課程設(shè)計(jì)--鉆床卡具設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　題目：鉆床卡具設(shè)計(jì)</b></p><p>　　班 級(jí)： </p><p>　　姓 名： </p><p>　　專 業(yè): 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造及其自動(dòng)化</p><p>　　指導(dǎo)教師: </p><p><b>

2、　　二零一二年四月</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　序言……………………………………………… 3</p><p>　　一、夾具設(shè)計(jì)任務(wù)……………………………… 4</p><p><b>　　1、工件圖<

3、/b></p><p><b>　　2、工件技術(shù)要求</b></p><p>　　二、工裝夾具設(shè)計(jì)方案的確定………………… 5</p><p>　　1、基準(zhǔn)面的確定（夾具體方式的確定）</p><p>　　2、定位方式及元件的選擇</p><p>　　3、夾緊方式及

4、元件的選擇</p><p><b>　　4、裝配方案</b></p><p><b>　　5、導(dǎo)引裝置</b></p><p><b>　　6、夾具總裝結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　三、定位誤差分析與計(jì)算...................................

5、. 9</p><p>　　四、主要零件設(shè)計(jì)的說明……………………… 11</p><p><b>　　1、夾具體</b></p><p><b>　　2、定位元件</b></p><p>　　4 r' F/ Z* P$ U4 r3、壓緊元件&

6、lt;/p><p>　　' w* Y( U: K2 r$ {" C) ~0 H4、其它元件</p><p>　　2 ]8 q- m8 N( R: C+ Q# y五、工裝夾具的裝配要求……………………… 11</p><p>　　六六、本次課程設(shè)計(jì)小結(jié)、體會(huì)及建議………… 12 </p>&l

7、t;p>　　七、參考資料…………………………………… 13</p><p><b>　　序言</b></p><p>　　機(jī)械制造夾具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，也是機(jī)械類專業(yè)學(xué)生較為全面的機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練</p><p>　　通過對(duì)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，我掌握了機(jī)械加工和裝配方面的基本理

8、論知識(shí)，學(xué)會(huì)了零件加工時(shí)的定位理論、工藝和裝配尺寸鏈理論，了解影響加工質(zhì)量的各項(xiàng)因素，學(xué)會(huì)制定零件機(jī)械加工工藝過程和部件、浐灞裝配工藝過程的方法。掌握了機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法。為了對(duì)以上知識(shí)進(jìn)行鞏固和掌握，我們開始了一周的夾具課程設(shè)計(jì)。</p><p>　　機(jī)械制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)代制造業(yè)正在改變著人們的生產(chǎn)方式、生活方式、經(jīng)營(yíng)管理模式乃至社會(huì)的組織結(jié)構(gòu)和文化。生產(chǎn)的發(fā)展和產(chǎn)品更新?lián)Q代速度的加快，

9、對(duì)生產(chǎn)效率和制造質(zhì)量提出了越來越高的要求，也就對(duì)機(jī)械加工工藝等提出了要求。 </p><p>　　在實(shí)際生產(chǎn)中，由于零件的生產(chǎn)類型、形狀、尺寸和技術(shù)要求等條件不同，針對(duì)某一零件，往往不是單獨(dú)在一種機(jī)床上用某一種加工方法就能完成的，而是需要經(jīng)過一定的工藝過程。因此，我們不僅要根據(jù)零件具體要求，選擇合適的加工方法，還要合理地安排加工順序，一步一步地把零件加工出來</p><p>　　機(jī)械制造夾

10、具課程設(shè)計(jì)是我們學(xué)了大部分大學(xué)基礎(chǔ)課、和專業(yè)課之后進(jìn)行的，這次設(shè)計(jì)使我們能綜合運(yùn)用機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)和機(jī)械夾具設(shè)計(jì)中的理論，并結(jié)合生產(chǎn)學(xué)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，獨(dú)立的分析和解決工藝問題，初步具備了設(shè)計(jì)一個(gè)零件的工藝規(guī)程的能力和運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，擬定夾具設(shè)計(jì)方案，為大四的畢業(yè)設(shè)計(jì)做練兵。</p><p>　　學(xué)生通過設(shè)計(jì)能獲得綜合運(yùn)用過去所學(xué)過的全部課程進(jìn)行機(jī)械制造工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本能力，為以后做好畢業(yè)設(shè)計(jì)

