凸轮轴夹具课程设计说明书

凸轮轴夹具课程设计说明书凸轮轴夹具课程设计说明书凸轮轴夹具课程设计说明书精选整理目录目录...............................................................................................................................01绪论...........................................................................................................................22现代夹具的发展.......................................................................................................22.1柔性夹具的主要发展方向...............................................................................22.2夹具的发展趋向..............................................................................................32.3组合夹具的应用..............................................................................................43设计任务...................................................................................................................44定位方案的设计.......................................................................................................54.1定位方案选择..................................................................................................64.2V形块的设计...................................................................................................74.3定位偏差的计算..............................................................................................85工件的夹紧设计.......................................................................................................95.1夹紧装置的构成..............................................................................................95.2夹紧机构的选择............................................................................................106连结元件和夹详细的设计.....................................................................................116.1连结元件的设计............................................................................................116.2夹详细的设计................................................................................................117感觉与总结.............................................................................................................128参照文件.................................................................................................................12页脚内容精选整理绪论机床夹具是在切削加工中，用以正确确立工件地点，并将其坚固地夹紧的工艺装备。它的主要作用是：靠谱地保证工件的加工精度，提升加工效率，减少劳动强度，充分发挥和扩大机床的工艺性能。所以，机床夹具在机械制造中据有重要的地位。机床夹具设计是工艺装备设计中的一个重要构成部分，是保证产质量量和提升劳动生产率的一项重要技术举措。在设计过程中，应深入生产实质，进行检查研究，汲取国内外的先进技术，拟订出合理的设计方案，一般夹具设计步骤以下：深入生产实质检查研究在深入生产实质检查研究中，应掌握下边一些资料。1）工件图纸：详尽阅读工件图纸，认识工件被加工表面的技术要求，该件在机器中的地点和作用，以及装置中的特别要求。2）工艺文件：认识工件的工艺过程，本工序的加工要求，工件已加工面及待加工面的状态，基准面选择的状况，可用的机床设施的主要规格，与夹具连结部分的尺寸及切削用量等。3）生产大纲：夹具的构造形式应与工件批量大小相适应，做到经济合理。4）制造与使用夹具的状况：有无通用零零件可供采纳；工厂有无压缩空气站；制造和使用夹具的工人的技术状况等。确立工件的定位方法和刀具的导向方式工件在夹具中的定位应切合定位原理。合理地设置定位件和导向件。设计定位件和导向件时，应尽量采纳通用标准。确立工件的夹紧方式和设计夹紧机构夹紧力的作用点和方向应切合夹紧原则。进行夹紧力的剖析和计算，以确立夹紧元件和传动装置的主要尺寸。确立夹具其余部分的构造形式如分度装置、对刀元件和夹详细等。绘制夹具总装置图在绘制总装置图时，尽量采纳1：1比率，主视图应选用面对操作者的工作地点。画图时，先用红线或双点划线画出工件的轮廓和主要表面，如定位表面，夹紧表面和被加工表面等。此中，被加工表面用网纹线或粗实线画出加工余量。工件在夹具上可当作是一个设想的透明体，按定位元件、导向元件、夹紧机构、传动装置等次序，画出详细构造，最后画夹详细。页脚内容精选整理标明各部分主要尺寸、公差配合和技术要求标明零件编号及编制零件明细表在标明零件编号时，标准件可直接标出国家标准代号。明细表要注明夹具名称、编号、序号、零件名称及资料、数目等。绘制夹具零件图拆绘夹具零件图的次序和绘制夹具总装置图的次序同样。在机床上加工工件时，为了要使该工序所加工的表面，能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其余表面的相互地点精度等技术要求，在加工前，一定第一将工件装好夹牢。把工件装好就是要在机床上确立工件相对刀具的正确加工地点。工件只有处在这一地点上接受加工，才能保证其被加工表面达到工序所规定的各项技术要求。在夹具设计的术语中，把工件装好称为定位。把工件夹牢，就是指在已经定好的地点大将工件靠谱地夹住。以防备在加工时工件因遇到切削力、离心力、冲击和振动等的影响，发生不该有的位移而损坏了定位。在夹具设计的术语中把夹牢工件称做夹紧。由此可知，工件装夹的实质，就是在机床上对工件进行定位和夹紧。装夹工件的目的，则是经过定位和夹紧而使工件在加工过程中一直保持其正确的加工地点，以保证达到该工序所规定的加工技术要求。在机械制造过程中，用来固定加工对象，使之据有正确的地点，以接受施工或查验的装置，都能够统称为夹具。比如：焊接过程顶用于拚焊的焊接夹具；查验过程顶用的查验夹具；装置过程顶用的装置夹具；机械加工顶用的机床夹具等，都属于泛指的夹具范围。现代夹具的发展2.1柔性夹具的主要发展方向因为经济和技术的发展以及数控、加工中心计床的特色,对机床夹具的使用性能和构造提出了更高更新的要求,需要一种构造简单、精度高、强度高和通用性好、适应性强、柔性高的新式夹具系统。这类夹具能适应不一样的机床、不一样的产品或同一产品不一样的规格型号,能最大限度地知足各种机床夹具的需要。以组合夹具为基础的柔性夹具就是依据以上的要求设计制造的,这类柔性夹具的特色是:元件规格一致化、元件性能多功能化、元件构造简单化、模块化、夹紧工件快速自动化、重复使用可调化、组装管理微机化。柔性夹具是现代夹具的一个主要发展方向。柔性夹具是由一套早先制造好的各样不一样形状、不一样尺寸规格、不一样功能的系列化、标准化元页脚内容精选整理件、合件组装而成的。柔性夹具元件、合件拥有较好的交换性和较高的精度及耐磨性。柔性夹具能保证工件在规定的坐标地点上正确立位和坚固的夹紧,也就是说能保证工件相关于机床坐标原点具有正确和稳固靠谱的坐标地点。这类夹具拥有较高的刚度和精度,在粗加工时能承受较大的切削用量,以充散发挥数控、加工中心计床的生产能力,在精加工时能更好地保证工件定位基准和加工表面的地点精度,还可以依据数控、加工中心计床的要求保证夹具应同意刀具靠近尽可能更多的被加工表面甚至所有被加工表面,可减少机床的停机时间,在夹具上还可以一次装夹多个工件同时挨次加工,能够减少夹具、刀具、工件系统的调整时间,还可以减少刀具的改换次数和刀具的调整时间,更好地发挥数控、加工中心计床的高效性能。柔性夹具元件能够经过组装、使用、拆卸、再组装重复使用。柔性夹具元件分三个系列:槽系列夹具元件、孔系列夹具元件、光面系列夹具元件。2.2夹具的发展趋向a．夹具元件多功能模块化能独自使用也能与其余元件组合在一同使用的多功能模块化单元体的比率将进一步增添。