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1、机械制造夹具设计说明书机械制造技术基础课程设计题目：专用夹具设计学院：机械工程学院班级：XX级机械制造与自动化X班姓名：XX指导教师：XX完成日期：2013年12月31S目录第一章前言1第二章专用夹具设计22.1夹具的简介22. 1.1夹具的概念22.2夹具设计前的准备工作32. 2.2熟悉工件零件图与工序图32. 3选择夹紧机构3第三章夹具装备分析43. 1夹具的功用43. 1.1机床夹具的要紧功能43. 1.2机床夹具的特殊功能43. 1.3夹具体要紧技术条件及优缺点的分析53.2夹具的分类63. 3夹具的构成7第四章机床夹具的设计特点与设计要求74. 1机床夹具的设计特点75. 2拟定夹
2、具的结构方案81.2. 1定位方案的确定81.3. 1夹紧方案确定94. 3夹具总图设计94.1. 夹具精度校核94.2. 夹具的设计步骤104.3. 总图技术要求的定制124.4. 夹具设计中的几个重要问题134.5. 精度分析135. 1定位基准的选择145.2加工精度分析155.3拟定工艺路线165.4工艺方案的比较与分析175.5选择加工设备与工艺装备195.5.1专用夹具的基本要求195.6夹紧力的计算205. 7定位误差分析21第六章夹具装配图上应标注的尺寸与技术条件216. 1夹具装配图上标注的尺寸216.2夹具装配图上应标注的技术要求22第七章夹具体零件图应标注的尺寸与技术要求
3、227. 1夹具体零件图上标注的尺寸227.2夹具体零件图上标注的技术要求23第八章对夹具设计的心得体会23第九章课程设计总结25参考文献26附表1机械加工工艺过程卡片27第一章前言机械制造装备设计是机械设计制造及其自动化专业的一门要紧专业课，其任务是通过该课程的学习，掌握要紧机械制造装备的工作原理及其正确使用与选用方法、原则，并具备一定的机械制造装备的总体设计、传动设计、结构设计等基本知识与要紧工艺装备的设计能力。而课程设计是机械制造装备设计课程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。通过课程设计的实践，综合地运用装备设计课程与其他先修课程的理论与实际知识，进一
4、步培养与提高学生分析与解决工程实际问题的机械设计能力。其目的在于：(1)通过课程设计，使学生能综合运用夹具设计课程及其他有关专业课程的知识，学会用所学的理论知识指导设计实践，树立正确的设计思想。(2)通过课程设计，培养学生分析与解决工程实际问题的能力，使学生掌握机床夹具的通常设计方法与步骤，提高其走上工作岗位所需的专业技能。(3)通过课程设计，使学生学习运用标准、规范、手册、图册与查阅有关技术资料等。零件在工艺规程之后，就要按工艺规程顺序进行加工。在加工中除了需要机床、刀具、量具之外，成批生产时还要用机床夹具。他们是机床与工件之间的连接装置，使工件相关于机床获得正确的位置。机床夹具的好坏将直接
5、影响工件加工表面的位置精度、形状精度与尺寸精度。通常把确定工件在机床上或者夹具中占有正确位置的过程，称之定位。当工件定位后，为了避免在加工中受到切削力、重力等的作用而破坏定位，还应该用一定的机构或者装置将工件加以固定。使工件在加工过程中保持定位位置不变的操作，称之夹紧。将工件定位、夹紧的过程称之装夹。工件装夹是否正确、迅速、方便与可靠，将直接影响工件的加工质量、生产效率、制造成本与操作安全。在成批、大量生产中，工件的装夹是通过机床夹具来实现的。机床夹具在生产中应用十分广泛，夹具按使用范围分为通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具与随行夹具，按使用机床分为车床夹具、铳床夹具、钻床夹具、像床夹具、
