偏擺撥盤銑床夾具設(shè)計(jì)說明書

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目錄1 緒論 .11.1 歷史發(fā)展階段 11.2 設(shè)計(jì)面臨的問題 .22 偏擺撥桿加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 32.1 零件的分析 32.1.1 零件的作用 .32.1.2 零件的工藝分析 .42.2 偏擺撥桿加工的主要問題和工藝過程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 42.2.1 確定毛坯的制造形式 .42.2.2 基面的選擇 .42.2.3 確定工藝路線 .5第 3 章 專用夾具設(shè)計(jì) 73.1 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的基本要求和一般步驟 .93.2 銑 16mm 兩側(cè)平面夾具設(shè)計(jì) 93.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 .93.2.2 定位元件的設(shè)計(jì) .103.2.3 定位誤差分析 .103.2.4 銑削力與夾緊力計(jì)算 .113.2.5 夾具設(shè)計(jì)及操作簡要說明 .123.3 小結(jié) 124 總結(jié) 14參考文獻(xiàn) 1511 緒論機(jī)械加工過程當(dāng)中的機(jī)械加工的工藝編制以及專用夾具的設(shè)計(jì)是在學(xué)完了大學(xué)期間的所有的課程以后，而進(jìn)行的一次理論和實(shí)際相聯(lián)系在一起的設(shè)計(jì)；綜合的運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，提高了我們對(duì)所學(xué)的機(jī)械類專業(yè)的知識(shí)以及技能，也為以后自己從事的這類技術(shù)的工作打下比較強(qiáng)的基礎(chǔ)。產(chǎn)品的加工工藝設(shè)計(jì)是體現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，以及確保證產(chǎn)品的質(zhì)量和能源的節(jié)約與減少生產(chǎn)成本比較重要的方法，是企業(yè)單位進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)的準(zhǔn)備，計(jì)劃的調(diào)度、加工的操作、生產(chǎn)的安全以及技術(shù)的檢測與健全的勞動(dòng)組織的比較重要的根據(jù)，也是生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)新品種、提高質(zhì)量、提高生產(chǎn)水平，對(duì)零件的新老更換與調(diào)高經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)都有了保障。專用夾具也是加工系統(tǒng)中非常主要的構(gòu)成部分，不管是傳統(tǒng)還是現(xiàn)代的制造系統(tǒng)的加工，專用工裝都是非常主要的。所以，比較好的專用工裝可以提高工人加工的產(chǎn)量的校率，對(duì)提高工件加工的精度降低，工件加工的成本等都有了保障，也可以擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，就能讓零件在滿足加工精度的條件下，提高效率以及降低生產(chǎn)的成本?，F(xiàn)在的社會(huì)市場的競爭非常的激烈以及企業(yè)信息化的要求,廠家對(duì)專用工裝的設(shè)計(jì)與加工要求都比較的高。1.1 歷史發(fā)展階段夾具的使用從出現(xiàn)到至今，大概能夠分成幾個(gè)階段：首先主要體現(xiàn)在夾具和人的相結(jié)合上面，這時(shí)段的夾具主要作為人的輔助的工具來使用，是機(jī)械加工過程加速的完善；其次，夾具成為了人以及加工機(jī)床之間的橋梁，夾具的機(jī)能所發(fā)生的變化，其主要用來加工工件的定位以及夾緊。人們?cè)絹碓侥軌蝮w會(huì)到，夾具和操作人員的改進(jìn)工作以及及加工機(jī)床的性能的增高都有著比較密切的關(guān)系，因此對(duì)專用夾具引起了足夠的重視；現(xiàn)階段夾具表現(xiàn)在夾具以及機(jī)床相結(jié)合，夾具當(dāng)作加工機(jī)床的一個(gè)部分，成為了機(jī)械加工當(dāng)中不能夠減少的工藝的裝備。