機床夾具設計課程設計說明書(銑床或加工中心夾具設計)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　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

2、是必不可少的重要工藝裝備。通過機床夾具設計，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計的初步訓練。</p><p>　　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。</p><p>　　其次，進行基面的選擇，確定加工過程中的粗

3、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要求得到合理的保證的一種工序。</p><p>　　再次，根據(jù)已經選定的工序路線，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。</p><p>　　最后，提出設計問題，再選擇定位基準，然后開始切削力、

4、夾緊力的計算和定位誤差的分析。然后把設計的過程整理為圖紙。</p><p>　　通過以上的概述整個設計基本完成。</p><p>　　關鍵詞:機械加工工藝、夾具設計、工序、定位</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p>

5、;<p><b>　　1設計任務1</b></p><p><b>　　2 零件的裝夾1</b></p><p>　　2.1零件的工藝和精度分析3</p><p>　　2.2 定位設計4</p><p>　　2.3對刀引導裝置6</p><p><

6、;b>　　2.4夾緊方案6</b></p><p>　　2.5 分度對定機構設計8</p><p>　　2.6 夾具體設計8</p><p>　　3夾具加工精度分析9</p><p>　　3.1 定位精度9</p><p>　　3.2 對刀精度9</p><p>　

7、　3.3安裝精度10</p><p>　　3.4夾具精度10</p><p><b>　　總 結11</b></p><p><b>　　參考文獻12</b></p><p><b>　　1設計任務</b></p><p><b>

8、　　1、明確設計任務</b></p><p>　　每個學生按指導教師提供的夾具設計題目自己選題目。 課程設計分組進行，每組2個零件，設計出2種機床夾具； 明確生產要求，確定零件的加工工藝，明確加工機床。</p><p>　　2、合理組織課程設計時間，明確進度，達到設計要求；</p><p>　　1）、根據(jù)選定的題目認真分析零件結構及工序加工要求。 &l

9、t;/p><p>　　2）、繪制零件的工程圖和三維圖，注意規(guī)范制圖。</p><p>　　3）、按照選定的設計題目確定定位方案，確定重要的配合尺寸</p><p>　　4）、分析機床加工特點，合理確定夾緊方案</p><p>　　5）、確定夾具整體設計要點</p><p>　　6）. 提供設計說明書一份。設計說明書要提供零

10、件簡單工序，加工精度分析，工序基準和設計基準，理限，定位種類，定位元件尺寸規(guī)格，夾緊方案，對刀方案，夾具體結構，對刀裝置設計，夾具安裝基準，夾具定位誤差的計算，夾具精度， 關鍵配合，技術要求，設計要點，并分析加工精度的影響因素。</p><p>　　3、機床專用夾具設計的基本要求 </p><p>　　1）保證工件加工精度。正確確定工件定位方案、夾緊方案、刀具導向方式及合理制定夾具的

11、技術要求。必要時進行誤差分析與計算。 </p><p>　　2）夾具總體方案應與生產綱領相適應。大批量生產時應盡量采用各種快速、高效結構在中、小批量生產中要在滿足夾具功能的前提下盡量使夾具結構簡單、容易制造。  3）操作方便工作安全能減輕工人勞動強度。 </p><p>　　4）便于排屑。 </p><p>　　5）有良好的工藝性。夾具

12、應便于制造、檢驗、裝配、調整、維修等。 </p><p>　　4、夾具設計可選題目</p><p>　　為了使學生切實在夾具設計方面受到基本完整的訓練明確夾具設計的基本要求、熟練掌握夾具設計的方法步驟體驗各種夾具的特點。主要可從以下四類機床夾具中選題：</p><p>　　1）車床類夾具設計 </p><p>　　2）銑床類夾具設計

13、 </p><p>　　3）鉆床類夾具設計 </p><p>　　5、設計說明書格式 </p><p>　　嚴格按照規(guī)定的格式進行。</p><p><b>　　2 零件的裝夾</b></p><p>　　2.1零件的工藝和精度分析</p><p><b>

14、;　　1.零件的工藝分析</b></p><p>　　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。</p><p>　　表2.1 連桿的加工工序[1]</p><p>　　其中需要設計第四和第五兩道工序的夾具設計。</p><p><b>　　1.銑平面</b></p>&

15、lt;p>　　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計的夾具來保證。</p><p><b>　　鉆孔</b></p><p>　　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，孔的位置精度由設計的夾具來保證。&l

16、t;/p><p><b>　　2.2 定位設計</b></p><p><b>　　銑平面</b></p><p>　　銑的上平面應該限制三個自由度，其中x軸和y軸的轉動自由度，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。</p><p>　　定位方案：可以選擇底面和

17、側面，通過的三個支撐釘（A型）支撐底面及一個支撐板支撐側面實現(xiàn)定位。</p><p>　　圖2-1.銑床定位方案</p><p>　　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。</p><p><b>　　所以定位誤差</b></p><p>　　該定

18、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，就不會產生基準不重合誤差。所以該方案合理。</p><p><b>　　鉆孔</b></p><p>　　鉆和的孔應該限制六個自由度，使工件處于完全定位，增加工件的定位精度。</p><

19、p>　　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。</p><p>　　圖2-2.鉆床定位方案</p><p>　　定位誤差分析：加工孔時，由于銷軸的公差為0.021mm</p><p>　　由于定位基準和

20、工序基準重合，故；</p><p>　　加工孔時存在基準位移誤差，故</p><p>　　由此可知此定位方案能滿足尺寸的定位要求。</p><p>　　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。</p><p>　　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

21、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。</p><p><b>　　2.3對刀引導裝置</b></p><p>　　銑床沒有必要用對刀引導裝置，所以只選擇鉆床的對刀引導裝置。</p><p>　　由于

