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機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院
專業(yè)課程綜合設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)題目：矩形齒花鍵套鉆孔夾具設(shè)計(jì)
專 業(yè) 09機(jī)電2班
學(xué) 號(hào) 0911111037
姓 名 謝云輝
級(jí) 別 2009級(jí)
指導(dǎo)老師 林添良老師
2012年10月
目錄
設(shè)計(jì)任務(wù)書………………………………………………………………3
前言………………………………………………………………………4
設(shè)計(jì)思想…………………………………………………………………5
1、鉆床夾具設(shè)計(jì)過(guò)程 …………………………………………………7
1.1 工件本工序的加工要求分析 …………………………………7
1.2 確定夾具的類型 ………………………………………………7
1.3 擬定夾具的定位方案和選擇定位元件 ………………………7
1.4 確定夾具的夾緊方案…………………………………… ……7
1.5 確定夾具引導(dǎo)元件 ……………………………………………7
1.6 夾具的精度分析與計(jì)算 ………………………………………8
1.7夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與夾緊計(jì)算 ……………………………………8
1.7.1夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ……………………………………………8
1.7.2夾緊計(jì)算 …………………………………………………9
1.8 夾具操作過(guò)程說(shuō)明 ……………………………………………9
2、繪制夾具總圖………………………………………………………9
3、繪制夾具零件圖……………………………………………………9
4、小結(jié)…………………………………………………………………11
5、參考文獻(xiàn)……………………………………………………………12
鉆床夾具課程設(shè)計(jì)任務(wù)書
題目：設(shè)計(jì)“矩形齒花鍵套”零件的鉆床夾具
設(shè)計(jì)內(nèi)容：
1、矩形齒花鍵套零件圖1張
2、鉆床夾具裝配圖1張
3、鉆床夾具零件圖5張
4、課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 1份
2012年10 月 21日
前言
1、主要技術(shù)指標(biāo)
1）保證工件的加工精度
專用夾具應(yīng)有合理的定位方案、合適的尺寸、公差和技術(shù)要求，并進(jìn)行必要的精度分析，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。
2）提高生產(chǎn)效率
專用夾具的復(fù)雜程度要與工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)。應(yīng)根據(jù)工件生產(chǎn)批量的大小選用不同復(fù)雜程度的快速高效夾緊裝置，以縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。
3）工藝性好
專用夾具的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理、便于加工、裝配、檢驗(yàn)和維修。專用夾具的生產(chǎn)屬于中批量生產(chǎn)。
4）使用性好
專用夾具的操作應(yīng)簡(jiǎn)便、省力、安全可靠，排屑應(yīng)方便，必要時(shí)可設(shè)置排屑結(jié)構(gòu)。
5）經(jīng)濟(jì)性好
除考慮專用夾具本身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、標(biāo)準(zhǔn)化程度高、成本低廉外，還應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)對(duì)夾具方案進(jìn)行必要的經(jīng)濟(jì)分析，以提高夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)效益。
2、設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)手段
（一）研究原始資料
在明確夾具設(shè)計(jì)任務(wù)后，應(yīng)對(duì)以下幾方面的原始資料進(jìn)行研究。
1）研究加工工件圖樣了解該工件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸、材料、熱處理要求，主要表面的加工精度、表面粗糙度及其它技術(shù)要求。
2）熟悉工藝文件，明確以下內(nèi)容:
（1）毛坯的種類、形狀、加工余量及其精度。
（2）工件的加工工藝過(guò)程、工序圖、本工序所處的地位，本工序前已加工表面的精度及表面粗糙度，基準(zhǔn)面的狀況。
（3）本工序所使用的機(jī)床、刀具及其它輔具的規(guī)格。
（4）本工序所采用的切削量。
（二）擬訂夾具的結(jié)構(gòu)方案
擬訂夾具的結(jié)構(gòu)方案包括以下幾個(gè)內(nèi)容
1）確定夾具的類型
各類機(jī)床夾具均有多種不同的類型、鉆床夾具有固定式、翻轉(zhuǎn)式、蓋板式和滑板式等，應(yīng)根據(jù)工件的型狀、尺寸、加工要求及重量確定為回轉(zhuǎn)式。
2）確定工件的定位方案，設(shè)計(jì)定位裝置
