基于UG建模的盘类零件钻床专用夹具设计【三维UG】【含6张CAD图纸、文档打包终稿】

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8 0 2 分析设计阶段 2014 07 13 2014 10 10 1 拟定零件定位方案 拟定夹具结构方案 2 夹具结构设计建模 绘制夹具总图及技术要求 夹具工作精度分析计算 3 论文写作阶段 2014 10 11 2014 11 10 1 完成论文写作初稿 图纸初版 填写好相关毕业论文答辩表格 2 打印论文初稿 4 答辩准备阶段 2015 04 20 2015 05 12 1 论文和图纸的修改定稿 2 论文和图纸送交专家评审 5 答辩进行阶段 2015 05 15 2015 06 01 1 论文答辩 2 答辩相关表格的填写与提交 接受任务日期 2014 年 07 月 10 日 学生接受任务 签名 要求完成日期 2015 年 05 月 15 日 指 导 教 师 签名 系负责人审定 签名 附录 相关零件 工件零件图 生产类型 中批生产 假定其它形面已加工完毕 现要求设计 3 10 通孔精加工工序的专用钻床夹具 I 四川大学锦城学院 毕业设计 论文 基于 UG 建模的盘类零件钻床专用夹具设计 二级学院 机械工程学院 专 业 机械制造及其自动化 班 级 学 号 学生姓名 指导教师 II 摘 要 在机械制造各行业的工艺过程中广泛应用着各种不同的 用以固定加工对 象 使之占有正确位置 以便接受施工的一种工艺装备 统称为夹具 因此 无论是在机械加工 装配 检验 还是在焊接 热处理等冷 热工艺中 以及 运输工作中都大量采用夹具 但在机械加工中应用最为广泛的是金属切削机床 上使用的夹具 我们称其为机床夹具 它在保证产品优质 高产 低成本 充 分发挥现有设备的潜力 以便工人掌握复杂或精密零件加工技术 以减轻繁重 的体力劳动等诸方面起着巨大的作用 因此 机床夹具的设计和使用是促进生 产迅速发展的重要工艺措施之一 为此 在本次毕业设计时 选择了机床夹具 设计 本文主要围绕机床钻孔夹具设计为中心 用以钻盘类零件 首先通过参观 实习让我们对夹具设计有了初步的了解 特别是对盖板式钻模夹具设计的了解 更为深刻 然后 在导师的指导下 对夹具设计方案进行分析和选择 选定方 案后 通过查阅相关夹具设计书籍和相关图例在钻孔夹具设计过程中 在查 阅了相关文献后完成外文翻译 参考相关资料完成夹具的总体设计 关键词 机械 夹具 钻模 加工 II Abstract Machinery manufacturing industries in the process of a wide variety of applications for processing a fixed object so that it occupies the correct position in order to receive a construction technology and equipment collectively referred to as the fixture Therefore whether in the machinery processing assembly testing or in welding heat treatment such as cold heat process and transport are a lot of work in a fixture But in machining is the most widely used metal cutting machine tools for use on the fixture we called for the machine tool fixture It guarantees high quality products high yield low cost bring into full play the potential of existing equipment so that workers have complicated or sophisticated parts processing technologies to reduce the heavy physical labors and other aspects play a huge role Therefore the fixture of the machine is designed to promote the production and use of the rapid development of one of the important process This article mainly