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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 畢業(yè)論文 題 目：三角卡盤的設(shè)計 專 業(yè)： 學(xué)生名字： 學(xué) 號： 指導(dǎo)老師： 2016年11月20日 目錄 摘 要 車床主要加工零件的外圓面，圓錐面，以及各種圍繞機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)軸線形成的。在設(shè)計車床夾具三角卡盤時，首先制定方案，確定三角卡盤的組成部件，如：小錐齒輪、卡爪、扳手插入方孔、大錐齒輪、螺旋帽以及卡盤體，另外還確定了三角卡盤的基本尺寸，如三角卡盤直徑，每

2、個定位元件的相對位置，每個爪能移動的距離，最大夾持量等，利用CAD畫出設(shè)計的結(jié)構(gòu)原理圖，以及尺寸標(biāo)注，在車床夾具設(shè)計過程中，需要注意(1)應(yīng)消除夾具在回轉(zhuǎn)過程中的不平衡狀態(tài)（2）保證夾緊裝置的夾緊迅速可靠（3）定位基準(zhǔn)應(yīng)按照具體使用的機(jī)床而定（4）夾具與主軸之間的連接應(yīng)該有放松裝置。在這些條件下設(shè)計夾具。 本論文以利用在校間所學(xué)知識然后應(yīng)用在實際中，系統(tǒng)的介紹了車床夾具三角卡盤的設(shè)計全過程，卡盤夾具的設(shè)計原理步驟和方法。 在設(shè)計過程中，由于作者能力有限，難免存在遺漏，敬請老師和專家批評指正。 關(guān)鍵詞：車床夾具、大錐齒輪、螺旋帽 第一章 引言 1.1國內(nèi)外夾具發(fā)展史 迄今為

3、止，夾具仍是機(jī)電產(chǎn)品制造中必不可缺的四大工具(刀具、夾具、量具、模具)之一。夾具在國內(nèi)外也正在逐漸形成一個依附于機(jī)床業(yè)或獨立的小行業(yè)。 1.1.1 國內(nèi)夾具發(fā)展史 我國國內(nèi)的夾具始于20世紀(jì)60年代，當(dāng)時建立了面向機(jī)械行業(yè)的天津組合夾具廠，和面向航空工業(yè)的保定向陽機(jī)械廠，以后又建立了數(shù)個生產(chǎn)組合夾具元件的工廠。在當(dāng)時曾達(dá)到全國年產(chǎn)組合夾具元件800萬件的水平。20世紀(jì)80年代以后，兩廠又各自獨立開發(fā)了適合NC機(jī)床、加工中心的孔系組合夾具系統(tǒng)，不僅滿足了我國國內(nèi)的需求，還出口到美國等國家。當(dāng)前我國每年尚需進(jìn)口不少NC機(jī)床、加工中心，而由國外配套孔系夾具，價格非常昂貴，現(xiàn)大都由國內(nèi)配套，節(jié)約了大

4、量外匯。 1.1.2 國外夾具發(fā)展史 從國際上看俄國、德國和美國是組合夾具的主要生產(chǎn)國。當(dāng)前國際上的夾具企業(yè)均為中小企業(yè)，專用夾具、可調(diào)整夾具主要接受本地區(qū)和國內(nèi)訂貨，而通用性強(qiáng)的組合夾具已逐步成熟為國際貿(mào)易中的一個品種。有關(guān)夾具和組合夾具的產(chǎn)值和貿(mào)易額尚缺乏統(tǒng)計資料，但歐美市場上一套用于加工中心的央具，而組合夾具的大型基礎(chǔ)件尤其昂貴。由于我國在組合夾具技術(shù)上有歷史的積累和性能價格比的優(yōu)勢，隨著我國加入WTO和制造業(yè)全球一體化的趨勢，特別是電子商務(wù)的日益發(fā)展，其中蘊藏著很大的商機(jī)，具有進(jìn)一步擴(kuò)大出口良好前景。 國內(nèi)外機(jī)床夾具發(fā)展現(xiàn)狀 研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占

