毕业设计（论文）-底座钻4×φ11孔钻床夹具设计

1、湖南铁道职业技术学院 底座零件的工艺装备设计 机 床 夹 具 设 计 大 作 业 设计题目 底座钻床夹具设计 班 级 机制081 设计小组 指导老师 完成日期 2021 年 12 月 15 日 机床夹具设计课程设计评 阅 书 专业_班，第_小组的课程设计钻床夹具、钻床夹具已完成， 组成文件如下：1.说明书 共 份2.工艺文件 共_ _份3.图纸 共 张其中_ _号图纸 张 号图纸 张 _ _号图纸 张 4成绩评定机床夹具设计实训环节成绩小组成员慈承霖连利霞高绪磊祁奇张小怀陈焱隆自 评小组互评老师评分指导老师签定_机床夹具设计课程设计任务书一、 设计课题名称：二、 指导老师：三、 设计要求小组合

2、作完成零件的工艺分析、夹具结构设计与相关计算；完成夹具总装配图、设计说明书各一份（每个小组完成钻床夹具、钻床夹具或铣床夹具各一套，共计二套，装订成一册）。四、 设计依据1、 零件图2、 设备参数3、 生产钢领五、 参考资料1、 肖继德主编机床夹具设计机械工业出版社2、 浦林祥主编金属切削机床夹具设计手册机械工业出版社3、 孟宪林主编机床夹具图册机械工业出版社六、 设计内容及工作量（一）设计内容1、分析产品零件的工艺性，画出产品零件图、工序图；2、分析产品零件的装夹，确定定位与夹紧等工艺方案；3、设计整套夹具的结构方案，绘制夹具装配图（装配图应电脑绘图）；4、计算定位误差；5、工件在夹具上加工的

3、精度分析；6、非标零件图的绘制；7、撰写课程设计的说明书（应阐述整个设计内容，有关文字说明的计算应做到图文并茂，文字通畅）。（二）工作量1、夹具装配图一份2、夹具零件图若干张3、课程设计说明书一份（三）设计进度1、熟悉图纸查阅资料 0.5天2、确定工艺方案及有关计算 1天3、绘制夹具装配图、零件图 2.5天4、撰写课程设计说明书 1天七、 说明书的格式和装订要求（一） 课程设计封面（全文统一格式）（二） 课程设计评定书（全文统一格式）（三） 课程设计任务书（指导教师下发）（四） 课程设计目录（五） 课程设计正文（六） 课程设计总结（七） 参考资料（八） 设计图纸目 录前 言. 6第1章、机床夹

4、具概述71.1机床夹具概述.71.2机床夹具的分类.71.3工件的装夹方法.7第2章工件的定位及定位元件.92.1工件在夹具中的定位.92.2定位误差的分析10第3章工件的夹紧和夹紧装置.113.1夹紧装置的组成113.2夹紧力的确定12第4章夹具体及分度装置.144.1夹具体144.2分度装置15第5章底座零件的钻床夹具设计175.1钻床夹具的主要类型175.2钻床夹具的设计要点195.3底座零件的钻床专用夹具总体设计205.4底座零件的钻床夹具的加工误差分析20结束语.23参考文献.24前 言技术基础课以及专业课之后进行的.这是我们在对所学课程的一次深入的综合性的复习,也是一次理论联系实际

5、的训练,因此,它在我们大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。第1章、 机床夹具概述1.1机床夹具概述在这次设计过程中，广泛的收集各种资料及标准，课程设计中另一个重要的设计为专用夹具的设计。专用夹具的设计是为了特殊加工工序的技术要求的加工。夹具是机械制造厂使用的一种工艺装备,分为机床夹具、焊接夹具、装配夹具及检验夹具等。各种金属切削机床上用于装夹工件的工艺装备，称机床夹具，如车床上使用的三爪