1.2 設(shè)計(jì)面臨的問題在本次給定的偏擺撥桿，零件的設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，就要求對(duì)偏擺撥桿工件的機(jī)械加工工藝過程和專用銑床夾具進(jìn)行了設(shè)計(jì)，在考慮工件的加工工藝路線時(shí)，有可能也會(huì)編2制工藝方案不是比較的合適，而且有時(shí)也出現(xiàn)了不能確保加工零件當(dāng)中所能達(dá)到要求的精度。在編制專用夾具設(shè)計(jì)時(shí)，也可能因?yàn)槎ㄎ坏幕鶞?zhǔn)不太合理的選取，導(dǎo)致過定位或者欠定位所造成待加工的工件的精度不能達(dá)到要求。在確定夾緊零件時(shí)因?yàn)檫x用的零件的大或者小及尺寸等的不太合適，而不能達(dá)到夾緊的需要，或許也能因?yàn)閵A緊力的作用點(diǎn)或者作用的面的位置不夠合適而使要加工的零件發(fā)生翻轉(zhuǎn)。因此在設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中應(yīng)該編制好幾套設(shè)計(jì)的方法，相比較以后選擇最合理的方案，而且也要多多求教指導(dǎo)的老師以及校友們，并且多多的研究和設(shè)計(jì)有關(guān)的文獻(xiàn)資料來盡自己最大的可能完成這次的設(shè)計(jì)。32 偏擺撥桿加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用老師所規(guī)定的我的課題是，偏擺撥桿零件的銑面工序的專用夾具的設(shè)計(jì)，偏擺撥桿是機(jī)器比較主要的的步件，偏擺撥桿的主要起到防止偏擺，保持對(duì)稱度，偏擺撥桿承受著容易變動(dòng)的沖擊的載荷，故偏擺撥桿的強(qiáng)度就要求非常的高；因此在平常的生活工作當(dāng)中，使用得比較廣泛，也因此起到了比較重要的作用。42.1.2 零件的工藝分析零件的材料為 HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，減震性能良好。偏擺撥桿需要加工表面以及加工表面的位置要求?，F(xiàn)分析如下：（1）主要加工面：1）銑 32 孔兩端平面2）鉆鉸 32 孔3）銑 16mm 兩側(cè)面4）銑6mm 兩槽面.5）鉆鉸 21 孔（2）主要基準(zhǔn)面：以 21 外圓面為基準(zhǔn)的加工表面這一組加工表面包括：偏擺撥桿銑 32 孔兩端平面、偏擺撥桿銑 16mm 兩側(cè)面2.2 偏擺撥桿加工的主要問題和工藝過程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施2.2.1 確定毛坯的制造形式零件的材料 HT200。中批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不小，鑄造表面質(zhì)量的要求高，故可采用鑄造質(zhì)量穩(wěn)定的，適合中批生產(chǎn)的金屬模鑄造。便于鑄造和加工工藝過程，而且還可以提高生產(chǎn)率。2.2.2 基面的選擇（1）粗基準(zhǔn)的選擇 對(duì)于本零件而言，按照互為基準(zhǔn)的選擇原則，選擇本零件的 21端表面作為加工的粗基準(zhǔn)，可用裝夾對(duì)肩臺(tái)進(jìn)行加緊，利用端面定位塊支承和底面作為主要定位基準(zhǔn)，以限制 z、z 、y、y、五個(gè)自由度。再以一面定位消除 x、向自由度，達(dá)到定位,目的。（2）精基準(zhǔn)的選擇 主要考慮到基準(zhǔn)重合的問題，和便于裝夾，采用已加工結(jié)束的21 孔及端平面作為精基準(zhǔn)。52.2.3 確定工藝路線工藝路線方案一工號(hào)工 名序 稱工 序 內(nèi) 容1 鑄造 鑄造成型2 時(shí)效 人工時(shí)效消除內(nèi)應(yīng)力，使鑄件內(nèi)部組織均勻3 鉆 鉆鉸 32 孔4 鉆 鉆鉸 21 孔5 銑 銑 18mm 槽6 銑 銑 32 孔兩端平面7 銑 銑 21 孔兩端平面9 銑 銑6mm 兩槽面9 銑 銑 16 兩側(cè)面10 鉗工 去除交口銳邊毛剌11 終檢 油封入庫工藝路線方案二工號(hào)工 名序 稱工 序 內(nèi) 容1 鑄造 鑄造成型2 時(shí)效 人工時(shí)效消除內(nèi)應(yīng)力，使鑄件內(nèi)部組織均勻3 銑 銑 32 孔兩端平面4 銑 銑 21 孔兩端平面5 銑 銑 18mm 槽6 鉆 鉆鉸 32 孔7 鉆 鉆鉸 21 孔9 銑 銑6mm 兩槽面9 銑 銑 16 兩側(cè)面610 鉗工 去除交口銳邊毛剌11 終檢 油封入庫工藝路線的比較與分析：第二條工藝路線不同于第一條是將銑平面工序放到前面。