【精品资料】-钻床专用夹具设计2【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 学 设 计 说 明 书 课程名称 机械制造装备设计 设计课题 钻床专用夹具设计 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 名 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 设 计 任 务 书 机械械工程 系 机械设计制造及其自动化 专业 学生姓名 班级 学号 课程名称： 机械制造装配设计 设计题目： 钻床专用夹具设计 内容： 为三孔支承块设计一套钻模夹具，便于摇臂钻床加工。 设计要求： 20 的通孔。 1 夹具装配图一张、 件图一张、设计说明书一份。 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，便于批量生产。 设计 （ 论文 ） 开始 日期 年 月 日 指导老师 设计 （ 论文 ）完成日期 年 月 日 年 月 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 设 计 评 语 机 械 工程 系 机械设计制造及其自动化 专业 学生姓名 班级 号 课程名称： 机械制造装备设计 设计题目： 钻床专用夹具设计 设计 片篇幅： 图 纸 共 张 说明书 共 页 指导老师评语： 年 月 日 指导老师 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 目 录 绪 论 . 5 第 1 章 机床夹具 . 6 床夹具简介 . 6 床夹具的功用 . 7 床夹具在机械加工中的作用 . 7 床夹具的组成 . 8 床夹具的主要类型 . 8 床夹具设计的要点 . 9 第 2 章 钻床夹具的设计 . 11 用夹具设计 . 11 确工件的年生产纲领 . 11 悉工件零件图和工序图 . 11 工方法 . 12 体方案的确定 . 12 位方案 . 12 择夹紧机构 . 13 择导向装置 . 14 具体 . 15 制夹具装配图和零件图 . 16 制夹具装配图 . 16 制夹具零件图 . 16 第 3 章 工件的夹紧设计 . 18 紧装置设 计的基本要求 . 18 紧力确定的基本要求 . 18 总 结 . 19 致 谢 . 20 参考文献 . 20 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 绪 论 此夹具的的设计是 三孔支承块 钻床专用夹具。主要技术指标能保证工件的加工精度、提高生产效率、工艺性好和使用性好。 在设计专用夹具时为了能满足工件的加工精度要求，考虑了合理的定位方案、合适的尺寸、公差和技术要求，并进行了必要的精度分析。由于是中 、大 批量生产，采用了回转式钻床夹具 、固定式钻床夹具 ，提高了生产效率。在工艺性方面使这种夹 具的结构简单、合理、便于加工、装配、检验和维修。在使用性方面这种夹具的操作简便、省力、安全可靠，排屑也方便，必要时可设置排屑结构。 通过对钻床夹具设计的制作，进一步巩固和所学基本知识并使所学知识得到综合运用。学会查阅和收集技术资料，提高运用计算机辅助设计的能力，树立正确的设计思想和严谨的工作作风。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 第 1 章 机床夹具 床夹具简介 在机械制造各行业的工艺过程中广泛应用着各种不同的，用以固定加工对象，使之占有正确的位置，以便接受施工的一种工艺装备，统称为夹具，因此无论是 在机械加工、装配、检验，还是在焊接，热处理等冷热工艺中，以及运输工作中都大量采用夹具。但在机械加工中应用最为广泛的是金属切削机床上使用的夹具，我们称其为机床夹具。 。 零件的加工过程是由机床、夹具、刀具、工件组成的工艺系统中完成的。刀具不同于其他环节，它在工艺系统中具有特殊的地位，夹具的整体刚度对工件加工的动态误差产生着非常特殊的影响。当夹具的整体刚度远大于其他环节时，工件加工的动态误差基本上只取决于夹具的制造精度和安装精度。因此，设计夹具时，对夹具的整体刚度应给予足够重视。 机床夹具的种类很多，形状千差万 别。为了设计、制造和管理的方便，往往按某一属性进行分类。 按夹具的通用特性分类 按这一分类方法，常用的夹具有通用夹具、专用夹具、可调夹具、成组夹具、组合夹具和自动线夹具六大类。它反映夹具在不同生产类型中的通用特性，因此是选择夹具的主要依据。 