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1、沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书目 录前 言2第一章 夹具的总体方案设计31.1 对工件进行分析31.2 综合设计的内容及步骤3 1.2.1专用夹具的基本要求3 1.2.2夹具设计的一般步骤4 1.2.3夹具设计中的几个重要问题4 1.2.4夹具的结构工艺性分析4 1.2.5夹具精度分析4第二章 夹具设计的步骤52.1专用夹具的基本要求52.2专用夹具设计的一般步骤5 2.2.1明确设计任务与收集设计原始材料5 2.2.2拟定夹具结构方案，绘制夹具草图6 2.2.3进行必要的分析计算6 2.2.4绘制夹具草图6 2.2.5绘制夹具零件图6第三章 夹具零部件的结构选择63.1
2、夹具模板63.2 夹具体93.3 钻套螺钉93.4 快换钻套103.5 紧固螺栓103.6 装配图11第四章 夹具精度的分析计算及校核1141机床夹具设计的过程及方案114.1.1 精度的分析114.1.2 主要零件、部件及总体尺寸的尺寸确定124.2 加工精度分析、计算与评审13 4.2.1 加工精度分析13 4.2.2 加工精度计算及评审13总 结15致 谢16参考文献1717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
3、面和某些具有特殊要求的零件。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。特别是计算机技术的迅速发展，极大的推动了机械加工工艺的进步使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。 工具是人类文明进步的标志。自20世纪末以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化得到了很好的发展。但工具（含刀具、夹具、量具与辅具等）在不断的革新中，起功能仍然十分显著。机床夹具是一种装夹工件的工艺设备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。在各种金属切削机床上用于装夹工件的工艺设备成为机床夹具，如车床上使用的三爪自定心卡盘、四爪卡盘，铣床上使用的平口虎钳等。
4、现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着工件的加工精度、劳动生产率和产品的制造成本等。因此，无论是在传统制造还是现代制造工艺系统中，夹具都是重要的工艺装备。第一章 夹具的总体方案设计1.1 对工件进行分析端盖主要用于零件的外部，起密封，阻挡灰尘的作用。故其在机器中只是起辅助作用，对机器的稳定运行影响不是很大，其在具体加工的时候，精度要求也不是很高，加工起来也十分容易。如图1-1所示： 图1-1 端盖通过对零件图的分析，因零件的尺寸不大，结构相对简单，所以选用悬挂式钻模板，以适应大批量生产和提高生产率。1.2 综合设计的内容及步骤1.2.1专用夹具的基本要求 1） 保证工件的加
5、工精度 专用夹具应有合理的定位方案，标注合适的尺寸、公差和技术要求，并进行必要的精度分析，确保夹具能满足工件的加工精度要求。 2）提高生产率 应根据工件生产批量的大小设计不同复杂程度的高效夹具，以缩短辅助时间，提高生产效率。3）工艺性好 专用夹具的结构应简单、合理，便于加工、装配、检验和维修。4）使用性好 专用夹具的操作应简便、省力、安全可靠，排屑应方便，必要时可设置排屑机构。5）经济性好 除考虑专用夹具本身结构简单、标准化程度高、成本低廉外，还应根据生产纲领对夹具方案进行必要的经济分析，以考虑夹具在生产中的经济效益。 1.2.2 夹具设计的一般步骤 1）明确设计任务与收集设计材料 2）确定夹
6、具设计方案与绘制夹具草图 3）进行必要的分析计算 4）审查方案与改进设计 5）绘制夹具装配总图6）绘制夹具零件图1.2.3夹具设计中的几个重要问题 1）清根问题 在设计端面和内孔定位的夹具时，会遇到夹具体定位端面和定位外圆交界处的清根问题。 2）让刀问题 在设计圆盘类刀具（如铣刀、砂轮等）加工的家具时，会存在让刀问题。 3）更换问题 4）防松问题1.2.4夹具的结构工艺性分析 夹具的结构工艺性指夹具制造、检验、装配、调试、维修的方便性。为保证良好的工艺性，应做到：尽量选用标准件、通用件：各种专用件要易于制造。1.2.5夹具精度分析 加工精度较高时，应进行加工精度分析。具体分析见第四章。第二章
