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湖南工業(yè)大學(xué)
課 程 設(shè) 計(jì)
資 料 袋
機(jī)械工程 學(xué)院 2010 ~ 2011 學(xué)年第 一 學(xué)期
課程名稱 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師 劉金華 職稱
學(xué)生姓名 蔡加本 專業(yè)班級(jí) 機(jī)設(shè)07—4班 學(xué)號(hào) 07405100304
題 目 金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)
成 績(jī) 起止日期 2010 年 12月 27 日～ 2010年 12 月 31日
目 錄 清 單
序號(hào)
材 料 名 稱
資料數(shù)量
備 注
1
課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
1
2
課程設(shè)計(jì)圖紙
2
機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)
設(shè)計(jì)題目
金屬切割機(jī)床夾具設(shè)計(jì)
學(xué)院
機(jī)械工程學(xué)院
專業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班級(jí)
機(jī)設(shè)074班
設(shè)計(jì)者
蔡加本
學(xué)號(hào)
07405100304
指導(dǎo)教師
劉金華
2010年 12月 29 日
目 錄
一、設(shè)計(jì)任務(wù) ……………………………………………….1
二、分析零件圖紙并確定其生產(chǎn)類型………………………..5
2.1零件的作用………………………………………………..6
2.2零件的工藝分析…………………………………………..7
2.3零件的生產(chǎn)類型…………………………………………..7
三、 總體方案的確定 ……………………...........................7
3.1鉆孔簡(jiǎn)單工藝步驟.......................................................7
3.2. 定位方案…………………………............................7
3.3定位元件和定位裝置的設(shè)計(jì)和選擇...............................8
3.4導(dǎo)向方案 ………………………………………........9
3.5夾緊方案……………………………………….........10
3.6夾具體的設(shè)計(jì)…………………………………..........10
四、繪制夾具裝配總圖……………………………………..11
五、夾具使用說(shuō)明…………………………………………….11
六．夾具精度分析………………………………...................11
七、機(jī)構(gòu)特點(diǎn)…………………………………………………...13
八．設(shè)計(jì)心得...........................................................................13
八．參考文獻(xiàn)………………………………………………...14
湖南工業(yè)大學(xué)
課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)
2010—2011學(xué)年第一學(xué)期
機(jī)械工程 學(xué)院（系、部） 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化 專業(yè) 機(jī)設(shè)074 班級(jí)
課程名稱： 《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》 1-5
設(shè)計(jì)題目： 底板座架夾具設(shè)計(jì)
起止日期：自 2010 年 12月 27 日至 2010 年 12 月 31日共 1 周
內(nèi)
容
及
任
務(wù)
一、設(shè)計(jì)任務(wù):
底板座架零件,要求加工φ36H7孔，保證尺寸18.5±0.2,進(jìn)行夾具設(shè)計(jì),生產(chǎn)批量為中批量生產(chǎn)。
二、要求：
1、 夾具設(shè)計(jì)方案應(yīng)保證相關(guān)的技術(shù)和精度要求；
2、 加工機(jī)床根據(jù)需要自己選擇
3、 如圖形不夠清晰，請(qǐng)查閱《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》（陳立德編，高等教育出版社，ISBN978-7-04-022625-6）
三、設(shè)計(jì)工作量
1、 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)一份, 非標(biāo)準(zhǔn)零件圖1-2張，專用夾具裝配總圖1張，夾具爆炸圖1張（3D圖）；圖紙工作量應(yīng)大于一張A0圖；
2、 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)及圖紙必須為計(jì)算機(jī)輸出稿；
上交作業(yè)應(yīng)包括電子稿以及打印稿，設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)文件格式為word2003版本，平面圖紙文件格式為Autocad2010或以下版本文件格式，3D圖可用任何三維造型軟件繪制。
進(jìn)度安排（僅供參考）
起止日期
工作內(nèi)容
2011.1.10