加工完兩端平面后以平面這基準(zhǔn)加工其它各孔,其它的先后順序均沒變化。通過分析發(fā)現(xiàn)這樣的變動(dòng)提高了生產(chǎn)效率。而且對(duì)于零的尺寸精度和位置精度都有太大程度的幫助。采用互為基準(zhǔn)的原則，先加工兩端平面，然后以兩端平面為精基準(zhǔn)再加工兩平面上的各孔，這樣便保證了，兩端平面的平行度要求同時(shí)為加兩平面上各孔保證了垂直度要求。符合先加工面再鉆孔的原則。若選第一條工藝路線， 加工時(shí)不便于裝夾，并且毛坯的端面與軸的軸線是否垂直決定了鉆出來的孔的軸線與軸的軸線是非平行這個(gè)問題。所以發(fā)現(xiàn)第一條工藝路線并不可行。如果選取第二條工藝方案，先平面后加工孔，然后以這些已加工的孔為精基準(zhǔn)，加工其它各孔便能保證 22 的形位公差要求從提高效率和保證精度這兩個(gè)前提下，發(fā)現(xiàn)第二個(gè)方案比較合理。所以我決定以第二個(gè)方案進(jìn)行生產(chǎn)。第 3 章 專用夾具設(shè)計(jì)3.1 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的基本要求和一般步驟3.1.1 對(duì)專用夾具的基本要求1.保證工件的加工精度專用夾具應(yīng)有合理的定位方案，標(biāo)注合適的尺寸、公差和技術(shù)要求，并進(jìn)行必要的精度分析，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。2.提高生產(chǎn)效率應(yīng)根據(jù)工件生產(chǎn)批量的大小設(shè)計(jì)不同復(fù)雜程度的高效夾具，以縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。3.工藝性好專用夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單、合理，便于加工、裝配、檢驗(yàn)和維修。專用夾具的制造屬于單件生產(chǎn)。當(dāng)最終精度由調(diào)整或修配保證時(shí)，夾具上應(yīng)設(shè)置調(diào)整或修配結(jié)構(gòu)，如設(shè)置適當(dāng)?shù)恼{(diào)整間隙，采用可修磨的墊片等。74.使用性好專用夾具的操作應(yīng)簡便、省力、安全可靠，排屑應(yīng)方便，必要時(shí)可設(shè)置排屑結(jié)構(gòu)。5.經(jīng)濟(jì)性好除考慮專用夾具本身結(jié)構(gòu)簡單、標(biāo)準(zhǔn)化程度高、成本低廉外。還應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)對(duì)夾具方案進(jìn)行必要的經(jīng)濟(jì)分析，以提高夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)效益。3.1.2、專用夾具設(shè)計(jì)步驟1.明確設(shè)計(jì)任務(wù)與收集設(shè)計(jì)資料夾具設(shè)計(jì)的第一步是在已知生產(chǎn)綱領(lǐng)的前提下，研究被加工零件的零件圖、工序圖、工藝規(guī)程和設(shè)計(jì)任務(wù)書，對(duì)工件進(jìn)行工藝分析。其內(nèi)容主要是了解工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、材料；確定本工序的加工表面、加工要求、加工余量、定位基準(zhǔn)和夾緊表面及所用的機(jī)床、刀具、量具等。其次是根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)收集有關(guān)資料，如機(jī)床的技術(shù)參數(shù)，夾具零部件的國家標(biāo)準(zhǔn)、部頒標(biāo)準(zhǔn)和廠訂標(biāo)準(zhǔn)，各類夾具圖冊(cè)、夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)等，還可收集一些同類夾具的設(shè)計(jì)圖樣，并了解該廠的工裝制造水平，以供參考。2.擬訂夾具結(jié)構(gòu)方案與繪制夾具草圖1） 確定工件的定位方案，設(shè)計(jì)定位裝置。2） 確定工件的夾緊方案，設(shè)計(jì)夾緊裝置。3） 確定對(duì)刀或?qū)蚍桨?，設(shè)計(jì)對(duì)刀或?qū)蜓b置。4） 確定夾具與機(jī)床的連接方式，設(shè)計(jì)連接元件及安裝基面。5） 確定和設(shè)計(jì)其它裝置及元件的結(jié)構(gòu)形式。如分度裝置、預(yù)定位裝置 及吊裝元件等。