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1、-機(jī)電及自動化學(xué)院專業(yè)課程綜合設(shè)計設(shè)計題目：三軸連桿銑削端面夾具專 業(yè)： 機(jī)械電子工程 屆 別： 08級 學(xué) 號： 0811114046 2021年 1 月目錄前言2課程設(shè)計要求3一、 工件分析4一 工件功能；4二 工件構(gòu)造；4二、 工序分析；5三、 可采用的定位及夾緊方案分析比較5四、 定位及夾緊方案確定6五、 定位方案定位誤差計算61.用夾具裝夾加工時的工藝基準(zhǔn)62.定位誤差的概念73.定位誤差產(chǎn)生的原因及其計算74.分析計算定位誤差時應(yīng)注意的問題75、誤差分析86、誤差計算9六、 主要構(gòu)造設(shè)計和分析9七、 主要定位元件構(gòu)造設(shè)計101. 銷柱102. 定位銷11八、 設(shè)計心得體會11九、參
2、考文獻(xiàn)書目12前言機(jī)械制造裝備課程設(shè)計是機(jī)械設(shè)計中的一個重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，也是機(jī)械類專業(yè)學(xué)生較為全面的機(jī)械設(shè)計訓(xùn)練。其目的在于：1 培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計根底及其他課程的理論知識和生產(chǎn)實際知識去分析、解決工程實際問題的能力，通過課程設(shè)計訓(xùn)練可以穩(wěn)固和加深有關(guān)機(jī)械課程設(shè)計方面的理論知識；2 學(xué)習(xí)和掌握一般機(jī)械設(shè)計的根本方法和步驟，培養(yǎng)獨立設(shè)計的能力，為后續(xù)的專業(yè)課程設(shè)計及畢業(yè)設(shè)計打好根底、做好準(zhǔn)備；3 使學(xué)生具有查詢規(guī)手冊、圖冊和有關(guān)設(shè)計資料的能力。 在工藝規(guī)程中，零件就要按工藝規(guī)程順序進(jìn)展加工。在加工中，除了需要機(jī)床、刀具、量具之外，還要用機(jī)床夾具。機(jī)床夾具是機(jī)床和工件之間的連接裝置，使
3、工件相對于機(jī)床獲得正確的位置。機(jī)床夾具的好壞將直接影響工件加工外表的位置精度。通常把確定工件在機(jī)床上或夾具中占有正確位置的過程，稱為定位。當(dāng)工件定位后，為了防止在加工中受到切削力、重力等的作用而破壞定位，還應(yīng)該用一定的機(jī)構(gòu)或裝置將工件加以固定。使工件在加工過程中保持定位位置不變的操作，稱為夾緊。將工件定位、夾緊的過程稱為裝夾。工件裝夾是否正確、迅速、方便和可靠，將直接影響工件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率、制造本錢和操作平安等。機(jī)床夾具在生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。課程設(shè)計要求1， 每人根據(jù)給定圖紙及要求設(shè)計加工夾具一套；2， 設(shè)計需提交的資料包括：a) 設(shè)計說明書，主要容包括工件功能與構(gòu)造分析；工序分析；可采
4、用的定位及夾緊方案分析比較；定位及夾緊方案確定；所選定的定位方案定位誤差計算；夾具主要構(gòu)造設(shè)計和分析；主要定位元件構(gòu)造設(shè)計等；b) 夾具裝配圖，要求繪圖規(guī)，總體尺寸、零件名稱、技術(shù)要求等標(biāo)注完整；c) 夾具主要零件零件圖3，鉆孔夾具可繪制夾具圖、鉆模板和主定位元件圖，銑削夾具可繪制夾具圖、主定位元件圖和對刀塊或其它次要定位元件圖；d) 工序附圖，說明所設(shè)計的夾具應(yīng)用于被加工外表的工序及工序尺寸等；e) 以上材料需提交紙質(zhì)版和電子版各一份。一、 工件分析（一） 工件功能；課題所給的工件是一個三軸連桿，三軸連桿的作用是改變運(yùn)動傳遞方向、擴(kuò)大行程、實現(xiàn)增力和遠(yuǎn)距離傳動。（二） 工件構(gòu)造； 連桿由大、
