机械制造装备设计课程设计滑块钻2×φ12的孔的夹具设计【全套图纸】.doc

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1、目 录概 述1第1章 课程设计简介21.1 明确工件的生产要求21.2 充分理解工件的零件图和工序图3第2章 结构设计42.1 设计方案的论证42.2 仪器设备42.3 确定机床夹具的结构方案42.3.1 选择定位原件42.3.2 选择夹紧机构72.3.3 机床夹具的总体形式82.4 绘制夹具零件图82.5 绘制夹具装配图9第3章 夹具精度的验算103.1定位误差的分析与计算103.1.1定位误差113.1.2产生定位误差的原因12第4章 结论13第5章 致谢14第6章 参考文献15概 述在机械制造厂的生产过程中,用来安装工件使之固定在正确位置上,完成其切削加工 、检验、装配、焊接等工作,所使

2、用的工艺装备统称为夹具。如机床夹具、检验夹具、焊接夹具、装配夹具等。全套图纸，加153893706在各种切削机床上使用的夹具称为机床夹具，简称夹具。工件的安装一般包括定位和夹紧两个过程：即首先应使工件相对于机床及刀具占有一个正确的位置，这就是工件的定位；然后将工件固紧在这一既定位置上，使之不因受切削力、重力、离心力或惯性力作用而发生位置改变，这就是工件的夹紧。工件的安装一般有两种方式：A 直接在机床上工作台上或通用夹具上安装B 采用专用夹具安装当工件加工生产批量较大或有特殊要求时，或者工件无法在机床工作台、通用夹具上安装时，常采用专门为某一个工件的某一道工序设计的专用夹具进行工件的安装。这时工

3、件事先不需要画线和找正，只要将工件安放在夹具中，即可确定工件与机床及刀具之间的正确位置，并将工件夹紧，就可以保证工件加工表面的加工精度。此方法迅速可靠，工件加工生产率高，工人劳动强度小，故广泛应用于大批量专业化生产，也可以扩大机床工艺范围。机床夹具的功用：A 保证产品的加工精度，保证产品质量 B 提高生产效率，降低加工成本C 改善工人劳动条件D 扩大机床的工作范围第1章 课程设计简介1.1 明确工件的生产要求工件的年生产量是确定机床夹具总体方案的重要依据之一。如工件的年生产量很大，可采用多工件加工、机动夹紧或自动化程度较高的设计方案，采用此方案时，机床夹具的结构较复杂，制造成本较高；如工件的年

4、生产量不大，可采用单件加工，手动夹紧的设计方案，以减小机床夹具的结构复杂程度及夹具的制作成本。工件如图所示(参看图1.1 工件简图)，该零件的主要工作表面为平面，配合卡紧与固定的表面主要为侧面、上下面。由于加工后V型块需要在高起的平面上工作，因此要有足够的空间和承受力的强度。 图1.1 滑块简图注:本次课设是要为此图中的滑块设计一个钻212的孔的夹具，最终实现将工件定位，更加精确和方便的完成钻孔工作。1.2 充分理解工件的零件图和工序图零件图标出了工件的尺寸、形状和位置、表面粗糙度等总体要求，他决定了工件在机床夹具中的放置方法，是设计机床夹具总体结构的依据。工序图给出了零件本工序的工序基准、以

5、加工表面、以及本工序的定位、夹紧原理方案。工件的工序基准、已加工表面、决定了机床夹具的定位方案，如选用平面定位、孔定位以及外圆面定位等；定位方案的选择依据六点定位原理和采用的机床加工方法，定位方案不一定要顶六个自由度，但是要完全定位。工件的代待加工表面是选择机床，刀具的依据。确定夹紧机构要依据零件的外形尺寸，选择合适的定位点，确保夹紧力安全、可靠同时夹紧机构不能与刀具的运动轨迹相冲突。第2章 结构设计2.1 设计方案论证（1）首先对工件的加工要进行分析，已知工件为阶梯状，在高的端面上钻47孔，根据工件的形状和加工要求，我认为采用立式钻床比较合理。（2）然后，根据六点定位原理，选用支撑钉来支撑矮

6、端面和高端面的侧面，这样配合使用来完成限制了三个自由度，加上移动压板和支撑板，这样就共限制了六个自由度，正好满足六点定位原理，由于限制了六方自由度，所以只需要将工件夹紧就可以进行加工了，在垂直方向上进行夹紧，可以利用移动压板，进行夹紧，因为移动压板简单使用，而且不影响加工过程，所以最总选择移动压板进行夹紧。（3）最后，对整个夹紧方案分析得出，定位约合六点定位原理，夹紧工件稳定，所以此夹具设计可行。这样就可使工件稳固的夹紧在机床上，能更加方便，准确的进行铣槽加工。2.2 仪器设备（1）支撑板 2个 材料：TB (标准如下表)（2）支撑钉 4个 材料：TB (标准如下表) （3）移动压板 2个 材

