河南工業職業技術學院HenanPolytechnicInstitute夾具課程設計摘要本論文是結合目前實際生產中，常常發現僅用通用夾具不能滿足生產要求，用通用夾具裝夾工件生產效率低勞動強大，加工質量不高，而且往往需要增加劃線工序，而專門設計兩種夾具：銑床夾具和鉆床夾具，主要包括夾具的定位方案，夾緊方案、對刀方案，夾具體與定位鍵的設計及加工精度等方面的分析。本設計鉆床夾具具有提高生產率、擴大機床工藝范圍、減輕工人勞動強度以及保證生產安全等特點。因此，對夾具知識的認識和學習以及設計新式的適合實際生產的夾具在今天顯得尤為重要起來。關鍵詞：鉆床夾具，設計，高效AbstractThepresentpaperiscombingtheactualproductionatpresent,whichisthateitherusinguniversalfixturecannotmeetonlyproductionrequirementsorusinguniversalfixtureclampingwork-piecetoproductispoorefficiencyandpowerfullaborandnothighprocessingqualityoroftenitneedtoincreasecrossedprocess,tospeciallydesigntwofixture:millingfixtureanddrillingfixture,mainlyincludingschemesoffixturepositioning,clampingandcutter,thedesignoftheconcreteandtheTABfolderandtheanalysisofmachiningprecisionetal.Themillingfixture,havinggoodprocessingprecisionandtargeted,mainlyisusedtoprocessdialtheforkpartsmillingflutes.Thefixturewithclampingforcedevicehasthecharacteristicsofefficiencyandprecisionrequiredbymodernmachinetools.Itissoeffectivelytoreducetheprocessingtimeandauxiliarytimethatgreatlyimprovethelaborproductive,effectivelyreducethelaborintensityandincreasetheworkefficiencyaswell.Drillingfixtureisgoodforraisingproductivity,expandingmachinemachiningscope,reducinglaborintensityandensuringtheproductionsafety.Therefore,itisespeciallyimportanttolearnandstudytheknowledgeoffixtureanddesignnewsuitableforpracticalproductionfixturenowadays.Keywords：millingfixture,drillingfixture,design,efficiency目錄摘要.IAbstract.II1緒論.11.1夾具概念.11.2夾具的主要功能.11.3夾具的分類.11.4夾具的組成.21.5常用定位元件及選用.21.6工件的夾緊.81.7機床夾具的現狀及發展方向.112鉆床夾具設計.112.1工件預加工內容.112.2初定夾具結構方案.112.3繪圖.15結論.17致謝.17參考文獻.1811緒論1.1夾具概念夾具是在機械制造過程中，用來固定加工對象，使之占有正確的位置，以接受加工或檢測并保證加工要求的機床附加裝置，簡稱為夾具。