《专用夹具毕业论》word版.doc

斜 孔 钻 模 姓名：杨雄 身份证号工种：装配钳工 等级：二级 培训单位：北京市工贸技师学院 准考证号码：1204130100104700254 鉴定单位：北京市第四十七职业技能鉴定所 2012年5月17日 目 录前言2一、零件分析2 1零件图3 2技术要求3 3定位分析3 4定位元件选择3 二、计算3 1基准位移误差计算4 2夹紧力计算4 三、夹具体设计5 四、零件加工工艺5 1底座5 2钻模底板6 3双头螺栓7 4销轴7 5压板7 6短圆柱销8 7导向圆弧板9 8滚花螺钉9 9垫块10 10钻模架10 五、夹具工作分析12 六、部件装配12七、论文总结12八、参考文献13 前言 制造业中广泛应用的夹具，是产品制造各工艺阶段中十分重要的工艺装备之一，生产中所使用夹具的质量，工作效率，及夹具使用的可靠性都对产品的加工质量及生产效率有着决定性的影响。一套优秀的夹具结构设计，往往可以得到生产效率大幅度提高，并且是产品的加工质量得到极大的稳定。尤其是那些外形轮廓结构较复杂的，不规则的拔叉类，杆类工件，几乎各道工序都离不开专门设计的高效率夹具。目前，中等生产规模的机械加工生产企业，其夹具的设计制造工作量占新产品工艺准备工作量的(50%80%) 。生产设计阶段对夹具的选择和设计工作量的重视程度丝毫也不亚于对机床设备及各类工艺参数的选择慎重程度。夹具的设计制造和生产过程中对夹具的正确使用，维护和调整，对产品生产的优劣起着举足轻重的作用。随着电子技术，数字技术的发展。现代夹具的自动化和高适应性已经是夹具与机床融为一体。是中小批量生产的逐步趋近于专业化大批量生产的水平。夹具发展的主要特点是高精度，高适应性，可以预见，在夹具下一个阶段的发展趋势是将逐步提高智能化水平。此次夹具设计与制作是我校校企合作平台上提供的实习课题，是北人印刷机床厂，我的实习任务就是设计与制作一套专用夹具。一、零件分析1、零件图2、技术要求 各锐边倒角0.545 未注尺寸公差精度等级为IT14 法蓝 该零件材质为45#钢 热处理 人工调质 HRC 2832孔加工完成后 本道工序为钻M10螺纹底孔8.5 此工件为批量生产，需在斜边圆中心方向钻一个8.5的孔，为节约成本、提高效率。利用零件的相似原理和成组技术，可以分析出此三种工件之间的形状、结构、加工工艺方面存在大量相似特征。这样可以把原先的多品种转化为少品种，小批量转化为大批量。从而克服了传统小批量生产方式的缺点，使小批量生产接近大批量生产的经济效果。所以设计一套可调专用夹具来进行加工本道工序。 3、定位分析零件分析 如图所示。以左端面A为定位基准，以限制工件绕X轴转动、绕Z轴转动、沿Y轴移动。由于此工件钻孔位置对圆周方向没有要求，所以只需要再加一个定位销来限制沿X轴Z轴的移动。因为本道加工工序对圆周方向没有要求所以Y轴转动可以不用限制，以免产生过定位。 4、定位元件选择： 平面：限制三个自由度。分别限制工、X轴转动、Z轴转动、Y轴移动。 短圆柱销：限制两个自由度。分别限制沿X轴Z轴的移动。二、计算 1、基准位移误差计算 工件一： （1）工件定位孔尺寸偏差为16正0.043 负0 。 （2）定位销尺寸偏差为16上偏差-0.050 下偏差-0.077。 以上为间隙配合，最大间隙为0.12mm，最小间隙为0.05mm。当工件是上偏差16正0.043，定位元件是下偏差时16-0.077。加工孔的基准位移误差为0.051mm。 图纸技术要求最大基准位移误差为0.1mm，此定位满足图纸加工要求。工件二： （1）工件定位孔尺寸偏差为20上偏差0.052下偏差0。 （2）定位销尺寸偏差为20上偏差-0.065 下偏差-0.098。 