摇臂加工工艺及钻孔夹具设计-摆动式钻床夹具【4张CAD图纸、工艺卡片和说明书】

目 录

绪论………………………………………………………………………………………2
1  夹具设计简介………………………………………………………………………3
1.1 机床夹具的功能…………………………………………………………………3
1.2 已知工件…………………………………………………………………………3
1.3机床夹具应满足的要求……………………………………………………………3
1.4设计已知条件………………………………………………………………………4
2  夹具的结构设计………………………………………………………………………5
2.1 设计机床夹具前的准备工作……………………………………………………5
  2.1.1 明确工件的生产要求………………………………………………………5
  2.1.2 充分理解工件的零件图和工序图…………………………………………5
2.2 确定机床夹具的结构方案………………………………………………………5
  2.2.1 选择定位原件………………………………………………………………5
  2.2.2 选择夹紧机构………………………………………………………………5
  2.2.3 机床夹具的总体形式………………………………………………………6
2.3 绘制夹具装配图…………………………………………………………………6
2.4 绘制夹具零件图…………………………………………………………………7
3  夹具精度的验算……………………………………………………………………8
3.1 定位误差的分析与计算…………………………………………………………8
3.1.1 定位误差……………………………………………………………………8
3.1.2 产生定位误差的原因………………………………………………………8
4  课设说明…………………………………………………………………………9
4.1 设计方案的论证………………………………………………………………9
4.2 形成的论点……………………………………………………………………9
4.3 仪器设备………………………………………………………………………9
5  致谢与感想………………………………………………………………………10
5.1 致谢……………………………………………………………………………10
5.2 感想……………………………………………………………………………11
6  参考文献…………………………………………………………………………12

绪  论
    
     零件在工艺规程之后，就要按工艺规程顺序进行加工。在加工中除了需要机床、刀具、量具之外，成批生产时还要用机床夹具。它们是机床和工件之间的连接装置，使工件相对于机床获得正确的位置。机床夹具的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度。通常把确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程，称为定位。当工件定位后，为了避免在加工中受到切削力、重力等的作用而破坏定位，还应该用一定的机构或装置将工件加以固定。使工件在加工过程中保持定位位置不变的操作，称为夹紧。将工件定位、夹紧的过程称为装夹。工件装夹是否正确、迅速、方便和可靠，将直接影响工件的加工质量、生产效率、制造成本和操作安全。在成批、大量生产中，工件的装夹是通过机床夹具来实现的。机床夹具在生产中应用十分广泛。
    机床夹具的作用可归纳为以下四个方面：
   （1）保证加工精度   机床夹具可准确确定工件、刀具和机床之间的相对位置，可以保证加工精度。
   （2）提高生产效率   机床夹具可快速地将工件定位和夹紧，减少辅助时间。
   （3) 减少劳动强度   采用机械、气动、液动等夹紧机构，可以减轻工人的劳动强度。
   （4）扩大机床的工艺范围   利用机床夹具，可使机床的加工范围扩大，例如在卧式车床刀架处安装镗孔夹具，可对箱体孔进行镗孔加工。

1  夹具设计简介

1.1零件的工艺规程
规程制定之后，就要按工艺规程顺序进行加工，加工中除了需要机床、刀具、量具外，成批生产是还要用机床夹具。它们是机床和工件之间的联系装置，使工件相对于机床或刀具获得正确的位置。机床夹具的好坏将直接景象工件加工表面的位置精度，所以机床夹具设计是装备设计中一项重要的工作，是加工过程中最活跃的因素之一。
1.2机床夹具的功能
1   保证加工精度    工件通过机床夹具进行安装，包含了两层含义：一是工件通过夹具上的定位元件获得正确的位置，称为定位;二是通过夹具技工是工件的既定位置在加工过程中保持不变，称为夹紧。这样，就可以保证工件加工表面的位置精度，且精度稳定。
2   提高生产率     使用夹具来安装工件，可以减少划线，找正，对刀等辅助时间，采用多件，多工位夹具，以及气动，液压动力基金装置，可以进一步减少辅助时间，提高生产率。
3   扩大加床的使用范围    有些机床夹具是指上是对机床进行了部分改造，扩大了原机床的功能和使用范围。如在车床床鞍上暗访镗模夹具，就可以进行箱体零件的孔系加工。
4   减轻工人的劳动强度，保证生产安全。
1.3机床夹具应满足的要求
1   保证加工精度，这是必须做到的最基本要求，其关键是正确的定位、夹紧和导向方案，夹具制造的技术要求，定位误差的分析和验算。
2   夹具的总体方案应与年生产纲领相适应，在大批量生产时，尽量采用快速、高效的定位，夹紧机构和动力装置，提高自动化程度，符合生产节拍要求，在中、小批量生产时，夹具应有一定的可调性，一适应多品种工件的加工。
3   安全、方便、减轻劳动强度，机床夹具要有工作安全性考虑，必要时加保护装置，要符合工人的操作位置和习惯，要有合适的工件装卸位置和空间，时工人操作方便、大批量生产和加工笨重时，更需要减轻工人的劳动强度。
4   排屑顺畅，机床夹具中积累切屑会影响到工件的定位精度，切屑的热量时工件和夹具产生热变形，影响加工精度，清理切屑将增加辅助时间，降低生产率。因此夹具设计中要给予排屑问题充分的重视。
5   机床夹具应有良好的强度、刚度和结构工艺性、加床夹具设计时，要方便制造，检查测量、调整和装配，有利于提高夹具的制造精度。
1.4设计已知条件
本次设计是要为此图中的两个斜面设计一个钻孔的夹具，最终实现夹紧定位，更加精确和方便的完成钻削加工工作。

