第一篇：尾座體鉆床夾具設計說明書

洛陽理工學院

課程設計說明書

課 程 名 稱 機械制造裝備設計

設 計 課 題 尾座體鉆床夾具設計 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級 B120235 姓 名 王超

學 號 B12023517 2014年 01月1

日

03 課 程 設 計 任 務 書

機械工程 系 機械設計制造及其自動化 專業(yè) 學生姓名 王超 班級 B120235 學號 B12023517 課程名稱： 機械制造裝備設計 設計題目： 尾座體鉆床夾具設計 課程設計內(nèi)容與要求： 內(nèi)容：

加工尾座體上的孔，設計一套夾具，便于鉆床加工。設計要求：

1.在鉆床上加工Φ17的孔。

2.要求繪制A1裝配圖一張，A3零件圖一張，A4加工零件圖一張，設計說明書一份。

3.夾具設計要求合理，有利提高加工精度，保證加工質量，降低加工成本，提高勞動生產(chǎn)率和減輕工人的勞動強度。

設計（論文）開始日期 2013年 12月23日 設計（論文）完成日期 2014年 01月03 日

指導老師：張洪濤

課程設計評語

機械工程 系 機械設計制造及其自動化 專業(yè) 學生姓名 王超 班級 B120235 學號 B12023517 課程名稱： 機械制造裝備設計 設計題目： 尾座體鉆床夾具設計

課程設計篇幅：

指導老師評語：

年 月 日 3

紙 共 3 張 說明書 共19頁 指導老師：

圖 目 錄

序言···········································································································5 第1章 零件分析·······················································································6

1.1設計前的準備工作 ··········································································6

1.1.1明確工件的年生產(chǎn)綱領···························································6

1.1.2熟悉工件零件圖 ·······································································6

1.1.3加工方法···················································································7 1.2零件的工藝分析················································································7 1.2.1定位方案···················································································7 1.2.2選擇夾緊機構···········································································8 1.2.3 選擇導向裝置········································································10 1.2.4 夾具體 ··················································································11

1.3繪制夾具裝配圖··············································································12 1.3.1制圖比例 ···············································································12 1.3.2 定位、夾緊、導向、夾具體·····················································13 第2章 夾具結構設計···········································································15

2.1 夾具裝配圖上標注的尺寸 ···················································15

2.2 夾具裝配圖上應標注的技術要求·········································15

2.3 零件編號、填寫標題欄和零件明細表·································16 總結 ·······································································································17 致謝 ·······································································································18 參考文獻 ·································································································19

序 言

機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品。并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可直接供人們使用，也可為其他行業(yè)提供設備。社會上有著各種各樣的機械設備或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎的有力支柱，從某種意義上講，機械水平的制造高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟的綜合實力和科學技術水平的重要標志。

支架的夾具設計是在學完了機械制圖，機械制造裝備設計，機械設計，機械工程材料等進行的課程設計，正確的解決了一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線的安排，工藝尺寸確定等問題，并設計出專用夾具，保證零件的加工質量。本次課程設計培養(yǎng)了我自學和查資料的能力，讓我的知識面更廣。對制造業(yè)有了一個新的認識。因此本次的設計的實踐性強。所以在設計中既要注意基本概念，基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐需要。只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結合，才能更好的完成本次的設計。

我希望能通過這次課程設計，了解并認識一般機器零件的生產(chǎn)工藝過程，鞏固和加深已學過的技術基礎課和專業(yè)課的知識，理論聯(lián)系實際，對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后的工作打下一個良好的基礎，并且為后續(xù)課程的學習打好基礎。第1章 零件分析 1.1設計前的準備工作

（1）熟悉任務書，明確設計的內(nèi)容與要求。（2）熟悉設計指導書、有關資料、圖紙等。（3）觀看實物，了解夾具的工作過程。1.1.1 明確工件的年生產(chǎn)綱領

它是夾具總體方案確定的依據(jù)之一，它決定了夾具的復雜程度和自動化程度。如大批量生產(chǎn)時，一般選擇機動、多工件，自動化程度高的方案，結構也隨之復雜，成本也提高較多。

經(jīng)分析所加工工件屬于輕型零件。結合實際生產(chǎn)類型屬于大批生產(chǎn)。根據(jù)所加工工件可知，屬于中批生產(chǎn)，經(jīng)過經(jīng)濟性和實用性考慮,夾具設計成手動，即可滿足要求。1.1.2 熟悉工件零件圖

零件圖給出了工件的尺寸、形狀和位置、表面粗糙度等精度的總體要求，工序圖則給出了夾具所在工序的零件的工序基準、工序尺寸、已加工表面、待加工表面、以及本工序的定位、夾緊原理方案，這是夾具設計的直接依據(jù)。

圖1-1 尾座體零件圖 已知待加工工件如上圖1-1所示，零件材料HT200，加工Φ17孔。1.1.3加工方法

了解工藝規(guī)程中本工序的加工內(nèi)容，機床、刀具、切削用量、工步安排、工時定額，同時加工零件數(shù)。這些是在考慮夾具總體方案、操作、估算夾緊力等方面必不可少的。

根據(jù)零件圖可知，加工的內(nèi)容是鉆一個Φ17的孔，所選用的是鉆床，在手動的專用夾具中加工完成。1.2零件的工藝分析 1.2.1 定位方案

此時應仔細分析本工序的工序內(nèi)容及加工精度要求，按照六點定位原理和本工序的加工精度要求，確定具體的定位方案和定位元件。

要擬定幾種具體方案進行比較，選擇或組合最佳方案。

根據(jù)工序圖給出的定位元件方案，按有關標準正確選擇定位元件或定位的組合。在機床夾具的使用過程中，工件的批量越大，定位元件的磨損越快，選用標準定位元件增加了夾具零件的互換性，方便機床夾具的維修和維護。

因此根據(jù)本次夾具設計的零件，我采用一面兩銷定位，以A面定位限制三個自由度，即y的移動，x和z的轉動，短圓柱銷限制x和z的移動，短圓柱銷和菱形銷限制y的轉動，六個自由度正好被限制，符合六點定位原理。所選用定位銷類型及對比分析：

圖1-2短形定位銷 圖1-3菱形定位銷 圖1-4長形定位銷 如圖1-2短形圓柱銷能夠使所設計的夾具體占用的空間小且能夠滿足夾緊要求。

如圖1-3菱形定位銷，本夾具定位方式為兩短圓柱銷和菱形銷組合定位，選用一個菱形銷，這樣可以避免過定位，有利于很好的定位，所以選用菱形定位銷。

如圖1-4長型定位銷，不能夠滿足定位方式同時其所占用的空間太大，不利于節(jié)省材料，不經(jīng)濟，也不利于夾具的設計，所以不選用長型的定位銷。

綜上所述我選用的定位方式為一面兩銷定位，采用短形銷和菱形銷。1.2.2 選擇夾緊機構

（1）夾緊力的方向

夾緊力的方向要有利于工件的定位，并注意工件的剛性方向，不能使工件有脫離定位表面的趨勢，防止工件在夾緊力的作用下產(chǎn)生變形。

（2）夾緊力的作用點

夾緊力的作用點應選擇在定位元件支承點的作用范圍內(nèi)，以及工作剛度高的位置。確保工件定位準確、不變形。

（3）選擇夾緊機構

在確定夾緊力的方向、作用點的同時，要確定相應的夾緊機構。確定夾緊機構要注意以下幾方面的問題：

①安全性 夾緊機構應具備足夠的強度和夾緊力，以防止以外傷及夾具操作人員。

②手動夾具夾緊機構的操作力不應過大，以減輕操作人員的勞動強度。③夾緊機構的行程不宜過長，以提高夾具的工作效率。④手動夾緊機構應操作靈活、方便。

確定夾緊力的方向、作用點，以及夾緊元件或夾緊機構，估算夾緊力大小，要選擇和設計動力源。夾緊方案也需反復分析比較，確定后，正式設計時也可能在具體結構上作一些修改。方案一 使用氣動斜鍥夾緊機構

方案二 使用偏心夾緊機構

方案二的偏心夾緊機構夾緊力和夾緊行程都較小，自鎖性能比較差，結構抗沖擊性較差，在我的夾具設計中不合適用。因此我采用方案一單螺旋夾緊機構，它結構簡單，夾緊行程大，且自鎖性能好，增力比大。方案三 使用螺旋壓板夾緊機構

螺旋壓板夾緊機構在螺母端面和壓板之間設置有球面墊圈和錐面墊圈，可防止在壓板傾斜時螺栓不致因受彎矩作用而損壞，而且通過錐面墊圈將夾緊力均勻地作用在薄壁工件上，可以減少夾緊變形。因此選用方案三較合理。

1.2.3 選擇導向裝置

導向裝置是夾具保證加工精度的重要裝置，如鉆孔導向套、鏜套、對刀裝置、對定裝置等，這些裝置均已標準化，可按標準選擇，常用的幾種鉆套如下圖所示

圖1-6可換鉆套 圖1-7快換鉆套 圖1-8固定鉆套 根據(jù)本設計夾具類型，工件批量生產(chǎn)，為提高加工效率，所選快換鉆套，如下圖

圖1-9 快換鉆套

1.2.4 夾具體

用來安裝和固定定位元件，夾緊機構和鉆模板的實體。具體大小根據(jù)整個機構的大小而調(diào)整，要保證機構的穩(wěn)定，水平，所以形位公差會有較嚴格的要求。

夾具體是夾具的基礎體，它將夾具上的各種裝置和元件連接成一個整體，并通過它將夾具安裝到機床上。它的結構形狀及尺寸大小，取決于加工工件的特點、尺寸大小，各種元件的結構和布局，夾具于機床的連接方式，切削力、重力等大小的影響。

夾具體應滿足以下幾點計算要求：

1、應有足夠的強度和剛度；

2、力求結構簡單及裝卸工件方便；

3、結構工藝形好；

4、排屑切屑要方便；

5、在機床上安裝穩(wěn)定可靠；

6、具有適當?shù)木群统叽绶€(wěn)定性；

根據(jù)要求夾具體選用鑄件，這樣既滿足要求而且工藝性較鍛造好，如下圖所示：

夾具體 1.3繪制夾具裝配圖 1.3.1制圖比例1：1 把工件視為透明體，用粗線劃線畫出輪廓，畫出定位面、夾緊面和加工的孔，無關表面可以省略。1.3.2 定位、夾緊、導向、夾具體

畫出定位元件和導向元件，按夾緊狀態(tài)畫出夾緊元件或機構，必要時可用雙點劃線畫出松開位置時的夾緊元件的輪廓，畫出夾具體，其他元件或機構，以及上述各元件與夾具體的聯(lián)結，使夾具形成一體，標注必要的尺寸，配合和技術條件。對零件編號，填寫標題欄和零件明細表。其中還要在定位，導向完成后進行定位精度驗算，在夾緊機構完成后進行夾緊力的驗算，以及重要的受力元件或機構的強度、剛度驗算。