以上为间隙配合，最大间隙为0.15mm ，最小间隙为0.065mm，当工件是上偏差20正0. 052，定位元件是下偏差20负0.98，时加工孔的基准位移误差为0.063mm 。图纸技术要求最大基准位移误差为0.1mm ，此定位满足图纸加工要求。工件三 （1）工件定位孔尺寸偏差为20上偏差0.052下偏差0。 （2）定位销尺寸偏差为20上偏差-0.065 下偏差-0.098。 以上为间隙配合，最大间隙为0.15mm ，最小间隙为0.065mm， 当工件是上偏差20正0.052 ， 定位元件是下偏差20负0.098时加工孔的基准位移误差为0.075mm 。图纸要求最大基准位移误差为0.1mm ，此定位满足图纸加工要求。2、夹紧力的计算选择台式钻床的型号为Z512B-1根据经验公式算出向下的钻削力： 经过分解计算得出 垂直于定位孔轴线方向分力为F1=306.8N 平行于定位孔轴线方向分力为F2=182.9N 为了安全起见夹紧系数取1.5所以通过计算得出需要的夹紧力为274.35N通过查阅手册可知道夹紧螺钉用M16完全满足夹紧要求 三、夹具体设计 由于有三种结构相似尺寸不同的零件，在设计时，为了都能满足钻孔要求，因此，夹具设计成钻模底板可绕底座销轴中心旋转，从而改变定位销角度来保证工件加工面孔轴线铅锤。四、零件加工工艺 1、底座： 底座零件示意图 该零件形状较为简单，采用采用铸件毛坯通过机械加工的方式进行，尺寸公差未标注处取IT14 材料选用HT200 因为该材料铸造性能好，可切削性能好，吸收振动性能好，抗摩擦磨损性能好 适合本套夹具使用需要 具体加工工艺如下： 1 铸造。 2 热处理：人工时效。 3 铣：各尺寸铣到图纸要求公差，保证A面于B面垂直度为0.05mm。 5 划线：划孔位置线。 6 钳：钻各螺纹孔，并攻丝，钻销钉孔并锥孔使锥销空达到IT7级精度。 7各锐边倒角，去毛刺。 2、钻模底板： 钻模底板零件示意图 该零件形状均采用机加工的方式进行 尺寸公差未标注处取IT14 材料选用45#钢 因其材料经人工调制后有良好的综合机械性能 且便于加工 适合本套夹具需要具体加工工艺如下 1划线：划出轮廓尺寸界线。 2铣：各尺寸铣到图纸要求精度，两大面留出单边0.05mm平磨的加工余量。 平磨：两大面磨削至图纸尺寸公差之内保证表面粗糙度为Ra0.8 3划线：划出各孔位置线。 4钳：钻孔 各孔倒角 按图纸进行攻丝绞孔达到图纸要求， 5各锐边倒角，去毛刺。3、双头螺栓 双头螺栓零件示意图 材料为45#钢， 车削外形保证直径跟长度，并车两头螺纹M16，铣中间平面。锐边倒角法蓝。4、销轴 销轴零件示意图 材料为45#钢。如图所示外形由车削进行粗加工，钻顶尖孔，单边留0.15mm余量卡簧槽直接加工至公差之内，热处理：淬火，通过淬火处理，使其硬度达到HRC4045提高工件耐磨性。 磨削：依照图纸要求磨削至尺寸公差之内，保证表面粗糙度为0.8。5、压板： 压板零件示意图该零件采用数铣加工方式加工，具体加工工艺为材料为45#钢，圆弧部分采用局部淬火，使其硬度达到HRC 4045。 法蓝。6、短圆柱销：（可换） 短圆柱销零件示意图 短圆柱销材料采用T8碳素工具钢，因为该材料热处理性能好，能达到较高的硬度。具体加工工艺如下：1车削：车削外形，单边留0.15余量锐边倒角。 2钻削：钻14中心孔。 3热处理：淬火使其达到硬度 HRC 5055。4磨削：安装芯轴并夹紧，磨两外圆柱面，使其达到精度，表面粗度0.8。5法蓝7、导向圆弧板： 导向圆弧板零件示意图材料为45#钢，形状与导向槽右数控铣加工得来。 划线，画出孔位置，与底座配钻锥销孔绞削。使其达到IT7级精度。去毛刺。 8、滚花螺钉 材料为45#钢，外形尺寸由车削而来公差为IT14。 法蓝。