螺旋夹紧装置的设计与制造本科论文Word文档格式.docx
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Keywords：
Pore;
Design;
MachiningProgramme
引言...............................................................................................................................................................1
1、螺旋夹紧机构的原理及组成..................................................................................................................2
1.1螺旋夹紧装置的原理及结构............................................................................................................2
1.2螺旋夹紧装置组成及基本要求.........................................................................................................2
2、浮动压块的设计与制造.........................................................................................................................2
2.1压块的设计及选择.............................................................................................................................2
2.2浮动压块的加工.................................................................................................................................4
3、销的设计与制造.....................................................................................................................................5
3.1销的设计............................................................................................................................................5
3.2销的制造............................................................................................................................................7
4、螺钉的设计与制造.................................................................................................................................8
7.1螺钉的设计........................................................................................................................................8
7.2螺钉的制造......................................................................................................................................10
5、螺杆的设计与加工................................................................................................................................11
5.1螺杆的设计.......................................................................................................................................11
5.2螺杆的加工.......................................................................................................................................13
6、衬套的设计与制造.................................................................................................................................15
6.1衬套的设计........................................................................................................................................15
6.2衬套的加工........................................................................................................................................16
7、夹具体的设计与制造............................................................................................................................17
7.1夹具体的设计....................................................................................................................................17
7.2夹具体的制造....................................................................................................................................19
8、手柄和端盖的设计与制造.....................................................................................................................20
8.1手柄的设计与制造............................................................................................................................20
8.2端盖的设计........................................................................................................................................22
8.3端盖的制造........................................................................................................................................23
9、总装........................................................................................................................................................24
