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轴座专用夹具课程设计

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轴座专用夹具课程设计

课程设计任务书机械工程系机械设计制造及其自动化专业学生姓名班级学号课程名称机械制造装备设计设计题目轴座专用夹具课程设计设计内容1.夹具底座零件图1张2.夹具装配图1套3.课程设计说明书1份设计要求1、设计(装配图按夹具要求设计,相关的配合尺寸要标明,在说明书中要有夹具定位计算,夹紧等方案的选择)。2、零件图要符合工程图的根据要求,图纸的标题要有材料。设计(论文)开始日期2013年12月23日设计(论文)完成日期2014年01月03日指导老师洛阳理工学院课程设计评语机械工程系机械设计制造及其自动化专业学生姓名班级学号课程名称机械制造装备设计设计题目轴座专用夹具课程设计课程设计片篇幅图纸共2张说明书共21页指导老师评语指导老师年月日洛阳理工学院目录绪论.....................................................1第一章专用夹具设计.....................................31.1设计前的准备工作...................................31.1.1明确工件的年生产纲领..........................31.1.2熟悉加工工件零件图............................31.1.3加工方法......................................41.2总体方案的确定...................................41.2.1确定定位方案..................................41.2.2选择定位元件..................................61.2.3.加紧机构的选择..............................61.2.4导向方案分析..................................81.2.5钻模板设计...................................101.2.6其他辅助零件的设计...........................10第二章夹具装配图的绘制................................132.1夹具总装图上应标注的尺寸及公差....................132.2夹具装配图应标注的技术要求........................13第三章夹具体零件图的绘制..............................153.1夹具零件图上应标注的尺寸及公差....................163.2夹具零件图应标注的技术要求........................16设计心得................................................18致谢....................................................20洛阳理工学院参考文献................................................211绪论本课程机械制造装备设计课程设计是机械设计中的一个重要的实践性教学环节,也是与理论再一次相结合,也是机械类专业学生较为全面的机械设计训练。本次课程设计以钻床夹具为设计题目。生产应用中铣床和钻床多为大半。夹具设计是机床制造装备的一个小模块,夹具作为机械制造业是核心的工艺装备,主要表现在能够满足机械加工质量、提高生产效率、降低生产成本、减轻劳动强度、降低对工人技术的过高实现经济效益和生产要求、实现生产过程自动化和流水线生产。夹具一般由定位装置、夹紧装置、夹具体及其它装置或元件所组成。夹具的作用是将工件定位,以使加工工件获得相对于机床和刀具的正确位置,并把工件可靠地夹紧。本次就是设计专用夹具适用大批量生产,因此需要高效快捷的定位和夹紧。