机床夹具的设计

前 言为检验我们的课程学习质量，提高我们的动手动脑能力，同时为满足知识经济时代对职业教育的新要求和需要，按照教学大纲的要求，我们数控 09 班在学院的安排和张宏老师的悉心指导下，顺利的展开了此次机床夹具课程设计。在此,特别向为我们此次设计付出了大量心血和汗水的张宏老师表示衷心的感谢!此设计密切结合工科院校的办学宗旨，是从培养机械制造专业技术应用型人材出发，在加强基本理论和在内容上适当注意先进性的同时，力求适用并着重于培养学生进行设计的基本功，是检测我们在学习和实习过程中对所学知识的掌握程度和运用水平。作为数控技术及其应用专业的学生不能仅以学习书本上的理论知识而满足,更要去体会理论在实践中功用。我们要认真地去想一想，在发展我们机械工业的宏伟事业中我们自己所肩负的历史重任。为此我们知道必须重视本次设计,并能通过本次设计找出自己这方面知识的不足点和薄弱点,从而给自己今后的发展作出一个更为明确的定位。并逐步提高和完善自我,以使自己能更多的服务社会,多作贡献。由于水平有限，本设计不妥之处，恳请老师批评、指正。目录1前言 1目录 2一.课程设计的目的和要求 31 课程设计的目的2 要求二.分析零件图 4三.机床夹具设计任务 5.四.夹具设计过程 .51 根据工序加工要求，设计夹紧机构2 确定夹紧机构3 确定导向装置4 尺寸的确定5 夹具装配五 整机运动原理说明 11结束语 12一、 课程设计的目的和要求 21、 课程设计的目的 机械制造工艺与机床夹具课程设计是机械制造工艺与机床夹具课程教学的一个不可或缺的辅助环节。它是学生全面地综合运用本课程及其有关先修课程的理论和实践知识进行加工工艺及夹具结构设计的一次重要实践。它对于培养学生编制机械加工工艺规程和机床夹具设计的能力， 为以后搞好毕业设计和去工厂从事工艺与夹具设计具有十分重要的意义。本课程设计的目的在于：（1（ 培养学生综合运用机械制造工艺学及相关专业课程（工程材料与热处理、机械设计、互换性与测量技术、金属切削加工及装备等）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，初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力（2（ 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，初步具备设计保证加工质量的高效、省力、经济合理的专用夹具的能力。（3（ 培养学生熟悉和应用有关手册、标准、图表等技术资料的能力，指导学生分析零件加工的技术要求和本企业具备的加工条件，掌握从事工艺设计的方法和步骤。（4（ 进一步培养学生机械制图、设计计算、结构设计和编写技术文件等的基本技能。（5（ 培养学生耐心细致、科学分析、周密思考、吃苦耐劳的良好3习惯。（6（ 培养学生解决工艺问题的能力，为学生今后进行毕业设计和去工厂从事工艺与夹具设计打下良好的基础。2、要求（1（ 看懂零件图，并根据零件图制定具有一定可行性的机械加工工艺规程；（2（ 能顺利列出工步；（3（ 能自主绘制出专用夹具零件图和装配图二、 分析零件图如图 2-1 所示，为 CA6140 车床齿轮图样，按照其技 术要求和精度要求以及形状结构特点，我们设计出工艺规程卡片和机械加工工艺卡卡片，主要采用车、钻、 镗等工序将其加工完成。在钻和镗这两道工序时， 为满 足加工精度要求，减小加工误差，我们就需要设计相应的夹具。4图 2-1零件图三、 机床夹具设计任务根据我们作出的工艺规程设计，我设计出在卧式镗床上镗CA6140 车 床齿轮零件图上的各孔（见图 1-1）的镗床夹具。