夹具课程设计说明书钻床专用夹具设计.doc

洛阳理工学院课程设计说明书课程名称：机械制造装备设计设计课题：钻床专用夹具设计专业：机械设计与制造及其自动化班级：姓名： 年 月 日课程设计任务书机械工程系 机械设计与制造及其自动化 专业学生姓名： 班级： 学号： 课程名称： 机械制造装备设计设计题目： 钻床专用夹具设计课程设计内容与要求：内容：为一零件设计一套钻模夹具，便于立式钻床的加工。设计要求：1. 在立式钻床上加工一个26H7的通孔。2. 要求绘制A1夹具装配图一张、A3零件图一张、设计说明书一份。3.夹具设计要求合理，有利提高加工精度，保证加工质量，降低加工成本，提高劳动生产率和减轻工人的劳动强度，便于大批量生产。 设计（论文）开始日期 年 月 日 指导教师 设计（论文）完成日期 年 月 日 年 月 日课程设计评语机械工程系机械设计与制造及其自动化专业学生姓名班级 学号 课程名称机械制造装备设计设计题目钻床专用夹具设计指导老师张洪涛老师课程设计篇幅：图纸2张说明书 1 8 页指导教师评语：目录 年 月 日 指导教师 目 录序 言5第一章 专用夹具设计61.1 设计前的准备工作61.1.1 明确工件的年生产纲领61.1.2 熟悉工件零件图和工序图61.1.3. 加工方法71.2 总体方案的确定71.2.1 定位方案71.2.2 选择加紧机构71.2.3 选择导向装置81.2.4 夹具体91.3 绘制夹具装配图91.3.1 制图比例1：191.3.2 夹紧、导向，夹具体10第二章 配图上应标注的尺寸和技术条件122.1 具装配图上标注的尺寸122.2 夹具装配图上应标注的技术要求12第三章 夹具零件图上应标注的尺寸和技术条件。143.1 夹具零件图上标注的尺寸（夹具的底座）143.2 夹具零件图上应标注的技术要求14第四章 方案设计论证154.1 设计方法与结果15感 想16致 谢17参考文献18序 言 机械制造装备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，也是机械设计与制造专业学生应该学习的一门主要专业课。其目的在于：（1）培养学生综合运用机械设计基础以及其他先修课程的理论知识和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力，通过课程设计可以巩固和加深有关机械课设方面的理论知识。（2）学习和掌握一般机械设计的基本方法和步骤。培养独立设计能力，为以后的专业课程及毕业设计打好基础，做好准备。（3）使学生具有运用标准、规范手册、图册和查询有关设计资料的能力。 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和加工精度。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、重力等的作用而使工件的既有位置遭到破坏，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。关键词： 装备、 工艺、 夹紧、 安全第一章 专用夹具设计1.1 设计前的准备工作1.1.1 明确工件的年生产纲领工件是夹具总体方案确定的依据之一，它决定了夹具的复杂程度和自动化程度。如大批量生产时，一般选择机动、多工件同时加工，自动化程度高的方案，结构也随之复杂，成本也提高较多。1.1.2 熟悉工件零件图和工序图零件图给出了工件的尺寸、形状和位置、表面粗糙度等精度的总体要求，工序图则给出了夹具所在工序的零件的工序基准、工序尺寸、已加工表面、待加工表面、以及本工序的定位、夹紧原理方案，这是夹具设计的直接依据。如图1-1： 图11已知待加工工件零件图如上图所示，零件材料为45钢，加工26H7的孔（前工序已将各部尺寸加工完成）。1.1.3. 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，根据所给零件图可知，本道工序的内容是钻26的孔。1.2 总体方案的确定1.2.1 定位方案 工序图只是给出了原理方案，此时应仔细分析本工序的工序内容及加工精度要求，按照六点定位原理和本工序的加工精度要求，确定具体的定位方案和定位元件，要拟定几种具体方案进行比较，选择或组合最佳方案。根据工序图给出的定位元件方案，按有关标准正确选择定位元件或定位的组合。