車床夾具設(shè)計說明書

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車床夾具設(shè)計說明書

湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院

車床夾具設(shè)計說明書

《機械制造工藝規(guī)程編制與實施》

課程設(shè)計任務書

系名稱專業(yè)及班級博世10-1

學生姓名

學號

課程設(shè)計題目

指導教師

2012年月日

序言

課程設(shè)計在我們學完大學的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課之后進行的，這是我們在進行課程設(shè)計對所學各課程的深入綜合性的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，因此，它在我們的大學生活中占有重要的地位。另外在做完這次課程設(shè)計之后，我得到一次在課程工作前的綜合性訓練，我在想我能在下面幾方面得到鍛煉：

（1）運用機械制造工藝學課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量。

（2）提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力。通過設(shè)計夾具的訓練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計出高效，省力，經(jīng)濟合理而能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。

（3）學會使用手冊以及圖表資料。掌握與本設(shè)計有關(guān)的各種資料的名稱，出處，能夠做到熟練的運用。就我個人而言，我希望通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力

1 1

摘要

本論文是結(jié)合目前實際生產(chǎn)中，常常發(fā)現(xiàn)僅用通用夾具不能滿足生產(chǎn)要求，用通用夾具裝夾工件生產(chǎn)效率低勞動強大，加工質(zhì)量不高，而且往往需要增加劃線工序，而專門設(shè)計夾具：車床夾具，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(shè)計及加工精度等方面的分析。

本設(shè)計車床夾具有良好的加工精度，針對性強，主要用于撥叉零件孔工序的加工。其具有夾緊力裝置，具備現(xiàn)代機床夾具所要求的高效化和精密化的特點，可以有效的減少工件加工的基本時間和輔助時間，大大提高了勞動生產(chǎn)力，從而可以有效地減輕工人的勞動強度和增加勞動效率。因此，對夾具知識的認識和學習以及設(shè)計新式的適合實際生產(chǎn)的夾具在今天顯得尤為重要起來。

本次設(shè)計內(nèi)容涉及了機械制造工藝及機床夾具設(shè)計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。

支座加工工藝規(guī)程及其夾具的設(shè)計是包括零件加工的工藝設(shè)計、工序設(shè)計以及專用夾具的設(shè)計三部分。在工藝設(shè)計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝，并選擇好零件的加工基準，設(shè)計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關(guān)鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設(shè)計，選擇設(shè)計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位是產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計中注意改進。

關(guān)鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差

序言???????????????????????? 1

摘要 ................................................ 2

1 緒論 .................................................. 4

1.1 夾具概念 ................................................... 4

1.2 夾具的主要功能 ............................................. 4

1.3 夾具的分類 ................................................. 4

1.3.1按夾具的通用特性分類 ................................... 4

1.3.2按夾具的動力源分類 ..................................... 5

1.4 夾具的組成 ................................................. 5

1.5 常用定位元件及選用 ......................................... 6

1.5.1工件以平面定位 ......................................... 6

1.5.2工件以外圓柱定位 ....................................... 6

1.5.3工件以內(nèi)孔定位 ......................................... 6

1.5.4對定位元件的基本要求 ................................... 7

1.5.5常用定位元件所能限制的自由度 ........................... 7

1.6 工件的夾緊 ................................................. 7

1.6.1夾緊裝置的組成 ......................................... 7

1.6.2夾緊裝置的設(shè)計原則 ..................................... 8

1.6.3定位夾緊力的基本原則 ................................... 8

1.6.4減小夾緊變形的措施 ..................................... 9

1.7 機床夾具的現(xiàn)狀及發(fā)展方向 .................................. 11

1.7.1機床夾具的現(xiàn)狀 ........................................ 11

1.7.2現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 ................................ 12

