钻床夹具课程设计说明书

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1、课程设计说明书课 程 名 称： 设 计 课 程： 专 业：学 号： 姓 名： 课 程 设 计 任 务 书学生姓名： 班级： 学号：课程名称：设计题目：钻床专用夹具设计课程设计内容与要求：设计内容：钻削夹具装配图一张，零件图一张。 要求: 1. 设计（装配图按夹具要求设计，相关的配合尺寸标明，在说明书中要有夹具定位计算，夹紧方案的选择）。2. 零件图要符合工程图的根据要求，图纸的标题要有材料。设计（论文）开始日期 年 月 日 指导老师 年 月 日课程设计评语机械工程系学生 姓名 班级 学号 课程名称设计题目指导老师课程设计篇幅：图纸共 2 张说明书共 18 页指导教师评语： 年 月 日 指导老师

2、 目录前言1第1章 设计准备工作21.1熟悉加工零件图21.2加工零件图分析3第2章 结构方案设计42.1 定位方案设计42.1.1确定定位方案42.1.2 选择定位元件，设计定位装置62.2 夹紧方案设计82.2.1 确定夹紧方案82.2.2 夹紧装置设计92.3 对刀导向装置设计92.4 夹具体设计11第3章 夹具装配图的绘制133.1 夹具总装图上应标注的尺寸及公差133.2 夹具总装图应标注的技术条件14谢 辞16感想17参考文献18 前言夹具课程设计的目的：金属切削机床的夹具设计是机械类企业常见的设计任务，作为机械类专业的学生进入企业后常常会遇到这些设计任务，课程设计是提高我们机床夹

3、具设计技能的重要环节。其目的是：1) 培养我们分析和解决工程实际问题的能力，使我们掌握机床夹具的一般设计方法和步骤，提高我们今后走上工作岗位所需的专业技能。2) 使我们学习运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料等强化我们的基本设计技能。3) 使我们能综合运用夹具设计课程及其他相关专业课程的知识，学会用所学的理论知识指导设计实践，树立正确的设计思想。课程设计中应注意的问题：1) 注意与工艺规程设计的衔接，夹具设计应和工序设计统一2) 所需设计的夹具绝大多数用于零件加工的某一特定工序。在工艺设计环节中，对该工序的设计已要求设计其定位与夹紧方案，因此夹具设计的具体内容应与工序设计保持一致，不能

4、相互冲突。3) 设计时要有整体观念 4) 夹具设计有其自身的特点:定位、夹紧等各种装置在设计前期是分开考虑的，设计后期通过夹具体的设计将各种元件联系为一个整体 。在这个过程中，容易出现工件无法装卸、工件定位出现过定位或欠定位等问题。因此，设计时考虑须周全，整体观念强就会少出差错，从而提高设计质量与效率。5) 设计中应学习正确运用标准和规范6) 对于国家标准的规范要严格的遵守和执行。夹具设计过程中选择各种功能元件时应注意尽可能选用标准件，减少非标准件的设计制造工作量，降低夹具成本。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

5、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,年产量为50000件，加工2-10H7孔（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Z525立式钻床。 1.2加工零件图分析该工序为加工2-10H7孔，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

6、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

7、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、维修等。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

8、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三种定位方案：方案一：工件以55外圆，底面A，12H8孔为定位基准。55外圆表面支撑元件是短V型块，底面A支撑元件是支撑板，12H8孔定位元件是菱形销。短V型块限制两个自由度，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55外圆表面没有精加工，粗糙度大，用V型块定位加工误差大，不能保证加工精度，且零件结构特殊不适宜用V型块，从零件图可以看出，55外圆没有合

9、适表面可以支撑，因此此方案不合适。方案二：工件以35H8孔，底面A，12H8孔为定位基准。35H8孔定位元件是长圆柱销，底面A支撑定位元件是支撑板，12H8孔定位元件是短圆柱销。长圆柱销限制四个自由度，支撑板限制三个自由度，短圆柱销限制两个自由度，显然方案不满足“六点定位原理”要求。属于过定位，由于过定位可能会破坏定位，因此此方案不合适。方案三：工件以35H8孔，12H8孔为定位基准。35H8孔支撑定位元件是长圆柱心轴，12H8孔支撑定位元件是菱形销。长圆柱心轴限制四个自由度，菱形销限制一个自由度，两者在一块又限制一个自由度。显然此定位满足“六点定位原理”要求，没有出现过定位，欠定位现象。可以

10、避免由于过定位引起的工件安装时的干涉。此种定位为常用的“一面两孔”定位，定位简单、高效、安装方便、夹具制造简单成本低、加工精度高。因此此定位方案合适。 综上所述：方案一，方案二都不能满足加工要求。方案三较合适。下图为三种定位方案图：1-菱形销；2-支撑板；3-V型块图2-1(a) 1-短圆柱销；2-支撑板；3-长圆柱销图2-1(b) 1-菱形销；3-长圆柱心轴图2-1(c)2.1.2 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

11、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、圆锥面和其他成形表面及它们的组合。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；当工件以外圆柱定位时，常用的定位元件有V型块、定位套以及半圆套等。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。在考虑到以上问题的基础上，设

12、计出定位元件、定位装置如下图：根据加工零件的具体情况和定位方案分析：设计出12H8孔支撑定位元件菱形销如下图 专用菱形销图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35H8孔支撑定位元件专用圆柱心轴如下图： 专用圆柱心轴图2-32.2 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

13、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

14、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