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1、机械制造工艺装备课程设计说明书设计题目： 骨架零件钻孔夹具设计 院 系： 培黎工程技术学院机电工程系 班 级： 机械设计制造及其自动化091班 学 号： 设 计 人： 指导教师： 完成日期: 2012年6月8日 兰州城市学院（一）机械制造工艺装备设计任务书姓名学号班级机制091设计题目骨架零件钻孔夹具设计设计要求1. 每个学生按指导教师提供夹具设计题目自己选题目。2. 根据选定的题目，认真分析零件结构及工序加工要求。3. 按制选定的设计题目，设计夹具图纸一套（包括装配图、零件图、标准件明细表、零件目录等）。4. 图纸幅面要按标准规格选取，视图布置要合理，给出必要的技术要求。5. 设计图纸要完整
2、、齐全，满足夹具组装的技术资料。6. 提供设计说明书一份。设计说明书要提供零件工序图一张。说明设计方案：（1）加工要求的技术分析；（2）零件加工需要限制的自由度；（3）确定定位方案，明确定位基准；（4）选择定位元件，每个定位元件限制的自由度；（5）夹紧装置，要说明夹紧的过程。（6）设计体会与总结 设计步骤1. 研究原始资料，明确设计要求；2. 拟定夹具结构方案，绘制夹具结构草图；3. 绘制夹具总图，标注有关尺寸及技术要求；4. 绘制零件图；5. 整理设计资料，撰写设计说明书。6. 设计资料整理提交。（二）工作进度及各阶段任务序号设计阶段设计任务占总设计工作量的比例（%）1设计准备阅读设计任务书
3、、明确设计任务，确定设计题目，了解设计内容，构思工作计划，准备设计资料52定位方案、夹紧方案、总体设计分析工序要求，确定需要限制自由度数，拟定定位方案和夹紧方案 53误差分析定位夹紧方案合理性104夹具装配草图设计绘制夹具结构草图，确定定位元件，确定夹紧机构，确定夹具体结构和尺寸，确定连接结构及尺寸，误差分析205装配图设计根据夹具结构草图和已经确定的有关尺寸完成夹具装配图绘制。306零件工作图设计绘制所要求的零件图157编写设计说明书按要求编写设计说明书，并装订成册108提交图纸和设计资料完善图纸和设计说明书，提交评定。5（三）工装夹具设计评分标准序号评定项目分值1选题复杂系数（较难10分，
4、较易6分）102设计方案合理性（包括定位方案，导向对刀方法，夹紧机构等）203图纸设计质量（图纸布置，图线规范性，结构表达，技术要求的合理性，形位公差标注的合理性和正确性）304标注规范性（制图标准使用，标准件标注的规范性，零件号标注的规范性，标题栏和明细栏设计的规范性，文字符号的规范性）105设计说明书（规范性，设计分析的合理性，定位夹紧方案的说明的情况，对设计题目的理解程度）206考勤情况及课程设计态度57总结和体会5目 录前言1设计思想31、钻床夹具设计过程41.1 工件本工序的加工要求分析41.2 确定夹具的类型41.3 拟定夹具的定位方案和选择定位元件51.4 确定夹具的夹紧方案51
5、.5 确定夹具引导元件51.6 夹具的精度分析与计算51.7 夹紧机构设计与夹紧计算7 1.7.1夹紧机构设计72、绘制夹具总图73、绘制夹具零件图74、小结75、设计心得体会86、参考文献10设计说明书前言1、主要技术指标1） 保证工件的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） 提高生产效率专用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快速高效夹紧装置，以缩短辅助时间，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中
6、批量生产。4） 使用性好专用夹具的操作应简便、省力、安全可靠，排屑应方便，必要时可设置排屑结构。5） 经济性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。2、设计方案、设计方法、设计手段（一）研究原始资料在明确夹具设计任务后，应对以下几方面的原始资料进行研究。1、研究加工工件图样了解该工件的结构形状、尺寸、材料、热处理要求，主要表面的加工精度、表面粗糙度及其它技术要求。2、熟悉工艺文件，明确以下内容（1）毛坯的种类、形状、加工余量及其精度。（2）工件的加工工艺过程、工序图、本工序所处的地位，本工序前已加工表面
