夹具设计说明书文档格式.docx
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四附录(夹具零件图及装配总图)
评语
机床夹具课程设计任务书
专业
班级
姓名
学号
设计题目
铣槽8-0.090专用夹具
指导老师
设计条件
零件简图(含材料、质量及毛坯种类)、大批量生产
材料:
45
加工设备:
X62W
序号
尺寸200+0.2
尺寸30±
0.06
尺寸Φ100+0.022
1
200+0.2
30±
Φ100+0.022
设计要求
1用计算机绘制夹具总装图一张(A3图)、指定零件图5张(A4图);
2设计说明书一份(包括零件图分析、定位方案确定、定位误差计算等内容);
3设计时间:
二周。
审核
批准
年月日
一零件图纸分析
(图1)
如图1所示,本工序需要铣键8-0.090两侧,应满足如下加工要求:
键两侧底面到两个Φ10和Φ6连心线的距离为200+0.2mm,其中键的宽度8-0.090尺寸为刀具保证,其中键的位置必须两孔的中心线的对称度为0.2mm。
二定位方案的设计
方案
(一):
以Φ10孔作为定位基准,左侧R10处在放置一个“v形块”作为定位基准,零件的后端面固定板作为定位。
但是由于R10尺寸为自由公差,以至于无法保证零件加工尺寸精度,所以此方法不可行。
图
方案
(二):
采用“一面两销”定位方案,以Φ10孔和Φ6孔作为定位基准,再选后端面作为定位基准。
1自由度分析:
Φ10孔限制了工件x、z方向的移动及x,z方向的转动。
Φ6孔限制y方向的转动。
零件的后端面限制了y方向的移动。
这种定位方案共限制了工件6个自由度,属于完全定位,并且定位与零件尺寸重合,所以此方案较佳。
2定位元件选择:
根据定位方式Φ10孔选择长圆柱销,Φ6孔选择菱形销,零件后端面可选择固定板作为定位基准。
3定位误差分析
1.确定两定位销的中心距Ld+-бLd/2
两定位销的中心距的基本尺寸应等于工件两定位孔中心距的平均尺寸,其公差一般为бLd=(1/3~1/5)бLD,这里取1/3,因为孔间距LD=30+-0.06,所以销间距Ld=30+-0.02
2.确定圆柱销的直径d1
由于零件与定位元件为孔与销配合,属于间隙配合,给定一个最小装配间隙为X1min=0.015mm。
根据圆柱销直径的基本尺寸10mm应等于与之配合的工件孔的最小极限尺寸,加工夹具的设备为普车,确定圆柱销的公差等级为IT7,IT7=0.015mm。
因为零件孔的直径为Φ100+0.022mm,计算得圆柱销直径d=Φ10-0.015-0.030查表可Φ10f7(Φ10-0.016-0.031)最为接近。
3.确定菱形销的尺寸b
查课本表1-3,得b=2
4.确定菱形销的直径
1)按课本式(1-17)计算X2min,因a=(бLD+бLd)/2=(0.06+0.02)=0.08mm,b=2,D2=Φ60+0.018,所以X2min=(2ab)/D2min=(2×
0.08×
2)/6≈0.053mm。
2)按公式d2max=D2min-X2min,得菱形销最大直径d2max=(6-0.053)mm=5.947mm。
3)确定菱形销的公差等级,菱形销直径的公差等级取IT7,IT7=0.012mm,所以d2=Φ6-0.053-0.065mm。
5计算定位误差
(1)200+0.2mm尺寸定位误差分析:
因为设计基准与定位基准重合,所以⊿B=0,限位基准为孔的内表面,限位基面为销的外表面,所以⊿y≠0,
Φ10孔与圆柱销存在最大配合间隙X1max,X1max=D1max-d1min=10.022mm-9.969mm=0.053mm。
Φ6孔与菱形销存在最大配合间隙X2max,X2max=D2max-d2min=6.018mm-5.035mm=0.083mm。
因为X1max<X2max,所以⊿y=X1max=0.053mm。
⊿D=⊿B+⊿y=0.053mm。
