機械設計制造及自動化畢業(yè)設計-手動夾緊機構設計

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　　（20 屆）</b></p><p><b>　　手動夾緊機構設計</b></p><p><b>　　誠信聲明</b></p><p>　　本人鄭重聲明：本論文及其研究工作

2、是本人在指導教師的指導下獨立完成的，在完成論文時所利用的一切資料均已在參考文獻中列出。</p><p>　　本人簽名： 年 月 日</p><p><b>　　畢業(yè)設計任務書</b></p><p>　　設計（論文）題目：手動夾緊機構設計</p><p>　　設計（論文）的

3、主要任務及目標</p><p>　　本次設計的主要任務是設計一個手動夾緊機構</p><p>　　本次手動夾緊機構設計最終實現將工件定位，更加精確和方便的完成鉆孔工作，并保證夾緊工作，夾緊力要適中，不要使工件變形，又能保證工件所要求的加工精度。</p><p>　　設計（論文）的基本要求和內容</p><p><b>　　基本要求：

4、</b></p><p>　　本次畢業(yè)設計最終實現將工件定位，更加精確和方便的完成鉆孔工作，并保證夾緊工作，夾緊力要適中，不要使工件變形，又能保證工件所要求的加工精度。</p><p><b>　　內容：</b></p><p>　　1.手動夾緊裝置的機構設計</p><p>　　2.手動夾緊裝置的組成設計&

5、lt;/p><p>　　3.手動夾緊裝置夾緊力的確定</p><p><b>　　主要參考文獻</b></p><p>　　[1]吳宗澤.羅圣國.《機械設計項目訓練手冊》.高等教育出版社.</p><p>　　[2]李余慶.《機械制造裝備設計》.機械工業(yè)出版社.</p><p>　　[3]張海華.《機

6、械制造裝備設計指導書》.機械工業(yè)出版社.</p><p>　　[4]薛源順.《機床夾具圖冊》.機械工業(yè)出版社.</p><p><b>　　進度安排</b></p><p><b>　　手動夾緊機構設計</b></p><p>　　摘要：機械設計是機械工程的重要組成部分，是決定機械性能的最主要因素。

7、由于各產業(yè)對機械的性能要求不同而有許多專業(yè)性的機械設計。手動夾緊是機械工程的重要組成部分，是決定機械性能的最主要因素、由于各生產業(yè)對機械的性能要求不同而有許多專業(yè)性的機械設計。</p><p>　　關鍵詞：機械設計，手動夾緊，機械工程</p><p>　　Manual clamping mechanism design</p><p>　　Abstract：Mech

8、anical design is an important part of mechanical engineering, is to determine the most important factor in the mechanical properties. Due to the performance requirements of the industry of mechanical different and has ma

9、ny professional mechanical design. Manual clamp is an important part of mechanical engineering, is to determine mechanical properties of the most important factor, because the production of mechanical performance require

10、ments of different and there are a number of pr</p><p>　　Key words: mechanical design, manual clamping, mechanical engineering</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 前

11、言1</b></p><p>　　1.1機床夾具的現狀1</p><p>　　1.2現代機床夾具的發(fā)展方向2</p><p>　　1.3機床夾具的作用可歸納為以下四個方面：2</p><p>　　1.4機械制造裝備設計項目訓練目的：3</p><p>　　2 手動夾緊機構概述4</p>

12、;<p>　　2.1 夾緊機構目的4</p><p>　　2.1.1.保證工件的加工質量4</p><p>　　2.1.2. 提高生產率4</p><p>　　2.1.3擴大機床的工藝范圍4</p><p>　　2.1.4改善操作者的勞動條件5</p><p>　　2.2夾緊機構的功能5<

13、;/p><p>　　2.2.1.手動夾具的主要功能5</p><p>　　2.2.2.手動夾具的特殊功能5</p><p>　　2.3 夾緊機構的組成5</p><p>　　2.3.1.手動夾具的基礎組成部分5</p><p>　　2.3.2.手動夾具的其他組成部分6</p><p>　　

14、2.3.3.手動夾具的分類及設計要求6</p><p>　　3.1年生產綱領8</p><p><b>　　3.2生產條件8</b></p><p>　　3.3端蓋成型工藝分析8</p><p>　　4.1 定位設計的基本原則10</p><p>　　4.2 對定位元件要求10<

15、/p><p>　　4.3 定位機構11</p><p>　　4.4夾緊機構12</p><p>　　4.5 導向裝置的選擇14</p><p>　　4.6手動夾具的總體形式16</p><p>　　4.7繪制夾具零件圖17</p><p>　　4.8 繪制夾具裝配圖18</p>

16、;<p>　　5 定位誤差設計21</p><p>　　5.1誤差分析21</p><p>　　5.1.1定位誤差21</p><p>　　5.1.2產生定位誤差的原因21</p><p>　　5.2定位誤差的計算22</p><p><b>　　6 結論23</b>&l

17、t;/p><p><b>　　參考文獻24</b></p><p><b>　　致謝25</b></p><p><b>　　1 前言</b></p><p>　　機械制造技術基礎是機械設計制造及其自動化（或機械工程及自動化）專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎課。</p>

18、<p>　　機械設計是機械工程的重要組成部分，是決定機械性能的最主要因素。由于各產業(yè)對機械的性能要求不同而有許多專業(yè)性的機械設計。</p><p>　　在機械制造廠的生產過程中,用來安裝工件使之固定在正確位置上,完成其切削加工 、檢驗、裝配、焊接等工作,所使用的工藝裝備統(tǒng)稱為夾具。如機床夾具、檢驗夾具、焊接夾具、裝配夾具等。</p><p>　　手動夾緊是機械工程的重要組成部分，

