当前位置：文档之家 › 夹具的设计

夹具的设计

  • 格式：doc
  • 大小：325.00 KB
  • 文档页数：13

机械制造基础课程设计说明书题目: 设计”填料箱盖”零件的机械加工工艺规程及相关工序的专用夹具设计者：------- -------------------班级学号：-------------------指导教师：--- -----------------江南大学2010年--7--月--1---日目录：1 零件的分析2 工艺设计2.1 毛坯的制造形式2.2 基准面的选择2.2.1 粗基准的选择2.2.2 精基准的选择2.3 制订工艺路线2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定2.5 确定切削用量3专用夹具设计3.1 问题的指出3.2 夹具设计3.2.1 定位基准的选择3.2.2 切削力及夹紧力的计算3.3 定位误差的分析3.4 夹具设计及操作的简要说明参考资料一：零件的工艺分析与生产类型的确定1、零件的作用题目所给定的零件是填料箱盖，其主要作用是保证对箱体起密封作用，使箱体在工作时不致让油液渗漏。

2、零件的工艺分析通过对该零件图的重新绘制，知原图样的视图正确、完整、，尺寸、公差及技术要求齐全。

此外，该零件图上规定了一系列技术要求1、 以ф65H5（0013.0-）轴为中心的加工表面。

包括：尺寸为ф65H5（0013.0-）的轴，表面粗糙度为1.6, 尺寸为ф80的与ф65H5（0013.0-）相接的肩面, 尺寸为ф100f8(036.0090.0--)与ф65H5（0013.0-）同轴度为0.025的面. 尺寸为ф60H8(046.00+))与ф65h5（0013.0-）同轴度为0.025的孔.2. 以ф60H8(048.00+)孔为中心的加工表面 .尺寸为78与ф60H8(048.00+)垂直度为0.012的孔底面,表面粗糙度为0.4,须研磨.3. 以ф60H8(048.00+)孔为中心均匀分布的12孔,6-ф13.5,4-M10-6H 深20孔深24及2-M10-6H.4. 其它未注表面的粗糙度要求为6.3,粗加工可满足要求 .2 工艺设计2.1 毛坯的制造形式零件材料为HT200，考虑到零件材料的综合性能及材料成本和加工成本,保证零件工作的可靠,采用铸造。

由于属于中批生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，故可以采用机器铸造成型。

2.2 基准面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。

也是保证加工精度的关键。

2.2.1 粗基准的选择对于一般轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。

按照有关的粗基准选择原则（保证某重要表面的加工余量均匀时，选该表面为粗基准。

若工件每个表面都要求加工，为了保证各表面都有足够的余量，应选择加工余量最小的表面为粗基准。

）2.2.2 精基准的选择按照有关的精基准选择原则（基准重合原则；基准统一原则；可靠方便原则），对于本零件，有中心孔，可以以中心孔作为统一的基准，但是随便着孔的加工，大端的中心孔消失，必须重新建立外圆的加工基面，一般有如下三种方法：当中心孔直径较小时，可以直接在孔口倒出宽度不大于2MM 的锥面来代替中心孔。

若孔径较大，就用小端孔口和大端外圆作为定位基面，来保证定位精度。

采用锥堵或锥套心轴。

精加工外圆亦可用该外圆本身来定位，即安装工件时，以支承轴颈本身找正。

2.3 制订工艺路线由于钻孔属于粗加工，其精度要求不高，且切削力较大，可能会引起已加工表面变形，表面粗糙度的值增大。

因此，最后的加工工艺路线确定如下：工序Ⅰ 车削左右两端面。

工序Ⅱ 粗车ф65，ф85，ф100，ф75，ф155外圆及倒角。

车7.5槽。

工序Ⅲ 钻ф30孔、扩ф32孔，扩ф47孔。

工序Ⅳ 钻6-ф13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H 深20孔深24的孔及攻螺纹 工序Ⅴ 精车65外圆及与80相接的端面. 工序Ⅵ 粗、精、细镗ф60H8（)048.00+孔。