2 車床夾具設(shè)計 ......................................... 13

2.1 工件預加工內(nèi)容 ............................................ 14

2.2 初定夾具結(jié)構(gòu)方案 .......................................... 14

2.2.1工件定位方案及定位裝置 ................................ 15

2.2.3工件夾緊裝置 .......................................... 19

2.3 繪圖 ...................................................... 19

結(jié) 論 ............................................... 22

心得體會 ............................................. 23

致謝 ............................................... 24

參考文獻 ............................................... 25 3

1 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(chǎn)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(jīng)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(shè)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(diào)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(jié)構(gòu)、尺寸已規(guī)格化，且具有一定通用性的夾具。其優(yōu)點是適應性強、不需要調(diào)整或稍加調(diào)整即可裝夾一定形狀和尺寸范圍內(nèi)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(chǎn)準備周期，減少夾具品種，從而減低生產(chǎn)成本。其缺點是夾具的加工精度不高，生產(chǎn)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(chǎn)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(shè)計和制造的夾具。特點是針對性強。適用與產(chǎn)品相對穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn)中，可獲得較高的生產(chǎn)率和加工精度。

3．可調(diào)夾具

夾具的某些元件可調(diào)整或可更換，已適應多中工件的夾具，稱為可調(diào)夾具。它還分通用可調(diào)夾具和成組夾具兩類。

4．組合夾具

組合夾具是由可循環(huán)使用的標準夾具零部件（或?qū)Ｓ昧悴考┙M裝成易于連接和拆卸的夾具。根據(jù)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(chǎn)和數(shù)控加工中，是一種較經(jīng)濟的夾具。

5．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(chǎn)，手動夾具應有擴力機構(gòu)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(jié)構(gòu)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(lián)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?qū)к壍南嗷ノ恢谩?/p>

4．對刀元件或?qū)蛟?/p>

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(jù)加工需要，有些夾具上還設(shè)有分度裝置、靠模裝置、上下料裝置、工件頂出機

構(gòu)、電動扳手和平衡塊等，以及標準化了的其它聯(lián)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(jié)構(gòu)、鍛造結(jié)構(gòu)、焊接結(jié)構(gòu)和裝配結(jié)構(gòu)，形狀有回轉(zhuǎn)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(xiàn)工件的六點定位。用定位元件選用時，應按工件定位基準面和定位元件的結(jié)構(gòu)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(jīng)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(cè)面定位時，可選用網(wǎng)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(huán)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(diào)節(jié)時可按定位面質(zhì)量和面積大小分別選用可調(diào)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(wěn)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(diào)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α常取60°、90°、120°三種，其中應用最多的是90°V形塊。90°V形塊的典型結(jié)構(gòu)和尺寸已標準化，使用時可根據(jù)定位圓柱面的長度和直徑進行選擇。V形塊結(jié)構(gòu)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(nèi)孔定位

1.工件上定位內(nèi)孔較小時，常選用定位銷作定位元件。圓柱定位銷的結(jié)構(gòu)和尺寸標準化，不同直徑的定位銷有其相應的結(jié)構(gòu)形式，可根據(jù)工件定位內(nèi)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(nèi)孔與基準端面垂直精度較高時，常以孔和端面聯(lián)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(nèi)花鍵為定位基準時，可選用外花鍵軸，當內(nèi)孔帶有花鍵槽時，可在圓柱心軸上設(shè)置鍵槽配裝鍵塊；當工件內(nèi)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。

2.限位基面應有較好的耐磨性。由于定位元件的工作表面經(jīng)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)和工作表面形狀應有利于清除切屑，以防切屑嵌入夾具內(nèi)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(diào)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。

1.6 工件的夾緊

在機械加工過程中，工件會受到切削力、離心力、慣性力等的作用。為了保證在這些外力作用下，工件仍能在夾具中保持已由定位元件所確定的加工位置，而不致發(fā)生振

動和位移，在夾具結(jié)構(gòu)中必須設(shè)置一定的夾緊裝置將工件可靠地夾牢。工件定位后，將工件固定并使其在加工過程中保持定位位置不變的裝置，稱為夾緊裝置。

1.6.1夾緊裝置的組成

夾緊裝置的組成由以下三部分組成。

第一部分：動力源裝置

它是產(chǎn)生夾緊作用力的裝置。分為手動夾緊和機動夾緊兩種。手動夾緊的力源來自人力，用時比較費時費力。為了改善勞動條件和提高生產(chǎn)率，目前在大批量生產(chǎn)中均采用機動夾緊。機動夾緊的力源來自氣動、液壓、氣液聯(lián)動、電磁、真空等動力夾緊裝置。

