機械制造裝備設(shè)計課程設(shè)計斜壓塊鏜孔夾具設(shè)計【全套圖紙】

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1、沈陽理工大學(xué)課設(shè)說明書 機械制造裝備設(shè)計 課程設(shè)計說明書 題目 斜壓板鏜孔夾具設(shè)計 系 裝備工程分院 專業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 班級 091212 姓名 學(xué)號 07 指導(dǎo)教師 完成日期 2010 年 12 月 24 日 沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 課程設(shè)計任務(wù)書 課程名稱: 機械制造裝備設(shè)計 題 目：斜壓塊鏜孔夾具設(shè)計 專

2、 業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化 全套圖紙，加153893706 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、完成斜壓板的鏜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(dǎo)教師： 2010 年 12

3、月 6 日 教研室主任： 2010 年 12 月 6 日 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(xué)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(xué)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(xué)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 斜壓塊鏜孔夾具設(shè)計 三、課程設(shè)計的內(nèi)容與基本要求 （

4、一）內(nèi)容 1、完成斜壓板的鏜孔專用夾具總裝配圖。 2、完成斜壓板的鏜孔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-

5、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(dǎo)教師： 2010 年 12 月 6 日 教研室主任： 2010 年 12 月 6 日 目錄 緒論 …………………………………………………………………………1 1夾具設(shè)計簡介 …………………………………………………………………2 1.1機床夾具的功能 ……………………………………………………………2 1.2已知工件 ……………………………………………………………………2 2夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ………………………………………………………………3 2.1設(shè)計機床夾具前

6、的準備工作 ………………………………………………3 2.2確定機床夾具的結(jié)構(gòu)方案……………………………………………………3 2.3繪制夾具裝配圖 ………………………………………………………………4 2.4繪制夾具零件圖 ………………………………………………………………5 3夾具精度的驗算 …………………………………………………………………6 3.1定位誤差的分析與計算 …………………………………………………………6 4 課設(shè)說明 …………………………………………………………………………8 4.1設(shè)計方案論證 ………………………………………………………………

7、……8 4.2設(shè)計方法手段與結(jié)果 ……………………………………………………………8 4.3儀器設(shè)備 …………………………………………………………………………8 結(jié)論 ……………………………………………………………………………12 致謝 ……………………………………………………………………………………13 參考文獻 …………………………………………………………………………14 緒論 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(xué)環(huán)節(jié)，也是機械類專業(yè)學(xué)生較為全面的機械設(shè)計訓(xùn)練。 其目的在于： 〔1〕培養(yǎng)學(xué)生綜合運用機械設(shè)計基礎(chǔ)以及其他先修課

8、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(xùn)練可以鞏固、加深有關(guān)機械課設(shè)方面的理論知識。 〔2〕學(xué)習(xí)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，為以后續(xù)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(xué)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。 零件在工藝規(guī)程之后，就要按工藝規(guī)程順序進行加工。在加工中除了需要機床、刀具、量具之外，成批生產(chǎn)時還要用機床夾具。他們時機床和工件之間的連接裝置，使工件相對于機床獲得正確的位置。機床夾具的好壞將直接影響工件加工表面的位置精度。通常把確定工件在機床上或夾具中占有正確位置的過程，稱為定位。當工件

9、定位后，為了避免在加工中受到切削力、重力等的作用而3破壞定位，還應(yīng)該用一定的機構(gòu)或裝置將工件加以固定。使工件在加工過程中保持定位位置不變的操作，稱為夾緊。將工件定位、夾緊的過程稱為裝夾。工件裝夾是否正確、迅速、方便和可靠，將直接影響工件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率、制造成本和操作安全。在成批、大量生產(chǎn)中，工件的裝夾是通過機床夾具來實現(xiàn)的。機床夾具在生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。 1 機床夾具設(shè)計簡介 1.1 機床夾具的功能 （1）保證加工精度 工件通過機床夾具進行安裝，包含了兩層含義：一是工件通過夾具上的定位元件獲得正確的位置，稱為定位；二是通過加緊機構(gòu)使工件的既定位

