1、本科毕业论文（20 届）专用垫片钻孔模设计和加工所在学院专业班级 机械设计制造及其自动化学生姓名指导教师完成日期诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。本人签名： 年 月 日毕业设计任务书设计题目： 专用垫片钻孔模设计和加工 1课题意义及目标通过设计了解工装模具制造在制造业中具有重要的作用，选择垫片的钻孔模具设计，深入理解夹具的设计思路，学会分析零件的技术要求和精度要求，制定钻孔工艺，设计合理的钻孔夹具，使模具使用快捷、安全、可靠，从而掌握各种模具制造的基本原理和特点，巩固学到的理论知识，提高自己的能力，为以
2、后的工作奠定良好的基础。2主要任务1、通过分析所给的产品图，明白产品的加工要求和精度要求，设计合理且方便的钻孔模具（CAD 图或三维） 。2、编写部件加工工艺卡片，熟悉机械加工的各种工艺加工手段，合理利用各种机械加工设备。深入机械加工现场，了解机械加工过程，判断所编工艺是否合理，达到实际加工的目的。3主要参考资料1 机械制图 高等教育出版社， 2003 2 冲压工艺与模具设计 高等教育出版社，2001 3 冷冲压工艺与模具设计 中南大学出版社，2006 4 实用冲压工艺及模具设计手册 ，机械工业出版社 2002 5 互换性与技术测量 西安电子科技大学出版社，2006 4进度安排设计各阶段名称
3、起 止 日 期1 按照任务书要求准备草案 3 月 3 日3 月 23 日2 收集资料，阅读文献 3 月 24 日4 月 13 日3 撰写论文初稿，交给老师初次审核 4 月 14 日5 月 4 日4 撰写二稿，交由老师审核 5 月 5 日6 月 1 日5 定稿提交毕业论文，正式答辩 6 月 2 日6 月 22 日审核人： 年 月 日I专用垫片钻孔模设计和加工摘 要：本课题是针对一个特定的零件要在钻床上钻孔这道工序设计一套夹具。本工序是为专用垫片四个角加工 4 个 6 的通孔, 根据该工件的形状我们可以确定定位面是工件下表面，由于工件比较薄，所以一次加工六个，因此选用凹形槽来做为其定位元件。夹紧时
4、选用人工旋压的方式，利用梯形螺纹螺旋压紧达到对工件夹紧的目的。在根据其精度要求确定钻模板的位置，因为该工件加工的是 4 个 6 通孔，当我们在设计专用夹具时，为满足工件的加工精度，考虑到系统的定位合理，大小适当的公差，技术要求，做出必要的精度分析，夹具的设计结构需要简单，保证夹具的可用性，操作简单，安全可靠。必要时，要添加排屑结构。通过钻夹具的设计，提高自己的设计能力，确定了机械设计的正确设计思想和准确的设计态度。关键词：钻孔模 钻孔夹具设计Design and machining of drilling die for special gasketsAbstract： This subjec
5、t is that designing a set of fixture for a specific part to drill holes in the drilling process. This procedure is a special gasket with 4 angles processing 4 6 holes, according to the shape of the workpiece, we can make sure the positioning surface is workpiece surface, because the workpiece is thi
6、n, so processing six once, therefore the selection of concave groove can be the positioning element. The use of the method of manual spinning when clamping, using the screw clamp screwing to achieve the purpose of the workpiece clamping. According to the request of the accuracy to determine the loca
7、tion of the drilling template, because the workpiece is 4 6 holes, When we are in the special fixture design, in order to satisfy the machining precision of workpiece, considering the positioning system is reasonable and appropriate to the size of the tolerance, technical requirements, to make the n
