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1、機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院 專(zhuān)業(yè)課程綜合設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目：三軸連桿銃削端面夾具 專(zhuān)業(yè)：機(jī)械電子工程屆別： 學(xué)號(hào)：08111140462012年1月目錄前言3課程設(shè)計(jì)要求4一、工件分析5 （一）工件功能；5 （二）工件結(jié)構(gòu)；5二、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(jì)算7 1. 用夾具裝夾加工時(shí)的工藝基準(zhǔn)7 2. 定位誤差的概念7 3. 定位誤差產(chǎn)生的原因及其計(jì)算8 4. 分析計(jì)算定位誤差時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題8 5、誤差分析9 6、誤差計(jì)算1..0... 六、主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和分析1..0.. 七、主要定位元件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1..1..

2、1. 銷(xiāo)柱1..1... 2. 定位銷(xiāo)1..1... 八、設(shè)計(jì)心得體會(huì)1..1... 九、參考文獻(xiàn)書(shū)目1...3... 、八、亠前言 機(jī)械制造裝備課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，也是機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生較為全面的機(jī)械設(shè)計(jì)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(jì)基礎(chǔ)及其他課程的理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)去分析、解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，通過(guò)課程設(shè)計(jì)訓(xùn)練可以鞏固和加深有關(guān)機(jī)械課程設(shè)計(jì)方面的理論知識(shí)； 2．學(xué)習(xí)和掌握一般機(jī)械設(shè)計(jì)的基本方法和步驟，培養(yǎng)獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力，為后續(xù)的專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)、做好準(zhǔn)備； 3．使學(xué)生具有查詢(xún)規(guī)范手冊(cè)、圖冊(cè)和有關(guān)設(shè)計(jì)資料的能力

3、。在工藝規(guī)程中，零件就要按工藝規(guī)程順序進(jìn)行加工。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，使工件相對(duì)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表面的位置精度。通常把確定工件在機(jī)床上或夾具中占有正確位置的過(guò)程，稱(chēng)為定位。當(dāng)工件定位后，為了避免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(guò)程中保持定位位置不變的操作，稱(chēng)為夾緊。將工件定位、夾緊的過(guò)程稱(chēng)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、制造成本和操作安全等。機(jī)床夾具在生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。 課

4、程設(shè)計(jì)要求1，每人根據(jù)給定圖紙及要求設(shè)計(jì)加工夾具一套；2，設(shè)計(jì)需提交的資料包括： a) 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，主要內(nèi)容包括工件功能與結(jié)構(gòu)分析；工序分析；可采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(jì)算；夾具主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和分析；主要定位元件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等；夾具裝配圖，要求繪圖規(guī)范，總體尺寸、零件名稱(chēng)、技術(shù)要求等標(biāo)注完整；夾具主要零件零件圖3張，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(duì)刀塊或其它次要定位元件圖；工序附圖，說(shuō)明所設(shè)計(jì)的夾具應(yīng)用于被加工表面的工序及工序尺寸等；以上材料需提交紙質(zhì)版和電子版各一份。 、工件分析 （一）工件功

5、能；課題所給的工件是一個(gè)三軸連桿，三軸連桿的作用是改變運(yùn)動(dòng)傳遞方向、擴(kuò)大行程、實(shí)現(xiàn)增力和遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。 （二）工件結(jié)構(gòu)；連桿由大、小頭和桿身等部分組成。大頭為開(kāi)式結(jié)構(gòu)（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，大頭孔和小頭孔內(nèi)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(duì)稱(chēng)。大小頭側(cè)面設(shè)計(jì)有定位凸臺(tái)作為機(jī)械加工時(shí)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(diǎn)是:外形復(fù)雜，不易定位;大、小頭有細(xì)長(zhǎng)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表面粗糙度要求很高。 二