19、是決定機械性能的最主要因素、由于各生</p><p>　　產業(yè)對機械的性能要求不同而有許多專業(yè)性的機械設計。</p><p>　　手動夾緊機構與現有夾緊機構相比, 在三次增力后, 能獲得較大的增力系數, 解決了手動夾緊機構夾緊力較小的問題; 并能部分替代耗能較高的液壓與氣壓夾緊機構, 順應制造技術綠色化的發(fā)展要求,具有廣闊的發(fā)展前景。因此, 對其進行較為系統(tǒng)的研究與開發(fā), 具有重要的現實意

20、義。</p><p>　　1.1機床夾具的現狀</p><p>　　據國際生產研究協會統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產的工件品種已占工件種類總數的85%左右，而現代生產要求企業(yè)制造的產品品種經常更新換代，以適應市場的需求和競爭。但是，一般企業(yè)仍習慣于大量采用傳統(tǒng)的夾具。一般的，在具有中等生產能力的工廠中，大約擁有數千乃至近萬套，而在多品種生產的企業(yè)中，每隔3~4年就會更新50~80%左右的

21、專用夾具，但夾具的實際磨損量僅為10~20%左右。特別是近幾年來，數控機床、加工中心、成組技術、柔性制造系統(tǒng)等新加工技術的應用，對機床的夾具也提出了新的要求：</p><p>　?。?）能夠迅速且方便地裝備新產品的投產，以縮短生產準備周期，降低生產成本。</p><p>　?。?）能夠裝夾一組具有相似性特征的工件。</p><p>　?。?）能夠適用于精密加工的高精

22、度機床夾具。</p><p>　?。?）能夠適用于各種現代制造技術的新型機床夾具。</p><p>　　（5）采用以液壓站等為動力源的高效夾緊裝置，以進一步減輕勞動強度和提高勞動生產率。</p><p>　?。?）提高機床夾具的標準化程度。</p><p>　　1.2現代機床夾具的發(fā)展方向</p><p>　　現代機床

23、夾具的發(fā)展方向主要表現為標準化、精密化、高效化和柔性化等四個方面。</p><p>　?。?）標準化 機床夾具的標準化與通用化是相互聯系的兩個方面。目前，我國已有的夾具零件及部件的國家標準為：GB/T2148~T2259—91以及各類通用夾具、組合夾具標準等。機床夾具的標準化有利于夾具的商品化生產，有利于縮短生產準備周期，降低生產總成本。</p><p>　　（2）精密化 隨著機械產品

24、精度的日益提高，勢必會提高對夾具的精度要求。精密化夾具的結構類型有很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達±0.1。</p><p>　?。?）高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產率，減輕工人的勞動強度。常見的高效化夾具有自動化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等等。例如在銑床上使用的電動虎鉗來裝夾工件，其效率可提高5倍左右。目前，除了在生產流水線、自動

25、線配置相應的高效、自動化夾具外，在數控機床上，尤其是在加工中心上出現了各種自動裝夾工件的夾具，以及自動更換夾具的裝置，充分發(fā)揮了數控機床的效率。</p><p>　?。?）柔性化 機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是指機床夾具通過調整、組合等方式，以適應工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產批量、工件的形狀和尺寸等。而具有柔性化特征的新型夾具的種類主要有：組合夾具、通用可調夾具、成組夾具、

26、模塊化夾具、數控夾具等等。</p><p>　　為適應現代機械工業(yè)多品種、中小批量生產的需求，擴大夾具的柔性化程度，將專用夾具的不可拆結構改變?yōu)榭刹鸾Y構，發(fā)展可調夾具結構，都見識當前夾具發(fā)展的主要方向。</p><p>　　1.3機床夾具的作用可歸納為以下四個方面：</p><p>　?。?）保證加工精度 機床夾具可準確確定工件、刀具和機床之間的相對位置，可以保

27、證加工精度。</p><p>　?。?）提高生產效率 機床夾具可快速地將工件定位和夾緊，減少輔助時間。</p><p>　　（3）減少勞動強度 采用機械、氣動、液動等夾緊機構，可以減輕工人的勞動強度。</p><p>　?。?）擴大機床的工藝范圍 利用機床夾具，可使機床的加工范圍擴大，例如在臥式車床刀架處安裝鏜孔夾具，可對箱體孔進行鏜孔加工。</p

28、><p>　　1.4機械制造裝備設計項目訓練是機械設計中的一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)，也是機械類專業(yè)學生較為全面的機械設計訓練。</p><p><b>　　其目的在于：</b></p><p>　?。?）培養(yǎng)學生綜合運用機械設計基礎以及其他先修課程的理論知識和生產實際知識去分析和解決工程實際問題的能力，通過課設訓練可以鞏固、加深有關機械課設方面的理

29、論知識。</p><p>　　（2）學習和掌握一般機械設計的基本方法和步驟。培養(yǎng)獨立設計能力，為以后的專業(yè)課程及畢業(yè)設計打好基礎，做好準備。</p><p>　　（3）使學生具有運用標準、規(guī)范手冊、圖冊和查詢有關設計資料的能力。</p><p>　　綠色設計與制造是制造業(yè)實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、解決環(huán)境污染問題的必由之路。機床夾具是制造業(yè)中不可缺少的工藝裝備,目前, 手

30、動夾具耗能較小, 但夾緊力也較小。為此, 在參照國內外機床夾具夾緊機構先進設計理念的基礎上, 結合國內企業(yè)現狀, 開發(fā)設計了一種可以在多種機床夾具上使用的沖擊式手動夾緊機構, 其能耗低、夾緊力大、自鎖性好、無需調節(jié)、操作簡單、無污染, 在機械加工行業(yè)具有廣闊的應用前景。</p><p>　　我國的裝備制造業(yè)盡管已有一定的基礎，規(guī)模也不小，實力較其它發(fā)展中國家雄厚。但畢竟技術基礎薄弱，滯后于制造業(yè)發(fā)展的需要。我們要