（1）裝配圖應按國家標準盡可能1：1地繪制，這樣圖樣有良好的直觀性。主視圖應按操作實際位置布置，三視圖要能完整清楚表示出夾具的工作原理和結 構。

（2）視工件為透明體，用雙點畫線畫出主要部分（如輪廓，定位面‘夾緊面和加工表面）。畫出定位元件、夾緊機構、導向裝置的位置。

（3）按照夾緊狀態(tài)畫出夾緊元件和夾緊機構。

（4）畫出夾具體及其他聯(lián)接用的元件（聯(lián)接體、螺釘?shù)龋瑢A具各組成元件聯(lián)成一體。

（5）標注必要的尺寸、配合、公差等。

①夾具的外形尺寸，所設計夾具的最大長、寬、高尺寸。我本次設計中的長229mm，寬125mm，高106mm。

②夾具與機床的聯(lián)系尺寸，即夾具在機床上的定位、國定尺寸。如車床夾具的莫氏硬度、銑床夾具的對定裝置等。

③快換鉆套與襯套之間采用間隙配合，其配合公差為φ42H7/g6，襯套與鉆模板之間采用過盈配合，其配合公差為φ52H7/n6。

裝配圖 第2章 夾具結構設計 2.1 夾具裝備圖上標注的尺寸

裝備圖不是制造零件的直接依據(jù)。因此，裝備圖中不需注出零件的全部尺寸，只需標注出一些必要的尺寸，這些尺寸按其作用的不同，大致可以分為以下幾類：

（1）性能（規(guī)格）尺寸

表示機器或部件性能（規(guī)格）的尺寸，在設計時就已確定，也是設計、了解和選用該機器或部件的依據(jù)。

（2）裝配尺寸

包括保證有關零件間配合性質的尺寸、保證零件間相對位置的尺寸、裝配時進行加工的有關尺寸等。

（3）安裝尺寸

機器或部件安裝時所需的尺寸。

（4）外形尺寸

表示機器或部件外形輪廓的大小，即總長、總寬和總高。它為包裝、運輸和安裝過程所占的空間大小提供了數(shù)據(jù)。

（5）其它重要尺寸

它們是在設計中確定，又不屬于上述幾類尺寸的一些重要尺寸。如運動零件的極限尺寸、主體零件的重要尺寸等。

上述五類尺寸之間并不是孤立無關的。實際上有的尺寸往往同時具有多種作用。

2.2 夾具裝配圖上應標注的技術要求

（1）定位元件的定位面間相互位置精度。

（2）快換鉆套中心線與定位面A的垂直度誤差要求不大于0.05.（3）螺桿的中心線與定位面A的平行度誤差要求不大于0.05。

夾具裝配圖上應標注必要的尺寸和技術要求，主要目的是為了檢驗本工序零件加工表面的形狀，位置和尺寸精度在夾具中是否可以達到，為了設計夾具零件圖，也為了夾具裝配和裝配精度的檢測。

2.3零件編號、填寫標題欄和零件明細表

每一個零件都必須有自己的編號，此編號是唯一的。在工廠的生產(chǎn)活動中，生產(chǎn)部件按零件編號生產(chǎn)、查找工作。

完整填寫標題欄，如裝配圖號、名稱、單位、設計者、比例等。

完整填寫明細表，一般來說，加工工件填寫在明細表的下方，標準件、裝配件填寫在明細表的上方。注意，不能遺漏加工工件和標準件、配套件。

總結

夾具課程設計即將結束,回顧整個過程，經(jīng)過輔導老師張老師和同學的幫助，還有自己不懈的努力，終于定時定量的完成了這次課程設計。課程設計作為機械制造與自動化專業(yè)的重點，使理論與實踐結合，對理論知識加深了理解，使生產(chǎn)實習中的理解和認識也得到了強化。

本次課程設計主要是機械加工專用夾具設計。機械加工夾具設計運用了基準選擇、工件定位、夾緊機構等知識。通過此次設計，使我基本掌握了零件的加工過程分析、專用夾具設計的方法和步驟等。學會了查相關手冊、選擇使用工藝裝備等等。本次設計還存在很多不足之處。由于對知識的掌握不夠扎實，在設計過程中不能全面地考慮問題。仍需要進一步研究和實踐。

在這段時間的不懈努力下，我了解了在課程設計中應注意的問題：

（1）注意與工藝規(guī)程的銜接，夾具設計應和工序設計統(tǒng)一

所需設計的夾具絕大多數(shù)用于零件加工的某一特定工序。在工藝設計環(huán)節(jié)中，對該工序的設計已要求設計其定位與夾緊方案；因此夾具設計的具體內(nèi)容應與工序設計保持一致，不能相互沖突。

（2）設計時要有整體觀念

夾具設計有其自身的特點：定位、夾緊等各種裝置在設計前是分開考慮的，設計后期通過夾具體的設計將各種元件聯(lián)系為一個整體。

（3）設計中應學習正確運用標準與規(guī)范

對于國家標準的規(guī)范要嚴格要求和執(zhí)行。夾具設計過程中選擇各種功能元件時應注意盡可能選用標準件，減少非標準件的設計制造工作量，降低夾具成本。

致 謝

兩周的課程設計就要結束了，回顧這兩周來的設計情景還歷歷在目。在課程設計的過程中遇到了很多的困難，在此我要感謝我的指導老師張洪濤老師給我悉心的幫助和對我耐心而細致的指導，同時也感謝跟我同組的同學，在課程設計的過程中，他們也給了我很大的幫助。在老師和同學的幫助下，通過我不懈的努力，終于在規(guī)定的時間內(nèi)完成了我的設計。

通過這次的課程設計讓我把我所學的知識得到了充分的應用，同時也讓我對夾具設計的過程有了新的認識，也提高了我查手冊的能力。再一次感謝張老師和我同組的同學對我的幫助。

大學的學習時光我學到很多知識。母校洛陽理工給了我在大學深造的機會，讓我能繼續(xù)學習和提高。老師們課堂上的激情洋溢，課堂下的諄諄教誨，同學們在學習中的認真熱情，生活上的熱心主動，所有這些都讓我的充滿了感動。我要感謝我母校——洛陽理工學院，是母校給我們提供了優(yōu)良的學習環(huán)境。另外，我還要感謝那些曾給我授過課的每一位老師，是你們教會我專業(yè)知識。在此，我再說一次謝謝！

參考文獻

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第二篇：鉆床夾具畢業(yè)設計論文說明書

前言

機械制造裝備設計課程設計是機械設計中的一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)，也是機械設計制造及其自動化專業(yè)學生應該學習的一門主要專業(yè)課。其目的在于：

(1)學習和掌握一般機械設計的基本方法和步驟。培養(yǎng)獨立設計能力，為以后續(xù)的專業(yè)課程及畢業(yè)設計打好基礎，做好準備。

(2)為了開闊視野，掌握制造技術最新發(fā)展，開闊專業(yè)視野，培養(yǎng)復合型人才，促進先進制造技術在我國的研究和應用，“先進制造技術”以作為許多學校的必修課程。為了提高學生綜合運用機械設計基礎及其他先修課程的理論知識和生產(chǎn)實際知識去分析和解決工程實際問題的能力，通過課程設計訓練可以鞏固、加深有關機械設計方面的理論知識。

(3)使學生具有運用標準、規(guī)范手冊、圖冊和查詢有關設計資料的能力。

零件在工藝規(guī)程之后，就要按工藝規(guī)程順序進行加工。在加工中除了需要機床、刀具、量具之外，成批生產(chǎn)時還要用機床夾具。它們是機床和工件之間的連接裝置，使工件相對于機床獲得正確的位置。機床夾具的好壞將直接影響工件加工表面的位置精度。通常把確定工件在機床上或夾具中占有正確位置的過程，稱為定位。當工件定位后，為了避免在加工中受到切削力、重力等的作用而使工件的既有位置遭到破壞，還應該用一定的機構或裝置將工件加以固定。使工件在加工過程中保持定位位置不變的操作，稱為夾緊。將工件定位、夾緊的過程稱為裝夾。工件裝夾是否正確、迅速、方便和可靠，將直接影響工件的加工質量、生產(chǎn)效率、制造成本和操作安全。在成批、大量生產(chǎn)中，工件的裝夾是通過機床夾具來實現(xiàn)的。機床夾具在生產(chǎn)中應用十分廣泛。

第1章 夾具的發(fā)展概況

機床夾具實在金屬切削中用以準確地確定工件位置，并將其牢固地加緊，以接受加工的工藝裝備。

夾具最早出現(xiàn)在18世紀后期。隨著科學技術的不斷進步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。

1、機床夾具的現(xiàn)狀

國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85％左右。現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應市場的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里，約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3~4年就要更新50~80％左右專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為10~20％左右。特別是近年來，數(shù)控機床、加工中心、成組技術、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術的應用，對機床夾具提出了如下新的要求：

2、現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向

現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為標準化、精密化、高效化和柔性化等四個方面。

（1）標準化 機床夾具的標準化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面。機床夾具的標準化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)總成本。

（2）精密化 隨著機械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必相應提高了對夾具的精度要求。精密化夾具的結構類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達±0.1"；用于精密車削的高精度三爪自定心卡盤，其定心精度為5μm。

（3）高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強度。常見的高效化夾具有自動化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。

（4）柔性化 指機床夾具通過調(diào)整、組合等方式，以適應工藝可變因素的能力。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、模塊化夾具、數(shù)控夾具等。為適應現(xiàn)代機械工業(yè)多品種、中小批量生產(chǎn)的需要，擴大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結構為可拆結構，發(fā)展可調(diào)夾具結構，將是當前夾具發(fā)展的主要方向。

第2章 夾具設計

2.1 夾具的功用

（1）穩(wěn)定地保證工件的加工精度

用夾具裝夾工件時，工件相對于刀具及機床的位置由夾具保證，不受工人技術水平的影響，因此可使一批工件的加工精度保持一致。

（2）提高生產(chǎn)率

使用夾具裝夾工件方便、快捷，工件不需要劃線、找正，可顯著地減少輔助工時；可使用多件、多工位裝夾工件的夾具，并可采用高效的夾緊機構，進一步提高勞動生產(chǎn)率。

（3）擴大機床的使用范圍

有些機床夾具實質上是對機床進行了部分改造，擴大了原機床的功能和使用范圍。如在車床床鞍上安放鏜模家具，就可以進行箱體零件的孔系加工。

（4）減輕工人的勞動強度，保證生產(chǎn)安全。

2.2 夾具的設計

2.2.1.設計前的準備工作

（1）明確工件的年生產(chǎn)綱領

它是夾具總體方案確定的依據(jù)之一，決定了夾具的復雜程度和自動化程度。

根據(jù)零件的工序要求，為單件小批量生產(chǎn)，從經(jīng)濟性和實用性綜合考慮，采用手動夾具即可滿足加工要求。

（2）熟悉工件零件圖和工序圖

已知待加工件如下圖2-1所示，零件材料為HT200，加工B向2-Ф8通孔。（前工序已將各尺寸加工完成）

（3）了解工藝規(guī)程中本工序的加工內(nèi)容

機床、刀具、切削用量、工步安排、工時定額、同時加工零件數(shù)。這些是在考慮夾具總體反感、操作、估算加緊力等方面必不可少的。

2.2.2加工方法

本工序是轉2-Ф8的通孔，選擇的機床是搖臂轉床，采用手動夾緊機構。

12.52A358612.5?55?35H80.0***410R601756.3B2XM8 7H120R96020B412.5C1114R65070±0.1190±0.230 圖2-1 工件視圖

2.3.總體方案的確定

2.3.1定位方案

工序圖只是給出了原理方案，此時應根據(jù)仔細分析本工序的工序內(nèi)容及加工精度要求，按照六點定位原理和本工序的加工精度要求，確定具體的定位方案和定位原件。

根據(jù)本工序的加工內(nèi)容，在搖臂鉆床上已A面和孔Ф

35、Ф12鉆2-Ф8通孔，采用一面兩孔的定位方案。Ф35H8孔定位元件是短圓柱銷，限制兩個自由度，Ф12H8孔定位元件是菱形銷限制一個自由度，與Ф35H8孔配合限制一個自由度，A面的定位元件是大平面限制三個自由度，符合六點定位原理的要求。如下圖2-2所示：

12.515

圖2-2 一面兩孔定位

1-菱形銷 2大平面 3短圓柱銷

2.3.2選擇定位元件，設計定位方案

為了更好的選擇定位元件應注意以下問題：

1.定位元件（機構）設計和布置應保證工件定位穩(wěn)定，并有足夠的剛度。2.定位元件的材料和技術條件應確保定位精度的穩(wěn)定性和使用的持久性。

3.多數(shù)定位元件已標準化，選擇標準件或標準結構可簡化夾具的設計制造成本。

2-3短圓柱銷

2-4菱形銷

2.3.3.夾緊方案的設計和壓緊裝置的選擇

在機械加工工程中，工件的定位和夾緊是相互聯(lián)系的兩個工作過程。工件定位后，必須采用一定的裝置把工件壓緊在定位元件上。從而使工件在加工過程中，不會由于切削力、工件重力、離心力或慣性力等的作用而發(fā)生位置變化或產(chǎn)生振動。