在我們實際生產中夾具的作用是將工件定位，以使加工工件獲得相對于機床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。1.2夾具的主要功能在機床上加工工件的時候，必須用夾具裝好夾牢所要加工工件。將工件裝好，就是在機床上確定工件相對于刀具的正確位置，這一過程稱為定位。將工件夾緊，就是對工件施加作用力，使之在已經定好的位置上將工件可靠地夾緊，這一過程稱為夾緊。從定位到夾緊的全過程，稱為裝夾。1.3夾具的分類夾具的種類很多，形狀千差萬別。為了設計、制造和管理的方便，往往按某一屬性進行分類。1.3.1按夾具的通用特性分類目前中國常用夾具有通用夾具、專用夾具、可調夾具、組合夾具和自動線夾具等五大類。1通用夾具通用夾具是指結構、尺寸已規格化，且具有一定通用性的夾具。其優點是適應性強、不需要調整或稍加調整即可裝夾一定形狀和尺寸范圍內的各種工件。這類夾具已商品化。如三爪自定心卡盤、四爪單動卡盤、臺虎鉗、萬能分度頭、頂尖、中心架、電磁吸盤等。采用這類夾具可縮短生產準備周期，減少夾具品種，從而減低生產成本。其缺點是夾具的加工精度不高，生產力較低且較難裝夾形狀復雜的工件，故適用于單件小批量生產中。2專用夾具專用夾具是針對某一工件的某一道工序的加工要求而專門設計和制造的夾具。特點是針對性強。適用與產品相對穩定、批量較大的生產中，可獲得較高的生產率和加工精度。3可調夾具夾具的某些元件可調整或可更換，已適應多中工件的夾具，稱為可調夾具。它還分通用可調夾具和成組夾具兩類。4組合夾具組合夾具是由可循環使用的標準夾具零部件（或專用零部件）組裝成易于連接和拆卸的夾具。根據被加工零件的工藝要求可以很快地組裝成專用夾具，夾具使用完畢，可以方便地拆開。夾具主要應用在單件，中、小批多品種生產和數控加工中，是一種較經濟的夾具。25自動線夾具自動線夾具一般分為兩種，一種為固定式夾具，它與專用夾具相似；另一種為隨行夾具，使用中夾具隨工件一起運動，并將工件沿著自動線從一個工位移至下一個工位進行加工。1.3.2按夾具的動力源分類按夾具夾緊動力源可將夾具分為手動夾具和機動夾具兩大類。為減輕勞動強度和確保安全生產，手動夾具應有擴力機構與自鎖性能。常用的機動夾具有氣動夾具、液壓夾具、氣液夾具、電動夾具、電磁夾具、真空夾具和離心力夾具等。上述各分類中：最常用的分類方法是，按通用，專用和組合進行分類。1.4夾具的組成雖然夾具的種類繁多，但它們的工作原理基本上是相同的。將各類夾具中，作用相同的結構或元件加以概括，可得出夾具一般所共有的以下幾個組成部分，這些組成部分既相互獨立又相互聯系。1定位支承元件定位支承元件的作用是確定工件在夾具中的正確位置并支承工件，是夾具的主要功能元件之一。定位支承元件的定位精度直接影響工件加工的精度。2夾緊裝置夾緊元件的作用是將工件壓緊夾牢，并保證在加工過程中工件的正確位置不變。3連接定向元件這種元件用于將夾具與機床連接并確定夾具對機床主軸、工作臺或導軌的相互位置。4對刀元件或導向元件這些元件的作用是保證工件加工表面與刀具之間的正確位置。用于確定刀具在加工正確位置的元件稱為對刀元件，用于確定刀具位置并引導刀具進行加工的元件稱為導向元件。5其它裝置或元件根據加工需要，有些夾具上還設有分度裝置、靠模裝置、上下料裝置、工件頂出機構、電動扳手和平衡塊等，以及標準化了的其它聯接元件。6夾具體夾具體是夾具的基體骨架，用來配置、安裝各夾具元件使之組成一整體。常用的夾具體為鑄件結構、鍛造結構、焊接結構和裝配結構，形狀有回轉體形和底座形等形狀。上述各組成部分中，定位元件、夾緊裝置、夾具體是夾具的基本組成部分。1.5常用定位元件及選用工件在夾具中要想獲得正確定位，首先應正確選擇定位基準，其次是選擇合適的定位元件。工件定位時，工件定位基準和夾具的定位元件接觸形成定位副，以實現工件的六點3定位。用定位元件選用時，應按工件定位基準面和定位元件的結構特點進行選擇。1.5.1工件以平面定位1.以面積較小的已經加工的基準平面定位時，選用平頭支承釘，以基準面粗糙不平或毛坯面定位時，選用圓頭支承釘，側面定位時，可選用網狀支承釘。