7、的精度及表面粗糙度，基准面的状况。（3）本工序所使用的机床、刀具及其它辅具的规格。（4）本工序所采用的切削量。（二）拟订夹具的结构方案1拟订夹具的结构方案包括以下几个内容1） 确定夹具的类型各类机床夹具均有多种不同的类型、钻床夹具有固定式、翻转式、盖板式和滑板式等，应根据工件的型状、尺寸、加工要求及重量确定为回转式。2） 确定工件的定位方案，设计定位装置根据六点定位原则，通过分析工序图确定工件以椎孔定位，定位元件为心轴。3） 确定工件的夹紧方式，设计夹紧装置常用的夹紧机构有斜楔夹紧、螺旋夹紧、偏心夹紧、铰链夹紧等。根据工件的结构，加工方法其因素确定为螺旋夹紧。4） 确定引导元件（钻套的类型及结
8、构尺寸）钻套的类型有固定式钻套、可换式钻套、快换式钻套、特殊式钻套，根据工件加工量确定为可换式钻套。5）绘制夹具总图2、主要工作程序1) 零件本工序的加工要求分析2) 确定夹具类型3) 拟定定位方案和选择定位元件4) 确定夹紧方案5) 确定引导元件(钻套的类型及结构尺寸)6) 夹具精度分析与计算7)绘制夹具总图8)绘制夹具零件图样9）编写设计说明书设计思想 本工序是为一挡环零件加工 1 个10H8 的小孔,所设计的一套钻床专用夹具。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。我们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
9、求，并进行了必要的精度分析。由于是中批量生产，采用了固定式钻床夹具，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。设计思想：以定位轴为主定位，以菱形定位销为辅助定位。此次需要完成的题目如下：如下图所示，设计加工轴套上10H7小孔的钻床夹具。图中其他各表面均已加工完毕。1、钻床夹具设计过程1.1 零件本工序的加工要
10、求分析钻10H7孔本工序前已加工的表面有：(1) 28H7孔及其端面；(2) 外径100、80两端面。本工序使用机床为 Z5125立钻。刀具为通用标准工具。1.2 确定夹具类型本工序所加工一个孔 (10H8)，位于工件外径48的圆周上，孔径较小，工件重量轻、轮廓尺寸以及生产量为大批量生产等原因，采用固定式钻模。1.3 拟定定位方案和选择定位元件(1) 定位方案以 28H7孔及其右端面为定位面，以100左端面为定位面，限制5个自由度。这一定为方案设计基准与定位基准重合，所以B=0 。(2) 选择定位元件选择带台阶面的定位心轴，作为以10H8孔及其端面的定位元件。定位副配合取10H8/f9。1.4
11、 确定夹紧方案参考夹具资料，以定位轴为主定位，以可菱形定位销为辅助定位，采用 M16螺母、垫圈和定位轴在28H7孔右端面夹紧工件。1.5 确定引导元件 (钻套的类型及结构尺寸 )由于生产量为大批量生产故选用可换钻套。主要尺寸由机床夹具零、部件国家标准 GB/T2263 80 、 GB/T2265 80选取。钻孔时钻套内径为10mm。外径为15 mm 。 +中间衬套内径为15 mm。中间衬套外径为22 mm。钻套端面至加工面的距离取41 mm。麻花钻选用10 mm 。引导元件至定位元件间的位置尺寸为65 0.03 mm。钻套轴线对基面的垂直度允差为 0.02mm。1.6 夹具精度分析与计算所设计
12、夹具需保证的加工要求有：尺寸 55 0.1mm；孔 10轴线对 28 轴线间垂直度公差0.1 mm等二项，精度分别验算如下：(1) 尺寸 55 0.1mm的精度校核A、 定位误差D，有前计算，已知D=0；B、 钻套与中间衬套间的最大配合间隙T1= 0.027mm；C、 定位轴的定位端面至衬套中心距离（55mm）其尺寸公差按工件相应尺寸公差的三分之一取为J1=0.03 mm；D、 麻花钻与钻套内孔的间隙 X 2= 0.04mm；E、 钻套外径与中间衬套内径间的最大配合间隙I= 0.027mm；F、 钻头在钻套孔中的倾斜误差：X1=（B+S+H/2）X2 H由于B=5 mm，S=8 mm，H=15
