钻床专用夹具毕业设计论文

洛阳理工学院课程设计说明书课程名称机械制造装备设计设计课程钻床专用夹具设计专业机械设计制造及其自动化姓名李邓年月日课程设计任务书机械械工程系机械设计制造及其自动化专业学生姓名李邓班级 B100214 学号 B10021419课程名称：机械制造装备设计设计题目：钻床专用夹具设计课程设计内容与要求：设计内容：钻削夹具装配图一张，零件图一张。

要求：1、设计（装配图按夹具要求设计，相关的配合尺寸要标明，在说明书中要有夹具定位计算，夹紧等方案的选择）。

2、零件图要符合工程图的根据要求，图纸的标题要有材料。

设计（论文）开始日期年月日指导老师设计（论文）完成日期年月日年月日课程设计评语第页机械械工程系机械设计制造及其自动化专业学生姓名李邓班级 B100214 学号 B10021419课程名称：机械制造装备设计设计题目：机床专用夹具设计课程设计片篇幅：图纸共 2 张说明书共 23 页指导老师评语：年月日指导老师洛阳理工学院注：目录第1章概述 (5)1.1 夹具的功用和分类 (5)1.1.1 夹具的功用 (5)1.1.2 夹具的分类 (5)1.1.3 夹具的组成 (5)第2章零件的加工要求 (5)2.1 零件的加工要求 (5)2.1.1 设计要求 (5)2.2 待加工工件图 (5)2.2.1 减速器下箱体工件图 (6)第3章工件的定位分析和结构设计 (6)3.1 工件定位的基本原理 (6)3.1.1 自由度的概念 (6)3.1.2 六点定位原理 (7)3.1.3定位中的几种情况 (7)3.2 常用定位元件及选用 (7)3.2.1定位中的几种情况 (8)3.2.2常用定位元件所能限制的自由度 (8)3.3 定位方案的确定：一面两孔定位 (8)第4章夹紧装置的组成 (9)4.1 夹紧装置 (9)4.1.1 夹紧要则 (9)4.1.2 夹紧机构的分类 (9)4.1.3 夹紧装置的组成 (9)4.2 夹紧方案的确定 (10)第5章夹具相关部件设计 (10)5.1 夹具体设计 (10)5.2 支撑板 (10)5.3 压紧装置 (11)5.4 导向装置 (12)5.5 液压缸 (12)5.6 钻模板 (13)谢辞 (14)参考文献 (15)第1章概述1.1 夹具的功用和分类1.1.1 夹具的功用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。

1.1.2 夹具的分类夹具有多种分类方法，一般使用范围和特点可分为通用夹具、专用夹具、组合夹具和可调夹具，或按所使用的机床分为车床夹具、钻床夹具、镗床夹具等。

1.1.3 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2章零件的加工要求2.1 零件的加工要求2.1.1 设计要求此设计主要运用所设计的钻床夹具以A面和两个4xΦ11H8孔定位完成对图2-1工件4xΦ11钻削加工。

2.2 待加工工件图2.2.1 减速器下箱体工件图图2—1 工件三视图第3章工件的定位分析和结构设计3.1 工件定位的基本原理3.1.1 自由度的概念由刚体运动学可知，一个自由刚体，在空间有且仅有六个自由度。

它在空间的位置是任意的,即它既能沿Ox、Oy、Oz三个坐标轴移动，称为移动自由度；又能绕Ox、Oy、Oz三个坐标轴转动，称为转动自由度。

3.1.2 六点定位原理由上可知，如果要使一个自由刚体在空间有一个确定的位置，就必须设置相应的六个约束，分别限制刚体的六个运动自由度。

在讨论工件的定位时，工件就是我们所指的自由刚体。

如果工件的六各自由度都加以限制了，工件在空间的位置也就完全被确定下来了。

因此，定位实质上就是限制工件的自由度。

分析工件定位时，通常是用一个支承点限制工件的一个自由度。

用合理设置的六个支承点，限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定，这就是六点定位原则。

通过机械制造工艺学的学习，我们了解到六点定位原则的几个主要问题是：一、定位支承点是定位元件抽象而来的。

在夹具的实际结构中，定位支承点是通过具体的定位元件体现的，即支承点不一定用点或销的顶端，而常用面或线来代替。

根据数学概念可知，两点决定一条直线，三点决定一个平面，即一条直线可以代替两个支承点，一个平面可以代替三个支承点。

在具体应用时还可以用窄长的平面（支承条）来代替直线，用较小的平面来代替点。

二、定位支承点与工件定位基准面始终保持接触，才能起到限制自由度的作用。

三、分析定位支承点的定位作用时，不考虑力的影响。

工件的某一自由度被限制，是指工件在某个坐标方向有了确定的位置，并不是指工件在受到使其脱离定位支承点的外力时不能运动。

使工件在外力作用下不能运动，要靠夹紧装置来完成。

3.1.3定位中的几种情况一、完全定位：完全定位是指不重复的限制了工件的六个自由度的定位。

当工件在x、y、z三个坐标方向均有尺寸要求或位置精度要求时，一般采用这种定位方式。

二、不完全定位：根据工件的加工要求，有时并不需要限制工件的全部自由度，这样的定位方式称为不完全定位。

三、欠定位：根据工件的加工要求，应该限制的自由度没有完全被限制的定位称为欠定位。

欠定位无法保证加工要求。

因此，在确定工件在夹具中的定位方案时，决不允许有欠定位现象的产生。

四、过定位：夹具上的两个或两个以上的定位元件重复限制同一个自由度的现象，称为过定位。

它会造成定位的不稳定，严重时会引起定位干涉，因此，应该尽量避免和消除过定位现象。

消除或减少过定位引起的定位干涉，一般有两种方法：一是改变定位元件的结构，如缩小定位元件工作面的接触长度或者减少定位元件的配合尺寸，增大配合间隙等；二是控制或者提高工件定位基准之间以及定位元件工作表面之间的位置精度。

