砂轮头座机械加工机床夹具设计（钻M8孔）（含CAD图纸）
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下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985说明书论文作者学号系部专业题目砂轮头座机械加工机床夹具设计说明书指导者姓名专业技术职务注打印时删除评阅者姓名专业技术职务注打印时删除注下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985中文摘要在机械制造各行业的工艺过程中广泛应用着各种不同的，用以固定加工对象，使之占有正确位置，以便接受施工的一种工艺装备，统称为夹具。因此，无论是在机械加工，装配，检验，还是在焊接，热处理等冷，热工艺中，以及运输工作中都大量采用夹具。但在机械加工中应用最为广泛的是金属切削机床上使用的夹具，我们称其为机床夹具。它在保证产品优质，高产，低成本，充分发挥现有设备的潜力，以便工人掌握复杂或精密零件加工技术，以减轻繁重的体力劳动等诸方面起着巨大的作用。因此，机床夹具的设计和使用是促进生产迅速发展的重要工艺措施之一。为此，在本次课程设计时，选择了机床夹具设计。本文主要围绕机床钻孔夹具设计为中心。用以钻砂轮头座零件，首先通过参观实习让我们对夹具设计有了初步的了解，特别是对钻模夹具设计的了解更为深刻。然后，在导师的指导下，对夹具设计方案进行分析和选择。选定方案后，。通过查阅相关夹具设计书籍和相关图例在钻孔夹具设计过程中。参考相关资料完成夹具的总体设计。关键词机械；夹具；钻模；加工下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985目录第1章绪论111钻孔夹具方案设计112了解夹具总体设计的要求113钻床的发展趋势214钻床夹具的概述3141钻床夹具的特点3142钻床夹具的主要类型3143钻模类型选择4144钻套的选择4145钻模板类型5第2章钻床夹具设计特点6第3章工件的夹紧计算及其选择731工件的夹紧7311夹紧基本原理理论732夹紧力的选择8321夹紧力方向8322夹紧力的作用点8323夹紧力的计算8第4章专用夹具设计1041定位基准的选择1042定位元件的设计1043定位误差分析1044钻削力与夹紧力的计算1145钻套、衬套、钻模板及夹具体设计1246夹紧装置的设计1447夹具设计及操作的简要说明15结论17致谢19参考文献20下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985第1章绪论11钻孔夹具方案设计方案设计是夹具设计的重要阶段，它在分析各种原始资料的基础上，要完成下列设计工作1研究壳体零件原始资料，明确设计要求。拟订钻孔夹具结构方案，绘制夹具结构草图。绘制夹具总图，标注有关尺寸及技术要求。绘制零件图。从另外一方面来说，机床夹具设计是工艺装备设计中的一个重要组成部分，是保证产品质量和提高劳动生产率的一项重要技术措施。在设计过程中应深人实际，进行调查研究，吸取国内外的先进技术，制定出合理的设计方案，再进行具体的设计。而深入生产实际调查研究中，应当掌握下面的一些资料11工件图纸；详细阅读工件的图纸，了解工件被加工表面是技术要求，该零件在机器中的位置和作用，以及装置中的特殊要求。2工艺文件了解工件的工艺过程，本工序的加工要求，工件被加工表面及待加工面状况，基准面选择的情况，可用机床设备的主要规格，与夹具连接部分的尺寸及切削用量等。3生产纲领夹具的结构形式应与工件的批量大小相适应，做到经济合理。在本次课程设计的夹具要求是中小批量生产的夹具设计。4制造与使用夹具的情况，有无通用零部件可供选用。工厂有无压缩空气站；制造和使用夹具的工人的技术状况等。夹具的出现可靠地保证加工精度，提高整体工作效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的工艺性能。12了解夹具总体设计的要求1）夹具应满足零件加工工序的精度要求。特别对于精加工工序，应适当提高夹具的精度，以保证工件的尺寸公差和形状位置公差等。2）夹具应达到加工生产率的要求。特别对于大批量生产中使用的夹具，应设法缩短加工的基本时间和辅助时间。3）夹具的操作要方便、安全。按不同的加工方法，可设置必要的2防护装置、挡屑板以及各种安全器具。4）能保证夹具一定的使用寿命和较低的夹具制造成本。夹具元件的材料选用将直接影响夹具的使用寿命。因此，定位元件以及主要元件宜采用力学性能较好的材料。夹具的低成本设计在世界各国都以相当重视。为此，夹具的复杂程度应与工件的生产批量相适应。在大批量生产中。宜采用气压、液压等高效夹紧装置；而小批量生产，则宜采用较简单的夹具结构。5）要适当提高夹具元件的通用化和标准程度。选用标准化元件，特别应选用商品化的标准元件，以缩短夹具制造周期，从而降低夹具成本。6）必须具有良好的结构工艺性，以便夹具的制造、使用和维修。以上要求有时是互相矛盾的，故应在全面考虑的基础上，处理好主要矛盾，使之达到较好的效果。例如钻模设计中，通常侧重于生产率的要求。13钻床的发展趋势钻床系指主要用钻头在工件上加工孔的机床。通常钻头旋转为主运动，钻头轴向移动为进给运动。钻床结构简单，加工精度相对较低，可钻通孔、盲孔，更换非凡刀具，可扩、锪孔，铰孔或进行攻丝等加工。钻床可分为下列类型1台式钻床可安放在作业台上，主轴垂直布置的小型钻床。2立式钻床主轴箱和工作台安置在立柱上，主轴垂直布置的钻床。