按夹具使用的机床分类 这是专用夹具设计所用的分类方法。按使用的机床分类，可把夹具分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具等。 按夹具动力源分类 按夹 具夹紧动力源可将夹具分为手动夹具和机动夹具两大类。为减轻劳动强度和安全生产，手动夹具应具有扩力机构与自锁性能。常用的机动夹具有气动夹具、液压夹具、气液夹具、电动夹具、电磁夹具、真空夹具和离心夹具等。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 床夹具的功用 钻床夹具的主要功能： 定位：通过工件定位基面与夹具定位元件的定位接触或配合使工件在夹具中占 有正确的几何位置，从而保证工件加工表面的尺寸和几何形状及相互位置精度要求。 夹紧：工件定位后，经夹紧装置施力于工件，将其固定夹牢 使工件正确的定位位置 在加工过程中 保持不变。 钻床夹具中的钻模板和钻套，他们能引导刀具进行钻削，其导向元件 常 制成模板形式，故钻床夹具常称为钻模。 床夹具在机械加工中的作用 机床夹具在保证产品优质，高产，低成本，充分发挥现有设备的潜力，便于工人掌握复杂或精密零件加工，减轻繁重的体力劳动等诸方面起着巨大的作用。机床夹具的设计和使用时促进生产迅速发展的重要工艺措施之一。因此，一切机械制造行业的广大工人和工程技术人员，历来都把机床夹具的改进，研制和开发，作为技术革新中的主要课题之一。机床夹具的作 用可以归纳为如下几个方面： 夹具是保证工件的加工精度，稳定产品质量，实行全面质量管理的重要手段。 可以提高劳动生产率和降低产品成本。 夹具可扩大机床的工艺范围，做到一机多能。 机床夹具在新产品的试制过程中，对缩短试制周期起着重要作用。 夹具在特种零件的加工中起着特殊作用。 平衡各工序时间，以便组织流水生产。 使操作方便、安全、减轻工人的劳动强度。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 床夹具的组成 虽然各类机床夹具结构不同，但按其主要功能加以分析，机床夹具一般是由定位元件、夹紧装置和夹具体三部分组成，这三部分也是夹具设计的主要内容。 定位元件 定位元件是夹具的主要功能元件之一。 夹紧装置 夹紧装置也是夹具的主要功能元件之一，通常，夹紧装置的结构会影响夹具的复杂程度和性能。 夹具体 夹具体是夹具的基本骨架，通过它 将夹具所有元件构成一个整体，定位元件， 夹紧装置等分布在夹具体不同的位置上。 夹具体是夹具的基础元件，在加工过程中，夹具体要承受工件重力、夹紧力、 切削力、惯性力和振动力的使用，所以夹具体应具有足够的强度、刚度和抗振性，以保证工件的加工精度。 导向元件 使用专用夹具进行加工时，为了预先调正刀具的位置，在夹具上设有确定刀具位置或引导刀具方向的元件，如对刀块，钻套等。 连接元件 为了使夹具在机床上占有正确的位置，一般夹具设有供夹具本身在机床上定位和 夹紧的连接元件。 床夹具的主要类型 在钻床上进行孔的钻、扩、铰、攻螺纹等加工所用的夹具，称为钻床夹具，钻床夹具用钻套引导刀具进行加工，有利于保证被加工孔对其定位基准和各孔之间的尺寸精度和位置精度，并可显著提高劳动生产率。 钻床夹具的种类繁多，一般分为： 固定式钻模；在使用过程中，夹具和工件在机床上的位置固定不变。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 回转式钻模；在钻削加工中，回转式钻模使用较多，它用于加工同一圆周上的平行孔系，或分布在圆周上的径向孔。 移动式钻模；这类钻模用于加工中、小型工件同一表面上的多个孔。 翻转式钻模；这类钻模主要用于加工中、小型工件分布在不同表面上的孔。 盖板式钻模；这类钻模没有夹具体，钻模板上除钻套外，一般还有定位元件和夹紧装置，只要将它覆盖在工件上即可进行加工。 滑柱式钻模；它是一种带有升降模板的通用可调夹具。 床夹具设计的要点 如图 1 钻床夹具的导向 误差分析： 钻模上的导向装置对定位元件的位置不准确将导致刀具位置发生变化，因此而造成的加工尺寸误差即为导向误差 T，引导孔的轴线位置误差受下列因素的影响： ：钻模板底孔至定位元件的尺寸公差； e ：快换钻套内、外圆的同轴度公差； e ：衬套内、外圆的同轴度公差； x ：快换钻套和衬套的最大配合间隙 但刀具引导部位的直径误差，也使刀具偏离规定的位置，因此，应一并考虑 其对加工尺寸的影响，即： X ：刀具（引导部位）与钻套的最大配合间隙 X ：刀具在钻套中的偏斜量，其值为： 2 2X 3X=2 2X 因此： 9 1 1 22 2 2 21 1 2 1 32T e e X X 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 B 1 钻模类型的选择 钻模的类型很多，在设计钻模时，首先需要根据工件的形状、尺寸、重量和加工要求，并考虑 生产批量、工厂工艺装备的技术状况等具体条件来选择夹具的结构类型。