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2.1.夹具装配图上标注的尺寸12
2.2.夹具装配图上应标注的技术要求12
3.夹具零件图上应标注的尺寸和技术条件。
13
3.1夹具零件图上标注的尺寸(夹具的底座)13
3.2夹具零件图上应标注的技术要求13
4.方案设计论证15
4.1设计方法与结果15
感想16
致谢17
参考文献18
序言
机械制造装备设计课程设计是机械设计中的一个重要的实践性教学环节,也是机械设计与制造专业学生应该学习的一门主要专业课。
其目的在于:
〔1〕培养学生综合运用机械设计基础以及其他先修课程的理论知识和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力,通过课程设计可以巩固和加深有关机械课设方面的理论知识。
〔2〕学习和掌握一般机械设计的基本方法和步骤。
培养独立设计能力,为以后的专业课程及毕业设计打好基础,做好准备。
〔3〕使学生具有运用标准、规范手册、图册和查询有关设计资料的能力。
零件在工艺规程之后,就要按工艺规程顺序进行加工。
在加工中除了需要机床、刀具、量具之外,成批生产时还要用机床夹具。
它们是机床和工件之间的连接装置,使工件相对于机床获得正确的位置。
机床夹具的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度和加工精度。
通常把确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程,称为定位。
当工件定位后,为了避免在加工中受到切削力、重力等的作用而使工件的既有位置遭到破坏,还应该用一定的机构或装置将工件加以固定。
使工件在加工过程中保持定位位置不变的操作,称为夹紧。
将工件定位、夹紧的过程称为装夹。
工件装夹是否正确、迅速、方便和可靠,将直接影响工件的加工质量、生产效率、制造成本和操作安全。
在成批、大量生产中,工件的装夹是通过机床夹具来实现的。
关键词:
装备、工艺、夹紧、安全
1.专用夹具设计
1.1设计前的准备工作
1.1.1.明确工件的年生产纲领
它是夹具总体方案确定的依据之一,它决定了夹具的复杂程度和自动化程度。
如大批量生产时,一般选择机动、多工件同时加工,自动化程度高的方案,结构也随之复杂,成本也提高较多。
1.1.2.熟悉工件零件图和工序图
零件图给出了工件的尺寸、形状和位置、表面粗糙度等精度的总体要求,工序图则给出了夹具所在工序的零件的工序基准、工序尺寸、已加工表面、待加工表面、以及本工序的定位、夹紧原理方案,这是夹具设计的直接依据。
`
已知待加工工件零件图如上图所示,零件材料为45钢,加工Φ24H7的孔(前工序已将各部尺寸加工完成)。
1.1.3.加工方法
了解工艺规程中本工序的加工内容,机床、刀具、切削用量、工步安排、工时定额,同时加工零件数。
这些是在考虑夹具总体方案、操作、估算夹紧力等方面必不可少的,根据所给零件图可知,本道工序的内容是钻Φ24的孔。
1.2.总体方案的确定
1.2.1.定位方案
工序图只是给出了原理方案,此时应仔细分析本工序的工序内容及加工精度要求,按照六点定位原理和本工序的加工精度要求,确定具体的定位方案和定位元件,要拟定几种具体方案进行比较,选择或组合最佳方案。
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。
选用四个外六方螺栓和两圆柱销将钻模板支撑定位在夹具体上,用两个支撑板、两个支撑钉和一个菱形销限制工件的六个自由度。
根据本次夹具设计的零件,我设计的定位方案为支撑板、支撑钉和菱形销组合定位,可以制工件的六个自由度。
1.2.2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,导致工件。
(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:
①夹紧机构应具备足够的强度和夹紧力,确保工件夹紧牢固。
②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。
③夹紧机构的行程不宜过长,以提高夹具的工作效率。
根据所给工件的形状、尺寸,选用螺栓,螺母与压板来夹紧工件。
确定夹紧力的方向、作用点,以及夹紧元件或夹紧机构,估算夹紧力大小,要选择和设计动力源。
夹紧方案也需反复分析比较,并最终确定最佳设计方案。
方案一使用螺旋夹紧机构;
方案二使用螺栓,螺母与压板夹紧机构;
由于工件批量小,宜用简单的手动装置。
工件较小,厚度较小,因此,不易使用夹紧力较大的夹紧机构,使用螺栓,螺母与压板夹紧机构可以使工件装卸迅速、方便。
定位方案选择的是支撑板、支撑钉和菱形销组合定位,此夹紧机构合适于本方案,所以采用方案二较为合理。
1.2.3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,由于加工Φ14的孔需要钻——扩——铰工序,为提高加工效率,故选择快换导向套加工工件。
快换钻套图如下图所示:
快换钻套(图)
1.2.4.夹具体
用来安装和固定定位元件,夹紧机构和钻模板的实体。
具体大小根据整个机构的大小而调整,要保证机构的稳定,所以形位公差有较严格的要求。
夹具体如下图所示:
夹具体及钻模支撑板
1.3.绘制夹具装配图
1
把工件视为透明体,用双点划线画出零件轮廓,作出定位面、夹紧面和加工的孔,无关的定位表面可以省略。
