1、專業模塊課程設計 題目：杠杠車床夾具設計 學院： 專業： 班級： 姓名： 學號： 指導老師：目錄1、課程設計的目的12、課程設計的基本任務與要求12.1夾具設計基本任務12.2設計要求13.主要零件的設計131基本任務23.2步驟23.2.1 生產綱領23.2.2零件圖審查24設計34.1設計任務34.2設計方法和步驟44.2.1.夾具類型的確定44.2.2.定位裝置的設計54.3夾緊裝置的設計94.3.1.夾緊機構104.4導向裝置的設計及其他裝置結構.124.4.1.加工10H9孔導向裝置的確定124.4.2.加工11孔的導向裝置的確定134.4.3.其他裝置的確定134.5確定夾具技術要

2、求和有關尺寸，公差配合134.5.1.技術要求134.5.2.公差配合144.6夾具精度分析與計算145總結151、課程設計的目的 機械制造技術課程設計是培養機械工程類專業學生應職應崗能力的重要實踐性教學環節，它要求學生能全面綜合地運用所學的理論和實踐知識，進行零件機械加工工藝規程和工藝裝備的設計。其基本目的是：培養工程意識、訓練基本技能、培養質量意識、培養規范意識。2、課程設計的基本任務與要求2.1夾具設計基本任務（1） 零件圖分析（2） 編寫設計說明書一份（3） 收集資料,為夾具設計做好準備（4） 繪制草圖,進行必要的理論計算和分析以及夾具的結構方案 （5） 繪制總圖和主要非標準件零件圖,

3、編寫設計說明書2.2設計要求（1）保證零件加工質量,達到圖紙的技術要求（2）在保證加工質量的前提下,盡可能提高生產效率（3）要盡量減輕工人的勞動強度,生產安全（4）在立足企業的前提下,盡可能采用國內技術和裝備（5）工藝規程應正確.清晰,規范化,標準化的要求3.主要零件的設計31基本任務（1）繪制零件工件圖一張；（2）編寫設計說明書一份；（3）收集和研究原始資料，為夾具結構設計做好技術準備。（4）初步擬定夾具結構方案，繪制夾具結構圖，進行必要的理論計算和分析。選擇最佳的夾具結構方案，確定夾具精度和夾具總圖尺寸、公差配合與技術要求。（5） 繪制夾具總圖和主要非標準件零件圖，編寫設計說明書。（6）編

4、制夾具特殊使用維護、操作、制造方面的說明或技術要求。32要求（1）應保證零件的加工質量，達到設計圖紙的技術要求；（2)在保證加工質量的前提下，盡可能提高生產效率；（3）要盡量減輕工人勞動強度，必須考慮生產安全、工業衛生等措施；（4）夾具設計保證工件的加工精度；（5）提高生產效率；（6）工藝性好；（7）使用性好；（8）經濟性好3.3步驟 3.3.1 生產綱領生產類型生產綱領（件/年）中批量生產 中型零件（0.5150KG）1000200004設計4.1設計任務（1）加工工件零件圖如圖4-1所示（見零件圖），完成設計鉆、擴、較杠桿10H9孔和11孔的鉆床夾具。（2）生產類型：中批量生產。（3）毛胚

5、：模鍛件。模鍛是利用模具使坯料變形而獲得鍛件的鍛造方法.模鍛與自由鍛相比,具有生產率高,鍛件外形復雜,尺寸精度高,表面粗糙度值小,加工余量小等優點,但模鍛件質量受設備能力的限制一般不超過150kg,鍛模制造成本高.模鍛適合中小鍛件的大批量生產.模鍛方法較多,常用的有錘上模鍛.（4）工藝內容：序號工序內容適用設備010銑28H7孔的兩端面X5032020鉆、擴、鉸28H7孔并刮端面KZ5135030銑10H9孔的兩端面X6132A040鉆、擴、鉸10H9孔和鉆11孔Z5125050銑11孔的兩端臺階面X6132A0609槽X6132A工序如圖4-2所示。該工序所用設備為Z525立式鉆床。圖41、

6、42（5）工序的加工要求：10H9孔和28H7孔的中心距為（80±0.20）mm；平行度公差0.30mm；11孔與28H7孔中心距為（15±0.25）mm。4.2設計方法和步驟4.2.1.夾具類型的確定由設計任務及條件可知,工件的外形輪廓尺寸小,重量輕,加工要求不高,生產批量不大.因此,設計的夾具不宜復雜,在保證質量和提高生產率的前提下,盡量簡化結構,做到經濟合理.根據被加工部位 的分布情況,擬采用翻轉式鉆夾具(快換鉆套).4.2.2.定位裝置的設計(1)確定定位方案根據工件結構特點,其定位方案有兩種:方案一:如圖4-3所示,以28H7孔及一組合面(K面與10H9孔下端面組

