钻床夹具课程设计说明书.docx

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1、钻床夹具课程设计说明书 钻床夹具课程设计任务书 题目：设计“轴座”零件的钻床夹具 设计内容： 1、轴座零件加工图 1张 2、钻床夹具装配图 1 张 3、钻床夹具零件图 1张 4、课程设计说明书 1份 设计要求： 1、在摇臂钻床上加工工件顶部的B向10的通 孔。以甲面（底面），乙面（前面），26H7 定位. 2、夹具设计要求合理，有利提高加工精度，保 证加工质量，降低加工成本，提高劳动生产 率和减轻工人的劳动强度，便于大批量生产。 设计（论文）开始日期 2022年 12 月 23 日 设计（论文）完成日期 2022年 01 月 03 日 指导老师 课程设计评语 机械工程系机械设计制造及其自动化专

2、业 学生姓名：班级学号： 1 课程名称：机械制造装备设计 设计题目：轴座钻床夹具设计 课程设计片篇幅： 图纸三张 说明书 16 页 指导老师评语： 年月日指导老师 洛阳理工学院 目录 1前言. 1第1章零件的分析 . 2 1.1加工零件图简介 . 3 1.2加工零件图分析 . 第2章结构方案设计 . (5) 5 2.1 定位方案设计 . 2.1.1确定定位方案 (5) 2.1.2 选择定位元件，设计定位装置 (7) 7 2.2 夹紧方案设计 . 2.2.1 确定夹紧方案 (7) 2.2.2 夹紧装置设计 (8) 9 2.3 钻孔导向装置设计 . 11 2.4 夹具体设计. 第3章夹具装配图的绘

3、制 . (13) 3.1 夹具总装图上应标注的尺寸及公差 (13) 3.2 夹具总装图应标注的技术条件 (13) 15总结. 16致谢. 17参考文献. 前言 机械制造装备设计课程设计是机械设计中的一个重要的实践性教学环节，也是机械设计制造及其自动化专业学生应该学习的一门主要专业课。其目的在于： (1) 学习和掌握一般机械设计的基本方法和步骤。培养独立设计能力，为以 后续的专业课程及毕业设计打好基础，做好准备。 (2) 为了开阔视野，掌握制造技术最新发展，开阔专业视野，培养复合型人才，促进先进制造技术在我国的研究和应用，“先进制造技术”以作为许多学校的必修课程。为了提高学生综合运用机械设计基础

4、及其他先修课程的理论知识和 生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力，通过课程设计训练可以巩固、 加深有关机械设计方面的理论知识。 (3) 使学生具有运用标准、规范手册、图册和查询有关设计资料的能力。 零件在工艺规程之后，就要按工艺规程顺序进行加工。在加工中除了需要机床、刀具、量具之外，成批生产时还要用机床夹具。它们是机床和工件之间的连 接装置，使工件相对于机床获得正确的位置。机床夹具的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度。通常把确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程，称为定位。当工件定位后，为了避免在加工中受到切削力、重力等的作用而使工件的既有位置遭到破坏，还应该用一定的机构或装置将工

5、件加以固定。使工件在加工过程中保持定位位置不变的操作，称为夹紧。将工件定位、夹紧的过程称为装夹。工件装夹是否正确、迅速、方便和可靠，将直接影响工件的加工质量、生产 效率、制造成本和操作安全。在成批、大量生产中，工件的装夹是通过机床夹具 来实现的。机床夹具在生产中应用十分广泛。 第1章零件的分析 1.1加工零件图简介 零件图应该无遗漏的给出加工零件的全部信息，包括几何形状、全部尺寸、 加工面的尺寸公差、形状公差和表面粗糙度要求、材料和热处理要求、其它特殊技术要求等。 该加工零件如下图： 图1-1 零件实体图如下所示： 图1-2 已知该零件的材料为HT200,年产量为30000件，加工10孔（其它

