CA6140車床手柄座[831015] 工藝和鉆M10底孔夾具設(shè)計-氣動夾具-版本2課程設(shè)計

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學校 機械加工工藝過程卡片 零件號 零件名稱 CA6140車床手柄座 工序號 工序名稱 設(shè)備 夾具 刀具 量具 工時（min） 名稱 型號 名稱 規(guī)格 名稱 規(guī)格 名稱 規(guī)格 Ⅰ 銑，半精銑凸臺端面 立式銑床 X51 專用夾具 高速鋼端銑刀 25 1.08 Ⅱ 銑，半精銑大端面 立式銑床 X51 專用夾具 高速鋼端銑刀 25 游標卡尺 1.63 Ⅲ 鉆，擴，鉸內(nèi)孔 立式鉆床 Z535 專用夾具 高速鋼錐柄麻花鉆擴孔鉆鉸刀 游標卡尺 2.39 Ⅳ 鉆，粗鉸，精鉸孔 立式鉆床 Z525 專用夾具 高速鋼錐柄麻花鉆，鉸刀 游標卡尺 0.8 Ⅴ 銑槽 臥式銑床 X63 專用夾具 高速鋼圓柱形銑刀 游標卡尺 1.88 Ⅵ 鉆粗鉸精鉸孔 立式鉆床 Z525 專用夾具 高速鋼錐柄麻花鉆，鉸刀 卡盤 1.07 Ⅶ 鉆底孔，攻螺紋M10mm 立式鉆床 Z525 專用夾具 高速鋼錐柄麻花鉆,絲錐 卡盤 0.5 Ⅷ 鉆圓錐孔 立式鉆床 Z525 專用夾具 高速鋼麻花鉆 0.36 Ⅸ 拉鍵槽6H9mm 專用夾具 0.42 Ⅹ 鉆槽底通孔 立式鉆床 Z525 高速鋼麻花鉆 1.01 Ⅺ 終檢 Ⅻ ⅩⅢ 中北大學信息商務學院 畢業(yè)設(shè)計英文參考資料 The world's Latest Mechanical Design Concepts 學生姓名： 邸洋 學號： 12020144X53 系 別： 機械工程系 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 指導教師： 馬維金 職稱： 教授 2016年 6 月 2 日 世界最新機械設(shè)計理念 來源:中國科技期刊 摘要:根據(jù)目前國內(nèi)外設(shè)計學者進行機械產(chǎn)品設(shè)計時的主要思維特點，將產(chǎn)品方案的設(shè)計方法概括為系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)模塊化、基于產(chǎn)品特征知識和智能。這幾種方法的特點及其相互間的有機聯(lián)系，提出產(chǎn)品方案設(shè)計計算機實現(xiàn)的努力方向。 關(guān)鍵詞：機械產(chǎn)品方案設(shè)計方法發(fā)展趨勢 設(shè)計文件是將語義設(shè)計網(wǎng)作為設(shè)計工具，在其開發(fā)的活性語義設(shè)計網(wǎng)ASK中，采用結(jié)點和線條組成的網(wǎng)絡(luò)描述設(shè)計，結(jié)點表示元件化的單元(如設(shè)計任務、功能、構(gòu)件或加工設(shè)備等)，線條用以調(diào)整和定義結(jié)點間不同的語義關(guān)系，由此為設(shè)計過程中的所有活動和結(jié)果預先建立模型，使早期設(shè)計要求的定義到每一個結(jié)構(gòu)的具體描述均可由關(guān)系間的定義表達，實現(xiàn)了計算機輔助設(shè)計過程由抽象到具體的飛躍。 系統(tǒng)化設(shè)計方法 系統(tǒng)化設(shè)計方法的主要特點是：將設(shè)計看成由若干個設(shè)計要素組成的一個系統(tǒng)，每個設(shè)計要素具有獨立性，各個要素間存在著有機的聯(lián)系，并具有層次性，所有的設(shè)計要素結(jié)合后，即可實現(xiàn)設(shè)計系統(tǒng)所需完成的任務。 系統(tǒng)化設(shè)計思想于70年代由德國學者Pahl和Beitz教授提出，他們以系統(tǒng)理論為基礎(chǔ)，制訂了設(shè)計的一般模式，倡導設(shè)計工作應具備條理性。德國工程師協(xié)會在這一設(shè)計思想的基礎(chǔ)上，制訂出標準VDI2221技術(shù)系統(tǒng)和產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計方法。 1. 將用戶需求作為產(chǎn)品功能特征構(gòu)思、結(jié)構(gòu)設(shè)計和零件設(shè)計、工藝規(guī)劃、作業(yè)控制等的基礎(chǔ)，從產(chǎn)品開發(fā)的宏觀過程出發(fā)，利用質(zhì)量功能布置方法，系統(tǒng)地將用戶需求信息合理而有效地轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品開發(fā)各階段的技術(shù)目標和作業(yè)控制規(guī)程的方法。 2. 將產(chǎn)品看作有機體層次上的生命系統(tǒng)，并借助于生命系統(tǒng)理論，把產(chǎn)品的設(shè)計過程劃分成功能需求層次、實現(xiàn)功能要求的概念層次和產(chǎn)品的具體設(shè)計層次。同時采用了生命系統(tǒng)圖符抽象地表達產(chǎn)品的功能要求，形成產(chǎn)品功能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 3. 