輸出軸機械加工工藝及鉆、擴、鉸10-Φ20孔夾具設計

輸出軸機械加工工藝及鉆、擴、鉸10-Φ20孔夾具設計,輸出,機械,加工,工藝,10,20,夾具,設計 專用夾具設計案例 專用夾具的設計過程包括： 1、準備階段 2、設計階段 3、繪圖階段 4、標注尺寸、技術要求 5、編寫零件明細表 6、繪制夾具裝配圖，繪制夾具零件圖 章節(jié)設置參考： 1 設計目的 2 設計準備工作 2.1 零件的功能和結構分析 2.2 零件的加工工藝分析 2.3 零件加工工藝過程卡的制訂 2.4 零件（某道）工序工序卡的制訂 3 零件（某道）工序專用夾具設計 3.1 定位方案及定位裝置的設計計算 3.1.1定位方案的確定 3.1.2定位元件的設計與選型 3.1.3定位誤差的分析計算 3.2 對刀或引導裝置的設計 3.3 夾緊方案及裝置的設計計算 3.3.1夾緊方案的確定 3.3.2夾緊元件的設計與選型 3.3.3夾緊力大小的分析計算 3.4 連接件及夾具體設計 3.5 夾具操作原理說明 4 夾具裝配圖及零件圖的繪制 5.1 夾具裝配圖上應標注的尺寸、公差及技術要求 5.2 夾具零件圖上應標注的尺寸、公差及技術要求 5 夾具三維建模及虛擬裝配（選做） 6.1 各零件的三維建模 6.2 夾具虛擬裝配及分解 總結 參考文獻 一、專用鉆床夾具的設計案例 下面以某零件為例，介紹鉆床專用夾具的設計過程。 1. 準備階段 該零件的零件圖見圖7.1 生產(chǎn)類型：中批生產(chǎn) 毛坯類型：棒料：φ110X15 零件的加工工藝流程見表7.1 現(xiàn)要求設計第30道工序的專用鉆床夾具 第30道工序的機械加工工藝卡片見表7.2 機床：Z5125 刀具：φ7鉆頭（W18Cr4V） 2. 設計階段 2.1根據(jù)零件圖和工藝過程確定零件定位夾緊方案 根據(jù)零件特點，按照工藝過程要求，確定工件定位夾緊方案，設計夾具的總體結構。結果見圖7-2所示。 圖 7-2 根據(jù)夾緊方案設計的夾具總體結構 圖 7.1 零件圖 表7.1 零件的加工工藝過程卡片 陜西國防學院 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 4LG1-1.4-02 產(chǎn)品名稱 零件名稱 軸承蓋 共 頁 第 頁 材 料 牌 號 A3 毛 坯 種 類 棒料 毛坯外形尺寸 φ110X25 每毛坯件數(shù) 1 每 臺 件 數(shù) 2 備 注 工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 工 段 設 備 工 藝 裝 備 工 時 準終 單件 01 備料 棒料 φ110X25 05 車 車左端面、φ45外圓、鉆φ36內(nèi)孔。 CA6140 10 車 車右端面、φ104外圓、車φ72內(nèi)孔。 CA6140 15 檢 檢驗 20 車 車φ45外圓。 CA6140 25 車 車右端面、車φ72內(nèi)孔。 CA6140 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 （續(xù)） 陜西國防學院 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 4LG1-1.4-02 產(chǎn)品名稱 零件名稱 軸承蓋 共 頁 第 頁 材 料 牌 號 A3 毛 坯 種 類 棒料 毛坯外形尺寸 φ110X25 每毛坯件數(shù) 1 每 臺 件 數(shù) 2 備 注 工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 工 段 設 備 工 藝 裝 備 工 時 準終 單件 30 鉗 鉆3-φ7通孔。 Z5125 35 銑 銑R16圓弧槽。 