工序Ⅶ 铣ф60孔底面工序Ⅷ 磨ф60孔底面。

工序Ⅸ 镗ф60孔底面沟槽。

工序Ⅹ 研磨ф60孔底面。

工序Ⅺ 终检。

以上工艺过程详见械加工工艺过程卡片2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“填料箱盖”零件材料为HT200钢，硬度为HBS190~241，毛坯质量约为5kg ，生产类型为中批生产，采用机器造型铸造毛坯。

根据上述材料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：（1） 外圆表面(ф65、ф80、ф75、ф100、ф91、ф155)考虑到尺寸较多且相差不大，为简化铸造毛坯的外形，现直接按零件结构取为ф85.6、ф105.6、ф160.8的阶梯轴式结构，除ф65以外，其它尺寸外圆表面粗糙度值为R a 6.3um 只要粗车就可满足加工要求。

（2） 外圆表面沿轴线长度方向的加工余量及公差。

查《机械制造工艺设计简明手册》（以下简称〈〈工艺手册〉〉表2.2-1,铸件轮廓尺寸(长度方向>100~160mm,故长度方向偏差为3.6mm.长度方向的余量查表2.2-4,其余量值规定为1.5mm----3mm.现取2mm 。

（3）4732φφ、内孔。

毛坯为实心。

两内孔精度要求自由尺寸精度要求，R a 为 6.3,钻——扩即可满足要求。

（4）内孔ф60H8(048.00+)。

要求以外圆面ф65H5（0013.0-）定位，铸出毛坯孔ф55。

查表2.3-9,粗镗ф59.5 2Z=4.5 精镗 ф59.9 2Z=0.4 细镗ф60H8(048.00+) 2Z=0.1 (5) ф60H8(048.00+)孔底面加工.按照<<工艺手册>>表2.3-21及2.3-23 1. 研磨余量 Z=0.010~0.014 取Z=0.010 2. 磨削余量 Z=0.2~0.3 取Z=0.3 3. 铣削余量 Z=3.0—0.3—0.01=2.69(6)底面沟槽.采用镗削,经过底面研磨后镗可保证其精度. Z=0.5(7) 6—5.13φ孔及2—M10—6H 孔、4—M10—6H 深20孔。

均为自由尺寸精度要求。

1．6—5.13φ孔可一次性直接钻出。

2．查〈〈工艺手册〉〉表2.3—20得攻螺纹前用麻花钻直径为ф8.5的孔。

钻孔ф8.5攻螺纹 M102.5 确定切削用量与基本用时2.5.1 工序Ⅰ：车削端面本工序采用计算法确定切削用量加工条件工件材料：HT200，铸造。

加工要求：粗车ф65、ф155端面，表面粗糙度值Ra为6.3。

机床：C620—1卧式车床。

刀具：刀片材料为YG6，刀杆尺寸为16mmX25mm,kr =90°,r=10°α=7°rR=0.。

计算切削用量（1）粗车ф65确定端面最大加工余量：已知毛坯长度方向单边余量为2.9mm，则毛坯长度方向的最大加工余量为2.9mm,分两次加工,ap=1.45mm计。

确定进给量f:根据《切削用量简明手册》（第三版）表1.4,当刀杆16mmX25mm, ap<=2mm时,以及工件直径为ф160时。

按C620—1车床说明书（见《切削手册》表1.30）取f=0.7 mm/r计算切削速度: 按《切削手册》表1.27,切削速度的计算公式为Vc =vyxpmv kfaTcvv(m/min) vc=158, xv =0.15, yv=0.4,m=0.2。

修正系数kkv见《切削手册》表1.28,即kmv=1.00, ksv=0.8, kkv=1, kkrv=0.81, ktV=1.00所以Vc=4.65.045.1601584.015.02.0⨯⨯⨯= 54.4(m/min)确定机床主轴转速ns=ωπdVC1000=6.8514.34.541000⨯⨯=202.4 (r/min)按机床说明书（见《工艺手册》表4.2—8）与202.4r/min相近的机床转速选取230r/min 。

