数控机床端盖径向孔可转位钻模设计

附件一：毕业设计任务书设计题目数控机床端盖径向孔可转位钻模设计学生姓名…系别数控技术系专业数控技术班级数控技术08301指导教师姓名…课题来源老师指定任务书下达时间2010.5.101、毕业设计主要内容①完成夹具总装配图1份，部件图2份。（A0图纸两张）②完成论文说明书1份。包括：定位基准的确定、定位夹紧方案的选择、定位误差的分析、夹具的使用和安装方法、设计总结和目录、参考书目等。③按“毕业课题设计指导”要求拟出答辩提纲，对答辩中是使用的图纸，资料做好准备。2、毕业设计的主要技术指标根据给定的数控机床端盖零件图纸，设计加工螺纹10-M6底孔的径向孔可转位钻模专用夹具。生产类型为批量生产，使用的设备Z525型立式钻床，夹紧方法采用螺旋式，螺纹底孔与钻模板上钻套来保证其加工精度。要求设计的夹具具有定位精度较高，夹紧可靠，操作方便，结构简单，能满足加工要求。3、毕业设计基本要求①绘制图样的视图表达完整、正确。图样绘制和技术要求的表达符合国家标准。②方案分析、参数选用、公式引用正确。③字迹清楚，整洁齐全。4、应收集的文献资料[1]徐灏.机`械设计手册[M].北京：机械工业出版社，2000.[2]陈宏钧.实用机械加工工艺手册[M].北京：机械工业出版社，2004.[3]数字化编委会.机床夹具设计手册[M].北京：机械工业出版社，2004.[4]上海市金属切削技术协会[M].上海：上海科学金属出版社，1984.[5]陈贵英.机械制图与计算机绘图[M].北京.机械工业出版社，2000.[6]赵振起.机械制图手册[M].北京：国防工业出版社.1986.[7]张以平.紧固件国家标准汇编[M].中国标准出版社.1989.[8]王恺.机械设计标准应用手册[M].北京：机械工业出版社，1997.[9]机械设计手册[M].北京：机械工业出版社.[10]《机床夹具设计手册》上海科学技术出版社出版[11]《机械零件设计手册》国防工业出版社出版[12]《机械设计手册》化学工业出版社出版上册《第一分册》、中册《第二分册》[13]《机床夹具设计原理》吉林人民出版社出版5、进度计划序号毕业设计阶段性工作及成果时间安排1布置设计任务，提出设计要求，安排设计进度计划2010.5.102设计构思及设想，初步完成设计初稿2010.5.10~2010.7.103完成设计任务，送交老师检查2010.7.20~2010.7.304修改、定稿，准备答辩2010.8.5~2010.11.15、答辩2010.11.15~2010.11.20注：上述各项均可增加附页毕业设计题目数控机床端盖径向孔可转位钻模设计说明书副标题学生姓名年级专业数控技术指导教师评定成绩优良中及格不及格1毕业论文题目数控机床端盖径向孔可转位钻模设计说明副标题学生姓名年级专业数控技术指导教师评定成绩优良中及格2目录一、毕业论文…………………………………………（1）1.正文……………………………………………………………………………（1）一、夹具设计概述………………………………………………………………（3）二、工件定位方案的确定………………………………………………………（4）（一）定位基准的选择………………………………………………………（4）（二）工件在夹具中的定位…………………………………………………（5）三、端盖径向孔可转位钻模设计………………………………………………（5）四、定位元件设计与定位误差分析………………………………………………（6）(一)定位元件……………………………………………………………（6）（二）工件在夹具中的定位…………………………………………………（6）（三）定位误差的组成……………………………………………………（6）（四）定位误差的分析计算………………………………………………（7）五、设计要点……………………………………………………………………（7）六、夹具的操作方法………………………………………………………………（7）（一）夹具与机床的联接……………………………………………………（7）（二）夹具操作方法…………………………………………………………（7）（三）夹具的特点……………………………………………………………（7）（四）夹具的保养……………………………………………………………（7）七、1.