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1、课程设计说明书题目 KCSJ-06角板镗40孔夹具设计专 业： 学 生 姓 名： 班 级： 学 号： 指 导 教 师： 完 成 时 间： 目 录第1章绪论31.1 夹具的概述31.2 国内外夹具的发展现状31.2.1 国内夹具行业的现状31.2.2 国外夹具行业的现状41.3夹具的发展趋势41.4 镗床夹具用途、构成及简介51.4.1 镗床夹具用途及构成51.4.2 镗床夹具简介5第2章 角板机械加工工艺规程设计72.1 零件的作用和工艺分析及生产类型的确定72.1.1 零件的作用72.1.2 零件的工艺分析72.1.3 零件生产类型的确定82.2零件工艺规程设计82.2.1 零件制造形式的确
2、定82.2.2 毛坯尺寸的确定82.2.3 基准的选择92.3制定加工工艺路线92.4机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定102.5确定切削用量及基本工时12第3章 专用夹具的设计183.1 问题的提出183.2夹具设计183.2.1 对定位元件的基本要求183.2.2 确定定位方案与定位元件的原则183.2.3 夹紧装置设计的基本要求及遵循原则193.2.4 定位方案及定位元件的确定193.2.5 定位基准的选择203.2.6 镗削力及夹紧力计算203.2.7 定位误差的计算22第4章 结论23参考文献24I第1章 绪论1.1 夹具的概述机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，
3、以接受施工或检测的装置。又称卡具。从广义上说，在工艺过程中的任何工序，用来迅速、方便、安全地安装工件的装置，都可称为夹具。例如焊接夹具、检验夹具、装配夹具、机床夹具等。其中机床夹具最为常见，常简称为夹具 。在机床上加工工件时，为使工件的表面能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其他表面的相互位置精度等技术要求 ，加工前必须将工件装好（定位）、夹牢（夹紧）。夹具通常由定位元件（确定工件在夹具中的正确位置）、夹紧装置 、对刀引导元件(确定刀具与工件的相对位置或导引刀具方向)、分度装置（使工件在一次安装中能完成数个工位的加工，有回转分度装置和直线移动分度装置两类）、连接元件以及夹具体（夹具底座）等组成
4、。夹具种类按使用特点可分为：1、万能通用夹具 如机用虎钳、卡盘、分度头和回转工作台等，有很大的通用性，能较好地适应加工工序和加工对象的变换，其结构已定型，尺寸、规格已系列化，其中大多数已成为机床的一种 标准附件。2、专用性夹具 为某种产品零件在某道工序上的装夹需要而专门设计制造，服务对象专一，针对性很强，一般由产品制造厂自行设计。常用的有车床夹具、铣床夹具、钻模(引导刀具在工件上钻孔或铰孔用的机床夹具)、镗模(引导镗刀杆在工件上镗孔用的机床夹具)和随行夹具（用于组合机床自动线上的移动式夹具）。3、可调夹具 可以更换或调整元件的专用夹具。4、组合夹具 由不同形状、规格和用途的标准化元件组成的夹具
5、，适用于新产品试制和产品经常更换的单件、小批生产以及临时任务。6）提高机床夹具的标准化程度。1.2 国内外夹具的发展现状1.2.1 国内夹具行业的现状我国国内的夹具始于20世纪60年代，当时建立了面向机械行业的天津组合夹具厂，和面向航空工业的保定向阳机械厂，以后又建立了数个生产组合夹具元件的工厂。在当时曾达到全国年产组合夹具元件800万件的水平。20世纪80年代以后，两厂又各自独立开发了适合NC机床、加工中心的孔系组合夹具系统，不仅满足了我国国内的需求，还出口到美国等国家。当前我国每年尚需进口不少NC机床、加工中心，而由国外配套孔系夹具，价格非常昂贵，现大都由国内配套，节约了大量外汇。1.2.
