后蓋徑向孔鉆模鉆床夾具設(shè)計(jì)
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任務(wù)書設(shè)計(jì)課題方向：鉆床夾具設(shè)計(jì)題目：后蓋徑向孔鉆模鉆床設(shè)計(jì)完成日期：2015 年 6 月 10 日一、題目來源：后蓋徑向孔鉆模設(shè)計(jì)圖 2-21 所示，工件材料為 HT200，需設(shè)計(jì)鉆削 ?10mm 和 ?6mm 孔的固定鉆模，其它加工表面均已加工，中批生產(chǎn)。二、設(shè)計(jì)要求：（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求、作品要求）按照零件圖的設(shè)計(jì)要求，在調(diào)查研究、消化資料的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)用于鉆削 ?10mm 和 ?6mm孔的固定鉆模。要求完成：1.工件零件圖（CAD） A42.鉆床夾具二維裝配圖 （CAD） 1 張 A3 以上3. 鉆床夾具三維零件圖和裝配圖（PROE） 電子文檔打包上交4.設(shè)計(jì)說明書 1 份 A4 紙打印裝訂三、個(gè)人重點(diǎn)： 固定鉆模的設(shè)計(jì)2摘要隨著不規(guī)則形狀零件在現(xiàn)代制造業(yè)中的廣泛應(yīng)用，如何保證這類零件的加工精度就顯得尤為重要。本文通過分析機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和加工要求，制定了一套較合理的夾具設(shè)計(jì)，從而為保證該零件的加工精度將提供一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的工藝裝備，具有一定的實(shí)用價(jià)值。對于夾具設(shè)計(jì)來說，最重要的就是定位、夾緊方案的確定。針對機(jī)械這個(gè)零件加工要求的特點(diǎn)，確定了只能用定位、夾緊的辦法來加工該零件。通過對各種定位夾緊裝置的分析比較，選擇并組合了一套既能夠滿足加工要求的，又比較簡潔的裝置。同時(shí)，通過對一系列定位誤差和夾緊力的計(jì)算，驗(yàn)證了該零件的加工是可以保證其要求的精度的，它的加工誤差在規(guī)定的范圍內(nèi)。通過夾緊力的計(jì)算，也驗(yàn)證了零件在被夾緊的前提下，它受到的夾緊力也并不大，滿足夾具設(shè)計(jì)所要求的既要保證一定的夾緊力不使工件在加工過程中發(fā)生位移，但同時(shí)又不能過大致使工件發(fā)生變形。關(guān)鍵詞：工藝裝備，夾具設(shè)計(jì)，定位，夾緊3目錄第 1 章緒論 ..........................................................1第 2 章零件的分析 ....................................................22.1 零件的作用 ..................................................22.2 零件的工藝分析 ..............................................22.3 零件的技術(shù)要求 ..............................................3第 3 章 基準(zhǔn)面的選擇 ................................................43.1 粗基準(zhǔn)的選擇 ................................................43.2 精基準(zhǔn)選擇的原則 ............................................4第 4 章夾具設(shè)計(jì)………………………………………………………………………64.1 定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………………………64.2 定位誤差分析…………………………………………………………………64.3 夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………………………74.4 導(dǎo)向?qū)Φ对脑O(shè)計(jì)………………………………………………………104.5 夾具體的設(shè)計(jì)………………………………………………………………114.6 設(shè)計(jì)夾具體和繪制家具圖…………………………………………………124.7 夾具的裝配要求……………………………………………………………134.8 夾緊設(shè)計(jì)的論證……………………………………………………………14結(jié)論語 .............................................................15參考文獻(xiàn) .......................................................16致謝 ...........................................................174第 1 章 緒論本設(shè)計(jì)使我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課之后進(jìn)行的.這是我們對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練,因此,它在我們幾年的大學(xué)生活中占有重要的地位。機(jī)械零件的工藝設(shè)計(jì)及其夾具的設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制造工藝學(xué)，進(jìn)行設(shè)計(jì)之后的下一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。