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1、沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备项目训练说明书1绪 论零件在工艺规程之后，就要按工艺规程顺序进行加工。在加工中除了需要机床、刀具、量具之外，成批生产时还要用机床夹具。它们是机床和工件之间的连接装置，使工件相对于机床获得正确的位置。机床夹具的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度。通常把确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程，称为定位。当工件定位后，为了避免在加工中受到切削力、重力等的作用而破坏定位，还应该用一定的机构或装置将工件加以固定。使工件在加工过程中保持定位位置不变的操作，称为夹紧。将工件定位、夹紧的过程称为装夹。工件装夹是否正确、迅速、方便和可靠，将直接影响工件的加工质量、生产效
2、率、制造成本和操作安全。在成批、大量生产中，工件的装夹是通过机床夹具来实现的。机床夹具在生产中应用十分广泛。全套图纸，加机床夹具的作用可归纳为以下四个方面：（1）保证加工精度 机床夹具可准确确定工件、刀具和机床之间的相对位置，可以保证加工精度。沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备项目训练说明书2（2）提高生产效率 机床夹具可快速地将工件定位和夹紧，减少辅助时间。（3) 减少劳动强度 采用机械、气动、液动等夹紧机构，可以减轻工人的劳动强度。（4）扩大机床的工艺范围 利用机床夹具，可使机床的加工范围扩大，例如在卧式车床刀架处安装镗孔夹具，可对箱体孔进行镗孔加工。1 夹具设计简介1.1 零件在工艺规
3、程规程制定之后，就要按工艺规程顺序进行加工，加工中除了需要机床、刀具、量具外，成批生产是还要用机床夹具。它们是机床和工件之间的联系装置，使工件相对于机床或刀具获得正确的位置。机床夹具的好坏将直接景象工件加工表面的位置精度，所以机床夹具设计是装备设计中一项重要的工作，是加工过程中最活跃的因素之一。1.2 机床夹具的功能1 保证加工精度 工件通过机床夹具进行安装，包含了两层含义：一是工件通过夹具上的定位元件获得正确的位置，称为定位;二是通过家骏技工是工件的既定位置在加工过程中保持不变，称为夹紧、这样，就可以保证工件加工表面的位置精度，且精沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备项目训练说明书3度稳定。
4、2 提高生产率 使用夹具来安装工件，可以减少划线，找正，对刀等辅助时间，采用多件，多工位夹具，以及气动，液压动力基金装置，可以进一步减少辅助时间，提高生产率。3 扩大加床的使用范围 有些机床夹具是指上是对机床进行了部分改造，扩大了原机床的功能和使用范围。如在车床床鞍上暗访镗模夹具，就可以进行箱体零件的孔系加工。4 减轻工人的劳动强度，保证生产安全。1.3 机床夹具应满足的要求1 保证加工精度，这是必须做到的最基本要求，其关键是正确的定位、夹紧和导向方案，夹具制造的技术要求，定位误差的分析和验算。2 夹具的总体方案应与年生产纲领相适应，在大批量生产时，尽量采用快速、高效的定位，夹紧机构和动力装置
5、，提高自动化程度，符合生产节拍要求，在中、小批量生产时，夹具应有一定的可调性，一适应多品种工件的加工。3 安全、方便、减轻劳动强度，机床夹具要有工作安全性考虑，必要时加保护装置，要符合工人的操作位置和习惯，要有合适的工件装卸位置和空间，时工人操作方便、大批量生产和加工笨重时，更需要减轻工人的劳动强度。4 排屑顺畅，机床夹具中积累切屑会影响到工件的定位精度，切屑的热量时工件和沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备项目训练说明书4夹具产生热变形，影响加工精度，清理切屑将增加辅助时间，降低生产率。因此夹具设计中要给予排屑问题充分的重视。5 机床夹具应有良好的强度、刚度和结构工艺性、加床夹具设计时，要方
6、便制造，检查测、调整和装配，有利于提高夹具的制造精度。1.4 设计已知条件本次课设是要为此图中的盖设计一个铣 90x20 槽的夹具，最终实现将芯轴定位，更加精确和方便的完成钻孔工作。沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备项目训练说明书5图 1.1 零件图2 夹具的结构设计2.1 设计机床夹具前的准备工作2.1.1 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
7、具的制作成本。2.1.2 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沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备项目训练说明书6序的工序基准、以加工表面、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
8、迹相冲突。2.2 确定机床夹具的结构方案2.2.1 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。工序图只给出了原理方案，应仔细分析本工序的工序内容、加工精度要求，已加工表面，按照六点定位原理的原则，确定定位方案。本工序需加工的项目1）对工件的工序图进行分析，明确本工序需要加工的内容：保证中心距尺寸 900，05 mm 2）选择定位方式为保证工件加工孔 60 的定位要求，选择底面作定位基准，采用轴定位，与 60 孔配合，定而二个
