洛阳理工学院拨叉夹具说明书资料.docx

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洛阳理工学院拨叉夹具说明书资料

洛阳理工学院

课程设计说明书

课程名称机械制造装备设计

设计课程铣床专用夹具设计

专业机械设计制造及其自动化

姓名

2014年12月20日

课程设计任务书

机械械工程系机械设计制造及其自动化专业

学生姓名班级B130234学号B130234

课程名称：

机械制造装备设计

设计题目：

铣床专用夹具设计

设计内容：

1、铣床夹具装配图1张

2、铣床夹具零件图1张

3、课程设计说明书1份

设计要求：

1、在普通立式铣床上加工通槽。

2、夹具设计要求合理，有利提高加工精度，保证加工质量降低加工成本，提高劳动生产率和降低工人的劳动强度，便于批量生产。

设计（论文）开始日期2014年12月8日指导老师张洪涛

设计（论文）完成日期2014年12月20日

2014年12月20日

课程设计评语

机械械工程系机械设计制造及其自动化专业

学生姓名班级B130234学号B130234

课程名称：

机械制造装备设计

设计题目：

铣床专用夹具设计

课程设计片篇幅：

图纸共2张

说明书共17页

指导老师评语：

年月日指导老师

前言

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，也是机械设计与制造专业学生应该学习的一门主要专业课。

其目的在于：

（1〕学习和掌握一般机械设计的基本方法和步骤。

培养独立设计能力，为以后续的专业课程及毕业设计打好基础，做好准备。

〔2〕为了开阔视野，掌握执照技术最新发展，开阔专业视野，培养复合型人才，处进先进制造技术在我国的研究和应用，“先进制照技术”以作为许多学校的必修课程。

为了提高学生综合运用机械设计基础及其他先修课程的理论知识和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力，通过课程设计训练可以巩固、加深有关机械课设方面的理论知识。

〔3〕使学生具有运用标准、规范手册、图册和查询有关设计资料的能力。

零件在工艺规程之后，就要按工艺规程顺序进行加工。

在加工中除了需要机床、刀具、量具之外，成批生产时还要用机床夹具。

它们是机床和工件之间的连接装置，使工件相对于机床获得正确的位置。

机床夹具的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度。

通常把确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程，称为定位。

当工件定位后，为了避免在加工中受到切削力、重力等的作用而使工件的既有位置遭到破坏，还应该用一定的机构或装置将工件加以固定。

使工件在加工过程中保持定位位置不变的操作，称为夹紧。

将工件定位、夹紧的过程称为装夹。

工件装夹是否正确、迅速、方便和可靠，将直接影响工件的加工质量、生产效率、制造成本和操作安全。

在成批、大量生产中，工件的装夹是通过机床夹具来实现的。

机床夹具在生产中应用十分广泛。

目

录

目录

1.专用夹具设计5

1.1设计前的准备工作5

1.1.1.明确工件的年生产纲领5

1.1.2.熟悉工件零件图和工序图5

1.1.3.加工方法6

1.2．总体方案的确定6

1.2.1.定位方案6

1.2.2选择加紧机构6

1.2.3选择导向装置8

1.2.4.夹具体9

1.3.绘制夹具装配图10

1.3.1.制图比例1：

110

1.3.2.定位、夹紧、导向，夹具体10

2.夹具装配图上应标注的尺寸和技术条件11

2.1.夹具装配图上标注的尺寸11

2.2.夹具装配图上应标注的技术要求11

3.夹具零件图上应标注的尺寸和技术条件13

3.1夹具零件图上应标注的尺寸13

3.2.夹具零件图上应标注的技术要求13

4.方案设计论证14

4.1设计方法与结果14

5感想15

6.致谢16

7参考文献17

1.专用夹具设计

1.1设计前的准备工作

1.1.1.明确工件的年生产纲领

零件的生产加工类型对工艺规程的制定具有决定性的影响。

生产类型就是对企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类，一般分为单件生产、成批生产和大量生产三种生产类型。

零件的生产类型又取决于零件的生产纲领来确定，零件的生产纲领主要是指包括备品与废品在内的计划期内产量。

以年生产纲领为例，可按下式计算：

公式（1.1）

式中:

N——零件的年产量，件/年；

Q——产品的年产量，台/年；

n——每台产品中该零件的数量，件/台

a%——备品率，一般取2%～4%；

b%——废品率，一般取0.3%～0.7%。

本次设计的变速箱拨叉，产品的类型为轻型机械，年产量为5000台/年，根据实际生产的情况投产，备品率取3%，废品率取0.5%。

由题意知Q=5000，n=1，a%=3%，b%=0.5%，代入公式（1.1）得：

）

=5000*（1+3%）*（1+0.5%）=5175.75（件/年）

根据计算结果，查表1.1生产类型与生产纲领的关系，可知零件的生产为大批生产。

根据生产类型查《机械制造技术基础》【14】第184页各种生产类型的工艺特点。

查得生产类型的工艺特点分别为加工对象：

固定不变；毛坯特点：

铸造件，余量大；机床设备：

通用机床、自动机床及自动线；夹具：

采用专用夹具、量具；生产率高生产成本低；操作工人操作技能要求一般。

长期连续生产。

表1.1生产类型与生产纲领的关系

生产类型

生产纲领（件/年）

重型机械

中型机械

小型机械

单件生产

<5

<10

<100

小批生产

5～100

10～200

100～500

中批生产

100～300

200～500

500～5000

大批生产

300～1000

500～5000

5000～50000

大量生产

>1000

>5000

>50000

工件的为拨叉类零件，此零件为变速箱拨叉，它是变速箱的主要零件，其结构合理与否、质量好坏对加工过程、加工精度等有极大影响，其作用是拨动齿轮进行换挡变速。

1.1.2.熟悉工件零件图和工序图

图1-1工件零件图

1.1.3.加工方法

用普通立式铣床（XA6132）铣直径20mm凸台上深5mm宽10mm的通槽。

1.2．总体方案的确定

1.2.1.定位方案

定位分析：

需要限制五个自由度，分别是Y方向移动，Z方向移动，X方向转动，Y方向转动和Z方向转动。

在工件圆柱通孔中用长圆柱销定位，限制四个自由度（Y方向移动，Z方向移动，Y方向转动和Z方向转动），同时满足基准重合的定位原则。

X方向转动可以利用工件中的大圆弧定位，为避免过定位可采用削边销。

图1-2定位方案

1.2.2选择加紧机构

（1）夹紧力的方向：

夹紧力的方向要有利于工件的定位，并注意工件的刚性方向，不能使工件有脱离定位表面的趋势，防止工件在夹紧力作用下生产变形。

（2）夹紧力的作用点：

夹紧力作用点应选择在定位元件支撑点的作用范围内，以及工作刚度高的位置。

保证工件定位准确、不变形。

（3）选择夹紧机构：

在确定夹紧力的方向、作用点的同时，要确定相应的夹紧机构。

确定夹紧机构要注意以下几方面的问题：

1）安全性夹紧机构应具备足够的强度和夹紧力，以防止伤及夹具操作人员。

2）手动夹具夹紧机构的操作力不应过大，以减轻操作人员的劳动强度。

3）夹紧机构的行程不宜过长，以提高夹具的工作效率。

4）手动夹紧机构应操作灵活、方便。

下图为选择出的螺旋夹紧机构，

图1-3夹紧装置

1.2.3选择对刀装置

刀具的导向铣床夹具的对刀元件是对刀块和塞尺，是保证槽的位置精度和尺寸精度。

对刀时，铣刀与对刀块的对刀面不能接触，留有一定的间距，用塞尺检验调整铣刀的位置来实现对刀，确定夹具与刀具间的相对位置。

查文献【13】对刀块采用JB/T8031.3—1999用于加工铣槽的对刀。

图1-4对刀块

1.2.4.夹具体

（1）夹具体的设计：

夹具体是夹具中定位元件和夹紧机构的载体，一般选用铸铁。

具体形状根据要求自行设计。

（2）夹具体的定位：

铣床类夹具要在铣床工作台上固定，才能保证夹具（含工件）相对机床主轴（或刀具）、机床运动导轨有准确的位置和方向，故需要用螺栓和定位键。

参考文献【7】得XA6132铣床工作台T形槽宽18mm，两槽间距70mm。

选用M16的螺栓进行固定连接，用两个18mmX11mmX18mm的键进行定位。

铣床类夹具的夹具体底面是夹具的主要基准面，要求底面经过较精密的加工，夹具的各个定位元件相对于此底平面应有较高的位置精度要求。

图1-4夹具体

1.3.1.制图比例1：

1

把工件视为透明体，用双点划线画出轮廓，画出定位销、夹紧面和加工的槽，无关表面可以省略。

1.3.2.定位、夹紧、导向，夹具体

画出定位元件和导向元件，按夹紧状态画出夹紧元件或机构，夹紧时只需X轴方向夹紧，画出夹具体，其他元件或机构，以及上述各元件与夹具体的联结，使夹具形成一体，标注必要的尺寸，配合和技术条件。

对零件编号，填写标题栏和零件明细表。

其中还要在定位，导向完成后进行定位精度的验算，在夹紧机构完成后进行夹紧力的验算，以及重要的受力元件或机构的强度、刚度验算。

2.夹具装配图上应标注的尺寸和技术条件

夹具装配图上应标注必要的尺寸和技术要求，主要目的是为了检验本工序零件加工表面的形状，位置和尺寸精度在夹具中是否可以达到，为了设计夹具零件图，也为了夹具装配和装配精度的检测。

2.1.夹具装配图上标注的尺寸

1）夹具的外形尺寸，所设计夹具的最大长、宽、高为310x180x150尺寸。

2）夹具在机床上安装精度的尺寸，即夹具安装基面与机床相应配合表面之间的位置尺寸。

3）夹具中所有有配合关系的元件间应标注尺寸和配合种类。

4）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。

上述联系尺寸和位置尺寸的公差，一般取工件的相应公差的1/5~1/2，在夹具选取时，必须结合工件的加工精度要求、批量大小及工厂在制造夹具方面的生产技术水平等因素进行细致分析和全面考虑。

待选用精度=（1/5~1/2）x0.1=0.025~0.05.

我选用的精度为0.05mm。

2.2.夹具装配图上应标注的技术要求

应标注的技术要求包括：

相关元件表面间的位置精度，主要表面形状精度，保证装配精度和检测的特殊要求，以及调整、操作等必要的说明。

通常有以下几方面：

1）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，如支承板平面与夹具体底面平行度不大于0.05。

2）定位表面与导向元件工作面间的相互位置精度，如对刀块中心线与夹具体底面垂直度不大于0.05。

3）各导向元件的工作面间的相互位置精度，如对刀块上定位销与支撑板之间采用H7/n6配合。

4）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。

5）对零件编号，填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。

3.夹具零件图上应标注的尺寸和技术条件。

对装配图中的非标准零件均应绘制零件图，视图尽可能与装配图位置一致，尺寸、形状、位置、配合、加工表面的表面粗糙度等要标注完整。

标注的主要目的是保证夹具体各个零件之间的尺寸要求和安装配合