機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)叉形板銑鍵槽銑床夾具設(shè)計(jì)【單獨(dú)論文不含圖】

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1、沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院機(jī)械制造裝備課程設(shè)計(jì)說明書 目 錄 一 夾具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介……………………………………………………………………1 1.1機(jī)床夾具的功能………………………………………………………………2 1.2已知工件………………………………………………………………………2 1.3機(jī)床夾具應(yīng)具有的要求………………………………………………………2 二 夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………………………3 2.1設(shè)計(jì)機(jī)床夾具前的準(zhǔn)備工作…………………………………………………3 2.1.1明確工件的生產(chǎn)要求…………………………………………………

2、…3 2.1.2充分理解工件的零件圖和工序圖………………………………………4 2.2確定機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)方案……………………………………………………4 2.2.1選擇定位原件……………………………………………………………4 2.2.2選擇夾緊機(jī)構(gòu)……………………………………………………………4 2.2.3機(jī)床夾具的總體形式……………………………………………………4 2.3繪制夾具裝配圖………………………………………………………………5 2.4繪制夾具零件圖………………………………………………………………6 三 夾具精度的驗(yàn)算……………………

3、……………………………………………………7 3.1定位誤差的分析與計(jì)算………………………………………………………………7 3.1.1定位誤差………………………………………………………………………… 7 3.1.2產(chǎn)生定位誤差的原因……………………………………………………7 四 課設(shè)說明…………………………………………………………………………7 4.1設(shè)計(jì)方案的論證………………………………………………………………7 4.2設(shè)計(jì)方法手段與結(jié)果…………………………………………………………8 4.3形成的論點(diǎn)…………………………

4、…………………………………………8 4.4儀器設(shè)備………………………………………………………………………8 結(jié)論………………………………………………………………………………10 致謝與感想………………………………………………………………………11 參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………11 一 夾具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介 1.1零件的工藝規(guī)程 規(guī)程制定之后，就要按工藝規(guī)程順序進(jìn)行加工，加工中除了需要機(jī)床，刀具，量具外，成批生產(chǎn)是還要用機(jī)床夾具。它們是機(jī)床和工件之間的聯(lián)系裝置，使工件相對(duì)于機(jī)床或刀具獲得正確的位置。機(jī)床夾具的好壞將直接景象工件加工表面的位置精

5、度，所以機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是裝備設(shè)計(jì)中一項(xiàng)重要的工作，是加工過程中最活躍的因素之一。 單獨(dú)論文不含圖，加153893706 1.2機(jī)床夾具的功能 1.2.1保證加工精度，工件通過機(jī)床夾具進(jìn)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;二是通過家駿技工是工件的既定位置在加工過程中保持不變，稱為夾緊、這樣，就可以保證工件加工表面的位置精度，且精度穩(wěn)定。 1.2.2提高生產(chǎn)率，使用夾具來安裝工件，可以減少劃線，找正，對(duì)刀等輔助時(shí)間，采用多件，多工位夾具，以及氣動(dòng)，液壓動(dòng)力基金裝置，可以進(jìn)一步減少輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)率。 1.2.3擴(kuò)大加床的使用范圍，有些機(jī)床夾具

6、是指上是對(duì)機(jī)床進(jìn)行了部分改造，擴(kuò)大了原機(jī)床的功能和使用范圍。如在車床床鞍上暗訪鏜模夾具，就可以進(jìn)行箱體零件的孔系加工。 1.2.4減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證生產(chǎn)安全。 1.3機(jī)床夾具應(yīng)滿足的要求 1.3.1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(dǎo)向方案，夾具制造的技術(shù)要求，定位誤差的分析和驗(yàn)算。 1.3.2夾具的總體方案應(yīng)與年生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，在大批量生產(chǎn)時(shí)，盡量采用快速，高效的定位，夾緊機(jī)構(gòu)和動(dòng)力裝置，提高自動(dòng)化程度，符合生產(chǎn)節(jié)拍要求，在中，小批量生產(chǎn)時(shí)，夾具應(yīng)有一定的可調(diào)性，一適應(yīng)多品種工件的加工。 1.3.3安全，方便，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，機(jī)床夾具要有工作安全