將機械設(shè)計中系統(tǒng)科學的應用歸納為兩個基本問題：一是把要設(shè)計的產(chǎn)品作為一個系統(tǒng)處理，最佳地確定其組成部分（單元）及其相互關(guān)系；二是將產(chǎn)品設(shè)計過程看成一個系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)計目標，正確、合理地確定設(shè)計中各個方面的工作和各個不同的設(shè)計階段。 由于每個設(shè)計者研究問題的角度以及考慮問題的側(cè)重點不同，進行方案設(shè)計時采用的具體研究方法亦存在差異。下面介紹一些具有代表性的系統(tǒng)化設(shè)計方法。 4. 設(shè)計元素法 用五個設(shè)計元素（功能、效應、效應載體、形狀元素和表面參數(shù)）描述“產(chǎn)品解”，認為一個產(chǎn)品的五個設(shè)計元素值確定之后，產(chǎn)品的所有特征和特征值即已確定。我國亦有設(shè)計學者采用了類似方法描述產(chǎn)品的原理解。 5. 圖形建模法 研制的“設(shè)計分析和引導系統(tǒng)”KALEIT，用層次清楚的圖形描述出產(chǎn)品的功能結(jié)構(gòu)及其相關(guān)的抽象信息，實現(xiàn)了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能關(guān)系的圖形化建模，以及功能層之間的聯(lián)接。 將設(shè)計劃分成輔助方法和信息交換兩個方面，利用Nijssen信息分析方法可以采用圖形符號、具有內(nèi)容豐富的語義模型結(jié)構(gòu)、可以描述集成條件、可以劃分約束類型、可以實現(xiàn)關(guān)系間的任意結(jié)合等特點，將設(shè)計方法解與信息技術(shù)進行集成，實現(xiàn)了設(shè)計過程中不同抽象層間信息關(guān)系的圖形化建模。 6. “構(gòu)思”—“設(shè)計”法 將產(chǎn)品的方案設(shè)計分成“構(gòu)思”和“設(shè)計”兩個階段。“構(gòu)思”階段的任務是尋求、選擇和組合滿足設(shè)計任務要求的原理解?！霸O(shè)計”階段的工作則是具體實現(xiàn)構(gòu)思階段的原理解。 將方案的“構(gòu)思”具體描述為：根據(jù)合適的功能結(jié)構(gòu)，尋求滿足設(shè)計任務要求的原理解。即功能結(jié)構(gòu)中的分功能由“結(jié)構(gòu)元素”實現(xiàn)，并將“結(jié)構(gòu)元素”間的物理聯(lián)接定義為“功能載體”，“功能載體”和“結(jié)構(gòu)元素”間的相互作用又形成了功能示意圖(機械運動簡圖)。方案的“設(shè)計”是根據(jù)功能示意圖，先定性地描述所有的“功能載體”和“結(jié)構(gòu)元素”，再定量地描述所有“結(jié)構(gòu)元素”和聯(lián)接件(“功能載體”)的形狀及位置，得到結(jié)構(gòu)示意圖。Roper，H.利用圖論理論，借助于由他定義的“總設(shè)計單元(GE)”、“結(jié)構(gòu)元素(KE)”、“功能結(jié)構(gòu)元素(FKE)”、“聯(lián)接結(jié)構(gòu)元素(VKE)”、“結(jié)構(gòu)零件(KT)”、“結(jié)構(gòu)元素零件(KET)”等概念，以及描述結(jié)構(gòu)元素尺寸、位置和傳動參數(shù)間相互關(guān)系的若干種簡圖，把設(shè)計專家憑直覺設(shè)計的方法做了形式化的描述，形成了有效地應用現(xiàn)有知識的方法，并將其應用于“構(gòu)思”和“設(shè)計”階段。 7. 鍵合圖法 將組成系統(tǒng)元件的功能分成產(chǎn)生能量、消耗能量、轉(zhuǎn)變能量形式、傳遞能量等各種類型，并借用鍵合圖表達元件的功能解，希望將基于功能的模型與鍵合圖結(jié)合，實現(xiàn)功能結(jié)構(gòu)的自動生成和功能結(jié)構(gòu)與鍵合圖之間的自動轉(zhuǎn)換，尋求由鍵合圖產(chǎn)生多個設(shè)計方案的方法。 提倡在產(chǎn)品功能分析的基礎(chǔ)上，將產(chǎn)品分解成具有某種功能的一個或幾個模塊化的基本結(jié)構(gòu)，通過選擇和組合這些模塊化基本結(jié)構(gòu)組建成不同的產(chǎn)品。這些基本結(jié)構(gòu)可以是零件、部件，甚至是一個系統(tǒng)。 本結(jié)構(gòu)應該具有標準化的接口(聯(lián)接和配合部)，并且是系列化、通用化、集成化、層次化、靈便化、經(jīng)濟化，具有互換性、相容性和相關(guān)性。我國結(jié)合軟件構(gòu)件技術(shù)和CAD技術(shù)，將變形設(shè)計與組合設(shè)計相結(jié)合，根據(jù)分級模塊化原理，將加工中心機床由大到小分為產(chǎn)品級、部件級、組件級和元件級，并利用專家知識和CAD技術(shù)將它們組合成不同品種、不同規(guī)格的功能模塊，再由這些功能模塊組合成不同的加工中心總體方案。 