毕业设计（论文）-活塞钻床夹具设计.docx

e*餐通扁*栽有¥K>Hunan Railway Professional Technology College机床夹具设计大作业设计题目活塞钻床夹具设计班 级 机制081设计小组指导老师完成日期“年12月15日机床夹具设计课程设计评阅书专业班，第 小组的课程设计钻床夹具、钻床夹具已完成，组成文件如下：L说明书共一份2.工艺文件共一份3.图纸共张其中一一号图纸一张号图纸 张一号图纸 张4.成绩评定机床夹具设计实训环节成绩小组成员慈承霖连利霞高绪磊祁奇张小怀陈族隆自 评小组互评老师评分指导老师签定机床夹具设计课程设计任务书一、设计课题名称：二、指导老师：三、设计要求小组合作完成零件的工艺分析、夹具结构设计与相关计算；完成夹具总装配图、设计说明书各一份（每个小组完成钻床夹具、钻床夹具或铳床夹具各一套，共计二套，装订成一册）。Ui1、 零件图2、 设备参数3、 生产钢领五、参考资料1、 肖继德主编机床夹具设计机械工业出版社2、 浦林祥主编金属切削机床夹具设计手册机械工业出版社3、 孟宪林主编机床夹具图册机械工业出版社六、设计内容及工作量（一）设计内容1、分析产品零件的工艺性，画出产品零件图、工序图；2、分析产品零件的装夹，确定定位与夹紧等工艺方案；3、设计整套夹具的结构方案，绘制夹具装配图（装配图应电脑绘图）;4、计算定位误差；5、工件在夹具上加工的精度分析；6、非标零件图的绘制；7、撰写课程设计的说明书（应阐述整个设计内容，有关文字说明的计算应做到图文并茂，文字通畅）。（二）工作量1、夹具装配图一份2、夹具零件图若干张3、课程设计说明书一份（三）设计进度1、熟悉图纸查阅资料0.5天2、确定工艺方案及有关计算1天3、绘制夹具装配图、零件图2.5天4、撰写课程设计说明书1天七、说明书的格式和装订要求（一） 课程设计封面（全文统一格式）（二） 课程设计评定书（全文统一格式）（三） 课程设计任务书（指导教师下发）（四）课程设计目录（五）课程设计正文（六）课程设计总结（七）参考资料（八）设计图纸前言 6第1章、机床夹具概述71.1 机床夹具概述71.2 机床夹具的分类71.3 工件的装夹方法7第2章工件的定位及定位元件92.1 工件在夹具中的定位92.2 定位误差的分析10第3章工件的夹紧和夹紧装置113.1 夹紧装置的组成113.2 夹紧力的确定12第4章夹具体及分度装置144.1 夹具体144.2 分度装置15第5章活塞零件的钻床夹具设计175.1 钻床夹具的主要类型175.2 钻床夹具的设计要点195.3 活塞零件的钻床专用夹具总体设计205.4 活塞零件的钻床夹具的加工误差分析20结束语23参考文献24发展的主要方现代机床夹具的发展方向主要表现为标准化、精密化、高效化和柔性化等四个方面。1、标准化机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准：GB/T2148T225991以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。2、精密化随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达±0.1；用于精密车削的高精度三爪自定心卡盘，其定心精度为5口川。3、高效化高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有自动化夹具、高速化夹具和具有夹紧力装置的夹具等。例如，在铳床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高5倍左右；在车床上使用高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在试验转速为9000r/min的条件下仍能牢固地夹紧工件，从而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生产流水线、自动线配置相应的高效、自动化夹具外，在数控机床上，尤其在加工中心上出现了各种自动装夹工件的夹具以及自动更换夹具的装置，充分发挥了数控机床的效率。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，以适应工艺可变因素的能力。工艺的可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块化夹具、数控夹具等。为适应现代机械工业多品种、中小批量生产的需要，扩大夹具的柔性化程度，改变专用夹具的不可拆结构为可拆结构，发展可调夹具结构，将是当前夹具向。第1章、机床夹具概述1.1 机床夹具概述国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85%左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具,一般在具有中等生产能力的工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具；另一方面,在多品种生产的企业中，每隔夕4年就要更新50-80%左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为1020%左右。