毕业设计（论文）变速箱工作面钻底孔夹具设计.doc

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1、毕业设计（论文）开题报告系（部）：机械工程系 年 月 日 （学生填表）课题名称拖拉机变速箱壳体工艺设计及操盖面上所有螺纹底孔钻夹具设计学生姓名范树才专业班级机制131课题类型指导老师储岩职称课题来源1、 综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义机 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 飄 的 装 又 称 卡 具 。 从 广 又 上 说 ， 在 工 艺 过 程 中 的 任 何 工 序 ， 用 来 迅 速 、 方 便 、 安 全 地 安 装 工 件 的 装 置 ， 都 可 称 为 夹 具 例 如 焊 接

2、 夹 具 、 检 验 夹 具 、 装 夹 具 机 床 夹 具 等 。 其 中 机 床 夹 具 最 为 常 见 ， 常 简 称 为 夹 具 。 在 机 床 上 加 工 工 件 时 ， 为 使 工 件 的 表 而 能 达 到 图 纸 规 定 的 尺 寸 、 几 何 形 状 以 及 与 其 他 表 面 的 相 互 位 置 精 度 等 技 术 要 求 ， 加 工 前 必 须 将 工 件 装 好 （ 定 位 ） 、 夹 牢 （ 夹 紧 ） 以 夹 具 通 常 由 定 位 元 件 （ 确 定 工 件 在 夹 具 中 的 正 确 位 置 ） 、 夹 紧 装 置 、 对 刀 弓 导 元 件 （ 确 定 刀 具

3、 与 工 件 的 相 对 位 置 或 导 引 刀 具 方 向 ） 、 分 度 装 置 （ 使 工 件 在 一 次 安 装 中 能 完 成 数 个 工 位 的 加 工 ， 有 回 转 分 度 装 置 和 直 线 移 动 分 度 装 置 两 类 ） 、 连 接 元 件 以 及 夹 具 体 （ 夹 具 底 座 ） 等 组 成 ， 夹 具 种 类 按 使 用 特 点 可 分 为 ； 万 能 通 用 夹 具 ， 如 机 用卡 盘 、 分 度 头 和 回 转 工 作 台 等 ， 有 很 大 的 通 用 性 ， 能 较 好 地 适 应 加 工 工 序 和 加 工 对 象 的 变 换 ， 其 结 构 已 定

4、型 ， 尺 寸 、 规 格 已 系 列 化 ， 其 中 大 多 数 已 成 为 机 床 的 一 种 标 准 附 件 。 专 用 性 夹 具 ， 为 某 种 产 品 零 件 在 某 道 工 序 上 的 装 夹 需 要 而 专 门 设 计 伟 刂 岳 服 务 对 象 专 一 ， 针 对 性 很 ， 一 般 由 产 品 制 造 厂 自 行 设 计 常 用 的 有车 床 夹 具 、 铣 床 夹 具 、 钻 模 （ 引 导 刀 具 在 工 件 上 钻 孔 或 铰 孔 用 的 机 床 夹 具 ） 、 镗 模 （ 引 导 镗 刀 杆 在 工 件 上 镗 孔 用 的 机 床 夹 具 ） 和 随 行 夹 具 （

5、 用 于 组 合 机 床 自 动 线 上 的 移 动 式 夹 具 ） 。 可 调 夹 具 ， 可 以 更 换 或 调 整 元 件 的 专 用 夹 具 。 组 厶 夹 具 。 由 不 同 形 状 、 规 格 和 用 途 的 标 准 化 元 件 组 成 的 夹 具 ， 适 用 于 新 产 品 试制和产品经常更换的单件、小批生产以及临时任务 。本设计是拖拉机变速箱的孔加工的钻床专用夹具设计，它的主要加工面是正面钻孔。从零件的结构外型分析，它的外型复杂，且不易加工，因此该零件材料为铸造件。该铸件为机床的箱体类零件，属批量生产，而所要加工的是该零件上的孔，为了满足加工精度的要求，满足零件的形位公差要求，

6、在设计夹具的时候必须保证该夹具能够对工件进行严格的定位，确定定位方案，确保不出现过定位、欠定位等现象。综合所给零件的形状特点，可以初步确定所设计专用夹具的大体结构。然后再根据工件的具体外形尺寸，通过查阅夹具设计方面的相关书籍、手册等资料详细确定夹具各个部分的尺寸。夹具是制造系统的重要组成部分，不论是传统制造，还是现代制造系统，夹具都显现出了在机械加工中的重要地位。因此，好的夹具设计可以提高产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本。当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求，企业对夹具的设计及制造同样也提出了更高的要求