8、ecessary precision analysis, the design of fixture structure needs to be simple, guarantee the usability of the fixture, the operation is simple, safe and reliable. When necessary, to add a row of crumb structure. Through the drill jig design, enhance their own design capability, to determine the me
9、chanical design of the design idea and accurate design right attitude.Keywords: Borehole mould Drilling fixture designII目 录1 绪论 .11.1 机床夹具的发展概况 .11.2 机床夹具的发展方向 .21.3 夹具的特点 .21.4 夹具设计的特点 .31.4.1 钻床夹具的基本特点 .31.4.2 钻床夹具的分类 .41.4.3 钻床夹具中钻套的类型与设计特点 .41.4.4 钻床夹具中钻模板的设计特点和类型 .41.4.5 钻模类型选择 .52 钻床夹具的总体设计 .6
10、2.1 设计任务 .62.2 夹具的设计步骤 .62.3 钻床夹具的设计 .73 夹具的工作原理与结构设计 .113.1 对定位元件的基本要求 .113.2 定位方案与定位元件 .113.3 工件的夹紧 .133.4 夹紧方案的确定 .143.4.1 钻削切削力 .143.4.2 实际所需夹紧力的计算 .163.5 夹具的使用方法 .184 钻床夹具及其零件的设计 .194.1 夹具体的要求 .194.2 夹具体毛坯的类型 .194.3 钻模板以及钻套的设计 .204.4 夹具支座与夹紧螺杆的设计 .255 夹具零件的设计 .28III5.1 标准件 .28参考文献 .29结论 .30致 谢
11、.31I第一章 绪论1.1 机床夹具的发展概况机床夹具的现状：在机械制造过程中的工装夹具，固定被加工对象，在适当的空间位置进行加工或检测和保证加工要求的机床装置，简称夹具。夹具最早出现在第十八世纪末。随着科学的发展，技术的不断发展，夹具从一种辅助工具，迅速发展成为一个完整的系列技术设备经过国际生产研究协会近年的的数据统计，目前中、小批多品种生产工件的品种总数已占全部工件种类总数的85左右。现代生产要求企业所制造的产品品种常常更新换代，以适应现代市场的需求与竞争。近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统（FMS ）等新加工技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求：1）能迅速而方便地装备
12、新产品投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本；2）能装夹一组具有相似性特征的工件；3）能适用于精密加工的高精度机床夹具；4）能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具；5）提高机床夹具的标准化程度。机械设计和机械设计毕业设计制造是一个重要的实践性教学，同时也为机械工程学生提供了一次综合机械设计培训的机会。其目的是：1，结合其他的机械选修课程，生产的机械设计基础和理论知识和实践知识，提高我们的解决实际机械工程的能力，培养我们综合运用、巩固和加深对机械夹具设计的理论知识。2，学习和掌握通用夹具机械设计基本方法和程序，提升自己独立的开发设计能力，为今后的工作和毕业设计的完成做好准备。3，让我们有标准的
13、查阅、使用规范手册，书和有关机械设计资料的技能。1.2 机床夹具的发展方向现代机床夹具的发展主体方向：主要表现为标准化、精密化、高效化、柔性化和模块化等五个方面。2（1）标准化 标准化和通用化对夹具是互相配合的。目前，中国国家标准夹具零部件：GB / t2148 T2259-91和各种常见的夹具、组合夹具标准、标准化夹具，帮助大量商业生产夹具，有利于减小生产的准备周期，降低生产总成本。（2）精密化 随着精密机械产品的增多，势必在夹具的精度需要相应提高。例如现在的高精密的多齿盘夹具结构，有相当高的精度，分度精度可达0.1” ；精密车削爪自定心卡盘，定心精度可以达到5um.（3）高效化 高效主要是
