操縱桿支架加工工藝及鉆床夾具設計課程設計任務書

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1、 課 程 設 計 任 務 書 一、題 目： 操縱桿支架加工工藝及鉆床夾具設計（鉆底面孔系） 二、時 間 ： 自 2012 年 12月 17 日至 2012 年 12月 23 日止 三、要 求： 正確解決該零件在加工中的定位、加緊等問題；設計出高效、省力，既經(jīng)濟合理又能保證加工質(zhì)量的夾具；學會使用有關手冊及圖表資料。 設計條件：通用設備與工裝齊全.

2、 具體設計要求：設計該零件的機械加工工序夾具。設計完成后提交：課程設計說明書一本；夾具結構設計圖紙總圖、夾具體零件圖、待加工零件圖各一張。格式符合學校有關要求。 指導教師 ： 目 錄 序言 1、零件的分析 1.1 零件的作用 1.2

3、 選擇毛坯種類并確定制造方法 1.3 基面的選擇 2、夾具設計 2.1問題的提出 2.2夾具設計 2.3提出自己的方案，并分析利弊，選出合適的設計方案 2.4選擇加工方法 2.5夾緊機構設計 結論 參考文獻 序 言 機械制造工藝學課程設計是我們?nèi)跁髮W所學的《機械制造工藝學》、《機械制造裝備設計》等知識后，將理論與實踐相結合對專業(yè)知識的綜合運用訓練，并且為我們以后做好畢業(yè)設計進行一次綜合訓練和準備。通過機械制造工藝學課程設計，應該得到下述各方面鍛煉： 1、能熟練的運用機械制造

4、工藝學的基本理論和夾具設計原理的知識，正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及合理制訂工藝規(guī)程等問題的方法，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。 2、通過對零件某道工序的夾具設計，學會工藝裝備設計的一般方法。通過親手設計夾具（或量具）的訓練，提高結構設計的能力。 3、課程設計過程也是理論聯(lián)系實際的過程，并學會使用手冊、查詢相關資料等，增強我們解決工程實際問題的獨立工作能力。 1、零件的分析 1.1 零件的作用 題目所給定的零件是汽車換擋部分的操縱桿支架，它的主要作用是固定操縱桿，使其在行駛過程中牢固可靠。零件上的3-Φ11孔用螺栓固定在底座

5、上，操縱桿用Φ20的定位銷固定在支架上，并且在換擋時依靠利用36槽軌跡不會引起偏差。 1.2 選擇毛坯種類并確定制造方法 操縱桿支架材料為灰鐵件，牌號HT150，零件年產(chǎn)量為10000件，已達大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用精鑄件，這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度上考慮也是應該的。 1.3 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一。基面選擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。 1.4 零件工藝分析 操縱桿支架共有4組加工表

6、面，分析如下： （1）2-Φ20孔， （2）支架底面 （3）36槽 （4）3-Φ11孔 此零件外形較小，圖中除2-Φ20孔，公差要求較嚴格外，其它加工面公差要求較低，并且無位置度要求，但是為了滿足裝配性能，根據(jù)現(xiàn)場實際，在加工過程中要制定工藝基準，并制定出工藝公差，利用工藝基準來加工后續(xù)工序。 2.夾具設計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。 經(jīng)過與指導老師協(xié)商，決定設計第二道工序——鉆底 面孔系。本夾具將用于Z3040鉆床。刀具為一

7、把Φ10.5的 鉆頭，Φ11H9的絞刀，對工件的3-Φ11孔進行加工。 機床夾具的功能：1保證加工精度2提高生產(chǎn)率3擴大機床的使用范圍4減輕工人的勞動強度，保證生產(chǎn)安全 機床夾具的類型：1通用夾具2專用夾具3可調(diào)整夾具和成組夾具4組合夾具4隨行夾具 組合夾具：它是由一系列標準元件組裝而成 機床夾具的基本組成：1定位元件及定位裝置2夾緊元件及夾緊裝置3導向及對刀元件4動力裝置5夾具體6其他元件及裝置。 2.1問題的提出 本夾具主要用來鉆工件上3-Φ11的孔成，孔加工通，先用Φ10.5的鉆頭粗鉆后再用Φ11H9的絞刀加工到尺寸。在本道工序加工時，主要應考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞

8、動強度，保證工藝要求孔距及孔徑為下到序做基準。 2.2夾具設計 一、工件定位 （1）工件定位原理 工件的定位無論是工藝基準還是定位基準，均應符合六點定位原理。六點定位原理是采用六個按一定規(guī)則布置的約束點，限制工件的六個自由度，使工件實現(xiàn)完全定位。常用的定位元件有支撐釘、支撐板、定位銷、錐面定位銷、V形塊、定位套、頂尖和錐度心軸。 （2）定位基準的選擇 通常工件是由一組定位基準在夾具中定位的。常用的組合基準有：一組平面組合基準、平面和曲面的組合基準、平面和孔的組合基準、一組孔的組合基準。一般分為粗基準和精基準定位考慮。 1、粗基準的選

9、擇： 對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對于有若干個不加工表面的工件，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面做粗基準。 2、精基準的選擇： 精基準的選擇有利于保證加工精度，并使工件裝夾方便。在選擇時，主要應該考慮基準重合、基準統(tǒng)一等問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算。精基準選擇為底面及3-Φ11孔。 2.3 根據(jù)以上原則，工件定位有以下三種可能方案 a. 方案一：以底面，突臺平面為定位基準，用一個錐面定位銷，兩個長銷定位以限制工件六個自由度，在A面鉆孔。優(yōu)點工件工作安裝穩(wěn)定，夾具結構簡單，缺點不易保證孔心距尺寸96+—0.25和68+

10、0.25 b. 方案二：以3個R12外廓的圓周，突臺平面，為定位基準，用三個V形塊，兩個偏心圓裝置以限制工件六個自由度，在A面鉆孔。優(yōu)點工件安裝穩(wěn)定，夾具結構簡單，缺點不易保證孔心距尺寸96+—0.25和68+0.25 c. 方案三：以B面為定位平面，用三個長銷，兩個V形塊定位以限制工件自由度，在A面鏜孔。優(yōu)點夾具結構簡單缺點不易保證孔心間距，穩(wěn)定性差 經(jīng)過三種方案的對比總結，第二方案比較好，工件安裝簡單方便，穩(wěn)定性也高，換件快，操作簡單。 2.4 選擇加工方法 （1）孔的加工 孔的加工方式有鉆、擴、鏜、拉、磨等。對于本支架，3-Φ11的孔

11、為工藝孔，所以選用鉆床加工的方式。 2.5 夾緊機構的設計 （1）夾緊機構的原則 1　 夾緊時不能破壞工件在定位元件上所獲得的位置 2　 夾緊力應保證工件位置在整個加工過程中不變或不產(chǎn)生不允許的振動 3　 使工件不產(chǎn)生過大的變形和表面損傷 4　 夾緊機構必須可靠。夾緊機構各元件要有足夠的強度和剛度，手動夾緊機構必須保證自鎖，機動夾緊機構應有聯(lián)鎖保護裝置，夾緊行程必須足夠 5　 夾緊機構操作必須安全、省力、方便，符合工人操作習慣 6　 夾緊機構的復雜程度、自動化程度必須與生產(chǎn)綱領和工廠的條件相適應 （2）鉆床夾具介紹 鉆床夾具的結構形式是根據(jù)工件的大小、形

12、狀、選用的機床及加工孔的分布形式確定的。鉆床夾具從結構上可以分為固定式鉆床夾具、回轉式鉆床夾具、翻轉式鉆床夾具、蓋板式鉆床夾具和滑柱式鉆床夾具等。 （3）鉆床夾具結構的選擇要求 1) 被鉆孔的直徑大于10mm時（特別是鋼制件），鉆床夾具應固定在工作臺上 2) 翻轉式鉆床夾具適用于加工中小型工件，否則應采用回轉式鉆床夾具 3) 當加工幾個不在同心圓周上的平行孔系時，如工件夾具的總重比較大，應采用固定式夾具在搖臂鉆床上加工。如生產(chǎn)批量較大，則可在立式鉆床上采用多軸傳動頭進行加工 4) 對于孔的垂直度、孔距精度要求不高的中小型工件，宣優(yōu)先采用滑柱式鉆床夾具，以縮短夾具的