以設(shè)計為目錄作為選擇變異機械結(jié)構(gòu)的工具，提出將設(shè)計的解元素進行完整的、結(jié)構(gòu)化的編排，形成解集設(shè)計目錄。并在解集設(shè)計目錄中列出評論每一個解的附加信息，非常有利于設(shè)計工程師選擇解元素。 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，異地協(xié)同設(shè)計與制造，以及從用戶對產(chǎn)品的功能需求→設(shè)計→加工→裝配→成品這一并行工程的實現(xiàn)成為可能。但是，達到這些目標的重要前提條件之一，就是實現(xiàn)產(chǎn)品方案設(shè)計效果的三維可視化。為此，不僅三維圖形軟件、智能化設(shè)計軟件愈來愈多地應用于產(chǎn)品的方案設(shè)計中，虛擬現(xiàn)實技術(shù)以及多媒體、超媒體工具也在產(chǎn)品的方案設(shè)計中初露鋒芒。目前，德國等發(fā)達國家正著力于研究超媒體技術(shù)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換標準STEP，以及標準虛擬現(xiàn)實造型語言上基于虛擬環(huán)境的標準交換格式)在產(chǎn)品設(shè)計中的應用。 機械產(chǎn)品的方案設(shè)計正朝著計算機輔助實現(xiàn)、智能化設(shè)計和滿足異地協(xié)同設(shè)計制造需求的方向邁進，由于產(chǎn)品方案設(shè)計計算機實現(xiàn)方法的研究起步較晚，目前還沒有成熟的、能夠達到上述目標的方案設(shè)計工具軟件。作者認為，綜合運用文中四種類型設(shè)計方法是達到這一目標有效途徑。雖然這些方法的綜合運用涉及的領(lǐng)域較多，不僅與機械設(shè)計的領(lǐng)域知識有關(guān)，而且還涉及到系統(tǒng)工程理論、人工智能理論、計算機軟硬件工程、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等各方面的領(lǐng)域知識，但仍然是產(chǎn)品方案設(shè)計必須努力的方向。國外在這方面的研究已初見成效，我國設(shè)計學者也已意識到CAD技術(shù)與國際交流合作的重要性，及其應當采取的措施。 基于產(chǎn)品特征知識設(shè)計方法的主要特點是：用計算機能夠識別的語言描述產(chǎn)品的特征及其設(shè)計領(lǐng)域?qū)＜业闹R和經(jīng)驗，建立相應的知識庫及推理機，再利用已存儲的領(lǐng)域知識和建立的推理機制實現(xiàn)計算機輔助產(chǎn)品的方案設(shè)計。 機械系統(tǒng)的方案設(shè)計主要是依據(jù)產(chǎn)品所具有的特征，以及設(shè)計領(lǐng)域?qū)＜业闹R和經(jīng)驗進行推量和決策，完成機構(gòu)的型、數(shù)綜合。欲實現(xiàn)這一階段的計算機輔助設(shè)計，必須研究知識的自動獲取、表達、集成、協(xié)調(diào)、管理和使用。為此，國內(nèi)外設(shè)計學者針對機械系統(tǒng)方案設(shè)計知識的自動化處理做了大量的研究工作，采用的方法可歸納為下述幾種。 沈陽理工大學應用技術(shù)學院課程設(shè)計任務書 班級：081015 姓名：韓 宇 學號：37 課程名稱: 機械制造裝備設(shè)計 題 目：CA6140車床手柄座的M10螺紋孔的夾具 專 業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化 主要內(nèi)容及要求： 1、根據(jù)所給的零件草圖，畫出零件工作圖。 2、完成CA6140車床手柄座的M10的螺紋孔的專用夾具總裝配工作圖。 3、完成專用夾具部分零件工作圖。 4、編寫設(shè)計計算說明書。 5、總工作量要求：總圖量為：0#圖紙1張；設(shè)計計算說明書15頁。 主要參考資料：夾具設(shè)計手冊、夾具設(shè)計圖冊、機械零件設(shè)計手冊。 進度安排： 1、1-2天完成工件工作圖繪制及夾具設(shè)計方案。 2、3-6天完成夾具總裝配圖設(shè)計。 3、7-10天完成專用夾具部分零件圖及設(shè)計計算說明書編寫。 課程設(shè)計指導教師： 張 福 2011 年 6 月 20 日 教研室主任： 趙艷紅 2011 年 6 月 20 日 《機械制造裝備設(shè)計》課程設(shè)計計劃書 一、課程設(shè)計目的 1、本課程設(shè)計是《機械制造裝備設(shè)計》課程的延續(xù)，通過設(shè)計實踐，進一步掌握機械制造裝備設(shè)計的一般方法。 2、培養(yǎng)學生綜合運用機械制圖、機械設(shè)計基礎(chǔ)、金屬材料及熱處理、機械制造結(jié)構(gòu)工藝等相關(guān)知識，培養(yǎng)工程設(shè)計的能力。 3、培養(yǎng)學生使用手冊、圖冊、有關(guān)資料及設(shè)計標準規(guī)范的能力。 