5、工件種類總數(shù)的85％左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠，里約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3~4年就要更新50~80％左右專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為10~20％左右。特別是近年來，數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)、（FMS）等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對機(jī)床夾具提出了如下新的要求：（1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本； （2）能裝夾一組具有相似性特征的工件； （3）能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具；

6、 （4）能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具； （5）采用以液壓站等為動力源的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步減輕勞動強(qiáng)度和提高勞動生產(chǎn)率； （6）提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。 第二章 設(shè)計的方案與選用 2.1制定方案 在機(jī)械加工中，為完成需要的加工工序，裝配工序及檢驗工序等，首先要獎工件固定，使之占有確定的位置，這種保證一批工件上占有確定位置的裝置叫夾具。本課題所研究的對象主要限于車床三爪卡盤，保證工件的加工質(zhì)量，提高加工效率，降低生產(chǎn)成本，改善勞動條件，擴(kuò)大機(jī)床使用范圍，縮小新產(chǎn)品試制周期等方面有著級明顯的經(jīng)濟(jì)效益。 在對三爪卡盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計前要通過通過查閱資料、實地研究、整理資

7、料、 綜 合運用對比分析等一系列研究方法進(jìn)行整合， 結(jié)合實際情況制定切合實際的設(shè)計方案。然后通過所學(xué)知識綜合應(yīng)用cad的各項功能創(chuàng)建三爪卡盤模型，最后進(jìn)入組件，把所創(chuàng)建的三爪卡盤各部分裝配起來，再進(jìn)行運動仿真。 設(shè)計結(jié)果三個卡爪同步前進(jìn)或者后退，以保證圓形工件與卡盤中心線同軸，提供三爪卡盤個部件的機(jī)構(gòu)圖，設(shè)計結(jié)果是三爪卡盤各部件的設(shè)計思路，尺寸參數(shù)，實體圖等等，能夠進(jìn)行，仿真運動，三爪卡盤能夠進(jìn)行生產(chǎn)，能夠加緊的圓柱形的直徑不小于 1 0 0 m m 的工件。通過對三爪卡盤的的結(jié)構(gòu)設(shè)計豐富了我的知識面，鍛煉和培養(yǎng)了個人能力，使得在以后的工作、學(xué)習(xí)當(dāng)中能更好發(fā)展，以適應(yīng)社會發(fā)展要求.

8、關(guān)鍵詞：三爪卡盤；尺寸參數(shù)；結(jié)構(gòu)造型 2.2 設(shè)計思想的對比 卡盤是機(jī)床上用來夾緊工件的機(jī)械裝置。主要用于車刀對旋轉(zhuǎn)的工件進(jìn) 行車削加工的機(jī)床的夾緊功能?？ūP具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便；裝夾迅速，適用 范圍廣；精度高，使用壽命長安全性和可靠性高等特點。三爪卡盤是車床上應(yīng)用最廣的通用夾具 ，適合于安裝短棒料或盤類零件，三爪卡盤能自動定心，但定心準(zhǔn)確度并不太高，約為 0 . 0 5 ~ 0 . 1 5 m m 。 用伏打扳手旋轉(zhuǎn)錐齒輪， 錐齒輪帶動平面矩形螺紋， 然后帶動三爪向心運動，因為平面矩形螺紋的螺距相等，所以三爪運動距離相等，有自動定心的作用。三爪卡盤是由一個大錐齒輪，三個小錐齒

