機床夾具設(shè)計課程設(shè)計說明書

1、目 錄前言2設(shè)計任務(wù)書3設(shè)計思想與不同方案對比4定位分析和定位誤差計算9對刀及導(dǎo)引裝置設(shè)計12夾緊機構(gòu)設(shè)計與夾緊力計算13夾具操作動作說明14設(shè)計心得體會14參考文獻書目16前 言機械制造裝備課程設(shè)計是機械設(shè)計中的一個重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，也是機械類專業(yè)學(xué)生較為全面的機械設(shè)計訓(xùn)練。其目的在于：1 培養(yǎng)學(xué)生綜合運用機械設(shè)計基礎(chǔ)及其他課程的理論知識和生產(chǎn)實際知識去分析、解決工程實際問題的能力，通過課程設(shè)計訓(xùn)練可以鞏固和加深有關(guān)機械課程設(shè)計方面的理論知識；2 學(xué)習和掌握一般機械設(shè)計的基本方法和步驟，培養(yǎng)獨立設(shè)計的能力，為后續(xù)的專業(yè)課程設(shè)計及畢業(yè)設(shè)計打好基礎(chǔ)、做好準備；3 使學(xué)生具有查詢規(guī)范手冊、圖冊

2、和有關(guān)設(shè)計資料的能力。 在工藝規(guī)程中，零件就要按工藝規(guī)程順序進行加工。在加工中，除了需要機床、刀具、量具之外，還要用機床夾具。機床夾具是機床和工件之間的連接裝置，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(yīng)該用一定的機構(gòu)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。機床夾具在生產(chǎn)

3、中應(yīng)用十分廣泛。 專 業(yè)機械設(shè)計制造及自動化 班級0820123 姓 名吳佳凡 學(xué) 號082012334 設(shè)計題目 鉆孔18H7專用夾具 指導(dǎo)老師王偉設(shè)計條件 零件簡圖（含材料、質(zhì)量及毛坯種類）、大批量生產(chǎn) 質(zhì)量材料毛坯種類0.4545模鍛件 設(shè)計要求1、用計算機繪制總裝圖一張（A2圖）、指定零件圖一張（A3圖）；2、設(shè)計說明書一份（包括零件圖分析、定位方案確定、定位誤差確定、定位誤差 計算等內(nèi)容）；3、設(shè)計時間：7天。審 核批 準 年 月 日評 語機床夾具課程設(shè)計任務(wù)書 設(shè)計思想與不同方案對比1.鉆床夾具設(shè)計： （1）設(shè)計前的準備工作 明確工件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)：是夾具總體方案確定的依據(jù)之一，決定

4、了夾具的復(fù)雜程度和自動化程度。如在小批量生產(chǎn)中，常采用固定式鉆模，固定式鉆模是指加工中鉆模板相對于工件和機床的位置保持不變的鉆模，在大批量生產(chǎn)時，一般選擇機動、多工件、自動化程度高的方案，結(jié)構(gòu)也隨之復(fù)雜，成本也提高較多。 熟悉工件零件圖和工序圖：零件圖給出了工件的尺寸、形狀和位置、表面粗糙度等精度的總體要求，工序圖則給出了夾具所在工序的零件的工序基準、工序尺寸、已加工表面、待加工表面、以及本工序的定位、夾緊原理方案，這是夾具設(shè)計的直接依據(jù)。 已知待加工工件如任務(wù)書中的圖所示，孔的直徑為18，圓柱高為150mm，外圓130mm，里孔90，設(shè)計鉆孔18的孔夾具。 加工方法：了解工藝規(guī)程中本工序的加

5、工內(nèi)容，機床、刀具、切削用量、工步安排、工時定額。這些是在考慮夾具總體方案、操作、估算夾緊力等方面必不可少的。根據(jù)零件圖可知，本道工序的內(nèi)容是鉆1個18的孔。 （2）總體方案的確定 定位方案 工序圖只是給出了原理方案，此時應(yīng)仔細分析本工序的工序內(nèi)容以及加工精度要求，按照六點定位原理和本工序的加工精度要求，確定具體的定位方案和定位元件。 要擬定幾種具體方案進行比較，選擇或組合最佳方案。根據(jù)工序圖給出的定位元件方案，按有關(guān)標準正確選擇定位元件或者定位組合。在機床夾具的使用過程中，工件的批量越大，定位元件的磨損就越快，選用標準定位元件增加了夾具零件的互換性，方便了機床夾具的維修和維護。方案一：根據(jù)本

