车床夹具的设计与制造1.docx

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车床夹具的设计与制造1

毕业设计（论文）

题目：

车床夹具的设计与制造

摘要

我国社会主义现代化要求机械制造工业为国民经济各部门的技术进步、技术改造提供先进、高效的技术装备，它首先要为我国正在发展的产业包括农业、重工业、轻工业以及其它产业提供质量优良、技术先进的技术装备，同时还要为新材料、新能源、机械工程等新技术的生产和应用提供基础装备。

关键字:

质量,先进,提供

1前言8

1.1简述,8

2车床夹具概论9

2.1车床夹具的分类9

2.1.1按夹具的使用特点可分9

2.1.2按使用机床可分为9

2.1.3按夹紧的动力源可分9

2.2机床夹具的组成10

2.2.1定位装置10

2.2.2夹紧装置10

2.2.3对刀或导向装置10

2.2.4连接原件10

2.2.5夹具体夹具体10

2.2.6其他元件或装置10

2.3夹具的功用10

3.工件的定位及定位元件11

3.1工件定位的基本原理11

3.1.1六点定位原则12

3.1.2限制工件自由度12

3.1.3工件定位12

3.2定位元件13

3.2.1常用定位元件及选用工件13

3.2.2常用定位元件所能限制的自由度13

3.2.3常用定位元件的选用14

3.2.4工件以外圆柱面定位15

3.2.5工件以内孔定位15

3.3定位误差的分析16

3.3.1定位误差分析16

3.3.2定位误差产生的原因17

3.3.3误差分类17

3.3.4工件组合定位应注意问题19

3.3.5工件以两孔一面定位组合定位常见的组合方式20

4工件的夹紧和夹紧装置20

4.1夹紧装置的组成21

4.1.1夹紧装置的种类综合起来其结构均由两部分组成21

4.1.2夹紧装置的设计原则21

5夹紧力的选择22

5.1夹紧装置的组成22

5.1.1动力源装置23

5.1.2传力机构23

5.1.3夹紧元件,它是直接与工件接触完成夹紧作用的最终执行元件。

23

5.2夹紧装置的设计原则23

5.2.1工件不移动原则24

5.2.2工件不变形原则.24

5.2.3工件不振动原则24

5.2.4安全可靠原则24

5.3确定夹紧力的基本原则24

5.3.1夹紧力的方向应有助于定位稳定，且主夹紧力应朝向25

5.3.2夹紧力的方向应有利于减小夹紧力，以减小工件的变25

5.3.3夹紧力的方向应是工件刚性较好的方向。

由于工件在25

5.4夹紧力的作用点25

5.4.1夹紧力的作用点26

5.4.2夹紧力的作用点应选择26

5.4.3夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面，以防止工件产26

5.4.4夹紧力的大小26

5.5减小夹紧变形的措施27

5.5.1.均匀的对称变形28

5.5.2.分散着力点28

5.5.3.增加压紧件接触面积28

5.5.4.利用对称变夹具的夹紧设计28

5.5.5.其它措施29

6夹具设计29

6.1夹紧方案29

6.2夹具体与定位键29

6.3确定要限制的自由度30

6.3.1有三中定位方案可供选择30

6.3.2计算定位误差32

6.3.3夹紧方案32

6.4对刀方案33

6.5夹具总图上的尺寸、公差和技术要求33

6.5.1.夹具最大轮廓34

6.5.2.影响工件定位精度的尺寸和公差34

6.5.3.影响夹具在机床上安装精度的尺寸和公差34

6.5.4.影响夹具精度的尺寸个公差34

6.6影响对刀精度的尺寸和公差34

6.6.1.槽宽35

6.6.2.槽侧面35

7.参考文献37

8.结论38

1前言

1.1简述,

本论文是结合目前实际生产中，通用夹具不能满足生产要求，用通用夹具装夹工件效率低、劳动强度大、加工质量不高，而且往往需要增加划线工序，而专门设计的一种机床夹具，本夹具能在加工常规零件的时候使质量进一步提升，并降低劳动强度，能在保证产品质量加工精度的同时批量生产，从而降低生产成本。

