机械制造技术课程设计集中辅导(课件)

机械制造(jīxièzhìzào)技术课程设计辅导精品资料何为(héwéi)夹具？机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置。夹具主要(zhǔyào)分为通用夹具和专用夹具两大类型。精品资料一、专用夹具专用夹具是专门为某工件的某工序设计和制造的专用夹具,其结构简单、紧凑、操作迅速方便(fāngbiàn)，因设计和制造的周期较长，批量少，所以成本较高。当产品变更时，因无法使用而报废，因此专用夹具适用于产品固定的成批或大量生产中。精品资料二、夹具(jiājù)的基本组成精品资料夹具的基本组成：1、定位元件功能(gōngnéng)是确定零件在夹具中的位置（如2和3）。2、夹紧装置功能(gōngnéng)是夹紧已定位好的零件（如4）。3、导向元件功能(gōngnéng)是用来对刀和引导刀具进入正确加工位置（如5）。4、夹具体连接夹具所有零件，使夹具组成一个整体的基础件（如7）。5、其它机构和零件根椐被加工零件的要求，在夹具中设置的机构和零件，如分度机构、固定销、导向键、平衡铁等。精品资料三、专用夹具设计的基本(jīběn)要求（l）保证工件的加工精度

定位方案、夹紧方案、刀具导向方式。（2）提高生产率，降低成本

应尽量(jǐnliàng)采用各种快速、高效结构，如多件夹紧、联动夹紧等；尽量(jǐnliàng)使夹具结构简单、容易制造、以降低夹具制造成本。（3）操作方便，工作安全，能减轻工人劳动强度，采用气动、液压等夹紧装置时，夹具操作位置应符合操作工人的习惯，必要时应有安全保护装置。（4）便于排屑（5）有良好的结构工艺性

应便于制造、检验、装配、调整、维修等。精品资料四、专用夹具设计的一般(yībān)步骤1、研究原始资料,明确(míngquè)设计要求

熟悉零件图和装配图、零件的工艺规程，充分了解本工序的加工内容、技术要求等；收集有关机床、刀具、夹具等方面的资料。2、确定夹具方案，绘制夹具结构草图

（1）根据定位基准和六点定位原理，确定工件的定位方法并选择相应的定位元件；

（2）确定引导装置或对刀装置；

（3）确定工件的夹紧方法，设计夹紧机构；

（4）确定其它元件或装置的结构形式

（5）确定夹具体结构形式

（6）确定夹具总体轮廓。精品资料3、绘制夹具总装配图，标注有关尺寸及技术(jìshù)要求

（1）确定视图关系，应尽可能少。主视图应尽量取与操作者正对的位置；

（2）比例尽量取1:1，有利于审图；

（3）用双点划线画工件图；

（4）依次画定位元件、对刀元件、夹紧元件、其他元件、夹具体

（5）标上尺寸、技术(jìshù)要求。

4、绘制零件图

对夹具总图中的非标准件均应绘制零件图，零件图视图的选择应尽可能与零件在总图上的工作位置相一致。精品资料定位元件夹具的首要任务是定位，因此无论任何夹具，都有定位元件。当工件(gōngjiàn)定位基准面的形状确定后，定位元件的结构也就基本确定了。夹紧装置工件(gōngjiàn)在夹具中定位后，在加工前必须将工件(gōngjiàn)夹紧，以确保工件(gōngjiàn)在加工过程中不因受外力作用而破坏其定位。五、定位元件、夹紧装置、夹具(jiājù)体（这三部分是夹具(jiājù)的基本组成部分，也是夹具(jiājù)设计的主要内容）精品资料夹具体夹具体是夹具的基础件，在夹具体上，要安装各种元件(yuánjiàn)和装置，设计时应满足以下要求：1、应有足够的强度和刚度2、结构简单，具有良好的工艺性3、尺寸要稳定4、便于排屑精品资料夹具体(jùtǐ)的毛坯结构选择结构类型特点应用场合铸造结构可铸出复杂的结构形状，抗压强度大，抗振性好，易于加工，但制造周期长，故应进行时效处理。材料多采用HT150或HT200适用于切屑负荷大、振动大的场合或批量生产焊接结构制造容易，生产周期较短，成本较低。热变形较大，焊接后需退火处理适用于新产品试制或单件小批量生产装配结构选用标准毛坯件或标准零部件组合而成，如圆棒、圆盘、工字钢、角铁、U形槽钢等标准型材。可缩短制造周期适用于标准化精品资料夹具体(jùtǐ)结构尺寸的经验数据夹具体结构部位经验数据铸造结构焊接结构夹具体壁厚h8~25mm6~10mm夹具体加强筋厚度(0.7~0.9)h夹具体加强筋高度不大于5h夹具体上不加工的毛面与工件表面之间的间隙夹具体是毛面，工件也是毛面时，取8~15mm夹具体是毛面，工件是光面时，取4~10mm精品资料六、夹具装配图的尺寸及技术条件(tiáojiàn)的标注