31、以高度的使命感和責任感，采取更加有效的措施，克服發(fā)展中存在的問題，把我國從一個制造業(yè)大國建設成為一個制造強國，成為世界級制造業(yè)基礎地之一。</p><p>　　2 手動夾緊機構概述</p><p>　　2.1 夾緊機構目的</p><p>　　2.1.1.保證工件的加工質量 </p><p>　　使用夾具可以穩(wěn)定的保證工件的加工質量，減少廢品

32、。具體的說，使用夾具所能保證的只是工件加工表面的位置精度。只有夾具設計合理、制造合格，既具有一定的精度，又有良好的技術狀態(tài)，在正常操作情況下，就可以排除工人技術等級和主觀因素對加工質量的影響，穩(wěn)定的保證工件的加工精度。</p><p>　　只有高精度的夾具，才能保證加工出高精度的零件；有了高精度的零件，才能裝配出高質量的機器；有了高質量的機器才會創(chuàng)造出巨大的經濟效益。</p><p>　　

33、2.1.2. 提高生產率</p><p>　　一般，夾具多是為了加工工件的某一道工序專門設計的，工件的安裝夾緊十分方便可靠，因而大大縮短了安裝工件的輔助時間。夾具的導向及對刀裝置，使刀具和工件始終保持最佳的相對位置，從而避免了工人的對刀時間和反復試切的操作。</p><p>　　除了采用高速切削和強力切削外，改進夾具結構采用高效夾具從來就是提高生產效率的一個重要途徑。所以，每個工廠都十分重

34、視夾具的結構設計和改進，把它作為技術改造的重要內容。在中小工廠，夾具的使用和改進能夠使產量成倍增長。但是，應該注意夾具結構的先進性是相對的，大廠的先進夾具中小廠不一定歡迎；中小廠的先進夾具大廠也不一定滿意。也就是說，夾具結構的合理性要因地而異。而且夾具的結構總是在不斷的洗手新技術而發(fā)展變化，技術人員要不斷的改進夾具結構，促進生產率的提高。</p><p>　　此外，生產中大量專用夾具的采用還未生產過程的機械化和自

35、動化創(chuàng)造了前提，為機械手和機器人的使用提供了條件。</p><p>　　2.1.3擴大機床的工藝范圍</p><p>　　在通用機床上采用夾具可以擴大機床的工藝范圍，充分發(fā)揮機床的潛力，達到一機多用的目的。</p><p>　　2.1.4改善操作者的勞動條件 </p><p>　　由于氣動、液壓、電磁等動力源在夾具中的應用，一方面減輕了工人的

36、勞動強度；另一方面，保證了夾緊工件的可靠性，并能實現機床的互鎖，避免事故，保證了操作者和機床設備的安全。</p><p>　　2.2夾緊機構的功能</p><p>　　手動夾具的主要功能是使工件定位和夾緊。然而，由于各類手動夾緊方式的不同，有的夾具還有對刀、導向、分度等特殊功能。</p><p>　　2.2.1.手動夾具的主要功能</p><p&

37、gt;　　1 定位。確定工件在夾具中占有正確位置的過程。正確的定位可以保證工件加工面的尺寸和位置精度要求。</p><p>　　2 夾緊。工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作。由于受到各種力的作用，工件在加工時如不將工件夾緊，工件會松動而不能保證加工精度。</p><p>　　從定位到夾緊的整個過程，稱為裝夾。</p><p>　　2.

38、2.2.手動夾具的特殊功能</p><p>　　1 對刀。調整刀具切削刃相對于工件或夾具的正確位置，如銑床夾具中的對刀塊，它能迅速確定銑刀相對于夾具的正確位置。</p><p>　　2 導向。如鉆床夾具中的鉆套，能迅速確定鉆頭的位置，并引導其進行鉆削。</p><p>　　3 分度。工件一次裝夾后，在加工過程中進行分度。</p><p

39、>　　2.3 夾緊機構的組成</p><p>　　2.3.1.手動夾具的基礎組成部分</p><p>　　雖然夾具的結構不同，但其基本組成部分都有定位元件、夾緊裝置和夾具體三大部分。</p><p><b>　　1 定位元件</b></p><p>　　定位元件是夾具的主要功能元件之一，用于確定工件在夾具中的正

40、確位置。</p><p><b>　　2 夾緊裝置</b></p><p>　　夾緊裝置是夾具的主要功能元件之一，用于夾緊工件，使工件在受到外力作用后仍能保持既定位置不變。</p><p><b>　　3 夾具體</b></p><p>　　夾具體是夾具的基本骨架，通過它將夾具所有元件連成一

41、個整體。</p><p>　　2.3.2.手動夾具的其他組成部分</p><p>　　1 對刀元件與引刀元件</p><p>　　用于確定或引導刀具，使其與夾具的定位元件保持某一正確的相對位置關系。對刀元件常見于銑床夾具的對刀，引導元件主要指鉆模的鉆模板、鉆套，鏜模的鏜模支架、鏜套等。它們確定刀具的位置并引導刀具進行切削。</p><p>

42、<b>　　2 連接元件</b></p><p>　　用于保證夾具與機床間相對位置的元件。連接元件有兩種形式：一種是安裝在工作臺上的，另一種是安裝在機床主軸上的。</p><p>　　3 其他元件及裝置</p><p>　　根據工件的加工要求，某些夾具具有分度裝置、靠模裝置、工件的抬起裝置等。</p><p>　

43、　2.3.3.手動夾具的分類及設計要求</p><p>　　1 手動夾具的分類</p><p>　　（1）按專業(yè)化程度分類</p><p>　?、偻ㄓ脢A具。指已經標準化的，在一定范圍內可用于加工不同的工件夾具。</p><p>　　它們有很大的通用性，一般已標準化，由專業(yè)工廠生產，并作為機床附件供給用戶。這類夾具主要用于單件，小批量生產。&