6、工序已经加工完成）。要求为该零件设计专用钻床夹具，用甲面（底面）、乙面（前面及26H7的孔定位，所用机床为Z3040立式摇臂钻床。 1.2加工零件图分析 该工序为加工10孔，特别是保证被加工工件加工面与定位面之间以及被加工 表面相互之间的位置精度。使用机床夹具后，这种精度主要靠夹具和机床来保证，不再依赖工人的技术水平。所设计的夹具应有以下基本要求： 1)夹具结构方案应与生产纲领相适应在大批量生产时应尽量采用快速、高效 夹具结构，如多件夹紧、联动结构等，以缩短辅助时间；对于中、小批量生 产，则要求在满足夹具功能的前提下，尽量使夹具结构简单、制造方便，以 降低夹具制造成本。 2)保证工件精度要求这

7、是夹具设计的最基本要求，其关键是正确地定位方 案、夹紧方案、刀具导向方式及合理确定夹具刀具技术要求。必要时应进 行误差分析与计算。 3)便于排屑切屑积集在夹具中，会破坏工件的正确定位；切屑带来的大量热 量会引起夹具和工件的热变形；切屑的清理又会增加辅助时间。切屑积集严 重时，还会损伤刀具甚至引发工伤事故。故排屑问题在夹具设计中必须给以 充分注意，在设计高效机床和自动线夹具是尤为重要。 4)操作方便、安全、省力如采用气动、液压等夹紧装置，以降低工人强度， 并可好地控制夹紧力。夹具操作位置应符合工人操作习惯，必要时应有安全防护装置，以确保使用安全。 5)有良好的结构工艺性设计的夹具要便于制造、检验

8、、装配、调整、维修 等。 6)此次设计的是钻床专用夹具，要求装卸方便，生产效率高等特点。 7）夹具元件应满足通用化标、准准化、系列化的“三化”原则，并具有一定的使用寿命和较低的夹具设计制造成本。 第2章结构方案设计 2.1 定位方案设计 2.1.1确定定位方案 工件定位的目的是为了保证工件加工面与加工面的设计基准之间的位置公差（如同轴度、平行度、垂直度等）和距离尺寸精度。工件加工面的设计基准与机 床的正确位置是工件加工面与加工面的设计基准之间位置公差的保证；工件加工面的设计基准与刀具的正确位置是工件加工面与加工面的设计基准之间距离尺 寸精度的保证。所以工件定位时有以下两点要求： 一是使工件加工

9、面的设计基准与机床保持一正确的位置； 二是使工件加工面的设计基准与刀具保持一正确的位置。 下面分别从这两方面进行说明： 1 为了保证加工面与其设计基准间的位置公差（同轴度、平行度、垂直度等），工件定位时应使加工表面的设计基准相对于机床占据一正确的位置。 2 为了保证加工面与其设计基准间的距离尺寸精度，工件定位时，应使加工面的设计基准相对于刀具有一正确的位置。 表面间距离尺寸精度的获得通常有两种方法：试切法和调整法。 试切法是通过试切测量加工尺寸调整刀具位置试切的反复过 程来获得距离尺寸精度的。由于这种方法是在加工过程中，通过多次试切才能获得距离尺寸精度，所以加工前工件相对于刀具的位置可不必确定

10、。 调整法是一种加工前按规定的尺寸调整好刀具与工件相对位置及进给行程， 从而保证在加工时自动获得所需距离尺寸精度的加工方法。这种加工方法在加工时不再试切。生产率高，其加工精度决定于机床、夹具的精度和调整误差，用于 大批量生产。 工件定位的方法有三种： （一）直接找正法定位 直接找正法定位是利用百分表、划针或目测等方法在机床上直接找正工件加工面的设计基准使其获得正确位置的定位方法。这种方法的定位精度和找正的快慢取决于找正工人的水平，一般来说，此法比较费时，多用于单件小批生产或要求位置精度特别高的工件。 （二）划线找正法定位 划线找正法定位是在机床上使用划针按毛坯或半成品上待加工处预先划出 的线段

