夾具課程設計說明書

1、 前言機械制造裝備設計是機械設計制造及其自動化專業(yè)的一門主要專業(yè)課，其任務是通過該課程的學習，掌握主要機械制造裝備的工作原理及其正確使用和選用方法、原則，并具備一定的機械制造裝備的總體設計、傳動設計、結構設計等基本知識和主要工藝裝備的設計能力。而課程設計是機械制造裝備設計課程的一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)，也是機械類專業(yè)學生較為全面的機械設計訓練。通過課程設計的實踐，綜合地運用裝備設計課程和其他先修課程的理論與實際知識，進一步培養(yǎng)與提高學生分析和解決工程實際問題的機械設計能力。其目的在于：1通過課程設計，使學生能綜合運用夾具設計課程及其他相關專業(yè)課程的知識，學會用所學的理論知識指導設計實踐，樹立正

2、確的設計思想。2通過課程設計，培養(yǎng)學生分析和解決工程實際問題的能力，使學生掌握機床夾具的一般設計方法和步驟，提高其走上工作崗位所需的專業(yè)技能。3通過課程設計，使學生學習運用標準、規(guī)范、手冊、圖冊和查閱有關技術資料等。 零件在工藝規(guī)程之后，就要按工藝規(guī)程順序進行加工。在加工中除了需要機床、刀具、量具之外，成批生產時還要用機床夾具。他們是機床和工件之間的連接裝置，使工件相對于機床獲得正確的位置。機床夾具的好壞將直接影響工件加工表面的位置精度、形狀精度和尺寸精度。通常把確定工件在機床上或夾具中占有正確位置的過程，稱為定位。當工件定位后，為了避免在加工中受到切削力、重力等的作用而破壞定位，還應該用一定

3、的機構或裝置將工件加以固定。使工件在加工過程中保持定位位置不變的操作，稱為夾緊。將工件定位、夾緊的過程稱為裝夾。工件裝夾是否正確、迅速、方便和可靠，將直接影響工件的加工質量、生產效率、制造成本和操作安全。在成批、大量生產中，工件的裝夾是通過機床夾具來實現(xiàn)的。機床夾具在生產中應用十分廣泛，夾具按使用范圍分為通用夾具、專用夾具、可調夾具、組合夾具和隨行夾具，按使用機床分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、齒輪機床夾具、自動機床夾具、數(shù)控機床夾具、自動線隨行夾具以及其他機床夾具等，按夾緊的動力源分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、氣-液增力夾具、電磁夾具及真空夾具等。根據(jù)所加工工件的要

4、求，本次使用的是鉆床浮動夾緊專用夾具。 第一章 專用夾具設計1.1設計前的準備工作 1.1.1 明確工件的年生產綱領由于該工件時小量生產，所以選擇機動、少工件，自動化程度不太高的方案，結構也隨之簡單，成本也降低，符合小批生產的特點。 1.1.2 熟悉工件零件圖和工序圖 零件圖給出了工件的尺寸、形狀和位置、表面粗糙度等精度的總體要求，工序圖則給出了夾具所在工序的零件的工序基準、工序尺寸、已加工表面、待加工表面、以及本工序的定位、夾緊原理方案，這是夾具設計的直接依據(jù)。 已知待加工工件如下圖1-1所示，18孔、3個10孔及上下兩個端面均已加工成，設計鉆兩個M8通孔的鉆床夾具。圖1-1 工件零件圖 1

5、.1.3. 加工方法 了解工藝規(guī)程中本工序的加工內容，機床、刀具、切削用量、工步安排、工時定額，同時加工零件數(shù)。這些是在考慮夾具總體方案、操作、估算夾緊力等方面必不可少的。根據(jù)零件圖可知，本道工序的內容是鉆兩個通孔：二個M8的孔。1.2 總體方案的確定 1.2.1. 選擇定位方案 工序圖只是給出了原理方案，此時應仔細分析本工序的工序內容及加工要求，按照六點定位原理和本工序的加工精度要求，確定具體的定位方案和定位元件，要擬定幾種具體方案進行比較，選擇或組合最佳方案。根據(jù)工序圖給出的定位元件方案，按有關標準正確選擇定位元件或定位的組合。在機床夾具的使用過程中，工件的批量越大，定位元件的磨損越快，選