如此刻使用的各样定位夹紧座、定位压紧支承、精细虎钳等模块式单元体拥有定位、夹紧以及调理的综合功能,能够一件独自使用,也能够几件组装在一同使用,T形基础、方箱能组装成一次能装夹多件同样或不同样的工件的夹具,使用这类夹具能够减少机床的停机时间,最大限度发挥数控、加工中心计床的高效性能。b．高强度、高刚性、高精度为了提升劳动生产率,缩散工件的加工工时,工件的加工已向着高速、大切削量方向发展,工序高度集中,工件定位夹紧后要挨次达成铣、钻、镗等多工序的加工。切削力的大小、方向在不停地变化,这就需要柔性夹具自己要有较高的使用强度和刚度,才能知足工件的加工精度。c．专用夹具、组合夹具、成组夹具一体化现代化加工设施的多功能化,使工艺过程高度集中、工件一次定位装夹后能达成多工序加工,这就需要一种通用而又能重复使用的组合可调式的夹具系统,它是由一系列一致化、标准化的元件和合件构成,利用这些元件、合件组装成各样不一样形式、不一样构造、可重复使用的夹具,供单件或中小批量生产使用。这类夹具系统保存了组合夹具的各样长处,组装又像专用夹具那样简单靠谱,又有可调整元件,保存了成组夹具的长处。为了便于夹具与机床定位连结,夹具基体有一致标准的定位连接地点,使之专用、组合、成组夹具向着一体化、组合化方向发展,以知足现代化加工设施的需要。d．工件夹紧快速化、自动化为缩散工件加工中的协助时间,减少工人的劳动强度,工件的装夹、拆卸也需要机械化、自动化。页脚内容精选整理工件的夹紧由本来的单调功能的压紧件、紧固件发展为能够调整的模块,以便实现快速组装和快速夹紧。关于批量大的一些零件的加工,液压夹具、气动夹具可实现工件自动化快速夹紧。2.3组合夹具的应用跟着机械制造业的飞快发展，产品的更新换代愈来愈快，传统的大量量生产模式逐渐被中小批量生产模式所代替，机械制造系统欲适应这类变化需具备较高的柔性。外国已把柔性制造系统(FMS)作为开发新产品的有效手段，并将其作为机械制造业的主要发展方向。柔性化的着眼点主要在机床和工装两个方面，组合夹具是工装柔性化的要点。跟着科学技术的日异月新，先进制造技术不停获得发展。柔性制造技术、集成制造技术将是现代先进制造技术发展的主流。未来制造过程将变得更智能化，制造公司适应市场的能力更强。柔性制造技术因为其高效、灵巧的特征使其成为实行矫捷制造、并行工程、精益生产和智能制造系统的基础，且应用日趋宽泛，已成为整个机构制造领域的核心技术，而组合夹具因为其灵巧性，已成为现代夹具的主要发展方向，在制造业中发挥侧重要作用。设计任务待加工工件及加工要求要求设计一卧式铣床夹具，加工凸轮轴的半圆形键槽。该零件的技术要求为：大端直径φ40h6mm，加工段直径φ28.450mm，半圆形槽深5+10.01mm,键槽的对程度公-0.10，半径为14mm，槽宽50.02差为0.1。凸轮轴的轴线关于机床工作台面的水平度偏差为0.02，键槽的表面粗拙度为3.2。页脚内容精选整理6h04R14φ1×45°+110+3830223619130152×45°1710.1A1.5-.582φ5+0+0..0102A夹详细的基本要求：加工件图1）能保证工件的加工要求保证加工质量，是一定第一知足的要求。保证加工质量的要点，就在于正确选定定位基准、定位方法和定位元件。必需时需进行偏差的剖析计算。2）能提升生产率，降低成本应尽量采纳各样快速高效的构造，缩短协助时间，提升生产率。同时尽可能采纳标准元件与标准构造，力争构造简单，制造简单，以降低夹具制造成本。3）操作方便、省力和安全在客观条件同意且又经济的前提下，尽可能采纳气动、液压随和液等机械化夹紧装置，以减少操作者的劳动强度。操作地点应正确切合操作工人的操作习惯，并注意操作安全。4）便于排屑排屑问题是夹具设计中的一个重要问题。因为切屑聚集在夹具中，会损坏工件正确靠谱地定位；切屑带来的大量热量会惹起热变形，影响加工质量；打扫切屑又要花销一部分协助时间。定位方案的设计在工艺学中已经知道，工件在加工前，一定第一使它在机床上相对刀具据有正确的加工地点，这就是定位。夹具在工件定位过程中起着决定的作用，工件正是经过夹具相对机床、刀具据有正确的加工地点。工件在夹具中定位的目的，就是要使同一批工件在夹具中据有一致的正确加工地点。要使工件完整定位，就一定限制工件在空间的六个自由度，此即为工件的“六点定位原则”。页脚内容精选整理在定位设计中，会碰到以下几种状况：（1）完整定位限制了工件所有的六个自由度，称为工件的“完整定位”。（2）不完整定位在对工件的加工精度没有影响的状况下，同意少于六点的定位称为“不完整定位。（3）欠定位工件的定位支承点数少于应限制的自由度数，这类工件定位点不足的状况，称为“欠定位“，欠定位在实质生产中是不一样意的。（4）过定位工件的某一个自由度同时被两个或多个定位支承点重复限制，这类状况称为“过定位“，也叫”重复定位“。本设计因加工需要，对六个自由度均有限制的要求，所以采纳完整定位。4.1定位方案选择方案一：工件以φ40和φ28.45两个外圆放在两个V形块上定位，端面轴向定位于挡板上，为控制凸轮与键槽的相对地点，由浮动的V形板来对凸轮的表面做角向定位，进而达成六点定位。