CQA6140車床撥叉銑槽專用夾具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(共13頁(yè))

精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院 CQA6140車床撥叉銑槽專用夾具設(shè)計(jì)說(shuō)明書姓 名： 學(xué) 號(hào)： 0811116037 專 業(yè)： 機(jī)械電子1班屆 別： 2008級(jí) 課任老師： 2011 年 12 月2012年01月專心-專注-專業(yè)前 言機(jī)床夾具是在機(jī)床上裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對(duì)機(jī)床和刀具有一個(gè)正確的位置，并在加工過(guò)程中保持這個(gè)位置不變。在機(jī)床上加工工件時(shí)，必須用夾具裝好和夾緊工件。將工件裝好，就是在機(jī)床上確定工件相對(duì)于刀具的正確位置，這一過(guò)程稱為定位。將工件夾緊，就是對(duì)工件施加作用力，使之在已經(jīng)定好的位置上將工件可靠地夾緊，這一過(guò)程稱為夾緊。從定位到夾緊的全過(guò)程，稱為裝夾。按夾具的通用特性分類，常用的夾具有通用夾具、專用夾具、可調(diào)夾具、成組夾具、組合夾具和自動(dòng)線夾具六大類。本次設(shè)計(jì)主要為CQA6140車床撥叉銑槽夾具的設(shè)計(jì)，為專用夾具。專用夾具是針對(duì)某一工件的某一工序的加工要求而專門設(shè)計(jì)和制造的夾具。其特點(diǎn)是針對(duì)性極強(qiáng)，沒(méi)有通用性。在產(chǎn)品相對(duì)穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn)中，常用各種專用夾具，可獲得較高的生產(chǎn)率和加工精度。專用夾具的設(shè)計(jì)制造周期較長(zhǎng)，隨著現(xiàn)代多品種及中、小批量生產(chǎn)的發(fā)展，專用夾具在適應(yīng)性和經(jīng)濟(jì)性等方面已經(jīng)產(chǎn)生許多問(wèn)題。本文設(shè)計(jì)專用夾具各個(gè)部件盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件，提高夾具的可加工性和經(jīng)濟(jì)性。本次夾具設(shè)計(jì)是緊接上次工藝設(shè)計(jì)所作，是一次難得的實(shí)踐機(jī)會(huì)，由于水平有限，不足的地方請(qǐng)指正。目 錄設(shè)計(jì)任務(wù)書 2一 設(shè)計(jì)題目 2二 零件圖及加工工序分析2三 基本要求 3四 設(shè)計(jì)的任務(wù) 3設(shè)計(jì)方案 4一、設(shè)計(jì)方案選擇 4二、具體設(shè)計(jì)方案 51、 面定位元件選擇 52、孔定位元件選擇 53、夾具連接定位和對(duì)刀設(shè)計(jì) 6（1）夾具的定位設(shè)計(jì) 6 （2）夾具與機(jī)床連接 6（3）夾具的對(duì)刀設(shè)計(jì) 64、夾具體設(shè)計(jì) 7 三、切削力、夾緊力計(jì)算及夾具體強(qiáng)度校核 8 四、定位誤差分析 9 五、小結(jié)與致謝 10參考文獻(xiàn) 11設(shè)計(jì)任務(wù)書一、 設(shè)計(jì)題目CQA6140車床撥叉銑槽（槽15）專用夾具設(shè)計(jì)。二、 零件圖及工藝說(shuō)明CQA6140車床撥叉零件圖如圖1所示：圖1 撥叉零件圖銑槽工藝說(shuō)明：CQA6140車床撥叉槽的加工工序圖如圖2所示。圖2 工序圖三、 基本要求1. 選擇合適的定位元件、夾緊元件、導(dǎo)向元件以及對(duì)刀元件；2. 