機(jī)床夾具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書

1、目 錄前言2設(shè)計(jì)任務(wù)書3設(shè)計(jì)思想與不同方案對比4定位分析和定位誤差計(jì)算9對刀及導(dǎo)引裝置設(shè)計(jì)12夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與夾緊力計(jì)算13夾具操作動作說明14設(shè)計(jì)心得體會14參考文獻(xiàn)書目16前 言機(jī)械制造裝備課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)中的一個重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，也是機(jī)械類專業(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和生產(chǎn)實(shí)際知識去分析、解決工程實(shí)際問題的能力，通過課程設(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；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)生具有查詢規(guī)范手冊、圖冊

2、和有關(guān)設(shè)計(jì)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(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程，稱為定位。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(jī)床夾具在生產(chǎn)

3、中應(yīng)用十分廣泛。 專 業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動化 班級0820123 姓 名吳佳凡 學(xué) 號082012334 設(shè)計(jì)題目 鉆孔18H7專用夾具 指導(dǎo)老師王偉設(shè)計(jì)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(jì)要求1、用計(jì)算機(jī)繪制總裝圖一張（A2圖）、指定零件圖一張（A3圖）；2、設(shè)計(jì)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(jì)算等內(nèi)容）；3、設(shè)計(jì)時(shí)間：7天。審 核批 準(zhǔn) 年 月 日評 語機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 設(shè)計(jì)思想與不同方案對比1.鉆床夾具設(shè)計(jì)： （1）設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)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(jī)床的位置保持不變的鉆模，在大批量生產(chǎn)時(shí)，一般選擇機(jī)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(zhǔn)、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(jì)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(jì)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(jī)床、刀具、切削用量、工步安排、工時(shí)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(shí)應(yīng)仔細(xì)分析本工序的工序內(nèi)容以及加工精度要求，按照六點(diǎn)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)正確選擇定位元件或者定位組合。在機(jī)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(biāo)準(zhǔn)定位元件增加了夾具零件的互換性，方便了機(jī)床夾具的維修和維護(hù)。方案一：根據(jù)本

6、次夾具設(shè)計(jì)的零件，設(shè)計(jì)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(shí)操作會繁瑣，而且所用的材料的造價(jià)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(jìn)度過大時(shí)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(shí)間比方案一來得快，成本低，在機(jī)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(biāo)準(zhǔn)定位元件增加了

7、夾具零件的互換性，方便機(jī)床夾具的維修和維護(hù)，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(biāo)準(zhǔn)化，可按標(biāo)準(zhǔn)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(jī)構(gòu)和鉆模板的實(shí)體。具體大小根據(jù)整個機(jī)構(gòu)的大小而調(diào)整，要保證機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定、水平，所以形位公差會有較嚴(yán)格的要求。繪制夾具裝配圖（1）裝配圖應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)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(shí)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(diǎn)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(jī)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(jī)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(biāo)注必要的尺寸、配合、公差等。 夾具的外形尺寸，所設(shè)計(jì)夾具的最大長、寬、高尺寸。 夾具與機(jī)床的聯(lián)系尺寸，即夾具在機(jī)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(shí)，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(biāo)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(biāo)注裝配后的位置尺寸和形位公差。 （6）標(biāo)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(biāo)題欄和零件明細(xì)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(biāo)題欄，如裝配圖號、名稱、單位、設(shè)計(jì)者、比例等。完整填寫明細(xì)表，一般來說，加工工件填寫在明細(xì)表的下方，標(biāo)準(zhǔn)件、裝配件填寫在明細(xì)表的上方。注意，不能遺漏加工工件和標(biāo)準(zhǔn)件、配套件。 定位分析和定位誤差計(jì)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(jī)床上對定誤差，指夾具相對于刀具或相對于機(jī)床成形運(yùn)動的位置誤差。 3）加工過程中出現(xiàn)的誤差，包括機(jī)床的幾何精度、運(yùn)動精度，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。2、誤差計(jì)算定位誤差分析因?yàn)槎ㄎ换鶞?zhǔn)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(zhǔn)位移誤差 jw=1/2(TD+T軸+s)=1/2(0.035+0.020+0.018)=0.0375。因?yàn)樵摲桨傅男妮S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(xiàng)精度的因素有： 1）定位誤差，此項(xiàng)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(biāo)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(biāo)準(zhǔn)鉆套，精度較高，此項(xiàng)可以忽略；驗(yàn)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(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)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(biāo)注的尺寸和技術(shù)條件 夾具裝配圖上應(yīng)標(biāo)注必