根據(jù)六點(diǎn)定位原則，通過(guò)分析工序圖確定工件以一面一長(zhǎng)銷定位，定位元件為長(zhǎng)銷，圓環(huán)面。
3）確定工件的夾緊方式，設(shè)計(jì)夾緊裝置常用的夾緊機(jī)構(gòu)有斜楔夾緊、螺旋夾緊、偏心夾緊、鉸鏈夾緊等。根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)，加工方法其因素確定為螺旋楔式軸向夾緊裝置。
4）確定引導(dǎo)元件（鉆套的類型及結(jié)構(gòu)尺寸）
鉆套的類型有固定式鉆套、可換式鉆套、快換式鉆套、特殊式鉆套，根據(jù)工件加工量為中批量生產(chǎn)確定為固定式鉆套。
5）夾具精度分析與計(jì)算
6）繪制夾具總圖
3、主要工作程序
1)零件本工序的加工要求分析
2)確定夾具類型
3)確定夾緊方案
4)確定引導(dǎo)元件(鉆套的類型及結(jié)構(gòu)尺寸)
5)夾具精度分析與計(jì)算
6)繪制夾具總圖
7)繪制夾具零件圖樣
8）編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書
設(shè)計(jì)思想
本工序是為一矩形齒花鍵套零件加工8個(gè)φ13的小孔,所設(shè)計(jì)的一套鉆床專用夾具。主要技術(shù)指標(biāo)能保證工件的加工精度、提高生產(chǎn)效率、工藝性好和使用性好。
我們?cè)谠O(shè)計(jì)專用夾具時(shí)為了能滿足工件的加工精度要求，考慮了合理的定位方案、合適的尺寸、公差和技術(shù)要求，并進(jìn)行了必要的精度分析。由于是中批量生產(chǎn)，采用了固定式鉆床夾具，提高了生產(chǎn)效率。在工藝性方面使這種夾具的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理、便于加工、裝配、檢驗(yàn)和維修。在使用性方面這種夾具的操作簡(jiǎn)便、省力、安全可靠，排屑也方便，必要時(shí)可設(shè)置排屑結(jié)構(gòu)。通過(guò)對(duì)鉆床夾具設(shè)計(jì)的制作，進(jìn)一步鞏固和所學(xué)基本知識(shí)并使所學(xué)知識(shí)得到綜合運(yùn)用。學(xué)會(huì)查閱和收集技術(shù)資料，提高運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的能力，樹立正確的設(shè)計(jì)思想和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。以長(zhǎng)銷和底面主定位，以上表面為輔助定位。
如下圖所示，設(shè)計(jì)加工矩形齒花鍵套外端φ13小孔的鉆床夾具。圖中其他各表面均已加工完畢
1、鉆床夾具設(shè)計(jì)過(guò)程
1.1 零件本工序的加工要求分析
鉆φ13小孔本工序前已加工的表面有
1）φ19mm孔及其底端面；2）花鍵6×5mm。
本工序使用機(jī)床為 Z3025B搖臂鉆床，刀具為通用標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆。
1.2 確定夾具類型
本工序所加工8個(gè)相同的孔 (φ13)，位于工件外徑φ98的圓周上，孔徑較小，工件重量輕、輪廓尺寸以及生產(chǎn)量為中批量生產(chǎn)等原因，采用固定式鉆模。
1.3 擬定方案和選擇定位元件
(1) 擬定方案
根據(jù)工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及要求，其方案：
以φ19mm孔及其底端面為定位面，以φ19mm孔利用長(zhǎng)銷和底面利用平面，夾緊限制6個(gè)自由度。夾緊采用螺旋楔式軸向夾緊裝置，快速切方便。
(2) 選擇定位元件
選擇帶有φ19g6長(zhǎng)銷及小圓環(huán)盤的作為以φ19mm孔及其底面的定位元件。定位副配合取φ19H7/g6。
(3)定位誤差計(jì)算
加工φ13孔時(shí)，孔距尺寸最大為98mm的定位誤差計(jì)算由于基準(zhǔn)位移誤差，水平放置，故Δ定位=δD+δd+δ間=0.1+0.12=0.22mm
由此可知此定位方案能滿足尺寸的定位要求。
1.4 確定夾緊方案
參考夾具資料，以1長(zhǎng)銷1短平面定位，采用帶柄螺母、快械墊圈、鉆模。
1.5 確定引導(dǎo)元件 (鉆套的類型及結(jié)構(gòu)尺寸 )
由于生產(chǎn)量為中批量生產(chǎn)故選用固定鉆套。
主要尺寸由《機(jī)床夾具零、部件》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T2263 — 80 、 GB/T2265 — 80選取。
1）φ13孔鉆套
鉆孔時(shí)鉆套內(nèi)徑為φ13mm。
外徑為φ22mm 。 +
鉆套端面至加工面的距離取h=10mm。
鉆模厚度H=16mm。
麻花鉆選用φ13mm 。
引導(dǎo)元件至定位元件間的位置尺寸為40mm。
1.6 夾具精度分析與計(jì)算
所設(shè)計(jì)夾具需保證的加工要求有：φ13的孔在尺寸 φ98mm圓周上的孔，精度驗(yàn)算如下：
尺寸φ13mm的精度校核
A、定位誤差0.22mm，有前計(jì)算；
B、定位軸的定位外圓φ70±0.021mm其尺寸公差按工件相應(yīng)尺寸公差的三分之一取為ΔJ1=0.012 mm；
C、麻花鉆與鉆套內(nèi)孔的最大間隙 X 2= 0.034mm；
D、鉆頭在鉆套孔中的傾斜誤差：
X1=（B+S+H/2）×X2 ÷H
由于B=13 mm，S=10 mm，H=16mm。
所以X1=（13+10+8）×0.034÷16=0.065mm
按概率法相加
ΔT=［（2*ΔJ1）*2 +Δ1*2+ X1*2］=0.178 mm
ΔD+ΔT=0.398 mm對(duì)該工序加工要求不高，因而該夾具能保證尺寸φ13 mm的加工要求。
1.7夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與夾緊計(jì)算