6） 確定夾具體的結(jié)構(gòu)形式及夾具在機(jī)床上的安裝方式。7） 繪制夾具草圖，并標(biāo)注尺寸、公差及技術(shù)要求。4 進(jìn)行必要的分析計(jì)算工件的加工精度較高時(shí)，應(yīng)進(jìn)行工件加工精度分析。有動(dòng)力裝置的夾具，需計(jì)算夾緊力。當(dāng)有幾種夾具方案時(shí)，可進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析，選用經(jīng)濟(jì)效益較高的方案。5.審查方案與改進(jìn)設(shè)計(jì)夾具草圖畫出后，應(yīng)征求有關(guān)人員的意見，并送有關(guān)部門審查，然后根據(jù)根據(jù)他們的意見對(duì)夾具方案作進(jìn)一步修改。6.繪制夾具裝配總圖夾具的總裝配圖應(yīng)按國家制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制。繪圖比例盡量采用 1：1。主視圖按夾具面對(duì)操作者的方向繪制?？倛D應(yīng)把夾具的工作原理、個(gè)種裝置的結(jié)構(gòu)及其相互關(guān)系表達(dá)清楚。夾具總圖繪制次序如下：1） 用雙點(diǎn)劃線將工件的外形輪廓、定位基面、夾緊表面及加工表面繪制在各個(gè)視圖的合適位置上。在總圖中，工件可看作透明體，不遮擋后面夾具上的線條。82） 依次繪出定位裝置、夾緊裝置、對(duì)刀或?qū)蜓b置、其它裝置、夾具體及連接元件和安裝基面。3） 標(biāo)注必要的尺寸、公差和技術(shù)要求。4） 編制夾具明細(xì)表及標(biāo)題欄。完整的夾具裝配總圖的參閱“夾具圖冊(cè)”中的圖。7 繪制夾具零件圖夾具中的非標(biāo)準(zhǔn)零件均要畫零件圖，并按夾具總圖的要求，確定零件的尺寸、公差及技術(shù)要求。3.2 銑 16mm 兩側(cè)平面夾具設(shè)計(jì)本夾具主要用來銑拔桿 16mm 兩側(cè)面專用夾具。由加工本道工序的工序簡圖可知。銑拔桿 16mm 兩側(cè)面專用夾具時(shí)，已是對(duì)兩孔側(cè)平面及兩孔進(jìn)行了加工。因此在本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí)應(yīng)保證加工尺寸精度和表面質(zhì)量。3.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇根據(jù)拔桿能夠知道：加工 16mm 兩側(cè)端面時(shí)，32 孔與 21 孔及其端面都有加工，因此，定位、夾緊方案有：思路：選擇側(cè)面平面來定位，就是一面以及 V 型塊來定位，夾緊的方式可以設(shè)計(jì)在大頭圓周邊來進(jìn)行夾緊。思路：應(yīng)該使用直徑 32 孔的端面，一銷就是定位在大孔的外端的擋銷來定位，夾緊的方式選擇螺母在心軸上面夾緊。思路：選擇銑 16mm 平面定位的方式，兩個(gè)定位軸，夾緊的方式使用操作比較的簡單，通用性也比較強(qiáng)的開口的壓板來對(duì)拔桿進(jìn)行夾緊。研究分析前面幾種的方案思路：思路中的 V 型塊來定位就造成了過定位，而且夾緊的方式也加大了設(shè)計(jì)的量，裝和拿零件也不太容易。方案中的定位的面夾緊的話。定位是不合理的，而且定位和夾緊應(yīng)該分開，因?yàn)閵A緊可能破壞了定位。經(jīng)過研究比較只有方案能達(dá)到要求，加工 16mm 的兩側(cè)平面以及加工 21 的端面具有尺寸的公差，取 21 孔平面與孔軸線來為定位的基準(zhǔn)，來設(shè)計(jì)加工 16mm 兩側(cè)面的夾具，就能達(dá)到工序尺寸公差的要求。根據(jù)拔桿可以知道：9原理圖因?yàn)閯e的面都有加工，加工以后的定位的基準(zhǔn)都要以它為作為加工的參考面?，F(xiàn)在根據(jù)圖中所表示的位置，為加工的基準(zhǔn)面。3.2.2 定位元件的設(shè)計(jì)本工序選用的定位基準(zhǔn)為側(cè)面與側(cè)面兩個(gè)孔定位，所以相應(yīng)的夾具上的定位元件應(yīng)是一面兩銷定位。因此進(jìn)行定位元件的設(shè)計(jì)主要是對(duì)夾具體與定位銷進(jìn)行設(shè)計(jì)。3.2.3 定位誤差分析本夾具選用的定位元件為平面定位。其定位誤差主要為：（1）移動(dòng)時(shí)基準(zhǔn)位移誤差 yjj min11XDd= 0.6.270.10= m052.