第二部分：傳力機構(gòu)

它是介于動力源和夾緊元件之間傳遞動力的機構(gòu)。傳力機構(gòu)的作用是：改變作用力的方向；改變作用力的大��；具有一定的自鎖性能，以便在夾緊力一旦消失后，仍能保證整個夾緊系統(tǒng)處于可靠的夾緊狀態(tài)，這一點在手動夾緊時尤為重要。

第三部分：夾緊元件

它是直接與工件接觸完成夾緊作用的最終執(zhí)行元件。

1.6.2夾緊裝置的設(shè)計原則

在夾緊工件的過程中，夾緊作用的效果會直接影響工件的加工精度、表面粗糙度以及生產(chǎn)效率。因此，設(shè)計夾緊裝置應遵循以下原則：

1.工件不移動原則

夾緊過程中，應不改變工件定位后所占據(jù)的正確位置。

2.工件不變形原則

夾緊力的大小要適當，既要保證夾緊可靠，又應使工件在夾緊力的作用下不致產(chǎn)生加工精度所不允許的變形。

3.工件不振動原則

對剛性較差的工件，或者進行斷續(xù)切削，以及不宜采用氣缸直接壓緊的情況，應提高支承元件和夾緊元件的剛性，并使夾緊部位靠近加工表面，以避免工件和夾緊系統(tǒng)的振動。

4.安全可靠原則

夾緊傳力機構(gòu)應有足夠的夾緊行程，手動夾緊要有自鎖性能，以保證夾緊可靠。

5.經(jīng)濟實用原則

夾緊裝置的自動化和復雜程度應與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應，在保證生產(chǎn)效率的前提下，其結(jié)構(gòu)應力求簡單，便于制造、維修，工藝性能好；操作方便、省力，使用性能好。

1.6.3定位夾緊力的基本原則

設(shè)計夾緊裝置時，夾緊力的確定包括夾緊力的方向、作用點和大小三個要素。

1.6.3.1夾緊力的方向

夾緊力的方向與工件定位的基本配置情況，以及工件所受外力的作用方向等有關(guān)。選擇時必須遵守以下準則：

1.力的方向應有助于定位穩(wěn)定，且主夾緊力應朝向主要定位基面。

2.緊力的方向應有利于減小夾緊力，以減小工件的變形、減輕勞動強度。

3.力的方向應是工件剛性較好的方向。由于工件在不同方向上剛度是不等的。不同的受力表面也因其接觸面積大小而變形各異。尤其在夾壓薄壁零件時，更需注意使夾緊力的方向指向工件剛性最好的方向。

1.6.3.2夾緊力的作用點

夾緊力作用點是指夾緊件與工件接觸的一小塊面積。選擇作用點的問題是指在夾緊方向已定的情況下確定夾緊力作用點的位置和數(shù)目。夾緊力作用點的選擇是達到最佳夾緊狀態(tài)的首要因素。合理選擇夾緊力作用點必須遵守以下準則：

1.力的作用點應落在定位元件的支承范圍內(nèi)，應盡可能使夾緊點與支承點對應，使夾緊力作用在支承上。如夾緊力作用在支承面范圍之外，會使工件傾斜或移動，夾緊時將破壞工件的定位。

2.力的作用點應選在工件剛性較好的部位。這對剛度較差的工件尤其重要，如將作用點由中間的單點改成兩旁的兩點夾緊，可使變形大為減小，并且夾緊更加可靠。

3.力可的作用點應盡量靠近加工表面，以防止工件產(chǎn)生振動和變形，提高定位的穩(wěn)定性和靠性。

1.6.3.3夾緊力的大小

夾緊力的大小，對于保證定位穩(wěn)定、夾緊可靠，確定夾緊裝置的結(jié)構(gòu)尺寸，都有著密密切的關(guān)系。夾緊力的大小要適當。夾緊力過小則夾緊不牢靠，在加工過程中工件可能發(fā)生位移而破壞定位，其結(jié)果輕則影響加工質(zhì)量，重則造成工件報廢甚至發(fā)生安全事故。夾緊力過大會使工件變形，也會對加工質(zhì)量不利。

