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課程設(shè)計(jì)(實(shí)訓(xùn))說明書
固定鉗身鉆2-Φ13孔專用夾具設(shè)計(jì)
專 業(yè):機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí):
學(xué) 號(hào):
姓 名:
指導(dǎo)教師:
成 績(jī):
目 錄
目 錄 II
第1章 緒論 1
1.1夾具概述 1
1.2機(jī)床夾具的功能 1
1.3機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢(shì) 1
1.3.1機(jī)床夾具的現(xiàn)狀 2
1.3.2現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向 2
2 夾具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介 5
2.1機(jī)床夾具的功能 5
2.2機(jī)床夾具應(yīng)滿足的要求 5
2.3設(shè)計(jì)已知條件 6
3夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7
3.1設(shè)計(jì)機(jī)床夾具前的準(zhǔn)備工作 7
3.1.1明確工件的年生產(chǎn)綱領(lǐng) 7
3.1.2充分理解工件的零件圖和工序圖 7
3.2確定機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)方案 7
3.2.1選擇定位原件 7
3.2.2選擇夾緊機(jī)構(gòu) 9
3.2.3 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用 10
3.3夾具結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì) 11
3.4繪制夾具裝配圖 11
3.5繪制夾具零件圖 13
4夾具精度的驗(yàn)算 13
4.1產(chǎn)生定位誤差的原因 13
4.2 誤差分析與計(jì)算 14
4.3 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 15
4.4夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明 16
總結(jié)與展望 17
參考文獻(xiàn) 18
致 謝 19
第1章 緒論
1.1夾具概述
夾具是一種裝夾工件的工藝裝備,它廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造過程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測(cè)等工藝過程中。
工具是人類文明進(jìn)步的標(biāo)志。自20世紀(jì)末期以來,現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝自動(dòng)化都有了長足的發(fā)展。但工具(含夾具、刀具、量具與輔具等)在不斷的革新中,其功能仍然十分顯著。機(jī)床夾具對(duì)零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此,無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中,夾具都是重要的工藝裝備。
1.2機(jī)床夾具的功能
在機(jī)床上用夾具裝夾工件時(shí),其主要功能是使工件定位和夾緊。
1.機(jī)床夾具的主要功能
機(jī)床夾具的主要功能是裝工件,使工件在夾具中定位和夾緊。
(1)定位 確定工件在夾具中占有正確位置的過程。定位是通過工件定位基準(zhǔn)面與夾具定位元件面接觸或配合實(shí)現(xiàn)的。正確的定位可以保證工件加工的尺寸和位置精度要求。
(2)夾緊 工件定位后將其固定,使其在加工過程中保持定位位置不變的操作。由于工件在加工時(shí),受到各種力的作用,若不將工件固定,則工件會(huì)松動(dòng)、脫落。因此,夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。
2.機(jī)床夾具的特殊功能
機(jī)床夾具的特殊功能主要是對(duì)刀和導(dǎo)向。
(1)對(duì)刀 調(diào)整刀具切削刃相對(duì)工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的對(duì)刀塊,它能迅速地確定銑刀相對(duì)于夾具的正確位置。
(2)導(dǎo)向 如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套,能迅速地確定鉆頭的位置,并引導(dǎo)其進(jìn)行鉆削。導(dǎo)向元件制成模板形式,故鉆床夾具常稱為鉆模。鏜床夾具(鏜模)也具有導(dǎo)向功能。
1.3機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢(shì)
隨著科學(xué)技術(shù)的巨大進(jìn)步及社會(huì)生產(chǎn)力的迅速提高,夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。
1.3.1機(jī)床夾具的現(xiàn)狀
現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代,以適應(yīng)市場(chǎng)激烈的競(jìng)爭(zhēng)。然而,一般企業(yè)仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具。另一方面,在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中,約4年就要更新80%左右的專用夾具,而夾具的實(shí)際磨損量?jī)H為15%左右。特別是近年來,數(shù)控機(jī)床(NC)、加工中心(MC)、成組技術(shù)(GT)、柔性制造系統(tǒng)(FMS)等新技術(shù)的應(yīng)用,對(duì)機(jī)床夾具提出了如上新的要求:
1)能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn),以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期,降低生產(chǎn)成本。
2)能裝夾一組具有相似性特征的工件。
3)適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具。
4)適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具。
