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机械工艺夹具毕业设计68铜质镀银活动触头侧平面铣削用夹具
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机械毕业设计论文
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机械工艺夹具毕业设计68铜质镀银活动触头侧平面铣削用夹具,机械毕业设计论文
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铜质镀银活动触头侧平面铣削用夹具 1 第一章 序 论 1.1 前言 毕业设计是大学三年的综合性实践环节，目的是通过课题的设计研究，培养综合运用各门课程知识的能力，培养独立分析问题和解决问题的能力。但是，高职学生的毕业设计不能完全等同于本科生，高职学生的毕业设计应密切与生产实际相结合，应与培养职业能力相结合，应体现高等职业教育的的特点和亮点。 毕 业设计是学生对所学知识理论的检验与总结，能够培养和提高设计者独立分析问题和解决问题的能力，使学生学习并掌握科学研究、工程设计和撰写技术报告的基本方法。毕业设计主要涉及科研、技术设备的革新、改造等方面，强调设 计的独创性和实用性。要求具备清晰的设计思路，具体的设计方案和步骤，准确的设计参数和计算分析，同时毕业设计也要求逻辑性强，条理清楚，语言精练。优秀的毕业设计可以使学生的设计思路和创新理念得到很好的展现，充分体现学生对知识掌握和运用的熟练程度。 指导教师周密安排和精心指导下，我的这次毕业设计从确定设计课题、拟定设计方案、设计过程到毕业答辩都严格按照毕业设计工作计划进行。 第一：贴合身边的实际情况，展开充分的调研，以确定应用型毕业设计课题。 接到毕业设计任务后，我就根据我们高等职业教育毕业设计的特点开始在身边寻找 适合的题材，发现身边的问题，从而引以为题。我广泛的搜集和查询关于毕业设计的一些参考书，后来决定用这个课题。由于加工的产品属于铜牌产品中的异性牌，原料的形状是各不相同的，而机床以及加工中心上的通用夹具无法对这些造型各异的原料进行合理有效的定位，必须要有专用夹具才能实现对产品的定位功能，而我们正面对着这样的问题。 根据书上的 要求，我开始这一套专用夹具的设计。这套夹具用于生产开关柜用的铜质镀银活动触头。 选好毕业设计题目是实现毕业设计目标、保证毕业设计质量的前提，我们的毕业设计的课题取自企业生产实际。这个课题能较全 面地应用学生所学专业知识或者将来工作所需的专业技术，达到综合运用的目的，既能够解决企业急需解决的生产技术问题，又能够培养学生的职业岗位能力，难度不是很大，符合我们高职专科生的专业理论知识水平和实际设计能力，工作量恰当，能够在规定时间内完成。 但是该课题是真题真做，虽然难度不是很大，但要使设计图纸能真接用于生产，满足使用要求，生产出合格的产品，这也不是一件简单的事情。 第二，反复论证，确定产品设计方案。 明确课题的性质、意义、设计内容、设计要达到的技术经济指标和完成时间，并确定好正确合理的设计方案是完成设计任 务的保证，指导教师、同学们参与了我的设计方案的讨论，给我提了很多宝贵的意见和建议。改良了我的设计方案，使我的方案更加成熟，也使我对课题设计方案心中有数。 第三，虚心求教，仔细认真地进行毕业设计。 我们高职学生基础理论知识不够扎实，设计能力较差，为了使我们很快地进入工作状nts常州工学院毕业设计 2 态，指导教师耐心向我们介绍机械产品设计方法、一般步骤和设计过程中应注意的事项。设计前带我们去图书馆查阅关于机加工生产的生产工艺、工装和生产设备，熟悉零件加工对设计的要求，使设计能用于生产。在设计中能主动请教指导老师，培养综合运用机械制图、工程 材料与热处理、公差配合、计算机绘图、机械制造工艺等专业知识的能力，培养查阅技术资料和其它专业文献的能力。培养严谨的工作态度和踏实的工作作风。