减速箱体镗孔专用夹具分析设计说明书.docx

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减速箱体镗孔专用夹具分析设计说明书

前言

机械制造技术基础是机械设计制造及其自动化（或机械工程及自动化）专业的一门重要的专业基础课。

机械设计是机械工程的重要组成部分，是决定机械性能的最主要因素。

由于各产业对机械的性能要求不同而有许多专业性的机械设计。

在机械制造厂的生产过程中,用来安装工件使之固定在正确位置上,完成其切削加工、检验、装配、焊接等工作,所使用的工艺装备统称为夹具。

如机床夹具、检验夹具、焊接夹具、装配夹具等。

机床夹具的作用可归纳为以下四个方面：

1.保证加工精度机床夹具可准确确定工件、刀具和机床之间的相对位置，可以保证加工精度。

2.提高生产效率机床夹具可快速地将工件定位和夹紧，减少辅助时间。

3.减少劳动强度采用机械、气动、液动等夹紧机构，可以减轻工人的劳动强度。

4.扩大机床的工艺范围利用机床夹具，可使机床的加工范围扩大，例如在卧式车床刀架处安装镗孔夹具，可对箱体孔进行镗孔加工。

机械制造装备设计课程设计是机械设计中的一个重要的实践性教学环节，也是机械类专业学生较为全面的机械设计训练。

其目的在于：

1.培养学生综合运用机械设计基础以及其他先修课程的理论知识和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力，通过课设训练可以巩固、加深有关机械课设方面的理论知识。

2.学习和掌握一般机械设计的基本方法和步骤。

培养独立设计能力，为以后的专业课程及毕业设计打好基础，做好准备。

3.使学生具有运用标准、规范手册、图册和查询有关设计资料的能力。

我国的装备制造业尽管已有一定的基础，规模也不小，实力较其它发展中国家雄厚。

但毕竟技术基础薄弱，滞后于制造业发展的需要。

我们要以高度的使命感和责任感，采取更加有效的措施，克服发展中存在的问题，把我国从一个制造业大国建设成为一个制造强国，成为世界级制造业基础地之一。

1.产前准备

1.1年生产纲领

工件的年生产量是确定机床夹具总体方案的重要依据之一。

如工件的年生产量很大，可采用多工件加工、机动夹紧或自动化程度较高的设计方案，采用此方案时，机床夹具的结构较复杂，制造成本较高；如工件的年生产量不大，可采用单件加工，手动夹紧的设计方案，以减小机床夹具的结构复杂程度及夹具的制作成本。

如5万件以上夹具复杂用全自动化的设备，2000件小批量生产用手动设备。

1.2生产条件

1、卧式铣床：

X6012、X60（6H80Γ）、X60W（6H80）、X602、X61（6H81Γ）、X6H81、X6030、X6130、X2、（6H82Γ）、X62W（6H82）、X6232、X6232A、X63、（6H83Γ）X63W、6H83Y、6H83、B1-169A、6H81A、FU2A、4FWA、FA5H、FA5U。

2、立式铣床：

X50、X51（6H11）、X52、X52k（6H12）、X53、X53k（6H13）、X53T（FA5V）、X5430A、X50T、X5350、XS5040、X518、6П10、F1-250、F2-250、FA4AV、652、VF222、FSS、FB40V、6H13П，FYA41M、4MK-V、UF/05-135、6A54。

3、数控立式铣床：

XsK5040Ⅲ。

4、万能工具铣：

x8119（678M）、x8126（679）、x8140、680。

（1）台式铣床：

小型的用于铣削仪器、仪表等小型零件的铣床。

（2）悬臂式铣床：

铣头装在悬臂上的铣床，床身水平布置，悬臂通常可沿床身一侧立柱导轨作垂直移动，铣头沿悬臂导轨移动。

（3）滑枕式铣床：

主轴装在滑枕上的铣床，床身水平布置，滑枕可沿滑鞍导轨作横向移动，滑鞍可沿立柱导轨作垂直移动。

（4）龙门式铣床：

床身水平布置，其两侧的立柱和连接梁构成门架的铣床。

铣头装在横梁和立柱上，可沿其导轨移动。

通常横梁可沿立柱导轨垂向移动，工作台可沿床身导轨纵向移动。

用于大件加工。

（5）平面铣床：

用于铣削平面和成型面的铣床，床身水平布置，通常工作台沿床身导轨纵向移动，主轴可轴向移动。

它结构简单，生产效率高。

（6）仿形铣床：

对工件进行仿形加工的铣床。

一般用于加工复杂形状工件。

1.3零件工艺分析

本次课设是要为左支撑座设计一个的夹具完成Φ36的镗削加工，最终实现将工件定位，更加精确和方便的完成镗削工作，并保证能夹紧工件，夹紧力要适中，不要使工件变形，又能保证工件所要求的加工精度。

图1-3-1

零件图标出了工件的尺寸、形状和位置总体要求，它决定了工件在机床夹具中的放置方法，是设计机床夹具总体结构的依据,本工件放置方法应如图1-3-1所示。

工序图给出了零件本工序的工序基准、已加工表面、待加工表面，以及本工序的定位、夹紧原理方案。

工件的工序基准、已加工表面决定了机床夹具的方位方案，如选用平面定位；定位方案的选择依据六点定位原理和采用的机床加工方法，定位方案不一定要定六个自由度，但要完全定位。