5)采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置,以進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。
6)提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。
1.3.2現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向
現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標(biāo)準(zhǔn)化四個(gè)方面。
精密化
隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高,勢(shì)必相應(yīng)提高了對(duì)夾具的精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多,例如用于精密分度的多齒盤,其分度精度可達(dá)±0.1;用于精密車削的高精度三爪卡盤,其定心精度為5μm;精密心軸的同軸度公差可控制在1μm內(nèi);又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具,工件的圓度公差可達(dá)0.2~0.5μm。
高效化
高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間,以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。常見的高效化夾具有:自動(dòng)化夾具、高速化夾具、具有夾緊動(dòng)力裝置的夾具等。例如,在銑床上使用電動(dòng)虎鉗裝夾工件,效率可提高5倍左右;在車床上使用的高速三爪自定心卡盤,可保證卡爪在(試驗(yàn))轉(zhuǎn)速為2600r/min的條件上仍能牢固地夾緊工件,從而使切削速度大幅度提高。
柔性化
機(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似,它是指機(jī)床夾具通過調(diào)整、拼裝、組合等方式,以適應(yīng)可變因素的能力??勺円蛩刂饕校汗ば蛱卣?、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有:組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、拼裝夾具、數(shù)控機(jī)床夾具等。在較長時(shí)間內(nèi),夾具的柔性化將是夾具發(fā)展的主要方向。
標(biāo)準(zhǔn)化
機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面。在制訂典型夾具結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,首先進(jìn)行夾具元件和部件的通用化,建立類型尺寸系列或變型,以減少功能用途相近的夾具元件和部件的型式,屏除一些功能低劣的結(jié)構(gòu)。通用化方法包括夾具、部件、元件、毛壞和材料的通用化。夾具的標(biāo)準(zhǔn)化階段是通用化的深入,主要是確立夾具零件或部件的尺寸系列,為夾具工作圖的審查創(chuàng)造良好的條件。目前我國已有夾具零件及部件的國家標(biāo)準(zhǔn):GB/T2148~T2259—91以及各類通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化,有利于夾具的商品化生產(chǎn),有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期,降低生產(chǎn)總成本。
計(jì)算機(jī)輔助機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD技術(shù)來完成夾具設(shè)計(jì)的先進(jìn)方法。由于夾具種類繁多,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,其設(shè)計(jì)過程涉及控制條件多,因此,用于夾具設(shè)計(jì)的專業(yè)軟件甚少,目前還沒有一種軟件系統(tǒng)能夠?qū)A具設(shè)計(jì)完全數(shù)字化。目前,計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)一般是采用二維CAD軟件進(jìn)行。采用二維CAD軟件進(jìn)行夾具設(shè)計(jì),可以提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量,但是其缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)人員首先要閱讀工件二維零件圖,了解零件的加工要求,并將二維零件圖在頭腦中三維實(shí)體化;再選擇或設(shè)計(jì)合適的定位、夾緊等元件和裝置;接上來將上述結(jié)構(gòu)在頭腦中形成夾具三維實(shí)體,用二維圖表示,完成夾具的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中,思維要在三維和二維模型中反復(fù)轉(zhuǎn)換,最終繪制二維的總裝圖。由于繪制三維實(shí)體效果的裝配圖難度大,效率低,一般不繪制三維裝配圖。這對(duì)夾具設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率,以及加工和裝配均有不利的影響。3D軟件是一個(gè)基于特征的參數(shù)化實(shí)體建模設(shè)計(jì)工具,該軟件完全采用Windows圖形用戶界面,易學(xué)易用。借助3D軟件平臺(tái),可以創(chuàng)建三維實(shí)體模型;編輯零件裝配體并進(jìn)行簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)仿真;利用它的動(dòng)畫功能不僅可以檢查夾具工作的可行性,還能得到夾具零部件裝配和運(yùn)動(dòng)過程的動(dòng)畫文件。
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)的功能在于能協(xié)助設(shè)計(jì)者完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)各階段的工作。本文針對(duì)機(jī)床夾具進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),借助3D軟件平臺(tái),將設(shè)計(jì)時(shí)所用標(biāo)準(zhǔn)零件建立實(shí)體模型庫;對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)零件,采用交互方式建模方法直接在設(shè)計(jì)平臺(tái)建模并建立非標(biāo)準(zhǔn)模型庫。