13、設計、制造周期。一般孔的垂直度要求小于0.1mm，孔距位置公差小于土0.15mm，如不采取特殊措施，不宜采用滑柱式鉆床夾具 5) 鉆模板和夾具體為焊接結構的鉆床夾具，因焊接應力不能徹底消除，精度不能保證，故一般只在工件孔距公差大于土0.15mm時采用 6) 工件被加工孔要求定位基準面的距離公差或孔距公差小于0.05mm時，只有采用固定式鉆模板和固定式鉆套才能保證 （4）設計夾緊裝置 a. 用三個V形夾緊三個R12圓弧的外輪廓，以限制工件移動或旋轉 b. 在兩邊R180的外輪廓處安裝兩個偏心輪裝置，以限制工件的上下移動 c. 兩個V形塊通過旋轉螺紋使其夾緊或松開，以便換取

14、工件 （5)鉆孔導向裝置 鉆床夾具中鉆頭的導向采用鉆套，鉆套有固定鉆套、可換鉆套、快換鉆套和特殊鉆套等四種。此次加工選用可換鉆套。 由于工件材料為鑄鐵材料 鉆套的高度H=（1~2)d=(1~2)*11=11~22mm，，取16mm 鉆套底端與工件間的距離h的大小決定了排屑空間的大小，對于鑄鐵類材料工件h=（0.6~0.7）d=（0.6~0.7）*11=6.6~7.7mm，，取7mm 鉆套定位，在每個V形塊上用兩個螺釘固定如俯視圖所示 夾具零件簡圖 （6）夾具設計及操作的簡要說明 如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產(chǎn)率。為此，夾具的實用性及勞動強度也

15、要考慮在內(nèi)。本零件是精鑄件，余量較小，切削力不是太大，需要的壓緊力也不大，所以沒有必要使用氣動或液壓夾緊，手動壓緊就可以滿足需要。 夾具上裝有鉆模板，可使夾具在一批零件的加工之前很好地對刀（與塞尺配合使用）。 將鉆模板設計成三角卡盤結構，通過螺紋旋轉使三個V形塊夾緊或松開工件，在三個V形塊上用螺釘固定三個裝有可換鉆套的模塊，進行導向鉆孔。 結 論 通過這次課程設計，使我對零件制造夾具設計有了進一步的認識，也加深了對機械制造裝配設計中所學基礎知識的學習和理解。課程設計是理論聯(lián)系實際的最有效方法。在

16、具體設計過程中，必須考慮到方方面面在實際中往往存在的各種問題。在設計時必須考慮所設計的機構是否合理，在實際運用中能否正常工作，是否方便用于加工生產(chǎn)，不僅僅要考慮理論上的可行性，還要從實際加工零件角度思考設計夾具。 在本次設計中，考慮到零件的加工難易、材料、成本、裝換工件等問題，所選用的零、部件都是操作簡單，通用性較強的標準件，從現(xiàn)時以最低的成本實現(xiàn)最先進的加工。但也有不足之處，但這次的課程設計使我獲益良多，使我真正了解了夾具設計的不易。 參考文獻 《金屬機械加工工藝人員手冊》 《金屬機械加工工藝人員手冊》修訂組 《機械工人切削手冊》 北京第一通用機械廠編 《機床夾具零件及部件》 中國第一拖拉機工程機械公司技術標準化辦公室 《組合機床設計》 大連組合機床研究所1973年編 《機械設計師實用手冊》 天津科學技術出版社 《機械設計手冊》 化學工業(yè)出版社 《機械零件設計手冊》 東北大學《機械零件設計手冊》編寫組 編 《中國機械設計大典》 中國機械工程協(xié)會編委會 《金屬切削手冊》 上海市金屬切削技術協(xié)會編