理論上，夾緊力的大小應與作用在工件上的其它力（力矩）相平衡；而實際上，夾緊力的大小還與工藝系統(tǒng)的剛度、夾緊機構(gòu)的傳遞效率等因素有關(guān)，計算是很復雜的。因此，實際設(shè)計中常采用估算法、類比法和試驗法確定所需的夾緊力。

當采用估算法確定夾緊力的大小時，為簡化計算，通常將夾具和工件看成一個剛性系統(tǒng)。根據(jù)工件所受切削力、夾緊力（大型工件應考慮重力、慣性力等）的作用情況，

找出加工過程中對夾緊最不利的狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力，最后再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力，即

Fwk=KFw （1-11）式中 Fwk——實際所需夾緊力，單位為N；

Fw——在一定條件下，由靜力平衡算出的理論夾緊力，單位為N； K——安全系數(shù)，粗略計算時，粗加工取K＝2.5～3，精加工取K＝1.5～2。

夾緊力三要素的確定，實際是一個綜合性問題。必須全面考慮工件結(jié)構(gòu)特點、工藝方法、定位元件的結(jié)構(gòu)和布置等多種因素，才能最后確定并具體設(shè)計出較為理想的夾緊裝置。

1.6.4減小夾緊變形的措施

有時，一個工件很難找出合適的夾緊點。如較長的套筒在車床上鏜內(nèi)孔和高支座在鏜床上鏜孔，以及一些薄壁零件的夾持等，均不易找到合適的夾緊點。這時可以采取以下措施減少夾緊變形。

1.均勻的對稱變形，以便獲得變形量的統(tǒng)計平均值，通過調(diào)整刀具適當消除部分變形量，也可以達到所要求的加工精度。）增加輔助支承和輔助夾緊點。若高支座可采用增加一個輔助支承點及輔助夾緊力，就可以使工件獲得滿意的夾緊狀態(tài)。

2.分散著力點，用一塊活動壓板將夾緊力的著力點分散成兩個或四個，從而改變著力點的位置，減少著力點的壓力，獲得減少夾緊變形的效果。

3.增加壓緊件接觸面積，在壓板下增加墊環(huán)，使夾緊力通過剛性好的墊環(huán)均勻地作用在薄壁工件上，避免工件局部壓陷。

4.利用對稱變夾具的夾緊設(shè)計，應保證形狀在加工薄壁套筒時，采用加寬卡爪，如果夾緊力較大，仍有可能發(fā)生較大的變形。因此，在精加工時，除減小夾緊力外，工件能產(chǎn)生。

5.其它措施對于一些極薄的特形工件，靠精密沖壓加工仍達不到所要求的精度而需要進行機械加工時，上述各種措施通常難以滿足需要，可以采用一種凍結(jié)式夾具。這類夾具是將極薄的特形工件定位于一個隨行的型腔里，然后澆灌低熔點金屬，待其固結(jié)后一起加工，加工完成后，再加熱熔解取出工件。低熔點金屬的澆灌及熔解分離，都是在生產(chǎn)線上進行的。

1.7 機床夾具的現(xiàn)狀及發(fā)展方向

夾具最早出現(xiàn)在18世紀后期。隨著科學技術(shù)的不斷進步，夾具已從一種輔助工具

發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。 1.7.1機床夾具的現(xiàn)狀

有關(guān)統(tǒng)計表明，目前的中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85％左右�，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應市場的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里，約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3～4年就要更新50～80％左右專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為10～20％左右。特別是近年來，數(shù)控機床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術(shù)的應用，對機床夾具提出了如下新的要求：

1．能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)成本； 2．能裝夾一組具有相似性特征的工件； 3．能適用于精密加工的高精度機床夾具；

4．能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機床夾具；

5．采用以液壓站等為動力源的高效夾緊裝置，以進一步減輕勞動強度和提高勞動生產(chǎn)率；

6.提高機床夾具的標準化程度。 1.7.2現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向

現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為標準化、精密化、高效化和柔性化等四個方面。 1.標準化

