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1、机械制造技术基础课程设计说明书设计题目： 钻床夹具 姓 名： 乐凯锋 专 业： 机械制造及其自动化 班 级： 20091052班 学 号： 2009105228 指导教师： 张明松 2012年 1 月 2 日至 2012 年1月 12 日目 录一、 夹具发展概况.1二、 工件分析.3三、 定位方案的确定方案一.3 方案二.4方案三.4四、 夹具装置设计.4五、 定位误差的分析.5六、 工 艺 规 程 设 计.6七、 加工过程卡和工序卡.10致谢.14参考文献.15一、夹具发展概况 夹具最早出现在18世纪后期。随着科学技术的不断进步，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。1机床夹具的现
2、状 国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具；另一方面，在多品种生产的企业中，每隔34年就要更新5080左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为1020左右。特别是近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统（FMS）等新加工技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求： 1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本2）能装夹一组具有相似性特征的工件
3、；3）能适用于精密加工的高精度机床夹具；4）能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具；5）采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率；6）提高机床夹具的标准化程度。2现代机床夹具的发展方向 现代机床夹具的发展方向主要表现为标准化、精密化、高效化和柔性化等四个方面。（1）标准化 机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准：GB/T2148T225991以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。（2） 精密化 随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对
4、夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达0.1；用于精密车削的高精度三爪自定心卡盘，其定心精度为5m。（3）高效化高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有自动化夹具、高速化夹具和具有夹紧力装置的夹具等。例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高5倍左右；在车床上使用高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在试验转速为9000r/min的条件下仍能牢固地夹紧工件，从而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生产流水线、自动线配置相应的高效、自动化夹具外，在数控机床上，尤其在加工中心上出现了各种自动装
5、夹工件的夹具以及自动更换夹具的装置，充分发挥了数控机床的效率。（4）柔性化机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、组合等方式，以适应工艺可变因素的能力。工艺的可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块化夹具、数控夹具等。为适应现代机械工业多品种、中小批量生产的需要，扩大夹具的柔性化程度，改变专用夹具的不可拆结构为可拆结构，发展可调夹具结构，将是当前夹具发展的主要方向。二、工件分析需加工的工件及要求如下图所示： 根据工件图可知本设计为钻侧面为的孔，孔为简单孔，要求不高，只须满足其大小及定位
6、要求即可，所设计的一套钻床专用夹具。主要技术指标能保证工件的加工精度、提高生产效率、工艺性好和使用性好。 它一共有四组加工表面，而这几组表面之间又有一定的位置要求和精度要求，现将这四组加工表面分述如下：1、零件的毛坯为直径为85mm,总长度为100mm的圆柱。2、零件的圆柱外壁和端面长度。要求圆柱直径为85mm，长度为98mm。3、直径为10mm的定位孔。要求孔的定位中心距零件右端面28mm，极限偏差为,孔内壁粗糙度Ra25um。4、零件的圆柱内孔。要求孔的直径为75mm，表面粗糙度Ra1.6um。由以上分析知，对于这四组加工面，先加工外圆柱面，再加工前后两个端面，借助夹具进行两个孔的加工，以
7、保证他们间位置精度。生产纲领、生产类型的确定此零件为铸件，材料为45钢，成批大量生产，工艺的安排基本倾向于工序分散原则，设备的选用是通用设备和专用工装，工艺手段以常规工艺为主，新工艺为辅的原则。三、定位方案的确定方案一：工件以圆孔为定位基准圆柱心轴 圆柱心轴的间隙配合心轴结构，孔轴配合采用H7/g6。结构简单，装卸方便。但因有装卸间隙，定心精度低，只适用于同轴度要求不高的场合。定位形式如下图所示：方案二：工件以平面作为定位基准，即使用工件的右端面作为定位基准定位形式如下图所示：方案三：工件以外圆柱面为定位基准一般情况下采用V形块 V形块是有两块互成一定角度的平面组成的定位件。用V形块定位，无论
8、定位基准是否经过加工，是完整的圆柱面或圆弧面，均可采用。并且能使工件的定位基准轴线对中在V形块的对称平面上，而不受定位基准直径误差的影响，即对中性好。V形块可作为主要定位件，限制工件的四个自由度；也可作为次要定位件，限制工件的二个移动自由度；或作为辅助定位件，起角向定位作用，限制工件一个转动自由度并兼做夹紧件。定位形式如下图所示：总方案根据上面的工件分析，该工件的定位基准为右端面，为保证钻床钻的孔能满足设计要求，故选用第一种方案，该方案也能将工件的右端面作为定位基准，比较简单实用，而且工件所要求的同轴度并不高，故方案一基本上能满足工件的定位要求。四、夹具装置设计 1.问题的提出本夹具主要用来钻
9、直径为10mm孔，这孔需要通孔，在加工本工序时，其他的工序大部分都已经加工完了。因此，只需要保证孔的尺寸和定位尺寸即可。 2 .确定夹具类型 本工序所加工侧孔位于圆柱面上，但由于其位于中心位置，故可利用一面，两孔定位，孔径不大，工件重量轻、轮廓尺寸以及生产量为中批量生产等原因，采用固定式钻模。3.夹紧方案 参考夹具资料，采用 M42螺母、圆柱销、开口垫圈和定位心轴在孔两端面夹紧工件。下端旋转长螺钉使其顶住心轴右端定位端面，从而将工件卡住，以防止其转动。4.确定引导元件 由于生产量为大批量生产，故选用固定钻套。主要尺寸由机床夹具零、部件国家标准 JB/T 8045.1-1999选取内径20，外径
10、30，高度H20的钻套。 5.夹具精度分析 所设计夹具需保证的加工要求有：尺寸20，中心与侧壁距为40两要求。故根据上述分析可知均能满足。如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率。为此，应首先着眼于机动加紧而不采用手动夹紧。因为这是提高劳动生产率的重要途径。本道工序的钻床没有采用这样的机动加紧装置。选68mm作为定位基准，心轴及其端面限制五个自由度，再用挡销限制第六个自由度。在加工孔下方用两个销作辅助支撑。这样此方案结构紧凑，工件装夹方便。由于两个螺纹孔是通孔，可直接钻出，又因批量较大，故宜选用可换钻套。在工件装卸方便的情况下，尽可能选用固定式钻模板。加紧方式采用螺钉及开口垫圈加紧机构。
11、夹具体采用铸造的方式。五、定位误差的分析用夹具装夹工件进行机械加工时，其工艺系统中影响工件加工精度的因素很多。与夹具有关的因素有定位误差，对刀误差，夹具在机床上的安装误差和夹具误差。在机械加工工艺系统中，影响加工精度的其他因素综合称为加工方法误差。上述各项误差均导致刀具相对工件的位置不精确，从而形成总的加工误差。1定位误差加工尺寸10mm的孔时，工件定位孔为圆形通孔，在尺寸钻孔上的基准位移误差为Y=XMAX=0.025工件的定位基准与面线不一致，因此Y=0.1（这个是根据经验得出的）2对刀误差t因加工孔处工件相对较薄，可不考虑钻头的倾斜。钻套导向孔尺寸为 ，钻头尺寸为。对刀误差为 T=（0.028+0.036）=0.0643安装误差A=04夹具误差尺寸95的公差等于+0.03，他在孔方向上产生的误差为0.05这样，加工总的误差为这几个误差之和总=0.025+0.1+0.064+0.05=0.239六、工 艺 规 程 设 计毛坯的材料零件毛坯的材料是45钢。制定工艺路线 制定工艺路线的出发点，适应当时零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求得
