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工装 夹具 ca6140 车床 机械 加工 工艺 规程 上端 设计 直径 40 方案

资源描述：

【工装夹具类】CA6140车床拨叉[831007]机械加工工艺规程及铣上端面夹具设计[直径40外圆上端面]【方案1】,工装,夹具,ca6140,车床,机械,加工,工艺,规程,上端,设计,直径,40,方案

内容简介：

沈阳理工大学应用技术学院课程设计任务书 班级： 081015 姓名： 盛文广 学号： 30 课程名称 : 机械制造装备设计 题 目： 床拨叉（零件号 813007）加工专用夹具设计 专 业： 机械设计制造及其自动化 主要 内容及要求： 1、根据所给的 零 件草图，画出 零 件工作图。 2、完成 床拨叉（零件号 813007） 工件的 专用夹具总装配工作图。 3、完成 专用夹具部分零件工作图。 4、编写设计计算 说明书。 5、总工作量要求：总图量为： 0#图纸 1 张； 设计计算 说明书 17 页。 主要参考资料 ： 夹具设计手册、夹具设计图册、机械零件设计手册。 进度安排： 1、 1件工作图绘制及夹具 设计方案。 2、 3具总装配图设计。 3、 7完成专用夹具部分零件图及设计计算 说明书编写。 课程设计 指导教师 ： 张 福 2010 年 6 月 17 日 教研室主任 ： 赵艳红 2010 年 6 月 17 日 机械制造装备 设计 课程设计 计划 书 一、 课程设计 目的 1、 本 课程设计 是 机械 制造装备 设计 课 程 的延续，通过设计实践，进一 步 掌握机械 制造装备 设计的一般方法。 2、培养 学生 综合运用机械制图、机械设计基础、金属材料 及 热处理 、机械制造 结构工艺等相关知识， 培养 工程设计的能力。 3、培养 学生 使用手册、图册、有关资料及设计标准规范的能力。 4、提高 学生 技术总结及编制技术文件的能力。 5、 为 毕业设计 打下良好的基础 。 二、 课程设计 题目 床拨叉（零件号 813007）加工专用夹具设计 三 、 课程 设计 的 内容 与基本要求 （一） 内容 1、 完成 叉 工件的 铣端面 专用夹具总装配图 。 2、 完成 床拨叉 专用夹具部分零件工作图。 3、编写设计计算说明书。 4、总工作量要求：总图量为： 0#图纸 1 张；设计计算说明书 17 页。 （二） 基本要求 1、 课程设计必须独立的进行，每人必须完成 总工作量要求 。 2、根据 设计题目 ， 完成规定的设计内容和工作量要求 。 3、正确的运用手册、标准， 设计图样 必须符合国家标准规定。 4、 设计计算 说明书力求用工程术语， 简明扼要 ，计算合理、准确，表达清晰，文字通顺简练，字迹工整。 四、进度安排 1、 1 件工作图绘制及夹具 设计方案。 2、 3具总装配图设计。 3、 7完成专用夹具部分零件图及设计计算 说明书。 课程设计 指导教师 ： 张 福 2010 年 6 月 17 日 教研室主任 ： 赵艳红 2010 年 6 月 17 日 沈阳理工大学应用技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 1 前言 . 2 .生产纲领 .产条件 .件工艺分析 .位机构 .紧机构 .床夹具的总体形式 . 确定夹具体 ： . 确定联接体 ： . 夹具体的总体设计图 : .制夹具零件图 .制夹具装配图 .差分析 .位误差的 计算 .论 .谢 .考文献 .阳理工大学应用技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 2 前言 机械制造技术基础是机械设计制造及其自动化（或机械工程及自动化）专业的一门重要的专业基础课。 机械设计是机械工程的重要组成部分，是决定机械性能的最主要因素。由于各产业对机械的性能要求不同而有许多专业性的机械设计 。 在机械制造厂的生产过程中 ,用来安装工件使之固定在正确位置上 ,完成其切削加工 、检验、装配、焊接等工作 ,所使用的工艺装备统称为夹具。如机床夹具、检验夹具、焊接夹具、装配夹具等。 机床夹具的作用可归纳为以下四个方面： 机床夹具可准确确定工件、刀具和机床 之间的相对位置，可以保证加工精度。 机床夹具可快速地将工件定位和夹紧，减少辅助时间。 采用机械、气动、液动等夹紧机构，可以减轻工人的劳动强度。 