（夹具总图上应标注以下六类尺寸）1、夹具外形轮廓尺寸

长、宽、高(不包含被加工工件(gōngjiàn)、定位键)，当夹具结构中有可动部分时，应包括可动部分处于极限位置时在空间所占的尺寸；2、与夹具定位元件、导向元件及夹具安装基准面有关的配合尺寸、位置尺寸及公差；

3、夹具定位元件与工件(gōngjiàn)的配合尺寸；

4、夹具导向元件与刀具的配合尺寸；

5、夹具与机床的联接尺寸及配合；

6、其他重要尺寸（1）夹具内部的配合尺寸；（2）有相互位置要求的装配尺寸。精品资料经验(jīngyàn)数据按照工件的直线尺寸公差确定夹具相应(xiāngyīng)尺寸公差的参考数据工件尺寸公差夹具尺寸公差工件尺寸公差夹具尺寸公差由至由至0.0080.010.0050.200.240.080.010.020.0060.240.280.090.020.030.0100.280.340.100.030.050.0150.340.450.150.050.060.0250.450.650.200.060.070.0300.650.900.300.070.080.0350.901.300.400.080.090.0401.301.500.500.090.100.0451.501.800.600.100.120.0501.802.000.700.120.160.0602.002.50.0800.160.200.0702.503.001.00精品资料按照工件的角度尺寸公差确定夹具相应尺寸公差的参考(cānkǎo)数据工件角度公差夹具角度公差工件角度公差夹具角度公差由至由至0°00′50″0°01′30″0°00′30″0°20′0°25′0°10′0°01′30″0°02′30″0°01′00″0°25′0°35′0°12′0°02′30″0°03′30″0°01′30″0°35′0°50′0°15′0°03′30″0°04′30″0°02′00″0°50′1°00′0°20′0°04′30″0°06′00″0°02′30″1°00′1°30′0°30′0°06′00″0°08′00″0°03′00″1°30′2°00′0°40′0°08′00″0°10′00″0°04′00″2°00′3°00′1°00′0°10′00″0°15′00″0°05′00″3°00′4°00′1°20′0°15′00″0°20′00″0°08′00″4°00′5°00′1°40′精品资料夹具装配图上技术(jìshù)条件的标注装配(zhuāngpèi)图中的技术要求主要为说明夹具在装配(zhuāngpèi)、检验、使用时应达到的技术性能及质量要求等。主要有以下几方面：1．装配(zhuāngpèi)要求装配(zhuāngpèi)时要注意的事项及装配(zhuāngpèi)后应达到的位置精度和某些指标等。例如，装配(zhuāngpèi)间隙等。2.检验要求装配(zhuāngpèi)后对夹具进行验收时所要求的检验方法和条件。3．使用要求对夹具在使用、保养、维修时提出的要求。精品资料设计(shèjì)实例图1所示为杠杆(gànggǎn)类零件图样。图2所示为本零件工序图。1．零件本工序的加工要求及分析本工序加工要求钻、扩、铰φ10H9孔及φ11孔。图1图2精品资料分析(fēnxī)（1）φ10H9孔与φ28H7孔的距离为(80±0.2)mm；平行度为0.3mm。（2）φ11孔与φ28H7孔的距离为(15±0.25)mm。（3）φ11孔与端面K距离为14mm。本工序前已加工的表面如下。①φ28H7孔及两端面。②φ10H9两端面。本工序使用机床为Z5125立钻，刀具为通用标准工具。精品资料2．确定夹具类型本工序所加工两孔(φ10H9和φ11)，位于互成90°的两平面内，孔径不大，工件较小、轮廓(lúnkuò)尺寸以及生产量不是很大，因此采用翻转式钻模。翻转(fānzhuǎn)式钻模是一种没有固定回转轴的回转钻模。在使用过程中需要用手进行翻转(fānzhuǎn)。因此，夹具连同工件的重量不能太重（一般限于8～10kg以内）。所以，它适合在几个方向钻孔的小型工件加工。它可以减少安装次数，提高各被加工孔间的位置精度。其加工的批量不宜过大。精品资料3．