機床夾具的標準化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面。目前我國已有夾具零件及部件的國家標準：GB/T2148～T2259－91以及各類通用夾具、組合夾具標準等。機床夾具的標準化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)總成本。

2.精密化

隨著機械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必相應提高了對夾具的精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達±0.1

3.高效化

高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強度。常見的高效化夾具有自動化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在試驗轉(zhuǎn)速為9000r/min的條件下仍能牢固地夾緊工

件，從而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生產(chǎn)流水線、自動線配置相應的高效、自動化夾具外，在數(shù)控機床上，尤其在加工中心上出現(xiàn)了各種自動裝夾工件的夾具以及自動更換夾具的裝置，充分發(fā)揮了數(shù)控機床的效率。

4.柔性化

機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是指機床夾具通過調(diào)整、組合等方式以適應可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、模塊化夾具、數(shù)控夾具等。為適應現(xiàn)代機械工業(yè)多品種、中小批量生產(chǎn)的需要，擴大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結(jié)構(gòu)為可拆結(jié)構(gòu)，發(fā)展可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)，將是當前夾具發(fā)展的主要方向。

2 車床夾具設(shè)計

1. 零件的工藝分析

該共有三組加工表面，表面間無位置度要求

一個是φ40H7的內(nèi)孔表面：由于零件是模鍛件，已有φ30的毛坯孔且精度要求不是很高，故采用粗鏜及半精鏜即可

一個是圖示A表面及B表面：由兩φ30h7的圓柱凸臺端面面組成。有較高的精度要求，故采用粗銑加半精銑。

還有圖示C表面及D表面：及圓柱間的連接槽面，由于表面質(zhì)量要求不高，采用粗銑即可。

其中主要加工表面及其加工方法如表1-1所示：

表1-1 各加工表面加工要求表

2. 毛坯的確定

2.1確定毛坯的制造形式及熱處理 2.1.1 制造形式

零件材料為:HT200在工作過程中起支撐作用,所受的動載荷和交變載荷較小，由于零件的生產(chǎn)類型是中批量生產(chǎn),而且零件的輪廓尺寸不大,故可以采取金屬模機械砂型鑄造成型，這樣有助于提高生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量。 2.1.2 毛坯的熱處理

灰鑄鐵（HT200）中的碳全部或大部分以片狀石墨方式存在鑄鐵中，由于片狀石墨對基體的割裂作用大，引起應力集中也大，因此，使石墨片得到細化，并改善石墨片的分布，可提高鑄鐵的性能�？刹捎檬嘶穑瑏硐T鐵表層和壁厚較薄的部位可能出現(xiàn)的白口組織（有大量的滲碳體出現(xiàn)），以便于切削加工。 2.2毛坯結(jié)構(gòu)的確定

根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件。由參考文獻可知，其生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。毛坯的鑄造方法選用金屬模機械砂型鑄造成型。又由于支座零件?40孔需鑄出，故還應安放型芯，此外，為清除殘余應力，鑄造后應安排人工時效。由參考文獻可知，該種鑄件的尺寸公差等級CT為8～10級，加工余量等級MA為G級，故選取尺寸公差等級CT為10級，加工余量等級MA為G級。鑄件的分型面選擇通過從基準孔軸線，且與側(cè)面平行的面。澆冒口位置分別位于?40孔的上頂面。

由參考文獻用查表法確定參考面的總余量如表1-2所示：

表1-2 各加工表面總余量（mm）

2.3 毛坯尺寸的確定

根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：

1．厚度60mm 考慮到φ40H7孔端面的加工方便性，故將φ40H7孔端面鑄造高度跟兩φ30h7圓柱凸臺端面平齊，這樣便于裝夾和加工，厚度方向的余量查《工藝手冊》表2.2~2.5，其余量值為2.0~2.5mm，現(xiàn)取2mm。又因A、B面都要經(jīng)過粗銑、精銑，故

