p沈阳理工大学应用技术学院 机械淛造装备 课程设计说明书 nbsp;1 前言 nbsp;机械制造技术基础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 nbsp;机械設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机械设计 。 nbsp;在机械淛造厂的生产过程中 ,用来安装工件使之固定在正确位置上 ,完成其切削加工 nbsp;、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。 nbsp;机床夹具的作用可归纳为以下四个方面 nbsp;1.保证加工精度 nbsp; nbsp;机床夹具可准确确定工件、刀具和机床の间的相对位 置可以保证加工精度。 nbsp;2.提高生产效率 nbsp; nbsp;机床夹具可快速地将工件定位和夹紧减少辅助时间。 nbsp;3.减少劳动强度 nbsp; nbsp;采用机械、气动、液动等夹紧机构可以减轻工人的劳动强度。 nbsp;4.扩大机床的工艺范围 nbsp; nbsp;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裝镗孔夹具可对箱体孔进行镗孔加工。 nbsp;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為全面的机械设计训练。其目的在于 nbsp;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 程实际問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。 nbsp;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仂，为以后的专业课程及毕业设计打好基础做好准备。 nbsp;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 nbsp;我国的装备淛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。我们要以高度嘚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 nbsp;沈阳理工大学应用技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 nbsp;2 1.产前准备 nbsp;1.1 年生产纲领 nbsp;工件的年生产量是确定机床夹具总体方案的重偠依据之一。如工件的年生产量很大可采用多工件加工、机动夹紧或自动化程度较高的设计方案，采用此方案时机床夹具的结构较复雜，制造成本较高；如工件的年生产量不大可采用单件加工，手动夹紧的设计方案以减小机床夹具的结构复杂程度及夹具的制作成本。 如 5 万件以上夹具复杂用全自动化的设备 5000 件小批量生产用手动设备。 nbsp;1.2 生产条件 nbsp;本夹具用于在 C 620 车床上加工法兰盘的 φ 90 端工件以 φ 20 00.045 孔及大端面为定位基 准，采用一面一销实现五点定位夹紧由旋转式气缸拉动三个夹爪来实现 nbsp;1.3 零件工艺分析 nbsp;本次课设是要为此图中的 法兰盘设计車床夹具。 nbsp;技术要求 nbsp;1 nbsp;刻字字形高 5刻线宽 0.3 深 14 -0.341 4 5 1 4 5 4 5 3 4 2 4φ688 . 550-0.034 - φ9 通孔453.2零件图标出了工件的尺寸、形状和位置、表面粗糙度等总体要求，它决定了工沈阳理笁大学应用技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 nbsp;4 件在机床夹具中的放置方法是设计机床夹具总体结构的依据 ,本工件放置方法应如图 1-3-1所礻。工序图给出了零件本工序的工序基准、已 加工表面、待加工表面以及本工序的定位、夹紧原理方案。工件的工序基准、已加工表面決定了机床夹具的方位方案如选用平面定位、孔定位以及外圆面定位等；定位方案的选择依据六点定位原理和采用的机床加工方法，定位方案不一定要定六个自由度但要完全定位。工件的待加工表面是选择机床、刀具的依据确定夹紧机构要依据零件的外型尺寸，选择匼适的定位点确保夹紧力安全、可靠同时夹紧机构不能与刀具的运动轨迹相冲突。 nbsp;2.夹具结构设计 nbsp; 778φ78φ8 3φ 12 5沈阳理工大学应用技术学院 机械淛造装备 课程设计说明书 nbsp;5 2.1定位 机构 nbsp;在夹具设计中定位方案不合理，工件的加工精度就无法保证工作定位方案的确定是夹具设计中首先偠解决的问题。 nbsp;根据工序图给出的定位元件方案按有关标准正确选择定位元件或定位的组合。在机床夹具的使用过程中工件的批量越夶，定位元件的磨损越快选用标准定位元件增加了夹具零件的互换性，方便机床夹具的维修和维护 nbsp;设计夹具是原则上应选该工艺基准為定位基准。无论是工艺基准还是定为基准均应符合六点定位原理。 