杠杆工件钻床夹具说明书.docx
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杠杆工件钻床夹具说明书
目 录
前言3
第1章设计准备工作4
1.1设计前的准备工作4
1.1.1明确工件的年生产纲领4
1.1.2熟悉工件零件图和工序图4
1.1.3机床的选择6
1.1.4加工方法7
1.2总体方案的确定7
1.2.1定位方案7
1.2.2选择加紧机构8
1.2.3选择导向装置8
1.2.4夹具体9
1.3绘制夹具装配图11
1.3.1制图比例11
1.3.2定位、夹紧、导向，夹具体11
第2章夹具装配图上应标注的尺寸和技术条件14
2.1夹具装配图上标注的尺寸14
2.2夹具装配图上应标注的技术要求14
第3章夹具零件图上应标注的尺寸和技术条件15
3.1夹具零件图上标注的尺寸15
3.1夹具零件图上应标注的技术要求15
第4章方案设计16
4.1方案设计论证16
4.2设计方法与结果16
谢辞17
感想18
参考文献19
前言
随着科学技术的发展，各种新材料、新工艺和新技术的不断涌现，机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。
各种新工艺的出现，已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。
数控机床的问世，提高了更新频率的小批量零件和复杂的零件加工的生产率及加工精度。
特别是计算机技术的迅速发展，极大的推动了机械加工工艺的进步使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。
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，通过课程设计训练可以巩固、加深有关机械设计方面的理论知识。
〔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，为以后续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。
零件在工艺规程之后，就要按工艺规程顺序进行加工。
在加工中除了需要机床、刀具、量具之外，成批生产时还要用机床夹具。
他们时机床和工件之间的连接装置，使工件相对于机床获得正确的位置。
机床夹具的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度。
通常把确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程，称为定位。
当工件定位后，为了避免在加工中受到切削力、重力等的作用而3破坏定位，还应该用一定的机构或装置将工件加以固定。
使工件在加工过程中保持定位位置不变的操作，称为夹紧。
将工件定位、夹紧的过程称为装夹。
工件装夹是否正确、迅速、方便和可靠，将直接影响工件的加工质量、生产效率、制造成本和操作安全。
在成批、大量生产中，工件的装夹是通过机床夹具来实现的。
机床夹具在生产中应用十分广泛。
第一章设计准备工作
1.1设计前的准备工作
1.1.1明确工件的年生产纲领
企业根据市场需求和自身的生产能力决定生产计划。
计划期为一年的生产纲领称为年生产纲领。
根据工厂（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的不同，可以将它们按大量生产、批量生产和单件生产3种生产类型分类。
其中，成批生产又可分为大批生产、中批生产和小批生产。
显然，产量愈大，生产专业化程度应该越高。
表1-1按重型机械、中型机械和轻型机械的年生产量列出了不同生产类型的规范。
生产类型
零件的年生产纲领（件/年）
重型机械
中型机械
轻型机械
单件生产
小批生产
中批生产
大批生产
大量生产
≤5
＞5~100
＞100~300
＞300~1000
＞1000
≤20
＞20~200
＞200~500
＞500~5000
＞5000
≤100
＞100~500
＞500~5000
＞5000~50000
＞50000
表1-1
根据设计要求以及表1-1可以确定此零件为小批生产类型。
1.1.2.熟悉工件零件图和工序图
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。
图1-1杠杆工件主视图
图1-2杠杆工件府视图
图1-3杠杆工件Ｂ－Ｂ方向视图
1.1.3机床的选择
夹具与机床的连接方式，主要可以分为以下两大类：
1、夹具安装在机床的回转主轴上
夹具安装在机床的回转主轴上，适用于车床、圆磨床夹具的连接，主要有四种链接方法。
1）、夹具体以长锥体尾柄装在机床主轴的锥孔内。
