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(jiǎn)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(cè)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(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)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(lái)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(lái)加工工件的定位以及夾緊。人們?cè)絹?lái)越能夠體會(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(lái)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(jiǎn)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。現(xiàn)分析如下：（1）主要加工面：1）銑 φ32 孔兩端平面2）鉆鉸 φ32 孔3）銑 16mm 兩側(cè)面4）銑Ｒ6mm 兩槽面.5）鉆鉸 φ21 孔（2）主要基準(zhǔn)面：以 φ21 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 φ32 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φ21 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 φ32 孔4 鉆 鉆鉸 φ21 孔5 銑 銑 18mm 槽6 銑 銑 φ32 孔兩端平面7 銑 銑 φ21 孔兩端平面9 銑 銑Ｒ6mm 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(kù)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 φ32 孔兩端平面4 銑 銑 φ21 孔兩端平面5 銑 銑 18mm 槽6 鉆 鉆鉸 φ32 孔7 鉆 鉆鉸 φ21 孔9 銑 銑Ｒ6mm 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(kù)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(lái)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 φ22 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(jiǎn)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(jiǎn)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(jiǎn)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(guó)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)蚍桨福O(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(guó)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。總圖應(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(lái)銑拔桿 16mm 兩側(cè)面專用夾具。由加工本道工序的工序簡(jiǎn)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Ⅰ：選擇側(cè)面平面來(lái)定位，就是一面以及 V 型塊來(lái)定位，夾緊的方式可以設(shè)計(jì)在大頭圓周邊來(lái)進(jìn)行夾緊。思路Ⅱ：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(lái)定位，夾緊的方式選擇螺母在心軸上面夾緊。思路Ⅲ：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(jiǎn)單，通用性也比較強(qiáng)的開口的壓板來(lái)對(duì)拔桿進(jìn)行夾緊。研究分析前面幾種的方案思路：思路Ⅰ中的 V 型塊來(lái)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Ⅱ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Ⅲ能達(dá)到要求，加工 16mm 的兩側(cè)平面以及加工 φ21 的端面具有尺寸的公差，取 φ21 孔平面與孔軸線來(lái)為定位的基準(zhǔn)，來(lái)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 yj??j? min11XDd??= 0.6.270.10= m052.(2)轉(zhuǎn)角誤差LXDdXDdtg in22in11 ??????其中： )(2miminXLgx??0.8.70.6.90.7.640.2825tg?????165.?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： md3202m?zaf/2.0?ap06.1Fzk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=2k'3561782??所以是可行的3.2.5 夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)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(jiǎn)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(lái)比較然后再來(lái)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(jiǎn)圖的初步探討，組合夾具，1982. 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