9、輪，卡盤定位面，三個卡爪組成。三個小錐齒輪和大錐齒輪嚙合，大錐齒輪的背面有平面螺紋結(jié)構(gòu)，三個卡爪等分安裝在平面螺紋上。當(dāng)用扳手扳動小錐齒輪時， 大錐齒輪便轉(zhuǎn)動，它背面的平面螺紋就使三個卡爪同時向中心靠近或退出。 三角卡盤是手動夾緊方式，也可以用液壓的方式夾緊，但是仔細(xì)思考，液壓夾緊并不比手動夾緊的優(yōu)點多，液壓夾緊裝置更復(fù)雜，成本更高，而且對加工工件形狀有一定要求，相比之下，手動夾緊更為簡單，成本也更低，更具有適應(yīng)性，所以選擇手動夾緊的方式。 第三章 工件定位的基本原理 3.1 工件定位的基本原理 工件定位的實質(zhì)，就是要使工件在夾具中占有確定的位置，這一確定的位置可以通過定位支撐限

10、制相應(yīng)的自由度來獲得。一個物體在空間坐標(biāo)系中具有六個自由度。即沿三個相互垂直的坐標(biāo)軸的移動自由度，以及繞這三個坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動自由度。因此，要使工件在夾具中占有確定的位置，就是要在空間直角坐標(biāo)系中，通過定位元件的六個自由度。分析使可將具體的定位元件抽象化，轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的定位支撐點，用這些定位支撐點來限制工件的自由度。 工件的六個自由度全部被限制在空間占有完全確定的唯一位置，稱為完全定位。如果要根據(jù)該工序加工要求只需限制部分自由度，而其他自由度無需限制時，工件雖然不占有確定的唯一位置，但不影響該工序的加工要求，此時稱為不完全定位，應(yīng)該采用完全定位還是不完全定位，主要由該工序的加工要求來決定。

11、 欠定位是指工件實質(zhì)所限制的自由度數(shù)目，少于按該工序加工要求所必須限制的自由度數(shù)目。因此，欠定位的結(jié)果，將導(dǎo)致出現(xiàn)應(yīng)該限制的自由度而未予限制的不合理現(xiàn)象，從而無法保證該工序所規(guī)定的加工要求。所以，在確定工件在夾具中的定位方案時，不允許出現(xiàn)欠定位這樣的原則性錯誤。 兩個或兩個以上定位支撐點重復(fù)限制同一個自由度，這種重復(fù)定位的現(xiàn)象叫做定位。出現(xiàn)過定位時，將使工件位置不確定。同時，在夾緊情況下，重復(fù)限制同一自由度的位置支承間所產(chǎn)生的矛盾，干涉和沖突必將造成工件或定位元件的變形，其結(jié)果都將破壞工件定位的要求，從而嚴(yán)重影響工件的定位精度。因此，在設(shè)計夾具時，一般情況下應(yīng)避免出現(xiàn)過定位現(xiàn)象，如因

12、某些結(jié)構(gòu)上的原因，無法避免定位時，應(yīng)采用必要的相互措施，以減小由于定位所造成的影響。 工件的六個自由度全部被限制而在空間占有完全不確定的唯一位置，稱為完全定位。如果根據(jù)該工序加工要求只需限制部分自由度，而其他自由度無需限制時，工件雖然不占有確定的唯一位置，但不影響該工件的加工要求，此時稱為不完全定位，應(yīng)該采用定位還是不完全定位，主要由該工序的加工要求來決定。 欠定位是指工件實質(zhì)所限制的自由度數(shù)，少于按該工件加工要自由度數(shù)求所必須限制的自由度數(shù)。因此，欠定位的結(jié)果，將導(dǎo)致出現(xiàn)應(yīng)該限制的自由度而位于限制的不合理現(xiàn)象。從而無法保證該工件所規(guī)定的加工要求。那個所以，在確定工件加工定位方案