11、、走上工作崗位進(jìn)行一次綜合訓(xùn)練和準(zhǔn)備。它要求學(xué)生全面地綜合運(yùn)用本課程及有關(guān)先修課程的理論和實(shí)踐知識(shí)，進(jìn)行零件加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)和機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)。其目的是：（1）培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用機(jī)械制造工程原理課程及專業(yè)課程的理論知識(shí)，結(jié)合金工實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，獨(dú)立地分析和解決機(jī)械加工工藝問題，初步具備設(shè)計(jì)中等復(fù)雜程度零件工藝規(guī)程的能力。（2）培養(yǎng)學(xué)生能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，學(xué)會(huì)擬訂夾具設(shè)計(jì)方案，完成夾具結(jié)

12、構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。（3）培養(yǎng)學(xué)生熟悉并運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)、圖表、規(guī)范等有關(guān)技術(shù)資料的能力。（4）進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生識(shí)圖、制圖、運(yùn)算和編寫技術(shù)文件的基本技能。 ?。?）培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和獨(dú)立工作的能力，為畢業(yè)后走向社會(huì)從事相關(guān)技術(shù)工作打下良好的基礎(chǔ)。</p><p><b>　　一、夾具設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p><b>　　工件圖</b>

13、;</p><p><b>　　工件技術(shù)要求</b></p><p>　　如上圖所示，要求鉆2-M8的孔，用￠35H8的孔定位，同時(shí)保證R6不能改變。</p><p>　　工裝夾具設(shè)計(jì)方案的確定</p><p>　　1、基準(zhǔn)面的選擇（夾具體方式的確定）</p><p>　　夾具體是夾具的基本件，它

14、既要把夾具的各種元件、機(jī)構(gòu)、裝置連接成一個(gè)整體，而且還要考慮工件裝卸的方便。因此，夾具體的形狀和尺寸主要取決于夾具各組成件的分布位置、工件的外形輪廓尺寸以及加工的條件等。在設(shè)計(jì)夾具體時(shí)應(yīng)滿足以下基本要求。2 e% R% O7 u- @* n3 O    ①、具有足夠的強(qiáng)度和剛度。& N9 P# t* [0 [( _* S+ {    ②、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便，在保證強(qiáng)度和剛度前提下結(jié)構(gòu)盡可能

15、簡(jiǎn)單緊湊，體積小、質(zhì)量輕和便于工件裝卸。4 ~5 I9 w" l, m, e) U; ?    ③、安裝穩(wěn)定牢靠。* a0 z$ \- E4 n$ X9 S    ④、結(jié)構(gòu)的工藝性好，便于制造、裝配和檢驗(yàn)* i* H: X$ C' W) h（閱讀次數(shù)：） 3 O7 C$ z  m& N  C    ⑤、尺

16、寸要穩(wěn)定且具有一定精度。' s& h) z7 G  f; W* D, a* z    ⑥、清理方便。3 L3 X3 r4 V$ J: d根據(jù)工件要求圖可以看出要加工相距20mm的兩個(gè)螺紋孔，為保證位置精度和形位公差，選擇￠55大圓柱的一側(cè)面作為定位基面，并預(yù)先進(jìn)行一</p><p>　　定位方式及元器件選擇 定位的作用是要使工件在夾具中具有

17、準(zhǔn)確和確定不便的位置，在保證加工要求的情況下，限制足夠的自由度。# R7 R, G$ `" D; c3 m. t</p><p>　　如上圖所示定位方式，大圓柱面的一側(cè)用凸臺(tái)大平面限制了X，Y,Z方向的移動(dòng)，同時(shí)限制了繞Y,Z方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，六自由度中限制了五個(gè)，屬于不完全限制自由度。所以需要在R6的長(zhǎng)孔上加菱形銷（如上圖所示）綜合作用限制了工件繞X方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到完全約束的目的。</p>

18、<p>　　夾緊方式及元器件選擇5 I' H: x" N# [! g, D- A夾緊機(jī)構(gòu)的三要素是夾緊力方向的確定、夾緊力作用點(diǎn)的確定、夾緊力大小的確定。7 a$ c$ N) v9 {1 p- C    對(duì)夾緊機(jī)構(gòu)的基本要求如下：7 j. d4 i6 x' f& w    ①、夾緊作用準(zhǔn)確，處于夾緊狀態(tài)時(shí)應(yīng)能保持自鎖，保證夾緊定位的安全可靠。6 X

