专用夹具箱体设计【通过答辩毕业论文+CAD图纸】

买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985I摘要机械制造业是一个国家经济发展的重要支柱，是一个国家经济的命脉，其生产能力和发展水平不仅决定了相关产业的质量、效益和竞争力的高低，而且成为传统产业借以实现产业升级的基础和根本手段。夹具是机械制造中的重要组成部分,是根据机床的工艺和结构方案的具体要求而专门设计的。它是用于专门实现被加工零件的准确定位、夹压、刀具的导向以及装卸工件时的限位等等作用的。使用夹具可以确保产品加工质量,提高劳动生产率是夹具设计工作的主要任务,加工质量包括被加工表面的本身精度和位置精度,后者主要用夹具来保证夹紧装置的设计对整个夹具的结局有具定性的影响设计一个好的夹具可以减少废品率本次设计主要设计了夹具的夹紧机构以及动力源传动机构。本次设计的重点是夹紧机构，构思其结构，确定其尺寸。并对切削力和夹紧力进行了计算，最后综合各方面因素设计出夹具体的整体尺寸和结构。关键词钻模板，夹具结构，滚轴传送系统买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985IIABSTRACTMACHINERYMANUFACTURINGINDUSTRYISANIMPORTANTPILLAROFNATIONALECONOMICDEVELOPMENT,ISTHELIFEBLOODOFACOUNTRYSECONOMY,ITSCAPACITYANDLEVELOFDEVELOPMENTOFRELEVANTINDUSTRIESNOTONLYQUALITY,EFFICIENCYANDCOMPETITIVENESSOFTHEHIGHANDLOW,ANDBECOMETHEINDUSTRYJIEYICHUANTONGBASISTOACHIEVEINDUSTRIALUPGRADINGANDFUNDAMENTALMEANSMECHANICALFIXTUREISANIMPORTANTPARTOFMANUFACTURING,MACHINETOOLTECHNOLOGYISBASEDONTHESPECIFICREQUIREMENTSANDSTRUCTUREOFPROGRAMSSPECIFICALLYDESIGNEDITISUSEDSPECIFICALLYTOACHIEVEACCURATEPOSITIONINGOFPARTSTOBEMACHINED,CLIPPRESSURE,TOOLORIENTATION,ANDLOADINGANDUNLOADINGTHEWORKPIECEANDSOTHEROLEOFTHETIMELIMITUSECLAMPSTOTOENSUREPROCESSINGQUALITY,IMPROVELABORPRODUCTIVITYISTHEMAINTASKOFFIXTUREDESIGN,PROCESSQUALITY,INCLUDINGTHATTHESURFACEOFTHEIRACCURACYANDPOSITIONINGACCURACY,WHICHISMAINLYUSEDTOENSURETHEFIXTURETHEDESIGNOFTHECLAMPINGDEVICEFIXTUREOUTCOMEHASAQUALITATIVEIMPACTTODESIGNAGOODFIXTURECANREDUCETHEREJECTRATETHISDESIGNISTHEPUMPPARTSINTHEFIXTUREDESIGN,THEMAINDESIGNOFTHEFIXTURECLAMPINGBODYANDTHEPOWERSOURCEOFTRANSMISSIONTHEFOCUSOFTHISDESIGNISCLAMPINGBODIES,THEIDEAOFITSSTRUCTURE,DETERMINEITSSIZEANDCUTTINGFORCEANDCLAMPINGFORCEISCALCULATED,THEFINALDESIGNOFVARIOUSFACTORSSPECIFICFOLDERTHEOVERALLSIZEANDSTRUCTUREKEYWORDSDRILLINGTEMPIATE，FIXTURESTRUCTURE，ROLLERTRANSMISSION买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985III目录前言1第1章概述311机械制造业的发展及前景312机械制造业地位313机械制造业的发展历程4第2章机床夹具的发展及分类621机床夹具的发展622机床夹具的作用与组成6221机床夹具的组成7223机床夹具的分类7第3章定位方案的确定931工件在夹具中的定位932六点定位原则933工件的定位1034工件自由度的限制1135定位方案的确定一面两孔定位11第4章加紧方案的确定1441工件的夹紧1442夹紧力的方向1443夹紧力的作用点1444夹紧力大小的确定1545与夹具有关的几种加工误差1546设计机床夹具应注意的问题1547钻床夹具的主要技术要求17第5章夹具相关部件的设计2051钻套的设计20511钻套的分类20512钻套的设计要点21买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985IV513钻模板的类型和设计2252摆动压板杠杆夹紧机构整体结构的设计23521气缸动力系统的设计23522曲柄连杆机构与夹紧装置的设计26523曲柄