4、提高學生技術(shù)總結(jié)及編制技術(shù)文件的能力。 5、為畢業(yè)設(shè)計打下良好的基礎(chǔ)。 二、課程設(shè)計題目 CA6140車床手柄座的M10螺紋孔夾具 三、課程設(shè)計的內(nèi)容與基本要求 （一）內(nèi)容 1、完成攻CA6410車床手柄座的M10螺紋孔專用夾具總裝配圖。 2、完成專用夾具部分零件工作圖。 3、編寫設(shè)計計算說明書。 4、總工作量要求：總圖量為：0#圖紙1張；設(shè)計計算說明書15頁。 （二）基本要求 1、課程設(shè)計必須獨立的進行，每人必須完成總工作量要求。 2、根據(jù)設(shè)計題目，完成規(guī)定的設(shè)計內(nèi)容和工作量要求。 3、正確的運用手冊、標準，設(shè)計圖樣必須符合國家標準規(guī)定。 4、設(shè)計計算說明書力求用工程術(shù)語，簡明扼要，計算合理、準確，表達清晰，文字通順簡練，字跡工整。 四、進度安排 1、1-2天完成零件工作圖繪制及夾具設(shè)計方案。 2、3-6天完成夾具總裝配圖設(shè)計。 3、7-10天完成專用夾具部分零件圖及設(shè)計計算說明書。 課程設(shè)計指導教師：張 福 2011 年 6 月 20 日 教研室主任： 趙艷紅 2011 年 6 月 20 日 機械制造裝備設(shè)計 課程設(shè)計說明書 題目 CA6140車床手柄座的M10螺紋孔夾具設(shè)計 系 機械與運載學院 專業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 班級 081015 姓名 韓 宇 學號 37 指導教師 張 福 完成日期 2010 年 07 月 01 日 沈陽理工大學應用技術(shù)學院 目 錄 前言………………………………………………………………1 1. 產(chǎn)前準備………………………………………………………2 1.1 年生產(chǎn)綱領(lǐng) ……………………………………………2 1.2 生產(chǎn)條件 ………………………………………………2 1.3 零件工藝分析 …………………………………………2 2. 夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………………………………………4 2.1 定位機構(gòu) ………………………………………………4 2.2 夾緊機構(gòu) ………………………………………………5 2.3 機床夾具的總體形式 …………………………………7 2.3.1確定夾具體…………………………………………7 2.3.2確定連接體…………………………………………7 2.4 繪制夾具零件圖……………………………………………8 2.5 繪制夾具圖裝配圖…………………………………………8 3. 定位誤差設(shè)計…………………………………………………11 3.1 誤差分析 …………………………………………………11 3.1.1 定位誤差……………………………………………11 3.1.2產(chǎn)生定位誤差的原因 ………………………………11 3.2 定位誤差計算 ……………………………………………12 緒論 ………………………………………………………………13 致謝 ………………………………………………………………14 參考文獻 …………………………………………………………15 沈陽理工大學應用技術(shù)學院機械制造裝備課程設(shè)計說明書 目錄 前言 1 1.產(chǎn)前準備 2 1.1年生產(chǎn)綱領(lǐng) 2 1.2生產(chǎn)條件 3 1.3零件工藝分析 3 2.夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計 4 2.2夾緊機構(gòu) 6 2.3 導向裝置的選擇 7 2.4機床夾具的總體形式 8 2.5繪制夾具零件圖 10 2.6 繪制夾具裝配圖 11 3.定位誤差設(shè)計 14 3.1誤差分析 14 3.2定位誤差的計算 15 結(jié)論 16 致謝 17 參考文獻 17 前言 機械制造技術(shù)基礎(chǔ)是機械設(shè)計制造及其自動化（或機械工程及自動化）專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。 機械設(shè)計是機械工程的重要組成部分，是決定機械性能的最主要因素。由于各產(chǎn)業(yè)對機械的性能要求不同而有許多專業(yè)性的機械設(shè)計。 在機械制造廠的生產(chǎn)過程中,用來安裝工件使之固定在正確位置上,完成其切削加工 、檢驗、裝配、焊接等工作,所使用的工藝裝備統(tǒng)稱為夾具。如機床夾具、檢驗夾具、焊接夾具、裝配夾具等。 機床夾具的作用可歸納為以下四個方面： 1.保證加工精度 機床夾具可準確確定工件、刀具和機床之間的相對位置，可以保證加工精度。 2.提高生產(chǎn)效率 機床夾具可快速地將工件定位和夾緊，減少輔助時間。 3.減少勞動強度 采用機械、氣動、液動等夾緊機構(gòu)，可以減輕工人的勞動強度。 4.