夹具课程设计说明书.doc

目录 前言（一）机床夹具课程设计任务书（二）设计思路（三）总体方案的确定 1. 定位分析和定位误差计算 2. 定位分析和定位误差分析 3. 夹紧机构设计 4. 导向方案 5. 夹紧方案 6. 确定其他装置和夹具体 7. 绘制夹具装配图（四）设计心得体会（五）参考文献书目前言机械制造夹具设计课程设计是机械设计中的一个重要的实践性教学环节，也是机械类专业学生较为全面的机械设计训练通过对机械制造技术基础课程的学习，我掌握了机械加工和装配方面的基本理论知识，学会了零件加工时的定位理论、工艺和装配尺寸链理论，了解影响加工质量的各项因素，学会制定零件机械加工工艺过程和部件、浐灞装配工艺过程的方法。掌握了机床夹具设计的基本原理和方法。为了对以上知识进行巩固和掌握，我们开始了一周的夹具课程设计。机械制造业是国民经济的支柱产业，现代制造业正在改变着人们的生产方式、生活方式、经营管理模式乃至社会的组织结构和文化。生产的发展和产品更新换代速度的加快，对生产效率和制造质量提出了越来越高的要求，也就对机械加工工艺等提出了要求。 在实际生产中，由于零件的生产类型、形状、尺寸和技术要求等条件不同，针对某一零件，往往不是单独在一种机床上用某一种加工方法就能完成的，而是需要经过一定的工艺过程。因此，我们不仅要根据零件具体要求，选择合适的加工方法，还要合理地安排加工顺序，一步一步地把零件加工出来机械制造夹具课程设计师我们学了大部分大学基础课、和专业课之后进行的，这次设计使我们能综合运用机械制造技术基础和机械夹具设计中的理论，并结合生产学习中学到的实践知识，独立的分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个零件的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法，拟定夹具设计方案，为大四的毕业设计做练兵。学生通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行机械制造工艺及结构设计的基本能力，为以后做好毕业设计、走上工作岗位进行一次综合训练和准备。它要求学生全面地综合运用本课程及有关先修课程的理论和实践知识，进行零件加工工艺规程的设计和机床夹具的设计。其目的是：（1）培养学生综合运用机械制造工程原理课程及专业课程的理论知识，结合金工实习、生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决机械加工工艺问题，初步具备设计中等复杂程度零件工艺规程的能力。（2）培养学生能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计，进一步提高结构设计能力。（3）培养学生熟悉并运用有关手册、图表、规范等有关技术资料的能力。（4）进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件的基本技能。 （5）培养学生独立思考和独立工作的能力，为毕业后走向社会从事相关技术工作打下良好的基础。机床夹具课程设计任务书 本工序是为一套筒零件加工20 的小头孔所设计的一套钻床专用夹具。工件材料为45号钢，毛坯为模锻件，所用机床为Z525型立式机床。本夹具的主要理论技术指标能保证工件的加工精度、提高生产效率，具有工艺性好和使用性好等特点。我们在设计专用夹具时为了能满足工件的加工精度要求，考虑了合理的定位方案、合适的尺寸、公差和技术要求，并进行了必要的精度分析。由于是成批生产规模，采用了回转式钻床夹具，提高了生产效率。在工艺性方面使这种夹具的结构简单、合理、便于加工、装配、检验和维修。在使用性方面这种夹具的操作简便、省力、安全可靠，排屑也方便，必要时可设置排屑结构。通过对钻床夹具设计的制作，进一步巩固和所学基本知识并使所学知识得到综合运用。