6、用標準定位元件增加了夾具零件的互換性，方便機床夾具的維修和維護。 方案一：根據(jù)六點定位原理，圓柱銷定位和菱形銷組合定位，分別與11和18的兩孔配合，限制了工件一個旋轉自由度和兩個移動自由度；在工件的底面用2個支撐板做定位，限制了一個移動自由度和兩個旋轉自由度。方案二：根據(jù)六點定位原理，圓柱銷定位和菱形銷組合定位，分別與11的對稱的兩孔配合，限制了工件一個旋轉自由度和兩個移動自由度；在工件的底面用2個支撐板做定位，限制了一個移動自由度和兩個旋轉自由度。方案一和方案二中雖然都符合六點定位原理，但是方案一中的兩定位銷型號尺寸不同，而且在裝配中不對稱，方案二中兩個定位銷型號尺寸相同，而且在裝配中對稱。

7、比較之下，方案二更有利于機構夾緊和裝配中受力均衡，而且而且定位元件統(tǒng)一，便于更換，故選擇方案二為定位方案。定位銷如圖1-2所示： 圖1-2定位銷 選擇夾緊機構在確定夾緊力的方向、作用點的同時，要確定相應的夾緊機構。確定夾緊機構要注意以下幾方面的問題：安全性 夾緊機構應具備足夠的強度和夾緊力，以防止意外傷及夾具操作人員。手動夾具夾緊機構的操作力不應過大，以減輕操作人員的勞動強度。夾緊機構的行程不宜過長，以提高夾具的工作效率。手動夾緊機構應操作靈活、方便。確定夾緊力的方向、作用點，以及夾緊元件或夾緊機構，要選擇和設計動力源。夾緊方案也需反復分析比較，確定后，正式設計時也可能在具體結構上作一些修改。

8、 方案一 使用移動壓板夾緊機構 方案二 使用斜楔夾緊機構 方案三 使用勾頭壓板夾緊機構 方案一中移動壓板的尺寸比較大，使得夾具體的尺寸也相應變大，材料用量也變大；方案二中斜楔夾緊機構結構復雜，而且零件制造麻煩，所以提高制造成本；方案三中勾頭壓板尺寸比較小，使得夾具體尺寸也變小，而且有標準件可以選擇，更換零件方便。綜合以上分析，方案三最為合適該設計。1.2.3 選擇導向裝置刀具的導向是保證孔的位置精度，增加鉆頭的支撐以提高其剛度，減少刀具的變形，確?？准庸さ奈恢镁龋褂勉@床鉆孔時，鉆頭的導向可采用鉆套，鉆套有固定鉆套、可換鉆套、快換鉆套和特殊鉆套等四種。固定鉆套是直接壓入鉆模板或夾具體得孔中，

9、屬過盈配合。這種鉆套位置精度高，結構簡單，但磨損后不易更換，故適用于中小批生產中只鉆一次的孔?？蓳Q鉆套是先把襯套用過盈配合H7/n6或H7/r6固定在鉆模板或夾具體上，再采用間隙配合H6/g5或H7/g6將可換鉆套裝入襯套中，并用螺釘壓住鉆套。這種鉆套更方便，適用于中批以上生產，對于在一道工序內需要加工的孔，應采用快換鉆套?？鞊Q鉆套與可換鉆套結構上基本相似，只是在鉆套頭部多開一個圓弧狀或直線狀缺口。換鉆套時，只需將鉆套逆時針轉動，當缺口轉到螺釘位置時即可取出，換套方便迅速。由于是小批量生產，所以采用帶有襯套的固定鉆套，如圖1-3所示： 圖1-3 固定鉆套 1.3 繪制夾具裝配圖 1.3.1 制

10、圖比例1：1 把工件視為透明體，用雙點劃線畫出輪廓，畫出定位面、夾緊面和加工表面，無關表面可以省略。 夾具體、定位、夾緊和導向 畫出夾具體，在夾具體上畫出鉆模板，然后畫出定位元件和導向元件，按夾緊狀態(tài)畫出夾緊元件或機構，必要時可用雙點劃線畫出松開位置時的夾緊元件的輪廓，再畫出其他元件或機構，以及上述各元件與夾具體的聯(lián)結，使夾具形成一體，標注必要的尺寸，配合和技術條件。對零件編號，填寫標題欄和零件明細表。其中還要在定位，導向完成后進行定位精度驗算，在夾緊機構完成后進行夾緊力的驗算，以及重要的受力元件或機構的強度、剛度驗算。 裝配圖 圖1-5（1）總裝配圖應按國家標準盡可能1：1地繪制，這樣圖樣有

