机械制造装备设计课程设计支架钻床夹具设计【全套图纸】.doc
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1、1夹具的简介11.1夹具的功能和用途11.1.1机床夹具的功能11.1.2机床夹具应满足的要求11.2要生产的工件零件图22 夹具的结构设计32.1设计机床夹具前的准备工作:32.1.1明确工件的生产要求32.1.2充分理解工件的零件图和工序图32.2确定机床夹具的结构方案:32.2.1选择定位元件32.2.2选择加紧机构32.2.3选择导向装置42.2.4机床夹具的总体形式:52.3绘制夹具装配图52.4绘制夹具零件图:83 精度要求93.1精度标注93.1.1标注必要的尺寸、配合、公差93.1.2定位误差的分析93.2夹具精度的验算:104 结论115总装图结构126 致谢137参考资料1
2、41夹具的简介1.1夹具的功能和用途1.1.1机床夹具的功能全套图纸,加153893706(1)保证加工精度 工件通过机床夹具进行安装,包括了两层含义:一是工件通过夹具上的定位元件获得正确的位置,称为定位;二是通过加紧机构使工件的既定位置在加工过程中保持不变,称为夹紧。这样,就可以保证工件加工表面的位置精度,且精度稳定。(2)提高生产率 使用夹具来安装工件,可以减少划线,找正、对刀等辅助时间,采用多件、多工位夹具,以及气动、液压动力夹紧装置,可以进一步减少辅助时间,提高生产率。(3)扩大机床的使用范围 有些机床夹具实质上是对机床进行了部分改造,扩大了原机床的功能和使用范围。如在机床床鞍上安放镗
3、模夹具,就可以进行箱体零件的孔系加工。(4)减轻工人的劳动强度,保证生产安全。1.1.2机床夹具应满足的要求机床夹具应满足的基本要求包括下面几方面: (1)保证加工精度 这是必须做到的最基本要求。其关键是正确的定位、夹紧和导向方案,夹具制造的技术要求,定位误差的分析和验算。 (2)夹具的总体方案应与年生产纲领相适应 在大批量生产时,尽量采用快速、高效的定位、夹紧机构和动力装置,提高自动化程度,符合生产节拍要求。在中、小批量生产时,夹具应有一定的可调性,以适应多品种工件的加工。 (3)安全、方便、减轻劳动强度 机床夹具要有工作安全性考虑,必要时加保护装置。要符合工人的操作位置和习惯,要有合适的工
4、件装卸位置和空间,使工人操作方便。大批量生产和工件笨重时,更需要减轻工人劳动强度。 (4)排屑顺畅 机床夹具中积集切屑会影响到工件的定位精度,切屑的热量使工件和夹具产生热变形,影响加工精度。清理切屑将增加辅助时间,降低生产率。因此夹具设计中要给予排屑问题充分的重视。 (5)机床夹具应有良好的强度、刚度和结构工艺性 机床夹具设计时,要方便制造、检测、调整和装配,有利于提高夹具的制造精度。1.2要生产的工件零件图图1-1要加工零件支架此次课程设计要加工的工件如图1-1,此次课程设计要设计加工此零件的机床夹具。2 夹具的结构设计2.1设计机床夹具前的准备工作:2.1.1明确工件的生产要求工件的年生产
5、量是确定机床夹具总体方案的重要依据之一。如工件的年生产量很大,可采用多工件加工、机动夹紧或自动化程度较高的设计方案,采用此方案时,机床夹具的结构较复杂,制造成本较高;如工件的年生产量不大,可采用单件加工,手动夹紧的设计方案,以减小机床夹具的结构复杂程度及夹具的制作成本。2.1.2充分理解工件的零件图和工序图零件图标出了工件的尺寸、形状和位置、表面粗糙度等总体要求,它决定了工件在机床夹具中的放置方法,是设计机床夹具总体结构的依据。工序图给出了零件本工序的工序基准、已加工表面、待加工表面,以及本工序的定位、夹紧原理方案。工件的工序基准、已加工表面决定了机床夹具的方位方案,如选用平面定位、孔定位以及
6、外圆面定位等;定位方案的选择依据六点定位原理和采用的机床加工方法,定位方案不一定要定六个自由度,但要完全定位。工件的待加工表面是选择机床、刀具的依据。确定夹紧机构要依据零件的外型尺寸,选择合适的定位点,确保夹紧力安全、可靠同时夹紧机构不能与刀具的运动轨迹相冲突。2.2确定机床夹具的结构方案:2.2.1选择定位元件根据工序图给出的定位元件方案,按有关标准正确选择定位元件或定位的组合。在机床夹具的使用过程中,工件的批量越大,定位元件的磨损越快,选用标准定位元件增加了夹具零件的互换性,方便机床夹具的维修和维护。选用内六角螺栓(如图2.1)将长圆柱销定位在夹具体上,在圆柱销的面上钻四个通孔。用一面两销
7、定工件的六个自由度。2.2.2选择加紧机构(1)夹紧力的方向:夹紧力的方向要有利于工件的定位,并注意工件的刚性方向,不能使工件有脱离定位表面的趋势,防止工件在夹紧力的作用下产生变形。(2)夹紧力的作用点:夹紧力的作用点应选择在定位元件支承点的作用范围内,以及工作刚度高的位置。确保工件定位准确、不变形。(3)选择夹紧机构:在确定夹紧力的方向、作用点的同时,要确定相应的夹紧机构。确定夹紧机构要注意以下几方面的问题:安全性 夹紧机构应具备足够的强度和夹紧力,以防止以外伤及夹具操作人员。手动夹具夹紧机构的操作力不应过大,以减轻操作人员的劳动强度。夹紧机构的行程不宜过长,以提高夹具的工作效率。手动夹紧机
8、构应操作灵活、方便。选用M14的螺柱、开口垫圈和M12的外六方螺母(如图2-2)来夹紧工件。图2.1夹紧零件1.六角螺母;2.开口垫圈;3.双头螺柱(4)夹紧力的大小:夹紧力的大小一般按静力平衡条件计算,计算出夹紧力为理论夹紧力。为保证工件装夹安全可靠,实际夹紧力应等于理论夹紧力乘以系数K,一般K=1.52.5。各种典型夹紧机构的计算方法可参阅机床夹具手册。2.2.3选择导向装置导向装置是夹具保证加工精度的重要装置,如钻孔导向套、镗套、对刀装置、对定装置等,这些装置均已标准化,可按标准选择,选择固定导向套加工工件。2.2.4机床夹具的总体形式:机床夹具的总体形式一般应根据工件的形状、大小、加工
9、内容及选用机床等因素来确定。(1)确定联接体:联接体是将导向装置与夹具体联接的工件,设计时主要考虑联接体的刚性,合理布置联接体的位置,给定位元件、夹紧机构留出空间。此夹具体的联接装置通过内六角螺栓和圆柱销来定位,考虑到刚性问题,在相对应的位置上在用一个联接体支承钻套板,同样用内六角螺栓定位。(2)确定夹具体:夹具体一般是设计成平板式(有些夹具体铸造成特殊形状),保证具有足够的刚性。它用来固定定位元件、加紧机构和联接体,并于机床可靠联接。2.3绘制夹具装配图(1)装配图按1:1的比例绘制,用剖视图完整清楚地表示出夹具的主要结构及夹具的工作原理。(2)视工件为透明体,用双点划线画出主要部分(如轮廓
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