采用二維CAD軟件進(jìn)行設(shè)計(jì),它使我們甩掉了圖板,解決r使用繪圖板帶來的諸多弊端?,F(xiàn)在,大量三維實(shí)體造型軟件崛起,如PR0/E、UG、3D、Solidedge等,推動(dòng)了設(shè)計(jì)領(lǐng)域的新革命.由于這些三維軟件.不僅僅可創(chuàng)建三維實(shí)體模型,還可利用設(shè)計(jì)出三維模型進(jìn)行模擬裝配和靜態(tài)干涉檢查、機(jī)構(gòu)分析、動(dòng)態(tài)干涉檢查、動(dòng)力學(xué)分析、強(qiáng)度分析等,并且與其它軟件配合可進(jìn)行零件的數(shù)控加工演示和數(shù)控代碼的生成。這些功能是以往的二維CAD無法比擬的。結(jié)合夾具設(shè)計(jì)的復(fù)雜性、高精度性等特點(diǎn).采用了易學(xué)易懂的3D三維實(shí)體造型軟件來實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程。
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2 夾具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介
2.1機(jī)床夾具的功能
2.1.1 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面的位置精度,且精度穩(wěn)定。
2.1.2 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。
2.1.3 擴(kuò)大加床的使用范圍,有些機(jī)床夾具是指上是對(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。
2.1.4 減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,保證生產(chǎn)安全。
2.2機(jī)床夾具應(yīng)滿足的要求
機(jī)床夾具應(yīng)滿足的基本要求包括下面幾方面:
2.2.1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。
2.2.2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。
2.2.3安全,方便,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,機(jī)床夾具要有工作安全性考慮,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。
2.2.4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。
2.2.5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。
2.3設(shè)計(jì)已知條件
固定鉗身是一個(gè)很重要的零件,因?yàn)槠淞慵叽绫容^小,結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜,但其加工孔和底面的精度要求較高,此外還有要求加工,對(duì)精度要求也很高。固定鉗身的底面都要求精加工。
固定鉗身毛坯的選擇鑄造,因?yàn)樯a(chǎn)率很高,所以可以免去每次造型。單邊余量一般在,結(jié)構(gòu)細(xì)密,能承受較大的壓力,占用生產(chǎn)的面積較小。因其年產(chǎn)量是5000件,由[3]表2.1~3可知是中批量生產(chǎn)。
3夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1設(shè)計(jì)機(jī)床夾具前的準(zhǔn)備工作
3.1.1明確工件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)
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。它決定了夾具的復(fù)雜程度和自動(dòng)化程度。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。
3.1.2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)。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,定位方案不一定要頂六個(gè)自由度,但是要完全定位。工件的代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。
3.2確定機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)方案
3.2.1選擇定位原件
固定V形塊標(biāo)準(zhǔn)件
活動(dòng)V形塊標(biāo)準(zhǔn)件
固定手柄壓緊螺釘標(biāo)準(zhǔn)件
3.2.2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,不能使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 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,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。
3.2.3 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用
工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套(其結(jié)構(gòu)如下圖所示)以減少更換鉆套的輔助時(shí)間。
為了減少輔助時(shí)間采用可換鉆套,以來滿足達(dá)到孔的加工的要求。
表
d
D
D1
H
t
基本
極限
偏差F7
基本
極限
偏差D6
>0~1
+0.016
+0.006
3
+0.010
+0.004
6
6
9
--
0.008
>1~1.8
4
+0.016
+0.008
7
>1.8~2.6
5
8
>2.6~3
6
9
8
12
16
>3~3.3
+0.022
+0.010
>3.3~4
7
+0.019
+0.010
10
>4~5
8
11
>5~6
10
11
10
16
20
>6~8
+0.028
+0.011
12
+0.023
+0.012
15
>8~10
15
18
12
20
