汽車前拖鉤鉆削φ17mm、φ13mm、Ra3.2粗糙度兩孔夾具設計【含9張CAD圖紙+PDF圖】
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本 科 畢 業(yè) 論 文 第26 頁 共26 頁
目 錄
1 緒論 4
1.1 機床夾具的概述 4
1.2 機床夾具的分類 4
1.3 機床夾具的組成 5
1.4機床夾具在機械加工中的作用 5
1.5機床夾具的現狀及發(fā)展方向 6
2 專用夾具的設計方法 7
2.1專用夾具的基本要求和設計步驟 7
2.1.1對專用夾具的基本要求 7
2.1.2 專用夾具設計步驟 7
2.2 夾具體的設計 8
2.2.1對夾具體的要求 8
2.2.2 夾具體毛坯的類型 10
3 鉆床夾具的總體設計 11
3.1 設計任務 11
3.2 夾具的設計步驟 12
3.3鉆床夾具的設計 14
4 鉆床夾具的詳細設計 16
4.1零件的工藝性分析 16
4.2?確定夾具類型 16
4.3?擬訂定位方案和選擇定位元件 16
4.4 確定夾緊方案 16
4.5 加工方法和步驟: 16
4.5.1零件加工工藝過程: 16
4.5.2設計任務 16
4.6 夾具設計方法和步驟 17
4.6.1夾具類型的確定 17
4.6.2選擇定位元件 17
4.6.3 定位誤差分析計算 18
4.6.4??夾緊裝置的設計 18
4.6.5??導向裝置的設計及其他裝置結構、夾具體的確定 19
4.6.6??繪制夾具結構圖 20
4.6.7確定夾具技術要求和有關尺寸,公差配合 20
4.6.8?夾具精度分析與計算 20
4.6.9 夾具零部件的設計與選用 21
4.6.10?繪制夾具非標準零件(見圖) 22
結論 23
致謝 24
參考文獻 25
1 緒論
1.1 機床夾具的概述
機床夾具是機床上用以裝夾工件(或引導刀具)的一種裝置。其作用是將工件定位,以使工件獲得相對于機床和刀具的正確位置,并把工件可靠地夾緊。
夾具的主要功能是使工件定位和夾緊。工件的定位是確定工件在機床或夾具中占有正確位置的過程。工件定位后,經夾緊裝置施力于工件其固定夾牢,使工件正確的定位位置保持不變,稱為工件的夾緊。從定位到夾緊的全過程,稱為裝夾。工件的裝夾方法分找正裝夾和夾具裝夾。
用夾具裝夾工件的特點:
(1)工件在夾具中的正確定位,是通過工件上的定位基準面與夾具上的定位元件相接觸而實現的;
(2)夾具預先在機床上已調整好位置,工件通過夾具對于機床也就占有了正確的位置;
(3)通過夾具上的對刀裝置,保證了工件加工表面相對于刀具的正確位置;
(4)裝夾基本上不受工人技術水平的影響,能比較容易和穩(wěn)定地保證加工質量;
(5)裝夾迅速、方便,能減輕勞動強度,顯著地減少輔助時間,提高勞動生產率;
(6)能擴大機床的使用范圍。
1.2 機床夾具的分類
(1)按夾具的通用特性分類
通用夾具:指結構、尺寸已標準化、系列化,且具有一定通用性的機床附件;
專用夾具:針對某一種工件的某一工序的加工要求而專門設計和制造的夾具。
(2)按夾具的通用特性分類
通用夾具:指結構、尺寸已標準化、系列化,且具有一定通用性的機床附件;
專用夾具:針對某一種工件的某一工序的加工要求而專門設計和制造的夾具;
成組專用(可調)夾具:采用成組加工工藝,將工件按形狀、尺寸和工藝的共性分組,再為每組工件設計組內通用的專用夾具;
組合夾具:是一種模塊化的夾具,由一套預先制造好的標準元件組裝成的專用夾具;
隨行夾具:自動線夾具,既擔負裝夾任務,又擔負沿自動線輸送工件的任務。
(3)按夾具使用的機床分類
可分為車床、銑床、鉆床、鏜床、磨床、齒輪機床、數控機床夾具等。
