1、<p><b>　　設計計算說明書</b></p><p>　　課 程： 機械制造基礎課程設計 </p><p>　　設計題目： 楔塊夾緊銑槽夾具設計 </p><p>　　院 系： 能源工程系 </p><p&

2、gt;　　專 業(yè)： 彈藥工程與爆炸技術 </p><p>　　姓 名： </p><p>　　學 號： </p><p>　　指導教師：

3、 </p><p>　　完成日期： 2013/1/7 </p><p>　　成 績： </p><p>　　能源工程系課程設計任務書</p><p>　　指導教師（簽名）： 教研室主任（簽

4、名）：</p><p>　　年 月 日 年 月 日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1.序言………………………………………………………………5</p><p>　　2.夾具概述…………………………………………………

5、………5</p><p>　　2.1夾具特點………………………………………………………5</p><p>　　2.2夾具設計步驟…………………………………………………7 </p><p>　　夾具的具體結構設計……………………………………………10</p><p>　　3.1工件分析……………

6、…………………………………………10</p><p>　　3.2工件的定位方案………………………………………………10</p><p>　　3.3夾具零件尺寸，材料的確定…………………………………11</p><p>　　4.具工作精度分析…………………………………………………14</p><p>　　5.總 結……………………………………

7、………………………15</p><p><b>　　1.序言</b></p><p>　　根據教學計劃安排，本次課程設計集中 2 周時間進行。本課程設計是《 機械制造技術基礎 》課程教學的重要組成</p><p>　　部分。通過本次課程設計，使同學們進一步加深對本門課程的認識，接觸一下實際工程的實例，培養(yǎng)同學的理論聯系實際、自己動手解決實際問題

8、的能力，為今后參加工作打下良好的基礎。旨在：</p><p>　?。?）培養(yǎng)學生運用機械制造技術基礎及有關課程（工程材料與熱處理、機械設計、互換性與測量技術、金屬切削原理與刀具等）的知識，結合生產實踐中學到的知識，獨立地分析和解決工藝問題。</p><p>　?。?）能根據被加工零件的技術要求，運用夾具設計的基本原理和方法，學會，擬訂夾具設計方案，完成夾具結構設計，初步具備設計出高效、省力

9、、經濟合理并能保證加工質量的專用夾具的能力。</p><p>　　（3）培養(yǎng)學生熟悉并運用有關手冊、標準、圖表等技術資料的能力。</p><p>　　（4）進一步培養(yǎng)學生識圖、制圖、運算和編寫技術文件等基本技能。</p><p>　　對于我本人來說，希望能通過本次課程設計學習，學會將所學理論知識和工藝應用于解決實際問題之中，加深對理論知識的理解，同時鍛煉自己分析問題

10、和解決問題的能力。</p><p><b>　　2.夾具概述</b></p><p><b>　　2.1夾具特點</b></p><p>　　機床夾具通常是指裝夾工件用的裝置。按照機床夾具的應用范圍,一般可分為:(1)通用夾具。(2)專用夾具。（3）可調整式夾具。（4）通用可調夾具等。</p><p&g

11、t;　　通用夾具：通用夾具就是已經標準化了的，具有一定通用性的,可以用來安裝一定形狀尺寸范圍內的各種工件而不需要進行特殊調整的一類夾具。在普通機床上一般都附有通用夾具,如車床上的卡盤,銑床上的回轉工作臺,分度頭,頂尖座等。</p><p>　?。?）專用夾具：在實際生產中,通用夾具常常不能夠滿足各種零件加工的需要，或者因為生產率低而必須把通用夾具進行適當的改進，或者由于工件的形狀加工的要求的不同須專門設計制造一種

12、專用夾具,以解決生產實際的需要。專用夾具是為了適應某一工件的某一工序加工的要求而專門設計制造的。</p><p><b>　　專用夾具優(yōu)點:</b></p><p>　　保證工件被加工表面的位置精度。</p><p>　　例如與其他表面間的距離精度,平行度,同軸度等。對于外行比較復雜,位置精度要求比較高的工件,使用通用夾具進行加工往往難以達到精

