夹具设计说明书.doc

目录一、夹具课程设计目的2二、夹具课程设计内容21.分析零件的工艺过程和本工序的加工要求，明确设计任务22.拟定夹具的结构方案：23.夹具总图设计34.夹具精度校核3三、夹具的设计步骤4四、总图技术要求的定制5五、精度分析5六、对夹具设计的心得体会6主要参考文献7机床夹具设计在工场机器生产中，夹具起到至关重要的作用，工件安装主要靠专用夹具来完成，专用夹具的设计直接关系到零件能否满足加工质量的要求，以及生产力水平效率的提高。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，成批生产是还要用机床夹具。他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。机床夹具中占有正确位置的过程，成为定位。当工件定位后，为了避免在加工中收到切削力、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。是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是实现的。机床夹具在生产中应用十分广泛。一、夹具课程设计目的熟悉机床夹具设计原则步骤和方法，能够根据零件加工工艺的要求，拟定夹具设计方案，进行必有的定位误差计算，最后设计出符合工序加工要求，使用方便，经济适用的夹具。二、夹具课程设计内容1.分析零件的工艺过程和本工序的加工要求，明确设计任务本工序零件的加工在铣床上加工，位置由加具体保证。由铣刀磨出所需面。工序规定了该工件将通过一次安装铣出两个面，安装基准为两个定位销和一个芯轴，并在芯轴另一端面进行夹紧。2.拟定夹具的结构方案：夹具的结构方案包括以下几个方案。（1）定位方案的确定根据工序的尺寸形状和位置要求，工件定位时需限制5个自由度。在拟定定位夹紧方案时，仍需要对其进行分析和研究，考察定位基准的选择能否满足工件位置精度的要求，夹具的结构能否实现。本设计用一面两销限制工件的5个自由度，芯轴中心和钻套中心的位置由钻模支架的两个夹紧螺钉和其上的定位孔相对芯轴中心的相对尺寸决定，可通过分度盘的T型槽微调。满足尺寸要求。1） 定位元件的结构尺寸及在夹具中位置的确定由上可知，定位元件由 支撑板，芯轴的定位销和钻模支架的螺钉孔组成。（1） 芯轴的定位销和钻模支架的螺钉孔距离的确定L+Ld/2=65(+0.02-0.02)（2） 支撑板芯轴的定位销尺寸确定5h7/g6配合误差（+0.1-0）（3） 螺钉孔尺寸确定5h7/g6配合误差（+0.1-0）2） 夹紧方案确定根据工件的定位方案，考虑加紧力的作用点及方向，采用可快速装卸的开口垫圈方法来实现。它的夹紧力选在大端端面及加工端面，增加了工件刚度，加工过程中不易产生震动，工件的夹紧变形也小，夹紧可靠，并防止了钻头长度问题。3） 夹具在机床上的安装方式考虑本工序工件的加工精度一般，因此夹具可通过机床工作台T型槽的方法固定在工作台上。4） 钻模的设计根据孔加工要求，本设计选用回转式钻模，比起固定式钻木雅模，虽然误差比较的大，但可以很方便的拆装工件，提高加工效率，同事也满足设计的误差要求。综合考虑，选用回转式钻模。5） 钻套的设计根据加工的要求选用固定式钻套用于本设计，满足加工要求，符合对产量的客观要求，加工中其磨损的程度在误差范围内，因此固定式钻套比起其他设计经济性更高。6） 加具体及总体设计加具体的设计应通盘考虑，使各组成部分通过夹具体有机得联系起来，形成一个完整的夹具。从夹具的总体设计考虑，由于钻床加工的特点，在加工过程中容易引起震动，故要求夹具体及其上各组成部分的所有元件的刚度和强度要足够。3.夹具总图设计在绘制夹具结构草图的基础上，绘制夹具总装图并标注有关尺寸公差配合和技术条件。见图4.夹具精度校核1）孔中心位（芯轴的定位销和钻模支架的螺钉孔）校核影响其精度的主要因素如下。（1） 定位误差基准不重合误差：B=0.02mm，基准偏移误差Y=0，所以，D=0.02mm。（2） 夹具安装误差由于夹具定位面和夹具底面的平行度误差等，会引起工件倾斜，是加工的工序位置尺寸产生误差，技术要求规定不大于0.003/100，故此工件的影响在0，005以内。（3） 与加工方法有关的误差根据实际生产经验，这方面误差一般可控制在被加工工件公差的1/3范围内，这里取0.03。以上三项合计为0.055mm，即可能的加工误差为0.055mm，这小于加工工件要求保证的公差尺寸0.1mm。2）角度尺寸校验（1）定位误差由于芯轴的定位销和钻模支架的螺钉孔之间配合间隙会造成基准位移误差，可能导致两定位孔中心连心对规定位置的倾斜，其最大转角误差为=arctan（ D1+d1+x1min +D2+d2+x2min）/2L=5.2其最大影响是正负5.2 秒。（2）与加工方法有关的误差夹具中心平面与T型槽的平行度误差，查阅相关手册，一般为0.03/100，经换算，相当角度误差为正负1。综合这两项误差，其最大角度误差为正负6.2，满足本工件加工的要求。结论：从计算来看，本设计的精度要求合格，可以应用。三、夹具的设计步骤1.明确设计任务，收集研究原始材料再接到夹具设计任务书后，首先要仔细阅读加工件的零件图和与之有关的部件装配图，了解零件的作用结构特点和技术要求;其次，要认真研究加工件的工艺规程，充分了解本工序的加工内容和加工要求，了解本工序使用的机床和刀具，研究分析夹具设计任务书上所选用的定位基准和工序尺寸。