四孔支架课程设计说明书.docx

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四孔支架课程设计说明书

Xxxx学院

课程设计说明书

课程名称机械制造装备设计

设计课题四孔支架夹具设计

专业机械设计制造及其自动化

班级班级

姓名路人甲

学号xxxxxxxxx

2014年1月3日

课程设计任务书

机械工程系机械设计制造及其自动化专业

学生姓名某某某班级班级学号xxxxxxx

课程名称：

机械制造装备设计

设计题目：

四孔支架的夹具设计

设计内容：

1．工件零件图1张

2．夹具装配图（A1图纸）1张

3．夹具零件图（A3图纸）1张

4．课程设计说明书1份

设计要求：

大批生产（或中批生产或单件小批生产）

设计（论文）开始日期2013年12月23日

设计（论文）完成日期2014年1月3日

指导老师xxx

课程设计评语

机械工程系机械设计制造及其自动化专业

学生姓名某某某班级xxxxx学号xxxxx

课程名称：

机械制造装备设计

设计题目：

四孔支架夹具设计

课程设计篇幅：

图纸共3张

说明书共16页

指导老师评语：

年月日指导老师

目目录

绪论4

1.零件的分析5

2.夹具结构方案选择6

2.1.定位原则及定位方案选择6

2.2夹紧原则及方案选择6

2.3导向方案选择9

3.夹具体11

4.夹具装配图上应标注的尺寸和技术条件12

4.1.夹具装配图上标注的尺寸12

4.2夹具装配图上应标注的技术要求12

总结13

致谢15

参考文献16

绪论

夹具作为传统机械制造业中最重要的工艺装备之一已有了一百余年的历史，其在机械制造业的发展过程中发挥了巨大的作用。

机械制造装备设计课程设计是机械设计中的一个重要环节，可以在理论与实际相结合的基础上，突出培养学生分析问题和解决问题的能力。

机床夹具的作用有：

（1）保证加工精度

采用夹具安装，可以准确地确定工件与机床、刀具之间的相互位置，工件的位置精度由夹具保证，不受工人技术水平的影响，其加工精度高而且稳定。

（2）提高生产率、降低成本

用夹具装夹工件，无需找正便能使工件迅速地定位和夹紧，显著地减少了辅助工时；用夹具装夹工件提高了工件的刚性，因此可加大切削用量；可以使用多件、多工位夹具装夹工件，并采用高效夹紧机构，这些因素均有利于提高劳动生产率。

另外，采用夹具后，产品质量稳定，废品率下降，可以安排技术等级较低的工人，明显地降低了生产成本。

（3）扩大机床的工艺范围

使用专用夹具可以改变原机床的用途和扩大机床的使用范围，实现一机多能。

例如，在车床或摇臂钻床上安装镗模夹具后，就可以对箱体孔系进行镗削加工；通过专用夹具还可将车床改为拉床使用，以充分发挥通用机床的作用。

（4）减轻工人的劳动强度

用夹具装夹工件方便、快速，当采用气动、液压等夹紧装置时，可减轻工人的劳动强度。

这次的机床夹具课程设计，对于我是一次对未来工作的预先训练，我可以把在学校学习的理论知识同实际结合起来，掌握了一般机械设计的基本方法和步骤，锻炼了自己面对问题先分析，再解决的能力。

