機床夾具設(shè)計課程設(shè)計說明書(銑床或加工中心夾具設(shè)計)

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1、《 機床夾具設(shè)計課程設(shè)計 》說明書 摘 要 夾具制造的主要特點是在機械制造過程中用來固定加工對象，使之占有正確的位置，已接受加工或檢測并保證加工要求的機床附加裝置，簡稱為夾具，在我們實際生產(chǎn)夾具的作用是將工件定位，已使加工工件獲得相對于機床和刀具的正確位置，并把工件可靠的夾緊。在現(xiàn)代制造技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，機床夾具無論在傳統(tǒng)的機床上還是在數(shù)控機床上，加工中心上，仍是必不可少的重要工藝裝備。通過機床夾具設(shè)計，不僅可以培養(yǎng)分析運用已學知識的能力，而且可以得到工程設(shè)計的初步訓練。 首先，對零件進行分析，主要是零件作用的分析和工藝分析，通過零件作用分析可以了解零件的基本情況，而工藝分析可以

2、知道零件的加工表面和加工要求。根據(jù)零件圖提出的加工要求，確定毛坯的制造形式和尺寸的確定。 其次，進行基面的選擇，確定加工過程中的粗基準和精基準。根據(jù)選好的基準，制訂工藝路線，通常制訂兩種以上的工藝路線，通過工藝方案的比較與分析，再選擇可以使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到合理的保證的一種工序。 再次，根據(jù)已經(jīng)選定的工序路線，確定每一步的切削用量及基本工時，并選擇合適的機床和刀具。對于粗加工，還要校核機床功率。 最后，提出設(shè)計問題，再選擇定位基準，然后開始切削力、夾緊力的計算和定位誤差的分析。然后把設(shè)計的過程整理為圖紙。 通過以上的概述整個設(shè)計基本完成。 關(guān)鍵詞:機械

3、加工工藝、夾具設(shè)計、工序、定位 I  目 錄 摘 要 I 1設(shè)計任務(wù) 1 2 零件的裝夾 1 2.1零件的工藝和精度分析 3 2.2 定位設(shè)計 4 2.3對刀引導(dǎo)裝置 6 2.4夾緊方案 6 2.5 分度對定機構(gòu)設(shè)計 8 2.6 夾具體設(shè)計 8 3夾具加工精度分析 9 3.1 定位精度 9 3.2 對刀精度 9 3.3安裝精度 10 3.4夾具精度 10 總 結(jié) 11 參考文獻 12

4、 1設(shè)計任務(wù) 1、明確設(shè)計任務(wù) 每個學生按指導(dǎo)教師提供的夾具設(shè)計題目自己選題目。 課程設(shè)計分組進行，每組2個零件，設(shè)計出2種機床夾具； 明確生產(chǎn)要求，確定零件的加工工藝，明確加工機床。 2、合理組織課程設(shè)計時間，明確進度，達到設(shè)計要求； 1）、根據(jù)選定的題目認真分析零件結(jié)構(gòu)及工序加工要求。 2）、繪制零件的工程圖和三維圖，注意規(guī)范制圖。 3）、按照選定的設(shè)計題目確定定位方案，確定重要的配合尺寸 4）、分析機床加工特點，合理確定夾緊方案 5）、確定夾具整體設(shè)計要點 6）. 提供設(shè)計說明書一份。設(shè)計說明書要提供零件簡單工序，加工精度分析，工序基準和設(shè)計

5、基準，理限，定位種類，定位元件尺寸規(guī)格，夾緊方案，對刀方案，夾具體結(jié)構(gòu)，對刀裝置設(shè)計，夾具安裝基準，夾具定位誤差的計算，夾具精度， 關(guān)鍵配合，技術(shù)要求，設(shè)計要點，并分析加工精度的影響因素。 3、機床專用夾具設(shè)計的基本要求  1）保證工件加工精度。正確確定工件定位方案、夾緊方案、刀具導(dǎo)向方式及合理制定夾具的技術(shù)要求。必要時進行誤差分析與計算。  2）夾具總體方案應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)。大批量生產(chǎn)時應(yīng)盡量采用各種快速、高效結(jié)構(gòu)在中、小批量生產(chǎn)中要在滿足夾具功能的前提下盡量使夾具結(jié)構(gòu)簡單、容易制造。  3）操作方便工作安全能減輕工人勞動強度。  4）便于排屑。