13、度要求。</p><p>　　縮短了工序時間,從而提高了勞動生產率。</p><p>　　進行某一工序所需要的時間,其中主要包括加工工件所需要的機動時間和裝卸工件等所需要的輔助時間兩部分。采用專用夾具后,安裝工件和轉換工位的工作都可以大為簡化,不再需要畫線和找正,縮短了工序的輔助時間并且節(jié)省了畫線這個工序,從而提高了勞動生產率.在生產中由于采用了多工件平行加工的夾具,使同時加工的幾個工件的

14、機動時間將與加工一個工件的機動時間相同。采用回轉式多工位連續(xù)加工夾具,可以在進行切削加工某個工件的同時,進行其它工件的裝卸工作,從而使輔助時間與機動時間相重合?？傊?隨著專用夾具的采用和進一步改善,可以有效地縮短工序時間,滿足生產不斷發(fā)展的需要。</p><p>　　采用專用夾具還能擴大機床的工藝范圍。</p><p>　　例如在普通車床上附加鏜模夾具后,便可以代替鏜床工作;裝上專用夾具后

15、可以車削成型表面等,以充分發(fā)揮通用機床的作用。</p><p>　　減輕勞動強度,保障安全生產。</p><p>　　根據生產需要,采用一些氣動,液壓或其它機械化,自動化程度較高的專用夾具,對于減輕工人的勞動強度,保障生產安全和產品的穩(wěn)質高產都有很大作用。加工大型工件時,例如加工車床床身上,下兩面上的螺孔,需要把床身工件翻轉幾次進行加工,勞動強度大而且不安全。采用電動回轉式鉆床家具后,就能

16、夠達到提高生產效率,減輕勞動強度,保障生產安全的目的。</p><p><b>　　專用夾具缺點：</b></p><p>　　一．增加了產品的成本。由于夾具的設計,制造和材料等都要消耗一定的費用，所以不適合小批量生產。</p><p>　　二．專用夾具的專用性和產品多樣性之間存在矛盾。由于專用夾具只適用于一個工件加工的某一個工序,因而隨著產品

17、品種的不斷增多,夾具數量也不斷上升,造成存放和管理上的困難;而當某產品不再進行生產時,原來的夾具一般都無法重新利用,造成浪費.同時,專用夾具的設計生產時間周期長,與生產的迅速發(fā)展也有矛盾。但是在當前成批生產的機械工廠中,多數還是采用通用機床加上專用夾具進行工件的機械加工。</p><p>　　（3）可調整夾具：為了擴大夾具的使用范圍,彌補專用夾具只適用于單一特定工序的缺點?？烧{整式夾具一般可分為標準化夾具,成組夾

18、具，組合夾具。</p><p>　　一.標準化夾具:標準化夾具就是利用本廠已規(guī)格化了的部分或全部標準零件裝配成的專用夾具。專用夾具中的大件,如夾具體,以及定位元件,夾緊件和機械夾緊用的氣缸部件等,經過標準化,尺寸規(guī)格化后有利于工廠成批準備配件,成批加工,這樣可使夾具的設計,制造工作加快,節(jié)省費用。另外,當產品更改,夾具不再使用時可以拆開,把標準零件保存起來,備以后使用。</p><p>　

19、　二.成組夾具:適用于多品種,小批量生產的機械加工過程中。成組加工法就是把多種產品的零件按加工所用的機床和刀具,夾具等工藝裝備的共性分組,同一組的零件能在同一臺機床上用共同的工藝裝備和調整方法進行加工。例如分成軸類,套類,盤類,齒輪,杠桿,支架類等各種零件。成組夾具就是根據一組安裝方法相類似的零件而設計的,只要稍作調整或更換夾具上的某些定位,夾緊件,就可以從加工某一工件轉為加工另一工件。</p><p>　　三.

