毕节学院机械工程学院机械设计专用夹具设计说明书.doc

1、 毕 节 学 院 机 械 工 程 学 院 机 械 设 计 夹 具 设 计河 北 旅 游 职 业 学 院机 械 制 造 技 术 基 础课 程 设 计题 目 ： 专 用 夹 具 设 计学 院 : 机 械 工 程 学 院 班 级 ： x x 级 机 械 制 造 与 自 动 化 x 班 姓 名 ： x x 指 导 教 师 ： x x 完 成 日 期 ： 2013 年 12 月 31 日 毕 节 学 院 机 械 工 程 学 院 机 械 设 计 夹 具 设 计目 录第 一 章 前 言 1第 二 章 专 用 夹 具 设 计 22.1 夹 具 的 简 介 22.1.1 夹 具 的 概 念 22.2 夹 具 设

2、 计 前 的 准 备 工 作 32.2.2 熟 悉 工 件 零 件 图 和 工 序 图 32.3 选 择 夹 紧 机 构 3第 三 章 夹 具 装 备 分 析 43.1 夹 具 的 功 用 43.1.1 机 床 夹 具 的 主 要 功 能 43.1.2 机 床 夹 具 的 特 殊 功 能 43.1.3 夹 具 体 主 要 技 术 条 件 及 优 缺 点 的 分 析 53.2 夹 具 的 分 类 63.3 夹 具 的 组 成 7第 四 章 机 床 夹 具 的 设 计 特 点 和 设 计 要 求 74.1 机 床 夹 具 的 设 计 特 点 74.2 拟 定 夹 具 的 结 构 方 案 84.2.

3、1 定 位 方 案 的 确 定 84.2.1 夹 紧 方 案 确 定 94.3 夹 具 总 图 设 计 94.4 夹 具 精 度 校 核 94.5 夹 具 的 设 计 步 骤 104.6 总 图 技 术 要 求 的 定 制 124.7 夹 具 设 计 中 的 几 个 重 要 问 题 134.8 精 度 分 析 135.1 定 位 基 准 的 选 择 145.2 加 工 精 度 分 析 155.3 拟 定 工 艺 路 线 165.4 工 艺 方 案 的 比 较 与 分 析 175.5 选 择 加 工 设 备 与 工 艺 装 备 195.5.1 专 用 夹 具 的 基 本 要 求 195.6 夹

4、紧 力 的 计 算 205.7 定 位 误 差 分 析 21第 六 章 夹 具 装 配 图 上 应 标 注 的 尺 寸 和 技 术 条 件 216.1 夹 具 装 配 图 上 标 注 的 尺 寸 216.2 夹 具 装 配 图 上 应 标 注 的 技 术 要 求 22第 七 章 夹 具 体 零 件 图 应 标 注 的 尺 寸 和 技 术 要 求 227.1 夹 具 体 零 件 图 上 标 注 的 尺 寸 227.2 夹 具 体 零 件 图 上 标 注 的 技 术 要 求 23毕 节 学 院 机 械 工 程 学 院 机 械 设 计 夹 具 设 计第 八 章 对 夹 具 设 计 的 心 得 体 会

5、 24第 九 章 课 程 设 计 总 结 25参 考 文 献 26附 表 1 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 片 27毕 节 学 院 机 械 工 程 学 院 机 械 设 计 夹 具 设 计1第 一 章 前 言机 械 制 造 装 备 设 计 是 机 械 设 计 制 造 及 其 自 动 化 专 业 的 一 门 主 要 专业 课 ， 其 任 务 是 通 过 该 课 程 的 学 习 ， 掌 握 主 要 机 械 制 造 装 备 的 工 作 原 理及 其 正 确 使 用 和 选 用 方 法 、 原 则 ， 并 具 备 一 定 的 机 械 制 造 装 备 的 总 体 设计 、 传 动 设 计 、 结 构

6、 设 计 等 基 本 知 识 和 主 要 工 艺 装 备 的 设 计 能 力 。 而 课程 设 计 是 机 械 制 造 装 备 设 计 课 程 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 。 通 过 课 程 设 计 的 实 践 ， 综 合 地运 用 装 备 设 计 课 程 和 其 他 先 修 课 程 的 理 论 与 实 际 知 识 ， 进 一 步 培 养 与 提高 学 生 分 析 和 解 决 工 程 实 际 问 题 的 机 械 设 计 能 力 。 其 目 的 在 于 ： 1 通 过 课 程 设 计 ， 使