连杆机构的设计27524紧固件系统的设计28525工件定位系统的设计28526滚轮传送机构的设计29527工作台箱体的设计30第6章夹具主要零件所采用的材料33结论34谢辞35参考文献36买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985V买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985VI买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985VII买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709850前言经历了四年的机械方面知识的学习，应该为自己所学的东西来一个全面的总结，以为日后进入社会打下坚定的基础，因此学期末的毕业设计对毕业生来说是一个进入社会前的一次理论加实践的演习，它是基础知识和专业知识的统一,是理论和实践相结合,这加深了我们对所学知识的理解和灵活运用。通过查阅大量的资料,学到了很多在课堂上学不到的知识和掌握了一部分新的理念,为我们走向工作岗位奠定了一定的知识基础。毕业设计是高等学校对工科学生教学的一个基本要求,是大多数高校毕业生必须进行的一个内容它规定每个从事设计的学生必须在规定的时间内完成的一个总的设计,它是针对学生四年所学知识的一次总结及检验,也是工科高等院校大多数专业的毕业生全面设计能力的最后一次基本考核。其目的是1综合运用机械设计课程和其他先修课程的知识，分析和解决机械设计问题，进一步巩固、加深和拓宽所学的知识。2通过设计实践，逐步树立正确的设计思想，增强创新意识和竞争意识，熟悉掌握机械设计的一般规律，培养分析问题和解决问题的能力。3通过设计计算、绘图以及运用技术标准、规范、设计手册等有关设计资料，进行全面的机械设计基本技能的训练。4培养理论联系实际的设计思想,训练综合运用所学专业课知识和基础课程的理论知识,综合分析和解决工程实际问题的能力,从而巩固,加深和扩展有关机械方面的知识5通过制定设计方案,合理选用传动方案和零件类型,正确制定零件工序图,确定尺寸和选择材料,以及学会如何全面的考虑制造方案,使用和维护机床的要求。6进行总体全面的设计能力的检查和校核,以确定是否达到毕业要求的标准。例如计算机辅助绘图,手工绘图的能力是否达到要求,是否能很熟练运用资料以及使用经验数据进行经验演算和处理数据的能力是否达到要求等。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709851第1章概述11机械制造业的发展及前景我们正处于一个前所未有的变革时代，科学技术的迅猛发展，促使制造业发生了巨大变化。新世纪的到来，经济竞争必将成为世界的焦的点和社会发展的主要动力，竞争核心将是新产品和制造技术的竞争。人类进入知识经济时代，以知识经济为基础、以高新技术产业为主体的知识经济正在日益广泛和深刻地影响着经济增长方式、产业结构、市场结构、就业结构以至人们生活和社会变化的各个方面，与工业经济相比，知识经济有许多根本性变化，必将影响到制造业今后的发展。制造是人类所有经济活动的基石，是人类历史发展和文明进步的动力。随着人类工业文明的不断进步，制造业已发展成为一个国家经济发展的基础产业，成为社会财富的主要制造者和国民经济的主要来源；同时，它还为国民经济各部门包括国防和科学技术的进步与发展，提供先进的手段和装配。当今世界工业发达国家和新兴工业化国家都拥有发达的制造业。1990年20个发达国家和地区制造业占其国内生产总值比例平均为2215，其中日本和德国为29、31；1994年美国为22，1995年新加坡为25。历史进入新世纪，国际形势的变化、人们消费观念的改变、贸易全球化、科技进步、信息社会和知识经济的到来，以及环境保护与可持续发展思想的深入，使全球制造业再次进入一个巨大边个的时代。12机械制造业地位制造业是一个国家经济发展的重要支柱，是一个国家经济的命脉，其整体能力和发展水平标志着一个国家的经济实力、国防实力、科技水平和生活水准，也决定着一个国家将无法实现经济快速、健康、稳定发展，人民生活水平也无法提高。机械制造业是制造业的核心，是为国民经济各部门提供各种技术装备的工业部门，带动性强，涉及面广，其生产能力和发展水平不仅决定了相关产业的质量、买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709852效益和竞争力的高低，而且成为传统产业借以实现产业升级的基础和根本手段。制造业支撑着制造业的健康发展，是现代国家经济上获得成功的关键技术。世界上所有国家，特别是经济比较发达的国家都非常重视制造技术的发展。美国一直制造业的大国，但是在20世纪50年代时，由于只重视高技术和军用技术的发展。忽视了制造技术的发展，从而严重影响其在国际经济竞争中的实力，在汽车、家电等产业上受到了日本有力的挑战，丧失了许多市场，导致了20世纪90年代初的经济衰退。这一严重局面无疑引起了美国决策层的重视，他们开始重新审视和反省自己的产业政策，认为在重要的高速增长的技术市场上失利的一个重要原因就是美国没有把自己的技术应用在制造业上，随后制定了一系列振兴制造业的计划，是先进制造技术在美国迅猛发展，从而促进了美国经济的全面复苏。13机械制造业的发展历程机械制造技术是人类历史上最早发展起来的使用技术之一。1775年，英国人威尔肯逊为了生产瓦特发明的蒸汽机制造的气缸镗床，自此，让人类用机器代替手工划时代步入了新时期。