機械制造裝備設(shè)計課程設(shè)計立板座鉆孔夾具設(shè)計

1、洛陽理工學(xué)院課程設(shè)計說明書課 程 名 稱 機械制造裝備設(shè)計 設(shè) 計 課 題 立板座鉆孔夾具設(shè)計 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級 B120232 姓 名 靳朝陽 學(xué) 號 B12023202 2014 年 01 月 03日課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書 機械工程 系 機械設(shè)計制造及其自動化 專業(yè) 學(xué)生姓名 靳朝陽 班級 B120232 學(xué)號 B12023202課程名稱： 機械制造裝備設(shè)計 設(shè)計題目： 立板座鉆孔夾具設(shè)計 設(shè)計內(nèi)容：1夾具底座零件圖 1張2夾具裝配圖 1套3課程設(shè)計說明書 1份設(shè)計要求：成批生產(chǎn)設(shè)計（論文）開始日期 2013 年 12 月 23 日設(shè)計（論文）完成日期 2014

2、年 01 月 03 日指導(dǎo)老師 張洪濤 課程設(shè)計評語 機械工程 系 機械設(shè)計制造及其自動化 專業(yè) 學(xué)生姓名靳朝陽 班級 B120232 學(xué)號 B12023202 課程名稱： 機械制造裝備設(shè)計 設(shè)計題目： 立板座鉆孔夾具設(shè)計 課程設(shè)計篇幅： 圖 紙 共 2 張 說明書 共 21 頁指導(dǎo)老師評語：年 月 日 指導(dǎo)老師 目 錄1、加工工件的分析51.1 工件的零件圖分析51.2 擬定加工方法62、定位裝置設(shè)計72.1 確定定位方案72.2 選擇定位元件73、夾緊機構(gòu)設(shè)計93.1 夾緊方案分析93.2 確定夾緊機構(gòu)94、導(dǎo)向裝置設(shè)計114.1 導(dǎo)向方案分析114.2 確定導(dǎo)向裝置135、夾具體設(shè)計15

3、5.1 夾具體的選擇155.2 夾具體零件圖166、夾具總圖設(shè)計176.1 繪制夾具裝配圖176.2 夾具裝配圖上的標(biāo)注17總結(jié)19致謝20參考文獻211、加工工件的分析1.1 工件的零件圖分析工件的零件圖應(yīng)該無遺漏地給出制造零件所需的全部信息，包括幾何形狀、全部尺寸、加工面的尺寸公差、形狀公差和表面粗糙度要求、材料和熱處理要求、其他特殊技術(shù)要求等。該工件的零件圖如圖1-1所示。工件名稱：立板座 工件材料：HT200要求：用35H6和大底面甲面定位加工28H9孔。圖1-1 立板座1.2 擬定加工方法了解工藝規(guī)程中本工序的加工內(nèi)容，機床、刀具、切削用量、工步安排、工時定額，同時加工零件數(shù)。這些是

4、在考慮夾具總體方案、操作、估算夾緊力等方面必不可少的。由條件可知，工件的其他表面及孔均已加工，外形輪廓尺寸小，重量輕，加工要求不高，生產(chǎn)批量不大。因此，設(shè)計的夾具不宜復(fù)雜，在保證質(zhì)量和提高生產(chǎn)率的前提下，盡量簡化結(jié)構(gòu)，做到經(jīng)濟合理。根據(jù)加工要求，擬采用立式搖臂鉆床鉆削加工。2、定位裝置設(shè)計2.1 確定定位方案工件在夾具中位置的確定，主要是通過各種類型的定位元件來實現(xiàn)的。在機械加工中，雖然被加工工件的種類繁多和形狀各異，但從它們的基本結(jié)構(gòu)來看，不外乎是由平面、圓柱面、圓錐面及各種成形面所組成。工件在夾具中定位時，可根據(jù)各自的結(jié)構(gòu)特點和工序加工精度要求，選取其上的平面、圓柱面、圓錐面或他們之間的組