夹具设计总结………………………………………………………………（8）2.参考文献………………………………………………………………………（9）3数控机床端盖径向孔可转位钻模设计说明书数控技术08301刘晓林[摘要]：根据给定的数控机床压盖径向孔可转位钻模设计零件图纸，设计加工螺纹10-M6底孔的专用夹具。生产类型为批量生产，使用的设备为Z525车床，夹紧方法采用螺旋式，螺纹底孔与钻模板上钻套来保证其加工精度。要求设计的夹具具有定位精度较高，夹紧可靠，操作方便，结构简单，能满足加工要求。[关键词]:夹具定位定位误差分析定位精度一、夹具设计概述机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置。又称卡具。从广义上说，在工艺过程中的任何工序，用来迅速、方便、安全地安装工件的装置，都可称为夹具。例如焊接夹具、检验夹具、装配夹具、机床夹具等。其中机床夹具最为常见，常简称为夹具。在机床上加工工件时，为使工件的表面能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其他表面的相互位置精度等技术要求，加工前必须将工件装好（定位）、夹牢（夹紧）。夹具通常由定位元件（确定工件在夹具中的正确位置）、夹紧装置、对刀引导元件(确定刀具与工件的相对位置或导引刀具方向)、分度装置（使工件在一次安装中能完成数个工位的加工，有回转分度装置和直线移动分度装置两类）、连接元件以及夹具体（夹具底座）等组成。夹具种类按使用特点可分为：①万能通用夹具。如机用虎钳、卡盘、分度头和回转工作台等，有很大的通用性，能较好地适应加工工序和加工对象的变换，其结构已定型，尺寸、规格已系列化，其中大多数已成为机床的一种标准附件。②专用性夹具。为某种产品零件在某道工序上的装夹需要而专门设计制造，服务对象专一，针对性很强，一般由产品制造厂自行设计。常用的有车床夹具、铣床夹具、钻模(引导刀具在工件上钻孔或铰孔用的机床夹具)、镗模(引导镗刀杆在工件上镗孔用的机床夹具)和随行夹具（用于组合机床自动线上的移动式夹具）。③可调夹具。可以更换或调整元件的专用夹具。④组合夹具。由不同形状、规格和用途的标准化元件组成的夹具，适用于新产品试制和产品经常更换的单件、小批生产以及临时任务。夹具体是整个夹具的基体。在夹具体上要安装组成该夹具所需要的各种元件、机构、装置等；还要考虑便于装卸工件以及在要床上的固定。因此，夹具体的形状和尺寸主要取决于夹具上各组成件的分布情、工件的形状、尺寸及加工性持等。对夹具体设计提出以一下一些基本要求：（一）根据机床工作台或主轴的结构，确定夹具与机床的联接方式。（二）应有足够的强度和刚度，以保证加工过程中在夹紧力、切削力等外力作用下不致产生不允许的变形和振动。4（三）要有良好的结构工艺性和使用性，便于制造、装配和使用。夹具体上与定位件、支承件等相接触表面要凸起，夹具体与机床工作台面相接触的底面中部应挖空，减少加工面积，使各接触面联接可靠，夹具在机床上安装稳定。（四）有与机床联接的螺栓孔或耳座，必要时还应设计找正面。（五）便于清屑和吊装加工过程中所间生的切屑，大总分要落在夹具体上，积屑过多会影响工件的安装。另外，对大型夹具体，为便于吊运，在夹个体上应设置吊环螺栓或起重孔。（六）结构应简单，操作要方便、安全在保证强度和刚度的前提下，尽可能体积小，重量轻、移动或翻转夹具，要求夹具总重量不超过100N。二、工件定位方案的确定（一）定位基准的选择基准是用以确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的点，线，面。在加工中用以定位的基准称为定位基准。