偏摆拨盘铣床夹具设计说明书

目录1 绪论 .11.1 历史发展阶段 11.2 设计面临的问题 .22 偏摆拨杆加工工艺规程设计 32.1 零件的分析 32.1.1 零件的作用 .32.1.2 零件的工艺分析 .42.2 偏摆拨杆加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 42.2.1 确定毛坯的制造形式 .42.2.2 基面的选择 .42.2.3 确定工艺路线 .5第 3 章 专用夹具设计 73.1 机床夹具设计的基本要求和一般步骤 .93.2 铣 16mm 两侧平面夹具设计 93.2.1 定位基准的选择 .93.2.2 定位元件的设计 .103.2.3 定位误差分析 .103.2.4 铣削力与夹紧力计算 .113.2.5 夹具设计及操作简要说明 .123.3 小结 124 总结 14参考文献 1511 绪论机械加工过程当中的机械加工的工艺编制以及专用夹具的设计是在学完了大学期间的所有的课程以后，而进行的一次理论和实际相联系在一起的设计；综合的运用所学知识，提高了我们对所学的机械类专业的知识以及技能，也为以后自己从事的这类技术的工作打下比较强的基础。产品的加工工艺设计是体现产品的设计，以及确保证产品的质量和能源的节约与减少生产成本比较重要的方法，是企业单位进行产品生产的准备，计划的调度、加工的操作、生产的安全以及技术的检测与健全的劳动组织的比较重要的根据，也是生产企业生产新品种、提高质量、提高生产水平，对零件的新老更换与调高经济效益的技术都有了保障。专用夹具也是加工系统中非常主要的构成部分，不管是传统还是现代的制造系统的加工，专用工装都是非常主要的。所以，比较好的专用工装可以提高工人加工的产量的校率，对提高工件加工的精度降低，工件加工的成本等都有了保障，也可以扩大机床的使用范围，就能让零件在满足加工精度的条件下，提高效率以及降低生产的成本。现在的社会市场的竞争非常的激烈以及企业信息化的要求,厂家对专用工装的设计与加工要求都比较的高。1.1 历史发展阶段夹具的使用从出现到至今，大概能够分成几个阶段：首先主要体现在夹具和人的相结合上面，这时段的夹具主要作为人的辅助的工具来使用，是机械加工过程加速的完善；其次，夹具成为了人以及加工机床之间的桥梁，夹具的机能所发生的变化，其主要用来加工工件的定位以及夹紧。人们越来越能够体会到，夹具和操作人员的改进工作以及及加工机床的性能的增高都有着比较密切的关系，因此对专用夹具引起了足够的重视；现阶段夹具表现在夹具以及机床相结合，夹具当作加工机床的一个部分，成为了机械加工当中不能够减少的工艺的装备。1.2 设计面临的问题在本次给定的偏摆拨杆，零件的设计过程当中，就要求对偏摆拨杆工件的机械加工工艺过程和专用铣床夹具进行了设计，在考虑工件的加工工艺路线时，有可能也会编2制工艺方案不是比较的合适，而且有时也出现了不能确保加工零件当中所能达到要求的精度。在编制专用夹具设计时，也可能因为定位的基准不太合理的选取，导致过定位或者欠定位所造成待加工的工件的精度不能达到要求。在确定夹紧零件时因为选用的零件的大或者小及尺寸等的不太合适，而不能达到夹紧的需要，或许也能因为夹紧力的作用点或者作用的面的位置不够合适而使要加工的零件发生翻转。因此在设计的过程当中应该编制好几套设计的方法，相比较以后选择最合理的方案，而且也要多多求教指导的老师以及校友们，并且多多的研究和设计有关的文献资料来尽自己最大的可能完成这次的设计。32 偏摆拨杆加工工艺规程设计2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用老师所规定的我的课题是，偏摆拨杆零件的铣面工序的专用夹具的设计，偏摆拨杆是机器比较主要的的步件，偏摆拨杆的主要起到防止偏摆，保持对称度，偏摆拨杆承受着容易变动的冲击的载荷，故偏摆拨杆的强度就要求非常的高；因此在平常的生活工作当中，使用得比较广泛，也因此起到了比较重要的作用。42.1.2 零件的工艺分析零件的材料为 HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，减震性能良好。偏摆拨杆需要加工表面以及加工表面的位置要求。