因此為了確定比較合理的夾緊方案，按如下步驟設計夾緊方案。

（1）根據(jù)工件形狀、大小、加工要求、定位裝置的結構和布置情況，確定加緊點和作用方向。

（2）分析工件的受力情況，確定夾緊力的大小。

（3）按所需夾緊力，并根據(jù)生產(chǎn)批量，選擇或設計夾緊裝置。

結合加工零件的具體情況，在分析考慮以上分析的基礎上確定本加工零件的夾緊方案如2-5圖所示：

圖2-5 夾緊方案示意圖

夾緊置除了要求能將工件夾緊壓牢之外，還對工件的加工質量、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本及操作工人的勞動強度等均有較大的影響。因此，在設計夾緊裝置時應滿足以下要求：

（1）夾緊過程中，必須保證定位的準確可靠，即不破壞原有的定位。

（2）夾緊力要適當，既要保證工件在整個加工過程中位置穩(wěn)定不變，振動小，又要使工件不產(chǎn)生過大的夾緊變形。

（3）夾緊裝置的目的自動化和復雜程度應與生產(chǎn)類型相適應，在保證生產(chǎn)效率的前提下，其結構要力求簡單，工藝性好，便于制造和維修。

（4）夾緊裝置應具有良好的自鎖性能。（5）夾緊裝置得到操作應當方便，安全，迅速。

根據(jù)以上對夾緊機構的要求和鉆床夾具的主要技術要求，本設計采用的夾緊機構比較簡單，如圖2-6所示。

2-6 快速螺旋夾緊機構

2.3.4 導正裝置的選擇

刀具的導向是為了保證孔的位置精度，增加鉆頭的支撐以提高其剛度，減少刀具的變形，保證孔加工的位置精度，常用的幾種鉆套如下圖所示。

圖2-7固定鉆套（A型）圖2-8可換鉆套 圖2-9快換鉆套

圖示鉆套均已標準化，設計時可以查夾具設計手冊。本次設計由于加工方式只有鉆一道工序，屬于單件小批量生產(chǎn)，故選用A型固定鉆套，可直接壓入鉆

模中，過盈配合，定位精度高，結構簡單。如下圖2-10所示

圖2-10 固定鉆套 2.3.5鉆模板設計

鉆模板是供安裝鉆套用的。要求有一定的強度和剛度，以防止由于變形而影響鉆套的位置精度和導向精度。按其與夾具體的連接方式不同，可分多種形式。根據(jù)生產(chǎn)綱領要求，本工序采用固定式鉆模板，固定在夾具體上不可移動，因此加工孔氏可獲得較高的位置精度。鉆模板如下圖2-11所示：

2-11 轉模板 2.3.6.夾具體的設計

夾具體是整個夾具的基體和骨架，組成夾具的各個零件、機構等都要安裝在上面。通過對夾具上各組成件的分布情況、零件形狀、尺寸以及加

工性質的考慮，采用鑄造夾具體，鑄造夾具體的優(yōu)點是可鑄出復雜形狀，工藝性好，并具有較好的抗壓強度、剛度和抗振型。夾具體如2-12圖

夾具體應滿足以下幾點計算要求： 1)應有足夠的強度和剛度； 2)力求結構簡單及裝卸工件方便 ； 3)結構工藝形好； 4)排屑切屑要方便； 5)在機床上安裝穩(wěn)定可靠； 6)具有適當?shù)木群统叽绶€(wěn)定性 根據(jù)以上要求所設計的夾具體如下圖所示：

2-12 夾具體

第3章 夾具裝配圖上的尺寸和技術條件

夾具裝配圖上應標注必要的尺寸和技術要求，主要目的是為了檢驗本工序零件加工表面的形狀，位置和尺寸精度在夾具中是否可以達到，為了設計夾具零件圖，也為了夾具裝配和裝配精度的檢測。

3.1.夾具裝配圖上標注的尺寸

（1）夾具總體外形輪廓尺寸，總長425mm，總寬246mm，總高326mm。

（2）夾具與鉆模套導向的配合關系，如夾具與鉆模套所需的配合Φ15H7/n6。

（3）各定位元件之間，定位元件與工件之間，與家具體之間裝配后的位置尺寸及公差，如圓柱銷與孔配合為Φ35H7/n6，菱形銷與孔配合為Φ12H7/r6。

（4）上述聯(lián)系尺寸和位置尺寸的公差，一般取工件的相應公差的1/3-1/5,最常用的是1/3，此次采用的是1/3。

如兩個孔φ12之間尺寸是70±0.11，孔φ12到φ35H8的尺寸為90±0.2，則可以選擇菱形銷的中心線到專用長銷的尺寸為162±0.1。

3.2.夾具裝配圖上應標注的技術要求

夾具裝配圖上應標注的技術要求包括：相關元件表面間的位置精度，主要表面形狀精度等。

（1）鉗工配做銷；

（2）定位大平面與夾具體基準平面間的垂直度為0.05mm；（3）鉆模孔與夾具體基準平面間的垂直度為0.05mm；（4）圓柱銷的軸線與定位大平面間的平行度為0.02mm。夾具總裝配圖如3-1所示：

3-1夾具裝配圖

第4章 夾具零件圖上的尺寸和技術條件 零件圖上應標注必要的尺寸和技術要求，標注的主要目的是保證夾具體各個零件之間的尺寸要求和安裝配合后的精度要求，也是為了各夾具零件加工后進行安裝配合能滿足制造工件的要求，本設計所畫夾具零件圖為夾具體。

4.1 夾具零件圖上標注的尺寸

(1)夾具體的外形尺寸，總長為425m，總寬246mm，總高42mm。

(2)夾具體上各螺紋孔之間的位置尺寸要求，定位銷的配做精度要求。

4.2 夾具零件圖上應標注的技術要求

(1)零件圖中必須用規(guī)定的代號、數(shù)字和文字簡明地表示出在制造和檢驗時所應達到的技術要求。

(2)夾具體零件圖需要標注必要的表面粗糙度、形位公差、極限配合等技術要求，以滿足加工精度。夾具體零件示意圖如圖4-1所示

圖4-1 夾具體零件示意圖

第5章 設計論證

5.1 設計方案論證

（1）根據(jù)所給工件的需要，選擇加工機床，選用立式鉆床加工比較合理。

（2）然后工件主要定位部分為兩個φ8的孔，工序要求以A面和φ35，φ12孔進行定位。根據(jù)提供的要求一面兩孔，用一面兩銷定位，正好滿足六點定位原理且結構簡單，所以這里就是選擇一面兩銷的優(yōu)點。

（3）最后將專用長銷先固定在平面上，以平面、長銷和菱形銷進行定位。一面兩銷把工件定位后，可利用螺旋夾緊機構來對工件進行夾緊，工件的夾緊力的方向應和工件待加工孔的軸線方向垂直，并保證該軸線和夾具體底面有一定的平行度要求。

5.2 設計方法與結果

（1）根據(jù)加工要求，鉆兩φ8孔，選用搖臂鉆床。

（2）工序要求以A面和φ35，φ12孔進行定位。根據(jù)提供的要求一面兩孔，用一面兩銷定位。大平面限制三個自由度，圓柱銷限制兩個自由度，菱形銷限制一個自由度，工件完全定位，符合六點定位要求。

（3）工件定位后，利用快速螺旋夾緊機構進行夾緊，夾緊簡單而迅速，滿足操作要求

課程設計心得

通過這次課程設計實訓，使我對機械裝備課程有了更進一步的了解。裝備在現(xiàn)在工業(yè)中有著重要的作用，當然，我們現(xiàn)在對機械設計只不過時一個初步的了解，這門課程還有更多的知識等著我們?nèi)W習，在這兩周短暫的課程設計里，我學會了一些機械設計的最基本的理論，同時也對機械裝備產(chǎn)生了濃厚的興趣。在這次課程設計過程中，我發(fā)現(xiàn)自己還有很多不足之處，在設計和計算過程中也出現(xiàn)了各種各樣的錯誤，在同學和老師的幫助下也都盡量改正了，雖然還存在或多或少的問題，這也是我今后努力的方向，我會繼續(xù)努力學習，來豐富自己的知識。

在這段時間的不懈努力下，我了解了在課程設計中應注意的問題： 注意與工藝規(guī)程的銜接，夾具設計應和工序設計統(tǒng)一。所需設計的夾具絕大多數(shù)用于零件加工的某一特定工序。在工藝設計環(huán)節(jié)中，對該工序的設計已要求設計其定位與夾緊方案，因此夾具設計的具體內(nèi)容應與工序設計保持一致，不能相互沖突。

設計時要有整體觀念。夾具設計有其自身的特點：定位、夾緊等各種裝置在設計前是分開考慮的，設計后期通過夾具體的設計將各種元件聯(lián)系為一個整體。

設計中應學習正確運用標準與規(guī)范對于國家標準的規(guī)范要嚴格要求和執(zhí)行。夾具設計過程中選擇各種功能元件時應注意盡可能選用標準件，減少非標準件的設計制造工作量，降低夾具成本。

致謝

在老師和同學的共同努力下，完成了夾具課程設計。我們花費的時間很長，因為這是同學第一次進行這樣的課程設計。雖然過程中我們遇到了遇到困難，但是在張老師的指點下，同學們都的十分的努力。我們這次終于把我們所學的知識運用到現(xiàn)實中來了，這對同學們加深對課本知識的理解很有好處。同學學會了對于不同的待工件設計不同的夾具，對于夾具的各種標準件都學會了如何查標準件手冊、如何使用它們。這些都是因為老師的幫助，我們才能完成的。在這里真心感謝張老師。

經(jīng)過前段時間的辛辛苦苦，我受益匪淺。這次課程設計把我們所學的專業(yè)知識有機的結合在了一起，并在現(xiàn)實生活現(xiàn)實得以應用。這讓我們加深對課本知識的理解的同時，又讓我們學會并掌握夾具，專用夾具設計的一般基本方法和步驟。培養(yǎng)獨立設計和思考能力，為后續(xù)的專業(yè)課程畢業(yè)設計打好基礎，做好準備，并為以后的工作打下堅實的基礎，收獲確實不小。

這次課程設計讓我對機械裝備設計有了進一步的了解，并對機床夾具有所了解。并收獲了很多，給即將踏入工作崗位我們一次很好的鍛煉機會。在此我要特別感謝院系領導給我們這次機會，再次感謝張老師在百忙之中給我課程設計導，衷心地說一句 “老師您辛苦了”。

參考文獻

[1] 《機床夾具圖冊》

孫已德

編著

機械工業(yè)出版社 [2] 《機床夾具設計》

肖繼德 陳寧平

主編

機械工業(yè)出版社 [3] 《現(xiàn)代機床夾具設計》 吳 拓

編著

化學工業(yè)出版社

[4] 《機床夾具設計手冊》 徐弘本

主編

遼寧科學技術出版社 [5] 《機床夾具圖冊》 孟憲棟

主編

機械工業(yè)出版社 [6] 《機床夾具設計》

[7] 《機械制造裝備設計》

王啟平

主編 趙雪松 任小中 于 華 編著 17

哈爾濱工業(yè)出版社 華中科技大學出版社

第三篇：法蘭盤零件鉆床夾具設計說明書 (10)

機械制造加工工藝課程設計

機電及自動化學院

機械夾具課程設計

設計題目：法蘭盤零件鉆床夾具設計

專 業(yè)：08機械電子

學 號：0811116044 姓 名： 指導老師：

2011年12月19日至2012年1月8日

機械制造加工工藝課程設計

前 言

工裝夾具就是用夾具將需要加工的零件準確定位和可靠夾緊，便于工序的快速順利進行并且保證要加工零件的結構精度方面要求的工藝裝備。工裝夾具對提高產(chǎn)品質量，減輕工人的勞動強度，加速生產(chǎn)實現(xiàn)機械化、自動化進程等方面起著非常重要的作用。

