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機(jī)電及自動化學(xué)院
機(jī)械制造加工工藝
課程設(shè)計
設(shè)計題目: 設(shè)計鉆法蘭盤上斜孔的夾具
設(shè) 計 者:
學(xué) 號:
班 級:08機(jī)制2班
指導(dǎo)教師:
評定成績:
設(shè)計日期 2011年12月28日至 2012年1月11日
目 錄
序言··············································1
一、夾具設(shè)計任務(wù)·····································2
(一)產(chǎn)品圖及夾具裝配圖·······
2、·················2
(二)產(chǎn)品的技術(shù)要求分析·························3
二、夾具設(shè)計方案的確定·································3
(一)基準(zhǔn)面得確定·····························3
(二)定位方式及元件的選擇·····································3
(三)夾緊方式及元件的選擇···································3
(四)夾具的總裝結(jié)構(gòu)························
3、···········4
三、夾具的制作步驟···························4
四、夾具的使用說明······································6
(一)夾具的操作步驟·····································6
(二)使用注意事項(xiàng)和保養(yǎng)維護(hù)····························6
五、課程設(shè)計心得體會···························6
六、參考文獻(xiàn)·····························
4、·········7
序言
專用夾具是為零件的某一道工序加工而設(shè)計制造的,在產(chǎn)品相對穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn)中使用;在生產(chǎn)過程中它能有效地降低工作時的勞動強(qiáng)度、提高勞動生產(chǎn)率、并獲得較高的加工精度。
專用夾具的主要作用有以下幾個方面:
(1) 準(zhǔn)確、可靠的定位和夾緊,可以減輕甚至取消下料和劃線工作。減小制品的尺寸偏差,提高了零件的精度和可換性
(2) 減少了加工時繁瑣的操作,獲得較高的生產(chǎn)率和加工精度
夾具設(shè)計的基本要求:
(1)、工裝夾具應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和剛度。夾具在生產(chǎn)中投入使用時要承受多種力度的作用,所以工裝夾具應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和剛度。
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5、) y, H! s- e3 ](2)、夾緊的可靠性。夾緊時不能破壞工件的定位位置和保證產(chǎn)品形狀、尺寸符合圖樣要求。既不能允許工件松動滑移,又不使工件的拘束度過大而產(chǎn)生較大的拘束應(yīng)力。
(3)、夾具體應(yīng)具有良好的加工精度和尺寸穩(wěn)定性。對于夾具體上用來安裝定位元件、對刀(或?qū)蛟┑墓ぷ鞅砻?,?yīng)提出相應(yīng)的尺寸、幾何公差以及粗糙度的具體要求,并作相應(yīng)的熱處理或時效處理。
(4)、有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性。家具體上部加工的毛面與工件表面之間應(yīng)保證有一定的空隙,以免安裝時產(chǎn)生干涉。
(5)、力求結(jié)構(gòu)簡單,裝卸方便。在保證強(qiáng)度和剛度的前提下,極可能體積小、重量輕、以便于操作。
6、
(6)、排屑方便。
(7)、夾具在機(jī)床上安裝要穩(wěn)定、可靠
一、 裝配圖及產(chǎn)品圖
1、
2、技術(shù)要求分析
a、孔Φ12的尺寸精度與表面粗糙度以鉆擴(kuò)鉸工藝方法和一定精度等級的鉸刀保證
b、孔的位置尺寸及角度,由分度盤上的螺紋孔的位置保證。
二、夾具的設(shè)計方案的確定
1. 定位基準(zhǔn)的選擇
出于定位簡單和快速的考慮,選擇∮90孔為基準(zhǔn),即以一面上一心軸(自由度限制數(shù):5)配合以一擋銷(自由度限制數(shù):1)使工件完全定位。再使用快速螺旋卡緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行卡緊。
2. 切削力和卡緊力計算
本步加工可按鉆削估算卡緊力。實(shí)際效果可以保證可靠的卡緊。
7、
軸向力
扭矩
由于扭矩很小,計算時可忽略。
卡緊力為
取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1
則實(shí)際卡緊力為 F’=S1*S2*S3*S4*F=10.06N
使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工卡緊,調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置,即可指定可靠的卡緊力。
3. 定位誤差分析
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(jī)床上,夾具相對機(jī)床主軸(或刀具)或運(yùn)動導(dǎo)軌的位 置誤差,也稱對定誤差。 3)加工過程中誤差,如機(jī)床幾何