学会查阅和收集技术资料，提高运用计算机辅助设计的能力，树立正确的设计思想和严谨的工作作风。设计思路1夹具设计 （1） 工件的结构形状比较规则，待加工的孔直径精度高和表面粗糙度细，且其中20为通孔，故工艺规程中分钻、扩、粗铰、精铰四个工步进行加工。并要依靠所设计的钻模来保证孔的位置精度如下：1、 待加工孔20和已加工孔24的距离尺寸为902、 孔壁表面粗糙度须达到图示要求。（2）根据任务书的要求，确定生产类型是中、小批量生产还是大批大量生产。（3）根据生产类型和生产条件，确定工艺的基本特征，如：工序是集中还是分散、是否采用专用机床或数控机床、采用常规工艺方法还是新工艺或特种工艺等。 通过任务书可知，本人的夹具设计所设计的夹具体为中小批量生产所用的专用夹具，采用数控机床和常规工艺。2. 加工方法 了解工艺规程中本工序的加工内容，机床、刀具、切削用量、工步安排、工时定额，同时加工零件数。这些是在考虑夹具总体方案、操作、估算夹紧力等方面必不可少的。 根据零件图可知，本道工序的内容是钻直径为20mm的通孔。总体方案的确定 1.定位方案和定位元件的设计 在进入本工序前，平面和24孔均已加工达到要求，故为定位基准的选择提供了有利条件。由于待加工的孔的位置精度在2个坐标方向都有要求，应按欠定位方式来限制工件自由度。故有下列2种定位方案：方案1 24孔外廓的一侧为定位基准，以限制工件的自由度，而加工20的孔。方案2 以一个短圆柱销和一个削边销及一个支承板限位。方案比较：第2个好，因为2个可以使工件的孔心距在极端情况下能装到双销上，若不减短销2的直径，而采取改变短销的形状，把销2碰到孔壁的部分削去，只保留一部分圆柱面。这样，在双销连心线上，仍具有减小销2的直径的作用，但在垂直于连心线方向上，由于销2的直径并为减小，所以不会增大工件的转角误差，有利于保证定位精度。为削边销的强度，一般采用菱形结构，削边可以修改。 2.定位分析和定位误差分析定位分析：当工件以一面双孔定位、夹具以一面双销限位时，应在分析基准位移误差的基础上，根据加工工序尺寸标注，通过几何关系转化为定位误差。这种定位方式的基准位移误差包括二类:1) 沿图示平面内任意方向移动的基准位移误差y,它的大小取决于第一定位副的最大间隙X1max,即 y=D1+d1+X1min=X1max2) 转角误差a近似值为 a=arctanO1O1+O2O2L a=arctanX1max+X2max2L 所以根据工序图规定的定为基准，应选用定位销2和活动V形块5实现定位，如下图b所示：减小一面双孔定位误差的措施，通常是：在工件上加一外力，使其角位移向单边偏转；其次提高定位副的制造精度，减小配合间隙或采用圆锥销、可漲销等，以减少y。 3.夹紧机构设计 应为螺旋夹紧机构，针对成批生产的工艺特征，此夹具选用螺旋夹紧机构夹压工件，如下图d 所示。装夹工件时，先将工件装入带有螺母的定位销2上，接着向右移动V形块5使之与工件小头外圆相靠，实现定位；然后在工件与螺母之间插上开口垫圈3，拧紧螺母压紧工件。 4. 导向方案 为能迅速、准确地确定刀具与夹具的相对位置，钻床夹具上都应设置引导刀具的元件钻套。钻套一般安装在钻模板上，钻模板与夹具具体连接，且要求钻套与工件之间要留有排屑空间。如下图所示： 5. 夹紧方案由于工件为中等批量生产，产量不大，宜用简单的手动夹紧装置。且该工序选用卧式钻床，故适宜采用有开口垫圈的螺旋夹紧机构，使工件装卸迅速、方便。因为该加工中的切削力与轴线方向垂直，主要考虑压板产生的力是否能压紧工件，为了保证尺寸的精度要使得工件定位面与夹具体紧密接触，且要求外圆柱面和夹具体也紧密接触，同时保证工件内孔表面和其定位作用的短圆柱形销紧密接触。 6.确定其他装置和夹具体 为了保证加工时工艺系统的刚度和减小工件变形，应在靠近工件加工部位增加辅助支承。夹具体的设计应通盘考虑，使上述部分通过夹具体联系起来，形成一套完整的夹具。