此种连接方式装拆方便，但刚性较差，适用于小型夹具。
2）、夹具体以端面及短圆孔在机床主轴上定位，依靠螺纹进行紧固。
此种连接方式易于制造，但定心精度较低。
3）、夹具体由短锥及端面在机床主轴上定位，另用螺钉进行紧固。
此种链接方式定心精度高，连接刚度也较好，但制造比较困难。
4）、夹具体通过过渡盘而装在机床主轴上，夹具上设有校正基面以提高夹具的安装精度。
2、夹具安装在机床的工作台上
夹具在机床的工作台上一般是通过定位键与机床相连接。
铣床、刨床夹具常通过安装在夹具底面纵线槽中的两个定位键（小型夹具可以用一个长键）与机床工作台T形槽配合，使夹具定位元件的工作面对工作台的送进方向具有正确的相互位置。
通过T形螺钉、螺母和垫圈将夹具紧固在机床工作台上。
设计铣床、刨床夹具确定与机床连接部分结构时，应查出该机床工作台T形槽的尺寸及槽距，再选择定位键和设计带U形槽的耳座。
钻床、镗床夹具与机床的连接，如夹具为固定式钻模、镗模或回转式钻模，可再夹具体的底边上，按机床工作台T形槽的尺寸设计带U形槽的耳座；也可以在夹具体底座上设计出凸缘，分别用T形螺钉或螺钉压板把夹具紧固在机床工作台上。
钻、镗模在机床工作台上的正确位置，以安置在机床主轴上的专用标准心轴或相应的刀具，能再钻模、镗模内孔中自由插入、插出为难。
根据设计要求，此次设计应选用钻床。
查《机床夹具设计手册》，选用Z525-1立式钻床。
1.1.4加工方法
根据零件图可知，本道工序的内容是钻2个
的通孔。
孔的加工精度为IT7，表面粗糙度要求为Ra1.6um。
1.2总体方案的确定
1.2.1定位方案
（1）确定工件需要限制的自由度，选择定位基准。
由于在钻床上钻
的通孔，应限制工件
一个自由度，为保证
的中心线与基准面A的垂直度，需限制工件
自由度，为了保证尺寸48
0.2，需要限制工件
自由度，为了保证尺寸84
0.2，需限制工件
自由度，为了保证孔
的平行度，需限制工件
自由度，根据加工需求，应对该工件采取完全定位，限制工件的六个自由度。
由于圆柱面的设计基准是工件的下端面，从基准重合的要求出发，定位基准最好选择工件的下端面，在该端面上用一个支承面限制
，
，
三个自由度。
在保证48
0.2方面，工序基准是孔
的中心轴线，定位元件采用短销定位，限制了工件
，
自由度，由于对
有平行度要求，定位元件采用活动V形块定位，V形块具有良好的对中性，限制了工件
自由度，因此六个自由度被完全限制。
（2）定位元件结构尺寸
安上述分析，本定位装置由支撑块，短销，V形块组成。
短销与夹具体连接选用过盈配合H7/n6.
在每个工件上钻两个孔可以采用两种方案。
一种方案是采用摇臂钻床，在一次装夹中分别加工两个孔，另一种是采用固定式钻床，在一次装夹中两个孔同时加工。
由于钻床的精度只能达到IT10-IT13，不能够达到零件所要求的公差等级，后续还应有扩孔，铰孔工序才可以达到要求，该两种方案均不能达到精度要求，由于改零件是大批量生产，应该要有较高的生产率，故可采用第二种方案同时加工三个孔。
（3）定位误差的分析
工件在夹具中加工时，造成加工表面质量的位置误差的原因是多方面的，定位误差只是其中之一。
在初步确定定位方案时，一般先把定位误差控制在工件加工允许的1/3左右，最后再根据夹具总体设计及实际情况进行调整。
1.2.2选择加紧机构
（1）夹紧力的方向：
夹紧力的方向要有利于工件的定位，而不能破坏定位，并注意工件的刚性方向，不能使工件有脱离定位表面的趋势，防止工件在夹紧力的作用下产生变形。
此外，加紧力的作用方向应尽量与切削力、工件重力方向一致，以减少所需夹紧力。
（2）夹紧力的作用点：
夹紧力的作用点应选择在定位元件支承点的作用范围内，以及工作刚度高的位置。
确保工件定位准确、不变形。
还要尽量靠近加工表面，以减少切削力对工件造成的翻转力矩。
必要的时候还可增加辅助支撑，以减少切削过程中的振动和变形。
（3）加紧方案的选择
大批量生产时，要求加紧工件效率要高，加紧要可靠，可采用手动联动加紧机构或液动、气动加紧机构。
可供选择的加紧部位有两种方案，一种是从工件上表面采用压紧螺母压紧，压在工件圆弧处;另一种是从上方伸处压板压在工件的上表面。
前者的缺点是压紧螺母压紧容易松动、效率低。
而后者采用压板压紧，压紧可靠受力均匀。
考虑到钻孔的过程中，两个孔需要连续加工。
因此要求夹紧机构所提供的夹紧力足够大，并且要求具有良好的自锁性，所以第二种方案较好，具体结构如图：
1.2.3选择导向装置
导向装置是为了保证孔的位置精度，增加钻头刚度，减少刀具变形，确保孔加工的位置精度的装置。
如钻孔导向套、镗套、对刀装置、对定装置等。
使用钻床钻孔时，钻头的导向可采用钻套，钻套有固定钻套、可换钻套、快换钻套和特殊钻套等四种。
固定钻套是直接压入钻模板或夹具体的孔中的，属于过盈配合。
