傳動軸凸緣叉夾具設(shè)計

傳動軸凸緣叉夾具設(shè)計,傳動軸,凸緣,夾具,設(shè)計 目 錄 序 言 ……………………………………………………… 2 第一節(jié) 專用夾具設(shè)計的基本要求 …………………………… 2 第二節(jié) 專用夾具設(shè)計的規(guī)范化程序 ………………………… 3 第三節(jié) 零件分析 ……………………………………………9 3.1零件結(jié)構(gòu)功用分析 ………………………………10 3.2零件圖紙分析 …………………………………10 3.3主要技術(shù)條件 …………………………………10 第四節(jié) 鉆4χφ16孔夾具設(shè)計 …………………………… 10 第五節(jié)　設(shè)計體會 ……………………………………………13 參考資料 ……………………………………………………15 序言: 夾具設(shè)計一般是在零件的機(jī)械加工工藝過程制訂之后按照某一工序的具體要求進(jìn)行的。制訂工藝過程，應(yīng)充分考慮夾具實現(xiàn)的可能性，而設(shè)計夾具時，如確有必要也可以對工藝過程提出修改意見。夾具的設(shè)計質(zhì)量的高低，應(yīng)以能否穩(wěn)定地保證工件的加工質(zhì)量，生產(chǎn)效率高，成本低，排屑方便，操作安全、省力和制造、維護(hù)容易等為其衡量指標(biāo)。 第一節(jié) 專用夾具設(shè)計的基本要求 一個優(yōu)良的機(jī)床夾具必須滿足下列基本要求： （1）保證工件的加工精度 保證加工精度的關(guān)鍵，首先在于正確地選定定位基準(zhǔn)、定位方法和定位元件，必要時還需進(jìn)行定位誤差分析，還要注意夾具中其他零部件的結(jié)構(gòu)對加工精度的影響，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。 （2）提高生產(chǎn)效率 專用夾具的復(fù)雜程度應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，應(yīng)盡量采用各種快速高效的裝夾機(jī)構(gòu)，保證操作方便，縮短輔助時間，提高生產(chǎn)效率。 （3）工藝性能好 專用夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單、合理，便于制造、裝配、調(diào)整、檢驗、維修等。 專用夾具的制造屬于單件生產(chǎn)，當(dāng)最終精度由調(diào)整或修配保證時，夾具上應(yīng)設(shè)置調(diào)整和修配結(jié)構(gòu)。 （4）使用性能好 專用夾具的操作應(yīng)簡便、省力、安全可靠。在客觀條件允許且又經(jīng)濟(jì)適用的前提下，應(yīng)盡可能采用氣動、液壓等機(jī)械化夾緊裝置，以減輕操作者的勞動強(qiáng)度。專用夾具還應(yīng)排屑方便。必要時可設(shè)置排屑結(jié)構(gòu)，防止切屑破壞工件的定位和損壞刀具，防止切屑的積聚帶來大量的熱量而引起工藝系統(tǒng)變形。 （5）經(jīng)濟(jì)性好 專用夾具應(yīng)盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)元件和標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，力求結(jié)構(gòu)簡單、制造容易，以降低夾具的制造成本。因此，設(shè)計時應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)對夾具方案進(jìn)行必要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，以提高夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)效益。 