工裝夾具的主要作用有以下幾個方面：

（1）準確、可靠的定位和夾緊，可以減輕甚至取消下料和劃線工作。減小制品的尺寸偏差，提高了零件的精度和可換性。（2）有效的防止和減輕了零件變形。

（3）使工件處于最佳的加工部位，工藝缺陷明顯降低，加工速度得以提高。（4）以機械裝置代替了手工裝配零件部位時的定位、夾緊及工件翻轉等繁重的工作，改善了工人的勞動條件。

工裝夾具中用于鉆孔、擴孔、锪孔及攻絲的鉆床夾具，它習慣稱為鉆模。使用鉆模加工時，是通過鉆套引導刀具進行加工。鉆模主要用于加工中等精度、尺寸較小的孔或孔系。使用鉆模可以提高孔及孔系間的位置精度，又有利于提高空的形狀和尺寸精度，同時還可以節(jié)省劃線找正的輔助時間，其結構簡單、制造方便，因此鉆模在批量生產(chǎn)中得到廣泛的應用。

機械制造加工工藝課程設計

目 錄

前言 2

一、夾具設計任務及要求

1.1法蘭盤零件圖 4 1.2法蘭盤的重點技術要求分析 4

二、法蘭盤零件鉆3xφ11mm通孔、锪3xφ16.5mm沉孔加工工序夾具設計方案的確定

1、基準面的選擇（夾具體方式的確定）5

2、定位原理及定位方案的選擇及實現(xiàn) 5

3、夾緊方式及元器件的選擇 6

4、夾具總裝結構 7

三、定位誤差及夾緊分析與計算 7

1、定位誤差計算 8

2、鉆削力及夾緊力的計算 9

四、夾具工作原理(操作)簡介 10

五、參考文獻 10

六、附件

機械制造加工工藝課程設計

法蘭盤零件鉆3xφ11mm通孔、锪3xφ16.5mm沉孔的夾具設計

一、夾具設計任務及要求

1.1 法蘭盤零件圖

由零件圖可知，其材料為HT150，該材料為灰鑄鐵。加工通孔的直徑為 φ11mm，選用麻花鉆d1=φ11mm，材料為高速鋼。加工锪孔的直徑為φ16.5mm，深度為10mm，選用锪鉆d2=φ16.5mm，材料為高速鋼。所用機床為立式鉆床Z525。法蘭盤零件圖如下：

1.2 法蘭盤零件的重點技術要求分析

1.公差要求

（1）3xφ11mm通孔、3xφ16.5mm沉孔均布在中心孔軸線同心圓φ98mm上；

0.2（2）有一個φ11mm通孔正對與中心軸距離34.5??0.4mm的面。

2.精度及批量分析

（1）本工序有一定位置精度要求，屬于批量生產(chǎn)，使用夾具加工是適當?shù)摹?/p>

機械制造加工工藝課程設計

（2）考慮到生產(chǎn)批量不是很大，因而夾具結構應盡可能的簡單，以減少夾具的制造成本。

二、夾具設計方案的確定

2.1基準面的選擇（夾具體方式的確定）

夾具體是夾具的基本件，它既要把夾具的各種元件、機構、裝置連接成一個整體，而且還要考慮工件裝卸的方便。因此，夾具體的形狀和尺寸主要取決于夾具各組成件的分布位置、工件的外形輪廓尺寸以及加工的條件等。在設計夾具體時應滿足以下基本要求。

① 具有足夠的強度和剛度。

② 結構簡單、輕便，在保證強度和剛度前提下結構盡可能簡單緊湊，體積小、質量輕和便于工件裝卸。③ 安裝穩(wěn)定牢靠。

④ 結構的工藝性好，便于制造、裝配和檢驗 ⑤ 尺寸要穩(wěn)定且具有一定精度。⑥ 清理方便。

2.2 定位原理及定位方案的選擇及實現(xiàn)

1.工件的定位原理

自由物體在空間直角坐標系中有六個自由度，即沿OX,OY,OZ三個軸向的平動自由度和三個繞軸的轉動自由度。要使工件在夾具體中具有準確和確定不變的位置，則必須限制六個自由度。工件的六個自由度均被限制的定位叫做完全定位；工件被限制的自由度少于六個，但仍然能保證加工要求的定位叫不完全定位。2.定位方案的選擇

機械制造加工工藝課程設計

?0.2方案一：以φ52g6外圓端面、φ360?0.02的內(nèi)孔和距中心軸34.5?0.4mm的面定位，限制六個自由度，為完全定位。

0.2 方案二：以φ52g6外圓端面、距中心軸34.5??0.4mm的面和距中心軸54mm的面定位，限制六個自由度，為完全定位。

比較兩種方案，方案二裝夾方便，但不符合基準重合原則，定位誤差大。而方案一使通孔和沉孔的定位誤差為零，且符合基準重合原則，夾緊力方向垂直主要定位面，也符合夾緊力確定原則。故方案一比方案二好。

2.3 夾具類型的選擇

本工序鉆通孔采用固定式鉆模中的可翻轉式鉆模，并采用分度裝置做到一次裝夾，同時加工3個孔。

2.4 夾緊方式及元器件的選擇

夾緊機構的三要素是夾緊力方向的確定、夾緊力作用點的確定、夾緊力大小的確定。

對夾緊機構的基本要求如下：

① 夾緊作用準確，處于夾緊狀態(tài)時應能保持自鎖，保證夾緊定位的安全可靠。

② 夾緊動作迅速，操作方便省力，夾緊時不應損害零件表面質量 ③ 夾緊件應具備一定的剛性和強度，夾緊作用力應是可調(diào)節(jié)的。④ 結構力求簡單，便于制造和維修。為簡化結構，確定采用螺栓夾緊。

2.5 夾具總裝結構

根據(jù)被加工零件的結構特征，選擇定位基準，實現(xiàn)六點定位原理,即以工件

機械制造加工工藝課程設計 的φ52g6外圓端面為定位基準面，約束了Y向的移動；X向的轉動；Z向的轉動3個自由度。φ36短定位銷約束了Z向的移動；X向的移動2個自由度。浮動支承板約束了Y向的轉動1個自由度。這樣工件的6個自由度被完全被消除也就得到了完全的定位。

夾具總裝圖

三、定位誤差與夾緊分析及計算

機械制造加工工藝課程設計

3.1 定位誤差計算

考察工件上與使用夾具有關的工序尺寸及工序要求（即工序位置尺寸和位置要求）有：通孔及沉孔孔軸距離中心軸為49mm； 分析定位誤差：

49mm尺寸的定位誤差：

定位誤差由兩部分組成：定位基準與設計基準不重合產(chǎn)生的定位誤差?jb和定位副制造不準確產(chǎn)生的基準位移誤差?jw。

因為工件是以一面一銷一浮動支承板定位，使孔的設計基準和定位基準重合，故?jb?0

現(xiàn)選取工件上中心孔與短定位銷的配合均為H7/f6，則圓柱銷的直徑尺寸為0.0250Φ36?mm,中心孔經(jīng)加工后的尺寸為Φ36?0.041?0.02mm。

?jw?OO1max?OO1min?11(?D??d)?(0.066?0.02)mm?0.043mm 22所以?dw??jb??jw?(0?0.043)mm?0.043mm

由于加工的尺寸為11mm和16.5mm，不要求公差等級，按IT12級公差計算，1查表得誤差為0.18mm,只占公差的0.043/0.18=23.9%<。由于加工面的公差都沒有要求，均按IT12的公差標準算，因此完全可以保證加工精度的要求。

3.2 鉆削力及夾緊力的計算

①鉆孔切削力：查《現(xiàn)代機床夾具設計》，得鉆削力計算公式：

Ff?419Df0.8Kp

式中 Ff ——— 鉆削力

f

─── 每轉進給量, 0.2mm

D ─── 麻花鉆直徑, ?11mm ?HB?Kp——— 修正系數(shù)，Kp????190?所以 Ff?419Df0.8Kp

?419?11?0.20.8?0.95

0.6?0.95

機械制造加工工藝課程設計

?419?11?0.276?0.95?1208.5N

鉆孔的扭矩： T?0.12D2f0.8Kp

式中 f

─── 每轉進給量, 0.2mm

D ─── 麻花鉆直徑, ?11mm ?HB?Kp——— 修正系數(shù)，Kp???190??0.6?0.95

T?0.12D2f0.8Kp

?0.12?112?0.20.8?0.95 ?0.12?121?0.276?0.95

?3.81N?m②锪孔切削力：查《現(xiàn)代機床夾具設計》，得鉆削力計算公式：

Ff?419Df0.8Kp

式中 Ff ——— 鉆削力

f

─── 每轉進給量, 0.15mm

D ─── 麻花鉆直徑, ?16.5mm ?HB?Kp——— 修正系數(shù)，Kp????190?所以 Ff?419Df0.8Kp

?419?16.5?0.150.8?0.95 ?419?16.5?0.219?0.95?1438.4N0.6?0.95

鉆孔的扭矩： T?0.12D2f0.8Kp

式中 f

─── 每轉進給量, 0.15mm

D ─── 麻花鉆直徑, ?16.5mm

機械制造加工工藝課程設計

?HB?Kp——— 修正系數(shù)，Kp????190?0.6?0.95

T?0.12D2f0.8Kp

?0.12?16.52?0.150.8?0.95 ?0.12?272.25?0.219?0.95

?6.80N?m

③鉆孔夾緊力：

實際所需夾緊力：Wk?Ff?K 安全系數(shù)：

K?K0K1K2K3K4K5K6

?1.5?1.2?1.0?1.2?1.3?1.0?1.0

?2.808

Wk?Ff?K

?1438.4?2.808

?4039.03N

查《現(xiàn)代機床夾具設計》，用扳手的M12六角螺母，螺距為1.75mm，手柄長度140mm，作用力70N，所產(chǎn)生的夾緊力為5380N>Wk，故該夾具加工安全。

四、夾具工作原理(操作)簡介：

對此夾具各個零件的裝配關系見夾具總裝圖，下面我們來分析與說明它的工件原理：心軸上的短銷通過鎖緊螺母上的孔、本身的螺栓、螺母與夾具體緊緊連接。工件裝夾時，只要把鉆模板上的菱形螺母轉過90°，即可翻轉鉆模板，然后把壓緊螺母松開，把開口墊圈抽出，即可把工件套上去。利用二面一孔進行定位，當工件套上去后，先插入開口墊圈，再擰緊壓緊螺母進行夾緊。鉆模板轉回來后，菱形螺母反方向轉90°，這時鉆頭在鉆模套的引導下對待加工工件進行加工，并且在鉆模套的作用下完成鉆床對法蘭盤的鉆孔、锪孔工序。當完成一個位置的加工后，松開鎖緊螺母，拔出定位銷，轉動分度盤，使工件進入下一個加工位，以此來完成一次裝夾，鉆三個均布的孔。

