翻转式杠杆臂钻夹具说明书.doc
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1、摘要根据设计规定一方面拟定了杠杆臂的基本设计思绪,通过对该零件作用分析,形位公差分析、加工工艺、工序设计完毕零件的工艺制造思绪。而后拟定了定位基准的选择,和夹紧方式的拟定,最后通过反复比对后使用三维造型软件进行了初步的草图绘制,拟定夹具的外形尺寸,然后设计钻模板和钻套等,为了简化设计减少非标零件的设计和制导致本,选用了较多的螺钉螺母等非标零件。本次夹具设计过程中夹具采用进行紧凑的设计方案,这样较为节省材料和成本,但是夹具的安装定位显得比较细致,空间运用率较高。为了方便的放入和取出工件而不对周边产生操作影响和减少生产效率,采用了钻模板的翻转设计模式,左侧的钻模板在非工作时可以方便的拉起,让工件可
2、以顺利放入,安装完毕后翻下钻模板。【关键字】杠杆臂,工艺,钻夹具 ,夹紧,定位目录 第一章 绪论31.1机床夹具介绍31.2现代夹具的发展发向31.3设计目的与任务41.4 重要研究方向与方法4第二章 零件分析62.1零件的作用62.2 零件的工艺分析6第三章 夹具设计73.1.夹具的工作原理与结构设计73.2 夹具的使用方法93.3 夹具与翻转式钻床的固定93.5夹紧力计算10第四章:翻转式钻床夹具零件的具体设计114.1钻床夹具的概括114.2 夹具零件的设计124.3夹具体的设计134.4定位销的设计134.5 钻模板以及钻套的设计13第五章 总 结20致 谢21参考文献22第一章 绪论
3、 1.1机床夹具介绍夹具从1787年至今通过了在工业发展初期。夹具仅作为加工工艺过程中的辅助工具;到后期机床、汽车、飞机等制造业大力发展后,成为重要工艺装备;直到目前近代由于世界科学技术的进步及社会生产力的迅速提高,夹具与机床的紧密结合的一路发展历程看来,夹具在工业生产中的重要地位。现代生产规定公司制造剧烈竞争夹具的应用五花八门,近年来年柔性制造系统(FMS)、数控机床(NC),加工中心(MC)和成组加工(GT)的应用使大批量生产的水平大幅提高。目前主流的夹具设计规定1.缩短夹具的制造周期快速合用于新产品设计2.提高夹具的通用性特性3.向高精度机床等应用进行发展4.合用于各种现代化制造技术的新
4、型技术5.气压液压等原动力的改善应用来提高装夹效率1.2现代夹具的发展发向 现代夹具的发展方向表现为精密化、高效化、柔性化、标准化等四个方面:1.精密化机械产品精度规定快速提高,夹具的精度规定也应当同步提高。精密化夹具的结构类型很多,比如应用于精密分度的多齿盘的精密夹具。2.高效化高效化夹具有自动化夹具、告诉化夹具、具有夹紧动力模块的夹具,该类夹具的应用将繁重的体力反复劳动力释放出来,节约了人力成本。例如高速卡盘则可保证卡爪在高速状态下仍然可以能正常夹紧工件,大幅度提高加工的效率。3.柔性化夹具的柔性化通过调组合方式适应工艺可变因素。工艺的可变因素重要有:工序特性、生产批量、工件的形状和尺寸等
5、,具有柔性化特性的新型夹具种类重要有:组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块夹具、数控夹具等,在较长时间内,夹具的柔性化趋向将是夹具发展的重要方向。4.标准化夹具的标准化与通用化是相关联的,通用化方法涉及:夹具、部件、元件、毛坯和材料的通用化夹具的标准化阶段是通用化的进一步并为工作图的审查发明了良好的条件。目前,我国已有夹具零件、部件的国家标准:GB21482249-80,GB22622269-80以及通用夹具标准,组合夹具标准等。标准化是柔性化高效化的基础,标准化的发展利于缩短生产准备周期,减少生产总成本。在现代化的机械和仪器的制造业中,运用夹具来提高加工精度和生产率,减少劳动力成本是重要的
6、目的。可以预见的是夹具四个方面发展后可保证加工质量减少生产成本。1.3设计目的与任务本次对于杠杆臂加工工艺及夹具设计的重要任务是:1.完毕杠杆臂零件加工工艺规程的制定;2.完毕钻孔专用夹具的设计。3.运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识,对的地解决一个零件在加工中的定位,夹紧以及工艺路线安排,工艺尺寸拟定等问题,保证零件的加工质量。4.提高结构设计能力。通过设计夹具的训练,获得根据被加工零件的加工规定,设计出高效,省力,经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。5.学会使用手册以及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称,出处,可以做到纯熟的运用。 1.4 重要研究方
7、向与方法具体分析零件的重要作用于零件尺寸外形结构,针对尺寸规定与形位公差规定,进行工艺设计和方案对比,择优选择,后续拟定零件的粗基准与精基准规定后,针对双工位加工的特点设计出合理的夹紧方式,保证零件的安装与定位得到充足保证。最后通过三维软件绘制三维夹具,并通过其与cad的转化功能进行转化,修改最后的工程图纸,书写全篇设计论文。第二章 零件分析2.1零件的作用课题给出的零件是机床的杠杆臂。它的重要的作用是实现机床工作部件启起、停止、变速、变向、操纵机构中的传动装置。规定该零件有足够的强度和刚度,尺寸精度,形状精度,是机床操纵机构中重要零件,影响机床操纵动作及控制机构装置运动的准确性。2.2 零件