从而夹具的使用在某种程度上提高实际生产中企业的效益.因而对夹具知识的认识和

学习，在今天显的优为重要起来。

2车床夹具概论

2.1车床夹具的分类

2.1.1按夹具的使用特点可分为：

通用夹具，专用夹具，可调夹具，组合夹具， 拼装夹具。

2.1.2按使用机床可分为：

车床夹具，铣床夹具，钻床夹具，镗床夹具，齿轮机床夹具，数控机床夹具，自动机床夹具，自动线随行夹具以及其他机床夹具。

2.1.3按夹紧的动力源可分为：

手动夹具，气动夹具，液压夹具，气液增力夹具，电磁夹具以及真空夹具等。

2.2机床夹具的组成

2.2.1定位装置其作用是使工件在夹具中占据正确的位置。

2.2.2夹紧装置其作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中受到外力（切削力等）作用时不离开已经占据的正确的正确位置。

2.2.3对刀或导向装置其作用是确定刀具相对定位元件的正确位置。

2.2.4连接原件其作用是确定夹具在机床上的正确位置。

2.2.5夹具体夹具体是机床夹具的基础件，通过它将夹具的所有元件连接成一个整体。

2.2.6其他元件或装置是指家家具中因特殊需要而设置的元件或装置。

根据加工需要，有些夹具上设置分度装置、靠模装置；为能方便、准确定位，常设置预定位装置；对于大型夹具，常设置吊装元件等。

2.3夹具的功用

在车床上加工工件的时候，必须用夹具装好夹牢所要加工工件。

将工件装好，就是在车床上确定工件相对于刀具的正确位置，这一过程称为定位。

将工件夹紧，就是对工件施加作用力，使之在已经定好的位置上将工件可靠地夹紧，这一过程称为夹紧。

从定位到夹紧的全过程，称为装夹。

车床夹具的主要功能就是完成工件的装夹工作。

3.工件的定位及定位元件

3.1工件定位的基本原理

3.1.1六点定位原则.如果要使一个自由刚体在空间有一个确定的位置，就必须设置相应的六个约束，分别限制刚体的六个运动自由度。

在讨论工件的定位时，工件就是我们所指的自由刚体。

如果工件的六个自由度都加以限制了，工件在空间的位置也就完全被确定下来了。

因此，定位实质上就是限制工件的自由度。

分析工件定位时，通常是用一个支承点限制工件的一个自由度。

用合理设置的六个支承点，限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定，这就是六点定位原则。

3.1.2限制工件自由度.由刚体运动学可知，一个自由刚体,在空间有且仅有六个自由度。

工件在空间的位置是任意的，即它既能沿Ox、Oy、Oz三个坐标轴移动，称为移动自由度.又能绕Ox、Oy、Oz三个坐标轴转动，称为转动自由度.