7、 学 生 能 综 合 运 用 夹 具 设 计 课 程 及 其 他 相 关 专业 课 程 的 知 识 ， 学 会 用 所 学 的 理 论 知 识 指 导 设 计 实 践 ， 树 立 正 确 的 设 计思 想 。 2 通 过 课 程 设 计 ， 培 养 学 生 分 析 和 解 决 工 程 实 际 问 题 的 能 力 ， 使学 生 掌 握 机 床 夹 具 的 一 般 设 计 方 法 和 步 骤 ， 提 高 其 走 上 工 作 岗 位 所 需 的专 业 技 能 。 3 通 过 课 程 设 计 ， 使 学 生 学 习 运 用 标 准 、 规 范 、 手 册 、 图 册 和 查阅 有 关 技 术 资 料

8、等 。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 是机 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 、 形 状 精 度 和 尺 寸 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

9、 。 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 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 ，

10、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 ， 夹 具 按 使 用毕 节 学 院 机 械 工 程 学 院 机 械 设 计 夹 具 设 计2范 围 分 为 通 用 夹 具 、 专 用 夹 具 、 可 调 夹 具 、 组 合 夹 具 和 随 行 夹 具 ， 按 使用 机 床 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 、 自 动 机 床 夹 具 、 数 控 机 床 夹 具 、 自 动 线 随 行 夹 具 以 及 其 他机 床 夹 具 等

11、 ， 按 夹 紧 的 动 力 源 分 为 手 动 夹 具 、 气 动 夹 具 、 液 压 夹 具 、 气 -液 增 力 夹 具 、 电 磁 夹 具 及 真 空 夹 具 等 。 根 据 所 加 工 工 件 的 要 求 ， 本 次 使用 的 是 钻 床 浮 动 夹 紧 专 用 夹 具 。由 于 能 力 有 限 ， 经 验 不 足 ， 设 计 中 还 有 许 多 不 足 之 处 ， 希 望 各 位 老 师多 加 指 教 。第 二 章 专 用 夹 具 设 计2.1 夹 具 的 简 介夹 具 是 一 种 装 夹 工 件 的 工 艺 装 备 ， 它 广 泛 地 应 用 于 机 械 制 造 过 程 的切 削

12、 加 工 、 热 处 理 、 装 配 、 焊 接 和 检 测 等 工 艺 过 程 中 。在 金 属 切 削 机 床 上 使 用 的 夹 具 统 称 为 机 床 夹 具 。 在 现 代 生 产 中 ， 机 床 夹具 是 一 种 不 可 缺 少 的 工 艺 装 备 ， 它 直 接 影 响 着 加 工 的 精 度 、 劳 动 生 产 率和 产 品 的 制 造 成 本 等 ， 故 机 床 夹 具 设 计 在 企 业 的 产 品 设 计 和 制 造 以 及 生产 技 术 准 备 中 占 有 极 其 重 要 的 地 位 。 机 床 夹 具 设 计 是 一 项 重 要 的 技 术 工作 。2.1.1 夹 具

13、 的 概 念在 机 械 制 造 厂 的 生 产 过 程 中 用 夹 安 装 工 件 使 之 固 定 在 正 确 的 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 称 为 夹具 。毕 节 学 院 机 械 工 程 学 院 机 械 设 计 夹 具 设 计32.2 夹 具 设 计 前 的 准 备 工 作2.2.1 明 确 工 件 的 年 生 产 纲 领确 定 毛 坯 类 型 为 6000 件 /年 ， 结 合 生 产 实 际 ， 备 品 率 和 废 品率 分 别 取 和 ， 代 入 N=Q(1+ %+ %)， 得 年 生

14、产 纲 领（ ） 件 年划 分 生 产 类 型 的 参 考 数 据 确 定 为 大 批 ， 工 作 制 度 8 小 时 /班 制 。由 于 是 大 批 量 生 产 ， 所 以 采 用 的 是 流 水 线 生 产 方 式 ， 一 个 工 人 加 工 一 个工 序 ， 以 提 高 生 产 效 率 ， 达 到 降 低 成 本 的 目 的 ， 其 属 轻 型 零 件 ， 生 产类 型 为 大 量 生 产 。2.2.2 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，工序图则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