7、。夹具的好坏直接关系着工件的加工质量以及生产效率等，为了更好的服务制造业的发展，我们有必要对夹具进行设计和研究。2、 研究的基本内容，拟解决的主要问题1)、分析毕业设计课题参数、明确课题零件的设计要求。2)、针对本课题所给出零件特点，分析零件设计方案，制订出毕业设计课题设计方案，并进行方案比较，优化设计方案，撰写开题报告。3)、合理选择定位方式及夹具夹紧方案，完成夹具设计的有关尺寸的计算。4)、完成夹具体装配图及零件图结构设计，了解相关部件制造材料选择以及结构参数选择原则5）、查阅和专业相关的英文资料，并按要求翻译成中文。6）、对相关零件进行强度校核及计算，按照毕业设计说明书内容、格式要求，撰

8、写毕业设计说明书。3、 研究步骤、方法及措施1）、对零件进行工艺分析，包括零件的技术要求、尺寸及形位公差。2）、分析课题中所涉及的机械机构。3）、在图书馆查阅相关的图书资料。4）、寻求导师的指导和帮助。4、主要参考文献1、李洪 主编机械加工工艺手册J北京出版社1992年 2、刘文剑 主编夹具工程师手册J黑龙江科学技术出版社1987年 3、李存霞 主编机床夹具设计与应用M清华大学出版社2011年 4、苏建修 主编机械制造基础M机械工业出版社2012年 5、张权民 主编机床夹具设计M科学出版社2013年 6、孟宪栋 主编机床夹具图册J机械工业出版社1999指导老师意见指导老师签字： 年 月 日常州

9、信息职业技术学院- 1 -毕业设计（论文）钻床夹具设计年 级:2013级学 号:1304163111姓 名:范树才专 业:机械设计与制造指导老师:储岩 2015年9月 摘 要 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。又称卡具。从广义上说，在工艺过程中的任何工序，用来迅速、方便、安全地安装工件的装置，都可称为夹具。例如焊接夹具、检验夹具、装配夹具、机床夹具等。其中机床夹具最为常见，常简称为夹具 。在机床上加工工件时，为使工件的表面能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其他表面的相互位置精度等技术要求 ，加工前必须将工件装好（定位）、夹牢（夹紧）。夹具通常由定位元

10、件（确定工件在夹具中的正确位置）、夹紧装置 、对刀引导元件(确定刀具与工件的相对位置或导引刀具方向)、分度装置（使工件在一次安装中能完成数个工位的加工，有回转分度装置和直线移动分度装置两类）、连接元件以及夹具体（夹具底座）等组成。夹具种类按使用特点可分为：1）通用夹：通用夹具是指已经标准化的，在一定范围内可用于加工不同工件的夹具。例如，车床上三爪卡盘和四爪单动卡盘，铣床上的平口钳、分度头和回转工作台等。这类夹具一般由专业工厂生产，常作为机床附件提供给用户。其特点是适应性广，生产效率低，主要适用于单件、小批量的生产中。 2）专用夹具：专用夹具是指专为某一工件的某道工序而专门设计的夹具。其特点是结

11、构紧凑，操作迅速、方便、省力，可以保证较高的加工精度和生产效率，但设计制造周期较长、制造费用也较高。当产品变更时，夹具将由于无法再使用而报废。只适用于产品固定且批量较大的生产中。3）通用可调夹具和成组夹具：其特点是夹具的部分元件可以更换，部分装置可以调整，以适应不同零件的加工。用于相似零件的成组加工所用的夹具，称为成组夹具。通用可调夹具与成组夹具相比，加工对象不很明确，适用范围更广一些。4）组合夹具：组合夹具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的标准元件和部件组装而成的夹具。由专业厂家制造，其特点是灵活多变，万能性强，制造周期短、元件能反复使用，特别适用于新产品的试制和单件小批生产。 Abs

12、tractFixture is an indispensable component in machining, in the machine tool technology to high-speed, high efficiency, precision, complex, intelligent, environmentally friendly direction, driven by fixture technology is moving in high-precision, high efficiency, module, combination, general economi

13、c direction.The task of the thesis is processing five holes on parts (cabinet) ,four face, a sidewall.As the parts are high-volume production,hole require high precision, so the design of a special drilling fixture.Assurance the quality of machining .Thanks to the high utilization rate of the fixtur

14、e, the economy is good, with strong features and a small number of components, supporting low-cost, lower production costs,with clamping device, reduce downtime, improve production efficiency.Designed drilling fixture, the first careful analysis is the technical requirements for processing component