13、 mm。所以X1=（5+8+9）0.0418=0.059G、钻套中间衬套内外表面轴度公差e1=e2=0.02 mm；按概率法相加T=（2J1）2+ e12+ e22+12+ X12=0.124 mmD+T=0.124 mm0.2 mm因而该夹具能保证尺寸55 0.1 mm的加工要求。(2)孔10轴线对28轴线间垂直度公差0.1 mm精度校核钻套孔轴线对夹具底座间垂直度误差T=0.02 mm因此此夹具能保证两孔轴线的垂直度要求。1.7操作过程扭松螺母将工件装到定位轴上，装上垫圈扭紧螺母，则工件被固定。扭松螺母，拆下垫圈，则可取下工件。2.绘制夹具总图根据已完成的夹具结构草图，进一步修改结构，完善
14、视图后，绘制正式夹具总装图。如下所示;3.绘制夹具零件图 定位轴零件图（1） 钻模板零件图（2）4.小结1）目标完成情况：经过两周的努力，设计达到了预想的成功，由于条件的限制没能加工出成品，但对于我自己来说已经学到了不少东西。2）存在不足：一是对钻床的不熟悉，二是在公差与配合方面的知识所学较少。3）程序设计中遇到的问题及解决方法：主要困难：学院图书馆相关资料有限，设计此项目任务重工作量大物力条件有限以及经济上的原因造成难以落实原材料加工出成品5、课程设计心得体会课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，这是我们迈向社会、从事职业工作前一个必不可少的过程。为期两周的夹具课程设计已经接近尾声，
15、回顾整个过程，我在老师的指导下，取得了可喜的成绩，课程设计作为机械制造装备及其设备、机械制造技术基础课程的重要环节，使理论与实践更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。这次课程设计给我们提供了一个应用自己所学知识的机会，从到图书馆查找资料到对夹具精度分析与计算和运用手工画出夹具零件图到最后夹具总图的成型。都对我所学的知识进行了检验。可以说，本次课程设计有苦也有甜。设计思路是最重要的，只要你的设计思路是成功的，那你的设计已经成功了一半。因此我们应该在设计前做好充分的准备，像查找详细的资料，为我们设计的成功打下坚实的基础。制作过程是一个考验人耐心的过程，不能有丝毫的急躁，马虎，
16、要心平气合的一步一步来。总体来说，通过这次设计我受益匪浅。在摸索该如何画出夹具零件图时的过程中，也特别有趣，培养了我的设计思维，增加了实际操作能力。在让我体会到了搞设计艰辛的同时，更让我体会到成功的喜悦和快乐。本次课程设计主要为专用夹具设计。我们运用了基准选择、切削用量选择计算、机床选用、时间定额计算等方面的知识；夹具设计的阶段运用了工件定位、夹紧机构及零件结构设计等方面的知识。通过此次设计，使我们基本掌握了零件的加工过程分析、工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤等。学会了查相关手册、选择使用工艺装备等等。总的来说，这次设计，使我们在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。提高了我们的思考、解决问题创新设计的能力，为以后的设计工作打下了较好的基础。由于能力所限，设计中还有许多不足之处，恳请各位老师、同学们批评指正！最后，我要衷心地感谢老师。参考文献1 陈立德.机械制造技术基础课程设计.高等教育出版社,20092 薛彦成.公差配合与技术测量,19923张芙丽，张国强.机械制造装备及其设计.国防工业出版社，20084卢秉恒，机械制造技术基础.机械工业出版社,20075李名望，机床夹具设计.化学工业出版社，20096吴 拓，现代机床夹具典型结构图册. 化学工业出版社，2011