本夾具操作簡單，省時省力，裝卸工件時只需靠開口墊圈和緊定螺栓的松緊即可輕松實現(xiàn)。

機械制造加工工藝課程設計

五、參考文獻

1、《機床夾具設計手冊》 王光斗、王春福主編 上海科學技術出版社 1980年

2、《機床夾具設計》 林正煥、陳本通主編 國防工業(yè)出版社 1987年

3、《現(xiàn)代機床夾具設計》 吳拓主編 化學工業(yè)出版社 2009年

4、《機械制造技術基礎》 盧秉恒主編 機械工業(yè)出版社 2009年

5、《互換性與測量技術基礎》 李軍主編 華中科技大學出版社 2007年

6、《機械制圖》 大連理工大學工程畫教研室編 高等教育出版社 2006年

機械制造加工工藝課程設計

六、附件

夾具總裝圖1張、零件圖5張

第四篇：鉆床夾具畢業(yè)設計

徐州工業(yè)職業(yè)技術學院

畢業(yè)設計（論文）任務書

鉆床夾具的設計

Drill Fixture Design

課題名稱 鉆床夾具的設計 課題性質

設計類

班 級 機械082 學生姓名 饒永可 學 號 810403017 指導教師

婁天祥

導師職稱 講師

一．選題意義及背景

在各種機床上加工零件都需要相應的夾具，本課題是針對一個特定的零件要在搖臂鉆床上鉆孔這道工序設計一套夾具。

二．畢業(yè)設計（論文）主要內(nèi)容：

根據(jù)所給零件圖的尺寸和結構，設計適用于這個零件的夾具。要求適用在搖臂鉆床，鉆出零件圖中的?6.5的孔。要求保證孔通過軸心，并保證軸向尺寸精度。

三．計劃進度：

第8周 下發(fā)任務書，并查閱相關資料；

第9周，完成夾具的方案設計，并畫出原理圖；

第10-11周 完成裝配圖和零件圖的設計，并寫出論文草稿； 第12周 完善零件圖和裝配圖，并完成論文； 第13周 答辯

四．畢業(yè)設計（論文）結束應提交的材料：

1、裝配圖和零件圖

2、論文

指導教師 教研室主任

年 月 日

年 月

日

論文真實性承諾及指導教師聲明

學生論文真實性承諾

本人鄭重聲明：所提交的作品是本人在指導教師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果，內(nèi)容真實可靠，不存在抄襲、造假等學術不端行為。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。如被發(fā)現(xiàn)論文中存在抄襲、造假等學術不端行為，本人愿承擔本聲明的法律責任和一切后果。

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本人鄭重聲明：已經(jīng)對學生論文所涉及的內(nèi)容進行嚴格審核，確定其內(nèi)容均由學生在本人指導下取得，對他人論文及成果的引用已經(jīng)明確注明，不存在抄襲等學術不端行為。

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摘要

在各種機床上加工零件都需要相應的夾具，本課題是針對一個特定的零件要在搖臂鉆床上鉆孔這道工序設計一套夾具。本工序是為圓柱工件加工φ6.5H9 的單孔,其結構是一個階梯軸。

根據(jù)該工件的形狀我們可以確定定位面是圓柱表面，因此選用V形塊來作為其定位元件。夾緊時選用半圓壓板和兩螺栓的組合達到對工件夾緊的目的。在根據(jù)其精度要求確定鉆模板的位置，因為該工件加工的是φ6.5H9單孔，所以據(jù)其精度要求可選用固定鉆套來引導刀具對其進行孔加工。其連接元件用螺柱和螺釘對其進行部件的連接。由于是小批量生產(chǎn)，這里選用固定鉆模，用來保證工件的加工精度。

我們在設計專用夾具時為了能滿足工件的加工精度要求，考慮了合理的定位方案、合適的尺寸、公差和技術要求，并進行了必要的精度分析在工藝性方面使這種夾具的結構簡單、合理、便于加工、裝配、檢驗和維修。在使用性方面這種夾具的操作簡便、省力、安全可靠，排屑也方便，必要時可設置排屑結構。通過對鉆床夾具設計的制作，進一步鞏固和所學基本知識并使所學知識得到綜合運用。學會查閱和收集技術資料，提高運用計算機輔助設計的能力，樹立正確的設計思想和嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L。

關鍵字：固定鉆套 定位元件 加工精度 連接元件

ABSTRACT In various machine processing components needs corresponding fixture, this topic is for a specific part in radial drill drilling this procedure designed a set of fixture.This process is for cylindrical workpieces processing phi 6.5 H9 single, its structure is a step axis.According to the workpiece shape can we establish positioning surface is cylindrical surface, therefore choose v-shaped blocks as its positioning components.Clamping choose when semicircle linking piece and two bolts of combination of clamping workpiece to the purpose.In according to its accuracy requirement determine drill template position, because the workpiece machining is phi 6.5 H9 pucker, so according to its accuracy requirement can choose fixed drilling sheath to guide tool for its hole processing.The connecting components with studs and bolts of its components of connection.Because be small batch production, here choose fixed drill modules, used to guarantee the workpiece machining accuracy.We design special jig to can satisfy the workpiece machining accuracy requirement, considering the reasonable positioning scheme, suitable dimension and tolerance and technical requirements, and through the necessary precision analysis in the aspects make this fixture simple and reasonable structure, convenient in processing, assembling, testing and maintenance.This fixture in use.it aspects to

operate, energy saving, safety, reliability, scraps discharge also convenient and, when necessary, set up scraps discharge structure.Through drilling fixture design manufacture, further consolidate and learn basic knowledge and knowledge to get comprehensively.Learn to access and collect technical data, by using computer aided design ability, establishing the correct design idea and the rigorous work style.Keywords: Fixed drilling sheath

positioning components processing precision

connected components

第一章 緒論

1.1鉆床的發(fā)展趨勢

鉆床系指主要用鉆頭在工件上加工孔的機床。通常鉆頭旋轉為主運動，鉆頭軸向移動為進給運動。鉆床結構簡單，加工精度相對較低，可鉆通孔、盲孔，更換非凡刀具，可擴、锪孔，鉸孔或進行攻絲等加工。鉆床可分為下列類型：

(1)臺式鉆床：可安放在作業(yè)臺上，主軸垂直布置的小型鉆床。

(2)立式鉆床：主軸箱和工作臺安置在立柱上，主軸垂直布置的鉆床。(3)搖臂鉆床：搖臂可繞立柱回轉、升降，通常主軸箱可在搖臂上作水平移動的鉆床。它適用于大件和不同方位孔的加工。

(4)銑鉆床：工作臺可縱橫向移動，鉆軸垂直布置，能進行銑削的鉆床。(5)深孔鉆床：使用特制深孔鉆頭，工件旋轉，鉆削深孔的鉆床。

(6)平端面中心孔鉆床：切削軸類端面和用中心鉆加工的中心孔鉆床。(7)臥式鉆床：主軸水平布置，主軸箱可垂直移動的鉆床

鉆床相關標準與其他金屬切削機床相關標準大體相同，其專用標準有：GB6477.4-86《金屬切削機床術語鉆床》，GB2815-89、JB/T5763-91《鉆床聯(lián)接尺寸標準》，GB9461-88、JB/Z108-89《搖臂鉆床參數(shù)及系列型譜標準》等，出口產(chǎn)品不得低于一等品。

主要生產(chǎn)廠家有：中捷友誼廠、沙市第一機床廠、寧夏大河機床廠、魯南機床廠、保定鉆床廠等。鉆床主要出口日本、東南亞、歐、美、非洲及港、澳等30余個國家及地區(qū)。

1.2鉆床夾具的概述

鉆床夾具：用干各種鉆床（鏜床組合機床）上的夾具，又稱鉆模，鏜模。主要目的保證孔的精度（位置）。要想對鉆床夾具有深刻的了解，就要先知道鉆床夾具的特點。1.2.1鉆床夾具的特點

在一般鉆床對工件進行空加工，多具一下特點: 首先是刀具本身的剛性比較差。鉆床上所加工的空多為小尺寸的孔，其工序內(nèi)容不外乎鉆、擴、鉸、锪或攻螺紋等加工，所以，刀具直徑往往比較小，而軸向尺寸比較啊，刀具的剛性均較差。

其次是多刃刀的不對稱，易造成空的形位公差。鉆、擴、鉸等孔加工刀具，多為多刃刀具，當?shù)度蟹植疾粚ΨQ，或刀刃分布不對稱，或刀刃長度不等，會造成被加工孔的制造誤差，尤其是采用普通麻花鉆鉆孔，手工刃磨鉆頭所造成的兩側不對稱，極易造成被加工孔的孔位偏移、孔徑增大及孔軸線的彎曲和歪斜，嚴重影響孔的形狀、位置精度。

再有就是普通麻花鉆頭起鉆時，孔的精度極差。普通麻花鉆軸向尺寸大，結構剛性差，加上鉆心結構所形成的橫刃，破壞定心，使鉆尖運動布穩(wěn)定，往往在起鉆過程造成較大的孔位誤差。在單件、小批量生產(chǎn)種中，往往要考操作工在起鉆過程中不斷地進行人工矯正控制孔位精度，而在大批生產(chǎn)中，則需依靠刀刃結構的改進和夾具對刀具的嚴格引導解決。

綜合以上孔加工特點，鉆床夾具的主要任務是解決好工件相對刀具的正確加工位置的嚴格控制問題。在大批量生產(chǎn)中，為有自傲解決鉆頭鉆孔的精度不穩(wěn)定的問題，多直接設置帶有刀具引導的鉆模板，對鉆頭進行正確引導和對孔位進行強制性限制。尤其是對箱體、蓋板類工件的鉆孔，往往要同時有多支鉆頭一次性鉆出眾多的孔，為保證加工孔隙的位置精度，一定要通過一塊精確的模版，把多個孔位由引導限制好。這種用來正確引導鉆頭控制孔位精度的模版。專業(yè)化、高效生產(chǎn)中的鉆床夾具，通常具有較精確的鉆模版，以正確、快速地引導鉆頭控制孔位精度，這是鉆床夾具的最主要的特點。所以，習慣上又把鉆床夾具稱為鉆模。為防止鉆刃破壞鉆模板上引導孔的孔壁，多在引導孔中設置高硬度的鉆套，以維持鉆模板的孔系精度。

對鉆床夾具的類型要有一定的認知。1.2.2鉆床夾具的主要類型

鉆床加工中對不同的加工工件所選著的夾具體液是不同的。因此根據(jù)經(jīng)驗人們總結了以下不同工件加工的主要夾具。它們主要是：

1.固定式：夾具與機床上位置固定不變，用于立鉆，搖臂鉆加工大件等 2.回轉式：用于同一圓周上的孔系加工。它包括立軸、臥軸和斜軸回轉三種基本型式。

3.移動式：鉆模移動，用于加工同一表面上的多個孔中小型工件

4、翻轉式：鉆模板轉動一定角度，用于加工不同表面上的孔，翻轉點力，5、蓋板式：沒有夾具體，模板蓋在工件上加工

6、滑柱式：升降鉆模板的通用可調(diào)夾具 根據(jù)不同工件的加工，因此我們也要對鉆模由工件的形狀和加工要求進行選擇。

1.2.3鉆模類型選擇

鉆模類型多，在設計時，要根據(jù)工件的形狀、重量、加工要求和批量來選型：被鉆孔徑>10mm，或加工精度較高時，宜用固定鉆模。不同表面上的孔，總G<100N，中、小型工件，宜用翻轉鉆模。當分布在不同心圓周上的孔系，總G<150N，宜用回轉式鉆模。當G>150N,宜用固定鉆模，在搖臂鉆加工，量大時用立鉆多軸加工。垂直度與孔間距要求不高時，用滑柱式鉆模。若加工大件上的小孔時，宜用蓋式鉆模。

為了提高鉆孔的精度，可以通過鉆套來來引導刀具的位置，保證孔加工的精度。但由于加工工件的量大小和孔位置特殊，所以鉆套也分為以下幾種。

1.3.4鉆套的選擇

鉆套和鉆模板是鉆床夾具的特殊元件。鉆套的作用是確定被加工孔的位置和引導刀具加工，鉆套裝配在模板上，用鉆套比不用鉆套可減少50%以上的誤 差。其結構尺寸已標準化：

1）固定鉆套：配合H7/n6,H7/r6,結構簡單，精度高，適用于單孔或小批生產(chǎn)。2）可換鉆套：H7/g5,H7/g6，間隙配合裝入襯套內(nèi)，用螺釘固定

3）快換鉆套：配合H7/g5,H7/g6,結構與上述不同，不用固定螺釘便可更換。適用于加工多，更換不同孔經(jīng)的鉆套。

上述鉆套標準化。還有一種特殊故鉆套。

4）特殊鉆套：適用于工件結構形狀和被加工孔的位置特殊

性，標準鉆套不滿足時用的鉆套。

鉆套的安裝也是非常重要的，因此鉆模板可以通過合理的設計將鉆套定位安裝，從而保證孔的加工位置。鉆模板通常裝配在夾具體或支架上，或與夾具上的其它元件相連接。常見的有如下幾種類型： 1.3.5鉆模板類型