第二節(jié) 專用夾具設(shè)計的規(guī)范化程序 一、夾具設(shè)計規(guī)范化概述 1．夾具設(shè)計規(guī)范化的意義 研究夾具設(shè)計規(guī)范化程序的主要目的在于： （1）保證設(shè)計質(zhì)量，提高設(shè)計效率 夾具設(shè)計質(zhì)量主要表現(xiàn)在： 1）設(shè)計方案與生產(chǎn)綱領(lǐng)的適應(yīng)性； 2）高位設(shè)計與定位副設(shè)置的相容性； 3）夾緊設(shè)計技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的先進(jìn)性； 4）精度控制項目的完備性以及各控制項目公差數(shù)值規(guī)定的合理性； 5）夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計的工藝性； 6）夾具制造成本的經(jīng)濟(jì)性。 有了規(guī)范的設(shè)計程序，可以指導(dǎo)設(shè)計人員有步驟、有計劃、有條理地進(jìn)行工作，提高設(shè)計效率，縮短設(shè)計周期。 （2）有利于計算機(jī)輔助設(shè)計 有了規(guī)范化的設(shè)計程序，就可以利用計算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計，實現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計，減輕設(shè)計人員的負(fù)擔(dān)。利用計算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計，除了進(jìn)行精度設(shè)計之外，還可以尋找最佳夾緊狀態(tài)，利用有限元法對零件的強(qiáng)度、剛度進(jìn)行設(shè)計計算，實現(xiàn)包括繪圖在內(nèi)的設(shè)計過程的全部計算機(jī)控制。 （3）有利于初學(xué)者盡快掌握夾具設(shè)計的方法 近年來，關(guān)于夾具設(shè)計的理論研究和實踐經(jīng)驗總結(jié)已日見完備，在此基礎(chǔ)上總結(jié)出來的夾具規(guī)范化設(shè)計程序，使初級夾具設(shè)計人員的設(shè)計工作提高到了一個新的科學(xué)化水平。 2．夾具設(shè)計精度的設(shè)計原則 要保證設(shè)計的夾具制造成本低，規(guī)定零件的精度要求時應(yīng)遵循以下原則： （1）對一般精度的夾具 1）應(yīng)使主要組成零件具有相應(yīng)終加工方法的平均經(jīng)濟(jì)精度； 2）應(yīng)按獲得夾具精度的工藝方法所達(dá)到的平均經(jīng)濟(jì)精度，規(guī)定基礎(chǔ)件夾具體加工孔的形位公差。 對一般精度或精度要求低的夾具，組成零件的加工精度按此規(guī)定，既達(dá)到了制造成本低，又使夾具具有較大精度裕度，能使設(shè)計的夾具獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效果。 （2）對精密夾具 除遵循一般精度夾具的兩項原則外，對某個關(guān)鍵零件，還應(yīng)規(guī)定與偶件配作或配研等，以達(dá)到無間隙滑動等。 二、夾具設(shè)計的規(guī)范程序 工藝人員在編制零件的工藝規(guī)程時，便會提出相應(yīng)的夾具設(shè)計任務(wù)書，經(jīng)有關(guān)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)后下達(dá)給夾具設(shè)計人員。夾具設(shè)計人員根據(jù)任務(wù)書提出的任務(wù)進(jìn)行夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計?