44、lt;/p><p>　　②專用夾具。指專為某一工件的某道工序而專門設計的夾具。專用夾具結構緊湊，操作方便，采用各種省力機構或動力裝置，可以保證較高的加工精度和生產效率。但是，專用夾具需要根據工件的加工要求自行設計與制造，周期長，費用高，產品一旦變更只能報廢，因而只適用于產品固定且產量較大的生產中。</p><p>　?、劭烧{夾具。指根據不同的尺寸或種類的工件，夾具的某些元件可調整或更換，以適應

45、多種工件加工的夾具。它的通用范圍較大，適用于多品種，小批量的生產。</p><p>　?、艹山M夾具。指專為加工某一組零件而設計的可調夾具。經過調整夾具可以用來定位，夾緊一組零件。</p><p>　?、萁M合夾具。指按某一工件中的某道工序的加工要求，由一套事先制造好的標準元件和部件組裝而成的專用夾具。這種夾具拆卸后可重新組裝新夾具，故具有組裝迅速，周期短，能反復使用的特點，適用于單件，小批量

46、生產，在新產品試制和數控加工中，是一種比較經濟的夾具。</p><p>　?、拮詣踊a用夾具。自動化生產用夾具主要分自動線夾具和數控機床用夾具兩大類。自動線夾具有兩種：一種是固定式夾具；另一種是隨行夾具。數控機床夾具還包括加工中心用夾緊和柔性制造系統(tǒng)用夾具。隨著制造的現代化，在企業(yè)中數控機床夾具的比例正在增加，以滿足數控機床的加工要求。數控機床夾具的典型結構是拼裝夾具。它是利用標準的模塊組裝成的夾具。</

47、p><p>　　（2）按使用夾具的機床分類</p><p>　　這是專用夾具的分類方法，可分為車床夾具，銑床夾具，鉆床夾具，刨床夾具，鏜床夾具，磨床夾具，拉床夾具等。</p><p>　?。?）根據夾具所采用的夾具動力源分類</p><p>　　可分為手動夾具，氣動夾具，液壓夾具，電磁夾具，真空夾具，自夾緊夾具等。</p><

48、p><b>　　3 設計方案</b></p><p><b>　　3.1年生產綱領</b></p><p>　　工件的年生產量是確定機床夾具總體方案的重要依據之一。如工件的年生產量很大，可采用多工件加工、機動夾緊或自動化程度較高的設計方案，采用此方案時，機床夾具的結構較復雜，制造成本較高；如工件的年生產量不大，可采用單件加工，手動夾緊的設計

49、方案，以減小機床夾具的結構復雜程度及夾具的制作成本。如5萬件以上夾具復雜用全自動化的設備，5000件小批量生產用手動設備。</p><p><b>　　3.2生產條件</b></p><p>　　直徑從1毫米以下至120毫米的所有規(guī)格鉆頭都可以使用鉆床加工。</p><p>　　臺式鉆床的加工范圍通常在15毫米以下。立式鉆床的最大加工范圍通常在

50、15~75毫米之間。搖臂鉆的最大加工范圍在25~120毫米之間。各種鉆床主軸的錐孔型號和功率不同。最小的高速臺鉆的功率只有200W，最大的搖臂鉆的功率可以達到25KW。</p><p>　　臺鉗常用在立式鉆床和臺式鉆床上，只能夾持小型零件，大中型零件通常在搖臂鉆上加工，直接夾緊在工作臺上。 Z5025型號立式鉆床，最大鉆孔直徑25mm，主軸端至底面距離1000mm，主軸級數9級，主軸轉速范圍500-2000轉每分

51、鐘，主軸行程200mm，外形尺寸1050×687×1980。</p><p>　　3.3端蓋成型工藝分析 </p><p>　　本次課設是要為此圖3-1中的端蓋設計一個鉆2-φ8孔的夾具，最終實現將工件定位，更加精確和方便的完成鉆孔工作，并保證能夾緊工件，夾緊力要適中，不要使工件變形，又能保證工件所要求的加工精度。</p><p>　　零件圖

52、標出了工件的尺寸、形狀和位置、表面粗糙度等總體要求，它決定了工件在機床夾具中的放置方法，是設計機床夾具總體結構的依據,本工件放置方法應如圖3-1所示。工序圖給出了零件本工序的工序基準、已加工表面、待加工表面，以及本工序的定位、夾緊原理方案。工件的工序基準、已加工表面決定了機床夾具的方位方案，如選用平面定位、孔定位以及外圓面定位等；定位方案的選擇依據六點定位原理和采用的機床加工方法，定位方案不一定要定六個自由度，但要完全定位。工件的待加工

53、表面是選擇機床、刀具的依據。確定夾緊機構要依據零件的外型尺寸，選擇合適的定位點，確保夾緊力安全、可靠同時夾緊機構不能與刀具的運動軌跡相沖突。</p><p><b>　　圖3-1 端蓋</b></p><p>　　4 手動夾緊結構設計</p><p>　　4.1 定位設計的基本原則</p><p>　　為滿足夾具設計的要

54、求，定位設計應遵循以下原則：</p><p>　　1 遵循基準重合原則。使定位基準與工序基準重合，在多工序加工時還應遵循基準統(tǒng)一原則。</p><p>　　2 合理選擇主要定位基準。主要定位基準應有較大的支撐面，較高的精度。</p><p>　　3 便于工件的裝夾和加工，并使夾具的結構簡單。</p><p>　　4.2 對定位元件

55、要求</p><p><b>　　1 足夠的精度</b></p><p>　　由于定位誤差的基準位移誤差直接與定位元件的定位表面有關，因此，定位元件的定位表面應有足夠的精度，以保證工件的加工精度。</p><p>　　2 足夠的儲備精度</p><p>　　由于定位是通過工件的定位基準與定位元件的定位表面相接觸來