1、設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作：熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，明確設(shè)計(jì)的內(nèi)容與要求；2、熟悉設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)、有關(guān)資料、圖紙等
3、結(jié)構(gòu)方案分析；
2011.1.10
機(jī)構(gòu)（夾具）草圖設(shè)計(jì)；
2011.1.11
機(jī)構(gòu)（夾具）分析計(jì)算；
2011.1.12
裝配圖繪制；
2011.1.13
夾具零件圖繪制；
2011.1.14
編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)；
2011.1.18-19
答辯
主要參考資料
1. 《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》 馮辛安等著 機(jī)械工業(yè)出版社
2. 《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》 陳立德編 高等教育出版社
3. 《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》 陳立德編 高等教育出版社
4. 《金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》 浦林詳?shù)染? 機(jī)械工業(yè)出版社
5. 《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》 戴曙著 機(jī)械工業(yè)出版社
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指導(dǎo)教師（簽字）： 劉金華 2010 年 12月 16日
系（教研室）主任（簽字）： 年 月 日
摘要：本設(shè)計(jì)對(duì)底板座架的各個(gè)加工難點(diǎn)、生產(chǎn)類型進(jìn)行了分析，針對(duì)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行毛坯設(shè)計(jì)、對(duì)其工藝過(guò)程進(jìn)行了設(shè)計(jì)。為提高生產(chǎn)效率，設(shè)計(jì)了各個(gè)加工工序的工裝夾具，對(duì)十字孔加工的夾具進(jìn)行了詳細(xì)的分析，對(duì)其它座架零件的加工有一定的借鑒意義。關(guān)鍵詞：底板座架 工藝 工裝夾具 設(shè)計(jì)
序言
機(jī)械制造工藝裝備設(shè)計(jì)是包括機(jī)械制造基礎(chǔ)，互換性基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)等其他課程綜合結(jié)合而成，是大學(xué)里面的比較重要的一門課程。這次課程設(shè)計(jì)使我們能綜合運(yùn)用各科基礎(chǔ)中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，獨(dú)立地分析和解決了零件機(jī)械制造的工藝問(wèn)題，設(shè)計(jì)了機(jī)床夾具這一典型的工藝裝備，提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力，為今后和畢業(yè)設(shè)計(jì)及未來(lái)從事的工作打下了良好的基礎(chǔ)
由于能力所限，經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中還有很多不足之處，希望各位老師多加指教。
二、分析零件圖紙并確定其生產(chǎn)類型
2.1零件的作用
零件底板座架在機(jī)械設(shè)備中是不可缺少的其主要作用：
(1)構(gòu)架設(shè)備的支撐基礎(chǔ)，并在此基礎(chǔ)上安裝軸類零件及軸上零件
(2)利用他們的工藝結(jié)構(gòu)起到其他重要零件的定位作用
(3)用以連接機(jī)器設(shè)備與地面的基礎(chǔ)零件
圖2.1底板座架實(shí)體
圖2.2底板座架零件
2.2零件的工藝分析
通過(guò)對(duì)該零件的重新繪制，知道了該零件的視圖正確、尺寸完整，尺寸、公差及技術(shù)要求齊全。但是該零件外圓和幾個(gè)孔的尺寸精度要求比較高，加工會(huì)有些困難。
該零件是一個(gè)不規(guī)則的零件，它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜不對(duì)稱。以軸的中心線為基準(zhǔn)，需加工面的的表面粗糙度都不難獲得。十字孔的的位置度要求雖說(shuō)并不高，但需要經(jīng)過(guò)一番尺寸鏈的計(jì)算才能獲得。不好加工的就是上端幾個(gè)臺(tái)階平面，各平面是以斜面和圓面連接，加工有些費(fèi)時(shí)。
2.3零件的生產(chǎn)類型
根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)已知底板座架零件,要求加工φ36H7孔，保證尺寸18.5±0.2,進(jìn)行夾具設(shè)計(jì),生產(chǎn)批量為中批量生產(chǎn)
三、總體方案的確定
3.1工件在加工中心上加工36H7單工藝步驟：
（1） 先選用34左右的麻花鉆鉆孔 （2）進(jìn)行初鉸留一定余量
（2） 選用36H7鉸刀進(jìn)行精鉸到要求尺寸
由于本道工序所加工的孔只有在加工精度上要求比較高，而在位置度上要求并不高，所以所設(shè)計(jì)的夾具的定位尺寸也不需太高。
3.2 定位方案
根據(jù)圖紙要求可得：選尾端的臺(tái)階面為定位基準(zhǔn)，采用一個(gè)大平面定位可以限制三個(gè)自由度（X,Y的轉(zhuǎn)動(dòng)，Z的移動(dòng)），一個(gè)小平面限制兩個(gè)自由度（Y的移動(dòng)，Z的轉(zhuǎn)動(dòng)），最后用一個(gè)定位銷限制一個(gè)自由度（X的移動(dòng)）的組合定位方案，將工件6個(gè)自由度全部限制。裝夾定位如下圖所示：