15、s, fixture design using the basic principles and methods.Prepared the fixture design scheme ;Meet the conditions of precision ,then reasonable installation, positioning, clamping;After the completion of draft fixture, and further consider the connection relation between parts and screws, nuts, pins

16、and other fixed means,designing the reasonable structure to achieve relative motion between the various components;Requirements of the various components, select the appropriate materials.Completion of all drilling fixture design, using the AutoCAD drawing two-dimensional graphics,first draw assembl

17、y drawing, and then removed from the part drawing on the painting Parts,marking the related to size and technical requirements,finally, write a thesis, organize, edit, complete the graduation project.目录摘 要- 2 -第1章 绪 论11.1 机床夹具的发展概括11.2 机床夹具的发展方向11.3 夹具的特点31.4 夹具的设计要点3第2章 钻床夹具的总体设计42.1 设计任务42.2 夹具的设计

18、步骤52.3 钻床夹具的设计6第1章 绪 论1.1 机床夹具的发展概括 机床夹具的现状：机床夹具是在机械制造过程中，用来固定加工对象，使之占有正确的空间位置，用来加工或检测并保证加工要求的机床附加装置，简称为夹具。国际生产研究协会的统计表明，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，以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具；另一方面，在多品种生产的企业中，每隔34年就要更新5080左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为1020左右，为了适应科

19、学技术的快速发展，我们在短短几年内需更新大量的专用夹具，这样即提高了加工的成本，也造成了材料的浪费，为了减少这种情况，我们可以采用数控机床的柔性化制造技术。近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统（FMS）等新加工技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求：1）能迅速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；2）能装夹一组具有相似性特征的工件；3）能适用于精密加工的高精度机床夹具；4）能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具；5）采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率；6）提高机床夹具的标准化程度。1.2 机床夹具的发展方向现代机床夹

20、具的发展方向：主要表现为标准化、精密化、高效化、柔性化和模块化等五个方面。（1）标准化 机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准：GB/T2148T225991以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。（2）精密化 随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达0.1；用于精密车削的高精度三爪自定心卡盘，其定心精度为5m。（3）高效化 高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产

21、率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有自动化夹具、高速化夹具和具有夹紧力装置的夹具等。例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高5倍左右；在车床上使用高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在试验转速为9000r/min的条件下仍能牢固地夹紧工件，从而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生产流水线、自动线配置相应的高效、自动化夹具外，在数控机床上，尤其在加工中心上出现了各种自动装夹工件的夹具以及自动更换夹具的装置，充分发挥了数控机床的效率。（4）柔性化 机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、组合等方式，以适应工艺可变因素的能力。工艺的可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的

22、形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块化夹具、数控夹具等。为适应现代机械工业多品种、中小批量生产的需要，扩大夹具的柔性化程度，改变专用夹具的不可拆结构为可拆结构，发展可调夹具结构，将是当前夹具发展的主要方向。（5）模块化 模块化的设计省时、节能，体现在各种先进夹具的系统中，为夹具的计算机辅助设计与组装打下了坚实的基础，应用CAD技术，可建立元件库、典型夹具库和用户使用档案库，可进行夹具优化设计，进行夹具的三维实体组装。模拟仿真刀具的切削过程，为用户提供正确、合理的配套方案，了解市场需求，不断地改进和完善夹具系统。1.3 夹具的特点1）保证工件的

23、加工精度专用夹具应有合理的定位方案，合适的尺寸，公差和技术要求，并进行必要的精度分析，确保夹具能满足工件的加工精度要求。2）提高生产效率专业夹具的复杂程度要与工件的生产纲领相适应，应根据工件生产批量的大小选用不同复杂程度的高效夹紧装置，以缩短辅助时间，以提高生产效率。3）工艺性好专用夹具的结构简单，合理，便于加工，装配，检验和维修。专用夹具的生产属于小批量生产。4）使用性好专用夹具的操作应简单，安全可靠，排屑应方便，必要时可设置排屑机构。5）经济型好除考虑专用夹具本身结构简单，标准化程度高，成本低廉外，还应根据生产纲领对夹具方案进行必要的经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益。1.4 夹具的设

24、计要点确定各表面加工方案，在选择各表面孔的加工方法时，需综合考虑以下因素：（1）要考虑各表面的精度和质量要求，根据各加工表面的技术要求，选择加工方法及分几次加工。（2）根据生产类型来选择，在大批量生产中可使用专用的高效率的设备；在单件小批量生产中则使用常用设备和一般加工方法。（3）要考虑被加工材料的性质。（4）要考虑工厂或车间的实际情况，同时也应考虑不断改进现有的加工方法和设备，推广新技术，提高工艺水平。（5）此外，还要考虑一些其他因素，如加工表面的物理机械性能的特殊要求，工件形状和重量等。第2章 钻床夹具的总体设计2.1 设计任务本设计的主要任务是设计一个钻床夹具，在零件端面上钻孔，不相互对