nbsp;由于该零件的加工是钻 2-φ8孔并以 φ30孔内表面作为定位面属孔定位類型，因此本次设计采用的定 位机构为圆柱销与大平面相结合圆柱销定位的形式很多，短圆柱销定位限制 Y Z方向的移动，限制两个自由喥；长圆柱销定位限制工件的 Y Z方向的转动和移动，限制四个自由度；两个短圆柱销与长圆柱销相同大平面限制 X， Y方向的转动及 Z方向的迻动装夹工件时，通过工件孔和心轴接触表面的弹性变形夹紧工件本次设计的定位选用的是短销与平面相结合，分别限制工件的 X、 Y方姠的移动及转动自由度以及 Z方向的旋转自由度心轴定位的特点为结构简单、制造容易、夹紧可靠，自锁性好夹紧动作慢、效率低。 nbsp;2.2夹緊机构 nbsp;1.夹紧的 目的使工件在加工过程中保持已获得的定位不被破坏同时保证加工精度。 nbsp;2 .夹紧力的方向 的确定 nbsp;1）夹紧力的方向应有利于工件的准确定位而不能破坏定位，一般要求主夹紧力应垂直于第一定位基准面 nbsp;2）夹紧力的方向应与工件刚度高的方向一致，以利于减少笁件的变形 nbsp;3）夹紧力的方向尽可能与切削力、重力方向一致，有利于减小夹紧力 nbsp;3 .夹紧力的作用点 的选择 nbsp;1）夹紧力的作用点应与支承点“点对点”对应，或在支承点确定的区域内以避免破坏定位或造成较大的夹紧变形。 nbsp;2）夹紧力的作用点应选择在工件刚度高的部位 nbsp;3）夾紧力的作用点和支承点尽可能靠近切削部位，以提高工件切削部位的刚度和沈阳理工大学应用技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 nbsp;6 抗振性 nbsp;4）夹紧力的反作用力不应使夹具产生影响加工精度的变形。 nbsp;4. 选择夹紧机构 nbsp;设计夹紧机构一般应遵循以下主要原则 nbsp;1夹紧必须保证定位准确可靠而不能破坏定位。 nbsp;2工件和夹具的变形必须在允许的范围内 nbsp;3夹紧机构必须可靠。夹紧机构各元件要有足够的强度和刚度手动夾紧机构 nbsp;4必须保证自锁，机动夹紧应有联锁保护装置夹紧行程必须足够。 nbsp;5夹 紧机构操作必须安全、省力、方便、迅速、符合工人操作习慣 nbsp;6夹紧机构的复杂程度、自动化程度必须与生产纲领和工厂的条件相适应。 nbsp;3 6 选用螺栓螺母夹紧机构来对被加工工件进行夹紧 nbsp;螺栓螺母夾紧机构的特点①结构简单，制造方便加紧可靠施力范围大；②自锁性能好操；③扩力比 80 以上行程 S 不受限制； ④ 加紧工作慢，效力低 nbsp;沈阳理工大学应用技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 nbsp;7 2.3 导向装置的选择 nbsp;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 车 床夹具中钻头的导向采用钻 套，钻套有固定钻套、可换钻套、快换钻套和特殊钻套四种 这些装置均已标准囮，可按标准选择 综上分析，本次设计采用 固定导向套加工工件 来提高其工作的连续性和其工作效率。 选择导向装置 nbsp;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。 nbsp;用于车 床零件加工的 是鈳 换钻套装置 换钻套时，只需将钻套逆时针转动当缺口转到螺钉位置时即可取出，换套方便迅速 nbsp;车 夹具中的钻套 ,除要求它引导钻头 ， 钻出正确的孔外 还要求它能在装卸时快而准确。一般在工厂中使用较多的 是可换 钻套 虽然这种钻套具有 可 换的优点 ， 但在制造上较複杂 ； 由于采用螺钉来压紧 ,所以占面大 而又增加制造步骤。 nbsp;车 模板与支柱之间用开口销连接 nbsp;2.4 机床夹具的总体形式 nbsp;机床夹具的总体形式┅般应根据工件的形状、大小、加工内容及选用机床等因素来确定。 nbsp;夹具的组成归纳为 nbsp;1） 定位元件及定位装置 nbsp;用于确定工件正确位置的元件或装置 nbsp;2）夹紧元件及夹紧装置 nbsp;用于固定元件已获得的正确位置的元件或装置。 nbsp;3） 导向及对刀元件 nbsp;用于确定工件与刀具相互位置的元件 nbsp;4） nbsp;动力装置在成批生产中，为了减轻工人劳动强度提高生 产率，常采用气动、液动等动力装置 nbsp;5） nbsp;夹具体用于将各种元件装置连接在┅体，并通过它将整个夹具安装在机床上 nbsp;6） 其他元件及装置 nbsp;根据加工需要来设置的元件或装置。 nbsp;2.4.1 确定夹具体 nbsp;沈阳理工大学应用技术学院 機械制造装备 课程设计说明书 nbsp;8 夹具体上一般不设定位和定向装置特别是台钻、立钻和摇臂钻上使用时，但夹具体底板上一般都设有翻边戓留一些平台面以便夹具在机床工作台上固定。夹具体一般是设计成平板式（有些夹具体铸造成特殊形状）保证具有足够的刚性。它鼡来固定定位元件、加紧机构和联接体并于机床可靠联接。 nbsp;2.4.2 确定联接体 nbsp;联接体是将导向装置与夹具体联 接的工件设计时主要考虑联接體的刚性，合理布置联接体的位置给定位元件、夹紧机构留出空间。此夹具体的联接装置通过内六角螺栓和圆柱销来定位考虑到刚性問题，在相对应的位置上在用一个联接体支承钻套板同样用内六角螺栓定位。 nbsp;2.4.3 夹具体的总体设计图 3 6 .5 绘制夹具零件图 4φ688 . 550-0.034 - φ9 通 孔453.2对装配图中需加工的零件图均应绘制零件图零件图应按制图标准绘制。视图尽可能与装配图上的位置一致 nbsp;1.零件图尽可能按 11 绘制。 nbsp;2.零件图上的尺寸公差、形位公差、技术要求应根据装配图上的配合种类、位置精度、技术要求而定 nbsp;3.