钻床专用夹具设计2

XXX 大学设计说明书课程名称机械制造装备设计设计课题钻床专用夹具设计专业机械设计制造及其自动化班级XXX姓名XXX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XXX班级 XXXXX 学号 XXXX课程名称：机械制造装配设计设计题目：钻床专用夹具设计内容：为三孔支承块设计一套钻模夹具，便于摇臂钻床加工。

设计要求：1.在摇臂钻床上加工三个Φ20的通孔。

2.要求绘制A1夹具装配图一张、A3零件图一张、设计说明书一份。

3.夹具设计要求合理，有利提高加工精度，保证加工质量，降低加工成本，提高劳动生产率和减轻工人的劳动强度，便于批量生产。

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设计评语机械工程系机械设计制造及其自动化专业学生姓名 XX 班级 XXXX 学号 XXXX课程名称：机械制造装备设计设计题目：钻床专用夹具设计设计片篇幅：图纸共张说明书共页指导老师评语：年月日指导老师XXX目录绪论 (5)第1章机床夹具 (6)1.1 机床夹具简介 (6)1.2 机床夹具的功用 (7)1.3 机床夹具在机械加工中的作用 (7)1.4 机床夹具的组成 (8)1.5 钻床夹具的主要类型 (8)1.6钻床夹具设计的要点 (9)第2章钻床夹具的设计 (11)2.1专用夹具设计 (11)2.1.1明确工件的年生产纲领 (11)2.1.2熟悉工件零件图和工序图 (11)2.1.3加工方法 (12)2.2总体方案的确定 (12)2.2.1定位方案 (12)2.2.2选择夹紧机构 (13)2.2.3选择导向装置 (14)2.2.4夹具体 (15)2.3绘制夹具装配图和零件图 (16)2.3.1 绘制夹具装配图 (16)2.3.2绘制夹具零件图 (16)第3章工件的夹紧设计 (18)3.1 夹紧装置设计的基本要求 (18)3.2 夹紧力确定的基本要求 (18)总结 (19)致谢 (20)参考文献 (20)绪论此夹具的的设计是三孔支承块钻床专用夹具。

主要技术指标能保证工件的加工精度、提高生产效率、工艺性好和使用性好。

在设计专用夹具时为了能满足工件的加工精度要求，考虑了合理的定位方案、合适的尺寸、公差和技术要求，并进行了必要的精度分析。

由于是中、大批量生产，采用了回转式钻床夹具、固定式钻床夹具，提高了生产效率。

在工艺性方面使这种夹具的结构简单、合理、便于加工、装配、检验和维修。

在使用性方面这种夹具的操作简便、省力、安全可靠，排屑也方便，必要时可设置排屑结构。

通过对钻床夹具设计的制作，进一步巩固和所学基本知识并使所学知识得到综合运用。

学会查阅和收集技术资料，提高运用计算机辅助设计的能力，树立正确的设计思想和严谨的工作作风。

第1章机床夹具1.1 机床夹具简介在机械制造各行业的工艺过程中广泛应用着各种不同的，用以固定加工对象，使之占有正确的位置，以便接受施工的一种工艺装备，统称为夹具，因此无论是在机械加工、装配、检验，还是在焊接，热处理等冷热工艺中，以及运输工作中都大量采用夹具。

