1、1前言机床夹具是一种装夹工件的工艺设备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。在各种金属切削机床上用于装夹工件的工艺设备成为机床夹具，如车床上使用的三爪自定心卡盘、四爪卡盘，铣床上使用的平口虎钳等。现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着工件的加工精度、劳动生产率和产品的制造成本等。因此，无论是在传统制造还是现代制造工艺系统中，夹具都是重要的工艺装备。一、夹具的功能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，
2、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。二、机床夹具的类型机床夹具通常有三种分类方法，即按应用范围、夹紧动力源和使用机床来分类。1、按应用范围分：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
3、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。23、按使用机床分类：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、其他机床夹具。三、 对工件进行分析图 1-1 轴承盖轴承盖的作用一是为了固定轴承进行轴向定位，二是起密封保护作用，防止轴承进入尘土等进入轴承造成损坏。除它本身可以防尘和密封外，它常和密封件配合以达到密封的作用。 通过对零件图的分析，因零件的尺寸不大，且精度要求较高，所以选用翻转式夹具。四、定位方案选择基准 A 和外圆 115 的中心线钻模板用于安装钻套。钻模板与夹具的连接方式有固定式、铰链式、分离式、悬挂式等几种
4、。本设计的钻模板如图 1-2 所示：3图 1-2 钻模板钻模板零件图定位4五、导向方案为了迅速、准确地确定刀具与夹具的相对位置，钻夹具上都应设置引导刀具的元件钻套，钻套一般安在钻模板上，钻模板与夹具体连接，钻套与工件之间留有排屑工具，如图所示，此处选用固定式钻套。材料：d26 mm T10A热处理：T10A HRC 58645图 1-3 长型固定钻套六、夹紧方案图 1-4 垫片6图 1-5 垫片图 1-6 压板本设计所选用的螺栓型号为 GB/T 5780-2000 六角螺栓-A 级。7图 1-7 紧固螺栓七、夹具体设计螺母为 GB/T 41-2000 六角螺母 C 级，垫片为 GB/T 859
5、-1987 轻型弹簧垫圈。图 1-8 支撑腿89图 1-9 装配图八 机床夹具设计过程和方案81 精度的分析夹具的主要功能是用来保证零件加工的位置精度。使用夹具加工时，影响被加工零件位置精度的误差因素主要有三个方面：（1）定位误差 （2）夹具制造与装夹误差 （3）加工过程误差 在加工过程中由于工艺系统(除夹具外)的几何误差、受力变形、热变形、磨损以及各种随机因素所造成的加工误差，用GC 表示。上述各项误差中，第一项与第二项与夹具有关，第三项与夹具无关。显然，为了保证零件的加工精度，应使：10TGCzDW式中, T 为零件有关的位置公差。上式即为确定和检验夹具精度的基本公式。通常要求给GC 留三
6、分之一的零件公差，即应使夹具有关误差限制在零件公差 2/3 的范围内。当零件生产批零较大时，为了保证夹具的使用寿命，在制定夹具公差时，还应考虑留有一定的夹具磨损公差。确定夹具结构方案，选择定位元件（1）基准的方案设定 （2）确定导向装置 （3）确定夹紧机构 8.2 主要零件、部件及总体尺寸的尺寸确定（1） 主要零件及部件尺寸的确定1）钻套主要尺寸的确定 钻套类型的选择 钻套底面到加工面上面高度 H 根据经验公式： 铸铁： 钻或 钻；d6.03d15.0钢 ： 钻 或 钻；5.176.因为在加工的过程中 H 在满足排屑的要求下，越小越好（防止钻头偏斜），2） 夹具板的主要尺寸的确定 夹具板的厚度
7、 可根据经验公式： ma258 夹具板的外尺寸确定 根据加工工序的要求及尺寸可确定夹具板的外形尺寸。3） 配合尺寸的确定 11 钻套与模板的配合 由于选择的是固定钻模板，所以采用过盈配合 钻头与钻套内孔的配合 采用间隙配合，钻套中心线到定位面的距离偏差：取工件上相应偏差的 1/5 左右，在机床满足精度的条件下应尽量的小. 定位面与基准面（机床）有“平行度”要求 ； 钻具模板中10/3.tan1心线与基准面（机床）有“垂直度”要求 ;5/02.t九加工精度分析计算与评审9.1 加工精度分析（1）夹具制造误差1）钻套中心线与定位面距离偏差取工件上相应偏差的 15 左右，还应满足两个原则：偏差尽量小
8、；机床能够加工出来。2）定位面与基准面（机床）的平行度应为 0.031000（平面磨床可达到）。3）钻模板孔中心线与基面垂直度应为 0.02500。（2）对刀误差1）钻头中心与钻套中心不重合（钻头与钻套内孔配合间隙）2）钻头偏斜与钻头与钻套间隙、导套高度、工件位置及夹具制造垂直度，平行度等有关。（3）工件定位误差 DW1） 基准不符 : =定位基准到设计基准的尺寸公差JB2） 基准位移 : 一般由夹具与工件配合间隙产生的。3） = + 此公式为向量和。DJ加工过程误差：由于磨损，热变形，加工过程的振动等可能引起误差。12判断依据：若以上各项误差之和小于等于工件上相应公差 则该夹具合格。一般取工
9、件上的加工过程误差为工件上相应公差的三分之一，即只有其余几项的公差之和小于等于工件上相应公差的三分之二时，夹具合格。9.2 加工精度计算及评审1.定位误差 DW该工件的设计基准与定位基准一致，都是外圆 115 的中心线，故 JB=0.夹具内圆为 的最大配合间隙036.9715HmX125.maxJW.0ax则 mJBJ125.02.制造误差 ZZ（1）钻套中心线对定位件中心线位置精度. 取 .m05.3.2m04.2（2）钻套内外圆同轴度误差（查表 P297）.08.3（3）钻头纯倾斜时与钻套内孔中心不重合位置精度误差为 ，钻套斜24底面到钻孔上表面高度为 L（排屑用）。又铸铁 取 。查表6.