明确必须有高度责任心、严肃认真的工作习惯，才能做好设计工作，减少工作失误，避免给企业生产造成损失。充分发挥主观能动性，积极思考，大胆创新。 第四，完善设计，准备毕业设计答辩 完整的设计包括设计图纸和设计说明书等技术文件。根据设计任务书要求，全面的检查设计技术资料，按照指导教师的批改，认真修改图纸错误，认真修改设计说明书。 在毕业设计指导教师的认真指导下，我基本完成了活动 触头机加工夹具的设计工作，通过这次设计，我学到了很多实用的知识和技术。 由于本人设计水平有限，在设计中必然会存在很多缺点和错误，敬请老师们批评指正。 1.2 毕业设计题目： 铜质镀银活动触头侧平面铣削用夹具 1.3 毕业设计课题简介 随着科技与机加工技术的不断发展，设备的功能要求越来越高。尤其的近年来，加工中心的使用范围在不断的扩大，加工中心的性能也在不断的升级。 而进步与困难是并存的，机床通用夹具无法对样式规格各异的铜牌进行合理有效的装夹。可以说夹具的落后在某种程度上制约了生产发展或者是生产效率的提高。 于是需要自行设计制造出满足我们需要的专用夹具，来对我们的原料进行合理有效并且高效的装夹。 根据 这次毕业设计的要求 ，我 设计了这 一套活动触头的机加工夹具的 ,夹具是用于铣削零件的侧平面。 意义： 1.解决了通用夹具无法对异型原材料进行装夹的问题 2.实现了加工中心的应有功能 3.提高了生产效率以及经济效益 1.4 课题内容和要求 设计任务：设计一副夹具，包括夹具的夹紧方式，夹具的定位装置。 图纸要求： 1绘制装配图 1 张；（ A0） 2、绘制夹具图 1 张；（ A0） 3绘制 7 张部件图；（ A3A4） nts铜质镀银活动触头侧平面铣削用夹具 3 4绘制 1 张零件图；（ A4） 说明书要求：编写与设计相符的计算说明书 1. 5 零件图纸要求 图 1-1 零件图 1. 零件为一冲压件 ,上面平板长度为 48.5 0.2 mm,厚 11 mm,零件总高度为 49 mm,底座圆直径为 39 mm,圆锥关于中心面部分有两个圆柱槽 2. 要求车削底面圆平面至零件总高为 48.5 0.1 mm,外圆直径 38 0.1,圆柱槽圆弧中心钻 2 8.6的孔 ,上面平板对称铣削至厚度为 10.5 mm 3. 所有锐边倒钝 ,所有孔倒角 0.5 45 第二章 拟定设计方案 选择正确合理的设计方案是所有设计的第一步。在选择设计方案的同时要考虑使用要求，并拟定设计方案。 在参看了众多书籍以后 ,总结出以下几点： : 1机床夹具是在金属切削加工中用以准确的确定工件位置 ,并将其牢固的夹紧以接受加工的工艺装备。它的主要作用是：可靠的保证工件的加工质量，提高加工效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的工艺性能。 2专用夹具是指某一工件的某道工序而 专门设计的夹具，具有结构紧凑，操作迅速nts常州工学院毕业设计 4 方便等有优点。 3六点定位原理：工件定位的实质就是要使工件在夹具中占有某个确定的位置。这一确定的位置可以通过定位支承限制相应的自由度来获得。一个物体在空间直角坐标系中有六个自由度，即沿三个互相垂直的坐标的移动自由度，以及绕这三个坐标轴的转动自由度。 4完全定位与不完全定位：工件的六个自由度全部被限制而在空间中具有完全确定的唯一位置，称为完全定位。如果根据该道工序加工要求，只需要限制部分自由度而其他自由度无需限制时，工件虽然不占有确定的唯一位置，但不影响该工序的加工要 求，称为不完全定位。 5欠定位与过定位：欠定位是指工件实际定位所限制的自由度数目少于该工序所需限制的自由度数目。后果将导致出现应该限制的自由度而未予限制的不合理现象，从而无法保证该工序所规定的加工要求。所以，在确定工件在夹具中的定位方案时，不允许出现欠定位这样的原则性错误。过定位是指两个或两个以上定位支承点重复限制同一个自由度，这种重复定位的现象称为过定位。后果会使工件位置不确定。