厚度毛坯值為60mm。

2．長度210mm 按照《工藝手冊》表2.2~2.5，加工面其余量值為2.0~2.5mm，取加工量為2.5mm。

3．φ40H7孔考慮到φ40H7的孔比較大，若鑄成實心將既不便于加工也浪費材料；因此采用將φ40H7的孔鑄成φ30的通孔，留余量10mm。 4.基面的選擇

4.1 工序順序的安排的原則

1.對于形狀復雜、尺寸較大的毛坯，先安排劃線工序，為精基準加工提供找正基準。

2.按“先基準后其他”的順序，首先加工精基準面。 3.在重要表面加工前應對精基準進行修正。 4.按“先主后次，先粗后精”的順序。

5.對于與主要表面有位置精度要求的次要表面應安排在主要表面加工之后加工。 4.2 基面的選擇

1.粗基準的選擇對于本零件而言，按照粗基準的選擇原則，選擇本零件的的兩個?30h7的圓柱凸臺的一邊端面（B面）作為粗基準，采用V形塊夾兩?30h7的圓柱凸臺側(cè)面定位用虎鉗加緊銑削A面；

2.精基準的選擇用經(jīng)(1)中已加工好的A面作為精基準，用于加工B毛坯面；然后用加工好的B面再做精基準，用于加工?40H7內(nèi)孔表面。

5. 制定工藝路線

制定加工工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用的夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應當考慮經(jīng)濟效益，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 5.1 工藝路線

工序1 以毛坯B面為粗基準，銑D面。工序2 銑A面

工序3 調(diào)頭以加工后的A面為精基準，銑C面。工序4 銑B面

工序5 調(diào)頭以加工好的B面為精基準，鏜?40H7的孔。

5.2 工藝過程卡片

2.1 工件預加工內(nèi)容

1.該工件其他部位都已經(jīng)加工完畢，工件所待加工的部位為鉆Φ40的孔；零件的形狀、尺寸及其位置如零件圖2-1所示。

2.零件生產(chǎn)批量10000件，屬中小批量生產(chǎn)。

圖2-1 設(shè)計

2.2 初定夾具結(jié)構(gòu)方案 2.2.1工件定位方案及定位裝置 2.2.1.1定位方案

根據(jù)加工工序的尺寸，形狀和位置精度要求，工件定位時需要限制四個方向的自由度：沿X,Y方向的水平運動以及軸向轉(zhuǎn)動。

固定V形塊：限制X方向的移動，Y方向的移動和轉(zhuǎn)動。活動V形塊：限制X方向的轉(zhuǎn)動。如圖2-2。

（V型塊定位）圖2-2 定位

2.2.3工件夾緊裝置

工件夾緊裝置如圖2-5。夾緊方案及裝置：

1根據(jù)零件的定位方案，采用移動壓板式螺旋夾緊機構(gòu)。因為工件是在臥式車床上進行加工，加工力及震動較大，要求夾緊裝置具有足夠的強度，因此，需在工件兩邊同時用螺母進行夾緊以防工件旋轉(zhuǎn)松動。

2.當需要夾緊工件進行加工時只要旋緊螺桿就可以實現(xiàn)工件的夾緊了。加工完后旋開螺母在旋開壓板和V型塊，再把另一邊的的螺母擰開就可以卸下工件。

圖2-5 工件夾緊裝置

2.3 繪圖

完善夾具總草圖上應標注主要尺寸、公差配合等，如圖2-7。

圖2-7 裝配圖

結(jié) 論

本夾具設(shè)計課程實踐環(huán)節(jié)即將結(jié)束，課題是根據(jù)零件的加工內(nèi)容所設(shè)計的車床專用夾具。從零件的結(jié)構(gòu)特點及加工內(nèi)容初步擬定定位方案，夾緊方案，繪制草圖，修改方案，最終確定方案。這期間鞏固復習了以前學習過的內(nèi)容并進行了綜合運用，提高了我們綜合運用所學知識以及理論結(jié)合實際的能力。

通過此次的學習不僅使我對課本內(nèi)容有了更深入的認識，培養(yǎng)了我分析問題的能力。對靈活運用工具手冊解決問題的能力有了明顯地提高。我基本掌握了專用夾具設(shè)計的方法和步驟。