1.3.2.定位、夹紧、导向,夹具体
画出定位元件和导向元件,按夹紧状态画出夹紧元件或夹紧机构,画出夹具体,其他元件或机构,以及上述各元件与夹具体的联结,使夹具形成一体,标注必要的尺寸,配合和技术条件。
对零件编号,填写标题栏和零部件明细表。
其中还要在定位,导向完成后进行定位精度的定性分析。
其中装配图主视图如下所示:
夹具装配图主视图
(1)总装配图应按国家标准尽可能按比例1:
1绘制,这样图样有良好的直观性。
主视图应按操作实际位置布置,三视图要能完整清楚表示出夹具的工作原理和结构;
(2)视工件为透明体,用双点画线画出主要部分(如轮廓,定位以及夹紧面和加工孔)。
画出定位元件、夹紧机构、导向装置和各支撑的位置;
(3)按照夹紧状态画出夹紧元件和夹紧机构;
(4)画出夹具体及其他联接用的元件(联接体、螺钉、螺母等),将夹具各组成元件组合成一体;
(5)标注必要的尺寸、配合、公差等。
①夹具的外形尺寸,所设计夹具的最大长、宽、高尺寸;
②夹具与钻头的联系尺寸,如钻模套对钻头的引导所需要的配合尺寸要求。
③夹具中所有有配合关系的元件间应标注尺寸和配合种类。
④各定位元件之间,定位元件与导向元件之间,各导向元件之间应标注装配后的位置尺寸和形位公差。
(6)标注技术条件。
①定位元件的定位面间相互位置精度。
②定位元件的定位表面与夹具安装底面的位置精度。
③定位表面与导向元件间的位置精度。
④导向元件工作面间的位置精度。
(7)对零件编号,填写标题栏和零件明细表。
每一个零件都必须有自己的编号,此编号是唯一的。
在工厂的生产活动中,生产部件按零件编号生产、查找工作。
完整填写标题栏,如装配图号、名称、单位、设计者、比例等。
完整填写明细表,一般来说,加工工件填写在明细表的下方,标准件、装配件填写在明细表的上方。
注意:
不能遗漏加工工件和标准件、配套件等。
2.夹具装配图上应标注的尺寸和技术条件
夹具装配图上应标注必要的尺寸和技术要求,主要目的是为了检验本工序零件加工表面的形状,位置和尺寸精度在夹具中是否可以达到,为了设计夹具零件图,也为了夹具装配和装配精度的检测。
2.1.夹具装配图上标注的尺寸
1)夹具外形轮廓尺寸:
总长为246mm,总宽为394mm,总高为265mm。
2)夹具与钻头的联系尺寸,如钻模套对钻头引导所需要的配合要求为H7/n6。
3)夹具中工件与定位元件间,导向元件与钻头、衬套间,夹具中所有相互间有配合关系元件应标注配合尺寸H7/n6。
4)各定位元件之间,定位元件与导向元件之间,各导向元件之间装配后的位置尺寸及公差:
114±
0.01。
上述联系尺寸和位置尺寸的公差,一般取工件的相应公差的1/3~1/5大小,取1/4。
2.2.夹具装配图上应标注的技术要求
应标注的技术要求包括:
相关元件表面间的位置精度,主要表面形状精度,保证装配精度和检测的特殊要求,以及调整、操作等必要的说明。
通常有以下几方面:
1)定位元件的定位表面间相互位置精度。
2)定位元件的定位表面与夹具安装基面、定向基面间的相互位置精度。
3)定位表面与导向元件工作面间的相互位置精度。
4)各导向元件的工作面间的相互位置精度。
5)夹具上有检测基准面的话,还应标注定位表面,导向工作面与该基准面间的位置精度。
对于不同的机床夹具,对于夹具的具体结构和使用要求,应进行具体分析,订出该夹具的具体的技术要求。
设计中可以参考机床夹具设计手册以及同类夹具的图样资料等。
1.夹具零件图上应标注的尺寸和技术条件。
零件图上应标注必要的尺寸和技术要求,标注的主要目的是保证夹具体各个零件之间的尺寸要求和安装配合后的精度要求,也是为了各夹具零件加工后进行安装配合能满足制造工件的要求。
3.1夹具零件图上标注的尺寸(夹具的底座)
1)夹具底座的外形尺寸
2)夹具体的底座上的各螺纹孔之间的位置尺寸要求,定位销的配做精度要求。
3.2夹具零件图上应标注的技术要求
1)夹具底座下表面和上表面的粗糙度要求,上表面本身的平面度要求,上下表面之间的平行度要求。
其中钻模板支撑的零件图如下所示:
4.方案设计论证
(1)首先根据已知工件的需要,选择加工机床,应选用立式钻床加工比较合理。
(2)其次工件主要定位部分为一面两孔,所以在本方案中用一面两销定位,正好满足六点定位原理,故此工件就采用这种方法进行定位。
(3)最后将一面两销先固定在一竖直板(定位板)上,利用外六方螺母和短圆柱定位销、削边销进行定位,一面两销把工件定位后,可利用快速螺旋夹紧机构对工件进行夹紧,工件的夹紧力的方向应该和工件Φ40孔的轴线方向一致,保证工件的轴线和夹具体的底座有一定的平行度要求。
4.1设计方法与结果
(1)首先对工件的加工要求进行分析,已知工件上钻一个Φ24的孔,根据工件的形状和加工要求,我认为此工件的加工采用立式钻床比较合理。
(2)其次根据六点定位原理,选用一面一短圆柱销、一削边销定位,正好满足六点定位原理,由于限制了六个自由度,所以只需要将工件夹紧就可以进行加工了,在水平方向上进行夹紧,可以利用螺母和开口垫圈对工件进行夹紧,也可以利用快速螺旋夹紧机构进行夹紧,为了提高工件的加工效率,故选用快速螺旋夹紧机构进行夹紧。
(3)最后对整个夹紧方案分析得出,定位符合六点定位原理,夹紧工件稳定,所以此夹具设计方案可行。
设计心得
设计不仅要有宽广的知识,在原有的老一辈的设计人员的基础之上学习,还要有富于创新意识。
这次
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