整理粗铣后钢板弹簧吊耳夹具设计.docx
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整理粗铣后钢板弹簧吊耳夹具设计
粗铣后钢板弹簧吊耳夹具设计
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
它是夹具总体方案确定的依据之一，它决定了夹具的复杂程度和自动化程度。
如大批量生产时，一般选择机动、多工件，自动化程度高的方案，结构也随之复杂，成本也提高较多。
1.1.2.熟悉工件零件图和工序图
零件图给出了工件的尺寸、形状和位置、表面粗糙度等精度的总体要求，工序图则给出了夹具所在工序的零件的工序基准、工序尺寸、已加工表面、待加工表面、以及本工序的定位、夹紧原理方案，这是夹具设计的直接依据。
1.1.3.加工方法
了解工艺规程中本工序的加工内容，机床、刀具、切削用量、工步安排、工时定额，同时加工零件数。
这些是在考虑夹具总体方案、操作、估算夹紧力等方面必不可少的。
本夹具主要用来粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面。
由加工本道工序的工序简图可知。
粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面时，均有表面粗糙度要求
。
本道工序仅是对内侧端面进行粗加工。
2．总体方案的确定
2.1.定位方案
工序图只是给出了原理方案，此时应仔细分析本工序的工序内容及加工
度要求，按照六点定位原理和本工序的加工精度要求，确定具体的定位方案和定位元件
要拟定几种具体方案进行比较，选择或组合最佳方案。
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。
在进行后钢板弹簧吊耳内侧端面粗铣加工工序时，
外圆端面已经精铣，
工艺孔已经加工出。
工件以
孔及端面和叉杆面为定位基准。
此时，有两种定位方案：
（一）采用定位销定位
图1-1定位销
（二）采用心轴定位
图1-2定位心轴
经比较，认为采用一面一孔组合基准定位，以第一定位基准限制工件的四个自由度，端面应一点接触，限制一个自由度，工件以
孔及端面和叉杆面为定位基准，在螺旋夹紧机构和浮动支撑板上实现完全定位。
（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，防止工件在夹紧力的作用下产生变形。
（2）夹紧力的作用点：
夹紧力的作用点应选择在定位元件支承点的作用范围内，以及工作刚度高的位置。
确保工件定位准确、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，以防止以外伤及夹具操作人员。
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。
选用M20的镙杆夹紧工件。
确定夹紧力的方向、作用点，以及夹紧元件或夹紧机构，估算夹紧力大小，要选择和设计动力源。
夹紧方案也需反复分析比较，确定后，正式设计时也可能在具体结构上作一些修改。
方案一使用快速螺旋夹紧机构
方案二使用螺旋夹紧机构
因定位方案选择的是定位销定位，螺旋夹紧机构更合适于本方案，所以采用方案一。
2.3选择导向装置与对刀装置
导向装置是夹具保证加工精度的重要装置，如钻孔导向套、镗套、对刀装置、对定装置等，这些装置均已标准化，可按标准选择，为提高加工效率，选用直角对刀块，如下图所示：
对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的相对位置。
由于本道工序是完成后钢板弹簧吊耳内侧端面的粗铣加工，所以选用直角对刀块。
直角对刀块的结构和尺寸如图所示：
图1-3对刀块图
塞尺选用平塞尺，其结构如下图所示：
图1-4平塞尺图
塞尺尺寸为：
表1-1平塞尺尺寸表
公称尺寸H
允差d
C
3
-0.006
0.25
定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。
其距离尽可能布置的远些。
通过定向键与铣床工作台T形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。
根据GB2207—80定向键结构如图所示：
图1-5夹具体槽形与螺钉图
根据T形槽的宽度a=25mm定向键的结构尺寸如下：
表1-2定向键数据表
B
L
H
h
D
夹具体槽形尺寸
公称尺寸
允差d
允差
公称尺寸
允差D
25
-0.014
-0.045
40
14
6
15
6
24
+0.023
7
2.4.夹具体
用来安装和固定定位元件，夹紧机构和钻模板的实体。
具体大小根据整个机构的大小而调整，要保证机构的稳定，水平，所以形位公差会有较严格的要求。
图1-6
3.绘制夹具装配图