20世纪70年代以后，随着市场竞争的加剧，各企业为了击败竞争对手，主要通过提高产品质量，主要通过降低生产成本来实现，其基本原则是“消灭一切浪费”和“不断改善品质”，将最优质量和最低成本的产品提供给市场，提供了一种新的生产制造模式，即后来总结的被称为“精益生产”的制造模式。20世纪80年代，随着世界经济和人民生活水平提高，市场环境发射管巨大变化，一方面消费者需求日趋主体化，个体化和多样化。另一方面制造企业之间的竞争全球化。20世纪90年代，信息科学和技术的发展使全球经济打破了传统的地域经济发展模式，全球经济一体化的进程加快。在这种形式下，快速响市场需求成为制造业发展的一个主要方向。进入21世纪，世界经济、科学技术和人类社会的发展将呈现出新的特点，如随着经济全球化进程、国际经济分工和产业结构调整加速推进，随着关税壁垒的消失，“全球制造”将成为合理的选择。21世纪的制造技术将普遍采用计算机和现场总线局域网为核心，对物流、工买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709853艺、质量、成本等信息进行综合管理与控制的CMS系统，并依托超级宽带INTERNET，实行全球化虚拟制造和经营管理。它不但将继续制造常规条件下运行的机器和设备，而且将制造出极端环境下运行的设备，并将制造出可部分模拟人类智慧的人造闹和机器人。同时，21世纪的制造技术与制造产业将是绿色技术，是可持续发展的技术和产业，仍然是制造人类物质文明的支柱。是人类精神文明和国家竞争力的基础。机械制造技术是一门技术性很强的技术，要用到多种学科的理论和方法，包括物理学、化学的基本原理，数学、力学的基本方法，以及机械学、材料科学、电子科学、控制理论，管理科学等多方面的知识。机械制造技术本身是机械制造生产实践的总结。因此具有极强的实践性。机械制造技术是一门工程技术，他所采用的基本方法是综合”。机械制造技术要求对生产实践活动不断地进行综合，并将实际经验条理化和系统化，使其逐步上升为理论；同时又要及时将及应用与生产实践之中，用生产实践检验其正确性和可行性，并用经验过的理论和方法对生产实践活动进行指导和约束。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709854第2章机床夹具的发展及分类在机床上对工件进行切削加工，首先需要将工件加紧。为了能加工出合乎精度要求的工件，仅将工件夹紧，以进行切削加工是不够的，还必须使工件在机床上占据正确位置。这种是弓箭占有正确的加工位置并使工件夹紧的的过程，称为工件的安装。用于用于安装工件的装置称为机床夹具，有时习惯上还将一些用于扩大机床工艺范围的装置，如靠模、仿型装置等也成为夹具，加工中使用的夹具、刀具、量具以及其他辅助工具统称为工艺装备。在机械制造过程中,用来固定加工对象,使其占有正确的位置,以便接受施工、检测的装置都可以统称为夹具。在钻床上进行孔的钻、扩、铰、攻螺纹加工时所用的夹具称为钻床夹具。机床夹具为机床的一种附加装置,安装工件后使之获得相对于机床或刀具的正确位置,并把工件可靠的夹紧。21机床夹具的发展夹具是机械制造中的重要组成部分,是根据机床的工艺和结构方案的具体要求而专门设计的。它是用于专门实现被加工零件的准确定位、夹压、刀具的导向以及装卸工件时的限位等等作用的。夹具从产生到现在,大约可以分为三个阶段第一阶段主要表现在夹具与人的结合上,这时的夹具主要是单纯的作为人的辅助工具,使加工过程加速和趋于完善第二阶段,夹具成为人与机床之间的桥梁,夹具的机能发生变化,它主要用于工件的定位和夹紧。人们越来越认识到,夹具与操作人员改进工作及机床性能的提高有着密切的关系,所以对夹具引起了重视第三阶段表现为夹具与机床的结合,夹具作为机床的一部分,成为机械加工中不可缺少的工艺装备。夹具的设计对产品零件有很强的针对性确保产品加工质量,提高劳动生产率是夹具设计工作的主要任务,加工质量包括被加工表面的本身精度和位置精度,后者主要用夹具来保证夹紧装置的设计对整个夹具的结局有具定性的影响设计一个好的夹具可以减少废品率买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985522机床夹具的作用与组成正确设计和合理使用夹具，对保证加工质量，提高生产效率，减轻劳动强度具有重要意义，同时便于工人掌握复杂或精密零件的加工的操作技术，解决较为复杂的工艺问题。221机床夹具的组成1）定位元件和装置它与工件的定位基准面相接触，用于确定工件在夹具中的正确位置，从而保证加工时工件相对于刀具和机床间的相对位置。2）夹紧装置用于夹紧工件，在切削时使工件在夹具中保持既定位置，保证加工顺利进行的元件和装置。3）对刀、引导元件和装置4）夹具体夹具体是夹具的基础元件，用于连接并固定夹具上各原件及装置，使其成为一个整体。它与机床有关部件进行连接、对定，使夹具相对机床具有正确的位置5）其他元件及装置有些夹具根据工件的加工要求，为使工件在一次安装中多次转转位而加工不同位置上的表面所设置的分度机构。223机床夹具的分类（A）通用夹具一般只自定心卡盘，三爪自动拨盘，平口钳以及可调夹具等。这类夹具实用性强，无需调整或稍加调整，就可用于不同的工件。利用通用夹具，能减少专用夹具的品种，缩短生产准备时间。但与专用夹具相比，结构较复杂。（B）专用夹具用于某一工件的特定的工序、结构比较紧凑，使用维修方面。设计制造时间较长。