A固定式鉆模板：鉆模板和夾具體或支架是用固定方法相連接，一般采用兩個圓錐銷和螺釘裝配連接；對于簡單的結構也可采用整體的鑄造或焊接結構。

B鉸鏈式鉆模板： 當鉆模板妨礙工件裝卸等工作時，可用活動鉸鏈把鉆模板與夾具體相連接。

C可卸式鉆模板

D懸掛式鉆模板： 在立式鉆床上采用多軸傳動頭進行平行孔系加工時，所用的鉆模板就連接在傳動箱上，并隨機床主軸往復移動。這種鉆模板簡稱為懸掛式鉆模板

第二章 鉆床夾具的設計過程

2.1工件本工序的加工要求分析

圖2—1所示為工件圖樣

圖2-1 工件圖

2.1.1 零件本工序的加工要求分析

圖1所示該零件屬于軸類零件，結構比較簡單。

鉆φ6.5H9孔

本工序前已加工的表面有：(1)外徑φ18H7及兩端面；

(2)外徑φ24g6及兩端面。

本工序使用機床為 Z5125立鉆。刀具為通用標準工具。

2.2鉆床夾具的設計原理

2.2.1圖2.2-1為按本工件設計的鉆床夾具的原理圖：

圖2.2-1 鉆床夾具原理圖

1.螺釘M6X40 2.螺釘M4x30 3.螺母M4 4.雙頭螺栓M4 5.橡膠墊圈

6.半圓壓板 7.固定鉆套 8.鉆模板 9.V形塊

2.2.2擬定夾具的設計方案(1)確定夾具的類型

各類機床夾具均有多種不同的類型。鉆床有固定式鉆模、翻轉式鉆模、蓋板式鉆模和滑板式鉆模等。

在立式鉆床上加工直徑不大于10mm的單孔或搖臂鉆床上加工較大的平行孔系，或鉆模重量超過15kg時，因鉆穴扭矩較大以及人力移動費力，故鉆模需固定在鉆床上。這中加工一批工件時位置固定不動的鉆模，成為固定式鉆模。若結構上無獨特的特點，則成為固定普通鉆模。

在立式鉆床上安裝固定式鉆模時，先安裝在主軸上的刀具或心軸伸入鉆套中，使鉆模處于正確的位置，然后將其筋骨。因此這類鉆模加工精度比較高。

因為工件是一個階梯軸的圓柱體，本工序所加工的?6.5H9單孔，單孔的位置在工件外徑?18g6的圓周上，單孔貫穿工件的軸線并與軸線垂直。因為加工孔徑不，大工件重量輕、輪廓尺寸以及生產(chǎn)量為小批生產(chǎn)等原因，所以采用固定式鉆模。

（2）擬定定位方案和定位元件的選擇

1.定位元件

根據(jù)工件的特點其定位方案有兩個：

1）圖2.2-2為工件以較長圓柱面?18g6在夾具長套筒中定位，長定位套對工

?件提供了四點約束X??、Y、X?、Y，消除了兩個移動不定度和兩個轉動不定

?度。定位為擋銷限制一個自由度Z，所以符合工件的定位要求。

2）工序基準為端面B及Φ24H7圓柱直線的軸線，按基準重合原則，選B面及Φ24H7圓柱為定位基準。定位方案如圖2.2-3所示，長V形塊與軸類工件成兩條直線或四點接觸，提供四點約束，消除兩個移動不定度和兩個轉動自由度?X??、Y、X???????、Y，半圓壓板限制四個自由度X、Z、Y、Z，故重復限制X、Y兩個自由度。但由于Φ24.5H7圓柱的軸線與B面垂直度δ⊥=0.02mm,兩者相等，Φ24.5H7（Φ24.5+0.020 0mm）和直徑Φ24.5f6（Φ24.5-0.020-0.033mm）的最小配合間隙Xmin=0.02mm,兩者相等，滿足δ⊥

因為第一定位方案定位往往不太穩(wěn)定工件外圓柱直徑誤差較大時，與定位套成單方向線接觸，定位精度及定位質量很低。第二定位方案其結構簡單，定位穩(wěn)定、可靠，對中性好，可以得到良好的定位效果。因此選用第二方案對工件進行定位。

2.定位元件的選定

由工件可知其以外圓柱面作為定位表面，根據(jù)工件圓柱面的的完整程度及安裝要求，夾具可以設置V形塊、定位套、半圓套、外撥頂尖及各類自動定心裝置等定位元件為工件提供空間位置依據(jù)。

V形塊既能用于精定位基面，又能用于粗定位基面；能用于完整的圓柱面，也能用于局部圓柱面；而且具有對中性（使工件的定位基準總處在V形塊的兩限位基面的對稱面內(nèi)），活動V形塊還可兼作夾緊元件。因此，當工件以外圓柱表面定位時，V形塊是用的最多的定位元件。

定位套其內(nèi)孔軸線是限位基準，內(nèi)孔是限位基面。為了限制工件的沿軸向的自由度，常與端面聯(lián)合定位。用端面作為主要限位面時，應控制套的長度，以免夾緊時工件產(chǎn)生的不允許的變形。定位套結構簡單、容易制造，但定心精度不高，故只適用于精定位基面。

半圓套有兩部分，下面的半圓套是定位元件，上面的半圓套起夾緊作用。這種定位方式主要用于大型軸類零件及不便于軸向裝夾的零件。定位基面的精度不低于IT8-IT9,半圓套的最小直徑應取工件定位基面的最大直徑。

綜上所訴，要加工的工件為以完整的圓柱面作為定位，需加工的孔在工件的軸線上。V形塊對中性好，能使工件的定位基準軸線在V形塊兩斜面的對稱平面上，而不受定位基準直徑誤差的影響，并且安裝方便。可用于粗、精基準。

因此，采用V形塊作為其定位元件。（3）確定夾緊方案

常用的夾緊機構有斜楔夾緊、螺旋夾緊、偏心夾緊、鉸鏈夾緊等。

參考夾具資料，采用M4x20螺釘、橡膠墊圈、V形塊和半圓壓板以工件外圓柱表面為定位基準。把夾緊性能優(yōu)良的螺旋與結構簡單、靈活的各類壓板相組合，可以得到較為理想的螺旋壓板組合夾緊機構。有一些較典型的螺旋壓板組合機

構。這些結構靈活的壓板，都克服了螺旋夾緊動作較慢的缺點，使整個機構裝夾的效率得以提高。所以，在實際中廣泛應用。螺旋壓板組合得到廣泛的應用。螺旋壓板組合機構是螺旋夾緊中又能夠用最為普及的一個大類。因此為了考慮經(jīng)濟性和效率快捷，由于工件批量小，宜適簡單的手動夾緊裝置。因此采用螺旋夾緊機構，使工件裝卸迅速、方便。

由于工件批量小，以用簡單的會手動夾緊裝置。加工工件為階梯軸，而且兩端長度大小不同，應選用較長的一端作為定位面，其定位基準面是V形塊，為了加工方便所以夾緊力應指向φ18的圓柱面，所以采用帶橡膠墊圈的夾緊的螺旋機構機構。以半圓壓板作為其夾緊件，兩螺柱對其進行夾緊、定位，使工件能有更高的定位精度和加工精度。本工件的夾緊裝置如圖2.2-4所示：

（4）確定引導元件

圖2.2-4 半圓壓板螺旋夾緊機構

鉆套和鉆模板是鉆床夾具的特殊元件。鉆套的作用是確定被加工孔的位置和引導刀具加工，鉆套裝配在模板上，用鉆套比不用鉆套可減少50%以上的誤 差。其結構尺寸已標準化

1）固定鉆套：配合H7/n6,H7/r6,結構簡單，精度高，適用于單孔或小批生產(chǎn)。

2）可換鉆套：H7/g5,H7/g6，間隙配合裝入襯套內(nèi)，用螺釘固定

3）快換鉆套：配合H7/g5,H7/g6,結構與上述不同，不用固定螺釘便可更換。適用于加工多，更換不同孔經(jīng)的鉆套。

上述鉆套標準化。

4）特殊鉆套：適用于工件結構形狀和被加工孔的位置特殊

性，標準鉆套不滿足時用的鉆套。

加長鉆套

斜面鉆套

小孔距鉆套

可定位、夾緊鉆套

為能迅速、準確的確定刀具與夾具的相對位置，鉆夾具上都應該設置引導刀具的元件——鉆套。鉆套一般安裝在鉆模板上，鉆模板與夾具體連接，鉆套與工件之間留有排屑空間，如圖2—7b所示。因工件批量小又是單一鉆孔工序，所以此處選用固定鉆套。

第三章

3.1定位元件

由工件可知其以外圓柱面作為定位表面，根據(jù)工件圓柱面的的完整程度及安裝要求，夾具可以設置V形塊、定位套、外撥頂尖及各類自動定心裝置等定位元件為工件提供空間位置依據(jù)。此處選用V形塊作為定位元件（1）V形塊的應用特點

在外圓柱面定位元件中，各類V形塊可能是應用最為廣泛的一類元件，其結構簡單，定位穩(wěn)定、可靠，對中性好，不論是局部圓柱面還是完整圓柱體，利用V形塊或V形結構都可以得到良好的定位安裝效果。

由于V形塊定位同時利用成角度的兩個斜面來約束工件，所以，參加定位的工件圓柱面的曲率中心始終被包含在V形塊的對稱中心平面內(nèi)。當工件以圓柱體在V形塊上定為時，工件軸線始終處在V形塊的對稱中心平面內(nèi)，習慣上稱為工件的據(jù)中性或對中性。所以，在需要較嚴格對稱加工要求的銑、鉆工序中，廣泛應用各種V形塊來作定位元件。（2）常用V形塊結構及其應用

常用V形塊的結構情況，其中單V形塊，用于較短工件的定位；雙V形塊結構，用于較長工件兩端或斷續(xù)圓柱軸頸的定位；當工件結構較大、軸向尺寸較長時，也可采用鑲塊結構。圖3.1-1為V形塊定位的應用，其圖3.1-表明工件在V形塊定位座中良好的對中性。

圖3.1-1

（3）V形塊標準

常用的V形塊兩工作面斜面夾角一般是60°、90°、120°三種，其中90°地 V形塊應用最多，其結構及規(guī)格尺寸已標準化。其標準代號為JB/T8018-199

5《V形塊》如表3.1-1所示。

表3.1-1 V形塊標準規(guī)格尺寸

（4）V形塊的定位高度

標準V形塊的規(guī)格一V形槽開口N來劃分，見圖4由于同一尺寸N的V形塊，適應于不同軸頸d的工件的定位，如：槽寬N為18mm的V形塊，適合于直徑15-20mm的工件定位，所以對于不同直徑工件的定位，同一V形塊將有不同的工件中心高（或稱工件的軸線的高度）T值，故具體的T值按

T = H + 0.707d – 0.5N

來計算。

根據(jù)以上所述，本課題設計的工件的T值由上表2-1-23中N=18mm一行中的參數(shù)可計算出

T = H + 0.707d – 0.5N

= 16 + 0.707 * 5 – 0.5 * 18 =10.5（mm）

圖3.1-2 V形塊

（5）定位誤差△D 2）基準不重和誤差

有前面V形塊定位標準介紹可知，以V形塊定位的理想定位基準要素為V形塊標準檢驗工件圓柱的軸線。當工件以實際外圓柱表面在V形塊上定位時，其基準要素為軸線。鉆孔的位置以及尺寸給出，則其尺寸H1的工序基準與工序基準重合，基準補充和誤差為零：

△B=0 2）基準位置誤差△B 圖3.1-3中夾具的安裝基準面是V形塊，在安裝時前基準過誤差為△MN

圖3.1-3 V形塊基準位置誤差

由于工件定位外圓柱面的直徑誤差，是整批工件在同一V形塊上定位時，其軸線位置A`點將在V形塊對稱中心面內(nèi)上下滑動。形成了軸心的基本誤差△MN。

顯然，此項誤差最大值應以整批工件定位軸頸的與最小直徑作為計算依據(jù)。即當工件以最大極限尺寸直徑dmax軸頸在V形塊中定位時，其軸線位置A應處于上述變動范圍的最高點，見圖3.1-3所示，當工件以最小極限尺寸dmax軸頸向定位時，其軸線位置A`應為變動范圍最低點。則基準誤差的最大值△MN由圖可知：