7、料：45钢 (标准如下表)（4）螺柱 4个 材料：45钢 (标准如下表)（5）螺母m6 2个 材料：45钢 （6）垫圈 2个 材料：普钢2.3.1 选择定位原件根据工序图给出的定位原理方案，按有关标准正确选择定位元件或定位元件的组合。在机床夹具的使用过程中，工件的批量越大，定位元件的磨损越快，选用标准定位元件增加了夹具零件的互换性，方便机床夹具的维修和维护。此次，根据工件的要求，所选择的定位销如下图：图2_1支撑丁螺钉如下图所示:图2_2 六角螺钉移动压板如下图所示:图2_3移动压板图2_4支撑板表2_1 螺钉标准螺纹规格DM3M4M5M6M8M10M12M14M16M18M20M22M24M

8、27M0M36damax356791113151720222426293239dwmin5679121517202325283132384351emin68911141820232730333740455161smax67810131618212427303436414655cmax0011111111111111m(max)六角螺母23557811131516181922242631薄螺母2233456789101112141518技术要求材料机械性能等级螺纹公差表面处理公差产品等级钢6.8.106H不经处理或镀锌钝化D大于M16用B，小于等于用A表2_2 移动压板公称直径（螺纹直径）LBH

9、ll1bb1dhh1KmA型B型C型640401861796.67M62.515445208191165022122214884520818899M836450221022126606025142717101010141110M1041.586702812301788030163623121270321430151412M125106801635201010036184530151202255432516801835151816M16621261004022442412120452554361816030745435201002242182220M20715101205025523015160

10、3072482520055359268402.3.2 选择夹紧机构（1） 夹紧力的方向： 夹紧力的要有利于工件的定位，并注意工件的刚性方向，不能是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。（2） 夹紧力的作用点： 夹紧力的作用点应该选择在定位元件支撑点的作用范围内，以及工件刚度高的位置。确保工件的定位准确、不变形。 （3） 选择夹紧机构： 在确定夹紧力的方向、作用点的同时，要确定相应的夹紧机构。确定夹紧机构要注意以下几方面的问题： 安全性 夹紧机构应具备足够的强度和加紧力，以防止意外伤及夹具操作人员。 手动夹紧机构的操作力不应过大，以减轻操作人员的劳动强度。 夹紧机构的行程不

11、宜过长，以提高夹具的工作效率。 手动夹紧机构应操作灵活、方便。（4） 夹紧力的大小： 夹紧力的大小一般按静力平衡条件计算，计算出夹紧力为理论夹紧力。为保证工件装夹安全可靠，实际夹紧力应等于理论夹紧力乘以系数K，一般K=1.52.5。各种典型夹紧机构的计算方法可参阅机床夹具手册。2.3.3 机床夹具的总体形式： 机床夹具的总体形式一般应根据工件的形状、大小、加工内容及选用机床等因素来确定。（1） 选择导向装置： 导向装置是夹具保证加工精度的重要装置，如钻孔导向套、镗套、对刀装置、对定装置等，这些装置均已标准化，可按标准选择。（2） 确定联接体： 联接体是将装置与夹具体联接的工件，设计时主要考虑联

12、接体的刚性，合理布置联接体的位置，给定位元件、加紧机构留出空间。（3） 确定夹具体：夹具体一般是设计成平板式（有些夹具体铸造成特殊形状），保证具有足够的刚性。它用来固定定位元件、加紧机构和联接体，并于机床可靠联接。2.4 绘制夹具零件图 对装配图中需加工的零件图均应绘制零件图，零件图应按制图标准绘制。视图尽可能与装配图上的位置一致。（1） 零件图尽可能按1：1绘制。（2） 零件图上的尺寸公差、形位公差、技术要求应根据装配图上的配合种类、位置精度、技术要求而定。（3）零件的其他尺寸，如尺寸、形状、位置、表面粗糙度等应标注完整2.5 绘制夹具装配图 （1）装配图应按照国家标准尽可能1：1地绘制，三

13、视图要完整清晰的表示出夹具的主要结构及夹具的工作原理。 （2）视工件为透明体，用双点画线画出主要部分（如轮廓，定位面夹紧面和加工表面）。画出定位元件、夹紧机构、导向装置的位置 （3）按照夹紧状态画出夹紧元件和夹紧机构。 （4）画出夹具体及其他联接用的元件（联接体、螺钉等），将夹具各组成元件联成一体。 （5）标注必要的尺寸、配合、公差等 夹具的外形尺寸，所设计夹具的最大长、宽、高尺寸。 夹具与机床的联系尺寸，即夹具在机床上的定位、国定尺寸。如车床夹具的莫氏硬度、铣床夹具的对定装置等。 夹具与刀具的联系尺寸，如用对刀块对刀时塞尺的尺寸、对刀块表面到定位表面的尺寸即公差。 夹具中所有有配合关系的元件

14、间应标注尺寸和配合种类。 各定位元件之间，定位元件与导向元件之间，各导向元件之间应标注装配后的位置尺寸和形位公差。 （6）标注技术条件。 定位元件的定位面间相互位置精度。 定位元件的定位表面与夹具安装基面的位置精度。 定位表面与导向元件间的位置精度。 导向元件工作面间的位置精度。 （7）对零件编号，填写标题栏和零件明细表。 每一个零件都必须有自己的编号，此编号是唯一的。在工厂的生产活动中，生产部件按零件编号生产、查找工作。 完整填写标题栏，如装配图号、名称、单位、设计者、比例等。 完整填写明细表，一般来说，加工工件填写在明细表的下方，标准件、装配件填写在明细表的上方。注意，不能遗漏加工工件和标

