机械制造基础课程设计说明书.doc

定心夹具设计 课程名称： 机械制造技术基础 专 业：弹药工程与爆炸技术 班级学号： 12601103 学生姓名： 钱志杰 指导教师姓名： 孙永满 能源与水利学院 目 录一、机床夹具课程设计任务书2二、机床夹具课程设计说明书42.1、夹具设计的目的42.2、夹具设计的要求42.3、夹具设计的内容52.4、夹具设计的工艺分析52.4.1、夹具定位方案的制定52.4.2、夹具定位装置的结构与原理52.4.3、夹具的定位误差分析62.4.4、夹具的导引方案分析62.4.5、夹具体的设计72.5、夹具方案的设计82.5.1、楔块夹紧装置特点82.5.2、楔块夹紧原理82.5.3、楔块的自锁条件82.5.4、楔块夹紧行程82.5.5、楔块夹紧力计算82.5.6、楔块夹紧的传力系数82.6、夹具的定位精度92.7、其他装置的设计92.8、技术要求的制定92.9、绘制夹具的零件图与总装图（见图纸）9三、课程设计总结10四、参考文献11 一、机床夹具课程设计任务书能源工程系课程设计任务书56-钱志杰课程名称机械制造技术基础课程代码80s06102设计时间2014.12.292015.1.9指导教师孙永满 专 业弹药工程与爆炸技术班 级126011姓名钱志杰一、 课程设计任务（题目）及要求1、课程设计任务（题目）：设计定心夹具1）、编写设计说明一份（夹具原理、结构等）；2）、设计定心夹具总装图一张、零件图一套；3）、设计要求：参考下图 2、要求1）、按课题任务书编号随机抽取，一旦确定，不得随意调换；2）、学生应在老师指导下独立完成。二、 课程设计的目的和要求1、课程设计的目的根据教学计划安排，本次课程设计集中 2 周时间进行。本课程设计是 机械制造技术基础 课程教学的重要组成部分。通过本次课程设计，使同学们进一步加深对本门课程的认识，接触一下实际工程的实例，培养同学的理论联系实际、自己动手解决实际问题的能力，为今后参加工作打下良好的基础。2、课程设计的和要求1) 、掌握简单机械夹具设计的一般过程，熟悉可转位车刀、楔块夹紧装置、螺旋夹紧装置、偏心夹紧装置、凸轮夹紧装置和定心夹紧装置的设计内容、过程和设计方法，完成一般零件的工艺编制、量具设计等设计内容、过程和设计方法。2） 、按指导教师要求完成可转位车刀、楔块夹紧装置、螺旋夹紧装置、偏心夹紧装置、凸轮夹紧装置和定心夹紧装置的设计，及一般零件的工艺编制、量具设计。3） 、按时上交课程设计说明书。三、主要参考资料 1 机械设计基础 （作者陈立德） 出版社：高等教育出版社 出版年：2008.22 机械制造技术基础 （作者曾志新 吕明） 出版社： 武汉理工大学出版年：2009.73互换性与技术测量 （韩进宏） 出版社：机械工业出版社 出版年：2009.6 指导教师（签名）： 教研室主任（签名）： 年 月 日 年 月 日二、机床夹具课程设计说明书2.1、夹具设计的目的机械制造工艺课程设计是机械制造技术课程教学的一个不可或缺的辅助环节。而夹具设计是工装设计的重要组成部分，它是学生全面地综合运用本课程及其有关先修课程的理论和实践知识进行夹具设计的一次重要实践。它对于培养学生编制机械加工工艺规程、设计工装的能力，为以后搞好毕业设计和去工厂从事工艺设计具有十分重要的意义。夹具设计的目的在于： 1、培养学生综合运用机械制造技术基础及相关专业课程（工程材料与热处理、机械设计基础、互换性与测量技术等）的理论知识，结合金工实习、生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决机械加工工艺中的夹具设计问题，初步具备设计楔块夹紧夹具、螺旋夹紧夹具、偏心夹紧夹具、凸轮夹紧夹具和弹簧定心夹紧夹具的能力。 2、培养学生熟悉和应用有关手册、标准、图表等技术资料的能力，指导学生分析零件的楔块夹紧夹具、螺旋夹紧夹具、偏心夹紧夹具、凸轮夹紧夹具和弹簧定心夹紧夹具设计方法、过程和一般设计步骤。3、进一步培养学生机械制图、设计计算、尺寸链计算和编写技术文件等的基本技能。 