利用机床夹具，可使机床的加工范围扩大，例如在卧式车床刀架处安装镗孔夹具，可对箱体孔进行镗孔加工。 机械制造装备设计课程设计是机械设计中的一个重要的实践性教学环节，也是机械类专业学生较为全面的机械设计训练。其目的在于： 过课设训练可以巩固、加深有关机械课设方面的理论知识。 养独立设计能力，为以后的专业课程及毕业设计打好基础，做好准备。 范手册、图册和查询有关设计资料的能力。 我国的装备制造业尽管已有一定的基础，规模也不小，实力较其它发展中国家雄厚。但毕竟技术基础薄弱，滞后于制造业发展的需要。我们要以高度的使命感和责任感，采取更加有效的措施，克服发展中存在的问题，把我国从一个制造业大国建设成为一个制造强国，成为世界级制造业 基础地之一。 沈阳理工大学应用技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 3 生产纲领 工件的年生产量是确定机床夹具总体方案的重要依据之一。如工件的年生产量很大，可采用多工件加工、机动夹紧或自动化程度较高的设计方案，采用此方案时，机床夹具的结构较复杂，制造成本较高；如工件的年生产量不大，可采用单件加工，手动夹紧的设计方案，以减小机床夹具的结构复杂程度及夹具的制作成本。 如 5 万件以上夹具复杂用全自动化的设备， 5000 件小批量生产用手动设备。 产条件 1、卧式铣床： 6、 6 6、 6、 6 6 6664 2、立式铣床： 6 6 6 610 、 652、 6 456300 、 173M 3、数控立式铣床： 。 4、 键槽铣床 ： 692A）、 4205、 60A 。 5、万能工具铣： 678M）、 679）、 680。 一、认真执行 金属 切削机床通用操作规程有关规定。 （ 1）台式铣床：小型的用于铣削仪器、仪表等小型零件的铣床。 （ 2）悬臂式铣床：铣头装在悬臂上的铣床，床身水平布置，悬臂通常可沿床身一侧立柱导轨作垂直移动，铣头沿悬臂导轨移动。 （ 3）滑枕式铣床：主轴装在滑枕上的铣床，床身水平布置，滑枕可沿滑鞍导轨作横向移动，滑鞍可沿立柱导轨作垂直移动。 （ 4）龙门式铣床：床身水平布置，其两侧的立柱和连接梁构成门架的铣床。铣头装在横 梁和立柱上，可沿其导轨移动。通常横梁可沿立柱导轨垂向移动，工作台可沿床身导轨纵向移动。用于大件加工。 （ 5）平面铣床：用于铣削平面和成型面的铣床，床身水平布置，通常工作台沿床身导轨纵向移动，主轴可轴向移动。它结构简单，生产效率高。 沈阳理工大学应用技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 4 34171286 52 320139 11 1 391 115（ 6）仿形铣床：对工件进行仿形加工的铣床。一般用于加工复杂形状工件。 （ 7）升降台铣床：具有可沿床身导轨垂直移动的升降台的铣床，通常安装在升降台上的工作台和滑鞍可分别作纵向、横向移动。 （ 8）摇臂铣床 摇臂装在床身顶部，铣头装在摇臂一端，摇臂可在水平面内回转和移动，铣头能在摇臂的端面上回转一定角度的铣床。 （ 9）床身式铣床：工作台不能升降，可沿床身导轨作纵向移动，铣头或立柱可作垂直移动的铣床。 件工艺分析 本次课设是要为此图 1的 铣端面 夹具，最终实现将工件定位，更加精确和方便的完成 铣 面 工作，并保证能夹紧工件，夹紧力要适中，不要使工件变形，又能保证工件所要求的加工精度。 沈阳理工大学应用技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 5 零件图标出了工件的尺寸、形状和位置、表面粗糙度等总体要求，它决定了工件在 机床夹具中的放置方法，是设计机床夹具总体结构的依据 ,本工件放置方法应如图1示。工序图给出了零件本工序的工序基准、已加工表面、待加工表面，以及本工序的定位、夹紧原理方案。工件的工序基准、已加工表面决定了机床夹具的方位方案，如选用平面定位、孔定位以及外圆面定位等；定位方案的选择依据六点定位原理和采用的机床加工方法，定位方案不一定要定六个自由度，但要完全定位。工件的待加工表面是选择机床、刀具的依据。确定夹紧机构要依据零件的外型尺寸，选择合适的定位点，确保夹紧力安全、可靠同时夹紧机构不能与刀具的运动轨迹相 冲突。 位机构 图 2平面 在夹具设计中，定位方案不合理，工件的加工精度就无法保证。工作定位方案的确定是夹具设计中首先要解决的问题。 根据工序图给出的定位元件方案，按有关标准正确选择定位元件或定位的组合。