6、、工序分析； 三軸連桿的①50和①112兩圓盤(pán)表面以及①90、①35孔都經(jīng)過(guò)了粗加工，在精加工①50圓盤(pán)表面時(shí)采用組合銑刀一次性加工圓盤(pán)的上下表面，比先加工上表面在加工下表面可以更好的保證兩表面的中心對(duì)稱(chēng)度。同時(shí)加工效率高，大量的節(jié)省加工時(shí)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(pán)兩端面，需要限制6個(gè)自由度，可以上下端面分開(kāi)銑削采用雙V型塊定位限制XXYYZ,—端為浮動(dòng)同時(shí)可以?shī)A緊，低面限制Z。該夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，精度一般，裝夾方便，由于上下面分開(kāi)加工效率較低。 方案二：可以采用內(nèi)孔定位90定位銷(xiāo)限制XY兩個(gè)自由度，50圓盤(pán)端采用可浮動(dòng)V型塊定位限制Z一個(gè)自由度并可

7、夾緊，底面限制ZXY三個(gè)自由度，同時(shí)采用螺母夾緊，該夾具可以有效的保證加工精度，結(jié)構(gòu)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(xiāo)定位限制XY兩個(gè)自由度，圓柱銷(xiāo)同時(shí)帶螺紋可以采用螺母加墊片夾緊，底面限制ZXY三個(gè)自由度，Z可以采用定位銷(xiāo)限制，在保證50圓盤(pán)端浮空的情況下可以同時(shí)銑削上下兩端面，提高生產(chǎn)效率。該夾具結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)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；米用方案三，最為理想，在夾具體簡(jiǎn)單的同時(shí)加工精度得到保證，同時(shí)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(jì)算 在成批大量生

8、產(chǎn)中，廣泛使用專(zhuān)用夾具對(duì)工件進(jìn)行裝夾加工。加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的工序圖則是設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具的主要依據(jù)。由于在夾具設(shè)計(jì)、制造、使用中都不可能做到完美精確，故當(dāng)使用夾具裝夾加工一批工件時(shí)，不可避免地會(huì)使工序的加工精度參數(shù)產(chǎn)生誤差，定位誤差就是這項(xiàng)誤差中的一部分。判斷夾具的定位方案是否合理可行，夾具設(shè)計(jì)質(zhì)量是否滿(mǎn)足工序的加工要求，是計(jì)算定位誤差的目的所在。 1.用夾具裝夾加工時(shí)的工藝基準(zhǔn) 用夾具裝夾加工時(shí)涉及的基準(zhǔn)可分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類(lèi)。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是指在設(shè)計(jì)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(guò)程中所采用的基準(zhǔn)。與夾具定位誤差計(jì)算有關(guān)的工藝基準(zhǔn)有以下三種： （1）工序基準(zhǔn)在工序

9、圖上用來(lái)確定加工表面的位置所依據(jù)的基準(zhǔn)。工序基準(zhǔn)可簡(jiǎn)單地理解為工序圖上的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。分析計(jì)算定位誤差時(shí)所提到的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，是指零件圖上的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工序圖上的工序基準(zhǔn)。 （2）定位基準(zhǔn)在加工過(guò)程中使工件占據(jù)正確加工位置所依據(jù)的基準(zhǔn)，即為工件與夾具定位元件定位工作面接觸或配合的表面。為提高工件的加工精度，應(yīng)盡量選設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作定位基準(zhǔn)。 （3）對(duì)刀基準(zhǔn)（即調(diào)刀基準(zhǔn)）由夾具定位元件的定位工作面體現(xiàn)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(duì)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體現(xiàn)出來(lái)的要素（平面、軸線(xiàn)、對(duì)稱(chēng)平面等）。如果夾具定位元件是支承板，對(duì)刀基準(zhǔn)

10、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(shí)，由于定位不準(zhǔn)確引起該批工件某加工精度參數(shù)（尺寸、位置）的加工誤差，稱(chēng)為該加工精度參數(shù)的定位誤差（簡(jiǎn)稱(chēng)定位誤差）。定位誤差以其最大誤差范圍來(lái)計(jì)算，其值為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在加工精度參數(shù)方向上的最大變動(dòng)量，用dw表示。 3. 定位誤差產(chǎn)生的原因及其計(jì)算 1）基準(zhǔn)不重合誤差 定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合產(chǎn)生的定位誤差稱(chēng)基準(zhǔn)不重合誤差，用jb表示。 2）基準(zhǔn)位置誤差定位基準(zhǔn)相對(duì)對(duì)刀基準(zhǔn)的位置移動(dòng)產(chǎn)生的定位誤差稱(chēng)為基準(zhǔn)位置誤差，用jw表示。 3）定位誤差的計(jì)算 由上述定位誤差產(chǎn)生的原因及兩類(lèi)定位誤差的計(jì)算（基準(zhǔn)不重合誤差jb，基