拟定定位方案和选择定位元件(1)定位方案（根据工件结构特点，其定位方案如下）①以φ28H7孔及一组合面(端面K和φ10H9一端(yīduān)面组合而成)为定位面，以φ10H9孔端外缘毛坯面一侧为防转定位面，限制六个自由度。这一定位方案，由于尺寸mm公差大，定位不可靠，会引起较大的定位误差。如图3(a)所示。图3零件图精品资料②以孔φ28H7孔及端面K定位，以φ11孔外缘毛坯一侧为防转定位面，限制工件六个自由度。为增加刚性(ɡānɡxìnɡ)，在φ10H9的端面增设一辅助支承，如图3(b)所示。图3比较上述两种定位(dìngwèi)方案，初步确定选用图3(b)所示的方案。零件图精品资料(2)选择定位元件①选择带台阶面的定位销，作为以φ28H7孔及其端面的定位元件。定位副配合(pèihé)取②选择可调支承钉为φ11孔外缘毛坯一侧防转定位面的定位元件，如图4(a)所示。也可选择如图4(b)所示移动V形块。考虑结构简单，现选用图4(a)所示结构。零件图图4精品资料(3)定位误差(wùchā)计算①加工φ10H9孔时孔距尺寸(80±0.2)mm的定位误差(wùchā)计算：由于基准重合，故ΔB＝0。基准位移误差(wùchā)为定位孔(φ38mm)与定位销(φ38mm)的最大间隙，故ΔY＝(0.021＋0.007＋0.013)mm＝0.041rnm。由此可知此定位(dìngwèi)方案能满足尺寸(80±0.2)mm的定位(dìngwèi)要求。精品资料②加工φ10H9孔时轴线平行度0.3mm的定位误差计算：由于(yóuyú)基准重合，故ΔB＝0。基准位移误差是定位孔φ28H7与定位面K间的垂直度误差。故ΔY＝0.03mm。由此可知，此方案能满足平行(píngxíng)度0.3mm的定位要求。精品资料③加工(jiāgōng)φ11孔时孔距尺寸(15±0.25)mm。由此可知，此方案能满足(mǎnzú)孔距(15±0.25)mm的定位要求。精品资料4．确定夹紧方案参考夹具资料，采用M12螺杆在φ28H7孔上端面夹紧工件。5．确定引导元件(钻套的类型及结构尺寸)⑴对φ10H9孔，为适应钻、铰选用快换钻套。主要尺寸由《机床夹具零、部件》国家标准GB/T2263－80,GB/T2265－80选取。钻孔(zuànkǒnɡ)时钻套内径φ10mm、外径φ15mm；衬套内径φ15mm，衬套外径φ22mm。钻套端面至加工面的距离取8mm。麻花钻选用φ9.8mm。精品资料(2)对φ11孔，钻套采用快换钻套。钻孔时钻套内径φ11mm、外径φ18mm，衬套内径φ18mm，外径φ26mm；钻套端面至加工面间的距离取12mm。麻花钻选用φ10.8mm。各引导元件至定位元件间的位置尺寸分别为(15±0.03)mm和(18±0.05)mm，各钻套轴线(zhóuxiàn)对基面的直线度允差为0.02mm。精品资料6．夹具精度分析与计算由零件图和图3可知，所设计夹具需保证的加工要求有：尺寸(chǐcun)(15±0.25)mm；尺寸(chǐcun)(80±0.2)mm；尺寸(chǐcun)14mm及φ10H9孔和φ28H7孔轴线间平行度允差0.3mm等四项。除尺寸(chǐcun)14mm，因精度要求较低不必进行验算外，其余三项精度分别验算如下：精品资料(1)尺寸(80±0.2)mm的精度校核。定位误差ΔD，由前已计算，已知Δ＝0.041mm。定位元件对底面的垂直度误差ΔA＝0.03mm。钻套与衬套间的最大配合(pèihé)间隙ΔT1＝0.033mm。衬套孔的距离公差ΔT2＝0.1mm。麻花钻与钻套内孔的间隙X2＝0.050mm。衬套轴线对底面(F)的垂直度误差ΔT3＝0.05mm。由此可知，该夹具能保证(bǎozhèng)尺寸(80±0.2)mm的加工要求。精品资料(2)尺寸(15±0.25)mm的精度校核。ΔD＝0.041mm，ΔA＝0.03mm，ΔT1＝0.033mm。衬套孔与定位(dìngwèi)元件的距离误差ΔT2＝0.06mm。麻花钻与钻套内孔的间隙X＝0.061mm。由此可知，尺寸(chǐcun)(15±0.25)mm能够保证。精品资料(3)φ10H9轴线对φ25H7轴线的平行度0.3mm的精度(jīnɡdù)校核。ΔD＝0.03mm，ΔA＝0.03mm。衬套对底面(F)的垂直度误差ΔT＝0.05mm。由此可知，此夹具能保证两孔轴线的平行(píngxíng)度要求。精品资料7．绘制夹具(jiājù)总图零件图夹具(ji