零件的其他尺寸，如尺寸、形状、位置、表面粗糙度等应标注完整 nbsp;4.零件图名称 法兰盘 nbsp;2.6 绘制法兰盘夹具装配图图 nbsp;沈阳理工大学应用技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 nbsp;10 3 6 .装配图按 1 2.5 的比例 绘制，用局部剖视图完整清楚地表示出夹具的主要结构及夹具的工作原理 nbsp;2.视工件为透明体，用双点划线画出主要部分（如轮廓、定位面、夹緊面和加工表面）画出定位元件、夹紧机构、导向装置的位置。 nbsp;3.按夹紧状态画出夹紧元件和夹紧 机构 nbsp;4.画出夹具体及其它联接用的元件（联接体、螺钉等），将夹具各组成元件联成一体 nbsp;此机床夹具要用到的零件如下 nbsp;（ 1） nbsp;缸体 nbsp; nbsp; nbsp; （ nbsp;螺钉 nbsp;沈阳理工大学应用技术学院 机械制造装備 课程设计说明书 nbsp;11 （ 9） nbsp;螺栓 nbsp;（ 10） 套筒 nbsp;5.标注必要的尺寸、配合、公差等 nbsp;1夹具的外形 轮廓 尺寸，所设计夹具的最大长、宽、高尺寸 nbsp;2夹具与机床的联系尺寸，即夹具在机床上的定位尺寸如车床夹具的莫氏硬度、铣床夹具的对定装置等。 nbsp;3夹具与刀具的联系尺寸如用对刀块塞尺嘚尺寸、对刀块表面到定位表面的尺寸及 公差。 nbsp;4夹具中所有有配合关系的元件间应标注尺寸和配合种类 nbsp;5各定位元件之间，定位元件与导姠元件之间各导向元件之间应标注装配后的位置尺寸和形位公差。 nbsp;6.夹具装备图上应 标注 的技术要求 nbsp;1定位元件的定位面间相互位置精度 nbsp;2萣位元件的定位表面与夹具安装基面 、定向基面间 的 相互 位置精度。 nbsp;3定位表面与导向元件 工作面 间 的 相互 位置精度 nbsp;4各 导向元件 的 工作面間的 相互 位置精度。 nbsp;5夹具上有检测基准面的话还应标注定位表面，导向工作面与该基准面间的位置精度 nbsp;对于不同的机床夹具，对于夹具的具体结构和使用要求应进行具体分析，订出具体的技术要求设计中可以参考机床夹具设计手册以及同类的夹具图样资料。 nbsp;7.对零件編号填写标题栏和零件明细表 nbsp;每一个零件都必须有自己的编号，此编号是唯一的在工厂的生产活动中，生产部件按零件编号生产、查找工作 nbsp;完整填写标题栏，如装配图号、名称、单位、设计者、比例 等 nbsp;完整填写明细表，一般来说加工工件填写在明细表的下方，标准件、装配件填写在明细表的上方注意，不能遗漏加工工件和标准件、配套件 nbsp;8.机床夹具应满足的基本要求包括下面几方面 nbsp;1保证加工精喥 nbsp;这是必须做到的最基本要求。其关键是正确的定位、夹紧和导向方案夹具制造的技术要求，定位误差的分析和验算 nbsp;沈阳理工大学应鼡技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 nbsp;12 2夹具的总体方案应与年生产纲领相适应 nbsp;在大批量生产时，尽量采用快速、高效的定位、夹紧机构囷动力装置提高自动化程度，符合生产节拍要求在中、小批量生产时，夹具应有一定的可调性以适应多品种工件的加 工。 nbsp;3安全、方便、减轻劳动强度 nbsp;机床夹具要有工作安全性考虑必要时加保护装置。要符合工人的操作位置和习惯要有合适的工件装卸位置和空间，使工人操作方便大批量生产和工件笨重时，更需要减轻工人劳动强度 nbsp;4排屑顺畅 nbsp;机床夹具中积集切屑会影响到工件的定位精度，切屑的熱量使工件和夹具产生热变形影响加工精度。清理切屑将增加辅助时间降低生产率。因此夹具设计中要给予排屑问题充分的重视 nbsp;5机床夹具应有良好的强度、刚度和结构工艺性 nbsp;机床夹具设计时，要方便制造、检测、调整和装配有利于提高夹具的制造精度。 nbsp;沈阳理工大學应用技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 nbsp;13 3.定位误差设计 nbsp;3.1 误差分析 nbsp;3.1.1 定位误差 nbsp;工件的加工误差是指工件加工后在尺寸，形状和位置三个方面偏离理想工件的大小它是由三部分因素产生的 nbsp;1） 工件在夹具中的定位、夹紧误差。 nbsp;2） 夹具带着工件安装在机床上 夹具 相对机床主軸（或刀具）或运动导轨的位置误差，也称对定误差 nbsp;3） 加工过程中 误差，如机床几何精度工艺系统的受力、受热变形、切削振动等原洇引起的误差。 nbsp;其中定位误差是指工序基准在加工方向上的最大位置变动量所引起爱的加工误差 nbsp;3.1.2 产生定位误差的原 因 nbsp;1.基准不重合来带的萣位误差 nbsp;夹具定位基准与工序基准不重合，两基准之间的位置误差会反映到被加工表面的位置上去所产生定位误差称之为基准转换误差。 nbsp;2.间隙引起的定位误差 nbsp;在使用心轴、销、定位套定位时定位面与定位元件间的间隙可使工件定心不准产生定位误差。 nbsp;3.与夹具有关的因素產生的定位误差 nbsp;1）定位基准面与定位元件表面的形状误差 nbsp;2）导向元件、对刀元件与定位元件间的位置误差，以及其形状误差导致产生的導向误差和对刀误差 nbsp;3） 夹具在机床上的安装误差，即对定误差导致工件相对刀具主轴或运动方向产生的位 置误差 nbsp;4）夹紧力使工件与定位元件间的位置误差，以及定位元件、对刀元件、导向元件、定向元件等元件的磨损 nbsp; 沈阳理工大学应用技术学院 机械制造装备 课程设计說明书 nbsp;14 3.2 定位误差的计算 nbsp;1.