机床夹具设计课程设计说明书课题名称: 机床夹具设计专业:机械设计制造及其自动化班级:13机械一班**:***学号:**************:***2017年 1月目录一、机床夹具课程设计任务书 (1)二、机床夹具课程设计说明书 (2)1、对加工件进行工艺分析 (2)2、定位方案设计 (2)3、导引方案设计 (4)4、夹紧方案设计 (5)5、夹具体设计 (6)6、其它装置设计 (6)7、技术条件制定 (6)8、夹具工作原理(操作)简介 (6)9、设计心得 (7)三、参考文献 (8)四、附录 (9)一、机床夹具课程设计任务书姓名阮吴祥班级机械1 学号2013080832计题目钻铰孔专用夹具指导老师张秀香零件名称通孔套材料ZG生产类型大批量生产毛坯铸件生产纲领设计任务零件简图如下,本工序铣削加工直径22 mm 的孔,设计手动钻铰孔专用夹具。
二、机床夹具课程设计说明书1、对加工件进行工艺分析:零件名称为通孔套,为铸件,本工序铣削加工直径22mm的孔,设计手动钻绞孔专用夹具。
工件已加工过的孔径为φ22mm,厚度为50mm。
在加工槽时,槽的尺寸精度与表面粗糙度要求不就是很高,由铣削直接加工就可以达到要求,其中槽的宽度由刀具的尺寸保证,槽的深度尺寸与位置精度由设计的夹具来保证。
槽的位置包括如下两方面要求: 加工槽的宽度为12mm,且两个侧面相对于中心面A对称度0、1mm;加工槽的深度为30±0、2mm。
2、定位方案设计:根据加工孔两侧面相对于中心面对称要求,需要限制工件X方向转动自由度、Y方向转动自由度与Z方向转动自由度;根据加工孔宽度与深度要求,需要限制工件X方向移动自由度与Z方向移动自由度。
但考虑到加工时工件定位的稳定性,可以将六个自由度全部限制。
工件相对中心面对称,要实现加工孔两侧面相对中心面对称的要求,且根据基准重合的原则应选A面作为定位基准,但A面实际不存在,故可选工件的两侧面M或N的任一面作为定位基准,限制三个不定自由度,此为第一定位基准。
方案一:孔O2及O1为第二与第三定位基准,通过固定圆柱销及V形块实现定位;方案一方案二:选择孔O1及O2为第二与第三定位基准,通过固定式圆柱销及菱形销实现定位。
经分析,第一种方案以圆柱与V 形块组合定位时,要受到外圆加工精度的影响,由于外圆表面系毛坯铸件不能保证工件的精度要求,加上V 形块比较薄且夹住工件一边,不易夹紧。
所以采用第二种方案,即以孔O1及O2为第二与第三定位基准,对两孔采用固定式圆柱销及菱形销定位,此方案实现了工件的完全定位,无重复定位,方案可取。
2、1、计算定位误差:圆柱销与菱形销之间的中心距2/Ld d L δ±LD Ld δδ)51~31(=圆柱销的直径的基本尺寸应等于与之配合的工件孔的最小极限尺寸,其公差带一般取g6或h7。
故圆柱销尺寸取φ10g69mm(φ10005.0014.0--)mm菱形销的圆弧部分直径尺寸为Φ26046.0057.0--mm,b=5mm,B=d-4=22mm 。
工件在夹具中定位产生的定位误差,其值应控制在工件相对尺寸或位置公差的31～51,为此需对每一项工序加工要求逐一进行分析。
2、1、1、对加工孔深尺寸A 进行分析(1)基准不重合误差加工孔的深度尺寸的工序基准为工件小孔外圆面的上母线,定位基准为圆柱销中心线,定位基准与工序基准不重合。
外圆R 08.0014-mm,则B ∆=0、08mm(2)基准位移误差加工孔的深度尺寸与两定位孔连心线平行,孔的直径为φ22H7mm,销的直径为φ22005.0014.0--mm,根据《机床夹具设计》表1-7==∆max 1X Y 0、015+0、014=0、029mmD ∆=B ∆+Y ∆ =0、08+0、029=0、109mm因D ∆值小于工序尺寸公差值(0、4mm)的31,故能满足工序加工要求。
2、1、2、对加工孔两侧面对中心面A 对称度进行分析(1)基准不重合误差加工孔的位置精度—对称度的工序基准就是中心面A,定位基准为第一基面,加工零件厚度26±0、03mm,则B ∆=0、03mm(2)基准位移误差加工孔的位置精度—对称度的工序基准就是中心面A,而定位基准为第一基准平面,这里忽略基准的位移误差。
D ∆=B ∆+Y ∆=0+0、03=0、03mm因D ∆值小于工序位置精度要求的公差值(0、1mm)的31,故能满足工序加工要求。
3、导引方案设计:对此方案,我们采用每加工一批工件,只安装调整一次夹具,通过试切数个工件来对刀的,此种方案对导引方案的要求很高。
我们要保证的第一个精度就是孔的宽度12mm 关于工件厚度方向上的对称中心的对称性如,第二个精度为槽的深度即尺寸30±0、2mm 。
所以对导引元件初步设计方案为一个方形的块,用于安装在夹具体上。
正确的安装方法见夹具装配图。
对刀时,铣刀不能与对刀快的工作表面直接接触,以避免损坏切削刃或造成对刀快过早磨损,应通过塞尺矫正相对位置。
