夹具课程设计说明书.doc

沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书目 录前言11产前准备.31.1明确工件加工设计标准. 31.2.零件的生产类型及工艺基本特征. 31.3. 加工方法. 32定位方案43定位误差设计.53.1误差分析. 53.2定位误差计算. 54机床夹具的选择. 64.1.导引装置. 64.2夹紧装置. 64.3确定其它装置. 7结论8致谢9参考文献10前 言机械制造夹具设计课程设计是机械设计中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对机械制造技术基础课程的学习，我掌握了机械加工和装配方面的基本理论知识，学会了零件加工时的定位理论、工艺和装配尺寸链理论，了解影响加工质量的各项因素，学会制定零件机械加工工艺过程和部件、浐灞装配工艺过程的方法。掌握了机床夹具设计的基本原理和方法。为了对以上知识进行巩固和掌握，我们开始了一周的夹具课程设计。机械制造业是国民经济的支柱产业，现代制造业正在改变着人们的生产方式、生活方式、经营管理模式乃至社会的组织结构和文化。生产的发展和产品更新换代速度的加快，对生产效率和制造质量提出了越来越高的要求，也就对机械加工工艺等提出了要求。 在实际生产中，由于零件的生产类型、形状、尺寸和技术要求等条件不同，针对某一零件，往往不是单独在一种机床上用某一种加工方法就能完成的，而是需要经过一定的工艺过程。因此，我们不仅要根据零件具体要求，选择合适的加工方法，还要合理地安排加工顺序，一步一步地把零件加工出来学生通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行机械制造工艺及结构设计的基本能力，为以后做好毕业设计、走上工作岗位进行一次综合训练和准备。它要求学生全面地综合运用本课程及有关先修课程的理论和实践知识，进行零件加工工艺规程的设计和机床夹具的设计。其目的是：（1）培养学生综合运用机械制造工程原理课程及专业课程的理论知识，结合金工实习、生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决机械加工工艺问题，初步具备设计中等复杂程度零件工艺规程的能力。（2）培养学生能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计，进一步提高结构设计能力。（3）培养学生熟悉并运用有关手册、图表、规范等有关技术资料的能力。（4）进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件的基本技能。 （5）培养学生独立思考和独立工作的能力，为毕业后走向社会从事相关技术工作打下良好的基础。1产前准备1.1. 明确工件加工设计标准。 根据机床夹具课程设计任务书，应首先对被加工零件进行结构分析和工艺分析。其主要内容有：（1）了解零件的结构形状，对零件图进行分析，分析各加工表面的形状、尺寸、精度、表面粗糙度以及设计基准等；（2）掌握零件在整个机器上的作用及工作条件；（3）确认零件的材质、热处理及零件图上的技术要求；（4）分析零件结构的工艺性，对各个加工表面制造的难易程度充分了解及掌握。 已知待加工工件如任务书中图1-1所示，孔的直径为10，工件高为98mm长度为100mm设计钻10mm的孔的孔夹具。1.2.零件的生产类型及其工艺基本特征（1）根据任务书的要求，确定生产类型是中、小批量生产还是大批大量生产。（2）根据生产类型和生产条件，确定工艺的基本特征，如：工序是集中还是分散、是否采用专用机床或数控机床、采用常规工艺方法还是新工艺或特种工艺等。 通过任务书可知，本人的夹具设计所设计的夹具体为中小批量生产所用的专用夹具，采用数控机床和常规工艺。1.3. 加工方法 了解工艺规程中本工序的加工内容，机床、刀具、切削用量、工步安排、工时定额，同时加工零件数。这些是在考虑夹具总体方案、操作、估算夹紧力等方面必不可少的。2定位方案通过任务书的了解，根据零件结构特点、技术要求及毛坯的具体情况，按照基准选择原则，选用定位销和六角螺母定位工件5个自由度分别为：x轴的移动和转动、y轴的移动和转动、z轴的移动，选用活动v形块和定位销组合定位工件绕z轴的转动，从而起到六点定位的效果。 在夹具设计中，定位方案不合理，工件的加工精度就无法保证。工作定位方案的确定是夹具设计中首先要解决的问题。根据工序图给出的定位组件方案，按有关标准正确选择定位组件或定位的组合。在机床夹具的使用过程中，工件的批量越大，定位组件的磨损越快，选用标准定位组件增加了夹具零件的互换性，方便机床夹具的维修和维护。设计夹具是原则上应选该工艺基准为定位基准。无论是工艺基准还是定为基准，均应符合六点定位原理。3定位误差设计3.1. 误差分析 夹具的主要功能是用来保证工件加工表面的位置精度。影响位置精度的主要因素有三个方面：1）工件在夹具中的安装误差，它包括定位误差和夹紧误差。2）夹具在机床上对定误差，指夹具相对于刀具或相对于机床成形运动的位置误差。3）加工过程中出现的误差，包括机床的几何精度、运动精度，机床、刀具、工件和夹具组成的工艺系统加工时的受力变形，受热变形，磨损，调整、测量中的误差，以及加工成形原理上的误差等。 第三项一般不易估算，夹具精度验算是指前两项，其和不大于工件允差的2/3为算合格。