11、良好的直觀性。主視圖應按操作實際位置布置，三視圖要能完整清楚表示出夾具的工作原理和結構?？紤]到我的加工件比較簡單，工件尺寸較小，需放大顯示清楚，采用1：1的比例。 （2）視工件為透明體，用雙點畫線畫出主要部分（如輪廓，定位面夾緊面和加工表面）。畫出定位元件、夾緊機構、導向裝置的位置。 （3）按照夾緊狀態(tài)畫出夾緊元件和夾緊機構。 （4）畫出夾具體及其他聯(lián)接用的元件（聯(lián)接體、螺釘?shù)龋?，將夾具各組成元件聯(lián)成一體。 （5）對零件編號，填寫標題欄和零件明細表。 每一個零件都必須有自己的編號，此編號是唯一的。在工廠的生產活動中，生產部件按零件編號生產、查找工作。 完整填寫標題欄，如裝配圖號、名稱、單位、設

12、計者、比例等。 完整填寫明細表，一般來說，加工工件填寫在明細表的下方，標準件、裝配件填寫在明細表的上方。注意，不能遺漏加工工件和標準件、配套件。1.4 繪制夾具零件圖1.4.1 繪制夾具體零件圖用來安裝和固定定位元件，夾緊機構和鉆模板的實體。具體大小根據(jù)整個機構的大小而調整，要保證機構的穩(wěn)定，水平，所以形位公差會有較嚴格的要求。以乙面為基準面，甲面相對于乙面得平行度為0.02，丙軸相對于乙面得垂直度為0.02，丁軸相對于乙面得垂直度為0.02,夾具體零件圖如下： 圖1-4 夾具體零件圖1.4.2 繪制鉆模板零件圖 通過綜合分析零件加工的特點，選用鉸鏈式鉆模板。該鉆模板常采用蝶形螺母鎖緊，裝卸工

13、件比較方便，對于鉆孔后還需要進行攻絲等工步尤為適宜。但該鉆模板可達到的位置精度較低，結構也較復雜。 鉸鏈式鉆模板是通過鉸鏈與夾具體連接在一起的，鉆模板可繞鉸鏈軸旋轉軸和鉆模板上相應孔的配合為基軸制間隙配合（H8/f8），鉸鏈軸和支座孔的配合為基軸制過盈配合（H8/n7），鉆模板和支座兩側面的配合則按基孔制間隙配合（H7/g6）。甲方案和乙方案相比較，甲方案鉆模限制了模板旋轉的角度，利于操作，將其掀起時，能更好的控制模板的放置位置，故選擇甲方案。鉆模板形狀如圖1-6所示： 鉆模板 圖1-6 支承板 1-7 第二章 夾具裝配圖上應標注的尺寸和技術條件2.1. 夾具裝配圖上標注的尺寸 裝配圖的尺寸標

14、注主要有：外形輪廓尺寸，裝配尺寸，定位尺寸，安裝尺寸和其它尺寸。 （1）夾具外形輪廓尺寸。 （2）夾具與機床工作臺或主軸的配合尺寸，以及固定夾具的尺寸等。 （3）夾具與刀具的聯(lián)系尺寸。 （4）夾具中工件與定位元件間，導向元件與刀具、襯套間，夾具中所有相互間有配合關系元件應標注配合尺寸，種類和精度。（5）各定位元件之間，定位元件與導向元件之間，各導向元件之間裝配后的位置尺寸及公差。夾具總長度為250mm，總寬度為160mm，總高度為95mm；鉆模套和刀具的配合尺寸8G6；定位銷和夾具體的配合12H7/r6，鉆套和襯套的配合12H7/n6，連接圓柱銷分別和支座和鉆模板的配合為 6H8/n7和6H8