3摇臂钻床摇臂可绕立柱回转、升降，通常主轴箱可在摇臂上作水平移动的钻床。它适用于大件和不同方位孔的加工。4铣钻床工作台可纵横向移动，钻轴垂直布置，能进行铣削的钻床。5深孔钻床使用特制深孔钻头，工件旋转，钻削深孔的钻床。6平端面中心孔钻床切削轴类端面和用中心钻加工的中心孔钻床。7卧式钻床主轴水平布置，主轴箱可垂直移动的钻床钻床相关标准与其他金属切削机床相关标准大体相同，其专用标准有GB6477486金属切削机床术语钻床，GB281589、JB/T576391钻床联接尺寸标准，GB946188、JB/Z10889摇臂钻床参数及系列型谱标准等，出口产品不得低于一等品。主要生产厂家有中捷友谊厂、沙市第一机床厂、宁夏大河机床厂、鲁南机床厂、保定钻床厂等。钻床主要出口日本、东南亚、欧、美、非洲及港、澳等30余个国家及地区。314钻床夹具的概述钻床夹具用干各种钻床（镗床组合机床）上的夹具，又称钻模，镗模。主要目的保证孔的精度（位置）。要想对钻床夹具有深刻的了解，就要先知道钻床夹具的特点。141钻床夹具的特点在一般钻床对工件进行空加工，多具一下特点首先是刀具本身的刚性比较差。钻床上所加工的空多为小尺寸的孔，其工序内容不外乎钻、扩、铰、锪或攻螺纹等加工，所以，刀具直径往往比较小，而轴向尺寸比较啊，刀具的刚性均较差。其次是多刃刀的不对称，易造成空的形位公差。钻、扩、铰等孔加工刀具，多为多刃刀具，当刀刃分布不对称，或刀刃分布不对称，或刀刃长度不等，会造成被加工孔的制造误差，尤其是采用普通麻花钻钻孔，手工刃磨钻头所造成的两侧不对称，极易造成被加工孔的孔位偏移、孔径增大及孔轴线的弯曲和歪斜，严重影响孔的形状、位置精度。再有就是普通麻花钻头起钻时，孔的精度极差。普通麻花钻轴向尺寸大，结构刚性差，加上钻心结构所形成的横刃，破坏定心，使钻尖运动布稳定，往往在起钻过程造成较大的孔位误差。在单件、小批量生产种中，往往要考操作工在起钻过程中不断地进行人工矫正控制孔位精度，而在大批生产中，则需依靠刀刃结构的改进和夹具对刀具的严格引导解决。综合以上孔加工特点，钻床夹具的主要任务是解决好工件相对刀具的正确加工位置的严格控制问题。在大批量生产中，为有自傲解决钻头钻孔的精度不稳定的问题，多直接设置带有刀具引导的钻模板，对钻头进行正确引导和对孔位进行强制性限制。尤其是对箱体、盖板类工件的钻孔，往往要同时有多支钻头一次性钻出众多的孔，为保证加工孔隙的位置精度，一定要通过一块精确的模版，把多个孔位由引导限制好。这种用来正确引导钻头控制孔位精度的模版。专业化、高效生产中的钻床夹具，通常具有较精确的钻模版，以正确、快速地引导钻头控制孔位精度，这是钻床夹具的最主要的特点。所以，习惯上又把钻床夹具称为钻模。为防止钻刃破坏钻模板上引导孔的孔壁，多在引导孔中设置高硬度的钻套，以维持钻模板的孔系精度。对钻床夹具的类型要有一定的认知。142钻床夹具的主要类型钻床加工中对不同的加工工件所选着的夹具体液是不同的。因此根据经验人4们总结了以下不同工件加工的主要夹具。它们主要是1固定式夹具与机床上位置固定不变，用于立钻，摇臂钻加工大件等2回转式用于同一圆周上的孔系加工。它包括立轴、卧轴和斜轴回转三种基本型式。3移动式钻模移动，用于加工同一表面上的多个孔中小型工件4、翻转式钻模板转动一定角度，用于加工不同表面上的孔，翻转点力，5、盖板式没有夹具体，模板盖在工件上加工6、滑柱式升降钻模板的通用可调夹具根据不同工件的加工，因此我们也要对钻模由工件的形状和加工要求进行选择。143钻模类型选择钻模类型多，在设计时，要根据工件的形状、重量、加工要求和批量来选型被钻孔径10MM，或加工精度较高时，宜用固定钻模。不同表面上的孔，总G150N,宜用固定钻模，在摇臂钻加工，量大时用立钻多轴加工。垂直度与孔间距要求不高时，用滑柱式钻模。若加工大件上的小孔时，宜用盖式钻模。为了提高钻孔的精度，可以通过钻套来来引导刀具的位置，保证孔加工的精度。但由于加工工件的量大小和孔位置特殊，所以钻套也分为以下几种。144钻套的选择钻套和钻模板是钻床夹具的特殊元件。钻套的作用是确定被加工孔的位置和引导刀具加工，钻套装配在模板上，用钻套比不用钻套可减少50以上的误差。其结构尺寸已标准化1）固定钻套配合H7/N6,H7/R6,结构简单，精度高，适用于单孔或小批生产。2）可换钻套H7/G5,H7/G6，间隙配合装入衬套内，用螺钉固定3）快换钻套配合H7/G5,H7/G6,结构与上述不同，不用固定螺钉便可更换。适用于加工多，更换不同孔经的钻套。上述钻套标准化。还有一种特殊故钻套。4）特殊钻套适用于工件结构形状和被加工孔的位置特殊性，标准钻套不满足时用的钻套。钻套的安装也是非常重要的，因此钻模板可以通过合理的设计将钻套定位安装，从而保证孔的加工位置。钻模板通常装配在夹具体或支架上，或与夹具上5的其它元件相连接。常见的有如下几种类型145钻模板类型A固定式钻模板钻模板和夹具体或支架是用固定方法相连接，一般采用两个圆锥销和螺钉装配连接；对于简单的结构也可采用整体的铸造或焊接结构。B铰链式钻模板当钻模板妨碍工件装卸等工作时，可用活动铰链把钻模板与夹具体相连接。C可卸式钻模板D悬挂式钻模板在立式钻床上采用多轴传动头进行平行孔系加工时，所用的钻模板就连接在传动箱上，并随机床主轴往复移动。这种钻模板简称为悬挂式钻模板下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985第2章钻床夹具设计特点图23加工零件图该零件为HT200钢；零件图如上图23，中批量生产；该工序在立式钻床上用钻头工。