掌握夾具設(shè)計(jì)的基本方法和步驟；3. 根據(jù)工序卡對(duì)夾具體進(jìn)行設(shè)計(jì)，并將各部件進(jìn)行裝配以獲得專用夾具的裝配圖；4. 掌握各部件的設(shè)計(jì)原則，盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件，提高夾具的通用性和經(jīng)濟(jì)性；5. 夾緊力和切削力的計(jì)算。四、 設(shè)計(jì)的任務(wù)1 熟悉工序圖，設(shè)計(jì)夾具方案，繪制草圖；2 根據(jù)草圖，完善方案；3 設(shè)計(jì)和選擇各零部件；4 定位誤差計(jì)算及修正方案；5 繪制裝配圖和部分零件圖；6 書寫說(shuō)明書。設(shè)計(jì)方案一、設(shè)計(jì)方案選擇由圖2工序圖可知，CQA6140車床撥叉槽（槽15）精加工的方法為選用立式銑床X53進(jìn)行加工，為保證設(shè)計(jì)要求，并根據(jù)該型號(hào)車床撥叉的加工批量為大批量可知，應(yīng)選用專用夾具。以下是兩種設(shè)計(jì)方案：方案一：一面兩孔定位，如下圖 方案二：選擇剛性心軸加小端面的定位方式，如下圖比較以上兩種方案，兩孔的加工都是通過(guò)右端面作為定位基準(zhǔn)加工，方案一是通過(guò)右端面作為主要定位基準(zhǔn)，這樣待銑槽與孔的加工采用了同一基準(zhǔn)，容易達(dá)到同時(shí)保證與孔的垂直度要求和右端面的平行度要求，方案二主要以基準(zhǔn)孔A為定位基準(zhǔn)，要采用定位心軸，孔與心軸之間會(huì)產(chǎn)生基準(zhǔn)位置誤差，定位誤差大， 且內(nèi)孔的加工精度沒(méi)有右端面高，故采用方案一比較適宜。二、具體設(shè)計(jì)方案本工序采用的加工定位為“一面兩孔”定位方式。1、面定位元件選擇圓柱底面和下端面在同一工序加工，作為本工序加工中的“一面”，限制3個(gè)方向的自由度。其中圓柱底面采用定位墊圈進(jìn)行定位，下端面采用支承板進(jìn)行定位，為滿足定位墊圈和支承板在同一面上，需要對(duì)定位墊圈和支承板進(jìn)行配磨，表面粗超度達(dá)到0.4從而提高定位精度，達(dá)到定位要求。支承板的選擇查機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，根據(jù)GB/T2236-91可知：選用支承板型號(hào)為：支承板A6X30GB/T2236-91。該支承板的加工主要技術(shù)要求為：定位面須與定位墊圈進(jìn)行配磨，并且表面粗超度要求較高，需要達(dá)到0.4，并且與夾具體裝配的安裝面的粗超度也需要達(dá)到0.8。該支承板為標(biāo)準(zhǔn)件。定位墊圈的選擇為滿足“一面”定位，限制3個(gè)方向自由度的要求，須在圓柱底面安裝一個(gè)圓形的定位墊圈。為了防止過(guò)定位的出現(xiàn)，定位墊圈與支承板需要進(jìn)行配磨。定位墊圈的型號(hào)根據(jù)相關(guān)要求可獲得，為非標(biāo)準(zhǔn)件。2、孔定位元件選擇本工序加工須完全限制工件的六個(gè)自由度，并且不能形成欠定位和過(guò)定位，欠定位和過(guò)定位都會(huì)影響甚至破壞加工的進(jìn)行，采用了“兩孔”定位，限制工件的另外3個(gè)自由度時(shí)，為防止出現(xiàn)過(guò)定位的情況，采用一個(gè)短圓柱銷和一個(gè)短菱形銷（削邊銷）進(jìn)行定位。由零件圖可知，孔20為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，根據(jù)精基準(zhǔn)的選擇原則中的基準(zhǔn)重合原則可知，精基準(zhǔn)應(yīng)該選用孔20，為了滿足定位要求，應(yīng)該適當(dāng)提高孔20和20.5的精度，因此，20和20.5的加工要求為20H7和20.5H7。