在机床夹具的使用过程中，工件的批量越大，定位元件的磨损越快，选用标准定位元件增加了夹具零件的互换性，方 便机床夹具的维修和维护。 设计夹具是原则上应选该工艺基准为定位基准。无论是工艺基准还是定为基准，均应符合六点定位原理。 由于该零件的加工是 铣 40以 下底面作为定位面，属面 定位类型，因沈阳理工大学应用技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 6 此本次设计采用的定位机构为大平面 与支承钉相结合。 定位的形式很多，大平面限制X， 方向的移动；小平面限制 用另一个小平面限制 轴转动，来实现完全定位。 装夹工件时，通过 夹紧机构压板将 夹紧工件。本次设计的定位平面 与平面 相结合，分别限制工件的 X、 方向的旋转 自由度。心轴定位的特点为结构简单、制造容易、夹紧可靠，自锁性好，夹紧动作慢、效率低。 图 2件放置方式 工件在加工过程中保持已获得的定位不被破坏，同时保证加工精度。 2 确定 ： 1）夹紧力的方向应有利于工件的准确定位，而不能破坏定位，一般要求主夹紧力应垂直于第一定位基准面。 2）夹紧力的方向应与工件刚度高的方向一致，以利于减少工件的变形。 3）夹紧力的方向尽可能与切削力、重力方 向一致，有利于减小夹紧力。 3 选择 ： 沈阳理工大学应用技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 7 1）夹紧力的作用点应与支承点“点对点”对应，或在支承点确定的区域内，以避免破坏定位或造成较大的夹紧变形。 2）夹紧力的作用点应选择在工件刚度高的部位。 3）夹紧力的作用点和支承点尽可能靠近切削部位，以提高工件切削部位的刚度和抗振性。 4）夹紧力的反作用力不应使夹具产生影响加工精度的变形。 4. 选择夹紧机构： 设计夹紧机构一般应遵循以下主要原则： 1)夹紧必须保证定位准确可靠，而不能破坏定位。 2)工件 和夹具的变形必须在允许的范围内。 3)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 4)必须保证自锁，机动夹紧应有联锁保护装置，夹紧行程必须足够。 5)夹紧机构操作必须安全、省力、方便、迅速、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。 沈阳理工大学应用技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 8 图 2紧机构 选用 压板 夹紧机构来对被加工工件进行夹紧。 压板 夹紧机构的特点：结构简单，制造方便加紧可靠施力范围大；自锁性能好操；扩力比 80 以上，行程 S 不受限制； 加紧工作慢，效力低。 床夹具的总体形式 机床夹具的总体形式一般应根据工件的形状、大小、加工内容及选用机床等因素来确定。 夹具的组成归纳为 ： 1） 定位元件及定位装置 用于确定工件正确位置的元件或装置。 2）夹紧元件及夹紧装置 用于固定元件已获得的正确位置的元件或装置。 3） 导向及对刀元件 用于确定工件与刀具相互位置的元件。 4） 动力装置在成批生产中，为了减轻工人劳动强度，提高生产率，常采用气动、液动等动力装置。 5） 夹具体用于将各种元件装置连接在一体，并通过它将整个夹具安装在机床上。 6） 其他元件及装置 根据加工需要来设置的元件或装置。 定夹具体 ： 夹具体上一般不设定位和定向装置，特别是台钻、立钻和摇臂钻上使用时，但夹具体底板上一般都设有翻边或留一些平台面，以便夹具在机床工作台上固定。夹具体一般是设计成平板式（有些夹具体铸造成特殊形状），保证具有足够的刚性。它用来固定定位元件、加紧机构和联接体，并于机床可靠联接。 定联接体 ： 联接体是将导向装置与夹具体联接的工件，设计时主要考虑联接体的刚性，合理布置联接体的位置，给定位元件、夹紧机构留出空间。此夹具体的联接装置通过内六角螺栓和圆柱销来定位，考虑到刚性问题，在相对应的位置上在用一个联接体支承钻套板，同样用内六角螺栓定位。 沈阳理工大学应用技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 9 具体的总体设计图 : 制夹具零件图 对装配图中需加工的零件图均应绘制零件图，零件图应按制图标准绘制。视图尽可能与装配图上的位置一致。 :制。 沈阳理工大学应用技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 10 位公差、技术要求应根据装配图上的配合种类、位置精度、技术要求而定。 