5、小頭和桿身等局部組成。大頭為開式構(gòu)造(系直剖式連桿)。連桿和連桿蓋用螺栓，螺母連接。為減少磨損和便于修理，大頭孔和小頭孔分別安裝軸瓦和銅套。連桿身的截面為工字形，可減少重量和減少慣性力又使連桿具有足夠的強(qiáng)度和剛度。連桿頭兩端面有落差且桿身對稱。大小頭側(cè)面設(shè)計有定位凸臺作為機(jī)械加工時的輔助定位基準(zhǔn)，便于定位基準(zhǔn)的統(tǒng)一。 連桿總的工藝特點是:外形復(fù)雜，不易定位;大、小頭有細(xì)長的桿身連接，所以彎曲剛性差，易變形;尺寸精度，形狀精度和位置精度及外表粗糙度要求很高。二、 工序分析； 三軸連桿的50和112兩圓盤外表以及90、35孔都經(jīng)過了粗加工，在精加工50圓盤外表時采用組合銑刀一次性加工圓盤的上下外表
6、，比先加工上外表在加工下外表可以更好的保證兩外表的中心對稱度。同時加工效率高，大量的節(jié)省加工時間。三、 可采用的定位及夾緊方案分析比較方案一：三軸連桿精銑50圓盤兩端面，需要限制6個自由度，可以上下端面分開銑削采用雙V型塊定位限制,一端為浮動同時可以夾緊,低面限制。該夾具構(gòu)造簡單，精度一般，裝夾方便，由于上下面分開加工效率較低。方案二：可以采用孔定位90定位銷限制兩個自由度，50圓盤端采用可浮動V型塊定位限制一個自由度并可夾緊，底面限制三個自由度，同時采用螺母夾緊，該夾具可以有效的保證加工精度，構(gòu)造較復(fù)雜，且裝夾較不方便，也是分上下面兩次銑削，加工效率不高。方案三：采用圓柱銷定位限制兩個自由度
7、，圓柱銷同時帶螺紋可以采用螺母加墊片夾緊，底面限制三個自由度，可以采用定位銷限制，在保證50圓盤端浮空的情況下可以同時銑削上下兩端面，提高生產(chǎn)效率。該夾具構(gòu)造較簡單，夾緊稍顯復(fù)雜，但加工效率高，且可以有效的保證加工精度。四、 定位及夾緊方案確定綜上；采用方案三，最為理想，在夾具體簡單的同時加工精度得到保證，同時方案三的加工效率也是最高的，符合生產(chǎn)要求。五、 定位方案定位誤差計算在成批大量生產(chǎn)中，廣泛使用專用夾具對工件進(jìn)展裝夾加工。加工工藝規(guī)程設(shè)計的工序圖則是設(shè)計專用夾具的主要依據(jù)。由于在夾具設(shè)計、制造、使用中都不可能做到完美準(zhǔn)確，故當(dāng)使用夾具裝夾加工一批工件時，不可防止地會使工序的加工精度參數(shù)
8、產(chǎn)生誤差，定位誤差就是這項誤差中的一局部。判斷夾具的定位方案是否合理可行，夾具設(shè)計質(zhì)量是否滿足工序的加工要求，是計算定位誤差的目的所在。1.用夾具裝夾加工時的工藝基準(zhǔn)用夾具裝夾加工時涉及的基準(zhǔn)可分為設(shè)計基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。設(shè)計基準(zhǔn)是指在設(shè)計圖上確定幾何要素的位置所依據(jù)的基準(zhǔn)；工藝基準(zhǔn)是指在工藝過程中所采用的基準(zhǔn)。與夾具定位誤差計算有關(guān)的工藝基準(zhǔn)有以下三種：1工序基準(zhǔn) 在工序圖上用來確定加工外表的位置所依據(jù)的基準(zhǔn)。工序基準(zhǔn)可簡單地理解為工序圖上的設(shè)計基準(zhǔn)。分析計算定位誤差時所提到的設(shè)計基準(zhǔn)，是指零件圖上的設(shè)計基準(zhǔn)或工序圖上的工序基準(zhǔn)。2定位基準(zhǔn) 在加工過程中使工件占據(jù)正確加工位置所依據(jù)的基準(zhǔn)，
9、即為工件與夾具定位元件定位工作面接觸或配合的外表。為提高工件的加工精度，應(yīng)盡量選設(shè)計基準(zhǔn)作定位基準(zhǔn)。3對刀基準(zhǔn)即調(diào)刀基準(zhǔn) 由夾具定位元件的定位工作面表達(dá)的，用于調(diào)整加工刀具位置所依據(jù)的基準(zhǔn)。必須指出，對刀基準(zhǔn)與上述兩工藝基準(zhǔn)的本質(zhì)是不同，它不是工件上的要素，它是夾具定位元件的定位工作面表達(dá)出來的要素平面、軸線、對稱平面等。如果夾具定位元件是支承板，對刀基準(zhǔn)就是該支承板的支承工作面。2.定位誤差的概念用夾具裝夾加工一批工件時，由于定位不準(zhǔn)確引起該批工件*加工精度參數(shù)尺寸、位置的加工誤差，稱為該加工精度參數(shù)的定位誤差簡稱定位誤差。定位誤差以其最大誤差圍來計算，其值為設(shè)計基準(zhǔn)在加工精度參數(shù)方向上的最
