箱体类零件夹具设计.docx

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箱体类零件夹具设计

中文摘要、关键词………………………………………………………………………1

英文摘要、关键词………………………………………………………………………2

引言…………………………………………………………………………………………3

第1章注塑件的分析…………………………………………………………………4

1.1材料的选择………………………………………………………………………4

1.2ABS的综合性能分析……………………………………………………………4

1.2.1ABS的性能分析………………………………………………………………9

1.2.2ABS的工艺特性………………………………………………………………10

1.3ABS的成型加工性能特点………………………………………………………10

1.4塑件的工艺分析…………………………………………………………………10

1.4.1尺寸精度分析…………………………………………………………………10

1.4.2塑件的结构分析………………………………………………………………11

1.5脱模斜度…………………………………………………………………………11

1.6塑件壁厚…………………………………………………………………………12

第2章注塑机的初选…………………………………………………………………13

2.1计算塑件的体积和重量…………………………………………………………13

2.2塑件注塑工艺参数的确定………………………………………………………14

2.3型腔数目的确定…………………………………………………………………14

2.4注塑机主要技术参数的校核……………………………………………………14

第3章分型面的选择及浇注系统的设计………………………………………16

第四章模架的确定及相关系数的校核…………………………………………23

第五章绘制模具总装配图和非标准零件图…………………………………26

结论……………………………………………………………………………………27

致谢……………………………………………………………………………………28

参考文献………………………………………………………………………………29

箱体类零件夹具设计

摘要：

本文着重是箱体类零件专用夹具的设计，它包括对定位装置、夹紧装置、夹具体和导向装置的设计，以及对夹紧力及切削力的计算，最后综合各方面因素设计出夹具体的整体尺寸和结构。

该夹具的专用性强，操作迅速方便，是针对某一工件某一工序的加工要求而专门设计和制造的机床夹具，在产品相对稳定、批量较大的生产中可以获得较高的精度和生产效率，对工人的技术水平要求也相对较低。

该设计严格遵守专用夹具设计的要求，不但考虑了专用夹具在使用时对精度的影响，而且也考虑到其经济性一面，无论从操作方面还是经济性都大大改进了，同时也可以随着技术的进步而不断得到创新和改造。

关键词：

夹具定位装置夹紧装置夹紧力

TheFixtureDesignofBox-Parts

Abstract：

Thispaperintroducedthedesigningofabox-partsfixture,whichincludesthedesignofpositioningdevices,clampingdevice,fixturesystemandthedrivendevice.Thecomputingaboutthecuttingforceandholdingforcewasalsoanasiedtodecidethewholestructureandsizeaccordingtomanyfactors.Thefixturehasstrongappropriativepropertiesandcanoperatequicklyandeasily.Itwasatoolfixturedesignedandmanufacturedspeciallywhichaimsatthemachiningrequirementsofacertainworkepieceandacertainworkingprocedure.Highprecisionandproductionefficiencycanbeachievedduringtheproductionwhichhasrelativelystableandlargequantitiesproducts,andlowoperatinglevelofworkers.

Thedesigniscompliancewiththerequirementsoffixturedesign.Notonlytheexclusiveusingofthefixtureaccuracy,butalsotheeconomicalnaturewasconsidered,whethertheoperationortheeconomyaregreatlyimproved,atthesametime，andcanconstantlytransformwithtechnologicaladvancesandinnovation.

Keywords：

fixture;positioningdevice;clampingdevice;clampforce

引言

1.设计目的和意义

由于夹具对于加工质量、生产率和产品成本都有直接的影响。

花费在夹具设计和制造的时间不论是在改进现有产品或者开发新产品中，在生产周期中都占有较大的比重。

并且在机械加工中，还使用各种刀具、量具及装夹刀具用的辅助工具等，这些统称为工艺装备。

夹具在工艺装备中占有重要的地位，因为夹具设计得恰当与否，在很大程度上影响着加工质量、生产率、劳动条件和加工成本。

所以对半自动摆杆外圆磨床专用夹具的设计要在前人的基础上不断优化和创新。

本次夹具的设计主要有以下意义：

（1）工艺性好。

该夹具的结构简单、合理，便于制造、装配、调整、检验、维修等。

（2）降低成本。

结构简单，制造容易，降低了夹具的制造成本。

（3）保证产品质量稳定。

大量生产使用同一夹具保证产品质量。

（4）操作方便，缩短辅助时间，提高生产效率。

2.国内外夹具发展现状及趋势

随着科学技术的巨大进步及社会生产力的迅速提高，夹具技术朝着高精、高效、模块、组合、实用、经济的发展方向。

（1）高精、高效

夹具的制造精度是工件加工精度的1／3～1／5，随着机械产品和机床加工精度的提高，为了降低定位误差，提高加工精度，对夹具的制造精度要求越来越高。

（2）模块、组合

每套夹具都是由夹具基体、定位、支承和夹紧等元件组成。

夹具元件模块化是实现组合化的基础。

利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件或功能部件，简化设计和快速制造组装成各种夹具，已成为夹具技术开发的基点。