revolves the engine bed drill hole jig design is a center With drills the HBC6700 azimuth training gear shell first let us through the visit practice have the preliminary understanding to the jig design was specially more profound to the lap type jig jig design s understanding Then under teacher s instruction carries on the analysis and the choice to the jig design proposal After designating the plan Through consult related jig design books and related chart of symbols in drill hole jig design process After having consulted the related literature completes the foreign language translation Refers to the correlation data to complete jig s system design Key words machinery Fixture Jig processing 目 录 摘 要 II Abstract II 前 言 1 第 1 章 钻孔夹具设计的要求 2 1 1 钻孔夹具方案设计 2 1 2 了解夹具总体设计的要求 2 2 第 2 章 钻床夹具设计特点 4 2 1 确定夹具的类型 1 4 2 2 钻模的主要类型 4 2 3 明确设计任务 了解零件加工工艺过程 5 2 3 1 熟悉工件零件图 本工序加工要求 5 2 3 2 熟悉零件加工工艺过程 6 2 4 确定定位方案 6 第 3 章 工件的夹紧计算及其选择 7 3 1 工件的夹紧 7 3 1 1 夹紧基本原理理论 1 7 3 1 2 夹紧座 2 4 6 8 3 1 3 夹紧压板 8 3 1 4 夹紧螺钉 1 4 9 3 2 夹紧力的选择 10 3 2 1 夹紧力方向 10 3 2 2 夹紧力的作用点 10 3 2 3 夹紧力的计算 10 3 2 4 夹具精度计算与分析 3 11 第 4 章 夹具结构分析与设计 13 4 1 夹具的夹紧装置和定位装置 1 2 13 4 2 夹具的导向 1 14 4 3 钻孔与工件之间的切屑间隙 1 2 15 1 4 4 钻模板 16 4 5 定位误差的分析 16 4 6 钻套 衬套 钻模板设计与选用 16 4 7 确定夹具体结构和总体结构 17 4 8 三维装配图 UG 建模 18 4 9 夹具设计及操作的简要说明 20 结 论 21 致 谢 23 参考文献 24 1 前 言 在机械加工过程中 夹具按专业化程度可分为通用夹具 专用夹具 可调 夹具 组合夹具 成组夹具 标准夹具 随行夹具 组合机床夹具等 我这次 设计的是盖板式钻夹具 这是一种专用夹具 专为一工件的一道工序而设计的 夹具 钻夹具的主要任务是保证刀具旋转轴线对工件定位表面有正确的相互位 置 根据工件的集合形状和尺寸结构及工艺特性 选择不同形式的钻模以保证 产品精度和生产率 在众多钻模夹具机床中 综合考虑设计要求 特点及夹具设计原理等的各 方面的因素 选择了用盖板式钻模 它一般用于加工小型工件上分布在一个面 上的孔 本文就围绕此夹具的方案选择 确定夹具 设计夹具等等展开的 但是 由于知识的缺陷 设计时考虑的不够周全 还存在一些错误 请各 位老师和同学指出 我将做到虚心接受 努力提高自己 2 第 1 章 钻孔夹具设计的要求 1 1 钻孔夹具方案设计 方案设计是夹具设计的重要阶段 它在分析各种原始资料的基础上 要完 成下列设计工作 1 研究壳体零件原始资料 明确设计要求 拟订钻孔夹具结构方案 绘制夹具结构草图 绘制夹具总图 标注有关尺寸及技术要求 绘制零件图 从另外一方面来说 机床夹具设计是工艺装备设计中的一个重要组成部分 是保证产品质量和提高劳动生产率的一项重要技术措施 在设计过程中应深人 实际 进行调查研究 吸取国内外的先进技术 制定出合理的设计方案 再进 行具体的设计 而深入生产实际调查研究中 应当掌握下面的一些资料 1 1 工件图纸 详细阅读工件的图纸 了解工件被加工表面是技术要求 该 零件在机器中的位置和作用 以及装置中的特殊要求 2 工艺文件 了解工件的工艺过程 本工序的加工要求 工件被加工表面 及待加工面状况 基准面选择的情况 可用机床设备的主要规格 与夹具连接 