，F(xiàn)將夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計的規(guī)范化程序具體分述如下。 　　1．明確設(shè)計要求，認(rèn)真調(diào)查研究，收集設(shè)計資料 （1）仔細(xì)研究零件工作圖、毛坯圖及其技術(shù)條件。 （2）了解零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)、投產(chǎn)批量以及生產(chǎn)組織等有關(guān)信息。 （3）了解工件的工藝規(guī)程和本工序的具體技術(shù)要求，了解工件的定位、夾緊方案，了解本工序的加工余量和切削用量的選擇。 （4）了解所使用量具的精度等級、刀具和輔助工具等的型號、規(guī)格。 （5）了解本企業(yè)制造和使用夾具的生產(chǎn)條件和技術(shù)現(xiàn)狀。 （6）了解所使用機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù)、性能、規(guī)格、精度以及與夾具連接部分結(jié)構(gòu)的聯(lián)系尺寸等。 （7）準(zhǔn)備好設(shè)計夾具用的各種標(biāo)準(zhǔn)、工藝規(guī)定、典型夾具圖冊和有關(guān)夾具的設(shè)計指導(dǎo)資料等。 （8）收集國內(nèi)外有關(guān)設(shè)計、制造同類型夾具的資料，吸取其中先進(jìn)而又能結(jié)合本企業(yè)實際情況的合理部分。 　　2．確定夾具的結(jié)構(gòu)方案 　在廣泛收集和研究有關(guān)資料的基礎(chǔ)上，著手?jǐn)M定夾具的結(jié)構(gòu)方案，主要包括： 　 （1）根據(jù)工藝的定位原理，確定工件的定位方式，選擇定位元件。 （2）確定工件的夾緊方案和設(shè)計夾緊機(jī)構(gòu)。 （3）確定夾具的其它組成部分，如分度裝置、對刀塊或引導(dǎo)元件、微調(diào)機(jī)構(gòu)等。 （4）協(xié)調(diào)各元件、裝置的布局，確定夾具體的總體結(jié)構(gòu)和尺寸。 　在確定方案的過程中，會有各種方案供選擇，但應(yīng)從保證精度和降低成本的角度出發(fā)，選擇一個與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)的最佳方案。 　　3．繪制夾具總圖 　繪制夾具總圖通常按以下步驟進(jìn)行： （1）遵循國家制圖標(biāo)準(zhǔn)，繪圖比例應(yīng)盡可能選取1﹕1，根據(jù)工件的大小時，也可用較大或較小的比例；通常選取操作位置為主視圖，以便使所繪制的夾具總圖具有良好的直觀性；視圖剖面應(yīng)盡可能少，但必須能夠清楚地表達(dá)夾具各部分的結(jié)構(gòu)。 （2）用雙點(diǎn)劃線繪出工件輪廓外形、定位基準(zhǔn)和加工表面。將工件輪廓線視為“透明體”，并用網(wǎng)紋線表示出加工余量。 （3）根據(jù)工件定位基準(zhǔn)的類型和主次，選擇合適的定位元件，合理布置定位點(diǎn)，以滿足定位設(shè)計的相容性。 （4）根據(jù)定位對夾緊的要求，按照夾緊五原則選擇最佳夾緊狀態(tài)及技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的夾緊系統(tǒng)，畫出夾緊工件的狀態(tài)。對空行和較大的夾緊機(jī)構(gòu)，還應(yīng)用雙點(diǎn)劃線畫出放松位置，以表示出和其他部分的關(guān)系。 （5）圍繞工件的幾個視圖依次繪出對刀、導(dǎo)向元件以及定向鍵等。 （6）最后繪制出夾具體及連接元件，把夾具的各組成元件和裝置連成一體。 （7）確定并標(biāo)注有關(guān)尺寸 夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注的有以下五類尺寸： 　1）夾具的輪廓尺寸：即夾具的長、寬、高尺寸。