13、時，不允許出現(xiàn)欠定位這樣的原則性錯誤。 兩個或兩個以上定位支撐點重復(fù)限制同一個自由度，這種重復(fù)定位的現(xiàn)象叫做過定位。出現(xiàn)過定位時，將使工作位置不確定。同時，在加緊情況下，重復(fù)限制同一自由度的定位支承間所產(chǎn)生的矛盾，干涉，沖突必將造成工件或工作元件的變形。其結(jié)果都是破壞工件定位的要求，從而嚴(yán)重影響工件的定位精度。因此，在夾具設(shè)計時，一般情況下將避免出現(xiàn)過定位現(xiàn)象。如因某些結(jié)構(gòu)上的原因，無法避免過定位時，應(yīng)采取必要的相應(yīng)措施，以減小由于過定位所造成的影響。 3.2 定位基準(zhǔn)的選擇 定位基準(zhǔn)選擇是通過定位基準(zhǔn)面進(jìn)行的，因此這些工件的幾何形狀、尺寸要求及表面狀況在很大的程度上決定

14、這定位方法及定位元件的選擇。故從夾具設(shè)計角度出發(fā)提出如下選擇的原則： ①工件的定位基準(zhǔn)及工序基準(zhǔn)重合，以避免出現(xiàn)基礎(chǔ)不和的誤差。當(dāng)兩基準(zhǔn)重合時，會使夾具結(jié)構(gòu)復(fù)雜或工序定位不穩(wěn)定，則應(yīng)另選定位基準(zhǔn)，此時必須計算或控制基準(zhǔn)不和的誤差，為了減小基準(zhǔn)誤差該減小定位尺寸的組成環(huán)節(jié)及各環(huán)節(jié)的公差。當(dāng)盡量只用一次，而且應(yīng)選用誤差較小。較光滑、余量小的表面或加工面有直接關(guān)系的表面，以利于保證加工要求。 ③應(yīng)使工件穩(wěn)定，使在加工過程中引起的切削力或夾緊力而引起的變形最小。 ④遵守基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則，以減小設(shè)計和制造夾具的時間和費時，但因此造成夾具設(shè)計結(jié)構(gòu)復(fù)雜時，則不必強(qiáng)求定位基準(zhǔn)的統(tǒng)一。

15、⑤使工件定位方便，夾緊可靠，便于操作，夾具結(jié)構(gòu)簡單。 對于三角卡盤來說定位基準(zhǔn)主要是卡爪面 3.3 定位分析與定位誤差計算 六點定位原則解決了消除工件自由度的問題，即解決了工件在夾具中位置“定與不定”的問題。但是，由于一批工件逐個在夾具中定位時，各個工件所占據(jù)的位置不完全一致，即出現(xiàn)工件位置定得“準(zhǔn)與不準(zhǔn)”的問題。如果工件在夾具中所占據(jù)的位置不準(zhǔn)確，加工后各工件的加工尺寸必然大小不一，形成誤差。這種只與工件定位有關(guān)的誤差稱為定位誤差，用ΔD表示。 在工件的加工過程中，產(chǎn)生誤差的因素很多，定位誤差僅是加工誤差的一部分，為了保證加工精度，一般限定定位誤差不超過工件加工公差T的

16、1/5～1/3。 即： 　　　　　　　 ΔD≤(1/5～1/3)T 式中：ΔD──定位誤差，單位為mm； 　　　T ──工件的加工誤差，單位為mm。 規(guī)格 D D1 D2 d H H1 H2 h 250 250 206 226 80 154 108 90.5 5 3.4對刀流程 因為是普通車床，所以對刀是人工對刀，對外圓先是中托把進(jìn)大托把出在做試切，記錄刻度，對端面是把刀放在離工件一定距離的地方，刀在工件端面的中間，用大托板慢慢靠近，有切屑，停止，記錄刻度。導(dǎo)引裝置刀架，以及尾座。 第四章 夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計與