圖3.1裝夾定位方案
3.3定位元件和定位裝置的設(shè)計(jì)和選擇
3.3.1 鉤形壓板
材料:45鋼 熱處理35~ 40HRC,按GB/T2196-91查得
3.3.2 壓緊螺釘
材料:45鋼 熱處理30~ 35HRC,按GB/T2160-91查得
3.3.3 螺母
材料: 45鋼 熱處理35~ 40HRC,按GB/T2148-91查得
3.3.4定位銷
材料: 20鋼 滲碳深0.8~1.2mm,55~ 60HRC,按GB/T2202-91查得
3.3.5鉆套鏜套
材料: 20鋼 滲碳深0.8~1.2mm,58~ 64HRC,按GB/T2262-91查得
3.4.導(dǎo)向方案
為能迅速、準(zhǔn)確地確定刀具與夾具的相對(duì)位置，機(jī)床夾具上都應(yīng)設(shè)置引導(dǎo)刀具的元件——鉆套。鉆套一般安裝在鉆模板上，鉆模板與夾具具體連接，且要求鉆套與工件之間要留有排屑空間。如下圖4.1所示：
圖3.2：鉆套
3.5夾緊方案
由于工件為中等批量生產(chǎn)，產(chǎn)量不大，宜用簡(jiǎn)單的手動(dòng)夾緊裝置。采用鉸鏈連接V型塊，另一端采用螺栓連接，通過(guò)擰緊螺母使V型快夾緊工件來(lái)實(shí)現(xiàn)夾緊。有效的提高了工作效率。V型塊夾緊工件主要是為了防止工件在加工過(guò)程中受力的作用產(chǎn)生傾覆和振動(dòng)，手動(dòng)夾緊是可靠的，可以免去夾緊力的計(jì)算。
3.6夾具體的設(shè)計(jì)
夾本夾具根據(jù)加工的是通孔，因此把底板設(shè)計(jì)成有一條比加工的孔直徑稍大點(diǎn)的通槽，所以領(lǐng)用這個(gè)通槽，采用壓板與螺栓將夾具固定在工作臺(tái)的T型槽上。具體須將定位、導(dǎo)向、夾緊裝置連接成一體，并能正確地安裝在機(jī)床上。如下圖6.1所示：
圖3.3夾具體
四、繪制夾具裝配總圖
見(jiàn)附圖
五、夾具使用說(shuō)明
安裝工件時(shí)，稍微松開(kāi)螺母將V型塊的U型口扯出，掀開(kāi)V型塊，將工件一側(cè)面平放在底板上，靠緊小平面，伸長(zhǎng)到定位稍處，再將V型塊夾緊工作，將U型口插入螺栓，用扳手?jǐn)Q緊螺母即可。
六、夾具精度分析
在機(jī)床上使用夾具加工一批工件時(shí)，影響工件加工精度的誤差因素有:
1) 定位誤差
2) 安裝誤差
3) 夾具誤差
4）加工方法誤差=/3
工件在夾具中加工時(shí)，總加工誤差為上述各項(xiàng)誤差之和。由于上述誤差均為獨(dú)立隨機(jī)變量，應(yīng)用概率法疊加，因此保證工件加工精度的條件是：
=
即工件的總加工誤差應(yīng)不大于工件的加工尺寸公差。
為保證夾具有一定的使用壽命，防止夾具因磨損而過(guò)早報(bào)廢，在分析計(jì)算工件加工精度時(shí)需要留出一定的精度儲(chǔ)備量,因此將上式改寫(xiě)為：
-
或 =-0
>0時(shí),夾具能滿足工件的加工要求. 值的大小還表示了夾具使用壽命的長(zhǎng)短和夾具總圖上各項(xiàng)公差值確定是否合理。
由以上就可以計(jì)算出底板座架36mm孔的加工精度
工件在鉆床上加工36mm孔時(shí)，加工精度的計(jì)算列于表2.1中。
由表2.1可知，該夾具能滿足工件的各項(xiàng)精度要求，且有一定的精度儲(chǔ)備。
表6.1
加工要求
誤差計(jì)算
誤差名稱
mm
0
0
(0.025/3)mm=0.008
+=(0.005)mm
=0.0094mm
(0.025-0.0094)mm=0.0156mm>0
七、機(jī)構(gòu)特點(diǎn)
本夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作容易，采用一般的夾緊定位方式，操作易懂、方便，有利于節(jié)約加工時(shí)間。
八、設(shè)計(jì)心得
通過(guò)金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)，使我能綜合運(yùn)用夾具課程設(shè)計(jì)及其他相關(guān)專業(yè)課程的知識(shí)，學(xué)會(huì)了用所學(xué)理論知識(shí)指導(dǎo)設(shè)計(jì)實(shí)踐，培養(yǎng)了我分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，使我掌握機(jī)床夾具的一般設(shè)計(jì)方法和步驟，學(xué)習(xí)運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)、和查閱有關(guān)技術(shù)資料等，強(qiáng)化學(xué)生的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)技能，提高了其今后走上工作崗位所需的專業(yè)技能。
九、參考文獻(xiàn)
《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》????? 馮辛安等著?? 機(jī)械工業(yè)出版社
《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》?陳立德編?? 高等教育出版社
《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》??陳立德編?? 高等教育出版社
《金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》 浦林詳?shù)染? 機(jī)械工業(yè)出版社
《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》? 戴曙著????機(jī)械工業(yè)出版社