56、實現，而工件的裝卸將會使定位元件磨損，使定位精度下降。因此，為了提高夾具的使用壽命，定位元件表面應有較高的硬度和耐磨性。特別是在產品較固定的大批量生產中，應注意提高定位工件的耐磨性，以使夾具有足夠的儲備精度。通常工廠可以按生產經驗和工藝資料對主要定位元件。</p><p>　　3 足夠的強度和剛度</p><p>　　通常對定位工件的強度和剛度是不作校核的，但是在設計時仍應該注意定位元

57、件危險斷面的強度，以免使用者損壞；而定位元件的剛度也往往是影響加工精度的因素之一。因此，可用類比法來保證定位元件的強度和剛度，以縮短夾具設計的周期。</p><p>　　4 應協調好與有關元件的關系</p><p>　　在定位設計時，還應處理，協調好與夾具體，夾緊裝置，對刀導向元件的關系。有時定位元件還需要留出排屑空間等，以便于刀具進行切削加工。</p><p>

58、;　　5 良好的結構工藝性</p><p>　　定位元件的結構應符合一般標準化要求，并應滿足便于加工，裝配，維修等工藝性要求。通常標準化的定位元件有良好的工藝性，設計時應優(yōu)先標準定位元件。</p><p><b>　　4.3 定位機構</b></p><p><b>　　圖4-1定位心軸</b></p>

59、<p><b>　　圖4-2大平面</b></p><p>　　在夾具設計中，定位方案不合理，工件的加工精度就無法保證。工作定位方案的確定是夾具設計中首先要解決的問題。</p><p>　　根據工序圖給出的定位元件方案，按有關標準正確選擇定位元件或定位的組合。在機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，選用標準定位元件增加了夾具零件的互換性，

60、方便機床夾具的維修和維護。</p><p>　　設計夾具是原則上應選該工藝基準為定位基準。無論是工藝基準還是定為基準，均應符合六點定位原理。</p><p>　　由于該零件的加工是鉆2-φ8孔并以φ30孔內表面作為定位面，屬孔定位類型，因此本次設計采用的定位機構為圓柱銷與大平面相結合。圓柱銷定位的形式很多，短圓柱銷定位限制Y，Z方向的移動，限制兩個自由度；長圓柱銷定位限制工件的Y，Z方向的

61、轉動和移動，限制四個自由度；兩個短圓柱銷與長圓柱銷相同。大平面限制X，Y方向的轉動及Z方向的移動。裝夾工件時，通過工件孔和心軸接觸表面的彈性變形夾緊工件。本次設計的定位選用的是短銷與平面相結合，分別限制工件的X、Y方向的移動及轉動自由度以及Z方向的旋轉自由度。心軸定位的特點為結構簡單、制造容易、夾緊可靠，自鎖性好，夾緊動作慢、效率低。 </p><p><b>　　4.4夾緊機構</b>

62、;</p><p>　　圖4-3工件放置方式</p><p><b>　　1 夾緊的目的：</b></p><p>　　使工件在加工過程中保持已獲得的定位不被破壞，同時保證加工精度。</p><p>　　2 夾緊力的方向的確定：</p><p>　　（1）夾緊力的方向應有利于工件的準確定位，而

63、不能破壞定位，一般要求主夾緊力應垂直于第一定位基準面。</p><p>　?。?）夾緊力的方向應與工件剛度高的方向一致，以利于減少工件的變形。</p><p>　　（3）夾緊力的方向盡可能與切削力、重力方向一致，有利于減小夾緊力。</p><p>　　3 夾緊力的作用點的選擇：</p><p>　?。?）夾緊力的作用點應與支承點“點對點”對

64、應，或在支承點確定的區(qū)域內，以避免破壞定位或造成較大的夾緊變形。</p><p>　　（2）夾緊力的作用點應選擇在工件剛度高的部位。</p><p>　　（3）夾緊力的作用點和支承點盡可能靠近切削部位，以提高工件切削部位的剛度和抗振性。</p><p>　?。?）夾緊力的反作用力不應使夾具產生影響加工精度的變形。</p><p>　　4 選

65、擇夾緊機構：</p><p>　　設計夾緊機構一般應遵循以下主要原則：</p><p>　?。?）夾緊必須保證定位準確可靠，而不能破壞定位。</p><p>　　（2）工件和夾具的變形必須在允許的范圍內。</p><p>　　（3）夾緊機構必須可靠。夾緊機構各元件要有足夠的強度和剛度，手動夾緊機構</p><p>　　

66、（4）必須保證自鎖，機動夾緊應有聯鎖保護裝置，夾緊行程必須足夠。</p><p>　?。?）夾緊機構操作必須安全、省力、方便、迅速、符合工人操作習慣。</p><p>　　（6）夾緊機構的復雜程度、自動化程度必須與生產綱領和工廠的條件相適應。</p><p><b>　　圖4-4夾緊機構</b></p><p>　　選用

67、螺栓螺母夾緊機構來對被加工工件進行夾緊。</p><p>　　螺栓螺母夾緊機構的特點：①結構簡單，制造方便加緊可靠施力范圍大；②自鎖性能好操；③擴力比80以上，行程S不受限制；④加緊工作慢，效力低。</p><p><b>　　圖4-5立柱</b></p><p>　　4.5 導向裝置的選擇</p><p>　　導向裝置

68、是夾具保證加工精度的重要裝置，如鉆孔導向套、鏜套、對刀裝置、對定裝置等，鉆床夾具中鉆頭的導向采用鉆套，鉆套有固定鉆套、可換鉆套、快換鉆套和特殊鉆套四種。這些裝置均已標準化，可按標準選擇。綜上分析，本次設計采用固定導向套加工工件，來提高其工作的連續(xù)性和其工作效率。</p><p><b>　　選擇導向裝置：</b></p><p>　　導向裝置是夾具保證加工精度的重要裝