现分析如下：（1）主要加工面：1）铣 32 孔两端平面2）钻铰 32 孔3）铣 16mm 两侧面4）铣6mm 两槽面.5）钻铰 21 孔（2）主要基准面：以 21 外圆面为基准的加工表面这一组加工表面包括：偏摆拨杆铣 32 孔两端平面、偏摆拨杆铣 16mm 两侧面2.2 偏摆拨杆加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施2.2.1 确定毛坯的制造形式零件的材料 HT200。中批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不小，铸造表面质量的要求高，故可采用铸造质量稳定的，适合中批生产的金属模铸造。便于铸造和加工工艺过程，而且还可以提高生产率。2.2.2 基面的选择（1）粗基准的选择 对于本零件而言，按照互为基准的选择原则，选择本零件的 21端表面作为加工的粗基准，可用装夹对肩台进行加紧，利用端面定位块支承和底面作为主要定位基准，以限制 z、z 、y、y、五个自由度。再以一面定位消除 x、向自由度，达到定位,目的。（2）精基准的选择 主要考虑到基准重合的问题，和便于装夹，采用已加工结束的21 孔及端平面作为精基准。52.2.3 确定工艺路线工艺路线方案一工号工 名序 称工 序 内 容1 铸造 铸造成型2 时效 人工时效消除内应力，使铸件内部组织均匀3 钻 钻铰 32 孔4 钻 钻铰 21 孔5 铣 铣 18mm 槽6 铣 铣 32 孔两端平面7 铣 铣 21 孔两端平面9 铣 铣6mm 两槽面9 铣 铣 16 两侧面10 钳工 去除交口锐边毛剌11 终检 油封入库工艺路线方案二工号工 名序 称工 序 内 容1 铸造 铸造成型2 时效 人工时效消除内应力，使铸件内部组织均匀3 铣 铣 32 孔两端平面4 铣 铣 21 孔两端平面5 铣 铣 18mm 槽6 钻 钻铰 32 孔7 钻 钻铰 21 孔9 铣 铣6mm 两槽面9 铣 铣 16 两侧面610 钳工 去除交口锐边毛剌11 终检 油封入库工艺路线的比较与分析：第二条工艺路线不同于第一条是将铣平面工序放到前面。加工完两端平面后以平面这基准加工其它各孔,其它的先后顺序均没变化。通过分析发现这样的变动提高了生产效率。而且对于零的尺寸精度和位置精度都有太大程度的帮助。采用互为基准的原则，先加工两端平面，然后以两端平面为精基准再加工两平面上的各孔，这样便保证了，两端平面的平行度要求同时为加两平面上各孔保证了垂直度要求。符合先加工面再钻孔的原则。若选第一条工艺路线， 加工时不便于装夹，并且毛坯的端面与轴的轴线是否垂直决定了钻出来的孔的轴线与轴的轴线是非平行这个问题。所以发现第一条工艺路线并不可行。如果选取第二条工艺方案，先平面后加工孔，然后以这些已加工的孔为精基准，加工其它各孔便能保证 22 的形位公差要求从提高效率和保证精度这两个前提下，发现第二个方案比较合理。所以我决定以第二个方案进行生产。第 3 章 专用夹具设计3.1 机床夹具设计的基本要求和一般步骤3.1.1 对专用夹具的基本要求1.保证工件的加工精度专用夹具应有合理的定位方案，标注合适的尺寸、公差和技术要求，并进行必要的精度分析，确保夹具能满足工件的加工精度要求。2.提高生产效率应根据工件生产批量的大小设计不同复杂程度的高效夹具，以缩短辅助时间，提高生产效率。3.工艺性好专用夹具的结构应简单、合理，便于加工、装配、检验和维修。专用夹具的制造属于单件生产。当最终精度由调整或修配保证时，夹具上应设置调整或修配结构，如设置适当的调整间隙，采用可修磨的垫片等。74.使用性好专用夹具的操作应简便、省力、安全可靠，排屑应方便，必要时可设置排屑结构。5.经济性好除考虑专用夹具本身结构简单、标准化程度高、成本低廉外。还应根据生产纲领对夹具方案进行必要的经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益。3.1.2、专用夹具设计步骤1.明确设计任务与收集设计资料夹具设计的第一步是在已知生产纲领的前提下，研究被加工零件的零件图、工序图、工艺规程和设计任务书，对工件进行工艺分析。