8、的工艺分析对零件进行工艺分析就是研究、审查零件的结构工艺性。零件设计是否满足加工的工艺性和经济性规定。 图2.1杠杆臂零件产品图该零件的材料为QT500,球墨铸铁生产工艺简朴,铸造性能优良,强度刚度好、 以下是杠杆臂零件需要加工表面以及加工表面的位置规定。 该零件是机床操纵结构中一个重要零件,根据产品零件图2.1分析,有四个面需加工,2个垂直平面铣削,3个通孔需钻铰加工(即10+0.1 22+0.28 13+0.12) 。根据产品尺寸公差和形状公差规定,用普通铣床和钻床完全能保证该零件的加工质量。 第三章 夹具设计3.1.夹具的工作原理与结构设计3.1.1定位方案与定位元件:为了满足杠杆臂的需
9、要,使杠杆臂左右两端底面定位固定,因不同零件存在一定的误差,应使杠杆臂被加工两孔轴线与钻模板轴线的重合,所以将钻模板固定,又因零件规定为垂直距离,所以设计右端平面固定,左端设立螺旋辅助支撑2进行左右两端垂直距离的调整定位。使其孔轴线与钻模板轴线重合。(如图3.2所示)3.1.2夹紧机构:防止钻孔时零件晃动,应对杠杆臂的两端底面以及前后移动进行定位固定,所以在右端设计定位销7、开口垫圈6、夹紧螺母5对零件零件进行固定;定位销7通过垫圈16和六角螺母15固定于夹具体上。3.1.3其他辅助设备:考虑到零件加工存在误差,所以设计螺旋辅助支撑2可以上下升降,使所有零件都能使左右两端面同时得到固定,为防止
10、误差使加工时上下颠簸,设立锁紧螺母1对螺旋辅助支撑进行锁紧,防止钻孔时辅助支撑受力太大而下降影响加工。设计可调支撑钉11为防止钻孔时零件前后移动,影响加工精度;设计锁紧螺母10,方便了可调支撑钉11的前后移动,提高了定位固定的精度。设计定位体17为了使零件右端底面固定精度更高。(如图3.2所示) 夹紧螺母5左底面固定开口垫圈6右底面固定定位体17锁紧螺母1六角螺母15垫圈16螺旋辅助支撑2定位销7图3.1定位零件、固定零件和其他辅助零件可调支撑钉11锁紧螺母10图3.2定位零件、固定零件和其他辅助零件图3.3夹紧机构3.2 夹具的使用方法被加工零件放在夹具体上时以右端底面与夹具体接触面重合为基
11、准,将被加工零件右端底面放在平面上,调整螺旋辅助支撑2使零件左右底面同时接触夹具,拧紧锁紧螺母1是螺旋辅助支撑固定;调整可调支撑钉11使被加工零件的垂直孔轴线与钻套轴线重合,拧紧定位销7使零件固定于夹具体上。3.3 夹具与翻转式钻床的固定夹具夹紧杠杆臂后,加工的时候将承受向下、向内的力以及钻孔时的旋转力,夹具将会受力而产生直线以及旋转运动,所以夹具固定在钻床上应受到约束,因夹具夹紧零件加工时,不因受力而产生位移,影响加工精度,所以对夹具的下面以及左面进行固定。3.4定位误差分析本夹具选用的定位元件为一面两销定位。其定位误差重要为:销与孔的配合0.05mm,铣/钻模与销的误差0.02mm,铣/钻
12、套与衬套0.029mm由公式 e=(H/2+h+b)max/Hmax=(0.052+0.022+0.0292)1/2=0.06mme=0.0630/32=0.05625可见这种定位方案是可行的。3.5夹紧力计算本夹具是在钻床上使用的,用于定位螺钉的不仅起到定位用,还用于夹紧,为了保证工件在加工工程中不产生振动,必须对“17”六角螺母和”11”螺母螺钉施加一定的夹紧力。由计算公式 Fj=FsL/(d0tg(+1)/2+rtg2) (3-1) Fj沿螺旋轴线作用的夹紧力 Fs作用在六角螺母L作用力的力臂(mm) d0螺纹中径(mm)螺纹升角()1螺纹副的当量摩擦()2螺杆(或螺母)端部与工件(或压
13、块)的摩擦角()r螺杆(或螺母)端部与工件(或压块)的当量摩擦半径()根据参考文献6其回归方程为FjktTs其中Fj螺栓夹紧力(N); kt力矩系数(cm1) Ts作用在螺母上的力矩(N.cm);Fj =52023=10000N第四章:翻转式钻床夹具零件的具体设计4.1钻床夹具的概括钻床夹具的特点1)保证工件的加工精度 专用夹具应有合理的定位方案,合适的尺寸,公差和技术规定,并进行必要的精度分析,保证夹具能满足工件的加工精度规定。2)提高生产效率 专业夹具的复杂限度要与工件的生产大纲相适应,应根据工件生产批量的大小选用不同复杂限度的高效夹紧装置,以缩短辅助时间,以提高生产效率。3)工艺性好 专
14、用夹具的结构简朴合理,便于加工,装配,检查和维修。专用夹具的生产属于批量生产4)使用性好 专用夹具的操作应简朴,省力,安全可靠,排屑应方便,必要时可设立排屑机构。5)经济型好 除考虑专用夹具自身结构简朴,标准化限度高,成本低廉外,还应根据生产大纲对夹具方案进行必要的经济分析,以提高夹具在生产中的经济效益。钻床夹具的设计要点1、钻套 钻套的作用是拟定钻头,铰刀等刀具的轴线位置,防止刀具在加工过程中发生偏斜。根据使用二点,钻套可分为固定式,可换式,快换式等多种结构形式(1)固定钻套 固定钻套直接被压在钻模板上,其位置精度规定较高,但磨损后不易更换,钻模板较薄时,为使钻套具有足够的引导长度,赢采用有
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