15、及本工序的定位、夹紧原理方案，这是夹具设计的直接依据。包括零件图的分析、毛坯制造方法的选择、基准的选择、加工方法的选择、加工顺序的确定、工艺路线的制订、余量与工序尺寸的确定、切削用量的选择等。2.3 选 择 夹 紧 机 构在 确 定 夹 紧 力 的 方 向 、 作 用 点 的 同 时 ， 要 确 定 相 应 的 夹 紧 机 构 。 确 定夹 紧 机 构 要 注 意 以 下 几 方 面 的 问 题 ： 安 全 性 夹 紧 机 构 应 具 备 足 够 的 强 度 和 夹 紧 力 ， 以 防 止 意 外 伤 及 夹具 操 作 人 员 。 手 动 夹 具 夹 紧 机 构 的 操 作 力 不 应 过 大

16、 ， 以 减 轻 操 作 人 员 的 劳 动 强 度 。毕 节 学 院 机 械 工 程 学 院 机 械 设 计 夹 具 设 计4 夹 紧 机 构 的 行 程 不 宜 过 长 ， 以 提 高 夹 具 的 工 作 效 率 。 手 动 夹 紧 机 构 应 操 作 灵 活 、 方 便 。确 定 夹 紧 力 的 方 向 、 作 用 点 ， 以 及 夹 紧 元 件 或 夹 紧 机 构 ， 要 选 择 和 设计 动 力 源 。 夹 紧 方 案 也 需 反 复 分 析 比 较 ， 确 定 后 ， 正 式 设 计 时 也 可 能 在具 体 结 构 上 作 一 些 修 改 。第 三 章 夹 具 装 备 分 析3.

17、1 夹 具 的 功 用在 机 床 上 用 夹 具 装 夹 工 件 时 ， 其 主 要 功 能 是 使 工 件 定 位 和 夹 紧 。 然而 ， 由 于 各 类 机 床 加 工 方 式 的 不 同 ， 有 些 机 床 夹 具 还 具 有 一 些 特 殊 的 功能 。3.1.1 机 床 夹 具 的 主 要 功 能定 位 ： 确 定 工 件 在 夹 具 中 占 有 正 确 的 过 程 。 定 位 是 通 过 工 件 定 位 基 准 面与 夹 具 定 位 元 件 的 定 位 面 接 触 或 配 合 实 现 的 。 正 确 的 定 位 可 以 保 证 工 件加 工 面 的 尺 寸 和 位 置 精 度 要

18、 求 。夹 紧 ： 工 件 定 位 后 将 其 固 定 ， 使 其 在 加 工 过 程 中 保 持 定 位 位 置 不 变 的 操作 。 由 于 工 件 在 加 工 时 ， 受 到 各 种 力 的 作 用 ， 若 不 将 工 件 固 定 ， 则 工 件会 松 动 、 脱 落 。 因 此 ， 夹 紧 为 工 件 提 供 了 安 全 、 可 靠 的 加 工 条 件 。3.1.2 机 床 夹 具 的 特 殊 功 能（ 1） 对 刀 调 整 刀 锯 切 削 刃 相 对 工 件 或 夹 具 的 正 确 位 置 。 如 铣 床 夹 具中 的 对 刀 块 ， 它 能 迅 速 地 确 定 铣 刀 相 对 于

19、夹 具 的 正 确 位 置 。毕 节 学 院 机 械 工 程 学 院 机 械 设 计 夹 具 设 计5（ 2） 导 向 如 钻 床 夹 具 中 的 钻 模 板 和 钻 套 ， 能 迅 速 地 确 定 钻 头 的 位 置 ，并 引 导 其 进 行 钻 削 。 导 向 元 件 制 成 模 板 形 式 ， 故 钻 床 夹 具 常 称 为 钻 模 。镗 床 夹 具 也 具 有 导 向 功 能 。机 床 夹 具 是 在 机 床 上 用 以 准 确 ， 迅 速 地 安 装 工 件 或 刀 具 ， 从 而 保 证工 件 与 刀 具 间 正 确 相 对 位 置 的 一 种 工 艺 装 备 。 使 用 夹 具