擴大機床的工藝范圍 利用機床夾具，可使機床的加工范圍擴大，例如在臥式車床刀架處安裝鏜孔夾具，可對箱體孔進行鏜孔加工。 機械制造裝備設(shè)計課程設(shè)計是機械設(shè)計中的一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)，也是機械類專業(yè)學生較為全面的機械設(shè)計訓練。其目的在于： 1.培養(yǎng)學生綜合運用機械設(shè)計基礎(chǔ)以及其他先修課程的理論知識和生產(chǎn)實際知識去分析和解決工程實際問題的能力，通過課設(shè)訓練可以鞏固、加深有關(guān)機械課設(shè)方面的理論知識。 2.學習和掌握一般機械設(shè)計的基本方法和步驟。培養(yǎng)獨立設(shè)計能力，為以后的專業(yè)課程及畢業(yè)設(shè)計打好基礎(chǔ)，做好準備。 3.使學生具有運用標準、規(guī)范手冊、圖冊和查詢有關(guān)設(shè)計資料的能力。 我國的裝備制造業(yè)盡管已有一定的基礎(chǔ)，規(guī)模也不小，實力較其它發(fā)展中國家雄厚。但畢竟技術(shù)基礎(chǔ)薄弱，滯后于制造業(yè)發(fā)展的需要。我們要以高度的使命感和責任感，采取更加有效的措施，克服發(fā)展中存在的問題，把我國從一個制造業(yè)大國建設(shè)成為一個制造強國，成為世界級制造業(yè)基礎(chǔ)地之一。 1.產(chǎn)前準備 1.1年生產(chǎn)綱領(lǐng) 工件的年生產(chǎn)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(chǎn)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(shè)計方案，采用此方案時，機床夾具的結(jié)構(gòu)較復雜，制造成本較高；如工件的年生產(chǎn)量不大，可采用單件加工，手動夾緊的設(shè)計方案，以減小機床夾具的結(jié)構(gòu)復雜程度及夾具的制作成本。如5萬件以上夾具復雜用全自動化的設(shè)備，5000件小批量生產(chǎn)用手動設(shè)備。 1.2生產(chǎn)條件 直徑從1毫米以下至120毫米的所有規(guī)格鉆頭都可以使用鉆床加工。 臺式鉆床的加工范圍通常在15毫米以下。立式鉆床的最大加工范圍通常在15~75毫米之間。搖臂鉆的最大加工范圍在25~120毫米之間。各種鉆床主軸的錐孔型號和功率不同。最小的高速臺鉆的功率只有200W，最大的搖臂鉆的功率可以達到25KW。 臺鉗常用在立式鉆床和臺式鉆床上，只能夾持小型零件，大中型零件通常在搖臂鉆上加工，直接夾緊在工作臺上。 Z5025型號立式鉆床，最大鉆孔直徑25mm，主軸端至底面距離1000mm，主軸級數(shù)9級，主軸轉(zhuǎn)速范圍500-2000轉(zhuǎn)每分鐘，主軸行程200mm，外形尺寸1050×687×1980。 1.3零件工藝分析 CA6140車床手柄座的加工表面分四種，主要是孔的加工，圓柱端面的加工，槽的加工，螺紋孔的加工，各組加工面之間有嚴格的尺寸位置度要求和一定的表面加工精度要求，特別是孔的加工，幾乎都要保證Ra1.6mm的表面粗糙度，因而需精加工。 圖1-3-1 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，它決定了工件在機床夾具中的放置方法，是設(shè)計機床夾具總體結(jié)構(gòu)的依據(jù),本工件放置方法應如圖1-3-1所示。工序圖給出了零件本工序的工序基準、已加工表面、待加工表面，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方位方案，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，定位方案不一定要定六個自由度，但要完全定位。工件的待加工表面是選擇機床、刀具的依據(jù)。確定夾緊機構(gòu)要依據(jù)零件的外型尺寸，選擇合適的定位點，確保夾緊力安全、可靠同時夾緊機構(gòu)不能與刀具的運動軌跡相沖突。 2.夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計 2.1定位機構(gòu) 圖2-1-1定位銷 圖2-1-2支撐釘 在夾具設(shè)計中，定位方案不合理，工件的加工精度就無法保證。工作定位方案的確定是夾具設(shè)計中首先要解決的問題。 根據(jù)工序圖給出的定位元件方案，按有關(guān)標準正確選擇定位元件或定位的組合。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。 設(shè)計夾具是原則上應選該工藝基準為定位基準。無論是工藝基準還是定為基準，均應符合六點定位原理。 由于該零件的加工是鉆φ10孔并以φ45孔內(nèi)表面作為定位面，屬孔定位類型，因此本次設(shè)計采用的定位機構(gòu)為圓柱銷與大平面相結(jié)合。圓柱銷定位的形式很多，短圓柱銷定位限制Y，Z方向的移動，限制兩個自由度；長圓柱銷定位限制工件的Y，Z方向的轉(zhuǎn)動和移動，限制四個自由度；兩個短圓柱銷與長圓柱銷相同。