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1、沈陽理工大學(xué)課設(shè)說明書 目錄 緒論 1夾具設(shè)計簡介 1 1.1 機床夾具的功能 2 1.2已知工件 2 1.3機床夾具應(yīng)具有的要求 2 2夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計 3 2.1設(shè)計機床夾具前的準(zhǔn)備工作 3 2.1.1 明確工件的生產(chǎn)要求 3 2.1.2充分理解工件的零件圖和工序圖 4 2.2確定機床夾具的結(jié)構(gòu)方案 4 2.2.1選擇定位原件 4 2.2.2選擇夾緊機構(gòu) 4 2.2.3機床夾具的總體形式 4 2.3繪制夾具裝配圖 5 2.4繪制夾具零件圖 6 3夾具精度的驗算 7 3.1定位誤差的分析與計算 7 3.1.1定

2、位誤差 7 3.1.2 產(chǎn)生定位誤差的原因 7 4課設(shè)說明 8 4.1 設(shè)計方案的論證 8 4.2設(shè)計方法手段與結(jié)果 9 4.3 形成的論點 10 4.4儀器設(shè)備 10 結(jié)論 13 致謝與感想 14 參考文獻 1 5 1夾具設(shè)計簡介 1.1零件的工藝規(guī)程 規(guī)程制定之后，就要按工藝規(guī)程順序進行加工，加工中除了需要機床，刀具，量具外， 成批生產(chǎn)是還要用機床夾具。它們是機床和工件之間的聯(lián)系裝置，使工件相對于機床或 刀具獲得正確的位置。機床夾具的好壞將直接景象工件加工表面的位置精度，所以機床 夾具設(shè)計是裝備設(shè)計中一項重要的工作，是加工過程中最活躍的因素之一。

3、1.2機床夾具的功能 1.2.1保證加工精度，工件通過機床夾具進行安裝，包含了兩層含義：一是工件通過夾具 上的定位元件獲得正確的位置，稱為定位;二是通過家駿技工是工件的既定位置在加工過 程中保持不變，稱為夾緊、這樣，就可以保證工件加工表面的位置精度，且精度穩(wěn)定。 1.2.2提高生產(chǎn)率，使用夾具來安裝工件，可以減少劃線，找正，對刀等輔助時間，采用 多件，多工位夾具，以及氣動，液壓動力基金裝置，可以進一步減少輔助時間，提高生 產(chǎn)率。 1.2.3擴大加床的使用范圍，有些機床夾具是指上是對機床進行了部分改造， 擴大了原機 床的功能和使用范圍。如在車床床鞍上暗訪鏜模夾具，就可以進行箱體零件的孔系

4、加工。 1.2.4減輕工人的勞動強度，保證生產(chǎn)安全。 1.3機床夾具應(yīng)滿足的要求。 1.3.1保證加工精度，這是必須做到的最基本要求，其關(guān)鍵是正確的定位，夾緊和導(dǎo)向方 案，夾具制造的技術(shù)要求，定位誤差的分析和驗算。 1.3.2夾具的總體方案應(yīng)與年生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)， 在大批量生產(chǎn)時，盡量采用快速，高效的 定位，夾緊機構(gòu)和動力裝置，提高自動化程度，符合生產(chǎn)節(jié)拍要求，在中，小批量生產(chǎn) 時，夾具應(yīng)有一定的可調(diào)性，一適應(yīng)多品種工件的加工。 1.3.3安全，方便，減輕勞動強度，機床夾具要有工作安全性考慮，必要時加保護裝置、 要符合工人的操作位置和習(xí)慣，要有合適的工件裝卸位置和空間，時工人操作方便、

