機械制造裝備設計課程設計套筒鉆3M8孔專用夾具設計（全套圖紙）

1、目 錄緒論21夾具設計簡介3 1.1機床夾具的功能3 1.2機床夾具應滿足的要求3 1.3已知工件42夾具的結構設計5 2.1設計機床夾具前的準備工作5 2.1.1明確工件的生產要求5 2.1.2充分理解工件的零件圖和工序圖5 2.2確定機床夾具的結構方案5 2.2.1選擇定位原件5 2.2.2選擇夾緊機構6 2.2.3機床夾具的總體形式7 2.3繪制夾具裝配圖7 2.4繪制夾具零件圖83夾具精度的驗算9 3.1定位誤差的分析與計算 9 3.1.1定位誤差9 3.1.2產生定位誤差的原因94 課設說明10 4.1設計方案論證10 4.2設計方法手段與結果10 4.3形成的論點10 4.4儀器設

2、備105結論136致謝與感想14 6.1致謝14 6.2感想14參考文獻15緒論 零件在工藝規(guī)程之后，就要按工藝規(guī)程順序進行加工。在加工中除了需要機床、刀具、量具之外，成批生產時還要用機床夾具。它們是機床和工件之間的聯(lián)接裝置，使工件相對于機床獲得正確的位置。機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床上或夾具中占有正確位置的過程，稱為定位。當工件定位后，為了避免在加工中受到切削力、重力等的作用而破壞定位，還應該用一定的機構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

3、響工件的加工質量、生產效率、制造成本和操作安全。在成批、大量生產中，工件的裝夾是通過機床夾具來實現(xiàn)的。機床夾具在生產中應用十分廣泛。機床夾具的作用可歸納為以下四個方面： （1）保證加工精度 機床夾具可準確確定工件、刀具和機床之間的相對位置，可以保證加工精度。 （2）提高生產效率 機床夾具可快速地將工件定位和夾緊，減少輔助時間。 （3) 減少勞動強度 采用機械、氣動、液動等夾緊機構，可以減輕工人的勞動強度。 （4）擴大機床的工藝范圍 利用機床夾具，可使機床的加工范圍擴大，例如在臥式車床刀架處安裝鏜孔夾具，可對箱體孔進行鏜孔加工。全套圖紙，加1538937061 夾具設計簡介1.1 機床夾具的功能

4、（1）保證加工精度，工件通過機床夾具進行安裝，包含了兩層含義：一是工件通過夾具上的定位元件獲得正確的位置，稱為定位;二是通過夾緊機構使工件的既定位置在加工過程中保持不變，稱為夾緊、這樣，就可以保證工件加工表面的位置精度，且精度穩(wěn)定。（2）提高生產率，使用夾具來安裝工件，可以減少劃線，找正，對刀等輔助時間，采用多件，多工位夾具，以及氣動，液壓動力基金裝置，可以進一步減少輔助時間，提高生產率。（3）擴大加床的使用范圍，有些機床夾具是指上是對機床進行了部分改造，擴大了原機床的功能和使用范圍。如在車床床鞍上安放鏜模夾具，就可以進行箱體零件的孔系加工。（4）減輕工人的勞動強度，保證生產安全。1.2 機床

5、夾具應滿足的要求（1）保證加工精度，這是必須做到的最基本要求，其關鍵是正確的定位，夾緊和導向方案，夾具制造的技術要求，定位誤差的分析和驗算。（2）夾具的總體方案應與年生產綱領相適應，在大批量生產時，盡量采用快速，高效的定位，夾緊機構和動力裝置，提高自動化程度，符合生產節(jié)拍要求，在中，小批量生產時，夾具應有一定的可調性，應適應多品種工件的加工。（3）安全，方便，減輕勞動強度，機床夾具要有工作安全性考慮，必要時加保護裝置、要符合工人的操作位置和習慣，要有合適的工件裝卸位置和空間，使工人操作方便、大批量生產和加工笨重時，更需要減輕工人的勞動強度、（4）排屑順暢，機床夾具中積累切屑會影響到工件的定位精