部分的尺寸及切削用量等 3 生产纲领 夹具的结构形式应与工件的批量大小相适应 做到经济合理 在本次毕业设计的夹具要求是中小批量生产的夹具设计 4 制造与使用夹具的情况 有无通用零部件可供选用 工厂有无压缩空气 站 制造和使用夹具的工人的技术状况等 夹具的出现可靠地保证加工精度 提高整体工作效率 减轻劳动强度 充 分发挥和扩大机床的工艺性能 1 2 了解夹具总体设计的要求 2 1 夹具应满足零件加工工序的精度要求 特别对于精加工工序 应适当提高夹具的精度 以保证工件的尺寸公差和形状位置公差等 2 夹具应达到加工生产率的要求 特别对于大批量生产中使用的 夹具 应设法缩短加工的基本时间和辅助时间 3 夹具的操作要方便 安全 按不同的加工方法 可设置必要的 防护装置 挡屑板以及各种安全器具 3 4 能保证夹具一定的使用寿命和较低的夹具制造成本 夹具元件 的材料选用将直接影响夹具的使用寿命 因此 定位元件以及主要元件宜采用 力学性能较好的材料 夹具的低成本设计在世界各国都以相当重视 为此 夹 具的复杂程度应与工件的生产批量相适应 在大批量生产中 宜采用气压 液 压等高效夹紧装置 而小批量生产 则宜采用较简单的夹具结构 5 要适当提高夹具元件的通用化和标准程度 选用标准化元件 特别应选用商品化的标准元件 以缩短夹具制造周期 从而降低夹具成本 6 必须具有良好的结构工艺性 以便夹具的制造 使用和维修 以上要求有时是互相矛盾的 故应在全面考虑的基础上 处理好主要矛盾 使 之达到较好的效果 例如钻模设计中 通常侧重于生产率的要求 4 第 2 章 钻床夹具设计特点 2 1 确定夹具的类型 1 按使用范围 夹具可分为通用夹具和专用夹具两类 通用夹具适用于各种 不同尺寸的零件加工 如导尺 分度盘等 这类夹具是作为附件与机床一起配 套供应的 专用夹具是专门为某一工件在某一工序进行加工而设计的夹具 如 在铣床上加工弯曲零件必须采用相应的夹具 在压刨上加工斜面 曲面也要采 用专用夹具 2 2 钻模的主要类型 钻床专用夹具一般通称为 钻模 可按钻模有无夹具体 以及夹具体是否 可动 而分为下面几类 1 1 固定式钻模 这种钻模在使用时 是被固定在钻床工作台 用于在立轴式钻床上加工较 大的单孔或在摇臂钻床上加工平行孔系 如果要在立式钻床上使用固定式钻模 加工平行空系 则需要在机床主轴上安装钻模时 一般先将装在主轴上的定尺 刀具伸入钻套中 以确定钻模的位置 然后将其紧固 这种加工方式的钻孔精 度比较高 2 回转式钻模 回转式钻模主要用于加工同一圆周面上的平行孔系 或分布在圆周上的径 向孔 有立轴 卧轴和斜轴回转等三种基本形式 由于回转台已标准化 并作 为机床附件由专门厂生产供应 固回转式钻模的设计 大多数情况是设计专用 的工作夹具和标准回转台联合使用 3 翻转式钻模 主要用于加工小型工件不同表面上的孔 使用翻转式钻模可减少工件装夹 的次数 提高工件上各孔之间的位置精度 4 盖板式钻模 这种钻模无夹具体 其定位元件和夹紧装置直接装在钻模板上 钻模板在 工件上装夹 适合于体积大而笨重的工件上的小孔加工 夹具 结构简单轻便 易清除切屑 但是每次夹具需从工件上装卸 较费时 故此钻模的质量一般不 宜超过10 kg 5 滑柱式钻模 滑柱式钻模的结构已经标准化了和规格化了 具有不同的系列 使用时 只要根据工件的形状 尺寸和加工要求等具体情况 专门设计制造相应的定位 5 夹紧装置和钻套等 装在夹具体的平台或钻模板上的适当位置 就可用于加工 2 3 明确设计任务 了解零件加工工艺过程 2 3 1 熟悉工件零件图 本工序加工要求 图 2 3 加工零件图 该零件为 45 钢 零件图如上图 2 3 中批量生产 该工序在立式铣床上用三面刃铣刀 加工 由零件图可知 所设计的夹具应满足以下工序加工要求 6 1 3 10 通孔夹角 120 度 2 3 10 通孔至工件中心位置尺寸 80 mm 3 3 10 通孔对工件 A 的位置度 0 2mm 2 3 2 熟悉零件加工工艺过程 1 粗铣前后两端面 2 车外圆 3 精铣前后两端面 4 铣 3 60 度缺口精加工工序 5 钻铰孔 40H7 6 钻孔 4 10 以上铣削 1 2 3 4 工序均在 X52K 铣床上加工 工序 5 6 在 Z525 立式钻床 上加工 2 4 确定定位方案 根据工件的加工要求 该工序必须限制工件的五个自由度 建立坐标系如图 2 2 所示 为保证 3 10 通孔底面至工件 B 面的垂直度 应选 B 面为定位基面 限制 为保证工序尺寸 80 mm 须限制 所以选取 A 面为定位基面 z x z y 为保证 3 10 通孔对孔轴线的对称度要求 还必须在加工时限制自由度 另x 外 为了方便控制刀具的走刀位置 还需要限制 综上所述 工件的六个自由度均被限制 为使定位基准与设计基准重合 选取的定位基准是 孔和 A 面 40 7 第 3 章 