鉆床夾具設計

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1、課題名稱：鉆床夾具的設計 課題性質(zhì)： 班 級： 姓 名： 學 號： 指導老師： 機夾類設計 11 級機制三班 吳江濤 110803011131 王晨升 一、課題介紹 1、目的 綜合運用機械方面的知識，掌握機床夾具的設計方法、設計步驟及計 算過程，具有運用計算機輔助設計機床夾具的能力。 2、側(cè)重點解決的問題 （ 1） 、確定夾具的類型 （ 2） 、確定工件的定位 （ 3） 、確定工件的夾緊方案 （ 4） 、夾具的精度分析及計算 二、主要內(nèi)

2、容 （ 1） 、保證工件的加工精度 專用夾具應有合理的定位方案、合適的尺寸、公差和技術要求，并 進行必要的精度分析，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。 （ 2） 、提高生產(chǎn)效率 專用夾具的復雜程度要與工件的生產(chǎn)綱領相適應。應根據(jù)工件生茶 批量的大小選用不同復雜程度的快速高效夾緊裝置， 以縮短輔助時間， 提高生產(chǎn) 效率。 （ 3） 、工藝性高 專用夾具的結(jié)構(gòu)簡單、合理、便于加工、裝配、檢驗和維修。專用 夾具的生產(chǎn)屬于中批量生產(chǎn)。 （ 4）使用性號 專用夾具的操作應簡便、省力、安全可靠，排屑順暢，必要時可設置 排屑結(jié)構(gòu)。 （ 5） 、經(jīng)濟型號 除考慮專用夾具本身結(jié)構(gòu)簡

3、單、 標準化程度高、 成本低廉外， 還應 根據(jù)生產(chǎn)綱領對夾具方案進行 必要的經(jīng)濟分析， 以提高夾具生產(chǎn)中的經(jīng)濟效益。 、前言 1 1.1 鉆床的簡介 .1 1.1.1 鉆床的發(fā)展趨勢 ..2 1.1.2 鉆床的夾具概述及主要類型.…….…… ..2 1.1.3 鉆床夾具的特點 ..2 1.1.4 鉆摸類型選擇 2 1.1.5 鉆套的選擇 3 1.1.6 鉆模板類型 3 1.2.4 總結(jié) ..6 、鉆床夾具的設計 7 2.1 鉆床夾具 .8 2.2 鉆套 .9 2.3 支撐釘 .10 2.4 銷軸 .11 2.5 鉆模板 ..12

4、2.6 杠桿臂 .13 2.7 夾具體 ..14 2.8 總結(jié) 結(jié)論 致辭 參考文獻 摘 要 鉆床指主要用鉆頭在工件上加工孔的機床。通常鉆頭旋轉(zhuǎn)為主運動，鉆頭軸向移 動為進給運動。鉆床結(jié)構(gòu)簡單，加工精度相對較低，可鉆通孔、盲孔，更換特殊 刀具，可擴、物孔，較孔或進行攻絲等加工。加工過程中工件不動，讓刀具移動， 將刀具中心對正孔中心，并使刀具轉(zhuǎn)動（主運動）。鉆床的特點是工件固定不動， 刀具做旋轉(zhuǎn)運動，并沿主軸方向進給，操作可以是手動，也可以是機動。 各個機床上加工零件都需要相應的夾具，本課題是針對一個特定的零件要在 0.1 搖臂鉆床上加工杠桿臂零件上孔小10 o mm和小13

5、mm的鉆夾具。主 要技術指標能保證工件的加工精度、提高生產(chǎn)效率、工藝性好和使用性好。 我們在設計專用夾具時為了滿足工件的加工精度要求， 考慮了合理的定位方 案、合適的尺寸、公差和技術要求，并進行了必要的精度分析在工藝性方便使這 種夾具的結(jié)構(gòu)簡單、合理、便于加工、裝配、檢驗和維修。在使用性方面這種夾 具的操作簡單、省力、安全可靠，排屑也方便，必要時可設置排屑結(jié)構(gòu)。通過對 鉆床夾具設計的制作，進一步鞏固和所學基本知識并對所學知識綜合運用。 學會 查閱和收集技術資料，提高運用計算機輔助設計的能力，樹立正確的設計思想和 嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L。 關鍵字：定位元件 加工精度 連接元件 、， 、. 一