6、度，切屑的熱量時工件和夾具產生熱變形，影響加工精度，清理切屑將增加輔助時間，降低生產率。因此夾具設計中要給予排屑問題充分的重視。（5）機床夾具應有良好的強度，剛度和結構工藝性，加床夾具設計時，要方便制造，檢查測，調整和裝配，有利于提高夾具的制造精度。1.3 已知工件圖1-1 已知工件注:本次課設是要為此圖中的套筒鉆3-8孔專用夾具設計，最終實現(xiàn)將工件定位，更加精確和方便的完成銑槽工作。2 夾具的結構設計2.1 設計機床夾具前的準備工作2.1.1 明確工件的生產要求 工件的年生產量是確定機床夾具總體方案的重要依據之一。如工件的年生產量很大，可采用多工件加工、機動夾緊或自動化程度較高的設計方案，采

7、用此方案時，機床夾具的結構較復雜，制造成本較高；如工件的年生產量不大，可采用單件加工，手動夾緊的設計方案，以減小機床夾具的結構復雜程度及夾具的制作成本。2.1.2 充分理解工件的零件圖和工序圖 零件圖標出了工件的尺寸、形狀和位置、表面粗糙度等總體要求，他決定了工件在機床夾具中的放置方法，是設計機床夾具總體結構的依據。工序圖給出了零件本工序的工序基準、以加工表面、以及本工序的定位、夾緊原理方案。工件的工序基準、已加工表面、決定了機床夾具的定位方案，如選用平面定位、孔定位以及外圓面定位等；定位方案的選擇依據六點定位原理和采用的機床加工方法，定位方案不一定要頂六個自由度，但是要完全定位。工件的代待加

8、工表面是選擇機床，刀具的依據。確定夾緊機構要依據零件的外形尺寸，選擇合適的定位點，確保夾緊力安全、可靠同時夾緊機構不能與刀具的運動軌跡相沖突。2.2 確定機床夾具的結構方案2.2.1 選擇定位原件 利用定位心軸定位工件，長心軸可以限制工件的5個自由度，加上一大平面限制工件z軸上的移動，這樣剛好可以限制六個自由度，符合六點定位的原理。再用螺釘把定位心軸固定在夾具體上。這樣就可使工件穩(wěn)固的夾緊在機床上，通過鉆模板能更加方便，準確的進行銑槽加工。選用定位心軸見圖如下： 圖2-1 定位心軸2.2.2 選擇夾緊機構（1）夾緊力的方向： 夾緊力的要有利于工件的定位，并注意工件的剛性方向，不能是工件有脫離定

9、位表面的趨勢，防止工件在夾緊力的作用下產生變形。（2）夾緊力的作用點： 夾緊力的作用點應該選擇在定位元件支撐點的作用范圍內，以及工件剛度高的位置。確保工件的定位準確、不變形。 （3） 選擇夾緊機構： 在確定夾緊力的方向、作用點的同時，要確定相應的夾緊機構。確定夾緊機構要注意以下幾方面的問題： 安全性 夾緊機構應具備足夠的強度和加緊力，以防止意外傷及夾具操作人員。 手動夾緊機構的操作力不應過大，以減輕操作人員的勞動強度。 夾緊機構的行程不宜過長，以提高夾具的工作效率。 手動夾緊機構應操作靈活、方便。（4） 夾緊力的大?。簥A緊力的大小一般按靜力平衡條件計算，計算出夾緊力為理論夾緊力。為保證工件裝夾

10、安全可靠，實際夾緊力應等于理論夾緊力乘以系數k，一般k=1.52.5。各種典型夾緊機構的計算方法可參閱機床夾具手冊。由于限制了六方自由度，所以只需要將工件夾緊就可以進行加工了，在垂直方向上進行夾緊，可以利用移動壓板和螺柱，進行夾緊，因為移動壓板和螺柱使用簡單，而且加工過程影響較小，因此最終選擇移動壓板和螺柱進行夾緊。螺釘簡圖如下：圖2-2 雙頭螺柱2.2.3 機床夾具的總體形式 機床夾具的總體形式一般應根據工件的形狀、大小、加工內容及選用機床等因素來確定。（1） 選擇導向裝置： 導向裝置是夾具保證加工精度的重要裝置，如鉆孔導向套、鏜套、對刀裝置、對定裝置等，這些裝置均已標準化，可按標準選擇。（