69、置，如鉆孔導向套、鏜套、對刀裝置、對定裝置等，這些裝置均已標準化，可按標準選擇。</p><p><b>　　圖4-6鉆模板</b></p><p>　　用于鉆床零件加工的是可換鉆套裝置。換鉆套時，只需將鉆套逆時針轉動，當缺口轉到螺釘位置時即可取出，換套方便迅速。</p><p>　　鉆夾具中的鉆套,除要求它引導鉆頭，鉆出正確的孔外，還要求它能

70、在裝卸時快而準確。一般在工廠中使用較多的是可換鉆套，雖然這種鉆套具有可換的優(yōu)點，但在制造上較復雜；由于采用螺釘來壓緊,所以占面大，而又增加制造步驟。</p><p>　　鉆模板與支柱之間用開口銷連接。</p><p>　　4.6手動夾具的總體形式</p><p>　　夾具的總體形式一般應根據工件的形狀、大小、加工內容及選用機床等因素來確定。</p>&

71、lt;p>　?。?）夾具的組成歸納為：</p><p>　　①定位元件及定位裝置 用于確定工件正確位置的元件或裝置。</p><p>　　②夾緊元件及夾緊裝置 用于固定元件已獲得的正確位置的元件或裝置。</p><p>　　③導向及對刀元件 用于確定工件與刀具相互位置的元件。</p><p>　　④動力裝置在成批生產中，為了減輕工人勞動

72、強度，提高生產率，常采用氣動、液動等動力裝置。</p><p>　?、輮A具體用于將各種元件裝置連接在一體，并通過它將整個夾具安裝在機床上。</p><p>　?、奁渌把b置 根據加工需要來設置的元件或裝置。</p><p><b>　?。?）確定夾具體：</b></p><p>　　夾具體上一般不設定位和定向裝置，特

73、別是臺鉆、立鉆和搖臂鉆上使用時，但夾具體底板上一般都設有翻邊或留一些平臺面，以便夾具在機床工作臺上固定。夾具體一般是設計成平板式（有些夾具體鑄造成特殊形狀），保證具有足夠的剛性。它用來固定定位元件、加緊機構和聯接體，并于機床可靠聯接。</p><p><b>　?。?）確定聯接體：</b></p><p>　　聯接體是將導向裝置與夾具體聯接的工件，設計時主要考慮聯接體

74、的剛性，合理布置聯接體的位置，給定位元件、夾緊機構留出空間。此夾具體的聯接裝置通過內六角螺栓和圓柱銷來定位，考慮到剛性問題，在相對應的位置上在用一個聯接體支承鉆套板，同樣用內六角螺栓定位。</p><p>　?。?）夾具體的總體設計圖:</p><p><b>　　圖4-7總體圖</b></p><p>　　4.7繪制夾具零件圖</p&g

75、t;<p>　　對裝配圖中需加工的零件圖均應繪制零件圖，零件圖應按制圖標準繪制。視圖盡可能與裝配圖上的位置一致。</p><p>　　（1）零件圖盡可能按1:1繪制。</p><p>　　（2）零件圖上的尺寸公差、形位公差、技術要求應根據裝配圖上的配合種類、位置精度、技術要求而定。</p><p>　　（3）零件的其他尺寸，如尺寸、形狀、位置、表面粗糙

76、度等應標注完整。</p><p><b>　?。?）零件圖名稱：</b></p><p>　　零件圖1定位軸 零件圖2支柱 </p><p>　　零件圖3夾具體 零件圖4鉆模板</p><p>　　4.8 繪制夾具裝配圖</p><p><b>　　圖 4-8 裝配圖</b&g

77、t;</p><p>　　1.裝配圖按1:1的比例繪制，用局部剖視圖完整清楚地表示出夾具的主要結構及夾具的工作原理。</p><p>　　2.視工件為透明體，用雙點劃線畫出主要部分（如輪廓、定位面、夾緊面和加工表面）。畫出定位元件、夾緊機構、導向裝置的位置。</p><p>　　3.按夾緊狀態(tài)畫出夾緊元件和夾緊機構。</p><p>　　4.

78、畫出夾具體及其它聯接用的元件（聯接體、螺釘等），將夾具各組成元件聯成一體。</p><p>　　此機床夾具要用到的零件如下：</p><p>　　（1）螺紋加緊機構壓板 （2）六角螺母-C級 </p><p>　?。?）鉆模板145鋼 （4）鉆套用襯套A型 </p><p>　

79、?。?）可換鉆套 （6）鉆套螺釘 </p><p>　　（7） 雙頭螺柱 （8） 定心軸1</p><p>　?。?） 六角螺母-C級 （10）定位大平面</p><p>　　（11）六角螺母-C級 （12）開口墊圈 8</p><

80、;p>　　（13）銷軸 （14）后支柱</p><p>　?。?5）內六角圓柱頭螺釘 （16）后支柱 </p><p>　　（17）內六角圓柱頭螺釘 （18）圓柱銷</p><p>　?。?9）開口銷 （20）夾具體</p><p>　

81、?。?1）圓柱螺旋壓縮彈簧</p><p>　　5 標注必要的尺寸、配合、公差等</p><p>　　(1)夾具的外形輪廓尺寸，所設計夾具的最大長、寬、高尺寸。</p><p>　　(2)夾具與機床的聯系尺寸，即夾具在機床上的定位尺寸。如車床夾具的莫氏硬度、銑床夾具的對定裝置等。</p><p>　　(3)夾具與刀具的聯系尺寸，如用對刀

82、塊塞尺的尺寸、對刀塊表面到定位表面的尺寸及公差。</p><p>　　(4)夾具中所有有配合關系的元件間應標注尺寸和配合種類。</p><p>　　(5)各定位元件之間，定位元件與導向元件之間，各導向元件之間應標注裝配后的位置尺寸和形位公差。</p><p>　　6 夾具裝備圖上應標注的技術要求</p><p>　　(1)定位元件的定位面