有时，作为基准的点、线、面在工件上不一定具体存在（例如孔的中心线和对称中心平面等），其作用是由某些具体表面（如内孔圆柱面）体现的，体现基准作用的表面称为基面。（二）工件在夹具中的定位1.定位：指一批工件的定位基准先后和夹具上的定位元件相接触，限制了满足该工序加工要求应该限制的自由度，同时使该工序的工序基准在加工尺寸方向上相对产生的最大变化量小于三分之一工序位置尺寸的公差。（1）六点定位原理任何未定位的工件在空间直角坐标系中都具有六个自由度。工件定位的任务就是根据加工要求限制工件的全部或部分自由度。工件的六点定位原理是指用六个支撑点来分别限制工件的六个自由度，从而使工件在空间得到确定定位的方法。（2）支承点与定位元件常见定位方式中的定位元件所限制的自由度和相当的支承点数可查阅《机床夹具设计手册》。（3）完全定位与不完全定位工件的六个自由度完全被限制的定位称为完全定位。按加工要求，允许有一个或几个自由度不被限制的定位称为不完全定位。（4）欠定位与过定位按工序的加工要求，工件应该限制的自由度而未予限制的定位，称为欠定位。在确定工件定位方案时，欠定位时绝对不允许的。工件的同一自由度背二个或二个以上的支撑点重复限制的定位，称为过定位。在通常情况下，应尽量避免出现过定位。消除过定位及其干涉一般有两个途径：其一是改变定位元件的结构，以消除被重复限制的自由度；其二是提高工件定位基面之间及夹具定位元件工作表面之间的位置精度，以减少或消除过定位引起的干涉。工件的定位方案的选择是否正确合理将直接影响工件的加工精度。2..工件的定位要求5该工件所钻的孔虽然精度不高，但是定位方案的选择还是应该满足下列要求。（1）该工件所钻的孔虽然精度不高，但是定位方案的选择还是应该满足下列要求：（2）应使工件安装稳定，使其在加工过程中，因切削力和夹紧力所引起的变形最小。（3）尽量采用精基准定位，保证有足够的定位精度。（4）应遵守基准重合原则，这样可以避免基准不重合误差。3.定位方案的确定工件以两孔一面在两销一面上定位，两孔常用定位元件为圆柱销和削边销，由于该工件应加工过程中所要求的加工精度不算太高，但为了不能使加工精度超差，所以应该选用两孔一面定位，这种定位方式可使定位精度高，容易做到工艺系统的基准统一保证工件的相互位置精度。为了避免由于孔间距和销间距的影响，使工件安装不顺利，要采用---圆柱销。---削边销（菱形销）及平面来实现定位，这样可以增两孔连线的间隙，从而有效地减小了转角误差，从而避免了孔间距和销间距误差的影响，使工件安装顺利。4.定位元件的选择为了保证工件的定位精度，对定位元件提出下列要求：（1）足够的精度（2）耐磨性好（3）足够的强度和惯性（4）工艺性能好好（5）便于清除切屑。三、端盖径向孔可转位钻模设计如夹具装配图000所示，该零件为数控机床的一种压盖，中批量生产，零件要求在距大端面6.25mm处圆周上加工出10个均布M6螺纹孔。此孔的作用是：在机床主轴做动平衡试验时，在螺纹孔中拧进或旋出紧定螺钉来给相应部分减重或加重，因此这些孔的位置度是有一定的要求的。此类孔的加工工艺为：平台找正→划线→冲孔→装夹→钻孔→攻螺纹。工艺流程复杂，划线工作繁杂，生产效率低下，特别是工件装夹部分是薄壁的，装夹时易引偏和打滑导致断裂，因此合适合单件加工。自从我厂已成为数控机床的产业化基地后，数控机床产量已曾加到年产几百台，原有加工方法已经不能适用零件的工艺节拍，满足不了生产的实际需求，为此我设计制造了一种端盖径向孔可转位钻模，经过实践检验，可以提高工效4倍左右，极大地提高了劳动生产率，降低了操作工人的劳动强度，也减小了钻头的损耗，延长了刀具的使用寿命，效果很好，深受工人好评。如装配图000所示，该夹具主要由夹具体、定位心轴、回转分度盘、回转轴承、锁紧支架、定位销、定位衬套、压紧弹簧、快换钻套、定位销等组成。其工作过程如下：先将工件的φ60.2mm的孔套入定位心轴，同时使工件上的φ5mm的工艺销孔对准定位销，然后用铜棒均匀敲击工件使其大端面靠紧心轴的φ68mm轴肩左端面，此时工件已经定位完毕，拧紧螺母，通过开口压板将工件夹紧，当钻完第一个孔时，转动锁紧手柄