10、置在加工過程中保持不變，陳為加緊。這樣，就可以保證，工件加工表面的位置精度，且精度穩(wěn)定。 （2）提高生產(chǎn)率 使用夾具來安裝工件，可以減少劃線，找正、對刀等輔助時間，采用多件、多工位夾具，以及氣動、液壓動力加緊裝置，可以進一步減少輔助時間，提高生產(chǎn)率。 （3）擴大機床的使用范圍 有些機床夾具實質(zhì)上是對機床進行了部分改造，擴大了原機床的功能和使用范圍。如在車床床鞍上安放鏜模夾具，就可以進行箱體零件的孔系加工。 （4）減輕工人的勞動強度，保證生產(chǎn)安全 1.2 已知工件 待加工工件如圖1-1所示，工件總長115mm，總高110mm，總寬90mm，凸臺寬50mm，大端高

11、35mm；要求設(shè)計一套半精鏜孔Φ30H7的夾具。 圖1-1 原工件 2 夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計 2.1 設(shè)計機床夾具前的準備工作 2.1.1 明確工件的生產(chǎn)要求 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(fù)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(fù)雜程度及夾具的制作成本。 2.1.2 充分理解工件的零件圖和工序圖 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，他決定了工件在機床夾具中

12、的放置方法，是設(shè)計機床夾具總體結(jié)構(gòu)的依據(jù)。工序圖給出了零件本工序的工序基準、以加工表面、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、決定了機床夾具的定位方案，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，定位方案不一定要頂六個自由度，但是要完全定位。工件的代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)零件的外形尺寸，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。 2.2 確定機床夾具的結(jié)構(gòu)方案 2.2.1 選擇定位原件 根據(jù)工序圖給出的定位原理方案，按有關(guān)標準正確選擇定位元件

13、或定位元件的組合。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。 2.2.2 選擇夾緊機構(gòu) （1） 夾緊力的方向： 夾緊力的要有利于工件的定位，并注意工件的剛性方向，不能是工件有脫離定位表面的趨勢，防止工件在夾緊力的作用下產(chǎn)生變形。 （2） 夾緊力的作用點： 夾緊力的作用點應(yīng)該選擇在定位元件支撐點的作用范圍內(nèi)，以及工件剛度高的位置。確保工件的定位準確、不變形。。 （3） 選擇加緊機構(gòu)： 在確定夾緊力的方向、作用點的同時，要確定相應(yīng)的夾緊機構(gòu)。確定夾緊機構(gòu)要注意以下幾方面的問題

14、： ① 安全性 夾緊機構(gòu)應(yīng)具備足夠的強度和加緊力，以防止意外傷及夾具操作人員。 ② 手動夾緊機構(gòu)的操作力不應(yīng)過大，以減輕操作人員的勞動強度。 ③ 夾緊機構(gòu)的行程不宜過長，以提高夾具的工作效率。 ④ 手動夾緊機構(gòu)應(yīng)操作靈活、方便。 （4） 夾緊力的大?。? 夾緊力的大小一般按靜力平衡條件計算，計算出夾緊力為理論加緊力。為保證工件裝夾安全可靠，實際夾緊力應(yīng)等于理論加緊力乘以系數(shù)K，一般K=1.5~2.5。各種典型夾緊機構(gòu)的計算方法可參閱《機床夾具手冊》。 2.2.3 機床夾具的總體形式 機床夾具的總體形式一般應(yīng)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。

15、 （1） 選擇導(dǎo)向裝置： 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、對刀裝置、對定裝置等，這些裝置均已標準化，可按標準選擇。 （2） 確定聯(lián)接體： 聯(lián)接體是將裝置與夾具體聯(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。 （3） 確定夾具體： 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、夾緊機構(gòu)和聯(lián)接體，并于機床可靠聯(lián)接。 2.3 繪制夾具裝配圖 （1）裝配圖應(yīng)按照國家標準盡可能1：1地繪制，三視圖要完整清晰的表示出夾具的主要結(jié)構(gòu)及夾具的工作原理。