6、  5）有良好的工藝性。夾具應(yīng)便于制造、檢驗、裝配、調(diào)整、維修等。 4、夾具設(shè)計可選題目 為了使學生切實在夾具設(shè)計方面受到基本完整的訓練明確夾具設(shè)計的基本要求、熟練掌握夾具設(shè)計的方法步驟體驗各種夾具的特點。主要可從以下四類機床夾具中選題： 1）車床類夾具設(shè)計  2）銑床類夾具設(shè)計  3）鉆床類夾具設(shè)計  5、設(shè)計說明書格式  嚴格按照規(guī)定的格式進行。 2 零件的裝夾 2.1零件的工藝和精度分析 1.零件的工藝分析 工件的毛坯是鑄件，工件已加工過的孔徑為，粗糙度為6.3的底平面。 表2.1 連桿的加工工序[1] 序號 工序名稱 工序

7、內(nèi)容 設(shè)備 裝備 0 備料 鑄件 1 銑工 以孔的上表面為粗基準，粗銑下表面 銑床 2 鏜工 以下表面為精基準，鏜孔的孔到尺寸。 鏜床 3 銑工 以下表面和的孔為精基準加工上表面，在以上表面為精基準加工下表面，保證尺寸25mm。 銑床 4 銑工 以上表面為精基準加工下表面，保證尺寸25mm 銑床 5 鉆工 鉆和的孔。 鉆床 鉆模 其中需要設(shè)計第四和第五兩道工序的夾具設(shè)計。 1.銑平面 在加工上平面時，平面的表面粗糙度要求不是很高，由銑削直接加工就可以達到要求，其中平面的高度由地平面保證，平面尺寸和位置精度由設(shè)

8、計的夾具來保證。 2. 鉆孔 在加工孔，孔的尺寸精度和表面粗糙度要求不是很高，由鉆削直接加工就可以達到要求，其中孔的寬度由刀具的尺寸保證，孔的位置精度由設(shè)計的夾具來保證。 2.2 定位設(shè)計 1. 銑平面 銑的上平面應(yīng)該限制三個自由度，其中x軸和y軸的轉(zhuǎn)動自由度，還有z軸的移動自由度。但考慮到加工時工件定位的穩(wěn)定性，可以將五個不定度全部限制。 定位方案：可以選擇底面和側(cè)面，通過的三個支撐釘（A型）支撐底面及一個支撐板支撐側(cè)面實現(xiàn)定位。 圖2-1.銑床定位方案 定位誤差分析[2]：由于定位基準和工序基準重合，所以不存在基準不重合誤差，即，定位基面是下底面所以基準位移誤差。 所

9、以定位誤差 該定位方案限制了工件的五個自由度，理論限制三個自由度就可以了，因為考慮到工件的形狀，夾緊和精度，所以限制了工件的五個自由度，由于選用底面作基準，定位基準和工序基準重合，就不會產(chǎn)生基準不重合誤差。所以該方案合理。 2. 鉆孔 鉆和的孔應(yīng)該限制六個自由度，使工件處于完全定位，增加工件的定位精度。 定位方案：選擇底面和孔，的外圓柱面定位。通過三個支撐釘（A型）支撐底面，短圓柱銷定位的孔，活動V形塊支撐的圓柱面來實現(xiàn)定位。其中短銷和孔的配合類型為過渡配合。對左邊的圓薄面增加輔助支撐，增加其剛度。 圖2-2.鉆床定位方案 1） 定位誤差分析：加工孔時，由于銷軸的公差為0.02