5、大 批量生產(chǎn)和加工笨重時，更需要減輕工人的勞動強度、 1.3.4排屑順暢，機床夾具中積累切屑會影響到工件的定位精度， 切屑的熱量時工件和夾 具產(chǎn)生熱變形，影響加工精度，清理切屑將增加輔助時間，降低生產(chǎn)率。因此夾具設(shè)計 中要給予排屑問題充分的重視。 1.3.5機床夾具應(yīng)有良好的強度，剛度和結(jié)構(gòu)工藝性，加床夾具設(shè)計時，要方便制造，檢 查測，調(diào)整和裝配，有利于提高夾具的制造精度。 設(shè)計已知條件 I 1 —- 1 1 Li LJ 1— 圖1.1 零件圖 本次課設(shè)是要為此圖中的軸套設(shè)計一個銑鍵槽的夾具，

6、最終實現(xiàn)將軸套定位，更加精確 和方便的完成銑槽工作。 2夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計 2.1設(shè)計機床夾具前的準(zhǔn)備工作 2.1.1明確工件的生產(chǎn)要求 工件的年生產(chǎn)量是確定機床夾具總體方案的重要依據(jù)之一。如工件的年生產(chǎn)量很 大，可采用多工件加工、機動夾緊或自動化程度較高的設(shè)計方案，采用此方案時，機 床夾具的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造成本較高；如工件的年生產(chǎn)量不大，可采用單件加工，手 動夾緊的設(shè)計方案，以減小機床夾具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度及夾具的制作成本。 2.1.2充分理解工件的零件圖和工序圖 零件圖標(biāo)出了工件的尺寸、形狀和位置、表面粗糙度等總體要求，他決定了工件 在機床夾具中的放置方法，是設(shè)計機床夾具總體結(jié)構(gòu)的依據(jù)

7、。工序圖給出了零件本工 序的工序基準(zhǔn)、以加工表面、以及本工序的定位、夾緊原理方案。工件的工序基準(zhǔn)、 已加工表面、決定了機床夾具的定位方案，如選用平面定位、孔定位以及外圓面定位 等；定位方案的選擇依據(jù)六點定位原理和采用的機床加工方法，定位方案不一定要頂 六個自由度，但是要完全定位。工件的代待加工表面是選擇機床，刀具的依據(jù)。確定 夾緊機構(gòu)要依據(jù)零件的外形尺寸，選擇合適的定位點，確保夾緊力安全、可靠同時夾 緊機構(gòu)不能與刀具的運動軌跡相沖突。 2.2確定機床夾具的結(jié)構(gòu)方案 2.2.1選擇定位原件 根據(jù)工序圖給出的定位原理方案，按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)正確選擇定位元件或定位元件的組 合。在機床夾具的使用過程中，

8、工件的批量越大，定位元件的磨損越快，選用標(biāo)準(zhǔn)定 位元件增加了夾具零件的互換性，方便機床夾具的維修和維護。 2.2.2選擇夾緊機構(gòu) （1） 夾緊力的方向： 夾緊力的要有利于工件的定位，并注意工件的剛性方向，不能是工件有脫離定 位表面的趨勢，防止工件在夾緊力的作用下產(chǎn)生變形。 （2） 夾緊力的作用點： 夾緊力的作用點應(yīng)該選擇在定位元件支撐點的作用范圍內(nèi)，以及工件剛度高的 位置。確保工件的定位準(zhǔn)確、不變形。 （3） 選擇夾緊機構(gòu)： 在確定夾緊力的方向、作用點的同時，要確定相應(yīng)的夾緊機構(gòu)。確定夾緊機構(gòu) 要注意以下幾方面的問題： ① 安全性夾緊機構(gòu)應(yīng)具備足夠的強度和加緊力，以防止意外傷及

9、夾具操作人員。 ② 手動夾緊機構(gòu)的操作力不應(yīng)過大，以減輕操作人員的勞動強度。 ③ 夾緊機構(gòu)的行程不宜過長，以提高夾具的工作效率。 ④ 手動夾緊機構(gòu)應(yīng)操作靈活、方便。 （4） 夾緊力的大?。? 夾緊力的大小一般按靜力平衡條件計算，計算出夾緊力為理論夾緊力。為保證工 件裝夾安全可靠，實際夾緊力應(yīng)等于理論夾緊力乘以系數(shù) K，一般K=1.5~2.5。各種 典型夾緊機構(gòu)的計算方法可參閱《機床夾具手冊》。 223機床夾具的總體形式： 機床夾具的總體形式一般應(yīng)根據(jù)工件的形狀、大小、加工內(nèi)容及選用機床等因素來 確定。 （1） 選擇導(dǎo)向裝置： 導(dǎo)向裝置是夾具保證加工精度的重要裝置，如鉆孔導(dǎo)向套