7、性考慮，必要時(shí)加保護(hù)裝置、要符合工人的操作位置和習(xí)慣，要有合適的工件裝卸位置和空間，時(shí)工人操作方便、大批量生產(chǎn)和加工笨重時(shí)，更需要減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、 1.3.4排屑順暢，機(jī)床夾具中積累切屑會(huì)影響到工件的定位精度，切屑的熱量時(shí)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(shí)間，降低生產(chǎn)率。因此夾具設(shè)計(jì)中要給予排屑問題充分的重視。 1.3.5機(jī)床夾具應(yīng)有良好的強(qiáng)度，剛度和結(jié)構(gòu)工藝性，加床夾具設(shè)計(jì)時(shí)，要方便制造，檢查測(cè)，調(diào)整和裝配，有利于提高夾具的制造精度。 設(shè)計(jì)已知條件 圖1.1 零件圖 本次課設(shè)是要為此圖設(shè)計(jì)一個(gè)銑鍵槽的夾具，最終

8、實(shí)現(xiàn)精確和方便的完成銑槽工作。 二 夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.1設(shè)計(jì)機(jī)床夾具前的準(zhǔn)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(jī)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(jī)動(dòng)夾緊或自動(dòng)化程度較高的設(shè)計(jì)方案，采用此方案時(shí)，機(jī)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(dòng)夾緊的設(shè)計(jì)方案，以減小機(jī)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(biāo)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(jī)床夾具中的放置方法，是設(shè)計(jì)機(jī)床夾具總體結(jié)構(gòu)的依據(jù)

9、。工序圖給出了零件本工序的工序基準(zhǔn)、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(zhǔn)、已加工表面、決定了機(jī)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(diǎn)定位原理和采用的機(jī)床加工方法，定位方案不一定要限制六個(gè)自由度，但是要完全定位。工件的待加工表面是選擇機(jī)床，刀具的依據(jù)。確定夾緊機(jī)構(gòu)要依據(jù)零件的外形尺寸，選擇合適的定位點(diǎn)，確保夾緊力安全、可靠同時(shí)夾 緊機(jī)構(gòu)不能與刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡相沖突。 2.2確定機(jī)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(biāo)準(zhǔn)正確選擇定位元件或定位元件的組合。在機(jī)床夾具的使用過程中

10、，工件的批量越大，定位元件的磨損越快，選用標(biāo)準(zhǔn)定位元件增加了夾具零件的互換性，方便機(jī)床夾具的維修和維護(hù)。 2.2.2選擇夾緊機(jī)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(shì)，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(diǎn)： 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)該選擇在定位元件支撐點(diǎn)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(zhǔn)確、不變形。 （3） 選擇夾緊機(jī)構(gòu)： 在確定夾緊力的方向、作用點(diǎn)的同時(shí)，要確定相應(yīng)的夾緊機(jī)構(gòu)。確定夾緊機(jī)構(gòu)要注意以下幾方面的問題： ①

11、 安全性 夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和加緊力，以防止意外傷及夾具操作人員。 ② 手動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)的操作力不應(yīng)過大，以減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。 ③ 夾緊機(jī)構(gòu)的行程不宜過長(zhǎng)，以提高夾具的工作效率。 ④ 手動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)操作靈活、方便。 （4） 夾緊力的大小： 夾緊力的大小一般按靜力平衡條件計(jì)算，計(jì)算出夾緊力為理論夾緊力。為保證工件裝夾安全可靠，實(shí)際夾緊力應(yīng)等于理論夾緊力乘以系數(shù)K，一般K=1.5～2.5。各種典型夾緊機(jī)構(gòu)的計(jì)算方法可參閱《機(jī)床夾具手冊(cè)》。 2.2.3機(jī)床夾具的總體形式： 機(jī)床夾具的總體形式一般應(yīng)根據(jù)工件形狀、大小、加工內(nèi)容及選用機(jī)床等因素確定。 （1）

12、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(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。 （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(jì)時(shí)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、加緊機(jī)構(gòu)留出空間。 （3） 確定夾具體： 夾具體一般是設(shè)計(jì)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(jī)構(gòu)和聯(lián)接體，并于機(jī)床可靠聯(lián)接。 2.3繪制夾具裝配圖 （1）裝配圖應(yīng)按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)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。 （2）視工件為

13、透明體，用雙點(diǎn)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(jī)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(jī)構(gòu)。 （4）畫出夾具體及其他聯(lián)接用的元件（聯(lián)接體、螺釘），將夾具各組成元件聯(lián)成一體。 （5）標(biāo)注必要的尺寸、配合、公差等 ①夾具的外形尺寸，所設(shè)計(jì)夾具的最大長(zhǎng)、寬、高尺寸。 ②夾具與機(jī)床的聯(lián)系尺寸，即夾具在機(jī)床上的定位、國(guó)定尺寸。如車床夾具的莫氏硬度、銑床夾具的對(duì)定裝置等。 ③夾具與刀具的聯(lián)系尺寸，如用對(duì)刀塊對(duì)刀時(shí)塞尺的尺寸、對(duì)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(biāo)注尺寸和配合種類。 ⑤各