尺寸、形状、位置、表 面粗糙度等应标注完整 。 零件图 1 压板 零件图 2 上盖 制夹具装配图 沈阳理工大学应用技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 11 :比例 绘制，用局部剖视图完整清楚地表示出夹具的主要结构及夹具的工作原理。 双点划线画出主要部分（如轮廓、定位面、夹紧面和加工表面）。画出定位元件、夹紧机构、导向装置的位置。 接体、螺钉等），将夹具各组成元件联成一体。 此机床夹具要用到的零件如下 ： （ 1）压板 （ 2） 圆柱销 （ 3） 内六角圆柱头螺钉 （ 4） 六角头头部带槽螺栓 （ 5） 轻型弹簧垫圈 （ 6） 精密机械用紧固件十字槽螺钉 B 型 （ 7） 圆柱销 （ 8） 带孔球面圆柱头螺钉 （ 9） 弹簧 （ 10） 内六角圆柱头螺钉 （ 11） 标准型弹簧垫圈 （ 12） 六角头螺杆带孔螺栓 级 （ 13） 轴用弹性挡圈 （ 14） 支承钉 （ 15） 夹具体 （ 16）平垫圈 合、公差等 (1)夹具的外形 轮廓 尺寸，所设计夹具的最大长、宽、高尺寸。 (2)夹具与机床的联系尺寸，即夹具在 机床上的定位尺寸。如车床夹具的莫氏硬度、铣床夹具的对定装置等。 (3)夹具与刀具的联系尺寸，如用对刀块塞尺的尺寸、对刀块表面到定位表面的尺寸沈阳理工大学应用技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 12 及 公差。 (4)夹具中所有有配合关系的元件间应标注尺寸和配合种类。 (5)各定位元件之间，定位元件与导向元件之间，各导向元件之间应标注装配后的位置尺寸和形位公差。 注 的技术要求 (1)定位元件的定位面间相互位置精度。 (2)定位元件的定位表面与夹具安装基面 、定向基面间 的 相互 位置精度。 (3)定位表面与导向元件 工作面 间的 相互 位置精度。 (4)各 导 向元件 的 工作面间的 相互 位置精度。 (5)夹具上有检测基准面的话，还应标注定位表面，导向工作面与该基准面间的位置精度。 对于不同的机床夹具，对于夹具的具体结构和使用要求，应进行具体分析，订出具体的技术要求。设计中可以参考机床夹具设计手册以及同类的夹具图样资料。 写标题栏和零件明细表 ： 每一个零件都必须有自己的编号，此编号是唯一的。在工厂的生产活动中，生产部件按零件编号生产、查找工作。 完整填写标题栏，如装配图号、名称、单位、设计者、比例等。 完整填写明细表， 一般来说，加工工件填写在明细表的下方，标准件、装配件填写在明细表的上方。注意，不能遗漏加工工件和标准件、配套件。 1)保证加工精度 这是必须做到的最基本要求。其关键是正确的定位、夹紧和导向方案，夹具制造的技术要求，定位误差的分析和验算。 2)夹具的总体方案应与年生产纲领相适应 在大批量生产时，尽量采用快速、高效的定位、夹紧机构和动力装置，提高自动化程度，符合生产节拍要求。在中、小批量生产时，夹具应有一定的可调性，以适应多品种工件的加工。 3)安全、方便、减轻劳动 强度 机床夹具要有工作安全性考虑，必要时加保护装置。要符合工人的操作位置和习惯，要有合适的工件装卸位置和空间，使工人操作方便。大批量生产和工件笨重时，更需要减轻工人劳动强度。 4)排屑顺畅 机床夹具中积集切屑会影响到工件的定位精度，切屑的热量使工件和夹沈阳理工大学应用技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 13 具产生热变形，影响加工精度。清理切屑将增加辅助时间，降低生产率。因此夹具设计中要给予排屑问题充分的重视。 5)机床夹具应有良好的强度、刚度和结构工艺性 机床夹具设计时，要方便制造、检测、调整和装配，有利于提高夹具的制造精度。 差 分析 位误差 工件的加工误差，是指工件加工后在尺寸，形状和位置三个方面偏离理想工件的大小，它是由三部分因素产生的 ： 1） 工件在夹具中的定位、夹紧误差。 2） 夹具带着工件安装在机床上， 夹具 相对机床主轴（或刀具）或运动导轨的位置误差，也称对定误差。 3） 加工过程中 误差，如机床几何精度，工艺系统的受力、受热变形、切削振动等原因引起的误差。 其中定位误差是指工序基准在加工方向上的最大位置变动量所引起爱的加工误差。 