车床法兰盘夹具设计说明书.docx

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车床法兰盘夹具设计说明书

前言

夹具是对我们两年学习和知识的融汇、运用和贯通，是迅速提高我们实践经验的一条重要途径。

在实践中教导我们发现问题，以及怎样分析问题并最终解决问题。

让我们的综合能力有所提高，扎实巩固专业基础知识。

通过这次设计我们能巩固，熟悉并综合运用所学知识，培养理论联系实际的学风，学会查阅，运用各种技术资料，手册。

初步掌握对专业范围的生产技术问题进行分析综合研究的能力，使学生受到比较全面的训练。

这是我们在进行设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们两年的大学生活中占有重要的地位。

通过本次课程设计，应该得到下述各方面的锻炼：

（1）能熟练运用机械制造工艺设计中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧等问题，保证零件的加工质量。

（2）提高结构设计的能力。

通过设计夹具的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而且能保证加工质量的夹具的能力。

　　（3）加强使用软件及图表资料。

掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处、能够做到熟练运用。

　　就我个人而言，通过这次设计，基本上掌握了零件机械加工工艺规程的设计，机床专用夹具等工艺装备的设计等。

并学会了使用和查阅各种设计资料、手册、和国家标准等。

最重要的是综合运用所学理论知识，解决现代实际工艺设计问题，巩固和加深了所学到的东西。

并在设计过程中，学到了很多课堂上没有学到的东西。

希望王树逵老师给予指点、指正。

1产前准备

1.1年生产纲领

生产纲领的大小对生产组织和零件加工工艺过程起着重要的作用，它决定了各工序所需专化和自动化的程度，决定了所应选用的工艺方法和工艺装备

生产纲领计算：

N=Qn（1＋a％＋b％）

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％——该零件的备品率（备品百分率）；

b％——该零件的废品率（废品百分率）。

根据生产要求可以确定生产类型为中批生产。

1.2零件的工艺分析

图1法兰盘零件图

如图1，法兰盘是一回转体零件,有一组加工表面,这一组加工表面以Φ20

mm的孔为中心,包括：

Φ

mm的外圆柱面及左端面,尺寸为Φ

mm的圆柱面,Φ90mm的外圆柱面、右端面及上面的4个Φ9mm的透孔，Φ

mm的外圆柱面及上面的Φ6mm，Φ4mm的孔,Φ90mm端面上距离中心线分别为34mm和24mm的两个平面。

并且其余加工面都与它有位置关系,可以先加工它的一个端面,再借助专用夹具以这个端面为定位基准加工另一端面,然后再加工孔到尺寸要求，再以孔定位加工各个表。

2夹具结构设计

2.1定位机构

为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。

经过与指导老师协商，决定设计第9道工序—铣距零件中心线分别为24和34的两平面的夹具。

本夹具将用于卧式机床，粗铣刀具为锯片铣刀。

本夹具主要用来距中心线24和34的两平面，加工此平面时Φ

mm轴的外端面及Φ20

孔的内表面都已加工出来，可用来作为此工序的定位面。

因此在本道工序，在保证提高劳动生产率，降低劳动强度的同时可以设计选用比较简单的夹具。

2.1.1定位基准的选择

本设计选用以Φ20

孔的内表面和Φ

的底端面为主要定位基面，另选用Φ100mm的上端面作为辅助定位基准。

2.2夹紧机构

2.2.1.夹紧力方向的确定

（1）夹紧力的方向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，一立于减少工件的变形。

（3）夹紧力的方向应与切削力、重力方向一致，有利于减少夹紧力。

2.2.2.夹紧力的作用点的选择。

（1）夹紧力的作用点应与支撑点“点对点”对应，或在支撑点确定的区域内，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撑点尽可能靠近切削部位，以提高工件切削部位的刚度和抗震性。

（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。

2.2.3.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。

夹紧机构各元件要用足够的强度和刚度。

（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。

2.2.4．切削力及夹紧力计算

刀具：

锯片铣刀d=Φ160mm

切向力

铣削扭矩

切削功率Pm=2πM·n·10

（kw）

式中：

C

=54

x

=1

y

=0.8

d

=160

k

=0.86

fz=0.14

n=60

所以当铣距中心轴线24mm和34mm面时有：

故：

F=77.88x2=155.76N

M=6.230x2=12.460（N·m）

P=2.349x2=4.698（kw）

水平分力：

F1=1.1F=171.336N

垂直分力：

F2=0.3F=46.728N

安全系数：

K=K1*K2*K3*K4=1.2*1.1*1.1*1=1.452

故F3=K*F1=1.452*171.336=248.78N

需夹紧力为N=F3/（f1+f2）=248.78/（0.3+0.3）=414.63N

本设计采用铰链夹紧机构。

气缸尺寸为d=24mm,D=45mm，输入端气压P1=0.8MPa，输出端气压P2=0.2MPa,机械效率为0.7

则气缸工作时所能产生的压力为

所以设计的铰链机构夹紧力

，故本夹具可安全工作。

2.3机床夹具的总体形式

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

（2）加紧元件及夹紧装置

（3）导向及对刀元件

（4）动力装置

（5）其他元件及装置

2.3.1确定夹具体

夹具体一般不设定位位和定向装置，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底式，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，并与机床可靠联接。