20、組合夾具:組合夾具是有一套專門設計制造,便于組裝和拆卸的有各種不同的形狀,不同尺寸規(guī)格并且有完全互換性和耐磨性的標準元件和合件所組成。利用這些元件和組合件,根據加工工件的需要，可以組裝成車,銑,刨,磨,鉆,鏜等工序用的各種不同的機床夾具。夾具使用完畢,可以方便的拆開,洗凈元件存放起來,留待以后組裝新夾具時再用。所以說，組合夾具是具有高度標準化和系列化元件的新型工藝裝備。</p><p>　?。?）通用可調夾具：若

21、產品中有若干零件具有相似性,有選用通用可調整夾具的可能,應進一步探索,應用下面三方面分析判斷：</p><p>　　一．工件結構要素的相似性,主要是被加工表面形式和部位的相似,工序內容和技術要求基本相似;能有相似或相同的定位基準和定位方式。</p><p>　　二．有可能采用功能相同的定位方式和夾緊方式(包括夾緊動力源)。</p><p>　　三．工件尺寸要素相似,

22、如定位基準和外廓尺寸的近似程度,看能否使用,可調夾具結構緊湊,布局協調的夾具。</p><p><b>　　2.2夾具設計步驟</b></p><p>　　按在夾具中的作用,地位結構特點,組成夾具的元件可以劃分為以下幾類:</p><p>　　(1)定位元件及裝置；</p><p>　　(2)夾緊元件及裝置(夾緊機構)；

23、 </p><p><b>　　(3)夾具體；</b></p><p>　　(4)引導元件及裝置；</p><p><b>　　(5)動力裝置；</b></p><p>　　(6)分度,對定裝置；</p><p>　　(7)其它的元件及裝置(包括夾具各部分相互連接用的以及夾具

24、與機床相連接用的緊固螺釘,銷釘,鍵和各種手柄等)；</p><p>　　注釋：不一定每個夾具都具備各類元件,如手動夾具就沒有動力裝置,一般的車床夾具不一定有刀具導向元件及分度裝置。而按照加工等方面的要求,有些夾具上還需要設有其它裝置及機構,例如在有的自動化夾具中必須有上下料裝置。</p><p>　　在專用夾具設計中，除要考慮工件的定位、夾緊和夾具結構外，還需要進行夾具總圖上尺寸公差及技術

25、要求的標注，工件在夾具中的加工的精度分析，夾具的經濟分析等。</p><p>　　2.2.1對專用夾具的基本要求</p><p>　　能保證工件的加工精度。</p><p>　　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。</p><p><b>　　能提高生產率。

26、</b></p><p>　　專用夾具的復雜程度要與工件的生產綱領相適應。應根據工件生產批量的大小選用不同復雜程度的快速高效定位與夾緊裝置，以縮短輔助時間，提高生產效率。</p><p><b>　　其加工工藝性好。</b></p><p>　　專用夾具的結構應簡單、合理、便于加工、裝配、檢驗和維修。專用夾具的制造屬于單件生產，當最

27、終精度由調整或修配保證時，夾具上應設置修配結構，如適當的調整間隙、可修磨的墊片等。</p><p><b>　　其使用性好。</b></p><p>　　專用夾具的操作應簡單、省力、安全可靠，排屑方便，必要時應設置排屑結構。</p><p><b>　　其經濟性好。</b></p><p>　　除考

28、慮專用夾具本身結構簡單、標準化程度高、成本低廉外，還應根據生產綱領對夾具方案驚醒必要的經濟分析，以提高夾具在生產中的經濟效益。</p><p>　　2.2.2專用夾具設計步驟</p><p>　?。?）明確設計任務與收集設計資料。 </p><p>　　夾具設計的第一步是在以知生產綱領的前提下，研究工件的零件圖、工序圖、工藝規(guī)程和設計任務書，對工件進行工藝分析。了解

29、工件的結構特點、材料；本工序的加工表面、加工要求、加工余量、定位基準和夾緊表面及所用的機床刀具、量具等。其次是根據設計任務收集有關資料，如機床的技術參數，夾緊零部件的國家標準、部頒標準和廠定標準，各類夾具圖冊、夾具設計手冊等，還可收集一些同類夾具的設計圖樣，并了解該廠的工狀制造水平，以供參考。</p><p>　?。?）擬訂夾具結構方案，繪制夾具草圖。</p><p>　　確定工件的定位方

30、案，設計定位裝置。</p><p>　　確定工件的夾緊方案，設計夾緊裝置。</p><p>　　確定其它裝置及元件的結構形式，如導向裝置。</p><p>　　確定夾具體的結構形式及夾具在機床上的安裝方式。</p><p><b>　　繪制夾具草圖。</b></p><p>　?。?）進行必要的分