同时，在夹紧的情况下重复限制同一个自由度的定位支撑间所产生的矛盾干涉和冲突必将造成工件或定位元件的变形。 其结果都将破坏工件定 位的要求，从而严重影响工件的定位精度。因此，在设计夹具时，一般情况下应该避免出现过定位现象。如果因为某些结构上的原因，无法避免过定位时，应该采取必要的相应措施，以减小由于过定位所造成的影响 。 2.1、设计目标 根据与 同学 的交流与探讨，通过广泛征求指导老师意见，我的设计目标是： 1 设计出一套夹具，可以合理有效的固定工件，使工件在空间中具有完全确定的唯一位置，保证工件的加工质量。 2 充分利用好加工中心的工艺性能，设计出多工位的夹具，提高加工效率。 3 装夹方便，迅捷可靠，可操作性强。 4 用料合理，结构简洁，将的制造成本 ，提高经济性。 2.2设计方案 根据上述使用要求， 经过多种设计方案的筛选， 拟定下列设计方案： 2.2.1.夹具总体布置： 主要由拉压钩，定位销，曲柄滑块锁紧机构，上垫板，连接板，加强板，底板，螺杆，螺杆固定板组成。由曲柄滑块机构完成锁紧。整体布置如下图所示： nts铜质镀银活动触头侧平面铣削用夹具 5 图 2-1 夹具总体 2.2.2夹具夹紧方式 主要由定位销插入工件上的两个孔来完成定位 ,拉压钩对工件进行夹紧。定位销为外购件，材料 为 HSS(高速钢 ),尺寸根据客户要求定制。 曲柄滑块机构是一个外购件，固定在连接板的上面，结构与功能如图所示： nts常州工学院毕业设计 6 图 2-2 曲柄滑块机构 松开 状态 图 2-3 曲柄滑块机构锁紧状态 nts铜质镀银活动触头侧平面铣削用夹具 7 图 2-4 锁紧机构完全打开 图 2-2 为曲柄滑块机构工作状态时的松开状态，此时与它相连的拉钩处于行程上极限，夹具就保留 有了装料空间，当工件装好，定位销插入定位孔之后，把曲柄滑块机构的摇柄扳下来，就能够带动拉钩钩住工件，当曲柄滑块机构到达下死点的时候（ 图 2-3），工件在空间上的六个自由度就给完全限制了，工件就被完全定位了。 nts常州工学院毕业设计 8 图 2-5 夹具夹紧状态 图 2-4 为曲柄滑块机构完全打开时的状态。由于功能需要，这个状态在夹具上是不需要实现的。当工件加工好之后，再把曲柄滑块机构的摇柄扳上去，夹具的曲柄滑块夹紧机 松开图 2-6 夹具 松开 状态 nts铜质镀银活动触头侧平面铣削用夹具 9 了 ,此时 再把工件取下来，夹具的整个工作过程就是这样子来完成的。这个过程快捷方便并且可靠，具有很强的可操作性。在生产中既能够保证加工要求，又能实现快速装夹，体现了很强的实用性。 第三章 主要零件设计 3 1 拉压钩的设计 根据工件的外形结构特征，我设计了这样的拉压钩。拉压钩的底部钻 M6 的螺纹孔，穿过上垫板，通过 M6 的螺杆与螺杆固定板，螺杆固定板再与曲柄滑块机构相连接，拉压钩的钩头部分始终保留在上垫板之上，并保留装料卸料空间，来实现松开与夹紧功能，为重要部件之一。采用 45 钢材料，淬火硬度达 HRC30。（参见夹具设计手册） 拉压钩外形如图 3-1所示： 图 3-1 拉压钩 3 2 上垫板的设计 根据加工中心的加工行程和曲柄滑块机构的尺寸，我把夹具的上垫板的长度尺寸设计成了 820mm,因为垫板的上表面是工作面，表面粗糙度要求和平面度要求很高，为了在加工nts常州工学院毕业设计 10 过程中保证上垫板的钢度，我把上垫板的厚度设计成了 25mm.上垫板上开方孔和销孔以及台阶螺纹孔，方孔使拉钩的下半部分穿过上垫板，销孔用于安装定位销，台阶螺纹孔则用于与其他件的连接。 3 3 下底板的设计 根据加工中心工作台的尺寸，我把下底板的尺寸设计成了 860 100 20mm，因为它的下表面是工作面，但有与工作台接触，再加上考虑到制造成本，所以它的厚度不需要太大。再它的两端各开一个 U形槽，当夹具装到加工中心上时，可用螺钉和压板进行固定。上面也要钻攻出沉孔用于连接其他部件。 