6、磨床夹具、齿轮机床夹具、自动机床夹具、数控机床夹具、自动线随行夹具与其他机床夹具等，按夹紧的动力源分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、气-液增力夹具、电磁夹具及真空夹具等。根据所加工工件的要求，本次使用的是钻床浮动夹紧专用夹具。由于能力有限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多加指教。第二章专用夹具设计2.1夹具的简介夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接与检测等工艺过程中。在金属切削机床上使用的夹具统称之机床夹具。在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着加工的精度、劳动生产率与产品的制造成本等，故机床夹具设计在企业
7、的产品设计与制造与生产技术准备中占有极其重要的地位。机床夹具设计是一项重要的技术工作。2. 1.1夹具的概念在机械制造厂的生产过程中用夹安装工件使之固定在正确的位置上，完成其切削加工、检验、装配、焊接等工作，所使用的工艺装备称之夹具。2.2 夹具设计前的准备工作2.2.1 明确工件的年生产纲领确定毛坯类型为6000件/年，结合生产实际，备品率(！与废品率B分别取10%与1%口N=Q(I+%+%),得年生产纲领N=6000(l+10%+l%)=6660件/年划分生产类型的参考数据确定为大批，工作制度8小时/班制。由因此大批量生产，因此使用的是流水线生产方式，一个工人加工一个工序，以提高生产效率，
8、达到降低成本的目的，其属轻型零件，生产类型为大量生产。2.2.2 熟悉工件零件图与工序图零件图给出了工件的尺寸、形状与位置、表面粗糙度等精度的总体要求，工序图则给出了夹具所在工序的零件的工序基准、工序尺寸、已加工表面、待加工表面、与本工序的定位、夹紧原理方案，这是夹具设计的直接根据。包含零件图的分析、毛坯制造方法的选择、基准的选择、加工方法的选择、加工顺序的确定、工艺路线的制订、余量与工序尺寸的确定、切削用量的选择等。2.3 选择夹紧机构在确定夹紧力的方向、作用点的同时，要确定相应的夹紧机构。确定夹紧机构要注意下列几方面的问题：安全性夹紧机构应具备足够的强度与夹紧力，以防止意外伤及夹具操作人员
9、。手动夹具夹紧机构的操作力不应过大，以减轻操作人员的劳动强度。夹紧机构的行程不宜过长，以提高夹具的工作效率。手动夹紧机构应操作灵活、方便。确定夹紧力的方向、作用点，与夹紧元件或者夹紧机构，要选择与设计动力源。夹紧方案也需反复分析比较，确定后，正式设计时也可能在具体结构上作一些修改。第三章夹具装备分析3. 1夹具的功用在机床上用夹具装夹工件时，其要紧功能是使工件定位与夹紧。然而，由于各类机床加工方式的不一致，有些机床夹具还具有一些特殊的功能。3.1.1 机床夹具的要紧功能定位：确定工件在夹具中占有正确的过程。定位是通过工件定位基准面与夹具定位元件的定位面接触或者配合实现的。正确的定位能够保证工件
10、加工面的尺寸与位置精度要求。夹紧：工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。由于工件在加工时，受到各类力的作用，若不将工件固定，则工件会松动、脱落。因此，夹紧为工件提供了安全、可靠的加工条件。3. 1.2机床夹具的特殊功能（1）对刀调整刀锯切削刃相对工件或者夹具的正确位置。如铳床夹具中的对刀块，它能迅速地确定铳刀相关于夹具的正确位置。（2）导向如钻床夹具中的钻模板与钻套，能迅速地确定钻头的位置，并引导其进行钻削。导向元件制成模板形式，故钻床夹具常称之钻模。链床夹具也具有导向功能。机床夹具是在机床上用以准确，迅速地安装工件或者刀具，从而保证工件与刀具间正确相对位置的一种工艺装备