11、準(zhǔn)位置誤差jw）,可以得出定位誤差dw的計(jì)算公式如下： dw jbjwf1(B)f2(E) 3-3) 式中dw—定位誤差；jb 基準(zhǔn)不重合誤差； jw 基準(zhǔn)位置誤差 B—設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相對(duì)定位基準(zhǔn)的最大變動(dòng)量；E—定位基準(zhǔn)相對(duì)對(duì)刀基準(zhǔn)的最大位置移動(dòng)量；fi、f2—求解B、E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(lái)分析確定。 在式3-3中，當(dāng)jb和jw由兩個(gè)互不相關(guān)的變量引起時(shí)，用“+”;當(dāng)jb和jw是同一變量引起時(shí)，要判斷兩者對(duì)dw的影響是否同向，方向相同時(shí)用“+”，方向相反時(shí)用“－”。 4. 分析計(jì)算定位誤差時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題 1）

12、定位誤差是指工件某工序中某加工精度參數(shù)的定位誤差。它是該加工精度參數(shù)（尺寸、位置）的加工誤差的一部分。 （2）某工序的定位方案對(duì)本工序的多個(gè)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(jì)算。 （3）分析計(jì)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(jì)算出的定位誤差數(shù)值是指加工一批工件時(shí)某加工精度參數(shù)可能產(chǎn)生的最大誤差范圍（加工精度參數(shù)最大值于最小值之間的變動(dòng)量）。它是個(gè)界限范圍，而不是某一個(gè)工件定位誤差的具體值。 （5）一批工件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相對(duì)定位基準(zhǔn)、定為基準(zhǔn)相對(duì)對(duì)刀基準(zhǔn)產(chǎn)生最大位置變動(dòng)量B、E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

13、分析夾具的主要功能是用來(lái)保證工件加工表面的位置精度。影響位置精度的主要因素有以下三個(gè)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(duì)定誤差，指夾具相對(duì)于刀具或相對(duì)于機(jī)床成形運(yùn)動(dòng)的位置誤差。 3）加工過(guò)程中出現(xiàn)的誤差，包括機(jī)床的幾何精度、運(yùn)動(dòng)精度，機(jī)床、刀具、工件和夾具組成的工藝系統(tǒng)加工時(shí)的受力變形、受熱變形、磨損，調(diào)整、測(cè)量中的誤差，以及加工成形原理上的誤差等。 第三項(xiàng)一般不易估算，夾具精度驗(yàn)算是指前兩項(xiàng)，其和不大于工件允許誤差的2/3為算合格6、誤差計(jì)算 因?yàn)槎ㄎ换鶞?zhǔn)與尺寸基準(zhǔn)重合，故△jb=O，工序尺寸350.2,定位基準(zhǔn)存在平行度誤差0.02，故

14、^jw=0.02。定位誤差△dw=4b+△jw=0+0.02=0.02,故滿(mǎn)足小于工序尺寸公差制造的0.2的 (1/3~1/5)的條件。 六、主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jiǎn)單，使夾具體便于加工，同時(shí)讓整個(gè)夾具在裝夾過(guò)程中簡(jiǎn)單，便于操作，同時(shí)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(guò)銑削加工保證表面粗糙度和形位公差。夾具體的厚度30mm有利于鑄造成型和保證整個(gè)夾具的穩(wěn)定性，同時(shí)夾具需要裝在機(jī)床工作臺(tái)，夾具體的尺寸需要和工作臺(tái)相配合，有助于夾具體在機(jī)床上的裝配，同時(shí)也便于裝配。 七、主要定位元件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 銷(xiāo)

15、柱五個(gè)自由度的限制都和銷(xiāo)柱有關(guān)，只有保證銷(xiāo)柱的精度才能有效的保證零件的加工精度，銷(xiāo)柱下表面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(xiāo)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(shí)該銷(xiāo)柱需要裝配夾緊裝置，需要對(duì)銷(xiāo)柱的上端部位進(jìn)行螺紋加工。 ■ - ■二 ■ K E 1 t \ 1 y 1 h, 沖」 上 d 1. 定位銷(xiāo) 定位銷(xiāo)限制工件Z，與連桿臂接觸。該定位銷(xiāo)采用標(biāo)注件可以達(dá)到目的。 八、設(shè)計(jì)心得體會(huì) 緊張而又豐富的四周夾具課程設(shè)計(jì)過(guò)去了。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)實(shí)