83、間相互位置精度。</p><p>　　(2)定位元件的定位表面與夾具安裝基面、定向基面間的相互位置精度。 (3)定位表面與導向元件工作面間的相互位置精度。 (4)各導向元件的工作面間的相互位置精度。</p><p>　　(5)夾具上有檢測基準面的話，還應標注定位表面，導向工作面與該基準面間的位置精度。</p><p>　　對于不同的機床夾具，對于夾具的具體結構和

84、使用要求，應進行具體分析，訂出具體的技術要求。設計中可以參考機床夾具設計手冊以及同類的夾具圖樣資料。</p><p>　　7 對零件編號，填寫標題欄和零件明細表：</p><p>　　每一個零件都必須有自己的編號，此編號是唯一的。在工廠的生產活動中，生產部件按零件編號生產、查找工作。</p><p>　　完整填寫標題欄，如裝配圖號、名稱、單位、設計者、比例等。&

85、lt;/p><p>　　完整填寫明細表，一般來說，加工工件填寫在明細表的下方，標準件、裝配件填寫在明細表的上方。注意，不能遺漏加工工件和標準件、配套件。</p><p>　　8 機床夾具應滿足的基本要求包括下面幾方面：</p><p>　　1)保證加工精度 這是必須做到的最基本要求。其關鍵是正確的定位、夾緊和導向方案，夾具制造的技術要求，定位誤差的分析和驗算。&l

86、t;/p><p>　　2)夾具的總體方案應與年生產綱領相適應 在大批量生產時，盡量采用快速、高效的定位、夾緊機構和動力裝置，提高自動化程度，符合生產節(jié)拍要求。在中、小批量生產時，夾具應有一定的可調性，以適應多品種工件的加工。</p><p>　　3)安全、方便、減輕勞動強度 機床夾具要有工作安全性考慮，必要時加保護裝置。要符合工人的操作位置和習慣，要有合適的工件裝卸位置和空間，使工人操作方便。

87、大批量生產和工件笨重時，更需要減輕工人勞動強度。</p><p>　　4)排屑順暢 機床夾具中積集切屑會影響到工件的定位精度，切屑的熱量使工件和夾具產生熱變形，影響加工精度。清理切屑將增加輔助時間，降低生產率。因此夾具設計中要給予排屑問題充分的重視。</p><p>　　5)機床夾具應有良好的強度、剛度和結構工藝性 機床夾具設計時，要方便制造、檢測、調整和裝配，有利于提高夾具的制造精度。&

88、lt;/p><p><b>　　5 定位誤差設計</b></p><p><b>　　5.1誤差分析</b></p><p><b>　　5.1.1定位誤差</b></p><p>　　工件的加工誤差，是指工件加工后在尺寸，形狀和位置三個方面偏離理想工件的大小，它是由三部分因素產生

89、的：</p><p>　　1）工件在夾具中的定位、夾緊誤差。</p><p>　　2）夾具帶著工件安裝在機床上，夾具相對機床主軸（或刀具）或運動導軌的位置誤差，也稱對定誤差。</p><p>　　3）加工過程中誤差，如機床幾何精度，工藝系統(tǒng)的受力、受熱變形、切削振動等原因引起的誤差。</p><p>　　其中定位誤差是指工序基準在加工方向上的

90、最大位置變動量所引起愛的加工誤差。</p><p>　　5.1.2產生定位誤差的原因</p><p>　　(1)基準不重合來帶的定位誤差：</p><p>　　夾具定位基準與工序基準不重合，兩基準之間的位置誤差會反映到被加工表面的位置上去，所產生定位誤差稱之為基準轉換誤差。</p><p>　　(2)間隙引起的定位誤差</p>

91、<p>　　在使用心軸、銷、定位套定位時，定位面與定位元件間的間隙可使工件定心不準產生定位誤差。</p><p>　　(3)與夾具有關的因素產生的定位誤差</p><p>　?、俣ㄎ换鶞拭媾c定位元件表面的形狀誤差。</p><p>　?、趯蛟Φ对c定位元件間的位置誤差，以及其形狀誤差導致產生的導向誤差和對刀誤差。</p><p

92、>　　③夾具在機床上的安裝誤差，即對定誤差導致工件相對刀具主軸或運動方向產生的位置誤差。</p><p>　?、軍A緊力使工件與定位元件間的位置誤差，以及定位元件、對刀元件、導向元件、定向元件等元件的磨損。 </p><p>　　5.2定位誤差的計算</p><p>　　1.定位誤差，此項主要是定位孔∮30H7與定位銷∮30r6的間隙產生，最大間隙為-0.028

93、mm。</p><p>　　2.鉆模板襯套中心與定位銷中心距誤差，裝配圖標注尺寸為15.3±0.015mm，誤差為0.03mm。</p><p>　　3.鉆套與襯套的配合間隙，有∮18H7／h6可知最大間隙為0.024mm。</p><p>　　4.鉆套內孔與外圓得同軸度誤差，對于標準鉆套，精度較高，此項可以忽 略。</p>

94、<p>　　5.鉆頭與鉆套間隙的間隙會引偏刀具，產生中心距誤差e，由下式求出：</p><p>　　刀具與鉆套的配合為∮30H7/r6，可知△max=0.028mm；將H=36mm, h=20, B=30mm代入，可求得e=0.05mm。</p><p>　　由于上述各項都是按最大誤差計算，實際上各項也不可能同時出現最大值，各誤差方向也很可能不一致，因此，其最和誤差可按概率法

95、求和：</p><p>　　該項誤差大于中心距允差0.1mm的2/3，可用。</p><p><b>　　6 結論</b></p><p>　　在這次歷時十六周的畢業(yè)設計中，發(fā)現自己在理論與實踐中有很多的不足，自己知識中存在著很多漏洞，看到了自己的實踐經驗還是比較缺乏，理論到實踐的能力還急需提高。讓我認識到了仔細認真的重要性。</p>