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。选用螺钉和圆柱销将钻模板支撑定位在夹具体上，用两个条形支撑板、一个圆形支撑板限制工件的六个自由度。根据本次夹具设计的零件，我设计的定位方案为定位平面，可以限制工件的六个自由度。1.2.2 选择加紧机构（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，导致工件报废。（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，以及工作刚度高的位置，确保工件定位准确、不变形。（3）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：夹紧机构应具备足够的强度和夹紧力，确保工件夹紧牢固。手动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。夹紧机构的行程不宜过长，以提高夹具的工作效率。根据所给工件的形状、尺寸，选用螺旋加紧机构来夹紧工件。确定夹紧力的方向、作用点，以及夹紧元件或夹紧机构，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，并最终确定最佳设计方案。 由于工件批量小，宜用简单的手动装置。定位方案选择的是三块支撑板定位，偏心夹紧机构和弹簧V形快加紧机构合适于本方案，所以采用方案一较为合理。1.2.3 选择导向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，由于加工26的孔需要钻铰工序，为提高加工效率，故选择快换导向套加工工件，快换钻套如图1-2和所示： 图12 快换钻套（图）1.2.4 夹具体图14 夹具体及钻模支撑板用来安装和固定定位元件，夹紧机构和钻模板的实体。具体大小根据整个机构的大小而调整，要保证机构的稳定，所以形位公差有较严格的要求。夹具体如图1-4所示：1.3 绘制夹具装配图1.3.1 制图比例1：1把工件视为透明体，用双点划线画出零件轮廓，作出定位面、夹紧面和加工的孔，无关的定位表面可以省略。1.3.2 夹紧、导向，夹具体 图15 夹具装配图画出定位元件和导向元件，按夹紧状态画出夹紧元件或夹紧机构，画出夹具体，其他元件或机构，以及上述各元件与夹具体的联结，使夹具形成一体，标注必要的尺寸，配合和技术条件。对零件编号，填写标题栏和零部件明细表。其中还要在定位，导向完成后进行定位精度的定性分析。其中装配图左视图如图1-5所示：（1）总装配图应按国家标准尽可能按比例1：1绘制，这样图样有良好的直观性。主视图应按操作实际位置布置，三视图要能完整清楚表示出夹具的工作原理和结构；（2）视工件为透明体，用双点画线画出主要部分（如轮廓，定位以及夹紧面和加工孔）。画出定位元件、夹紧机构、导向装置和各支撑的位置；（3）按照夹紧状态画出夹紧元件和夹紧机构；（4）画出夹具体及其他联接用的元件（联接体、螺钉、螺母等），将夹具各组成元件组合成一体；（5）标注必要的尺寸、配合、公差等。 夹具的外形尺寸，所设计夹具的最大长、宽、高尺寸； 夹具与钻头的联系尺寸，如钻模套对钻头的引导所需要的配合尺寸要求。 夹具中所有有配合关系的元件间应标注尺寸和配合种类。 各定位元件之间，定位元件与导向元件之间，各导向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。 定位元件的定位面间相互位置精度。 定位元件的定位表面与夹具安装底面的位置精度。 定位表面与导向元件间的位置精度。 导向元件工作面间的位置精度。（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。在工厂的生产活动中，生产部件按零件编号生产、查找工作。完整填写标题栏，如装配图号、名称、单位、设计者、比例等。完整填写明细表，一般来说，加工工件填写在明细表的下方，标准件、装配件填写在明细表的上方。注意：不能遗漏加工工件和标准件、配套件等。 第二章 配图上应标注的尺寸和技术条件 夹具装配图上应标注必要的尺寸和技术要求，主要目的是为了检验本工序零件加工表面的形状，位置和尺寸精度在夹具中是否可以达到，为了设计夹具零件图，也为了夹具装配和装配精度的检测。