所以实际切削速度V=1000dn π=1000230.68514.3⨯⨯=61.8 m/min（2） 粗车ф155端面确定机床主轴转速: n s =ωπd V C1000=8.16014.3.4541000⨯⨯=107.7 (r/min)按机床说明书（见《工艺手册》表4.2—8）与107.7 r/min 相近的机床转速选取150r/min 。

所以实际切削速度V=1000dn π=1000150160.814.3⨯⨯=75.7 m/min（3）基本时间。

确定粗ф65车端面的基本时间： T 1j =i fnl L=21d d -+L1+L2+L3式子中，d=85.6mm,d1=28mm,L1=2mm,L2=3MM,L3=0,f=0.5mm/r,n=230r/min ,i=2T 1j =35S粗车φ155端面的基本时间：d=160.8mm,d1=55mm,Ll=2mm,L2=4mm,L3=0mm,f=0.5mm/r,n=150 r/min ,i=2 T 1j =94s,确定工序的基本用时： TJ=94+35=129S2.5.5 工序Ⅴ：精车Φ65mm 的外圆及与Φ80mm 相接的端面车床：C620-1（1） 精车端面Z=0.4mmmm a p 2.0=r mm f /1.0=计算切削速度：按《切削手册》表1.27，切削速度的计算公式为（寿命选T=60min ）min)/(m k fy x a T c v v vv p m vc =式中158=v c ， ,15.0=v x 4.0=v y ， 15.0=m 修正系数v k 见《切削手册》表1.28 所以min/25797.081.004.18.044.11.02.0601584.015.015.0m k fa Tc v v y x pmvc vv=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==min /10238025710001000r d v n wcs =⨯⨯==ππ按机床说明书（见《工艺手册》表4.2-8）选择1200r/min 所以实际切削速度min /3011000801200m v =⨯⨯=π基本用时： T 1j =i fnl L=21d d -+L1+L2+L3式子中，d=80mm,d1=65mm,L1=2mm,L2=3MM,L3=0,f=0.1mm/r,n=1200r/min ,i=2 T 1j =12.5S（2） 精车Φ65外圆2Z=0.3 f=0.1mm/rmin)/(m k fy x a T c v v vv p m vc =式中158=v c ， ,15.0=v x 4.0=v y ， 15.0=m 修正系数v k 见《切削手册》表1.28 所以min/25797.081.004.18.044.11.03.0601584.015.015.0m k fa Tc v v y x pmvc vv=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==min /1200r n w =所以实际切削速度min /2451000651200m v =⨯⨯=π基本用时：T 2j =i fnl =fnL L L L 321+++式子中L=17，L1=2mm ，L2=0mm ，L3=0mm ，f=0.1mm/r ，n=1200r/min ，i=1 T 2j =9.4s（3） 精车外圆Φ100mm2Z=0.3mm mm a p 3.0= f=0.1mm/rmin /257m v c =取 min /1200r n w =实际切削速度min /8.37610001001200m v =⨯⨯=π基本用时：T 2j =i fnl =fnL L L L 321+++式子中L=15，L1=2mm ，L2=0mm ，L3=0mm ，f=0.1mm/r ，n=1200r/min ，i=1 T 2j =8.5s3．钻夹具设计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。