96、;<p>　　這次畢業(yè)設計讓我們更能注意到細枝末節(jié)。這次設計使我對機床夾具設計有了更深刻的理解，特別使其中的技術要求。同時感覺到了細節(jié)的重要性。有時候我們我們錯的并不是理論，而是我們很容易忽略的線型和該刪掉的線我們沒有刪掉。作為一個設計者不僅應掌握良好的專業(yè)知識，有一個認真仔細的心態(tài)，還有有一個冷靜的心態(tài)，遇到問題不能慌亂，不知所措。</p><p>　　首先根據工件的加工要求，我選擇了鉆床，因此加

97、工方向式垂直與水平面的。然后工件主要定位部分為直徑為φ30mm的中心孔和一側端面，用長銷小平面定五個自由度。雖然沒有滿足六個自由度的要求，但是不影響機床夾具的工作。因為被加工件需要鉆2個孔不限制Z向的旋轉會增進效率。最后是將定位銷和支承板固定在夾具體上，利用銷定位、螺柱、螺母和內六角螺釘進行定位、夾緊。這樣將工件穩(wěn)固的夾緊在機床上，能更方便，準確的進行鉆孔加工。通過以上這些步驟，此機床夾具可以正常工作，此項設計方案可實施。通過精度驗算可

98、知，此項機床夾具可施行。工件的定位、夾緊符合要求。</p><p>　　在設計的過程中，雖然感覺到了我的不足之處，但是我也學到了不少東西。在一定程度上，使我對以前學習過的東西有了加深理解和熟練操作。畢業(yè)設計是機械專業(yè)學習的一個重要的、總結性的理論和實踐相結合的教學環(huán)節(jié)，是綜合運用所學知識和技能的具體實踐過程。通過本次夾具設計，我對所學的專業(yè)知識有了更深刻的理解和認識。畢業(yè)設計內容源于生產實踐，使得設計和實踐得到了

99、充分的結合，有利于培養(yǎng)解決工程實際問題的能力。</p><p>　　我們在這次的學習實踐中看到了自己的不足，同時發(fā)現到自己的一個不足，意味著我們成長了一點，如果我們每天成長一點點，那么我們會穩(wěn)扎穩(wěn)打的走向成功。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]吳宗澤.羅圣國.《機械設計項目訓練手冊》.高等教育出版社.&l

100、t;/p><p>　　[2]李余慶.《機械制造裝備設計》.機械工業(yè)出版社.</p><p>　　[3]張海華.《機械制造裝備設計指導書》.機械工業(yè)出版社.</p><p>　　[4]薛源順.《機床夾具圖冊》.機械工業(yè)出版社.</p><p>　　[5]王晨.王明娣.基于斜楔- 鉸桿- 偏心輪的沖擊式自鎖柔性夾.2010.</p>&

101、lt;p>　　[6]匡余華.流體灌裝量連續(xù)調節(jié)機構設計.機械傳動.2010.</p><p>　　[7]崔金玲.鐘康民.基于杠桿-斜楔-鉸桿三級增力的沖擊式手動夾具.2008.</p><p>　　[8]薛源順.機床夾具設計[M].3版.北京:機械工業(yè)出版社.2011.</p><p>　　[9]徐鴻本.機床夾具設計手冊[M].沈陽:遼寧科學技術出版社.200

102、4．</p><p>　　[10]吳宗澤.機械設計師手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社.2002．</p><p>　　[11]王先逵.機械制造工藝學[M].北京:機械工業(yè)出版社.1995.</p><p>　　[12]彭文生.黃華良.機械設計[M].武漢:華中理工大學出版社.1996.</p><p>　　[13]曹華.綠色夾具理論體系的構建

103、與技術創(chuàng)新.[D]蘇州:蘇州大學.2006.</p><p>　　[14]崔金嶺.柔性夾具技術研究與創(chuàng)新設計.[D]蘇州:蘇州大學.2008.</p><p>　　[15]姚遠.鐘康民.基于絞桿-杠桿串聯增力的雙向浮動夾緊氣動夾具.[J].2009..</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　為期十

104、六周的畢業(yè)設計轉眼就過去了。通過這段時間的畢業(yè)設計，使我綜合的運用了幾年所學的專業(yè)知識。在本次設計中，發(fā)現自己在理論與實踐中有很多的不足，自己知識中存在著很多漏洞，看到了自己的實踐經驗還是比較缺乏，理論到實踐的能力還急需提高。</p><p>　　首先，感謝學校給我們提供這次難得的畢業(yè)設計機會，這讓我真切的體會到理論與實際相結合的意義，為我今后的機械制造技術設計思路奠定了基礎。從此次設計中能讓我們學習到一些課本中

105、不能引起我們注意的細節(jié)東西，感謝學校為我們提供的寶貴學習機會！</p><p>　　我非常感謝我的指導教師佘銀柱老師。兩周來，我時刻體會著佘老師嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹的治學精神，精益求精的工作作風。在每周一，我們不明白一些設計的問題和有關畫圖方面的問題時，每次去老師那里，老師都會給我們足夠的時間去問問題，有時還會和我坐下來一起討論設計的方案。當我的提出的方案不是很實用的時候老師會細心講解給予更好的意見。整個過程，佘

106、老師都傾注了大量的心血。正是在老師科學、嚴謹的指導下，我的畢業(yè)設計才能順利進行，這篇論文也才得以順利完成。佘老師不僅在學習上對我嚴格要求，在我們的思想行為上都給予了教育與指導。</p><p>　　這次畢業(yè)設計雖然我完成的不是很成熟，但是通過老師的幫助和自己的努力完成畢業(yè)設計還是讓我有一種自豪感，這是我自己真的去思考，設計，查詢資料得來的成果。在這次畢業(yè)設計結束的時候，我感到有一種輕松感，不是因為畢業(yè)設計不用再做