工件的夹紧计算及其选择 3 1 工件的夹紧 3 1 1 夹紧基本原理理论 1 夹紧的目的是保证工件在夹具中的定位 不致因工时受切削力 重力或伴 生离心力 惯性力 热应力等的作用产生移动或振动 夹紧装置是夹具完成夹 紧作用的一个重要的而不可以缺少的组成部分 除非工件在加工过程中所受到 的各种力不会使它离开定位时所需确定的位置 才可以设有夹紧装置 夹紧装 置设计的优劣 对于提高夹紧的精度和加工作效率 减轻劳动强度都有很大的 影响 夹紧对象特征 加工信息特征 夹紧要求特征 动力源项 元功能解项 技术性 经济性 社会性 应用实例 技术参数 夹 紧 功 能 原 理 方 案 设 计 功能项 原理解项 评价项 备注项 图 3 1 夹紧功能原理方案设计组成结构 分析各类夹具的基本功能要求可以将夹紧装置概括为两类 第一类是性能 要求 主要指定位唯一性 定位稳定性 夹紧稳定性及总体约束 第二类要求 是夹具的结构刚性 成本及易操作性 易于维修等要求 本设计目录中功能项 包括夹紧对象特征项 加工信息特征及夹紧要求特征 夹紧对象特征项目 包括夹紧对象类型 材料 形状 体积 数量 物理 特性 磁性 导电性 刚性等信息 加工信息特征项 加工类型 机加工 装配 检测 焊接等 加工参数 切削参数 运动参数 几何参数等 夹紧要求特征项 主要指性能要求 包括定位要求 定位基准选择 如特 征点 特征面 夹紧力大小 夹紧方向 夹紧行程 夹紧松开速率 自锁性等 元件功能分析 夹紧功能主要包括四种元功能 它们是 定位功能 传动 功能 执行功能和分度功能等辅助功能 定位功能由定位元件完成 定位元件 8 按定位面特征分为平面定位元件 圆孔定位元件 外圆定位元件 传动功能由 中间递力机构完成 该机构一般有三个作用 改变作用力的力一向 大小和自 锁作用 目前常用的有以下机构 斜楔机构 螺旋机构 圆偏心机构 杠杆铰 链机构 连杆机构 联动机构 对中机构 定心机构等 设计夹紧装置时 应满足下述主要要求 2 1 夹紧装置在对工件夹紧时 不应破坏工件的定位 为此 必须正确选择 夹紧力的方向及着力点 2 夹紧力的大小应该可靠 适当 要保证工件在夹紧后的变形和受压表面 的损伤不致超出允许的范围 3 夹紧装置结构简单合理 夹紧动作要迅速 操作方便省力 安全 4 夹紧力或夹紧行程在一定范围内可进行调整和补偿 3 1 2 夹紧座 2 4 6 在不考虑重力和其它的伴生力的情况下 夹紧力的大小既与切削力的大小 有 关 也与切削力对支承的作用有关 W KM f1Rf1 f2Rf2 N 其中 K K1K2K3K4 K 1 1 5 2 K 2 1 2 K 3 1 1 1 3 K 4 1 2 M 为切削扭矩 W 1 8 1 2 1 2 1 2 85 0 2 7 0 2 7 740 28 N Q 需 KP f1 f2 1 8 1 2 1 2 1 2 100 0 2 0 2 777 4N Q 需 为切削力 为简化夹具的成本及考虑工厂实际情况 拟用螺钉夹紧装置 计算螺钉的 夹紧力 W 2QL D 中 tg 1 此公式采用中的数据以 M16 标准螺纹计算 为螺纹升角 t g S D 中 1螺纹摩擦角 D 中 螺纹中径 Q 人工作用 力 其中有 f 0 1 螺母端面与工件间的摩擦系数 1 6 34 计算 W 836 8 N 很明显 可以使用螺钉夹紧机构 夹紧座加工要求 1 表面发蓝或其它的防锈处理 2 热处理 T10A 淬火 HRC60 64 渗碳深度 0 2 0 6mm 3 锐边无毛刺 4 螺纹孔以国家标准的 M16 配做 3 1 3 夹紧压板 夹紧支板和夹紧座的目的相同 都是夹紧工件的 保证在加工过程中工件 不移动 限制它的自由度 夹紧支板的工件接触装置拟用夹紧螺钉 支板在其 中是辅助支承的 最终起决定作用的还是人的操作 不同人操作同样的夹具或 9 者是在夹紧的过程中用力和速度的不同 都对工件的加工精度有影响 由于取 用的夹紧螺钉是一样的 前面已经计算过了 在此不重复了 5 具体的结构见 零件图 螺旋夹紧机构是指螺旋副与其他元件 压板 垫片 螺钉等 相结合 对工件 实施夹紧的机构 螺旋夹紧机构在生产中使用极为普遍 螺旋夹紧机构结构简 单 夹紧行程大 且自锁性能好 增力比大 是手动夹紧中用的最多的一种夹 紧机构 常用的夹紧形式有 单个螺旋夹紧机构 螺旋压板夹紧机构 图 3 2 压板 夹紧压板加工要求 1 表面发蓝或其它的防锈处理 2 热处理 T10A 淬火 HRC38 45 渗碳深度 0 2 0 6mm 3 锐边无毛刺 4 螺纹孔以国家标准的 M27 配做 1 6 3 1 4 夹紧螺钉 1 4 根据公司的实际情况选用夹紧螺钉 人工操作 节省成本 制造夹具的时 间缩短并以国家标准的规格生产 夹紧功能的原理方案设计目录是设计目录应用的具体体现 由于夹具种类 繁多 如何对其进行抽象化整理 以利于运用设计目录的结构形式 