若夾具上有可動部分，應(yīng)包括可動部分極限位置所占的空間尺寸。 　2）工件與定位元件的聯(lián)系尺寸：常指工件以孔在心軸或定位銷上（或工件以外圓在內(nèi)孔中）定位時，工件定位表面與夾具上定位元件間的配合尺寸。 　3）夾具與刀具的聯(lián)系尺寸：用來確定夾具上對刀、導(dǎo)引元件位置的尺寸。對于銑、刨床夾具，是指對刀元件與定位元件的位置尺寸；對于鉆、鏜床夾具，則是指鉆（鏜）套與定位元件間的位置尺寸，鉆（鏜）套之間的位置尺寸，以及鉆（鏜）套與刀具導(dǎo)向部分的配合尺寸等。 4）夾具內(nèi)部的配合尺寸：它們與工件、機(jī)床、刀具無關(guān)，主要是為了保證夾具裝置后能滿足規(guī)定的使用要求。 5）夾具與機(jī)床的聯(lián)系尺寸：用于確定夾具在機(jī)床上正確位置的尺寸。對于車、磨床夾具，主要是指夾具與主軸端的配合尺寸；對于銑、刨床夾具，則是指夾具上的定向鍵與機(jī)床工作臺上的T型槽的配合尺寸。標(biāo)注尺寸時，常以夾具上的定位元件作為相互位置尺寸的基準(zhǔn)。 　　上述尺寸公差的確定可分為兩種情況處理：一是夾具上定位元件之間，對刀、導(dǎo)引元件之間的尺寸公差，直接對工件上相應(yīng)的加工尺寸發(fā)生影響，因此可根據(jù)工件的加工尺寸公差確定，一般可取工件加工尺寸公差的1/3~1/5；二是定位元件與夾具體的配合尺寸公差，夾緊裝置各組成零件間的配合尺寸公差等，則應(yīng)根據(jù)其功用和裝配要求，按一般公差與配合原則決定。 （8）規(guī)定總圖上應(yīng)控制的精度項目，標(biāo)注相關(guān)的技術(shù)條件 夾具的安裝基面、定向鍵側(cè)面以及與其相垂直的平面（稱為三基面體系）是夾具的安裝基準(zhǔn)，也是夾具的測量基準(zhǔn)，因而應(yīng)該以此作為夾具的精度控制基準(zhǔn)來標(biāo)注技術(shù)條件。在夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注的技術(shù)條件（位置精度要求）有如下幾個方面： 1）定位元件之間或定位元件與夾具體底面間的位置要求，其作用是保證工件加工面與工件定位基準(zhǔn)面間的位置精度。 2）定位元件與連接元件（或找正基面）間的位置要求。 3）對刀元件與連接元件（或找正基面）間的位置要求。 4）定位元件與導(dǎo)引元件的位置要求。 5）夾具在機(jī)床上安裝時位置精度要求。 上述技術(shù)條件是保證工件相應(yīng)的加工要求所必需的，其數(shù)量應(yīng)取工件相應(yīng)技術(shù)要求所規(guī)定數(shù)值的1/3~1/5。當(dāng)工件沒注明要求時，夾具上的那些主要元件間的位置公差，可以按經(jīng)驗取為（100﹕0.02）~（100﹕0.05）mm，或在全長上不大于0.03~0.05mm。 （9）編制零件明細(xì)表 夾具總圖上還應(yīng)畫出零件明細(xì)表和標(biāo)題欄，寫明夾具名稱及零件明細(xì)表上所規(guī)定的內(nèi)容。 4．夾具精度校核 在夾具設(shè)計中，當(dāng)結(jié)構(gòu)方案擬定之后，應(yīng)該對夾具的方案進(jìn)行精度分析和估算；在夾具總圖設(shè)計完成后，還應(yīng)該根據(jù)夾具有關(guān)元件的配合性質(zhì)及技術(shù)要求，再進(jìn)行一次復(fù)核。這是確保產(chǎn)品加工質(zhì)量而必須進(jìn)行的誤差分析。 5．繪制夾具零件工作圖 夾具總圖繪制完畢后，對夾具上的非標(biāo)準(zhǔn)件要繪制零件工作圖，并規(guī)定相應(yīng)在的技術(shù)要求。零件工作圖應(yīng)嚴(yán)格遵照所規(guī)定的比例繪制。視圖、投影應(yīng)完整，尺寸要標(biāo)注齊全，所標(biāo)注的公差及技術(shù)條件應(yīng)符合總圖要求，加工精度及表面光潔度應(yīng)選擇合理。 