钻床夹具课程设计说明书

目录前言 错误！未定义书签。第1章 设计准备工作 11.1熟悉加工零件图 11.2加工零件图分析 2第2 章 结构方案设计 32.1 定位方案设计 32.1.1确定定位方案 32.1.2 选择定位元件，设计定位装置 42.2 夹紧方案设计 52.2.1 确定夹紧方案 52.2.2 夹紧装置设计 72.3导向装置设计 82.4夹具体设计 10第3章 夹具装配图的绘制 123.1 夹具总装图上应标注的尺寸及公差 123.2 夹具总装图应标注的技术条件 12谢 辞 14感想 14参考文献 15第1 章 设计准备工作1.1 熟悉加工零件图零件图应该无遗漏的给出加工零件的全部信息,包括几何形状、全部尺寸、 加工面的尺寸公差、形状公差和表面粗糙度要求、材料和热处理要求、其它特殊 技术要求等。该加工零件如下图：图 1-1已知该零件的材料为HT200,加工18H7孑L （其它工序已经加工完成）。要 求为该零件设计专用钻床夹具，所用机床为立式钻床。1.2 加工零件图分析该工序为加工18H7孑L,该孔的公差等级为7级，精度要求较高。因此夹 具的主要任务是保证加工精度，特别是保证被加工工件加工面与定位面之间以及 被加工表面相互之间的位置精度。使用机床夹具后，这种精度主要靠夹具和机床 来保证，不在依赖与工人的技术水平。所设计的夹具应有以下基本要求：1) 保证工件精度要求 这是夹具设计的最基本要求，其关键是正确地定位方 案、夹紧方案、刀具导向方式及合理确定夹具刀具技术要求。必要时应进行 误差分析与计算。2) 夹具结构方案应与生产纲领相适应 在大批量生产时应尽量采用快速、高效 夹具结构，如多件夹紧、联动结构等，以缩短辅助时间；对于中、小批量生 产，则要求在满足夹具功能的前提下，尽量使夹具结构简单、制造方便，以 降低夹具制造成本。3) 操作方便、安全、省力 如采用气动、液压等夹紧装置，以降低工人强度， 并可好地控制夹紧力。夹具操作位置应符合工人操作习惯，必要时应有安全 防护装置，以确保使用安全。4) 便于排屑 切屑积集在夹具中，会破坏工件的正确定位；切屑带来的大量热 量会引起夹具和工件的热变形；切屑的清理又会增加辅助时间。切屑积集严 重时，还会损伤刀具甚至引发工伤事故。故排屑问题在夹具设计中必须给以 充分注意，在设计高效机床和自动线夹具是尤为重要。5) 有良好的结构工艺性 设计的夹具要便于制造、检验、装配、调整、维修第 2 章 结构方案设计2.1 定位方案设计2.1.1确定定位方案定位是指确定工件在机床(工作台)上或夹具占有正确的位置的过程，通常 可以理解为工件相对于切削刀具或磨具的一定位置，以保证加工尺寸和形位精度 的要求。确定定位方案应注意以下问题：1) 按照工件要求确定工件必须限制的自由度，决不允许欠定位。2) 当发生重复定位时应根据其对加工是否产生有害影响，判断其属于可用重复 定位还是属于不可用重复定位。不可用重复定位也是不允许的。3) 大型、重型零件等不易搬运的工件采用孔销配合等定位方式时，可采用预定 位来降低人的劳动强度，提高生产效率。在考虑到以上问题的基础上，根据零件的具体情况提出以下定位方案：工件以e 15H7的孔，底面，0 8H7孔为定位基准。0 18孔定位元件是短圆 柱销，底面定位元件是支撑板，0 8H7孔定位元件是菱形销。短圆柱销限制两个 自由度，支撑板限制三个自由度，菱形销限制一个自由度。显然此方案满足“六 点定位原理”的要求。但0 18H7孔表面精度7级，精度较高，能保证加工精度， 从零件图可以看出，孔的位置精度要求较高。下图为定位方案图：图 2-12.1.2选择定位元件，设计定位装置定位方案一旦确定，接着就应该选择或设计相应的定位元件来体现定位方 案。工件在夹具中的定位，是通过工件上的定位基准表面与夹具的定位元件的工 作表面接触或配合来实现的，因此设计中选用的定位方法与定位元件的具体结构 应与工件的定位基准表面相适应。工件上被选作定位基准表面的常有平面、圆柱面、及它们的组合。当工件以 平面定位时，常用支撑钉或支撑板作为定位元件；当工件以圆柱孔定位时，常用 定位销（圆柱销）、定位心轴以及圆锥销等作为定位元件；为了更好的选择定位元件应注意以下问题：1）定位元件（机构）设计和布置应保证工件定位稳定，并有足够的刚度。