还需要更 深入的研究 建立原理方案设计目录涉及的知识面较广 难度较大 目录本身 的构造规律也很复杂 这里仅作最基本的原理方案设计研究 为使工件在定位件上所占有的规定位置在加工过程中保持不变 就要用夹 10 紧装置将工件夹紧 保证工件的定位基准与夹具上的定位表面可靠的接触 防止 在加工过程中移动 振动 或变形 因为此套夹具加工的工件刚度较好 防止了切削力作用是所引起的振动 侧面在加上移动压板的定位 免除夹紧力对加工表面几何形状精度的不利影响 夹具的夹紧选用加工表面的松态夹紧 夹紧力的作用线不通过加工表面的周围 使加工表面的材料处在自由状态下 3 2 夹紧力的选择 3 2 1 夹紧力方向 在保证安装的真确可靠 减少工件的变形 定位方便和在可以减少所需夹 紧力的大小的前提下 此套夹具的夹紧方向和工件重力方向和切削方向相同 工件的定位工作面为垂直方向上 则工件的夹紧通过工件的一个定位销与水平 方向的移动压块完成 夹紧力的方向为平行重力方向垂直夹紧 2 在本次夹具设计中 夹紧力是由中心螺杆和一边压板提供的 3 2 2 夹紧力的作用点 夹紧力的作用点是指夹紧元件与工件相接触的一小块面积 现在夹紧力的 方案已定 考虑夹具的结构尺寸特征可以确定夹紧力的作用点个数为2个 考虑夹紧力作用点的一般要求 1 夹紧力的作用点应能保持工件定位稳定 而不至引起工件发生位移和偏 转 夹紧力的作用点 应使被夹紧的夹紧变形尽可能的小些 夹紧力的作用点应尽可能靠近加工表面 以提高定位稳定性 3 2 3 夹紧力的计算 夹紧力的大小重要取决于切削P和重力G 重力是可认为不变的 而切削力 在切削的过程中是变化的 影响切削力的大小因素很多 如工件质量的不均匀 加工质量的不均匀 刀具磨损以及切削用量的变化等等 同时夹紧力也和其他 因素有关 如夹紧件和工件及工件与定位件间接触表面的光洁度 工艺系统的 刚性等等 因此夹具夹紧力的设计只能对其作初略的估算 W 实际夹紧力 Wi 理论夹紧力 K 安全系数 安全系数 K K 1 K2 K3 K4 式中 K1 基本安装系数 K2 加工安装系数 K3 刀具钝化系数 K4 切削特点系数 其加工直径全部为10 刀具 钻头 D 10 则轴向力 见 工艺师手册 表 28 4 11 F C d f k 3 1F0zFy 式中 C 420 Z 1 0 y 0 8 f 0 35FF k 07 1 92 103 nHB F 420 37 35 0 1 8 N 转矩 T C d f kT0ZTy 式中 C 0 206 Z 2 0 y 0 8TT T 0 206 34 170 35 1 8 02 M 功率 P mKWdV269470 在计算切削力时 必须考虑安全系数 安全系数 K K K K K1234 式中 K 基本安全系数 1 5 K 加工性质系数 1 1 K 刀具钝化系数 1 1 3 K 断续切削系数 1 14 则 F KF 1 5 42391 1 N 钻削时 T 17 34 N M 切向方向所受力 F 1L T267053 取 f F 4416f 41 F F1 所以 时工件不会转动 故本夹具可安全工作 3 2 4 夹具精度计算与分析 3 精度等级的选择 首先根据所要加工的零件进行分析 看其在各方面的精 度及表面粗糙度等的要求 然后 根据设计好的夹具 即零件在夹具上的配合 和装配来确定 表3 标准公差数值表 节录 基本尺寸 IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 50 80 13 19 30 46 74 120 190 300 80 120 15 22 35 54 87 140 220 350 120 180 18 25 40 563 100 160 250 400 由国家标准推荐的各公差等级的应用范围可知 IT5 IT12级用于配合尺寸公差 其中 1 IT5 孔到IT6 级用于高精度和重要的配合处 2 IT6 孔到IT7 级用于要求精密配合的情况 12 3 IT7 孔到IT8 级用于一般精度要求的配合 选用公差等级时 除上述有关原则和因素外 还应考虑以下问题 相关件配合的精度 加工成本 在本次设计的夹具中可得知零件与夹具体的配合要求较高精度配合 所以 选择 1 而用于定位零件中间的孔和轴 在钻孔只能够要求这个孔和轴要有较 高的位置度 所以选择 2 钻模板和零件上用来定位的插销 因为它是用来 对零件钻孔装夹定位的 所以同样选 2 13 第 4 章 夹具结构分析与设计 4 1 夹具的夹紧装置和定位装置 1 2 夹具中的装夹是由定位和夹紧两个过程紧密联系在一起的 定位问题已在 前面研究过 其目的在于解决工件的定位方法和保证必要的定位精度 仅仅定好位在大多数场合下 还无法进行加工 只有进而在夹具上设置相 应的夹紧装置对工件进行夹紧 才能完成工件在夹具中装夹的全部任务 