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1、沈陽理工大學應用技術學院機械制造裝備課程設計說明書 目 錄 一 夾具設計簡介……………………………………………………………………1 1.1機床夾具的功能………………………………………………………………2 1.2已知工件………………………………………………………………………2 1.3機床夾具應具有的要求………………………………………………………2 二 夾具的結(jié)構(gòu)設計…………………………………………………………………3 2.1設計機床夾具前的準備工作…………………………………………………3 2.1.1明確工件的生產(chǎn)要求…………………………………………………

2、…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 三 夾具精度的驗算……………………

3、……………………………………………………7 3.1定位誤差的分析與計算………………………………………………………………7 3.1.1定位誤差………………………………………………………………………… 7 3.1.2產(chǎn)生定位誤差的原因……………………………………………………7 四 課設說明…………………………………………………………………………7 4.1設計方案的論證………………………………………………………………7 4.2設計方法手段與結(jié)果…………………………………………………………8 4.3形成的論點…………………………

4、…………………………………………8 4.4儀器設備………………………………………………………………………8 結(jié)論………………………………………………………………………………10 致謝與感想………………………………………………………………………11 參考文獻…………………………………………………………………………11 一 夾具設計簡介 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

5、度，所以機床夾具設計是裝備設計中一項重要的工作，是加工過程中最活躍的因素之一。 單獨論文不含圖，加153893706 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

6、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，其關鍵是正確的定位，夾緊和導向方案，夾具制造的技術要求，定位誤差的分析和驗算。 1.3.2夾具的總體方案應與年生產(chǎn)綱領相適應，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，夾具應有一定的可調(diào)性，一適應多品種工件的加工。 1.3.3安全，方便，減輕勞動強度，機床夾具要有工作安全

7、性考慮，必要時加保護裝置、要符合工人的操作位置和習慣，要有合適的工件裝卸位置和空間，時工人操作方便、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。因此夾具設計中要給予排屑問題充分的重視。 1.3.5機床夾具應有良好的強度，剛度和結(jié)構(gòu)工藝性，加床夾具設計時，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。 設計已知條件 圖1.1 零件圖 本次課設是要為此圖設計一個銑鍵槽的夾具，最終

8、實現(xiàn)精確和方便的完成銑槽工作。 二 夾具的結(jié)構(gòu)設計 2.1設計機床夾具前的準備工作 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計方案，采用此方案時，機床夾具的結(jié)構(gòu)較復雜，制造成本較高；如工件的年生產(chǎn)量不大，可采用單件加工，手動夾緊的設計方案，以減小機床夾具的結(jié)構(gòu)復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，是設計機床夾具總體結(jié)構(gòu)的依據(jù)

9、。工序圖給出了零件本工序的工序基準、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、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，定位方案不一定要限制六個自由度，但是要完全定位。工件的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，按有關標準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

10、，工件的批量越大，定位元件的磨損越快，選用標準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

11、 安全性 夾緊機構(gòu)應具備足夠的強度和加緊力，以防止意外傷及夾具操作人員。 ② 手動夾緊機構(gòu)的操作力不應過大，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》。 2.2.3機床夾具的總體形式： 機床夾具的總體形式一般應根據(jù)工件形狀、大小、加工內(nèi)容及選用機床等因素確定。 （1）

12、選擇導向裝置： 導向裝置是夾具保證加工精度的重要裝置，如鉆孔導向套、鏜套、對刀裝置、對定裝置等，這些裝置均已標準化，可按標準選擇。 （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）裝配圖應按照國家標準盡可能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

13、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）。畫出定位元件、夾緊機構(gòu)、導向裝置的位置 （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），將夾具各組成元件聯(lián)成一體。 （5）標注必要的尺寸、配合、公差等 ①夾具的外形尺寸，所設計夾具的最大長、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系的元件間應標注尺寸和配合種類。 ⑤各

14、定位元件之間，定位元件與導向元件之間，各導向元件之間應標注裝配后的位置尺寸和形位公差。 （6）標注技術條件。 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定位表面與導向元件間的位置精度。 ④導向元件工作面間的位置精度。 （7）對零件編號，填寫標題欄和零件明細表。 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。 完整填寫標題欄，如裝配圖號、名稱、單位、設計者、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，標準件、裝配件填寫在

15、明細表的上方。注意，不能遺漏加工工件和標準件、配套件。 2.4繪制夾具零件圖 對裝配圖中需加工的零件圖均應繪制零件圖，零件圖應按制圖標準繪制。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、技術要求應根據(jù)裝配圖上的配合種類、位置精度、技術要求而定。 （3）零件的其他尺寸，如尺寸、形狀、位置、表面粗糙度等應標注完整 圖2.1 裝備圖 三 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

16、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，夾具定位基準與工序基準不重合，兩基準之間的位置誤差會反應到被加工表面的位置上去，所產(chǎn)生的定位誤差稱之為基準轉(zhuǎn)換誤差。 （2）定位基準面與定位元件表面的形狀誤差。 （3）導向元件，對刀元件與定位元件間的位置誤差。 （