31、析計算。 </p><p>　　工件的加工精度較高時，應進行工件加工精度分析，且計算定位誤差。有動力裝置的夾具，需計算夾緊力。當有幾種夾具方案時，可進行經濟分析，選用經濟效益較高的方案。</p><p>　?。?）審查方案與改進設計。 </p><p>　　夾具草圖畫出后，應征求有關人員的意見，并送有關部門審查，然后根據他們的意見，對夾具方案作進一步修改。</

32、p><p>　?。?） 繪制夾具裝配總圖。 </p><p>　　夾具的總裝配圖應按國家制圖標準繪制。繪圖比例盡量采用1：1。主視圖按夾具面對操作者的方向繪制?？倛D應把夾具的工作原理、各種裝置的結構及其相互關系表達清楚。</p><p>　　夾具總裝圖的繪制次序如下：</p><p>　　1）.用雙點劃線將工件的外形輪廓、定位基面、夾緊表面及

33、加工表面繪制在各個視圖的合適位置上。在總圖中工件可看作透明體，不遮擋后面的線條。</p><p>　　2）.依次繪出定位裝置、夾緊裝置、其他裝置及夾具體。</p><p>　　3）.標注必要的尺寸、公差和技術要求。</p><p>　　4）.編制夾具明細表及標題欄。</p><p>　　5）.繪制夾具零件圖。</p><p

34、>　　夾具中的非標準零件均要畫零件圖，并按夾具總圖要求，確定零件的尺寸、公差及技術要求。</p><p>　　3.夾具的具體結構設計</p><p><b>　　3.1工件分析</b></p><p>　　下圖所示為所加工工件簡圖，要求銑工件中間的一個通槽，要求：</p><p><b>　　（1）槽寬m

35、m；</b></p><p>　　（2）所銑底平面到工件底邊距離為40h10mm；</p><p>　?。?）槽兩側面對A基準面的平行度為0.08mm。</p><p>　　工件的定位基準為已加工的右端面，底端面和后端面。槽寬由銑刀和銑床保證，槽深和位置要用夾具保證。工件安裝時，要在工件左端面上進行夾緊，銑刀從工件前端面銑向φ45H9的通孔。</p

36、><p>　　3.2工件的定位方案 </p><p>　　根據楔塊夾緊銑槽尺寸，形狀和位置精度要求，工件定位時需限制的自由度有4個：</p><p>　　-Z(下)：由夾具體底平面限制；（+Z由于工件受重力作用，所以不需限制）</p><p>　　（2）+Y（后）：由夾具體后擋板平面限制；（-Y由于銑刀是從前往后銑削的，所以不需限制）&l

37、t;/p><p>　?。?）+X（左）：由夾具體右擋板平面限制；-X（右）：由楔塊平面夾緊時限制。</p><p>　　故工件定位夾緊簡圖如下：</p><p>　　3.3夾具零件尺寸，材料的確定</p><p>　　3.3.1楔塊尺寸，材料的確定</p><p>　　夾緊裝置采用楔塊夾緊,利用壓緊螺釘裝置控制楔塊的運動。

38、</p><p><b>　　楔塊分析：</b></p><p><b>　　楔塊的升角通常取～</b></p><p>　　為安全起見升角一般取～或更小些。</p><p><b>　　楔塊的尺寸與材料</b></p><p>　　升角采用，升角確定后

39、，其工作長度要滿足夾緊要求，其厚度要保證熱處理時不變形，小頭厚度應大于5mm為宜。楔塊材料用45號鋼或20Cr，滲碳厚度0.8～1.2mm，熱處理硬度HRC56～62，</p><p>　　（5）楔塊長度由所夾緊工件確定，工件槽長67mm附近，所以楔塊長取70mm.</p><p>　　（3）楔塊寬度由所夾緊工件高度確定，工件槽底端面到工件底面距離40mm，所以取寬40mm.</p&

