【精品资料】-钻床专用夹具设计5【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 第 1 页 共 20 页 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 第 2 页 共 20 页 目录 绪 论 . 3 第 1 章 机床夹具 . 4 床夹具的现状 . 4 床夹具简介 . 4 床夹具的功用 . 5 床夹具在机械加工中的作用 . 6 床夹具的组成 . 6 床夹具的主要类型 . 7 钻床夹具设计的要点 . 7 第 2 章 工件在夹具上的定位分析 . 10 位的基本原理 . 10 位方式 . 10 定位元件的要求 . 10 第 3 章 工件的夹紧设计 . 14 紧装置设计的基本要求 . 14 紧力确定的基本要求 . 14 第 4 章 夹具体的设计 . 16 夹具体的要求 . 16 具体材料及制造方法 . 16 具体结构尺寸 . 16 铸造夹具体的技术要求 . 17 感想 . 17 致谢 . 19 参考文献 . 20 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 3 页 共 20 页 绪 论 此夹具的的设计是三 套 典型 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 第 4 页 共 20 页 第 1 章 机床夹具 床夹具的现状 国际生产 工程 研究协会 （ 统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的 85左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈的竞争。然而，一般企业都仍 习 惯于大量采用传统的专用夹具，在一个具有中等生产能力的工厂中约有 13000 50000 套专用夹具；另一方面，在多品种生产的企业中，约隔 4 年就要更新 80左右的专用夹具 。特别是近年来，数控机 床 (加工中心（ 成组技术（ 柔性制造系统（ 新技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求： 能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本。 能装夹一组具有相似性能特征的工件。 适用于精密加工的高精度机床夹具。 适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具。 采用以液压泵站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步提高劳 动生产率。 提高机床夹具的标准化程度。 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。 机床夹具是在机床上用以准确、迅速地安装工件或刀具，从而保证工件与刀具间正确相对位置的一种工件装备。由此可见，机床 夹具总的来看可以分为两大类。一类是用以安装工件的，一般称为夹具；另一类是用以安装刀具的，一般称为辅具。如车床上的卡盘和镗床上的镗模等属于前一类；而快换钻夹头，刀杆托 架及攻丝靠模装置等属于后一类。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 5 页 共 20 页 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。 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。 特殊 导向 功能： 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。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 6 页 共 20 页 机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。 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。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 7 页 共 20 页 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。 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。 钻床夹具设计的要点 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 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 8 页 共 20 页 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 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，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 9 页 共 20 页 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。 钻模板和夹具体为焊接结构的钻模，因焊接应力不能彻底消除，精度不能长期保持，故一般只在工件孔距公差要求不高时才采用。 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 第 10 页 共 20 页 第 2 章 工件在夹具上的定位分析 位的基本原理 为了保证工件被加工表面的技术要求，必须使工件相对刀具和机床处于 正确的加工位置。