3.1.制图比例1：
2
把工件视为透明体，用双点划线画出轮廓，画出定位面、夹紧面和加工表面，无关表面可以省略。
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，必要时可用双点划线画出松开位置时的夹紧元件的轮廓，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。
装配图：
1）总装配图应按国家标准尽可能1：
1地绘制，这样图样有良好的直观性。
主视图应按操作实际位置布置，三视图要能完整清楚表示出夹具的工作原理和结构。
考虑到我的加工件比较简单。
工件尺寸较大，我采用1：
2。
（2）视工件为透明体，用双点画线画出主要部分（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
（3）按照夹紧状态画出夹紧元件和夹紧机构。
（4）画出夹具体及其他联接用的元件（联接体、螺钉等），将夹具各组成元件联成一体。
（5）标注必要的尺寸、配合、公差等
①夹具的外形尺寸，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、国定尺寸。
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，如用对刀块对刀时塞尺的尺寸、对刀块表面到定位表面的尺寸即公差。
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。
（6）标注技术条件。
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的位置精度。
③定位表面与导向元件间的位置精度。
④导向元件工作面间的位置精度。
（7）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。
4.绘制夹具零件图
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。
要注意，装配图与零件图最后要组成一张A0号图的大小
4.1.位置精度
夹具的主要功能是用来保证工件加工表面的位置精度。
影响位置精度的主要因素有三个方面：
1）工件在夹具中的安装误差，它包括定位误差和夹紧误差。
2）夹具在机床上对定误差，指夹具相对于刀具或相对于机床成形运动的位置误差。
3）加工过程中出现的误差，包括机床的几何精度、运动精度，机床、刀具、工件和夹具组成的工艺系统加工时的受力变形，受热变形，磨损，调整、测量中的误差，以及加工成形原理上的误差等。
第三项一般不易估算，夹具精度验算是指前两项，其和不大于工件允差的2/3为算合格。
4.2.定位误差计算
本工序选用的工件以圆孔在定位销上定位，定位销为水平放置，由于定位副间存在径向间隙，因此必将引起径向基准位移误差。
在重力作用下定位副只存在单边间隙，即工件始终以孔壁与心轴上母线接触，故此时的径向基准位移误差仅存在Z轴方向，且向下，见下图。
式中
——定位副间的最小配合间隙（mm）；
——工件圆孔直径公差（mm）；
——定位销外圆直径公差（mm）。
图3.2定位销水平放置时定位分析图
4.3．切削力与夹紧力的计算
根据《机械加工工艺手册》可查得：
铣削力计算公式为
圆周分力
式（3-1）
查表可得：
代入公式（3-1）得
=
查表可得铣削水平分力、垂直分力、轴向分力与圆周分力的比值为：
铣削加工产生的水平分力应由夹紧力产生的摩擦力平衡。
即：
（
）
计算出的理论夹紧力F再乘以安全系数k既为实际所需夹紧力
即：
取k=2
5.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。
5.1.夹具装配图上标注的尺寸
1）夹具外形轮廓尺寸。
2）夹具与机床工作台或主轴的配合尺寸，以及固定夹具的尺寸等。
3）夹具与刀具的联系尺寸，如对刀塞尺的尺寸，对刀块表面到定位表面的尺寸及公差。
4）夹具中工件与定位元件间，导向元件与刀具、衬套间，夹具中所有相互间有配合关系元件应标注配合尺寸，种类和精度。
5）各定位元件之间，定位元件与导向元件之间，各导向元件之间装配后的位置尺寸及公差。
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1/3~1/10,最常用的是1/3。
5.2.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。
仍以森林为例，营养循环、水域保护、减少空气污染、小气候调节等都属于间接使用价值的范畴。
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，订出该夹具的具体的技术要求。
设计中可以参考机床夹具设计手册以及同类夹具的图样资料。
（1）建设项目概况。