10、、鏜套、對刀裝置、對定 裝置等，這些裝置均已標(biāo)準(zhǔn)化，可按標(biāo)準(zhǔn)選擇。 （2） 確定聯(lián)接體： 聯(lián)接體是將裝置與夾具體聯(lián)接的工件，設(shè)計時主要考慮聯(lián)接體的剛性，合理布置聯(lián) 接體的位置，給定位元件、加緊機構(gòu)留出空間。 （3） 確定夾具體： 夾具體一般是設(shè)計成平板式（有些夾具體鑄造成特殊形狀），保證具有足夠的剛性。 它用來固定定位元件、加緊機構(gòu)和聯(lián)接體，并于機床可靠聯(lián)接。 2.3繪制夾具裝配圖 （1） 裝配圖應(yīng)按照國家標(biāo)準(zhǔn)盡可能1： 1地繪制，三視圖要完整清晰的表示出夾具的 主要結(jié)構(gòu)及夾具的工作原理。 （2） 視工件為透明體，用雙點畫線畫出主要部分（如輪廓，定位面‘夾緊面和加工表 面）。畫出

11、定位元件、夾緊機構(gòu)、導(dǎo)向裝置的位置 （3） 按照夾緊狀態(tài)畫出夾緊元件和夾緊機構(gòu)。 （4） 畫出夾具體及其他聯(lián)接用的元件（聯(lián)接體、螺釘?shù)龋瑢A具各組成元件聯(lián)成一 體。 （5） 標(biāo)注必要的尺寸、配合、公差等 ① 夾具的外形尺寸，所設(shè)計夾具的最大長、寬、高尺寸。 ② 夾具與機床的聯(lián)系尺寸，即夾具在機床上的定位、國定尺寸。如車床夾具的莫氏硬 度、銑床夾具的對定裝置等。 ③ 夾具與刀具的聯(lián)系尺寸，如用對刀塊對刀時塞尺的尺寸、對刀塊表面到定位表面的 尺寸即公差。 ④ 夾具中所有有配合關(guān)系的元件間應(yīng)標(biāo)注尺寸和配合種類。 ⑤ 各定位元件之間，定位元件與導(dǎo)向元件之間，各導(dǎo)向元件之間應(yīng)標(biāo)注裝配后

12、的位置 尺寸和形位公差。 （6） 標(biāo)注技術(shù)條件。 ① 定位元件的定位面間相互位置精度。 ② 定位元件的定位表面與夾具安裝基面的位置精度。 ③ 定位表面與導(dǎo)向元件間的位置精度。 ④ 導(dǎo)向元件工作面間的位置精度。 （7） 對零件編號，填寫標(biāo)題欄和零件明細表。 每一個零件都必須有自己的編號，此編號是唯一的。在工廠的生產(chǎn)活動中，生產(chǎn) 部件按零件編號生產(chǎn)、查找工作。 完整填寫標(biāo)題欄，如裝配圖號、名稱、單位、設(shè)計者、比例等。 完整填寫明細表，一般來說，加工工件填寫在明細表的下方，標(biāo)準(zhǔn)件、裝配件填 寫在明細表的上方。注意，不能遺漏加工工件和標(biāo)準(zhǔn)件、配套件。 2.4繪制夾具零件圖： 對裝

