杠杆臂翻转式钻两面孔夹具及工艺设计(DOC)

此处文档有重要部分删减（本文档附有CAD图等详细附件）摘要根据设计要求首先确定了杠杆臂的基本设计思路，通过对该零件作用分析，形位公差分析、加工工艺、工序设计完成零件的工艺制造思路。而后确定了定位基准的选择，和夹紧方式的确定，最后经过反复比对后使用Solidworks三维造型软件进行了初步的草图绘制，确定夹具的外形尺寸，然后设计钻模板和钻套等，为了简化设计减少非标零件的设计和制造成本，选用了较多的螺钉螺母等非标零件。本次夹具设计过程中夹具采用进行紧凑的设计方案，这样较为节省材料和成本，但是夹具的安装定位显得比较细致，空间利用率较高。为了方便的放入和取出工件而不对周边产生操作影响和降低生产效率，采用了钻模板的翻转设计模式，左侧的钻模板在非工作时可以方便的拉起，让工件可以顺利放入，安装完毕后翻下钻模板。【关键字】杠杆臂，工艺，钻夹具，夹紧，定位此处文档有重要部分删减（本文档附有CAD图等详细附件）AbstractAccordingtotherequirementsofdesign,firstdeterminethebasicdesignideasoftheleverarmeffect,throughthepartsanalysis,toleranceanalysis,processingtechnology,processdesigncompletepartsmanufacturingmethod.Thendeterminethelocationdatumselection,determinationandclampingway,finallyafterrepeatedcomparisonusingSolidworks3Dmodelingsoftwaremadepreliminarysketches,determinethesizeofthefixture,andthenthedrillingtemplatedesignanddrillingandsoon,inordertosimplifythedesignandreducethecostofdesignandmanufacturenon-standardparts,adoptsmorescrewsnutsandnon-standardparts.Clampthejigdesignprocesswasusedtodesigncompact,suchrelativelysavematerialsandcost,buttheinstallationoffixtureismeticulous,highspaceutilizationrate.Inordertofacilitateloadingandunloadingworkpiecewithoutsurroundingoperationeffectandreducetheefficiencyofproduction,usingaflipdesignpatterndrilltemplate,drillingtemplateleftcaneasilypullinthenonworking,lettheworkpiececanbesmoothlyinto,installedafterdrillingtemplate.[keyword]leverarm,process,fixture,clamping,positioning目录第一章绪论………………………………………………………………………………11.1机床夹具介绍……………………………………………………………….............….11.2现代夹具发展方向…………………………………………………………........….…21.3研究目标和任务……………………………...............................................................…21.4研究方向和方法…………………………………………………………………...........3第二章零件分析…………………………………………………………………………32.1零件作用………………………………………………………………......................……32.2零件的工艺分析………………………………………………………..................………3第三章工艺规程设计……………………………………………………………………43.1确定毛坯的制造形式………………………………………………………...................…43.2基面的选择…………………………………………………………………...................…43.3制定工艺路线………………………………………………………….....................……43.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定………………………….................……53.5确定切削用量………………………………………………………………..................…53.6确定基本工时……………………………………………………………....................…12第四章夹具设计…………………………………………………………………………174.1夹具的工作原理与结构设计……………………………………………....................…184.1.1夹具的安装和使用…………………………………………………........................…194.1.2夹具的安装和使用…………………………………………………........................…194.1.3夹具的安装和使用…………………………………………………........................…194.2夹具的安装和使用………………………………………………………....................…194.3翻转式夹具与钻床的固定……………………………………………....................