6、次夾具設(shè)計的零件，設(shè)計定位方案為銷和開口墊圈組合定位，可以限制5個自由度。裝配圖如下所示： 方案二：根據(jù)任務(wù)書上的要求，加工零件要限制5個自由度，用1個定位銷和1個光面壓塊組合定位，將定位銷從工件的內(nèi)孔夾住零件，用光面壓塊、螺母套和六角頭壓緊螺釘組合成夾緊元件。裝配圖如下所示：方案對比： 方案一：結(jié)構(gòu)簡單，但在加工零件時操作會繁瑣，而且所用的材料的造價會較高，從而造成成本的大大提高，此方案操作過程中如鉆頭進度過大時會損壞定位銷，技術(shù)要求高。 方案二：結(jié)構(gòu)簡單，操作容易，夾緊和卸下工件的時間比方案一來得快，成本低，在機床夾具的使用過程中，工件的批量越大，定位元件的磨損越快，選用標準定位元件增加了

7、夾具零件的互換性，方便機床夾具的維修和維護，技術(shù)要求低，適合大批量生產(chǎn)。 綜上所述，選用技術(shù)要求低，操作容易，成本低的方案二。 選擇導(dǎo)向裝置 導(dǎo)向裝置是夾具保證加工精度的重要裝置，如鉆孔導(dǎo)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，為提高加工效率，選擇快速導(dǎo)向套加工工件。如下圖所示： 夾具體 用來安裝和固定定位元件，夾緊機構(gòu)和鉆模板的實體。具體大小根據(jù)整個機構(gòu)的大小而調(diào)整，要保證機構(gòu)的穩(wěn)定、水平，所以形位公差會有較嚴格的要求。繪制夾具裝配圖（1）裝配圖應(yīng)按國家標準盡可能按1：1繪制，這樣圖樣會有良好的直觀性。主視圖應(yīng)按操作實際位置布置，三視圖要能完整清楚表示出夾具的工作

8、原理和結(jié)構(gòu)。 （2）視工件為透明體，用雙點劃線畫出主要部分（如輪廓、定位面、夾緊面和加工表面等），畫出定位元件、夾緊機構(gòu)、導(dǎo)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(gòu)。 （4）畫出夾具體及其他聯(lián)接用的元件（聯(lián)接體、螺釘?shù)龋?，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(shè)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尺寸、固定尺寸，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(guān)系的元件間應(yīng)標注尺寸和配合種類。

9、各定位元件之間，定位元件與導(dǎo)向元件之間，各導(dǎo)向元件之間應(yīng)標注裝配后的位置尺寸和形位公差。 （6）標注技術(shù)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(dǎo)向元件間的位置精度。 導(dǎo)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(chǎn)活動中，生產(chǎn)部件按零件編號生產(chǎn)。 完整填寫標題欄，如裝配圖號、名稱、單位、設(shè)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。 定位分析和定位誤差計算1、

10、誤差分析 夾具的主要功能是用來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）夾具在機床上對定誤差，指夾具相對于刀具或相對于機床成形運動的位置誤差。 3）加工過程中出現(xiàn)的誤差，包括機床的幾何精度、運動精度，機床、刀具、工件和夾具組成的工藝系統(tǒng)加工時的受力變形、受熱變形、磨損，調(diào)整、測量中的誤差，以及加工成形原理上的誤差等。 第三項一般不易估算，夾具精度驗算是指前兩項，其和不大于工件允許誤差的2/3為算合格。2、誤差計算定位誤差分析因為定位基準與尺寸重合，故jb=0，工序尺寸123±0.1通過查表可得出加工孔