(4)按夾具的動力源分類
按夾具夾緊動力源可將夾具分為手動夾具和機動夾具兩大類:
手動夾具應有擴力機構與自鎖性能,以減輕勞動強度與確保安全生產;
常用的機動夾具有:氣動、液壓、氣液增壓、電動、電磁、真空、離心力、自夾緊夾具等。
1.3 機床夾具的組成
(1)定位元件:用于確定工件在夾具中的位置;
(2)夾緊裝置:將工件壓緊夾牢,并保證工件在加工過程中位置不變;
(3)聯接元件:用于確定夾具對機床主軸、工作臺或導軌的相對位置;
(4)對刀或導向元件:用于保證工件加工表面與刀具之間的位置;
(5)其它裝置或元件:定向鍵、操作件、分度裝置、靠模裝置、上下料裝置、平衡塊等,以及標準化了的其它聯接元件;
(6)夾具體:是夾具的基座和骨架,用來配置、安裝各夾具元件及裝置。
1.4機床夾具在機械加工中的作用
(1)保證加工精度,并使之穩(wěn)定;
(2)縮短輔助時間,提高生產效率,降低成本;
(3)擴大機床的工藝范圍;
(4)減輕勞動強度,降低技術要求;
(5)便于變更工位、引導刀具或進行仿形加工。
1.5機床夾具的現狀及發(fā)展方向
(1)對機床夾具提出了如下新的要求:
能迅速而方便地裝備新產品,以縮短生產準備周期,降低生產成本;
能裝夾一組具有相似性特征的工件;
適用于精密加工的高精度機床夾具;
適用于現代化制造技術的新型機床夾具;
采用液壓動力源的高效夾緊裝置;
提高機床夾具的標準化程度。
(2)現代機床夾具的發(fā)展方向
精密化:如精密分度、高精度自定心;
高效化:縮短加工的基本時間和輔助時間,以提高勞動生產率,減輕工人的勞動強度;
柔性化:通過調整、組合等方式,以適應工藝可變因素;
標準化:按夾具零件及部件的國家標準以及各類通用夾具、組合夾具標準制造,有利于夾具的商品化生產,有利于縮短生產準備周期,降低生產總成本。2 專用夾具的設計方法
2.1專用夾具的基本要求和設計步驟
2.1.1對專用夾具的基本要求
1、保證工件的加工精度
專用夾具應有合理的定位方案,標注合適的尺寸、公差和技術要求,并進行必要的精度分析,確保夾具能滿足工件的加工精度要求。
2.提高生產效率
應根據工件生產批量的大小設計不同復雜程度的高效夾具,以縮短輔助時間,提高生產效率。
3、工藝性好
專用夾具的結構應簡單、合理,便于加工、裝配、檢驗和維修。
專用夾具的制造屬于單件生產。當最終精度由調整或修配保證時,夾具上應設置調整或修配結構,如設置適當的調整間隙,采用可修磨的墊片等。
4、使用性好
專用夾具的操作應簡便、省力、安全可靠,排屑應方便,必要時可設置排屑結構。
5、經濟性好
除考慮專用夾具本身結構簡單、標準化程度高、成本低廉外,還應根據生產綱領對夾具方案進行必要的經濟分析,以提高夾具在生產中的經濟效益。
2.1.2 專用夾具設計步驟
1. 明確設計任務與收集設計資料
2.擬定夾具結構方案與繪制夾具草圖
1) 確定工件的定位方案,設計定位裝置。
2) 確定工件的夾緊方案,設計夾緊裝置。
3) 確定對刀或導向方案,設計對刀或導向裝置。
4) 確定夾具與機床的連接方式,設計連接元件及安裝基面。
5) 確定和設計其它裝置及元件的結構型式,如分度裝置、預定位裝置及吊
裝元件等。
6)確定夾具體的結構型式及夾具在機床上的安裝方式。
7) 繪制夾具草圖,并標注尺寸、公差及技術要求。
3.進行必要的分析計算
工件的加工精度較高時,應進行工件加工精度分析。有動力裝置的夾具,需計算夾緊力。當有幾種夾具方案時,可進行經濟分析,選用經濟效益較高的方案4.審查方案與改進設計
夾具草圖畫出后,應征求有關人員的意見,并送有關部門審查,然后根據他們的意見對夾具方案作進一步修改.