大平面限制X，Y方向的轉(zhuǎn)動及Z方向的移動。裝夾工件時，通過工件孔和心軸接觸表面的彈性變形夾緊工件。本次設(shè)計的定位選用的是短銷與平面相結(jié)合，分別限制工件的X、Y方向的移動及轉(zhuǎn)動自由度以及Z方向的旋轉(zhuǎn)自由度。心軸定位的特點為結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、夾緊可靠，自鎖性好，夾緊動作慢、效率低。 2.2夾緊機構(gòu) 圖2-2-1工件放置方式 1.夾緊的目的：使工件在加工過程中保持已獲得的定位不被破壞，同時保證加工精度。 2 .夾緊力的方向的確定： 1）夾緊力的方向應有利于工件的準確定位，而不能破壞定位，一般要求主夾緊力應垂直于第一定位基準面。 2）夾緊力的方向應與工件剛度高的方向一致，以利于減少工件的變形。 3）夾緊力的方向盡可能與切削力、重力方向一致，有利于減小夾緊力。 3 .夾緊力的作用點的選擇： 1）夾緊力的作用點應與支承點“點對點”對應，或在支承點確定的區(qū)域內(nèi)，以避免破壞定位或造成較大的夾緊變形。 2）夾緊力的作用點應選擇在工件剛度高的部位。 3）夾緊力的作用點和支承點盡可能靠近切削部位，以提高工件切削部位的剛度和抗振性。 4）夾緊力的反作用力不應使夾具產(chǎn)生影響加工精度的變形。 4. 選擇夾緊機構(gòu)： 設(shè)計夾緊機構(gòu)一般應遵循以下主要原則： 1)夾緊必須保證定位準確可靠，而不能破壞定位。 2)工件和夾具的變形必須在允許的范圍內(nèi)。 3)夾緊機構(gòu)必須可靠。夾緊機構(gòu)各元件要有足夠的強度和剛度，手動夾緊機構(gòu) 4)必須保證自鎖，機動夾緊應有聯(lián)鎖保護裝置，夾緊行程必須足夠。 5)夾緊機構(gòu)操作必須安全、省力、方便、迅速、符合工人操作習慣。6)夾緊機構(gòu)的復雜程度、自動化程度必須與生產(chǎn)綱領(lǐng)和工廠的條件相適應。 圖2-2-2夾緊機構(gòu) 選用氣缸夾緊機構(gòu)來對被加工工件進行夾緊。 螺栓螺母夾緊機構(gòu)的特點：夾緊氣缸是根據(jù)工夾具自動化夾緊需要而設(shè)計的。具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、安裝維修方便、工作可靠、運動平穩(wěn)等特點。廣泛適用于各種工裝夾具的氣動夾緊機構(gòu)上。 2.3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(nèi)容及選用機床等因素來確定。 夾具的組成歸納為： 1）定位元件及定位裝置 用于確定工件正確位置的元件或裝置。 2）夾緊元件及夾緊裝置 用于固定元件已獲得的正確位置的元件或裝置。 3）導向及對刀元件 用于確定工件與刀具相互位置的元件。 4） 動力裝置在成批生產(chǎn)中，為了減輕工人勞動強度，提高生產(chǎn)率，常采用氣動、液動等動力裝置。 5） 夾具體用于將各種元件裝置連接在一體，并通過它將整個夾具安裝在機床上。 6）其他元件及裝置 根據(jù)加工需要來設(shè)置的元件或裝置。 2.3.1確定夾具體： 夾具體上一般不設(shè)定位和定向裝置，特別是臺鉆、立鉆和搖臂鉆上使用時，但夾具體底板上一般都設(shè)有翻邊或留一些平臺面，以便夾具在機床工作臺上固定。夾具體一般是設(shè)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(gòu)和聯(lián)接體，并于機床可靠聯(lián)接。 2. 3.2確定聯(lián)接體： 聯(lián)接體是將導向裝置與夾具體聯(lián)接的工件，設(shè)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、夾緊機構(gòu)留出空間。此夾具體的聯(lián)接裝置通過內(nèi)六角螺栓和圓柱銷來定位，考慮到剛性問題，在相對應的位置上在用一個聯(lián)接體支承鉆套板，同樣用內(nèi)六角螺栓定位。 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1:1繪制。 2.零件圖上的尺寸公差、形位公差、技術(shù)要求應根據(jù)裝配圖上的配合種類、位置精度、技術(shù)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。 2.6 繪制夾具裝配圖 1.裝配圖按1:1的比例繪制，用局部剖視圖完整清楚地表示出夾具的主要結(jié)構(gòu)及夾具的工作原理。 2.視工件為透明體，用雙點劃線畫出主要部分（如輪廓、定位面、夾緊面和加工表面）。畫出定位元件、夾緊機構(gòu)、導向裝置的位置。 3.按夾緊狀態(tài)畫出夾緊元件和夾緊機構(gòu)。 4.畫出夾具體及其它聯(lián)接用的元件（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)夾具的外形輪廓尺寸，所設(shè)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，如用對刀塊塞尺的尺寸、對刀塊表面到定位表面的尺寸及公差。 (4)夾具中所有有配合關(guān)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.夾具裝備圖上應標注的技術(shù)要求 (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、定向基面間的相互位置精度。 (3)定位表面與導向元件工作面間的相互位置精度。 (4)各導向元件的工作面間的相互位置精度。 (5)夾具上有檢測基準面的話，還應標注定位表面，導向工作面與該基準面間的位置精度。 對于不同的機床夾具，對于夾具的具體結(jié)構(gòu)和使用要求，應進行具體分析，訂出具體的技術(shù)要求。設(shè)計中可以參考機床夾具設(shè)計手冊以及同類的夾具圖樣資料。 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(chǎn)活動中，生產(chǎn)部件按零件編號生產(chǎn)、查找工作。 完整填寫標題欄，如裝配圖號、名稱、單位、設(shè)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。 8.機床夾具應滿足的基本要求包括下面幾方面： 1)保證加工精度 這是必須做到的最基本要求。其關(guān)鍵是正確的定位、夾緊和導向方案，夾具制造的技術(shù)要求，定位誤差的分析和驗算。 2)夾具的總體方案應與年生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應 在大批量生產(chǎn)時，盡量采用快速、高效的定位、夾緊機構(gòu)和動力裝置，提高自動化程度，符合生產(chǎn)節(jié)拍要求。在中、小批量生產(chǎn)時，夾具應有一定的可調(diào)性，以適應多品種工件的加工。 3)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，使工人操作方便。大批量生產(chǎn)和工件笨重時，更需要減輕工人勞動強度。 4)排屑順暢 機床夾具中積集切屑會影響到工件的定位精度，切屑的熱量使工件和夾具產(chǎn)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(chǎn)率。因此夾具設(shè)計中要給予排屑問題充分的重視。 5)機床夾具應有良好的強度、剛度和結(jié)構(gòu)工藝性 機床夾具設(shè)計時，要方便制造、檢測、調(diào)整和裝配，有利于提高夾具的制造精度。 3.定位誤差設(shè)計 3.1誤差分析 3.1.1定位誤差 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(chǎn)生的： 1）工件在夾具中的定位、夾緊誤差。 2）夾具帶著工件安裝在機床上，夾具相對機床主軸（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起愛的加工誤差。 3.1.2產(chǎn)生定位誤差的原因 1.基準不重合來帶的定位誤差： 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映到被加工表面的位置上去，所產(chǎn)生定位誤差稱之為基準轉(zhuǎn)換誤差。 2.間隙引起的定位誤差 在使用心軸、銷、定位套定位時，定位面與定位元件間的間隙可使工件定心不準產(chǎn)生定位誤差。 3.與夾具有關(guān)的因素產(chǎn)生的定位誤差 1）定位基準面與定位元件表面的形狀誤差。 2）導向元件、對刀元件與定位元件間的位置誤差，以及其形狀誤差導致產(chǎn)生的導向誤差和對刀誤差。 3）夾具在機床上的安裝誤差，即對定誤差導致工件相對刀具主軸或運動方向產(chǎn)生的位置誤差。 4）夾緊力使工件與定位元件間的位置誤差，以及定位元件、對刀元件、導向元件、定向元件等元件的磨損。 3.2定位誤差的計算 定位誤差是指由于定位不準確引起的某一工序的尺寸或位置精度要求方面的加工誤差。對于夾具設(shè)計中采用的定位方案，只要可能產(chǎn)生的定位誤差小于工件相應尺寸或位置公差的1/3，或滿足++≤T,即可認為定位方案符合加工要求。 對于本次設(shè)計的夾具，需要保證的尺寸要求：保證螺紋孔軸線距φ45mm圓柱小端面11mm，保證螺紋孔軸線與φ25H8mm和φ10H7mm兩孔的中心線成。 對于11mm的要求，由于定位基準也是φ45mm圓柱小端面，故基準不重和誤差為0，且由于φ45mm圓柱小端面經(jīng)過半精銑，表面粗糙度達到Ra3.2mm，故可認為φ45mm圓柱小端面的平面度誤差為0，即不存在基準位置度誤差，綜上所述，只要三個支撐釘?shù)臉藴食叽绲玫奖ＷC，是不存在定位誤差的。 對于工序要求，定位基準與工序基準同為兩孔中心線，故基準不重合誤差為0。基準位置誤差則取決于兩孔直徑尺寸公差以及圓度誤差，由于兩孔的表面精度都達到Ra1.6mm，都經(jīng)過精鉸，故基準位置誤差也可以忽略，只要兩銷的標準尺寸以及相對位置關(guān)系得到保證，定位誤差也是很小的。 綜上所述，該定位方案是符合加工要求的。 