当产品变换时，无法重复使用，因此，专用夹具适用于产品固定，批量大等加工过程。（C）组合夹具有各种标准元件组装而成。标准元件有不同的形状和尺寸，一般分大中小三买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709856种型号，配合部分具有良好的互换性、耐磨性。在单件小批量生产中，使用组合夹具，可以缩短生产准备时间，减少专用夹具的品种。目前，已发展了若干标准部件共生产使用。（D）手动夹具结构简单，夹紧机构必须具有自锁和扩力作用以保证夹紧可靠。手动夹具一般采用螺旋或偏心压紧机构，制造方面，工作效率低（E）气动夹具通过管道、气缸等元件，产生夹紧力。当需要较大夹紧力时，常在气缸和压板之间增设杠杆式扩力机构，以减小气缸直径，气动夹紧动作迅速，夹紧力强，操作方便，可用于自动化工序。但结构复杂制造成本高。（E）液压夹具用压力油作为动力源，通过管道液压缸等元件产生夹紧力。液压夹紧具有气动夹紧的各种优点而动作更为平稳。较高油压的液压夹具，一般可不用扩力机构，结构简单，体积较小。（F）电动夹具以电动机的扭力作为动力源，通过减速器产生夹紧力。夹紧力的大小可调节。但其传动部分常采用齿轮减速装置。但结构复杂，夹紧动作比气液夹紧缓慢。（G）磁力夹具磁力来源为电磁铁或永久磁铁。一般用于切削力较小的磨削加工，如磨床上的磁盘等。近年来以设计制造成强力磁盘，逐步用于于铣，刨加工。（G）真空夹具利用真空泵或以压缩空气为动力源的抽气唧筒，使夹具内腔产生真空，依靠大气将工件压紧，夹紧力较小，适用于磨削不导磁的薄形工件。（H）离心力夹具在高速车床上，可以了利用旋转重块的离心力来夹紧工件。离心力的大小与重块的偏心位置、重量及会转角速度有关。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709857第3章定位方案的确定31工件在夹具中的定位工件在夹具中的定位的任务是使同一工序中的一批工件都能在夹具中占据正确的位置，工件位置正确与否，应用加工要求来衡量。能满足加工要求的为正确，不能满足加工要求的为不正确，一批工件逐个在夹具上定位时，各个工件在夹具中占据的位置不可能完全一致，也不必要求它们完全一致，但个个工件的位置变动量必须控制在加工要求所允许的范围之内。由此可知，定位方案是否合理，将直接影响加工质量，同时，它还是夹具上其他装置上的设计依据。所以在拟定夹具设计方案时，首先要解决工件在夹具中的定位问题。它包括下列三项基本任务从理论上进行分析，如何是同一批工件在夹具中占据一致的正确位置；选择合适的定位元件，设置相应的定位装置；保证有足够的定位精度，即工件在夹具中定位时虽有一定误差，但仍能保证工件的加工要求。由刚体运动学可知，一个自由刚体，在空间有且仅有六个自由度。它在空间的位置是任意的,即它既能沿OX、OY、OZ三个坐标轴移动，称为移动自由度；又能绕OX、OY、OZ三个坐标轴转动，称为转动自由度。32六点定位原则由上可知，如果要使一个自由刚体在空间有一个确定的位置，就必须设置相应的六个约束，分别限制刚体的六个运动自由度。在讨论工件的定位时，工件就是我们所指的自由刚体。如果工件的六各自由度都加以限制了，工件在空间的位置也就完全被确定下来了。因此，定位实质上就是限制工件的自由度。分析工件定位时，通常是用一个支承点限制工件的一个自由度。用合理设置的六个支承点，限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定，这就是六点定位原则。通过机械制造工艺学的学习，我们了解到六点定位原则的几个主要问题是买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098581）、定位支承点是定位元件抽象而来的。在夹具的实际结构中，定位支承点是通过具体的定位元件体现的，即支承点不一定用点或销的顶端，而常用面或线来代替。根据数学概念可知，两点决定一条直线，三点决定一个平面，即一条直线可以代替两个支承点，一个平面可以代替三个支承点。在具体应用时还可以用窄长的平面（支承条）来代替直线，用较小的平面来代替点。2）、定位支承点与工件定位基准面始终保持接触，才能起到限制自由度的作用。3）、分析定位支承点的定位作用时，不考虑力的影响。工件的某一自由度被限制，是指工件在某个坐标方向有了确定的位置，并不是指工件在受到使其脱离定位支承点的外力时不能运动。使工件在外力作用下不能运动，要靠夹紧装置来完成。33工件的定位完全定位完全定位是指不重复的限制了工件的六个自由度的定位。当工件在X、Y、Z三个坐标方向均有尺寸要求或位置精度要求时，一般采用这种定位方式。不完全定位根据工件的加工要求，有时并不需要限制工件的全部自由度，这样的定位方式称为不完全定位。欠定位根据工件的加工要求，应该限制的自由度没有完全被限制的定位称为欠定位。欠定位无法保证加工要求。因此，在确定工件在夹具中的定位方案时，决不允许有欠定位现象的产生。过定位夹具上的两个或两个以上的定位元件重复限制同一个自由度的现象，称为过定位。它会造成定位的不稳定，严重时会引起定位干涉，因此，应该尽量避免和消除过定位现象。消除或减少过定位引起的定位干涉，一般有两种方法一是改变定位元件的结构，如缩小定位元件工作面的接触长度或者减少定位元件的配合尺寸，增大配合间隙等；二是控制或者提高工件定位基准之间以及定位元件工作表面之间的位置精度。34工件自由度的限制买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709859为保证工件正确、稳固的定位，需要限制工件对夹具的自由度。