夹紧装置的基本任务是保持工件在定位中所获得的即定位置 以便在切削 力 重力 惯性力等外力作用下 不发生移动和震动 确保加工质量和生产安 全 有时工件的定位是在夹紧过程中实现的 正确的夹紧还能纠正工件定位的 不正确 一般夹紧装置由动源即产生原始作用力的部分 夹紧机构即接受和传递原始作 用力 使之变为夹紧力 并执行夹紧任务的部分 他包括中间递力机构和夹紧 元件 考虑到机床的性能 生产批量以及加工时的具体切削量决定采用手动夹紧 螺旋夹紧机构是斜契夹紧的另一种形式 利用螺旋杆直接夹紧元件 或者 与其他元件或机构组成复合夹紧机构来夹紧工件 是应用最广泛的一种夹紧机 构 螺旋夹紧机构中所用的螺旋 实际上相当于把契绕在圆柱体上 因此他的 作用原理与斜契是一样的 也利用其斜面移动时所产生的压力来夹紧工件的 不过这里上是通过转动螺旋 使绕在圆柱体是的斜契高度发生变化来夹紧的 典型的螺旋夹紧机构的特点 1 结构简单 2 扩力比大 3 自琐性能好 4 行程不受限制 5 夹紧动作慢 夹紧装置可以分为力源装置 中间传动装置和夹紧装置 在此套夹具中 中间传动装置和夹紧元件合二为一 力源为机动夹紧 通过螺栓夹紧移动压板 达到夹紧和定心作用 工件通过定位销的定位限制了绕Z轴旋转 通过螺栓夹紧移动压板 实现对 工件的夹紧 并且移动压板的定心装置是与工件外圆弧面相吻合的移动压板 通过精确的圆弧定位 实现定心 此套移动压板制作简单 便于手动调整 通 14 过松紧螺栓实现压板的前后移动 以达到压紧的目的 压紧的同时 实现工件 的定心 使其定位基准的对称中心在规定位置上 图4 1 CAD装配图 如图4 1所示在这次夹具设计中 定位是采用一根心轴和一个定位插销来定 位水平方向的 在垂直方向 用两个同心半圆环来定位 当被加工零件放到夹 具体同心圆环上后 用定位插销把夹具上的钻模板和零件通过先加工的孔进行 定位 把压板压紧 之后取出定位插销 4 2 夹具的导向 1 在钻床上加工孔时 大都采用导向元件或导向装置 用以引导刀具进入正 确的加工位置 并在加工过程中防止或减少由于切削力等因素引起的偏移 提 高刀具的刚性 从而保证零件上孔的精度 在钻床上加工的过程中 导向装置 保证同轴各孔的同轴度 各孔孔距精度 各轴线间的平行度等 因此 导向装 置如同定位元件一样 对于保证工件的加工精度有这十分重要的作用 导向元件包括刀杆的导向部分和导向套 在这套钻床夹具上用的导向套是钻套 钻套按其结构可分为固定钻套 可换钻套 快换钻套及特殊钻套 因此套钻夹具加工量不大 磨损较小 孔距离精度要求较高 则选用固定 钻套 如图4 2 直接压入钻模板或夹具体的孔中 15 图4 2 钻套 钻模板与固定钻套外圆一般采用H7 h6的配合 且必须有很高的耐磨性 材 料选择20Mn2 淬火HRC60 我选择的钻套 12 5F7 22K6 35 GB2264 1980 相同的 为了防止定位销与模板之间的磨损 在模板定位孔之间套上两个 固定衬套 选取的标准件代号为12 18 GB2263 1980 材料仍选取T10A 淬火 HRC60 公差采用H7 p6的配合 4 3 钻孔与工件之间的切屑间隙 1 2 钻套的类型和特点 1 固定钻套 钻套直接压入钻模板或夹具体的孔中 钻模板或夹具体的 孔与钻套外圆一般采用 H7 n6 配合 主要用于加工量不大 磨损教小的中小批 生产或加工孔径甚小 孔距离精度要求较高的小孔 2 可换钻套 主要用在大批量生产中 由于钻套磨损大 因此在可换钻 套和钻模板之间加一个衬套 衬套直接压入钻模板的孔内 钻套以 F7 m6 或 F7 k6 配合装入衬套中 3 快换钻套 当对孔进行钻铰等加工时 由于刀径不断增大 需要不同 的导套引导刀具 为便于快速更换采用快换钻套 4 特殊钻套 尺寸或形状与标准钻套不同的钻套统称特殊钻套 钻套下端面与工件表面之间应留一定的空隙C 使开始钻孔时 钻头切屑刃 不位于钻套的孔中 以免刮伤钻套内孔 如图4 3 图4 3 切屑间隙 C 0 3 1 2 d 16 在本次夹具钻模设计中考虑了多方面的因素 确定了设计方案后 选择了 C 8 因为此钻的材料是铸件 所以C可以取较小的值 4 4 钻模板 在导向装置中 导套通常是安装在钻模板上 因此钻模板必须具有足够的 刚度和强度 以防变形而影响钻孔精度 钻模板按其与夹具体连接的方式 可 分为固定式钻模板 铰链式钻模板 可卸式钻模板 滑柱式钻模板和活动钻模 板等 在此套钻模夹具中选用的是可卸式钻模板 在装卸工件时需从夹具体上装上或 卸下 钻模板在夹具体上采用定位销一面双孔定位 螺栓紧固 钻模精度较高 4 4 5 定位误差的分析 制造误差 ZZ 1 中心线对定位件中心线位置精度 取 m05 3 2 m04 2 2 内外圆同轴度误差 查表 P297 故 8 mDW 142 06 05 8 15 2222225423 则 014 0 知此方案可行 4 6 钻套 衬套 