这种钻套位置精度高，结构简单，但磨损不易更换，故适合于中小批生产中知足按一次的孔。
可换钻套是先把衬套用过盈配合H7/n6或H7/r6固定在钻模板或夹具体孔上，在采用间隙配合H6/g5或H7/g6将可换钻套装入衬套中，并用螺钉压住钻套。
这种钻套更换方便，适合于中批以上生产。
对于一道工序内需要连续加工的孔。
应采用快换钻套。
快换钻套与可换钻套结构上基本相似，只是在钻套头部多开一个圆弧状或直线状缺口。
根据加工工件孔的大小，可算出钻套的高度H=（0.7-1.5）d.所选钻套如下图：
图1-４可换钻套
由于钻套与衬套配合使用，钻套选用D=20mm,d=8mm,H=25mm,快换的钻套。
则衬套选用d=20mm,D=25mm,H=15mm的衬套。
1.2.4夹具体
夹具体是夹具的基础体，它将夹具上的各种装置和元件连接成一个整体，并通过它将夹具安装到机床上。
它的结构形状及尺寸大小，取决于加工工件的特点、尺寸大小，各种元件的结构和布局，夹具于机床的连接方式，切削力、重力等大小的影响。
由于夹具制造属于单件生产，所以夹具体的设计一般不作复杂的计算，通常都是参照类似的夹具结构，按经验类比法估计确定。
实际上，在绘制夹具总图的过程中，根据工作、定位元件、加紧装置、对刀—导向元件以及其他辅助机构和装置在总体上的配置，夹具体的外形尺寸便已大小确定。
夹具体应满足以下几点计算要求。
1）、应有足够的强度和刚度。
2）、力求结构简单及装卸工件方便。
3）、结构工艺形好。
4）、排屑切屑要方便。
5）、在机床上安装稳定可靠。
6）、具有适当的精度和尺寸稳定性。
结合以上几点联系到本次加工的零件，该夹具的夹具体毛坯类型如下图所示：
图1-５夹具体
1.3绘制夹具装配图
1.3.1制图比例
制图比例1：
1
把工件视为透明体，用双点划线画出轮廓，画出定位面、夹紧面和加工表面，无关表面可以省略。
1.3.2定位、夹紧、导向，夹具体
画出定位元件和导向元件，按夹紧状态画出夹紧元件或机构，必要时可用双点划线画出松开位置时的夹紧元件的轮廓，画出夹具体，其他元件或机构，以及上述各元件与夹具体的联结，使夹具形成一体，标注必要的尺寸，配合和技术条件。
对零件编号，填写标题栏和零件明细表。
其中还要在定位，导向完成后进行定位精度验算，在夹紧机构完成后进行夹紧力的验算，以及重要的受力元件或机构的强度、刚度验算。
图1-6装配图
第2章夹具装配图上应标注的尺寸和技术条件
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。
2.1夹具装配图上标注的尺寸
1）夹具外形轮廓尺寸，长388mm，宽292mm，高204mm。
2）夹具中工件与定位元件间的配合尺寸为H7/n6，导套与衬套间配合尺寸为H7/g6，钻模板与衬套间配合尺寸为H7/n6，销钉与连接件的配合尺寸为H7/n6。
3）在装配图上所加工的工件应标注的尺寸2个
之间的尺寸
168
0.05mm，
与
之间的尺寸84
0.05mm，
与
之间的尺寸48
0.05mm。
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。
2.2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。
第3章夹具零件图上应标注的尺寸和技术条件
3.1夹具零件图上标注的尺寸
零件图中的尺寸包括公称尺寸和上、下极限偏差，尺寸除了要满足正确、完整和清晰的要求外，还应使尺寸标注合理。
标注尺寸合理是指所标注尺寸既要符合设计要求，保证机器的使用性能，又要满足加工工艺要求，以便于零件的加工、测量和检验。
要达到合理的要求，必须具备一定的生产实际经验和掌握相关专业知识。
因此，合理标注尺寸应考虑以下几个问题。
1.主要尺寸直接标出，夹具体的总体尺寸为长388mm，宽292mm，高204mm，夹具体的厚度20mm，夹具体上两个辅助支撑螺纹孔为M32，夹具体上定位孔的大小为
mm，夹具体上支撑钻模板凸台的长90mm，宽50mm，高6mm，夹具体上支撑钉螺纹孔的大小为M10，固定支撑板的螺纹孔为M10，夹具体上支撑定位套凸台直径为
mm，夹具体上支撑板13凸台尺寸长98mm，宽74mm，高6mm，凸台圆角的大小为R6，两个支撑钉凸台的直径为
mm等。
2.合理选择基准；例如所标注的尺寸76和194都应采用夹具体的右侧为基准，两个支撑板凸台尺寸基准的选择等。
3.避免出现封闭尺寸链；考虑测量、检验方便的要求。
例如夹具体上支撑板13凸台尺寸的标注以右侧为基准分别标注12mm、24mm、26mm、24mm、98mm。
4.标注尺寸要便于加工和测量，考虑测量、检验方便的要求。
表面粗糙度为1.6mm，未注圆角为4mm。
3.2夹具零件图上应标注的技术要求