其中孔20H7采用短圓柱銷進(jìn)行定位，孔20.5H7采用菱形銷進(jìn)行定位。菱形銷的切邊方向應(yīng)該在兩短銷的中心的連線的垂直方向方能防止過(guò)定位的出現(xiàn)。圓柱銷的選擇由于該夾具需要在圓柱上端面進(jìn)行夾緊，而定位的圓柱銷只能選擇短銷，參考GB/T2203-91、GB/T2148-91對(duì)該銷進(jìn)行設(shè)計(jì)。并且該銷的軸線應(yīng)該與支承板的定位面滿足一定的垂直度要求，方能達(dá)到定位要求。該圓柱銷參考固定式定位銷的標(biāo)準(zhǔn)而非可換定位的銷標(biāo)準(zhǔn)，是為了防止松開(kāi)夾緊的時(shí)候同時(shí)松開(kāi)了定位銷與夾具體之間的連接，無(wú)法達(dá)到定位的要求；為了防止由于夾緊力的作用使得定位銷與夾具體的連接出現(xiàn)松動(dòng)情況，需要在定位銷與夾具體的連接部分中擰入砌縫釘，從而滿足定位要求。按照GB/T2203-91可知，短圓柱銷主要參數(shù)如下：1) 定位銷與夾具體連接部分的直徑尺寸及公差為：12mm。2) 定位銷與工件裝配部分的直徑尺寸以及公差為：20mm。3) 定位銷上端與下端的同軸度有一定的要求，上端圓柱面的軸線須位于直徑為公差值0.01mm，且與以下端圓柱面為基準(zhǔn)的同軸的圓柱面內(nèi)。該圓柱銷為非標(biāo)準(zhǔn)件，零件圖如附圖所示。 菱形銷的選擇 根據(jù)GB/T2203-91可知，菱形銷的型號(hào)如下：定位銷B20.5f7X16GB/T2203-91。菱形定位銷的主要加工要求如下：1) 菱形定位銷與夾具體連接部分的直徑尺寸及公差為：12mm。2) 定位銷與工件裝配部分的直徑尺寸以及公差為：20.5mm。定位銷上端與下端的同軸度有一定的要求，上端圓柱面的軸線須位于直徑為公差值0.01mm，且與以下端圓柱面為基準(zhǔn)的同軸的圓柱面內(nèi)。3、夾具連接定位和對(duì)刀設(shè)計(jì)（1）夾具的定位設(shè)計(jì)工件在夾具中的位置是由與工件接觸的定位元件的定位表面所確定的。為了保證工件相對(duì)刀具及切削成形運(yùn)動(dòng)有正確的位置，還需要使夾具與機(jī)床連接和配合時(shí)所用的夾具定位表面相對(duì)刀具及切削成形運(yùn)動(dòng)處于理想的位置。保證定位元件的定位表面的各項(xiàng)要求，在夾具體上表現(xiàn)為與機(jī)床的連接和定位。夾具體與機(jī)床工作臺(tái)之間的定位依靠定位鍵與工作臺(tái)上的T型槽之間的定位，夾具通常是通過(guò)兩個(gè)定位鍵與工作臺(tái)上的T形槽相連，以保證夾具在工作臺(tái)上的方向；為了提高定位精度，定位鍵與T形槽應(yīng)有良好的配合，必要時(shí)定位鍵的寬度應(yīng)按照工作臺(tái)上的T形槽配作；兩定位鍵之間的距離，在夾具底座允許的范圍內(nèi)應(yīng)盡可能遠(yuǎn)些；安裝夾具時(shí)，可讓定位鍵靠向T形槽一側(cè)，以消除間隙造成的誤差。因此根據(jù)機(jī)床型號(hào)和GB/T2206-91可知，定位鍵的型號(hào)為：A18h6GB/T2206-91。（2）夾具與機(jī)床連接夾具與機(jī)床的連接，根據(jù)機(jī)床的工作特點(diǎn)，最基本的兩種方式：夾具安裝在機(jī)床的工作臺(tái)上，如銑床、刨床、鉆床等；夾具安裝在機(jī)床的回轉(zhuǎn)主軸上，如車床、外圓磨床、內(nèi)圓磨床等。本次夾具設(shè)計(jì)采用的連接方法為夾具安裝在機(jī)床的工作臺(tái)上，夾具定位后，應(yīng)用螺栓將其固緊在工作臺(tái)上，以提高其連接剛度。