机械制造装备设计课程设计-支撑板钻4-φ11孔夹具设计（全套图纸）.doc

沈阳理工大学课设说明书目 录绪论21 夹具设计简介31.1 机床夹具的功能31.2 已知工件31.3机床夹具应满足的要求31.4设计已知条件42 夹具的结构设计52.1 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52.2 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6 2.2.3 机床夹具的总体形式62.3 绘制夹具装配图62.4 绘制夹具零件图73 夹具精度的验算93.1 定位误差的分析与计算93.1.1 定位误差93.1.2 产生定位误差的原因 104 课设说明 114.1 设计方案的论证114.2 形成的论点114.3 仪器设备115 致谢与感想145.1 致谢145.2 感想146 参考文献151 夹具设计简介1.1 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；二是通过加紧机构使工件的既定位置在加工过程中保持不变，陈为加紧。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、液压动力加紧装置，可以进一步减少辅助时间，提高生产率。 （3）扩大机床的使用范围 有些机床夹具实质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。如在车床床鞍上安放镗模夹具，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。全套图纸加1538937061.2 已知工件图1-1 工件简图 已知工件图如图1-1所示，要求根据工件图所示设计钻4-11孔夹具。该零件的主要工作表面为平面，配合卡紧与固定的表面主要为心轴上的内六角螺钉和中间直径为65的大孔。 注:本次课设是要为此图中的工件设计四个钻直径为11的孔的夹具，最终实现将工件定位，更加精确和方便的完成钻孔工作。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，他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，定位方案不一定要顶六个自由度，但是要完全定位。工件的代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。根据六点定位原理，选用心轴用过盈配合安装在工件和底板的交接处，这样一个粗的心轴可以限制除了沿Z轴的旋转以外的其他五个自由度，然后我们可以在地板加工的孔上放置一个支撑钉，用来定位Z轴旋转的自由度，到此正好满足六点定位原理。选用心轴见图如下：图1-22.2.2选择夹紧机构（1） 夹紧力的方向： 夹紧力的要有利于工件的定位，并注意工件的刚性方向，不能是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： 夹紧力的作用点应该选择在定位元件支撑点的作用范围内，以及工件刚度高的位置。确保工件的定位准确、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： 安全性 夹紧机构应具备足够的强度和加紧力，以防止意外伤及夹具操作人员。 手动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。 手动夹紧机构应操作灵活、方便。（4） 夹紧力的大小：夹紧力的大小一般按静力平衡条件计算，计算出夹紧力为理论夹紧力。为保证工件装夹安全可靠，实际夹紧力应等于理论夹紧力乘以系数K，一般K=1.52.5。各种典型夹紧机构的计算方法可参阅机床夹具手册。由于限制了六方自由度，所以只需要将工件夹紧就可以进行加工了，在垂直方向上进行夹紧，可以利用内六角螺钉将心轴和和底板联接上，以便使工件、心轴、底板夹紧在一体。内六角螺钉简图如下：图1-32.2.3机床夹具的总体形式 机床夹具的总体形式一般应根据工件的形状、大小、加工内容及选用机床等因素来确定。（1） 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。（2） 确定联接体： 联接体是将装置与夹具体联接的工件，设计时主要考虑联接体的刚性，合理布置联接体的位置，给定位元件、加紧机构留出空间。（3） 确定夹具体：夹具体一般是设计成平板式（有些夹具体铸造成特殊形状），保证具有足够的刚性。它用来固定定位元件、加紧机构和联接体，并于机床可靠联接。2.3 绘制夹具装配图 （1）装配图应按照国家标准尽可能1：1地绘制，三视图要完整清晰的表示出夹具的主要结构及夹具的工作原理。 （2）视工件为透明体，用双点画线画出主要部分（如轮廓，定位面夹紧面和加工表面）。画出定位元件、夹紧机构、导向装置的位置 （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、螺钉等），将夹具各组成元件联成一体。 （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。 夹具与机床的联系尺寸，即夹具在机床上的定位、国定尺寸。如车床夹具的莫氏硬度、铣床夹具的对定装置等。 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即公差。 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基面的位置精度。 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。装配简图如下：2.4 绘制夹具零件图： 对装配图中需加工的零件图均应绘制零件图，零件图应按制图标准绘制。