（3）实用、经济

国外夹具展品的创新不仅技术先进，而且非常注重夹具的实用性和经济性。

瞄准某种机床或制造工艺开发的夹具系统，针对性强，使得配套元件少而精，夹具既实用，配套的费用又低。

本文从实际零件的加工入手，分析了零件各个部分的加工对夹具的要求，进而展开了对专用夹具的设计，全文采用设计的准备、方案设计、审核、总体设计、夹具零件设计、夹具的装配、调试和验证的步骤进行设计的。

第1章夹具的总体设计

1.1机床夹具概述

不论是传统制造系统还是现代制造系统，夹具都是非常重要的。

在机械制造过程中，用来固定加工对象，使之占有正确位置，以便接受施工或者检测的装置都可以称为夹具。

夹具是一种装夹工件的工艺装备，他广泛应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。

在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。

在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等。

1.1.1机床夹具的种类

1.按夹具的使用特点分类

根据夹具在不同生产类型中的通用特性，机床夹具可分为通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具和拼装夹具五大类。

（1）通用夹具已经标准化的可加工一定范围内不同工件的夹具，称为通用夹具，其结构、尺寸已规格化，可用于装夹一定形状和尺寸范围内的各种工件。

这些夹具已作为机床附件由专门工厂制造供应，只需选购即可。

其缺点是夹具的精度不高，生产率也较低，且较难装夹形状复杂的工件，故一般适用于单件小批量生产中。

（2）专用夹具专为某一工件的某道工序设计制造的夹具，称为专用夹具。

在产品相对稳定、批量较大的生产中，采用各种专用夹具，可获得较高的生产率和加工精度。

专用夹具的设计周期较长、投资较大。

专用夹具一般在批量生产中使用。

除大批大量生产之外，中小批量生产中也需要采用一些专用夹具，但在结构设计时要进行具体的技术经济分析。

（3）可调夹具某些元件可调整或更换，以适应多种工件加工的夹具，称为可调夹具。

可调夹具是针对通用夹具和专用夹具的缺陷而发展起来的一类新型夹具。

对不同类型和尺寸的工件，只需调整或更换原来夹具上的个别定位元件和夹紧元件便可使用。

它一般又可分为通用可调夹具和成组夹具两种。

前者的通用范围比通用夹具更大；后者则是一种专用可调夹具，它按成组原理设计并能加工一族相似的工件，故在多品种，中、小批量生产中使用有较好的经济效果。

（4）组合夹具采用标准的组合元件、部件，专为某一工件的某道工序组装的夹具，称为组合夹具。

组合夹具是一种模块化的夹具。

标准的模块元件具有较高精度和耐磨性，可组装成各种夹具。

夹具用毕可拆卸，清洗后留待组装新的夹具。

1.2零件本次工序的工艺分析

1.2.1零件镗削工序的工艺分析

镗削减速器箱体的轴承孔部位。

工序要求镗削轴承孔的直径为

和

，表面粗糙度要求Rz值为1.6μm，同轴度为0.025，两轴承孔中心线在水平面内的轴线平行度公差为0.020.孔的加工工艺过程为：

粗镗-半精镗-精镗。

查有关机械加工手册得各加工余量分别为：

对设计尺寸为

的孔

：

作孔加工余量和工序尺寸分布图如图1.1所示。

图1.1孔加工余量和工序尺寸

1—*****2—******3*******

对设计尺寸为

的孔：

1.2.2零件钻削工序的工艺分析

（1）钻零件上的六个螺纹底孔。

（2）由于螺纹孔的要求不高，故仅用钻一次即可。

（3）生产纲领为大批量生产。

应具体分析

1.3夹具总体方案的拟定

根据零件在镗削轴承孔工序以及钻螺纹底孔的加工位置要求，选用液压缸带动压块直接夹紧机构。

根据六点定位原则，采取基准重合原则，选用减速箱箱体底面和底面上的孔作为定位基准，即一面两孔定位原则。

第2章定位装置的设计

2.1概述

在机床上加工工件时，要使工件的各个被加工面的尺寸及位置精度满足工件图或者工件所规定的要求，就必须在切削加工前使工件在机床夹具中占有一个确定的位置，使其相对于刀具的切削运动具有正确的位置，这个确定工件位置的过程我们称为定位。