13、配圖中需加工的零件圖均應(yīng)繪制零件圖，零件圖應(yīng)按制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制。視圖盡 可能與裝配圖上的位置一致。 （1） 零件圖盡可能按1： 1繪制。 （2） 零件圖上的尺寸公差、形位公差、技術(shù)要求應(yīng)根據(jù)裝配圖上的配合種類、位置精 度、技術(shù)要求而定。 （3） 零件的其他尺寸，如尺寸、形狀、位置、表面粗糙度等應(yīng)標(biāo)注完整 7 沈陽理工大學(xué)課設(shè)說明書 8 沈陽理工大學(xué)課設(shè)說明書 圖2.1裝備圖 # 沈陽理工大學(xué)課設(shè)說明書

14、 3夾具精度的驗算 3.1定位誤差的分析與計算 3.1.1定位誤差 （1 ）工件的加工誤差，是指工件加工后在尺寸，形狀和位置三個方面偏離理想工件的 大小，它是由三部分因素產(chǎn)生的； （2）夾具帶著工件安裝在機床上，相對機床主軸（或刀具）或運動導(dǎo)軌的位置誤差， 也稱對定誤差。 （3 ）加工過程中誤差，如機床幾何精度，工藝系統(tǒng)的受力，受熱變形，切削振動等原 因引起的誤差。 其中定位誤差是指工序基準(zhǔn)在加工方向上的最大位置變動量所引起愛的加工誤差。 3.1.2產(chǎn)生定位誤差的原因 （1） 平面定位情形，夾具定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，兩基準(zhǔn)之間的位置誤差會反應(yīng) 到被加工表面的位置上去，所產(chǎn)生

15、的定位誤差稱之為基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差。 （2） 定位基準(zhǔn)面與定位元件表面的形狀誤差。 （3） 導(dǎo)向元件，對刀元件與定位元件間的位置誤差。 （4） 夾緊力使工件或夾具產(chǎn)生變形，產(chǎn)生位置誤差。 （5） 夾具在機床上的安裝誤差。 （6） 定位元件與定位元件間的位置誤差。 9 沈陽理工大學(xué)課設(shè)說明書 4課設(shè)說明 4.1設(shè)計方案論證 （1） 首先根據(jù)已知工件的需要，選擇加工機床，應(yīng)選用立式銑床加工比較合理，因此 加工方向式平行與水平面的。 （2） 然后工件主要定位部分為工件，V型塊本身能定位的四個自由度，再加上定位銷 能確定兩個自由度，這樣就一共限制了六個自由度，正好滿足六點定位原

16、理，所以這里 就是選擇V型塊的優(yōu)點。 （3） 最后將V型塊先固定在一塊底板上，利用內(nèi)六角螺釘和定位銷定位和夾緊， V型 塊把工件定位后，可利用移動壓板來對工件進行夾緊，工件的夾緊力的方向應(yīng)該垂直與 工件的軸線方向，作用點為軸的切點。 4.2設(shè)計方法手段與結(jié)果 （1） 首先對工件的加工要進行分析，已知工件為軸套，在一端面上銑 20的槽，根據(jù)工 件的形狀和加工要求，我認(rèn)為采用立式銑床比較合理。 （2） 然后，根據(jù)六點定位原理，選用 V型塊夾緊在加工表面相反方向， V型塊能定位 的四個自由度，選用定位銷可以定位兩個自由度，從而完成六點定位。所以只需要將工 件夾緊就可以進行加工了，在垂直方向上

17、進行夾緊，可以利用移動壓板，進行夾緊，因 為移動壓板簡單使用，而且不影響加工過程，所以最總選擇移動壓板進行夾緊。 （3） 最后，對整個夾緊方案分析得出，定位約合六點定位原理，夾緊工件穩(wěn)定，所以 此夾具設(shè)計可行。 4.3形成的論點 （1） 在設(shè)計過程中，我開始只利用了一個V型塊進行定位，但在后來的分析中我發(fā)現(xiàn)， 工件的軸的長度遠大于我所用的 V型塊的長度，所以我決定選用二個V型塊并排擺放， 共同定位元件 （2） 設(shè)計過程中我采用了一個移動壓板，因為 V型塊已經(jīng)限制了六個自由度，只需要 對工件進行夾緊就可以滿足要求，這樣我在后來的設(shè)計中又加入了一個移動壓板。 （3） V型塊有120度，9