5.繪制夾具裝配總圖
夾具的總裝配圖應按國家制圖標準繪制。繪圖比例盡量采用1:1。主視圖按夾具面對操作者的方向繪制。總圖應把夾具的工作原理、各種裝置的結構及其相互關系表達清楚。
夾具總圖的繪制次序如下:
1)用雙點劃線將工件的外形輪廓、定位基面、夾緊表面及加工表面繪制在各個視圖的合適位置上。在總圖中,工件可看作透明體,不遮擋后面夾具上的線條。
2)依次繪出定位裝置、夾緊裝置、對刀或導向裝置、其它裝置、夾具體及連接元件和安裝基面。
3)標注必要的尺寸、公差和技術要求。
4)編制夾具明細表及標題欄。
6.繪制夾具零件圖
夾具中的非標準零件均要畫零件圖,并按夾具總圖的要求,確定零件的尺寸、公差及技術要求。
2.2 夾具體的設計
2.2.1對夾具體的要求
1.有適當的精度和尺寸穩(wěn)定性
夾具體上的重要表面,如安裝定位元件的表面、安裝對刀或導向元件的表面以及夾具體的安裝基面(與機床相連接的表面)等,應有適當的尺寸和形狀精度,它們之間應有適當的位置精度。為增加夾具體尺寸穩(wěn)定,鑄造夾具體要進行時效處理,焊接和鍛造夾具體要進行退火處理。
2. 有足夠的強度和剛度
加工過程中,夾具體要承受較大的切削力和夾緊力。夾具體需有一定的壁厚,鑄造和焊接夾具體常設置加強肋,或在不影響工件裝卸的情況下采用框架式夾具體(如圖2-1c所示)。
3.結構工藝性好
夾具體應便于制造、裝配和檢驗。鑄造夾具體上安裝各種元件的表面應鑄出凸臺,以減少加工面積。夾具體毛面與工件之間應留有足夠的間隙,一般為4—15mm。夾具體結構型式應便于工件的裝卸,如圖1所示.
①分為開式結構(圖2、a);
②半開式結構(圖2、b);
③框架式結構(圖2、c)等。
圖1常見的夾具體結構
4. 排屑方便
切屑多時,夾具體上應考慮排屑結構。如圖2所示,在夾具體上開排屑槽及夾具體下部設置排屑斜面,斜角可取30°一50°
圖2 夾具體上設置排屑結構
5. 在機床上安裝穩(wěn)定可靠
① 夾具在機床工作臺上安裝,夾具的重心應盡量低,重心越高則支承面應越大;
② 夾具底面四邊應凸出,使夾具體的安裝基面與機床的工作臺面接觸良好,
2.2.2 夾具體毛坯的類型
1.鑄造夾具體
夾具體材料一般是鑄造,其特點是工藝性好,可鑄出各種復雜形狀,具有較好的抗壓強度、剛度和抗振性,但生產周期長,需進行時效處理,以消除內應力。常用材料為灰鑄鐵
2.焊接夾具體
它由鋼板、型材焊接而成,這種夾具體制造方便、生產周期短、成本低、重量輕(壁厚比鑄造夾具體薄)。但焊接夾具體的熱應力較大,易變形,需經退火處理,以保證夾具體尺寸的穩(wěn)定性。
3.鍛造夾具體
它適用于形狀簡單、尺寸不大、要求強度和剛度大的場合。鍛造后也需經退火處理.此類夾具體應用較少。
4.型材夾具體
小型夾具體可以直接用板料、棒料、管料等型材加工裝配而成.這類夾具體取材方便、生產周期短、成奉低、重量輕,
5.裝配夾具體
它由標準的毛坯件、零件及個別非標準件通過螺釘、銷釘連接,組裝而成此類夾具體具有制造成本低、周期短、精度穩(wěn)定等優(yōu)點,有利于夾具標準化、系列化,也便于夾具的計算機輔助設計。
3 鉆床夾具的總體設計
3.1 設計任務