9、自由度。沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备项目训练说明书72.2.2 选择夹紧机构（1）夹紧力的方向夹紧力的方向要有利于工件的定位，并注意工件的刚性方向，不能使工件有脱离定 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选择在定位元件支承点的作用范围内，以及工件刚度高的位置。确保工件定位准确、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：1）安全性 夹紧机构应具有足够的强度和夹紧力，以防止意外伤及夹具操作人员。2）手动夹紧机构活动操作力不应过大，以减轻操作人员的劳动强度。3）夹紧机构
10、的行程不宜过长，以提高夹具的工作效率。4）手动夹紧机构应操作灵活、方便。沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备项目训练说明书85）本课设为保证定位精度，主夹紧力的作用点应在主定位点的支承范围内，故夹紧机构选择在 固定式定位销上直接加螺纹，用螺母压紧的方法。为加快工件的装夹速度，提高夹具使用效率，螺母垫圈采用开口垫圈。 2.2.3 夹具的总体形式（1）将定位销固定在夹具体上。（2）将刀具导向套固定在钻模板上，钻模板通过联接体用二个螺钉固定在夹具体上。2.3 绘制夹具装配图(1) 装配图应按国家标准尽可能 1：1 地绘制，三视图要完整清楚地表达出夹具的主要结构及夹具的工作原理。(2) 视工件为透明体
11、，用双点划线画出主要部分（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) 按夹紧状态画出夹紧元件和夹紧机构。(4) 画出夹具体及其它联接用的元件（联接体、螺钉等） ，将夹具各组成元件联接成一体。(5) 标注必要的尺寸、配合、公差等。 1）夹具的外形尺寸，所设计夹具的最大长、宽、高尺寸。沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备项目训练说明书92）夹具与机床的联系尺寸，即夹具在机床上的定位、固定尺寸。如车床夹具的莫氏锥度、铣床夹具的对定装置等。3）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及公差。4）夹具中所有有配合关系的元件间应标注
12、尺寸和配合种类。5）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a. 定位元件的定位表面间相互位置精度。b. 定位元件的定位表面与夹具安装基面的位置精度。c. 定位表面与导向元件间的位置精度。d. 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。在工厂的生产过程中，生部按零件编号安排生产、查找工件。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、配套件填写在明细表的上方。注意，不能遗漏加工工件和标准件
13、、配套件。8）此课设装配图标注（1）夹具外型尺寸：160 150 80沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备项目训练说明书10（2）中心距尺寸及公差：80 0，05（3）轴与工件的配合：80H7/g6 （4）刀具导向衬套与钻模板配合 11H7/r6、快换钻套与衬套配合 18H7/r6沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备项目训练说明书11图 2.1 装配图2.4 绘制夹具零件图沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备项目训练说明书12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
14、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。图 2.2 夹具零件图3 夹具精度的验算沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备项目训练说明书133.1 定位误差的分析与计算3.1.1 定位误差影响工件加工表面位置精度的因素有三个方面，工件在夹具中的安装误差，夹具机床上的对定误差，加工误差，夹具精度的验算主要是验算工件在夹具中的安装误差，其它两项可以在夹具安装或加工过程中调整。(1) 验算尺寸精度：所有影响尺寸精度的尺寸链均是验算尺寸精度的组成环，分别计算每个组成环的最大间隙误差，然后计算其综合误差。(2) 验算形位公差：所
15、有影响形位公差的尺寸链均是验算形位公差的组成环，分别计算每个组成环的最大转角误差，然后计算其综合误差。计算出的综合误差小于等于技术要求公差的 2/3 即为合格。(3) 验算此设计：（1）验算中心距: 80 0.05mm1）定位误差 主要是定位孔 60H7 与轴的间隙，最大间隙为 0.05mm.2)钻摸板衬套中心之间的中心距误差 900，0.1mm，误差 0.02mm.3)钻套与衬套的配合间隙 180.01mm，最大间隙 0.029mm.沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备项目训练说明书144）钻套内孔与外圆的同轴度误差，对于标准钻套，精度高，此项忽略。5）钻头与钻套见的间隙会引偏刀具，产生中心
16、距误差。e=H/2+h+B /He-刀具引偏量（mm） H-钻套导向高度(mm)h-钻套下端面与工件间的空间高度（ mm）B-刀具与钻套的最大间隙将各已知条件代入求得 e=0.034mm.其综合误差可概率法求得 0.062mm此项误差大于中心距允许误差（0.1mm）的三分之二，可用。3.1.2 产生定位误差的原因（1）平面定位情形，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。4 课设说明沈阳理工大学应用