18、0度，60度三種，但我選用了 90度的V型塊，因為90度的V 型塊精度和穩(wěn)定性居中，應(yīng)用最多。 4.4儀器設(shè)備 （1） V型塊 2個 材料：20鋼 ，標(biāo)準(zhǔn)如下圖： N D L B H A A 1 A 2 b l d d 1 d 2 h h 1 r 基本 尺寸 極限偏差 H7 3 1 1 2 9 5?10 2 6 0 0 5 7 2 6 4 5 9 4 5 1 1 > 10? 3

19、 2 1 2 6 9 4 7 6 1 5 7 4 15 8 0 2 6 0 1 > 15? 4 1 3 6 0 9 1 8 20 6 2 6 2 9 12 8 5 7 1 6 2 > 20? 5 5 2 4 8 2 1 4 25 5 0 0 1 3 > 25? 7

20、 3 2 5 12 15 1 1 6 9 1 8 1 2 35 0 2 5 0 2 0 5 4 4 > 35? 8 3 6 1 1 2 2 45 5 4 2 4 16 19 6 1 8 1 1 1 8 5 > 45? # 0 3 7 2 2 1 8 0 2 5 60 # 5 6 0 0

21、 2 7 > 60? # 4 9 3 2 0 80 # 5 2 6 20 25 0 1 10 1 2 1 5 3 8 > 80? # 0 5 # 4 5 1 2 2 3 5 100 # 0 # 0 0 ⑵ 彈簧墊片 1個 材料: 65Mn (3) 移動壓板 1個 材

22、料: 45鋼 標(biāo)準(zhǔn)如下圖： ⑷ 內(nèi)六角螺釘 2個 材料: 鋼件 (5) 雙頭螺柱 1個 材料: 鋼件 (6) 螺母 1個 材料: 鋼件 標(biāo)準(zhǔn)如下圖: ⑺ 定位銷 1個 材料: 20鋼件 (8)圓柱銷 2個 材料： 剛件 11 沈陽理工大學(xué)課設(shè)說明書 公稱 直徑 （螺 紋直 徑） L B H l 11 b b1 d h h1 K m A 型 B 型 C 型 40 40 18 6 17 9 4 6 45 20 8

23、 19 11 6.6 7 M6 2.5 5 6 50 22 12 22 14 1 8 45 20 8 18 8 4 8 50 22 10 22 12 9 9 M8 3 6 6 60 60 25 14 27 17 10 10 14 6 10 70 28 12 30 17 11 10 M10 4 8 8 80 30 16 36 23

24、 12 70 32 14 30 15 1.5 6 12 80 16 35 20 14 12 M12 5 10 10 100 18 45 30 15 120 36 22 55 43 25 80 18 35 15 6 16 100 40 22 44 24 18 16 M16 6 12 12 120 25 54 36 18 160 45 30 74 54

25、 2 35 100 22 42 18 10 20 120 50 25 52 30 22 20 M20 7 15 15 160 30 72 48 25 200 55 35 92 68 40 移動壓板標(biāo)準(zhǔn) 螺紋規(guī)格 M M M M M M M (M M (M M (M M (M M M 12 沈陽理工大學(xué)課設(shè)說明書 D 3 4 5 6 8 10 12 14) 16 18)

26、 20 22) 24 27) 30 36 da ma x 3 5 6 7 9 11 13 15 17 20 22 24 26 29 32 39 dw min 5 6 7 9 1 2 15 17 20 23 25 28 31 32 38 43 51 e min 6 8 9 1 1 1 4 18 20 23 27 30 33 37 40 45 51 61 s ma x 6 7 8 1 0 1 3 16 18 21 24 27 30 34

27、 36 41 46 55 c ma x 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 m(m ax) 六 角 螺 母 2 3 5 5 7 8 11 13 15 16 18 19 22 24 26 31 薄 螺 母 2 2 3 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 15 18 技術(shù)要求 材料 機械性能 等級 螺紋公 差 表面處理 公差產(chǎn)品等級 鋼 6.8.10 6H 不經(jīng)處理或鍍 鋅鈍化 D大于M16用B，小于等于