2  夹具的结构设计
2.1 设计机床夹具前的准备工作
2.1.1 明确工件的生产要求
    工件的年生产量是确定机床夹具总体方案的重要依据之一。如工件的年生产量很大，可采用多工件加工、机动夹紧或自动化程度较高的设计方案，采用此方案时，机床夹具的结构较复杂，制造成本较高；如工件的年生产量不大，可采用单件加工，手动夹紧的设计方案，以减小机床夹具的结构复杂程度及夹具的制作成本。
2.1.2 充分理解工件的零件图和工序图
    零件图标出了工件的尺寸、形状和位置、表面粗糙度等总体要求，它决定了工件在机床夹具中的放置方法，是设计机床夹具总体结构的依据。工序图给出了零件本工序的工序基准、以加工表面、以及本工序的定位、夹紧原理方案。工件的工序基准、已加工表面、决定了机床夹具的定位方案，如选用平面定位、孔定位以及外圆面定位等；定位方案的选择依据六点定位原理和采用的机床加工方法，定位方案不一定要定六个自由度，但是要正确定位。工件的待加工表面是选择机床，刀具的依据。确定夹紧机构要依据零件的外形尺寸，选择合适的定位点，确保夹紧力安全、可靠的同时夹紧机构不能与刀具的运动轨迹相冲突。
2.2确定机床夹具的结构方案
2.2.1选择定位原件
   根据工序图给出的定位原理方案，按有关标准正确选择定位元件或定位元件的组    合。在机床夹具的使用过程中，工件的批量越大，定位元件的磨损越快，选用标准定位元件增加了夹具零件的互换性，方便机床夹具的维修和维护。
工序图只给出了原理方案，应仔细分析本工序的工序内容、加工精度要求，已加工表面，按照六点定位原理的原则，确定定位方案。
本工序需加工的项目：
1）对工件的工序图进行分析，明确本工序需要加工的内容：
   保证待加工两孔的中心轴线与待加工孔的表面交点间的距离为52mm。 
2）选择定位方式
为保证工件钻孔的要求，选择孔作定位基准，采用压板夹紧定位，一个菱形销与凸台作配合限制工件的Z向转动，进而做到六点定位。
2.2.2选择夹紧机构  
（1）夹紧力的方向
  夹紧力的方向要有利于工件的定位，并注意工件的刚性方向，不能使工件有脱离定         位表面的趋势，防止工件在夹紧力的作用下产生变形。
（2）夹紧力的作用点
 夹紧力的作用点应选择在定位元件支承点的作用范围内，以及工件刚度高的位置。确保工件定位准确、不变形。
（3）计算夹紧力
    切削力的计算公式：    切=
根据参考文献[12]表2-15     =410 ,=1.2 ，=0.75
                           取= 1.0
          代入数据得出：           
切=2002
                又已知：   
  切=夹
本课设是用35号钢的压紧块与球墨铸铁QT400-17相接触，
查出=0.2
故：  夹=10010
（4）选择夹紧机构
 在确定夹紧力的方向、作用点的同时，要确定相应的夹紧机构。确定夹紧机构要注意以下几方面的问题：
1）安全性   夹紧机构应具有足够的强度和夹紧力，以防止意外伤及夹具操作人员。
2）手动夹紧机构活动操作力不应过大，以减轻操作人员的劳动强度。
3）夹紧机构的行程不宜过长，以提高夹具的工作效率。
4）手动夹紧机构应操作灵活、方便。
5）本课设为保证定位精度，主夹紧力的作用点应在主定位点的支承范围内，故夹紧机构选择压块夹紧，用螺母压紧的方法。
2.2.3 夹具的总体形式
（1）将螺栓、压块、压板、螺母等安装在夹具体上。                
2.3绘制夹具装配图
(1) 装配图应按国家标准尽可能1：1地绘制，三视图要完整清楚地表达出夹具的主要结构及夹具的工作原理。
(2) 视工件为透明体，用双点划线画出主要部分（如轮廓，定位面、夹紧面和加工表面）。画出定位元件、夹紧机构的位置
(3) 按夹紧状态画出夹紧元件和夹紧机构。
(4) 画出夹具体及其它联接用的元件（联接体、螺钉等），将夹具各组成元件联接成一体。
(5) 标注必要的尺寸、配合、公差等。
1）夹具的外形尺寸，所设计夹具的最大长、宽、高尺寸。
2）夹具与机床的联系尺寸，即夹具在机床上的定位、固定尺寸。如车床夹具的莫氏锥度、铣床夹具的对定装置等。
3）夹具与刀具的联系尺寸，如用对刀块对刀时塞尺的尺寸、对刀块表面到定位表面的尺寸及公差。
4）夹具中所有有配合关系的元件间应标注尺寸和配合种类。
5）各定位元件之间，定位元件之间应标注装配后的位置尺寸和形位公差。
6）标注技术条件
a.定位元件的定位表面间相互位置精度。
b.定位元件的定位表面与夹具安装基面的位置精度。

7）对零件编号，填写标题栏和零件明细表。
   每一个零件都必须有自己的编号，此编号是唯一的。在工厂的生产过程中，生部按零件编号安排生产、查找工件。