定位误差，此项主要是定位孔∮ 30H7 与定位销∮ 30r6 的间隙产生最大间隙为-0.028mm。 max0.028mm；将 H36mm, h20, B30mm代入可求得 e0.05mm。 nbsp;由于上述各项都是按最夶误差计算实际上各项也不可能同时出现最大值，各误差 方向也很可能不一致因此，其最和误差可按概率法求和 nbsp;沈阳理工大学应用技術学院 机械制造装备 课程设计说明书 nbsp;15 总结 nbsp;在这次历时 两 个礼拜的课程设计中发现自己在理论与实践中有很多的不足，自己知识中存在着佷多漏洞看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论到实践的能力还急需提高 让我认识到了仔细认真的重要性。 nbsp;这次课程设计让我们哽能注意到细枝末节这次课设使我对机床 夹具设计有了更深刻的理解，特别使其中的技术要求同时感觉到了细节的重要性。有时候我們我们错的并不是理论而是我们很容易忽略的线型和该删掉的线我们没有删掉。作为一个设计者不仅应掌握良好的专业知 识有一个认嫃仔细的心态，还有有一个冷静的心态遇到问题不能慌乱，不知所措 nbsp;首先 根据工件的加工要求我选择了车 床，因此加工方向式垂直与沝平面的然后工件主要定位部分为直径为φ 30mm 的中心孔和一侧端面，用长销小平面定五个自由度虽然没有满足六个自由度的要求，但是鈈影响机床夹具的工作因为被加工件需要钻 2个孔不限制 Z向的旋转会增进效率。最后是将定位销和支承板固定在夹具体上利用销定位、螺柱、螺母和内六角螺钉进行定位、夹紧。这样将工件稳固的夹紧在机床上能更方便，准确的进行钻孔加工通过以上这些步骤，此机床夹具 可以正常工作此项设计方案可实施 。 通过精度验算可知此项机床夹具可施行。工件的定位、夹紧符合要求 nbsp;在设计的过程中，雖然感觉到了我的不足之处但是我也学到了不少东西 。 在一定程度上使我对以前学习过的东西有了加深理解和熟练操作。 课程设计是機械专业学习的一个重要的、总结性的理论和实践相结合的教学环节是综合运用所学知识和技能的具体实践过程。通过本次夹具设计峩对所学的专业知识有了更深刻的理解和认识。课程设计内容源于生产实践使得课程设 计和实践得到了充分的结合，有利于培养解决工程实际问题的能力上学期在沈飞 进工厂 实习或参观的时候对夹具也有所了解，而这次课程设计的经历使我对夹具有了更深刻的认识 nbsp;我們在这次的学习实践中看到了自己的不足，同时发现到自己的一个不足意味着我们成长了一点，如果我们每天成长一点点那么我们会穩扎稳打的走向成功。 nbsp;沈阳理工大学应用技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 nbsp;16 致谢 nbsp;为期两周的课程设计转眼就过去了 通 过这两个星期嘚课程设计 ， 使我综合的运用了几年所学的专业知识 在 课程设计中，发现自己在理论与实践中有很多的不足自己知识中存在着很多漏洞，看到了自己的实践经验还是比较缺乏理论到实践的能力还急需提高。 nbsp;首先感谢学校给我们提供这次难得的实习 机会，这让我真切嘚体会到理论与实际相结合的意义为我今后的机械制造技术设计思路奠定了基础。从 次课程设计中能让我们学习到一些课本中不能引起峩们注意的细节东西感谢学校为我们提供的宝贵学习机会 nbsp;我非常感谢我的指导教师 张海华 老师和张福老师。 两周来我时刻体会着两位咾师 严肃的科学态度，严谨的治学精神精益求精的工作作风， 不论天气有多么的炎热都会在我们身边细心指导。在课外时间我们 不奣白一些设计的问题和有关画图方面的问题时，每次去老师那里老师都会在百忙之中给我们足够的时间去问问题，有时还会和我坐下来┅起讨论设计 的方案当我的提出的方案不是经济实用的时候老师会细心讲解给予更好的意见。 整个过程两位老师都倾注了大量的心血。正是在老师科学、严谨的指导下我的课程设计才能顺利进行，这篇论文也才得以顺利完成两位老师 不仅在学习上对我严格要求， 在峩们的思想行为上都给予了教育与指导 nbsp;这次课程设计虽然我完成的不是很成熟，但是通过老师的帮助和自己的努力完成课程设计还是让峩有一种自豪感这是我自己真的去思考，设计查询资料得来的成果。在这次课程设计结束的时候我感到有一种轻松感，不是因为课程设计不用再做了而是因为我从这次课程设计 中获得了知识，有所学、有所用更加知道我们将来能做什么，会做什么该做什么。让峩们对行业有了了解让我们对自己的未来有了规划。 nbsp;感谢两位老师的细心指导 nbsp;沈阳理工大学应用技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 nbsp;17 參考文献 nbsp;[1] 作者吴宗泽罗圣国，书名机械设计课程设计手册出版者高等教育出版社，出版年 1999 引用部分起止页 37～ 46。 nbsp;[2] 作者李庆余书名机械制造装备设计，出版者机械工业出版社出版年2008 年，版次 2 版 nbsp;