3 4 连接板的设计 连接板的主要作用是用于固定曲柄滑块机构并连接上下底板，根据拉紧机构 的尺寸，我把它设计成了 820 150 20mm 的尺寸，根据拉紧机构的尺寸在上面钻出通孔和螺纹孔用于固定拉紧机构，还有台阶螺纹孔。 3 5 螺杆固定板的设计 螺杆固定板用于曲柄滑块机构与螺杆的连接，根据设计需要，我把它的尺寸设为 73 45 11，在实现配合功能的的位置上钻出连接所需要的通孔以及台阶螺纹孔即可。 3 6 加强块的设置 由于总的布局在 Y轴方向不对称，为了节省材料，连接板得厚度不能设计得太厚，但为了保证整个夹具的刚度，在连接板得后面我加上了六块加强块，尺寸为 15 150 35mm,钻出螺纹孔用于 连接。 3 7 曲柄滑块机构及其他连接部件 曲柄滑块机构是一个外购件，其尺寸以及功能，不加描述 连接用的螺栓、螺母和螺杆为 M6的内六角螺栓及螺杆、螺母，都是标准件。 第四章 夹具的使用及操作 4.1夹具的操作方法 将夹具的曲柄滑块机构的摇柄往上扳，使螺杆固定板带动螺杆往上运动，螺杆推动拉钩往上运动，拉钩升起，空出装料空间。把工件装上去，使定位销插入工件的底孔，并切使工件的下表面与上垫板的上表面贴实，再把摇柄往下扳，使其到达下死点位置，使拉钩牢固的拉住工件，保证工件完全定位。开动机床进行加工。 加工完以后，执行上述操作的反向操作即可取出工件 nts铜质镀银活动触头侧平面铣削用夹具 11 4.2零件的加工方法 活动触头这个工件本厂使用的加工设备为友嘉精机的 VM-32SA 型加工中心，使用的是 FANUC的 Oi-M系列加工软件， X轴方向的加工行程为 1000mm， Y 轴方向的加工行程为 800mm,Z 轴方向的加工行程为 550mm。加工本工件时使用的的是 20的硬质合金钢四叶圆柱铣刀，刀具线速度设为 60 米 /小时，工件零点 (x,y)位置为第一工位的左上角 ,Z轴零点设为工件与夹具的接触面，根据工件的加工要求和夹具的结构，我们编制了如下的加工程序： 主程序 O001 G80 G40 G17; T1 M6; G43 Z50 H1 M13 S955; M98 P200; G0 G90 G55 X-10.Y12.; M98 P200; G0 G90 G56 X-10.Y12.; M98 P200; G0 G90 G57 X-10.Y12.; M98 P200; G0 G90 G58 X-10.Y12.; M98 P200; G0 G90 G59 X-10.Y12.; M9; M5; G53 X-400.Y0； (工作台移至门口 ) M30; 子程序 O200; G01 Z33.5 F1000; G01 Y-60. F191; G01 Z20.5 F1000; G01 X19.5 F1000; G0 Z33.5; G01 Y-60. F191; nts常州工学院毕业设计 12 G01 Z20.5 F1000; G01 Y12 F191; G0 X70.; G01 Z33.5 F1000; G01 Y-60.F191; G01 Z20.5 F1000; G01 Y12.F191; G01 X89.5 F1000; G0 Z33.5 G01 Y-60 F191; G01 Z20.5 F1000; G01 Y12 F191; G0 Z50.; M99; 加工时刀具的走刀路线为 Z字形循环切削 4. 3 夹具的保养与维护 1. 每班下班前要把夹具打扫干净 ,夹具的重要部件的工作面不可受损伤 2. 夹具卸下不用的时候要在夹具的活动部分涂上油脂 ,防止锈死 第五章 夹具的可靠性校核 5. 