该砂轮头座的加工表面分三种，主要是孔的加工，两侧面的加工，各组加工面之间有严格的尺寸位置度要求和一定的表面加工精度要求，特别是孔的加工，几乎都要保证RA32UM的表面粗糙度，因而需精加工。下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985第3章工件的夹紧计算及其选择31工件的夹紧311夹紧基本原理理论夹紧的目的是保证工件在夹具中的定位，不致因工时受切削力，重力或伴生离心力，惯性力，热应力等的作用产生移动或振动。夹紧装置是夹具完成夹紧作用的一个重要的而不可以缺少的组成部分，除非工件在加工过程中所受到的各种力不会使它离开定位时所需确定的位置，才可以设有夹紧装置。夹紧装置设计的优劣，对于提高夹紧的精度和加工作效率，减轻劳动强度都有很大的影响。夹紧对象特征加工信息特征夹紧要求特征动力源项元功能解项技术性经济性社会性应用实例技术参数夹紧功能原理方案设计功能项原理解项评价项备注项图31夹紧功能原理方案设计组成结构分析各类夹具的基本功能要求可以将夹紧装置概括为两类第一类是性能要求，主要指定位唯一性、定位稳定性，夹紧稳定性及总体约束；第二类要求是夹具的结构刚性、成本及易操作性、易于维修等要求。本设计目录中功能项包括夹紧对象特征项、加工信息特征及夹紧要求特征。夹紧对象特征项目包括夹紧对象类型、材料、形状、体积、数量、物理特性、磁性、导电性、刚性等信息。加工信息特征项加工类型、机加工、装配、检测、焊接等、加工参数、切削参数、运动参数、几何参数等。夹紧要求特征项主要指性能要求，包括定位要求、定位基准选择，如特征点、特征面。夹紧力大小、夹紧方向、夹紧行程、夹紧松开速率，自锁性等。元件功能分析夹紧功能主要包括四种元功能。它们是定位功能、传动功8能、执行功能和分度功能等辅助功能。定位功能由定位元件完成，定位元件按定位面特征分为平面定位元件、圆孔定位元件、外圆定位元件。传动功能由中间递力机构完成，该机构一般有三个作用；改变作用力的力一向、大小和自锁作用。目前常用的有以下机构斜楔机构、螺旋机构、圆偏心机构、杠杆铰链机构、连杆机构、联动机构、对中机构、定心机构等。设计夹紧装置时，应满足下述主要要求21夹紧装置在对工件夹紧时，不应破坏工件的定位，为此，必须正确选择夹紧力的方向及着力点。2夹紧力的大小应该可靠，适当，要保证工件在夹紧后的变形和受压表面的损伤不致超出允许的范围。3夹紧装置结构简单合理，夹紧动作要迅速，操作方便省力，安全。4夹紧力或夹紧行程在一定范围内可进行调整和补偿。32夹紧力的选择321夹紧力方向在保证安装的真确可靠，减少工件的变形，定位方便和在可以减少所需夹紧力的大小的前提下，此套夹具的夹紧方向和工件重力方向和切削方向相同。工件的定位工作面为垂直方向上，则工件的夹紧通过工件的一个定位销与水平方向的移动压块完成。夹紧力的方向为平行重力方向垂直夹紧。2在本次夹具设计中，夹紧力是由中心螺杆和一边压板提供的。322夹紧力的作用点夹紧力的作用点是指夹紧元件与工件相接触的一小块面积。现在夹紧力的方案已定。考虑夹具的结构尺寸特征可以确定夹紧力的作用点个数为2个。考虑夹紧力作用点的一般要求1夹紧力的作用点应能保持工件定位稳定，而不至引起工件发生位移和偏转；夹紧力的作用点，应使被夹紧的夹紧变形尽可能的小些；夹紧力的作用点应尽可能靠近加工表面，以提高定位稳定性。323夹紧力的计算夹紧力的大小重要取决于切削P和重力G，重力是可认为不变的，而切削力在切削的过程中是变化的。影响切削力的大小因素很多，如工件质量的不均匀，加工质量的不均匀，刀具磨损以及切削用量的变化等等。同时夹紧力也和其他因素有关，如夹紧件和工件及工件与定位件间接触表面的光洁度，9工艺系统的刚性等等，因此夹具夹紧力的设计只能对其作初略的估算下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985第4章专用夹具设计41定位基准的选择在加工M8孔工序时，35孔端面已经加工到要求尺寸。因此选用和35孔及35孔下表面作为定位基准。选择35孔限制了工件的2个自由度，选择52端面定位时，限制了3个自由度。即一面两销定位。工件以一面两销定位时，夹具上的定位元件是一面两销。42定位元件的设计本工序选用的定位基准为一面两销定位，所以相应的夹具上的定位元件应是一面2销。因此进行定位元件的设计主要是对短圆柱销和菱形销进行设计根据参考文献11表212固定定位销的结构及主要尺寸如图313所示。图313固定定位销主要结构尺寸参数如表38所示。表38固定定位销的结构尺寸D1HLCDH35243044115643定位误差分析机械加工过程中，产生加工误差的因素有很多。在这些因素中，有一项因素于11机床夹具有关。使用夹具时，加工表面的位置误差与夹具在机床上的对定及工件在夹具中的定位密切相关。为了满足工序的加工要求，必须使工序中各项加工误差之总和等于或小于该工序所规定的工序公差。本夹具选用的定位元件为一面一销定位。其定位误差主要为销与孔的配合005MM，钻模与销的误差002MM，钻套与衬套0029MM由公式EH/2HBMAX/HMAX00520052002921/2006MME00630/32005652可见这种定位方案是可行的。44钻削力与夹紧力的计算由于本道工序主要完成工艺孔的M8钻、攻螺纹加工，而钻削力远远大于攻螺纹切削力。因此切削力应以钻削力为准。由参考文献9得钻削力6082HBDFF钻削力矩91T式中68DM231875323MINAXMAXB150RF08062217FN1963T本套夹具采用移动压板夹紧，移动压板主要靠移动压板上的螺母来实现夹紧。