25、称的孔，为了使钻孔的位置精确，必须对零件进行固定定位，提高加工精度，使之满足使用要求。专用夹具设计，方便加工及装卸，节省时间，提高工作效率。被加工零件如下图：如图所示，被加工零件材料为HT200，在零件端面上钻孔，孔的直径为6.7mm、8.5mm、10.2mm，保证位置度，尺寸。夹具安装到被加工零件上应对夹具进行定位，因为在钻端面上的孔时，可能发生钻模板的左右移动，所以采用插销定位，因为设计的是盖板式钻床夹具，满足以右端面为定位基准的要求2.2 夹具的设计步骤1）明确设计任务书与收集设计材料夹具设计的第一步是在已知生产纲领的前提下，研究被加工零件的零件图、工序图、工艺规程和设计任务书，对工件进

26、行工艺分析。其内容主要是了解工件的特点、材料；确定本工序的加工表面、加工要求、加工余量、定位基准和夹紧表面及所用的机床、刀具、量具等。其次是根据设计任务书收集有关材料，如机床的技术参数，夹具零部件的国家标准、部颁标准和装订标准，各类夹具图册、夹具设计手册等，还可收集一些同类夹具的设计样图，并了解该厂的工装制造水平，以供参考。2）拟定夹具结构方案与绘制夹具草图A）确定工件的定位方案，设计定位装置。B）确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置。C）确定对刀或导向方案，设计对刀或导向装置。D）确定夹具与机床的连接方式，设计连接元件及安装基面。E）确定和设计其它装置及元件的结构型式，如分度装置、定位装置及吊装

27、元件等。F）确定夹具体的结构型式及夹具在机床上的安装方式。G）绘制夹具草图，并标注尺寸、公差及技术要求。3） 进行必要的分析计算工件的加工精度较高时，应进行工件加工精度分析。有动力装置的夹具，需计算夹紧力。当有几种夹具方案时，可进行经济分析，选用经济效益较好的方案。4） 绘制夹具装配总图夹具的总装配图应按国家标准绘制。绘图比例尽量采用1:1. 主视图按夹具面对操作者的反向绘制。总图应把夹具的工作原理、各种装置的结构及其相互关系表达清楚。夹具总图的绘制次序如下：A） 用双点划线将工件的外形轮廓、定位基面、夹紧表面及加工表面绘制在各个视图的合适位置上。在总图中，工件可看作透明体，不遮挡后面夹具的线

28、条。B） 依次绘出定位装置、夹紧装置、对刀或导向装置、其它装置、夹具体及连接元件和安装基面。C） 标注必要的尺寸、公差和技术要求。D） 编制夹具明细表及标题栏完整的夹具装配总图可参阅夹具图册。5）绘制夹具零件图夹具中的非标准零件均要画零件图，并按夹具总图的要求，确定零件的尺寸、公差及技术要求。2.3 钻床夹具的设计钻变速箱操作盖面上所有螺纹底孔，夹具采用回转夹具，以喇叭口端面、80K7孔及一定端定位使上盖面朝上，以中间拨叉轴孔15及上盖面，四方面定位。；可换钻套固定在钻模板上 ，用开槽圆柱头螺钉进行连接、固定。 如图 2-2A，钻床夹具装配图的俯视图中，可以清楚的看到，为了钻零件端面上11个孔

29、时设计的可换钻套,与钻套用螺钉在盖板上的位置；设计了一个菱形销，它把盖板和工件连接，作用是方便盖板的定位；压紧螺钉、六角螺母是压板下面部分的剖视，可以看出与螺杆的连接情况；六角头螺栓的作用是连接盖板板和侧板，当旋转压紧螺钉的活动手柄时，螺柱转动，运用杠杆原理，压板夹紧盖板。 2-2A 钻床夹具俯视图在上图，钻床夹具装配图的俯视图和前半刨视图中，可以清楚的看到整个夹紧装置和它的连接情况，移动压板、活动手柄压紧螺栓、球头螺栓、弹簧，移动压板和球头螺栓的连接处，采用弹簧，压紧快、自锁性等特点，夹紧后，钻孔的过程中，即使有振动，也不会出现打滑的现象；中间板剖视后可以清楚的看到菱形销的形状，方便安装，菱形销起到一个定位的作用，在夹紧过程中，不会因为位置偏移，影响加工精度；。