它一方面要求學(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)行工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本能力。另一方面能讓我們熟練運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量。5第 2 章 零件的分析2.1 零件的作用題目給出的后蓋零件是來自某機(jī)器里的零部件。此機(jī)械零件的主要作用是載重后，使某零部件得到延伸，伸展，能有正常的緩沖作用。因此此工件的加工質(zhì)量會(huì)影響機(jī)械的工作精度、使用性能和壽命。此機(jī)械零件的主要作用是支撐,裝配等。2.2 零件的工藝分析機(jī)械加工工藝是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，保證產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約能源，降低消耗的重要手段，是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備，計(jì)劃調(diào)度，加工操作，安全生產(chǎn)，技術(shù)檢測和健全勞動(dòng)組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品種，上質(zhì)量，上水平，加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)保證 [2]。在實(shí)際生產(chǎn)中，由于零件的生產(chǎn)類型、材料、結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸和技術(shù)要求等不同，針對某一零件，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，而是要經(jīng)過一定的工藝過程才能完成其加工。因此，不僅要根據(jù)零件的具體要求，結(jié)合現(xiàn)場的具體條件，對零件的各組成表面選擇合適的加工方法，還要合理地安排加工順序，逐步地把零件加工出來。對于某個(gè)具體零件，可采用幾種不同的工藝方案進(jìn)行加工。雖然這些方案都可以加工出來合格的零件，但從生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益來看，可能其中有種方案比較合理且切實(shí)可行。因此，必須根據(jù)零件的具體要求和可能的加工條件等，擬訂較為合理的工藝過程 [3]。從整體形狀來看根據(jù)要求主要是加工孔和平面。具體特點(diǎn)和技術(shù)要求如下：①加工孔要求達(dá)到的精度等級(jí)為 。粗糙度為 ，且以平面為基8~7ITumRa2.3?準(zhǔn)，要求平行度公差為 ，主要滿足加工孔的位置精度。07.②其他各個(gè)孔和面的加工都要以平面為定位基準(zhǔn)。所以，平面的形位公差要達(dá)到6設(shè)計(jì)要求。③粗糙度為 為孔，且粗糙度為 。50?Rz umRa6.1?④其余未注要求的加工表面為不去除材料加工2.3 零件的技術(shù)要求其加工有三組加工。底面、側(cè)面、孔。⑴．以底面為主要加工的表面，有底面的銑加工，其底面的粗糙度要求是 ，平面度2.3?Ra公差要求是 0.03。⑵．另一組加工是側(cè)面，其表面粗糙度要求 要求的精度等級(jí)分別是 。2.3?Ra8IT⑶．一組加工是孔加工,這孔的表面粗糙度要求是 ， ，此孔是裝配孔的表面粗50z3.6糙度的要求是 。2.3?Ra7第 3 章 基準(zhǔn)面的選擇3.1 粗基準(zhǔn)的選擇選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，考慮的重點(diǎn)是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求 [5]。粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：⑴．粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個(gè)不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。⑵．選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時(shí)選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細(xì)致的組織，以增加耐磨性。⑶．應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。⑷．應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時(shí)需經(jīng)初加工。⑸．粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因?yàn)榇只鶞?zhǔn)的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。3.2 精基準(zhǔn)選擇的原則⑴．基準(zhǔn)重合原則。即盡可能選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。這樣可以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。⑵．基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)。基準(zhǔn)的統(tǒng)一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設(shè)計(jì)和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準(zhǔn)。