合集下载

夹具设计的原理

夹具设计的原理

夹具设计的原理
夹具设计的原理是根据被加工工件的特点和加工要求，设计一种能够牢固固定工件并使其处于正确位置、方向和姿态的装置。

夹具的设计原理可概括为以下几点：
1. 刚性支撑：夹具必须具有足够的刚度和稳定性，以确保工件在加工过程中不发生位移或变形。

设计时要考虑工件的重量、形状和加工力等因素，并合理布置支撑点，增加夹具的刚性。

2. 合理定位：夹具的设计要保证工件能够准确地定位到所需加工位置。

通过设计合适的定位元件，如销子、定位块等，使工件能够在夹具中精确定位，并且能够快速、稳定地进行装夹和拆卸。

3. 稳定夹持：夹具应该能够牢固地夹持住工件，防止其在加工过程中发生滑动或转动。

常用的夹紧方式有机械夹紧、液压夹紧、气动夹紧等，根据工件的特点和加工要求选择适当的夹紧方式。

4. 安全可靠：夹具设计要考虑操作人员的安全因素，避免夹具在使用过程中发生意外伤害。

对于有旋转部件的夹具，应设计相应的防护装置，避免操作人员的手部接触到夹具中的旋转部件。

5. 经济实用：夹具设计要符合经济性原则，尽量减少成本同时满足加工要求。

夹具的制造和维护成本应合理控制，设计中要考虑所用材料的成本，加工工艺的复杂程度等因素。

综上所述，夹具设计的原理是通过刚性支撑、合理定位、稳定夹持、安全可靠和经济实用等方面的考虑，设计出一种能够有效固定工件并满足加工要求的装置。

夹具的设计应根据具体工件的特点和加工要求进行综合考虑，以实现高效、精确和安全的加工过程。

夹具设计原理与方法

夹具设计原理与方法

夹具设计原理与方法夹具是一种用于夹住工件并保持其稳定以实现加工的工具。

它在制造业中起着至关重要的作用，能够提高生产效率和产品质量，降低生产成本。

夹具设计的原理与方法包括以下几个方面：1.夹具设计原理：（1）稳定性原理：夹具设计的首要原则是保持工件的稳定性，以确保加工精度和质量。

夹具应具有足够的刚性和稳定性，能够抵抗切削力、振动力和其他外力的影响，防止工件在加工过程中发生移动和变形。

（2）可靠性原理：夹具应具备良好的可靠性，能够确保工件在加工过程中的安全和稳定。

夹具的结构应简单合理，易于操作和调整，并能够适应工件的尺寸和形状变化。

（3）经济性原理：夹具设计中需考虑经济性，即在保证加工质量的前提下，尽量减少夹具的制造成本和使用成本。

合理选用材料、加工工艺和制造工艺，降低夹具的制造难度和成本。

2.夹具设计方法：（1）确定夹持方式：根据工件的形状、尺寸和加工要求，选择合适的夹持方式。

常见的夹持方式有机械夹持、液压夹持、气动夹持等。

夹持方式的选择应考虑工件的稳定性、加工精度和夹持力的需要。

（2）确定夹具结构：根据工件的形状和加工要求，设计夹具的结构。

夹具的结构应具备足够的刚度和稳定性，能够确保工件的稳定夹持和加工精度。

（3）考虑夹具的调整和定位：夹具应具备一定的调整和定位功能，以适应不同尺寸和形状的工件加工。

夹具的调整和定位装置应简单实用，操作方便，便于工件的快速调整和定位。

（4）分析夹具的应力和变形：通过有限元分析等方法，分析夹具在加工过程中受到的力和变形情况，确保夹具的稳定性和刚度满足加工要求，并合理设计加强结构和减小应力集中的措施。

（5）优化夹具的材料和制造工艺：选择合适的夹具材料和加工工艺，以确保夹具的刚度、韧性和耐磨性满足要求。

通过合理的制造工艺，提高夹具的生产效率和质量。

总之，夹具设计的原理与方法需要综合考虑工件的形状、尺寸和加工要求，以及夹具的稳定性、可靠性和经济性等因素。

只有充分了解工件的特点和要求，合理设计和制造夹具，才能确保加工质量、提高生产效率和降低生产成本。

一文读懂：夹具形式选择、设计、加工

一文读懂：夹具形式选择、设计、加工

选择夹具的形式为了选择适合的夹具，首先需对已知形式的夹具的优缺点进行对比分析。

如下表所示各种夹具形式的优缺点，根据周期等条件，最终选择液压自动夹紧外接油路形式的夹具。

设计夹具的细节设计的总体思路为便于装夹、降低操作难度，装夹后位置可以满足产品所要加工内容，最大程度减少夹紧变形，便于油路排布等。

第一套夹具（铣顶面）零件安装姿态如图1所示。

由于零件装夹时需整体抬起安装于夹具上，为降低劳动强度，选择横向装夹。

图1 加工顶面时零件安装状态将产品安装后的最边缘贴近于工作台最边缘，使产品选用固定尺寸铣刀后能得到有效加工的前提下，离操作者装夹位置最近。

第二套夹具（加工底面的槽及孔）零件安装姿态如图2所示。

零件定位点为侧面直角方向的三处毛坯基准，以及底面三处毛坯高度基准。

图2 加工底面的零件安装姿态为便于装夹，使产品可以平移进夹具，以减少操作者拿取产品的劳动强度，选择顶面为定位面，纵向装夹（如果横向装夹，操作者需将产品抬高过于油缸再落入夹具支撑上，增加难度）。