在使用夹具的情况下，就要使机床 刀具 和工件之间保持正确的加工位置。 工件在直角坐标系中优六个自由度，夹具用合理分布的六个支撑点限制工件的六个自由度，即用一个支撑点限制工件的一个自由度的方法，使工件在夹具中的位置完全正确。 位方式 工件以平面定位 工件以粗基准平面定位。常用的定位元件有支撑钉和调节支撑钉。 工件以精基准平面定位。常用的元件有支撑钉和平 头支撑钉。 (2)工件以圆柱孔定位 常有的定位元件有：定位轴，固定式定位销，小定位销，可换式定位销，定位插销，圆柱心轴等。 (3)工件以外圆柱面定位 常用的定位元件有： V 形块，半圆套，定位套等。 定位元件的要求 足够的精度。 足 计 (1)固定式钻床够的强度和刚度。 耐磨性好。 工艺性好。 位装置设夹具设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 11 页 共 20 页 510195 . 51 1 . 51 2 . 57 6 . 4+ 54 2 . 6 5+ 2 2+ . 5+ 0 . 1 2022? 8+326+示为 变速 叉的工序简图。加工要求是钻削 8 孔。其相对于 垂直线倾斜 35 度 ；相对于 变速叉左端距离为 0 工序所用的机床为立式钻床，定位设计步骤如下： 选择定位基准，并确定定位方式。 选择 的轴线 为精基准。其中 的轴线 为定位基准。在 叉口设置两 个支撑点，限制工件的 x y x z 四个自由度； 孔内的短销限制 y z 两个自由度 。六个自由度被限制。因此本设计采用的是完全定位方式。 选择定位元件结构 以定位心轴定位 ， 叉口以 分别用支撑和挡销 定位 。 分析定位误差 用调整法加工一批工件时，工件在定位过程中，会遇到由于工件的定位基准与工序基准 不重合，以及工件的定位基准 (基面 )与定位元件工作表面存在制造误差，这些都能引起工件的工序基准偏离理想位置，由此引起工序尺寸产生加工误差，及定位误差D，其数值大小为工件的工序基准沿工序尺寸方向上发生的最大偏移量。只有定位误差小于工件相应加工要求的公差的 1/51/3,定位方案才认为是合理的，因此在夹具设计时必须对定位进行分析与计算。 定位误差由基准不重合误差B和基准位移误差Y两部分组成，定位误差的大小是两项误差在工序尺寸方向上的代数和，即 D B Y 其中基准不重合误差B的大小等于因定位基准与工序基准不重合而造成的加工尺寸的变动范围。需要注意的是，当工序基准的变动方向与加工尺寸的方向买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 12 页 共 20 页 成夹角时，基准不重合误差等于定位尺寸的公差在加工尺寸方向上的投影。基准位移误差Y的大小等于因定位基准与调刀基准不重合造成工序 尺寸的最大变动量。当定位基准的变动方向与加工尺寸的方向不一致，两者之间成一定夹角时，基准位移误差等于定位基准的变动范围在加工尺寸方向上的投影。因此，基准位移误差Y是一批工件逐个在夹具上定位时，定位基准相对于调刀基准的最大变动范围在加工尺寸方向上的投影。 由加工零件图可知，除孔 的大小由钻头保证外，本工序的主要加工要求是孔的深度、孔轴线与叉脚左侧面位置度及孔的轴线与垂直面的夹角。由于夹角未注公差，所以只需计 算孔的深度、孔轴线与叉脚左侧面位置度这两项定位误差即可。 定位误差 采用图 示定位方案时，这种定位方式属于孔销间隙配合的情况，而且在钻孔加工时，切削力向下，即孔 与夹具上的定位销保持固定边接触 (如图 在这种情况下，孔在销上的定位实际上已由定心定位转变为支撑定位的形式，定位基准变成了孔的一条母线 (图 。此时的定位误差是由于定位基准与工序基准不重合造成 的，属于基准不重合误差，与销子直径公差无关。由此可求出由于孔径变化造成孔心在接触点与销子中心线连线方向的最大变动量为： m a x m i 22 T即孔径公差的一半。由前面分析已经知道工件工序基准仍是孔心，且工序尺寸方向与固定接触点和销子中心连线方向相同，所以有： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 13 页 共 20 页 D ma O 2D 销单边接触时的定位误差 m a x m i 22 T 1 1 0 . 5 2( 1 2 . 1 0 5 1 2 . 0 4 5 ) m m 0 . 0 6 m m = 0 . 0 3 m m 150文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 18 页 共 20 页 感想 两 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 使我明白了自己原来知识还比较欠缺。自己要学习的东西还太多，以前 好象 老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。 然而 通过 本 次 设计 ，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。 在这次 设计 中也使我们的同学关系 更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法对我们更好的理解知识，所以在这里非常感谢帮助我的 老师和 同学。 总之，不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。 然而还是耐着性子开始做，在做到一半时发现其实并不是太难，难的是自己没有信心。 此外，还得出一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。 在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和 自学，并向老师请