套筒夹具设计说明书

目录

前言 (2)

第一章机床夹具 (3)

1．1机床夹具在加工中的作用 (3)

1．2机床夹具的分类 (3)

1．3机床夹具的组成 (4)

1．4 工件零件图 (5)

第二章夹具设计 (6)

2．1 夹具设计的基本原则 (6)

2．2 定位方案 (6)

2．2．1 定位基准的选择 (6)

2．2．2 定位元件的布置 (7)

2．3 夹紧方案....................................................................................... 错误！未定义书签。

2．3．1 夹紧元件的注意事项..................................................... 错误！未定义书签。

2．3．2 夹紧元件的确定 (9)

2．4导向装置........................................................................................ 错误！未定义书签。

2．4．1 导向装置的选择 (9)

2．4．2 导向装置的布置 (10)

2．5夹具装配图的绘制 (11)

总结 (13)

前言

夹具设计是机械设计制造及其自动化（或机械工程及自动化）专业的一门重要的专业基础课。

夹具设计是机械工程的重要组成部分，是决定机械性能的最主要因素。由于各产业对机械的性能要求不同而有许多专业性的夹具设计。

在机械制造厂的生产过程中,用来安装工件使之固定在正确位置上,完成其切削加工、检验、装配、焊接等工作,所使用的工艺装备统称为夹具。如机床夹具、检验夹具、焊接夹具、装配夹具等。

机床夹具的作用可归纳为以下四个方面：

1.保证加工精度机床夹具可准确确定工件、刀具和机床之间的相对位置，可以保证加工精度。

2.提高生产效率机床夹具可快速地将工件定位和夹紧，减少辅助时间。

3.减少劳动强度采用机械、气动、液动等夹紧机构，可以减轻工人的劳动强度。

4.扩大机床的工艺范围利用机床夹具，可使机床的加工范围扩大，例如在卧式车床刀架处安装镗孔夹具，可对箱体孔进行镗孔加工。

机械制造装备设计课程设计是机械设计中的一个重要的实践性教学环节，也是机械类专业学生较为全面的机械设计训练。其目的在于：

1.培养学生综合运用机械设计基础以及其他先修课程的理论知识和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力，通过课设训练可以巩固、加深有关机械课设方面的理论知识。

2.学习和掌握一般机械设计的基本方法和步骤。培养独立设计能力，为以后的专业课程及毕业设计打好基础，做好准备。

3.使学生具有运用标准、规范手册、图册和查询有关设计资料的能力。

我国的装备制造业尽管已有一定的基础，规模也不小，实力较其它发展中国家雄厚。但毕竟技术基础薄弱，滞后于制造业发展的需要。我们要以高度的使命感和责任感，采取更加有效的措施，克服发展中存在的问题，把我国从一个制造业大国建设成为一个制造强国，成为世界级制造业基础地之一。

第一章机床夹具

1.1机床夹具在加工中的作用

2.易于保证加工精度，并使一批工件的加工精度稳定

由于工件在夹具中的定位，以及夹具在机床上的定位都有专门的元件保证，夹具相对刀具的位置又可通过对刀及引导元件调整，因此可以较容易的保证工件在该工序的加工精度。此外，采用夹具装夹法加工，工件的定位不在受划线、找正等主、客观因素的影响，故对一批工件的加工精度也比较稳定。

3.缩短付诸实践，提高劳动生产率，降低生产成本

工件在夹具中的装夹和工位转换、夹具在机床上的安装等，都可以通过专门的元件或装置迅速完成。此外，在夹具中还可以不同程度的采用高效率的多件、多位、快速、联动等夹紧方式，因而可以缩短辅助时间、提高劳动生产率，减低生产成本。

4.减轻工人的操作强度，降低对工人的技术要求

因为在工件加工中采用了夹具，取消了复杂的划线、找正工作，在夹具中又可采用增力、机动等夹紧机构，装夹工件方便省力，故可降低工人操作强度及对工人技术等级的要求。

5.扩大机床的工艺范围，实现一机多能

根据加工机床的成形运动，附以不同类型的夹具，即可扩大机床原有的工艺范围。例如在车床的溜板上或在摇臂钻床工作台上装上镗模就可以进行箱体的镗孔加工。

6.减少生产准备时间，缩短新产品试制周期

对多种小批生产，在加工中大量应用通用、可调、成组和组合夹具，可以不再话费大量的专用夹具设计和制造时间，从而减少了生产准备时间。同理，对新产品试制，也同样可以显著缩短试制的周期。

1.2 机床夹具的分类

机床夹具的种类繁多，可按夹具的应用范围分为以下几类。

1)通用夹具

通用夹具是指已经标准化的，在一定范围内可用于加工不同工件的夹具。

上三爪卡盘和四爪单动卡盘，铣床上的平口钳、分度头和回转工作台等。这类夹具一般由专业工厂生产，常作为机床附件提供给用户。其特点是适应性广，生产效率低，主要适用于单件、小批量的生产中，装夹形状比较简单和加工精度要求不太高的工件。

2)专用夹具

专用夹具是指专为某一工件的某道工序而专门设计的夹具。其特点是结构紧凑，操作迅速、方便、省力，可以保证较高的加工精度和生产效率，但设计制造周期较长、制造费用也较高。当产品变更时，夹具将由于无法再使用而报废。只适用于产品固定且工艺过程

稳定批量较大的生产中。

3)成组夹具

在生产中，有时由于加工批量小，为每种零件都分别设计专用夹具很不经济，而使用通用夹具又往往不能满足加工精度和生产率的要求，故而采用成组加工工艺，并根据组内的典型代表零件设计成组夹具。这类夹具在使用的同时，只需对夹具上的部分定位，夹紧元件等进行调整或更换，就可用于组内不同工件的加工。