3.2 常用定位元件及选用工件在夹具中要想获得正确位置，首先应正确选择定位基准，其次是选择合适的定位元件。

工件定位时，工件定位基准和夹具的定位元件接触形成定位副，以实现工件的六点定位。

3.2.1定位中的几种情况一、限位基面应有足够的精度。

定位元件具有足够的精度，才能保证工件的定位精度。

二、限位基面应有较好的耐磨性。

由于定位元件的工作表面经常与工件接触和摩擦，容易磨损。

为此要求定位元件限位表面的耐磨性要好，以保持夹具的使用寿命和定位精度。

三、支承元件应有足够的强度和刚度。

定位元件在加工过程中，受工件重力、夹紧力和切削力的作用，因此要求定位元件应有足够的刚度和强度，避免使用时变形和损坏。

四、定位元件应有较好的工艺性。

定位元件应力求结构简单、合理，便于制造、装配和更换。

五、定位元件应便于清除切屑。

定位元件的结构和工作表面形状有利于清除切屑，以防切屑嵌入夹具内影响加工和定位精度。

3.2.2常用定位元件所能限制的自由度常用定位元件可按工件典型定位基准面分为以下几类：一、用于平面定位的定位元件包括固定支承（支承钉和支承板），自位支承，可调支承和辅助支承。

二、用于外圆柱面定位的定位元件包括v形架，定位套和半圆定位座等。

三、用于孔定位的定位元件包括定位销（圆柱定位销和圆锥定位销），圆柱心轴和小锥度心轴。

3.3 定位方案的确定：一面两孔定位如图1-1所示，工件以A面作为主要定位基准面，用支撑板限制3个自由度，以工件B面定位，限制2个自由度，保证定位基准与工序基准重合，即零件尺寸22±0.1mm,最后以Φ11H9孔位定位面，用菱形销限制1个自由度，工件共限制5个自由度，上下移动的自由度不用限制。

如图3-1所示：图3-1 削边削的布置支撑板如图所示，以底面及侧面对工件进行定位，常用于大、中型零件的精基准。

平面型支承板结构简单，适用于作侧面和顶面定位。

当工件定位面较大时，常用几块支承板组合成一个平面。

一个支承板相当于两个支承点，限制来两个自由度；两个支承板组合，相当于一个平面，可以限制三个自由度。

为装卸方便，通常定位销是可动，而且可以伸缩。

即加工前能使之进入工件孔中定位，加工完后能从孔中退出。

这样可以很方便地将工件（或随行夹具）推入或推出夹具（或自动线的机床夹具）。

第4章夹紧装置的组成4.1 夹紧装置4.1.1 夹紧要则一、在夹紧的过程中，不至于因工件重力的影响而破坏正确定位；二、在夹紧的过程中，夹紧力不应使已经获得正确定位的工件脱离正确位置；三、在夹紧过程中，应使工件不产生超出表面形状精度（如平行度，垂直度，圆柱度等）允许范围的变形；四、在切削过程中，应避免工件产生不能允许的振动；五、在切削过程中，切削力不应破坏工件的正确位置，并使平衡切削力所需的夹紧力最小。

4.1.2 夹紧机构的分类夹紧机构的种类虽然很多，但其结构大都以斜楔夹紧机构、螺旋夹紧机构和偏心夹紧机构为基础，这三中夹紧机构合称为基本夹紧机构。

、（一）斜楔夹紧机构采用斜楔作为传动元件或夹紧元件称为斜楔夹紧机构由于用斜楔直接加紧工件的夹紧力较小，且操作费时，所以实际生产中应用不多，多数情况下是将斜楔与其他机构联合起来使用。

（二）螺旋夹紧机构采用螺杆做中间传力元件的夹紧机构成为螺旋夹紧机构。

螺旋夹紧机构结构简单、容易制造，而且由于螺旋升角小，螺旋夹紧机构的自锁性能好，夹紧力和夹紧行程都较大，是手动夹具上用得最多的一种夹紧机构。

（三）偏心夹紧机构用偏心件直接或间接夹紧工件的机构，称为偏心夹紧机构。

偏心件有圆偏心和曲线偏心两种类型，其中，圆偏心机构因结构简单、制造容易而得到广泛的应用。

偏心夹紧机构操作方便、夹紧迅速，缺点是夹紧力和夹紧行程都较小。

一般用于切削力不大、振动小、没有离心力影响的加工中。

4.1.3 夹紧装置的组成动力装置夹紧装置中间机构夹紧机构夹紧元件夹紧装置的设计或选用是否正确合理，对于确保加工质量和提高生产率有着很大的影响，因此在夹具设计中，对夹紧装置提出了如下要求：1、夹紧作用准确、安全、可靠；2、夹紧动作迅速，操作方便省力；3、加紧变形小；4、结构简单，制造容易。

4.2 夹紧方案的确定根据以上准则及对夹紧机构的要求和铣床夹具的主要技术要求，本设计采用的连杆式铰链夹紧机构，连杆之间由销钉连接，其特点是动作迅速、增力比大，且易于改变力的作用方向。