为以后参加工作打下了良好的基础。

1.零件的分析

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。

工件零件图如下图所示，零件材料HT200，要求加工

H7孔

图1.1四孔支架零件图

2.夹具结构方案选择

2.1.定位原则及定位方案选择

由于本零件需加工的是一个位于零件上表面的φ18的孔，零件下表面有一个φ22的腰形孔和一个圆柱孔，所以选择一面两销的定位方式，底面可以限制

三个自由度，在腰形孔中用一个圆柱销来限制

为防止过定位，在另一个圆柱孔中要采用菱形销来限制

两个自由度。

由于定位要遵循“一突出，二定位”原则，所以要在夹具体上增加一个定位垫板，用M8的螺钉固定在夹具体的突出上。

定位销尺寸课通过《夹具设计手册》查表得出。

定位方式如下图所示。

图2.1定位方案图

2.2夹紧原则及方案选择

在机械加工中，工件的定位和夹紧是相互联系非常密切的两个工作过程。

工件定位后，必须采用一定的装置把工件压紧夹牢在定位元件上。

从而使工件在加工过程中，不会由于切削力、工件重力、离心力或惯性力等的作用而发生位置变化或产生振动，以保证加工精度，避免机床、刀具的损坏和发生人身安全事故。

夹紧装置除要求能将工件夹紧压牢外，还对工件的加工质量、生产率、生产成本及操作工人的劳动强度等均有较大影响。

因此在设计夹具装置时应满足以下要求：

1）、夹紧过程中，必须保证定位准确可靠，即不破坏原有的定位。

2）、夹紧力要适当，既要保证工件在整个加工过程中位置稳定不变、振动小，又要使工件不产生过大的夹紧变形。

3）、夹紧装置的自动化和复杂程度应与生产类型相适应，在保证生产效率的前提下，其结构要力求简单，工艺性好，便于制造和维修。

4）、夹紧装置应具有良好的自锁性能，以保证在源动力波动或消失后，仍能保持夹紧状态。

5）、夹紧装置的操作应当方便、安全、省力、迅速，符合操作习惯。

夹紧机构的种类虽然很多，但其结构大都以斜楔形夹紧机构、螺旋夹紧机构和偏心夹紧机构为基础，这三种夹紧机构合称基本夹紧机构。

●斜楔形夹紧机构利用斜面直接或间接压紧工件的机构。

其加紧示意图如下：

图2.2斜楔形夹紧机构

●螺旋夹紧机构由螺钉、螺母、垫圈、压板等元件组成的夹紧机构。

螺旋夹紧机构结构简单，容易制造。

由于螺旋升角小，螺旋夹紧机构的自锁性能好，夹紧力和夹紧行程都较大，因此在手动夹具上应用较多。

常见的螺旋夹紧机构如下：

a.单螺旋夹紧机构b.快撤螺旋夹紧机构

c.组合螺旋夹紧机构

图2.3螺旋夹紧机构

●偏心夹紧机构用偏心件直接或间接夹紧工件的机构。

偏心夹紧机构式斜楔夹紧机构的一种变形。

常用的偏心件是圆偏心轮和偏心轴。

偏心夹紧机构操作方便、夹紧迅速，但是其夹紧力和夹紧行程都较小，一般用于切削力不大、振动小的场合。

常见的偏心夹紧机构如下：

图2.4圆偏心夹紧机构

根据零件结构，夹紧机构选择用可卸式钻模板直接夹紧，两侧用铰链螺栓固定，并采用六角螺母紧固，由于需要频繁拆卸，所以要加用开口垫圈方便拆卸钻模板。

定位采用两个固定在夹具底座上的定位销。

结构简单，装卸方便。

图2.5零件夹紧图

2.3导向方案选择

机床夹具在某些情况下还需要安装一些其他装置才能符合该夹具的使用要求。

这些装置有导向装置、对刀装置、分度装置和对定装置等。

刀具的导向是为了保证孔的位置精度，增加钻头和镗杆的支撑以提高其刚度，减少刀具变形，保证孔加工的位置精度

在加工φ18孔时，采用钻套导向，钻套有固定钻套、可换钻套、快换钻套等。

此处选取快换钻套以便于磨损时可以尽快拆换。

钻套逆时针转动，当缺口转到螺钉位置时即可取出，换套方便迅速。

a．固定钻套b.可换钻套

c.快换钻套

图2.6钻套

综上所述，我们选择在加工

孔时，使用快换钻套，当要取出钻套时，只要将钻套朝逆时针方向转动使螺钉头部刚好对准钻套上的削边平面，即可取出钻套。

适用于同一个孔需经多种工步加工的工序。

快换钻套如下图所示。

图2.7快换钻套

3.夹具体

夹具体是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。

夹具体零件图如下：

图3.1夹具体零件图

4.夹具装配图尺寸标注和技术条件

夹具装配图上应标注必要的尺寸和技术要求，主要目的是为了检验本工序零件加工表面的形状，位置和尺寸精度在夹具中是否可以达到，为了设计夹具零件图，也为了夹具装配和装配精度的检测。

