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1、河南工程学院毕业设计多工位夹具设计学生姓名 甘 云 吉 系（部） 机械工程系 专 业 数控技术 指导教师 李鑫 摘 要本论文主要研究的是不规则零件在现代制造业中的广泛应用，那么保证此类零件的加工精度就显得尤为重要。本课题通过分析零件的结构特点和加工要求，用数控加工中心来达到多工位的加工目的,提高零件在大批量生产制造过程中的效率,同时制定了一套较为合理加工工艺规程，从而为保证该零件的加工精度将提供一种经济实用的夹具设备，具有一定的实用价值，在论文中会以研究零件的工艺规程开始着手设计最为适合的夹具，在不同的夹紧方案下进行比较，并且以平面加工为定位方法，通过夹紧力的计算和定位误差达到比较，选则最为恰
2、当、最为合理的夹具设计方案，从而保证了被加工零件的精度以及工件在加工过程中定位的可靠和准确，夹具提供足够大的夹紧力以防止工件位移，工件在夹紧力的作用下形变小。从而使得夹具在装夹工件进行加工的过程中真正发挥其作用,提高劳动的生产效率、具备一定的实用价值。关键字：多工位，工艺规程，加工精度，夹具，精度 AbstractThis paper is mainly explored the unformulate works which is widely used in the contemporary manufacturing technology. So it is important to a
3、ssure the definition of the works manufacturing. This project is going to analysis the structure of the work and the requirements of the manufacturing process and the multiple work location. In this paper we will design the fixture with the exploring of the work. With the different clamping plan, we
4、 will select the best. Under the approach of the manufacturing of aperture, the calculation of the clamping force and the error of the location, it can be selected the most reasonable and felicity fixture. In order to guarantee the definition of the manufactured work，the correct location of the manu
5、facturing process ,the enough clamping force to prevent the displacement of the work and the minimum deformation of the work. These are all ready to give the high labor production efficiency and the value of practicality.key words: Multi-site, process planning, machining accuracy, fixtures, precisio
6、n目 录前 言5第一章 机床夹具概述71.1 机床夹具的作用及其分类71.2 机床夹具的组成8第二章 零件结构分析和工艺规程制定92.1零件给构分析过程92.2毛坯的选择102.3 零件外形结构分析102.3.1结构特点和技术要求102.3.2分析零件结构工艺性112.3.3毛坯说明112.3.4选择定位基准和确定工件的装夹方式112.3.5拟订工艺路线122.3.6 设计工序内容122.3.7 工艺规程制订方案13第三章 机床夹具设计183.1 夹具的要求183.2 专用夹具设计步骤193.3 工件在夹具中的定位方案的设计203.3.1六点定位原理203.3.2 定位方案的设计213.3.3
7、具体的误差分析和计算233.4 工件的夹紧273.4.1对夹紧装置的基本要求273.4.2 夹紧力的确定273.5基本夹紧机构283.5.1单个螺旋机构283.5.2 单个螺旋机构夹紧力的计算293.6 夹具的机构设计343.6.1对于夹具体的要求353.6.2夹具体毛坯的类型36第四章：结束语37参考文献38致 谢39前 言在机床上加工工件时，为了保证工件在该工序所加工的表面能达到图纸上规定的尺寸及位置精度等技术要求，必须使得工件相对于刀具和机床占有正确的加工位置（即工件的定位），并把工件压紧夹牢，以便在加工过程中，工件受到切削力、离心力的作用及冲击、振动等影响时，能保持这个确定了的位置稳定
8、不变（即工件的夹紧）。在机床上对工件进行定位和夹紧，称做装夹。一切能使工件在机床上实现定位和夹紧的工艺装置，一般称为机床夹具，简称夹具。机床夹具按专门化程度分通用夹具、专用夹具、可调整夹具、专门化拼装夹具和自用化生产用夹具。通用夹具是指已经标准化，且具有较大适用范围的夹具。它由专业厂生产供应，有的已作为机床附件与通用机床配套，这类夹具主要用于单件小批生产。专用夹具是根据零件工艺机械加工过程中的某一道工序而专门设计的夹具。由于不考虑通用性，故结构紧凑、操作方便。这类夹具可保证高的加工精度和生产率。但这类夹具的针对性很强，当交换产品或工艺时，一般都因无法使用而“报废”。可调整夹具，在当前多种小批量