……204.4定位误差分析……………………………………………………………....................…214.5夹紧力计算…………………………………………………...................................……21第五章翻转式钻床夹具零件的具体设计……………………………..………………225.1钻床夹具的零件…………………………………....………………...............…………225.2夹具零件的设计……………………………………………………...................………235.3夹具体的设计…………………………………………...................……………………24第六章总结……………………………………………………………………………24参考文献……………………………………………………………………………………251第一章绪论1.1机床夹具介绍夹具从1787年至今经过了在工业发展初期。夹具仅作为加工工艺过程中的辅助工具；到后期机床、汽车、飞机等制造业大力发展后，成为主要工艺装备；直到目前近代由于世界科学技术的进步及社会生产力的迅速提高，夹具与机床的紧密结合的一路发展历程看来，夹具在工业生产中的重要地位。现代生产要求企业制造激烈竞争夹具的应用五花八门，近年来年柔性制造系统（FMS）、数控机床（NC），加工中心（MC）和成组加工（GT）的应用使大批量生产的水平大幅提升。目前主流的夹具设计要求1.缩短夹具的制造周期快速适用于新产品设计2.提高夹具的通用性特征3.向高精度机床等应用进行发展4.适用于各种现代化制造技术的新型技术5.气压液压等原动力的改进应用来提高装夹效率1.2现代夹具的发展发向现代夹具的发展方向表现为精密化、高效化、柔性化、标准化等四个方面：1.精密化机械产品精度要求快速提高，夹具的精度要求也应该同步提高。精密化夹具的结构类型很多，比如应用于精密分度的多齿盘的精密夹具。2.高效化高效化夹具有自动化夹具、告诉化夹具、具有夹紧动力模块的夹具，该类夹具的应用将繁重的体力重复劳动力释放出来，节约了人力成本。例如高速卡盘则可保证卡爪在高速状态下依然可以能正常夹紧工件，大幅度提高加工的效率。3.柔性化夹具的柔性化通过调组合方式适应工艺可变因素。工艺的可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等，具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块夹具、数控夹具等，在较长时间内，夹具的柔性化趋向将是夹具发展的主要方向。24.标准化夹具的标准化与通用化是相关联的，通用化方法包括：夹具、部件、元件、毛坯和材料的通用化夹具的标准化阶段是通用化的深入并为工作图的审查创造了良好的条件。目前，我国已有夹具零件、部件的国家标准：GB2148~2249-80，GB2262~2269-80以及通用夹具标准，组合夹具标准等。标准化是柔性化高效化的基础，标准化的发展利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。在现代化的机械和仪器的制造业中，利用夹具来提高加工精度和生产率，减少劳动力成本是主要的目标。可以预见的是夹具四个方面发展后可保证加工质量降低生产成本。1.3设计目标与任务本次对于拨叉加工工艺及夹具设计的主要任务是：1.完成拨叉零件加工工艺规程的制定；2.完成钻孔专用夹具的设计。3.运用机械制造工艺学课程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，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。4.提高结构设计能力。通过设计夹具的训练，获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效，省力，经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。5.学会使用手册以及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称，出处，能够做到熟练的运用。1.4主要研究方向与方法详细分析零件的主要作用于零件尺寸外形结构，针对尺寸要求与形位公差要求，进行工艺设计和方案对比，择优选择，后续确定零件的粗基准与精基准要求后，针对双工位加工的特点设计出合理的夹紧方式，保证零件的安装与定位得到充分保证。最后通过三维软件Solidworks绘制三维夹具，并通过其与cad的转化功能进行转化，修改最后的工程图纸，书写全篇设计论文，列出加工工艺过程。3第二章零件分析2.1杠杆臂零件的作用机床的杠杆臂主要的作用是实现机床工作部件启起、停止、变速、变向、操纵机构中的传动装置影响机床操纵动作及控制机构装置运动的准确性。由于机床杠杆臂的重要作用所以需要有强度、刚度要求，尺寸精度，形状精度。2.2零件的工艺分析零件工艺分析就是对零件的结构特点，尺寸精度，形位公差进行分析和整合，并且联系零件的使用方式和方法，考虑后期所需要额加工工艺与加工重点，确定相应的加工工艺设计出合理的夹具保证夹具的工艺性和经济性。图2.1杠杆臂零件产品图4由于本次的杠杆臂零件的结构属于弯曲件有多处凸台，凸台面有多处孔，各个孔型位置交错不一，所以常规的下料方式不能满则，本次初步选择的是铸造成型工艺，选择铸造材料为QT500，该材料是球墨铸铁，此材料的特性是生产工艺简单，铸造性能优良，强度刚度好。对零件的尺寸进行分析后可以发现有四个面需加工，2个垂直平面铣削，3个通孔需钻铰加工（即Ø10+0.1Ø22+0.28Ø13+0.12）。各个孔的特点是，不在同一个平面上并且有孔是处于垂直位置处。根据产品图尺寸及公差和形状公差要求，选择用普通铣床和钻床即能保证该零件的加工，但是本次设计要求一次装夹后需要加工两个位置的孔，即图中直径为10和13的垂直交错孔，以保证孔的形状与位置不因为多次装夹产生变化。第三章工艺规程设计3.1确定毛坯的制造形式本次零件的毛胚采用铸造加工工艺，该加工工艺方法适合大批生产的金属型模铸造。铸造后需要及时时效处理，以消除内应力。零件的材料QT