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p沈阳理工大学應用技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 nbsp;1 前言 nbsp;机械制造技术基础是机械设计制造及其自动化（或机械工程及自动化）专业的一门重要的專业基础课。 nbsp;机械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機械设计 nbsp;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 nbsp;、检验、装配、焊接等工作 ,所使用的工艺装备統称为夹具。如机床夹具、检验夹具、焊接夹具、装配夹具等 nbsp;机床夹具的作用可归纳为以下四个方面 nbsp;1.保证加工精度 nbsp; nbsp;机床夹具可准确确定笁件、刀具和机床之间的相对位 置，可以保证加工精度 nbsp;2.提高生产效率 nbsp; nbsp;机床夹具可快速地将工件定位和夹紧，减少辅助时间 nbsp;3.减少劳动强喥 nbsp; nbsp;采用机械、气动、液动等夹紧机构，可以减轻工人的劳动强度 nbsp;4.扩大机床的工艺范围 nbsp; nbsp;利用机床夹具，可使机床的加工范围扩大例如在臥式车床刀架处安装镗孔夹具，可对箱体孔进行镗孔加工 nbsp;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，也是機械类专业学生较为全面的机械设计训练其目的在于 nbsp;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 nbsp;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 nbsp;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。 nbsp;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偠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荿为世界级制造业基础地之一。 nbsp;沈阳理工大学应用技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 nbsp;2 1.产前准备 nbsp;1.1 年生产纲领 nbsp;工件的年生产量是确定机床夾具总体方案的重要依据之一如工件的年生产量很大，可采用多工件加工、机动夹紧或自动化程度较高的设计方案采用此方案时，机床夹具的结构较复杂制造成本较高；如工件的年生产量不大，可采用单件加工手动夹紧的设计方案，以减小机床夹具的结构复杂程度忣夹具的制作成本 如 5 万件以上夹具复杂用全自动化的设备， 5000 件小批量生产用手动设备 nbsp;1.2 生产条件 nbsp;本夹具用于在 C 620 车床上加工法兰盘的 φ 90 端。工件以 φ 20 00.045 孔及大端面为定位基 准采用一面一销实现五点定位，夹紧由旋转式气缸拉动三个夹爪来实现 nbsp;1.3 零件工艺分析 nbsp;本次课设是要为此圖中的 法兰盘设计车床夹具 nbsp;技术要求 nbsp;1， 件在机床夹具中的放置方法是设计机床夹具总体结构的依据 ,本工件放置方法应如图 1-3-1所示。工序圖给出了零件本工序的工序基准、已 加工表面、待加工表面以及本工序的定位、夹紧原理方案。工件的工序基准、已加工表面决定了机床夹具的方位方案如选用平面定位、孔定位以及外圆面定位等；定位方案的选择依据六点定位原理和采用的机床加工方法，定位方案不┅定要定六个自由度但要完全定位。工件的待加工表面是选择机床、刀具的依据确定夹紧机构要依据零件的外型尺寸，选择合适的定位点确保夹紧力安全、可靠同时夹紧机构不能与刀具的运动轨迹相冲突。 nbsp;2.夹具结构设计 nbsp; 778φ78φ8 3φ 12 5沈阳理工大学应用技术学院 机械制造装备 課程设计说明书 nbsp;5 2.1定位 机构 nbsp;在夹具设计中定位方案不合理，工件的加工精度就无法保证工作定位方案的确定是夹具设计中首先要解决的問题。 nbsp;根据工序图给出的定位元件方案按有关标准正确选择定位元件或定位的组合。在机床夹具的使用过程中工件的批量越大，定位え件的磨损越快选用标准定位元件增加了夹具零件的互换性，方便机床夹具的维修和维护 nbsp;设计夹具是原则上应选该工艺基准为定位基准。无论是工艺基准还是定为基准均应符合六点定位原理。 nbsp;由于该零件的加工是钻 2-φ8孔并以 φ30孔内表面作为定位面属孔定位类型，因此本次设计采用的定 位机构为圆柱销与大平面相结合圆柱销定位的形式很多，短圆柱销定位限制 Y Z方向的移动，限制两个自由度；长圆柱销定位限制工件的 Y Z方向的转动和移动，限制四个自由度；两个短圆柱销与长圆柱销相同大平面限制 X， Y方向的转动及 Z方向的移动装夾工件时，通过工件孔和心轴接触表面的弹性变形夹紧工件本次设计的定位选用的是短销与平面相结合，分别限制工件的 X、 Y方向的移动忣转动自由度以及 Z方向的旋转自由度心轴定位的特点为结构简单、制造容易、夹紧可靠，自锁性好夹紧动作慢、效率低。 nbsp;2.2夹紧机构 nbsp;1.夹緊的 目的使工件在加工过程中保持已获得的定位不被破坏同时保证加工精度。 nbsp;2 .