钻模板设计与选用 工艺孔的加工只需钻切削就能满足加工要求 故选用可换钻套 其结构如下图所示 以减少更换钻套的辅助时间 为了减少辅助时间采用可换钻套 以来满足达到孔的加工的要求 17 表 d D D1 H t 基本 极限 偏差 F7 基本 极限 偏差 D6 0 1 3 0 010 0 004 6 1 1 8 4 7 1 8 2 6 5 8 6 9 2 6 3 0 016 0 006 3 3 3 6 0 016 0 008 9 3 3 4 7 10 4 5 8 11 8 12 16 5 6 0 022 0 010 10 0 019 0 010 13 6 8 12 15 10 16 20 8 10 0 028 0 013 15 18 10 12 18 0 023 0 012 22 12 20 25 12 15 22 26 0 008 15 18 0 034 0 016 26 30 16 28 36 18 22 30 0 028 0 015 34 22 26 35 39 20 36 HT 200 26 30 0 041 0 020 42 46 30 35 48 0 033 0 017 52 25 HT20 0 56 35 42 55 59 42 48 62 66 0 012 48 50 0 050 0 025 70 0 039 0 020 74 30 56 67 0 040 钻模板选用翻转钻模板 用沉头螺钉锥销定位于夹具体上 18 4 7 确定夹具体结构和总体结构 对夹具体的设计的基本要求 1 应该保持精度和稳定性 在夹具体表面重要的面 如安装接触位置 安装表面的刀块夹紧安装特定的 足够的 精度 之间的位置精度稳定夹具体 夹具体应该采用铸造 时效处理 退火等处理方式 2 应具有足够的强度和刚度 保证在加工过程中不因夹紧力 切削力等外力变形和振动是不允许的 夹具应有足够的厚 度 刚度可以适当加固 3 结构的方法和使用应该不错 夹较大的工件的外观 更复杂的结构 之间的相互位置精度与每个表面的要求高 所 以应特别注意结构的过程中 应处理的工件 夹具 维修方便 再满足功能性要求 刚度 和强度 前提下 应能减小体积减轻重量 结构应该简单 4 应便于铁屑去除 在加工过程中 该铁屑将继续在夹在积累 如果不及时清除 切削热的积累会破坏夹 具定位精度 铁屑投掷可能绕组定位元件 也会破坏的定位精度 甚至发生事故 因此 在这个过程中的铁屑不多 可适当增加定位装置和夹紧表面之间的距离增加的铁屑空间 对切削过程中产生更多的 一般应在夹具体上面 5 安装应牢固 可靠 夹具安装在所有通过夹安装表面和相应的表面接触或实现的 当夹安装在重力的中心 夹具应尽可能低 支撑面积应足够大 以安装精度要高 以确保稳定和可靠的安装 夹具 底部通常是中空的 识别特定的文件夹结构 然后绘制夹具布局 图中所示的夹具装配 加工过程中 夹具必承受大的夹紧力切削力 产生冲击和振动 夹具的形状 取决于 夹具布局和夹具和连接 在因此夹具必须有足够的强度和刚度 在加工过程中的切屑形成 的有一部分会落在夹具 积累太多会影响工件的定位与夹紧可靠 所以夹具设计 必须考 虑结构应便于铁屑 此外 夹点技术 经济的具体结构和操作 安装方便等特点 在设计 中还应考虑 在加工过程中的切屑形成的有一部分会落在夹具 切割积累太多会影响工件 的定位与夹紧可靠 所以夹具设计 必须考虑结构应便排出铁屑 19 4 8 三维装配图 UG 建模 下图为装配三维建模图 20 4 9 夹具设计及操作的简要说明 由于是大批大量生产 主要考虑提高劳动生产率 因此设计时 需要更换零件加工时 速度要求快 本夹具设计 用移动夹紧的大平面定位三个自由度 定位两个自由度 用定 位块定位最后一个转动自由度 此时虽然有过定位 但面是经精铣的面 定位是允许的 21 结 论 盘类零件夹具设计 在很多问题的设计过程中 假设出现不合理工艺路线 甚无法保证夹具设计的准确性 在夹具设计中 由于定位基准的选择不合理 出现 了定位或不定位零件加工精度无法保证 在夹紧机构由于尺寸的选择 如不合理 但没有达到夹紧的目的 也可能是由于位置的夹紧力和工件表面的作用所产生的营 业额不合理 然而 在老师的细心指导的悉心指导下 经过三个月的努力 这些问 题都一一解决方案 在这一过程中 加工工艺及夹具设计知识和更深入的了解 提 高了综合专业知识的能力 我的专业知识 进一步提高技能 为以后从事专业技术 工作 然而 在老师的细心指导的悉心指导下 经过三个月的努力 这些问题都一 一解决方案 在这一过程中 加工工艺及夹具设计知识和更深入的了解 提高了综 合专业知识的能力 我的专业知识 进一步提高技能 为以后从事专业技术工作 通过这次的毕业设计 我深深地感受到 做任何事都必须有耐心 细心 有时是不 小心计算误差 只能被无情地重做 但一想到老师教得比平时多 病人 认为他们 的社会责任感的未来 