箱体盖立式镗床夹具设计.doc

1、 目 录1.前言2 夹具设计22.1零件的分析22.2零件的作用42.3工件装配的方式42.4夹具的组成及夹具体的设计52.4.1夹具的组成52.4.2夹具体的设计52.5夹具设计中的定位72.5.1定位基准选取72.5.2工件定位方式的确定82.6夹具中夹紧方式的设计92.7确定工件的夹紧区域92.7.1确定与可行夹紧区域对应的安装固定区域102.8夹具的定位误差分析及夹紧力的计算102.8.1定位误差计算102.8.2工件以一面及两圆孔定位的夹紧力计算112.9小结113. 夹具的装配123.1概述123.1概述153.2装配精度153.3 加工精度分析163.4保证装配精度的方法163.

2、5 装配工艺规程的制定173.5.1制定装配工艺过程的步骤173.6本装置的装配要求17总结致谢参考文献21 1.前言毕业设计是机械设计与制造的一个十分重要的学习环节，是在学完了机械设计与制造专业所有课程后，并通过进行了生产实习和课程设计的基础上进行的最后一个教学环节。这次设计使我能综合运用机械制造工艺学中的基础理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件（箱体盖）的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法，拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计的能力。同时也大大地提高了我熟悉运用手册、规范、图表等技术资料的能力，进一步培养了我的识图、制图

3、、运算和编写技术文件等基础技能。通过必修部分的学习，我们掌握了一些画图的基础知识和基本技能，具备了在日常生活与学习中应用所学解决问题。但是，我们对于CAD Pro/E的应用能力不是很强，应该进一步加强此类的练习。通过此次毕业设计，我们对以前所学知识进行了全面的回顾，更一步掌握了课堂所讲的内容，通过对零件的具体分析以及查阅各种资料设计的夹具，提高了我们的绘图，设计，想象等各方面的能力。 由于本人能力有限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多加指教。2 夹具设计2.1零件的分析 如图2.3所示的夹具体，它是本装置设计的夹具体的零件图。该夹具是为了加工箱体盖上两个平行的100H9的孔，工

4、件以平面和未加工的两个侧面，分别在夹具体1和3个可调支撑钉567上定位。 图2.1.1零件图2.2零件的作用题目所给的零件是箱体盖HT150，主要作用是对箱体起密封，支撑，加强，以至于不变形，并承受强大的负荷，并且箱体以至于不漏油。2.3工件装配的方式工件在机床上加工时，应按照定位基准的要求，把工件安放在工作台上或夹具里使它和刀具之间保持正确的相对位置，这就是定位。定位是为了能够使工件占据正确的空间坐标位置，多次重复摆放时，都能在同样的位置。在加工过程中为了保持工件位置不变，必须把工件夹紧，以承受切削力及其他外力，这就是夹紧。夹紧是为了平衡和抵抗来自加工中的切削力，保持正确的定位位置不变。工件

5、定位与夹紧的过程称为裝夹或安装。工件在机床上的装夹，有三种方法（1）直接裝夹 （2）划线裝夹 （3）夹具裝夹 2.4夹具的组成及夹具体的设计2.4.1夹具的组成1）定位元件定位元件保证工件在夹具中处于正确的位置。如图2.2所示，钻后盖上的10孔，其钻夹具如图2.4所示。夹具上的圆柱销5、菱形销9和支承板4都是定位元件，通过它们使工件在夹具中占据正确的位置。2）夹紧装置 夹紧装置的作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中受到外力(切削力等)作用时不离开已经占据的正确位置。3）对刀或导向装置对刀或导向装置用于确定刀具相对于定位元件的正确位置。 4）连接元件连接元件是确定夹具在机床上正确位置的元件

6、。夹具体可兼作连接元件。车床夹具上的过渡盘、铣床夹具上的定位键都是连接元件。5）夹具体夹具体是夹具的基座和骨架。定位装置、夹紧机构及其它装置或元件都安装在夹具体上，使之成为一个夹具整体。2.4.2夹具体的设计 夹具体是夹具的基础件。在夹具体上，要安装组成该夹具所需要的各种元件、机构、装置、并且还必须便于装卸工件，因此夹具应该具有一定的形状尺寸。在加工过程中，夹具还要承受夹紧力、切削力、和由此产生的冲击和震动。所以，夹具应该具有必要的强度和刚度。加工过程中所产生的切削，有一部分落在夹具体上。若夹具体上切削聚集过多，将严重影响工件可靠地定位和夹紧。为此，在夹具体的结构设计中，还应考虑便于清除切屑的

7、要求。此外，还要考夹具体结构的工艺性，使能合理、经济、方便地设计与制造出2.4.3夹具体的毛坯结构图2.4夹具毛坯图2.5夹具设计中的定位 在机床上加工工件时，要使工件的各个被加工面的尺寸及位置精度满足工件图或工艺文件所规定的要求，就必须在切削加工前使工件在机床夹具中占有一个确定的位置，使其相对于刀具的切削运动具有正确的位置，这是定位方案设计的主要任务。2.5.1定位基准选取为了保证工件上各加工表面之间或对其它加工表面的位置精度，工件在机械加工时，必须安放在机床基础板的一个固定位置上。任何一个工件都是有若干个几何表面组成，这些表面之间根据工件设计的技术要求，广泛存在着距离尺寸和角度位置的要求。