根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即FKW安全系数K可按下式计算有6543210式中为各种因素的安全系数，查参考文献5表可得6120130156C223P12FK所以有98CWFN763P1213590KFWFN螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有210TGTQLZ式中参数由参考文献5可查得6276ZR900529其中1LM8N螺旋夹紧力04W该夹具采用螺旋夹紧机构，用螺栓通过弧形压块压紧工件，受力简图如下图移动压板受力简图由表得原动力计算公式261001KLWL即04782393275KWLNL由上述计算易得K由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。45钻套、衬套、钻模板及夹具体设计选用快换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。根据参考文献11表2147可查得钻套孔径结构如图314所示。13图314快换钻套钻套结构参数如表39所示。表39DDH公称尺寸允差12H1M1R682012001800075218104775250根据参考文献11表2158可得衬套选用固定衬套其结构如图315所示。图315固定衬套其结构参数如表310所示。表310DD公称尺寸允差H公称尺寸允差C1141200340052201800230012052根据参考文献11夹具U型槽的结构如图352所示。图352U型槽主要结构尺寸参数如表311所示。表311螺栓直径DD1DL1214302046夹紧装置的设计夹紧装置采用移动的A型压板来夹紧工件，采用的移动压板的好处就是加工完成后，可以将压板松开，然后退后一定距离把工件取出。根据参考文献11移动压板（GB217580），其结构如图317所示。15图移动压板主要结构尺寸参数如表所示表LBBL1LKHH1M120301136508524151247夹具设计及操作的简要说明本套夹具用于加工M8孔。定位采用常见的一面两销定位方案。以52孔下16表面（一面）及其内孔（带大端面的长圆柱销），下平台（固定定位销）来实现完全定位。主要考虑工件便于取出夹紧装置采用移动压板夹紧。工件加工完成后，移动压板向后退一定距离，工件就可以很方便的取出。工件装夹时，先将工件放到带大端面的长圆柱销，然后将移动压板前移，压在工件上，将螺栓拧紧就可以进行加工了。加工完成以后将移动压板退出一定距离，就可以把工件直接取出。下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985结论在很多问题的设计过程中，假设出现不合理工艺路线，甚无法保证夹具设计的准确性。在夹具设计中，由于定位基准的选择不合理，出现了定位或不定位零件加工精度无法保证。在夹紧机构由于尺寸的选择，如不合理，但没有达到夹紧的目的，也可能是由于位置的夹紧力和工件表面的作用所产生的营业额不合理。然而，在老师的细心指导的悉心指导下，经过三个月的努力，这些问题都一一解决方案。在这一过程中，加工工艺及夹具设计知识和更深入的了解，提高了综合专业知识的能力，我的专业知识，进一步提高技能，为以后从事专业技术工作。然而，在老师的细心指导的悉心指导下，经过三个月的努力，这些问题都一一解决方案。在这一过程中，加工工艺及夹具设计知识和更深入的了解，提高了综合专业知识的能力，我的专业知识，进一步提高技能，为以后从事专业技术工作。通过这次的课程设计，我深深地感受到，做任何事都必须有耐心，细心。有时是不小心计算误差，只能被无情地重做。但一想到老师教得比平时多，病人，认为他们的社会责任感的未来，思想在世界上是因为一些小错误，让人触目惊心的事故，我不能不提醒自己，要形成一个高度负责的好习惯，一丝不苟。发现自己的知识真的很差，他们的能力，用学到的知识是不够的，几年来学习很多课程，今天才知道自己和不使用。想到这里，我真的有点不耐烦。主要是确定的工艺设计的工艺路线，确定加工和切削参数，基本工时，本设计的零件工艺路线是正确合理的，定位和夹紧的夹紧机构可实现定位和夹紧的目的，可以保证工件的加工精度。在很多问题的设计过程中，假设出现不合理工艺路线，甚无法保证夹具设计的准确性。在夹具设计中，由于定位基准的选择不合理，出现了定位或不定位零件加工精度无法保证。在夹紧机构由于尺寸的选择，如不合理，但没有达到夹紧的目的，也可能是由于位置的夹紧力和工件表面的作用所产生的营业额不合理。然而，在老师的细心指导的悉心指导下，经过三个月的努力，这些问题都一一解决方案。在这一过程中，加工工艺及夹具设计知识和更深入的了解，提高了综合专业知识的能力，我的专业知识，进一步提高技能，为以后从事专业技术工作。然而，在老师的细心指导的悉心指导下，经过三个月的努力，这些问题都一一解决方案。在这一过程中，加工工艺及夹具设计知识和更深入的了解，提高了综合专业知识的能力，我的专业知识，进一步提高技能，为以后从事专业技术工作。通过这次的课程设计，我深深地感受到，做任何事都必须有耐心，细心。有时是不小心计算误差，只能被无情地重做。但一想到老师教得比平时多，认为他们的社会责任18感的未来，思想在世界上是因为一些小错误，让人触目惊心的事故，我不能不提醒自己，要形成一个高度负责的好习惯，一丝不苟。发现自己的知识真的很差，他们的能力，用学到的知识是不够的，几年来学习很多课程，今天才知道自己和不使用。想到这里，我真的有点不耐烦。