4、培养学生耐心细致、科学分析、周密思考、吃苦耐劳的良好习惯。 5、培养学生解决夹具设计问题的能力，为学生今后进行毕业设计和去工厂从事工艺、工装设计打下良好的基础。2.2、夹具设计的要求本课程设计要求是对一般零件的楔块夹紧夹具、螺旋夹紧夹具、偏心夹紧夹具、凸轮夹紧夹具和弹簧定心夹紧夹具进行分析和设计，或与工艺编制一起设计，并撰写设计说明书。学生应在教师的指导下，认真地、有计划地、独立按时完成设计任务。学生对待自己的设计任务必须如同在工厂接受设计任务一样，对于自己所作的技术方案、数据选择和计算结果必须高度负责，注意理论与实践相结合，以期使整个设计在技术上是先进的、在经济上是合理的、在生产中是可行的。 具体要求（以任务书为准）： 夹具总装图一张夹具零件图若干张设计说明书一份2.3、夹具设计的内容1 分析产品零件图，了解零件的结构特点和技术要求。2 根据零件图确定量具结构形式。3 进行尺寸计算、公差带计算。4 画工差带图。5 画总装图和零件图并标注尺寸和公差。6. 确定校对方法和校对规7 撰写设计说明书2.4、夹具设计的工艺分析2.4.1、夹具定位方案的制定 首先 ，从任务书中不难看出，此次夹具设计采用斜楔式定心夹紧装置。由于使装卡内孔的斜楔定心夹紧装置。在定心夹紧装置中，定位夹紧原件装卡进内孔之中，利用斜楔定心夹紧装置的拉杆向左移动带动三个滑块向上移动使之夹紧内孔。从而保证工件的中心位置不变。2.4.2、夹具定位装置的结构与原理 定位装置选择斜楔式定心夹紧装置，其结构如下图所示。 其中1表示拉杆，2表示三个爪中其一，3表示斜楔滑块，4表示外壳，5表示螺帽。 斜楔式定心夹具原理：当拉杆1向左拉动时，与拉杆1相连的的倾斜滑块3向左运动，与滑块3相连的爪2随之向上运动使之卡盘把内孔夹紧。反之，拉杆向右拉动，式楔块向右运动，使爪松开，将工件松开取下。2.4.3、夹具的定位误差分析 (1)分析产生夹紧误差的原因。由于圆锥轴与夹具体上镶的衬套孔为间隙配合。衬套的公差为TD =0.2,轴的公差为 Td =0.2, 因为是回转夹具, 所以孔与轴为任意边接触, 圆锥轴1 的轴颈与圆锥体有同轴度公差 T=0.04 , 卡爪有长度公差 TL =0.2, 这四项公差必在零件加工中出现, 它们就是产生夹紧误差的因素。 (2)按概率法计算夹紧误差 因衬套孔, 轴, 圆锥体与轴的同轴度和卡爪在制造时都是独立的, 出现的加工误差都是随机变量, 轴 与孔为任意边接触, 因此也可按概率法计算夹紧误差。 按概率法计算夹紧误差为:J=(TD2+Td2+ T2+TL2)1/2=(0.22+0.22+0.042+0.22)1/2=0.35 (3)按极值法计算夹紧误差 设衬套孔为最大 Dmax , 轴为最小 dmin , 在夹紧力的 作用下, 出现的极端位置 1 是:轴靠在衬套孔左边, 轴 心为O1 , 圆锥体轴心也偏向 左边, 轴心为O2 , 最长卡爪 也偏布在左边。 最短卡爪偏布在最右边;或出现极端位置2为 ;轴靠在衬套孔的右边, 轴心为O1, 圆锥线也偏向右边, 轴心为O, 最长卡爪分布在最右边;最短卡爪分布在最左边。夹紧定位误差为:J =TD +Td +T +TL=0.2+0.2+0.2+0.04=0.642.4.4、夹具的导引方案分析由于本夹具和零件之间的装夹方便，装夹前让夹具拉杆处于最右端，使爪完全放入外壳内。此时将内孔放入夹具外，拉动拉杆使滑块移动，爪随后张开夹紧零件。如图（b）所示 图（b）2.4.5、夹具体的设计 夹具体是夹具的基础件，夹具的其他各种元件、机构和装置等要安装在夹具体上，设计时应满足以下基本要求： 1.应有足够的强度和刚度。在刚度不足的部位应设加强筋，使夹具能承受在加 工过程中所产生的作用力而不致变形和振动。 2.结构简单紧凑，重量轻体积小。对于不重要部位可挖空以减轻重量。 3.夹具在机床上安装应稳固和安全，重心要低。 4.便于切屑的排除。 5.具有良好的结构工艺性。 6.尽量采用标准化的、系列化的元件或结构，或选用一些标准化的零部件来组合成夹具体，缩短设计制造周期。 