40、gt;<p>　　楔塊高度：由于楔塊尖端厚度不能太小，否則容易劃傷人員，故取尖端厚度取30mm。 </p><p>　　3.3.2壓緊螺釘的選擇</p><p>　　（1）由于壓緊螺釘要受到很大的壓緊力，所以取直徑稍大的類型:M20</p><p>　?。?）其長度由實際裝配圖確定，取M20X80；</p><p>　?。?/p>

41、3）由于其頂頭部要受到很大壓緊力，所以要表面淬火至硬度HRC 58-62</p><p>　　3.3.3楔塊擋板確定</p><p>　　由于一般情況下楔塊不會上下竄動，故擋板厚度不需很大，取厚度為5mm；其長寬由裝配圖實際確定，具體尺寸為：100mmX25mm</p><p>　　3.3.4夾具體尺寸確定</p><p>　　（1）夾具體上

42、的工件90°折形擋板尺寸為130mmX80mm（即工件尺寸），厚度為20mm。</p><p>　?。?）夾具體上固定壓緊螺釘的金屬板取長100mm，高40mm，厚30mm。</p><p>　?。?）夾具體上擠壓楔塊的金屬體取寬端厚度53mm，斜面楔角為8°，長120mm，高41mm。以上這三部分尺寸都由裝配圖確定，并且我的設計為：此三部分與夾具體底端面時一體化的。&

43、lt;/p><p><b>　　夾具工作精度分析</b></p><p>　　在完成夾具結構設計的全部工作后，還需對夾具工作精度進行分析，即分析計算各項加工要求的夾具部分誤差，并將它與加工允差比較，從而判斷夾具能否可靠地保證各項加工要求，以證明所設計夾具方案的合理性。</p><p>　　與夾具有關的誤差有定位誤差、對刀誤差、夾具在機床上的安裝誤差

44、和夾具誤差等。各項誤差均導致刀具相對于工件的位置不準確，而形成夾具總的加工誤差。</p><p><b>　　槽寬尺寸</b></p><p>　　槽寬尺寸由銑刀直接保證，不必進行分析計算。</p><p>　　槽深尺寸:基本尺寸70-40=30；上偏差0-（-0.1）=0.1mm;下偏差（-0.013）-0=-0.013mm；槽深尺寸，槽深尺

45、寸由銑刀直接保證，精度由機床決定；</p><p>　　平行度誤差，定位基準與設計基準重合，=0，平面定位時=0，其誤差來自機床和刀具，夾具設計滿足要求。</p><p>　　所以，通過對夾具結構的選擇、設計和夾具工作精度的分析計算，證明該夾具能穩(wěn)定可靠地保證工件的加工技術要求，且結構簡單、操作方便。從而說明所設計的夾具結構是可行的。</p><p><b&g

46、t;　　5.總 結</b></p><p>　　為期兩周的機械制造基礎課程設計即將結束，在這兩周的設計過程中，我學到了很多以前在課堂上根本就學不到的東西！</p><p>　　在這次課程設計中，我獨立設計了楔塊夾緊式專用銑槽夾具。由于我們只是在課本上見過機床夾具，并沒有親自設計過，因此，在開始的設計過程中，存在許多這樣或那樣的問題，在老師的細心指導下，我根據步驟一步一步的設計

47、，畫圖，查閱各種關于專用夾具的設計資料，終于將它設計了出來，我感到很高興，因為在這之中我學到了以前沒有學到的知識，也懂得了很多東西，真正做到了理論聯系實際。</p><p>　　在這次課程設計中，我學到了很多知識，有一點更是重要，就是我能作為一個設計人員，設計一個零件，也因此，我了解了設計人員的思想，每一個零件，每件產品都是先設計出來，再加工的，因此，作為一個設計人員，在設計的過程中一點不能馬虎，每個步驟都必須有

48、理有據，不是憑空捏造的。而且，各種標準都要嚴格按照國家標準和國際標準，查閱大量資料，而且設計一個零件，需要花好長時間。親自上陣后我才知道，做每件是都不是簡簡單單就能完成的，是要付出大量代價的。但收獲也是巨大的，這次的課程設計必將對我以后的學習工作產生很大的幫助。</p><p>　　我前后共設計了三種楔塊夾具，前兩次設計都很不成熟，在請教老師之后，老師給我指明了設計方向，最后我發(fā)現，老師的設計思路確實很巧妙，原來