后盖径向孔钻模钻床夹具设计
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任务书设计课题方向：钻床夹具设计题目：后盖径向孔钻模钻床设计完成日期：2015 年 6 月 10 日一、题目来源：后盖径向孔钻模设计图 2-21 所示，工件材料为 HT200，需设计钻削 Ø10mm 和 Ø6mm 孔的固定钻模，其它加工表面均已加工，中批生产。二、设计要求：（包括原始数据、技术要求、工作要求、作品要求）按照零件图的设计要求，在调查研究、消化资料的基础上，设计用于钻削 Ø10mm 和 Ø6mm孔的固定钻模。要求完成：1.工件零件图（CAD） A42.钻床夹具二维装配图 （CAD） 1 张 A3 以上3. 钻床夹具三维零件图和装配图（PROE） 电子文档打包上交4.设计说明书 1 份 A4 纸打印装订三、个人重点： 固定钻模的设计2摘要随着不规则形状零件在现代制造业中的广泛应用，如何保证这类零件的加工精度就显得尤为重要。本文通过分析机械零件的结构特点和加工要求，制定了一套较合理的夹具设计，从而为保证该零件的加工精度将提供一种经济实用的工艺装备，具有一定的实用价值。对于夹具设计来说，最重要的就是定位、夹紧方案的确定。针对机械这个零件加工要求的特点，确定了只能用定位、夹紧的办法来加工该零件。通过对各种定位夹紧装置的分析比较，选择并组合了一套既能够满足加工要求的，又比较简洁的装置。同时，通过对一系列定位误差和夹紧力的计算，验证了该零件的加工是可以保证其要求的精度的，它的加工误差在规定的范围内。通过夹紧力的计算，也验证了零件在被夹紧的前提下，它受到的夹紧力也并不大，满足夹具设计所要求的既要保证一定的夹紧力不使工件在加工过程中发生位移，但同时又不能过大致使工件发生变形。关键词：工艺装备，夹具设计，定位，夹紧3目录第 1 章绪论 ..........................................................1第 2 章零件的分析 ....................................................22.1 零件的作用 ..................................................22.2 零件的工艺分析 ..............................................22.3 零件的技术要求 ..............................................3第 3 章 基准面的选择 ................................................43.1 粗基准的选择 ................................................43.2 精基准选择的原则 ............................................4第 4 章夹具设计………………………………………………………………………64.1 定位机构设计…………………………………………………………………64.2 定位误差分析…………………………………………………………………64.3 夹紧机构设计…………………………………………………………………74.4 导向对刀元件的设计………………………………………………………104.5 夹具体的设计………………………………………………………………114.6 设计夹具体和绘制家具图…………………………………………………124.7 夹具的装配要求……………………………………………………………134.8 夹紧设计的论证……………………………………………………………14结论语 .............................................................15参考文献 .......................................................16致谢 ...........................................................174第 1 章 绪论本设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及专业课之后进行的.这是我们对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们几年的大学生活中占有重要的地位。机械零件的工艺设计及其夹具的设计是在学完了机械制造工艺学，进行设计之后的下一个教学环节。它一方面要求学生通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行工艺及结构设计的基本能力。另一方面能让我们熟练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，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。5第 2 章 零件的分析2.1 零件的作用题目给出的后盖零件是来自某机器里的零部件。此机械零件的主要作用是载重后，使某零部件得到延伸，伸展，能有正常的缓冲作用。因此此工件的加工质量会影响机械的工作精度、使用性能和寿命。此机械零件的主要作用是支撑,装配等。2.2 零件的工艺分析机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量，节约能源，降低消耗的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度，加工操作，安全生产，技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种，上质量，上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证 [2]。在实际生产中，由于零件的生产类型、材料、结构、形状、尺寸和技术要求等不同，针对某一零件，往往不是单独在一种机床上，用某一种加工方法就能完成的，而是要经过一定的工艺过程才能完成其加工。因此，不仅要根据零件的具体要求，结合现场的具体条件，对零件的各组成表面选择合适的加工方法，还要合理地安排加工顺序，逐步地把零件加工出来。