将工件装好,就是在机床上确定工件相对于刀具的正确位置,这一过程称为定位。将工件夹紧,就是对工件施加作用力,使之在已规定好的位置上可靠地固定,这一过程称为夹紧。从定位到夹紧的全过程,称为装夹。其主要功能就是完成工件的装夹固定工作。工件装夹情况的好坏,将直接影响工件的加工精度。因此本次课程核心任务就是解决定位和夹紧问题。本次课程设计的目的在于(1)将理论和实践相结合,以检验其所学的知识并丰富和发展自己所应该具备的技能洛阳理工学院2(2)对本课程专业知识进行实践行动以培养独立设计能力,为以后续事业工作及毕业设计打好基础,做好准备。(3)使学生适应独立解决实际问题和团队合作的能力。(4)使学生熟练掌握并运用计算机CAD,proe制图等制图软件,提高学生计算机制图的能力,以及说明书的描述。洛阳理工学院3第一章专用夹具设计1.1设计前的准备工作1.1.1明确工件的年生产纲领工件是夹具总体方案确定的依据之一,他决定了夹具的复杂程度和自动化程度。如大批量生产是,一般选择机动、多工件加工,自动化程度高的方案,结构也随之复杂,成本也提高较多。1.1.2熟悉加工工件零件图图1-1洛阳理工学院4零件图给出了工件的尺寸、形状和位置和总体要求,然后根据工序基准,以及定位、夹紧原理方案,然后进行设计,如上图1-1所示。已知待加工工件零件图如上图所示,零件材料为45号钢,加工Φ10H7孔(前工序已将各部尺寸加工完成)。1.1.3加工方法了解工艺规程中本工序的加工内容,机床、刀具、切削用量、工步安排、工时定额,同时加工零件数。这些是在考虑夹具总体方案、操作、估算夹紧力等方面必不可少的,根据零件图可知,本道工序的内容是钻、铰Φ10H7的孔。1.2总体方案的确定1.2.1确定定位方案工件在夹具中位置的确定,主要是通过各种类型的定位元件来实现的。在机械加工中,虽然被加工工件的种类繁多和形状各异,但从它们的基本结构来看,不外乎是由平面、圆柱面、圆锥面及各种成形面所组成。工件在夹具中定位时,可根据各自的结构特点和工序加工精度要求,选取其上的平面、圆柱面、圆锥面或他们之间的组合表面作为定位基准。根据本工序的工序内容及加工精度要求,按照六点定位原理和本工序的加工精度要求,拟定几种具体的定位方案和定位元件,并选出最佳方案。洛阳理工学院5按有关标准正确选择定位元件或定位的组合。在机床夹具的使用过程中,工件的批量越大,定位元件的磨损越快,选用标准定位元件增加了夹具零件的互换性,方便机床夹具的维修和维护。本次设计虽然为小批量生产,但也需要考虑夹具零件的互换性。定位方案定位采用一大底面,一侧窄板和一菱形销,在笛卡尔坐标系研究一个底面限制了X,Y的转动和Z轴的移动,一窄板限制了Y的移动和Z的转动,一菱形销限制了X的移动,符合六点定位原理因此这次设计采用第三种方案,限制工件六个自由度。定位精度分析由于工件的中心距允许偏差较为严格为0.05mm,而允许误差由三部分组成,其中定位误差为其中之一,另外有安装误差,根据机械设计相关要求,所以,首先分析能引起定位误差的因素1、定位孔Φ26H7与菱形销之间的配合为过渡配合,它们之间产生的定位误差很小,可以忽略不计。2)、由于底面和侧面都为平面可以通过精铣达到要求因此误差也可以忽略不计。综上所述满足精度加工要求。洛阳理工学院61.2.2选择定位元件图2-1菱形销Φ26H7孔采用菱形销(或削边销)定位,材料为Q235,如图2-1所示。1.2.3.加紧机构的选择(1)对工件加紧装置的要求①在加紧过程中应保持工件定位时所获得的正确位置。②在切削过程中,切削力不应破坏工件的正确位置,并使平衡切削力所需的夹紧力最小。③在切削过程中,应避免工件产生不能允许的振动。④加紧装置应操作方便、省力、安全。⑤夹紧装置的复杂程度和制动化程度应与生产批量和生产方式相适应。(2)夹紧力的方向洛阳理工学院7夹紧力的方向要有利于工件的定位,并注意工件的刚性方向,不能使工件有脱离定位表面的趋势,防止工件在夹紧力的作用下产生变形。(3)夹紧力的作用点夹紧力的作用点应选择在定位元件支承点的作用范围内,以及工作刚度高的位置,确保工件定位准确、不变形。(4)选择夹紧机构在确定夹紧力的方向、作用点的同时,要确定相应的夹紧机构。确定夹紧机构要注意以下几方面的问题①安全性。夹紧机构应具备足够的强度和夹紧力,以防止以外伤及夹具操作人员。