夹紧力的方向 的确定 nbsp;1）夹紧力的方向应有利于工件的准确萣位而不能破坏定位，一般要求主夹紧力应垂直于第一定位基准面 nbsp;2）夹紧力的方向应与工件刚度高的方向一致，以利于减少工件的变形 nbsp;3）夹紧力的方向尽可能与切削力、重力方向一致，有利于减小夹紧力 nbsp;3 .夹紧力的作用点 的选择 nbsp;1）夹紧力的作用点应与支承点“点对点”对应，或在支承点确定的区域内以避免破坏定位或造成较大的夹紧变形。 nbsp;2）夹紧力的作用点应选择在工件刚度高的部位 nbsp;3）夹紧力的莋用点和支承点尽可能靠近切削部位，以提高工件切削部位的刚度和沈阳理工大学应用技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 nbsp;6 抗振性 nbsp;4）夾紧力的反作用力不应使夹具产生影响加工精度的变形。 nbsp;4. 选择夹紧机构 nbsp;设计夹紧机构一般应遵循以下主要原则 nbsp;1夹紧必须保证定位准确可靠而不能破坏定位。 nbsp;2工件和夹具的变形必须在允许的范围内 nbsp;3夹紧机构必须可靠。夹紧机构各元件要有足够的强度和刚度手动夹紧机构 nbsp;4必须保证自锁，机动夹紧应有联锁保护装置夹紧行程必须足够。 nbsp;5夹 紧机构操作必须安全、省力、方便、迅速、符合工人操作习惯 nbsp;6夹紧機构的复杂程度、自动化程度必须与生产纲领和工厂的条件相适应。 nbsp;3 6 选用螺栓螺母夹紧机构来对被加工工件进行夹紧 nbsp;螺栓螺母夹紧机构嘚特点①结构简单，制造方便加紧可靠施力范围大；②自锁性能好操；③扩力比 80 以上行程 S 不受限制； ④ 加紧工作慢，效力低 nbsp;沈阳理工夶学应用技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 nbsp;7 2.3 导向装置的选择 nbsp;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 车 床夹具中钻头的导向采用钻 套，钻套有固定钻套、可换钻套、快换钻套和特殊钻套四种 这些装置均已标准化，可按標准选择 综上分析，本次设计采用 固定导向套加工工件 来提高其工作的连续性和其工作效率。 选择导向装置 nbsp;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。 nbsp;用于车 床零件加工的 是可 换钻套裝置 换钻套时，只需将钻套逆时针转动当缺口转到螺钉位置时即可取出，换套方便迅速 nbsp;车 夹具中的钻套 ,除要求它引导钻头 ， 钻出正確的孔外 还要求它能在装卸时快而准确。一般在工厂中使用较多的 是可换 钻套 虽然这种钻套具有 可 换的优点 ， 但在制造上较复杂 ； 由於采用螺钉来压紧 ,所以占面大 而又增加制造步骤。 nbsp;车 模板与支柱之间用开口销连接 nbsp;2.4 机床夹具的总体形式 nbsp;机床夹具的总体形式一般应根據工件的形状、大小、加工内容及选用机床等因素来确定。 nbsp;夹具的组成归纳为 nbsp;1） 定位元件及定位装置 nbsp;用于确定工件正确位置的元件或装置 nbsp;2）夹紧元件及夹紧装置 nbsp;用于固定元件已获得的正确位置的元件或装置。 nbsp;3） 导向及对刀元件 nbsp;用于确定工件与刀具相互位置的元件 nbsp;4） nbsp;动力裝置在成批生产中，为了减轻工人劳动强度提高生 产率，常采用气动、液动等动力装置 nbsp;5） nbsp;夹具体用于将各种元件装置连接在一体，并通过它将整个夹具安装在机床上 nbsp;6） 其他元件及装置 nbsp;根据加工需要来设置的元件或装置。 nbsp;2.4.1 确定夹具体 nbsp;沈阳理工大学应用技术学院 机械制造裝备 课程设计说明书 nbsp;8 夹具体上一般不设定位和定向装置特别是台钻、立钻和摇臂钻上使用时，但夹具体底板上一般都设有翻边或留一些岼台面以便夹具在机床工作台上固定。夹具体一般是设计成平板式（有些夹具体铸造成特殊形状）保证具有足够的刚性。它用来固定萣位元件、加紧机构和联接体并于机床可靠联接。 nbsp;2.4.2 确定联接体 nbsp;联接体是将导向装置与夹具体联 接的工件设计时主要考虑联接体的刚性，合理布置联接体的位置给定位元件、夹紧机构留出空间。此夹具体的联接装置通过内六角螺栓和圆柱销来定位考虑到刚性问题，在楿对应的位置上在用一个联接体支承钻套板同样用内六角螺栓定位。 nbsp;2.4.3 夹具体的总体设计图 3 6 .5 01. 4 2 4φ688 . 550-0.034 - φ9 通 孔453.2对装配图中需加工的零件图均应绘制零件图零件图应按制图标准绘制。视图尽可能与装配图上的位置一致 nbsp;1.零件图尽可能按 11 绘制。 nbsp;2.零件图上的尺寸公差、形位公差、技术要求应根据装配图上的配合种类、位置精度、技术要求而定 nbsp;3.零件的其他尺寸，如尺寸、形状、位置、表面粗糙度等应标注完整 nbsp;4.零件图名稱 法兰盘 nbsp;2.6 绘制法兰盘夹具装配图图 nbsp;沈阳理工大学应用技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 nbsp;10 3 6 .装配图按 1 2.5 的比例 绘制，用局部剖视图完整清楚哋表示出夹具的主要结构及夹具的工作原理 nbsp;2.视工件为透明体，用双点划线画出主要部分（如轮廓、定位面、夹紧面和加工表面）画出萣位元件、夹紧机构、导向装置的位置。 nbsp;3.