6、自定心卡盘、铣床上使用的平口虎钳等。一、 机床夹具在机械加工中的作用对工件进行加工时，为了保证加工要求，首先要使工件相对于刀具及机床有正确的位置，并使这个位置在加工过程中不因外力的影响而变动。为此，在进行机械加工前，首先要将工件装夹好。工件的装夹方法有两种：一种是工件直接装夹在机床的工作台或花盘上；另一种是工件装夹在夹具上。采用第一种方法夹工件时，一般要先按图样要求在工件表面划线，划出加工表面的尺寸和位置，装夹时用划针或百分表找正后再夹紧。这种方法无需专用装备，但效率低，一般用于小批生产。批量较大时，大都用夹具装夹工件。用夹具装夹工件有下列优点：（1） 能稳定地保证工件的加工精度 用夹具装夹工

7、件时，工件相对于刀具及机床的位置精度由夹具保证，不受工人技术水平的影响，使一批工件的加工精度趋于一致。（2） 能提高劳动生产率 使用夹具装夹工件方便、快速，工件不需要划线找正，可显著地减少辅助工时，提高劳动生产率；工件在夹具中装夹后提高了工件的刚性，因此可加大切削用量，提高劳动生产率；可使用多件、多工位装夹工件的夹具，并可采用高效夹紧机构，进一步提高生产率。（3） 能扩大机床的使用范围 （4）能降低成本 在批量生产中使用夹具后，由于劳动生产率的提高、使用技术等级较低的工人以及废品率下降等原因，明显地降低了生产成本。夹具制造成本分摊在一批工件上，每个工件增加的成本是极少的，远远小于由于提高劳动生

8、产率而降低的成本。工件批量愈大，使用夹具所取得的经济效益就愈显著。1.2机床夹具的分类机床夹具的种类繁多，可以从不同的角度对机床夹具进行分类。常用的分类方法有以下几种。按夹具的使用特点分类通用夹具 已经标准化的，可加工一定范围内不同工件的夹具，称为通用夹具，如三爪定心卡盘、机床用平口虎钳、万能分度头、磁力工作台等。这些夹具已作为机床附件的专门工厂制造供应，只需选购即可。（2）专用夹具 专门为某一工件的某道工序设计制造的夹具，称为专用夹具。专用夹具一般在批量生产中使用。（3）可调夹具 夹具的某些元件可调整或可更换，以适应多种工件加工的夹具，称为可调夹具。它还分为通用可调夹具和成组夹具两类。（4）

9、组合夹具 采用标准的组合夹具元件、部件，专为某一工件的某道工序组装的夹具，称为组合夹具。（5）拼装夹具 用专门的标准化、系列化的拼装夹具而成的夹具，称为拼装夹具。它具有组合夹具的优点，但比组合夹具精度高、效能高、结构紧凑。它的基础板和夹紧部件中常带有小型液压缸。此类夹具更适合在数控机床上使用。1.3工件的装夹方法工件的装夹方法有两种：一种是工件直接装夹在机床的工作台或花盘上；另一种是工件装夹在夹具上。采用第一种方法夹工件时，一般要先按图样要求在工件表面划线，划出加工表面的尺寸和位置，装夹时用划针或百分表找正后再夹紧。这种方法无需专用装备，但效率低，一般用于小批生产。批量较大时，大都用夹具装夹工

10、件。用夹具装夹工件有下列优点：能稳定地保证工件的加工精度 用夹具装夹工件时，工件相对于刀具及机床的位置精度由夹具保证，不受工人技术水平的影响，使一批工件的加工精度趋于一致。能提高劳动生产率 使用夹具装夹工件方便、快速，工件不需要划线找正，可显著地减少辅助工时，提高劳动生产率；工件在夹具中装夹后提高了工件的刚性，因此可加大切削用量，提高劳动生产率；可使用多件、多工位装夹工件的夹具，并可采用高效夹紧机构，进一步提高生产率。能扩大机床的使用范围 （4）能降低成本 在批量生产中使用夹具后，由于劳动生产率的提高、使用技术等级较低的工人以及废品率下降等原因，明显地降低了生产成本。夹具制造成本分摊在一批工件