2.拟定夹具结构方案，绘制夹具草图拟定夹具的结构方案时，主要解决如下问题。（1） 确定工件的定位方式，设计定位装置。对定位元件的技术要求：足够的精度。较好的耐磨性。足够的强度和刚度。较好的工艺性。便于清除切屑。（2） 确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置。对夹紧装置的技术要求：加紧过程可靠。夹紧力大小适当。结构工艺性好。使用性好。（3） 确定对刀或引导方式，选择或设计对刀装置或引导元件。对刀装置由对刀块和塞尺组成。对刀块是用来确定夹具和刀具的相对位置，使用塞尺是为了防止对刀时碰伤刀刃和对刀块工件表面。（4） 确定其它元件或装置的结构形式，如定位键，分度装置等。（5）确定夹具的总体结构及夹具在机床上的安装方式。在确定夹具结构方案的过程中，应提出几种不同方案，画出草图，经比较分析，选出最佳方案。3.绘制夹具总图夹具总图绘制比例除特殊情况外，一般按1:1绘制，以使所设计夹具有良好的直观性。绘制夹具配置图可按如下顺序进行：用双点化线画出工件的外形轮廓和定位面加工面；画出定位元件和导向元件；按夹紧状态画出夹紧装置；画出其它元件或结构；最后画出夹具体，把上述各组成部分连接成一体，形成完整的夹具。在夹具装配图上，被加工件视为透视体。4,确定并标注有关尺寸和夹具技术要求夹具总图上应标注轮廓尺寸，必要的装配尺寸检验尺寸及公差，零件与零件之间的配合尺寸，标注主要元件装配之间的相互位置精确要求等。当加工的技术要求较高时，并进行工序精度分析。5.绘制夹具零件图夹具中的国标零件都必须绘制零件图。在确定这些零件的尺寸公差或技术要求时，应注意使其满足夹具总图的要求。四、总图技术要求的定制1.夹具总图上应标注的尺寸和公差在夹具总图上标注尺寸和技术要求的目的是为了便于绘制零件图装配和检验。应有选择的标注以下内容。（1） 夹具的外形轮廓尺寸。（2） 与夹具定位元件引导元件以及夹具安装基面有关的配合尺寸位置尺寸及公差，（3） 夹具定位元件与工件的配合尺寸。（4） 夹具引导元件与刀具的配合尺寸。（5） 夹具与机床的链接尺寸与配合尺寸。（6） 其他主要配合尺寸。2.形状与位置要求（1）定位元件的位置精度要求。（2）定位元件与夹具安装面之间的相对位置精度要求。（3）定位元件与对刀引导元件之间的相对位置精度要求。（4）引导元件之间的相对位置精度要求。（5）定位元件或引导元件对夹具找正基面的位置精度要求。（6）与保证夹具装配精度有关的或与检验方式有关的特殊的技术要求。夹具的有关尺寸公差的形位公差通常取工件相应公差的1/5到1/2。当工序尺寸未注公差时，夹具公差取为正负0.1mm（或正负10），或根据具体情况确定；当加工表面未提出位置精度要求时，夹具上相应的公差一般不超过（0.020.05）/100。在具体选用时，要结合生产类型工件的加工精度等因素综合考虑。对于生产批量较大，夹具结构较复杂，而加工精度要求较高的情况，夹具公差值可取的小些。这样，虽然夹具制作较困难，成本较高，但可以延长夹具的寿命，并可保证工件的加工精度，因此是经济合理的；对于批量不大的生产，则在保证加工精度的前提下，可是夹具的公差取的大些，以便于制造。另外，为便于保证工件的加工精度，在确定夹具的距离尺寸偏差时，一般应采用双向对称分布，基本尺寸应为工件相应尺寸的平均值。与工件的加工精度要求无直接联系的夹具公差如定位元件与夹具体导向元件与衬头，镗套和镗杆的配合等，一般可根据元件在夹具中的功能凭经验或根据公差配合国家标准来确定。设计时，具体可参阅机床夹具设计手册等资料。五、精度分析进行加工精度分析可以帮助我们了解所设计的夹具在加工过程中产生误差的原因，以便探索各项误差的途径，为制定，验证，修改夹具技术要求提供依据。用夹具装夹工件进行机械加工时，工艺系统中影响工件加工的因素有：定位误差D,对刀（引导）误差T，夹具在机床上的安装误差A和加工素引起的加工误差G。上述各项误差均导致刀具相对工件的位置不确定，而形成总的加工误差K。以上各项误差应满足误差不等式：=D+A+T+K=Tk。式中：Tk表示工件的工序尺寸公差值。六、对夹具设计的心得体会在陈木其老师和同学的共同努力下，我们在两周的时间内完成了夹具课程设计。我们花费的时间很长，因为这是同学第一次进行这样的课程设计。虽然过程中我们遇到了遇到困难，但是在老师的指点下，同学们都的十分的努力。我们这次终于把我们所学的知识运用到现实中来了，这对同学们加深对课本知识的理解很有好处。同学学会了对于不同的待工件设计不同的夹具，对于夹具的各种标准件都学会了如何查标准件手册、如何使用它们。这些都是因为老师的帮助下，我们才能完成的。谢谢老师。两周的夹具课程设计过去了，学到了很多知识。通过这次课程设计实训，使我对机械装备课程有了更进一步的了解。装备在现在工业中有着重要的作用，当然，我们现在对机械设计只不过时一个初步的了解，这门课程还有更多的知识等着我们去学习，在这两周短暂的课程设计里，我学会了一些机械设计的最基本的理论，同时也对机械装备产生了浓厚的兴趣。通过这次实训，我能够熟练运用CAD电子图版绘图软件，在这次课程设计过程中，我发现自己还有很多不足之处，在设计和计算过程中也出现了各种各样的错误，在同学和老师的帮助下也都尽量改正了，虽然还存