位于任意空间的刚体，相对于三个互相垂直的坐标平面，共有六个自由度。即沿OX、OY、OZ的移动，和绕它们的转动。又是为了承受切削力在不同的加工形式中，凡是影响加工精度的自由度均应加以限制，有时为了承受切削力，夹紧力或适应刀具的切削范围，对不影响加工精度的自由度亦加以限制。工件在夹具中的定位在夹具中应合理地设置各种形式的定位件，并使其与工件上定位基准相接触或配合，这样就确定了工件在夹具中的正确位置。定位见应有较高的耐磨性和足够的精度，与定位件接触或配合的定位基准应合理选择。不影响加工精度的自由度，可由止挡件来限制。止挡件的精度要求不高，在夹具中的位置精度以低些。35定位方案的确定一面两孔定位根据所加工的零件尺寸为长200、宽150、高200,形状是矩形MM即箱体类零件可以初步确定采用一面两孔定位，又因为零件右侧形状不规则，安装零件时采取推入式，综合考虑零件在加工过程中的稳定性等其它因素最终确定采取一面两孔定位，并根据要推入零件，底面用两个支承板来代替以限制工件的三个自由度，两孔里插入两个短销，为防止过定位其中之一用削边销（本设计用的是菱形削边销），为更好的限制工件转动，两销在空间的位置为斜对角布置，且为了保证工件在推入工作台后能立即被正确定位，在工件后方还有一个挡板，并且削边的方向要与两销中心的连线互相垂直，如图11所示买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098510图31定位原理图在组合机床及其自动线上，为装卸方便，通常两个定位销不是固定不动的，而是活动的可以伸缩的。即加工前能使之进入工件孔中定位，加工完后能从孔中退出。这样可以很方便地将工件（或随行夹具）推入或推出夹具（或自动线的机床夹具）。常用的通用伸缩式定位销有手动的和液压驱动的两种。手动伸缩式定位销有两种结构一种不带防护罩，用于定位支承板高度为30毫米的定位系统；另一种是带防护罩，用于支承高度为60毫米的定位系统。本设计采用的是不带防护罩的定位支承板高度为30毫米的定位系统。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098511第4章加紧方案的确定41工件的夹紧（1）对夹紧装置的基本要求夹紧力不应破坏工件的正确定位。夹紧力的大小应能保证加工过程中工件位置不发生变化；工件在夹紧后的变形和受压表面的损伤不应超过容许的范围；夹紧力的大小需要时应能调节；动作灵活，操纵方便，安全，体积小，并有足够的强度与刚度。应有足够的夹紧行程。42夹紧力的方向主要夹紧力一般应垂直于主要定位基准，以减少工作的变形。安放工件时，本身的重力是确定其位置的只要因素。因此，主要定位基准的位置，最好是水平的。夹紧力与切削力、重力同方向时，需要的夹紧力最小。完全利用摩擦力来克服切削力和重力时，需要的夹紧力最大。43夹紧力的作用点应在支承点上，或在几个支承点所组成的平面内，以免夹紧力使工件脱离定位件。在多点夹紧时，如果夹紧点在支承面积之外，应采用联动夹紧机构，以保证各点的夹紧力同时均匀地作用到工件上。应在工件刚性最强的部位，否则应设置辅助支承。应靠近切削部位。如切削部位刚性不足，可采用辅助夹紧机构，或设辅助支承。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709851244夹紧力大小的确定必须先定出所需最大夹紧力时的加工位置，并分析这一瞬间工件的受力情况，然后进行计算。为了安全，应将计算值乘以安全系数作为所需要的夹紧力。45与夹具有关的几种加工误差（1）定位误差产生的主要原因有定位基准本身的误差；定位件与定位基准的配合间隙；定位基准件的位置误差；定位件间的位置误差。选择合适的定位方式，提高定位基准与定位件的精度，可减少定位误差。（2）安装误差产生的主要原因夹具定位件的定位表面对夹具安装定位面的位置误差；夹具与机床安装定位面间的配合间隙；机床与夹具接触表面的运动误差。提高夹具的制造精度，缩小机床与夹具的配合间隙，可减少安装误差。如果在机床上安装夹具时，用测量或直接加工的方法，使定位件的定位面与机床保持需要的位置关系，就可以使安装误差减到最小（3）导向误差产生的主要原因导向套中心到定位件面的位置误差；刀具与导向套的间隙；导向套底面与工件端面的距离。提高导向套位置精度，合理的缩减上述间隙与距离。，可减少导向误差。（4）对刀误差利用对刀块对刀时，对刀块的位置精度和对刀时的技巧，均影响对刀精度。精心操作，提高对到块位置精度，能有效的减少对刀误差。46设计机床夹具应注意的问题在小批量生产中，夹具的主要任务是满足质量加工要求，扩大机床的使用范围，适合多品种生产等。对夹具结构的要求主要是保证精度，具备必要的通用性，效率问题，较为次要。所以，设计时应力求设计简单，尽量利用通用夹具。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098513在新产品中试制或产品多变的中小批生产中，利用组合夹具为宜。（A）零部件标准化在设计专用夹具时，要尽量采用标准零部件，提高标准化系数，以减少设计制图时间，加快制造周期，降低制造费用。因此，要不断扩大企业的夹具零部件通用化程度，为提高夹具标准化水平创造条件。（B）结构工艺性夹具上与定位有关的尺寸和形状位置，均有很高的精度要求，装配时通过测量、找正或机床上直接加工来保证。因此，在设计夹具时应注意到装配和最后直接加工的工艺性。