11、上，每个工件增加的成本是极少的，远远小于由于提高劳动生产率而降低的成本。工件批量愈大，使用夹具所取得的经济效益就愈显著。第2章工件的定位及定位元件2.1工件在夹具中的定位定位基面的选择是拟定零件的机械加工路线，确定加工方案中首先要做的重要工作。基面选择得正确、合理与否，将直接影响工件的加工质量和生产率。 在选择定位基面时，需要同时考虑以下三个问题：(1) 以哪一个表面作为加工时的精基面或统一基准，才能保证加工精度，使整个机械加工工艺过程顺利地进行?(2) 为加工上述精基面或统一基准，应采用哪一个表面作为粗基面?(3) 是否有个别工序为了特殊的加工要求，需要采用统一基准以外的精基面?精基面的选择

12、：根据精基面的选择原则，选择精基面时，首先应考虑基准重合的问题，即在可能的情况下，应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准。 在底座机械加工工艺过程中，大部分工序选用底座的一个指定的端面和小孔作为主要基面，并用大孔处指定一侧的外圆面作为另一基面。这是由于：端面的面积大，定位比较稳定；用小孔定位可直接控制大小头孔的中心距。这样就使各工序的定位基准统一起来，减少定位误差。再深入研究一下：（1） 根据零件图，底座零件的大小孔有一端面在一个平面上，因此可以同时加工出来，但另一端面不在一个平面上，这对作为定位基准面来说是不利的。因此，在加工时需主意其定位方案的合理性。（2） 小孔内孔作为基面，所以小孔内孔

13、表面的加工安排得比较早。 在小孔与大孔作为定位基面前的加工工序且钻孔、扩孔、铰孔，这些工序对于加工后的孔与孔的平行度不易保证，有时会影响到后续工序的加工精度，因此，在加工时应注意，选用合理的定位方案。（3） 在第一道工序中，工件的各个表面都是毛坯表面，定位和夹紧的条件都较差，而加工余量和切削力都较大，如果再遇上工件本身的刚性差，则对加工精度会有很大影响，因此第一道工序的定位和夹紧方法的选择，对于整个工艺过程的加工精度常有深远的影响。十字头接头加工就是如此。在粗铣中工件如何定位呢？一个方法是以毛坯端面定位，在侧面和端部夹紧，粗铣一个端面后，翻身，以铣好的面定位，铣另一个毛坯面。但是由于毛坯表面

14、不平整，刚性差，定位夹紧时工件可能变形，粗铣后端面似乎平整了，一放松，工件又恢复变形，影响后续工序的定位精度。2.2定位误差的分析机械加工过程中，产生加工误差的因素有很多。在这些因素中，有一项因素于机床夹具有关。使用夹具时，加工表面的位置误差与夹具在机床上的对定及工件在夹具中的定位密切相关。为了满足工序的加工要求，必须使工序中各项加工误差之总和等于或小于该工序所规定的工序公差。本夹具选用的定位元件为立柱一挡板定位。其定位误差主要为零第3章工件的夹紧和夹紧装置3.1夹紧装置的组成夹紧装置的作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中受到外力作用是不离开已经占据的正确位置。组成夹紧装置由压板螺母及支

15、柱等零件组成。3.2夹紧力的确定f=0.02mm/r（查机械加工工艺手册P545表2.4-38）V=0.75m/s （查机械加工工艺手册P547表2.4-41） 按机床说明，取故实际切削速度：切削工时：钻孔时轴向力，扭矩，功率的计算公式查切削用量简明手册P77表2.32轴向力： (3.1)其中=600，=1.0,=0.7,=0.95扭矩: (3.2)功率: (3.3)加工时主要靠螺纹的夹紧力来抵抗力矩和轴向力，由于加工孔孔比较小，力不大，且用的是M16的螺纹来预紧。可不必校核。第4章夹具体及其它装置4.1夹具体夹紧装置采用活动的垫板来夹紧工件，采用的活动垫板的好处就是加工完成后，可以将压板松开