设计任务的分析零件图上有多个直径各不相同的孔，可以通过先钻再由铰、扩镗等工艺来完成。在此， 为达到其精度要求，我选用镗床加工。这此孔都有一个共同的轴线，因此我们采用镗床加工时，只需要一次装夹就能完成，所以，只要镗模的精度足够高则孔的精度要求是完全可以保证的； 本工序为单一的孔加工，夹具可采用固定式。四、 夹具设计过程说明：本镗床夹具设计所采用的是回转式镗套，它可随镗杆一起转动，与镗杆之间只有相对移动而无相对转动。这种镗套大大减少了磨损，也不会因摩擦发热而“卡死”。镗杆的引导方式采用单支承，镗杆与机床主轴采用刚性连接，镗孔精度受主轴回转精度影响，适于小孔和短孔的加工，满足设计要求。该镗床夹具， 镗杆和镗套都采用通用的标准样式，因此，在我所绘制的装配图和零件图中均未将其画出，而只画了对 CA6140 车床齿轮的夹持装置。在下面的设计过程中，也只对夹持装置作了详细讲解。1、根据工序加工要求，设计夹紧机构如图 4-1 所示,用两个相对的 V 形块状的作用装置当作定位元5件，由长 V 形块的性质知，每个 V 形块可限制四个自由度，即图中的、 、 、 ，两个 V 形块所起的作用是一样的，这样看似形成了过定位，其 实是由于我所设计的这种作用装置单独一个的定位能力不是很强，而且两个 V 形块的运动是一致的，受力情况也一 样，故采用重复定位的方式以使定位更加准确可靠。作用装置端面上与之相适配的 V 形硬质磨擦垫片又限制了 1 个自由度 ，这两者组合起来一共可限制五个自由度，还有一个 得不到限制。 为了能顺利进行加工，就只有靠夹紧力的作用。图 4-1 2、确定夹紧机构此夹具的一大特点是，其夹紧装置与定位装置所用元件是相同的，这样 ，不可避免会对定位和夹紧这两方面的精度产生负面影响，但同时这也可以使装夹变得更为简便，而且只要夹具的同轴度等条件满足要求,那么所装上去的零件也就相应的满足要求.6下面,我将该 V 形装置的夹紧原理简单的陈述一下:见图 4-2，当连杆体 1 在强力弹簧 2 的作用下向图示的 B 的方向运动时，V形作用装置 3 和连杆 4 所构成的整体在连杆体 1 的牵引力的作用下也有向 B 方向运动的趋势，但由于保持架 5 的作用，V 形作用装置只能上下移动，即是说，原来的连杆体 1 的牵引力，在遇到连杆时，将分解为两个沿对称连杆的力，而在连杆与 V 形作用装置相接 处，其各自又分解为竖直方向的力和另外一个作用力，整体上没有水平方向的位移，从而在一定的程度上保证定位的准确性和夹紧运动的可靠性。当连杆体受到如图 A 方向上的力，且该力大于 弹簧弹力时，连杆体向A 所示方向移动，与夹紧过程相反，机构完成放松工件的 过程。AB12345 1、 连 杆 体2、 强 力 弹 簧4、 连 杆5、 保 持 架图 4-23、确定导向装置如图 4-3，为了保证在连杆体推进和弹退的过 程，整个机构的定位中心不发生改变，本设计的推进块特采用长方体块，运动平稳而准确，从而避免了其在推进的过程中的转动的可能性。7图 4-34、尺寸的确定为了保证本夹具的刚度和强度，同时又不失美观大方，各构件的尺寸都经过了初步计算，包括夹具与零件之间尺寸和夹具外形尺寸详情见本设计说明书所附的零件图。5、夹具装配夹具的装配如下图所示，具体的技术要求等参数详见装配图 ?推进块8图 4-4 主视图其 余 R10图 4-5 侧视图图 4-6俯视图1夹具体 2V 形作用装置 3上下支承盖4强力弹簧 5连杆体 6螺钉M30 7螺旋推杆螺旋推杆8手柄 9螺旋推杆体温表 10销钉 11螺钉 M20 12螺钉 M1013螺钉 M25 14连杆菌 15传力杆螺9五 整机运动原理说明如下图所示，当逆时针旋转手柄时，由于螺旋槽的作用，使得推杆 7 向前运动，进而带动连杆体 5 向前运动，压缩强力弹簧 4，推动连杆 14，由连杆驱动 V 形作用体 2，而 V 形作用体又在上下支承盖的作用下作相对等速的竖直方向的运动，而达到夹紧工件的目的，当顺时针旋转手柄时，与上所述相反，推杆向后运动，连杆体在强力弹簧的作用下也向后运动，进一步传至 V 形作用体 2，在支承盖的作用下使之向相反的方向运动，松开被夹工件，此时，由手柄等共同起稳压作用，避免因压力过大而损坏工件。 （该设计的螺旋推杆在手柄不施加外力时可达到绝对自锁） ?10结束语本次夹具设计是我们工科类学生必需掌握的教学内容，在老师和同学们的共同帮助下已取得了初步的结果，从整体上看，夹具设计是锻炼我们理工类学生的一种思维能力和实践能力的重要手段和形式，虽然我 们的能力有限，但是通过初步的尝试，我至少加深了对机械制造工艺学这门课的理解和全面认识。对 CAD 制图也有了更进一步的认识和掌握，同时也对各项技术要求、对机械工程材料的选择要求也有了进一步的加深。达到了课程教学的目的。数控加工是现代制造技术的典型代表，在制造业的各个领域如航天航空，汽车，摩托车，模具，精密机械，家用 电器等方面有着日益广泛的应用，已成为这些行业中不可缺少的加工手段，拌随着全球制造业向我国逐渐转移的发展趋势，对数控加工的要求必将呈现出高速持续的增长，人才市场急需一批懂得数控加工相关技术，有熟悉软件编程的人才。在数控加工 过 程中,一个好的夹具设计可经使加工精度有明显的提高,也能显著提高生产效率。因此，它也是数控加工中的一个不可或缺的重要环节。掌握夹具设计的一些基本知识， 对我们 今后的相关工作必定会有十分明显的帮助。这次夹具设计，让我们认识到了自身对专业知识的缺乏和不足，也使我们的专业知识得到进一步提高，感谢学校给我们这次难得的学习机会。让 我们在今后的学习中从此有了更明确的目标！11附：零件图和总装配图 图 号制 图审 核 01比 例材 料塔 里 木 大 学 机 电 学 院 数 控 09班向 贞 爱3.23.2 6.8其 余 夹 具 体名 称技 术 要 求、 夹 具 体 采 用 铸 造 形式 得 到 ；2、 所 有 孔 均 采 用 标 准样 式 。1:5图 号制 图审 核 02塔 里 木 大 学 机 电 学 院 数 控 09班向 贞 爱74+0.1-R5+0.1- 10+.-4比 例材 料 名 称 V型 作 用 装 置8 1:512R68.5+01-+0.1-107+.-162+0.-图 号制 图审 核 3比 例材 料塔 里 木 大 学 机 电 学 院 数 控 09班向 贞 爱 连 接 螺 钉名 称1:2?5+0.1- 94+0.1-76+0.1- 60186+0.-?9+0.1-.84+1-图 号制 图审 核 4比 例材 料塔 里 木 大 学 机 电 学 院 数 控 09班向 贞 爱 连 杆 体名 称.80.82 技 术 要 求、 中 心 线 两 边 的 平 行度 偏 差 不 超 过 0.2,同时 对 称 度 偏 差 也 不 应超 过、 端 面 圆 跳 动 不 大 于91:513R5.+01-8+01-图 号制 图审 核 05塔 里 木 大 学 机 电 学 院 数 控 09班向 贞 爱 比 例材 料 名 称 V型 作 用 装 置技 术 要 求、 该 弹 簧 的 加 工 手 段 为 强 力弯 曲 ；2、 弹 簧 两 环 之 间 的 间 距 不 能小 于 连 杆 体 裁 的 移 动 距 离1:2.5?60.5+1-48+0.-8+0.1-?127+0.-9+0.1-?75图 号制 图审 核 06塔 里 木 大 学 机 电 学 院 数 控 09班向 贞 爱 比 例材 料 名 称 螺 旋 推 杆1:514参考文献1 塔里木大学 0