（3）夾具的對(duì)刀設(shè)計(jì)夾具在機(jī)床上定位后，接著進(jìn)行的就是夾具的對(duì)刀。夾具對(duì)刀的方法通常有以下三種。 單件試切法。 每加工一批工件，安裝調(diào)整一次夾具，刀具相對(duì)元件定位面的理想位置都是通過(guò)試切數(shù)個(gè)工件來(lái)對(duì)刀的。 用樣件或?qū)Φ堆b置對(duì)刀。這種方法只在制造樣件和調(diào)整對(duì)刀裝置時(shí)才需要試切一些工件，而在每次安裝使用夾具時(shí)，并不需要再試切工件。顯然，這種方法是最為方便快捷的。常見(jiàn)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)刀塊有圓形對(duì)刀塊、方形對(duì)刀塊、直角對(duì)刀塊和側(cè)裝對(duì)刀塊幾種。本次夾具設(shè)計(jì)中選用的對(duì)刀塊為側(cè)裝對(duì)刀塊，標(biāo)準(zhǔn)為GB/T2243-91，材料為20鋼。用對(duì)刀裝置調(diào)整刀具對(duì)夾具的相對(duì)位置方便迅速，但其對(duì)準(zhǔn)精度一般比試切法低。影響對(duì)刀裝置對(duì)準(zhǔn)精度的主要因素有： 對(duì)刀時(shí)的調(diào)整精度； 元件定位面相對(duì)對(duì)刀裝置的位置誤差。因此，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)正確確定對(duì)刀塊對(duì)刀表面的位置尺寸及其公差，一般來(lái)說(shuō)，這些位置尺寸都是以元件定位面作為基準(zhǔn)來(lái)標(biāo)注的，一減少基準(zhǔn)變換帶來(lái)的誤差。4、夾具體設(shè)計(jì)夾具體式將夾具上的各種裝置和元件連接成一個(gè)整體的最大、最復(fù)雜的基礎(chǔ)件。夾具體的形狀和尺寸主要取決于夾具上各種裝置的布置以及夾具與機(jī)床的連接，而且在零件的加工過(guò)程中，夾具還要承受夾緊力、切削力以及由此產(chǎn)生的沖擊和振動(dòng)，因此夾具體必須具有必要的強(qiáng)度和剛度。切削過(guò)程中產(chǎn)生的切屑有一部分還會(huì)落在夾具體上，切屑積聚過(guò)多將影響工件可靠的定位和夾緊，因此設(shè)計(jì)夾具體時(shí)，必須考慮其結(jié)構(gòu)應(yīng)便于排屑。此外，夾具體結(jié)構(gòu)的工藝性、經(jīng)濟(jì)性以及操作和裝拆的便捷性都必須在設(shè)計(jì)中認(rèn)真加以考慮。常見(jiàn)的夾具體毛坯制造方法有鑄造夾具體、焊接夾具體、鍛造夾具體和裝配夾具體。本次夾具體的制造方法選擇鑄造夾具體，鑄造夾具體能夠鑄出各種復(fù)雜形狀，工藝性好，并且具有較好的抗壓強(qiáng)度、剛度和抗振性；但其生產(chǎn)周期較長(zhǎng)，且需經(jīng)時(shí)效處理，成本較高。查機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)可知，本次夾具體的主要壁厚選擇為16mm。根據(jù)工件的加工位置，易知工件應(yīng)該豎著裝夾，據(jù)此可知，夾具體與其他部件的裝配關(guān)系以及各部件之間的位置關(guān)系?？紤]到銑床夾具的重心應(yīng)盡量低，高度與寬度之比應(yīng)不大于11.25，因此需要設(shè)計(jì)肋板，肋板的壁厚為8mm。夾具體如附圖2所示。三、切削力、夾緊力計(jì)算與夾具體強(qiáng)度校核1、切削力的計(jì)算本工序?yàn)殂娤骷庸?，所選刀具為成形銑刀，刀具材料為高速鋼。