16、，然后向下退后一定距离把工件取出。主要用的螺旋夹紧原理。4.2引导装置钻11孔钻套结构参数如表3.9所示。表3.9dHD公称尺寸允差222030+0.018+0.0072218104771650°根据参考文献11表2-1-58可得衬套选用固定衬套其结构如图3.15所示。图3.15 固定衬套其结构参数如表3.10所示。表3.10dHDC 公称尺寸允差公称尺寸允差22+0.034+0.0162030+0.023+0.0120.52第5章底座零件的钻床夹具设计5.1钻床夹具的主要作用对专用夹具的设计，可以了解机床夹具在切削加工中的作用：可靠地保证工件的加工精度，提高加工效率，减轻劳动强度，

17、充分发挥和扩大机床的给以性能。本夹具设计可以反应夹具设计时应注意的问题，如定位精度、夹紧方式、夹具结构的刚度和强度、结构工艺性等问题。5.2钻床夹具的设计要点在这次设计过程中，广泛的收集各种资料及标准，课程设计中另一个重要的设计为专用夹具的设计。专用夹具的设计是为了特殊加工工序的技术要求的加工。夹具是机械制造厂使用的一种工艺装备,分为机床夹具、焊接夹具、装配夹具及检验夹具等。各种金属切削机床上用于装夹工件的工艺装备，称机床夹具，如钻床上使用的钻床设计要点有引导装置设计，夹具体基础件设计，要保证加工零件钻床设计定位要求。5.3底座零件的钻床专用夹具总体设计4.1 零件加工要求分析本设计的任务是：

18、设计零件的工艺规程以及对典型夹具进行结构分析与精度分析；通过本课程的设计使学生具有一定的设计专用夹具的能力和分析生产中与夹具有关的技术问题的能力。1.零件整体在未注尺寸公差为IT14级.这对一般的铣削加工都不难达到.11与68孔的表面粗糙度要求较高,要达到6.3的要求,因此在加工时必须要保其表在质量,采用相应的加工方法. 2.零件的形位公差要求也不高.它是GBIT1184-1996K级也较容易达到. 3.T1.T2.T3.T4.T5.T6表面4.11孔与安装平面有位置度误差的要求,必须达到重直度0.02mm,因此我们在加工该孔时必须以该平面定位,保证其位置度要求.4.2 确定夹具类型工件在钻床

19、上不好夹紧，要求我们设计出夹紧装置，设计出夹紧加工方案。我们采用立式钻床。4.3 拟订定位方案和选择定位元件根据工件结构特点，其定位方案为以孔64的孔面及端面为定位面。选择带台阶面的定位块，作为以孔64端面及其端面的定位元件。4.4确定夹紧方案参考夹具资料，采用垫块，定位块，压板在平面及端面夹紧工件。4.5绘制夹具总装图5.4底座零件的钻床夹具的加工误差分析该夹具以端面、两侧面为定位基准，要求保证被加工和孔粗糙度为12.5。该孔次性加工即可满足要求。由参考文献5可得： 两定位轴的定位误差 ： 其中：， 且：L=135mm ，得 夹紧误差 ： 其中接触变形位移值： 查5表1215有。 磨损造成的加工误差：通常不超过 夹具相对刀具位置误差：取误差总和：结束语在这次课程设计中，还有一个重要的就是关于专用夹具的设计，因为机床夹具的设计在学习的过程中只是作为理论知识讲的，并没有亲自设计过，因此，在开始的设计过程中，存在这样那样的问题，在老师的细心指导下，我根据步骤一步一步的设计，画图，查阅各种关于专用夹具的设计资料，终于将它设计了出来，我感到很高兴，因为在这之中我学到了以前没有学到的知识，也懂得了很多东西，真正做到了理论联系实际。在这次课程设计中，我学到了很多知识，有一点更是重要，就是我能作为一个设计人员，设计一个零件，也因此，我了解了设计人员的思想，每一个零件，每件产