3.1.3工件定位。

工件定位时，影响加工要求的自由度必须限制；不影响加工要求的自由度，有时要限制，有时可不限制，视具体情况而定。

习惯上，工件的六个自由度都限制了的定位称为完全定位，工件限制的自由度少于六个，但能保证加工要求的定位称为不完全定位。

欠定位根据工件的加工要求，应该限制的自由度没有完全被限制的定位称为欠定位。

过定位夹具上的两个或两个以上的定位元件重复限制同一个自由度的现象，称为过定位。

3.2定位元件

3.2.1常用定位元件及选用工件

在夹具中要想获得正确定位，首先应正确选择定位基准，其次是选择合适的定位元件。

工件定位时，工件定位基准和夹具的定位元件接触形成定位副，以实现工件的六点定位。

对定位元件的基本要求

（1）限位基面应有足够的精度。

定位元件具有足够的精度，才能保证工件的定位精度。

（2）限位基面应有较好的耐磨性。

由于定位元件的工作表面经常与工件接触和磨擦，容易磨损，为此要求定位元件限位表面的耐磨性要好，以保持夹具的使用寿命和定位精度。

（3）支承元件应有足够的强度和刚度。

定位元件在加工过程中，受工件重力、夹紧力和切削力的作用，因此要求定位元件应有足够的刚度和强度，避免使用中变形和损坏。

（4）定位元件应有较好的工艺性。

定位元件应力求结构简单、合理，便于制造、装配和更换。

（5）定位元件应便于清除切屑。

定位元件的结构和工作表面形状应有利于清除切屑，以防切屑嵌入夹具内影响加工和定位精度。

3.2.2常用定位元件所能限制的自由度

常用定位元件可按工件典型定位基准面分为以下几类

（1）用于平面定位的定位元件包括固定支承（钉支承和板支承），自位支承，可调支承和辅助支承。

（2）用于外圆柱面定位的定位元件包括V形架，定位套和半圆定位座等。

（3）用于孔定位的定位元件包括定位销（圆柱定位销和圆锥定位销），圆柱心轴和小锥度心轴。

3.2.3常用定位元件的选用

常用定位元件选用时，应按工件定位基准面和定位元件的结构特点进行选择。

（1）工件以平面定位以面积较小的已经加工的基准平面定位时，选用平头支承钉，以基准面粗糙不平或毛坯面定位时，选用圆头支承钉，侧面定位时，可选用网状支承钉。

2）以面积较大、平面度精度较高的基准平面定位时，选用支承板定位元件，用于侧面定位时，可选用不带斜槽的支承板，通常尽可能选用带斜槽的支承板，以利清除切屑。

3）以毛坯面，阶梯平面和环形平面作基准平面定位时，选用自位支承作定位元件。

但须注意，自位支承虽有两个或三个支承点，由于自位和浮动作用只能作为一个支承点。

4）以毛坯面作为基准平面，调节时可按定位面质量和面积大小分别选用可调支承作定位元件。

5）当工件定位基准面需要提高定位刚度、稳定性和可靠性时，可选用辅助支承作辅助定位元件，但须注意，辅助支承不起限制工件自由度的作用，且每次加工均需重新调整支承点高度，支承位置应选在有利工件承受夹紧力和切削力的地方。

3.2.4工件以外圆柱面定位

1）当工件的对称度要求较高时，可选用V形块定位。

V形块工作面间的夹角α常取60°、90°、120°三种，其中应用最多的是90°V形块。

90°V形块的典型结构和尺寸已标准化，使用时可根据定位圆柱面的长度和直径进行选择。

V形块结构有多种形式，有的V形块适用于较长的加工过的圆柱面定位；有的V形块适于较长的粗糙的圆柱面定位；有的V形块适用于尺寸较大的圆柱面定位，这种V形块底座采用铸件，V形面采用淬火钢件，V形块是由两者镶合而成。

2）当工件定位圆柱面精度较高时（一般不低于IT8），可选用定位套或半圆形定位座定位。

大型轴类和曲轴等不宜以整个圆孔定位的工件，可选用半圆定位座。

3.2.5工件以内孔定位

1）工件上定位内孔较小时，常选用定位销作定位元件。

圆柱定位销的结构和尺寸标准化，不同直径的定位销有其相应的结构形式，可根据工件定位内孔的直径选用。

当工件圆柱孔用孔端边缘定位时，需选用圆锥定位销。

当工件圆孔端边缘形状精度较差时，选用圆锥定位销；

当工件需平面和圆孔端边缘同时定位时，选用浮动锥销。

2）在套类、盘类零件的车削、磨削和齿轮加工中，大都选用心轴定位，为了便于夹紧和减小工件因间隙造成的倾斜，当工件定位内孔与基准端面垂直精度较高时，常以孔和端面联合定位。

因此，这类心轴通常是带台阶定位面的心轴，当工件以内花键为定位基准时，可选用外花键轴，当内孔带有花键槽时，可在 圆柱心轴上设置键槽配装键块；当工件内孔精度很高，而加工时工件力矩很小时，可选用小锥度心轴定位。

3.3定位误差的分析

3.3.1定位误差分析：

一是定位基准与工序基准不重合，由此产生基准不重合误差△b；二是定位基准与限制位基准不重合，由此产生基准位移误差△y。

基准不重合误差△b是一批工件逐个在夹具上定位时，定位基准与工序基准

不重合而造成的加工误差，其大小为定位尺寸的公差在加工尺寸方向上的投影。

基准位移误差△y是一批工件逐个在夹具上定位时，定位基准相对于限位基准的最大变化范围在加工尺寸方向上的投影。

3.3.2定位误差产生的原因

工件逐个在夹具中定位时，各个工件的位置不一致的原因主要是基准不重合，而基准不重合又分为两种情