X6132 40 檢 檢驗入庫 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 表 7.2 第30道工序機械加工工藝卡片 陜西國防學院 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 4LG1-1.4-02 產(chǎn)品名稱 零件名稱 軸承蓋 共 頁 第 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 30 鉗 A3 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 棒料 φ110X15 1 2 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) Z5125 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 ZYJJ-03 冷卻液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 裝夾 鉆頭φ7（W18Cr4V）、 專用夾具（ZYJJ-03） φ7塞規(guī)、游標卡尺（0~125：0.02） 孔距綜合量具（ZYLJ-01） 1 鉆3-φ7孔。 315 6.92 手動進給 3.5 1 2 去毛刺。 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改 件號 簽 字 日 期 2.2 定位方案設計 （1）在本設計方案中，工序尺寸為φ85±0.27、φ7，工序基準為孔的中心線。要滿足加工要求理論應限制的自由度為：。 （2）根據(jù)工序基準選擇φ72孔中心線及工件大端面為定位基準，結合第2章的內(nèi)容，確定內(nèi)孔采用φ72的孔軸配合定位，工件大端面用平面定位。通過定位實際限制了工件的五個自由度。定位元件布置如圖7-3所示。 圖 7-3 布置定位元件 （3）定位誤差分析 對尺寸φ85±0.27而言，工序尺寸為42.5±0.135。 Δjb： 定位基準為φ72孔中心線，工序基準為φ72孔中心線，基準重合。 故Δjb=0； Δdb： 工件以φ72圓孔定位，為任意邊接觸。 Δdb=ΔD+Δd+Δmin ΔD=0.046 Δd=0.019 Δmin=0.010 Δdb=0.075 Δdw=Δjb+Δdb =0+0.075=0.075 ΔT=0.27 ΔT/3=0.090 Δdw=0.075＜ΔT/3=0.090 對φ7而言，因為是鉆孔加工，屬定尺寸刀具加工，故其由刀具保證。 經(jīng)校核，該定位方案可行。 2.3 布置導引元件 （1）確定鉆套形式 根據(jù)零件的加工特點，鉆套形式選用固定鉆套，鉆套以H7/n6固定在鉆模板上。 （2）確定對刀位置尺寸： 對尺寸φ85±0.27確定對刀尺寸 工序尺寸：42.5±0.135。 對刀尺寸：基本尺寸與工序尺寸相同（42.5），公差取1/3IT，即0.27/3=0.09。 故對刀尺寸為42.5±0.045。 （3）計算鉆套導孔尺寸： 導孔的基本尺寸：取刀具刃部基本直徑，即φ7。 導孔偏差：上偏差=刀具刃部上偏差+F7上偏差，即上偏差=0+0.028=+0.028 下偏差=刀具刃部上偏差+F7下偏差，即下偏差=0+0.013=+0.013. 故導孔尺寸為φ7 （4）計算對刀誤差： △jd= 其中：=0.09；e1=0，e2=0，X2=0.028+0.022=0.05， X3=(B+h+0.5H)=0.05/10（16+7+0.5X10）=0.14 △jd=0.16 （5）確定夾具精度誤差 由于鉆床夾具沒有位置誤差，=0。所以夾具精度誤差 ==0.177≤2/3T=0.27X2/3=0.18 根據(jù)總體結構設計，選擇合理的導引元件。布置導引元件見圖7-4所示。 圖 7-4 布置導引元件 2.4 布置夾緊裝置 根據(jù)總體結構設計，結合鉆床夾具的特點和第3章的內(nèi)容，選擇合理的夾緊裝置。布置夾緊裝置見圖7-5所示。 2.5 設計夾具體，完成夾具總裝圖 根據(jù)總體結構設計，結合前面鉆床夾具的各部分結構，選擇結構合理的夾具體。夾具總裝圖見圖7-6所示。 3. 繪圖階段 繪制夾具總裝圖時，一般繪圖比例都選擇為1：1。主視圖盡量選擇為夾具在機床上工作時與操作者正對的位置。被加工零件用雙點劃線畫出外輪廓和主要表面（定位面、夾緊面、加工面），可視為透明體，可對其剖視表示，其加工余量用網(wǎng)紋線表示。 圖 7-5 布置夾緊裝置 圖 7-6 夾具總圖 4. 標注尺寸和技術要求 4.1 尺寸標注 A類尺寸：φ160、106。 B類尺寸：φ72H8/g6。 C類尺寸：φ85±0.09、φ7、42.5±0.045。 D類尺寸：鉆夾具無此類尺寸。 E類尺寸：φ20H7/g6、φ30H7/g6、φ12H7/n6。 