但在机械加工中应用最为广泛的是金属切削机床上使用的夹具，我们称其为机床夹具。

零件的加工过程是由机床、夹具、刀具、工件组成的工艺系统中完成的。

刀具不同于其他环节，它在工艺系统中具有特殊的地位，夹具的整体刚度对工件加工的动态误差产生着非常特殊的影响。

当夹具的整体刚度远大于其他环节时，工件加工的动态误差基本上只取决于夹具的制造精度和安装精度。

因此，设计夹具时，对夹具的整体刚度应给予足够重视。

机床夹具的种类很多，形状千差万别。

为了设计、制造和管理的方便，往往按某一属性进行分类。

⑴按夹具的通用特性分类按这一分类方法，常用的夹具有通用夹具、专用夹具、可调夹具、成组夹具、组合夹具和自动线夹具六大类。

它反映夹具在不同生产类型中的通用特性，因此是选择夹具的主要依据。

⑵按夹具使用的机床分类这是专用夹具设计所用的分类方法。

按使用的机床分类，可把夹具分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具等。

⑶按夹具动力源分类按夹具夹紧动力源可将夹具分为手动夹具和机动夹具两大类。

为减轻劳动强度和安全生产，手动夹具应具有扩力机构与自锁性能。

常用的机动夹具有气动夹具、液压夹具、气液夹具、电动夹具、电磁夹具、真空夹具和离心夹具等。

1.2 机床夹具的功用钻床夹具的主要功能：①定位：通过工件定位基面与夹具定位元件的定位接触或配合使工件在夹具中占有正确的几何位置，从而保证工件加工表面的尺寸和几何形状及相互位置精度要求。

②夹紧：工件定位后，经夹紧装置施力于工件，将其固定夹牢使工件正确的定位位置在加工过程中保持不变。

钻床夹具中的钻模板和钻套，他们能引导刀具进行钻削，其导向元件常制成模板形式，故钻床夹具常称为钻模。

1.3 机床夹具在机械加工中的作用机床夹具在保证产品优质，高产，低成本，充分发挥现有设备的潜力，便于工人掌握复杂或精密零件加工，减轻繁重的体力劳动等诸方面起着巨大的作用。

机床夹具的设计和使用时促进生产迅速发展的重要工艺措施之一。

因此，一切机械制造行业的广大工人和工程技术人员，历来都把机床夹具的改进，研制和开发，作为技术革新中的主要课题之一。

机床夹具的作用可以归纳为如下几个方面：①夹具是保证工件的加工精度，稳定产品质量，实行全面质量管理的重要手段。

②可以提高劳动生产率和降低产品成本。

③夹具可扩大机床的工艺范围，做到一机多能。

④机床夹具在新产品的试制过程中，对缩短试制周期起着重要作用。

⑤夹具在特种零件的加工中起着特殊作用。

⑥平衡各工序时间，以便组织流水生产。

⑦使操作方便、安全、减轻工人的劳动强度。

1.4 机床夹具的组成虽然各类机床夹具结构不同，但按其主要功能加以分析，机床夹具一般是由定位元件、夹紧装置和夹具体三部分组成，这三部分也是夹具设计的主要内容。

①定位元件定位元件是夹具的主要功能元件之一。

②夹紧装置夹紧装置也是夹具的主要功能元件之一，通常，夹紧装置的结构会影响夹具的复杂程度和性能。

③夹具体夹具体是夹具的基本骨架，通过它将夹具所有元件构成一个整体，定位元件，夹紧装置等分布在夹具体不同的位置上。

夹具体是夹具的基础元件，在加工过程中，夹具体要承受工件重力、夹紧力、切削力、惯性力和振动力的使用，所以夹具体应具有足够的强度、刚度和抗振性，以保证工件的加工精度。

④导向元件使用专用夹具进行加工时，为了预先调正刀具的位置，在夹具上设有确定刀具位置或引导刀具方向的元件，如对刀块，钻套等。

⑤连接元件为了使夹具在机床上占有正确的位置，一般夹具设有供夹具本身在机床上定位和夹紧的连接元件。

1.5 钻床夹具的主要类型在钻床上进行孔的钻、扩、铰、攻螺纹等加工所用的夹具，称为钻床夹具，钻床夹具用钻套引导刀具进行加工，有利于保证被加工孔对其定位基准和各孔之间的尺寸精度和位置精度，并可显著提高劳动生产率。