9、生产条件下，设计制造专用夹具的准备周期太长，且很不经济，但是，采用通用夹具又不能满足使用要求。采用可调整夹具则是改进工艺装备设计的一个发展方向。可调整夹具的特点是：加工完一种工件后，可调整或者更换个别零件，即可加工形状相似、尺寸和加工工艺相近的多种工件。这类夹具又可分为通用可调和专用可调甲具两类。通用可调夹具加工对象不是很确定，适用范围较大；专用夹具常称成组夹具，一般配合成组技术，专门为成组加工某组零件而设计的，它是在专用夹具的基础上，通过更换和调整个别元件，来适应组内不同零件加工要求。加工对象明确，结构紧凑。专门化拼装夹具，这类夹具是针对某工件某工序加工要求，由事先制造好的通用性较强的标准元
10、件和部件拼装而成，只要有足够种类和数量的标准元件和部件，就可拼装成各式各样的夹具。自动化生产用夹具，主要有自动线夹具和数控机床夹具，前者和一般专用夹具相似，后者除担负工件的安装任务外，还随工件一起从一个工位输送到下一个工位。一个多工位自动线上有许多相同的随行的夹具。随着机械制造业的发展，数控机床显示出许多不同于普通机床的特殊要求，如:粗加工时要求夹具离刚度，能承受大功率，高速切削;精加工时要求工件在夹具中产生的定位及夹紧误差最小。为提高工效，要求组合夹具元件能大、中融合一体，安装在同一块基础板上，以适应单件或多件同时加工等。孔系夹具靠销孔定位，故坐标孔系一定，组装程度简单，无须调整就能确定工件
11、在机床坐标中的位里。当使用多夹具基础板时，既可组装单个大零件夹具，又可组装多个中小零件夹具，工效离，柔性好。井且孔系组合夹具由于夹具元件可重复使用，刚性好，定位精度和可靠性高，夹具元件加工工艺性好以及荃础板上任愈定位孔均可作为数控机床的坐标原点等优点，特别适用于现代柔性制造系统，满足其对夹具组装时间短和灵活机动等要求。夹具发展的趋势：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、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。第一章 机床夹具概述1.1 机床夹具的作用及其分类1 机床夹具的作用夹具是机械加工中的一种工艺设备，它在机械加工
12、中起着十分重要的作用，主要有以下的几个方面。1）便于工件的正确定位，以保证加工精度工件装夹在夹具上后，工件上各有关的几何元素（点、线、面）之间的相互位置精度在一定程度上就由夹具保证。当夹具在机床上正确定位及固定以后，工件在夹具中又得到正确定位并被夹紧，这样就保证了再加工过程中“同批”工件对刀具和机床保持确定的相对位置，使加工得以顺利进行。2）提高劳动生产效率和降低加工成本采用夹具以后，可以省去即十分费时又不很紧缺的划线、找正工序，减少了辅助时间。若采用联动夹具装置、快速夹紧装置，既能降低劳动强度，又能提高生产效率。例如采用气压、液压等传动装置，只需要几秒钟旧可以完成夹紧动作。3）改善工人的劳动
13、条件采用夹具后，工件的装卸比不用夹具要方便、省力、安全。如果生产规模较大，还可以采用机械化传动装置和自动装卸工件的自动化夹具，以实现生产过程中的自动化，进一步提高劳动生产效率和改善工人的劳动条件。4）扩大机床工艺范围在单件小批量生产的条件下，工件的种类、规格多，而机床的数量、品种却有限。为了解决这种矛盾，可以设计制造专用的夹具，使机床“一机多用”。例如，可以采用专用的夹具，在车床上实现拉削。夹具在机械加工中的作用是重要的，但是在不同的生产规模和不同的生产条件下，夹具的功用也有所侧重，其结构的复杂程度也有很大的不同。例如，在单件小批生产条件下，宜于使用通用的可调夹具，若采用专用的夹具，其结构也应
14、求简单。在大批量生产的条件下，夹具的作用则主要是在保证加工精度的前提下提高生产效率，因此夹具的结构更完善些是必要的。虽然此时夹具的制造费用大一些，但由于生产效率的提高，产品质量的稳定，技术经济效果还是好的。2. 机床夹具的分类夹具的分类方法比较多，一般可分为通用夹具和专用夹具。近年来为适应现代机械制造业的发展，还发展了通用可调夹具、成组夹具和组合夹具等类型。1） 通用夹具通用夹具是指已经标准化的、在一定范围内可以用于加工不同工件的夹具。如三爪或四爪卡盘、机器虎钳、回转工作台、磁力工作台等。这些夹具已经作为机床的附件，由专门的工厂制造供应。2）专用夹具专用夹具是指专为某一工件的某道工序的加工而设
15、计制造夹具。3）通用可调夹具和成组夹具着两种夹具的结构很相似，它们的共同点是：在加工完多种工件。但通用可调夹具的加工对象并不是很明确，其通用范围较大，如滑柱钻模、带各种钳口的机器虎钳等即是这类夹具。而成组夹具则是专门为成组加工工艺中某一组零件而设计的，针对性强，加工对象和适用范围明确，结构更为紧凑。4）组合夹具组合夹具是指按照某一工件的某道工序的加工要求，由一套事先准备好的通用的标准元件和部件组合而成的夹具。这种夹具用完之后可以拆卸存放，或重新组装成新的夹具。由于组合夹具是由各种标准元件、部件组装而成，故具有组装迅速、周期短、能反复使用等特点，所以在多品种、小批量生产或新产品试制中尤为适用。若按夹具所适用的机床来分类，可分为车床夹具，铣床夹具，钻床夹具，镗床夹具和其他机床夹具等类型。若按驱动夹具工作的力源来分类，还可以分为手动夹具，气动夹具，液压夹具，电磁和电动夹具等等。不顾一般多按夹具的使用