該畢業(yè)設計任務是鉆削汽車前拖鉤φ17mm、φ13mm、Ra3.2粗糙度的兩個通孔。工件以臺階面、側面和圓弧面為定位基準,工件材料45#鋼,數量為中批量。由于該零件屬于中批量生產,鉆孔精度有要求,因此設計一個專用的鉆床夾具,保證零件的加工質量,提高加工效率。
從前拖鉤零件圖(圖1)和三維圖(圖2)分析,汽車前拖鉤的結構形狀較復雜,屬叉架類零件,其加工表面為Φ13mm、Φ17mm的孔,其孔的側壁粗糙度是Ra3.2,為半精加工。由于零件設計圖上沒有標出尺寸誤差,因此采用自由公差±0.5mm,所以兩孔的軸心距為74±0.1mm;Φ13mm與Φ25mm、Φ17mm與Φ34mm的同軸度誤差皆為0.1mm。兩孔端面有一個尺寸誤差要求須保證13±0.5。
本夾具擬采用移動式結構是為了工件在一次安裝中鉆兩較大的孔時,可以極為方便地確定鉆套對刀具的位置,從而節(jié)省找正夾具的時間,減少鉆套與刀具的磨損。
圖1 前拖鉤零件圖
圖2 前拖鉤三維圖
3.2 夾具的設計步驟
(1)明確設計任務書與收集設計材料
夾具設計的第一步是在已知生產綱領的前提下,研究被加工零件的零件圖、工序圖、工藝規(guī)程和設計任務書,對工件進行工藝分析。其內容主要是了解工件的特點、材料;確定本工序的加工表面、加工要求、加工余量、定位基準和夾緊表面及所用的機床、刀具、量具等。
其次是根據設計任務書收集有關材料,如機床的技術參數,夾具零部件的國家標準、部頒標準和裝訂標準,各類夾具圖冊、夾具設計手冊等,還可收集一些同類夾具的設計樣圖,并了解該廠的工裝制造水平,以供參考。
(2)擬定夾具結構方案與繪制夾具草圖
(A)確定工件的定位方案,設計定位裝置。
(B)確定工件的夾緊方案,設計夾緊裝置。
(C)確定對刀或導向方案,設計對刀或導向裝置。
(D)確定夾具與機床的連接方式,設計連接元件及安裝基面。
(E)確定和設計其它裝置及元件的結構型式,如分度裝置、定位裝置及吊裝元件等。
(F)確定夾具體的結構型式及夾具在機床上的安裝方式。
(G)繪制夾具草圖,并標注尺寸、公差及技術要求。
進行必要的分析計算
工件的加工精度較高時,應進行工件加工精度分析。有動力裝置的夾具,需計算夾緊力。當有幾種夾具方案時,可進行經濟分析,選用經濟效益較好的方案。
審查方案與改進設計
夾具草圖畫出后,應征求有關人員的意見,并送有關部門審查,然后根據他們的意見對夾具方案作進一步修改。
繪制夾具裝配總圖
由于三維CAD系統(tǒng)具有可視化好、形象直觀、設計效率高、以及能為企業(yè)數字化的各類應用環(huán)節(jié)提供完整的設計、工藝、制造信息等優(yōu)勢,使其取代傳統(tǒng)的純二維CAD系統(tǒng)已成為歷史發(fā)展的必然。因此決定嘗試采用三維CAD軟件----Pro ENGINEER V4.0作為本次畢業(yè)設計的工具軟件。
由Pro ENGINEER V4.0繪制出夾具的總裝配圖,再生成二維的工程圖。圖紙應按國家標準繪制。繪圖比例盡量采用1:1. 主視圖按夾具面對操作者的反向繪制。總圖應把夾具的工作原理、各種裝置的結構及其相互關系表達清楚。
夾具總圖的繪制次序如下:
用雙點劃線將工件的外形輪廓、定位基面、夾緊表面及加工表面繪制在各個視圖的合適位置上。在總圖中,工件可看作透明體,不遮擋后面夾具的線條。