14、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(biāo)注裝配后的位置尺寸和形位公差。 （6）標(biāo)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(duì)零件編號(hào)，填寫標(biāo)題欄和零件明細(xì)表。 每一個(gè)零件都必須有自己的編號(hào)，此編號(hào)是唯一的。在工廠的生產(chǎn)活動(dòng)中，生產(chǎn)部件按零件編號(hào)生產(chǎn)、查找工作。 完整填寫標(biāo)題欄，如裝配圖號(hào)、名稱、單位、設(shè)計(jì)者、比例等。 完整填寫明細(xì)表，一般來說，加工工件填寫在明細(xì)表的下方，標(biāo)準(zhǔn)件、裝配件填寫在

15、明細(xì)表的上方。注意，不能遺漏加工工件和標(biāo)準(zhǔn)件、配套件。 2.4繪制夾具零件圖 對(duì)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)注完整 圖2.1 裝備圖 三 夾具精度的驗(yàn)算 3.1定位誤差的分析與計(jì)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

16、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； （2）夾具帶著工件安裝在機(jī)床上，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。 （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。 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。 3.1.2產(chǎn)生定位誤差的原因 （1）平面定位情形，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(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差。 （2）定位基準(zhǔn)面與定位元件表面的形狀誤差。 （3）導(dǎo)向元件，對(duì)刀元件與定位元件間的位置誤差。 （

17、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(jī)床上的安裝誤差。 （6）定位元件與定位元件間的位置誤差。 四 課設(shè)說明 4.1設(shè)計(jì)方案論證 （1）首先根據(jù)已知工件的需要，選擇加工機(jī)床，應(yīng)選用立式銑床加工比較合理，因此加工方向平行于水平面。 （2）然后確定工件主要定位部分，平面定位能限制三個(gè)自由度，再加上銷能限制兩個(gè)自由度，外加一個(gè)削邊銷，這樣就一共限制了六個(gè)自由度。 （3）將定位元件先固定在一塊底板上，利用內(nèi)六角螺釘夾緊，把工件定位后，利用移動(dòng)壓板來對(duì)工件進(jìn)行夾緊，工件的夾緊力方向應(yīng)該垂直于工件的上平面。 4.2設(shè)計(jì)方法手段與結(jié)果 （1）首先對(duì)工件的

18、加工要進(jìn)行分析，已知工件為方料，在前端面銑槽，根據(jù)工件的形狀和加工要求，我認(rèn)為采用立式銑床比較合理。 （2）然后，根據(jù)六點(diǎn)定位原理，本件為完全定位，因?yàn)橐苿?dòng)壓板簡(jiǎn)單使用，而且不影響加工過程，所以最總選擇移動(dòng)壓板進(jìn)行夾緊。 （3）最后，對(duì)整個(gè)夾緊方案分析得出，不完全定位原理，夾緊工件穩(wěn)定，所以此夾具設(shè)計(jì)可行。 4.3形成的論點(diǎn) （1）在設(shè)計(jì)過程中，利用一個(gè)定位面限制三個(gè)自由度，兩個(gè)銷，限制三個(gè)自由度。 （2）設(shè)計(jì)過程中我采用了一個(gè)移動(dòng)壓板，因?yàn)榍懊嬉呀?jīng)限制了六個(gè)自由度，只需要對(duì)工件進(jìn)行夾緊就可以滿足要求，這樣我在后來的設(shè)計(jì)中又加入了兩個(gè)移動(dòng)壓板。 4.4儀器設(shè)備

19、 表2-1 螺母標(biāo)準(zhǔn) 螺紋規(guī)格D M3 M4 M5 M6 M8 M10 M12 (M14) M16 (M18) M20 (M22) M24 (M27) M30 M36 da max 3 5 6 7 9 11 13 15 17 20 22 24 26 29 32 39 dw min 5 6 7 9 12 15 17 20 23 25 28 31 32 38 43 51 e min 6 8 9 11 14 18 20

20、 23 27 30 33 37 40 45 51 61 s max 6 7 8 10 13 16 18 21 24 27 30 34 36 41 46 55 c max 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 m(max) 六角螺母 2 3 5 5 7 8 11 13 15 16 18 19 22 24 26 31 薄螺母 2 2 3 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 15 18 技術(shù)要求 材