2.5、夹具方案的设计2.5.1、楔块夹紧装置特点 1.自锁性(自锁条件1+2) 2.斜楔能改变夹紧作用力方向 3.斜楔具有扩力作用,ip=/p=1/tan2+tan(+1) 4.夹紧行程小 5.效率低(由于斜楔与夹具体及工件间是滑动摩擦,所以夹紧效率低) 6.所以适用范围:多用与机动夹紧装置中2.5.2、楔块夹紧原理 楔块夹紧装置是最基本的夹紧装置形式之一,其他夹紧装置均是它的变形。它主要用于增大夹紧力或改变夹紧力方向。2.5.3、楔块的自锁条件 原始力P撤除后,楔块在摩擦力作用下仍然不会松开工件的现象称为自锁. 1+2若1=2=，f=0.10.15，则11.517度。为安全起见一般取1015度或更小。2.5.4、楔块夹紧行程 楔块夹紧装置夹紧行程小，效率低（由于斜楔与夹具体及工件间是滑动摩擦,所以夹紧效率低) 2.5.5、楔块夹紧力计算 =p/tan2+tan(+1) 其中p为原始力,为楔块升角,常数6度-10度1:工件与楔块的摩擦角 2:夹具体与楔块的摩擦角2.5.6、楔块夹紧的传力系数 夹紧力与原始力之比称为传力系数.用ip表示 ip=/p=1/tan2+tan(+1)2.6、夹具的定位精度 斜楔式定心夹具装置，由于制造误差和组成元件间的间隙较大，故定心精度不高，为0.160.2mm，但夹紧力和加紧行程较大，所以常用于粗加工和半精加工。2.7、其他装置的设计 为了保证工件对刀具及切削成形运动有正确的位置，还需要使夹具与机床连接和配合时用的夹具定位表面（简称夹具定位面）相对刀具及切削成形运动处于正确的位置，它包括三个方面： 一是夹具对切削成形运动的定位（即夹具对机床的正确定位）； 二是夹具对刀具的对准；三是分度和转位后定位（夹具有分度机构才考虑）。 其他装置多为标准件，采用国标即可。装配时方便夹具的的装夹以及方便更换。2.8、技术要求的制定 1.材料一般用20钢和45刚； 2.渗碳厚为0.8-1.2mm； 3.热处理硬度56-62； 4.倒角为C3。2.9、绘制夹具的零件图与总装图（详见图纸）3、 课程设计总结 时间匆匆而过，为期两周的实训就这样圆满的结束了！紧张而又辛苦的的机械制造技术基础课程设计就这样完美的画上了句号。在这次课设中使我从中学到了以前在课内根本就学不到的东西。受益匪浅！在这次设计过程中，使我真正的认识到自己的不足之处，以前上课没有学到的知识，在这次设计当中也涉及到了。使我真正感受到了知识的重要性。这次设计将我以前学过的机械制造技术基础、公差与配合、机械制图等知识很好的串联了起来，起到了穿针引线的作用，巩固了所学知识的作用，让我受益匪浅！ 一开始我拿到课题时一头雾水，刚开始看到这个夹具时没有理解好，把它当成了零件。以为要加工这个工件，实在是没有思路。在老师和同学的帮助下，我渐渐明白了我是要设计这个夹具。我豁然开朗，眼前一片光明。紧接着，我开始绘画了夹具的草图，并在老师帮助下修改和完成。之后开始查阅资料并计算出其定位误差。随后，开始进行了CAD装配图以及零件图的绘制。期间通过与同学、老师一次次的交流发现自己的错误与不足，进而修改到最终拿出装配图及零件图。在后来就是开始设计说明书的编写。说明书的编写并没有想象中的简单，从夹具的结构和加紧原理，到定位误差和定位方案的设计，再到夹紧力夹具体，最后的其他装置和技术要求。在这中我在和老师同学的交流，以及查阅记录资料后完成了设计说明书的编写。在这期间巩固复习了以前所学过的内容并进行了综合运用，也提高了我综合运用所学知识以及与理论结合实际的能力。通过此次的课程设计学习不仅使我对课本内容有了更深入的认识，而且激发了我思考问题的潜力、培养了我分析问题的能力。以及对以后的学习产生更加深刻的兴趣和影响。由于自己的能力有限，此次课程设计有许多不足之处希望老师和同学能够理解和指出。在这次课设中我领悟了一个道理作为一个设计人员，在设计的过程中一点不能马虎，每个步骤都必须有理有据。因此，我们每一个零件都要用心去分析和设计。在最后，我要感谢老师的一路陪伴，和不辞辛苦的解答和帮助。正是有了您的帮助