夹具体的设计在设计夹具体之前，要先考虑好零件加工使用的机床，以便根据机床的工作台间距设计夹具体上螺钉孔安装位置。

夹具体的大小须满足工件装夹需求，但不可过大，防止在工作台未移动到极限位置，工件加工部位没有移动到位时，就因为夹具体与机床轮廓接触而发生干涉现象，进而导致零件无法有效安装加工。

同时夹具体的外侧边缘距离机床门距离应尽可能近，使操作者拿取工件时距离最近，用力最小。

油缸的选用及设计按照简单可靠的思路，油缸选择压紧式单动油缸。

压紧形式为上下压紧（由于零件整个加工过程中没有定位销进行限位，所以防止零件压紧过程中发生移动，不能选择旋转式压紧结构）。

油缸型号根据油缸的夹紧力及外形尺寸选择。

图3 油缸座设计油缸座设计外接油路需设计油缸座，以模拟油路在夹具子板中的走向，实现油压夹紧。

为便于夹具外接油路走向规整合理，油缸座上进出油口同侧油缸设计方向选择尽量一致，并考虑油管接头安装拆卸方便。

工装夹具设计的方法

工装夹具设计的方法

工装夹具设计的方法1、夹具设计的基本要求由于产品结构的技术条件、施焊工艺以及工厂具体情况等的不同，对所选用及设计的夹具均有不同的特点及要求。

目前，就装配焊接结构生产中所使用的多数夹具而言，其共性的要求有以下几方面：（1）工装夹具应具备足够的强度和刚度夹具在生产中投入使用时要承受着多种力的作用，如焊件的自重、夹紧反力、焊接变形引起的作用力、翻转时可能出现的偏心力等，所以夹具必须有一定的强度与刚度。

（2）夹紧的可靠性夹紧时不能破坏工件的定位位置，必须保证产品形状、尺寸符合图样要求。

既不能允许工件松动滑移，又不能使焊件的拘束度过大而产生较大的拘束应力。

因此，手动夹具操作时的作用力不可过大，机动压紧装置作用力应采用集中控制的方法。

（3）焊接操作的灵活性使用夹具生产应保证足够的装配焊接空间，使操作人员有良好的视野和操作环境，使焊接生产的全过程处于稳定的工作状态。

（4）便于焊件的装卸操作时应考虑制品在装配定位焊或焊接后能顺利地从夹具中取出，还要注意制品在翻转或吊运时不受损坏。

（5）良好的工艺性所设计的夹具应便于制造、安装和操作，便于检验、维修和更换易损零件。

设计时，还要考虑车间现有的夹紧动力源、吊装能力以及安装场地等因素，降低夹具制作成本。

2、工装夹具设计基本方法为保证用设计出的夹具生产出符合设计要求的工件，就要了解工件在生产中及本身构造上的特点及要求，这是设计夹具的依据，是设计人员应细致研究并掌握的原始资料。

夹具设计的原始资料包括以下内容：（1）夹具设计任务单任务单中说明工件图号、夹具的功用、生产批量、对该夹具的要求以及夹具在工件制造中所占地位和作用。

任务单是夹具设计者接受任务的依据。

（2）工件图样及技术条件研究图样是为了掌握工件尺寸链的结构、尺寸公差及制造精度等级。

此外，还需了解与本工件有配合关系的零件在构造上它们之间的联系。

研究技术条件是为了明确在图样上未完全表达的问题和要求，对工件生产技术要求获得一个完整的概念。