17、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。 四 課設說明 4.1設計方案論證 （1）首先根據(jù)已知工件的需要，選擇加工機床，應選用立式銑床加工比較合理，因此加工方向平行于水平面。 （2）然后確定工件主要定位部分，平面定位能限制三個自由度，再加上銷能限制兩個自由度，外加一個削邊銷，這樣就一共限制了六個自由度。 （3）將定位元件先固定在一塊底板上，利用內(nèi)六角螺釘夾緊，把工件定位后，利用移動壓板來對工件進行夾緊，工件的夾緊力方向應該垂直于工件的上平面。 4.2設計方法手段與結(jié)果 （1）首先對工件的

18、加工要進行分析，已知工件為方料，在前端面銑槽，根據(jù)工件的形狀和加工要求，我認為采用立式銑床比較合理。 （2）然后，根據(jù)六點定位原理，本件為完全定位，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，不完全定位原理，夾緊工件穩(wěn)定，所以此夾具設計可行。 4.3形成的論點 （1）在設計過程中，利用一個定位面限制三個自由度，兩個銷，限制三個自由度。 （2）設計過程中我采用了一個移動壓板，因為前面已經(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，這樣我在后來的設計中又加入了兩個移動壓板。 4.4儀器設備

19、 表2-1 螺母標準 螺紋規(guī)格D M3 M4 M5 M6 M8 M10 M12 (M14) M16 (M18) M20 (M22) M24 (M27) M30 M36 da max 3 5 6 7 9 11 13 15 17 20 22 24 26 29 32 39 dw min 5 6 7 9 12 15 17 20 23 25 28 31 32 38 43 51 e min 6 8 9 11 14 18 20

20、 23 27 30 33 37 40 45 51 61 s max 6 7 8 10 13 16 18 21 24 27 30 34 36 41 46 55 c max 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 m(max) 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 技術要求 材

21、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，小于等于用A 表2-2 移動壓板標準 公稱直徑（螺紋直徑） L B H l l1 b b1 d h h1 K m A型 B型 C型 6 40 　 40 18 6 17 9 6.6 7 M6 2.5 1 5 4 45 　 20 8 19 11 6 50 22 12 22 14 8 8 45 　 　 20 8 18 8 9 9 M8 3 6 4 5

22、0 22 10 22 12 6 60 60 25 14 27 17 10 10 　 　 10 14 11 10 M10 4 1.5 8 6 70 28 12 30 17 8 80 30 16 36 23 12 12 70 　 　 32 14 30 15 14 12 M12 5 10 6 80 16 35 20 10 100 36 18 45 30 15 120 22 55 43 25 16 80 　 　 18 35 15 18 16 M16

23、6 2 12 6 100 40 22 44 24 12 120 45 25 54 36 18 160 30 74 54 35 20 100 　 　 22 42 18 22 20 M20 7 15 10 120 50 25 52 30 15 160 30 72 48 25 200 55 35 92 68 40 結(jié) 論 利用一個平面，兩個定位釘這樣剛好可以限制五個自由度，為不完全定位。符合六點定位的原理。再對工件進行夾緊設計，應用兩個移動壓板對水平面進行夾緊，這樣就可

24、使工件穩(wěn)固的夾緊在機床上，能更加方便，準確的進行銑槽加工。 課程設計是機械專業(yè)學習的一個重要的、總結(jié)性的理論和實踐相結(jié)合的教學環(huán)節(jié)，是綜合運用所學知識和技能的具體實踐過程。通過本次畢業(yè)設計，我對所學的專業(yè)知識有了更深刻的理解和認識。我的課程設計內(nèi)容源于生產(chǎn)實踐，使得課程設計和實踐得到了充分的結(jié)合，有利于培養(yǎng)解決工程實際問題的能力。 在設計過程中，通過把自己幾年來所學到的專業(yè)知識和實踐相結(jié)合，并運用到設計中，我順利完成了課程設計的各項任務。但在設計過程中，我對一些理論問題掌握的不夠充分，經(jīng)過多次向指導老師請教才得以解決。在今后學習和工作中，我會更多的吸取相關方面的知識，不斷提高自己的專業(yè)水平

25、能力。 通過本次課程設計，我了解和掌握了機械裝備設計、CAXA電子圖版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，為今后的學習及以后的工作中打下了堅實的基礎。但由于時間緊、任務重，再加上本人的知識水平和能力有限，以及經(jīng)驗不足，設計中難免存在一些缺點和錯誤，歡迎老師給予批評指正。 致 謝 一周的課程設計結(jié)束了，我們學到了很多知識，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，通過這次設計我了解到我還有很多不足，以后還要繼續(xù)學習，非常感謝老師以及各位同學的大力幫助，解決了許多設計中遇到的困難。這次課設使

26、我對機床夾具設計有了更深刻的理解，特別使其中的技術要求，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，夾具體一般設計成平板式，保證具有足有的剛性，還有設計的裝配圖應按照 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)和導向裝置的位置。 參考文獻 （1）張海華主編. 機械制造裝備設計指導書. 機械工程系, 2007 （2）吳宗澤主編. 機械設計課程設計手冊. 高等教育出版社, 1999 （3）馮辛安主編. 機械制造裝備設計. 機械工業(yè)出版社, 2007，2版 12