6、、前言 1.1 鉆床的簡介 1.1.1 鉆床的發(fā)展趨勢 鉆床指主要用鉆頭在工件上加工孔的機床。 通常鉆頭旋轉(zhuǎn)為主運動， 鉆 頭軸向移動為進給運動。鉆床結(jié)構(gòu)簡單，加工精度相對較低，可鉆通孔、盲孔， 更換特殊刀具，可擴、锪孔，鉸孔或進行攻絲等加工。加工過程中工件不動，讓 刀具移動，將刀具中心對正孔中心，并使刀具轉(zhuǎn)動 （主運動 ） 。鉆床的特點是工件 固定不動，刀具做旋轉(zhuǎn)運動，并沿主軸方向進給，操作可以是手動，也可以是機 動。鉆床可分為下列類型： （ 1） 臺式鉆床：可安放在工作臺上，主軸垂直布置的小型鉆床。 （ 2） 立式鉆床：主軸箱和工作臺安置在立柱上，主軸垂直布置的鉆床。

7、 （ 3） 搖臂鉆床：搖臂可繞立柱回轉(zhuǎn)、升降，通常主軸箱可在搖臂上作水 平移動的鉆床。它適用于大件和不同方位孔的加工。 （ 4） 銑鉆床：工作臺可縱橫移動，鉆軸垂直布置，能進行銑削的鉆床。 （ 5） 深孔鉆床：使用特診深孔鉆頭，工件旋轉(zhuǎn)，鉆削深孔的鉆床。 （ 6） 平端面中心孔鉆床：切削軸類斷面和用中心鉆加工的中心孔鉆床。 （ 7） 臥式鉆床：主軸水平布置，主軸箱可垂直移動的鉆床。 鉆床相關標準與其他金屬切削機床相關標準大體相同，其專用標準有： GB6477.4-86《金屬切削機床術語鉆床》,GB2815-89、JB/T5763-91《鉆床聯(lián)接尺 寸標準》，GB9461-88、

8、JB/Z108-89《搖臂鉆床參數(shù)及系列型譜標準》等，出口產(chǎn) 品不得低于一等品。 1.1.2 鉆床的夾具概述及主要類型 鉆床夾具：用于各種鉆床（鏜床組合機床）上的夾具，又稱鉆模，鏜模。 主要目的保證孔的精度（位置） 。 鉆床加工中對不同的加工工件所選著的夾具體也是不同的。 主要有一下的 類型： （ 1） 固定式：夾具與機床上位置固定不變，用于立鉆，搖臂鉆加工大件 等。 （ 2） 回轉(zhuǎn)式：用于同一圓周上的孔系加工。它包扣立軸、臥軸和斜軸回 轉(zhuǎn)三種基本形式。 （ 3） 移動式：鉆模移動，用于加工同一表面上的多個孔中小型工件。 （ 4） 翻轉(zhuǎn)式：鉆模板轉(zhuǎn)動一定角度，用于加工不

9、同便面上的孔。 （ 5） 蓋板式：沒有夾具體，模板蓋在工件上加工。 （ 6） 滑柱式：升降鉆模板的同用可調(diào)夾具。 1.1.3 鉆床夾具的特點 在一般鉆床對工件進行孔加工，多具以下特點： 鉆床夾具的主要任務是解決好工件相對刀具的正確加工位置的嚴格控 制問題。 在大批量生產(chǎn)中， 為有解決鉆頭鉆孔的精度不穩(wěn)定的問題， 多直接設置 帶有刀具引導的鉆模板， 對鉆頭進行正確引導和對孔位進行強制性限制。 尤其是 對箱體、 蓋板類工件的鉆孔， 往往要同時要多支鉆頭一次性鉆出眾多的孔， 為保 證加工孔隙的位置精度， 一定要通過一塊精確的模板， 把多個孔位有引導限制好。 這種用來正確引導鉆頭控

10、制孔位精度的模板。專業(yè)化、高效生產(chǎn)中的鉆床夾具， 通常具有較精確的鉆模板， 以正確、 快速地引導鉆頭控制孔位精度， 這是鉆床夾 具的嘴主要特點。 所以習慣上又把鉆床夾具成為鉆模。 為防止鉆刃破壞鉆模板上 引導孔的孔壁，躲在引導孔中設置高硬度的鉆套，以維持鉆模板的孔隙精度。 1.1.4 鉆摸類型選擇 鉆模類型多，在設計時，要根據(jù)工件的形狀、重量、加工要求和批量來選 型：被鉆孔徑〉10mm或加工精度較高時，宜用固定鉆模。不同表面上的孔，總 G< 100N,中、小型工件，宜用翻轉(zhuǎn)鉆模。當分布在不同心圓周上的孔隙，總 G V150N,宜用回轉(zhuǎn)式鉆模。當G> 150N,宜用固定鉆模，在搖