20、可 以 有 效 地 保 证工 件 的 加 工 质 量 ， 提 高 劳 动 生 产 率 ， 扩 大 机 床 的 工 艺 范 围 和 减 轻 劳 动 强度 ； 因 此 ， 夹 具 在 机 械 制 造 中 占 有 重 要 的 地 位 。3.1.3 夹 具 体 主 要 技 术 条 件 及 优 缺 点 的 分 析夹 具 体 的 上 平 面 与 底 面 的 平 行 度 要 求 较 高 ， 主 要 是 为 了 防 止 装夹 后 工 件 倾 斜 。（ 1） .保 证 加 工 质 量 ： 使 用 机 床 夹 具 的 首 要 任 务 是 保 证 加 工 精度 ， 特 别 是 保 证 被 加 工 工 件 加 工 面

21、 与 定 位 面 之 间 以 及 被 加 工 表 面 相 互 之间 的 位 置 精 度 。 使 用 机 床 夹 具 后 ， 这 种 精 度 主 要 靠 夹 具 和 机 床 来 保 证 ，不 再 依 赖 工 人 的 技 术 水 平 。（ 2） .提 高 生 产 效 率 ， 降 低 生 产 成 本 ： 使 用 夹 具 后 可 减 少 划 线 、找 正 的 辅 助 时 间 ， 且 易 实 现 多 件 、 多 工 位 加 工 。 在 现 代 机 床 加 工 中 ， 广泛 采 用 气 动 、 液 动 等 机 动 加 紧 装 置 ， 可 是 辅 助 时 间 进 一 步 减 少 。（ 3） .扩 大 机 床

22、 工 艺 范 围 ： 在 机 床 上 使 用 夹 具 可 使 加 工 变 得 方便 ， 并 可 扩 大 机 床 的 工 艺 范 围 。 例 如 ， 在 机 床 或 钻 床 上 使 用 镗 模 ， 可 以代 替 镗 床 镗 孔 。 又 如 ， 使 用 靠 模 夹 具 ， 可 在 车 床 或 铣 床 上 进 行 仿 形 加 工 。（ 4） .减 轻 工 人 劳 动 强 度 ， 保 证 安 全 生 产 。优 点 ： V 形 块 和 定 位 销 是 可 换 的 。 在 多 次 装 夹 、 拆 装 后 ， 由于 V 形 块 是 定 位 和 加 紧 的 ， 频 繁 使 用 会 导 致 精 度 降 低 ，

23、当 加 工 出 的 零 件达 不 到 要 求 时 ， 换 V 形 块 就 行 。缺 点 ： 工 作 时 间 长 了 或 者 切 削 力 太 大 可 能 引 起 夹 具 体 整 体 变形 ， 达 不 到 要 求 。 这 是 就 需 要 重 新 设 计 。毕 节 学 院 机 械 工 程 学 院 机 械 设 计 夹 具 设 计63.2 夹 具 的 分 类夹 具 有 多 种 分 类 方 法 （ 如 车 床 、 铣 床 、 刨 床 、 钻 床 、 镗 床 、 磨 床 、齿 轮 加 工 机 床 、 拉 床 等 夹 具 。 ） ， 机 床 夹 具 通 常 有 三 种 分 类 方 法 ， 即 按使 用 范 围

24、 和 特 点 、 夹 紧 动 力 源 和 使 用 机 床 来 分 类 。1、 .按 使 用 范 围 和 特 点 可 分 为 ： 通 用 夹 具 、 通 用 可 调 整 夹 具 、 专 用 夹具 、 组 合 夹 具 、 成 组 夹 具 、 拼 拆 式 夹 具 。2、 按 夹 具 动 力 源 分 类 ： 手 动 夹 具 、 气 动 夹 具 、 液 压 夹 具 、 气 液 增 压夹 具 、 电 动 夹 具 、 磁 力 夹 具 、 真 空 夹 具 、 离 心 力 夹 具 、 其 他 。3、 按 使 用 机 床 分 类 ： 车 床 夹 具 、 铣 床 夹 具 、 钻 床 夹 具 、 镗 床 夹 具 、磨

25、 床 夹 具 、 齿 轮 机 床 夹 具 、 其 他 机 床 夹 具 。通 用 夹 具 是 在 普 通 机 床 上 一 般 都 附 有 通 用 夹 具 ,如 车 床 上 的 卡 盘 ,铣 床 上 的 回 转 工 作 台 ,分 度 头 ,顶 尖 座 等 。 它 们 都 一 标 准 化 了 ,具 有 一 定的 通 用 性 ,可 以 用 来 安 装 一 定 形 状 尺 寸 范 围 内 的 各 种 工 件 而 不 需 要 进 行 特殊 的 调 整 。通 用 可 调 整 式 夹 具 的 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