19、+ ^; e3 q9 ^' z, t    ②、夾緊動(dòng)作迅速，操作方便省力，夾緊時(shí)不應(yīng)損害零件表面質(zhì)量" e$ O2 U6 J" m0 T( b   ③、夾緊件應(yīng)具備一定的剛性和強(qiáng)度，夾緊作用力應(yīng)是可調(diào)節(jié)的。/ E8 B% _- p5 S8 A    ④、結(jié)構(gòu)力求簡(jiǎn)單，便于制造和維修。</p><p>　　工件在機(jī)械

20、加工中，總會(huì)受到切削力、離心力、慣性力等外力的作用。所以在工件的機(jī)械加工中，不只是定位好了就可以的。為了保證在這些外力的作用下工件仍能在夾具中保持定位元件所確定的加工位置，而不致發(fā)生振動(dòng)或位移，使工件的加工無法完成。根據(jù)上述的分析對(duì)于回轉(zhuǎn)體類工件在定位完全后，可以采用螺旋夾緊方式來對(duì)工件進(jìn)行夾緊。</p><p>　　根據(jù)本工件的實(shí)際約束條件及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選用中心軸端部開口墊片螺栓擰緊。需要換裝工件時(shí)，只需松開螺栓，

21、取出開口墊片，取出加工好的工件，放上新工件，手動(dòng)調(diào)整位置，卡上開口墊片，擰緊螺栓即可。操作簡(jiǎn)單，方便。</p><p>　　6 F4 B+ V# j) h! F4、裝配方案</p><p>　　從夾具的裝配圖可知， 凸臺(tái)大平面定位心軸和菱形銷軸與卡具體底座的配合采用軸鍵過渡配合，保證安裝精度，同時(shí)軸端均采用螺母墊片固定： </p><p><b>　　常用

22、平鍵配合選用：</b></p><p>　　本圖中選用C8x28GB1096-79的兩組鍵按照過渡配合的標(biāo)準(zhǔn)選取相應(yīng)孔和軸的配合公差。</p><p><b>　　5、導(dǎo)引裝置</b></p><p>　　導(dǎo)向裝置是夾具保證加工精度的重要裝置，如鉆孔導(dǎo)向套、鏜套、對(duì)刀裝置、對(duì)定裝置等，這些裝置均已標(biāo)準(zhǔn)化，可按標(biāo)準(zhǔn)選擇，為提高加工效率

23、，在此設(shè)計(jì)中應(yīng)選用固定式鉆套，由于鉆模板的厚度，所以不用選擇襯套。固定鉆套參數(shù)為JB/T8045.1-1999，材料為20。</p><p>　　鉆套高度H=2D=2X10mm=20mm，排屑空間高度h=d=10mm。</p><p><b>　　6、夾具總裝結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　專用夾具是在夾具體上安裝銷軸和定位心軸，并通過鍵配合

24、連接保證位置和裝配精度。銷軸和心軸上固定工件，并找準(zhǔn)定位基準(zhǔn)，通過螺釘緊固，從而構(gòu)成整個(gè)夾具。整體夾具見夾具裝配圖。</p><p>　　三、定位誤差的分析與計(jì)算</p><p>　　工件的加工誤差，是指工件加工后在尺寸，形狀和位置三個(gè)方面偏離理想工件的大小，它是由三部分因素產(chǎn)生的：</p><p>　　1）工件在夾具中的定位、夾緊誤差。</p>&l

25、t;p>　　2）夾具帶著工件安裝在機(jī)床上，夾具相對(duì)機(jī)床主軸（或刀具）或運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的位置誤差，也稱對(duì)定誤差。</p><p>　　3）加工過程中誤差，如機(jī)床幾何精度，工藝系統(tǒng)的受力、受熱變形、切削振動(dòng)等原因引起的誤差。</p><p>　　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(dòng)量所引起愛的加工誤差。</p><p><b>　　產(chǎn)生定位誤差的

26、原因</b></p><p>　　1.基準(zhǔn)不重合來帶的定位誤差：</p><p>　　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(huì)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。</p><p>　　2.間隙引起的定位誤差</p><p>　　在使用心軸、銷、定位套定位時(shí)，定位面與定位元件間的間隙可使工件定心