10、总结........................................................................................................................................................25
致谢................................................................................................................................................................26
参考文献........................................................................................................................................................27
引言
在现代生产和日常生活中，机器已经成为代替或减轻人类劳动、提高劳动生产率的主要手段，也是完成人类难以承担的各种复杂和危险劳动的重要工具。
提高劳动生产率的主要手段，也是完成人类难以承担的各种复杂和危险劳动的重要工具。
机器在现代社会中的应用随处可见，市级用机器进行生产的水平是衡量一个国家的技术水平和现代化程度的重要标志。
机械是人类生产和生活的基本工具要素之一。
机械工业担负着向国民经济各部门，包括工业、农业和社会各个方面提供各种性能先进、使用安全可靠的技术装备任务。
随着机械化生产规模的日益扩大，除机械制造部门外，在动力、采矿、冶金、石油、化工、轻纺、食品等许多生产部门工作的工程技术人员，都会经常接触各种类型的机械。
螺旋夹紧装置是利用人力作用使螺杆上下作直线运动为原理的简单机械机构，使用起来比较方便，可用于科研、化工、工业场所。
主要涉及内容包括浮动压块、销、螺钉、螺杆、衬套、夹具、手柄和端盖的设计计算和工艺分析。
设计过程综合机械设计基础的大部分内容，通过设计进一步掌握机械传动部件和简单机械装置的设计，具备运用标准、规范、手册、图册和查阅其它技术资料的能力，提高机械设计能力，为日后从事技术革新创造条件。
1螺旋夹紧机构的原理及组成
1.1螺旋夹紧装置的原理及结构
1.1.1螺旋夹紧机构的原理
采用螺杆作中间传力元件的夹紧机构统称为螺旋夹紧机构。
螺旋夹紧装置中的螺旋相当于斜砌绕在圆柱上形成的，所以螺旋夹紧机构夹紧工件是砌紧作用。
1.1.2螺旋夹紧机构的机构特点
自锁性。
当夹紧力去掉后，在纯摩擦力的作用下，仍能保持夹紧的现象。
而且螺纹升角ａ≤4°
时，自锁性能更好，耐振。
改变夹紧力的方向。
1.2螺旋夹紧装置的组成及基本要求
1.2.1夹紧装置的组成
力源装置：
产生加紧力的装置。
夹紧元件：
压紧工件元件。
中间传力机构：
介于力源装置和夹紧元件之间。
传力机构的作用：
改变夹紧力的方向，改变夹紧力的大小，保证安全自锁。
1.2.2夹紧装置的基本要求
工件不移动原则。
工件不变形原则。
工件不振动原则。
安全、方便、省力原则。
自动化、复杂化程度与生产要求相一致。
2浮动压块的设计和制造
2.1压块的设计及选择
2.1.1设计夹紧装置的基本准则
与夹紧力方向有关的准则：
不能破坏定位精度。
夹紧力方向应尽可能的垂直主要定位面。
有利于减小夹紧力。
切削力应尽量传递给夹具体。
有利于减小工件变形。
夹紧力方向应是工件刚度较高的方向。
与夹紧作用点有关的准则:
保证定位稳定可靠。
作用点与定位支承点，应避免构成力偶。
夹紧作用点应落在定位元件支承范围内。
有利于减小变形。
作用点位于工件刚性较好部位则能变集中作用力为分散作用力。
有利于减小振动。
作用点尽量靠近工件加工部位。
其他准则
1.定位的夹紧力先动作，夹紧的夹紧力后动作。
2.夹紧元件只有在夹紧方向上移动，夹紧过程才不会破坏定位。
2.1.2压块结构的选择
在下图中（a）结构简单，但容易压伤工件表面，容易带动工件旋转破坏定位；
（b）图中带有摆动压块，可以克服上述不足。
所以我们选择摆动压块。
螺旋夹紧机构由于直接用螺钉头部压紧工件，易使工件受压表面损伤，或带动工件旋转。
因此常在头部装有摆动的压块。
由于压块与工件间的摩擦力矩大于压块与螺钉间的摩擦力矩，压块不会随螺钉一起转动。
如图2-1
图2-1几种常见的摆动压块
在生产过程有几种常见的摆动压块。
图（a）常用于光面的加工，图（b）常用于毛面的加工。
在下面的设计中主要以图（b）为例进行设计。
如图2-2
图2-2B型压块
通过查国标可知：
槽面压块B型JB/T8009-2-1999
公称直径20MM内径（d1）16.5MM总高（H）25MM槽面外径（D）45MM槽面高度（h）12MM配置名称20
常见的螺纹种类：
如表2-1
表2-1常见的螺纹种类
类型
特征代号
用途及说明
管道螺纹
粗牙
M
最常用的一种联接螺纹，直径相同时，细牙螺纹的螺距比粗牙螺纹的螺距小
细牙
通过上表选择压块的螺纹牙形。
由于浮动压块的螺纹是在薄壁上，薄壁零件易受冲击、振动和变负载荷的影响，而细牙螺纹的螺距小，升角小，自锁性能较好，强度高，所以一般选择细牙。
同时，细牙螺纹有一个重要的作用就是可以作为微调机构的调整螺纹使用。
通过PORE绘制实体图如图2-3所示：
图2-3压块实体图
通过PORE出工程图，输出到AUTOCAD进行其他操作。
再通过CAD转化为图2-4。
图2-4压块工程图
技术要求：
摆动压块常用45钢，热处理要求淬火43～48HRC。
机械加工未偏差尺寸精度为IT12
未标注的倒角为1×
1mm
未标注的表面粗糙度为Ra=3.2um
2.2浮动压块的加工
2.2.1零件工艺分析
摆动压块使用的材料为45钢具有良好的切削加工性能。
零件图的尺寸标注完整，轮廓清楚。
表面粗糙度为Ra=3.2um可以通过粗车—精车获得。
下端面的表面粗糙度需要进行粗磨可以获得。
加工的难点是垂直族和平面度。
浮动压块的加工工艺过程。
如表2-2
表2-2浮动压块的加工工艺过程
工序号
工序名称
工序内容
备注
1
备料
50×
50mm的棒料
2
粗车端面；
车48×
10mm的圆台作为精基准
6140卧式车床
3
粗车
车Φ20mm和Φ40mm的外圆留0.5mm的余量和圆角
4
钻孔
钻Φ18×
21mm的孔留05mm的余量
5
镗孔
镗Φ18mm孔；
倒角，镗内沟槽
6
精车
精车外轮廓
7
切断
保证总长，留0.1mm
8
铣削
铣端面，铣Φ15mm的凹孔和沟槽
9
攻丝
攻M18mm的细牙螺纹
丝锥
10
淬火
淬火43～48HRC
高频淬火
11
磨削
保证平面度和垂直度
12
清洗去毛刺
13
检验
3销的设计与制造
3.1销的设计
3.1.1销的选择
常见的销的类型有圆柱销和圆锥销。
与圆柱相比圆锥销由于一定的锥度有良好的自锁性能，同时圆锥销的安装和更换比较方便。
一般圆锥销的锥度为1：
50如图3-1
图3-1圆锥销的锥度
圆锥销（GB/T117-2000）如表3-1
表3-1圆锥销（GB/T117-2000）
D（公称）
0.6
0.8
1.2
1.5
2.5
a≈
0.08
0.1
0.12
0.16
0.2
0.25
0.3
0.4
0.5
0.63
L（商品长度范围）
4～8
5～12
6～16
6～20
8～24
10～35
12～45
14～55
18～60
16
20
25
30
40
50
1.6
6.3
22～90
22～120
26～160
32～180
40～200以上
45～200以上
50～200以上
55～200以上
60～200以上
65～200以上
L（系列）
2，3，4，5，6，8，10，12，14，16，18，20，22，24，26，28，30，32，35，50，55，60，70，75，80，85，90，95，100，120，140，160，180，200，……
从上面的设计和上表中我们可以知道L和D的尺寸范围。
我们选择D=2㎜，L=18㎜
R1≈D
由此可知
R1=2㎜
R2≈a/2+D+（0.02L）2/8a
由计算可知：
R2≈2.1㎜
本设计中的圆锥销的材料为45钢、热处理淬火硬度28～38HRC、表面氧化处理的A型圆锥销
通过PORE绘制下面的实体图.如图3-2
图3-2圆锥销的实体图
工程图。
如图3-3
图3-3圆锥销的工程图
1.公称直径D的公差规定为h10,其他公差为f8
2.圆锥销有A型和B型。
（本设计中使用A型）。
A型为磨削，锥面表面粗糙度为Ra=0.8um，B型为切削或冷镦，锥面表面粗糙度Ra=3.2um
3.2销的加工
3.2.1零件图工艺分析
该零件主要有圆锥面和端面的球面组成，零件图的尺寸标注完整，轮廓描述清楚；
圆锥面的表面粗糙度要求比较高为Ra=0.8um。
零件的材料为45钢综合性能良好，需要进行淬火硬度28～38HRC，还需要进行氧化处理。
销加工工艺卡，如表3-2
表3-2销加工工艺卡
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