6、2 国外夹具行业的现状从国际上看俄国、德国和美国是组合夹具的主要生产国。当前国际上的夹具企业均为中小企业，专用夹具、可调整夹具主要接受本地区和国内订货，而通用性强的组合夹具已逐步成熟为国际贸易中的一个品种。有关夹具和组合夹具的产值和贸易额尚缺乏统计资料，但欧美市场上一套用于加工中心的央具，通常为机床价格的1110一1115，而组合夹具的大型基础件尤其昂贵。由于我国在组合夹具技术上有历史的积累和性能价格比的优势，随着我国加入wTO和制造业全球一体化的趋势，特别是电子商务的日益发展，其中蕴藏着很大的商机，具有进一步扩大1.3 夹具的发展趋势夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密
7、、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。高精随着机床加工精度的提高，为了降低定位误差，提高加工精度，对夹具的制造精度要求更高。高精度夹具的定位孔距精度高达5m，夹具支承面的垂直度达到0.01mm/300mm，平行度高0.01mm/500mm。德国demmeler(戴美乐)公司制造的4m长、2m宽的孔系列组合焊接夹具平台，其等高误差为0.03mm；精密平口钳的平行度和垂直度在5m以内；夹具重复安装的定位精度高达5m；瑞士EROWA柔性夹具的重复定位精度高达25m。机床夹具的精度已提高到微米级，世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。诚然，
8、为了适应不同行业的需求和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的精度标准供选择。高效为了提高机床的生产效率，双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多。为了减少工件的安装时间，各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等，快速夹紧功能部件不断地推陈出新。新型的电控永磁夹具，加紧和松开工件只用12秒，夹具结构简化，为机床进行多工位、多面和多件加工创造了条件。为了缩短在机床上安装与调整夹具的时间，瑞典3R夹具仅用1分钟，即可完成线切割机床夹具的安装与校正。采用美国Jergens(杰金斯)公司的球锁装夹系统，1分钟内就能将夹具定位和锁紧在机床工作台上，球锁装夹系统用于柔性生产线上更
9、换夹具，起到缩短停机时间，提高生产效率的作用。模块、组合夹具元件模块化是实现组合化的基础。利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件，快速组装成各种夹具，已成为夹具技术开发的基点。省工、省时，节材、节能，体现在各种先进夹具系统的创新之中。模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础，应用CAD技术，可建立元件库、典型夹具库、标准和用户使用档案库，进行夹具优化设计，为用户三维实体组装夹具。模拟仿真刀具的切削过程，既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案，又能积累使用经验，了解市场需求，不断地改进和完善夹具系统。组合夹具分会与华中科技大学合作，正在着手创建夹具专业技术网站，为夹具行业提供信息交流
10、、夹具产品咨询与开发的公共平台，争取实现夹具设计与服务的通用化、远程信息化和经营电子商务化。通用、经济夹具的通用性直接影响其经济性。采用模块、组合式的夹具系统，一次性投资比较大，只有夹具系统的可重组性、可重构性及可扩展性功能强，应用范围广，通用性好，夹具利用率高，收回投资快，才能体现出经济性好。德国demmeler(戴美乐)公司的孔系列组合焊接夹具，仅用品种、规格很少的配套元件，即能组装成多种多样的焊接夹具。元件的功能强，使得夹具的通用性好，元件少而精，配套的费用低，经济实用才有推广应用的价值。专家们建议组合夹具行业加强产、学、研协作的力度，加快用高新技术改造和提升夹具技术水平的步伐，创建夹具