7、夹具设计的步骤2.1专用夹具的基本要求 （1）保证加工精度这是必须做到的最基本要求，其关键是正确的定位、夹紧和导向方案，夹具制造的技术要求，定位误差的分析和验算。 （2）夹具的总体方案应与年生产纲领相适应在大批量生产时，尽量采用快速与高效的定位、夹紧机构和动力装置，提高自动化程度，符合生产节拍要求。在中、小批量生产时，夹具应有一定的可调性，以适应多品种工件的加工。 （3）安全、方便、减轻劳动强度机床夹具要有工作安全性考虑，必要时加装保护装置。要符合工人的操作位置和习惯，有合适的工件装卸位置和空间，使工人操作方便。大批量生产和工件笨重时，尽可能减轻工人劳动强度。 （4）排屑顺畅机床夹具中积聚切屑
8、会影响到工件的定位精度，切屑的热量会使工件和夹具产生热变形，影响加工精度。清理切屑将增加辅助时间、降低生产率，因此夹具设计中要对排屑问题给予足够的重视。 （5）机床夹具应具有良好的强度、刚度和结构工艺性机床夹具设计时，要考虑方便制造、检测、调整和装配，有利于提高夹具的制造精度。2.2 专用夹具设计的一般步骤2.2.1 明确设计任务与收集设计原始材料 1）了解加工零件的零件图、毛坯图及加工工艺过程，该工序的加工内容及工序图，了解该工序所使用的设备、刀具、量具等工艺装备，生产节拍等参数。 2）了解零件的生产类型，这是决定夹具采用简单疾结构或复杂结构的依据。 3）收集该夹具所使用的机床的资料，注要指
9、与夹具连接部分的安装尺寸。 4）收集所使用的刀具的资料，如刀具的精度、安装方式、使用要求及技术条件。 5）了解夹具制造厂房的能力和使用条件。 6）收集有关夹具零部件的标准（包括国际、部标、企标、厂标），典型夹具结构图册等。2.2.2拟定夹具结构方案，绘制夹具草图 1）根据工件的加工要求和结构形状，确定工件的定位方式，选择或设计定位装置，必要时，计算定位误差。 2）确定工件夹紧方案，设计夹紧装置。 3）确定其它装置及元件的结构形式如：定向、导向、分度、对刀装置等。 4）确定夹具体的结构形式和夹具在机床上的安装方式。 5）绘制夹具草图，最好考虑几种方案经过分析比较，从中选出合理的方案。2.2.3
10、进行必要的分析计算 工件的加工精度较高时，应进行工件加工精度分析。有动力装置的夹具，需计算夹紧力。当有几种夹具方案时，可进行技术经济分析，选用比较合理的方案。2.2.4 绘制夹具草图 按国家制图标准绘制，尽可能采用比例1:1，主视图按夹具面对操作者的方向绘制。被加工零件用双点划线表示。2.2.5 绘制夹具零件图夹具中的非标准零件均要画零件图，并按夹具总图要求，确定零件的尺寸，公差及技术要求。第三章 夹具零部件的结构选择3.1 夹具模板钻模板用于安装钻套。钻模板与夹具的连接方式有固定式、铰链式、分离式、悬挂式等几种。 固定式钻模板1定位销；2螺钉； 3钻模板； 4夹具体图3-1.1固定式钻模板
11、铰链式钻模板 1铰链销；2夹具体；3铰链座；4支撑钉；5钻模板；6菱形螺母 图3-1.2铰链式钻模板 分离式钻模板 1钻模板；2钻套；3压板（图b为螺钉）；4工件图3-1.3分离式钻模板 悬挂式钻模板 1夹具体；2导柱；3工件；4钻模板；5弹簧；6多轴滑动头图3-1.4 悬挂式钻模板本设计的钻模板采用悬挂式钻模板如图3-1.5示：图3-1.5夹具模板图3-1.5钻模板 材料：45#3.2 夹具体 材料：HT200图3-2夹具体3.3 钻套螺钉材料：Q235JB/T 8045.5-1999钻套螺钉 M610图3-3钻套螺钉3.4 快换钻套材料：45#JB/T 8045.3-1999快换钻套 92
12、8图3-4快换钻套3.5 紧固螺栓 材料：Q235JB/T 8006.3-1999固定手柄压紧螺钉A型M310 图3-5固定手柄压紧螺钉3.6 装配图 图3-6装配图第四章 夹具精度的分析计算及校核41机床夹具设计的过程及方案4.1.1 精度的分析夹具的主要功能是用来保证零件加工的位置精度。使用夹具加工时，影响被加工零件位置精度的误差因素主要有三个方面： （1）定位误差 （2）夹具制造与装夹误差 （3）加工过程误差 在加工过程中由于工艺系统(除夹具外)的几何误差、受力变形、热变形、磨损以及各种随机因素所造成的加工误差，用GC表示。上述各项误差中，第一项与第二项与夹具有关，第三项与夹具无关。显然
13、，为了保证零件的加工精度，应使： 式中,T 为零件有关的位置公差。上式即为确定和检验夹具精度的基本公式。通常要求给GC留三分之一的零件公差，即应使夹具有关误差限制在零件公差2/3的范围内。当零件生产批零较大时，为了保证夹具的使用寿命，在制定夹具公差时，还应考虑留有一定的夹具磨损公差。4.1.2 主要零件、部件及总体尺寸的尺寸确定 （1）主要零件及部件尺寸的确定 1）钻套主要尺寸的确定 钻套类型的选择 钻套底面到加工面上面高度H 根据经验公式： 铸铁： 钻或钻； 钢 ：钻 或 钻；因为在加工的过程中H在满足排屑的要求下，越小越好（防止钻头偏斜），2） 夹具板的主要尺寸的确定 夹具板的厚度 可根据经验公式： 夹具板的外尺寸确定 根据加工工序的要求及尺寸可确