11、臂鉆加工，量大時 用立鉆多軸加工。 垂直度與孔間距要求不高時， 用滑柱式鉆模。 若加工大件上的 小孔時，宜用蓋式鉆模。 1.1.5 鉆套的選擇 鉆套和鉆模板是鉆床夾具的特殊元件。鉆套的作用是確定被加工孔的位置 和引導刀具加工，鉆套轉(zhuǎn)配在模板上，用鉆套比不用鉆套可減少 50%上的誤差。 其結(jié)構(gòu)尺寸已標準化： （ 1）固定鉆套：配合 H7/n6、 H7/r6 結(jié)構(gòu)簡單，精度高。適用于單孔或小批 量生產(chǎn)。 （ 2）可換鉆套： H7/g5、 H7/g6 間隙配合裝入襯套內(nèi)，用螺釘固定。 （ 3）快換鉆套：配合 H7/g5 、 H7/g6 結(jié)構(gòu)與上述不同，不同固定螺釘便可更 換。適

12、用于加工多，更換不同孔徑的鉆套。 （ 4）特殊鉆套：使用于工件結(jié)構(gòu)形狀和被加工孔的位置特殊性，標準鉆套 不滿足時用的鉆套。 （ .1.6 鉆模板類型 （ 1）固定式鉆模板：鉆模板和夾具體或支架用固定方法相聯(lián)接，一般采用 兩個圓錐銷和螺釘裝配連接；對于簡單地結(jié)構(gòu)也可采用整體的鑄造或焊接結(jié)構(gòu)。 (2)較鏈式鉆模板：當鉆模板妨礙工件裝卸等工作時，可用活動較鏈把鉆 模板與夾具體相聯(lián)接。 (3)可卸式鉆模板 (4)懸掛式鉆模板：在立式鉆床上采用多軸傳動頭進行平行孔系加工時， 所用的鉆模板就連接在傳動箱上，并隨機床主軸往復移動。這種鉆模板簡稱為懸 掛模板。 二、機床夾具的設計 2.

13、1鉆床夾具 裝 配 16 2 43 15 軸 1 兔白 14 臉陷 二 4 35 13 W 1 45 12 部 1 T8 11 1 45 10 iiHLm 1 45 9 w 4 35 S Al* 1 M 7 蒯， 1 20 6 利朗 J 45 弋 45 4 W 1 45 3 1 T3 2 Ml娟 1 35 1 重■金 孤 JH u Mi +#  主 視 圖 1

14、、調(diào)節(jié)螺母2、螺旋輔助支承3、鉆套4、鉆模板5、夾緊螺母 6、開口墊片7、定位銷15、墊片16、六角螺母 1第 am F 左 視 圖 8、夾具體9、螺釘10、輔助螺旋支承11、可調(diào)支承釘12、鉆套 13、鉆模板14、圓柱銷 2.2鉆套 為了能迅速、準確的確定刀具與夾具的相對位置，鉆夾具上都應該設置引 導刀具的元件一一鉆套。鉆套一般安裝在鉆模板上，鉆模板與夾具體相聯(lián)接，鉆 套與工件之間留有排屑空間，如下圖所示，此處選用固定鉆套。 鉆套的尺寸、公差配合的選擇: 鉆套內(nèi)徑基本尺寸=引導刀具的最大極限尺寸。 (1)、鉆

15、套內(nèi)徑基本尺寸：鉆頭、擴孔鉆，較刀是標準化尺寸刀具，所以 內(nèi)徑刀與刀具按基軸制選擇。鉆套與刀具之間按一定的間隙配合，以防刀具使用 時咬孔。 (2)、鉆套高度H: H= (1~3) D 斜孔 H= (4~6) D H過長，磨損嚴重，因此本鉆套 H取18mm (3)、排屑空間h: h指鉆套底部與工件表面之間的空間，h過大要引偏, 過小不能排屑。 鑄鐵： S=（ 0.3~0.7） D 小孔取小值。 鋼： S=（0.7~1.5） D 大孔取大值。 . 斜孔： S=（ 0~0.2） D （ 4） 、材料： 性能要求：高硬度、耐磨 常用材料： T10A、 T12A、 CrMn 或 2

