夾具課程設(shè)計(jì)說明書

1、洛陽理工學(xué)院洛 陽 理 工 學(xué) 院課程設(shè)計(jì)說明書課程名稱：機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)課題：鉆床夾具設(shè)計(jì)專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化班級：B080205姓名：史俊南學(xué)號：B080205212012年 月 日 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書機(jī)械工程系 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 專業(yè)學(xué)生姓名 史俊南 班級B080205學(xué)號B08020521課程名稱： 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目： 鉆床夾具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求：內(nèi)容：為所示支架設(shè)計(jì)一套鉆模夾具，便于搖臂鉆床的加工。設(shè)計(jì)要求：1. 在搖臂鉆床上加工12的通孔。2. 要求繪制A1夾具裝配圖一張，零件圖一張，說明書一份。3.夾具設(shè)計(jì)要求合理，有利提高加工精度，保證加工質(zhì)量，降低加

2、工成本，提高勞動生產(chǎn)率和減輕工人的勞動強(qiáng)度，便于批量生產(chǎn)。 設(shè)計(jì)（論文）開始日期2012年2月19日 指導(dǎo)老師： 設(shè)計(jì)（論文）完成日期2012年3月2日 張老師 2012年 月 日課程設(shè)計(jì)評語機(jī)械工程系機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)學(xué)生姓名史俊南班級B080205學(xué)號 B08020521課程名稱機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目鉆床夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師張老師課程設(shè)計(jì)篇幅：圖紙二張說明書17頁指導(dǎo)教師評語： 年 月 日 指導(dǎo)教師： 目 錄序言-41. 專用夾具設(shè)計(jì)-51.1設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作-5. 明確工件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)-5. 熟悉工件零件圖和工序圖-5. 加工方法-61.2 總體方案的確定-6. 定位方案-6選擇加

3、緊機(jī)構(gòu)-6選擇導(dǎo)向裝置-7. 夾具體-81.3. 繪制夾具裝配圖-9. 制圖比例的選擇-9. 定位、夾緊、導(dǎo)向，夾具體-92. 裝配圖上應(yīng)標(biāo)注的尺寸和技術(shù)條件-112.1. 具裝配圖上標(biāo)注的尺寸-112.2. 夾具裝配圖上應(yīng)標(biāo)注的技術(shù)要求-113. 夾具零件圖上應(yīng)標(biāo)注的尺寸和技術(shù)條件-123.1. 夾具零件圖上標(biāo)注的尺寸-123.2. 夾具零件圖上應(yīng)標(biāo)注的技術(shù)要求-124. 方案設(shè)計(jì)論證-134.1. 設(shè)計(jì)方法與結(jié)果-13感想-15致謝-16參考文獻(xiàn)-17 序言機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)中的一個(gè)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)

4、用機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)以及其他先修課程的理論知識和生產(chǎn)實(shí)際知識去分析和解決工程實(shí)際問題的能力，通過課設(shè)訓(xùn)練可以鞏固、加深有關(guān)機(jī)械課設(shè)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)能力，為以后續(xù)的專業(yè)課程及畢業(yè)設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)，做好準(zhǔn)備。3使學(xué)生具有運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范手冊、圖冊和查詢有關(guān)設(shè)計(jì)資料的能力。 零件在工藝規(guī)程之后，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，成批生產(chǎn)時(shí)還要用機(jī)床夾具。他們時(shí)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

5、件定位后，為了避免在加工中受到切削力、重力等的作用而3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。在成批、大量生產(chǎn)中，工件的裝夾是通過機(jī)床夾具來實(shí)現(xiàn)的。機(jī)床夾具在生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。1. 專用夾具設(shè)計(jì)1.1設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作. 明確工件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)它是夾具總體方案確定的依據(jù)之一，它決定了夾具的復(fù)雜程度和自動化程度。如大批量生產(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

6、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)。· 圖11工件圖已知待加工工件如上圖所示，零件材料HT1530，加工12孔（前工已將各部尺寸加工），用64孔定位。. 加工方法 了解工藝規(guī)程中本工序的加工內(nèi)容，機(jī)床、刀具、切削用量、工步安排、工時(shí)定額，同時(shí)加工零件數(shù)。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12孔。1.2 總體方案的確定. 定位方案 工序圖只是給出了原理方

7、案，此時(shí)應(yīng)仔細(xì)分析本工序的工序內(nèi)容及加工精度要求，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定位的組合。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，方便機(jī)床夾具的維修和維護(hù)。選用內(nèi)六角螺栓將長圓柱銷定位在夾具體上，用一面兩銷定工件的五個(gè)自由度。根據(jù)本次夾具設(shè)計(jì)的零件，我設(shè)計(jì)的定位方案為短圓柱銷和菱形銷組合定位，可以制6個(gè)自由度，所以選用該種定位方案。選擇加緊機(jī)構(gòu)(1)夾緊力的方向：夾緊力的方向要有利于工件的定