其内容主要是了解工件的结构特点、材料；确定本工序的加工表面、加工要求、加工余量、定位基准和夹紧表面及所用的机床、刀具、量具等。其次是根据设计任务收集有关资料，如机床的技术参数，夹具零部件的国家标准、部颁标准和厂订标准，各类夹具图册、夹具设计手册等，还可收集一些同类夹具的设计图样，并了解该厂的工装制造水平，以供参考。2.拟订夹具结构方案与绘制夹具草图1） 确定工件的定位方案，设计定位装置。2） 确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置。3） 确定对刀或导向方案，设计对刀或导向装置。4） 确定夹具与机床的连接方式，设计连接元件及安装基面。5） 确定和设计其它装置及元件的结构形式。如分度装置、预定位装置 及吊装元件等。6） 确定夹具体的结构形式及夹具在机床上的安装方式。7） 绘制夹具草图，并标注尺寸、公差及技术要求。4 进行必要的分析计算工件的加工精度较高时，应进行工件加工精度分析。有动力装置的夹具，需计算夹紧力。当有几种夹具方案时，可进行经济分析，选用经济效益较高的方案。5.审查方案与改进设计夹具草图画出后，应征求有关人员的意见，并送有关部门审查，然后根据根据他们的意见对夹具方案作进一步修改。6.绘制夹具装配总图夹具的总装配图应按国家制图标准绘制。绘图比例尽量采用 1：1。主视图按夹具面对操作者的方向绘制。总图应把夹具的工作原理、个种装置的结构及其相互关系表达清楚。夹具总图绘制次序如下：1） 用双点划线将工件的外形轮廓、定位基面、夹紧表面及加工表面绘制在各个视图的合适位置上。在总图中，工件可看作透明体，不遮挡后面夹具上的线条。82） 依次绘出定位装置、夹紧装置、对刀或导向装置、其它装置、夹具体及连接元件和安装基面。3） 标注必要的尺寸、公差和技术要求。4） 编制夹具明细表及标题栏。完整的夹具装配总图的参阅“夹具图册”中的图。7 绘制夹具零件图夹具中的非标准零件均要画零件图，并按夹具总图的要求，确定零件的尺寸、公差及技术要求。3.2 铣 16mm 两侧平面夹具设计本夹具主要用来铣拔杆 16mm 两侧面专用夹具。由加工本道工序的工序简图可知。铣拔杆 16mm 两侧面专用夹具时，已是对两孔侧平面及两孔进行了加工。因此在本道工序加工时，主要应考虑提高劳动生产率，降低劳动强度。同时应保证加工尺寸精度和表面质量。3.2.1 定位基准的选择根据拔杆能够知道：加工 16mm 两侧端面时，32 孔与 21 孔及其端面都有加工，因此，定位、夹紧方案有：思路：选择侧面平面来定位，就是一面以及 V 型块来定位，夹紧的方式可以设计在大头圆周边来进行夹紧。思路：应该使用直径 32 孔的端面，一销就是定位在大孔的外端的挡销来定位，夹紧的方式选择螺母在心轴上面夹紧。思路：选择铣 16mm 平面定位的方式，两个定位轴，夹紧的方式使用操作比较的简单，通用性也比较强的开口的压板来对拔杆进行夹紧。研究分析前面几种的方案思路：思路中的 V 型块来定位就造成了过定位，而且夹紧的方式也加大了设计的量，装和拿零件也不太容易。方案中的定位的面夹紧的话。定位是不合理的，而且定位和夹紧应该分开，因为夹紧可能破坏了定位。经过研究比较只有方案能达到要求，加工 16mm 的两侧平面以及加工 21 的端面具有尺寸的公差，取 21 孔平面与孔轴线来为定位的基准，来设计加工 16mm 两侧面的夹具，就能达到工序尺寸公差的要求。根据拔杆可以知道：9原理图因为别的面都有加工，加工以后的定位的基准都要以它为作为加工的参考面。现在根据图中所表示的位置，为加工的基准面。3.2.2 定位元件的设计本工序选用的定位基准为侧面与侧面两个孔定位，所以相应的夹具上的定位元件应是一面两销定位。因此进行定位元件的设计主要是对夹具体与定位销进行设计。3.2.3 定位误差分析本夹具选用的定位元件为平面定位。其定位误差主要为：（1）移动时基准位移误差 yjj min11XDd= 0.6.270.10= m052.(2)转角误差LXDdXDdtg in22in11 其中： )(2miminXLgx0.8.70.6.90.7.640.2825tg165.3.2.4 铣削力与夹紧力计算根据机械加工工艺手册可查得：铣削力计算公式为圆周分力 FzfpkZdaFz0.1.7409.581. 