結(jié)論 在這次歷時兩個禮拜的課程設(shè)計中，發(fā)現(xiàn)自己在理論與實踐中有很多的不足，自己知識中存在著很多漏洞，看到了自己的實踐經(jīng)驗還是比較缺乏，理論到實踐的能力還急需提高。讓我認識到了仔細認真的重要性。 這次課程設(shè)計讓我們更能注意到細枝末節(jié)。這次課設(shè)使我對機床夾具設(shè)計有了更深刻的理解，特別使其中的技術(shù)要求。同時感覺到了細節(jié)的重要性。有時候我們我們錯的并不是理論，而是我們很容易忽略的線型和該刪掉的線我們沒有刪掉。作為一個設(shè)計者不僅應掌握良好的專業(yè)知識，有一個認真仔細的心態(tài)，還有有一個冷靜的心態(tài)，遇到問題不能慌亂，不知所措 首先根據(jù)工件的加工要求，我選擇了鉆床，因此加工方向式垂直與水平面的。然后工件主要定位部分為直徑為φ30mm的中心孔和一側(cè)端面，用長銷小平面定五個自由度。雖然沒有滿足六個自由度的要求，但是不影響機床夾具的工作。因為被加工件需要鉆2個孔不限制Z向的旋轉(zhuǎn)會增進效率。最后是將定位銷和支承板固定在夾具體上，利用銷定位、螺柱、螺母和內(nèi)六角螺釘進行定位、夾緊。這樣將工件穩(wěn)固的夾緊在機床上，能更方便，準確的進行鉆孔加工。通過以上這些步驟，此機床夾具可以正常工作，此項設(shè)計方案可實施。通過精度驗算可知，此項機床夾具可施行。工件的定位、夾緊符合要求。 在設(shè)計的過程中，雖然感覺到了我的不足之處，但是我也學到了不少東西。在一定程度上，使我對以前學習過的東西有了加深理解和熟練操作。課程設(shè)計是機械專業(yè)學習的一個重要的、總結(jié)性的理論和實踐相結(jié)合的教學環(huán)節(jié)，是綜合運用所學知識和技能的具體實踐過程。通過本次夾具設(shè)計，我對所學的專業(yè)知識有了更深刻的理解和認識。課程設(shè)計內(nèi)容源于生產(chǎn)實踐，使得課程設(shè)計和實踐得到了充分的結(jié)合，有利于培養(yǎng)解決工程實際問題的能力。上學期在沈飛進工廠實習或參觀的時候?qū)A具也有所了解，而這次課程設(shè)計的經(jīng)歷，使我對夾具有了更深刻的認識 我們在這次的學習實踐中看到了自己的不足，同時發(fā)現(xiàn)到自己的一個不足，意味著我們成長了一點，如果我們每天成長一點點，那么我們會穩(wěn)扎穩(wěn)打的走向成功。 致謝 為期兩周的課程設(shè)計轉(zhuǎn)眼就過去了。通過這兩個星期的課程設(shè)計，使我綜合的運用了幾年所學的專業(yè)知識。在課程設(shè)計中，發(fā)現(xiàn)自己在理論與實踐中有很多的不足，自己知識中存在著很多漏洞，看到了自己的實踐經(jīng)驗還是比較缺乏，理論到實踐的能力還急需提高。 首先，感謝學校給我們提供這次難得的實習機會，這讓我真切的體會到理論與實際相結(jié)合的意義，為我今后的機械制造技術(shù)設(shè)計思路奠定了基礎(chǔ)。從次課程設(shè)計中能讓我們學習到一些課本中不能引起我們注意的細節(jié)東西，感謝學校為我們提供的寶貴學習機會！ 我非常感謝我的指導教師王曉方老師和張福老師。兩周來，我時刻體會著兩位老師嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，不論天氣有多么的炎熱，都會在我們身邊細心指導。在課外時間，我們不明白一些設(shè)計的問題和有關(guān)畫圖方面的問題時，每次去老師那里，老師都會在百忙之中給我們足夠的時間去問問題，有時還會和我坐下來一起討論設(shè)計的方案。當我的提出的方案不是經(jīng)濟實用的時候老師會細心講解給予更好的意見。整個過程，兩位老師都傾注了大量的心血。正是在老師科學、嚴謹?shù)闹笇?，我的課程設(shè)計才能順利進行，這篇論文也才得以順利完成。兩位老師不僅在學習上對我嚴格要求，在我們的思想行為上都給予了教育與指導。 這次課程設(shè)計雖然我完成的不是很成熟，但是通過老師的幫助和自己的努力完成課程設(shè)計還是讓我有一種自豪感，這是我自己真的去思考，設(shè)計，查詢資料得來的成果。在這次課程設(shè)計結(jié)束的時候，我感到有一種輕松感，不是因為課程設(shè)計不用再做了，而是因為我從這次課程設(shè)計中獲得了知識，有所學、有所用。更加知道我們將來能做什么，會做什么，該做什么。讓我們對行業(yè)有了了解，讓我們對自己的未來有了規(guī)劃。 感謝兩位老師的細心指導！ 參考文獻 [1] 作者：吳宗澤，羅圣國，書名《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》，出版者：高等教育出版社，出版年：1999，引用部分起止頁：37～46。 [2] 作者：李慶余，書名《機械制造裝備設(shè)計》，出版者：機械工業(yè)出版社，出版年：2008年，版次：2版 [3] 作者：張海華，書名《機械制造裝備設(shè)計指導書》 ，出版者：機械工程系，引用部分起止頁：44～46頁。 [4] 作者：薛源順，書名《機床夾具圖冊》 ，出版者：機械工業(yè)出版社， 出版年2003年，版次：1版 17