操纵杆支架加工工艺及钻床夹具设计(钻底面孔系).

课课 程程 设设 计计 任任 务务 书书 一 题 目 操纵杆支架加工工艺及钻床夹具设计 钻底面孔系 二 时 间 自 2012 年 12月 17 日至 2012 年 12月 23 日止 三 要 求 正确解决该零件在加工中的定位 加紧 等问题 设计出高效 省力 既经济合理又能保证加工质 量的夹具 学会使用有关手册及图表资料 设计条件 通用设备与工装齐全 具体设计要求 设计该零件的机械加工工序夹 具 设计完成后提交 课程设计说明书一本 夹具结构设 计图纸总图 夹具体零件图 待加工零件图各一张 格式 符合学校有关要求 指导教师 目 录 序言 1 零件的分析 1 1 零件的作用 1 2 选择毛坯种类并确定制造方法 1 3 基面的选择 2 夹具设计 2 1问题的提出 2 2夹具设计 2 3提出自己的方案 并分析利弊 选出合适的设计方 案 2 4选择加工方法 2 5夹紧机构设计 结论 参考文献 序序 言言 机械制造工艺学课程设计是我们融会大学所学的 机 械制造工艺学 机械制造装备设计 等知识后 将理论 与实践相结合对专业知识的综合运用训练 并且为我们以 后做好毕业设计进行一次综合训练和准备 通过机械制造 工艺学课程设计 应该得到下述各方面锻炼 1 能熟练的运用机械制造工艺学的基本理论和夹具设 计原理的知识 正确地解决一个零件在加工中的定位 夹 紧以及合理制订工艺规程等问题的方法 培养分析问题和 解决问题的能力 2 通过对零件某道工序的夹具设计 学会工艺装备设 计的一般方法 通过亲手设计夹具 或量具 的训练 提 高结构设计的能力 3 课程设计过程也是理论联系实际的过程 并学会使 用手册 查询相关资料等 增强我们解决工程实际问题的 独立工作能力 1 零件的分析零件的分析 1 11 1 零件的作用零件的作用 题目所给定的零件是汽车换挡部分的操纵杆支架 它 的主要作用是固定操纵杆 使其在行驶过程中牢固可靠 零件上的3 11孔用螺栓固定在底座上 操纵杆用 20的 定位销固定在支架上 并且在换挡时依靠利用36槽轨迹不 会引起偏差 1 21 2 选择毛坯种类并确定制造方法选择毛坯种类并确定制造方法 操纵杆支架材料为灰铁件 牌号HT150 零件年产量为 10000件 已达大批生产的水平 而且零件的轮廓尺寸不大 故可采用精铸件 这从提高生产率 保证加工精度上考虑 也是应该的 1 31 3 基面的选择基面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一 基面选 择得正确与合理 可以使加工质量得到保证 生产率得以 提高 否则 加工工艺过程中会问题百出 更有甚者 还 会造成零件大批报废 使生产无法正常进行 1 41 4 零件工艺分析零件工艺分析 操纵杆支架共有4组加工表面 分析如下 1 2 20孔 2 支架底面 3 36槽 4 3 11孔 此零件外形较小 图中除2 20孔 公差要求较严格 外 其它加工面公差要求较低 并且无位置度要求 但是 为了满足装配性能 根据现场实际 在加工过程中要制定 工艺基准 并制定出工艺公差 利用工艺基准来加工后续 工序 2 夹具设计 为了提高劳动生产率 保证加工质量 降低劳动强度 需要设计专用夹具 经过与指导老师协商 决定设计第二道工序 钻 底 面孔系 本夹具将用于Z3040钻床 刀具为一把 10 5的 钻头 11H9的绞刀 对工件的3 11孔进行 加工 