13、要的尺寸和技術(shù)要求，主要目的是為了檢驗(yàn)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(dá)到要求，為了設(shè)計(jì)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(biāo)注的尺寸 1）夾具外形輪廓尺寸； 2）夾具與機(jī)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(biāo)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(jì)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(biāo)準(zhǔn)化，可按標(biāo)準(zhǔn)選擇，為提高加工效率，在此設(shè)計(jì)中我是選用的可換鉆套和襯套，如下圖所示：夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與夾緊力計(jì)算選擇夾緊機(jī)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(diǎn)： 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)選擇在定位元件支承點(diǎn)的作用范圍內(nèi)，以及工作剛度高的位置，確保工件定位準(zhǔn)確、不變形。(3)選擇夾緊機(jī)構(gòu)： 在確定夾緊力的方向、作用點(diǎn)的同時(shí)，要確定相

15、應(yīng)的夾緊機(jī)構(gòu)。確定夾緊機(jī)構(gòu)要注意以下幾方面的問題：安全性。夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)具備足夠的強(qiáng)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(jī)構(gòu)的操作力不應(yīng)過大，以減輕操作人員的勞動強(qiáng)度，以提高工作效率。夾緊機(jī)構(gòu)的行程不宜過長，以提高夾具的工作效率。手動夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)操作靈活、方便。 確定夾緊力的方向、作用點(diǎn)，以及夾緊元件或夾緊機(jī)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(jì)時(shí)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(jìn)定位銷中，推動手柄，連同壓塊快速接近工件，同時(shí)使橫銷進(jìn)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(shí)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(zhǔn)導(dǎo)向裝置可換鉆套，進(jìn)行加工了。設(shè)計(jì)心得體會為期一周的機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)即將完美落幕，通過這次課程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)，使我對機(jī)械設(shè)計(jì)生產(chǎn)及應(yīng)用方面有了進(jìn)一步的了解。一遍又一遍的構(gòu)思，一次又一次的設(shè)計(jì)方案修改，暴露出了我在機(jī)械設(shè)計(jì)這方面知識的欠缺和不足。當(dāng)然，我們現(xiàn)在對機(jī)械設(shè)計(jì)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(xí)和探索，在這短暫的課程設(shè)計(jì)過程中中，不僅學(xué)習(xí)到了一些機(jī)械設(shè)計(jì)的最基本的理論，以及如何更高效的使用設(shè)計(jì)手冊，同時(shí)也對機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)生了更加濃厚的興趣。 機(jī)械設(shè)計(jì)往往離不開自己的閱歷，經(jīng)驗(yàn)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(yàn)，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(shí)訓(xùn)，不斷得使用Auto CAD繪圖軟件進(jìn)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(jì)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(jì)和計(jì)算過程中我和同學(xué)們都會出現(xiàn)一些細(xì)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(xí)，豐富自己的知識儲備，完善自己的專業(yè)技能。機(jī)械設(shè)計(jì)貫穿設(shè)計(jì)、制造、使用，維護(hù)的整個過程，設(shè)計(jì)時(shí)的疏忽總會不斷地反映出來，第

18、一次進(jìn)行這樣的課程設(shè)計(jì)，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(diǎn)下，我得到了長足的進(jìn)步，成功的我們所學(xué)的知識運(yùn)用到現(xiàn)實(shí)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(jī)械設(shè)計(jì)工程師，需要十年甚至十年以上的磨礪。還要有相當(dāng)?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(shí)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(jì)過程中，我學(xué)會了對于不同的待加工工件設(shè)計(jì)不同的夾具，對于夾具的各種標(biāo)準(zhǔn)件都學(xué)會了如何查標(biāo)準(zhǔn)件手冊、如何使用它們，這對我日后的學(xué)習(xí)積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，也更加清楚的明白了，一份好的設(shè)計(jì)光光靠創(chuàng)意是不夠的，還需要不斷的思考，比對