依次繪出定位裝置、夾緊裝置、對刀或導向裝置、其它裝置、夾具體及連接元件和安裝基面。
標注必要的尺寸、公差和技術要求。
編制夾具明細表及標題欄
完整的夾具裝配總圖可參閱夾具圖冊。
繪制夾具零件圖
夾具中的非標準零件均要畫零件圖,并按夾具總圖的要求,確定零件的尺寸、公差及技術要求。
3.3鉆床夾具的設計
鉆床夾具三維圖,如圖3所示。
6
5
2
4
7
3
圖3 鉆床夾具三維圖
本夾具用來在立式鉆床上鉆汽車前拖鉤的兩個通孔。
工件以臺階面、側面和圓弧面為定位基準,分別由左、右支承3與6、支承板4和檔銷7定位。為了減少工件與支承間的接觸面。左、右支承3與6都經削邊。由于工件側面是一斜面,因此支承板4做成臺階式的。
夾具體5可在帶導軌的底座2上移動,并用螺釘來調節(jié)兩極限位置。
本夾具采用移動式結構是為了工件在一次安裝中鉆兩較大的孔時,可以極為方便地確定鉆套對刀具的位置,從而節(jié)省找正夾具的時間,減少鉆套與刀具的磨損。
該夾具的缺點是切屑易積存在導軌上,影響夾具體5的移動及定位精度。應該注意:工件以臺階平面定位的方法只適用于加工要求不高的情況下。
4 鉆床夾具的詳細設計?
4.1零件的工藝性分析
我們所需要設計的是利用鉆床夾具加工出圖中Φ17,Φ13孔的鉆模。工件的其他都是已經加工好的。?
該工件的結構形狀比較不規(guī)則,兩端都是圓弧形狀,待加工的孔精度要求較高,需鉆削φ17mm、φ13mm、Ra3.2粗糙度的兩孔,工件材料45#鋼,數量為為中批量孔表面粗糙度細,故工藝規(guī)程中分鉆、擴、粗鉸、精鉸四個工步進行加工。
4.2?確定夾具類型?
工件在鉆床上不好夾緊,要求我們設計出夾緊裝置,設計出夾緊加工方案。?我們采用立式鉆床。?
4.3?擬訂定位方案和選擇定位元件?
根據工件結構特點,其定位方案為以工件以臺階面、側面和圓弧面為定位基準,選擇帶臺階面的V型塊,作為及其端面的定位元件。
4.4 確定夾緊方案?
參考夾具資料,采用螺栓,V型塊,端面夾緊工件。???
4.5 加工方法和步驟:?
4.5.1零件加工工藝過程:?
(1)鑄造成形,其余實心;?
(2)退火,消除殘余內應力;
(3)數控銑,銑左邊兩平面,再鉆鉸Φ7.94孔,用平虎鉗定位和裝夾;?
(4)數控銑,銑右邊兩平面,用平虎鉗定位和裝夾;?
(5)鉆孔,用專用鉆夾具加工Φ13和Φ17孔;?
(6)去毛刺.檢驗。?
4.5.2設計任務?
(2)生產類型:中批量生產。?
(3)毛胚:鑄造件。?
鑄造是利用模具使坯料變形而獲得鑄件的鑄造方法.鑄造與自由鑄相比,具有生產率高,鑄件外形復雜,尺寸精度高,表面粗糙度值小,加工余量小等優(yōu)點,鑄模制造成本高.鑄造適合中小鑄件的大批量生產.?
(4)工藝內容:先銑端面,后完成鉆、擴、較Φ13孔和Φ17孔,工序如圖所示。該工序所用設備為Z525立式鉆床。
(5)工序的加工要求:兩孔中心距為(74±0.05)mm。??
4.6 夾具設計方法和步驟?
4.6.1夾具類型的確定?
由設計任務及條件可知,工件的外形輪廓尺寸小,重量輕,加工要求不高,生產批量不大.因此,設計的夾具不宜復雜,在保證質量和提高生產率的前提下,盡量簡化結構,做到經濟合理.根據被加工部位?的分布情況,擬采用翻轉式鉆夾具(快換鉆套).?
