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1、目 录概 述11 课程设计简介21.1 明确工件的生产要求21.2 充分理解工件的零件图和工序图22 结构设计32.1 设计方案的论证32.2 仪器设备32.3 确定机床夹具的结构方案42.3.1 选择定位原件42.3.2 选择夹紧机构52.3.3 机床夹具的总体形式52.4 绘制夹具零件图62.5 绘制夹具装配图63 结论84 致谢95 参考文献9全套图纸，加153893706概 述 在机械制造厂的生产过程中,用来安装工件使之固定在正确位置上,完成其切削加工 、检验、装配、焊接等工作,所使用的工艺装备统称为夹具。如机床夹具、检验夹具、焊接夹具、装配夹具等。在各种切削机床上使用的夹具称为机床夹
2、具，简称夹具。工件的安装一般包括定位和夹紧两个过程：即首先应使工件相对于机床及刀具占有一个正确的位置，这就是工件的定位；然后将工件固紧在这一既定位置上，使之不因受切削力、重力、离心力或惯性力作用而发生位置改变，这就是工件的夹紧。工件的安装一般有两种方式：A 直接在机床上工作台上或通用夹具上安装B 采用专用夹具安装当工件加工生产批量较大或有特殊要求时，或者工件无法在机床工作台、通用夹具上安装时，常采用专门为某一个工件的某一道工序设计的专用夹具进行工件的安装。这时工件事先不需要画线和找正，只要将工件安放在夹具中，即可确定工件与机床及刀具之间的正确位置，并将工件夹紧，就可以保证工件加工表面的加工精度
3、。此方法迅速可靠，工件加工生产率高，工人劳动强度小，故广泛应用于大批量专业化生产，也可以扩大机床工艺范围。机床夹具的功用：A 保证产品的加工精度，保证产品质量 B 提高生产效率，降低加工成本C 改善工人劳动条件D 扩大机床的工作范围1 课程设计简介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具的制作成本。法兰盘工件如图所示(参看图1.1 法兰盘工件
4、简图)，该零件的主要工作表面为平面，配合卡紧与固定的表面主要为上下面。由于加工底盖需要在高起的平面上工作，因此要有足够的空间和承受力的强度。图1.1 后缸盖工件简图注:本次课设是要为此图中的后缸盖设计一个5-13通孔的夹具，最终实现将工件定位，更加精确和方便的完成钻孔工作。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
5、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，定位方案不一定要六个自由度，但是要完全定位。工件的代待加工表面是选择机床，刀具的依据。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迹相冲突。2 结构设计2.1 设计方案论证（1）首先对工件的加工要进行分析，已知工件为圆柱形，在圆形的表面上钻4-12沉头孔带螺纹，根据工件的形状和加工要求，我认为采用立式钻床比较合理。（2）然后，根据六点定位原理，选用定位销套在圆柱内孔，这样配合使用来完成限制了五个自由度，此工件为不完全定位，所以只需要将工件夹紧就可以进行加工了，在垂直方向上进行夹紧
6、，可以利用移动压板，进行夹紧，因为移动压板简单使用，而且不影响加工过程，所以最总选择移动压板进行夹紧。（3）最后，对整个夹紧方案分析得出，夹紧工件稳定，所以此夹具设计可行。这样就可使工件稳固的夹紧在机床上，能更加方便，准确的进行钻孔加工。2.2 仪器设备（1）夹具底座 1个 材料：20钢 （2）定位销 4个 材料：20钢（3）支撑板 1个 材料：20钢（4）钻模板 1个 材料：20钢 (标准如下表)（5）定位轴 1个 材料：45钢（6）开口垫圈 1个 材料：20钢 （7）M12螺母 1个 材料：45钢（8）快换钻套 5个 材料：20钢（9）长轴 1个 材料：钢件（10）弹性圆柱销 1个 材料：
7、钢件（11）内六角螺钉 2个 材料：45钢（12）内六角螺钉 1个 材料：45钢（13）M12%x100双头螺栓 2个 材料：35钢（14）六角头支承 4个 材料：T8（15）压板 1 材料：45钢2.3 确定机床夹具的结构方案2.3.1 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。此次，根据工件的要求，所选择定位套筒为：固定钻套B型表2-1 螺母标准螺纹规格DM3M4M5M6M8M10M12(M14)M16(M18)M20(M
8、22)M24(M27)M30M36damax356791113151720222426293239dwmin5679121517202325283132384351emin68911141820232730333740455161smax67810131618212427303436414655cmax0011111111111111m(max)六角螺母23557811131516181922242631薄螺母2233456789101112141518技术要求材料机械性能等级螺纹公差表面处理公差产品等级钢6.8.106H不经处理或镀锌钝化D大于M16用B，小于等于用A2.3.2 选择夹紧机构
9、（1） 夹紧力的方向： 夹紧力的要有利于工件的定位，并注意工件的刚性方向，不能是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： 夹紧力的作用点应该选择在定位元件支撑点的作用范围内，以及工件刚度高的位置。确保工件的定位准确、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加紧力，以防止意外伤及夹具操作人员。 手动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活、方便。（4
10、） 夹紧力的大小： 夹紧力的大小一般按静力平衡条件计算，计算出夹紧力为理论夹紧力。为保证工件装夹安全可靠，实际夹紧力应等于理论夹紧力乘以系数K，一般K=1.52.5。各种典型夹紧机构的计算方法可参阅机床夹具手册。2.3.3 机床夹具的总体形式： 机床夹具的总体形式一般应根据工件的形状、大小、加工内容及选用机床等因素来确定。（1） 选择导向装置： 导向装置是夹具保证加工精度的重要装置，如钻孔导向套、镗套、对刀装置、对定装置等，这些装置均已标准化，可按标准选择。（2） 确定联接体： 联接体是将装置与夹具体联接的工件，设计时主要考虑联接体的刚性，合理布置联接体的位置，给定位元件、加紧机构留出空间。（
11、3） 确定夹具体：夹具体一般是设计成平板式（有些夹具体铸造成特殊形状），保证具有足够的刚性。它用来固定定位元件、加紧机构和联接体，并于机床可靠联接。2.4 绘制夹具零件图2-4 装配图 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2.5 绘制夹具装配图 （1）装配图应按照国家标准尽可能1：1地绘制，三视图要完整清晰的表示出夹具的主要结构及夹具的工作原理
12、。 （2）视工件为透明体，用双点画线画出主要部分（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）按照夹紧状态画出夹紧元件和夹紧机构。 （4）画出夹具体及其他联接用的元件（联接体、螺钉等），将夹具各组成元件联成一体。 （5）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、国定尺寸。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种类。 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。 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装基面的位置精度。 定位表面与导向元件间的位置精度。