由此可知，銑削力的計(jì)算公式如下：F=2現(xiàn)代機(jī)床夾具設(shè)計(jì)其中：F銑削力，NCp在用高速鋼銑刀銑削是，考慮工件材料及銑刀類型的系數(shù)ap銑削深度，mmd銑削直徑，mmfz每齒進(jìn)給量，mmB銑削寬度，mmz銑刀齒數(shù)Kp用高速鋼銑刀銑削時(shí)，考慮工件材料機(jī)械性能不同的修正系數(shù)，對(duì)于灰鑄鐵：Kp=（HB/190）0.55查表可知，Cp=669，ap=3mm，d=16mm，fz=1.5mm，B=1mm，z=10，HB=220由此可知F=4.5=3006.9N2、夾緊力的計(jì)算圓柱上端面采用開(kāi)口墊圈和螺母進(jìn)行壓緊，在工件的側(cè)面安裝螺旋夾緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行壓緊。由機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)可知，工件以一面兩孔定位，且?jiàn)A緊力與切削力相互垂直，為防止工件在切削力F的作用下移動(dòng)所需的夾緊力： Fk= 其中：Fk夾緊力；NK安全系數(shù)；K=K0K1K2K3K4K5K6F切削力；NF0圓柱銷允許承受的部分切削力；N摩擦系數(shù)（0<<1） 查表計(jì)算可得，K=1.7，F(xiàn)0=600N，=0.3，由此可得，F(xiàn)k=13639.1N3、夾具體強(qiáng)度校核本次夾具體的制造方法選擇鑄造夾具體，鑄造夾具體能夠鑄出各種復(fù)雜形狀，工藝性好，并且具有較好的抗壓強(qiáng)度、剛度和抗振性，此次夾具體的主要壁厚選擇為16mm。肋板的壁厚為8mm。能滿足強(qiáng)度要求。四、定位誤差分析定位誤差是由于工件在夾具上定位不準(zhǔn)確引起的加工誤差。常用DW表示。定位誤差的來(lái)源主要有兩個(gè)方面：由于工件的定位表面或夾具上的定位元件制作不準(zhǔn)確引起的定位誤差，稱為基準(zhǔn)位置誤差，常用JW。由于工件的工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合而引起的定位誤差，稱為基準(zhǔn)不重合誤差，常用JB表示。本工序采用一面兩銷定位。考查工件上與使用夾具有關(guān)的工序尺寸及工序要求，即工序位置尺寸和位置度要求，有：槽深22mm；槽寬15mm；槽距離圓柱銷軸線的尺寸為19.5mm；槽側(cè)面與定位面平行度要求為0.04mm；兩側(cè)面對(duì)稱度為0.04mm；槽與圓柱銷軸線垂直度要求為0.05mm。第1項(xiàng)要求 工序基準(zhǔn)以上頂面為基準(zhǔn)，而定位基準(zhǔn)為圓柱銷的軸線，存在基準(zhǔn)不重合誤差，該尺寸為自由公差，定位誤差的影響可以忽略不計(jì)，這里不做計(jì)算。第2項(xiàng)要求 工序基準(zhǔn)為槽的中心，而定位記住為底面，存在基準(zhǔn)不重合誤差，其值為定位面到中心的距離尺寸公差，即自由公差。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T1804-2000可知，自由公差值為0.4mm。又定位面已經(jīng)加工過(guò)，其基準(zhǔn)位置誤差可近似認(rèn)為等于零。故對(duì)該項(xiàng)要求，定位誤差為：DW=JB=0.4mm第3項(xiàng)要求 工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)均為20孔的中心線，因此定位基準(zhǔn)一致，不存在基準(zhǔn)不重合誤差。定位誤差來(lái)源僅為基準(zhǔn)位置誤差。