视图尽可能与装配图上的位置一致。（1） 零件图尽可能按1：1绘制。（2） 零件图上的尺寸公差、形位公差、技术要求应根据装配图上的配合种类、位置精度、技术要求而定。（3）零件的其他尺寸，如尺寸、形状、位置、表面粗糙度等应标注完整。3 夹具精度的验算3.1 定位误差的分析与计算3.1.1定位误差（1）工件的加工误差，是指工件加工后在尺寸，形状和位置三个方面偏离理想工件的大小，它是由三部分因素产生的；（2）夹具带着工件安装在机床上，相对机床主轴（或刀具）或运动导轨的位置误差，也称对定误差。（3）加工过程中误差，如机床几何精度，工艺系统的受力，受热变形，切削振动等原因引起的误差。其中定位误差是指工序基准在加工方向上的最大位置变动量所引起爱的加工误差。3.1.2产生定位误差的原因（1）平面定位情形，夹具定位基准与工序基准不重合，两基准之间的位置误差会反应到被加工表面的位置上去，所产生的定位误差称之为基准转换误差。（2）定位基准面与定位元件表面的形状误差。（3）导向元件，对刀元件与定位元件间的位置误差。（4）夹紧力使工件或夹具产生变形，产生位置误差。（5）夹具在机床上的安装误差。（6）定位元件与定位元件间的位置误差。4.2仪器设备（4） 内六角螺钉 8个 材料：45钢 （2）锁紧挡圈 1个 材料：45钢（3）六角螺母 1个 材料：235钢（4）定位销 1个 材料：45钢（6）衬套 4个 材料：45钢（7）可换钻套 4个 材料：45钢表4_1 快换钻套的规格及主要尺寸DD1HhCC1C2ab基本尺寸极限偏差n618+0.028 +0.0152212202540.521.50.5222261628362630130+0.033 +0.01734203645532.51335394246254556表4-2 螺母标准螺纹规格DM3M4M5M6M8M10M12(M14)M16(M18)M20(M22)M24(M27)M30M36damax356791113151720222426293239dwmin5679121517202325283132384351emin68911141820232730333740455161smax67810131618212427303436414655cmax0011111111111111m(max)六角螺母23557811131516181922242631薄螺母2233456789101112141518技术要求材料机械性能等级螺纹公差表面处理公差产品等级4 结论课程设计是机械专业学习的一个重要的、总结性的理论和实践相结合的教学环节，是综合运用所学知识和技能的具体实践过程。通过本次毕业设计，我对所学的专业知识有了更深刻的理解和认识。我的课程设计内容源于生产实践，使得课程设计和实践得到了充分的结合，有利于培养解决工程实际问题的能力。在设计过程中，通过把自己几年来所学到的专业知识和实践相结合，并运用到设计中，我顺利完成了课程设计的各项任务。但在设计过程中，我对一些理论问题掌握的不够充分，经过多次向指导老师请教才得以解决。在今后学习和工作中，我会更多的吸取相关方面的知识，不断提高自己的专业水平能力。通过本次课程设计，我了解和掌握了机械装备设计、atuo CAD、CAXA电子图板和机械制图等方面的诸多知识，锻炼了自己分析问题和解决问题的能力，并积累了一定的实践经验，为今后的学习及以后的工作中打下了坚实的基础。但由于时间紧、任务重，再加上本人的知识水平和能力有限，以及经验不足，设计中难免存在一些缺点和错误，欢迎各位老师给予批评指正。 利用粗大的心轴可以限制工件的五个自由度，加上底板上的定位销的作用可以限制一个自由度，这样刚好可以限制六个自由度，符合六点定位的原理。再对工件进行夹紧设计，应用四个内六角螺钉在垂直于轴线方向上进行夹紧，这样就可使工件稳固的夹紧在机床上，能更加方便，准确的进行加工。 5 致谢与感想5.1 致谢 首先我要感谢我的指导教师，在设计过程中给与我很大的帮助，使我在细节和思想上更加完善，可以更加从分的发挥我们的想象力，把我们在课堂上学到的理论知识和实际能更好的结合在一起，其次我要感谢我的母校为为我们提供了这么一次课程设计，真正的以我们学生的角度出发，为我们提供了锻炼自己展现自己的机会，为我们以后走向社会提供了宝贵的经验。最后我还要感谢我的同学朋友们，在我困难迷茫的时候给予我帮助支持，实习给了我施展自己才能的平台,教会了我如何正确的做事以及做什么事是正确的。通过实习提高了我的动手能力,解决实际问题的能力,沟通能力和协调能力,使我积累间接的工作经验,为毕业后的实际工作打下坚实的基础.在这里我要真诚的对我的指导教师张老师、我的母校、我的同学、朋友说声感谢。5.2 感想 这次课设使我对机床夹具设计有了更深刻的理解，特别使其中的技术要求，比如：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，夹具体一般设计成平板式，保证具有足有的刚性，和国家标准的图纸 标题栏，还有设计的装配图应按照1：1的比例画出，视图要完整清楚的表示出夹具的主要结构及夹具的工作原理，并视所有工件为透明体，用双点划线画出主要部分，并画出定位元件，夹紧机构和导向装置的位置。通过实习,使我们在社会实践中接触与本专业相关的实际工作,增强感性认识,培养和锻炼我们综合运用所学的基础理论,基本技能和专业知识,去独立分析和解决实际问题的能力,把理论和实践结合起来,提高实践动手能力,为我们毕业后走上工作岗位打下一定的基础;同时可以检验教学效果,为进一步提高教育教学质量,培养合格人才积累经验,并为自己能顺利走向社会提供了丰富的经验。 这次实习，让我们明白做事要认真小心细致，不得有半点马虎。同时也培养了我们坚强不屈的本质，不到最后一秒决不放弃的毅力！培养和锻炼了劳动观点、质量和经济观念，强化遵守劳动纪律、遵守安全技术规则和爱护国家财产的自觉性，提高了我们的整体综合素质。 很快我们就要步入社会，面临就业了，就