11、的尺寸18H7的上下極限偏差分別為+0.018和0，軸的尺寸90g6的上下極限偏差分別為-0.012和-0.032，而孔的尺寸90H7的上下極限偏差分別為+0.035和0。定位孔的公差TD=0.035-0=0.035。定位軸既定位心軸的公差T軸=-0.012-(-0.032)=0.020;S=0.018-0=0.018。定位基準位移誤差 jw=1/2(TD+T軸+s)=1/2(0.035+0.020+0.018)=0.0375。因為該方案的心軸是水平放置的，故定位誤差dw=jw=0.0375,滿足小于工序尺寸公差制造的0.2的（1/31/5）的條件。影響此項精度的因素有： 1）定位誤差，此項主

12、要是定位孔90H7與定位心軸90g6的間隙產(chǎn)生，最大間隙為0.050mm; 2）鉆模板襯套中心與定位銷中心距誤差，裝配圖標注尺寸為122±0.1mm，誤差為0.2mm； 3）鉆套與襯套的配合間隙，由18H7/g6可知最大間隙為0.050mm； 4）鉆套內(nèi)孔與外圓的同軸度誤差，對于標準鉆套，精度較高，此項可以忽略；驗算兩孔平行度精度 導(dǎo)致產(chǎn)生兩孔平行度誤差的因素有： 1）設(shè)計基準與定位基準不重合引起的誤差； 2）定位銷軸中心線對夾具體底平面的垂直度誤差； 3）鉆套孔中心與定位銷軸的平行度誤差； 4）刀具引偏量e產(chǎn)生的偏斜角。3、 夾具裝配圖上應(yīng)標注的尺寸和技術(shù)條件 夾具裝配圖上應(yīng)標注必

13、要的尺寸和技術(shù)要求，主要目的是為了檢驗本工序零件加工表面的形狀，位置和尺寸精度在夾具中是否可以達到要求，為了設(shè)計夾具零件圖，也為了夾具裝配和裝配精度的檢測。夾具裝配圖上標注的尺寸 1）夾具外形輪廓尺寸； 2）夾具與機床工作臺或主軸的配合尺寸，以及固定夾具的尺寸等； 3）夾具與刀具的聯(lián)系尺寸，如對刀塞尺的尺寸，對刀塊表面到定位表面的尺寸及公差； 4）夾具中工件與定位元件間，導(dǎo)向元件與刀具、襯套間，夾具中所有相互間有配合關(guān)系元件應(yīng)標注配合尺寸、種類和精度； 5）各定位元件之間，定位元件與導(dǎo)向元件之間，各導(dǎo)向元件之間裝配后的位置尺寸及公差。 上述聯(lián)系尺寸和位置尺寸的公差，一般取工件的相應(yīng)公差的1/3

14、1/10,最常用的是1/3。對刀及導(dǎo)引裝置設(shè)計導(dǎo)引裝置 導(dǎo)向裝置是夾具保證加工精度的重要裝置，如鉆孔導(dǎo)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，為提高加工效率，在此設(shè)計中我是選用的可換鉆套和襯套，如下圖所示：夾緊機構(gòu)設(shè)計與夾緊力計算選擇夾緊機構(gòu)(1) 夾緊力的方向： 夾緊力的方向要有利于工件的定位，并注意工件的剛性方向，不能使工件有脫離定位表面的趨勢，防止工件在夾緊力的作用下產(chǎn)生變形。(2)夾緊力的作用點： 夾緊力的作用點應(yīng)選擇在定位元件支承點的作用范圍內(nèi)，以及工作剛度高的位置，確保工件定位準確、不變形。(3)選擇夾緊機構(gòu)： 在確定夾緊力的方向、作用點的同時，要確定相