10、1.05dLmL7知 取模板厚度 ， 钻套伸出部分为 ，602Hma20hhH10故钻套高度的中点到钻孔底面距离 .钻套孔m3327113，钻套孔 查表 P297.故 ，036.91h028.137FmX023.ax，故 ，位置精度误差为2.tanmaxHXh5.tan1斜（4）钻套中心线与定位面不垂直度 为 0.01.则054不垂直的角度误差为 。 . .20ta mh016.32.tan15 故， .DW 425.08.4.1. 22252432 工件小孔中心线与轴承盖中心线误差 ，则 .m08.31.知此方案可行。9.3 钻孔切削力及力矩（1）切削用量 f、v、 d钻1)钻头直径 d =
11、10. 工件材料为 HT200 硬度为 240HB钻当 ，所钻铸铁硬度大于 200HB 时 .md130钻 rmf/39.01.以 Z3050 钻床为例，应选用 .rmf/32.02)钻铸铁是的切削速度 .v/5.(2)钻孔轴向力 p 及力矩 M kgHBfd 04.2832.016.6.2 6.0808.0 1.90.80.6.9.8.6=*()45.f m(3)夹紧力： F夹作用：防止由于切削力 总用使工件翻转;P防止由于切削力矩 使工件M转动。14夹紧力求法： .M52.1夹使工件不翻到，安全系数为 1.52.5.M夹 2夹摩夹 FLf查 P276 表 6-2 知 . 取 .2501.摩
12、f 20摩fL 为钢板与工件接触的平均直径 L=91mm.取安全系数为 2.则 .kglfMLfF031892.0544摩 切摩夹选用 M12 的螺栓，其最大夹紧力为 460kg .故此方案可行。F夹第十章 结 论本次设计确定了轴承盖从铸件毛坯到成品在大量成批生产时的工艺过程，同时设计了其中一道钻孔工序的夹具。在夹具设计中，先确定工件的基准，然后通过一面以销定位，将工件固定加紧在夹具上。在此计算了加紧力和夹具体的各项误差等。本次设计已无大的问题，基本达到了要求。只是在夹具的设计中没能提出多方案进行分析比较，有所不足。做为毕业设计，需要我们综合前阶段所学习的机械制图、金属工艺学、金属材料、机械设
13、计基础、互换性与测量技术、机械制造工艺学等多门课程的知识，同时还要运用数学、力学等基础学科知识以及设计手册上的标准。因此，此次课程设计是对我们阶段学习知识的巩固，也是一个总结。致 谢15本次论文设计是在我的指导老师潘继华的关怀和悉心的指导下完成的。她严谨的治学精神，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论文设计。机械制造工艺学课程设计是学完了机械制造工艺学基础和大部分专业课，并进行了成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，在在老师的帮助下和在图书馆查阅资料，最终解决了困难。而且这次设计使我
14、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工艺学问题，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。参考文献1 孙恒，陈作模主编机械原理.北京：高等教育出版社 20002 大连理工大学工程画教研主编.机械原理.北京：高等教育出版社 19933 哈尔滨工业大学理论力学教研组编.机械制图.北京：高等教育出版社 19974 刘鸿文主编.材料力学.北京高等教育出版社 19915 孙志礼，冷兴聚，魏严刚等主编.沈阳：东北大学出版社 20006 巩云鹏，田万路等主编.机械设计课程设计.沈阳：东北大学出版社 20007 高泽远，王 金主编.机械设计基础课程设计. 沈阳：东北工学院出版社 19878 喻子建，张磊、邵伟平、愈子建主编.机械设计习题与解析分析.沈阳：东北大学出版社 20009 张玉，刘平主编.几何量公差与测量技术.沈阳：东北大学出版社 1999