16、0滲碳淬火 DK 10mm CrMn D <25mm T10A、T12A （HRC5864） D >25mm 20 滲碳淬火（HRC58~64） 2.3 支撐釘 支撐釘是用來限制工件的自由度的。因此對支撐釘有以下基本要求： （ 1） 、足夠的精度 由于工件的定位是通過定位副的接觸 （或配合） 實現(xiàn)的， 定位元件上 限位基面的精度直接影響工件的定位精度，因此，限位基面應有足夠的精度。 （ 2） 、足夠的強度和剛度 只有足夠的強度和剛度，才能避免在使用中變型或損毀。 （ 3） 、耐磨性好 工件的裝卸會磨損定位元件的限位基面， 導致定位精度下降。 定位精 度下降到一定程度時，

17、定位元件必須更換，否則，夾具不能繼續(xù)使用，因此為了 提高夾具壽命延長使用周期，定位元件要有較高的耐磨性。 （ 4） 、工藝性好 定位元件的結(jié)構(gòu)應力要求簡單、合理、便于加工、裝配和更換 2.4 銷軸 銷軸是一類標準化的緊固件，既可靜態(tài)固定連接，亦可與被連接件做相對運 動，主要用于兩零件的較接處，構(gòu)成較鏈連接。銷軸通常用開口銷鎖定，工作可 靠，拆卸方便。銷軸的國際標準為 ISO 2341:1986。國內(nèi)標準GB/T882-2000。 2米1 2日 「/ I j&J 一 50 - — —"■- 銷軸可作為軸用，一端有擋邊，另一端加墊圈和開口銷擋銷軸上

18、的轉(zhuǎn)動件，這 種銷軸當然是用圓柱的。起定位功能時，圓柱和圓錐銷各有用處，受力較大、要求 固定可靠的地方用圓柱銷；受力不大、要求定位精度高、又便于拆卸的用圓錐銷。 銷軸是把目種配件組合到一塊。比如鏈片、鏈條都需要銷軸的 銷軸的種類：A、兩連桿與銷軸全部接觸。 B、其中之一連桿的中間部分挖空（中間銷軸未接觸） C、兩連桿的中部均有挖空，接觸分為 2端。 2.5 鉆模板 鉆模板的定位矩形的零件，一般在模板的長邊設定兩個定位釘， 短邊設 定一個定位釘，在定位釘?shù)膶γ嫜b頂緊螺絲。在用鏈床或數(shù)控機床加工鉆模孔的 時候就將定位孔一塊加工出來，這樣沒有積累誤差。 我說的三個定位釘就可以 將

19、那兩個自由度限制住。 鉆模板的設計要點: A、在保證鉆模板有足夠剛度的前提，要盡量減輕其重量。 B 、鉆模板上安裝鉆套的底孔與定位元件間的位置精度直接影 響工件孔的位置精度。 C 、要保證加工過程的穩(wěn)定性。 鉆模板的類型： A 、固定式鉆模板。 B 、分離式鉆模板。 C 、錢鏈式鉆模板。 D 、懸掛式鉆模板。 2.6 杠桿臂 杠桿臂的設計是為了保證加工精度和提高生產(chǎn)效率。由于杠桿臂是 小批量生產(chǎn)，夾具應簡單，易于制造，操作方便。 2.7 夾具體 按專門化程度分類: 1）通用夾具 通用夾具是指已經(jīng)標準化的，在一定范圍內(nèi)可用于加工不同工件的夾具。例如， 車

20、床上三爪卡盤和四爪單動卡盤， 銃床上的平口鉗、分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺等。這 類夾具一般由專業(yè)工廠生產(chǎn)，常作為機床附件提供給用戶。其特點是適應性廣， 生產(chǎn)效率低，主要適用于單件、小批量的生產(chǎn)中。 2）專用夾具 專用夾具是指專為某一工件的某道工序而專門設計的夾具。具特點是結(jié)構(gòu)緊湊， 操作迅速、方便、省力，可以保證較高的加工精度和生產(chǎn)效率，但設計制造周期 較長、制造費用也較高。當產(chǎn)品變更時，夾具將由于無法再使用而報廢。只適用 于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。 3）通用可調(diào)夾具和成組夾具 其特點是夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調(diào)整，以適應不同零件的加工。 用于相似零件的成組加工所用的夾具， 稱

21、為成組夾具。通用可調(diào)夾具與成組夾具 相比，加工對象不很明確，適用范圍更廣一些。 4）組合夾具 組合夾具是指按零件的加工要求， 由一套事先制造好的標準元件和部件組裝而成 的夾具。由專業(yè)廠家制造，其特點是靈活多變，萬能性強，制造周期短、元件能 反復使用，特別適用于新產(chǎn)品的試制和單件小批生產(chǎn)。 5）隨行夾具 隨行夾具是一種在自動線上使用的夾具。 該夾具既要起到裝夾工件的作用， 又要 與工件成為一體沿著自動線從一個工位移到下一個工位，進行不同工序的加工。 2、按使用的機床分類 由于各類機床自身工作特點和結(jié)構(gòu)形式各不相同， 對所用夾具的結(jié)構(gòu)也相應地提 出了不同的要求。按所使用的機床不