②手动夹具夹紧机构的操作力不应过大,以减轻操作人员的劳动强度。③夹紧机构的行程不宜过长,以提高夹具的工作效率。根据以上对夹紧机构的要求和钻床夹具的主要技术要求,本设计采用的斜楔紧机构比较简单,如图1-3所示。斜楔紧机构的原理是通过转动手柄,带动凸轮转动,推动顶杆向上运动使工件夹紧。原理简单,操作简单。洛阳理工学院8图1-31.2.4导向方案分析钻床的导向部分就是钻套,钻套根据加工的孔的情况不同,又分为以下几种钻套,如图4-1所示图4-1钻套类型a固定钻套b可换钻套c快换钻套d特殊钻套1-钻套2-压套螺钉3-衬套洛阳理工学院9固定钻套JB/T8045.1-1999、可换钻套JB/T8045.2-1999和快换钻套JB/T8045.3-1999,根据这几种钻套的使用特点和加工要求等,本次设计任务宜采用快换钻套。固定钻套钻套直接压入钻模板或夹具体上,其外圆与钻模板采用H7/n6或H7/r6配合。磨损后不易更换。适用于中、小批生产的钻模上或用来加工孔距甚小以及孔距精度要求较高的孔。为了防止切屑进入钻套孔内,钻套的上、下端应稍突出钻模板为宜,一般不能低于钻模板。可换钻套钻套装在衬套中,而衬套则是压配在夹具体或钻模板中。钻套由螺钉固定。以防止它转动。钻套与衬套间采用F7/m6或F7/k6配合,以便于钻套磨损后迅速更换,适于大批量生产。快换钻套快换钻套的结构如图4-2所示,当要取出钻套时,只要将钻套朝逆时针方向转动使螺钉头部刚好对准钻套上的削边平面,即可取出钻套。适用于同一个孔需经多种工步加工的工序。为了保证孔的位置精度,保证孔加工的位置精度以及加工条件,采用快换钻套如图4-2所示图4-2快换钻套洛阳理工学院101.2.5钻模板设计钻模板用于安装钻套在钻模上的位置。要求具有一定的强度和刚度,以防止由于刀具变形而影响钻套的位置精度和导向精度。所加工的孔为Ф10H7相对于A面有垂直度位置要求,位置精度要求较高。因此考虑到零件的具体要求和夹具的具体情况,所设计的钻模板如下图1-7所示加工零件所用的钻模板图1-71.2.6其他辅助零件的设计(1)所使用到的内六角螺钉样式如下图1-8,查标准GB/T70.1-2008,用到M6x15的螺钉4个。洛阳理工学院11图1-8(2)固定钻模板和夹具体立柱所用的六角头螺栓M10 x30标准件8个如图1-9所示图1-9(3)为防止快换钻套沿轴向跳动,按标准GB/T67-2008查得使用M8x16的标准的紧定螺钉,如下图1-10所示洛阳理工学院12图1-10洛阳理工学院13第二章夹具装配图的绘制夹具装配图的绘制,是在夹具结构方案草图经过老师审定之后进行的。夹具的总装配图应按国家制图标准绘制,绘图比例尽量采用11。主视图应按操作者的视线方向绘制,总装配图应将夹具的工作原理、各种装置的结构及其相互关系表达清楚。在完整地表达出夹具工作原理和构造的基础上,视图的数量尽可能少。应先用细双点画线将工件的外形轮廓、定位基面、夹紧表面及加工表面绘制在各个视图的合适的位置上,然后依次绘出定位装置、夹紧装置、其它装置和夹具体。在夹具总装配图上工件可以看做透明体,不遮挡后面的线条。2.1夹具总装图上应标注的尺寸及公差1.夹具的最大轮廓尺寸为270mm150mm150mm。2.夹具体侧面的支撑板的定位面到加工孔的中心距离是250.05mm。3.衬套与钻模板的配合尺寸为Ф20H7/n6。4.钻套与衬套之间的配合尺寸为Φ15H6/n5。5.菱形销与夹具体上孔的配合尺寸为Ф18H7/n6。2.2夹具装配图应标注的技术要求1.使用过程中注意保养、防锈等。洛阳理工学院142.定位圆柱销1钳工配作。3.保证钻套轴线与底面A垂直度不超过0.05。4.保证B面与底面A平行度不超过0.03。5.保证件23与底面平行度不超过0.03。基于以上分析绘制出夹具总装配图如下图2-1所示夹具装配图图2-1洛阳理工学院15第三章夹具体零件图的绘制夹具体是夹具的基础体,它将夹具上的各种装置和元件连接成一个整体,并通过它将夹具安装到机床上。它的结构形状及尺寸大小,取决于加工工件的特点、尺寸大小,各种元件的结构和布局,夹具于机床的连接方式,切削力、重力等大小的影响。夹具体应满足以下几点计算要求1、应有足够的强度和刚度。2、力求结构简单及装卸工件方便。