1.7.1夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
根據(jù)設(shè)計(jì)思想，則此鉆床夾具采用回轉(zhuǎn)式鉆床夾具，如裝配圖所示
在不干涉的情況下利用拉桿作用，鉆模下圓環(huán)面和底端面夾緊。
1.7.2夾緊計(jì)算
根據(jù)《夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》查：
切削轉(zhuǎn)矩T=345D2f0.8Kp=5.81N/m
切削力P=680Df0.7Kp=1175.40N
由于夾緊力與住切削力方向一致，僅需較小的夾緊力來(lái)防止工件在加工時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，校核完畢。
1.8操作過(guò)程
轉(zhuǎn)動(dòng)手柄旋松螺母，在彈簧力的作用下螺桿退回，拉缸上升，取消對(duì)快卸墊圈的作用力，取下快卸墊圈，直接裝上待加工零件，裝上快卸墊圈，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄旋緊螺母，在螺桿斜面的作用力下拉桿下拉，力作用到快卸墊圈上從而夾緊零件。
2.繪制夾具總圖
夾具總圖
3.繪制夾具零件圖
4.小結(jié)
課程設(shè)計(jì)是我們專業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，這是我們邁向社會(huì)、從事職業(yè)工作前一個(gè)必不可少的過(guò)程為期三周的夾具課程設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，回顧整個(gè)過(guò)程，我們?cè)诹痔砹祭蠋煹闹笇?dǎo)下，取得了可喜的成績(jī)，課程設(shè)計(jì)作為《機(jī)械制造工藝學(xué)》、《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實(shí)踐更加接近，加深了理論知識(shí)的理解，強(qiáng)化了生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的感性認(rèn)識(shí)。
這次課程設(shè)計(jì)給我們提供了一個(gè)應(yīng)用自己所學(xué)知識(shí)的機(jī)會(huì)，從到圖書館查找資料到對(duì)夾具精度分析與計(jì)算和運(yùn)用CAD畫出夾具零件圖到最后夾具總圖的成型。都對(duì)我所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行了檢驗(yàn)?？梢哉f(shuō)，本次課程設(shè)計(jì)有苦也有甜。設(shè)計(jì)思路是最重要的，只要你的設(shè)計(jì)思路是成功的，那你的設(shè)計(jì)已經(jīng)成功了一半。因此我們應(yīng)該在設(shè)計(jì)前做好充分的準(zhǔn)備，像查找詳細(xì)的資料，為我們?cè)O(shè)計(jì)的成功打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
總體來(lái)說(shuō)，通過(guò)這次設(shè)計(jì)我受益匪淺。在摸索該如何畫出夾具零件圖時(shí)的過(guò)程中，也特別有趣，培養(yǎng)了我的設(shè)計(jì)思維，增加了實(shí)際操作能力。在讓我體會(huì)到了搞設(shè)計(jì)艱辛的同時(shí)，更讓我體會(huì)到成功的喜悅和快樂。
本次課程設(shè)計(jì)主要為專用夾具設(shè)計(jì)。我們運(yùn)用了基準(zhǔn)選擇、切削用量選擇計(jì)算、機(jī)床選用、時(shí)間定額計(jì)算等方面的知識(shí)；夾具設(shè)計(jì)的階段運(yùn)用了工件定位、夾緊機(jī)構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)。
通過(guò)此次設(shè)計(jì)，使我們基本掌握了零件的加工過(guò)程分析、工藝文件的編制、專用夾具設(shè)計(jì)的方法和步驟等。學(xué)會(huì)了查相關(guān)手冊(cè)、選擇使用工藝裝備等等?？偟膩?lái)說(shuō)，這次設(shè)計(jì)，使我們?cè)诨纠碚摰木C合運(yùn)用及正確解決實(shí)際問題等方面得到了一次較好的訓(xùn)練。提高了我們的思考、解決問題創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力，為以后的設(shè)計(jì)工作打下了較好的基礎(chǔ)。由于能力所限，設(shè)計(jì)中還有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師、同學(xué)們批評(píng)指正！最后，我要衷心地感謝老師的指導(dǎo)。
參考文獻(xiàn)
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[3] 李 軍.《互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》.華中科技大學(xué) 2007
[4]《2008機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)新編軟件版》.化學(xué)工業(yè)出版社 2002
[5] 王先逵.《機(jī)械制造工藝學(xué)》 2003
[6] 大連理工大學(xué)工程圖學(xué)教研室《機(jī)械制圖》高等教育出版社，2007
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