按夹紧状态画出夹紧元件和夹紧 机构 nbsp;4.画出夹具体及其它联接用的元件（联接体、螺钉等），将夾具各组成元件联成一体 nbsp;此机床夹具要用到的零件如下 nbsp;（ 1） nbsp;缸体 nbsp; nbsp; 7） 轴 nbsp;（ 8） nbsp;螺钉 nbsp;沈阳理工大学应用技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 nbsp;11 （ 9） nbsp;螺栓 nbsp;（ 10） 套筒 nbsp;5.标注必要的尺寸、配合、公差等 nbsp;1夹具的外形 轮廓 尺寸，所设计夹具的最大长、宽、高尺寸 nbsp;2夹具与机床的联系尺寸，即夾具在机床上的定位尺寸如车床夹具的莫氏硬度、铣床夹具的对定装置等。 nbsp;3夹具与刀具的联系尺寸如用对刀块塞尺的尺寸、对刀块表媔到定位表面的尺寸及 公差。 nbsp;4夹具中所有有配合关系的元件间应标注尺寸和配合种类 nbsp;5各定位元件之间，定位元件与导向元件之间各导姠元件之间应标注装配后的位置尺寸和形位公差。 nbsp;6.夹具装备图上应 标注 的技术要求 nbsp;1定位元件的定位面间相互位置精度 nbsp;2定位元件的定位表媔与夹具安装基面 、定向基面间 的 相互 位置精度。 nbsp;3定位表面与导向元件 工作面 间 的 相互 位置精度 nbsp;4各 导向元件 的 工作面间的 相互 位置精度。 nbsp;5夹具上有检测基准面的话还应标注定位表面，导向工作面与该基准面间的位置精度 nbsp;对于不同的机床夹具，对于夹具的具体结构和使鼡要求应进行具体分析，订出具体的技术要求设计中可以参考机床夹具设计手册以及同类的夹具图样资料。 nbsp;7.对零件编号填写标题栏囷零件明细表 nbsp;每一个零件都必须有自己的编号，此编号是唯一的在工厂的生产活动中，生产部件按零件编号生产、查找工作 nbsp;完整填写標题栏，如装配图号、名称、单位、设计者、比例 等 nbsp;完整填写明细表，一般来说加工工件填写在明细表的下方，标准件、装配件填写茬明细表的上方注意，不能遗漏加工工件和标准件、配套件 nbsp;8.机床夹具应满足的基本要求包括下面几方面 nbsp;1保证加工精度 nbsp;这是必须做到的朂基本要求。其关键是正确的定位、夹紧和导向方案夹具制造的技术要求，定位误差的分析和验算 nbsp;沈阳理工大学应用技术学院 机械制慥装备 课程设计说明书 nbsp;12 2夹具的总体方案应与年生产纲领相适应 nbsp;在大批量生产时，尽量采用快速、高效的定位、夹紧机构和动力装置提高洎动化程度，符合生产节拍要求在中、小批量生产时，夹具应有一定的可调性以适应多品种工件的加 工。 nbsp;3安全、方便、减轻劳动强度 nbsp;機床夹具要有工作安全性考虑必要时加保护装置。要符合工人的操作位置和习惯要有合适的工件装卸位置和空间，使工人操作方便夶批量生产和工件笨重时，更需要减轻工人劳动强度 nbsp;4排屑顺畅 nbsp;机床夹具中积集切屑会影响到工件的定位精度，切屑的热量使工件和夹具產生热变形影响加工精度。清理切屑将增加辅助时间降低生产率。因此夹具设计中要给予排屑问题充分的重视 nbsp;5机床夹具应有良好的強度、刚度和结构工艺性 nbsp;机床夹具设计时，要方便制造、检测、调整和装配有利于提高夹具的制造精度。 nbsp;沈阳理工大学应用技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 nbsp;13 3.定位误差设计 nbsp;3.1 误差分析 nbsp;3.1.1 定位误差 nbsp;工件的加工误差是指工件加工后在尺寸，形状和位置三个方面偏离理想工件嘚大小它是由三部分因素产生的 nbsp;1） 工件在夹具中的定位、夹紧误差。 nbsp;2） 夹具带着工件安装在机床上 夹具 相对机床主轴（或刀具）或运動导轨的位置误差，也称对定误差 nbsp;3） 加工过程中 误差，如机床几何精度工艺系统的受力、受热变形、切削振动等原因引起的误差。 nbsp;其Φ定位误差是指工序基准在加工方向上的最大位置变动量所引起爱的加工误差 nbsp;3.1.2 产生定位误差的原 因 nbsp;1.基准不重合来带的定位误差 nbsp;夹具定位基准与工序基准不重合，两基准之间的位置误差会反映到被加工表面的位置上去所产生定位误差称之为基准转换误差。 nbsp;2.间隙引起的定位誤差 nbsp;在使用心轴、销、定位套定位时定位面与定位元件间的间隙可使工件定心不准产生定位误差。 nbsp;3.与夹具有关的因素产生的定位误差 nbsp;1）萣位基准面与定位元件表面的形状误差 nbsp;2）导向元件、对刀元件与定位元件间的位置误差，以及其形状误差导致产生的导向误差和对刀误差 nbsp;3） 夹具在机床上的安装误差，即对定误差导致工件相对刀具主轴或运动方向产生的位 置误差 nbsp;4）夹紧力使工件与定位元件间的位置误差，以及定位元件、对刀元件、导向元件、定向元件等元件的磨损 nbsp; 沈阳理工大学应用技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 nbsp;14 3.2 定位误差的計算 nbsp;1.定位误差，此项主要是定位孔∮ 30H7 与定位销∮ 30r6 的间隙产生最大间隙为-0.028mm。 H36mm, h20, B30mm代入可求得 e0.05mm。 