减速箱钻孔夹具设计Word下载.docx
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1.1机械及夹具的历史5
1.2机床夹具简介7
1.2.1机床夹具的概念7
1.2.2机床夹具的分类7
1.2.3机床夹具的组成8
1.2.4.机床夹具的功用9
第二章零件图及其分析11
2.1工件图11
2.2定位分析、基准选取及制定工艺路线12
2.2.1定位基准的选择12
2.2.2重要工序分析：
13
第三章钻夹具设计15
3.1减速器箱体结合件钻孔组合机床夹具分析15
3.1.1夹紧方式：
15
3.1.2基本定位原理分析：
3.1.3夹紧力“两要素”，方向与作用点：
3.2定位夹紧方案的确定15
第四章工件的导向装置设计17
第五章夹紧装置18
5.1夹紧基本原理18
5.2夹紧装置的设计18
5.3对夹紧装置的基本要求18
5.4计算夹紧力19
第六章误差分析21
6.1定位误差分析21
6.2装备误差分析22
结论23
谢辞24
参考文献25
前 言
夹具最早出现在18世纪后期。
随着科学技术的不断进步，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。
1.机床夹具的现状
国际生产研究协会的统计表明。
目前中、小批多品种生产品种已。
占工件种类总数的85%左右。
现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。
然而，一般企业仍习惯于大量采用传统的专用工具；
一般在具有中等生产力的企业中，约拥有数千甚至近万套专用夹具；
另一放面，在多种生产的企业中，每隔3~4年就要更新50~80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为10~20%左右。
特别是近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统等新加工技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求：
1）能迅速而方便的装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本；
2）能装卡一组具有相似性特征的工件；
3）能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具；
4）能使用于精密加工的高精度机床夹具；
5）采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率；
6）提高机床夹具的标准化程度；
2现代机床夹具的发展方向
现代机床夹具的发展方向主要表现为标准化、精密化、高效化和柔性化等四个方面。
1）标准化机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。
目前我过已有夹具零件及部件的国家标准：
GB/T2148~T2259——91以及各类通用夹具、组合夹具标准等。
机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。
2）精度化随着机械产品精度的；
日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。
精度化夹具的结构类型很多，例如精度分度的多吃盘，其分度精度可达±
0.1；
用于精度车削的高精度三爪自定心卡盘，其定心精度为5
。
3）高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，
以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。
常见的高效化夹具有自动化夹具、高速化夹具和具有夹紧力装置的夹具等。
例如，在铣床上使用电动虎钳装卡工件，效率可提高5倍左右；
在车床上使用高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在试验转速为9000r/min的条件下仍能牢固的夹紧工件，从而使切削速度大幅度提高。
目前，除了在生产流水线、自动线配置相应的高效、自动化夹具外，在数控机床上，尤其在加工中心上出现了各种自动的装卡工件的夹具以及自动更换夹具的装置，充分发挥了数控机床的效率。
4）柔性化机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整。
组合等方式，以适应工艺可变因素的能力。
工艺的可变因素主要有;
工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。
具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：
组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块化夹具、数控夹具等。
为适应现代机械工业多品种、中小批量生产的需要，扩大夹具的柔性化程度，改变专用夹具的不可拆结构为可拆结构，发展可调夹具结构，将是当前夹具发展的主要方夹具最早出现在18世纪后期。
2机床夹具的现状