下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985致谢课程设计是大学知识，相关的专业知识的综合运用，是知识在实践中的应用。通过本次课程设计，使我的专业知识得到巩固和提高在原来的基础上，就离不开老师和同学的帮助。设计的分析是在老师的指导下完成的，在分析过程中，老师给了我很大的鼓励，在设计和分析使我觉得更多的设计思路，提高的学习能力，和讨论的问题的分析，有一个更清楚的了解，使我受益不浅。说实话，课程设计真是有点累了。然而，明确其自身的设计结果，课程设计仔细回味的旅程，一个罕见的成功立刻让我昏昏欲睡。虽然这是我刚学的第一个走，一点在我的生命中的成功，但它让我觉得更成熟了。通过这次的课程设计，我深深地感受到，做任何事都必须有耐心，细心。有时是不小心计算误差，只能被无情地重做。但一想到老师教得比平时多，病人，认为他们的社会责任感的未来，思想在世界上是因为一些小错误，让人触目惊心的事故，我不能不提醒自己，要形成一个高度负责的好习惯，一丝不苟。发现自己的知识真的很差，他们的能力，用学到的知识是不够的，几年来学习很多课程，今天才知道自己和不使用。想到这里，我真的有点不耐烦。因为临近毕业的时间，许多本来应该了解到的地方都没有时间去仔细调查的来源，如控制，协调电网的理解，选择求解器，它使我明白大学只是一个大致的方向，和距离太远，离实际应用。但我认为，方向是最重要的，因为方向，将用最少的精力去做事情，这项工作后，我的生命。因为在实际生产生活中，从事的工作是千差万别的，只有找到自己最喜欢的，最有前途的工作，个人有更高的热情，但也最有可能在自己的岗位上做出一定的贡献。下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985参考文献1李旦等，专用夹具图册，哈尔滨哈尔滨工业大学出版社，2005。2孙已德，夹具图册，北京机械工业出版社，1984。3何玉林，机械制图，重庆重庆大学出版社，20001983。4机械工程基础与通用标准实用丛书编委会，形状和位置公差，北京中国计划出版社，2004。5淘济贤等，夹具设计，北京机械工业出版社，1986。6李洪，机械加工工艺师手册，北京机械工业出版社，1990。7机械设计手册编委会，机械设计手册卷4，北京机械工业出版社，1998。8东北重型机械学院，夹具设计手册，上海上海科学技术出版社，1979。9贺光谊等，画法几何及机械制图，重庆重庆大学出版社，1994。10丁骏一，典型零件制造工艺，北京机械工业出版社,1989。11孙丽媛，机械制造工艺及专用夹具设计指导，北京冶金工业出版社，2002。12东北重型机械学院等，夹具设计手册，上海上海科学技术出版社，1979。13孟少龙，工艺手册第1卷，北京机械工业出版社，1991。14金属机械加工工艺人员手册修订组，金属机械加工工艺人员手册，上海上海科学技术出版社，1979。16马贤智，机械加工余量与公差手册，北京中国标准出版社，1994。17上海金属切削技术协会，金属切削手册，上海上海科学技术出版社，1984。18周永强，高等学校课程设计指导，北京中国建材工业出版社，2002说明书论文作者学号系部专业题目砂轮头座机械加工机床夹具设计说明书指导者姓名专业技术职务注打印时删除评阅者姓名专业技术职务注打印时删除注中文摘要在机械制造各行业的工艺过程中广泛应用着各种不同的，用以固定加工对象，使之占有正确位置，以便接受施工的一种工艺装备，统称为夹具。因此，无论是在机械加工，装配，检验，还是在焊接，热处理等冷，热工艺中，以及运输工作中都大量采用夹具。但在机械加工中应用最为广泛的是金属切削机床上使用的夹具，我们称其为机床夹具。它在保证产品优质，高产，低成本，充分发挥现有设备的潜力，以便工人掌握复杂或精密零件加工技术，以减轻繁重的体力劳动等诸方面起着巨大的作用。因此，机床夹具的设计和使用是促进生产迅速发展的重要工艺措施之一。为此，在本次课程设计时，选择了机床夹具设计。本文主要围绕机床钻孔夹具设计为中心。用以钻砂轮头座零件，首先通过参观实习让我们对夹具设计有了初步的了解，特别是对钻模夹具设计的了解更为深刻。然后，在导师的指导下，对夹具设计方案进行分析和选择。选定方案后，。通过查阅相关夹具设计书籍和相关图例在钻孔夹具设计过程中。参考相关资料完成夹具的总体设计。关键词机械；夹具；钻模；加工目录第1章绪论111钻孔夹具方案设计112了解夹具总体设计的要求113钻床的发展趋势214钻床夹具的概述3141钻床夹具的特点3142钻床夹具的主要类型3143钻模类型选择4144钻套的选择4145钻模板类型5第2章钻床夹具设计特点6第3章工件的夹紧计算及其选择731工件的夹紧7311夹紧基本原理理论732夹紧力的选择8321夹紧力方向8322夹紧力的作用点8323夹紧力的计算8第4章专用夹具设计1041定位基准的选择1042定位元件的设计1043定位误差分析1044钻削力与夹紧力的计算1145钻套、衬套、钻模板及夹具体设计1246夹紧装置的设计1447夹具设计及操作的简要说明15结论17致谢19参考文献20第1章绪论11钻孔夹具方案设计方案设计是夹具设计的重要阶段，它在分析各种原始资料的基础上，要完成下列设计工作1研究壳体零件原始资料，明确设计要求。拟订钻孔夹具结构方案，绘制夹具结构草图。绘制夹具总图，标注有关尺寸及技术要求。绘制零件图。从另外一方面来说，机床夹具设计是工艺装备设计中的一个重要组成部分，是保证产品质量和提高劳动生产率的一项重要技术措施。在设计过程中应深人实际，进行调查研究，吸取国内外的先进技术，制定出合理的设计方案，再进行具体的设计。