11、专业技术网站，充分利用现代信息和网络技术，与时俱进地创新和发展夹具技术。主动与国外夹具厂商联系，争取合资与合作，引进技术，这是改造和发展我国组合夹具行业较为行之有效的途径。1.4 镗床夹具用途、构成及简介1.4.1 镗床夹具用途及构成镗床夹具主要用于加工精密孔或孔系。其构成主要由镗模底座、镗查勘支架、镗套、镗杆以及必需的定位、夹紧装置组成。镗床夹具的种类按导向支架的布置形式分为双支承镗模、单支承镗模和无支承镗模三类。1.4.2 镗床夹具简介1、实例镗削车床尾架孔的双支承镗模，镗模的两个支承分别设置镗床夹具主要用于加工精密孔或孔系。2、镗套镗套的结构形式和精度直接影响被加工的精度。常用的镗套有两
12、类，即固定式镗套和回转式镗套。（1）、固定式镗套与快换钻套结构相似，加工时镗套不随镗杆转动。A型不带油杆和油槽，靠镗杆上开的油槽润滑；B型则带油杯和没槽，使镗套和镗杆之间能充分地润滑，从而减少镗套的磨损。固定式镗套的优点是外形尺寸小，结构简单，精度高。但镗杆在镗套之间能充分地润作轴向移动，使镗套容易磨损，因此只适用于低速镗孔。（2）、回转式镗套回转式镗套随镗杆一起转动，镗杆与镗套之间只有相对移动而无相对转动，从而大大减少了镗套的磨损，也不会因摩擦发热而“卡死”。因此，它适适合于高速镗孔。3、其它结构（1）、镗床的引进结构 由于镗套的结构类型不一样，因此镗杆的引进结构也不一样。（2）、镗杆支架，
13、镗模支架主要用来安装镗套和承受切削力。要求有足够的刚性和急定性，在结构上一般要有较大的安装基面和设置必要的加强肋。而且支架上不允许安装夹紧机构和承受力紧反力，以免支架变形而破坏精度。（3）、镗模底座 镗模底座与其它夹具体相比要厚，且内腔设有十字形加强肋。3第2章 角板机械加工工艺规程设计2.1 零件的作用和工艺分析及生产类型的确定2.1.1 零件的作用用于机床及相关部件的外部，保持零部件之间的位置，也可作为一定载荷的支撑，主要起定位支撑是本零件主要的作用。各部分尺寸零件图中详细标注，具体结构详见下图：2.1.2 零件的工艺分析零件的材料为HT250，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差
14、、脆性高，不适合磨削，为此以下是KCSJ-06角板需要加工的表面以及加工表面的分析：1、以宽为60mm的2个端面为基准的加工面，这组加工面包括：60mm的2个端面本身，还有40的孔。2、以40孔基准的加工面，这组加工面包括其余的各个需要加工的面和孔及半圆槽的加工。由以上分析可知，对于这组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于夹具加工另一组表面，并保证它们的精度。该零件除主要加工表面外，其余的表面加工精度均较低，不需要高精度机床加工，通过车削、钻床的粗加工就可以达到加工要求。2.1.3 零件生产类型的确定零件的生产类型是指企业生产专业化程度的分类，它对工艺规程的制订具有决定性的影响。生
15、产类型一般可分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型，不同的生产类型由着完全不同的工艺特征。零件的生产类型是按零件的年生产纲领和产品特征来确定的。生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。年生产纲领是包括备品和废品在内的某产品年产量。零件生产纲领N可按下式计算：根据上式就可以计算求得出零件的年生产纲领，再通过查表，就能确定该零件的生产类型。课程设计的产品为一个角板零件。该产品的年产量为5000台，其设备品率为10%，机械加工废品率为1%，现制订该角板零件的机械加工工艺规程。角板零件的年产量为5550件，可确定其生产类型为中批生产。2.2 零件工艺规程设计2.2.1 零件制造形式的确定由于铸铁具有良好的铸造性、吸振性、切削加工性及一定的力学性能，并且价格低廉，生产设备简单，所以在机械零件材料中占有很大的比重，广泛地用来制作各种机架、底座。箱体等形状复杂的零件。由于该角板零件在工作过程中经常受到冲击载荷，采用这种材料，零件的强度也能保证，该角板的材料选择H