(2)角位移误差⊿y2分析
因为工件可以在任意方向移动时,定位基准的最大转角为±
⊿a图如课本1-46b所示
tan⊿a=(1/2(X2max+X1max))/L=(0.083+0.053)÷
(2×
30)≈0.0026。
求得a≈±
14′‘
(3)加工尺寸8mm的轴线相对于两个孔的对称度误差分析:
⊿B=(1/2)б30=0.06mm
⊿y=Dmax-dmin=X1max=10.022mm-9.969mm=0.053mm
⊿D=⊿B+⊿y=0.06mm+0.053mm=0.113mm
三对刀方案分析
为了能够迅速、准确的确定刀具与夹具的相对位置,夹具上还须设置一个对刀块。
四夹紧方案的设计
方案一采用螺母连杆机构,但是由于结构复杂,工件装卸较为浪费时间,故不采用。
方案二由于工件零件较为简单,定位销直径过小,所以必须增加两对直径Φ20的长螺母螺钉的手动夹紧装置,提高刚性与强度,来承受工件铣削加工时引起的震动,采用带开口垫片六角螺母夹紧机构,使工件装夹简单,方便,提高生产力。
五.夹具体的设计
由于零件较小为片状结构且加工难度较小,可考虑多工件成串一同加工,来提高生产效率,又考虑连续加工问题,故多设一组一样对称的夹具,这样便可实现零件边加工边装卸,最大化的提高生产效率,并节约劳动成本,夹具体如下图所示。
6.工件在夹具上加工的精度分析
一影响加工精度的因素
用夹具装夹工件进行机械加工时候,其工艺系统中影响工件加工精度因素很多。
与夹具有关的因素有定位误差⊿y,对刀误差,夹具在机床上的安装误差,和夹具误差,在机械加工工艺系统中,影响加工精度的其他因素综合称为加工方法误差。
1.对刀误差⊿T
由于刀具相对于对刀或导向元件位置不精确而造成的加工误差,称为对刀误差。
因为采用对刀块与塞尺配合,塞尺的厚度尺寸为0.20(±
0.006)mm,对刀块的公差为±
0.005mm,所以对刀误差⊿T=0.015mm。
2.夹具的安装误差⊿A
因夹具在机床上的安装不精确而造成的加工误差,称为夹具的安装误差。
因为夹具的安装基面为平面,因而没有安装误差,⊿A=0
3夹具误差⊿J
因为夹具上定位元件、对刀、或导向元件、分度装置及安装基准的位置不精确而造成的加工误差,称为夹具误差。
⊿J=0.001mm
4.加工方法误差⊿G
因为机床精度、刀具精度、刀具与机床的位置精度、工艺系统的受力变形和受热变形等因素造成加工误差,统称为加工方法误差。
因该项误差影响因素多,又不便于计算,所以常根据经验为他留出工件公差的1/3。
计算时可设⊿G=⊿бk/3=0.022÷
3≈0.0073mm
二保证加工精度的条件
工件的总加工误差∑⊿应不大于工件的加工尺寸公差бk,
即∑⊿=√(⊿D2+⊿T2+⊿A2+⊿J2+⊿G2)=0.017mm
七.夹具经济性分析
工件的年批量为N=30万件
方案一:
不用专用夹具,夹具年成本0元,单件工时0.05h。
方案二:
单件工时t=0.0005h,机床每小时生产费用f=25(元/h),设夹具毛培重量m=3kg,材料平均价格p=16元,夹具制造工时t=5h,制造夹具每小时平均生产费用f=20元/h,可估算出夹具制造价格为
C1=pm+tf=(16×
3+5×
20)元=148元
计算夹具的年成本C2。
设K1=0.5,K2=0.2,T=1,
则C2=((1+K1)/T+K2)C1=((1+0.5)/1+0.2)×
148元=251.6元
参考文献
1肖继德,陈宁平主编,机床夹具设计(第二版)。
北京:
机械工业出版社,2005。
2陈于萍,高晓康主编,互换性与测量技术(第二版)。
高等教育出版社,2005.
3刘力,王冰主编,机械制图(第三版)。
高等教育出版社,2008。
4王艳华主编,机械工程基础。
北京理工大学出版社,2009。
5王小华主编,机床夹具图册。
机械工业出版社,1992
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