夹具的定位、导向等精密部分，在使用中会逐渐磨损，应便于更换或修理。对夹具其他零件的工艺性也要注意，使其易于制造。夹具的制造精度要合理选取。一般取工件加工允差的作为夹具上315相应部分的允差。必要时续作误差分析。（C）结构的刚度和强度夹具的零部件应有足够的刚度和强度。特别是某些与定位，导向等有关的零件，如刚度不足，在加紧和切削加工时，易产生变形，破坏原有的精度。因此，对于受力较大的定位件、钻模板、夹具体等主要零部件要仔细分析。如刚度和强度不足，可加大尺寸，改进与其零件的连接形式，增强连接部的强度，增设加强筋，进行必要的热处理，或减少零件的悬臂长度。（D）干涉现象夹具、机床、刀具与工件之间有关尺寸处理不好，就会产生各种干涉，如工件不能很好装入夹具，夹具不能装上机床，夹具无法调整，加工时不便于观察和测量，机床运动时遇到夹具的阻挡，刀杆与夹具相碰等等。所以，在设计夹具时，要深入现场调差了解机床、刀具等实际情况，并按正确比例作图，如果尽量按11作图。（E）切屑排除加工时落在夹具上的切屑，应便于清除，否则留在定位面上会影响定位精度落入活动件的夹缝中，会使机构失灵或咬死。因此，在设计时要留有足够的容屑空间，设置必要的防护罩，开设排屑通道等。（F）安全使用（1）对高速运动或转动的夹具，应避免局部突起处，以免碰伤操作者。必买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098514要时要加防护罩。（2）要注意离心力对加紧力的影响，如离心力使加紧力减弱，要采取措施解决。（3）对高速转动的夹具，要做好动静平衡。（4）对悬伸装在机床主轴上的夹具，要考虑其重量和力矩，以免损伤机床主轴。（5）对利用动力加紧的夹具，要防止动力压板夹伤操作者。47钻床夹具的主要技术要求定位表面对夹具安装基面的垂直度或平行度。导套轴线对定位表面和夹具的安装基面的垂直度或平行度（可参考表522）。表41轴线对夹具安装基面的相互位置要求（在100长度上）M工件加工孔轴线对定位基面的垂直度要求导套轴线对夹具安装基面的垂直度要求005010001002010025002005025以上005（1）同轴线导套的同轴度。2定位表面的直线度和平面度或等高度。3定位表面和导套轴线对校正基面的垂直度或平行度。4各被加工表面间（即各导套间），被加工表面与定位表面间的尺寸要求及相互位置要求（可参考表42）。表42中心距或导套轴线到定位基面间的制造公差导套中心距或导套轴线到定位基面的制造公差工件孔中心距或孔中心到基面的公差平行或垂直时不平行不垂直时0050100005002000500150100250020050015003买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985155025以上0050100035008买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098516第5章夹具相关部件的设计51钻套的设计在钻床上确定刀具位置及方向的元件称为钻套它在钻模中的作用是保证被加工孔的位置精度，引导刀具防止加工时偏斜，提高刀具的刚性，防止加工时振动。钻套和钻模板是钻床夹具的特殊元件，钻套装配在钻模板或夹具体上，而钻模板则以各种不同的形式与夹具体或支架连接。钻套的作用是确定被加工工件上孔的位置，引导钻头、扩孔钻或铰刀，以防止其再加工过程中发生偏斜。511钻套的分类按钻套的结构和使用情况，可以分为以下四种类型，前三种为标准钻套。1固定钻套分A、B两种钻套安装在钻模板或夹具体中，其配合为H7/N6或H7/R6。固定钻套结构简单，钻孔精度高，适用于只需要钻孔的单一工步及生产批量较少的场合。2可换钻套当工件为单一钻孔工步、生产批量较大，需要更换磨损的钻套时，则用这种钻套较为方便。可换钻套装于衬套中，而衬套则是压配（H7/N6）于钻模板的孔内。该钻套由螺钉固定以防转动或在退刀时随刀具带起，钻套与衬套孔常用F7/M6或F7/K6配合。3快换钻套当加工的孔需依次进行钻、扩、铰时，由于刀具直径逐渐增大，应使用外径相同，而内径不同的钻套来引导刀具，这时采用快换钻套可减少更换钻套时间，其外径与衬套孔的配合亦为F7/M6或F7/K6。当需要取下钻套时，只需将钻套朝反时针钻过一定的角度，使螺钉头部刚好对准钻套上缺口即可拔出。削边方向应考虑刀具的旋向，以避免钻套自动脱出。4特殊钻套因工件的形状或工序的加工条件而不能使用以上时，钻套导引孔尺寸公差带取G7,当精铰时，钻套导引孔尺寸公差带取G6。如果钻套导引的是使用单位自己设计制造的非标准孔加工刀具，或者所导引的不是刀具的切削部分，而是导柱部分。则可按基孔制造取相应的配合，取H7/G6,H6/G5,H7/F7等。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985174钻套高度H在标准钻套中，其即为导引孔长度。H较大则导向性好，但刀具和钻套的磨损较大H过小则导引作用差，刀具容易。512钻套的设计要点在确定钻套的结构类型之后,需要确定钻套的内孔即导引孔尺寸,公差及其它有关尺寸,同时还要确定钻套的材料。1钻套所导引的定尺寸孔加工刀具，如钻头、扩孔钻、铰刀等。其结构和尺寸都已标准化，并有工具厂生产供应。所以钻套导引孔与这类孔加工刀具的配合，应按基轴制选取。2钻套导引孔的基本尺寸，应等于所导引刀具刀刃部分直径的最大极限尺寸。3钻套导引孔与刀具之间应保证一定的配合间隙，以防止加工过程中发生卡住咬死现象。