16、 （2）視工件為透明體，用雙點畫線畫出主要部分（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(dǎo)向裝置的位置 （3）按照夾緊狀態(tài)畫出夾緊元件和夾緊機構(gòu)。 （4）畫出夾具體及其他聯(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、國定尺寸。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，如用對刀塊對刀時塞尺的尺寸、對刀塊表面到定位表面的尺寸即公差。 ④夾具中所有有配合關(guān)系的元件間應(yīng)標注

17、尺寸和配合種類。 ⑤各定位元件之間，定位元件與導(dǎo)向元件之間，各導(dǎo)向元件之間應(yīng)標注裝配后的位置尺寸和形位公差。 （6）標注技術(shù)條件。 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的位置精度。 ③定位表面與導(dǎo)向元件間的位置精度。 ④導(dǎo)向元件工作面間的位置精度。 （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

18、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。 2.4 繪制夾具零件圖 對裝配圖中需加工的零件圖均應(yīng)繪制零件圖，零件圖應(yīng)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(yīng)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(yīng)標注完整。 3 夾具精度的驗算 3.1 定位誤差的分析與計算 3.1.1 定位誤差 （1）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

19、的大小，它是由三部分因素產(chǎn)生的； （2）夾具帶著工件安裝在機床上，相對機床主軸（或刀具）或運動導(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。 1. 定位誤差，此項主要是定位孔Φ20H7與定位銷Φ20g6的間隙產(chǎn)生，最大間隙為0.05mm。 2. 固定鏜套與鏜模架的配合間隙，有Φ30H6／g5可知最大間隙為0.029mm。 3. 鏜套內(nèi)孔與外圓得同軸度誤差，對于標準鉆套，精度較高，此項可以忽 略。 4. 鏜桿與鏜套

20、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 鏜桿與鏜套的配合為Φ30H6/g5，可知Δmax=0.025mm；將H=30mm, h=12, B=30mm代入，可求得e=0.05mm。 由于上述各項都是按最大誤差計算，實際上各項也不可能同時出現(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： 該項誤差大于中心距允差0.1mm的2/

21、3，可用。 3.1.2 產(chǎn)生定位誤差的原因 （1）平位情面定形，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應(yīng)到被加工表面的位置上去，所產(chǎn)生的定位誤差稱之為基準轉(zhuǎn)換誤差。 （2）定位基準面與定位元件表面的形狀誤差。 （3）導(dǎo)向元件，對刀元件與定位元件間的位置誤差。 （4）夾緊力使工件或夾具產(chǎn)生變形，產(chǎn)生位置誤差。 （5）夾具在機床上的安裝誤差。 （6）定位元件與定位元件間的位置誤差。 4 課設(shè)說明 4.1 設(shè)計方案論證 （1）首先根據(jù)已知工件的需要，選用臥式鏜床加工比較合理。 （2）然后工件主要定位部分為底面和側(cè)面，我認為可以用兩條支撐板定位底面（限制

22、一個移動自由度和兩個旋轉(zhuǎn)自由度），再用一條支撐板定位側(cè)面（限制一個移動自由度和一個旋轉(zhuǎn)自由度），最后用一個支承釘定位側(cè)面（限制一個移動自由度），這樣就能使工件完全定位。 （3）先將兩底面支撐板固定在一個大平面夾具底座上，然后將側(cè)面支撐板和支承釘固定到各自的支座上，將兩個支座固定到夾具底座上，最后用一個移動壓板夾緊工件的上表面，將一個安裝了固定鏜套的鏜模板固定到夾具底座上，使鏜套對定要加工的Φ30H7孔。 4.2 設(shè)計方法手段與結(jié)果 （1）首先，對工件的加工要進行分析，在工件上半精鏜Φ30H7的孔，根據(jù)工件的形狀和加工要求，我認為采用鏜床比較合理。 （2）然后，選用兩條支撐板定位底面，

23、限制了一個移動自由度和兩個旋轉(zhuǎn)自由度；再用一條支撐板定位側(cè)面，限制了一個移動自由度和一個旋轉(zhuǎn)自由度；最后用一個支承釘定位側(cè)面，限制了一個移動自由度。所以只需要將工件夾緊就可以進行加工了，在垂直方向上進行夾緊，可以利用移動壓板，進行夾緊，因為移動壓板簡單使用，而且不影響加工過程，所以最終選擇移動壓板進行夾緊。 （3）最后，對整個夾緊方案分析得出，符合完全定位，夾緊工件穩(wěn)定，所以此夾具設(shè)計可行。 4.3 儀器設(shè)備 （1）內(nèi)六角圓柱螺釘 12個 材料：35鋼 （2）雙頭螺柱 2個 材料：45鋼 （3）1型六角螺母 3個 材料：35鋼