定位銷與孔之間的配合關(guān)系為間隙配合H7/f7，當(dāng)工件孔徑為最大，定位銷直徑為最小時(shí)，孔心在任意方向上的最大變動(dòng)量均為孔與銷的最大間隙，即無(wú)論工序尺寸方向如何（只要工序尺寸方向垂直于孔的軸線），孔銷間隙配合的基準(zhǔn)位置誤差為：JW=Dmax-dmin 因此，該項(xiàng)要求，定位誤差為：DW=JB= Dmax-dmin=20.021-19.959=0.062mm 其余三項(xiàng)要求的定位誤差參考上面三項(xiàng)要求進(jìn)行計(jì)算，這里不再敘述五、小結(jié)與致謝通過(guò)整個(gè)完整的設(shè)計(jì)過(guò)程，我首先對(duì)已學(xué)過(guò)的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行了一個(gè)全面的復(fù)習(xí)，對(duì)于加工工藝的過(guò)程也有一個(gè)更深的了解。然后就是懂得了如何根據(jù)所給的零件去設(shè)計(jì)一個(gè)完整的夾具。夾具的設(shè)計(jì)是一次將各科目的知識(shí)進(jìn)行綜合運(yùn)用的實(shí)踐，通過(guò)本次設(shè)計(jì)，在專業(yè)知識(shí)方面有了一定的進(jìn)步，在如何利用各種資源查詢各類標(biāo)準(zhǔn)，參考同類夾具的設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)方法，提高所設(shè)計(jì)專用夾具的可行性、經(jīng)濟(jì)性等方面有了長(zhǎng)足的進(jìn)步；綜合考慮上次工藝課程設(shè)計(jì)，通過(guò)夾具設(shè)計(jì)對(duì)上次工藝進(jìn)行了一定的修改，使得工件的加工工藝編排更加合理。本次夾具設(shè)計(jì)是一次難得的實(shí)踐機(jī)會(huì)，不僅鞏固了已學(xué)知識(shí)，并且在如何做好設(shè)計(jì)，如何利用資源，如何修改設(shè)計(jì)方案等方面有了一定的提高?？傊?，本次課程設(shè)計(jì)獲益頗多。在這次課程設(shè)計(jì)的撰寫過(guò)程中，我得到了許多人的幫助。首先我要感謝我的老師在課程設(shè)計(jì)上給予我的指導(dǎo)、提供給我的支持和幫助，這是我能順利完成這次報(bào)告的主要原因，更重要的是老師幫我解決了許多技術(shù)上的難題，讓我能把系統(tǒng)做得更加完善。在此期間，我不僅學(xué)到了許多新的知識(shí)，而且也開(kāi)闊了視野，提高了自己的設(shè)計(jì)能力。其次，我要感謝幫助過(guò)我的同學(xué)，他們也為我解決了不少我不太明白的設(shè)計(jì)商的難題。同時(shí)也感謝學(xué)院為我提供良好的做畢業(yè)設(shè)計(jì)的環(huán)境。最后再一次感謝所有在設(shè)計(jì)中曾經(jīng)幫助過(guò)我的良師益友和同學(xué)。參考文獻(xiàn) 1楊黎明主編.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)M.北京：國(guó)防工業(yè)出版社.1996.2吳拓編著.現(xiàn)代機(jī)床夾具設(shè)計(jì)M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2009.3王先逵主編.機(jī)械制造工藝學(xué)（第二版）M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2006.4李軍編著.互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)M.武漢：華中科技大學(xué)出版社.2008.5 大連大學(xué)工程畫教研室.機(jī)械制圖M.北京：高等教育出版社，2003.6 王光斗，王春福.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)M.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2000.