5、合表面作為定位基準(zhǔn)。根據(jù)本工序的工序內(nèi)容及加工精度要求，按照六點定位原理和本工序的加工精度要求，擬定幾種具體的定位方案和定位元件，并選出最佳方案。按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)正確選擇定位元件或定位的組合。在機床夾具的使用過程中，工件的批量越大，定位元件的磨損越快，選用標(biāo)準(zhǔn)定位元件增加了夾具零件的互換性，方便機床夾具的維修和維護。本次設(shè)計雖然為小批量生產(chǎn)，但也需要考慮夾具零件的互換性。所以暫定如下兩種定位方案：第一方案：采用一面兩銷且取甲面為定位面，35H6孔用固定長圓柱銷定位，很明顯出現(xiàn)了“過定位”，不符合定位要求。第二方案：定位方式仍為一面一銷，甲面用一個大支撐板，但35H6孔采用菱形銷定位，限制工件六個自由

6、度度。雖然此方法同樣有過定位，但由于定位面為已加工過的精度較高的表面，過定位能能提高工件的定位穩(wěn)定性和剛度，故此處過定位是允許的。綜上所述，這次設(shè)計采用第二種方案，限制工件六個自由度，滿足加工精度要求。2.2 選擇定位元件135H6孔采用菱形銷定位，材料為45號鋼，如圖2-1所示。圖2-1 菱形銷2甲面用大支撐面定位，材料為45號鋼，如圖2-2所示。圖2-2 支撐面定位裝置3、夾緊機構(gòu)設(shè)計3.1 夾緊方案分析1夾緊力的方向：夾緊力的方向要有利于工件的定位，并注意工件的剛性方向，不能使工件有脫離定位表面的趨勢，防止工件在夾緊力的作用下產(chǎn)生變形。所以，本次夾緊力選擇垂直于工件定位面。2夾緊力的作用

7、點：夾緊力的作用點應(yīng)選擇在定位元件支承點的作用范圍內(nèi)，以及工作剛度高的位置。確保工件定位準(zhǔn)確、不變形。3選擇夾緊機構(gòu)：在確定夾緊力的方向、作用點的同時，要確定相應(yīng)的夾緊機構(gòu)。確定夾緊機構(gòu)要注意以下幾方面的問題：（1）安全性 夾緊機構(gòu)應(yīng)具備足夠的強度和夾緊力，以防止以外傷及夾具操作人員。（2）手動夾具夾緊機構(gòu)的操作力不應(yīng)過大，以減輕操作人員的勞動強度。（3）夾緊機構(gòu)的行程不宜過長，以提高夾具的工作效率。（4）手動夾緊機構(gòu)應(yīng)操作靈活、方便。確定夾緊力的方向、作用點，以及夾緊元件或夾緊機構(gòu)，估算夾緊力大小，要選擇和設(shè)計動力源。夾緊方案也需反復(fù)分析比較，確定后，正式設(shè)計時也可能在具體結(jié)構(gòu)上作一些修改。

8、3.2 確定夾緊機構(gòu)夾緊裝置除要求能將工件夾緊壓牢之外，還對工件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、生產(chǎn)成本及操作工人的勞動強度等均有較大影響。因此，夾緊機構(gòu)的選擇應(yīng)在保證加工要求和生產(chǎn)率的前提下，盡可能地降低生產(chǎn)成本和工人的勞動強度。根據(jù)生產(chǎn)類型，此夾具的夾緊機構(gòu)不宜復(fù)雜，采用螺旋壓板式夾緊機構(gòu)，用壓緊螺母壓緊。螺旋壓板夾緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，夾緊行程大，擴力比大，自鎖性好，應(yīng)用廣泛，尤其適合于手動夾緊機構(gòu)。本設(shè)計的夾緊機構(gòu)如圖3-1所示。圖3-1 螺旋壓板式夾緊機構(gòu)4、導(dǎo)向裝置設(shè)計4.1 導(dǎo)向方案分析鉆床的導(dǎo)向部分就是鉆套，鉆套根據(jù)加工的孔的情況不同，又分為以下幾種鉆套：固定鉆套(JB/T 8045.