7）能迅速而方便的装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本；
8）能装卡一组具有相似性特征的工件；
9）能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具；
10）能使用于精密加工的高精度机床夹具；
11）采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率；
12）提高机床夹具的标准化程度；
4）标准化机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。
5）精度化随着机械产品精度的；
6）高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，
为适应现代机械工业多品种、中小批量生产的需要，扩大夹具的柔性化程度，改变专用夹具的不可拆结构为可拆结构，发展可调夹具结构，将是当前夹具发展的主要方向。
第一章概述
1.1机械及夹具的历史
机械加工的发展史还要从机械发展来讲，三次的工业革命为历史的不同阶段！
当机器制造机器开始时，机械加工行业开始不断兴起！
机械行业的发展历程复杂，漫长！
人类成为“现代人”的标志就是制造工具。
石器时代的各种石斧、石锤和木质、皮质的简单粗糙的工具是后来出现的机械的先驱。
从制造简单工具演进到制造由多个零件、部件组成的现代机械，经历了漫长的过程。
几千年前，人类已创制了用于谷物脱壳和粉碎的臼和磨，用来提水的桔槔和辘轳，装有轮子的车，航行于江河的船及桨、橹、舵等。
所用的动力，从人自身的体力，发展到利用畜力、水力和风力。
所用材料从天然的石、木、土、皮革，发展到人造材料。
最早的人造材料是陶瓷，制造陶瓷器皿的陶车，已是具有动力、传动和工作三个部分的完整机械。
人类从石器时代进入青铜时代，再进而到铁器时代，用以吹旺炉火的鼓风器的发展起了重要作用。
有足够强大的鼓风器，才能使冶金炉获得足够高的炉温，才能从矿石中炼得金属。
在中国，公元前1000～前900年就已有了冶铸用的鼓风器，并逐渐从人力鼓风发展到畜力和水力鼓风。
15～16世纪以前，机械工程发展缓慢。
但在以千年计的实践中，在机械发展方面还是积累了相当多的经验和技术知识，成为后来机械工程发展的重要潜力。
17世纪以后，资本主义在英、法和西欧诸国出现，商品生产开始成为社会的中心问题。
18世纪后期，蒸汽机的应用从采矿业推广到纺织、面粉、冶金等行业。
制作机械的主要材料逐渐从木材改用更为坚韧，但难以用手工加工的金属。
机械制造工业开始形成，并在几十年中成为一个重要产业。
机械工程通过不断扩大的实践，从分散性的、主要依赖匠师们个人才智和手艺的一种技艺，逐渐发展成为一门有理论指导的、系统的和独立的工程技术。
机械工程是促成18～19世纪的工业革命，以及资本主义机械大生产的主要技术因素。
动力是发展生产的重要因素。
17世纪后期，随着各种机械的改进和发展，随着煤和金属矿石的需要量的逐年增加。
人们感到依靠人力和畜力不能将生产提高到一个新的阶段。
在英国，纺织、磨粉等产业越来越多地将工场设在河边，利用水轮来驱动工作机械。
但当时的煤矿、锡矿、铜矿等矿井中的地下水，仍只能用大量畜力来提升和排除。
在这样的生产需要下，18世纪初出现了纽科门的大气式蒸汽机，用以驱动矿井排水泵。
但是这种蒸汽机的燃料消耗率很高，基本上只应用于煤矿。
1765年，瓦特发明了有分开的冷凝器的蒸汽机，降低了燃料消耗率。
1781年瓦特又创制出提供回转动力的蒸汽机，扩大了蒸汽机的应用范围。
蒸汽机的发明和发展，使矿业和工业生产、铁路和航运都得以机械动力化。
蒸汽机几乎是19世纪唯一的动力源，但蒸汽机及其锅炉、凝汽器、冷却水系统等体积庞大、笨重，应用很不方便。
19世纪末，电力供应系统和电动机开始发展和推广。
20世纪初，电动机已在工业生产中取代了蒸汽机，成为驱动各种工作机械的基本动力。
生产的机械化已离不开电气化，而电气化则通过机械化才对生产发挥作用。
发电站初期应用蒸汽机为原动力。
20世纪初期，出现了高效率、高转速、大功率的汽轮机，也出现了适应各种水利资源的水轮机，促进了电力供应系统的蓬勃发展。
19世纪后期发明的内燃机经过逐年改进，成为轻而小、效率高、易于操纵、并可随时启动的原动机。
它先被用以驱动没有电力供应的陆上工作机械，以后又用于汽车、移动机械和轮船，到20世纪中期开始用于铁路机车。
蒸汽机在汽轮机和内燃机的排挤下，已不再是重要的动力机械。
内燃机和以后发明的燃气轮机、喷气发动机的发展，是飞机、航天器等成功发展的基础技术因素之一。
工业革命以前，机械大都是木结构的，由木工用手工制成。
金属（主要是铜、铁）仅用以制造仪器、锁、钟表、泵和木结构机械上的小型零件。
金属加工主要靠机匠的精工细作，以达到需要的精度。
蒸汽机动力装置的推广，以及随之出现的矿山、冶金、轮船、机车等大型机械的发展，需要成形加工和切削加工的金属零件越来越多，越来越大，要求的精度也越来越高。
应用的金属材料从铜、铁发展到以钢为主。
机械加工包括锻造、锻压、钣金工、焊接、热处理等技术及其装备，以及切削加工技术和机床、刀具、量具等，得到迅速发展，保证了各产业发展生产所需的机械装备的供应。
社会经济的发展，对机械产品的需求猛增。