3.2. 误差计算 确定定位组件 根据工序简图规定的定位基准，选用定位销和活动v形块实现定位，如图所示。图1 装配图上述方案是否可行，需核算其定位误差。定位孔与定位销的配合尺寸取28h7/g6（定位孔28上偏差为+0.021mm、下偏差为0mm，定位销28上偏差-0.007mm、下偏差为-0.021mm）。对于工序尺寸（800.1）mm而言，其定位基准与工序基准重合jb=0；其定位基准位移误差jw=（0.021+0.014+0.007）mm=0.042mm；定位误差=0.042mm，它小于工序尺寸制造公差0.16的1/3，证明上述定位方案可行。4机床夹具各元器件的选择4.1.导引装置导向装置是夹具保证加工精度的重要装置，如钻孔导向套、镗套、对刀装置、对定装置等，这些装置均已标准化，可按标准选择，为提高加工效率，在此设计中应选用固定式钻套，由于钻模板的厚度，所以不用选择衬套。固定钻套参数为jb/t8045.1-1999，材料为20。钻套高度h=2d=2x10mm=20mm，排屑空间高度h=d=10mm。4.2夹紧装置 确定夹紧机构要注意以下几方面的问题：(1)机构应具备足够的强度和夹紧力，以防止以外伤及夹具操作人员。(2)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。（3）机构的行程不宜过长，以提高夹具的工作效率。（4）紧机构应操作灵活、方便。（5）选用定位销、开口垫圈和m10的外六方螺母来夹紧工件。（6）夹紧力的方向、作用点，以及夹紧组件或夹紧机构，估算夹紧力大小，要选择和设计动力源。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。 针对成批生产的工艺特征，此夹具需用螺旋夹紧机构夹压工件，如图所示。装夹工件时，先将工件定位孔装入定位销5上，接着向右移动v形块2使之与工件小头外圆靠紧，实现定位；然后再工作与螺母之间插上开口垫圈4，拧紧螺母夹紧工件。4.3确定其它装置 为提高工艺系统的刚度，在工件小头孔端面设置一辅助支撑，如图所示。画夹具体，将上述各装置组成整体。图2 装配图在夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求（1）根据工序简图上规定的两孔中心距要求，确定钻套中心线与定位销中心线之间的尺寸取为（800.05）mm，其公差值取零件相应尺寸（800.2）mm公差值的1/4；钻套中心线对定位销中心线的平行度取为0.3mm。（2）定位销中心线与夹具地面的垂直度公差取为0.03mm。（3）标注关键部位的配合尺寸，参考机床夹具设计手册。结 论综上所述本设计夹具具有以下优点：(1)本夹具以孔、削定位，螺栓连接，定位精度高，刚性好，品种少，一边与计算机编程，特别适合数控机床和加工中心的切削受力大，精度要求高的加工方式。缺点是：可调省察，不适宜普通机床使用。(2)本夹具他吸取了槽系、孔系组合夹具的精华，克服了二者的缺陷，并集成了通用夹具的夹紧功能以及平板、弯板、正弦台、分度头、回转盘、端齿分度盘的基础结构功能和五轴机床的空间角度功能。该夹具两销一面的刚性地位结构，稳定性可与专业夹具媲美。计算机模拟组装设计提升了传统行业的管理水平.。(3)本夹具功能全，应用广，转型快，精度高，刚性强，反应快，元件组装灵活性好，可调性好。致 谢为期一周的课程设计转眼就过去了。通过这一个星期的课程设计，使我综合的运用了几年所学的专业知识。在课程设计中，发现自己在理论与实践中有很多的不足，自己知识中存在着很多漏洞，看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论到实践的能力还急需提高。首先，感谢学校给我们提供这次难得的实习机会，这让我真切的体会到理论与实际相结合的意义，为我今后的机械制造技术设计思路奠定了基础。从次课程设计中能让我们学习到一些课本中不能引起我们注意的细节东西，感谢学校为我们提供的宝贵学习机会！我非常感谢我的指导教师王树逵老师。一周来，我时刻体会着两位老师严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，不论天气有多么的炎热，都会在我们身边细心指导。在课外时间，我们不明白一些设计的问题和有关画图方面的问题时，每次去老师那里，老师都会在百忙之中给我们足够的时间去问问题，有时还会和我坐下来一起讨论设计的方案。当我的提出的方案不是经济实用的时候老师会细心讲解给予更好的意见。整个过程，老师都倾注了大量的心血。正是在老师科学、严谨的指导下，我的课程设计才能顺利进行，这篇论文也才得以顺利完成。老师不仅在学习上对我严格要求，在我们的思想行为上都给予了教育与指导。这次课程设计虽然我完成的不是很成熟，但是通过老师的帮助和自己的努力完成课程设计还是让我有一种自豪感，这是我自己真的去思考，设计，查询资料得来的成果。在这次课程设计结束的时候，我感到有一种轻松感，不是因为课程设计不用再做了，而是因为我从这次课程设计中获得了知识，有所学、有所用。更加知道我们将来能做什么，会做什么，该做什么。让我们对行业有了了解，让我们对自己的未来有了规划。感谢王树逵老师的细心指导！参考文献书目 1 王启平.机床夹具设计（修订版）m，哈尔滨工业大学出版社，2009 2 闻邦春.机械设计手册m，机械工业出版社，2010 3 隋秀凛.实用机床设计手册m，机械