4)组合夹具

组合夹具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的标准元件和部件组装而成的夹具。由专业厂家制造，其特点是灵活多变，万能性强，制造周期短、元件能反复使用，特别适用于新产品的试制和单件小批生产。由于这类夹具具有缩短生产准备周期，减小专用夹具的品种、数量和存放面积等优点，且组装后又可达到较高的精度，故在加工批量较大的生产条件下也是适用的。

1.3机床夹具的组成

(1)定位元件

它与工件的定位基准相接触，用于确定工件在夹具中的正确位置，从而保证加工时工件相对于刀具和机床加工运动间的相对正确位置。

(2)夹紧装置

用于夹紧工件，在切削时使工件在夹具中保持既定位置。

(3) 对刀、引导元件或装置

这些元件的作用是保证工件与刀具之间的正确位置。用于确定刀具在加工前正确位置的元件，称为对刀元件，如对刀块。用于确定刀具位置并导引刀具进行加工的元件，称为导引元件。

(4) 夹具体

用于连接或固定夹具上各元件及装置，使其成为一个整体的基础件。它与机床有关部件进行连接、对定，使夹具相对机床具有确定的位置。

(5) 元件及装置

有些夹具根据工件的加工要求，要有分度机构，铣床夹具还要有定位键等。

1.4工件零件图

本次设计的零件是套筒，如下图所示：

设计题目：对套筒工件?8孔的钻床夹具设计。

零件的加工工艺分析

根据零件图纸要求，得出以下分析:

第二章夹具设计

2.1 夹具设计的基本原则

1.满足使用过程中工件定位的稳定性和可靠性；

2.有足够的承载或夹持力度以保证工件在工装夹具上进行的施工过程；

3.满足装夹过程中的简单与快速操作；

4.易损零件必须是可以快速更换的结构，条件充分时最好不需要使用其它工具进行；

5.满足夹具在调整或更换过程中重复定位的可靠性；

6.尽可能的避免结构复杂、成本昂贵；

7.尽可能选用市场上质量可靠的标准品作组成零件；

8.满足夹具使用国家或地区的安全法令法规；

9.设计方案遵循手动、气动、液压、伺服的依次优先选用原则；

2.2 定位方案

按照六点定位原理和本工序的加工精度要求，确定具体的定位方案和定位元件。2．2．1 定位基准的选择

长圆柱销4点定位，限制沿Y轴的移动，限制沿Y轴的转动，限制沿Z轴的移动，限制沿Z轴的转动；

端面1点定位，限制沿x轴的移动；

定位销1点定位，限制沿x轴的转动。

这样就一共限制了6个自由度，实现了六点定位原理

根据定位设计的方案再加以具体化，下图所示为具体的零件图样：

2．3 夹紧方案

2．3．1 夹紧元件的注意事项

1、夹紧力的方向：夹紧力的方向要有利于工件的定位，并注意工件的刚性方向，不能使工件有脱离定位表面的趋势，防止工件在夹紧力的作用下产生变形。

2、夹紧力的作用点：夹紧力的作用点应选择在定位元件支承点的作用范围内，以及工作刚度高的位置。确保工件定位准确、不变形。

3、选择夹紧机构：在确定夹紧力的方向、作用点的同时，要确定相应的夹紧机构。确定夹紧机构要注意以下几方面的问题：

①安全性夹紧机构应具备足够的强度和夹紧力，以防止以外伤及夹具操作人员。

②手动夹具夹紧机构的操作力不应过大，以减轻操作人员的劳动强度。

③夹紧机构的行程不宜过长，以提高夹具的工作效率。

④手动夹紧机构应操作灵活、方便。

2．3．2 夹紧元件的确定

如下图所示：

2．4 导向装置

2．4．1 导向装置的选择

导向装置是夹具保证加工精度的重要装置，如钻孔导向套、镗套、对刀装置、对定装置等，这些装置均已标准化，可按标准选择，为提高加工效率，选择快换钻套加工工件。

如下图所示：

2．4．2 导向装置的布置

因为是可换的，所以在其上面要有专用钻套螺钉去紧固，防止松脱。

具体引导元件体现在夹具体上，如下图所示：

2．5夹具装配图的绘制

1、把工件视为透明体，用双点划线画出轮廓，画出定位面、夹紧面和加工表面，无关表面可以省略。

2、总装配图应按国家标准尽可能1：1地绘制，这样图样有良好的直观性。主视图应按操作实际位置布置，三视图要能完整清楚表示出夹具的工作原理和结构。

3、标注必要的尺寸、配合、公差等。

4、夹具的外形尺寸，所设计夹具的最大长、宽、高尺寸。

5、各元件与夹具体的联结，使夹具形成一体，标注必要的尺寸，配合和技术条件。

6、对零件编号，填写标题栏和零件明细表。

主视图：

左视图：

俯视图：

明细表：

零件的序号来识别零件：

总结

两周的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，与同学分工设计，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，学会了宽容，学会了理解。

夹具设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程．”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义．我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础．通过这次夹具设计，本人在多方面都有所提高。通过这次夹具设计，综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行一次套筒设计工作的实际训练从而培养和提高学生独立工作能力，巩固与扩充了套筒夹具设计等课程所学的内容，掌握套筒夹具设计的方法和步骤，掌握套筒夹具设计的基本的模具技能懂得了怎样分析零件的工艺性，怎样确定工艺方案，了解了夹具的基本结构，提高了计算能力，绘图能力，熟悉了规范和标准，同时各科相关的课程都有了全面的复习，独立思考的能力也有了提高。在这次设计过程中，体现出自己单独设计夹具的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情