15、准件、配套件。第3章 夹具精度的验算3.1定位误差的分析与计算3.1.1定位误差（1）工件的加工误差，是指工件加工后在尺寸，形状和位置三个方面偏离理想工件的大小，它是由三部分因素产生的；（2）夹具带着工件安装在机床上，相对机床主轴（或刀具）或运动导轨的位置误差，也称对定误差。（3）加工过程中误差，如机床几何精度，工艺系统的受力，受热变形，切削振动等原因引起的误差。其中定位误差是指工序基准在加工方向上的最大位置变动量所引起爱的加工误差。1. 定位误差，此项主要是定位孔20H7与定位销20g6的间隙产生，最大间隙为0.05mm。2. 钻模板衬套中心与定位销中心距误差，装配图标注尺寸为700.015

16、mm，误差为0.03mm。3. 钻套与衬套的配合间隙，有30H6g5可知最大间隙为0.029mm。4. 钻套内孔与外圆得同轴度误差，对于标准钻套，精度较高，此项可以忽 略。5. 钻头与钻套间隙的间隙会引偏刀具，产生中心距误差e，由下式求出：e=( H/2 + h +B)max/He刀具引偏量（mm）H钻套导向高度（mm）H钻套下断面与工件间的空间高度（mm）max刀具与钻套的最大间隙图3-1 刀具引偏差量 上述各量参看上图刀具与钻套的配合为30H6/g5，可知max=0.025mm；将H=30mm, h=12, B=30mm代入，可求得e=0.05mm。 由于上述各项都是按最大误差计算，实际上

17、各项也不可能同时出现最大值，各误差方向也很可能不一致，因此，其最和误差可按概率法求和： =0.08mm该项误差大于中心距允差0.1mm的2/3，可用。3.1.2产生定位误差的原因（1）平位情面定形，夹具定位基准与工序基准不重合，两基准之间的位置误差会反应到被加工表面的位置上去，所产生的定位误差称之为基准转换误差。（2）定位基准面与定位元件表面的形状误差。（3）导向元件，对刀元件与定位元件间的位置误差。（4）夹紧力使工件或夹具产生变形，产生位置误差。（5）夹具在机床上的安装误差。（6）定位元件与定位元件间的位置误差。第4章 结论课程设计是机械专业学习的一个重要的、总结性的理论和实践相结合的教学环

18、节，是综合运用所学知识和技能的具体实践过程。通过本次毕业设计，我对所学的专业知识有了更深刻的理解和认识。我的课程设计内容源于生产实践，使得课程设计和实践得到了充分的结合，有利于培养解决工程实际问题的能力。在设计过程中，通过把自己几年来所学到的专业知识和实践相结合，并运用到设计中，我顺利完成了课程设计的各项任务。但在设计过程中，我对一些理论问题掌握的不够充分，经过多次向指导老师请教才得以解决。在今后学习和工作中，我会更多的吸取相关方面的知识，不断提高自己的专业水平能力。通过本次课程设计，我了解和掌握了机械装备设计、atuo CAD和机械制图等方面的诸多知识，锻炼了自己分析问题和解决问题的能力，并

19、积累了一定的实践经验，为今后的学习及以后的工作中打下了坚实的基础。但由于时间紧、任务重，再加上本人的知识水平和能力有限，以及经验不足，设计中难免存在一些缺点和错误，欢迎各位老师给予批评指正。第5章 致谢 本次课程设计即将进入尾声了，通过这段时间的设计，使我综合的运用了以前所学的专业知识，在指导教师谆谆教导下，使我完成了本次的课程设计。对我来说，可谓受益匪浅，对我以后的学习，甚至是工作生涯打下良好的基础。本次课程设计我的题目是设计钻孔卡具，由于我的专业基础比较差，以前涉及的很少，对于设计中涉及的定位和夹紧，基准等相关问题我都不是很理解，所以这次课程设计对我有很大的难度，因此在这次设计的过程中，遇

20、到很多的困难，对有些知识没完全理解，其中定位设计部分遇到的困难，我的指导教师张海华就会不厌其烦的为你解答，耐心的指导，使我度过一道道难关，如果没有他们的热心指导，我也不可能顺利完成本次课程设计，在此我要非常感谢张海华老师。在这里，我要特别提出致谢：对我的指导教师的辛勤指导致以最诚意的谢意，对其他老师的帮助和各位任课老师的谆谆教导致以最深的谢意，同时，也要对我的设计提出宝贵建议的同学致以谢意。第6章 参考文献1 冯辛安主编. 机械制造装备设计. 机械工业出版社, 2007，2版2 张海华主编. 机械制造装备设计指导书. 机械工程系, 20073 吴宗泽主编. 机械设计课程设计手册. 高等教育出版社, 1999