极限开关座夹具设计

《极限开关座夹具设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《极限开关座夹具设计（16页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、机械制造工艺学是以机械制造中的工艺问题为研究对彖，实践性较强的一门学科，学生在学完了工 艺课后并完成了生产实习的基础上，还应通过课程设计受到一次理论联系实际的综合训练，培养运用所 学知识分析和解决机械制造工艺技术问题的能力。通过课程设计，学生应在下述各方面得到锻炼：1. 能熟练运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识,正确的解决一 个零件在加工中的定位。夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。2. 提高结构设计能力。学生通过设计夹具的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高 效、省力、既经济合理又能保证加工质量的夹具的能力。3. 学会使用手

2、册及图表资料。4. 能具备一定创新能力的培养。关键词：机械制造工艺学夹具设计任务书题目所给定的零件是极限开关座，所用的材料HT200,如下图,6EL彳丄技术要求：1铸件不得有沙孔，疏松等缺陷二、零件的分析2. 1零件的作用所谓极限就是最后的一道防线，是作为限位來用的，它的工作原理是：在开关的一端有一 可拨动的连杆（此连杆上动或下动均可切断电源），在设备上有一固定的突出凸铁，在线 路限位失灵的情况下，开关连杆就会碰到设备上的突出凸铁，直接切断电源，从而保护人 身与设备的安全，大多用在设备的往返部分上，比如建筑用的升降机。2. 2零件的工艺分析由设计任务书可知，该零件是一个铸件，只需按照工艺要求加

3、工出相应的平面、孑L、 槽孔即可。零件加工表面图由于铸件有很多加工面，为了清楚地进行工序安排，如上图对需要加工的表面进行了 大写字母标注。A F面尺寸为60mm 12mm,表面粗糙度为Rai2. 5；B平面尺寸为40mml2nun,表面粗糙度为Ral2. 5；C平面尺寸为75mml0mm,表面粗糙度为Ral2. 5；D平面尺寸为75mm68. 5mm,表面粗糙度为Ra3. 2,垂直度为0. 02；E平面尺寸为4mml0mm,表面粗糙度为Ral2. 5,F平面尺寸为40mml2mm,表面粗糙度为Ral2. 5；G半面尺寸为60mm40mm,表面粗糙度为Ra3. 2；H平面尺寸为53mml0mm,

4、表面粗糙度为Rai2. 5；I平面尺寸为119. 5mm60mm,表面粗糙度为Rai2. 5。在G面上有两个直径为e 5mm的锥销孔，还有两个槽孔，小槽宽度为7mm,外半圆孔半 径为3. 5mm,深度为8mm：大槽宽度为13mm,外半圆孔半径为6. 5mm,深度为2mm。A、B 面和A、F面分别要加工出倒角,倒角为3X45。在左视图中正面的这个面上，需加工一个大孔，大孔直径36mm,内表面的表面粗糙度为 Ral2.5。剩下的为两个螺纹孔，直径为0 6mmo除了大孔以外的孔、孔槽均按IT8级精度 加工。三、工艺规程的设计3. 1确定毛坯1）选择毛坯该零件材料为HT200。由于其铸造性能良好，且为

5、中批生产，可选择砂型铸造机器造型。2）毛坯尺寸及公差在后面确定3）设计毛坯图1. 确定圆角半径为了减少铸件的应力集中，取铸件的圆角半径为R5。2. 确定分模面由零件的结构特征知，可选过轴线的平面为分模面，釆用俩箱造型。3. 确定起模斜度由于铸件要求加工，按增加壁厚的法确定。查材料成型工艺基础表2.7,取 起模斜度为1 o4. 确定毛坯的热处理方式铸件铸造后应安排时效处理，以消除残余的铸造应力，防止在机械加工过程中出 现变形情况。3. 2基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，可以使加工品 质得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题白出，更有共着，还会

6、造成 零件大批报废，使生产无法正常进行。1）粗基准的选择选择粗基准主要是选择第一道机械加工工序的定位基准，以便为后续的工序提供精基 准。选择粗基准的出发点是：一要考虑如何分配各加工表面的余量：二要考虑怎样保证不 加工面与加工面间的尺寸及相互位置要求。这两个要求常常是不能兼顾的。对本零件而言, 由于每个表面都要求加工，为保证各表面都有足够的余量，应选加工余量最小的面为粗基 准（这就是粗基准选择原则里的余量足够原则）现选取B面和F面作为粗基准。在铳床上 用平口钳夹住工件，消除工件的六个自由度，达到完全定位。2）精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算,

7、 这在以后还要专门计算，此处不在重复。极限开关座在加工是有多个面需加工，精基准不 会是固定的，需要多次转换基准。3. 3零件表面加工方法的选择本零件的加工面有平面，孑L,槽孔等，材料为HT200,以公差等级和表面粗糙度要求, 由122页表9-15,确定各表面加工方法如下：1）G平面：尺寸精度要求不高，表面粗糙度为Ra3.2pm,需要粗铳，半精铳。2）A平面：尺寸精度要求不高，表面粗糙度为Ral2.5pm,需要粗铳。3)B平面尺寸精度要求不高,表面粗糙度为Ral25p m,需要粗铳。4)C平面尺寸精度要求不高,表面粗糙度为Ral25p m,需要粗铳。5)D平面尺寸精度要求不高,6)E平面尺寸精度