28、用A 螺母標(biāo)準(zhǔn) 13 沈陽理工大學(xué)課設(shè)說明書 結(jié)論 利用二個V型塊可以限制工件的四個自由度，加上工件的大端面與 V型塊的相接 處的限制，這樣剛好可以限制六個自由度，符合六點定位的原理。再對工件進行夾緊設(shè) 計，應(yīng)用一個移動壓板在垂直于軸線方向上進行夾緊，這樣就可使工件穩(wěn)固的夾緊在機 床上，能更加方便，準(zhǔn)確的進行銑槽加工。 課程設(shè)計是機械專業(yè)學(xué)習(xí)的一個重要的、總結(jié)性的理論和實踐相結(jié)合的教學(xué)環(huán)節(jié)， 是綜合運用所學(xué)知識和技能的具體實踐過程。通過本次畢業(yè)設(shè)計，我對所學(xué)的專業(yè)知識 有了更深刻的理解和認(rèn)識。我的課程設(shè)計內(nèi)容源于生產(chǎn)實踐，使得課程設(shè)計和實踐得到 了充分的結(jié)合，有利于培養(yǎng)解

29、決工程實際問題的能力。 在設(shè)計過程中，通過把自己幾年來所學(xué)到的專業(yè)知識和實踐相結(jié)合，并運用到設(shè)計 中，我順利完成了課程設(shè)計的各項任務(wù)。但在設(shè)計過程中，我對一些理論問題掌握的不 夠充分，經(jīng)過多次向指導(dǎo)老師請教才得以解決。在今后學(xué)習(xí)和工作中，我會更多的吸取 相關(guān)方面的知識，不斷提高自己的專業(yè)水平能力。 通過本次課程設(shè)計，我了解和掌握了機械裝備設(shè)計、 atuo CAD和機械制圖等方面的 諸多知識，鍛煉了自己分析問題和解決問題的能力，并積累了一定的實踐經(jīng)驗，為今后 的學(xué)習(xí)及以后的工作中打下了堅實的基礎(chǔ)。但由于時間緊、任務(wù)重，再加上本人的知識 水平和能力有限，以及經(jīng)驗不足，設(shè)計中難免存在一些缺點和

30、錯誤，歡迎各位老師給予 批評指正。 14 沈陽理工大學(xué)課設(shè)說明書 致謝 兩周的課程設(shè)計結(jié)束了，我們學(xué)到了很多知識，了解到了夾具在生產(chǎn)中的重要性， 一個好的夾具能給企業(yè)帶來更好的效益，通過這次設(shè)計我了解到我還有很多不足，以后 還要繼續(xù)學(xué)習(xí)，非常感謝老師以及各位同學(xué)的大力幫助，解決了許多設(shè)計中遇到的困難。 這次課設(shè)使我對機床夾具設(shè)計有了更深刻的理解，特別使其中的技術(shù)要求，比如：夾緊 力的方向要有利于工件的定位，并注意工件的剛性方向，不能使工件有脫離定位表面的 趨勢，夾具體一般設(shè)計成平板式，保證具有足有的剛性，還有設(shè)計的裝配圖應(yīng)按照 1:1的比例畫出，視圖要完整清楚的表示出夾具的主要結(jié)構(gòu)及夾具的工作原理， 并視所 有工件為透明體，用雙點劃線畫出主要部分，并畫出定位元件，夾緊機構(gòu)和導(dǎo)向裝置的 位置。 15 沈陽理工大學(xué)課設(shè)說明書 16 沈陽理工大學(xué)課設(shè)說明書 參考文獻 # 沈陽理工大學(xué)課設(shè)說明書 # 沈陽理工大學(xué)課設(shè)說明書 參考圖書 張海華 主編 (1) 機械制造裝備課程設(shè)計指導(dǎo)書 (2) 機床夾具設(shè)計 (3) 課程設(shè)計說明書 #