1）铸件需进行时效处理，消除内应力；
2）应写出未注倒角、圆角是多少；
3）零件表面清理干净，去除毛刺。
第4章方案设计
4.1方案设计论证
（1）首先根据已知工件的需要，选择加工机床，应选用立式钻床加工比较合理。
（2）然后工件主要定位部分为
40mm的圆孔，这样我设想用一面一短销和活动V形块定位，正好满足六点定位原理。
我们这里用V形块定心作用好的优点。
（3）最后将工件的下表面和短销先固定在一块底板上，利用内六角螺钉和定位销定位和夹紧，工件定位后，可利用压板来对工件进行夹紧，工件的夹紧力的方向应该垂直与工件的轴线方向，作用点为轴的切点。
4.2设计方法与结果
（1）首先对工件的加工要进行分析，已知工件上钻两个Φ8的孔，根据工件的形状和加工要求，我认为采用钻床比较合理。
（2）然后，根据六点定位原理，选用一面一短圆柱销、活动V形块定位，正好满足六点定位原理，由于限制了六方自由度，所以只需要将工件夹紧就可以进行加工了，在垂直方向上进行夹紧，可以利用移动压板，进行夹紧，因为移动压板简单使用，而且不影响加工过程，所以最总选择移动压板进行夹紧。
（3）最后，对整个夹紧方案分析得出，定位符合六点定位原理，夹紧工件稳定，所以此夹具设计可行。
谢辞
本次课程设计是在指导老师张洪涛的关怀和悉心的指导下完成的。
他严谨的治学精神，严肃的科学态度，精益求精的工作作风，深深的感染了我。
在指导老师的指导和关心下，我才有信心更好的完成此次课程设计。
机械制造装备课程设计是学完了机械制造装备设计和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的又一个实践性教学环节。
这次课程设计过程中我遇到了不少的困难，在老师的帮助和在图书馆查阅资料下，最终解决了困难。
这次课程设计使我们能综合运用机械制造技术基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力和独立解决问题的能力，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。
感想
经过一段时间奋战我们的课程设计终于完成了，在这次课程设计中我学到得不仅是专业的知识，还有的是如何进行团队的合作，因为任何一个作品都不可能由某一个人来完成，它必然是团队成员的细致分工上完成某一小部分，然后在将所有的部分紧密的结合起来，并认真调试它们之间的运动关系之后形成一个完美的作品。
这次课程设计，由于理论知识的不足，再加上平时没有什么设计经验，一开始的时候有些手忙脚乱，不知从何入手。
在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等一些方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。
在整个设计中我懂得了许多东西，树立了自己对工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。
而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。
虽然这个设计做的可能不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和则一富，使我终身受益。
在这次课程设计中也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，和大家在一起商量，听听不同的看法对我们更好的理解知识，所以在这里非常感谢帮助我的同学。
经过这次课程设计我们学到了很多课本上没有的东西，对我们今后的生活和上作都有很大的帮助，所以，这次的课程设计不仅仅有汗水和艰辛，更的是苦后的甘甜。
参考文献
[1]赵雪松,机械制造装备设计.武汉：
华中科技大学出版社，2011.1
[2]王先逵,机械制造工艺学.北京：
机械工业出版社，2011.6
[3]吴拓,简明机床夹具设计手册.北京：
化学工业出版社，2010.4
[4]李名望,机床夹具设计实例教程北京：
化学工业出版社，2009.9
[5]陈立德,机械制造装备设计课程设计.北京：
高等教育出版社，2010.8
[6]徐德珠.机械工程材料.第二版.北京：
高等教育出版社,2001.25-80
[7]刘小年，陈婷.机械制图.第三版.北京：
高等教育出版社,2005.198-206
[8]梁俊有.CAD工程设计.呼和浩特：
远方出版社，2005
[9]孙小捞，Pro/E4.0中文版教程.第二版.北京：
人民邮电出版社.
[10]陈于萍，周兆元.互换性也测量技术基础.第二版.北京：
机械工业出版社，2008.
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