22、同，夾具又可分為：車床夾具、銑床夾具、 鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、齒輪機床夾具和其他機床夾具等。 3、按夾緊動力源分類 根據(jù)夾具所采用的夾緊動力源不同，可分為：手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、 氣液夾具、電動夾具、磁力夾具、真空夾具等。 夾具體作用： 1、能穩(wěn)定地保證工件的加工精度 用夾具裝夾工件時， 工件相對于刀具及機床的位置精度由夾具保證， 不受工人技 術水平的影響，使一批工件的加工精度趨于一致。 2 、能減少輔助工時，提高勞動生產(chǎn)率 使用夾具裝夾工件方便、快速，工件不需要劃線找正，可顯著地減少輔助工時； 工件在夾具中裝夾后提高了工件的剛性， 可加大切削用量； 可使

23、用多件、 多工位 裝夾工件的夾具，并可采用高效夾緊機構(gòu)，進一步提高勞動生產(chǎn)率。 3、能擴大機床的使用范圍，實現(xiàn)一機多能 根據(jù)加工機床的成形運動， 附以不同類型的夾具， 即可擴大機床原有的工藝范圍。 例如在車床的溜板上或搖臂鉆床工作臺上裝上鏜模， 就可以進行箱體零件的鏜孔 加工。 保養(yǎng)及維護 1、使用前對限位尺寸檢查是否還保持正確位置； 2、如果擋銷磨損超差，可以進行打磨修復；如果擋板、插銷、定位錐頭銷磨損 超差，可以重新組裝，錯開磨損部位后繼續(xù)使用。 3、使用后需要涂防銹油。 [ 2.8 總結(jié) 本章進行了鉆床夾具的設計過程。 這次課程設計給我提供了一個應用自己所學知識的機

24、會，從到圖書館查 找資料到對夾具精度分析與計算，畫出夾具零件圖到最后夾具總圖的成型。都 對我所學的知識進行了檢驗?？梢哉f，本次畢業(yè)設計有苦也有甜，設計思路是 最重要的，只要你的設計思路是成功的，那么你的設計已經(jīng)成功了一半。因此 我們應該在設計前做好充分的準備，例如查找資料，為我們設計的成功打下堅 實的基礎，制作工程是一個考驗人耐心的過程，不能有絲毫的急躁，馬虎，要 心平氣和的一步一步來。 總體來說，通過這次設計我受益匪淺，在摸索該如果畫出夾具零件圖時的 過程中，也特別有趣，培養(yǎng)了我的設計思維，增加了世紀操作能力，在讓我體 會到了搞設計艱辛的同時，更讓我體會到了成功的喜悅和快樂，發(fā)現(xiàn)和解決問

25、題對于我而言，既增長了專業(yè)知識，又學會了另外一種考慮問題的新視角。 我相信，通過這次課程設計，我所學到的東西將伴隨這我在以后的人生道 路上越走越遠。 考文獻 1王茂元 主編 《機械制造技術》 機械工業(yè)出版社 北京 2013 年 7 月 2趙岷 主編 《機械制圖與 AutoCAD》 西北大學出版社 西安 2006 年 8 月 3宋育紅 王春玲主編 《機械設計基礎》 北京理工大學出版社 北京 2012 年 1 月 4肖繼德 主編 《機床夾具設計》 機械工業(yè)出版社 北京 2005 年 5 月 5胡建 主編 《機床夾具》 中國勞動社會保障出版社 北京 2001 年 7 月 6孫麗媛 主編 《機械制造及專用夾具設計指導》 冶金工業(yè)出版社 2007 7李明望 主編 《機床夾具設計實例教程》 化學工業(yè)出版社 2009 年 8 月 8張權民 主編 《機床夾具設計》 科學出版社 2006 年 9王先奎 主編 《常用標準和資料》 機械工業(yè)出版社 2009 年 8 月 10張進生 主編 《機械工程專業(yè)課程設計指導》 機械工業(yè)出版社 2006 年 7 月 11 《機械設計手冊》 編委會編著、 零部件設計常用基礎標準 機械工業(yè)出版 社 2007 年 7 月