操縱桿支架加工工藝及鉆床夾具設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書

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1、 課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書 一、題 目： 操縱桿支架加工工藝及鉆床夾具設(shè)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(shè)計出高效、省力，既經(jīng)濟(jì)合理又能保證加工質(zhì)量的夾具；學(xué)會使用有關(guān)手冊及圖表資料。 設(shè)計條件：通用設(shè)備與工裝齊全.

2、 具體設(shè)計要求：設(shè)計該零件的機(jī)械加工工序夾具。設(shè)計完成后提交：課程設(shè)計說明書一本；夾具結(jié)構(gòu)設(shè)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(xué)校有關(guān)要求。 指導(dǎo)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(shè)計 2.1問題的提出 2.2夾具設(shè)計 2.3提出自己的方案，并分析利弊，選出合適的設(shè)計方案 2.4選擇加工方法 2.5夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計 結(jié)論 參考文獻(xiàn) 序 言 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是我們?nèi)跁髮W(xué)所學(xué)的《機(jī)械制造工藝學(xué)》、《機(jī)械制造裝備設(shè)計》等知識后，將理論與實踐相結(jié)合對專業(yè)知識的綜合運用訓(xùn)練，并且為我們以后做好畢業(yè)設(shè)計進(jìn)行一次綜合訓(xùn)練和準(zhǔn)備。通過機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計，應(yīng)該得到下述各方面鍛煉： 1、能熟練的運用機(jī)械制造

4、工藝學(xué)的基本理論和夾具設(shè)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(shè)計，學(xué)會工藝裝備設(shè)計的一般方法。通過親手設(shè)計夾具（或量具）的訓(xùn)練，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力。 3、課程設(shè)計過程也是理論聯(lián)系實際的過程，并學(xué)會使用手冊、查詢相關(guān)資料等，增強(qiáng)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(dá)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(yīng)該的。 1.3 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x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(jìn)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(yán)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(zhǔn)，并制定出工藝公差，利用工藝基準(zhǔn)來加工后續(xù)工序。 2.夾具設(shè)計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計專用夾具。 經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)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(jìn)行加工。 機(jī)床夾具的功能：1保證加工精度2提高生產(chǎn)率3擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍4減輕工人的勞動強(qiáng)度，保證生產(chǎn)安全 機(jī)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(biāo)準(zhǔn)元件組裝而成 機(jī)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(dǎo)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(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞

8、動強(qiáng)度，保證工藝要求孔距及孔徑為下到序做基準(zhǔn)。 2.2夾具設(shè)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(zhǔn)還是定位基準(zhǔn)，均應(yīng)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(zhǔn)的選擇 通常工件是由一組定位基準(zhǔn)在夾具中定位的。常用的組合基準(zhǔn)有：一組平面組合基準(zhǔn)、平面和曲面的組合基準(zhǔn)、平面和孔的組合基準(zhǔn)、一組孔的組合基準(zhǔn)。一般分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)定位考慮。 1、粗基準(zhǔn)的選

9、擇： 對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對于有若干個不加工表面的工件，則應(yīng)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(zhǔn)。 2、精基準(zhǔn)的選擇： 精基準(zhǔn)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(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一等問題。當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。精基準(zhǔn)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(zhǔn)，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(jié)構(gòu)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(zhǔn)，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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)，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(kuò)、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(jī)構(gòu)的設(shè)計 （1）夾緊機(jī)構(gòu)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(yīng)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(jī)構(gòu)必須可靠。夾緊機(jī)構(gòu)各元件要有足夠的強(qiáng)度和剛度，手動夾緊機(jī)構(gòu)必須保證自鎖，機(jī)動夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)有聯(lián)鎖保護(hù)裝置，夾緊行程必須足夠 5　 夾緊機(jī)構(gòu)操作必須安全、省力、方便，符合工人操作習(xí)慣 6　 夾緊機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度、自動化程度必須與生產(chǎn)綱領(lǐng)和工廠的條件相適應(yīng) （2）鉆床夾具介紹 鉆床夾具的結(jié)構(gòu)形式是根據(jù)工件的大小、形

12、狀、選用的機(jī)床及加工孔的分布形式確定的。鉆床夾具從結(jié)構(gòu)上可以分為固定式鉆床夾具、回轉(zhuǎn)式鉆床夾具、翻轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)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(yīng)固定在工作臺上 2) 翻轉(zhuǎn)式鉆床夾具適用于加工中小型工件，否則應(yīng)采用回轉(zhuǎn)式鉆床夾具 3) 當(dāng)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(yīng)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(jìn)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(shè)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(jié)構(gòu)的鉆床夾具，因焊接應(yīng)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(zhǔn)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(shè)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(zhuǎn) 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(zhuǎn)螺紋使其夾緊或松開，以便換取

14、工件 （5)鉆孔導(dǎo)向裝置 鉆床夾具中鉆頭的導(dǎo)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(shè)計及操作的簡要說明 如前所述，在設(shè)計夾具時，應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率。為此，夾具的實用性及勞動強(qiáng)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(shè)計成三角卡盤結(jié)構(gòu)，通過螺紋旋轉(zhuǎn)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(jìn)行導(dǎo)向鉆孔。 結(jié) 論 通過這次課程設(shè)計，使我對零件制造夾具設(shè)計有了進(jìn)一步的認(rèn)識，也加深了對機(jī)械制造裝配設(shè)計中所學(xué)基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)和理解。課程設(shè)計是理論聯(lián)系實際的最有效方法。在

16、具體設(shè)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(shè)計時必須考慮所設(shè)計的機(jī)構(gòu)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(shè)計夾具。 在本次設(shè)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(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)件，從現(xiàn)時以最低的成本實現(xiàn)最先進(jìn)的加工。但也有不足之處，但這次的課程設(shè)計使我獲益良多，使我真正了解了夾具設(shè)計的不易。 參考文獻(xiàn) 《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》 《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》修訂組 《機(jī)械工人切削手冊》 北京第一通用機(jī)械廠編 《機(jī)床夾具零件及部件》 中國第一拖拉機(jī)工程機(jī)械公司技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化辦公室 《組合機(jī)床設(shè)計》 大連組合機(jī)床研究所1973年編 《機(jī)械設(shè)計師實用手冊》 天津科學(xué)技術(shù)出版社 《機(jī)械設(shè)計手冊》 化學(xué)工業(yè)出版社 《機(jī)械零件設(shè)計手冊》 東北大學(xué)《機(jī)械零件設(shè)計手冊》編寫組 編 《中國機(jī)械設(shè)計大典》 中國機(jī)械工程協(xié)會編委會 《金屬切削手冊》 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會編