在夾具設(shè)計圖紙全部完畢后，還有待于精心制造和實踐和使用來驗證設(shè)計的科學(xué)性。經(jīng)試用后，有時還可能要對原設(shè)計作必要的修改。因此，要獲得一項完善的優(yōu)秀的夾具設(shè)計，設(shè)計人員通常應(yīng)參與夾具的制造、裝配，鑒定和使用的全過程。 6．設(shè)計質(zhì)量評估 夾具設(shè)計質(zhì)量評估，就是對夾具的磨損公差的大小和過程誤差的留量這兩項指標(biāo)進(jìn)行考核，以確保夾具的加工質(zhì)量穩(wěn)定和使用壽命。 第三節(jié) 零件分析 3.1零件結(jié)構(gòu)功用分析： 題目所給的零件是常見零件的一種——拔叉類零件，它的應(yīng)用范圍很廣。由于它們功用的不同，該類零件的結(jié)構(gòu)和尺寸有著很大的差異，但結(jié)構(gòu)上仍有共同特點(diǎn)：零件的主要表面為精度要求較高的孔及其平面，零件由內(nèi)孔、外圓、端面等表面構(gòu)成。 3.2零件圖紙分析： 由零件圖可知，該零件形狀較為復(fù)雜、外形尺寸不大，可以采用鑄造毛坯。由于該零件的兩個φ39孔要求較高，它的表面質(zhì)量直接影響工作狀態(tài)，通常對其尺寸要求較高。一般為IT7-IT9。加工時兩φ39孔的與其平面的垂直度要求較高.應(yīng)該控制在0.05mm以內(nèi)。 3.3主要技術(shù)條件： ⑴ 孔徑精度：兩φ39孔的孔徑的尺寸誤差和形狀誤差會影響到工作狀態(tài)，因此對孔的要求較高，其孔的尺寸公差為IT7 ⑵ 主要平面的精度：由于φ39端面加工過程中常作為定位基面，則會影響孔的加工精度，因此須規(guī)定其加工要求。 ⑶ 4χφ16四孔對B,C面均有位置度要求. 第四節(jié) 鉆4χφ16孔夾具. 設(shè)計任務(wù) 設(shè)計在成批生產(chǎn)條件下,在通用立式鉆床上鉆φ16孔的鉆床夾具. 1、φ16可一次鉆削保證.該孔在軸線方向的設(shè)計基準(zhǔn)是以鉆套的中心線的，設(shè)計基準(zhǔn)是以φ95外圓與另一橫孔φ39軸線.. 2、定位基準(zhǔn)的選擇 工序結(jié)合面是已加工過的平面，且又是本工序要加工的孔的設(shè)計基準(zhǔn)，按照基準(zhǔn)重合原則,選擇它作為定位基準(zhǔn)是比較恰當(dāng)?shù)摹Ｒ虼?，選擇結(jié)合面與外圓作為定位比較合理。 3、切削力及夾緊力的計算 刀具：麻花鉆，dw=16mm, 則F=9.81×54.5 ap0.9af0.74ae1.0Zd0-1.0δFz (《切削手冊》) 查表得：d0=16mm,ae=195, af =0.2, ap =9.5mm, δFz =1.06所以： F=(9.81×54.5×2.50.9×0.20.74×192×16×1.06) ÷20=79401N 查表可得，鉆削水平分力，垂直分力，軸向力與圓周分力的比值： FL/ FE=0.8, FV / FE =0.6, FX / Fe =0.53 故FL=0.8 FE =0.8×79401=63521N FV=0.6 FE=0.6×79401=47640N FX =0.53 FE=0.53×79401=42082N 在計算切削力時，必須考慮安全系數(shù)，安全系數(shù) K=K1K2K3K4 式中：K1 —基本安全系數(shù)，2.5 K2—加工性質(zhì)系數(shù)，1.1 K3—刀具鈍化系數(shù)，1.1 K2—斷續(xù)切削系數(shù)，1.1 則F/=K FH=2.5×1.1×1.1×1.1×63521 =211366N 選用螺旋—板夾緊機(jī)構(gòu)，故夾緊力 fN=1/2 F/ f為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù)，f=0.25 則 N=0.5×211366÷0.25=52841N 4、操作的簡要說明 在設(shè)計夾具時，為降低成本，可選用手動螺桿夾緊，本道工序的鉆床夾具就是選擇了手動螺旋—壓板夾緊機(jī)構(gòu)。