△MN = A`A D△d）=------------------2 * sin a

△d =-------------------2 * sin a

式中 △d —— 定位軸頸直徑誤差 A —— V形塊兩工作面夾角

當工件定位軸頸的直徑公差為Td時，整批工件定位的基準位置誤差最大值△MN為：

Td △MN =-------------------2 * sin a

對于90°角V形塊：

a = 90°

△MN = 0.707 Td 式中 Td —— 工件定位軸頸直徑公差

△MN = 0.707 Td = 0.707.0.06 = 0.042（mm）

△D = △A + △MN = 0 + 0.042 = 0.042（mm）定位誤差的結論：

1）定位誤差只產(chǎn)生于采用調(diào)整法加工一批工件的情況下，若單件或批量工件逐個試切加工者不存在定位誤差。

2）定位誤差是由于工件定位不準確而產(chǎn)生的加工誤差。

3）表現(xiàn)形式：工序基準相對加工表面在加工尺寸方向可能產(chǎn)生的最大尺寸或位置的變動。

4）產(chǎn)生原因：基準不重合；工件的定位基準面制造誤差、定位元件制造誤差、工件基面與定位元件間的配合間隙及基準不重合誤差。

5）定位誤差由基準不重合誤差和基準位移（位置）誤差兩部分組成，但二者不一定同時存在。

6）定位誤差的計算可以按照定位誤差的定義進行計算，也可以按定位誤差的組成注意分析計算。

提高工件定位精度的措施：消除或減少基準不重合誤差；要正確選擇定位基準；經(jīng)可能與工序基準重合；消除或減少基準位移誤差。

1）選擇精度高、位置誤差小的表面為定位基準，尤其是組合定位中的第一基準，位置誤差要小；

2）選用基準位置誤差小的定位元件，提高定位元件間的位置精度；

3）提高工件定位表面與定位元件的配合精度，將銷或消除配合間隙來減小基準位移誤差。

3.2 確定引導元件(鉆套的類型及結構尺寸)

為能迅速、準確的確定刀具與夾具的相對位置，鉆夾具上都應該設置引導刀具的元件——鉆套。鉆套一般安裝在鉆模板上，鉆模板與夾具體連接，鉆套與工件之間留有排屑空間，如圖3.2-1所示。因工件批量小又是單一鉆孔工序，所以此處選用固定鉆套。

圖3.2-1 固定鉆套

主要尺寸有《機床夾具零、部件》國家標準GB/T2262-91選取鉆孔時如表3.2-1

表3.2-1 固定鉆套標準尺寸

1.鉆套的尺寸、公差配合的選擇

鉆套內(nèi)徑基本尺寸=引導刀具的最大極限尺寸

1）鉆套內(nèi)徑基本尺寸：鉆頭、擴孔鉆，鉸刀是標準化定尺寸刀具，所以內(nèi)徑刀與刀具按基軸制選。鉆套與刀具之間按一定的間隙配合，以防刀具使用時咬孔或長使一般根據(jù)刀具精度選套孔的公差：鉆（擴孔）選F7，粗鉸 G7，精鉸G6。若引導的是刀具導柱部分不是切削部分，可按孔制選取：H7/f7，,H7/g6，,H6/g5等。

2）鉆套高度H：

H=（1~3）D 斜孔 H=（4~6）D H過長，磨損嚴重由

表1.5-1可查得： 鉆套高度H取20mm 3）排屑空間：h措鉆套底部與工件表面之間的空間。h過大要引偏，過小不能排屑.鑄鐵：S=（0.3~0.7）D 小孔取小值 鋼： S=(0.7~1.5)D 大孔取大值 斜孔：S=（0~0.2）D 所以排屑空間h為 30mm 4）材料：

性能要求：高硬度，耐磨

常用材料：T10A T12A CrMn 或20滲碳淬火 D≤10mm CrMn D<25mm T10A T12A HRC58~64 D≥25mm 20滲碳淬火 HRC58~64 因此，本處采用材料T10A,熱處理:T10A HRC58~64。因鉆孔φ6.5H9；由表1.5-1可查得： 鉆套內(nèi)徑為φ6.5F7； 外徑為φ12D6； 麻花鉆選用φ6.5f6 鉆套軸線對基面的垂直度允差為0.02mm 3.3夾緊方案

參考夾具資料，采用M4x20螺釘、橡膠墊圈、V形塊和半圓壓板以工件外圓柱表面為定位基準。把夾緊性能優(yōu)良的螺旋與結構簡單、靈活的各類壓板相組合，可以得到較為理想的螺旋壓板組合夾緊機構。有些較典型的螺旋壓板組合機構。這些結構靈活的壓板，都克服了螺旋夾緊動作較慢的缺點，使整個機構裝夾的效率得以提高。所以，在實際中廣泛應用。螺旋壓板組合得到廣泛的應用。螺旋壓板組合機構是螺旋夾緊中又能夠用最為普及的一個大類。因此為了考慮經(jīng)濟性和效率快捷，由于工件批量小，宜適簡單的手動夾緊裝置。因此采用螺旋夾緊機構，使工件裝卸迅速、方便。

圖3.3-1半圓壓板螺旋夾緊機構

3.4連接元件

連接元件就是確定夾具在機床上正確的位置元件。連接元件主要起定位和連接作用，其種類有螺栓連結、螺柱連接和銷連接等。這里主要選用螺釘和雙頭螺柱連接。1.螺釘連接

圖3.4-1 螺釘

表3.4-1 螺釘標準尺寸

根據(jù)各部件的相應尺寸，螺釘選用M4的尺寸對V形塊和鉆模版進行連接。由表3.4-1可知：

螺釘L在5-40mm，這里L選用30mm，其它尺寸如表3.4-1所示。當對鉆模板和V形塊廉潔時，選用螺釘M6。： 由表3.4-1可知：

螺釘L在6-50mm，這里L選用40mm，其它尺寸如表3.4-1所示。2.雙頭螺柱

3.5對刀誤差

因刀具相對于對刀或導元件的位置不精確而造成的加工誤差，稱為對刀誤差。如圖3.5-1中鉆頭于鉆套見的間隙會引起鉆頭的位移或傾斜，造成加工誤差。

刀具與鉆套的最大配合間隙Xmax的存在會引起刀具的偏斜，將導致加工孔的偏移量X2。

用鉆模加工時，被加工孔的位置精度主要受定位誤差△D和導向誤差△T的影響。鉆模上的導向裝置對定位元件的位置不準確，將導致刀具位置發(fā)生變化，由此而造成的加工尺寸誤差△T即為導向誤差。主要包括：

B------工件厚度 H------鉆套厚度

h------排屑空間的高度

X3?

x2?H??B?h??H?2?

圖3.5-1 對刀誤差

H

B + h + 2 X3 =-------------------X2 H

18 + 21.22 + 2 =

X 0.052

= 0.127mm

工件厚度大時，按X2計算對到誤差；；△T = X3； 工件薄時，按X2對刀誤差；△T =X2。

實踐證明，用鉆模鉆孔時，加工孔德偏移量遠小于上述理論數(shù)值。因加工孔的孔徑D`大于鉆頭直徑d，由于鉆套孔徑的約束，一般情況下D`= D，即加工孔中心實際上與鉆套重合，因此△T 趨近于零。

因為夾具在機床上安裝不精確而造成的加工誤差，稱為夾具的安裝誤差。

結 論

這次課程設計給我們提供了一個應用自己所學知識的機會，從到圖書館查找資料到對夾具精度分析與計算和運用CAD畫出夾具零件圖到最后夾具總圖的成型。都對我

所學的知識進行了檢驗。可以說，本次課程設計有苦也有甜。設計思路是最重要的，只要你的設計思路是成功的，那你的設計已經(jīng)成功了一半。因此我們應該在設計前做好充分的準備，像查找詳細的資料，為我們設計的成功打下堅實的基礎。制作過程是一個考驗人耐心的過程，不能有絲毫的急躁，馬虎，要心平氣合的一步一步來。

總體來說，通過這次設計我受益匪淺。在摸索該如何畫出夾具零件圖時的過程中，也特別有趣，培養(yǎng)了我的設計思維，增加了實際操作能力。在讓我體會到了搞設計艱辛的同時，更讓我體會到成功的喜悅和快樂。發(fā)現(xiàn)和解決問題對于我而言，既增長了專業(yè)知識，又學會了另外一種考慮問題的新視角，使我受益非淺。我相信，通過這次的畢業(yè)設計，我所學到的東西將伴隨著我在以后的人生道路上越走越遠。

致 謝

時間轉瞬即過，一眨眼，我便要踏入社會的大家庭。大學四年里，我與學校建立了很深的感情。學校給了我很大的培養(yǎng)，他使我不斷地成熟、長大。對于這次的畢業(yè)設計，能夠完成，不單是自己的努力，在我遇到技術問題不能解決的時候，我的指導教師婁老師都能給予我耐心的指導，讓我在迷霧之中豁然開朗；我設計中細小的錯誤以及粗心的地方，我的林老師都能給我指出，這種一絲不茍的精神深深地感動了我，在此，我對我的指導老師表示深深的感謝。其次不得不感謝我的同學，他們在本次設計中也給了我不少的幫助。而校圖書館、CAD機房給我們提供了大量的做設計所必需的文獻、資料以及做設計的場所，使我最終能完成本次畢業(yè)設計，在此表示感謝！

參考文獻

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第五篇：法蘭盤夾具設計說明書

法蘭盤夾具設計

說明書

班級：

姓名：

題目：

設計法蘭盤4*Φ9mm孔的夾具 任務：

（1）繪制零件圖1張 A4紙

（2）繪制夾具零件圖1張 A2紙

（3）課程設計說明書1份

原始資料：

該零件圖樣一張；材料為鑄鐵，產(chǎn)量為中批量生產(chǎn)。

分組要求：

全班同學共39人，分為10個小組，每組4名同學，每組同學在提供 備選題中選擇一種零件。設計要求：

工藝規(guī)程可行，參數(shù)選擇正確，設計計算準確，文字語句通順，視圖繪制規(guī)整。設計時間：

一周

零件圖

目錄

一 設計目的

二 加工工藝分析

三 定位方案和定位元件的設計

四 確定夾緊方式和設計夾緊裝置

五 整體結構設計

六 確定夾具總圖的技術要求

一 設計目的

1.通過完成支架通槽加工夾具的設計，將具有查找文獻和標準的能力；且對機械生產(chǎn)實際中夾具的設計有進一步的了解和自身能力提高。

2.通過CAD畫圖，學生能夠將以前的機械制圖和專業(yè)知識有機結合，是一項綜合能力的提升。

3.課程設計是在學完了機械制造裝備設計和大部分專業(yè)課，并進行了生產(chǎn)實習的基礎上進行的一個教學環(huán)節(jié)。這次設計使我們能綜合運用機械制造裝備設計中的基本理論，并結合生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決工藝問題。初步具備了設計一個中等復雜程度零件（氣門搖桿軸支座）的夾具設計的基本原理和方法，擬訂夾具設計方案，完成夾具結構設計的能力，也是熟悉和運用有關手冊，圖表等技術資料及編寫技術文件技能的一次實踐機會，為今后的畢業(yè)設計及未來從事的工作打下良好的基礎。

由于能力所限，經(jīng)驗不足，設計中還有許多不足之處，希望各位老師多加指導。

二 加工工藝分析

基面的選擇

工藝規(guī)程設計中重要的工作之一。定位選擇得正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產(chǎn)率得宜提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正進行。