22、生產量為單件小批量生產故選用可換鉆套。利用翻轉式鉆模。</p><p>　　主要尺寸由《機床夾具零、部件》國家標準GB/T2263—80，GB/T2265—80中</p><p><b>　　選取。</b></p><p><b>　　鉆孔時鉆套內徑為。</b></p><p><b>　

23、　外徑為和。</b></p><p>　　中間襯套內徑為和。外徑與中間襯套的配合類型[3]為間隙配合。</p><p>　　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。</p><p>　　鉆套端面至加工面的距離取8mm。</p><p><b>　　麻花鉆選用。</b></p>

24、<p>　　鉆套軸線對基面的垂直度允差為0.02mm。</p><p><b>　　2.4夾緊方案 </b></p><p>　　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、離心力或慣性力等的作用而發(fā)生位置變化或產生振動,以保證加

25、工精度,避免機床、刀具的損壞和發(fā)生人身安全事故。</p><p>　　因此為了確定比較合理的夾緊方案，按如下步驟設計夾緊方案（應該注意的問題）：</p><p>　　根據(jù)工件的形狀、大小、加工要求、定位裝置的結構和布置情況等，確定夾緊點與作用方向。</p><p>　　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。</p>&l

26、t;p>　　按所需夾緊力，并根據(jù)生產批量，選擇或設計夾緊裝置。</p><p>　　在設計時，盡可能采用已有的、可靠的夾緊方式，這樣可以免除復雜的設計計算，加快設計過程。</p><p>　　在考慮到以上問題的基礎上確定夾緊方案，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的方向、作用點和大小三個要素。在進行這項工作時，必須結合定位裝置的結構形式和布置方式，并分析

27、工件的結構特點、加工要求及其他作用于工件上的外力情況，在此基礎上確定夾緊力的方向、作用點和大小，</p><p><b>　　銑床夾緊</b></p><p>　　根據(jù)上面的要求，夾緊方案如下圖。</p><p>　　圖2-3.銑床的夾緊方案</p><p><b>　　鉆床的夾緊</b></

28、p><p>　　鉆床夾緊方案如下圖：</p><p>　　圖2-4.鉆床的夾緊方案</p><p>　　2.5 分度對定機構設計</p><p>　　銑上表面不必用分度對定機構。</p><p>　　由于翻轉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式鉆模。 </p><p&

29、gt;<b>　　2.6 夾具體設計</b></p><p>　　在夾具體設計方面，我們采用了一個直角塊，來進行大體上的定位，而且要設置導引裝置的安裝位置，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。</p><p>　　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。</p

30、><p><b>　　3夾具加工精度分析</b></p><p><b>　　3.1 定位精度</b></p><p><b>　　銑平面的定位精度</b></p><p>　　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。</p

31、><p><b>　　所以定位誤差</b></p><p>　　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：。</p><p><b>　　鉆孔的定位精度</b></p><p>　　加工孔時，由于銷軸的公差為0.021mm</p><p>　　由于定位基

32、準和工序基準重合，故；</p><p>　　加工孔時存在基準位移誤差，故</p><p>　　由此可知此定位方案能滿足尺寸的定位要求。</p><p>　　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。</p><p><b>　　3.2 對刀精度</b></

33、p><p><b>　　銑床的對刀的精度</b></p><p>　　銑床用方形對刀塊，用于調整組合銑刀的位置；</p><p><b>　　鉆床的對刀精度</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　其中誤差在允許的范圍內，所以對刀

34、精度在允許范圍內。</p><p><b>　　3.3安裝精度</b></p><p><b>　　銑床的對刀精度</b></p><p><b>　　根據(jù)夾具的安裝誤差</b></p><p><b>　　鉆床的對刀精度</b></p>&

35、lt;p><b>　　根據(jù)夾具的安裝誤差</b></p><p><b>　　3.4夾具精度</b></p><p><b>　　銑床的夾具精度</b></p><p>　　銑床的夾具精度為。所以能夠滿足平面加工精度要求。</p><p><b>　　鉆床的加工

36、精度</b></p><p>　　由于鉆床夾具沒有位置誤差，，所以夾具精度誤差為：</p><p>　　，所以夾具能保證尺寸和加工精度要求。</p><p>　　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，應用概率法疊加。因此，保證工件加工精度的條件是：</p><p>　　經過計算

37、，得出夾具的總誤差滿足加工要求。</p><p><b>　　總 結</b></p><p>　　通過這次課程設計實訓，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去學習，在這兩周短暫的課程設計里，我學會了一些夾具設計的最基本的理論，同時也對夾具設計產生了濃厚的興趣

38、。</p><p>　　在這次課程設計過程中，我發(fā)現(xiàn)自己還有很多不足之處，在設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。</p><p>　　在這段時間的不懈努力下，我了解了在課程設計中應注意的問題：</p><p>　　1）注意與工藝規(guī)程的銜接，夾

39、具設計應和工序設計統(tǒng)一</p><p>　　所需設計的夾具絕大多數(shù)用于零件加工的某一特定工序。在工藝設計環(huán)節(jié)中，對該工序的設計已要求設計其定位與夾緊方案，因此夾具設計的具體內容應與工序設計保持一致，不能相互沖突。</p><p>　　2）設計時要有整體觀念</p><p>　　夾具設計有其自身的特點：定位、夾緊等各種裝置在設計前是分開考慮的，設計后期通過夾具體的設計

40、將各種元件聯(lián)系為一個整體。</p><p>　　3）設計中應學習正確運用標準與規(guī)范</p><p>　　對于國家標準的規(guī)范要嚴格要求和執(zhí)行。夾具設計過程中選擇各種功能元件時應注意盡可能選用標準件，減少非標準件的設計制造工作量，降低夾具成本。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]機械制造