生定位误差的原因 夹具定位基准与工序基准 不重合，两基准之间的位置误差会反映到被加工表面的位置上去，所产生定位误差称之为基准转换误差。 在使用心轴、销、定位套定位时，定位面与定位元件间的间隙可使工件定心不准产生定位误差。 1）定位基准面与定位元件表面的形状误差。 沈阳理工大学应用技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 14 2）导向元件、对刀元件与定位元件间的位置误差，以及其形状误差导致产生的导向误差和对刀误差。 3） 夹具在机床上的安装误差，即对定误差导致工件相对刀具主轴或运动方向产生的位置误差。 4）夹紧力使工件与定位元件间的位置误差，以及定位元 件、对刀元件、导向元件、定向元件等元件的磨损。 位误差的计算 项主要是定位孔 8定位销 8间隙产生， 配图标注尺寸为 差为 18知最大间隙为 于标准钻套，精度较高，此项可以忽 略。 生中心距误差 e，由下式求出 ： e=( H/2 + h + b ) 刀具与钻套的配合为 30H7/知 H=36h=20, B=30求得 e= 由于上述各项都是按最大误差计算，实际上各项也不可能同时出现最大值，各误差方向也很可能不一致，因此，其最和误差可按概率法求和： 沈阳理工大学应用技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 15 2 2 2 20 . 0 2 8 0 . 0 3 0 . 0 2 4 0 . 0 5 0 . 0 2 4 该项误差大于中心距允差 ，可用。 沈阳理工大学应用技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 16 结论 在这次历时 两 个礼拜的课程设计中，发现自己在理论与实践中有很多的不足，自己知识中存在着很多漏洞，看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论到实践的能力还急需提高。 让我认识到了仔细认真的重要性。 这次课程设计让我们更能注意到细枝末节。这次课设使我对机床 夹具设计有了更深刻的理解，特别使其中的技术要求。同时感觉到了细节的重要性 。有时候我们我们错的并不是理论，而是我们很容易忽略的线型和该删掉的线我们没有删掉。作为一个设计者不仅应掌握良好的专业知识，有一个认真仔细的心态，还有有一个冷静的心态，遇到问题不能慌乱，不知所措 首先根据工件的加工要求，我选择了 铣 床，因此加工方向式垂直与水平面的。然后工件主要定位部分 底面 和 两 侧端面， 限制 6个自由度。满足六个自由度的要求，但是不影响机床夹具的工作。因为被加工件需要 铣平面限制 6个自由度 会增进效率。最后是将定位销和支承板固定在夹具体上，利用销定位、螺柱、螺母和内六角螺钉进行定位、夹紧。这样将工件稳固 的夹紧在机床上，能更方便，准确的进行 面 加工。通过以上这些步骤，此机床夹具可以正常工作，此项设计方案可实施 。 通过精度验算可知，此项机床夹具可施行。工件的定位、夹紧符合要求。 在设计的过程中，虽然感觉到了我的不足之处，但是我也学到了不少东西 。 在一定程度上，使我对以前学习过的东西有了加深理解和熟练操作。 课程设计是机械专业学习的一个重要的、总结性的理论和实践相结合的教学环节，是综合运用所学知识和技能的具体实践过程。通过本次夹具设计，我对所学的专业知识有了更深刻的理解和认识。课程设计内容源于生产实践，使得课程设 计和实 践得到了充分的结合，有利于培养解决工程实际问题的能力。上学期在 长春一汽 进工厂实习或参观的时候对夹具也有所了解，而这次课程设计的经历，使我对夹具有了更深刻的认识 我们在这次的学习实践中看到了自己的不足，同时发现到自己的一个不足，意味着我们成长了一点，如果我们每天成长一点点，那么我们会稳扎稳打的走向成功。 沈阳理工大学应用技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 17 致谢 为期两周的课程设计转眼就过去了 。 通 过这两个星期的课程设计 ， 使我综合的运用了几年所学的专业知识 。 在 课程设计中，发现自己在理论与实践中有很多的不足，自己知识中存在着很多漏洞，看到了自己的实践经验还是比 较缺乏，理论到实践的能力还急需提高。 首先，感谢学校给我们提供这次难得的实习机会，这让我真切的体会到理论与实际相结合的意义，为我今后的机械制造技术设计思路奠定了基础。从 次课程设计中能让我们学习到一些课本中不能引起我们注意的