在选择时，应注意一下几点： 被钻孔的直径大于 10（特别是钢制件），钻床夹具应固定在工作台上。 翻转式和自由式钻模适用于加工中小件，包括工件在内的总重量不宜超过100N（ 10否则，应采用具有回转式或直线分度装置的钻模。 当加工几个不在同心圆周上的平行孔系时，如工件和夹具的总重量超过150N（ 15宜采用固 定式钻模在摇臂钻床上加工。如生产批量较大，则可在立式钻床或组合机床上采用多轴传动头进行加工。 对于孔的垂直度和孔距精度要求不高的中小型工件，宜优先采用滑柱钻模，以缩短夹具的设计制造周期。如孔的垂直度公差小于 距位置公差小于 ，如不采取特殊措施，一般不宜采用这类钻模。 工件被加工孔与定位基准的距离公差或孔距公差小于 ，宜采用固定式钻模板和固定钻套进行 加工。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 第 2 章 钻床夹具的设计 用夹具设计 确工件的年生产纲领 由所给零件及其技术要求可知，该零件为大批量生产。所给零件只需加工 3个 20 7H 的孔，其他工序都已加工好，为了提高生产率，该夹具采用 固定 式。由于所采用钻床夹具一次可以同时加工两个工件，因此一次对 6 20 7H 个孔进行加工 悉工件零件图和工序图 零件图给出了工件的尺寸、形状 和位置、表面粗糙度等精度的总体要求 ， 工序图给 出了夹具所在工序的零件的工序基准、工序尺寸、已加工表面、待加工表面、以及本工序的定位、夹紧原理方案 。 待加工工件如下图 1求在 3个外圆 20 为 30个 20 7H 的通孔的夹具。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 20 图 1 加工方法 根据零件图可知，本道工序的内容是钻 6 个 20 7H 的通孔。 20 孔的加工精度为 面粗糙度要求为 次钻孔达不到该要求，应采用钻孔，扩孔，铰孔的加工方法。 以达到所需要的加工精度。 体方案的确定 位方案 （ 1）确定工件需要限制的自由度，选择定位基准。 由于在钻床上钻 20 的通孔，应限制工件 Z 一个自由度，为保证孔 20 的中心线与基准面 限制工件 X ,Y 自由度，为了保证尺寸 50 要限制工件 Y 自由度，为了保证尺寸 120 限制工件 X 自由度，为了保证 20 与 35 同轴，需限制工 件 Z 自由度，根据加工需求，应对该工件 采取完全定位，限制工件的六个自由度。 由于圆柱面的设计基准是工件的下端面，从基准重合的要求出发，定位基准买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 最好选择工件的下端面，在该端面上用三个支承点 (用支 承 板 )限制 Z ， X ， Y 三个自由度。 在保证 53 面，工 序基准是孔 35 的中心轴线，定位件采用 圆柱销最好，限制了工件 Y 和 Z 的 自由度，由于孔 20 与圆柱轴线重合，定位件采用 移动压板 ， 移动压板 具有良好的 稳定性 ，限制了工件 X 自由度，因此定位元件结构及其布置如图 1 1 2）定位元件结构尺寸 安上述分析，本定位装置由支 承 板， 圆柱销 销， 压板 组成。 削边销与夹具体连接选用过渡配合 H7/在每个工件上钻三个孔，除三个孔中心线到圆柱 50 的中心距不同外，六 个孔的加工可以采用两种方案。一种方案是采用摇臂钻床，在一次装夹中分别加工六 个孔，另一种是采用固定式钻床，在一次装夹中 六 个孔同时加工。由于钻床的精度只能达到 能够达到零件所要求的公差等级，后续还应有扩孔，铰孔工序才 可以达到要求，该两种方案均不能达到精度要求，由于改零件是大批量生产，应该要有较高的生产率，故可采用第二种方案同时加工 六 个孔。 （ 3）定位误差的分析 工件在夹具中加工时，造成加工表面质量的位置误差的原因是多方面的，定位误差只是其中之一。在初步确定定位方案时，一般先把定位误差控制在工件加工允许的 1/3左右，最后再根据夹具总体设计及实际情况进行调整。 择 夹 紧机构 (1)夹紧力的方向： 夹紧力的方向要有利于工件的定位， 而不能破坏定位， 并注意工件的刚性方向，不能使工件有脱离定位表面的趋势，防止工件在夹 紧力的作用下产生变形。