8、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(zhǔn)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(zhǔn)不重合來帶的定位誤差: 夾具定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合, 兩基準(zhǔn)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(zhǔn)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(zhǔn)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(zhǔn)面與定位元件表面的形狀誤差。 2)導(dǎo)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(dǎo)致產(chǎn)生 的導(dǎo)向誤差和對刀
9、誤差。 3)夾具在機(jī)床上的安裝誤差,即對定誤差導(dǎo)致工件相對刀具主軸或運(yùn)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(dǎo)向 元件、定向元件等元件的磨損。
3.2 定位誤差的計算
1.定位誤差,此項(xiàng)主要是定位孔∮20H7 與定位銷∮20p6 的間隙產(chǎn)生,最大間隙為 0.015mm。
2.鉆模板襯套中心與鉆模板配合尺寸為∮28H7/p6,, 最大間隙為 0.015mm。
3.鉆套與襯套的配合間隙,有∮22H7/g6 可知最大間隙為 0.041mm。 4.鉆套內(nèi)孔與外圓得同軸度誤差,對于標(biāo)準(zhǔn)鉆套,精度較高,此項(xiàng)可以忽 略。 5.鉆頭與鉆套
10、間隙的間隙會引偏刀具,產(chǎn)生中心距誤差 e,由下式求出:
e=( H/2 + h + b )△max/H e----刀具引偏量(mm) H----鉆套導(dǎo)向高度(mm) h----鉆套下斷面與工件間的空間高度(mm) △max----刀具與鉆套的最大間隙
刀具與鉆套的配合為∮22H7/r6, 可知△max=0.028mm; H=36mm, h=20, 將 B=30mm 代入,可求得 e=0.05mm。 由于上述各項(xiàng)都是按最大誤差計算,實(shí)際上各項(xiàng)也不可能同時出現(xiàn)最大 值,各誤差方向也很可能不一致,因此,其最和誤差可按概率法求和:
? ∑ = 0.0282 + 0.032 + 0.0242 + 0.0
11、52 = 0.024mm
該項(xiàng)誤差大于中心距允差 0.1mm 的 2/3,可用。
本工序采用一定位心軸,一擋銷定位,工件始終靠近定位銷的一面,而擋銷的偏角會使工件自重帶來一定的平行于卡具體底版的水平力,因此,工件不在在定位銷正上方,進(jìn)而使加工位置有一定轉(zhuǎn)角誤差。但是,由于加工是自由公差,故應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。
4、夾具的總裝結(jié)構(gòu)
三、夾具的制作步驟
1、夾具體
2、心軸
3、分度盤
4、工件
5、其他部件
四、夾具的使用說明
1、夾具的操作步驟
工件以內(nèi)孔Φ90以及其端面在定位心軸上定位限制5個自由度,以Φ20孔用插銷定位,限制一個自
12、由度。工件需安裝3次每次用定位拉桿分3度,可加工三個均布孔。工件用螺母14以及開口壓板13進(jìn)行壓緊。
安裝工件時,先將菱形螺母14回轉(zhuǎn)90度,避開鉆模板1,取下開口壓板13,將工件從夾具上方裝入,并插入定位銷16,放上開口壓板13,擰緊螺母14,即可進(jìn)行加工。加工完一個孔后將定位拉桿拉出,將工件以及分度盤旋轉(zhuǎn)120度,再進(jìn)行加工。
2、使用注意事項(xiàng)和保養(yǎng)維護(hù)
(1)、在工件夾緊時不要用力過大,以免損壞螺桿
(2)、及時清理鉆屑,保證安裝平面的清潔
(3)、安放工件時要注意不要砸到基準(zhǔn)平面,而影響加工精度
(4)、保養(yǎng)及維護(hù):
要定期潤滑螺桿兩端處,滑塊及調(diào)節(jié)螺栓 、螺釘;并
13、對對中塊與螺桿的配合處進(jìn)行適量潤滑;及時更換鉆套。
五、課程設(shè)計心得體會
經(jīng)過找資料和認(rèn)真地學(xué)習(xí),讓我對夾具設(shè)計有了更深的學(xué)習(xí)和認(rèn)識。
專用夾具是為零件的某一道工序加工而設(shè)計制造的,它廣泛用于大量生產(chǎn)中;它不但提高了生產(chǎn)率而且也提高加工精度,改善勞動條件。
通過這次課程設(shè)計,我個人對夾具有了更進(jìn)一步的了解:夾具要保加工出的產(chǎn)品有較高的精度,就必須要求其自身有較高的精度,定位元件擁有高精度的同時換要有一定的剛度和強(qiáng)度,以保證在加工過程中自身不會變形和一定的壽命。夾緊機(jī)構(gòu)要求有一定的剛度和強(qiáng)度,以確保在一定的力的作用下夾緊元件不會先于工件發(fā)生變形、損壞。夾具體是夾具
14、的主體部分,是與機(jī)床相接的部位、也是支撐夾緊元件、工件的主要部分;要求其有一定的強(qiáng)度和剛度、穩(wěn)定性,又考慮到經(jīng)濟(jì)性一般都采用HT200作為夾具體。
而且對夾具的維護(hù)保養(yǎng),及夾具在設(shè)計中應(yīng)該注意的問題有了更進(jìn)一步的了解,自己的能力在這次課程設(shè)計中也得到了提升。在設(shè)計的過程中又一次把所學(xué)的知識做了一次綜合式的復(fù)習(xí),為接下來要做的畢業(yè)設(shè)計做了很好的準(zhǔn)備工作;同時在設(shè)計中也發(fā)現(xiàn)自己的很多不足之處:缺乏實(shí)際的經(jīng)驗(yàn),有些實(shí)物沒有見過很難想象,只能通過找相應(yīng)的參考資料,然后再通過想象把他們綜合到一起,再通過實(shí)例對比,進(jìn)行設(shè)計。因此在夾具設(shè)計中存在有許多的不足之處,還懇請老師您予以指正。
六、參考文獻(xiàn)
15、
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8.楊叔子??主編.機(jī)械加工工藝師手冊[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001.8
9.楊黎明??主編.機(jī)床夾具設(shè)計手冊[M].北京:國防工業(yè)出版社,1996.5
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