软起动隔爆箱体关键零件的铣削夹具设计文档格式.docx

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专业：

机械设计制造及其自动化

学生姓名：

学号：

指导教师单位：

姓名：

职称：

题目类型：

理论研究实验研究工程设计工程技术研究软件开发

2014年5月26日

摘要

夹具是一种工艺装置，可以使产品按相应的技术要求确切定位和牢固夹紧。

它的主要作用是用于保证产品的加工质量、减轻劳动强度、辅助产品检测、展示、运输等。

板类工件是常见的工程结构，提高板类工件铣床夹具设计效率具有一定的实际工程意义。

目前,实际生产，通过观察发现仅用通用夹具不能满足生产要求。

当通用夹具装夹工件时，具有生产效率低，加工质量低，要增加划线工序等缺点。

由此，专门设计了一种铣床夹具，通过对夹具的定位方案，夹紧方案，对刀方案，夹具体与定位元件及加工精度等方面的分析，证明能满足工艺和生产要求。

在本次设计中，针对所给的两个工件，设计出了对应的铣床夹具来提高工件的加工工艺和生产效率，从而突破传统夹具的局限性，具有一定的创新性和实用方便性。

在设计过程中，确定工件自由度，利用六点定位原理，限制足够的自由度，并观察了工件的外形特点和加工要求，确定合理的定位面和夹紧面，最终使用UG三维模型软件对工件和夹具进行了三维建模，通过修改，最终建立了三维装配实体图。

关键词：

铣床夹具；

专用夹具；

三维建模；

六点定位原理

ABSTRACT

Fixtureisakindofprocessequipment.Itcanmaketheproducttobeaccuratepositioningandtightclampingaccordingtocertaintechnicalrequirements.Itsmainfunctionistoensuretheproductprocessingquality,reducelaborintensity,auxiliaryproductsdetection,display,transportationetc..Thesheetmetalworkpieceisacommonprojectstructure,ithasspecialsignificanceforrealengineeringtoimprovethesheetmetalworkpieceofmillingfixturedesignefficiency.

Theactualproduction,itisfoundthatuseonlyuniversalfixturecannotmeettherequirementofproduction.WhenUniversalfixtureclampstheworkpiece,ithasdefectsforlowproductionefficiency,lowprocessingqualityandincreasingthemarkingprocess.Thus,amillingfixtureisspeciallydesigned.Theanalysisofthefixturepositioningscheme,clampingscheme,toolsettingscheme,fixturebodyandthepositioningelementandmachiningaccuracyetc..Thatcouldmeettherequirementsofprocessandproduction.

Inthisdesign,accordingtothetwoworkpiecetoamillingfixturedesign,correspondingtoimprovetheprocessingtechnologyandproductionefficiencyoftheworkpiece,soastobreakthroughthelimitationoftraditionalfixture,ithassomeinnovativeandpracticalconvenience.

Inthedesignprocess,itdeterminesthedegreesoffreedomofworkpiece,usingsixpointlocationprincipletolimitsufficientfreedom.Andweobservetheshapefeaturesandmachiningrequirements,determiningareasonablepositioningandclampingsurface.Eventually,weusetheUG3Dmodelingsoftwaretotheworkpieceandthefixturefor3Dmodeling.Bymodify,itfinallyestablishedthethree-dimensionalassemblyentitygraph.

Keywords:

Themillingfixture;

TheSpecialfixture;

3Dmodeling;

Sixpointlocationprinciple

1引言

夹具作为机械制造业举足轻重的工艺装备，主要表现在能够保证机械加工质量、提高生产效率、降低生产成本、减轻劳动强度、降低对工人技术的过高要求、实现生产过程自动化和流水线生产。

本次课程设计的夹具是关于防爆箱关键零部件的铣床夹具，针对相应的零部件进行设计。

由于传统夹具对该工件的加工精度和生产效率不高，故根据本课题的要求，将设计能提高精度和生产效率的铣床夹具。

1.1夹具设计目的与意义

在机械制造加工过程当中，对加工对象进行固定，使之处于正确的安装位置，之后接受加工或检测的装置，又称卡具。

从广义上讲，这个过程中的任何工序，一个装置，方便，快捷，安全的夹紧工件，被称为夹具。

在中国现代工业的迅速发展中，提出了更高的要求对于各项技术经济指标的性能和机械传动装置，通用夹具已不能满足现代工业的大规模生产的需要，因此设计创新的实用夹具是机械行业中的重要主题。

国民经济发展的支柱产业是机械制造业，它是国民经济的基础产业，它为国民经济中任何行业的发展提供帮助和设备。

工艺装备是机械制造系统中的重要组成部分之一。

随着制造技术的不断发展，世界经济形式的不断变化，以及企业竞争的全球化，为了领先其他企业产品的上市时间，企业生产的产品更新换代的速度越来越快，大批量生产已经过去，被小批量生产方式所取代。