8、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，以防止以外傷及夾具操作人員。手動夾具夾緊機(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。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。選用聯(lián)動夾緊裝置來夾緊工件。確定夾緊力的方向、作用點(diǎn)，以及夾緊元件或夾

9、緊機(jī)構(gòu)，估算夾緊力大小，要選擇和設(shè)計(jì)動力源。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。 方案一 使用一般夾緊機(jī)構(gòu) 方案二 使用聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu) 由于工件批量小，加工質(zhì)量要求比較高，宜用聯(lián)動的手動裝置。軸承套的軸向剛度比徑向剛度好，因此夾緊力應(yīng)指向限位臺階面。采用聯(lián)動緊機(jī)構(gòu)，使工件裝卸迅速、方便。因定位方案選擇的是心軸定位，快速聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu)更合適于本方案，所以采用方案二。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，選擇快換導(dǎo)向套加工工件。如下圖所示： 圖12快換鉆套.

10、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(gè)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。 圖13 夾具體1.3. 繪制夾具裝配圖. 制圖比例1：1把工件視為透明體，用雙點(diǎn)劃線畫出輪廓，畫出定位面、夾緊面和加工表面，無關(guān)表面可以省略。. 定位、夾緊、導(dǎo)向，夾具體畫出定位元件和導(dǎo)向元件，按夾緊狀態(tài)畫出夾緊元件或機(jī)構(gòu)，必要時(shí)可用雙點(diǎn)劃線畫出松開位置時(shí)的夾緊元件的輪廓，畫出夾具體，其他元件或機(jī)構(gòu)，以及上述各元件與夾具體的聯(lián)結(jié)，使夾具形成一體，標(biāo)注必要的尺寸，配合和技術(shù)條件。對零件編號，填寫標(biāo)題欄和零件明細(xì)表。其中還要在定位，導(dǎo)向完成后進(jìn)行定位精度

11、驗(yàn)算，在夾緊機(jī)構(gòu)完成后進(jìn)行夾緊力的驗(yàn)算，以及重要的受力元件或機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度驗(yàn)算。裝配圖： 圖15 夾具裝配圖（1）總裝配圖應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)盡可能1：1地繪制，這樣圖樣有良好的直觀性。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原理和結(jié) 構(gòu)。（2）視工件為透明體，用雙點(diǎn)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(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。如本次設(shè)計(jì)中

12、的長690mm，寬460mm，高450mm。 夾具與機(jī)床的聯(lián)系尺寸，即夾具在機(jī)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(shí)塞尺的尺寸、對刀塊表面到定位表面的尺寸即公差。如快換鉆套與襯套之間采用間隙配合，其尺寸公差為 ，襯套與鉆模板之間采用過盈配合，其尺寸公差為。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。如襯套8與夾具體孔的配合。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。如設(shè)計(jì)中短圓柱定位銷4相對于已加工好兩孔中心線位置要求mm；（6）標(biāo)注技術(shù)條件。 定位元件的定位面間相互位置精度

13、。 定位元件的定位表面與夾具安裝基面的位置精度。如定條形板15與夾具體底面的平行度不得大于0.02；短圓柱銷和加工工件64孔配做，菱形銷25與襯套8和夾具體28上的孔配做，菱形銷的軸線與夾具體體面的平行度不得大于0.02。 定位表面與導(dǎo)向元件間的位置精度?？鞊Q鉆套5孔中心線對于夾具體28底面的垂直度誤差不得大于0.02。 導(dǎo)向元件工作面間的位置精度。兩個(gè)快換鉆套中心線之間滿足。（7）對零件編號，填寫標(biāo)題欄和零件明細(xì)表。 每一個(gè)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)、查找工作。 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，

14、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。2. 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，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。2.1. 夾具裝配圖上標(biāo)注的尺寸（1）夾具外形輪廓尺寸，如長、寬、高。如本次設(shè)計(jì)中的長690mm，寬460mm，高450mm。（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）夾具與鉆頭的聯(lián)系尺寸，如鉆模套對鉆頭引導(dǎo)所需要的距離(12)d=18mm。 （4）夾

15、具中工件與定位銷之間按一般精度等級如H7/h6，鉆套與鉆頭間一般選H7/h6、鉆套與襯套間一般選H7/n6，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應(yīng)滿足要求。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。2.2. 夾具裝配圖上應(yīng)標(biāo)注的技術(shù)要求 應(yīng)標(biāo)注的技術(shù)要求包括：相關(guān)元件表面間的位置精度，主要表面的形狀精度，保證裝配精度和檢測的特殊要求，以及調(diào)整、操作等必要的說明。通常有以下幾方面： （1）定位元件的定位表面間相互位置精度。 （2）定位元件的定位表面與夾具安裝基面、定向基面間

