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1、 洛阳理工学院课程设计说明书课程名称：机械制造装备设计设计课题：钻床专用夹具设计专业：机械设计制造及其自动化 年 月 日课程设计内容与要求：内容：为盘类设计一套钻模夹具，便于摇臂钻床的加工。设计要求：1. 在钻床上加工2-10,对C面垂直度0.022. 要求绘制A0夹具装配图一张、A3零件图一张、设计说明书一份。3.夹具设计要求合理，有利提高加工精度，保证加工质量，降低加工成本，提高劳动生产率和减轻工人的劳动强度，便于批量生产。 设计（论文）开始日期 年 月 日 指导老师： 设计（论文）完成日期 年 月 日 年 月 日 课程设计评语院系：机械工程系专业：机械设计制造及其自动化课程名称：机械制造
2、装备设计设计题目： 钻床专用夹具设计班级：B140231学号：B14023113姓名：殷彦强 课程设计篇幅：图纸2张说明书24页指导教师评语： 年 月 日 指导老师：张洪涛 目录前 言5一.专用夹具设计71.1设计前的准备工作71.1.1. 明确工件的年生产纲领71.1.2. 分析工件零件图和工序图71.1.3. 确定加工方法81.2 总体方案的确定81.2.1. 确定定位方案，设计定位装置81.2.2 确定夹紧方案，设计夹紧装置91.2.3 确定导向装置111.2.4. 夹具体的设计121.3.夹具装配图绘制131.3.1. 夹具装配图尺寸、公差的标准131.3.2. 夹具的定位、夹紧分析1
3、31.4. 绘制夹具零件图141.4.1.钻模板零件图141.4.2.辅助支承零件图151.4.3.六角螺钉零件图161.4.4.夹具底座零件图17二.夹具装配图相关要求192.1. 夹具装配图上标注的尺寸192.2. 夹具的制造误差192.3. 装配图上标注的技术要求202.4. 确定设计方案20三.最终的设计结构21四. 致 谢22五.感 想23六.参考文献24 25前 言随着科学技术的发展，各种新材料、新工艺和新技术的不断涌现，机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现，已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具
4、有特殊要求的零件。数控机床的问世，提高了更新频率的小批量零件和复杂的零件加工的生产率及加工精度。机械制造装备设计是机械设计制造及其自动化专业的一门主要专业课，其任务是通过该课程的学习，掌握主要机械制造装备的工作原理及其正确使用和选用方法、原则，并具备一定的机械制造装备的总体设计、传动设计、结构设计等基本知识和主要工艺装备的设计能力。而课程设计是机械设计中的一个重要的实践性教学环节，也是机械类专业学生较为全面的机械设计训练。其目的在于：1培养学生综合运用机械设计基础以及其他先修课程的理论知识和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力，通过课设训练可以巩固、加深有关机械课设方面的理论知识。2学习
5、和掌握一般机械设计的基础理论、基本知识、基本方法和步骤。培养独立设计能力，为以后后续的专业课程及毕业设计打好基础，做好准备。3使学生具有运用标准、规范手册、图册和查询有关设计资料的能力。机床夹具的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度、形状精度和尺寸精度。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、生产效率、制造成本和操作安全。在成
6、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，夹具按使用范围分为通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具和随行夹具，按使用机床分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具、自动机床夹具、数控机床夹具、自动线随行夹具以及其他机床夹具等，按夹紧的动力源分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、气-液增力夹具、电磁夹具及真空夹具等。本次使用的是钻床手动夹紧专用夹具。一. 专用夹具设计1.1设计前的准备工作 1.1.1. 明确工件的年生产纲领它是夹具总体方案确定的依据之一，它决定了夹具的复杂程度和自动化程度。如大批量生产时，一般选择机动、多工件，自动化程度
7、高的方案，结构也随之复杂，成本也提高较多。 1.1.2. 分析工件零件图和工序图 零件图给出了工件的尺寸、形状和位置、表面粗糙度等精度的总体要求，工序图则给出了夹具所在工序的零件的工序基准、工序尺寸、已加工表面、待加工表面、以及本工序的定位、夹紧原理方案，这是夹具设计的直接依据。3. 已知待加工工件如下图1-1所示，加工210，对C面垂直度0.02设计钻两个10通孔。图1-1 工件零件图 1.1.3. 确定加工方法 了解工艺规程中本工序的加工内容，机床、刀具、切削用量、工步安排、工时定额，同时加工零件数。这些是在考虑夹具总体方案、操作、估算夹紧力等方面必不可少的。根据零件图可知，本道工序的内容