而深入生产实际调查研究中，应当掌握下面的一些资料11工件图纸；详细阅读工件的图纸，了解工件被加工表面是技术要求，该零件在机器中的位置和作用，以及装置中的特殊要求。2工艺文件了解工件的工艺过程，本工序的加工要求，工件被加工表面及待加工面状况，基准面选择的情况，可用机床设备的主要规格，与夹具连接部分的尺寸及切削用量等。3生产纲领夹具的结构形式应与工件的批量大小相适应，做到经济合理。在本次课程设计的夹具要求是中小批量生产的夹具设计。4制造与使用夹具的情况，有无通用零部件可供选用。工厂有无压缩空气站；制造和使用夹具的工人的技术状况等。夹具的出现可靠地保证加工精度，提高整体工作效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的工艺性能。12了解夹具总体设计的要求1）夹具应满足零件加工工序的精度要求。特别对于精加工工序，应适当提高夹具的精度，以保证工件的尺寸公差和形状位置公差等。2）夹具应达到加工生产率的要求。特别对于大批量生产中使用的夹具，应设法缩短加工的基本时间和辅助时间。3）夹具的操作要方便、安全。按不同的加工方法，可设置必要的2防护装置、挡屑板以及各种安全器具。4）能保证夹具一定的使用寿命和较低的夹具制造成本。夹具元件的材料选用将直接影响夹具的使用寿命。因此，定位元件以及主要元件宜采用力学性能较好的材料。夹具的低成本设计在世界各国都以相当重视。为此，夹具的复杂程度应与工件的生产批量相适应。在大批量生产中。宜采用气压、液压等高效夹紧装置；而小批量生产，则宜采用较简单的夹具结构。5）要适当提高夹具元件的通用化和标准程度。选用标准化元件，特别应选用商品化的标准元件，以缩短夹具制造周期，从而降低夹具成本。6）必须具有良好的结构工艺性，以便夹具的制造、使用和维修。以上要求有时是互相矛盾的，故应在全面考虑的基础上，处理好主要矛盾，使之达到较好的效果。例如钻模设计中，通常侧重于生产率的要求。13钻床的发展趋势钻床系指主要用钻头在工件上加工孔的机床。通常钻头旋转为主运动，钻头轴向移动为进给运动。钻床结构简单，加工精度相对较低，可钻通孔、盲孔，更换非凡刀具，可扩、锪孔，铰孔或进行攻丝等加工。钻床可分为下列类型1台式钻床可安放在作业台上，主轴垂直布置的小型钻床。2立式钻床主轴箱和工作台安置在立柱上，主轴垂直布置的钻床。3摇臂钻床摇臂可绕立柱回转、升降，通常主轴箱可在摇臂上作水平移动的钻床。它适用于大件和不同方位孔的加工。4铣钻床工作台可纵横向移动，钻轴垂直布置，能进行铣削的钻床。5深孔钻床使用特制深孔钻头，工件旋转，钻削深孔的钻床。6平端面中心孔钻床切削轴类端面和用中心钻加工的中心孔钻床。7卧式钻床主轴水平布置，主轴箱可垂直移动的钻床钻床相关标准与其他金属切削机床相关标准大体相同，其专用标准有GB6477486金属切削机床术语钻床，GB281589、JB/T576391钻床联接尺寸标准，GB946188、JB/Z10889摇臂钻床参数及系列型谱标准等，出口产品不得低于一等品。主要生产厂家有中捷友谊厂、沙市第一机床厂、宁夏大河机床厂、鲁南机床厂、保定钻床厂等。钻床主要出口日本、东南亚、欧、美、非洲及港、澳等30余个国家及地区。314钻床夹具的概述钻床夹具用干各种钻床（镗床组合机床）上的夹具，又称钻模，镗模。主要目的保证孔的精度（位置）。要想对钻床夹具有深刻的了解，就要先知道钻床夹具的特点。141钻床夹具的特点在一般钻床对工件进行空加工，多具一下特点首先是刀具本身的刚性比较差。钻床上所加工的空多为小尺寸的孔，其工序内容不外乎钻、扩、铰、锪或攻螺纹等加工，所以，刀具直径往往比较小，而轴向尺寸比较啊，刀具的刚性均较差。其次是多刃刀的不对称，易造成空的形位公差。钻、扩、铰等孔加工刀具，多为多刃刀具，当刀刃分布不对称，或刀刃分布不对称，或刀刃长度不等，会造成被加工孔的制造误差，尤其是采用普通麻花钻钻孔，手工刃磨钻头所造成的两侧不对称，极易造成被加工孔的孔位偏移、孔径增大及孔轴线的弯曲和歪斜，严重影响孔的形状、位置精度。再有就是普通麻花钻头起钻时，孔的精度极差。普通麻花钻轴向尺寸大，结构刚性差，加上钻心结构所形成的横刃，破坏定心，使钻尖运动布稳定，往往在起钻过程造成较大的孔位误差。在单件、小批量生产种中，往往要考操作工在起钻过程中不断地进行人工矫正控制孔位精度，而在大批生产中，则需依靠刀刃结构的改进和夹具对刀具的严格引导解决。综合以上孔加工特点，钻床夹具的主要任务是解决好工件相对刀具的正确加工位置的严格控制问题。在大批量生产中，为有自傲解决钻头钻孔的精度不稳定的问题，多直接设置带有刀具引导的钻模板，对钻头进行正确引导和对孔位进行强制性限制。尤其是对箱体、盖板类工件的钻孔，往往要同时有多支钻头一次性钻出众多的孔，为保证加工孔隙的位置精度，一定要通过一块精确的模版，把多个孔位由引导限制好。这种用来正确引导钻头控制孔位精度的模版。专业化、高效生产中的钻床夹具，通常具有较精确的钻模版，以正确、快速地引导钻头控制孔位精度，这是钻床夹具的最主要的特点。所以，习惯上又把钻床夹具称为钻模。为防止钻刃破坏钻模板上引导孔的孔壁，多在引导孔中设置高硬度的钻套，以维持钻模板的孔系精度。对钻床夹具的类型要有一定的认知。142钻床夹具的主要类型钻床加工中对不同的加工工件所选着的夹具体液是不同的。因此根据经验人4们总结了以下不同工件加工的主要夹具。它们主要是1固定式夹具与机床上位置固定不变，用于立钻，摇臂钻加工大件等2回转式用于同一圆周上的孔系加工。它包括立轴、卧轴和斜轴回转三种基本型式。