特别是近年来，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新产品的投产，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、采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率；6、提高机床夹具的标准化程度。1.2 机床夹具的分类在机械制造业中，为了适应新品种不断发展的要求，夹具设计有朝着下列方向发展的趋势：发展通用夹具新品种发展调整式夹具推广和发展组合夹具及拼拆夹具加强专用夹具的标准化和规格化专用夹具中采用高精度、高效率的夹具大力推广和使用机械化及自动化夹具推广和发展扩大机床性能的夹具采用新结构、新工艺、新材料来设计和制造夹具1.3 工件的装夹方法夹紧装置的种类很多，但其结构由两部分组成。1 .动力装置-产生夹紧力机械加工过程中，要保证工件不离开定位时占据的正确位置，就必须有足够的夹紧力来平衡切削力，惯性力，离心力及重力对工件的影响。夹紧力的来源,一是人力；二是某种动力装置。常用的动力装置有：气压装置，地磁装置，电动装置，电机装置，气一液联动装置和真空装置等。2 .夹紧机构-一传递夹紧力。要使动力装置所产生的力或人力正确地作用到工件上，需有适当的传递机构。在工件夹紧的过程中起力的传递作用的机构，称为夹紧机构。夹紧机构在传递的过程中，能根据需要改变力的大小，方向和作用点。手动夹具的夹紧机构还应具有良好的自锁性能，以保证人力的作用停止后，仍能可靠的夹紧工件。对夹紧装置的基本要求1 .夹紧过程中，不改变工件定位后占据的正确位置。2 .夹紧力的大小适当，一批工件的夹紧力要稳定不变。既要保证工件在整个过程中的位置稳定不变，振动小，又要使工件不产生过大的夹紧变形。夹紧力稳定可减少夹紧误差。3 .夹紧的装置的复杂程度应与工件的生产纲领相适应。工件生产批量愈大，允许设计复杂，效率愈高的夹紧装置。4 .工艺性好，使用性好。其结构应力求简单，便于制造和维修。夹紧装置的操作应当方便，安全，省力。夹紧力的方向选择1）夹紧力的作用方向应有利于工件的准确定位，而不能破坏定位。措施：夹紧力要垂直指向主要定位面。2）夹紧力的作用方向应尽量与工件刚度最大的方向相一致，以减小工件变形。3）夹紧力的作用方向应尽可能与切削力、工件重力方向一致，以减小所须的夹紧力第2章工件的定位及定位元件2.1工件在夹具中的定位为了达到工件被加工表面的技术要求，必须保证工件在加工过程中的正确位置。夹具保证加工精度的原理是加工需要满足三个条件：（1） 一批工件在夹具中占有正确的位置；（2）夹具在机床上的正确位置；（3）刀具相对夹具的正确位置。显然，工件的定位是其中极为重要的一个环节。一、工件在夹具中定位的任务工件在夹具中定位的任务是是同一批工件在夹具中占有正确的位置。工件的定位是夹具设计中首先要解决的问题。二、定位与夹紧的关系定位与夹紧是装夹工件的两个有联系的过程。在工件定位以后，为了使工件在切削力等作用下能保持既定的位置不变，通常还需要再加紧工件,将工件紧固,因此它们之间是不相同的。若认为工件被加紧后，其位置不能动了，所以也就定位了，这种理解是错误的。此外，还有些机构能使工件的定位与加紧同时完成，例如使用三爪自定心卡盘等。三、定位基准定位基准的选择是定位设计的一个关键问题。工件的定位基准一旦被确定，则其定位方案也基本上确定。通常定位基准是在制定工艺规程时选定的。定位基准除了工件上的实际表面外，也可以是中心要素如几何中心、对称中心线或称中心平面。设计夹具时，从减小加工误差考虑，应尽可能选用工序基准为定位基准,即遵循所谓基准重合原则。当用多个表面定位时，应选择其中一个较大的表面为主要定位基准Q六点定位原理机械加工中，要完全确定工件在夹具中的正确位置，必须用六个相应的支承点来限制工件的六个自由度，称为“六点定位原理”。(a)(b)六点定位简图在分析工件定位时，通常可将定位元件抽象为定位支承点。一般用一个支承点限制工件一个自由度，而用适当分布的留个支承点限制工件的留个自由度,这就是六点定位原理或称为六点定则，这就是工件定位的基本法则。但是，六个支承点如果分布不当，就可能限制不了工件的六个自由度。六点定位规则的五个主要问题：（1）定位支承点的合理分布主要取决于定位基准的形状和位置。（2）工件的定位，是工件以定位定位面与夹具的定位元件的工作面保持接触或配合实现的。（3）工件定位以后，还要用加紧装置将工件固定。因此要区分定位与夹紧的不同概念。（4）定位支承点所限制的自由度名称，统称可按定位接触处的形态确定。定位点分布应该符合几何学的观点。（5）有时定位数量及其布置不一定如上述那样明显直观，如自动定心定位就是这样。工件的定位基准为中心要素圆的中心轴线。从一个截面上看，夹具有三个点与工件接触，似为三点定位。实际上这种定位只消除x和z两个自由度，是两点定位。正确处理过定位如果工件的某一个或者几个自由度被两个定位元件重复限制，称为过定位。过定位将造成工件的位置无法确定，因此一般是不允许出现的。要消除或减少过定位引起的干涉有两种方法：（1）改善定位装置的结构（2）提高工件和夹具定位表面的位置精度第二节常见定位方式及定位元件定位元件设计包括定位元件的结构、形状、尺寸及布置形式等。定位：加工前，使工件在机床上或夹具上占有正确的加工位置的过程，称为定位。工件的定位设计主要决定于工件的加工要求和工具定位基准的形状、尺寸、精度等因素，故在定位设计时要注意分析定位基准的形态.夹紧：用施加外力的形式，把工件已