4.6.2選擇定位元件?
1)選用帶臺階面的定位銷,作為Ф25外圓及其端面定位的定位元件.其結構和尺寸按要求確定.?
①選用可調支承釘作為以底面外緣定位的定位元件,其結構和尺寸按表3-19和表3-20確定,它可限制Z自由度.該方案可克服毛胚精度對定位精度的影響,在使用過程中根據每批毛胚的精度進行調整.?
②采用V形塊為定位元件,?,限制了Z自由度,其定位精度不受毛胚精度的影響,但受夾具結構限制,并且結構復雜,布局較難.V形塊除定位作用外,還有夾緊作用,根據本工件的結構特點,易引起工件的變形.
4.6.3 定位誤差分析計算?
1)加工Ф25,要求保證中心距尺寸74mm及兩孔軸線平行度0.30mm.?
①計算中心距尺寸(74±0.20)mm定位誤差△D為:
△D=△B+△Y?由圖可知,△B=0?
基準位移誤差△Y等于定位銷與定位孔的最大間隙值Xmax,銷25外圓配合代號為Ф25?。?
于是?????∵ Xmax=Dmax-dmin=28.021 - 27.98=0.041(mm)< 0.30mm
?????∴ 該定位方案滿足要求。?
?2)加工Φ13孔Φ17孔,要求保證孔距尺寸(74±0.25)mm的定位精度。?
同理?????△D=△B+△Y,∵△B=0? ∴△D=△Y=0.041(mm)<±0.25
該定位方案滿足要求。?
由于上分析可知,該定位方案與定位裝置是可行的。?
4.6.4??夾緊裝置的設計?
1.夾緊機構?
根據生產類型,此夾具的夾緊機構不宜復雜,采用螺旋夾緊方式。螺栓直徑暫用M8.??
2.夾緊力的計算?
(1)加工兩孔時受力分析加工時,鉆削軸向力F與夾緊力F1同向,作用在定位支承上,而鉆削扭距T1則有使工件緊靠于可調支承之勢,所用鉆頭直徑小,切削力矩不大。因此,對加工此孔來說,夾緊是可靠的,不必進行夾緊力校核。加工時,鉆削軸向力F有使工件繞O點旋轉的趨勢,而鉆削扭矩T2又有使工件翻轉的趨勢,為防止上述兩種趨勢的發(fā)生,夾具的夾緊機構具有足夠的夾緊力和摩檫力矩,為此需進行夾緊的校核。?
1)鉆削軸向力F?
鉆該兩孔上時選用:搖臂鉆床Z3925,刀具選用高速鋼刀具。
查[6]資料得:
切削力公式:=667
式中D1=17mm D2=13mm
查資料得:=(/736)0.75
其中 σb =0.6 =0.0048
即:1=8590.72(N) 2=5730.08(N)
實際所需夾緊力:
查資料得:= F×K/μ1+μ2
有 μ1=0.7 ,μ2=0.16
安全系數K可按下式計算有:
K=
式中:~為各種因素的安全系數,查資料可得:
K=1.21.01.01.01.31.01.0=1.56
所以 1=K=5826.09(N 2=K=3886.10(N)
由計算可知所需實際夾緊力不是很大,為了使其夾具 結構簡單、操作方便,決定選用手動螺旋夾緊機構。
取K=1.56,μ1=0.7 μ2=0.16
查資料可知壓板螺旋夾緊時產生的夾緊力按以
下公式計算:
式中參數由資料可查得:
=6.22 =2.76 φ1=90° φ2=9°50′ α=2°29′
其中:L=40(mm) Q=106(N)
螺旋夾緊力:W0=9496.4(N)
由上述計算易得:W0> Wk
因此采用夾緊機構工作是可靠的
4.6.5??導向裝置的設計及其他裝置結構、夾具體的確定?
1.加工Φ17孔導向裝置的確定?
為適應鉆、擴、鉸的要求,現選用快換鉆套及與之相適應的襯套鉆套端面至加工面間的距離一般?。?.3~1)d(d為鉆頭直徑),取8mm.?