2）定位元件的材料和技术条件应确保定位精度的稳定性和使用的持久性。3）多数定位元件已标准化，选择标准件或标准结构可简化夹具的设计制造成本。根据加工零件的具体情况和定位方案分析：设计出e 8H7孔定位元件菱形销如下 图菱形销图 2-2根据加工零件的具体情况和定位方案分析：根据加工零件的具体情况和定位方案分析设计出e 15H7孔定位元件短圆柱销如 下图：2.2 夹紧方案设计2.2.1 确定夹紧方案在机械加工中，工件的定位和夹紧是相互联系非常密切的两个工作过程。工 件定位后，必须采用一定的装置把工件压紧夹牢在定位元件上。从而使工件在加 工过程中，不会由于切削力、工件重力、离心力或惯性力等的作用而发生位置变 化或产生振动,以保证加工精度,避免机床、刀具的损坏和发生人身安全事故。因此为了确定比较合理的夹紧方案，按如下步骤设计夹紧方案（应该注意的问题)：1) 根据工件的形状、大小、加工要求、定位装置的结构和布置情况等，确定夹 紧点与作用方向。2) 分析工件的受力情况，运用类比、试验或估算等方法，确定所需夹紧力的大小。3) 按所需夹紧力，并根据生产批量，选择或设计夹紧装置。4) 在设计时，尽可能采用已有的、可靠的夹紧方式，这样可以免除复杂的设计 计算，加快设计过程。在考虑到以上问题的基础上确定夹紧方案，夹紧方案的确定，其实就是夹紧 力的确定。夹紧力的确定就是确定夹紧力的方向、作用点和大小三个要素。在进 行这项工作时，必须结合定位装置的结构形式和布置方式，并分析工件的结构特 点、加工要求及其他作用于工件上的外力情况，在此基础上确定夹紧力的方向、 作用点和大小。结合加工零件的具体情况，在充分考虑以上分析的基础上确定本加工零件的 夹紧方案如下图：要加工零件的夹紧方案示意图图 2-42.2.2 夹紧装置设计夹紧装置除要求能将工件夹紧压牢之外，还对工件的加工质量、生产率、生 产成本及操作工人的劳动强度等均有较大影响。因此，在设计夹紧装置时应满足 以下要求。1) 在夹紧过程中应能保持工件定位时所获得的正确位置。2) 夹紧力大小适当。夹紧机构应能保证在加工过程中工件不产生松动或振动， 同时又要避免工件产生不适当的变形和表面损伤。3) 夹紧装置应具有良好的自锁性能，以保证在源动力波动或消失后，仍能保持 夹紧状态。4) 夹紧装置的操作应当方便、安全、省力、迅速，符合操作习惯。5) 夹紧装置的复杂程度和自动化程度应与生产批量和生产方式相适应。结构设 计应力求简单、紧凑，并尽量采用标准化元件。在考虑到以上要求的基础上，根据加工零件的具体情况和夹紧方案分析设计 出夹紧装置如下图：气压夹紧结构示意图图 2-52.3 对刀导向装置设计此次设计是钻床夹具设计，主要用于孔加工。1.钻套的设计 钻套是引导刀具的元件，用以保证被加工孔的位置精度，并防止加工过程中刀具的偏斜。通过对加工零件图分析可知，所加工的是一个18H7的孔，适宜采用标准钻套，根据加工条件设计出如下图所示的可换钻套：此次加工零件所用可换钻套图 2-62.钻模板设计钻模板用于安装钻套在钻模上的位置。要求具有一定的强度和刚度，以防止 由于刀具变形而影响钻套的位置精度和导向精度。所加工的是18H7的孔，相 对于底面有垂直度和平行度位置要求，位置精度要求较高，因此考虑到零件的具 体要求和夹具的具体情况，所设计的钻模板如下图所示：加工零件所用的钻模板图 2-72.4 夹具体设计夹具体是整个夹具的基体和骨架，组成夹具的各个零件、机构等都要安装在 上面。夹具体的类型分为铸造夹具体（a）、焊接夹具体（b）、锻造夹具体（c） 和装配夹具体（d）。如下图所示：a）（ b）（ c）（d）夹具体类型图 2-8通过对夹具上各组成件的分布情况、零件的形状、尺寸以及加工性质的考虑， 我选择铸造夹具体，铸造夹具体优点是可铸造出各种复杂形状，工艺性好，并且 具有较好的抗压强度、刚度和抗振型。基于以上分析，设计出本夹具的夹具体如 下图所示：图 2-10第 3 章 夹具装配图的绘制夹具装配图的绘制，是在夹具结构方案草图经过老师审定之后进行的。