机床夹具的功能机床夹具的功能 1 保证加工精度 2 提高生产率 3 扩 大机床的使用范围 4 减轻工人的劳动强度 保证生产安全 机床夹具的类型 机床夹具的类型 1 通用夹具 2 专用夹具 3 可调整夹具 和成组夹具 4 组合夹具 4 随行夹具 组合夹具组合夹具 它是由一系列标准元件组装而成 机床夹具的基本组成 机床夹具的基本组成 1 定位元件及定位装置 2 夹紧元 件及夹紧装置 3 导向及对刀元件 4 动力装置 5 夹具体 6 其 他元件及装置 2 12 1问题的提出问题的提出 本夹具主要用来钻工件上3 11的孔成 孔加工通 先 用 10 5的钻头粗钻后再用 11H9的绞刀加工到尺寸 在 本道工序加工时 主要应考虑如何提高劳动生产率 降低 劳动强度 保证工艺要求孔距及孔径为下到序做基准 2 22 2夹具设计夹具设计 一 工件定位一 工件定位 1 工件定位原理 工件的定位无论是工艺基准还是定位基准 均应符 合六点定位原理 六点定位原理是采用六个按一定规则布 置的约束点 限制工件的六个自由度 使工件实现完全定 位 常用的定位元件有支撑钉 支撑板 定位销 锥面定 位销 V 形块 定位套 顶尖和锥度心轴 2 定位基准的选择 通常工件是由一组定位基准在夹具中定位的 常用的 组合基准有 一组平面组合基准 平面和曲面的组合基准 平面和孔的组合基准 一组孔的组合基准 一般分为粗基 准和精基准定位考虑 1 粗基准的选择 对于零件而言 尽可能选择不加工表面为粗基准 而对于 有若干个不加工表面的工件 则应以与加工表面要求相对 位置精度较高的不加工表面做粗基准 2 精基准的选择 精基准的选择有利于保证加工精度 并使工件装夹方 便 在选择时 主要应该考虑基准重合 基准统一等问题 当设计基准与工序基准不重合时 应该进行尺寸换算 精 基准选择为底面及3 11孔 2 3 根据以上原则 工件定位有以下三种根据以上原则 工件定位有以下三种 可能方案可能方案 a 方案一 以底面 突台平面为定位基准 用一个锥面定 位销 两个长销定位以限制工件六个自由度 在 A 面钻 孔 优点工件工作安装稳定 夹具结构简单 缺点不易 保证孔心距尺寸 96 0 25 和 68 0 25 b 方案二 以 3 个 R12 外廓的圆周 突台平面 为定位基 准 用三个 V 形块 两个偏心圆装置以限制工件六个自 由度 在 A 面钻孔 优点工件安装稳定 夹具结构简单 缺点不易保证孔心距尺寸 96 0 25 和 68 0 25 c 方案三 以 B 面为定位平面 用三个长销 两个 V 形块 定位以限制工件自由度 在 A 面镗孔 优点夹具结构简 单缺点不易保证孔心间距 稳定性差 经过三种方案的对比总结 第二方案比较好 工件安装 简单方便 稳定性也高 换件快 操作简单 2 4 选择加工方法 1 1 孔的加工 孔的加工 孔的加工方式有钻 扩 镗 拉 磨等 对于本支架 3 11的孔为工艺孔 所以选用钻床加工的方式 2 52 5 夹紧机构的设计夹紧机构的设计 1 1 夹紧机构的原则 夹紧机构的原则 1 夹紧时不能破坏工件在定位元件上所获得的位置 2 夹紧力应保证工件位置在整个加工过程中不变或不产 生不允许的振动 3 使工件不产生过大的变形和表面损伤 4 夹紧机构必须可靠 夹紧机构各元件要有足够的强度 和刚度 手动夹紧机构必须保证自锁 机动夹紧机构应有 联锁保护装置 夹紧行程必须足够 5 夹紧机构操作必须安全 省力 方便 符合工人操作 习惯 6 