由于自己的能力所限，設(shè)計中還有許多不足之處，以后還要繼續(xù)不斷的學習改進。

課程設(shè)計的心得體會

時至今日，課程設(shè)計終于可以畫上一個句號了，但是現(xiàn)在回想起來做課程設(shè)計的整個過程，頗有心得，其中有苦也有甜，不過樂趣盡在其中呀！沒有接受任務以前覺得課程設(shè)計只是對這幾年來所學知識的單純總結(jié)（這是我以前的一種想法），但是通過這次做課程設(shè)計發(fā)現(xiàn)自己的看法有點太片面、太偏激了。課程設(shè)計不僅是對前面所學知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。下面我對整個課程設(shè)計的過程做一下簡單的總結(jié)。

第一，接到任務以后進行選題。選題是課程設(shè)計的開端，選擇恰當?shù)�、感興趣的題目，這對于整個課程設(shè)計是否能夠順利進行關(guān)系極大。好比走路，這開始的第一步是具有決定意義的，第一步邁向何方，需要慎重考慮。否則，就可能走許多彎路、費許多周折，甚至南轅北轍，難以到達目的地。而學校發(fā)布了指導老師所指導的學生名單，題目以在指導老師手中，現(xiàn)在的任務就是去找指導老師那里要課程設(shè)計的題目。

第二，題目確定后就是找資料了。查資料是做課程設(shè)計的前期準備工作，好的開端就相當于成功了一半，到院圖書館、書店、去雖說是比較原始的方式，但也有可取之處的，還有就是在網(wǎng)上尋找資料。總之，不管通過哪種方式查的資料都是有利用價值的，要一一記錄下來以備后用。

第三，通過上面的過程，已經(jīng)積累了不少資料，對題目也大概有了一些了解，這一步就是在這樣一個基礎(chǔ)上，綜合已有的資料來更透徹的分析題目。

我的心得也就這么多了，總之，不管學會的還是學不會的的確覺得困難比較多，真是萬事開頭難，不知道如何入手。還得出一個結(jié)論：知識必須通過應用才能實現(xiàn)其價值！有些東西以為學會了，但真正到用的時候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認為只有到真正會用的時候才是真的學會了。

在此要感謝我的指導老師對我悉心的指導，感謝老師給我這樣的機會鍛煉。在整個課程設(shè)計過程中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中的探索的艱難和成功的喜悅。雖然這個項目還不是很完善，但是在設(shè)計過程中所學到的東西是這次課程設(shè)計的最大收獲和財富，使我終身受益。

致謝

本論文是在李楷模老師的親切關(guān)懷和悉心指導下完成的。他嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，李老師都始終給予我細心的指導和不懈的支持。在此謹向李楷模老師致以誠摯的感謝和崇高的敬意。搞畢業(yè)設(shè)計也是一個新學習和檢驗學習知識的過程，充分將學習的知識應用于實際的設(shè)計中，溫故而知新，有助于我們更好的掌握所學的內(nèi)容。

在此次論文寫作中，我去圖書館查資料，在網(wǎng)上搜集資料，經(jīng)過數(shù)天的精心準備，在李楷模老師的指導下我終于把論文底稿給定了下來，在此要感謝所有曾在論文寫作期間對我提供一臂之力的同學和朋友。最后再次感謝我的指導李楷模老師，他嚴謹細致、一絲不茍的作風一直是我工作、學習中的榜樣；他循循善誘的教導和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。在這里請接受我誠摯的謝意。在設(shè)計中我深刻的體會到：無論做什么，都要做一個自始自終的人，盡力把每一個章節(jié)都做好，一切按照要求做，充分發(fā)揮自己的想象空間和創(chuàng)造能力。

雖然自己將要告別學生生活，但自己在以后工作中還要需要更加的努力學習，我堅信大學搞畢業(yè)論文設(shè)計工作的過程中，我增長了知識的同時也深刻的發(fā)現(xiàn)自己知識的欠缺，自己在學校的書本上學的知識，還遠遠不能滿足以后的需生活，將成為我人生中的一筆寶貴的財富。最后，感謝湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院的各位老師三年來對我們的教育，感謝學院能給我們提供這次非常好的學習實踐機會！

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