7、合)為定位面,限制工件的五個自由度,以10H9孔端外緣毛胚一側為防轉定位面,限制工件Z自由度.該方案由于尺寸88MM的公差大,定位不穩定,定位誤差大.方案二:如圖4-4所示,以孔28H7及端面K定位,限制工件5個自由度,以11孔外緣定位,限制Z自由度.為增強剛性,在10H9孔下端,增設一輔助支承.由于定位精度未受尺寸88MM的影響,定位誤差小.圖43方案一圖44方案二比較上述兩個方案,方案二為最佳方案.(2)選擇定位元件1)選用帶臺階面的定位銷,作為28H7孔及其端面定位的定位元件(見夾具總圖4-8).其結構和尺寸按要求確定.2)以10H9孔端面外緣定位,采用的定位元件有兩種形式(如圖4-5所

8、示):選用可調支承釘作為以10H9孔外緣定位的定位元件,其結構和尺寸按表3-19和表3-20確定,它可限制Z自由度.該方案可克服毛胚精度對定位精度的影響,在使用過程中根據每批毛胚的精度進行調整,結構如圖4-5(a)所示.采用移動形塊為定位元件,如圖4-5(b)所示,限制了Z自由度,其定位精度不受毛胚精度的影響,但受夾具結構限制,并且結構復雜,布局較難.形塊除定位作用外,還有夾緊作用,根據本工件的結構特點,易引起工件的變形.比較上述兩種形式,確定采用第一種形式.圖45a、b(3)定位誤差分析計算1)加工10H9,要求保證中心距尺寸(80±0.20)mm及兩孔軸線平行度0.30mm.計算

9、中心距尺寸(80±0.20)mm定位誤差為 =B+由圖4-4可知,B=0基準位移誤差等于定位銷與定位孔的最大間隙值Xmax,銷孔配合代號為28H7,28H7為28,28g6為28 .于是 Xmax=Dmax-dmin=28.02127.98=0.041（mm） D=Y=Xmax=0.041（mm)其中：G=0.4mm D允=1/3G=0.13（mm)則 DD允 該定位方案滿足要求。 計算10H9與28H7兩孔軸線的平行度定位誤差。同理 D=B+Y，B=0由基準位位移誤差定義可知 Y=1+21是定位銷圓柱部分與臺階面的垂直度誤差。由于此兩表面是在一次安裝中加工出的，其誤差很小，也是可忽

10、略不計2=0。因此 D=B+Y=0定位誤差的允許值D允=1/3G=1/3*0.3=0.10（mm)顯然 DD允因而該定位方案也能滿足兩孔軸線平行度0.3mm的加工要求。 2）加工11孔，要求保證孔距尺寸（12±0.25）mm的定位精度。同理 D=B+Y，B=0而Y與加工10H9孔時相同，只是方向沿加工尺寸15mm方向。 D=Y=0.41（mm)其中：G=0.5mm D允=1/3G=1/3*0.5=.0.167(mm)顯然 DD允該定位方案滿足要求。由于上分析可知，該定位方案與定位裝置是可行的。4.3夾緊裝置的設計4.3.1.夾緊機構根據生產類型，此夾具的夾緊機構不宜復雜，采用螺旋夾緊

11、方式。螺栓直徑暫用M12，為縮短裝卸工件的時間，采用開口墊圈。2.夾緊力的計算（1）加工10H9時受力分析如圖46所示，加工時，鉆削軸向力F與夾緊力F1同向，作用在定位支承上，而鉆削扭距T1則有使工件緊靠于可調支承之勢，所用鉆頭直徑小，切削力矩不大。因此，對加工此孔來說，夾緊是可靠的，不必進行夾緊力校核。圖46加工10H9孔時工件受力圖（2）加工11孔時受力分析如圖47所示，加工時，鉆削軸向力F有使工件繞O點旋轉的趨勢，而鉆削扭矩T2又有使工件翻轉的趨勢，為防止上述兩種趨勢的發生，夾具的夾緊機構具有足夠的夾緊力和摩檫力矩，為此需進行夾緊的校核。圖4-7加工11孔時工件受力圖1）鉆削軸向力F F

12、=9.81Cd設f=0.25mm，已知d0=11mm其余參數查文獻5得： F=9.81×61.2×11××0.866=2167.15（N）2）鉆削力距T2T=9.81=9.81×0.0311×11×0.25×0.866=9.866（N·m）3）使工件轉動的轉距T3和使工件翻轉的力距M0由圖4-7知T3=FLM0=F0L1式中：F0為翻轉力，F0=T2/L1，L1為翻轉力臂，L1=L=d0/2D0/2得T3=FL=2167.15×0.015=32.51（N·m）M0=F0L1=9.866