此外，还应考虑夹具与机床的联接。因为是在立式钻床上使用，夹具安装在工作台上可直接用钻套找正并用压板固定，故只需在夹具上留出压板压紧的位置即可。 7. 绘制夹具装配图 把工件视为透明体，用双点划线画出轮廓，画出定位面、夹紧面和加工表面，无关表面可以省略。 画出定位元件和导向元件，按夹紧状态画出夹紧元件或机构，必要时可用双点划线画出松开位置时的夹紧元件的轮廓，画出夹具体，其他元件或机构，以及上述各元件与夹具体的联结，使夹具形成一体，标注必要的尺寸，配合和技术条件。对零件编号，填写标题栏和零件明细表。其中还要在定位，导向完成后进行定位精度验算，在夹紧机构完成后进行夹紧力的验算，以及重要的受力元件或机构的强度、刚度验算。（1）总装配图应按国家标准尽可能1：1地绘制，这样图样有良好的直观性。主视图应按操作实际位置布置，三视图要能完整清楚表示出夹具的工作原理和结构。考虑到我的加工件比较简单。工件尺寸较小，需放大显示清楚。（2）视工件为透明体，用双点画线画出主要部分（如轮廓，定位面夹紧面和加工表面）。画出定位元件、夹紧机构、导向装置的位置（3）按照夹紧状态画出夹紧元件和夹紧机构。（4）画出夹具体及其他联接用的元件（联接体、螺钉等），将夹具各组成元件联成一体。（5）标注必要的尺寸、配合、公差等 夹具的外形尺寸，所设计夹具的最大长、宽、高尺寸。 夹具与机床的联系尺寸，即夹具在机床上的定位、国定尺寸。如车床夹具的莫氏硬度、铣床夹具的对定装置等。 夹具与刀具的联系尺寸，如用对刀块对刀时塞尺的尺寸、对刀块表面到定位表面的尺寸即公差。 夹具中所有有配合关系的元件间应标注尺寸和配合种类。 各定位元件之间，定位元件与导向元件之间，各导向元件之间应标注装配后的位置尺寸和形位公差。（6）标注技术条件。 定位元件的定位面间相互位置精度。 定位元件的定位表面与夹具安装基面的位置精度。 定位表面与导向元件间的位置精度。 导向元件工作面间的位置精度。（7）对零件编号，填写标题栏和零件明细表。 每一个零件都必须有自己的编号，此编号是唯一的。在工厂的生产活动中，生产部件按零件编号生产、查找工作。 完整填写标题栏，如装配图号、名称、单位、设计者、比例等。 完整填写明细表，一般来说，加工工件填写在明细表的下方，标准件、装配件填写在明细表的上方。注意，不能遗漏加工工件和标准件、配套件。（4）使用说明螺旋实际是相当于把斜楔绕在圆柱上的变型，故其作用原理与斜楔一样。螺旋夹紧机构通常由螺钉、螺母、垫圈、压板等元件组成。由于它结构简单、夹紧可靠、通用性大，故在夹具中得到广泛的运用。它的主要缺点是夹紧和松开工件比较费时费力。设计心得体会 一周的夹具课程设计过去了，学到了很多知识。通过这次课程设计实训，使我对机械装备课程有了更进一步的了解。装备在现在工业中有着重要的作用，当然，我们现在对机械设计只不过时一个初步的了解，这门课程还有更多的知识等着我们去学习，在这一周短暂的课程设计里，我学会了一些机械设计的最基本的理论，同时也对机械装备产生了浓厚的兴趣。 通过这次夹具设计，使我能综合运用夹具课程设计及其他相关专业课程的知识，学会了用所学理论知识指导设计实践，培养了我分析和解决工程实际问题的能力，使我掌握机床夹具的一般设计方法和步骤，学习运用标准、规范、手册、图册、和查阅有关技术资料等，强化学生的基础设计技能，提高了其今后走上工作岗位所需的专业技能。 在这次课程设计过程中，我发现自己还有很多不足之处，在设计和计算过程中也出现了各种各样的错误，在同学和老师的帮助下也都尽量改正了，虽然还存在或多或少的问题，这也是我今后努力的方向，我会继续努力学习，来丰富自己的知识。 参考文献 机械制造装备设计冯辛安等著 机械工业出版社 机械制造装备设计课程设计陈立德编高等教育出版社 机械制造装备设计 陈立德编高等教育出版社 金属切削机床夹具设计手册 浦林详等编 机械工业出版社 金属切削机床设计 戴曙著机械工业出版社12