买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 此外，加紧力的作用方向应尽量与切削力、工件重力方向一致，以减少所需夹紧力。 (2)夹紧力的作用点： 夹紧力的作用点应选择在定位元件支承点的作用范围内，以及工作刚度高的位置。确保工件定位准确、不变形。 还要尽量靠近加工表面，以减少切削力对工件造成的翻转力矩。必要的时候还可增加辅助支撑，以减少切削过程中的振动和变形。 （ 3）加紧方案的选择 大批量生产时，要求加紧工件效率要高，加紧要可靠，可采用手动联动加紧机构或液动、气动加紧机构。可供选择的加紧部位有两种方案，一种是从侧面伸出的压紧件，压 在工件圆弧处 ;另一种是从上方伸处的 移动压板 压在工件的上表面。前者的缺点是加紧三次、效率低。而后者只需一次对工件加紧，移动压板受力均匀。考虑到钻孔的过程中， 六个 孔同时加工。因此要求夹紧机构所提供的夹紧力足够大，并且要求具有良好的自锁性，所以第二种方案较好，具体结构如图： 图 1 选择导向装置 导向装置是为了保证孔的位置精度，增加钻头刚度，减少刀具变形，确保孔加工的位置精度的装置。如 钻孔导向套、镗套、对刀装置、对定 装置等 。 使用钻床钻孔时，钻头的导向可采用钻套，钻套有固定钻套、可换钻套、快换钻套和特殊钻套等四种。 固定钻套是直接压入钻模板或夹具体的孔中的，属于过盈配合。这种钻套位买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 置精度高，结构简单，但磨损不易更换，故适合于中小批生产中知足按一次的孔。 可换钻套是先把衬套用过盈配合 H7/7/采用间隙配合 H6/ H7/用螺钉压住钻套。这种钻套更换方便，适合于中批以上生产。对于一道工序内需要连续加工的孔。应采用快换钻套。快换钻套与可换钻套结构上基本相似 ，只是在钻套头部多开一个圆弧状或直线状缺口。根据加工工件孔的大小，可算出钻套的高度 H=() 图 1于钻套与衬套配合使用，钻套选用 D=30=25换的钻套。则衬套选用d= = =25 具体 用来安装和固定定位元件，夹紧机构和钻模板的实体。具体大小 根据整个机构的大小而调整，要保证机构的稳定，水平，所以形位公差会有较严格的要求。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 制夹具装配图和零件图 制夹具装配图 ? 35 绘制夹具零件图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 1. 使用说明 将工件放在支 承 板上，同时 将 孔 7 插入 圆柱销 内， 扳动夹具体上的手柄 ，使 移动压板向工件方向移动， 压住工件， 直到工件不能够旋转为止，工件被完全定位 和夹紧 。 之 后就可以进行 对工件进行 钻孔加工。 290 25 ? 35 8 16 82 62 224 10 94 40 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 第 3 章 工件的夹紧设计 紧装置设计的基本要求 机械加工过程中，为保持工件定位时所确定的正确加工位置，防止工件在切削力、惯性力、离心力及其重力等的作用下发生位移和振动，一般机床夹具应有一定的夹紧装置，以将工件压紧。因此，夹紧装置的合理、可靠和安全性，对工件的技术和经济效果有重大影响，故提出下列基本要求： 改变工件定位后占据的正确位置。 靠和适当，既要保证工件在整个加工过程中的位置稳定不变、振动小，又要使工件不产生过大的夹紧变形。 全、省力。 紧力确定的基本要求 示 是加工 三孔支承块上三个 20 孔 的夹具。 夹紧力的方向 夹紧力的方向垂直于 工件向下 夹紧力的作用点 夹紧力的作用点在 工件的凸台圆弧处 。使用 移动压板夹紧机构 。 夹紧力的 分析 该夹具使用的是 移动压板 夹紧， 移动压板 夹紧结构的主要优点是结构简单，动作迅速，但它的夹紧行程受限制，夹紧力也较小，故一般适用于工件被夹压表面的尺寸公差较小和切削过程中振动不大的场合。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 总 结 一 个月的 设计 已接近尾声，通过本次设计 使 我受益匪浅，感受颇深，以下是我对本次设计总结。 在没有做 设计 以前觉得 设计 只是对这几年来所学知识的单纯总结，但是通过这次做 设计 发现自己的看法有点太片面。 设计 不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次 设计 使我