(2)轉(zhuǎn)角誤差LXDdXDdtg in22in11 其中： )(2miminXLgx0.8.70.6.90.7.640.2825tg165.3.2.4 銑削力與夾緊力計(jì)算根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)可查得：銑削力計(jì)算公式為圓周分力 FzfpkZdaFz0.1.7409.581. 查表可得： md3202mzaf/2.0ap06.1Fzk代入得 06.13292.35.481.9 .749.0 zF= N查表可得銑削水平分力、垂直分力、軸向分力與圓周分力的比值為： 8.0/ELF6.0/EVF53.0/ExFNL 7.264.8 EV 0360Fx 7.164.5.3.當(dāng)用銑刀加工時(shí)銑削水平分力 NFL4.53.2 銑削加工產(chǎn)生的水平分力應(yīng)由夾緊力產(chǎn)生的摩擦力平衡。即： （ ）FL 查 表 可 得3.011NFL1783.045 計(jì)算出的理論夾緊力 F 再乘以安全系數(shù) k 既為實(shí)際所需夾緊力 F即： 取 k=2k3561782所以是可行的3.2.5 夾具設(shè)計(jì)及操作簡要說明本夾具用于零件銑加工。夾具的定位采用底平面定位，定位可靠，定位誤差較小。其夾緊采用的是手動(dòng)夾緊方式，夾緊簡單、快速、可靠。有利于提高生產(chǎn)率。工件用在夾具體上安裝好后，向下移動(dòng)壓板夾緊工件。當(dāng)工件加工完成后，即可取下工件。3.3 小結(jié)對(duì)專用夾具的設(shè)計(jì)，可以了解機(jī)床夾具在切削加工中的作用：可靠地保證工件的加工精度，提高加工效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，充分發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的性能。本夾具設(shè)計(jì)可以反應(yīng)夾具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題，如定位精度、夾緊方式、夾具結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)工藝性等問題。12134 總結(jié)經(jīng)過接近兩周的設(shè)計(jì)，使我自己比較充分的了解了正常的設(shè)計(jì)的方法以及步驟，不僅僅是對(duì)所學(xué)過的專業(yè)知識(shí)的一個(gè)復(fù)習(xí)，也從設(shè)計(jì)當(dāng)中得到了新的啟發(fā)以及感受，而且也增強(qiáng)了自己使用理論的知識(shí)，解決實(shí)際問題的能力也有所提高，并且比較全面的了解了，零件機(jī)械加工工藝以及夾具設(shè)計(jì)的整個(gè)的過程。在整個(gè)的工藝與夾具的設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，我本著腳踏實(shí)地理念，抱著科學(xué)與嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)的態(tài)度，主要就是根據(jù)教科書上的步驟，到圖書館查看相關(guān)的資料，也在網(wǎng)上查找一些與本課題有關(guān)的資料。在設(shè)計(jì)當(dāng)中不時(shí)的需要計(jì)算與比較，然后修改，再來比較然后再來修改，我自己也付出了比較多的心血與汗水，在設(shè)計(jì)當(dāng)中也遇到了很多的困難以及挫折，幸虧有了 xxx 老師的指導(dǎo)以及幫助，我才能夠在這次的設(shè)計(jì)當(dāng)中少走了許多的彎路，還算順利的完成了 偏擺撥桿零件的設(shè)計(jì)。本次的設(shè)計(jì)研究的過程當(dāng)中依然存在很多不合理的地方，比如：（1）缺少實(shí)際工廠加工的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于一些參數(shù)以及元件的選取大概不是比較的合理，具有浪費(fèi)可能。（2）和專用夾具有關(guān)的刀具以及量具的分析還不是太明確。（3）系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)還不是比較的完善，在和計(jì)算機(jī)的配合，所進(jìn)行的比較精確的數(shù)據(jù)的選取，以及控制上面還有不足之處。（4）有的地方不能使用：人工的操作比較多，零部件的磨損度在實(shí)際當(dāng)中還不是太明確。14參考文獻(xiàn)1 劉德榮，組合夾具結(jié)構(gòu)簡圖的初步探討，組合夾具，1982. 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