1 夹具的夹紧力计算 Wk 实际所需夹紧力 (N) W 在一定的条件下 ,由静力平衡计算出的理论夹紧力 (N) k 安全系数 nts铜质镀银活动触头侧平面铣削用夹具 13 安全系数可按下式计算 K=k0k1k2k3k4k5k6 表 5-1 安全系数 k0-k6的数值 符号 考虑的因数 系数值 K1 加工性质 粗加工 1.2 精加工 1.0 K2 刀具钝化程度 1.0-1.9 K3 切削特点 连续切削 1.0-1.9 断续切削 1.0 K4 夹紧力的稳定性 手动夹紧 1.2 机动夹紧 1.3 K5 手动夹紧时的手柄位置 操作方便 1.0 操作不方便 1.2 K6 仅有力矩使工件回转时工件与支承面接触的情况 接触点确定 1.0 接触点不确定 1.5 K0 基本安全系数 1.2-1.9 圆柱铣刀 铣削切削力的计算公式 F=510ap0.9fz0.8D-0.9Bz F 铣削力 ap 铣削深度 (mm) fz 每齿进给量 (mm) D 铣刀直径 (mm) B 铣削宽度 (mm) z 铣刀齿数 (mm) F=510 26 0.05 0.07 48.5 4 =9004(N) =9.004(KN) WK=WK=F 1.2 1.0 1.0 1.3 1.0 1.0 1.5=21.1(KN) 铣刀铣削加工时对工件的作用力使定位销受到切向力 FQ 剪切力 nts常州工学院毕业设计 14 A 剪切面面积 许用应力 强度校核如下 =500 Mpa =FQ/A A 剪切面面积 =21.1 8.5 8.5 0.1Mpa 所以 ,定位销强度合格 . 由于拉钩在夹具中的作用是使工件下表面与上垫板上表面贴合 ,在加工过程中不受力 ,所以无需校核其强度 . 第六章 总 结 毕业设计 图纸和说明书的完成， 不仅是对 自己 前面所学知识检验，而且也是对自己能力提高。 主要收获和体会如下： 第一， 巩固了我的计算机绘图能力。 第二， 提高了收集资料和查阅手册的能力。 第三， 明确了设计必须与生产实际相结合，产品才有生命力。 第四， 培养了严谨的科学作风。 第五， 对学校所学知识的全面总结 。 第六， 对所学知识理论的检验，能够培养和提高了我独立分析问题和解决问题的能力。 第七， 初步学习并掌握工程设计和撰写技术报告的基本方法。 第八， 培养了我创新意识、创新能力和获取新知识的能力。 第九， 训练了我多学科理论、知识与技能综合运用的能力。 完成整个设计过程，通过对 铜质镀银活动触头侧平面铣削用夹具 的设计并且掌握了关于数控机床加工的一般方法和步骤。具体讲，掌握了部分系统的设计，计算和演算校核的方法，能将自己所学到的知识运用到解决实际问题中，还提高了自己查找运用资料的能力。对数控加工中心加工零件的编程进行设计，使其加工费用低，节时 高效。相信这项课题会有很好的发展前途的，此项技术还有很多可以改进完善的空间，会给我国的机床加工行业带来新的机遇，为激烈的市场竞争垫好坚实的基础。 nts铜质镀银活动触头侧平面铣削用夹具 15 致 谢 首先感谢指导老师范丰和机械组的每一位老师 在设计过程中 对我的严格要求和尽心指导。同时也要感谢学校里的各位同学的大力支持。 在整个过程中， 正是他们的的帮助让我顺利完成了本次毕业设计图纸的绘制和设计说明书的编写。在这次毕业中，使我学到了许多书 上找不到的东西，也是学不到的东西。在设计中遇到一些自己搞不懂的，不会的，自己通过到图书馆去查阅资料和找老师指导 中，慢慢的也都明白了。也是在这次设计中，遇到难得不会的地方，经过老师的细心尽心的指导和帮助，让我明白了很多在课堂里难以学习到和领悟到的东西，在课堂里学习的东西毕竟有限，在题海里要学习的东西就要比课堂里学到的东西多的多了。题目虽然只有一个，但是其中存在问题有许多，有的甚至我们从来没有遇见到的，难以下手的问题，常常使我们措手不及。也是让我们知道自己学到的东西太少了，“书到用时方恨少”这是就显现出来了， 也是让我在问老师的时候完善自己，提高自己。这样才会在社会的竞争中不被淘汰掉，因为可能我们掌握的东西在别人不会的时 候就能派用场。我非常感谢在这次毕业设计中帮助我的老师的，是他们的耐心指导，才让我学习到很多东西，其中的涉及到的东西和问题才会让我一个个理解。在次同时也非常感谢在设计 中帮助我的同学，在大家互相帮助的时候，让我感觉到自己存在的问题，也是在大家探讨的时候把自己遇
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