4.1.夹具装配图上标注的尺寸

1）夹具外形轮廓尺寸：

274X200X178。

2）夹具与机床工作台或主轴的配合尺寸，以及固定夹具的尺寸等。

3）夹具与钻头的联系尺寸，如钻模套对钻头引导所需要的配合要求。

4）夹具中工件与定位元件间，导向元件与钻头、衬套间，夹具中所有相互间有配合关系元件应标注配合尺寸、种类和精度。

5）各定位元件之间，定位元件与导向元件之间，各导向元件之间装配后的位置尺寸及公差。

上述联系尺寸和位置尺寸的公差，一般取工件的相应公差的1/3~1/5,最常用的是1/3。

4.2夹具装配图上应标注的技术要求

应标注的技术要求包括：

相关元件表面间的位置精度，主要表面形状精度，保证装配精度和检测的特殊要求，以及调整、操作等必要的说明。

通常有以下几方面：

1）定位元件的定位表面间相互位置精度。

2）定位元件的定位表面与夹具安装基面、定向基面间的相互位置精度。

3）定位表面与导向元件工作面间的相互位置精度。

4）各导向元件的工作面间的相互位置精度。

5）夹具上有检测基准面的话，还应标注定位表面，导向工作面与该基准面间的位置精度。

图4.1夹具零件图

总结

这次设计是大学学习中最重要的一门科目，它要求我们把大学里学到的所有知识系统的组织起来，进行理论联系实际的总体考虑，需把机床概论、公差与配合、机械加工质量、机床夹具设计、机械制造工艺学等专业知识有机的结合起来。

同时也培养了自己的自学与创新能力。

因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。

所以在设计中既了解了基本概念、基本理论，又注意了生产实践的需要，将各种理论与生产实践相结合，来完成本次设计。

这次设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,更是在学完大学所学的所有专业课及生产实习的一次理论与实践相结合的综合训练。

这次设计使我以前所掌握的关于零件加工方面有了更加系统化和深入合理化的掌握。

也培养了自己综合运用设计与工艺等方面的知识；以及自己独立思考能力和创新能力得到更进一步的锻炼与提高；再次体会到理论与实践相结合时，理论与实践也存在差异。

这次设计虽然顺利完成了，也解决了许多问题，也碰到了许多问题，老师的辛勤指导下，都迎刃而解。

同时，在老师的身上我也学得到很多额外的知识，在此我表示深深的感谢！

同时，对给过我帮助的所有同学和各位教研室指导老师再次表示忠心的感谢。

致谢

这次设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的。

在此，我衷心感谢我的指导老师，特别是每次都放下他的休息时间，耐心地帮助我解决技术上的一些难题，他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。

从课题的选择到项目的最终完成，他都始终给予我细心的指导和不懈的支持。

多少个日日夜夜，他不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，除了敬佩指导老师的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。

在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。

此外，在这次课程设计中还有很多帮助我的同学，他们利用自己不多的空闲时间对我的疑问做出了详细的解释，分享自己的心得，把自己的资料提供给我们查阅，让我感受到了团队的温暖。

参考文献

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华中科技大学出版社，2009.

[2]肖继德，陈宁平.机床夹具设计.2版.北京：

机械工业出版社，2005.

[3]赵家齐.机械制造工艺学课程设计指导书.2版.北京：

机械工业出版社，2000.

[4]吴宗泽，高志，罗圣国，李威.机械设计课程设计手册.4版.北京：

高等教育出版社，2012.

[5]何铭新，钱可强，徐祖茂.机械制图.6版.北京：

高等教育出版社，2012.

[6]陈明.机械制造工艺学.北京：

机械工业出版社，2012.

[7]王先奎.机械制造工艺学.2版.北京：

机械工业出版社，2006.

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机械工业出版社，2003.

[9]赵雪松，赵晓芬.机械制造技术基础.武汉：

华中科技大学出版社，2006.

[10]陈恒高，田金和.机床夹具设计原理.哈尔滨：

哈尔滨工程大学出版社，1998.

[11]陆剑中，孙家宁.金属切削原理与刀具.4版.北京：

机械工业出版社，2005.

[12]朱耀祥，浦林祥。

现代夹具设计手册。

2版。

北京：

机械工业出版社，2010.