15、應(yīng)的夾緊機構(gòu)。確定夾緊機構(gòu)要注意以下幾方面的問題：安全性。夾緊機構(gòu)應(yīng)具備足夠的強度和夾緊力，以防止損壞工件及傷害到夾具操作人員。手動夾具的夾緊機構(gòu)的操作力不應(yīng)過大，以減輕操作人員的勞動強度，以提高工作效率。夾緊機構(gòu)的行程不宜過長，以提高夾具的工作效率。手動夾緊機構(gòu)應(yīng)操作靈活、方便。 確定夾緊力的方向、作用點，以及夾緊元件或夾緊機構(gòu)，估算夾緊力大小。夾緊方案也需反復(fù)分析比較，確定后，正式設(shè)計時也可能在具體結(jié)構(gòu)上作一些修改。夾具操作動作說明 此夾具操作簡單，只要松開夾緊壓塊，將被加工工件套進定位銷中，推動手柄，連同壓塊快速接近工件，同時使橫銷進入螺母套的縱向槽內(nèi)，然后轉(zhuǎn)動手柄，通過橫銷帶動螺母套轉(zhuǎn)

16、動，同時螺母套又推動橫銷連同手柄桿移動，將工件夾緊。這些操作完以后就可以將鉆頭對準導(dǎo)向裝置可換鉆套，進行加工了。設(shè)計心得體會為期一周的機床夾具課程設(shè)計即將完美落幕，通過這次課程設(shè)計實訓(xùn)，使我對機械設(shè)計生產(chǎn)及應(yīng)用方面有了進一步的了解。一遍又一遍的構(gòu)思，一次又一次的設(shè)計方案修改，暴露出了我在機械設(shè)計這方面知識的欠缺和不足。當然，我們現(xiàn)在對機械設(shè)計只不過是一個初步的了解，這門課程還有更多的知識等著我們?nèi)W(xué)習和探索，在這短暫的課程設(shè)計過程中中，不僅學(xué)習到了一些機械設(shè)計的最基本的理論，以及如何更高效的使用設(shè)計手冊，同時也對機械設(shè)計產(chǎn)生了更加濃厚的興趣。 機械設(shè)計往往離不開自己的閱歷，經(jīng)驗的積累固然可以從

17、書本上學(xué)到不少，但是事非躬親很難在腦海中留下深刻的印象，對別人的經(jīng)驗，自己沒有一定的基礎(chǔ)，要理解吸收真的是一件很不容易的事。通過這次實訓(xùn)，不斷得使用Auto CAD繪圖軟件進行繪圖，我對Auto CAD繪圖軟件的應(yīng)用更加純熟。在這次課程設(shè)計過程中，我發(fā)現(xiàn)很多同學(xué)的繪圖能力不是很好，而且自己也還有很多的不足之處，在設(shè)計和計算過程中我和同學(xué)們都會出現(xiàn)一些細節(jié)的遺落和錯誤，在同學(xué)的探討和老師的幫助下也都一一改正，雖然可能還會存在或多或少的問題，這也是我今后努力的方向，繼續(xù)努力學(xué)習，豐富自己的知識儲備，完善自己的專業(yè)技能。機械設(shè)計貫穿設(shè)計、制造、使用，維護的整個過程，設(shè)計時的疏忽總會不斷地反映出來，第

18、一次進行這樣的課程設(shè)計，各種各樣的問題不斷涌現(xiàn)，在同學(xué)們的幫助和老師的指點下，我得到了長足的進步，成功的我們所學(xué)的知識運用到現(xiàn)實中來，這對我們加深對課本知識的理解很有好處。一個真正談的能稱之為機械設(shè)計工程師，需要十年甚至十年以上的磨礪。還要有相當?shù)奶旆忠约扒趭^和能造就人的環(huán)境。天才等于99%的勤奮+1%的努力，其實說的并不是只要下苦工就會有成就。這句話說的是若一個人對某個職業(yè)沒有那1%天分，再勤奮也是沒有用的。勤奮是一個發(fā)掘自己天分的一個途徑，是有所成就的必須條件之一。在這次的設(shè)計過程中，我學(xué)會了對于不同的待加工工件設(shè)計不同的夾具，對于夾具的各種標準件都學(xué)會了如何查標準件手冊、如何使用它們，這對我日后的學(xué)習積累了寶貴的經(jīng)驗，也更加清楚的明白了，一份好的設(shè)計光光靠創(chuàng)意是不夠的，還需要不斷的思考，比對