26、件 的 加 工 。专 用 夹 具 是 为 了 适 应 某 一 工 件 的 某 一 工 序 加 工 的 要 求 而 专 门 设 计 制 造的 。组 合 夹 具 是 由 一 套 标 准 化 的 夹 具 元 件 ， 根 据 零 件 的 加 工 要 求 拼 装 组 成 。不 同 元 件 的 不 同 组 合 和 联 接 可 构 成 不 同 结 构 和 用 途 的 夹 具 。 夹 具 用 完 后 ，元 件 可 以 拆 卸 重 复 使 用 。成 组 夹 具 是 用 于 零 件 成 组 加 工 的 夹 具 。 它 的 加 工 对 象 较 之 可 调 整 夹具 更 明 确 ， 适 用 范 围 更 广 一 些 。

27、拼 拆 式 夹 具 是 将 标 准 化 的 、 可 互 换 的 零 部 件 装 在 基 础 件 上 或 直 接 装在 机 床 工 作 台 上 ， 并 利 用 调 整 件 装 配 而 成 。 当 某 种 零 件 加 工 完 毕 ， 即 把夹 具 拆 开 ， 将 这 些 标 准 零 部 件 放 入 仓 库 中 ， 以 便 重 复 用 于 装 配 成 加 工 另一 零 件 的 夹 具 。 这 种 夹 具 是 通 过 调 整 其 活 动 部 分 和 更 换 定 位 元 件 的 方 式重 新 调 整 的 。本 课 程 设 计 研 究 了 翻 转 式 夹 具 ， 阐 述 了 翻 转 式 夹 具 的 工 作

28、 原 理 ， 对翻 转 式 夹 具 的 各 零 部 件 做 了 较 为 详 细 的 设 计 计 算 ， 并 对 一 些 标 准 件 进 行毕 节 学 院 机 械 工 程 学 院 机 械 设 计 夹 具 设 计7了 选 型 ， 且 进 行 了 相 关 的 强 度 校 核 。3.3 夹 具 的 组 成通 常 夹 具 的 组 成 部 分 如 下 ：（ 1） 定 位 装 置定 位 装 置 包 括 定 位 元 件 及 其 组 合 ， 其 作 用 是 确 定 工 件 在 夹 具 中 的 位置 。 常 用 的 定 位 元 件 有 支 承 钉 、 定 位 销 、 V 型 块 等 。（ 2） 夹 紧 装 置夹

29、紧 装 置 的 作 用 是 将 工 件 压 紧 夹 牢 、 保 证 工 件 在 定 位 是 所 占 据 的位 置 ， 在 加 工 过 程 中 不 因 受 外 力 （ 切 屑 力 、 重 力 、 惯 性 力 等 ） 和 动 力 装置 （ 气 缸 、 液 压 缸 等 ） 组 成 。（ 3） 对 刀 、 引 导 装 置对 刀 、 引 导 装 置 的 作 用 是 确 定 刀 具 相 对 于 夹 具 的 位 置 ， 或 引 导 刀具 进 行 加 工 。 常 用 的 对 刀 、 引 导 元 件 有 对 刀 块 、 钻 套 等 。（ 4） 其 他 原 件 及 装 置根 据 夹 具 特 殊 功 能 需 要 而

30、 设 置 一 些 元 件 或 装 置 。 如 分 度 装 置 、 靠模 装 置 、 连 接 件 、 操 作 建 议 及 其 他 辅 助 元 件 等 。第 四 章 机 床 夹 具 的 设 计 特 点 和 设 计 要 求4.1 机 床 夹 具 的 设 计 特 点机 床 夹 具 设 计 与 其 它 装 备 设 计 比 较 ， 有 较 大 的 差 别 ， 主 要 表 现 在 下 列五 个 方 面 ：（ 1） 要 有 较 短 的 设 计 和 制 造 周 期 。 一 般 没 有 条 件 对 夹 具 进 行 原 理 性试 验 和 复 杂 的 计 算 工 作 。（ 2） 夹 具 的 精 度 一 般 比 工 件 的 精 度 高 2 3 倍 。