显然，工件的定位时其中极为重要的一个环节。

（1）工件在夹具中定位的任务

（2）

工件在夹具中定位的任务是使同一批工件在夹具中占据正确的位置。

工件的定位是夹具设计中首先要解决的问题。

第3章夹紧装置的确定

3.1夹紧装置的设计

在机械加工中，工件的定位和夹紧是相互联系非常密切的两个工作过程。

工作在夹具的定位元件上，获得了唯一的正确的位置后，还必须在夹具上设置夹紧机构，将工件夹紧，以保证工件在加工过程中不至于因受到切削力、惯性力、离心力或重力等外力作用而产生的位置偏移和振动，并保持已有定位元件所确定的加工位置，以保证加工精度和安全生产。

这种把工件压紧夹牢的装置即称为夹紧装置。

第4章夹紧力的计算

4.1组合钻床上夹紧力的计算

4.1.1切削力的计算公式：

切削转矩计算公式：

（4-1）

切削力的计算公式：

（4-2）

式中，

—进给量，mm/r

—修正系数

—钻头直径,mm

4.1.2切削力大小的确定

（1）转矩的大小：

（N.m）（4-5）

（2）切削力（钻削力）的大小

（N）（4-6）

摩擦系数

、

的选取原则如表4.1所示。

表4.1各种不同接触表面之间的摩擦系数

接触表面的形式

摩擦系数

接触表面均为加工过的光滑表面

0.1～0.25

工件表面为毛坯，夹具的支承面为球面

0.2～0.3

夹具夹紧元件的淬硬表面在沿主切削力方向有齿纹

0.3

夹具夹紧元件的淬硬表面在垂直于主切削力方向有齿纹

0.4

夹具夹紧元件的淬硬表面有相互垂直齿纹

0.4～0.5

夹具夹紧元件的淬硬表面有网状齿纹

0.7～0.8

液压缸产生的夹紧力：

因此

（夹紧力足够）

4.2组合镗床上夹紧力的计算

切削力的计算公式：

镗削时产生的轴向切削力：

（4-9）

—切削深度（

）；

—进给量（

）；

—修正系数。

取

=

，

=

，

=200代入公式得[7]

注射模具的顶出系统即使制品脱模的装置,当制品在模具经过冷却固化之后,要由特定的方式切实可靠地从模具的一侧推顶出来,在这个过程中不能使制品产生变形.而达不到成形要求,出现”白化”及”卡滞”现象,除此之外,该装置还必须能够在模具闭合时,保证不会与模具其它零部件发生干涉地回复到顶出前的初始位置,以便进行重复不断的成形加工。

图6.4镗套与镗模支架图6.5尖头定位键

结论

本文着重是箱体类零件专用夹具的设计，主要设计了组合钻床专用夹具和组合镗床专用夹具，分别用来加工零件上的六个螺纹底孔和轴承孔。

它包括对定位装置、夹紧装置、夹具体和导向装置的设计，以及对夹紧力及切削力的计算。

在钻床、镗床上加工孔和孔系时，其尺寸精度和相对位置精度是靠导套的精度和导套与导套间的位置精度来保证的，因此镗套和钻套的设计是尤其重要的。

对于公差和粗糙度的选择，以工件的技术要求为依据，严格遵守夹具各部件的设计要求而确定。

该夹具的专用性强，操作迅速方便，是针对某一工件某一工序的加工要求而专门设计和制造的机床夹具，在产品相对稳定、批量较大的生产中可以获得较高的精度和生产效率，对工人的技术水平要求也相对较低，可以广泛使用。

致谢

在入题、学习、材料收集以及论文的写作到定稿，给予无私的指导和帮助。

王老师深厚的学术造诣、严谨求实的治学精神一直以来都深深地影响着我，促使我养成作为技术工作者应该具有的良好品质。

在毕业设计期间，导师对我在学习过程中所犯的错误从来都不予以批评，而是教我如何从错误中找出原因、分析原因、总结经验，并指导我如何用最科学、合理的方法去进行改进，少走弯路，培养了我较强的独立思考和分析能力。

这些东西将会使我终身受益。

在此，我对导师高尚的品格和诲人不倦的美德致以崇高的敬意和最诚挚的谢意！

能顺利完成大学本科的毕业设计论文，由衷地感谢老师们给予我在学习上指导、生活上关心和帮助；感谢我的同学和朋友们，在我遇到困难和挫折的时候给予我最大的鼓励和信心，在此向他们表示我最诚挚的谢意!

在论文完成之际，我要感谢我的家人对我始终如一的理解和支持，无私付出的一切。

正是他们给予了我精神上和物质上的极大鼓励和支持，才使我能够全身心地投入到学习中去，圆满完成学业。

最后向百忙之中评阅本论文的各位专家、教授们表示衷心的感谢！

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参考文献著录规则按GB/T7714-2005国家标准执行：

（1）专著的著录项目、著录格式

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（2）连续出版物的著录项目、著录格式

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（3）专著中析出的文献著录项目、著录格式

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其他题名信息.版本项.出版地:

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