对于某个具体零件，可采用几种不同的工艺方案进行加工。虽然这些方案都可以加工出来合格的零件，但从生产效率和经济效益来看，可能其中有种方案比较合理且切实可行。因此，必须根据零件的具体要求和可能的加工条件等，拟订较为合理的工艺过程 [3]。从整体形状来看根据要求主要是加工孔和平面。具体特点和技术要求如下：①加工孔要求达到的精度等级为 。粗糙度为 ，且以平面为基8~7ITumRa2.3准，要求平行度公差为 ，主要满足加工孔的位置精度。07.②其他各个孔和面的加工都要以平面为定位基准。所以，平面的形位公差要达到6设计要求。③粗糙度为 为孔，且粗糙度为 。50Rz umRa6.1④其余未注要求的加工表面为不去除材料加工2.3 零件的技术要求其加工有三组加工。底面、侧面、孔。⑴．以底面为主要加工的表面，有底面的铣加工，其底面的粗糙度要求是 ，平面度2.3Ra公差要求是 0.03。⑵．另一组加工是侧面，其表面粗糙度要求 要求的精度等级分别是 。2.3Ra8IT⑶．一组加工是孔加工,这孔的表面粗糙度要求是 ， ，此孔是装配孔的表面粗50z3.6糙度的要求是 。2.3Ra7第 3 章 基准面的选择3.1 粗基准的选择选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位子符合图纸要求 [5]。粗基准选择应当满足以下要求：⑴．粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。⑵．选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。⑶．应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。⑷．应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。⑸．粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。3.2 精基准选择的原则⑴．基准重合原则。即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。⑵．基准统一原则，应尽可能选用统一的定位基准。基准的统一有利于保证各表面间的位置精度，避免基准转换所带来的误差，并且各工序所采用的夹具比较统一，从而可减少夹具设计和制造工作。例如：轴类零件常用顶针孔作为定位基准。车削、磨削都以顶针孔定位，这样不但在一次装夹中能加工大多书表面，而且保证了各外圆表面的同轴度及端面与轴心线的垂直度。⑶．互为基准的原则。选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基准反复加工。例如：对淬火后的齿轮磨齿，是以齿面为基准磨内孔，再以孔为基准磨齿面，这样能保证齿面余量均匀。8自为基准原则。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，可以选择加工表面本身为基准。例如：磨削机床导轨面时，是以导轨面找正定位的。此外，像拉孔在无心磨床上磨外圆等，都是自为基准的例子。此外，还应选择工件上精度高。尺寸较大的表面为精基准，以保证定位稳固可靠。并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证次机械零件在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从机械零件图分析可知，它的面而且占有的面积较大，适于作精基准使用。选择精基准的原则时，考虑的重点是有利于保证工件的加工精度并使装夹准。9第 4 章 夹具设计4.1 定位机构设计工件定位就是工件在工艺系统中的正确位置。其目的是为了保证工件与加工面的设计基准之间的位置公差和距离尺寸精度。其要求一是为了保证加工面与设计基准间的位置公差（同轴度、平行度、垂直度等） ，工件定位应使工件加工面的设计基准与机床保持一正确的位时应使工件加工面的设计基准与刀具保持一正确的位置。在空间直角坐标系中，刚体具有六个自由度，即沿 X、Y 、Z 轴移动的三个自由度和绕此三轴旋转的三个自由度。用六个合理分布的支承点限制工件的六个自由度，使工件在夹具中占据正确的位置，称为六点定位原理。现在我们就来分别限制他的自由度。4.2 定位误差分析两定位销所产生的最大转角定位误差 Ltg2maxax1：圆柱销与其相配合的基准孔之间最大的间隙max1：菱形销与其相配合的基准孔之间的最大间隙2L： 两定位销的中心距=0.018+0.014=0.032max1=0.018+0.011=0.0292L=40 mm则=9.53 =0.33′tg510移动误差 x= ==0.032mmxma1cos10由以上的计算可以看出，夹具的定位误差小于零件的位置度公差值，误差可以控图：定位机构4.3 夹紧机构设计4.3.1 切削力等参数计算（一）钻攻 2-M4 孔夹具切削力计算（6）确定机床型号并修正切削用量 初选取机床为 Z525B,机床功率 2.2Kw，查阅《机械加工工艺手册》Z525B 钻床的性能参数，并根据机床实际参数修正切削速度与主轴转速。理论选取的进给量为 f=0.23mm/s,与 Z525B 钻床匹配进给量为,f=0.32mm/s 。上述计算得主轴转速理论计算值为 n=467.21r/min,与 Z525B 钻床匹配的主轴转速n=475 r/min。那么切削速度 vc=vπ/1000=11.94m/min 。（7）计算切削力并校验机床功率A.切削时产生的钻孔切削力计算:式中计算所需的参数，查阅《机械加工工艺手册》钻削时切削速度计算公式表格中选取：C F=612、d=8mm、Z F=0.9、T=60、f=0.32mm/s、y F=0.64、k F=0.33,带入数据进行11计算得：B.切削时产生的切削扭矩值计算：式中计算所需的参数，查阅《机械加工工艺手册》钻削时切削速度计算公式表格中选取：C M=0.33、d=8mm、Z M=1.82、f=0.32mm/s、y M=0.64、k M=0.88 带入数据进行计算得：C.切削所消耗的功率值计算：D.机床功率校核计算得产生的功率 P=0.25Kw
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