9、垫块 垫块零件示意图材料为45#钢 加工精度为精度为IT14级，铣床加工，划线 钻M4底孔并攻丝，从而达到放气和方便取出的作用，锐边倒角 淬火使其硬度达到HRC4045法蓝10、钻模架 （可换) 首先先将两块15*75两块条形板料固定在导向圆弧板对称位置。 （如图所示）将152*52的板料搭在固定在导向圆弧板上的条形板料上，用压板板固定。用电焊的方式将三块板料点焊到一起，将钻模架卸下，把三块板牢牢焊住。然后用磨床把钻模架外侧磨至见光即可，卸下，进行锐边倒角。 钻模架零件示意图 将事先准备好的以加工至合格样件夹到夹具上（样件可用加工中心加工）。用百分表把样件需要加工的表面调至水平。先不要装钻模架，然后用事先准备好的直径为8.5的圆柱销夹紧到钻床钻夹头上，用圆柱销来找孔的位置。待圆柱销找准孔位置后将夹具用压板固定在钻床底座上。在用圆柱销确认位置没变。然后后将钻模架固定在夹具上，将圆柱销从钻夹头卸下，换上中心钻，用中心钻在钻模架打出定位孔。在换上5钻头将用中心钻打出的定位孔钻透。再将5钻头卸下换上10钻头进行扩孔，最后再换上11.7，钻头继续进行扩孔 最后用12的铰刀进行绞孔，将事先制作好的钻套压入孔中。确认是否牢固，如果不牢固可在钻套边缘的钻模架上以钻套对称位置适当打几个样冲眼用来保证牢固。然后把样件卸下换上未加工的工件，试钻，检测，然后进行标号。依次方法类推。三种工件非别对应三个钻模架。 夹具装配示意图六、夹具工作分析 此套夹具为固定式钻模是用来加工手柄座上M10的斜孔，工件是以钻模底板和圆柱销定位，通过转动双头螺栓上的六角螺钉使压板沿双头螺栓轴线方向移动即可对工件进行固定。 准备工作：根据夹具装配总图上的的零件明细表清点夹具所有零件，准备装配过程中所需要的工具、夹具、量具、辅助材料及设备。对夹具零件进行清洗。清洗零件上的油污、积尘、并对各零件进行去毛刺，倒钝锐边等处理。 将零件按主次进行分类。对主要零件（定位原件、导向元件、夹具体等）主要工作面的几何形状及表面质量。按期零件图上的技术条件，精度进行效验，修整。七、部件装配 首先将双头螺栓一头拧上六角扁螺母，在于钻模底板固定（如装配示意图图所示）。依次装入压力弹簧、垫圈、压板、垫圈、六角螺栓，但不要拧死。将垫铁放入垫铁槽中，将定位销钉放入钻模底板定位销孔里。 夹具体装配：将导向圆弧板用螺钉固定在底座上，先不要拧死。用锥销插入锥销孔里定位后在将螺母拧死。 将钻模底板用销轴固定到底座上用卡簧固定。另一端用滚花螺钉固定到导向圆弧板上。将微调螺钉拧进微调方轴中，将微调方轴装入导向圆弧板合适得的位置中（如装配示意图所示）两头用螺栓固定，最后将钻模架固定到导向圆弧板上。 八、论文总结 本套钻夹具能较容易保证加工精度，提高产品质量，产品一致性，减轻工人劳动强度，保证安全，提高生产效率，能以优质高效，低耗能的工艺去完成。生产质量和效率是本次设计成功之所在.。通过此次设计，我能够独立完成夹具装配图。也熟练运用CAXA等画图软件，同时也锻炼了我的自主学习能力，工作能力，并培养我的吃苦精神，合作精神，为我即将走入工作岗位打下了良好的基础。 致谢：在这里首先感谢我的母校北京市工贸技师学院，在我们即将走向工作岗位之际，为我们提供这样一个学习机会，并为我们提供了良好的毕业设计场所。在此也十分感谢我的论文指导老师何全林老师，电大主讲老师勾明老师，以及曾从事多年模具夹具制造行业的老师郑文忠老师，在此期间无论是学习上还是工作上都给与我悉心的指导和帮助。九、参考文献 1. 机械制造工艺学汤习成主编 -北京:中国劳动社会保障出版社,2004 年 2. 机械制造工艺学华中学院编 机械出版社, 1961 年 3. 机床夹具第 2 版 胡建新编著 -北京:中国劳动社会保障出版社,2001 年 1 月 4. 形