27、不準(zhǔn)產(chǎn)生定位誤差。</p><p>　　3.與夾具有關(guān)的因素產(chǎn)生的定位誤差</p><p>　　1）定位基準(zhǔn)面與定位元件表面的形狀誤差。</p><p>　　2）導(dǎo)向元件、對(duì)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(duì)刀誤差。</p><p>　　3）夾具在機(jī)床上的安裝誤差，即對(duì)定誤差導(dǎo)致工件相對(duì)刀具主軸或運(yùn)動(dòng)方向產(chǎn)生的

28、位置誤差。</p><p>　　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(duì)刀元件、導(dǎo)向元件、定向元件等元件的磨損。 </p><p>　　采用固定鉆套，分別鉆兩個(gè)螺紋孔，兩螺紋孔間位置公差保證在正負(fù)0.015mm。</p><p><b>　　即保證：</b></p><p><b>　　0.15

29、mm</b></p><p>　　四、主要零件設(shè)計(jì)的說明</p><p><b>　　1、夾具體</b></p><p>　　綜合考慮了結(jié)構(gòu)合理性、工藝性、經(jīng)濟(jì)型、標(biāo)準(zhǔn)化以及各種夾具體的優(yōu)缺點(diǎn)等，選擇夾具體毛坯制造方法為鑄造夾具體；考慮到定位精度，要求心軸與基座內(nèi)圓柱面有一定的配合精度H7/g6；考慮到工件較小，夾具體的強(qiáng)度要求以及

30、夾具體的結(jié)構(gòu)要求，沒有在夾具體上設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋。+ ]. u; ?5 ?' t9 ?9 t  o</p><p><b>　　2、定位元件</b></p><p>　　定位心軸與工件內(nèi)圓柱面保證配合精度，內(nèi)表面一定，選取心軸配合尺寸f6。心軸表面精車，粗糙度0.06。</p><p>　　4 r' F/ Z* P

31、$ U4 r3、壓緊元件</p><p>　　用開口墊片螺栓夾緊工件，末端用普通墊片螺栓固定位置。</p><p>　　' w* Y( U: K2 r$ {" C) ~0 H4、其它元件</p><p>　　擋板、螺栓、螺釘、固定鉆套、鉆套架。</p><p>　　2 ]8 q- m8 N( R: C+ Q# y五、工裝夾具

32、的裝配要求</p><p>　　保證定位心軸的凸臺(tái)擋邊和卡具體的凸緣部分良好接觸，保證鍵的配合安裝精確到位，以確保心軸旋轉(zhuǎn)到合適裝配加工的位置。同樣使銷軸安裝到合適的旋轉(zhuǎn)角度保證定位精確，接觸良好。</p><p>　　工件的安裝和取下的過程中按照軸向位置水平拆裝，自然放平后再用螺栓擰緊。</p><p>　　六 六、本次課程設(shè)計(jì)小結(jié)、體會(huì)及建議</p>

33、<p>　　專用夾具是為零件的某一道工序加工而設(shè)計(jì)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(dòng)條件。</p><p>　　通過這次課程設(shè)計(jì)，我個(gè)人對(duì)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(shí)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(huì)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

34、定的力的作用下夾緊元件不會(huì)先于工件發(fā)生變形、損壞。夾具體是夾具的主體部分，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。</p><p>　　而且對(duì)夾具的維護(hù)保養(yǎng)，及夾具在設(shè)計(jì)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(jì)中也得到了提升。在設(shè)計(jì)的過程中又一次把所學(xué)的知識(shí)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(jì)

35、做了很好的準(zhǔn)備工作；同時(shí)在設(shè)計(jì)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(duì)比，進(jìn)行設(shè)計(jì)。因此在夾具設(shè)計(jì)中存在有許多的不足之處，還懇請(qǐng)老師您予以指導(dǎo)和指正。</p><p><b>　　七、參考資料：</b></p><p>　　【1】機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) 第二版

36、 上海科學(xué)技術(shù)出版社</p><p>　　【2】崇凱 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南——北京：化學(xué)工業(yè)出版社 2006.12</p><p>　　【3】何銘新、錢可強(qiáng) 機(jī)械制圖 第五版 ——北京：高等教育出版社 2004.1</p><p>　　【4】孔凌嘉 毛謙德 簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) ——北京：北京理工大學(xué)出版社