由于本工序是粗加工，切削力比較大，為夾緊工件，勢必要求工人在夾緊工件時更加吃力，增加了勞動強(qiáng)度，因此應(yīng)設(shè)法降低切削力?？梢圆扇〉拇胧┦翘岣呙鞯闹圃炀?，使最大切削深度降低，以降低切削力。下圖為本序的夾緊裝配圖. 5、工序精度分析 在夾具設(shè)計中，當(dāng)結(jié)構(gòu)方案確定后，應(yīng)對所設(shè)計的夾具進(jìn)行精度分析和誤差計算。影響設(shè)計尺寸的各項誤差分析 1、重合,故產(chǎn)生定位誤差。定位尺寸公差=02mm，在加工尺寸方向上的投影，的方向與加工方向是一致的，所以=0.2mm,因為平面定位。所以 故 2、垂直度所引起的夾具安裝誤差，對工序尺寸的影響均小，既可以忽略不計。面到鉆套座孔之間的距離公差，按工件相應(yīng)尺寸公差的五分之一，。 通常不超過0.005mm.。偏移 用概率法相加總誤差為： 098137mm<0.2mm 從以上的分析可見，所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。當(dāng)上述各種元件的結(jié)構(gòu)和布置確定之后，也就基本上決定了夾具體和夾具整體結(jié)構(gòu)的型式。 繪圖時先用雙點(diǎn)劃線（細(xì)線）繪出工件，然后在各個定位面繪制出定位元件和夾緊機(jī)構(gòu)，就形成了夾具體。并按要求標(biāo)注夾具有關(guān)的尺寸、公差和技術(shù)要求。 第五節(jié)　設(shè)計體會 課程設(shè)計是對我們所學(xué)課程知識的總結(jié)。通過課程設(shè)計可以體現(xiàn)出我們在校期間的學(xué)習(xí)程度。從而對我們所學(xué)專業(yè)知識做出有力判斷。從我們拿到零件圖紙的第一天開始，我們的老師就詳細(xì)給我們講了設(shè)計的步驟，還安排了輔導(dǎo)時間。為我們圓滿的完成任務(wù)奠定了良好的基礎(chǔ)。我們以前所接觸的只是課本上的知識，對機(jī)械加工工藝只有側(cè)面的了解。但是同過這次設(shè)計，我們才全方位的懂得了什么是機(jī)械設(shè)計，從而更加了解了我們的專業(yè)。 剛開始設(shè)計的時候，總覺的難度很大，不知道從什么地方下手，對一些設(shè)計的步驟根本不知道怎么安排，怎么設(shè)計。老師給我們詳細(xì)講解了機(jī)械設(shè)計應(yīng)注意的條件，讓我們先從分析零件圖開始。 在設(shè)計期間，我們第一次接觸了機(jī)械加工工藝的設(shè)計，對我有了很大提高。遇到不懂的問題時，指導(dǎo)老師們都能細(xì)心的幫助我。同學(xué)之間雖然每個人的設(shè)計課題不一樣，但我們之間還是會經(jīng)常討論，互相幫助，不緊學(xué)會了知識，而且還鍛煉了我們的團(tuán)隊精神。在這次設(shè)計中，要感謝我們的指導(dǎo)老師，他們在設(shè)計期間為我們的解決了很多難題。相信我們通過這次設(shè)計，一定會在以后的工作崗位中更好的發(fā)揮。 參 考 資 料 1.《機(jī)械制圖》 教材 2.《機(jī)械設(shè)計》 教材 3.《金屬切削原理》 教材 4.<<機(jī)械工程材料>> 教材 5.<<金屬工藝學(xué)>> 教材 6.<<機(jī)械制造工藝學(xué)>> 教材 7.<<機(jī)床夾具設(shè)計>> 教材 8.<<機(jī)床夾具設(shè)計手冊>> 機(jī)械工業(yè)出版社 9.<<機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書>> 哈工大出版社 10.<<切削用量手冊 >> 機(jī)械工業(yè)出版社 11.<<機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計指導(dǎo)>> 冶金工業(yè)出版社 15