2.4绘制夹具零件图

（1）零件图尽可能按1:

1绘制。

（2）零件图上的尺寸公差、形位公差、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。

（3）零件的其他尺寸，如尺寸、形状、位置、表面粗糙度等应标注完整。

（4）零件图见图纸。

2.5绘制夹具装配图

（1）装配图按1:

1的比例绘制，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。

（2）视工件为透明体，用双点划线画出主要部分。

画出定位元件，夹紧机构，导向装置的位置。

（3）按夹紧状态画出加紧元件和夹紧机构。

（4）标注必要的尺寸、配合、公差等。

（5）夹具装配图上应标注的技术要求

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。

（6）对零件编号，填写标题栏和零件明细表

1）每个零件都必须有自己的编号。

2）完整填写标题栏。

3）完整填写明细表。

（7）机床夹具应满足的基本要求包括下面几个方面

1）保证加工精度。

2）夹具的总体方案应与年生产纲领相适应。

3）安全、方便、减轻劳动强度。

4）排屑顺畅。

5）机床夹具应有良好的强度、刚度和结构工艺性。

（8）装配图见图纸。

3定位误差分析

（1）夹具的主要定位元件为浮动支撑板和定位销。

支撑板的定位表面与夹具体底面平行度误差不超过0.05；定位销选取标准件，夹具体上装定位销销孔的轴线与夹具体底面的垂直度误差不超过0.05。

（2）夹具的主要定位元件为长定位销限制了4个自由度,另一端面限制1个自由度,绕轴线旋转方向的自由度无须限制。

因零件对形位公差及尺寸公差均要求不高，且各定位件均采用标准件，故定位误差在此可忽略。

结论

该夹具具有以下特点：

（1）夹具具有良好的强度、刚度和结构工艺性。

（2）定位稳定性好，定位误差小，保证加工精度。

（3）工件的拆装也比较方便、安全，减轻劳动强度。

（4）加紧省力，操作方便。

致谢

经过这次对车床法兰盘钻孔夹具的设计，使我收获很多，看着自己努力完成的成果，心中不禁涌出一种成就感和满足感。

使我对所学的知识得到进一步巩固，增强了实践能力，使我对两年来所学的知识能够综合运用，通过利用资料做设计分析与运算以及绘图，增加了动手能力，懂得了平时所学知识的重要性，懂得了“学以自用”。

此外，使我更清楚的认识到设计的重要性和必要性，设计不但要可行，还要经济合理，这次设计能使我们充分发挥各自的潜力和主观能动性，初步掌握一定的工作实践能力，为今后走向工作岗位解决实际问题打下了一定的基础。

工艺规程，对同学们来说是一个难题。

因为工艺规程需要借助大量长期的生产实践经验和参考借鉴前人的成熟的设计理论。

经过一个多星期的资料查阅，终于把工艺规程和夹具设计出来，这其中当然也有王老师的一番心血。

设计过程遇到了一些难题。

例如夹具方案的选择和工件的定位等。

经过王老师的指导和在查阅相关书籍下，终于将一个个难题解开了，在此特别感谢王老师,感谢他在百忙之中为我指点错误，谢谢他的帮助与支持。

尽管毕业设计要求的比较严格，严谨，需要慢慢查阅资料，询问老师来一一解决，但是当我完成此次设计的时候手里拿着自己的设计成果，自己还是感到非常的满足，因为这次设计使我的综合素质提高了很多，专业知识得到了巩固，自己在处理专业问题时侯多了一份自信和耐心，能够找到解决的途径，这都为以后的工作奠定了坚实的基础。

由于学生水平有限，错误和缺点在所难免，敬请老师批评指正，以使我的知识得到不断的更新。

参考文献

［1］肖继德，陈宁平.机床夹具设计.第2版.北京：

机械工业出版社，1999

［2］李益民.机械制造工艺设计手册.北京:

机械工业出版社,1998

[3]李庆余，孟广耀.机械制造装备设计.第2版.北京：

机械工业出版社，2008