11、。使用夹具能够有效地保证工件的加工质量，提高劳动生产率，扩大机床的工艺范围与减轻劳动强度；因此，夹具在机械制造中占有重要的地位。3.1.3夹具体要紧技术条件及优缺点的分析夹具体的上平面与底面的平行度要求较高，要紧是为了防止装夹后工件倾斜。(1) .保证加工质量：使用机床夹具的首要任务是保证加工精度，特别是保证被加工工件加工面与定位面之间与被加工表面相互之间的位置精度。使用机床夹具后，这种精度要紧靠夹具与机床来保证，不再依靠工人的技术水平。(2) .提高生产效率，降低生产成本：使用夹具后可减少划线、找正的辅助时间，且易实现多件、多工位加工。在现代机床加工中，广泛使用气动、液动等机动加紧装置，但是
12、辅助时间进一步减少。(3) .扩大机床工艺范围：在机床上使用夹具可使加工变得方便，并可扩大机床的工艺范围。比如，在机床或者钻床上使用像模，能够代替镇床像孔。又如，使用靠模夹具，可在车床或者铳床上进行仿形加工。(4) .减轻工人劳动强度，保证安全生产。优点：V形块与定位销是可换的。在多次装夹、拆装后，由于V形块是定位与加紧的，频繁使用会导致精度降低，当加工出的零件达不到要求时，换V形块就行。缺点：工作时间长了或者者切削力太大可能引起夹具体整体变形，达不到要求。这是就需要重新设计。3.2夹具的分类夹具有多种分类方法（如车床、铳床、刨床、钻床、镣床、磨床、齿轮加工机床、拉床等夹具。），机床夹具通常有
13、三种分类方法，即按使用范围与特点、夹紧动力源与使用机床来分类。1、 .按使用范围与特点可分为：通用夹具、通用可调整夹具、专用夹具、组合夹具、成组夹具、拼拆式夹具。2、按夹具动力源分类：手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液增压夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具、离心力夹具、其他。3、按使用机床分类：车床夹具、铳床夹具、钻床夹具、链床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具、其他机床夹具。通用夹具是在普通机床上通常都附有通用夹具,如车床上的卡盘,铳床上的回转工作台,分度头,顶尖座等。它们都一标准化了，具有一定的通用性,能够用来安装一定形状尺寸范围内的各类工件而不需要进行特殊的调整。通用可调整式夹具的特点是夹具的
14、部分元件能够更换，部分装置能够调整，以习惯不一致零件的加工。专用夹具是为了习惯某一工件的某一工序加工的要求而专门设计制造的。组合夹具是由一套标准化的夹具元件，根据零件的加工要求拼装构成。不一致元件的不一致组合与联接可构成不一致结构与用途的夹具。夹具用完后，元件能够拆卸重复使用。成组夹具是用于零件成组加工的夹具。它的加工对象较之可调整夹具更明确，适用范围更广一些。拼拆式夹具是将标准化的、可互换的零部件装在基础件上或者直接装在机床工作台上，并利用调整件装配而成。当某种零件加工完毕，即把夹具拆开，将这些标准零部件放入仓库中，以便重复用于装配成加工另一零件的夹具。这种夹具是通过调整其活动部分与更换定位
15、元件的方式重新调整的。本课程设计研究了翻转式夹具，阐述了翻转式夹具的工作原理，对翻转式夹具的各零部件做了较为全面的设计计算，并对一些标准件进行了选型，且进行了有关的强度校核。3.3夹具的构成通常夹具的构成部分如下：(1)定位装置定位装置包含定位元件及其组合，其作用是确定工件在夹具中的位置。常用的定位元件有支承钉、定位销、V型块等。(2)夹紧装置夹紧装置的作用是将工件压紧夹牢、保证工件在定位是所占据的位置，在加工过程中不因受外力(切屑力、重力、惯性力等)与动力装置(气缸、液压缸等)构成。(3)对刀、引导装置对刀、引导装置的作用是确定刀具相关于夹具的位置，或者引导刀具进行加工。常用的对刀、引导元件有对刀块、钻套等。(4)其他原件及装置根据夹具特殊功能需要而设置一些元件或者装置。如分度装置、靠模装置、连接件、操作建议及其他辅助元件等。第四章机床夹具的设计特点与设计要求4.1 机床夹具的设计特点机床夹具设计与其它装备设计比较，有较大的差别，要紧表现在下列五个方面：(1) 要有较短的设计与制造周期。通常没有条件对夹具进行原理性试验与复杂的计算工作。