25
>10~12
+0.034
+0.016
18
22
>12~15
22
+0.028
+0.015
26
16
28
36
>15~18
26
30
0.012
>18~22
+0.041
+0.020
30
34
20
36
HT150
>22~26
35
+0.033
+0.017
39
>26~30
42
46
25
HT150
56
>30~35
+0.050
+0.025
48
52
>35~42
55
+0.039
+0.020
59
30
56
67
>42~48
110
66
>48~50
70
74
0.040
鉆模板選用翻轉(zhuǎn)鉆模板,用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。
3.3夾具結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì)
(1)首先對(duì)工件的加工要進(jìn)行分析,根據(jù)工件的形狀和加工要求,我認(rèn)為采用立式鉆床比較合理。
(2)然后,根據(jù)六點(diǎn)定位原理,選用定位銷套在圓柱內(nèi)孔,這樣配合使用來完成限制了五個(gè)自由度,加上圓柱銷,這樣就共限制了六個(gè)自由度,正好滿足六點(diǎn)定位原理,由于限制了六方自由度,所以只需要將工件夾緊就可以進(jìn)行加工了,在垂直方向上進(jìn)行夾緊,可以利用移動(dòng)壓板,進(jìn)行夾緊,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,定位約合六點(diǎn)定位原理,夾緊工件穩(wěn)定,所以此夾具設(shè)計(jì)可行。這樣就可使工件穩(wěn)固的夾緊在機(jī)床上,能更加方便,準(zhǔn)確的進(jìn)行加工。
3.4繪制夾具裝配圖
(1)裝配圖應(yīng)按照國家標(biāo)準(zhǔn)盡可能1:1地繪制,用剖視圖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)視工件為透明體,用雙點(diǎn)畫線畫出主要部分(如輪廓,定位面‘夾緊面
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?shù)龋?,將夾具各組成元件聯(lián)成一體。
此機(jī)床夾具要用到的零件如下:
六角螺釘M6X25 8個(gè) 材料:鋼件
定位銷 A6X26 4個(gè) 材料:鋼件
定位襯套 4個(gè) 材料:鋼件
六角螺母-C級(jí)M12 1個(gè) 材料:Q235
螺桿M12X40 1個(gè) 材料:鋼件
夾具體 1個(gè) 材料:HT200
筋板 1個(gè) 材料:鋼件
立柱 1個(gè) 材料:鋼件
軸 1個(gè) 材料:鋼件
快換墊圈 1個(gè) 材料:鋼件
定位軸 1個(gè) 材料:鋼件
(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、寬、高尺寸。
②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。
③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(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。
①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。
②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。
③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、裝配件填寫在明細(xì)表的上方。
圖 裝配圖
3.5繪制夾具零件圖
(1)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。
(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
4夾具精度的驗(yàn)算
4.1產(chǎn)生定位誤差的原因
(1)平位情面定形,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。
(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
4.2 誤差分析與計(jì)算
3) 夾具安裝誤差
因夾具在機(jī)床上的安裝不精確而造成的加工誤差,稱為夾具的安裝誤差。
圖5-2中夾具的安裝基面為平面,因而沒有安裝誤差,=0.
2) 夾具誤差
因夾具上定位元件、對(duì)刀或?qū)蛟⒎侄妊b置及安裝基準(zhǔn)之間的位置不精確而造成的加工誤差,稱為夾具誤差。夾具誤差主要包括定位元件相對(duì)于安裝基準(zhǔn)的尺寸或位置誤差;定位元件相對(duì)于對(duì)刀或?qū)蛟ò瑢?dǎo)向元件之間)的尺寸或位置誤差;導(dǎo)向元件相對(duì)于安裝基準(zhǔn)的尺寸或位置誤差;若有分度裝置時(shí),還存在分度誤差。以上幾項(xiàng)共同組成夾具誤差。
3) 加工方法誤差
因機(jī)床精度、刀具精度、刀具與機(jī)床的位置精度、工藝系統(tǒng)的受力變形和受熱變形等因素造成的加工誤差,統(tǒng)稱為加工方法誤差。因該項(xiàng)誤差影響因素多,又不便于計(jì)算,所以常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)為它留出工件公差的1/3.計(jì)算時(shí)可設(shè)
。
4) 保證加工精度的條件
工件在夾具中加工時(shí),總加工誤差為上述各項(xiàng)誤差之和。由于上述誤差均為獨(dú)立隨機(jī)變量,應(yīng)用概率法疊加。因此保證工件加工精度的條件是
即工件的總加工誤差應(yīng)不大于工件的加工尺寸。
為保證夾具有一定的使用壽命,防止夾具因磨損而過早報(bào)廢,在分析計(jì)算工件加工精度時(shí),需留出一定的精度儲(chǔ)備量。因此將上式改寫為
或
當(dāng)時(shí),夾具能滿足工件的加工要求。值的大小還表示了夾具使用壽命的長短和夾具總圖上各項(xiàng)公差值確定得是否合理。
知此方案可行。
4.3 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu)
對(duì)夾具體的設(shè)計(jì)的基本要求
(1)應(yīng)該保持精度和穩(wěn)定性
在夾具體表面重要的面,如安裝接觸位置,安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的,足夠的精度,之間的位置精度穩(wěn)定夾具體,夾具體應(yīng)該采用鑄造,時(shí)效處理,退火等處理方式。
(2)應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度