9、1-1999)可換鉆套(JB/T 8045.2-1999)快換鉆套(JB/T 8045.3-1999)特殊鉆套特殊鉆套又分為好幾個類型，根據(jù)孔的距離不同。下面一一介紹上面3種標(biāo)準(zhǔn)鉆套及其使用范圍：1固定鉆套(JB/T 8045.1-1999)固定鉆套分為帶肩鉆套和無肩鉆套，具體結(jié)構(gòu)如圖4-1所示。圖4-1 固定鉆套固定鉆套有以下特點：鉆套直接壓入鉆模板或夾具體上，其外圓與鉆模板采用H7/n6或H7/r6配合。磨損后不易更換。適用于中、小批生產(chǎn)的鉆模上或用來加工孔距甚小以及孔距精度要求較高的孔。為了防止切屑進入鉆套孔內(nèi)，鉆套的上、下端應(yīng)稍突出鉆模板為宜，一般不能低于鉆模板。2可換鉆套(JB/T

10、8045.2-1999)可換鉆套的結(jié)構(gòu)如圖4-2所示。圖4-2 可換鉆套可換鉆套有以下特點：鉆套1裝在襯套2中，而襯套則是壓配在夾具體或鉆模板3中。鉆套由螺釘4固定。以防止它轉(zhuǎn)動。鉆套與襯套間采用F7/m6或F7/k6配合，以便于鉆套磨損后迅速更換。 適于大批量生產(chǎn)3快換鉆套(JB/T 8045.3-1999)快換鉆套的結(jié)構(gòu)如圖4-3所示。圖4-3 快換鉆套快換鉆套有以下特點：當(dāng)要取出鉆套時，只要將鉆套朝逆時針方向轉(zhuǎn)動使螺釘頭部剛好對準(zhǔn)鉆套上的削邊平面，即可取出鉆套。適用于同一個孔需經(jīng)多種工步加工的工序4，但對于一些特殊的場合，可以根據(jù)加工條件的特殊性設(shè)計專用鉆套。選擇鉆套時，要注意鉆套的高度

11、和鉆套低端與工件間的距離。由于此次設(shè)計鉆模板的高度離工件所要加工的孔距離較遠(yuǎn)，所以選擇特殊鉆套！4.2 確定導(dǎo)向裝置依據(jù)以上導(dǎo)向方案的分析以及工件的加工要求，立式鉆床上加工直徑較大的單孔，搖臂鉆床加工孔時，使用固定式鉆模板就可以滿足要求。故本設(shè)計選用固定鉆模板和特殊鉆套。如圖4-4所示。圖4-4 特殊鉆套及鉆模板5、夾具體設(shè)計5.1 夾具體的選擇夾具體是夾具的基礎(chǔ)體，它將夾具上的各種裝置和元件連接成一個整體，并通過它將夾具安裝到機床上。它的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸大小，取決于加工工件的特點、尺寸大小，各種元件的結(jié)構(gòu)和布局，夾具于機床的連接方式，切削力、重力等大小的影響。1夾具體應(yīng)滿足以下幾點計算要求：（

12、1）應(yīng)有足夠的強度和剛度。（2）力求結(jié)構(gòu)簡單及裝卸工件方便 。（3）結(jié)構(gòu)工藝形好。（4）排屑切屑要方便。（5）在機床上安裝穩(wěn)定可靠。（6）具有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性。2夾具體毛坯可以分為四類：（1）鑄造夾具體。鑄造夾具體如圖2-1（a）所示。（2）焊接夾具體。焊接夾具體如圖2-1（b）所示。（3）鍛造夾具體。鍛造夾具體如圖2-1（c）所示。（4）裝配夾具體。裝配夾具體如圖2-1（d）所示。（a） （b） （c） （d）圖5-1 夾具體毛坯由于本設(shè)計的工件為批量生產(chǎn)，夾具磨損快，要求可隨時更換，故選用裝配夾具體。5.2 夾具體零件圖由于采用裝配夾具體，主要零件為夾具底座，故本圖鉆模板和側(cè)支撐板不

13、予畫出，僅畫出夾具底座。夾具底座零件圖如圖5-2所示。其中夾具體外形尺寸為：425mmX171mmX39mm。圖5-2 夾具底座6、夾具總圖設(shè)計6.1 繪制夾具裝配圖1制圖比例的選擇根據(jù)夾具整體結(jié)構(gòu)，考慮到夾具的總體尺寸，選擇制圖比例為1:1，繪圖時需要把工件視為透明體，用雙點劃線畫出輪廓，同時畫出定位面、夾緊面和加工表面，其他無關(guān)表面可以省略。2定位、夾緊、導(dǎo)向，夾具體的繪制畫出定位元件和導(dǎo)向元件，按夾緊狀態(tài)畫出夾緊元件或機構(gòu)，必要時可用雙點劃線畫出松開位置時的夾緊元件的輪廓，畫出夾具體，其他元件或機構(gòu)，以及上述各元件與夾具體的聯(lián)結(jié)，使夾具形成一體，標(biāo)注必要的尺寸，配合和技術(shù)條件。本設(shè)計的夾