查表可得： md3202mzaf/2.0ap06.1Fzk代入得 06.13292.35.481.9 .749.0 zF= N查表可得铣削水平分力、垂直分力、轴向分力与圆周分力的比值为： 8.0/ELF6.0/EVF53.0/ExFNL 7.264.8 EV 0360Fx 7.164.5.3.当用铣刀加工时铣削水平分力 NFL4.53.2 铣削加工产生的水平分力应由夹紧力产生的摩擦力平衡。即： （ ）FL 查 表 可 得3.011NFL1783.045 计算出的理论夹紧力 F 再乘以安全系数 k 既为实际所需夹紧力 F即： 取 k=2k3561782所以是可行的3.2.5 夹具设计及操作简要说明本夹具用于零件铣加工。夹具的定位采用底平面定位，定位可靠，定位误差较小。其夹紧采用的是手动夹紧方式，夹紧简单、快速、可靠。有利于提高生产率。工件用在夹具体上安装好后，向下移动压板夹紧工件。当工件加工完成后，即可取下工件。3.3 小结对专用夹具的设计，可以了解机床夹具在切削加工中的作用：可靠地保证工件的加工精度，提高加工效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的性能。本夹具设计可以反应夹具设计时应注意的问题，如定位精度、夹紧方式、夹具结构的刚度和强度、结构工艺性等问题。12134 总结经过接近两周的设计，使我自己比较充分的了解了正常的设计的方法以及步骤，不仅仅是对所学过的专业知识的一个复习，也从设计当中得到了新的启发以及感受，而且也增强了自己使用理论的知识，解决实际问题的能力也有所提高，并且比较全面的了解了，零件机械加工工艺以及夹具设计的整个的过程。在整个的工艺与夹具的设计的过程当中，我本着脚踏实地理念，抱着科学与严谨的学习的态度，主要就是根据教科书上的步骤，到图书馆查看相关的资料，也在网上查找一些与本课题有关的资料。在设计当中不时的需要计算与比较，然后修改，再来比较然后再来修改，我自己也付出了比较多的心血与汗水，在设计当中也遇到了很多的困难以及挫折，幸亏有了 xxx 老师的指导以及帮助，我才能够在这次的设计当中少走了许多的弯路，还算顺利的完成了 偏摆拨杆零件的设计。本次的设计研究的过程当中依然存在很多不合理的地方，比如：（1）缺少实际工厂加工的经验，对于一些参数以及元件的选取大概不是比较的合理，具有浪费可能。（2）和专用夹具有关的刀具以及量具的分析还不是太明确。（3）系统化的设计还不是比较的完善，在和计算机的配合，所进行的比较精确的数据的选取，以及控制上面还有不足之处。（4）有的地方不能使用：人工的操作比较多，零部件的磨损度在实际当中还不是太明确。14参考文献1 刘德荣，组合夹具结构简图的初步探讨，组合夹具，1982. (1)2 孙已德，机床夹具图册M，北京：机械工业出版社，1984：20-23。3 贵州工学院机械制造工艺教研室，机床夹具结构图册M，贵阳：贵州任命出版社，1983：42-50。4 刘友才，机床夹具设计 ，北京：机械工业出版社，1992 。5 孟少龙，机械加工工艺手册第 1 卷M，北京：机械工业出版社，1991。6 马贤智，机械加工余量与公差手册M，北京：中国标准出版社，1994。7 上海金属切削技术协会，金属切削手册M，上海：上海科学技术出版社，1984。8 周永强，高等学校毕业设计指导M，北京：中国建材工业出版社，2002。9 薛源顺,机床夹具设计(第二版) M,机械工业出版社,2003.112 李庆寿，机械制造工艺装备设计适用手册M，银州：宁夏人民出版社，1991。致 谢经过了的几周时间，终于比较圆满完成了设计任务。回想偏摆拨杆设计的这段时间真的比较的艰辛。通过各个方面的查找资料，对自己的专业知识得到了巩固。对所学到的知识都有了比较深刻的理解偏摆拨杆的设计能够完成，与我的老师的细心的教导是离不开的，她们不止教会了我们解决偏摆拨杆的设计中，遇到的主要的技术问题，最主要的是教我的偏摆拨杆设计从15哪开始，而且为我分析了偏摆拨杆设计中，所要用到的实际的原理，让我们在设计当中至始至终着清晰的思维。 ，使我们学会了综合的使用所学到的知识，增高了自己研究以及解决实际的问题的能力。