16、踐，使我對(duì)機(jī)械裝備課程有了更進(jìn)一步的了解。 課程設(shè)計(jì)師我們專(zhuān)業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，這是我們邁向社會(huì)、從事職業(yè)工作前一個(gè)必不可少的過(guò)程?！安环e硅步，無(wú)以至千里；不積小流，無(wú)以成江?！保ㄟ^(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我深深體會(huì)到了這句千古名言的寓意。我今天認(rèn)真地進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)了腳踏實(shí)地地邁開(kāi)這一步，就是為明天能穩(wěn)健的在社會(huì)大潮中奔跑打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 通過(guò)這次實(shí)訓(xùn)，我能夠熟練運(yùn)用CAD繪圖軟件，在這次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我發(fā)現(xiàn)自己還有很多不足之處，在設(shè)計(jì)和計(jì)算過(guò)程中也出現(xiàn)了各種各樣的錯(cuò)誤，在同學(xué)和老師的幫助下也都盡量改正了，雖然還存在或多或少的問(wèn)題，這也是我今后努力的方向，我會(huì)繼續(xù)努力學(xué)習(xí)，來(lái)豐富自

17、己的知識(shí)。 說(shuō)實(shí)話(huà)，課程設(shè)計(jì)真是有點(diǎn)累。然而，當(dāng)我親手整理自己的設(shè)計(jì)成果，仔細(xì)品味著一周的設(shè)計(jì)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(lái)的第一步，卻令我感到自己成熟了許多，令我有一種豁然開(kāi)朗的感悟。 通過(guò)課程設(shè)計(jì)，使我深切的體會(huì)到，做任何事都必須耐心、專(zhuān)注。課程設(shè)計(jì)過(guò)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(cuò)誤點(diǎn)，浪費(fèi)了很多時(shí)間。但這些失誤也是我珍貴的經(jīng)驗(yàn)，讓我對(duì)往后的設(shè)計(jì)提供很多的幫助，使我的設(shè)計(jì)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(jì)使我在學(xué)習(xí)作風(fēng)_［得到了一次難得的磨練。 因?yàn)檫@是我第一次進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)。雖然過(guò)程

18、中了遇到困難，但是在老師的指點(diǎn)下，大家十分努力的解決問(wèn)題。我們這次終于把我們所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到現(xiàn)實(shí)中來(lái)了，雖然運(yùn)用的不嫻熟，但對(duì)同學(xué)們加深對(duì)課本知識(shí)的理解很有好處。同學(xué)學(xué)會(huì)了對(duì)于不同的待工件設(shè)計(jì)不同的夾具，對(duì)于夾具的各種標(biāo)準(zhǔn)件都學(xué)會(huì)了如何查標(biāo)準(zhǔn)件手冊(cè)、如何使用它們。 最后，我要衷心地感謝老師。是您的諄諄教導(dǎo)教會(huì)了我，是您的敬業(yè)精神感動(dòng)了我。我感謝老師您今天又為我的未來(lái)奉獻(xiàn)一股強(qiáng)大的力量。 九、參考文獻(xiàn)書(shū)目 1.王啟平.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)（修訂版），哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2009 2.聞邦春.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，機(jī)械工業(yè)出版社，2010 2. 隋秀凜.實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)，機(jī)械工業(yè)出版社，2010 3. 薛源順機(jī)床夾具設(shè)計(jì)，機(jī)械工業(yè)出版社，2006 4. 李旦.機(jī)床專(zhuān)用夾具圖冊(cè)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2005 5. 朱耀祥.現(xiàn)代夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，機(jī)械工業(yè)出版社，2010 6. 聞百橋.機(jī)械制圖，高等教育出版社，2008.4 7. 于駿一機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)，機(jī)械工業(yè)出版社，2009.3 8. 龔定安等.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)原理，陜西科技，1993 9. 東北重型機(jī)械學(xué)院等.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社1988