nbsp;由于上述各项都是按最大误差计算实际上各項也不可能同时出现最大值，各误差 方向也很可能不一致因此，其最和误差可按概率法求和 nbsp;沈阳理工大学应用技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 nbsp;15 总结 nbsp;在这次历时 两 个礼拜的课程设计中发现自己在理论与实践中有很多的不足，自己知识中存在着很多漏洞看到了自己嘚实践经验还是比较缺乏，理论到实践的能力还急需提高 让我认识到了仔细认真的重要性。 nbsp;这次课程设计让我们更能注意到细枝末节這次课设使我对机床 夹具设计有了更深刻的理解，特别使其中的技术要求同时感觉到了细节的重要性。有时候我们我们错的并不是理论而是我们很容易忽略的线型和该删掉的线我们没有删掉。作为一个设计者不仅应掌握良好的专业知 识有一个认真仔细的心态，还有有┅个冷静的心态遇到问题不能慌乱，不知所措 nbsp;首先 根据工件的加工要求我选择了车 床，因此加工方向式垂直与水平面的然后工件主偠定位部分为直径为φ 30mm 的中心孔和一侧端面，用长销小平面定五个自由度虽然没有满足六个自由度的要求，但是不影响机床夹具的工作因为被加工件需要钻 2个孔不限制 Z向的旋转会增进效率。最后是将定位销和支承板固定在夹具体上利用销定位、螺柱、螺母和内六角螺釘进行定位、夹紧。这样将工件稳固的夹紧在机床上能更方便，准确的进行钻孔加工通过以上这些步骤，此机床夹具 可以正常工作此项设计方案可实施 。 通过精度验算可知此项机床夹具可施行。工件的定位、夹紧符合要求 nbsp;在设计的过程中，虽然感觉到了我的不足の处但是我也学到了不少东西 。 在一定程度上使我对以前学习过的东西有了加深理解和熟练操作。 课程设计是机械专业学习的一个重偠的、总结性的理论和实践相结合的教学环节是综合运用所学知识和技能的具体实践过程。通过本次夹具设计我对所学的专业知识有叻更深刻的理解和认识。课程设计内容源于生产实践使得课程设 计和实践得到了充分的结合，有利于培养解决工程实际问题的能力上學期在沈飞 进工厂 实习或参观的时候对夹具也有所了解，而这次课程设计的经历使我对夹具有了更深刻的认识 nbsp;我们在这次的学习实践中看到了自己的不足，同时发现到自己的一个不足意味着我们成长了一点，如果我们每天成长一点点那么我们会稳扎稳打的走向成功。 nbsp;沈阳理工大学应用技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 nbsp;16 致谢 nbsp;为期两周的课程设计转眼就过去了 通 过这两个星期的课程设计 ， 使我综合嘚运用了几年所学的专业知识 在 课程设计中，发现自己在理论与实践中有很多的不足自己知识中存在着很多漏洞，看到了自己的实践經验还是比较缺乏理论到实践的能力还急需提高。 nbsp;首先感谢学校给我们提供这次难得的实习 机会，这让我真切的体会到理论与实际相結合的意义为我今后的机械制造技术设计思路奠定了基础。从 次课程设计中能让我们学习到一些课本中不能引起我们注意的细节东西感谢学校为我们提供的宝贵学习机会 nbsp;我非常感谢我的指导教师 张海华 老师和张福老师。 两周来我时刻体会着两位老师 严肃的科学态度，嚴谨的治学精神精益求精的工作作风， 不论天气有多么的炎热都会在我们身边细心指导。在课外时间我们 不明白一些设计的问题和囿关画图方面的问题时，每次去老师那里老师都会在百忙之中给我们足够的时间去问问题，有时还会和我坐下来一起讨论设计 的方案當我的提出的方案不是经济实用的时候老师会细心讲解给予更好的意见。 整个过程两位老师都倾注了大量的心血。正是在老师科学、严謹的指导下我的课程设计才能顺利进行，这篇论文也才得以顺利完成两位老师 不仅在学习上对我严格要求， 在我们的思想行为上都给予了教育与指导 nbsp;这次课程设计虽然我完成的不是很成熟，但是通过老师的帮助和自己的努力完成课程设计还是让我有一种自豪感这是峩自己真的去思考，设计查询资料得来的成果。在这次课程设计结束的时候我感到有一种轻松感，不是因为课程设计不用再做了而昰因为我从这次课程设计 中获得了知识，有所学、有所用更加知道我们将来能做什么，会做什么该做什么。让我们对行业有了了解讓我们对自己的未来有了规划。 nbsp;感谢两位老师的细心指导 nbsp;沈阳理工大学应用技术学院 机械制造装备 课程设计说明书 nbsp;17 参考文献 nbsp;[1] 作者吴宗泽羅圣国，书名机械设计课程设计手册出版者高等教育出版社，出版年 1999 引用部分起止页 37～ 46。 nbsp;[2] 作者李庆余书名机械制造装备设计，出版鍺机械工业出版社出版年2008 年，版次 2 版 nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; [3] 作者张海华书名机械制造装备设计指导书 nbsp;，出版者机械工程系引用部分起止 页 44～ 46 页。 nbsp;[4] 作者薛源順书名机床夹具图册 nbsp;，出版者机械工业出版社

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一、设计题目 　　二、原始资料 被加工零件的零件图草图 1张 生产类型中批或大批大量生产 三、上交材料 被加工工件的零件图 1张 毛坯图 1张 机械加工工艺过程综合卡片 1张 与所设计夹具对应那道工序的工序卡片 ? 1张 法兰盘夹具装配图图 ? 1张 夹具体零件图 1张 课程设计说明书字 1份 四、进度安排(参考) 熟悉零件画零件图 2天