8、要求不高,表面粗糙度为Ra32|Jnb需要粗铳，半精铳。 表面粗糙度为Ral2. 5p需要粗铳。7)F平面尺寸精度要求不高,表面粗糙度为Ral25p需要粗铳。8)H平面尺寸精度要求不高,9)I平面尺寸精度要求不高,表面粗糙度为Ral25|J表面粗糙度为Ral2. 5p需要粗铳。需要粗铳。10)e 5mm的锥销孔：未注明表面粗糙度，公差等级按IT14,表面粗糙度Ra6. 3|J m, 需要钻。11)两个槽孔：未注明表面粗糙度，公差等级按IT14,表面粗糙度Ra6.m,钻孑L，槽在钻孔时平移动加工而成。12) 0 36mm的大孔：表面粗糙度Ral2. 5pm,钻孔。13) 两个0 6mm的螺纹孔：

9、需要钻，攻丝3. 4制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当使零件的儿何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求能 得到合理的保证，并且使生产成本尽量少。因此按照先加工基准面及先粗后精，并考虑经 济效果，该零件的加工路线如下：工序01铸造毛坯工序02热处理时效处理工序03以B面及F面定位，粗铳G面、A面、C面、H面、I面。选用x62w万能铳 床及通用夹具。工序04工序05工序06工序07工序08工序09工序10工序11工序12工序13以H面及I面定位,以B面及F面定位，以H面及I面定位，以B面及F面定位，以H面及I面定位，以H面及I面定位，刻线刻字镀辂检测入库粗铳B面、D面、E面、F面，选用x62w万

10、能铳床。用平锂刀倒角2-3X45。以B面及F面定位，Z525立式钻床及专用夹具。钻2-0 5mm的锥销孔和两个槽孔(R3. 5、R6.5),选用钻36孔，选用Z525立式钻床。半精铳G面、选用x62w万能铳床。半精铳D面、选用x62w万能铳床。钻6的螺纹孔、攻丝、选用Z525立式钻床。以上工艺过程详见“机械加工工序卡片”。3. 5机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定“极限开关座”零件材料为HT200,硬度200HBS,生产类型为中批生产，釆用铸造毛 坯。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛 坯尺寸下：（1）平面加工余量由可知：1. 对于只需粗铳的平面A、

11、B、C、E、F、H、I,它们的机械加工余量为：A： 1.0mm、B: 1.0mm. C:l0mm、E: 1. 0mm F:l0mm、H:l0mm、I:l2mm2. 对于先粗铳后半精铳的平面D和G,它们的机械加工余量为：D：粗铳加工余量1.0mm, 半精铳加工余量0. 7mm： G：粗铳加工余量1.0mm,半精铳加工余量0.7mm。平面D的总 加工余量为1. 7mmo3. 对于0 36mm的大孔，它的机械加工余量为：1.0 mm（M孔制8级精度）。4. 对于两个 6mm的螺纹孔，它们的机械加工余量为：0. 8mm以G面为例，确定一个加工表面的工序余量和总余量:工序名称工序余量工序基本尺寸工序尺寸

12、的公差工序尺寸及公差Ra/p m半粗铳G面0. 7120. 06212%3.2粗铳G面112. 70. 2512.756. 3毛坯1. 715. 7215.7：毛坯尺寸按以上数据确定，具体计算过程如上表所示，在此不一写出，将计算出來的零件 毛坯尺寸标注在初选零件毛坯图上，得到尺寸确定的零件毛坯图，具体尺寸按零件毛坯图 所示：确定尺寸的零件毛坯图3. 6确定切削用量及基本工时粗铳，半精铳G面。加工要求：粗铳G面，半精铳G面，Ra二3. 2um。用标准镶齿圆柱铳刀粗铳 加工余量1.7mm机床：X62W 加工工件尺寸：宽度：60mm长度：40mm1、粗铳1）选择刀具根据切削用量简明手册表3. 1铳削

13、宽度aeW5mm时。直径为do二50mm故齿数 Z=8,由于采用标准镶齿圆柱铳刀，铳刀几何参数（表3. 2） rn=10 ao=162）切削用量留半精铳的加工余量为0.7,所以本道工步切削宽度ac = 2.80.8mm,由于加工 表面精度要求Ra二3. 2 um.根据表3. 5得每转进给量f =0. 51 mm/r就能满足要求, 但考虑到X62W功率为7.5kw,机床为中等系统刚度和X62W铳床说明书 所以每转 进给量f =0. 6mm/r3）选择刀具磨钝标准及刀具寿命。根据切削用量简明手册表3.7、铳刀刀齿后刀面的最大磨损量为0.6镶齿铳刀 do二50mm,刀具寿命 T=120min （表