钻床夹具的种类繁多，一般分为：①固定式钻模；在使用过程中，夹具和工件在机床上的位置固定不变。

②回转式钻模；在钻削加工中，回转式钻模使用较多，它用于加工同一圆周上的平行孔系，或分布在圆周上的径向孔。

③移动式钻模；这类钻模用于加工中、小型工件同一表面上的多个孔。

④翻转式钻模；这类钻模主要用于加工中、小型工件分布在不同表面上的孔。

⑤盖板式钻模；这类钻模没有夹具体，钻模板上除钻套外，一般还有定位元件和夹紧装置，只要将它覆盖在工件上即可进行加工。

⑥滑柱式钻模；它是一种带有升降模板的通用可调夹具。

1.6钻床夹具设计的要点⑴如图1-1对钻床夹具的导向误差分析：钻模上的导向装置对定位元件的位置不准确将导致刀具位置发生变化，因此而造成的加工尺寸误差即为导向误差△T ，引导孔的轴线位置误差受下列因素的影响：б₁：钻模板底孔至定位元件的尺寸公差；e ₁：快换钻套内、外圆的同轴度公差；e ₂：衬套内、外圆的同轴度公差；x ₁：快换钻套和衬套的最大配合间隙但刀具引导部位的直径误差，也使刀具偏离规定的位置，因此，应一并考虑 其对加工尺寸的影响，即：X ₂：刀具（引导部位）与钻套的最大配合间隙X ₃：刀具在钻套中的偏斜量，其值为：22X H B h H ⎛⎫++ ⎪⎝⎭3X =22X H B h H ⎛⎫++ ⎪⎝⎭因此：()911W Q =T ∆=图1-1⑵钻模类型的选择钻模的类型很多，在设计钻模时，首先需要根据工件的形状、尺寸、重量和加工要求，并考虑生产批量、工厂工艺装备的技术状况等具体条件来选择夹具的结构类型。

在选择时，应注意一下几点：①被钻孔的直径大于10mm时（特别是钢制件），钻床夹具应固定在工作台上。

②翻转式和自由式钻模适用于加工中小件，包括工件在内的总重量不宜超过100N（10kgf），否则，应采用具有回转式或直线分度装置的钻模。

③当加工几个不在同心圆周上的平行孔系时，如工件和夹具的总重量超过150N（15kgf），宜采用固定式钻模在摇臂钻床上加工。

如生产批量较大，则可在立式钻床或组合机床上采用多轴传动头进行加工。

④对于孔的垂直度和孔距精度要求不高的中小型工件，宜优先采用滑柱钻模，以缩短夹具的设计制造周期。

如孔的垂直度公差小于0.1mm，孔距位置公差小于 0.15mm时，如不采取特殊措施，一般不宜采用这类钻模。

⑤工件被加工孔与定位基准的距离公差或孔距公差小于0.05mm时，宜采用固定式钻模板和固定钻套进行加工。

第2章钻床夹具的设计2.1专用夹具设计2.1.1明确工件的年生产纲领由所给零件及其技术要求可知，该零件为大批量生产。

所给零件只需加工3个207∅的孔，其他工序都已加工好，为了提高生产率，该夹具采用固定式。

H由于所采用钻床夹具一次可以同时加工两个工件，因此一次对6207∅个孔进H行加工2.1.2熟悉工件零件图和工序图零件图给出了工件的尺寸、形状和位置、表面粗糙度等精度的总体要求，工序图给出了夹具所在工序的零件的工序基准、工序尺寸、已加工表面、待加工表面、以及本工序的定位、夹紧原理方案。

待加工工件如下图1-1所示，要求在3个外圆20∅mm，高为30mm圆柱面上钻3个207∅的通孔的夹具。

H图1-12.1.3加工方法根据零件图可知，本道工序的内容是钻6个207∅的通孔。

H20∅孔的加工精度为IT7，表面粗糙度要求为Ra1.6um,一次钻孔达不到该要求，应采用钻孔，扩孔，铰孔的加工方法。

以达到所需要的加工精度。

2.2总体方案的确定2.2.1定位方案（1）确定工件需要限制的自由度，选择定位基准。

由于在钻床上钻20∅的∅的通孔，应限制工件Z一个自由度，为保证孔20中心线与基准面A的垂直度，需限制工件X,Y自由度，为了保证尺寸50±0.15，需要限制工件Y自由度，为了保证尺寸120±0.15，需限制工件X自由度，为了保证20∅同轴，需限制工件Z自由度，根据加工需求，应对该工件采取∅与35完全定位，限制工件的六个自由度。