8、工艺文件中的所谓基准，就是指工件图上的某些点、线、面，可以用它来确定某些其它点、线、面的位置。根据基准的作用和性质，可以分为设计基准和工艺基准两类。设计基准通常是指工件图样上标注尺寸的起点。工艺基准又分为:工序基准、定位基准和测量基准。通常希望将设计基准和工艺基准统一，但实际上，由于制造上的困难而难以做到，这就引起了误差。定位基准的选择是否合理，将直接影响到夹具结构的复杂程度以及工件的加工精度，因此，在选择定位基准时应进行多种方案的分析比较。选择定位基准时，应重点考虑如何减少误差，提高定精度，也要考虑安装的方便性、准确性和可靠性。2.5.2工件定位方式的确定定位元件的选择 具体平面： 限制Z方

9、向的移动，X和Y方向的转动。 可调支承钉1：限制Y方向的移动。 可调支承钉2：限制X方向的移动。 可调支承钉3：限制Z方向的转动。 、装配结构三维图2.6夹具中夹紧方式的设计本装置在设计中考虑到在精确定位后，工件不能任意的旋转和移动。但是在实际加工过程中，还必须确保工件在受力的情况下，仍然保持原来的位置。因此，夹紧和夹紧装置的主要任务是保持工件的精确定位位置，在自身重力、切削力、惯性力和离心力等外力作用下，不发生位移偏转，确保加工质量和生产安全。在生产实践中, 尽管定位方式是合理的, 但由于夹紧状态不良(即夹紧力的大小、方向、作用点和支承的位置选择不当) 可能出现如下问题: 加工件飞出夹具,

10、打坏刀具, 造成安全事故; 加工出来的位置尺寸不准确; 加工表面产生形位公差(如不平度、不垂直度) ; 加工表面粗糙度高等。因此, 当加工件正确定位后, 还需要获得良好的夹紧状态。使加工件获得良好的夹紧状态的措施, 叫做正确的夹紧。2.6.1夹紧方案的确定把零件的中心孔套在夹具的两根中心轴上，然后分别拧紧四个螺母，通过四个钩形压板夹紧工件。 2.7确定工件的夹紧区域在工件己精确定位后，确定夹紧方案的第一步是确定工件的全部夹紧区域。首先，为了保证夹紧可靠，只选择平行于工件基准面的毛坯面、粗加工面作为夹紧面，并且夹紧面的外法线与主定位面垂直。然后剔除平压板压不到的面，以及厚度、刚度过小的夹紧面区域

11、。再对这些夹紧面进行简化，即用等距线划分夹紧面:沿夹紧面做夹紧面外轮廓的等距线，等距线的距离可以由人机交互指定，这样等距线就将夹紧面划分成一个窄条，再在窄条中剔除靠近定位位置、加工位置等不能用于夹紧的区域，剩下的即为可用于平压板夹紧的区域。由于剩下的用于夹紧的地方与该地方的边(夹紧边)是一一对应的，所以，为了实现方便，用夹紧边代替夹紧区域。这样。夹紧边上每一个点都可以作为夹紧点，根据每条夹紧边对应的可夹紧用螺纹孔的位置，可以确定对应的夹紧点，从而可以组成有限夹紧方案。2.7.1确定与可行夹紧区域对应的安装固定区域因为夹紧装置只用一个螺纹孔与基础板连接，因此，每一个夹紧区域都必须对应有的夹紧用螺

12、纹孔;又因为不同的夹紧边有不同的法线方向，从而对应不同的夹紧边，安装在同一螺纹孔上的夹紧装置也就有着不同的夹紧方向，夹紧组合因而也就不同，所以夹紧用螺纹孔与夹紧边是一一对应的。因此需要建立基础板上符合条件的螺纹孔的集合。首先 需要确定夹紧用螺纹到工件夹紧边的距离。夹紧用螺纹到工件夹紧边的最长距离不能大于平压板的最大可伸长量与最小搭接量之差，即需保证压板能与工件及压板支座相连接。夹紧用螺纹到工件夹紧边的最短距离应避免夹紧装置与工件相碰撞，即工件与夹紧装置不能发生干涉。满足以上要求的基础板上的螺纹孔的集合即为可夹紧用螺纹孔的集合。然后，根据夹紧用螺纹到工件夹紧边的距离，就也以确定可夹紧用螺纹所在的

13、区域，从而可以确定可用螺纹孔的集合。虽然在工件外轮廓内部空腔中也能摆放夹紧装置，但是由于几何碰撞计算复杂，一般只考虑基础板上夹紧用螺纹孔在工件外部的情况。 2.8夹具的定位误差分析及夹紧力的计算2.8.1定位误差计算 本课题的定位方式是以一四及两圆轴为定位基准。如图所示，1.两定位销中心距偏差 ： ） 对称分布的孔中心距偏差值2.菱形销的基本尺寸、宽度及偏差。 菱形销的基本尺寸和孔径相同为20mm ，公差带按g6选取，查表2.1 则2.8.2工件以一面及两圆孔定位的夹紧力计算本夹紧装置的夹紧力与切削力方向相互垂直，为防止工件在颠覆PL力矩的作用下绕A点倾斜，使工件离开及面所需的夹紧力：Q=(N)=5080N 式中L、H、l单位为mm K为安全系数 K-安全系数 总的安全系数考虑各种因素所需的安全系数来决定，即 式中 基本安全系数，一般均取1.5 加工状态系数 取1.2 刀具钝化系数， 取1.0 切削特点系数 ，取1.0 夹紧动力稳定性系数， 机动夹紧，取1.0 取1.0 1.0 2.9小结夹具设计的理论基础和夹具结构分析, 对合理制定夹具设计方案和正确设计夹具结构起着巨大的作用。夹具方案选择正确与否, 将直接影响制件的质量。定位误差和夹紧力误差影响整个夹具。镗床夹具一般