工件的待加工表面是选择机床、刀具的依据。

确定夹紧机构要依据零件的外型尺寸，选择合适的定位点，确保夹紧力安全、可靠同时夹紧机构不能与刀具的运动轨迹相冲突。

2.夹具结构设计

2.1定位机构

图2-1-1定位平面

在夹具设计中，若定位方案不合理，工件的加工精度就无法保证。

工作定位方案的确定是夹具设计中首先要解决的问题。

根据工序图给出的定位元件方案，按有关标准正确选择定位元件或定位的组合。

在机床夹具的使用过程中，工件的批量越大，定位元件的磨损越快，选用标准定位元件增加了夹具零件的互换性，方便机床夹具的维修和维护。

设计夹具是原则上应选该工艺基准为定位基准。

无论是工艺基准还是定为基准，均应符合六点定位原理。

由于该零件的加工是镗Φ36孔并以下表面作为定位面，属面定位类型，因此本次设计采用的定位机构主要以支撑钉为主。

三个支承钉组成的大平面限制三个自由度，两个支承钉限制两个自由度，一个支承钉限制一个自由度。

装夹工件时，通过旋转螺母使压板移动压紧工件。

2.2夹紧机构

图2-2-1工件放置方式

1.夹紧的目的：

使工件在加工过程中保持已获得的定位不被破坏，同时保证加工精度。

2.夹紧力的方向的确定：

1）夹紧力的方向应有利于工件的准确定位，而不能破坏定位，一般要求主夹紧力应垂直于第一定位基准面。

2）夹紧力的方向应与工件刚度高的方向一致，以利于减少工件的变形。

3）夹紧力的方向尽可能与切削力、重力方向一致，有利于减小夹紧力。

3.夹紧力的作用点的选择：

1）夹紧力的作用点应与支承点“点对点”对应，或在支承点确定的区域内，以避免破坏定位或造成较大的夹紧变形。

2）夹紧力的作用点应选择在工件刚度高的部位。

3）夹紧力的作用点和支承点尽可能靠近切削部位，以提高工件切削部位的刚度和抗振性。

4）夹紧力的反作用力不应使夹具产生影响加工精度的变形。

4.选择夹紧机构：

设计夹紧机构一般应遵循以下主要原则：

1）夹紧必须保证定位准确可靠，而不能破坏定位。

2）工件和夹具的变形必须在允许的范围内。

3）夹紧机构必须可靠。

夹紧机构各元件要有足够的强度和刚度，手动夹紧机构

4）必须保证自锁，机动夹紧应有联锁保护装置，夹紧行程必须足够。

5）夹紧机构操作必须安全、省力、方便、迅速、符合工人操作习惯。

6）夹紧机构的复杂程度、自动化程度必须与生产纲领和工厂的条件相适应。

选用压板机构来对被加工工件进行夹紧。

图2-2-2夹紧机构

2.3夹具体的总体设计图:

图2-3-1总体图

2.4绘制夹具装配图

1.装配图按2:

1的比例绘制，用局部剖视图和半剖视图完整清楚地表示出夹具的主要结构及夹具的工作原理。

2.视工件为透明体，用双点划线画出主要部分（如轮廓、定位面、夹紧面和加工表面）。

画出定位元件、夹紧机构、导向装置的位置。

3.按夹紧状态画出夹紧元件和夹紧机构。

4.画出夹具体及其它联接用的元件（联接体、螺钉等），将夹具各组成元件联成一体。

此机床夹具要用到的零件如下：

（1）夹具体

（2）支承钉

（3）镗套

（4）六角螺母

（5）螺柱

（6）垫圈

（7）压板

（8）圆柱销

（9）紧定螺钉

5.标注必要的尺寸、配合、公差等

（1）夹具的外形轮廓尺寸，所设计夹具的最大长、宽、高尺寸。

（2）夹具与机床的联系尺寸，即夹具在机床上的定位尺寸。

如车床夹具的莫氏硬度、铣床夹具的对定装置等。

（3）夹具与刀具的联系尺寸，如用对刀块塞尺的尺寸、对刀块表面到定位表面的尺寸及公差。

（4）夹具中所有有配合关系的元件间应标注尺寸和配合种类。

（5）各定位元件之间，定位元件与导向元件之间，各导向元件之间应标注装配后的位置尺寸和形位公差。

6.夹具装备图上应标注的技术要求

（1）定位元件的定位面间相互位置精度。

（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。

对于不同的机床夹具，对于夹具的具体结构和使用要求，应进行具体分析，订出具体的技术要求。

设计中可以参考机床夹具设计手册以及同类的夹具图样资料。

7.对零件编号，填写标题栏和零件明细表：

每一个零件都必须有自己的编号，此编号是唯一的。

在工厂的生产活动中，生产部件按零件编号生产、查找工作。

完整填写标题栏，如装配图号、名称、单位、设计者、比例等。

完整填写明细表，一般来说，加工工件填写在明细表的下方，标准件、装配件填写在明细表的上方。

注意，不能遗漏加工工件和标准件、配套件。

8.机床夹具应满足的基本要求包括下面几方面：

1）保证加工精度这是必须做到的最基本要求。

其关键是正确的定位、夹紧和导向方案，夹具制造的技术要求，定位误差的分析和验算。

2）夹具的总体方案应与年生产纲领相适应在大批量生产时，尽量采用快速、高效的定位、夹紧机构和动力装置，提高自动化程度，符合生产节拍要求。

在中、小批量生产时，夹具应有一定的可调性，以适应多品种工件的加工。

3）安全、方便、减轻劳动强度机床夹具要有工作安全性考虑，必要时加保护装置。

要符合工人的操作位置和习惯，要有合适的工件装卸位置和空间，使工人操作方便。

大批量生产和工件笨重时，更需要减轻工人劳动强度。

4）排屑顺畅机床夹具中积集切屑会影响到工件的定位精度，切屑的热量使工件和夹具产生热变形，影响加工精度。

清理切屑将增加辅助时间，降低生产率。

因此夹具设计中要给予排屑问题充分的重视。

5）机床夹具应有良好的强度、刚度和结构工艺性机床夹具设计时，要方便制造、检测、调整和装配，有利于提高夹具的制造精度。

3.定位误差设计

3.1误差分析

3.1.1定位误差

工件的加工误差，是指工件加工后在尺寸，形状和位置三个方面偏离理想工件的大小，它是由三部分因素产生的：

1）工件在夹具中的定位、夹紧误差。

2）夹具带着工件安装在机床上，夹具相对机床主轴（或刀具）或运动导轨的位置误差，也称对定误差。

3）加工过程中误差，如机床几何精度，工艺系统的受力、受热变形、切削振动等原因引起的误差。

其中定位误差是指工序基准在加工方向上的最大位置变动量所引起爱的加工误差。

3.1.2产生定位误差的原因

1.基准不重合来带的定位误差：

夹具定位基准与工序基准不重合，两基准之间的位置误差会反映到被加工表面的位置上去，所产生定位误差称之为基准转换误差。

2.间隙引起的定位误差

在使用心轴、销、定位套定位时，定位面与定位元件间的间隙可使工件定心不准产生定位误差。

3.与夹具有关的因素产生的定位误差

1）定位基准面与定位元件表面的形状误差。

2）导向元件、对刀元件与定位元件间的位置误差，以及其形状误差导致产生的导向误差和对刀误差。

3）夹具在机床上的安装误差，即对定误差导致工件相对刀具主轴或运动方向产生的位置误差。

4）夹紧力使工件与定位元件间的位置误差，以及定位元件、对刀元件、导向元件、定向元件等元件的磨损。

结论

为期两周的专用夹具课程设计已经接近尾声，回顾整个过程，在老师的指导下，顺利完成了这次课程设计，专用夹具课程设计作为机械装备制造课程的重要环节，使理论与实践更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。

首先，我觉得老师给我们的课程设计是十分必要的，这不仅可以提起我们对这门课的学习兴趣，同时还可以在专业上用实践锻炼一下我们，使我们不但不在对所学专业感到陌生，而且还可以培养大家的积极性。

其次，我觉得应该培养我们同学之间精神，虽然我们的题目不尽相同，但是在设计的过程中，我们都互相鼓励，互相帮助着，更好的发挥我们的特长。

回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。

通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正融入今后的工作中，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。

此次设计也让我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及时请教或上网查询，只要认真钻研，动脑思考，动手实践，就没有弄不懂的知识，收获颇丰。

致谢

通过本次课题设计，我在赵老师的精心指导和严格要求下，获得了丰富的理论知识，极大地提高了实践能力，装备制造领域这对我今后进一步学习装备制造、结构设计方面的知识有极大的帮助。

首先我要感谢我的老师在课程设计上给予我的指导、提供给我的支持和帮助，这是我能顺利完成这次报告的主要原因，更重要的是老师帮我解决了许多技术上的难题，让我能把系统做得更加完善。

在此期间，我不仅学到了许多新的知识，而且也开阔了视野，提高了自己的设计能力。

其次，我要感谢帮助过我的同学，他们也为我解决了不少我不太明白的设计和结构方面的难题。

同时也感谢老师和同学们为我提供良好的做设计的环境。

最后再一次感谢所有在设计中曾经帮助过我的良师益友和同学，在此，忠心感谢赵老师的精心讲解和认真答疑，以及同学们的耐心指导和支持。

参考文献

[1]作者：

吴宗泽，罗圣国，书名《机械设计课程设计手册》，出版者：

高等教育出版社，出版年：

1999，引用部分起止页：

37～46。

[2]作者：

李庆余，书名《机械制造装备设计》，出版者：

机械工业出版社，出版年：

2008年，版次：

2版

[3]作者：

张海华，书名《机械制造装备设计指导书》，出版者：

机械工程系，引用部分起止页：

44～46页。

[4]作者：

薛源顺，书名《机床夹具图册》，出版者：

机械工业出版社，出版年2003年，版次：

1版