3移动式钻模移动，用于加工同一表面上的多个孔中小型工件4、翻转式钻模板转动一定角度，用于加工不同表面上的孔，翻转点力，5、盖板式没有夹具体，模板盖在工件上加工6、滑柱式升降钻模板的通用可调夹具根据不同工件的加工，因此我们也要对钻模由工件的形状和加工要求进行选择。143钻模类型选择钻模类型多，在设计时，要根据工件的形状、重量、加工要求和批量来选型被钻孔径10MM，或加工精度较高时，宜用固定钻模。不同表面上的孔，总G150N,宜用固定钻模，在摇臂钻加工，量大时用立钻多轴加工。垂直度与孔间距要求不高时，用滑柱式钻模。若加工大件上的小孔时，宜用盖式钻模。为了提高钻孔的精度，可以通过钻套来来引导刀具的位置，保证孔加工的精度。但由于加工工件的量大小和孔位置特殊，所以钻套也分为以下几种。144钻套的选择钻套和钻模板是钻床夹具的特殊元件。钻套的作用是确定被加工孔的位置和引导刀具加工，钻套装配在模板上，用钻套比不用钻套可减少50以上的误差。其结构尺寸已标准化1）固定钻套配合H7/N6,H7/R6,结构简单，精度高，适用于单孔或小批生产。2）可换钻套H7/G5,H7/G6，间隙配合装入衬套内，用螺钉固定3）快换钻套配合H7/G5,H7/G6,结构与上述不同，不用固定螺钉便可更换。适用于加工多，更换不同孔经的钻套。上述钻套标准化。还有一种特殊故钻套。4）特殊钻套适用于工件结构形状和被加工孔的位置特殊性，标准钻套不满足时用的钻套。钻套的安装也是非常重要的，因此钻模板可以通过合理的设计将钻套定位安装，从而保证孔的加工位置。钻模板通常装配在夹具体或支架上，或与夹具上5的其它元件相连接。常见的有如下几种类型145钻模板类型A固定式钻模板钻模板和夹具体或支架是用固定方法相连接，一般采用两个圆锥销和螺钉装配连接；对于简单的结构也可采用整体的铸造或焊接结构。B铰链式钻模板当钻模板妨碍工件装卸等工作时，可用活动铰链把钻模板与夹具体相连接。C可卸式钻模板D悬挂式钻模板在立式钻床上采用多轴传动头进行平行孔系加工时，所用的钻模板就连接在传动箱上，并随机床主轴往复移动。这种钻模板简称为悬挂式钻模板第2章钻床夹具设计特点图23加工零件图该零件为HT200钢；零件图如上图23，中批量生产；该工序在立式钻床上用钻头工。该砂轮头座的加工表面分三种，主要是孔的加工，两侧面的加工，各组加工面之间有严格的尺寸位置度要求和一定的表面加工精度要求，特别是孔的加工，几乎都要保证RA32UM的表面粗糙度，因而需精加工。第3章工件的夹紧计算及其选择31工件的夹紧311夹紧基本原理理论夹紧的目的是保证工件在夹具中的定位，不致因工时受切削力，重力或伴生离心力，惯性力，热应力等的作用产生移动或振动。夹紧装置是夹具完成夹紧作用的一个重要的而不可以缺少的组成部分，除非工件在加工过程中所受到的各种力不会使它离开定位时所需确定的位置，才可以设有夹紧装置。夹紧装置设计的优劣，对于提高夹紧的精度和加工作效率，减轻劳动强度都有很大的影响。夹紧对象特征加工信息特征夹紧要求特征动力源项元功能解项技术性经济性社会性应用实例技术参数夹紧功能原理方案设计功能项原理解项评价项备注项图31夹紧功能原理方案设计组成结构分析各类夹具的基本功能要求可以将夹紧装置概括为两类第一类是性能要求，主要指定位唯一性、定位稳定性，夹紧稳定性及总体约束；第二类要求是夹具的结构刚性、成本及易操作性、易于维修等要求。本设计目录中功能项包括夹紧对象特征项、加工信息特征及夹紧要求特征。夹紧对象特征项目包括夹紧对象类型、材料、形状、体积、数量、物理特性、磁性、导电性、刚性等信息。加工信息特征项加工类型、机加工、装配、检测、焊接等、加工参数、切削参数、运动参数、几何参数等。夹紧要求特征项主要指性能要求，包括定位要求、定位基准选择，如特征点、特征面。夹紧力大小、夹紧方向、夹紧行程、夹紧松开速率，自锁性等。元件功能分析夹紧功能主要包括四种元功能。它们是定位功能、传动功8能、执行功能和分度功能等辅助功能。定位功能由定位元件完成，定位元件按定位面特征分为平面定位元件、圆孔定位元件、外圆定位元件。传动功能由中间递力机构完成，该机构一般有三个作用；改变作用力的力一向、大小和自锁作用。目前常用的有以下机构斜楔机构、螺旋机构、圆偏心机构、杠杆铰链机构、连杆机构、联动机构、对中机构、定心机构等。设计夹紧装置时，应满足下述主要要求21夹紧装置在对工件夹紧时，不应破坏工件的定位，为此，必须正确选择夹紧力的方向及着力点。2夹紧力的大小应该可靠，适当，要保证工件在夹紧后的变形和受压表面的损伤不致超出允许的范围。3夹紧装置结构简单合理，夹紧动作要迅速，操作方便省力，安全。4夹紧力或夹紧行程在一定范围内可进行调整和补偿。32夹紧力的选择321夹紧力方向在保证安装的真确可靠，减少工件的变形，定位方便和在可以减少所需夹紧力的大小的前提下，此套夹具的夹紧方向和工件重力方向和切削方向相同。工件的定位工作面为垂直方向上，则工件的夹紧通过工件的一个定位销与水平方向的移动压块完成。夹紧力的方向为平行重力方向垂直夹紧。2在本次夹具设计中，夹紧力是由中心螺杆和一边压板提供的。322夹紧力的作用点夹紧力的作用点是指夹紧元件与工件相接触的一小块面积。现在夹紧力的方案已定。考虑夹具的结构尺寸特征可以确定夹紧力的作用点个数为2个。考虑夹紧力作用点的一般要求1夹紧力的作用点应能保持工件定位稳定，而不至引起工件发生位移和偏转；夹紧力的作用点，应使被夹紧的夹紧变形尽可能的小些；夹紧力的作用点应尽可能靠近加工表面，以提高定位稳定性。323夹紧力的计算夹紧力的大小重要取决于切削P和重力G，重力是可认为不变的，而切削力在切削的过程中是变化的。