21、料 機(jī)械性能等級(jí) 螺紋公差 表面處理 公差產(chǎn)品等級(jí) 鋼 6.8.10 6H 不經(jīng)處理或鍍鋅鈍化 D大于M16用B，小于等于用A 表2-2 移動(dòng)壓板標(biāo)準(zhǔn) 公稱直徑（螺紋直徑） L B H l l1 b b1 d h h1 K m A型 B型 C型 6 40 　 40 18 6 17 9 6.6 7 M6 2.5 1 5 4 45 　 20 8 19 11 6 50 22 12 22 14 8 8 45 　 　 20 8 18 8 9 9 M8 3 6 4 5

22、0 22 10 22 12 6 60 60 25 14 27 17 10 10 　 　 10 14 11 10 M10 4 1.5 8 6 70 28 12 30 17 8 80 30 16 36 23 12 12 70 　 　 32 14 30 15 14 12 M12 5 10 6 80 16 35 20 10 100 36 18 45 30 15 120 22 55 43 25 16 80 　 　 18 35 15 18 16 M16

23、6 2 12 6 100 40 22 44 24 12 120 45 25 54 36 18 160 30 74 54 35 20 100 　 　 22 42 18 22 20 M20 7 15 10 120 50 25 52 30 15 160 30 72 48 25 200 55 35 92 68 40 結(jié) 論 利用一個(gè)平面，兩個(gè)定位釘這樣剛好可以限制五個(gè)自由度，為不完全定位。符合六點(diǎn)定位的原理。再對(duì)工件進(jìn)行夾緊設(shè)計(jì)，應(yīng)用兩個(gè)移動(dòng)壓板對(duì)水平面進(jìn)行夾緊，這樣就可

24、使工件穩(wěn)固的夾緊在機(jī)床上，能更加方便，準(zhǔn)確的進(jìn)行銑槽加工。 課程設(shè)計(jì)是機(jī)械專業(yè)學(xué)習(xí)的一個(gè)重要的、總結(jié)性的理論和實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)環(huán)節(jié)，是綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能的具體實(shí)踐過程。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我對(duì)所學(xué)的專業(yè)知識(shí)有了更深刻的理解和認(rèn)識(shí)。我的課程設(shè)計(jì)內(nèi)容源于生產(chǎn)實(shí)踐，使得課程設(shè)計(jì)和實(shí)踐得到了充分的結(jié)合，有利于培養(yǎng)解決工程實(shí)際問題的能力。 在設(shè)計(jì)過程中，通過把自己幾年來所學(xué)到的專業(yè)知識(shí)和實(shí)踐相結(jié)合，并運(yùn)用到設(shè)計(jì)中，我順利完成了課程設(shè)計(jì)的各項(xiàng)任務(wù)。但在設(shè)計(jì)過程中，我對(duì)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(qǐng)教才得以解決。在今后學(xué)習(xí)和工作中，我會(huì)更多的吸取相關(guān)方面的知識(shí)，不斷提高自己的專業(yè)水平

25、能力。 通過本次課程設(shè)計(jì)，我了解和掌握了機(jī)械裝備設(shè)計(jì)、CAXA電子圖版和機(jī)械制圖等方面的諸多知識(shí)，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(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為今后的學(xué)習(xí)及以后的工作中打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。但由于時(shí)間緊、任務(wù)重，再加上本人的知識(shí)水平和能力有限，以及經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中難免存在一些缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，歡迎老師給予批評(píng)指正。 致 謝 一周的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，我們學(xué)到了很多知識(shí)，了解到了夾具在生產(chǎn)中的重要性，一個(gè)好的夾具能給企業(yè)帶來更好的效益，通過這次設(shè)計(jì)我了解到我還有很多不足，以后還要繼續(xù)學(xué)習(xí)，非常感謝老師以及各位同學(xué)的大力幫助，解決了許多設(shè)計(jì)中遇到的困難。這次課設(shè)使

26、我對(duì)機(jī)床夾具設(shè)計(jì)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(shì)，夾具體一般設(shè)計(jì)成平板式，保證具有足有的剛性，還有設(shè)計(jì)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(diǎn)劃線畫出主要部分，并畫出定位元件，夾緊機(jī)構(gòu)和導(dǎo)向裝置的位置。 參考文獻(xiàn) （1）張海華主編. 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)指導(dǎo)書. 機(jī)械工程系, 2007 （2）吳宗澤主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè). 高等教育出版社, 1999 （3）馮辛安主編. 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì). 機(jī)械工業(yè)出版社, 2007，2版 12