2.1 夹具装配图上标注的尺寸（1）夹具外形轮廓尺寸，如长、宽、高。（2）夹具与机床工作台或主轴的配合尺寸，以及固定夹具的尺寸等。（3）夹具与钻头的联系尺寸，如钻模套对钻头引导所需要的距离。 （4）夹具中工件与定位销之间按一般精度等级如H7/h6，钻套与钻头间一般选H7/h6、钻套与衬套间一般选H7/n6，夹具中所有相互间有配合关系元件应标注配合尺寸、种类和精度。 （5）各定位元件之间，定位元件与导向元件之间，各导向元件之间装配后的位置尺寸及公差应满足要求。上述联系尺寸和位置尺寸的公差，一般取工件的相应公差的1/31/5大小。2.2 夹具装配图上应标注的技术要求 应标注的技术要求包括：相关元件表面间的位置精度，主要表面的形状精度，保证装配精度和检测的特殊要求，以及调整、操作等必要的说明。通常有以下几方面： （1）定位元件的定位表面间相互位置精度。 （2）定位元件的定位表面与夹具安装基面、定向基面间的相互位置精度。 （3）定位表面与导向元件工作面间的相互位置精度。 （4）各导向元件的工作面间的相互位置精度。 （5）夹具上有检测基准面的话，还应标注定位表面，导向工作面与该基准面间的位置精度。对于不同的机床夹具，对于夹具的具体结构和使用要求，应进行具体分析，订出该夹具的具体的技术要求。设计中可以参考机床夹具设计手册以及同类夹具的图样资料等。 第三章 夹具零件图上应标注的尺寸和技术条件。零件图上应标注必要的尺寸和技术要求，标注的主要目的是保证夹具体各个零件之间的尺寸要求和安装配合后的精度要求，也是为了各夹具零件加工后进行安装配合能满足制造工件的要求。3.1 夹具零件图上标注的尺寸（夹具的底座）（1）夹具底座的外形尺寸（2）夹具体的底座上的各螺纹孔之间的位置尺寸要求，定位销的配做精度要求。3.2 夹具零件图上应标注的技术要求（1）夹具底座下表面和上表面的粗糙度要求，上表面本身的平面度要求，上下表面之间的平行度要求。其中钻模板支撑的零件图如图3-1所示图31第四章 方案设计论证（1）首先根据已知工件的需要，选择加工机床，应选用立式钻床加工比较合理。（2）其次工件主要定位部分为三个面，所以在本方案中用三个支撑板定位，正好满足六点定位原理，故此工件就采用这种方法进行定位。（3）支撑板把工件定位后，可利用偏心夹紧机构对工件进行夹紧，工件的夹紧力的方向应该和工件26孔的径向方向一致，保证工件的轴线和夹具体的底座有一定的平行度要求。4.1 设计方法与结果（1）首先对工件的加工要求进行分析，已知工件上钻一个26的孔，根据工件的形状和加工要求，我认为此工件的加工采用立式钻床比较合理。（2）其次根据六点定位原理，选用三个平面，正好满足六点定位原理，由于限制了六个自由度，所以只需要将工件夹紧就可以进行加工了，在水平方向上进行夹紧，可以利用偏心夹紧装置及弹性夹紧装置对工件进行夹紧，避免工件加工时的移动影响加工精度。（3）最后对整个夹紧方案分析得出，定位符合六点定位原理，夹紧工件稳定，所以此夹具设计方案可行。感 想课程设计已告一段落，通过这次夹具设计，综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行一次夹具设计工作的实际训练从而培养和提高了我的独立工作能力，巩固和扩充了机械制造装备设计等课程所学的内容，掌握夹具设计的方法和步骤，懂得了怎样分析零件的工艺性，怎样确定工艺方案，了解了夹具的基本结构，提高了计算能力，绘图能力，熟悉了规范和标准，同时各科相关的课程都有了全面的复习，独立思考能力也有了提高。在这次设计过程中，体现出自己独立设计夹具的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。在此感谢张老师，老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样。这次设计的每个细节和每个数据都离不开老师的细心指导。致 谢课程设计师我们专业课程知识综合应用的实践训练，这是我们迈向社会、从事工作前一个必不可少的过程。通过这次为期不长的课程设计，使我所学的理论与实践更加的接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。虽然在设计过程中我遇到了很多困难，但是在张老师的耐心指点和同学们的帮助下，我还是按时