14、具裝配圖如圖6-1所示。6.2 夾具裝配圖上的標(biāo)注1夾具裝配圖上應(yīng)標(biāo)注的尺寸（1）夾具外形輪廓尺寸：長、寬、高分別是425mmX171mmX200mm。（2）夾具體側(cè)支撐板的定位面到加工孔的中心距離是115±0.1mm。2夾具裝配圖上應(yīng)標(biāo)注的公差配合（1）鉆套與襯套之間的配合是間隙配合28H6/g5。（2）襯套與鉆模板之間的配合是過渡配合32H7/n6。（3）圓錐銷與工件之間的配合是過渡配合22H7/n6。3夾具裝配圖上應(yīng)標(biāo)注的技術(shù)條件（1）裝配時保證支撐板定位面、鉆套的中心線以及圓錐銷的軸線與B的垂直度0.01-0.05。（2）銷11為鉗工配作，加工前需將各零件清洗干凈。圖6-1

15、夾具裝配圖總結(jié)在老師和同學(xué)的幫助下，為期兩周的課程設(shè)計終于完成了，通過這次的課程設(shè)計，我學(xué)到了許多的知識，從工件圖到產(chǎn)品的最終的應(yīng)用的整個流程，從查資料到最終方案的確定，要經(jīng)過夾具體的選擇，定位的選擇和加緊裝置的確定，每一步都要自己經(jīng)過大量的查閱資料，遇到困難的時候，老師和同學(xué)認(rèn)真細(xì)心的給我講解，使我輕松了許多，也學(xué)會了團結(jié)友善的處世態(tài)度。這次課程設(shè)計，使我養(yǎng)成了認(rèn)真、謹(jǐn)慎、遇到困難冷靜的態(tài)度。課程設(shè)計的過程中遇到同學(xué)們通過查資料也解決不了的東西，但是在老師的細(xì)心指點下，同學(xué)們都能迎刃而解。通過這次課程設(shè)計把我們所學(xué)的理論知識運用到實際中來，使我對理論知識有了更深層次的了解，理論聯(lián)系實際使我所

16、學(xué)到的理論知識更加牢靠，同學(xué)們學(xué)會了對于不同的待工件設(shè)計不同的夾具，對于夾具的各種標(biāo)準(zhǔn)件都學(xué)會了如何查標(biāo)準(zhǔn)件手冊、如何使用它們以及怎樣合理的選擇方案。通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設(shè)計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，但可喜的是最終都得到了解決。致謝本課程設(shè)計是在張洪濤老師的指導(dǎo)下完成的，衷心感謝張洪濤的悉心指導(dǎo)以及在生活上給予的關(guān)心和幫助。張老師以淵博的學(xué)識、高度的責(zé)任感使我不僅在學(xué)術(shù)上受益匪淺，而且言傳身教，以其高尚

17、的人格教導(dǎo)了我做人的道理。在此課程設(shè)計完成之際，謹(jǐn)向張老師表示最衷心的感謝！在張老師的耐心指導(dǎo)下，我的課程設(shè)計收獲了很多，把我在學(xué)校學(xué)的東西進行了一個大整合。實踐聯(lián)系理論及實際中會遇到的問題，都給我們指了出來。從而使我的課程設(shè)計不斷的優(yōu)化。經(jīng)過本次的課程設(shè)計，我學(xué)會好多書本上面沒有的知識。這次的設(shè)計在張老師的耐心的指導(dǎo)下，使我的設(shè)計更加與實際相結(jié)合，最后再次衷心的感謝張老師在本次設(shè)計中給予的指導(dǎo)和幫助!參考文獻1 機床夾具設(shè)計原理 蔡建國主編 陜西科學(xué)技術(shù)出版社 1980年2 機械制造裝備設(shè)計 趙雪華、余華主編 華中科技大學(xué) 2009年3 機床夾具設(shè)計 陳寧平主編 機械工業(yè)出版社 2002年4 機械制造工藝學(xué) 陳明主編 機械工業(yè)出版社 2013年5 機械制圖 何銘新、徐祖茂主編 高等教育出版社 1978年6 圖學(xué)基礎(chǔ)教程 張樹又主編 高等教育出版社 1999年7 機械制造基礎(chǔ) 嚴(yán)森