10、大變動量，用表示。3.定位誤差產(chǎn)生的原因及其計算1基準(zhǔn)不重合誤差定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合產(chǎn)生的定位誤差稱基準(zhǔn)不重合誤差，用表示。2基準(zhǔn)位置誤差定位基準(zhǔn)相對對刀基準(zhǔn)的位置移動產(chǎn)生的定位誤差稱為基準(zhǔn)位置誤差，用表示。3定位誤差的計算由上述定位誤差產(chǎn)生的原因及兩類定位誤差的計算基準(zhǔn)不重合誤差，基準(zhǔn)位置誤差，可以得出定位誤差的計算公式如下： 3-3式中 定位誤差；基準(zhǔn)不重合誤差；基準(zhǔn)位置誤差；設(shè)計基準(zhǔn)相對定位基準(zhǔn)的最大變動量；定位基準(zhǔn)相對對刀基準(zhǔn)的最大位置移動量；、求解、在加工精度參數(shù)方向上產(chǎn)生的定位誤差的函數(shù)，其具體形式根據(jù)具體的定位方案來分析確定。在式3-3中，當(dāng)和由兩個互不相關(guān)的變量引起時，用“
11、+；當(dāng)和是同一變量引起時，要判斷兩者對的影響是否同向，方向一樣時用“+，方向相反時用“。4.分析計算定位誤差時應(yīng)注意的問題1定位誤差是指工件*工序中*加工精度參數(shù)的定位誤差。它是該加工精度參數(shù)尺寸、位置的加工誤差的一局部。2*工序的定位方案對本工序的多個不同加工精度參數(shù)產(chǎn)生不同的定位誤差，應(yīng)分別逐一計算。3分析計算定位誤差的前提是用夾具裝夾加工一批工件，用調(diào)整法保證加工要求。4計算出的定位誤差數(shù)值是指加工一批工件時*加工精度參數(shù)可能產(chǎn)生的最大誤差圍加工精度參數(shù)最大值于最小值之間的變動量。它是個界限圍，而不是*一個工件定位誤差的具體值。5一批工件的設(shè)計基準(zhǔn)相對定位基準(zhǔn)、定為基準(zhǔn)相對對刀基準(zhǔn)產(chǎn)生最
12、大位置變動量、是產(chǎn)生定位誤差的原因，而不一定就是定位誤差的數(shù)值。5、誤差分析夾具的主要功能是用來保證工件加工外表的位置精度。影響位置精度的主要因素有以下三個方面：1工件在夾具中的安裝誤差，包括定位誤差和夾緊誤差。 2夾具在機(jī)床上對定誤差，指夾具相對于刀具或相對于機(jī)床成形運(yùn)動的位置誤差。3加工過程中出現(xiàn)的誤差，包括機(jī)床的幾何精度、運(yùn)動精度，機(jī)床、刀具、工件和夾具組成的工藝系統(tǒng)加工時的受力變形、受熱變形、磨損，調(diào)整、測量中的誤差，以及加工成形原理上的誤差等。 第三項一般不易估算，夾具精度驗算是指前兩項，其和不大于工件允許誤差的2/3為算合格。6、誤差計算因為定位基準(zhǔn)與尺寸基準(zhǔn)重合，故=0，工序尺寸
13、350.2，定位基準(zhǔn)存在平行度誤差0.02，故jw=0.02。定位誤差dw=+jw=0+0.02=0.02，故滿足小于工序尺寸公差制造的0.2的1/31/5的條件。六、 主要構(gòu)造設(shè)計和分析 根據(jù)工件加工工步和工件外形，在保證工件加工精度的前提下，盡量使夾具體簡單，使夾具體便于加工，同時讓整個夾具在裝夾過程中簡單，便于操作，同時盡量使用標(biāo)準(zhǔn)件，有助于夾具日后的維護(hù)，夾具體的采用鑄造成型，經(jīng)過銑削加工保證外表粗糙度和形位公差。夾具體的厚度30mm有利于鑄造成型和保證整個夾具的穩(wěn)定性，同時夾具需要裝在機(jī)床工作臺，夾具體的尺寸需要和工作臺相配合，有助于夾具體在機(jī)床上的裝配，同時也便于裝配。七、 主要定