8、是钻两个10的孔。1.2 总体方案的确定 1.2.1. 确定定位方案，设计定位装置设计夹具时原则上应该选工件的工艺基准为定位基准，无论是艺基准还是定位基准，均应符合六点定位原则，有时根据加工表面的位置要求，需要将工件的六个自由度全部限制，即完全定位。有时限制的自由度少于六个，即不完全定位。根据我们此次设计的具体情况，我们选择工件定位方案如下：工序图只是给出了原理方案，此时应仔细分析本工序的工序内容及加工度要求，按照六点定位原理和本工序的加工精度要求，确定具体的定位方案和定位元件，要拟定几种具体方案进行比较，选择或组合最佳方案。根据工序图给出的定位元件方案，按有关标准正确选择定位元件或定位的组合
9、。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。 为了保证定位元件的设计和布置应保证工件定位可靠，并有足够的刚度，工件选择以两个13的孔并与D面定位，两个孔分别采用短圆锥销和菱形销定位，工件的下底端利用辅助支承，工件右端利用夹紧机构螺栓进行夹紧。图1-2定位方案和辅助支承 1.2.2 确定夹紧方案，设计夹紧装置根据工件结构特点，其夹紧方案为 通过螺钉与顶柱将工件夹紧在定位板上，首先将工件用两个定位销和定位板定位，工件的下底面利用辅助支承托起，将工件下底面放于垫板上，垫板两个面与工件下底面和工件右端面相互配合，用于固
10、定工件，用手柄转动螺栓，螺栓水平方向向左移动顶着顶柱，然后利用顶柱将工件定位，其中垫板之中设计有弹簧，利用螺钉与挡板将顶柱固定于垫板之中，这样既可以将工件夹紧，又可以避免在夹紧过程中，螺钉推动垫板然后辅助支承螺栓受力而出现移动，从而有效的使辅助支承水平方向上不受力的作用。选用M20的外六方螺钉和顶柱来夹紧工件。确定夹紧力的方向、作用点，以及夹紧元件或夹紧机构，要选择和设计动力源。夹紧方案也需反复分析比较，确定后，正式设计时也可能在具体结构上作一些修改。(1)夹紧力的方向：夹紧力的方向应有利于定位稳定且主要夹紧力应处置主要定位基面、应与工件刚度高的方向一致以利于减少工件的变形、应尽可能与切削力、
11、重力方向一致有利于减小夹紧力，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：夹紧力的作用点应正对定位元件或位于定位元件所形成的支撑面内、夹紧力的作用点应位于工件刚度高的部位、夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面使夹紧稳固可靠。以确保工件定位准确、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：安全性 夹紧机构应具备足够的强度和夹紧力，以防止意外伤及夹具操作人员。手动夹具夹紧机构的操作力不应过大，以减轻操作人员的劳动强度。夹紧机构的行程不宜过长，以提高夹具的工作效率。手动夹紧机构应操作灵
12、活、方便。夹紧方案如下：图1-3 夹紧机构 1.2.3 确定导向装置刀具的导向是保证孔的位置精度，增加钻头的支撑以提高其刚度，减少刀具的变形，确保孔加工的位置精度，使用钻床钻孔时，钻头的导向可采用钻套，钻套有固定钻套、可换钻套、快换钻套和特殊钻套等四种。固定钻套是直接压入钻模板或夹具体得孔中，属过盈配合。这种钻套位置精度高，结构简单。固使用固定钻套。 图1-4 固定钻套 1.2.4. 夹具体的设计 用来安装和固定定位元件，夹紧机构和钻模板的实体。具体大小根据整个机构的大小而调整，要保证机构的稳定，水平，所以形位公差会有较严格的要求。夹具体是整个夹具的基体和骨架，组成夹具的各种零件，机构等都要安
13、装在上面，其形状和尺寸主要取决于夹具上各组件的分布情况，工件的形状，尺寸及加工性质等。此夹具体采用HT250铸造，无沙眼气孔，为减少废品和铸造误差，便于维修，夹具体和底座分开制造，最终装配在一起。夹具体的粗糙度，除有精度的部分要达到要求外，其余的按去除材料的要求。 夹具体与底面的垂直度误差不大于0.05，两支撑销钉中心连线与夹具体地面平行度误差不大于0.05mm。两个定位销孔由钳工配做完成，安装削边销的孔和安装支撑销的孔之间的尺寸上下偏差不大于0.08mm. 夹具体零件如下： 。图1-5 夹具体 1.3.夹具装配图绘制1.3.1. 夹具装配图尺寸、公差的标准（1）标注必要的尺寸、配合、公差等 夹具的外形尺寸，所设计夹具的最大长、宽、高尺寸。 夹具与机床的联系尺寸，即夹具在机床上的定位、固定尺寸。如车床夹具的莫氏硬度、铣床夹具的对定装置等。 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即公差。 夹具中所有有配合关系的元件间应标注尺寸和配合关系。 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。 （2）标注技术条件。 定位元件的定位面间相互位置精度。 定位元件的定位表面与夹具安