24、（4）小墊圈 4個 材料：35鋼 （5）A型圓柱銷 3個 材料：45鋼 （6）A型支承釘 1個 材料：45鋼 （7）支承釘支架 1個 材料：HT200 （8）支承板 3個 材料：HT200 （9）支承板支架 1個 材料：HT200 （10）移動壓板 1個 材料：HT200 （11）圓柱螺旋壓縮彈簧 1個 材料：65鋼 （12）A型固定鏜套 1個 材料：HT200 （13）鏜套螺釘

25、 1個 材料：35鋼 （14）鏜模架 1個 材料：HT200 圖4-1 固定鏜套 圖4-2 移動壓板 圖4-3 鏜模架 結(jié)論 利用3個支撐板和1個支承釘，剛好可以限制6個自由度，符合完全定位原理。再對工件進行夾緊設(shè)計，應(yīng)用一個移動壓板在工件上表面上進行夾緊，這樣就可使工件穩(wěn)固的夾緊在機床上，能更加方便、準確的進行鏜孔加工。 課程設(shè)計是機械專業(yè)學(xué)習(xí)的一個重要的、總結(jié)性的理論和實踐相結(jié)合的教學(xué)環(huán)節(jié)，是綜合運用所學(xué)知識和技能的具體實踐過程。通過本次畢業(yè)設(shè)計，我對所學(xué)的專業(yè)知識有

26、了更深刻的理解和認識。我的課程設(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。 在設(shè)計過程中，通過把自己幾年來所學(xué)到的專業(yè)知識和實踐相結(jié)合，并運用到設(shè)計中，我順利完成了課程設(shè)計的各項任務(wù)。但在設(shè)計過程中，我對一些理論問題掌握的不夠充分，經(jīng)過多次向指導(dǎo)老師請教才得以解決。在今后學(xué)習(xí)和工作中，我會更多的吸取相關(guān)方面的知識，不斷提高自己的專業(yè)水平能力。 通過本次課程設(shè)計，我了解和掌握了機械裝備設(shè)計、CAXA電子圖版和機械制圖等方面的諸多知識，鍛煉了自己分析問題和解決問題的能力，并積累了一定的實踐經(jīng)驗，為今后的學(xué)習(xí)及以后的工作中打下了堅實的基礎(chǔ)。但由于時

27、間緊、任務(wù)重，再加上本人的知識水平和能力有限，以及經(jīng)驗不足，設(shè)計中難免存在一些缺點和錯誤，歡迎老師給予批評指正。 致謝 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，比如：夾緊力的方向要有利于工件的定位，并注意工件的剛性方向，不能使工件有脫離定位表面的趨勢，夾具體一般設(shè)計成平板式，保證具有足有的剛性，還有設(shè)計的裝配圖應(yīng)按照 1：1的比例畫出，視圖要完整清楚的表示出夾具的主要結(jié)構(gòu)及夾具的工作原理，并視所有工件為透明體，用雙點劃線畫出主要部分，并畫出定位元件，夾緊機構(gòu)和導(dǎo)向裝置的位置。 首先我要感謝我的指導(dǎo)教師，在設(shè)計過程中給與我很大的幫助，使我在細節(jié)和思想上更加完善，而且也從中吸取了經(jīng)驗和思想。 參考文獻 （1）書名：《機械制造裝備設(shè)計》 作者：李慶余，孟廣耀 出版者：機械工業(yè)出版社出版年：2007年 版次：2版 （2）書名：《機械制造裝備設(shè)計指導(dǎo)書》 作者：張海華 出版者：機械工程系 出版年：2007年 版次：2版 （3）書名：《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》 作者：吳宗澤，羅圣國 出版者：高等教育出版社 出版年：1999年 版次：2版。 16