夹紧机构的复杂程度 自动化程度必须与生产纲领和 工厂的条件相适应 2 2 钻床夹具介绍 钻床夹具介绍 钻床夹具的结构形式是根据工件的大小 形状 选用的机床及加工孔的分布形式确定的 钻床夹具从结构 上可以分为固定式钻床夹具 回转式钻床夹具 翻转式钻 床夹具 盖板式钻床夹具和滑柱式钻床夹具等 3 3 钻床夹具结构的选择要求 钻床夹具结构的选择要求 1 被钻孔的直径大于10mm时 特别是钢制件 钻床夹 具应固定在工作台上 2 翻转式钻床夹具适用于加工中小型工件 否则应采用 回转式钻床夹具 3 当加工几个不在同心圆周上的平行孔系时 如工件夹 具的总重比较大 应采用固定式夹具在摇臂钻床上加工 如生产批量较大 则可在立式钻床上采用多轴传动头进 行加工 4 对于孔的垂直度 孔距精度要求不高的中小型工件 宣优先采用滑柱式钻床夹具 以缩短夹具的设计 制造 周期 一般孔的垂直度要求小于0 1mm 孔距位置公差小 于土0 15mm 如不采取特殊措施 不宜采用滑柱式钻床 夹具 5 钻模板和夹具体为焊接结构的钻床夹具 因焊接应力 不能彻底消除 精度不能保证 故一般只在工件孔距公 差大于土0 15mm时采用 6 工件被加工孔要求定位基准面的距离公差或孔距公差 小于0 05mm时 只有采用固定式钻模板和固定式钻套才 能保证 4 4 设计夹紧装置 设计夹紧装置 a a 用三个V形夹紧三个R12圆弧的外轮廓 以限制工件移动 或旋转 b b 在两边R180的外轮廓处安装两个偏心轮装置 以限制工 件的上下移动 c c 两个V形块通过旋转螺纹使其夹紧或松开 以便换取工件 5 5 钻孔导向装置钻孔导向装置 钻床夹具中钻头的导向采用钻套 钻套有固定钻套 可 换钻套 快换钻套和特殊钻套等四种 此次加工选用可换 钻套 由于工件材料为铸铁材料 钻套的高度H 1 2 d 1 2 11 11 22mm 取16mm 钻套底端与工件间的距离h的大小决定了排屑空间的大小 对于铸铁类材料工件h 0 6 0 7 d 0 6 0 7 11 6 6 7 7mm 取7mm 钻套定位 在每个V形块上用两个螺钉固定如俯视图所示 夹具零件简图夹具零件简图 6 6 夹具设计及操作的简要说明 夹具设计及操作的简要说明 如前所述 在设计夹具时 应该注意提高劳动生 产率 为此 夹具的实用性及劳动强度也要考虑在内 本零件是精铸件 余量较小 切削力不是太大 需要 的压紧力也不大 所以没有必要使用气动或液压夹紧 手动压紧就可以满足需要 夹具上装有钻模板 可使夹具在一批零件的加工 之前很好地对刀 与塞尺配合使用 将钻模板设计成三角卡盘结构 通过螺纹旋转使 三个V形块夹紧或松开工件 在三个V形块上用螺钉固 定三个装有可换钻套的模块 进行导向钻孔 结 论 通过这次课程设计 使我对零件制造 夹具设计有了进一步的认识 也加深了对 机械制造装配设计中所学基础知识的学习 和理解 课程设计是理论联系实际的最有 效方法 在具体设计过程中 必须考虑到 方方面面在实际中往往存在的各种问题 在设计时必须考虑所设计的机构是否合理 在实际运用中能否正常工作 是否方便用 于加工生产 不仅仅要考虑理论上的可行 性 还要从实际加工零件角度思考设计夹 具 在本次设计中 考虑到零件的加工难 易 材料 成本 装换工件等问题 所选 用的零 部件都是操作简单 通用性较强 的标准件 从现时以最低的成本实现最先 进的加工 但也有不足之处 但这次的课 程设计使我获益良多 使我真正了解了夹 具设计的