影响切削力的大小因素很多，如工件质量的不均匀，加工质量的不均匀，刀具磨损以及切削用量的变化等等。同时夹紧力也和其他因素有关，如夹紧件和工件及工件与定位件间接触表面的光洁度，9工艺系统的刚性等等，因此夹具夹紧力的设计只能对其作初略的估算第4章专用夹具设计41定位基准的选择在加工M8孔工序时，35孔端面已经加工到要求尺寸。因此选用和35孔及35孔下表面作为定位基准。选择35孔限制了工件的2个自由度，选择52端面定位时，限制了3个自由度。即一面两销定位。工件以一面两销定位时，夹具上的定位元件是一面两销。42定位元件的设计本工序选用的定位基准为一面两销定位，所以相应的夹具上的定位元件应是一面2销。因此进行定位元件的设计主要是对短圆柱销和菱形销进行设计根据参考文献11表212固定定位销的结构及主要尺寸如图313所示。图313固定定位销主要结构尺寸参数如表38所示。表38固定定位销的结构尺寸D1HLCDH35243044115643定位误差分析机械加工过程中，产生加工误差的因素有很多。在这些因素中，有一项因素于11机床夹具有关。使用夹具时，加工表面的位置误差与夹具在机床上的对定及工件在夹具中的定位密切相关。为了满足工序的加工要求，必须使工序中各项加工误差之总和等于或小于该工序所规定的工序公差。本夹具选用的定位元件为一面一销定位。其定位误差主要为销与孔的配合005MM，钻模与销的误差002MM，钻套与衬套0029MM由公式EH/2HBMAX/HMAX00520052002921/2006MME00630/32005652可见这种定位方案是可行的。44钻削力与夹紧力的计算由于本道工序主要完成工艺孔的M8钻、攻螺纹加工，而钻削力远远大于攻螺纹切削力。因此切削力应以钻削力为准。由参考文献9得钻削力6082HBDFF钻削力矩91T式中68DM231875323MINAXMAXB150RF08062217FN1963T本套夹具采用移动压板夹紧，移动压板主要靠移动压板上的螺母来实现夹紧。根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即FKW安全系数K可按下式计算有6543210式中为各种因素的安全系数，查参考文献5表可得6120130156C223P12FK所以有98CWFN763P1213590KFWFN螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有210TGTQLZ式中参数由参考文献5可查得6276ZR900529其中1LM8N螺旋夹紧力04W该夹具采用螺旋夹紧机构，用螺栓通过弧形压块压紧工件，受力简图如下图移动压板受力简图由表得原动力计算公式261001KLWL即04782393275KWLNL由上述计算易得K由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。45钻套、衬套、钻模板及夹具体设计选用快换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。根据参考文献11表2147可查得钻套孔径结构如图314所示。13图314快换钻套钻套结构参数如表39所示。表39DDH公称尺寸允差12H1M1R682012001800075218104775250根据参考文献11表2158可得衬套选用固定衬套其结构如图315所示。图315固定衬套其结构参数如表310所示。表310DD公称尺寸允差H公称尺寸允差C1141200340052201800230012052根据参考文献11夹具U型槽的结构如图352所示。图352U型槽主要结构尺寸参数如表311所示。表311螺栓直径DD1DL1214302046夹紧装置的设计夹紧装置采用移动的A型压板来夹紧工件，采用的移动压板的好处就是加工完成后，可以将压板松开，然后退后一定距离把工件取出。根据参考文献11移动压板（GB217580），其结构如图317所示。15图移动压板主要结构尺寸参数如表所示表LBBL1LKHH1M120301136508524151247夹具设计及操作的简要说明本套夹具用于加工M8孔。定位采用常见的一面两销定位方案。以52孔下16表面（一面）及其内孔（带大端面的长圆柱销），下平台（固定定位销）来实现完全定位。主要考虑工件便于取出夹紧装置采用移动压板夹紧。工件加工完成后，移动压板向后退一定距离，工件就可以很方便的取出。工件装夹时，先将工件放到带大端面的长圆柱销，然后将移动压板前移，压在工件上，将螺栓拧紧就可以进行加工了。加工完成以后将移动压板退出一定距离，就可以把工件直接取出。结论在很多问题的设计过程中，假设出现不合理工艺路线，甚无法保证夹具设计的准确性。在夹具设计中，由于定位基准的选择不合理，出现了定位或不定位零件加工精度无法保证。在夹紧机构由于尺寸的选择，如不合理，但没有达到夹紧的目的，也可能是由于位置的夹紧力和工件表面的作用所产生的营业额不合理。然而，在老师的细心指导的悉心指导下，经过三个月的努力，这些问题都一一解决方案。在这一过程中，加工工艺及夹具设计知识和更深入的了解，提高了综合专业知识的能力，我的专业知识，进一步提高技能，为以后从事专业技术工作。然而，在老师的细心指导的悉心指导下，经过三个月的努力，这些问题都一一解决方案。在这一过程中，加工工艺及夹具设计知识和更深入的了解，提高了综合专业知识的能力，我的专业知识，进一步提高技能，为以后从事专业技术工作。通过这次的课程设计，我深深地感
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