14、3. 8）4）决定切削速度Vc、可根据切削用量简明手册表3. 9确定Z=8, aP=40-70mm, ac二2. 80. 8m m, fz=f/z=0. 0750. lmm/zVc=（Cvdoqv） / （ Tm X ap X Xv X f z X yv X ae X uv X Zpv ）Cv=20, qv=0. 7, Xv=0. 3, yv=0. 2, uv=0. 5, pv=0. 3, m=0. 25, Km二 1. 12,Ksv=0. 8, KTv=0. 82, Kv=KmXKsvXKTv=l. 12x0. 8x0. 82=0. 79Vc=(Cv X do X qv) / ( Tm X

15、ap X Xv X fz X yv X ae X uv X Zpv )=23. 7 (m/min)n=1000V/d=( 1000x23. 7)/(3. 14x50) =151r/min根据X62W型铳床说明书选n=160r/minVc=3. 14nd/1000=(160x3. 14x50)/1000=25. lm/min Vf=nf=160x0. 6=96mm/min选 Vf=80mm/min 实际 fz=Vf/(nxz) =0. 0625mm/z5) 机床功率：根据切削用量简明手册表3.20当 Vc=71m/min ae=2. 8mm ap=41mm fz=0. 08Kmpc 二1. 4k

16、w切削功率的修正系数：故 Pct 0. 8,根据X62W型铳床说明书，机床主轴允许的功率为_Pcm=7. 5 X 0. 75=5. 63kw 故Pee 7mm由机械制造工艺设计手册可查得 切削扭矩M二4山耳fyXIO-3 (Nm)轴向力 F= CF d0 xF fyF kF (N)切削功率 Pm=2n Mn10_3 (kw)式中：入二225.63 xm=l. 9 ym=O. 8CF=558. 6 xF=lyF=O. 8d()=7 或 13 kra=O. 87 kF=O. 9f=O. 13 n= 1426 (0 7mm 孔槽)或 n二934 ( 13mm 孔槽)所以当钻0 7mm孔槽时有M=O.

17、 272 (N m)F二365. 99 (N)Pm=2. 437 (kw)同理钻e 13mm孔槽时有M二0.504 (N m)F=679. 70 (N)Pm二2. 958 (kw)如上所述，本设计釆用螺旋夹紧机构。螺旋夹紧机构结构简单、容易制造，而且螺旋夹 紧机构的自锁性能好，是手动夹紧中用得最多的一种夹紧机构。根据夹紧状态下螺杆的受力情况和力矩平衡条件F -FqL号_tg（a+妙）+ /壇02式中Fj一夹紧力(N)Fq一作用力(N)L一一作用力臂(mm)d0一一螺杆直径a 一一螺纹升角妙一一螺纹处摩擦角.给一一螺杆端部与工件间的摩擦角./一一螺杆端部与工件间的当量摩擦半径(mm)m 若口Fq

18、L200x30所以有 F j 二二半 tg（0 +】） + / tg02 岁 tg（8 + 5） + 5.7 8tg660001.761=3405. 6N显然Fj 二34056N589了3二F故本夹具可安全工作。4. 4定位误差分析所加工孔槽的定位基准和工序基准重合，保证了定位精度。基准位移误差主要是由两个 锥销孔引起的，而所加工孔的其它公差为未注公差，因此，只要两个锥销孔的中心距公差达 到一定要求即可。4. 5夹具操作的简要说明由于本夹具是钻床夹具，夹具尺寸不能很大，本夹具为了提高生产率和降低生产成本， 考虑简单、经济、实用，釆用螺旋夹紧机构，操作非常简单。此夹具是一种很可靠而典型的夹 紧装

19、置，依工件的尺寸，可调节压板地高低。压板一端有扁孔，可以方便地接近夹紧位置。 装卸工件时可以把压板转开。4. 6绘图绘制夹具装配图A2张，夹具零件图A3张，见说明书附图。五、总结本次课程设计过程中培养了我的综合运用机械制造技术课程及其他课程理论知识來解 决实际问题的能力，在设计过程中，我以下三点体会很深：一、温故而知新。课程设计开始时，对于理论知识学习不够扎实的我深感“书到用时方 恨少”，于是重拾教材与设计手册，对知识系统而全面进行了梳理，遇到难处先是独立思考 再向老师、同学请教，终于熟练掌握了基本理论知识，而且领悟诸多平时学习难以理解掌握 的较难知识，学会了如何思考的思维方式。二、绘图能力提

20、高。本次设计在绘图的过程中，使用了 AUTOCAD绘图软件，这些都 不同程度地使我学到了更多的知识，进一步提高了我绘图识图的能力。三、过而能改，善莫大焉。在课程设计过程中，我不断发现错误，不断改正，不断领悟, 不断获取。最终按期完成了课程设计的任务。非常感谢董老师在课程设计期间对我的帮助，由于本人知识有限，实际经验不足，因此 我的设计还存在着很多的不足之处，还请董老师批评指正！2005.72010.3六、参考文献1 哈尔滨工业大学李益民主编机械制造工艺设计简明手册机工版2 吕明主编机械制造技术基础武汉理工大学出版社2010.83 陈宏钧主编机械加工技师综合手册机械工业出版社2006.74 吴拓主编现代机床夹具设计机械工业出版社2009.35 田培棠、石晓辉、米林主编夹具结构设计手册机械工业出版社