4、夹紧方案设计:对此工件的铣削加工,我们所采用的就是一面与两个定位销的原理,而且我们拟定采用的就是手动夹紧,为了节约成本,我们采用一个压块,一个螺母对其压紧,夹紧方案的初步确定如右图所示(局部图):根据工件上大孔的尺寸、菱形销、螺杆的尺寸大小,我们选用M10的压紧螺母,对压块的尺寸我们拟定为厚度5mm,直径为30mm 。
计算切削力刀具:高速钢直齿三面刃铣刀。
D=80mm 、 Z=18 9.81....f f F e f z fz C a y a u z F K nf =30, 1.0,0.65,0.83,0,0.83Cf Xf yF uF wF qF ====== 16,8,0.15,0.67.p e f FZ a mm a mm a K ====z Z f K F •⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=83.0801883.0865.015.0163081.9 =2448N校核定位销:2F F Ar σπ==2411102248π-⨯⨯= 0.60[]45MPa σ=<根据公式:2012/)(ϕϕαtg r d tg L Q W '+''+•=可知直径为10mm 的螺杆与M10的螺母能满足夹紧力的要求。
夹紧力:由于工作状态原因,切削力与夹紧力在空间上就是相互垂直的。
螺母提供的夹紧力足以夹紧,故无须验算。
5、夹具体设计:在夹具体设计方面,我们采用了一个直角块,来进行大体上的定位,而且要设置导引装置的安装位置,夹具体通过安装在夹具体上的定向键进而与铣床的工作台连接,从而实现对夹具的固定。
夹具体安装基面形式用两端接触,基面稳定性可靠。
此夹具在有加强筋的情况下,具有足够的刚度与强度,安放稳定,工艺性好,实用安全。
6、其它装置设计:铣床夹具依靠夹具体底面与定向键侧面与机床工作台上平面及T 型槽相连接,以保证定位元件对工作台与导轨具有正确的相对位置。
为了减小安装时的偏斜角β∆的误差,安装定向键时应当使它们靠向T 型槽的同一侧。
对定向键的设计方案如右图所示(局部图):对定向键的直角部分都倒2×45°的倒角,在夹具体与定向键的连接部分中的直角开出凹槽,如图中的小凹槽。
定向键与夹具体采用螺钉连接,至于定向键的大小要根据铣床工作台就是具体情况而定,在此我们就不对定向键的尺寸大小进行说明。
7、技术条件制定:1、定位元件圆柱销与菱形销相对于夹具底平面的平行度公差为0、03mm;2、夹具上与短销凸肩接触的垂直面相对于夹具底平面的垂直度公差在全长上为0、03mm 。
8、夹具工作原理(操作)简介:对此夹具各个零件的装配关系见下图,下面我们来分析与说明它的工件原理:短销通过夹具体上的孔、本身的螺栓、螺母与夹具体紧紧连接。
菱形销也就是通过同样的方法与夹具体连接而得到固定,菱形销上设置一长螺纹用于压紧螺母对工件的夹紧。
在夹具体的底平面上安装定位键用于与铣床工件台面的连接与定位。
加工工件时,只要把压紧螺母、压块卸下,即可把工件套上去。
利用一面二孔进行定位,当工件套上去后,先装入压块,再用压紧螺母进行夹紧。
这时铣刀在导引装置的引导下对待加工工件进行加工,并且在导引装置的作用下完成铣床对工件的铣槽工序。
本夹具操作简单,省时省力,装卸工件时只需靠压板紧定螺栓的松紧即可轻松实现。
9、设计心得:两周的课程设计结束了,在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识,也培养了我如何去把握一件事情,如何去做一件事情,又如何完成一件事情。
课程设计就是我们专业课程知识综合应用的实践训练,就是我们迈向社会,从事职业工作前一个必不少的过程。
我今天认真的进行课程设计,学会脚踏实地迈开这一步,就就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。
通过这次夹具设计,我在多方面都有所提高。
这次设计培养与提高学生独立工作能力,巩固与扩充了所学的内容,掌握机床夹具具设计的方法与步骤,独立思考的能力与动手能力也有了提高。
在此感谢我们的老师、,老师严谨细致、一丝不苟的作风一直就是我工作、学习中的榜样;老师循循善诱的教导与不拘一格的思路给予我无尽的启迪;这次设计的每个实验细节与每个数据,都离不开老师您的细心指导。
而您开朗的个性与宽容的态度,帮助我能够很顺利的完成了这次课程设计。
同时感谢对我帮助过的同学们,谢谢您们对我的帮助与支持,让我感受到同学的友谊。
由于本人的设计能力有限,在设计过程中难免出现错误,恳请老师们多多指教,我十分乐意接受您们的批评与指正,本人将万分感谢。
三、参考文献(1)《机床夹具设计手册》王光斗、王春福主编上海科学技术出版1980年(2)《机床夹具设计》林正焕、陈本通主编国防工业出版社 1987年(3)《机床夹具设计》肖继德、陈宁平主编机械工业出版社 2000年(4)《机床夹具图册》侯放主编中国劳动社会保障出版社2007年四、附录1、零件图3、零件图3D图(1)夹具体 (2)菱形销（3）圆柱销 (4)螺母(5)垫片 (6)压块（7）直角对刀快 (8)定位键（9）螺钉4、菱形销2D图`。