导引孔的公差及上下偏差应根据加工精度和刀具种类。当钻孔扩孔时，钻套导引孔尺寸公差带取F7，当粗铰这类孔加工刀具的配合，应按基轴制选取。2钻套导引孔的基本尺寸，应等于所导引刀具刀刃部分直径的最大极限尺寸。3钻套导引孔与刀具之间应保证一定的配合间隙，以防止加工过程中发生卡住咬死现象。导引孔的公差及上下偏差应根据加工精度和刀具种类。当钻孔扩孔时，钻套导引孔尺寸公差带取F7，当粗铰时，钻套导引孔尺寸公差带取G7,当精铰时，钻套导引孔尺寸公差带取G6。如果钻套导引的是使用单位自己设计制造的非标准孔加工刀具，或者所导引的不是刀具的切削部分，而是导柱部分。则可按基孔制造取相应的配合，取H7/G6,H6/G5,H7/F7等。4钻套高度H在标准钻套中，其即为导引孔长倾应根据加工位置精度、工件材料、孔加工深度，孔口所在的表面形状及刀具刚度等因素而定。一般情况下取H13D，若刀具容易偏斜（如在斜面或曲面上钻孔）或位置精度要求高时，钻套的高度应按（48）D选取。5钻套距工件孔端距离（间隙）H间隙H的作用主要是便于排屑，尤其是加工韧性材料时，切屑呈带状缠绕，可能发生阻塞以致折断刀具情况。H大小要视工件材料和位置精度而定。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098518513钻模板的类型和设计钻模板主要用来安装钻套，有的还兼有夹紧功能，故有一定的刚度和强度。通常有以下四种（1）固定式钻模板固定式钻模板结构简单，钻孔精度高。但这种结构对某些工件而言，装卸不太方便。（2）铰链式钻模板当钻模板妨碍工件装卸或钻孔后需攻螺纹时，可采用铰链式钻模板。由于铰链销孔间存在配合间隙，用此类钻模板加工的精度比固定式钻模板低。（3）可卸式钻模板可卸式钻模板以两孔在夹具体上的圆柱销和削边销定位，然后用铰链螺栓将钻模板和工件一起夹紧。在加工完一个工件后，将钻模板卸下，然后才能装卸工件。使用这类钻模板，装卸钻模板较费力，钻套的位置精度较低，故一般多用在使用其它类型钻模板不便于装夹工价时采用。（4）悬挂式钻模板钻模板由锥端紧钉螺钉固定在导柱上，导柱上部装在多轴传动头的导孔中，因此钻模板就被悬挂起来。导柱的下端和夹具体为间隙配合，以确定钻模板对夹具体的相对位置，随着多轴头下降，钻模板借助弹簧的压力将工件压紧。多轴头继续送进钻头从导套孔伸出开始加工工件。模板随多轴头上升，直至钻头退出工件，撇开了空间，使装卸工件清除切屑十分方便钻削完毕，钻模板随多轴头上升，直至钻头退出工件，撇开了空间，使装卸工件清除切屑十分方便。在本次设计中采用固定式钻模，它在使用时被固定在钻床工作台上。一般用于立式钻床时，只能加工单孔。在立式钻床工作台上安装固定式钻模时，应将夹持钻床主轴端的标准心棒，伸入钻套中。以校正钻模在工作台上的正确加工位置。带薪帮在钻套中进出非常顺利，方可将钻模固定。由此可见，固定式钻模的钻孔精度较高。52摆动压板杠杆夹紧机构整体结构的设计首先摆动压板杠杆夹紧机构是由气缸动力系统、曲柄连杆传动系统、紧固件系统、工作台、手动伸缩式定位销的定位系统以及可自行滑动的滚轮传送装置组成。此结构的设计是专门用作钻床钻孔设计的。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098519521气缸动力系统的设计（1）气动技术的简介以及其优缺点（2）气缸的设计夹具要夹紧的工件泵体，其轮廓尺寸长是200MM、宽是150MM、高是190MM所以工件的体积V0201501900057，质量3MM78000574446KG310重力G9844464357N所以工件对工作台的压力为4357N，则工作台所要提供的支持力是4357N，定为02，则工件受的最大静摩擦力F43570265355N所以可初步定工作台的承受力为800NA）单作用气缸的设计弹簧压回型气缸的理论输出推力P（51）0F42D弹簧压回型气缸的理论返回力（52）1弹簧压出型气缸的理论输出拉力FDDPF（53）0422弹簧压出型气缸的理论返回推力FF（54）31F理论输出力；N0D缸径；MM；D活塞杆的直径；MM；P使用压力；NF安装状态时的弹簧力，N1F压缩空气进入气缸后，弹簧处于被压缩状态时的弹簧力，N2F是弹簧预压缩量产生的弹簧反力，F是弹簧预压缩量加上活塞运动行程12后产生的弹簧反力。实际输出力是活塞杆上传送的机械力。气缸的负载效率（55）0F由气缸的负载状态，确定气缸的轴向负载力F为500N买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098520由负载运动状态，预选气缸的负载效率为50；由气源供气条件，确定气缸的使用压力P；P应小于减压阀进口的85，初步定P为015MPA；已知F、P，对单作用气缸，预设杆径与缸径之比05，DD由式（51）（52）（53）（54）（55）带入数值得F1000N,初定F为50N,得D为100MM，可定杆径为30MM，02B）气缸的速度特点活塞在整个运动过程中，其速度是变化的。速度的最大值称为最大速度，对于非气缓冲气缸，最大速度通常在行程的末端。对气缓冲气缸，最大的速度通常在进入缓冲前的行程位置。标准气缸的使用范围大多是50500MM/S当速度小于50MM/S时，由于气缸摩擦阻力的影响增大，加上气体的可压缩性，不能保证活塞作平稳移动，会出现时走时停的现象，称为“爬行”。当速度高于500MM/S时，气缸密封圈的摩擦生热加剧，加速密封件磨损，造成漏气，寿命缩短，还会加大行程末端的冲击力，影响到机械寿命。