通过国外生产研究协会的统计数据表明，目前工件品种总数的85％左右被中、小批量多品种生产的工件品种占据了。

另一方面，根据相关资料统计表明，我国现有工业水准，全部产品研制周期的50％～70％往往被生产筹备周期所占据，而生产准备周期的50％～70％又被工艺装备的设计制造周期所占据，其中夹具的设计、修改、完善和制造占工艺装备的准备阶段的70％～80％的时间。

所以在产品开发周期的夹具设计与制造，进入市场的时间有很大的影响。

是以，现有机械制造行业的发展需求对于传统夹具设计的方法早已不能够满足。

为了适应于多品种、中、小批量生产模式对夹具快速设计的需求，随着数控机床迅速的普及，采用机床专用夹具的机械制造企业越来越多。

机床专用夹具的作用是为加工特定零件的特定工序而特意设计制造的，加工以前，按照零件的加工要求、所选用的机床和夹具设计原则，选择夹具元件，保证元件与元件之间的位置关系，夹具的设计制造装配要满足与以上要求。

机床专用夹具拥有布局紧凑、操作简易、快速、刚性好、应用广泛、数量大等优点，因为批量的生产要求适用于机床专用夹具，制造企业提高生产率和取得市场竞争力就依靠于它了。

根据以往的设计经验来设计制造夹具往往属于传统的机床专用夹具设计，它需要通过夹具设计人员的丰富经验来完成，具有设计时间较长，劳动量比较大，不易修改，设计效率低等缺点。

由于以前没有CAD技术，传统的设计方法往往让设计者在策划和修改过程中带来了很多的麻烦，当代设计制造的要求愈来愈不能适应。

然而，在制造业，据统计所有的夹具设计超出70%的夹具是通过修改现有的类似设备。

机床专用夹具的设计也不例外。

专用的夹具设计模块在某些大型的三维参数化CAD软件，如Solidworks软件、UG软件、Pro／E软件等都没有提供相应的模块。

为此，为了升高夹具的设计效率和规范性，完成夹具设计经验的重复使用性，并达到迅速响应市场需求的目的，使用CAD软件进行二次开发是很有必要的。

同时为了企业获得良好的经济效益和社会效益，在二次开发过程中，能设计出迅速、确切绘制、装配和管理参数化机床专用夹具的设计软件是非常紧迫的。

1.2机床夹具的现状及发展

1.2.1机床夹具的现状

国外生产研究协会统计表明，当前工件种类总数的85%左右被多品种小批量生产的工件品种所占据。

为了顺应当代市场的需求和竞争，当代生产要求企业所制造的产品品种频繁的推陈出新。

但是，很多的企业依旧习惯于大批选用传统专用夹具，往往在拥有中等生产能力的制造企业里，估计具有数千乃至近万套专用夹具；

另一方面，由于企业的生产多品种产品的更新换代，每3~4年就要更新50~80%专用夹具，其中只有约10~20%的磨损量。

特别是这几年新加工技术的应用，例如：

加工中心、数控机床、成组技术、柔性制造系统（FMS）等的迅速发展，对机床夹具提出了如下新的要求：

1.以减少生产准备周期，减少生产成本为目的，夹具能够装夹新产品的投产，快速而便利；

2.机床夹具能够装夹一组具有相似性特征的工件；

3.机床夹具具有精密加工的高精度性；

4.新型机床夹具能适用于种种现代化制造技术；

5.能够减轻劳动强度和提高生产效率，最好能够选用以液压站等为能源的高效夹紧装置；

6.提高机床夹具的标准化程度。

1.2.2现代机床夹具的发展方向

机械加工中机床夹具是一种不可缺少的组成部分，由于机床技术正朝着高速度，高效率，高精度，高智能，复合，环保的方向发展着，夹具技术也必须适应于机床技术，向着高精度、高效率、模块化、组合、通用性、经济化的目标成长着。

高精

为了达到降低定位偏差，提高加工精度的目的，要求机床加工精度有所提高，同时对夹具的制造精度要求更高。

其中，对定位孔距精度的要求已经高达±

5μm，对支承面的垂直度的要求为每300毫米偏差0.01毫米，平行度的要求为每500毫米偏差0.01毫米。

显然，对机床夹具的精度要求已提高到微米级，世界各个著名的夹具制造公司都向着高精密机械制造企业靠拢。

事实上，为了满足不同行业和经济性的需要，可选取不同的夹具类型，不同档次的精度标准。

高效

由于越来越多的双面、四面和多件装夹的夹具产品的设计生产，提高了机床的生产效率，同时各类的自动定心夹紧机构、精密平口钳、杠杆夹紧机构、凸轮夹紧机构、气动和液压夹紧机构等的提出，迅速夹紧功能组件不断的更新换代，减少了工件大量的装夹周期。

基于这个基础上，新式的电控永磁夹具，抓紧和松开工件仅仅需要1～2秒钟，简化了夹具结构，有利于机床实现多工位、多面和多件加工的目的。

瑞典3R夹具和美国Jergens（杰金斯）公司的球锁装夹系统都仅仅只用了一分钟就能将夹具安装、调整到机床