思想在世界上是因为一些小错误 让人触目惊心的事故 我 不能不提醒自己 要形成一个高度负责的好习惯 一丝不苟 发现自己的知识真的 很差 他们的能力 用学到的知识是不够的 几年来学习很多课程 今天才知道自 己和不使用 想到这里 我真的有点不耐烦 主要是确定的工艺设计的工艺路线 确定加工和切削参数 基本工时 本设计的零件工艺路线是正确合理的 定位和夹 紧的夹紧机构可实现定位和夹紧的目的 可以保证工件的加工精度 在很多问题的 设计过程中 假设出现不合理工艺路线 甚无法保证夹具设计的准确性 在夹具设 计中 由于定位基准的选择不合理 出现了定位或不定位零件加工精度无法保证 在夹紧机构由于尺寸的选择 如不合理 但没有达到夹紧的目的 也可能是由于位 置的夹紧力和工件表面的作用所产生的营业额不合理 然而 在老师的细心指导的 悉心指导下 经过三个月的努力 这些问题都一一解决方案 在这一过程中 加工 工艺及夹具设计知识和更深入的了解 提高了综合专业知识的能力 我的专业知识 进一步提高技能 为以后从事专业技术工作 然而 在老师的细心指导的悉心指导 下 经过三个月的努力 这些问题都一一解决方案 在这一过程中 加工工艺及夹 具设计知识和更深入的了解 提高了综合专业知识的能力 我的专业知识 进一步 提高技能 为以后从事专业技术工作 通过这次的毕业设计 我深深地感受到 做 22 任何事都必须有耐心 细心 有时是不小心计算误差 只能被无情地重做 但一想 到老师教得比平时多 病人 认为他们的社会责任感的未来 思想在世界上是因为 一些小错误 让人触目惊心的事故 我不能不提醒自己 要形成一个高度负责的好 习惯 一丝不苟 发现自己的知识真的很差 他们的能力 用学到的知识是不够的 几年来学习很多课程 今天才知道自己和不使用 想到这里 我真的有点不耐烦 23 致 谢 毕业设计是大学知识 相关的专业知识的综合运用 是知识在实践中的应用 通过本次毕业设计 使我的专业知识得到巩固和提高在原来的基础上 就离不开老 师和同学的帮助 设计的分析是在老师的指导下完成的 在分析过程中 老师给了 我很大的鼓励 在设计和分析使我觉得更多的设计思路 提高的学习能力 和讨论 的问题的分析 有一个更清楚的了解 使我受益不浅 说实话 毕业设计真是有点累了 然而 明确其自身的设计结果 毕业设计仔 细回味的旅程 一个罕见的成功立刻让我昏昏欲睡 虽然这是我刚学的第一个走 一点在我的生命中的成功 但它让我觉得更成熟了 通过这次的毕业设计 我深深 地感受到 做任何事都必须有耐心 细心 有时是不小心计算误差 只能被无情地 重做 但一想到老师教得比平时多 病人 认为他们的社会责任感的未来 思想在 世界上是因为一些小错误 让人触目惊心的事故 我不能不提醒自己 要形成一个 高度负责的好习惯 一丝不苟 发现自己的知识真的很差 他们的能力 用学到的 知识是不够的 几年来学习很多课程 今天才知道自己和不使用 想到这里 我真 的有点不耐烦 因为临近毕业的时间 许多本来应该了解到的地方都没有时间去仔细调查的来 源 如控制 协调电网的理解 选择求解器 它使我明白大学只是一个大致的方向 和距离太远 离实际应用 但我认为 方向是最重要的 因为方向 将用最少的精 力去做事情 这项工作后 我的生命 因为在实际生产生活中 从事的工作是千差 万别的 只有找到自己最喜欢的 最有前途的工作 个人有更高的热情 但也最有 可能在自己的岗位上做出一定的贡献 24 参考文献 1 李旦等 专用夹具图册 哈尔滨 哈尔滨工业大学出版社 2005 2 孙已德 夹具图册 北京 机械工业出版社 1984 3 何玉林 机械制图 重庆 重庆大学出版社 20001983 4 机械工程基础与通用标准实用丛书编委会 形状和位置公差 北京 中国计划出 版社 2004 5 淘济贤等 夹具设计 北京 机械工业出版社 1986 6 李洪 机械加工工艺师手册 北京 机械工业出版社 1990 7 机械设计手册编委会 机械设计手册卷 4 北京 机械工业出版社 1998 8 东北重型机械学院 夹具设计手册 上海 上海科学技术出版社 1979 9 贺光谊等 画法几何及机械制图 重庆 重庆大学出版社 1994 10 丁骏一 典型零件制造工艺 北京 机械工业出版社 1989 11 孙丽媛 机械制造工艺及专用夹具设计指导 北京 冶金工业出版社 2002 12 东北重型机械学院等 夹具设计手册 上海 上海科学技术出版社 1979 13 孟少龙 工艺手册第 1 卷 北京 机械工业出版社 1991 14 金属机械加工工艺人员手册 修订组 金属机械加工工艺人员手册 上海 上海科学技术出版社 1979 16 马贤智 机械加工余量与公差手册 北京 中国标准出版社 1994 17 上海金属切削技术协会 金属切削手册 上海 上海科学技术出版社 1984 18 周永强 高等学校毕业设计指导 北京 中国建材工业出版社 2002