固的夾緊在機床上，能更加方便，準確的進行銑槽加工。 4.3形成的論點 該零件的主要工作表面為平面，配合卡緊與固定的表面主要為側面、上下面。由于加工開關座板需要在高起的平面上工作，因此要有足夠的空間和承受力的強度。我采用了兩個支撐板和三個支撐釘進行定位，采用了一個移動壓板進行夾緊，最終完成了工件的定位與夾緊。 4.4儀器設備 （1）移動壓板 1個 材料：45鋼 (標準如下表) （2）支撐板 2個 材料：20鋼或45鋼 （3）支撐釘 3個

19、 材料：45鋼 (標準如下表) （4）雙頭螺柱 1個 材料：鋼件 （6）六角螺母 1個 材料：鋼件 (標準如下表) （7）開口墊圈 1個 材料：45鋼 ： 表2_1 螺母標準 螺紋規(guī)格D M3 M4 M5 M6 M8 M10 M12 (M14) M16 (M18) M20 (M22) M24 (M27) M30 M36 da max 3 5 6 7 9 11 13 15 17 20 22 24 26 29 32 39 dw min 5 6

20、 7 9 12 15 17 20 23 25 28 31 32 38 43 51 e min 6 8 9 11 14 18 20 23 27 30 33 37 40 45 51 61 s max 6 7 8 10 13 16 18 21 24 27 30 34 36 41 46 55 c max 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 m(max) 六角螺母 2 3 5 5 7 8 11 13 15 16 18

21、 19 22 24 26 31 薄螺母 2 2 3 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 15 18 技術要求 材料 機械性能等級 螺紋公差 表面處理 公差產品等級 鋼 6H 不經(jīng)處理或鍍鋅鈍化 D大于M16用B，小于等于用A 移動壓板的選擇參考表格(表2_2移動壓板標準) 表2_2移動壓板標準 公稱直徑（螺紋直徑） L B H l l1 b b1 d h h1 K m A型 B型 C型 6 40 　 40 18 6 17 9 6.6 7 M6 2.5

22、1 5 4 45 　 20 8 19 11 6 50 22 12 22 14 8 8 45 　 　 20 8 18 8 9 9 M8 3 6 4 50 22 10 22 12 6 60 60 25 14 27 17 10 10 　 　 10 14 11 10 M10 4 1.5 8 6 70 28 12 30 17 8 80 30 16 36 23 12 12 70 　 　 32 14 30 15 14 12 M12 5 10 6 8

23、0 16 35 20 10 100 36 18 45 30 15 120 22 55 43 25 16 80 　 　 18 35 15 18 16 M16 6 2 12 6 100 40 22 44 24 12 120 45 25 54 36 18 160 30 74 54 35 20 100 　 　 22 42 18 22 20 M20 7 15 10 120 50 25 52 30 15 160 30 72 48 25 200 55 35 92

24、 68 40 N D L B H A A1 A2 b l d d1 d2 h h1 r 基本尺寸 極限偏差H7 9 5～10 32 16 10 20 5 7 2 6 4 0 5 9 4 5 1 14 ＞10～15 38 20 12 26 6 9 4 7 6 10 5 7 1 18 ＞15～20 46 25 16 32 9 12 6 8 5 7 12 6 9 24 ＞20～25 55 20 40 8 11 32 ＞25～35 70 32 2

25、5 50 12 15 12 10 6 9 15 8 14 2 42 ＞35～45 85 40 32 64 16 19 16 12 8 0 11 18 10 18 55 ＞45～60 ## 35 76 20 22 70 ＞60～80 ## 50 42 96 20 25 30 15 10 11 22 12 25 3 85 ＞80～100 ## 50 ## 40 30 4.5結論 利用兩個支撐板可以限制工件的三個自由度，加上三個支撐釘限制工件的三個自由度，這樣剛好可以限制六個自由度，

26、符合六點定位的原理。再對工件進行夾緊設計，應用一個移動壓板在垂直于軸線方向上進行夾緊，這樣就可使工件穩(wěn)固的夾緊在機床上，能更加方便，準確的進行銑槽加工。 5致謝與感想 5.1致謝 在這里，我要特別提出致謝：對我的指導教師的辛勤指導致以最誠意的謝意，對其他老師的幫助和各位任課老師的諄諄教導致以最深的謝意，同時，也要對我的設計提出寶貴建議的同學致以謝意。 5.2感想 本次課程設計即將進入尾聲了，通過這段時間的設計，使我綜合的運用了幾年所學的專業(yè)知識，在指導教師的教導下，使我完成了本次的課程設計。對我來說，可謂受益匪淺，對我以后的學習，甚至是工作生涯打下良好的基礎。 本次課程設計我的題目

27、是設計銑槽卡具，由于我的專業(yè)基礎比較差，以前涉及的很少，對于設計中涉及的定位和夾緊，基準等相關問題我都不是很理解，所以這次畢業(yè)設計對我有很大的難度，因此在這次設計的過程中，遇到很多的困難，對有些知識沒完全理解，其中定位設計部分遇到的困難，我的就會不厭其煩的為解答，耐心的指導，使我度過一道道難關，如果沒有他們的熱心指導，我也不可能順利完成本次畢業(yè)設計，非常感謝指導老師。 6參考文獻 6.1參考圖書 [1] 馮辛安主編. 機械制造裝備設計. 機械工業(yè)出版社, 2007，2版 引用部分起止頁：270～315頁。 [2] 吳宗澤主編. 機械設計課程設計手冊. 高等教育出版社, 1999 引用部分起止頁：37～50頁。 [3] 張海華主編. 機械制造裝備設計指導書. 機械工程系, 2007 引用部分起止頁：44～46頁。