3、结构工艺形好。4、排屑切屑要方便。5、在机床上安装稳定可靠。6、具有适当的精度和尺寸稳定性。夹具体毛坯可以分为四类1、铸造夹具体。铸造夹具体如图3-1(a)所示。2、焊接夹具体。焊接夹具体如图3-1(b)所示。3、锻造夹具体。锻造夹具体如图3-1(c)所示。4、装配夹具体。装配夹具体如图3-1(d)所示。(a)(b)(c)(d)图3-1夹具体毛坯的类型零件图上应标注必要的尺寸和技术要求,标注的主要目的是保证夹具体各个零件之间的尺寸要求和安装配合后的精度要求,也是为了各个夹具零件加工后进行安装配合能满足制造工件的要求。洛阳理工学院163.1夹具零件图上应标注的尺寸及公差(1)夹具零件的外形尺寸。(2)零件凸起面与底面之间的位置要求。(3)零件底面和凸起面的粗糙度要求。3.2夹具零件图应标注的技术要求(1)铸件应经时效处理,消除内应力。(2)未注铸造圆角R3-R5。基于以上分析绘制出夹具零件图,按11的比例进行绘制。如下图3-2所示洛阳理工学院17图3-2洛阳理工学院18设计心得本次课程设计让我付诸多的汗水和心血,在老师和同学的共同帮助下,使我在有限的时间内最终完成了夹具课程设计。通过这次的课程设计,让我学到了许多的知识,让我学会了怎样处理事情,怎样解决事情,要经过夹具体的选择,定位的选择,和加紧装置的确定,以及辅助零件以及误差的确定到精度的要求,每一步都要自己经过大量的查阅资料,遇到困难的时候,老师和同学认真细心的给我讲解,使我轻松了许多,也学会了团结友善的处世态度,通过这次的课程设计,培养了我认真、谨慎、遇到困难冷静的态度。通过这次课程设计把我们所学的理论知识运用到实际中来,使我对理论知识有了更深层次的了解,理论联系实际使我所学到的理论知识更加牢靠,同学们学会了对于不同的待工件设计不同的夹具,经过张老师多次审批与指导与自己多次重复修改,终于完成了我的夹具设计也让我更好复习制图软件。在这段时间不懈努力下,我了解了在课程设计中应注意的问题1)注意与工艺规程的衔接,夹具设计应和工序设计统一所需设计的夹具绝大多数用于零件加工的某一特定工序。在工艺设计环节中,对该工序的设计已要求设计其定位与夹紧方案,因此夹具设计的具体内容应与工序设计保持一致,不能相互冲突。2)设计时要有整体观念洛阳理工学院19夹具设计有其自身的特点定位、夹紧等各种装置在设计前是分开考虑的,设计后期通过夹具体的设计将各种元件联系为一个整体。3)设计中应学习正确运用标准与规范对于国家标准的规范要严格要求和执行。夹具设计过程中选择各种功能元件时应注意尽可能选用标准件,减少非标准件的设计制造工作量,降低夹具成本。洛阳理工学院20致谢经过三个月的努力学习机械装备设计,和两个星期的课程设计,在张老师和同学们的指导和合作下终于使我的课程设计接近了尾声。本课程设计是在张老师的指导下完成的,衷心感谢张老师的悉心指导下和耐心的教导上。张老师以严谨的态度和认真的教学风范在这次给了我很大的帮助经过多次修改和审批终于让我以最合适的夹具来完成了此次任务。在此课程设计完成之际,谨向张老师表示最衷心的感谢同时在这里我也应该谢谢所有教过我的老师你们给了我机械基础让我更好的完成此项任务,吃水不忘挖井人,经过五年的学习和不一样的待遇让我们脸上挂上了一层霜,在多人和公司的鄙视和抛弃让我们踏上不平凡的路,经过本次的课程设计,我学会好多书本上面没有的知识。这次的设计在张老师的耐心的指导下,使我的设计更加与实际相结合,最后再次衷心的感谢张老师在本次设计中给予的指导和帮助洛阳理工学院21参考文献1.赵雪松机械制造装备设计武汉华中科技大学出版社,2011.12.何明新机械制图北京机械工业出版社,2011.63.李江华简明机床夹具设计手册北京化学工业出版社,2010.44.史凤琴于华机床夹具设计实例教程北京化学工业出版社,2009.95.罗宗泽高志机械设计课程设计手册北京高等教育出版社,2010.86.孙恒机械原理北京高等教育出版社,2000.87.张玉几何量公差与测量技术沈阳东北大学出版社,1999.78.杨可贞机械设计北京高等教育出版社,1999.89.李威互换性与测量技术北京高等教育出版社,2002.3忽略此处..

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