生产批量的增大和精密加工技术的进展，促进了大量生产方法的形成，如零件互换性生产、专业分工和协作、流水加工线和流水装配线等。
简单的互换性零件和专业分工协作生产，在古代就已出现。
在机械工程中，互换性最早体现在莫茨利于1797年利用其创制的螺纹车床所生产的螺栓和螺帽。
同时期，美国工程师惠特尼用互换性生产方法生产火枪，显示了互换性的可行性和优越性。
这种生产方法在美国逐渐推广，形成了所谓“美国生产方法”。
20世纪初期，福特在汽车制造上又创造了流水装配线。
大量生产技术加上泰勒在19世纪末创立的科学管理方法，使汽车和其他大批量生产的机械产品的生产效率很快达到了过去无法想象的高度。
20世纪中、后期，机械加工的主要特点是：
不断提高机床的加工速度和精度，减少对手工技艺的依赖；
提高成形加工、切削加工和装配的机械化和自动化程度；
利用数控机床、加工中心、成组技术等，发展柔性加工系统，使中小批量、多品种生产的生产效率提高到近于大量生产的水平；
研究和改进难加工的新型金属和非金属材料的成形和切削加工技术。
进入21世纪的今天，机械加工行业还是在不断的发展更新！
经过2008年的经济危机之后，世界制造业的中心偏向亚洲，以中国为领跑者，将越来越扮演着重要角色！
1.2机床夹具简介
1.2.1机床夹具的概念
机床夹具是机床上用以装夹工件（和引导刀具）的一种装置。
其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。
1.2.2机床夹具的分类
（1）按专门化程度分类
1）通用夹具 通用夹具是指已经标准化的，在一定范围内可用于加工不同工件的夹具。
例如，车床上三爪卡盘和四爪单动卡盘，铣床上的平口钳、分度头和回转工作台等。
这类夹具一般由专业工厂生产，常作为机床附件提供给用户。
其特点是适应性广，生产效率低，主要适用于单件、小批量的生产中。
2）专用夹具 专用夹具是指专为某一工件的某道工序而专门设计的夹具。
其特点是结构紧凑，操作迅速、方便、省力，可以保证较高的加工精度和生产效率，但设计制造周期较长、制造费用也较高。
当产品变更时，夹具将由于无法再使用而报废。
只适用于产品固定且批量较大的生产中。
3）通用可调夹具和成组夹具 其特点是夹具的部分元件可以更换，部分装置可以调整，以适应不同零件的加工。
用于相似零件的成组加工所用的夹具，称为成组夹具。
通用可调夹具与成组夹具相比，加工对象不很明确，适用范围更广一些。
4）组合夹具 组合夹具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的标准元件和部件组装而成的夹具。
由专业厂家制造，其特点是灵活多变，万能性强，制造周期短、元件能反复使用，特别适用于新产品的试制和单件小批生产。
5）随行夹具 随行夹具是一种在自动线上使用的夹具。
该夹具既要起到装夹工件的作用，又要与工件成为一体沿着自动线从一个工位移到下一个工位，进行不同工序的加工。
（2）按使用的机床分类
由于各类机床自身工作特点和结构形式各不相同，对所用夹具的结构也相应地提出了不同的要求。
按所使用的机床不同，夹具又可分为：
车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具和其他机床夹具等。
（3）按夹紧动力源分类
根据夹具所采用的夹紧动力源不同，可分为：
手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具等。
1.2.3机床夹具的组成
（1）定位元件 它与工件的定位基准相接触，用于确定工件在夹具中的正确位置，从而保证加工时工件相对于刀具和机床加工运动间的相对正确位置。
（2）夹紧装置 用于夹紧工件，在切削时使工件在夹具中保持既定位置。
（3）对刀、引导元件或装置 这些元件的作用是保证工件与刀具之间的正确位置。
用于确定刀具在加工前正确位置的元件，称为对刀元件，如对刀块。
用于确定刀具位置并导引刀具进行加工的元件，称为导引元件。
（4）连接元件 使夹具与机床相连接的元件，保证机床与夹具之间的相互位置关系。
（5）夹具体 用于连接或固定夹具上各元件及装置，使其成为一个整体的基础件。
它与机床有关部件进行连接、对定，使夹具相对机床具有确定的位置。
（6）其它元件及装置 有些夹具根据工件的加工要求，要有分度机构，铣床夹具还要有定位键等。
以上这些组成部分，并不是对每种机床夹具都是缺一不可的，但是任何夹具都必须有定位元件和夹紧装置，它们是保证工件加工精度的关键，目的是使工件定准、夹牢。
1.2.4.机床夹具的功用
1）能稳定地保证工件的加工精度 用夹具装夹工件时，工件相对于刀具及机床的位置精度由夹具保证，不受工人技术水平的影响，使一批工件的加工精度趋于一致。
2）能减少辅助工时，提高劳动生产率 使用夹具装夹工件方便、快速，工件不需要划线找正，可显著地减少辅助工时；
工件在夹具中装夹后提高了工件的刚性，可加大切削用量；
可使用多件、多工位装夹工件的夹具，并可采用高效夹紧机构，进一步提高劳动生产率。
（3）能扩大机床的使用范围，实现一机多能 根据加工机床的成形运动，附以不同类型的夹具，即可扩大机床原有的工艺范围。
例如在车床的溜板上或摇臂钻床工作台上装上镗模，就可以进行箱体零件的镗孔加工。
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