要想气缸在很低速度下工作，宜使用气液阻尼缸，或通过气液转换器，利用气液联用缸进行低速控制。要想气缸在更高速下工作，需加长缸筒长度，提高气缸筒的加工精度，改善密封圈材质以减小摩擦阻力，改善缓冲性能等。C）压缩密封圈的原理及特点1预压缩量越大，密封性越好，但摩擦阻力也越大2能双向密封3放置时间长，摩擦力也会增大在此次设计中采用的是O型密封圈，其特点是结构简单、安装方便、占空间小、价格低，始动摩擦阻力大，低压力下摩阻力也大，需润滑，寿命较短、安装时不要拧扭D）气缸的使用注意事项1对空气质量的要求要使用清洁干燥的压缩空气，空气中不得含有机溶剂的合成油、盐分、腐蚀性气体等，以防缸、阀动作不良。2）对使用环境的要求买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098521在灰尘多、有水滴、有水滴的场所，杆侧应带防护套3）关于气缸的润滑给油润滑气缸，配置流量合适的油雾器。不给油润滑气缸，因缸内预加了润滑脂，可以长期使用。4）关于气缸的负载活塞杆上通常只能承受轴向负载。要避免在活塞杆施加横向负载和偏心负载。有横向负载时，活塞杆上压缩量越大，密封性越好，但摩擦阻力也越大2能双向密封3放置时间长，摩擦力也会增大在此次设计中采用的是O型密封圈，其特点是结构简单、安装方便、占空间小、价格低，始动摩擦阻力大，低压力下摩阻力也大，需润滑，寿命较短、安装时不要拧扭D）气缸的使用注意事项空气质量的要求要使用清洁干燥的压缩空气，空气中不得含有机溶剂的合成油、盐分、腐蚀性气体等，以防缸、阀动作不良。2）对使用环境的要求在灰尘多、有水滴、有水滴的场所，杆侧应带防护套3）关于气缸的润滑给油润滑气缸，配置流量合适的油雾器。不给油润滑气缸，因缸内预加了润滑脂，可以长期使用。4）关于气缸的负载活塞杆上通常只能承受轴向负载。要避免在活塞杆施加横向负载和偏心负载。有横向负载时，应加导向装置，或选用带到杆气缸等。5）关于气缸的安装安装固定式气缸，负载和活塞杆的轴线要一致。气缸现场安装时，要防止钻孔的切屑末从气缸的进气口混入缸内。522曲柄连杆机构与夹紧装置的设计由于工件的顶部是圆形的且需要全部加紧，因此特设计了两种方案买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098522一种是两个活塞杆同时顶住一个曲柄连杆机构且曲柄连杆机构的另一端安装一长V型块，在加工工件时用它夹住工件的中间；另一种是两个活塞杆上各安一个曲柄连杆机构，各由一个气缸控制，且这两个机构在加工工件时一个夹住工件前端，一个夹住工件后部；两种结构的示意图如下图51气缸传动系统52气缸传动系统分析这两种方案，我们可以看出对于第一种方案，在工作时我们无法保证这两个气缸走的行程在每一瞬间都一样，如果一个运行的快，一个运行的慢，就会导致脱缸现象，让它们彼此成为束缚，达不到预期的目的；而第二种则不一样，它能实现工件再在加工过程中的稳固可靠性，两个气缸各自工作互不掺和，且同时夹紧工件的前部和后部，达到预期的目的。所以通过比较选择了第二种方案。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098523523曲柄连杆机构的设计连杆机构的应用十分广泛，它不仅在众多工农机械和工程机械中的到广泛应用，而且诸如卫星太阳能板的展开机构，机械手的传动机构、折叠伞的收放机构及人体假肢等也都有连杆机构。连杆机构的共同特点是原动件的运动都要经过一个不与机架直接相连的中间构件才能传动从动件。平面四杆机构有曲柄的前提条件是其运动副中必有周转副存在，必须满足1）最短杆长度最长杆长度其余两杆长度之；2）组成该周转副的两杆中必有一杆为最短干。524紧固件系统的设计为了保证活塞杆的稳固牢靠性特在其外侧的靠上部位加了两个外壁，以加固。且在活塞杆与外壁的接触部位加了两个套，其目的是为了防止活塞杆来回滑动损伤外壁，如果损毁外壁的情况下可以直接把套换下即可；在压紧工件时选了两种方案，即使用压块，二是使用V型块。使用V型块，毕竟是大工件，可能发生滑移且不能牢固夹紧工件，而同时使用两个压块卡住工件顶部则能满足工件的自由度的限制，总的来说，使用压块比使用V型块更好点。所以在图的设计中选择了两个压块的夹紧装置；同时在曲柄连杆机构中用一个销轴和开口销来固定连杆机构以实现位置的转动；在连杆与压块的连接中用一个圆柱销和一个紧定螺钉同时卡死是他们彼此不能发生滑动；对于气缸的紧固，则用两个沉头螺钉，从侧壁加以固定，是它与夹具体连在一起。525工件定位系统的设计要加工的工件底部对角有两个孔，在定位时要把这两个位置给错开，且钻模板在工件的前面，即要在工件的前面加工孔，所以对工件定位时要避开这些限制条件。初步设计是在工件的底部放上两个支承板，以限制工件的X轴、Y轴的旋转，以及Z轴的移动，在工件的后面装一个挡板以限制工件的Y轴的移动，Z轴的转动，在工件的顶部用压块夹紧可以限制工件X轴的转动。挡板与支撑板都用螺钉固定在工作台上。其示意图如下买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098524图52定位板的布置526滚轮传送机构的设计在本次设计中用滚轮传输装置将工件送到工作台上，滚轮传输装置由四个滚轮组成且在轴端有轴套，滚轮绕轴自行滚动，工件放在滚轮上，通过滚轮的滚动将工件由滑道送到工作台上。滚轮两侧由两个加固长板加固在工作台的外侧，有螺钉固定。其下方用两个加强