11、2） 確定聯(lián)接體： 聯(lián)接體是將裝置與夾具體聯(lián)接的工件，設計時主要考慮聯(lián)接體的剛性，合理布置聯(lián)接體的位置，給定位元件、加緊機構留出空間。（3） 確定夾具體：夾具體一般是設計成平板式（有些夾具體鑄造成特殊形狀），保證具有足夠的剛性。它用來固定定位元件、夾緊機構和聯(lián)接體，并與機床可靠聯(lián)接。2.3 繪制夾具裝配圖 （1）裝配圖應按照國家標準盡可能1：1地繪制，三視圖要完整清晰的表示出夾具的主要結構及夾具的工作原理。 （2）視工件為透明體，用雙點畫線畫出主要部分（如輪廓，定位面夾緊面和加工表面）。畫出定位元件、夾緊機構、導向裝置的位置 （3）按照夾緊狀態(tài)畫出夾緊元件和夾緊機構。 （4）畫出夾具體及其他聯(lián)

12、接用的元件（聯(lián)接體、螺釘等），將夾具各組成元件聯(lián)成一體。 （5）標注必要的尺寸、配合、公差等 夾具的外形尺寸，所設計夾具的最大長、寬、高尺寸。 夾具與機床的聯(lián)系尺寸，即夾具在機床上的定位、國定尺寸。如車床夾具的莫氏硬度、銑床夾具的對定裝置等。 夾具與刀具的聯(lián)系尺寸，如用對刀塊對刀時塞尺的尺寸、對刀塊表面到定位表面的尺寸即公差。 夾具中所有有配合關系的元件間應標注尺寸和配合種類。 各定位元件之間，定位元件與導向元件之間，各導向元件之間應標注裝配后的位置尺寸和形位公差。 （6）標注技術條件。 定位元件的定位面間相互位置精度。 定位元件的定位表面與夾具安裝基面的位置精度。 定位表面與導向元件間的位置

13、精度。 導向元件工作面間的位置精度。 （7）對零件編號，填寫標題欄和零件明細表。 每一個零件都必須有自己的編號，此編號是唯一的。在工廠的生產活動中，生產部件按零件編號生產、查找工作。 完整填寫標題欄，如裝配圖號、名稱、單位、設計者、比例等。 完整填寫明細表，一般來說，加工工件填寫在明細表的下方，標準件、裝配件填寫在明細表的上方。注意，不能遺漏加工工件和標準件、配套件。裝配簡圖如下：圖2-2 裝配圖2.4 繪制夾具零件圖 對裝配圖中需加工的零件圖均應繪制零件圖，零件圖應按制圖標準繪制。視圖盡可能與裝配圖上的位置一致。（1）零件圖盡可能按1：1繪制。（2）零件圖上的尺寸公差、形位公差、技術要求應根

14、據裝配圖上的配合種類、位置精度、技術要求而定。（3）零件的其他尺寸，如尺寸、形狀、位置、表面粗糙度等應標注完整。3 夾具精度的驗算3.1 定位誤差的分析與計算3.1.1 定位誤差（1）工件的加工誤差，是指工件加工后在尺寸，形狀和位置三個方面偏離理想工件的大小，它是由三部分因素產生的；（2）夾具帶著工件安裝在機床上，相對機床主軸（或刀具）或運動導軌的位置誤差，也稱對定誤差。（3）加工過程中誤差，如機床幾何精度，工藝系統(tǒng)的受力，受熱變形，切削振動等原因引起的誤差。其中定位誤差是指工序基準在加工方向上的最大位置變動量所引起愛的加工誤差。3.1.2 產生定位誤差的原因（1）平面定位情形，夾具定位基準與

15、工序基準不重合，兩基準之間的位置誤差會反應到被加工表面的位置上去，所產生的定位誤差稱之為基準轉換誤差。（2）定位基準面與定位元件表面的形狀誤差。（3）導向元件，對刀元件與定位元件間的位置誤差。（4）夾緊力使工件或夾具產生變形，產生位置誤差。（5）夾具在機床上的安裝誤差。（6）定位元件與定位元件間的位置誤差。4課設說明4.1設計方案論證（1）首先根據已知工件的需要，選擇加工機床，應選用立式銑床加工比較合理，因為加工方向是平行于水平面的。（2）然后工件主要定位部分為工件底面與側面，正面設置兩個支承釘、側面設置一個支承釘，這樣就定位了三個自由度，再加上底面的兩個支承板這樣就共限制了六個自由度，正好滿