保證在加工過程中不因夾緊力,切削力等外力變形和振動(dòng)是不允許的,夾具應(yīng)有足夠的厚度,剛度可以適當(dāng)加固。
(3)結(jié)構(gòu)的方法和使用應(yīng)該不錯(cuò)
夾較大的工件的外觀,更復(fù)雜的結(jié)構(gòu),之間的相互位置精度與每個(gè)表面的要求高,所以應(yīng)特別注意結(jié)構(gòu)的過程中,應(yīng)處理的工件,夾具,維修方便。再滿足功能性要求(剛度和強(qiáng)度)前提下,應(yīng)能減小體積減輕重量,結(jié)構(gòu)應(yīng)該簡(jiǎn)單。
(4)應(yīng)便于鐵屑去除
在加工過程中,該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累,如果不及時(shí)清除,切削熱的積累會(huì)破壞夾具定位精度,鐵屑投擲可能繞組定位元件,也會(huì)破壞的定位精度,甚至發(fā)生事故。因此,在這個(gè)過程中的鐵屑不多,可適當(dāng)增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間:對(duì)切削過程中產(chǎn)生更多的,一般應(yīng)在夾具體上面。
(5)安裝應(yīng)牢固、可靠
夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應(yīng)的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的。當(dāng)夾安裝在重力的中心,夾具應(yīng)盡可能低,支撐面積應(yīng)足夠大,以安裝精度要高,以確保穩(wěn)定和可靠的安裝。夾具底部通常是中空的,識(shí)別特定的文件夾結(jié)構(gòu),然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。
加工過程中,夾具必承受大的夾緊力切削力,產(chǎn)生沖擊和振動(dòng),夾具的形狀,取決于夾具布局和夾具和連接,在因此夾具必須有足夠的強(qiáng)度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會(huì)落在夾具,積累太多會(huì)影響工件的定位與夾緊可靠,所以夾具設(shè)計(jì),必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于鐵屑。此外,夾點(diǎn)技術(shù),經(jīng)濟(jì)的具體結(jié)構(gòu)和操作、安裝方便等特點(diǎn),在設(shè)計(jì)中還應(yīng)考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會(huì)落在夾具,切割積累太多會(huì)影響工件的定位與夾緊可靠,所以夾具設(shè)計(jì),必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便排出鐵屑。
4.4夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明
如前所述,應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率,但該夾具設(shè)計(jì)采用了手動(dòng)夾緊方式,在夾緊和松開工件時(shí)比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。由于該工件體積小,經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較,選用了手動(dòng)夾緊方式(螺旋夾緊機(jī)構(gòu))。這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、夾緊可靠、通用性大,在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用。
此外,當(dāng)夾具有制造誤差,工作過程出現(xiàn)磨損,以及零件尺寸變化時(shí),影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象,選用可換定位銷。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。
總結(jié)與展望
總結(jié)與展望
在本次設(shè)計(jì)中,考慮到零件的加工難易、材料、成本等問題,所選用的零、部件都是操作簡(jiǎn)單,通用性較強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)件,從現(xiàn)時(shí)以最低的成本實(shí)現(xiàn)最先進(jìn)的加工。但也有不足之處:特別是對(duì)于鏜孔夾具,在刀具加工完退出工件孔時(shí),有可能會(huì)劃傷工件內(nèi)孔表面,本可以在夾具體內(nèi)部設(shè)置液壓升降系統(tǒng),使工件孔與定位立臺(tái)可升可降,這樣,在刀具退出時(shí),使定位立臺(tái)連同工件孔一起升起,從而避免劃傷。但考慮到成本問題,未采用這種方法。為此,鏜孔的專用夾具還有待改進(jìn)。無論怎樣,這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)使我獲益良多,是我在學(xué)校的最后一次答卷,也是我成功邁向社會(huì)的第一步。
參考文獻(xiàn)
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附 錄
致 謝
我要特別感謝我的導(dǎo)師的精心指導(dǎo),不僅指導(dǎo)我們解決了關(guān)鍵性技術(shù)難題,更重要的是為我們指引了設(shè)計(jì)的思路并給我們講解了設(shè)計(jì)中用到的實(shí)際工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),從而使我們?cè)O(shè)計(jì)中始終保持著清晰的思維也少走了很多彎路,也使我學(xué)會(huì)綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí),提高分析和解決實(shí)際問題的能力。不僅如此,老師的敬業(yè)精神更是深深的感染了我,鞭策著我在以后的工作中愛崗敬業(yè),導(dǎo)師是真真正正作到了傳道、授業(yè)、解惑。
同時(shí)也要感謝其他同學(xué)、老師和同事的熱心幫助,感謝院系領(lǐng)導(dǎo)對(duì)我們課程設(shè)計(jì)的重視和關(guān)心,為我們提供了作圖工具和場(chǎng)所,使我們能夠全身心的投入到設(shè)計(jì)中去,為更好、更快的完成課程設(shè)計(jì)提供了重要保障。