17、夾緊力計算 4.1 夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計 在機(jī)械加工過程中，工件將受到切削力、離心力、慣性力等外力的作用。為了保證在這些外力作用下，工件仍能在夾具中保持由定位元件所確定的加工位置，而不致發(fā)生振動或位移，一般在夾具機(jī)構(gòu)中都必須設(shè)置一定的夾緊裝置，將工件可靠的夾緊。 定位夾緊零件圖，下圖是三角卡盤的三個爪的CAD設(shè)計的圖形，每 4.1.1 夾緊裝置的基本要求 （1) 在夾緊過程中，工件應(yīng)能保持在既定位置，即在夾緊力的作用下，工件不應(yīng)離開定位支承。 （2） 夾緊力的大小要適當(dāng)、可靠。既要使工件在加工過程中不產(chǎn)生移動和振動，又不使工件產(chǎn)生不允許的變形和損傷。 (3） 夾緊裝置應(yīng)操作

18、安全、方便、省力。 （4） 夾緊裝置的自動化程度和復(fù)雜程度應(yīng)與工件的產(chǎn)量和批量相適應(yīng)。 4.1.2 夾緊方案 4.2 夾緊力的估算 4.3 夾具部分圖及其技術(shù)要求 三角卡盤三維圖 三維卡盤裝配圖 繪制過程圖 二維圖 4.4夾具操作動作說明 把棒料放入三爪卡盤，調(diào)整位置，露出的棒料是其直徑的5-6倍，用‘專用扳手夾緊，每一個孔夾緊一次，不能一個孔一直夾，那樣會導(dǎo)致變形。用完后不能放在機(jī)床上，要放在工具盒中。 第五章 設(shè)計心得與體會 總結(jié) 在這里我要感謝我們的指導(dǎo)老師張俊繼老師。張老師平日里工作繁多，從查閱資料

19、，設(shè)計尺寸的確定和修改，檢查后期詳細(xì)設(shè)計，制圖等整個過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我們的設(shè)計較為復(fù)雜煩瑣，但是老師仍然細(xì)心地糾正我設(shè)計中出現(xiàn)的錯誤。我對老師的專業(yè)水平尤為敬佩，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我們設(shè)計小組今后的學(xué)習(xí)和工作。感謝張老師平日上課的耐心教導(dǎo)為我們打下機(jī)電專業(yè)知識的基礎(chǔ)；同時還要感謝我們小組的同學(xué)們，也因為有了你們的支持和鼓勵，此次畢業(yè)設(shè)計才會順利完成。這次設(shè)計使我們將學(xué)過的課程貫穿起來，形成一個體系，不僅鞏固了我們學(xué)過的知識，彌補(bǔ)了知識漏洞，還為我們以后的工作打下了實踐的基礎(chǔ)。 通過這次設(shè)計也暴露了不少問題，比如以前學(xué)過的知識不扎實，進(jìn)行

20、的實踐少，閱讀文獻(xiàn)資料少，忽視了對計算機(jī)的應(yīng)用，從而在設(shè)計過程中遇到了不少麻煩。因此，在以后，我會盡力彌補(bǔ)這些不足。另一方面,在實踐中學(xué)習(xí)，把理論應(yīng)用于實踐，然后檢驗自己的錯誤，并加以改正。這使我對以后的工作中會有很大的幫助，一定要繼續(xù)堅持不斷地學(xué)習(xí)新興的知識以及相關(guān)的非專業(yè)的知識，只有這樣才能在日益激烈的競爭的環(huán)境中站住腳，不斷探索自己的發(fā)展空間。我會在以后的工作中繼續(xù)保持著這種精神，使我的工作、學(xué)習(xí)能更上一層。對于CAD的功能及機(jī)械手冊工具有了更深刻、細(xì)致的理解與掌握?，F(xiàn)在我可以更加熟練的掌握各種的工具的使用，使理論與實踐更加緊密的結(jié)合。 我會為自己交上一份老師滿意的夾具設(shè)計而驕傲和自豪,在這里我對各位同學(xué)，老師的耐心教導(dǎo)我的致意深深的感謝！ 專心---專注---專業(yè)