在本工序中除保證孔本身的尺寸精度和表面粗糙度要求外，還需要保證以下的位置精度：

左右Φ9孔圓心到圓柱的軸線的水平距離分別為12mm、20mm；

該工件剛度較好，4*Φ9孔的加工精度要求不高，且本工序前，工件上的各端面和各孔均已經(jīng)過加工，故為定位基準的選擇提供了有利條件。

三 定位方案和定位元件的設計

工件的定位必須解決兩個問題：即根據(jù)加工技術要求限制工件的自由度；使定位誤差控制在允許的范圍內(nèi)。1.工件的定位原理

在制定工件的工藝規(guī)程時，已經(jīng)初步考慮了加工工藝基準問題，有時還繪制了工序簡圖。設計來具時原則上應選該工藝基準為定位基準。無論是工藝基準還是定位基準，均應符合六點定位原理。

六點定位原理是采用六個按一定規(guī)則布置的約束點，限制工件的六個自由度，使工件實現(xiàn)完全定位。這里要清楚每個點都必須起到限制一個運動自由度的作用，而絕不能用一個以上的點來限制三個自由度。因此，這六個點絕不能隨意布置。2.完全定位和不完全定位

根據(jù)工件加工表面的位置要求，有時需要將工件的六個自由度全部限制，稱為完全定位。有時需要限制的自由度少于六個，稱為不完全定位。

3.欠定位與過定位

根據(jù)加工表面的位置尺寸要求，需要限制的自由度均已被限制，這就稱為定位的正常情況，它可以是完全定位，也可以是不完全定位。根據(jù)加工表面的位置尺寸要求，需要限制的自由度沒有完全被限制，或某自由度被兩個或兩個以上的約束重復限制，稱之為非正常情況，前者又稱為欠定位，它不能保證位置精度，是絕對不允許的。后者稱為過定位，加工中一般是不允許的，它不能保證正確的位置精度，但在特殊場合下，如果應用得當，過定位不僅是允許的，而且會成為對加工有利的因素。

定位誤差分析

1）定位元件尺寸公差的確定

夾具的主要定位元件為短定位銷。所以該定位銷的尺寸公差現(xiàn)規(guī)定為本零件 在工作時相配的尺寸公差相同，所以定位誤差為：

2）零件規(guī)定孔4×Φ9mm在軸線 68mm圓周上，左邊孔距離軸線20mm，右邊孔距離軸線12mm，已知孔位置主要由夾具體定位誤差、夾具體與鉆模板的配合誤差、鉆模板以及夾具體的制造誤差組成。

夾具體的制造誤差為：對定位孔軸線平行度為：0.02，則夾具體與鉆模板配合誤差，則經(jīng)過具體計算，故誤差不超過允許誤差。

3）夾具結構設計及操作簡要說明

在設計夾具進應該注意提高勞動生產(chǎn)率。因此，使用鉸鏈式鉆模，一次固定4個鉆套，在一次裝夾中可以加工4個孔。本工序是粗加工，切削力較大，但是由于鉆削重要生產(chǎn)的軸向力指向定位面，和夾緊力方向相同，所以夾緊力不直接對消切削力。但是切削力產(chǎn)生顛覆力矩，應該使夾緊力主法平衡。利用鉆模板夾緊Φ90突臺。

裝夾工件時，先翻開鉆模板把工件放在夾具上，由短銷定位，最后用定

位銷定好位置把鉆模板合上，把菱形螺母鎖上。這樣就可以鉆削了。5.根據(jù)以上原則，工件的定位有下列兩個方案。

第一方案：以Φ20孔和一端側面為定位基準，以限制工件的自由度，在本工序前，該工件已經(jīng)經(jīng)過精加工，其平行度已經(jīng)得到保證，優(yōu)點是工件安裝穩(wěn)定，但結構復雜。

第二方案：以Φ20孔和銷孔Φ4孔為定位基準，優(yōu)點是工件安裝穩(wěn)定，結構簡單。

從保證加工要求和夾具結構的復雜性兩方面來分析比較，應以第一方案來設計定位裝置。

為實現(xiàn)第一種定位方案，所使用的定位元件又有下列兩種可能性： １）２）用心軸，支承板，此方案誤差較大，不好操作。

用心軸，菱形銷，此方案定位誤差小，操作簡單，故選此方案設計夾具。

四 確定夾緊方式和設計夾緊裝置

1.夾緊的目的

工件在夾具中定位后一般應夾緊，使工件在加工過程中保持已獲得的定位不被破壞。由于工件在加工過程中受切削力、慣性力、夾緊力等的作用，會產(chǎn)生變形或位移，從而影響工件的加工質量。所以工件的夾緊也是保證加工精度的一個重要的問題。

2.夾緊機構設計時，一般應滿足以下主要原則

1）夾緊時不能破壞工件在定位元件上所獲得的位置。

2）夾緊力應保證工件位置在整個加工過程中不變或不產(chǎn)生不允許的振動。

3）使工件不產(chǎn)生過大的變形和表面損傷。

４）夾緊機構必須可靠。夾緊機構各元件要有足夠的強度和剛度，手動夾緊機構必須保證自鎖，機動夾緊機構應有聯(lián)鎖保護裝置，夾緊行程必須足夠。５）夾緊機構操作必須安全、省力、方便，符合工人操作習慣。

６）夾緊機構的復雜程度、自動化程度必須與生產(chǎn)綱領和工廠的條件相適應。

3.夾緊點選擇的原則

1）盡可能使夾緊點和支承點對應，使夾緊力作用在支承上，這樣會減少夾緊變形，凡有定位支承的地方，對應處都應選擇為夾緊點并施以適當?shù)膴A緊力，以免在加工過程中工作離開定位元件。

２）夾緊點選擇應盡量靠近加工表面，且選擇在不致引起過大夾緊變形的位置。

４．對夾緊機構的設計要求

１）可浮動 ２）可聯(lián)動 ３）可增力 ４）可自鎖

根據(jù)以上原則和要求，應該使夾緊力落在剛性較好的部位，因該工件的剛性較好，且使用螺母擰緊。因此不需要另外施加夾緊力。

五 整體結構設計

一.1）鉆床夾具結構的選擇

在設計鉆床夾具時，首先需要考慮的問題是根據(jù)工件的形狀、尺寸、質量和加工要求、工件的生產(chǎn)批量、工廠的工藝裝備技術狀況等具體條件，來選定夾具的結構類型。然后再進一步解決保證和提高被加工孔的位置精度問題。

2）鉆床夾具的特點和主要類型

各類鉆床和組合機床鄧設備上進行鉆、擴、鉸孔的夾具，統(tǒng)稱為鉆床夾具。由于在鉆孔時不便于用試鉆發(fā)法把刀具調(diào)整到規(guī)定的位置、采用劃線加工則精度低，生產(chǎn)效率低，故當生產(chǎn)批量較大時，常使用專用鉆床夾具（鉆床夾具習慣是上稱鉆模）在鉆床夾具上，一般都裝有距定位元件一定距離的鉆套，通過它引導刀具就可以保證被加工孔的坐標位置，并防止鉆頭在切入后的偏斜。

3)鉆套和鉆模板的設計

鉆套的作用是確定被加工工件的位置，引導鉆頭、擴孔或絞刀并防止在加工過程中發(fā)生偏斜。鉆模板與夾具體接連，它是保證鉆床夾具精度的重要零件。按鉆模板在夾具體上鏈接方式可以分為一下幾種。

1.固定式鉆模板 固定式鉆模板靠螺釘和銷釘固定在夾具體上，在裝配后鏜鉆套底孔，保證鉆套底孔的位置精度要求。因此，固定式鉆模板精度高，但裝卸工件不方便。

2.鉸鏈式鉆模板 鉆模板采用鉸鏈與夾具體鏈接，可以方便的打開，便于裝卸工件、清理切削，對于鉆孔后需要攻螺紋尤為合適。但鉆套位置精度較低，結構也較復雜。

3.可卸式鉆模板 可卸受的鉆模板以倆孔在家具提上的組圓銷和菱形銷定位，并用鉸鏈螺栓將模板和工件一起夾緊，加工完畢需將鉆模板卸下工件。其工件原理與蓋板式鉆床夾具相似。使用這類鉆米版時，裝卸模板費時費力，鉆套的位置精度較低，故一般多在其他形式的鉆模板不便于裝卸工件時采用，當工件有幾個加工面時，為便于裝卸工件，可將其中的一個或倆個工作面的鉆模板做成可卸式的。

4.活動式鉆模板

在一些情況下，鉆模板往往不能像上述鉆床夾具一樣設置在夾具上，而是將它連接在主軸箱上，并隨主軸箱而運動，這種鉆模板稱為活動鉆模板。

5.二、由零件結構圖（如下圖）尺寸設計夾具各部件的結構尺寸

1）底座

底座使用HT200的鑄造成型，進行時效處理，消除內(nèi)應力，具有較好的抗壓強度，剛度和抗振性。在四角有U型槽，與T型螺釘配合使用，將夾具固定在工作臺上。

2）固定導向件

固定導向件由45鋼的鋼板和型材焊接而成，退后處理，保證尺寸的穩(wěn)定性，且在裝配后修正尺寸，保證夾具的精度。焊接件制造方便，生產(chǎn)周期短，成本低。

3）鉆套、襯套的選擇

因為為中批量生產(chǎn)，為了便于更換磨損的鉆套，所以選擇使用標準可換鉆套，材料

為T10A。查機械手冊，鉆套與襯套之間采用用H7n6F7m6配合，襯套與鉆模之間采配合。當鉆套磨損一定后，可卸下螺釘，更換新的鉆套。螺釘能防止鉆套加工時轉動及退刀時脫出。

4）鉆模板

5）開口墊圈的結構如圖所示：

六 確定夾具總圖的技術要求

１． 夾具總圖上應標注的技術要求

１）２）３）夾具外形的最大輪廓尺寸

定位副的配合公差及定位支承間的位置精度

引導副的配合公差帶、引導元件間的位置精度及其一個引導元件對定位元件的位置精度 ４）夾具（指定位元件）對機床裝夾面間（即夾具安裝面）的相互位置公差 ５）其他結合副的公差帶及相互位置精度

２． 機床夾具技術要求允差值的確定

在確定時可分兩種情況考慮： １）２）直接與工序位置精度有關的夾具公差 這種情況一般可按下列原則估算夾具公差：

夾具上的線性尺寸公差及角度公差Tj=(1/5——1/2)Tc。

夾具工作表面相互間的距離尺寸公差及相互位置公差Tj=(1/3——1/2)Tc；

當加工尺寸為未注公差尺寸時，夾具的線性尺寸公差取0.10mm。

３）與加工要求無直接關系的夾具公差

設計感想

通過這次夾具設計，我在多方面都有所提高。通過這次夾具設計，綜合運用本專業(yè)所學課程的理論和生產(chǎn)實際知識進行一次法蘭盤夾具設計，鞏固與擴

充了法蘭盤孔夾具設計等課程所學的內(nèi)容，掌握氣法蘭盤孔夾具設計的方法和步驟，掌握法蘭盤孔的夾具設計的基本模具，了解了夾具的基本結構，提高了繪圖能力，熟悉了規(guī)范和標準，同時獨立思考的能力也有了提高。

課程設計是我們專業(yè)課程知識綜合應用的實踐訓練，這是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不少的過程．”千里之行始于足下”，通過這次課程設計，我深深體會到這句千古名言的真正含義．我今天認真的進行課程設計，學會腳踏實地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會大潮中奔跑打下堅實的基礎．

一周的課程設計結束了，在這次的課程設計中不僅檢驗了我所學習的知識，也培養(yǎng)了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在設計過程中，和同學們相互探討，相互學習，相互監(jiān)督。學會了合作，學會了寬容，學會了理解。

在這次設計過程中，體現(xiàn)出自己單獨設計夾具的能力以及綜合運用知識的能力，體會了學以致用、突出自己勞動成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時學習的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補。

在此感謝我們的老師.，老師嚴謹細致、一絲不茍的作風一直是我們工作、學習中的榜樣.這次模具設計離不開老師的細心指導。

同時感謝對我?guī)椭^的同學們，謝謝你們對我的幫助和支持，讓我感受到同學的友誼。

由于本人的設計能力有限，在設計過程中難免出現(xiàn)錯誤，懇請老師們多多指教,我十分樂意接受你們的批評與指正，本人將萬分感謝。

參考文獻

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