4.2 技術要求 夾具總裝圖上的技術條件包括：裝配過程中的注意項目；裝配后應滿足的位置精度要求；操作要求等。本夾具裝配后應滿足的位置精度要求主要有： （1）H1：心軸大定位面與定位心軸軸線的垂直度≯φ0.02：100mm。 （2）H2：心軸大定位面與夾具體底面的平行度度≯0.02：100mm。 （3）H4：鉆套軸線與夾具體底面的垂直度≯φ0.05：100mm。 （4）H5：鉆套軸線所在圓φ85的中心線與定位心軸軸線的同軸度≯φ0.02。 （5） H6：各鉆套線與定位心軸軸線的位置度≯φ0.05。 5. 編寫零件明細表 按照國家機械制圖標準的規(guī)定，對夾具總裝圖中的各個零件進行編號，并在標題欄上方畫出零件明細表及填寫具體信息。如圖7-7所示。 6. 繪制非標準夾具零件圖 根據(jù)夾具總裝圖，拆畫非標準零件的零件圖。標準零件按照國標要求標注出具體的規(guī)格型號。非標準零件的零件圖如圖7-8、圖7-9和圖7-10所示。 圖 7-7 夾具總裝圖 圖 7-8 夾具體 圖 7-9 定位心軸 圖 7-10 鉆模板 二、專用銑床夾具的設計案例 下面以某零件為例（圖7.1），介紹銑床專用夾具的設計過程。 1. 準備階段 該零件的零件圖見圖7.1。 生產(chǎn)類型：中批生產(chǎn)。 毛坯類型：棒料：φ110X15 零件的加工工藝流程見表7.1。 現(xiàn)要求設計第35道工序的專用銑床夾具。 第35道工序的機械加工工藝卡片見表7.3。 機床：X6132 刀具：φ32立銑刀（W18Cr4V） 2. 設計階段 2.1 根據(jù)零件圖和工藝過程確定零件定位夾緊方案 根據(jù)零件特點，按照工藝過程要求，確定工件定位夾緊方案，設計夾具的總體結構。結果見圖7-11所示。 圖 7-11 根據(jù)定位夾緊方案設計夾具總體結構 2.2 定位方案設計 （1）在本設計方案中，工序尺寸為36±0.19、R16，工序基準為孔的中心線。要滿足加工要求理論應限制的自由度為：。 （2）根據(jù)工序基準選擇φ72孔中心線及工件大端面為定位基準，結合第2章的內(nèi)容，確定內(nèi)孔采用φ72的孔軸配合定位，平面定位用工件大端面，防轉用φ7孔（菱形銷）。通過一面兩銷定位實際限制了工件的六個自由度。定位元件布置如圖7-12所示。 （3）確定兩銷結構尺寸： 布置銷位：圓柱銷布置在大孔φ72中，菱形銷布置在圓柱孔與缺口連線一側的φ7孔中。 確定銷間距：L±△J=42.5±1/5X0.27=42.5±0.054。 確定圓柱銷直徑：d1 = D1g6 =φ72g6=φ72。 確定菱形銷直徑：查表2.1得：b=3 表7.3 第35道工序的機械加工工藝卡片 陜西國防學院 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 4LG1-1.4-02 產(chǎn)品名稱 零件名稱 軸承蓋 共 頁 第 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 35 銑 A3 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 棒料 φ110X15 1 2 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) X6132 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 ZYJJ-04 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 裝夾 立銑刀φ32、 專用夾具（ZYJJ-04） 圓弧R規(guī)（R15~25）、 游標卡尺（0~125：0.02） 1 銑缺口。 375 37.68 手動進給 1 2 去毛刺。 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改 件號 簽 字 日 期 △2=（2b/ D2）(△k +△j－△1/2) =（2×3/7）×（0.27+0.054-0.01/2）=0.27 d2=( D2－△2)h6=（7-0.27）h6=6.73h6=7 圖 7-12 布置定位元件 （4）計算定位誤差 在本設計方案中，工序尺寸為36±0.19、R16及圓弧槽中心線對兩孔中心連線的對稱性要求。 