14、用来减少时间和辅助时间，提高劳动生产率，降低劳动强度。目前，除了生产线，自动线配置高效，自动化夹具外，数控机床，特别是夹具是指各种自动装夹工件在加工中心自动更换的出现，数控机床和充分发挥效益。（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，以适应工艺经常变化的能力。工艺的可变因素主要有：工序特征、生产数量、工件的形状和大小等。具有柔性化特征的新夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块化夹具、数控夹具等。（5）模块化 模块化的设计节约时间，节省能量，体现在各种先进夹具的系统中，为夹具的计算机辅助设计与组装打下了夯实的基础，可进行夹具优化设计，进
15、行夹具的三维实体组装。模拟真实刀具的虚拟切削过程，为用户提供一个更加合理准确的配套方案，了解市场需求，不断地改进和设计夹具系统。1.3 夹具的特点1）保证工件的加工精度 专用夹具需要有合理的定位方案，正确的尺寸，公差和技术要求，还需要精度分析，保证夹具可以达到工件的需求。2）提高生产效率 专业夹具的繁琐程度与被加工零件的生产要求相适应，要根据工件生产数量的多少选用不同程度的高效夹具，缩短生产辅助时间，从而提高生产的工作速度。3）工艺性好 专用夹具的构造要简洁，合理，便于生产时的组装，检修和维护。专用夹具的生产适于小批量生产。4）使用性好 专用夹具的使用要方便，不需要太大的人力，生产起来要保证安
16、全，排屑要方便，如果有特殊要求，要为工件特意设置排屑的空间。35）经济型好 除了夹具的结构要尽量简略，达到国家标准，成本维持在较小的范围，还应根据生产要求对夹具方案进行经济的预算，使运用夹具生产的经济收效达到最大化。1.4 夹具设计的特点1.4.1钻床夹具的基本特点在一般钻床中，对工件进行孔的加工时，普遍具有以下特点:第一是刀具本身的刚性比较差。用钻床加工的孔大部分为小尺寸的孔，加工工序内容都是钻、扩、铰、锪或攻螺纹等加工，所以，刀具直径普遍比较小。其次是多刃刀具的不对称，从而易造成孔的形位公差。钻、扩、铰等孔加工刀具，都是多刃刀具，如果刀刃分布的不对称，或刀刃分布不对称，或刀刃长度不等，会造
17、成被加工孔的制造误差，例如采用普通的麻花钻钻孔，手工刃磨的钻头造成有的二侧钻刃不对称，很容易造成被加工孔的孔位发生偏移、孔径增大或者孔轴线的弯曲和歪斜，严重影响孔的形状、位置精度。还有就是普通的麻花钻头起钻时，孔的精度很差。普通麻花钻的轴向尺寸大，结构刚性差，加上钻心结构所形成的横刃，破坏定心，使钻尖运动不是很稳定，往往在起钻过程会造成较大的孔位误差。在单件、数量较少的生产中，首先要考虑到工人在起钻过程中还要靠自身的经验来控制孔位精度，而在大批生产中，便要依靠刀刃结构上的改进和夹具对刀具的严格引导来解决。根据上述加工孔的特点，钻床夹具的主要任务是解决了工件相对刀具钻削的精确加工位置的高度精密控
18、制问题。在实际的大规模生产中，为了避免钻头的加工精度不高的问题，普遍直接设置为有专用刀具引导的钻模板，对钻头进行精确的引导，和对需要钻孔的孔位进行专门的限制。特别是对箱体、盖板之类工件的打孔，需要同时用多部钻头一次钻出工件上大部分的孔，为了保证钻的孔位的位置精度，必须要用高精度的钻模板，把加工的孔位引导限制好。这种用来精确引导钻头达到钻孔精度的模板。专业化、高效率生产中的钻床夹具，一般使用精确的钻模板，以正确、高效地引导钻头来达到被加工孔的加工精度，这是钻床夹具的主要特点。所以，我们平时把钻床夹具叫做钻模。为了避免在钻孔时钻头的切削刃削到钻4模板的孔壁，多在钻模板上设计高硬度的钻套，以保持钻模
19、板钻孔的钻孔精度。1.4.2 钻床夹具的分类1、固定式钻模：夹具固定于机床上的某一位置，立式钻床、摇臂钻加工较大的单孔或加工平行孔系时多用。2、回转式钻模：加工在同一个圆的孔时用回转钻模。含有立轴、卧轴和斜轴回转三种基本型式。3、移动式钻模：钻模可以在不同的位置上进行加工，用于加工一个表面上的多个孔的不太大的零件。4、翻转式钻模：钻模板可以旋转，根据加工工件的需求转动，加工不同表面上的孔时多用翻转式钻模。5、盖板式钻模：没有夹具体，除了钻套外，装有定位元件和夹紧装置，模板盖在工件上加工6、滑柱式钻模：升降钻模板的通用可调夹具，通常不用于大批量生产。1.4.3 钻床夹具中钻套的类型与设计特点钻套
20、是钻床夹具的必不可少的一个元件。钻套的作用是保证被加工孔的位置精度，引导刀具进行加工，钻套装配在钻模板上，使用钻模套可以提高一半的加工效率。钻套按结构可分为以下四个类型。1）固定钻套：配合 H7/nbH7/rb，构简单，精度高，适用于单孔工序或小批生产。2）可换钻套：配合 F7/m6或 F7/k6，适用于单一钻孔工序的大批量生产。3）快换钻套：配合 H7/g5,H7/g6,结构与前二个不一样，人工可以进行快速的更换。适用于加工较多的孔，需要不同直径的钻套。4）特殊钻套：工件结构形状和被加工孔的位置特殊时可以使用，标准钻套达不到加工要求时用的钻套。钻套的安装也是非常重要的，因此钻套在钻模板的位置需要设计的符合要求，从而保证孔的精确加工。1.4.4钻床夹具中钻模板的设计特点和类型