夹具的总装配图应按国家制图标准绘制，绘图比例尽量采用 1.5：1。主视 图应按操作者的视线方向绘制，总装配图应将夹具的工作原理、各种装置的结构 及其相互关系表达清楚。在完整地表达出夹具工作原理和构造的基础上，视图的 数量尽可能少。应先用细双点画线将工件的外形轮廓、定位基面、夹紧表面及加工表面绘制 在各个视图的合适的位置上,然后依次绘出定位装置、夹紧装置、其它装置和夹 具体。在夹具总装配图上工件可以看做透明体，不遮挡后面的线条。3.1 夹具总装图上应标注的尺寸及公差1）夹具的最大轮廓尺寸为214 mm X 190 mmX208 mm。2）快换钻套与钻模板的配合尺寸为30F7/k6。3）快换钻套与刀具的配合尺寸为26F7/k6。4）所要钻的18H7孔轴线与定位孔轴心线的位置尺寸为700.15mm。5）圆柱销与菱形销之间中心距尺寸为 960.08mm。6）圆柱销与定位衬套配合尺寸为0 15H7/f7,定位衬套与夹具体的配合尺寸为 20H7/r6。7）菱形销与定位衬套的配合尺寸为0 8H7/m6，定位衬套与夹具体的配合尺寸为0 12H7/n6。3.2 夹具总装图应标注的技术条件1）钳工配作销。2）定位心轴轴线对夹具体底面平度度误差不大于0.02mm。3）定位销衬套与定位销轴线垂直度误差不大于 0.02mm。4）钻套孔轴线对夹具体右端面B平行度误差不大于0.02mm。5）钻套孔轴线与定位销轴线垂直度误差不大于 0.02mm。基于以上分析绘制出夹具总装配图如下图所示：谢辞通过这段时间来的忙碌和学习，本次课程设计已接近尾声，由于经验的匮乏， 难免有许多考虑不周全的地方，在这里衷心感谢指导老师的督促指导，以及一起 学习的同学们的支持，让我按时完成了这次毕业设计。期间张老师的博学、睿智让我敬佩不已。张老师的博学，让我知道学海无涯仍需努力；张老师的勤奋，让我明白天道酬勤要坚持始终；张老师的大度， 让我能以宽容之心面对生活；张老师的朴实，让我明白善良的价值。生活中，他 教我们如何真诚做人、踏实做事；每一次的谈话都如同春风化雨，指引着我们沿 着正确方向前进。课程设计的每一个过程都凝结着张老师的心血，从初期方案的 确定到结束其中的每一步，都离不开张老师悉心的指导。张老师对我的影响是巨 大而深刻的，这种影响不是一朝的迸发，而是日积月累的渗透，在这点滴汇聚中 使我逐渐形成正确、成熟的人生观、价值观。在此，我要真诚的说声：“谢谢您 陈老师！”感想经过这段时间的努力，课程设计基本完成。想想这段难忘的岁月，从最初的 茫然，到慢慢的进入状态，再到对思路逐渐的清晰，整个设计过程难以用语言来 表达。遇到困难，我会觉得无从下手，不知从何写起；当困难解决了，我会觉得 豁然开朗，思路打开了；当设计经过一次次的修改后，基本成形的时候，我觉得 很有成就感。课程设计是一个过程，需要不断的进行精心的修改，不断地去整理 各方面的资料，不断的想出新的创意，认真总结。历经了这么久的努力，课程设 计终要落下帷幕。在这次课程设计的过程中，我拥有了无数难忘的感动和收获。在没有做课程设计以前觉得它只是对这半年来所学知识的单纯总结，但是通 过这次课程设计发现自己的看法有点太片面。它不仅是对前面所学知识的一种检 验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次课程设计使我明白了自己原来知 识还比较欠缺。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什 么东西都懂，有点眼高手低。通过这次实践，我才明白学习是一个长期积累的过 程，参考文献1. 赵雪松 机械制造装备设计武汉：华中科技大学出版社，2011.12. 王先逵 机械制造工艺学北京：机械工业出版社，2011.63. 何铭新 机械制图北京：高等教育出版社，2010.44. 贾振元 机械制造技术基础北京：科学出版社，2009.95. 罗珍妮 AutoCAD2009 北京：科学出版社，2010.86. 成大先 机械设计手册北京：化学工业出版社，1999.87. 王红军 机械装备设计课程设计说明北京：机械工业出版社，2002.3