2.以面積較大、平面度精度較高的基準平面定位時，選用支承板定位元件，用于面定位時用不帶斜槽的支承板，通常盡可能選用帶斜槽的支承板，以利清除切屑。3.以毛坯面，階梯平面和環形平面作基準平面定位時，選用自位支承作定位元件。但須注意，自位支承雖有兩個或三個支承點，由于自位和浮動作用只能作為一個支承點。4.以毛坯面作為基準平面，調節時可按定位面質量和面積大小分別選用可調支承作定位元件。5.當工件定位基準面需要提高定位剛度、穩定性和可靠性時，可選用輔助支承作輔助定位元件，但須注意，輔助支承不起限制工件自由度的作用，且每次加工均需重新調整支承點高度，支承位置應選在有利工件承受夾緊力和切削力的地方。1.5.2工件以外圓柱定位1.當工件的對稱度要求較高時，可選用V形塊定位。V形塊工作面間的夾角常取60、90、120三種，其中應用最多的是90V形塊。90V形塊的典型結構和尺寸已標準化，使用時可根據定位圓柱面的長度和直徑進行選擇。V形塊結構有多種形式，有的V形塊適用于較長的加工過的圓柱面定位；有的V形塊適于較長的粗糙的圓柱面定位；有的V形塊適用于尺寸較大的圓柱面定位，這種V形塊底座采用鑄件，V形面采用淬火鋼件，V塊是由兩者鑲合而成。2.當工件定位圓柱面精度較高時（一般不低于IT8），可選用定位套或半圓形定位座定位。大型軸類和曲軸等不宜以整個圓孔定位的工件，可選用半圓定位座。1.5.3工件以內孔定位1.工件上定位內孔較小時，常選用定位銷作定位元件。圓柱定位銷的結構和尺寸標準化，不同直徑的定位銷有其相應的結構形式，可根據工件定位內孔的直徑選用。當工件圓柱孔用孔端邊緣定位時，需選用圓錐定位銷。當工件圓孔端邊緣形狀精度較差時，選用圓錐定位銷；當工件需平面和圓孔端邊緣同時定位時，選用浮動錐銷。2.在套類、盤類零件的車削、磨削和齒輪加工中，大都選用心軸定位，為了便于夾緊和減小工件因間隙造成的傾斜，當工件定位內孔與基準端面垂直精度較高時，常以孔和端面聯合定位。因此，這類心軸通常是帶臺階定位面的心軸，當工件以內花鍵為定位基準時，可選用外花鍵軸，當內孔帶有花鍵槽時，可在圓柱心軸上設置鍵槽配裝鍵塊；當工件內孔精度很高，而加工時工件力矩很小時，可選用小錐度心軸定位。綜上：正確定位，必須選對定位基準。1.5.4對定位元件的基本要求1.限位基面應有足夠的精度。定位元件具有足夠的精度，才能保證工件的定位精度。42.限位基面應有較好的耐磨性。由于定位元件的工作表面經常與工件接觸和磨擦，容易磨損，為此要求定位元件限位表面的耐磨性要好，以保持夾具的使用壽命和定位精度。3.支承元件應有足夠的強度和剛度。定位元件在加工過程中，受工件重力、夾緊力和切削力的作用，因此要求定位元件應有足夠的剛度和強度，避免使用中變形和損壞。4.定位元件應有較好的工藝性。定位元件應力求結構簡單、合理，便于制造、裝配和更換。5.定位元件應便于清除切屑。定位元件的結構和工作表面形狀應有利于清除切屑，以防切屑嵌入夾具內影響加工和定位精度。1.5.5常用定位元件所能限制的自由度定位元件可按工件典型定位基準面分為以下幾類：1.用于平面定位的定位元件：括固定支承（釘支承和板支承），自位支承，可調支承和輔支承。2.用于外圓柱面定位的定位元件：括V形架，定位套和半圓定位座等。3.用于孔定位的定位元件：括定位銷（圓柱定位銷和圓錐定位銷），圓柱心軸和小錐度心軸。1.5.6定位誤差分析六點定位原則解決了消除工件自由度的問題，即解決了工件在夾具中位置“定與不定”的問題。但是，由于一批工件逐個在夾具中定位時，各個工件所占據的位置不完全一致，即出現工件位置定得“準與不準”的問題。如果工件在夾具中所占據的位置不準確，加工后各工件的加工尺寸必然大小不一，形成誤差。這種只與工件定位有關的誤差稱為定位誤差，用D表示。在工件的加工過程中，產生誤差的因素很多，定位誤差僅是加工誤差的一部分，為了保證加工精度，一般限定定位誤差不超過工件加工公差T的1/51/3，即：D(1/51/3)T（1-1）式中D定位誤差，單位為mm；T工件的加工誤差，單位為mm。