10、1mm 由于定位基準和工序基準重合，故； 加工孔時存在基準位移誤差，故 由此可知此定位方案能滿足尺寸的定位要求。 加工孔時，與加工孔時的定位基準和工序基準一樣，所以定位精度也一樣，所以此定位方案能滿足尺寸的定位要求。 該定位方案限制了六個自由度，屬于完全定位，顯然此方案滿足“六點定位原理”的要求，定位簡單、高效、安裝方便、夾具制造簡單成本低、加工精度高。加工孔時工序基準和定位基準都是孔。加工的孔的工序基準和定位基準都是的孔。所以不存在基準不重合誤差。因此該方案合理。 2.3對刀引導(dǎo)裝置 銑床沒有必要用對刀引導(dǎo)裝置，所以只選擇鉆床的對刀引導(dǎo)裝置。 由于生產(chǎn)量為單件小批量生產(chǎn)故選用

11、可換鉆套。利用翻轉(zhuǎn)式鉆模。 主要尺寸由《機床夾具零、部件》國家標準GB/T2263—80，GB/T2265—80中 選取。 鉆孔時鉆套內(nèi)徑為。 外徑為和。 中間襯套內(nèi)徑為和。外徑與中間襯套的配合類型[3]為間隙配合。 中間襯套外徑為和。中間襯套與夾具體之間的配合類型為過渡配合。 鉆套端面至加工面的距離取8mm。 麻花鉆選用。 鉆套軸線對基面的垂直度允差為0.02mm。 2.4夾緊方案 在機械加工中，工件的定位和夾緊是相互聯(lián)系非常密切的兩個工作過程。工件定位后，必須采用一定的裝置把工件壓緊夾牢在定位元件上。從而使工件在加工過程中，不會由于切削力、工件重力、離心力或慣性力等

12、的作用而發(fā)生位置變化或產(chǎn)生振動,以保證加工精度,避免機床、刀具的損壞和發(fā)生人身安全事故。 因此為了確定比較合理的夾緊方案，按如下步驟設(shè)計夾緊方案（應(yīng)該注意的問題）： 1) 根據(jù)工件的形狀、大小、加工要求、定位裝置的結(jié)構(gòu)和布置情況等，確定夾緊點與作用方向。 2) 分析工件的受力情況，運用類比、試驗或估算等方法，確定所需夾緊力的大小。 3) 按所需夾緊力，并根據(jù)生產(chǎn)批量，選擇或設(shè)計夾緊裝置。 4) 在設(shè)計時，盡可能采用已有的、可靠的夾緊方式，這樣可以免除復(fù)雜的設(shè)計計算，加快設(shè)計過程。 在考慮到以上問題的基礎(chǔ)上確定夾緊方案，夾緊方案的確定，其實就是夾緊力的確定。夾緊力的確定就是確定夾緊力

13、的方向、作用點和大小三個要素。在進行這項工作時，必須結(jié)合定位裝置的結(jié)構(gòu)形式和布置方式，并分析工件的結(jié)構(gòu)特點、加工要求及其他作用于工件上的外力情況，在此基礎(chǔ)上確定夾緊力的方向、作用點和大小， 1. 銑床夾緊 根據(jù)上面的要求，夾緊方案如下圖。 圖2-3.銑床的夾緊方案 2. 鉆床的夾緊 鉆床夾緊方案如下圖： 圖2-4.鉆床的夾緊方案 2.5 分度對定機構(gòu)設(shè)計 銑上表面不必用分度對定機構(gòu)。 由于翻轉(zhuǎn)式鉆模主要用于加工中、小型工件分布在不同表面上的孔。所以鉆兩個孔用翻轉(zhuǎn)式鉆模。 2.6 夾具體設(shè)計 在夾具體設(shè)計方面，我們采用了一個直角塊，來進行大體上的定位，而且要設(shè)置導(dǎo)

14、引裝置的安裝位置，對各個面的要求見零件圖，夾具體通過安裝在夾具體上的定向鍵進而與銑床的工作臺連接，從而實現(xiàn)對夾具的固定。 此夾具在有加強筋的情況下，具有足夠的剛度與強度，安放穩(wěn)定，工藝性好，實用安全。 3夾具加工精度分析 3.1 定位精度 1. 銑平面的定位精度 由于定位基準和工序基準重合，所以不存在基準不重合誤差，即，定位基面是下底面所以基準位移誤差。 所以定位誤差 因為上表面標的工序尺寸是自由公差，中度等級所以公差為0.2。，所以：。 2. 鉆孔的定位精度 2） 加工孔時，由于銷軸的公差為0.021mm 由于定位基準和工序基準重合，故； 加工孔時存在基準位移誤差