1）尺寸36±0.19 定位基準為φ72孔中心線，工序基準為φ72孔中心線，基準重合。故Δjb=0； 工件以φ72圓孔定位，為任意邊接觸。 故Δdb=ΔD+Δd+Δmin ΔD=0.046 Δd=0.019 Δmin=0.010 Δdb=0.075 Δdw=Δjb+Δdb =0+0.075=0.075 ΔT=0.38 ΔT/3=0.126 Δdw=0.075＜ΔT/3=0.126 2）尺寸 R16 對R16而言，因為是銑缺口加工，屬定尺寸刀具加工，故其由刀具保證。 3）圓弧槽中心線對兩孔中心連線的對稱性 圓弧槽圓弧槽中心線對兩孔中心連線的對稱性分析。由于該零件屬農(nóng)機產(chǎn)品零件，對稱性要求不高，且屬于未注尺寸系列，在本方案設計中未對誤差進行分析計算。 經(jīng)校核，該定位方案可行。 2.3 布置對刀元件 本道工序主要保證被加工圓弧槽在兩銷連線方向上的對稱度。故采用一個側裝平面對刀塊對刀，具體布置對刀元件見圖7-14所示。 （1）R16的對刀尺寸確定 對刀基準：φ72g6的軸線。 假設塞尺厚度2mm，圓弧槽半徑16=16.135±0.135 故對刀尺寸為：（16.135+2）±0.135/5=18 （2）對刀誤差△jd： △jd≈+ 其中：=0.054，=0 △jd=+=0.054+0=0.054 圖 7-14 布置對刀元件 2.4 布置夾緊裝置 根據(jù)總體結構設計，結合銑床夾具的特點和第3章的內(nèi)容，采用開口墊圈+螺母的快速夾緊裝置，布置夾緊裝置見圖7-15所示。 因工件剛性較好，夾緊產(chǎn)生的加工誤差較小可忽略不記，故Δdj =0。 2.5 布置連接元件 為保證被加工圓弧在兩銷連線方向上的對稱性要求，銑床夾具底面布置兩個標準A型定位鍵。定位鍵與機床工作臺T型槽采用18 H7/h6配合，保證夾具位置精度要求。 （1）夾具位置誤差計算 1） 定位鍵間隙造成水平面內(nèi)夾具位置誤差： 參考教材例4.1，因鍵與T型槽（18 H7/h6）最大配合間隙Δmax = 0.018+0.011=0.029 兩定位鍵間距212mm，工件圓弧槽中心與距離42mm。 夾具位置誤差為：Δjw=0.029 在安裝夾具時，盡量使兩定位鍵同側接觸機床T形槽，減小夾具位置誤差。 2）夾具精度誤差 ==0.097≤2/3 T（T=0.27X2/3=0.18） 滿足加工要求，夾具設計方案可行。 圖 7-15 布置夾緊元件 2.6 設計夾具體，完成夾具總裝圖 根據(jù)總體結構設計，結合各部分結構，選擇結構合理的夾具體。夾具總裝圖見圖7-16所示。 3. 繪圖階段 繪制夾具總裝圖時，一般繪圖比例都選擇為1：1。主視圖盡量選擇為夾具在機床上工作時與操作者正對的位置。被加工零件用雙點劃線畫出外輪廓和主要表面（定位面、夾緊面、加工面），可視為透明體，可對其剖視表示，其加工余量用網(wǎng)紋線表示。 4. 標注尺寸和技術要求 4.1 尺寸標注 A類尺寸：282、160、90。 B類尺寸：φ72H8/g6、42.5±0.054。 C類尺寸： 18 圖 7-16 夾具總圖 D類尺寸：18K7/h6、18 H7/h6。 E類尺寸：φ5H7/h6、φ8H7/h6、φ20H7/g6。 4.2 技術要求 夾具總裝圖上的技術條件包括：裝配過程中的注意項目；裝配后應滿足的位置精度要求；操作要求等。本夾具裝配后應滿足的位置精度要求主要有： （1）H1：心軸大定位面與定位心軸軸線的垂直度≯φ0.02：100mm。 定位心軸軸線與菱形銷軸線的平行度≯0.02：100mm。 （2）H2：心軸大定位面與夾具體底面的平行度≯0.02：100mm。 定位心軸軸線和菱形銷軸線的連線與定位鍵側面的平行度≯0.03：100mm。 （3）H3：對刀塊工作面與定位鍵側面的平行度≯0.03：100mm。 對刀塊工作面與夾具體底面的垂直度≯φ0.03：100mm。 5. 編寫零件明細表 按照國家機械制圖標準的規(guī)定，對夾具總裝圖中的各個零件進行編號，并在標題欄上方畫出零件明細表及填寫具體信息。如圖7-17所示。 6. 繪制非標準夾具零件圖 根據(jù)夾具總裝圖，拆畫非標準零件的零件圖。標準零件按照國標要求標注出具體的規(guī)格型號。非標準零件的零件圖如圖7-18、圖7-19和圖7-20所示。 圖 7-17 夾具總裝圖 圖 7-18 夾具體 圖 7-19 菱形銷 圖 7-20 定位心軸