14、位元件構(gòu)造設(shè)計1. 銷柱 五個自由度的限制都和銷柱有關(guān)，只有保證銷柱的精度才能有效的保證零件的加工精度，銷柱下外表與夾具體的接觸需要保證夾具體和工件接觸的平行度，而作為定位銷柱必須有足夠的尺寸精度才能保證保證工件的加工要求。同時該銷柱需要裝配夾緊裝置，需要對銷柱的上端部位進(jìn)展螺紋加工。2. 定位銷 定位銷限制工件，與連桿臂接觸。該定位銷采用標(biāo)注件可以到達(dá)目的。八、 設(shè)計心得體會 緊而又豐富的四周夾具課程設(shè)計過去了。通過這次課程設(shè)計實踐，使我對機(jī)械裝備課程有了更進(jìn)一步的了解。 課程設(shè)計師我們專業(yè)課程知識綜合應(yīng)用的實踐訓(xùn)練，這是我們邁向社會、從事職業(yè)工作前一個必不可少的過程?！安环e硅步，無以至千里
15、；不積小流，無以成江海，通過這次課程設(shè)計，我深深體會到了這句千古名言的寓意。我今天認(rèn)真地進(jìn)展課程設(shè)計，學(xué)會了腳踏實地地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健的在社會大潮中奔跑打下堅實的根底。通過這次實訓(xùn)，我能夠熟練運(yùn)用CAD繪圖軟件，在這次課程設(shè)計過程中，我發(fā)現(xiàn)自己還有很多缺乏之處，在設(shè)計和計算過程中也出現(xiàn)了各種各樣的錯誤，在同學(xué)和教師的幫助下也都盡量改正了，雖然還存在或多或少的問題，這也是我今后努力的方向，我會繼續(xù)努力學(xué)習(xí)，來豐富自己的知識。 說實話，課程設(shè)計真是有點累。然而，當(dāng)我親手整理自己的設(shè)計成果，仔細(xì)品味著一周的設(shè)計里程，一種少有的成就感趕走了我所有的疲倦。雖然這是我邁向未來的第一步，卻令我感
16、到自己成熟了許多，令我有一種豁然開朗的感悟。 通過課程設(shè)計，使我深切的體會到，做任何事都必須耐心、專注。課程設(shè)計過程中，查找數(shù)據(jù)的失誤，往往令我心煩意亂，數(shù)據(jù)的誤差讓我不得不從頭查找繪圖中的錯誤點，浪費(fèi)了很多時間。但這些失誤也是我珍貴的經(jīng)歷，讓我對往后的設(shè)計提供很多的幫助，使我的設(shè)計更精準(zhǔn)，也養(yǎng)成了高度負(fù)責(zé)、一絲不茍的良好習(xí)慣。這次課程設(shè)計使我在學(xué)習(xí)作風(fēng)_得到了一次難得的磨練。因為這是我第一次進(jìn)展夾具設(shè)計。雖然過程中了遇到困難，但是在教師的指點下，大家十分努力的解決問題。我們這次終于把我們所學(xué)的知識運(yùn)用到現(xiàn)實中來了，雖然運(yùn)用的不嫻熟，但對同學(xué)們加深對課本知識的理解很有好處。同學(xué)學(xué)會了對于不同的
17、待工件設(shè)計不同的夾具，對于夾具的各種標(biāo)準(zhǔn)件都學(xué)會了如何查標(biāo)準(zhǔn)件手冊、如何使用它們。 最后，我要衷心地感教師。是您的諄諄教導(dǎo)教會了我，是您的敬業(yè)精神感動了我。我感教師您今天又為我的未來奉獻(xiàn)一股強(qiáng)大的力量。九、參考文獻(xiàn)書目1.王啟平.機(jī)床夾具設(shè)計(修訂版)，工業(yè)大學(xué)，20212.聞邦春.機(jī)械設(shè)計手冊，機(jī)械工業(yè)，20213.隋秀凜.實用機(jī)床設(shè)計手冊，機(jī)械工業(yè)，20214.薛源順機(jī)床夾具設(shè)計，機(jī)械工業(yè)，20065.旦.機(jī)床專用夾具圖冊，工業(yè)大學(xué)，20056.朱耀祥.現(xiàn)代夾具設(shè)計手冊，機(jī)械工業(yè)，20217.聞百橋.機(jī)械制圖，高等教育，2021.48.于駿一機(jī)械制造技術(shù)根底，機(jī)械工業(yè)，2021.39.龔定安等.機(jī)床夾具設(shè)計原理，科技，199310.東北重型機(jī)械學(xué)院等.機(jī)床夾具設(shè)計手冊，科學(xué)技術(shù)1988. z
三軸連桿銑削端面夾具設(shè)計說明書