2.加工Φ13孔的導向裝置的確定?
為維修方便,不采用固定鉆套,而選用可換鉆套,它們的主要尺寸和結構由參考文獻[1]選取。其主要尺寸如表4—2所示。?各導向件至定位元件(Φ13H7孔中心)間的位置尺寸公差按工件相應公差的1/2~1/5選取。因此,(74±0.05)mm,13H9孔鉆套軸心線對基準面垂直度允差Φ0.05mm,Φ17孔鉆套軸心線對基準面平行度允差Φ0.05mm.?3.其他裝置的確定?
為便于排屑,輔助支承采用螺旋套筒式;為便于夾具的制造和維修,鉆模板與夾具體的聯接采用裝配式。夾具體采用開式,使加工、觀察、清理切屑均方便。
4.6.6??繪制夾具結構圖?
繪制夾具結構圖一般分兩步,首先繪制草圖,待對夾具精度進行分析和計算后,若需修改的,修改后再按國際正式繪制夾具總裝圖,如圖所示。?
4.6.7確定夾具技術要求和有關尺寸,公差配合?
夾具技術要求和有關尺寸,公差配偶和是根據教材和、有關資料,手冊規(guī)定的原則和方法確定的,本例的技術要求和公差配合如下:
?1.技術要求?
⑴定位元件與夾具底面的垂直度誤差允許值在全長上為0.03mm。?
⑵導向元件與夾具底面的垂直度誤差允許值在全長上為0.05mm?
⑶導向元件與夾具底面的平行度誤差允許值為0.05mm
2.公差配合?
⑴Φ13H9孔鉆套,鉆模板上內孔之間的配合代號及精度分別為:?
??Φ22H7/g6(鉆套—鉆模板)?
⑵Φ17H9孔鉆套,鉆模板上內孔之間的配合代號及精度分別為:?
??Φ26H7/g6(鉆套—鉆模板)?
⑶其余部分的公差配合代號及精度如圖所示。?
4.6.8?夾具精度分析與計算?
由圖可知,所設計夾具需保證的加工要求有:尺寸(74±0.2)mm及Φ13H9孔和Φ17H7孔軸線間平行度誤差0.30mm等四項。,不必驗算,其余各項精度要求分別驗算如下:?
⑴尺寸(74±0.2)mm
⑵定位誤差△D,由前計算可知△D=0.041mm;?
⑶定位元件對底面的垂直度誤差△A=0.03mm;?
⑷鉆套與鉆模板間的最大配合間隙△T1=0.033mm;?
⑸鉆套孔的距離公差△T2=0.1mm;?
⑹鉆套軸線對底面(F)的垂直度誤差為△T3=0.05mm;?
⑺麻花鉆與鉆套內孔的間隙X=0.050;?參考文獻[6]有式3-2可得:?
△?J=△D+△A+△T1△+△T2+△T3+X?
=0.0412+0.03+0.033+0.1+0.05+0.050?=0.131∠2/3δG=2/3X0.4=0.26mm
因而夾具能保證尺寸這項加工要求。?
同理可完成Φ10H9孔軸線對Φ25H7孔軸線的平行線誤差為0.30mm的精度校核。?
由于夾具設計的各部分分析與計算已進行,結果符合要求,在結構草圖的基礎上,繪制正式的總裝配圖。
4.6.9 夾具零部件的設計與選用
1.檔銷的設計
根據零件的設計技術要求,從而設計定位檔銷的尺寸,如圖4所示:
圖4 檔銷零件圖
2.鉆套的選用
工藝孔的加工只需鉆就能滿足加工要求。因此采用鉆套導向加工兩個工藝孔。
圖5 鉆套零件圖
表2 鉆套結構尺寸表
d
D
D1
H
t
基本尺寸
極限偏差F7
基本尺寸
極限偏差n6
13
+0.034
+0.016
22
+0.028
+0.015
26
16
28
36
0.008
17
26
30
0.012
4.6.10?繪制夾具非標準零件(見圖)?