5.3夹紧装置及夹具体设计
为了提高生产效率，缩短加工中的辅助时间。
因此夹紧装置。
工件在夹具上安装好后，带动螺杆从上往下移动夹紧工件。
价值=支付意愿=市场价格×消费量+消费者剩余根据所需要的夹紧力
，
夹具体的设计主要考虑零件的形状及将上述各主要元件联成一个整体。
这些主要元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图。
整个夹具的结构夹具装配图1-6所示。
1）规划实施可能对相关区域、流域、海域生态系统产生的整体影响。
5.4夹具设计及操作的简要说明
2.规划环境影响报告书的审查内容本夹具用于后钢板弹簧吊耳内侧端面的粗铣。
件以
孔及端面和叉杆面为定位基准，在带台肩长销和浮动支撑板上实现完全定位。
夹紧时，首先由螺母和开口垫圈夹紧
孔两端面，再用螺旋夹紧机构带动浮动压块在工件叉杆处夹紧。
其夹紧采用的是手动夹紧，夹紧简单、快速、可靠。
有利于提高生产率。
工件在夹具体上安装好后，浮动压块在螺杆的推动下向下移动夹紧工件。
当工件加工完成后，压块随即在螺杆的作用下松开工件，即可取下工件。
5.5小结
3.不同等级的环境影响评价要求在本次设计中，夹具主要用来粗铣后钢板弹簧吊耳内侧端面。
首先应明确本夹具中的夹紧定位机构，在进行后钢板弹簧吊耳内侧端面粗铣加工工序时，
外圆端面已经精铣，
工艺孔已经加工出。
工件以
孔及端面和叉杆面为定位基准，在压杆与和浮动支撑板上实现完全定位。
夹紧时，首先由螺母和开口垫圈夹紧
孔两端面，再用螺旋夹紧机构带动浮动压块在工件叉杆处夹紧。
然后按照有关公式进行铣削力和夹紧的计算，然后对铣床夹具必不可少的定向键和对刀装置进行设计，为了提高生产效率，缩短加工中的辅助时间。
因此夹紧装置采用螺旋夹紧夹紧装置，所以还要对螺旋夹紧机构进行设计。
夹具是制造系统的重要组成部分，夹具对加工质量、生产率和产品成本都有直接的影响。
是能否高效、便捷生产出合格、优质零件的保证。
所以对夹具设计也是非常重要的。
6.致谢
3）应用污染物排放标准时，依据项目所属行业、环境功能区、排放的污染物种类和环境影响评价文件的批准时间确定采用何种标准。
综合性排放标准与行业性排放标准不交叉执行，即：
有行业排放标准的执行行业排放标准，没有行业排放标准的执行综合排放标准。
在老师帮助和同学的共同努力下，我们在两周的时间内完成了夹具课程设计。
我们花费的时间很长，
因为这是同学第一次进行这样的课程设计。
虽然过程中我们遇到了遇到困难，但是在老师的指点下，同学们都的十分的努力。
我们这次终于把我们所学的知识运用到现实中来了，这对同学们加深对课本知识的理解很有好处。
我们学会了对于不同的待工件设
3.环境影响登记表的内容计不同的夹具，对于夹具的各种标准件都学会了如何查标准件手册、如何使用它们。
这些都是因为老师的帮助下，我们才能完成的。
谢谢老师。
3.评估环境影响的价值（最重要的一步）：
采用环境经济学的环境经济损益分析方法，对量化后的环境功能损害后果进行货币化估价，即对建设项目的环境费用或环境效益进行估价。
7感想
两周的夹具课程设计过去了，学到了很多知识。
通过这次课程设计实训，使我对机械装备课程有了更进一步的了解。
装备在现在工业中有着重要的作用，当然，我们现在对机械设计只不过时一个初步的了解，这门课程还有更多的知识等着我们去学习，在这两周短暂的课程设计里，我学会了一些机械设计的最基本的理论，同时也对机械装备产生了浓厚的兴趣。
在这次课程设计过程中，我发现自己还有很多不足之处，在设计和计算过程中也出现了各种各样的错误，在同学和老师的帮助下也都尽量改正了，虽然还存在或多或少的问题，这也是我今后努力的方向，我会继续努力学习，来丰富自己的知识。
1.专用夹具设计1
1.1设计前的准备工作
1.1.1.明确工件的年生产纲领
规划环境影响的跟踪评价应当包括下列内容：
1.1.2.熟悉工件零件图和工序图
1.1.3.加工方法
2．总体方案的确定2
2.1.定位方案
2.2选择加紧机构
2.3选择导向装置与对刀装置
2.4.夹具体
3.绘制夹具装配图7
3.1.制图比例1：
2
3.2.定位、夹紧、导向，夹具体
4.绘制夹具零件图
4.1.位置精度
4.2.定位误差计算
4.3．切削力与夹紧力的计算
5.夹具装配图上应标注的尺寸和技术条件12
5.1.夹具装配图上标注的尺寸
5.2.夹具装配图上应标注的技术要求
5.3夹紧装置及夹具体设计
5.4夹具设计及操作的简要说明
5.5小结
6.致谢15
7感想15
课程设计说明书
设计题目：
CA10B解放牌汽车
粗铣后钢板弹簧吊耳夹具设计
指导老师：
李国平
设计者：
李倩云
班级：
08级机械三班
学号：
20081306
中南林业科技大学机电工程学院
2011-6-23
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