車削、磨削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。⑶．互為基準(zhǔn)的原則。選擇精基準(zhǔn)時(shí)，有時(shí)兩個(gè)被加工面，可以互為基準(zhǔn)反復(fù)加工。例如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準(zhǔn)磨內(nèi)孔，再以孔為基準(zhǔn)磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。8自為基準(zhǔn)原則。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表面本身為基準(zhǔn)。例如：磨削機(jī)床導(dǎo)軌面時(shí)，是以導(dǎo)軌面找正定位的。此外，像拉孔在無心磨床上磨外圓等，都是自為基準(zhǔn)的例子。此外，還應(yīng)選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準(zhǔn)，以保證定位穩(wěn)固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設(shè)計(jì)簡單等。要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證次機(jī)械零件在整個(gè)加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從機(jī)械零件圖分析可知，它的面而且占有的面積較大，適于作精基準(zhǔn)使用。選擇精基準(zhǔn)的原則時(shí)，考慮的重點(diǎn)是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準(zhǔn)。9第 4 章 夾具設(shè)計(jì)4.1 定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)工件定位就是工件在工藝系統(tǒng)中的正確位置。其目的是為了保證工件與加工面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)之間的位置公差和距離尺寸精度。其要求一是為了保證加工面與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)間的位置公差（同軸度、平行度、垂直度等） ，工件定位應(yīng)使工件加工面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與機(jī)床保持一正確的位時(shí)應(yīng)使工件加工面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與刀具保持一正確的位置。在空間直角坐標(biāo)系中，剛體具有六個(gè)自由度，即沿 X、Y 、Z 軸移動(dòng)的三個(gè)自由度和繞此三軸旋轉(zhuǎn)的三個(gè)自由度。用六個(gè)合理分布的支承點(diǎn)限制工件的六個(gè)自由度，使工件在夾具中占據(jù)正確的位置，稱為六點(diǎn)定位原理。現(xiàn)在我們就來分別限制他的自由度。4.2 定位誤差分析兩定位銷所產(chǎn)生的最大轉(zhuǎn)角定位誤差 ?Ltg2maxax1????：圓柱銷與其相配合的基準(zhǔn)孔之間最大的間隙max1：菱形銷與其相配合的基準(zhǔn)孔之間的最大間隙2L： 兩定位銷的中心距=0.018+0.014=0.032max1?=0.018+0.011=0.0292L=40 mm則=9.53 =0.33′?tg510??移動(dòng)誤差 x?= ==0.032mmxma1cos?10由以上的計(jì)算可以看出，夾具的定位誤差小于零件的位置度公差值，誤差可以控圖：定位機(jī)構(gòu)4.3 夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)4.3.1 切削力等參數(shù)計(jì)算（一）鉆攻 2-M4 孔夾具切削力計(jì)算（6）確定機(jī)床型號(hào)并修正切削用量 初選取機(jī)床為 Z525B,機(jī)床功率 2.2Kw，查閱《機(jī)械加工工藝手冊》Z525B 鉆床的性能參數(shù)，并根據(jù)機(jī)床實(shí)際參數(shù)修正切削速度與主軸轉(zhuǎn)速。理論選取的進(jìn)給量為 f=0.23mm/s,與 Z525B 鉆床匹配進(jìn)給量為,f=0.32mm/s 。上述計(jì)算得主軸轉(zhuǎn)速理論計(jì)算值為 n=467.21r/min,與 Z525B 鉆床匹配的主軸轉(zhuǎn)速n=475 r/min。那么切削速度 vc=vπ/1000=11.94m/min 。（7）計(jì)算切削力并校驗(yàn)機(jī)床功率A.切削時(shí)產(chǎn)生的鉆孔切削力計(jì)算:式中計(jì)算所需的參數(shù)，查閱《機(jī)械加工工藝手冊》鉆削時(shí)切削速度計(jì)算公式表格中選?。篊 F=612、d=8mm、Z F=0.9、T=60、f=0.32mm/s、y F=0.64、k F=0.33,帶入數(shù)據(jù)進(jìn)行11計(jì)算得：B.切削時(shí)產(chǎn)生的切削扭矩值計(jì)算：式中計(jì)算所需的參數(shù)，查閱《機(jī)械加工工藝手冊》鉆削時(shí)切削速度計(jì)算公式表格中選?。篊 M=0.33、d=8mm、Z M=1.82、f=0.32mm/s、y M=0.64、k M=0.88 帶入數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算得：C.切削所消耗的功率值計(jì)算：D.機(jī)床功率校核計(jì)算得產(chǎn)生的功率 P=0.25Kw下載提示(請認(rèn)真閱讀)
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