13、/0.011（0.015+0.011/2-0.040/2）=0.48（N·m）4）防轉夾緊力F3和防轉夾緊力F3根據力學平衡原理，由圖4-7知：F3fr+2FnfrKT3 F3D/2FM0其中，r為當量摩檫半徑，查表3-3得：r=1/3(D1-D3/D1-D)=1/3(0.04-0.028/0.04-0.028)=0.018(mm) 得：F3=KT3/2rf=1.5×32.51/2×0.018×0.15=9.30.56(N)F3=2KM0/D=2×1.5×0.48/0.028=51.42(N)5)夾緊機構產生的夾緊為F3。根據初步選用

14、螺栓直徑為M12mm,由參考文獻9查得，采用M12的螺栓十，許用夾緊力F3=5800N。F3F3”，顯然M12螺栓無法滿足要求。現改用M16螺栓，許用夾緊力F3=10500N，F3F3”。M16螺栓可滿足夾緊要求，同時，M16螺母的最大直徑也小于定位孔28H7的尺寸，不妨礙工件的裝卸。4.4導向裝置的設計及其他裝置結構. 4.4.1.加工10H9孔導向裝置的確定為適應鉆、擴、鉸的要求，現選用快換鉆套及與之相適應的襯套，它們的主要尺寸和結構由表357和表358選取.具體尺寸如表41所示。 表41 快換鉆套及襯套尺寸名稱內經外徑快換鉆套10(E7)15(k6)襯套15(F7)22(n6)鉆套端面至

15、加工面間的距離一般取（0.31）d(d為鉆頭直徑），取8mm.4.4.2.加工11孔的導向裝置的確定為維修方便，不采用固定鉆套，而選用可換鉆套，它們的主要尺寸和結構由參考文獻1選取。其主要尺寸如表42所示。 表42 可換鉆套及襯套尺寸名稱內經外徑快速鉆套11(F7)18(k6)襯套18(F7)26(n6)鉆套端面至加工表面的距離，選取原則與H9孔相同，因加工精度低，為排屑方便取12mm.各導向件至定位元件（28H7孔中心）間的位置尺寸公差按工件相應公差的1/21/5選取。因此，它們分別為（15±0.05）mm,(80±0.05）mm，10H9孔鉆套軸心線對基準面垂直度公差0

16、.05mm,11孔鉆套軸心線對基準面平行度公差0.05mm.4.4.3.其他裝置的確定為便于排屑，輔助支承采用螺旋套筒式；為便于夾具的制造和維修，鉆模板與夾具體的聯接采用裝配式。夾具體采用開式，使加工、觀察、清理切屑均方便。4.5確定夾具技術要求和有關尺寸，公差配合夾具技術要求和有關尺寸，公差配偶和是根據教材、有關資料，手冊規定的原則和方法確定的，本例的技術要求和公差配合如下：4.5.1.技術要求定位元件與夾具底面的垂直度誤差允許值在全長上為0.03mm。導向元件與夾具底面的垂直度誤差允許值在全長上為0.05mm導向元件（件11）與夾具底面（F）的平行度誤差允許值為0.05mm4.5.2.公差

17、配合10H9孔鉆套，襯套，鉆模板上內孔之間的配合代號及精度分別為： 26H7/n6（襯套鉆模板） 18H7/g6(鉆套襯套)11孔鉆套，襯套，鉆模板上內孔之間的配合代號及精度分別為： 26H7/n6（襯套鉆模板） 18H7/g6(鉆套襯套)其余部分的公差配合代號及精度如圖4-8所示。4.6夾具精度分析與計算由圖4-1可知，所設計夾具需保證的加工要求有：尺寸（15±0.25）mm，尺寸（80±0.2）mm，尺寸14mm及10H9孔和28H7孔軸線間平行度誤差0.30mm等四項。其中尺寸14mm和尺寸（15±0.25）mm要求較低，不必驗算，其余各項精度要求分別驗算如下：尺寸（80±0.2）mm；定位誤差D，由前計算可知D=0.041mm；定位元件對底面的垂直度誤差A=0.03mm；鉆套與襯套間的最大配合間隙T1=0.033mm；襯套孔的距離公差T2=0.1mm；襯套軸線對底面（F）的垂直度誤差為T3=0.05mm；麻花鉆與鉆套內孔的間隙X=0.050；有式3-2可得：J=D+A+T1+T2+T3+X=0.0412+0.03+0.033+0.1+0.05+0.050=0.1312/3G=2/3X0.4=0.26因而夾具能保證尺寸這項加工要求。同理可完成10H9孔軸線對25H7孔軸線的平行線誤差為0.30mm的精度校核。由于夾具設計的各部分分析與