16、足六點定位原理。（3）最后利用螺旋緊機構進行夾緊，在螺旋緊機構中用移動壓板來共同對工件進行夾緊，工件的夾緊力的方向應該垂直與工件的軸線方向。4.2設計方法手段與結果（1）首先對工件的加工要進行分析，已知工件為帶孔的支座，在中心銑長110、寬20的槽，根據工件的形狀和加工要求，我認為采用立式銑床比較合理。（2）然后，根據六點定位原理，選用正面設置兩個支承釘、側面設置一個支承釘來進行定位，這樣可以限制3個自由度，加上底面的兩個支承板這樣就共限制了六個自由度，由于限制了六個自由度，所以只需要將工件夾緊就可以進行加工了，在垂直方向上進行夾緊，可以利用移動壓板，進行夾緊，因為移動壓板簡單使用，而且不影響

17、加工過程，所以最終選擇移動壓板進行夾緊。（3）最后，對整個夾緊方案分析得出，定位符合六點定位原理，夾緊工件穩(wěn)定，所以此夾具設計可行。4.3形成的論點（1）在設計過程中，我原打算使用定位銷來實現(xiàn)定位，但因為沒有合適尺寸的定位銷與兩個定位孔配合，所以放棄該方案。后來我使用支承釘和支承板進行定位，這樣做雖然增加了一些結構上的復雜程度，但使該夾具的柔性得以提升，使其能加工一些尺寸、形狀類似的工件。（2）因為三個支承釘和兩個支承板已經完成了定位，只需要對工件進行夾緊就可以滿足要求，所以我在后來的設計中加入了一個移動壓板。4.4儀器設備（1）六角圓柱螺釘 4個 材料：t7a鋼（2）支承板 2個 材料：t7

18、a鋼（3）快換墊圈 2個 材料：20鋼或45鋼（4）移動壓板 1個 材料：45鋼 標準如下圖：（5）螺母 2個 材料：鋼件 標準如下圖：（6）雙頭螺柱 2個 材料：鋼件公稱直徑（螺紋直徑）lbhll1bb1dhh1kma型b型c型640401861796.67m62.515445208191165022122214884520818899m836450221022126606025142717101010141110m1041.586702812301788030163623121270321430151412m12510680163520101003618453015120225543251

19、6801835151816m16621261004022442412120452554361816030745435201002242182220m20715101205025523015160307248252005535926840 移動壓板標準螺紋規(guī)格dm3m4m5m6m8m10m12(m14)m16(m18)m20(m22)m24(m27)m30m36damax356791113151720222426293239dwmin5679121517202325283132384351emin68911141820232730333740455161smax67810131618212427

20、303436414655cmax0011111111111111m(max)六角螺母23557811131516181922242631薄螺母2233456789101112141518技術要求材料機械性能等級螺紋公差表面處理公差產品等級鋼6.8.106h不經處理或鍍鋅鈍化d大于m16用b，小于等于用a螺母標準5 結論（1）首先根據已知工件的需要，選擇加工機床，應選用銑床加工比較合理（2）然后工件主要定位方式為正面兩個支承釘、側面一個支承釘限制三個自由度，加上在工件底部兩塊條形支承板的限制，這樣剛好可以限制六個自由度，符合六點定位的原理。（3）最后是將支承釘和支承板固定在夾具體上，利用螺柱、螺母、銷結合壓板進行定位夾緊。通過以上這些步驟，此機床夾具可以正常工作，此項設計方案行之有效6 致謝與感想6.1 致謝 首先要感謝無私給予我?guī)椭闹笇Ю蠋焸儯怯捎谀銈兊哪托慕獯?，才使我的設計不斷完善。其次，感謝學校安排了此次課程設計，本次課程設計給了我一個非常好的機會，使我能夠學有所用。在這里我還要特別感謝在設計過程中幫助過我