11、找正工件，使其获得正确的位置的定位方法，此法受划线精度和找正精度的限制，定位精度不高。主要用于批量小，毛坯精度低及大型零件等不便于使用夹具进行加工的粗加工。 （三）使用夹具定位 夹具定位即是直接利用夹具上的定位元件使工件获得正确位置的定位方法。 由于夹具的定位元件与机床和刀具的相对位置均已预先调整好，故工件定位时不必再逐个调整。此法定位迅速、可靠，定位精度较高，广泛用于成批生产和大量 生产中。 在考虑到以上问题的基础上，根据零件的具体情况提出以下定位方案： 方案：工件采用“一面两孔”定位，即用甲面和20H7和1411H7孔定位，这种定位方式，夹具结构简单，装卸工件方便，定位稳定可靠，并且在一次

12、安装中，可以从加工除定位面以外的剩余各个平面和孔系，也可以作为从粗加到精加工大部分工序的定位基准，实现“基准统一”。因此，显然此方案满足“六点定位原理”的要求。但此方案采用“一面两孔”进行定位，工件的六个自由度被完全 限制，并且产生过定位，但只需严格保证20H7和1411H7孔轴线的垂直度要求就能较小的产生过定位带来的加工误差，顾采用上述定位方案可行。 “两面一销” （面为工件下表面，销为工件中插入所示） 图2-1 2.1.2 选择定位元件，设计定位装置 定位方案一旦确定，接着就应该选择或设计相应的定位元件来体现定位方 案。 工件在夹具中的定位，是通过工件上的定位基准表面与夹具的定位元件的工

13、作表面接触或配合来实现的，因此设计中选用的定位方法与定位元件的具体结构 应与工件的定位基准表面相适应。 工件上被选作定位基准表面的常有平面、圆柱面、圆锥面和其他成形表面及它们的组合。当工件以平面定位时，常用支撑钉或支撑板作为定位元件；当工件以圆柱孔定位时，常用定位销（圆柱销）、定位心轴以及圆锥销等作为定位元件；当工件以外圆柱定位时，常用的定位元件有V型块、定位套以及半圆套等。 为了更好的选择定位元件应注意以下问题： 1)定位元件（机构）设计和布置应保证工件定位稳定，并有足够的刚度。 2)定位元件的材料和技术条件应确保定位精度的稳定性和使用的持久性。 3)多数定位元件已标准化，选择标准件或标准结

14、构可简化夹具的设计制造成 本。 根据加工零件的具体情况和定位方案分析设计出对20H7孔支撑定位元件专用圆柱销如下图： 图2-2 2.2 夹紧方案设计 2.2.1 确定夹紧方案 在机械加工中，工件的定位和夹紧是相互联系非常密切的两个工作过程。工件定位后，必须采用一定的装置把工件压紧夹牢在定位元件上。从而使工件在加工过程中，不会由于切削力、工件重力、离心力或惯性力等的作用而发生位置变化或产生振动,以保证加工精度,避免机床、刀具的损坏和发生人身安全事故。 因此为了确定比较合理的夹紧方案，按如下步骤设计夹紧方案（应该注意的问题）： 1)根据工件的形状、大小、加工要求、定位装置的结构和布置情况等，确定夹 紧点与作用方向。 2)分析工件的受力情况，运用类比、试验或估算等方法，确定所需夹紧力的大 小。 3)按所需夹紧力，并根据生产批量，选择或设计夹紧装置。 4)在设计时，尽可能采用已有的、可靠的夹紧方式，这样可以免除复杂的设计 计算，加快设计过程。 在考虑到以上问题的基础上确定夹紧方案，夹紧方案的确定，其实就是夹紧力的确定。夹紧力的确定就是确定夹紧力的方向、作用点和大小三个要素。在进行这项工作时，必须结合定位装置的结构形式和布置方式，并分析工件的结构特点、加工要求及其他作用于工件上的外力情况，在此基础上确定夹紧力的方向、