16、的相互位置精度。 （3）定位表面與導(dǎo)向元件工作面間的相互位置精度。 （4）各導(dǎo)向元件的工作面間的相互位置精度。 （5）夾具上有檢測基準(zhǔn)面的話，還應(yīng)標(biāo)注定位表面，導(dǎo)向工作面與該基準(zhǔn)面間的位置精度。對于不同的機(jī)床夾具，對于夾具的具體結(jié)構(gòu)和使用要求，應(yīng)進(jìn)行具體分析，訂出該夾具的具體的技術(shù)要求。設(shè)計(jì)中可以參考機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊以及同類夾具的圖樣資料等。3.夾具零件圖上應(yīng)標(biāo)注的尺寸和技術(shù)要求零件圖上應(yīng)標(biāo)注必要的尺寸和技術(shù)要求，標(biāo)注的主要目的是保證夾具體各個(gè)零件之間的尺寸要求和安裝配合后的精度要求，也是為了各夾具零件加工后進(jìn)行安裝配合能滿足制造工件的要求。3.1.夾具零件圖上標(biāo)注的尺寸（夾具的底座）（1）夾

17、具底座的外形尺寸（2）夾具體的底座上的各螺紋孔之間的位置尺寸要求，定位銷的配做精度要求。3.2.夾具零件圖上應(yīng)標(biāo)注的技術(shù)要求 （1）夾具底座下表面和上表面的粗糙度要求，上表面本身的平面度要求，上下表面之間的平行度要求。其中鉆模板支撐的零件圖如圖3-1所示圖31 4.方案設(shè)計(jì)論證 （1）首先根據(jù)已知工件的需要，選擇加工機(jī)床，應(yīng)選用立式鉆床加工比較合理。 （2）其次工件主要定位部分為一面兩孔，所以在本方案中用一面兩銷定位，正好滿足六點(diǎn)定位原理，故此工件就采用這種方法進(jìn)行定位。 （3）最后將一面兩銷先固定在一工字鋼型上，利用支撐板和短菱形定位銷、進(jìn)行定位，一面兩銷把工件定位后，可利用凸輪聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu)

18、對工件進(jìn)行夾緊，工件的夾緊力的方向應(yīng)該和工件12孔的徑向方向一致，保證工件的軸線和夾具體的底座有一定的平行度要求。4.1.（1）首先對工件的加工要求進(jìn)行分析，已知工件上鉆六個(gè)12的孔，根據(jù)工件的形狀和加工要求，我認(rèn)為此工件的加工采用立式鉆床比較合理。（2）其次根據(jù)六點(diǎn)定位原理，選用兩個(gè)條形板代表一個(gè)大平面、一個(gè)短圓柱銷，一個(gè)短菱形銷，一面兩銷正好滿足六點(diǎn)定位原理，由于限制了六個(gè)自由度，所以只需要將工件夾緊就可以進(jìn)行加工了，在水平方向上進(jìn)行夾緊，可以利用凸輪聯(lián)動夾緊裝置對工件進(jìn)行夾緊，避免工件加工時(shí)的移動影響加工精度。（3）最后對整個(gè)夾緊方案分析得出，定位符合六點(diǎn)定位原理，夾緊工件穩(wěn)定，所以此夾

19、具設(shè)計(jì)方案可行。 感想 通過加工彎支架對鉆床夾具的設(shè)計(jì)，對常用工件在加工過程中對夾具的工藝要求有了更深一層的理解，掌握了鉆床夾具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)計(jì)算方法，對獨(dú)立設(shè)計(jì)夾具具有了一次前所未有的鍛煉。 在設(shè)計(jì)過程充分利用了各種方式，查閱大量的文獻(xiàn)資料，對四年來所學(xué)的專業(yè)課程來了一次大綜合，重新深入學(xué)習(xí)了一遍，同時(shí)在反復(fù)的思考中不斷深化對各種理論知識的理解，在設(shè)計(jì)過程中充分利用CAD軟件繪圖，在計(jì)算機(jī)軟件的幫助之下，大大的提高了工作效率。 總之，通過這一次的課程設(shè)計(jì)，讓我把三年來所學(xué)習(xí)的知識系統(tǒng)地復(fù)習(xí)了一遍，不僅如此，我更加深刻地理解了一些理論知識；同時(shí)，通過對其他文獻(xiàn)資料的參考，讓我的知識面擴(kuò)大了很多，學(xué)習(xí)了更多的專業(yè)方面的知識，著實(shí)獲益匪淺！ 致謝致謝 在老師和同學(xué)