15、，故 由此可知此定位方案能滿足尺寸的定位要求。 3） 加工孔時，與加工孔時的定位基準和工序基準一樣，所以定位精度也一樣，所以此定位方案能滿足尺寸的定位要求。 3.2 對刀精度 1. 銑床的對刀的精度 銑床用方形對刀塊，用于調(diào)整組合銑刀的位置； 2. 鉆床的對刀精度 ， 其中誤差在允許的范圍內(nèi)，所以對刀精度在允許范圍內(nèi)。 3.3安裝精度 1. 銑床的對刀精度 根據(jù)夾具的安裝誤差 2. 鉆床的對刀精度 根據(jù)夾具的安裝誤差 3.4夾具精度 1. 銑床的夾具精度 銑床的夾具精度為。所以能夠滿足平面加工精度要求。 2. 鉆床的加工精度 由于鉆床夾具沒有位置誤差

16、，，所以夾具精度誤差為： ，所以夾具能保證尺寸和加工精度要求。 綜上所述：工件在夾具中加工時，總加工誤差∑為上述各項誤差之和。由于上述誤差均為獨立隨機變量，應(yīng)用概率法疊加。因此，保證工件加工精度的條件是： 經(jīng)過計算，得出夾具的總誤差滿足加工要求。 總 結(jié) 通過這次課程設(shè)計實訓，使我對夾具課程有了更進一步的了解。夾具在現(xiàn)在工業(yè)中有著重要的作用，當然，我們現(xiàn)在對機械設(shè)計只不過時一個初步的了解，這門課程還有更多的知識等著我們?nèi)W習，在這兩周短暫的課程設(shè)計里，我學會了一些夾具設(shè)計的最基本的理論，同時也對夾具設(shè)計產(chǎn)生了濃厚的興趣。 在這次課程設(shè)計過程中，我發(fā)現(xiàn)自

17、己還有很多不足之處，在設(shè)計和計算過程中也出現(xiàn)了各種各樣的錯誤，在同學和老師的幫助下也都盡量改正了，雖然還存在或多或少的問題，這也是我今后努力的方向，我會繼續(xù)努力學習，來豐富自己的知識。 在這段時間的不懈努力下，我了解了在課程設(shè)計中應(yīng)注意的問題： 1）注意與工藝規(guī)程的銜接，夾具設(shè)計應(yīng)和工序設(shè)計統(tǒng)一 所需設(shè)計的夾具絕大多數(shù)用于零件加工的某一特定工序。在工藝設(shè)計環(huán)節(jié)中，對該工序的設(shè)計已要求設(shè)計其定位與夾緊方案，因此夾具設(shè)計的具體內(nèi)容應(yīng)與工序設(shè)計保持一致，不能相互沖突。 2）設(shè)計時要有整體觀念 夾具設(shè)計有其自身的特點：定位、夾緊等各種裝置在設(shè)計前是分開考慮的，設(shè)計后期通過夾具體的設(shè)計將各種元件聯(lián)系為一個整體。 3）設(shè)計中應(yīng)學習正確運用標準與規(guī)范 對于國家標準的規(guī)范要嚴格要求和執(zhí)行。夾具設(shè)計過程中選擇各種功能元件時應(yīng)注意盡可能選用標準件，減少非標準件的設(shè)計制造工作量，降低夾具成本。 參考文獻 [1]機械制造工藝學/鄭修本主編，—2版—北京：機械工業(yè)出版社，1995.5 [2] 機床夾具設(shè)計與應(yīng)用/李存霞，季瑞海主編.—北京：清華大學出版社；北京交通大學出版社，2011.10 [3] 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)/周兆元，李翔英主編.—3版—北京工業(yè)出版社，2001.3 11