結論
該畢業(yè)設計對鉆床夾具進行了一定的研究,在設計過程中定位方案和夾緊裝置是兩個重點也是兩個難點。該論文的主要任務是設計一個汽車前拖鉤鉆孔夾具設計,工件以臺階面、側面和圓弧面為定位基準,需鉆削φ17mm、φ13mm、Ra3.2粗糙度的兩孔,工件材料45#鋼,數量為為中批量。為了使鉆孔的位置精確,必須對零件進行安裝、定位、夾緊。
本夾具采用移動式結構是為了工件在一次安裝中鉆兩較大的孔時,可以極為方便地確定鉆套對刀具的位置,從而節(jié)省找正夾具的時間,減少鉆套與刀具的磨損。
在設計過程中采用了大量的標準件,這樣可以降低夾具的生產成本,使該鉆床夾具更經濟;由于使用專用的夾具,大批量生產單一的零件,即保證了零件的加工精度又提高了零件的生產效率;達到了經濟、高效的目的。
致謝
經過了兩個多月的學習和努力,在楚天舒老師的悉心指導和嚴格要求下,我終于完成了“汽車前拖鉤的鉆床夾具設計”的畢業(yè)設計。從課題選擇、方案論證到具體設計,每一步對我來說無疑是巨大的嘗試和挑戰(zhàn),也成就了我在大學期間獨立完成的最大的項目。記得在剛接到這個課題時,由于夾具設計以及相關知識不是很了解,我都有些茫然不知所措,不知從何入手,于是我給自己提出了一系列問題:如何做畢業(yè)設計、做畢業(yè)設計的要求、我要設計一個怎樣的夾具、要達到什么樣的效果、實現什么樣的功能、與那些專業(yè)知識有關聯等。后來,在老師的引導下,我清楚要做好畢業(yè)設計,必須了解相關的專業(yè)知識,去圖書館查閱相關資料、上網去了解鉆床夾具的最新動向。
在具體設計的過程中,我遇到了很多問題,比如:加工零件時,我應該如何定位,才能滿足要求,又能使工人師傅加工方便、快捷、高效。于是我不斷地給自己提出新的想法,然后去論證這種想法的使用性,在這個循環(huán)往復的過程中,我學到了很多東西,同時畢業(yè)設計也在一天天的完成中。雖然我的設計作品不是很成熟,參考了很多資料仍然還有很多不足之處,但我心里有一種莫大的幸福感,因為我實實在在地走過了一個完整的設計所應該走的每一個過程,并且享受了每一個過程,更重要的是這個設計中我加入了自己鮮活的思想。
在整個畢業(yè)設計的過程中,我學到的不僅僅是畢業(yè)設計本身,還有很多畢業(yè)設計之外的東西,一種態(tài)度,既是對學術的態(tài)度,也是對人生的態(tài)度,盡自己所能,認真做好手邊的事情。
在這里我要特別感謝我的指導老師—XXX老師。他為人隨和熱情,治學嚴謹細心。從選題、定題開始,一直到最后論文的反復修改、潤色,XXX老師始終認真負責地給予我深刻而細致地指導,幫助我開拓研究思路,精心點撥、熱忱鼓勵。正是楚老師的無私幫助與熱忱鼓勵,我的畢業(yè)論文才能夠得以順利完成,謝謝楚老師。
同時,感謝所有關心、支持、幫助過我的良師益友。最后,向所有為我的畢業(yè)設計提出寶貴意見的專家老師們表示衷心的感謝和崇高的敬意!
致謝人:李建軍
參考文獻
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[2] 李名望.機床夾具設計實例教程.北京:化學工業(yè)出版社,2009.8;
[3] 譚雪松. Pro/ENGINEER中文野火版4.0項目教程.北京:人民郵電出版社,2009.5;
[4] 傅成昌,傅曉燕.公差與配合問答.北京:機械工業(yè)出版社,2007.1;
[5] 虞自奮.AutoCAD2008高級案例解析.北京:中國電力出版社,2008.5;
[6] 曹巖.機床夾具手冊與三維圖庫.北京:化學工業(yè)出版社,2010.3;
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