（方案一图）长处：（1）定位精度高；（2）安装方便；（3）对中性好；（4）V形块构造已经标准化。弊端：构造较复杂，制造要求较高。方案二：工件在φ40外圆处以定位套筒定位，端面轴向定位于挡板上，由浮动的V形板来对凸轮的表面做角向定位。（方案二图）长处：（1）元件构造特别简单；（2）制造、安装很方便。弊端：(1)安心精度不高；页脚内容精选整理（2）配合较松时易产生工件倾斜；（3）定位精度不高。方案三：凸轮轴两头用两个锥套定位，由浮动的V形板来对凸轮的表面做角向定位。（方案三图）长处：（1）构造简单；（2）制造和安装都很方便。弊端：（1）定位精度不高；（2）有可能挡住刀具。综合以上三个方案，从经济性，可行性，方案的优弊端以及加工零件的加工要求出发，应优先采纳方案一。所以该夹具设计的定位方案为方案一。采纳两个V形块、一个浮动V形板和一块挡板来达成六点定位。4.2V形块的设计以下图，V形块的基本尺寸为：H：V形块的高度；N：V形块的张口尺寸；D：V形块的标准心轴直径，即，工件定位用的外圆直径；T：对标准心轴而言，V形块的标准定位（V形块图）高度。V形块的夹角取90度。已知：D40mm,D128.45mm；两块V形块的计算内容以下：因H11.2D1,H1取32mm页脚内容精选整理所以，T1H10.707D10.5N1320.70728.450.531.536.4mm4.3定位偏差的计算在机械加工过程中，工件的加工允差δk要大于与夹具相关的加工偏差和其余一些要素相关的加工偏差之和。即，kj式中，：工件的加工允差；：与夹具相关的加工偏差；：其余要素惹起的加工偏差。此中，jdwjjazjm式中，dw：定位偏差；jj：夹紧偏差；az：夹具的安装偏差；di：导引偏差；jm：夹具磨损惹起的加工偏差。在夹具设计制造中，要尽可能减少与夹具相关的加工偏差，假如这部分偏差所占比重很大，则留给赔偿其余偏差的比率就很小，结果不是降低了工件的加工精度，就是有可能造成超差而致使工件报废。下边主要议论工件在夹具中定位时所产生的定位偏差。定位偏差的计算以下图：（偏差表示图）定位偏差产生的原由有两个：（1）定位基准与设计基准不重合，必定产生基准不重合惹起的定位偏差j·b；（2）因为定位副制造不正确，而惹起的定位偏差d·b。所以，定位偏差dwjbdb页脚内容精选整理由图可知：基准不重合偏差KjbL2此中，K为工件的公差。所以，jb0.05mm由图可知：定位副不正确偏差，所以，db0.10.071mm2sin45所以，总的定位偏差为即，K10.11dw1210.121mm2asin45sin2工件的夹紧设计5.1夹紧装置的构成1．动力装置夹紧力的根源，一是人力；二是某种装置所产生的力。能产生力的装置称为夹具的动力装置。常用的动力装置有：气动装置、液压装置、电动装置、电磁装置、气—液联动装置和真空装置等。因为手动夹具的夹紧力来自人力，所以它没有动力装置。2．夹紧部分3．接受和传达原始作使劲使之变成夹紧力并履行夹紧任务的部分，一般由以下机构构成：4．1）接受原始作使劲的机构。如手柄、螺母及用来连结气缸活塞杆的机构等。5．2）中间递力机构。如铰链、杠杆等。6．3）夹紧元件。如各样螺钉压板等。7．此中中间递力机构在传达原始作使劲至夹紧元件的过程中能够起到诸如改变作使劲的方向、改变作使劲的大小以及自锁等作用。8．夹紧装置的基本要求在不损坏工件定位精度，并保证加工质量的前提下，应尽量使夹紧装置做到：夹紧作用正确、安全、靠谱。页脚内容精选整理夹紧动作快速，操作方便省力。夹紧变形小。构造简单，制造简单。5.2夹紧机构的选择本夹具采纳斜楔夹紧机构，特色：1）斜楔拥有优秀的自锁性能；）斜楔能够改变夹紧作使劲的方向；）斜楔拥有增力作用；）斜楔的夹紧行程很小。综合以上特色，本夹具设计能够优先采纳斜楔夹紧机构。夹紧力的计算5.3夹紧力的计算以下图：（斜楔机构表示图）此中，W为夹紧力，Q为使工件夹紧的推力。查手册可知：增力比1tg(atg'ip)tg(a此中，a：斜楔夹紧机构的斜楔角；：平面摩擦时作用在斜楔面上的摩擦角；：挪动柱塞双头导向时导向孔对挪动柱塞的摩擦角；3'：挪动柱塞单头导向时导向孔对挪动柱塞的摩擦角；：挪动柱塞导向孔的中点至斜楔面德距离；：挪动柱塞导向孔长。所以，6，16，36；1h取0.7则，tg3'30.7tg60.221页脚内容精选整理10.221tg124.5；iptg12所以，外力Q取200N夹紧力切合加工要求。连结元件和夹详细的设计6.1连结元件的设计铣床夹具的连结元件由两部分构成：1）定位键铣床夹具以定位键和机床工作台T型槽配合，每个夹具一般设置两个定位键，起到夹具在机床上的定向作用，，并用用心螺钉把定位键固定在夹详细的键槽中。资料采纳45钢；本夹具采纳B型定位键，详细构造尺寸以以下图所示：(定位键图）2）带U型槽的耳座在铣床夹具纵向两头底边上，设计带U型槽的耳座，供T型槽用螺栓穿过，将夹详细紧固在工作台上。资料：HT30。6.2夹详细的设计本夹详细采纳锻造构造；长处：1）能够铸出复杂的构造形状；）铸铁件的抗压强度的、耐振性好，所以特别合用于加工时振动大，切削负荷大的场合；）铸铁件易于加工，价钱便宜，可降低夹具成本。