15、/f8，鉆模板和支座的配合65H7/g6，定位圓柱銷和支座和夾具體的配合為5H8/n7。2.2. 夾具裝配圖上應標注的技術要求 應標注的技術要求包括：相關元件表面間的位置精度，主要表面的形狀精度，保證裝配精度和檢測的特殊要求，以及調整、操作等必要的說明。通常有以下幾方面： （1）支撐板定位面和安裝基面的平行位置精度。 (2）定位銷中心線與夾具安裝基面、定向基面間的垂直位置精度。 (3）定位表面與固定鉆套（導向元件）間的垂直位置精度。(4）各導向元件的工作面間的相互位置精度。 (5）裝配時，鉗工和磨工配合以滿足以上所要求的技術條件。 由于夾具體固定在機床的安裝基面上，夾具體基面應與安裝基面平行；

16、工件通過支承板與夾具體支承面間接接觸，支承板應在夾具體基面上平行放置，為確保工件加工精度要求，滿足加工要求，工件應與夾具體基面平行且誤差為0.02；鉆模板上的鉆模套安裝軸線垂直于夾具體底面，為確保安裝位置準確，加工兩通孔精度滿足要求，鉆模套安裝軸線與底面垂直誤差為0.03；兩個定位銷安裝應達到與夾具體的地面垂直度為0.03. 第三章 夾具體零件圖應標注的尺寸和技術要求3.1 夾具體零件圖上標注的尺寸 零件圖尺寸標注時，尺寸齊全，布置清楚，排列整齊，便于看圖;同時保證設計要求和工藝要求，即零件在夾具中即要有很好的工作性能，又要便于零件的加工測量和檢查。(1）零件圖的投影應盡量與總圖上的投影位置相

17、符合，便于讀圖和核對。 (2）尺寸標注應完整、清楚，避免漏注，既便于讀圖，又便于加工； (3）同一工種加工表面的尺寸應盡量集中標注。 (4）對于可在裝配后用組合加工來保證的尺寸，應在其尺寸數(shù)值后注晨“按總圖”字樣，如，鉆套之間、定位銷之間的尺寸等。 (5)要注意選擇設計基準和工藝基準。 (6)某些要求不高的形位公差由加工方法自行保證，可省略不注。 (7)為便于加工，尺寸應盡量按加工順序標注，以免進行尺寸換算。 定位菱形銷孔和定位圓柱銷孔分別與兩定位銷配合，因為位置精度很重要，位置尺寸為60±0.03，形狀尺寸12（+0.021/0）；連接鉆模板和夾具體的兩個定位銷孔的形狀尺寸為5（+

18、0.018/0），位置尺寸為103±0.01，以前面兩個銷孔的中心線為基準，這兩個定位銷孔的位置分別為72±0.04和91±0.04。3.2 夾具體零件圖上標注的技術要求零件圖的技術要求，就是對零件的尺寸精度、零件表面狀況等品質的要求。它直接影響零件圖重要內容之一。在零件圖上，可用代號、數(shù)字、文字來標注出在制造和檢驗時零件在技術上指標上應達到的要求。定位菱形銷孔和定位圓柱銷孔對夾具體底面的垂直度為0.02；連接鉆模板和夾具體的兩個定位銷孔對夾具體底面的垂直度為0.03；支撐板的安裝面和夾具體底面的平行度為0.02；支撐板的安裝面粗糙度為3.2；支座的安裝面粗糙度為

19、3.2；夾具體底面的粗糙度為3.2；定位菱形銷孔和定位圓柱銷孔的粗糙度為1.6。 致謝在張老師和同學的共同努力下，我在兩周的時間內完成了夾具課程設計。我們花費的時間很長，因為這是我第一次進行這樣的課程設計。雖然在過程中我遇到了很多的困難，但是在張老師的指點下，還有自己不懈的學習和查找資料，我終于把我所學的知識運用到現(xiàn)實中來了，這使我對加深課本知識的理解很有好處。同時學會了對于不同的工件設計不同的夾具，對于夾具的各種標準件都學會了如何查標準件手冊、如何使用它們。我們設計的方案和圖紙，張老師每次都認真負責的一遍一遍的修改，在張老師的幫助下我才得以順利完成課程設計。謝謝張老師。 感想兩周的夾具課程設計過去了，學到了很多知識，也鞏固了之前學習的基本上所有的專業(yè)課的知識。