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1、遼寧職業(yè)學院 畢業(yè)論文（設計） 題 目 鉆孔夾具的設計 系（分院） 機械工程學院 專業(yè)班級 機自1034班 姓 名 指導教師 姓名 職稱 日 期 遼寧職業(yè)學院 畢業(yè)論文（設計）任務書 專業(yè)班級：機自1034班 學生姓名： 題 目： 鉆孔夾具的設計 上交論文（報告）日期： 答辯日期： 指導教師： 本人聲明 我聲明，本論文及其設計工作是由本人在指導教師的指導下獨立完成的，在完成論 文時所利用的一切資料均已在參考文獻中列出。 畢業(yè)生簽名： 時間： 年 月 日 目錄 摘要 1鉆孔夾具設計 2 1.1 設計的目的 2 1.2 機床夾

2、具的主要功能 3 1.3 機床夾具的特殊功能 3 1.4 生產條件 3 1.5 夾具總體設計的要求 3 1.6 機床夾具的總體形式 4 1.6.1 確定夾具體 4 1.6.2 確定聯接體 5 1.7 設計夾緊機構一般應遵循以下主要原則 5 1.8 鉆孔夾具方案設計 5 1.9 制定出合理的設計方案 5 夾具分類 3夾具的定位方式 7 4設計夾緊裝置時應注意什么 8 5總結 9 參考文獻 10 致謝 11 遼寧職業(yè)學院畢業(yè)論文 摘要 在設計的過程中，我綜合運用了系統的設計方法和相關設計軟件（如 CAXA）,且應 用相關設計資料（包括手冊、標準和規(guī)范等

3、）以及進行經驗估算等方法。運用在學校所 學基本理論知識，正確解決工件在加工時的定位和夾緊問題，選擇合理的設計方案，進 行計算，設計出符合要求、 優(yōu)質、高效、低成本的夾具。并運用所學基本理論知識， 解決工件在加工時的定位和夾緊問題，選擇了合理的方案和計算，設計出符合優(yōu)質、高 效、低成本的夾具。 關鍵詞：鉆孔夾具設計 11 1鉆孔夾具設計 1.1 設計的目的 機械制造裝備設計課程設計是機械設計中的一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)， 也是機械 類專業(yè)學生較為全面的機械設計訓練。其目的在于： 1 .培養(yǎng)學生綜合運用機械設計基礎以及其他先修課程的理論知識和生產實際知識 去分析和解決工程實際問

4、題的能力，通過課設訓練可以鞏固、加深有關機械課設方面的 理論知識。 2 .學習和掌握一般機械設計的基本方法和步驟。培養(yǎng)獨立設計能力，為以后的專業(yè) 課程及畢業(yè)設計打好基礎，做好準備。 3 .使學生具有運用標準、規(guī)范手冊、圖冊和查詢有關設計資料的能力。 我國的裝 備制造業(yè)盡管已有一定的基礎，規(guī)模也不小，實力較其它發(fā)展中國家雄厚。但畢竟技術 基礎薄弱，滯后于制造業(yè)發(fā)展的需要。我們要以高度的使命感和責任感，采取更加有效 的措施，克服發(fā)展中存在的問題，把我國從一個制造業(yè)大國建設成為一個制造強國，成 為世界級制造業(yè)基礎地之一。 夾兒是一種裝夾工件的_L芝蕓備 它廣泛地應用機械制造過程的切削加工、熱

5、 處理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。 在金屬切削機床上使用的夾具統稱為機床夾 JU在現代牛產中 機床夾幾出一種不可缺少的工藝裝備 它在接影響著加上的精度、 勞動生產率和產品的制造成本等 故機床,夾具設計在企業(yè)的產品設計和制造以及牛產 技術準備中占有極其重要的地位。機床夾具設計是一項重要的技術工作 在機械加工過程中，夾具按專業(yè)化程度可分為通用夾具、專用夾具、可調夾具、組 合夾具、成組夾具、標準夾具、隨行夾具、組合機床夾具等。對于大批量生產的產品一 般選用專用夾具。鉆夾具的主要任務是保證刀具旋轉軸線對工件定位表面有正確的相互 位置，根據工件的集合形狀和尺寸結構及工藝特性，選擇不同形式的鉆模以

6、保證產品精 度和生產率。 1.2 機床夾具的主要功能 定位：確定工件在夾具中占有正確的過程。定位是通過工件定位基準面與夾具定位 元件的定位面接觸或配合實現的。 正確的定位可以保證工件加工面的尺寸和位置精度要 求。夾緊1.件定位后將二固定使六件加工過門中俁持定位一位一罡不變的操作，山「 工件在加工時受到各種力的作用若不將工件固定則工件會松動、脫落.因此夾 緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。 1.3 機床夾具的特殊功能 1對刀 調整刀鋸切削刃和對，件或夾具的U：確位置口如鈦床夾匚中的對刀塊 它 能迅速地確定銃刀相對于夾具的正確位置。 2 導向 加制床夾」中的印度板和砧套 能迅速地峰定3

7、頭的位宣.”3導其 進行鉆削口導向兀件制成模板出式 故鉆床夾具常稱為鉆模口鎖床夾n也n有導向功能, 1.4 生產條件 直徑從1毫米以下至120毫米的所有規(guī)格鉆頭都可以使用鉆床加工。 臺式鉆床的加 工范圍通常在15毫米以下。立式鉆床的最大加工范圍通常在 15~7強米之間。搖臂鉆的 最大加工范圍在25~1204米之間。各種鉆床主軸的錐孔型號和功率不同。最小的高速臺 鉆的功率只有200W最大的搖臂鉆白功率可以達到 25KW臺鉗常用在立式鉆床和臺式 鉆床上，只能夾持小型零件，大中型零件通常在搖臂鉆上加工，直接夾緊在工作臺上。 Z5025s號立式鉆床，最大鉆孔直徑25mm主軸端至底面距離10

8、00mm主軸級數9級，主 軸轉速范圍500-2000轉每分鐘，主軸行程200mm外形尺寸1050X 687X 1980 1.5 夾具總體設計的要求 1夾具應滿足零件加工工序的精度要求。特別對于精加工工序，應適當提高夾具的 精度，以保證工件的尺寸公差和形狀位置公差等。 2夾具應達到加工生產率的要求。特別對于大批量生產中使用的夾具，應設法縮短 加工的基本時間和輔助時間。 3夾具的操作要方便、安全。按不同的加工方法，可設置必要的防護裝置、擋屑板 以及各種安全器具。 4能保證夾具一定的使用壽命和較低的夾具制造成本。夾具元件 的材料選用將直接影響夾具的使用壽命。因此，定位元件以及主要元件宜

9、采用力學性能 較好的材料。夾具的低成本設計在世界各國都以相當重視。為此，夾具的復雜程度應與 工件的生產批量相適應。在大批量生產中。宜采用氣壓、液壓等高效夾緊裝置；而小批 量生產，則宜采用較簡單的夾具結構。 5要適當提高夾具元件的通用化和標準程度。選用標準化元件，特別應選用商品化 的標準元件，以縮短夾具制造周期，從而降低夾具成本。 6必須具有良好的結構工藝性，以便夾具的制造、使用和維修。以上要求有時是互 相矛盾的，故應在全面考慮的基礎上，處理好主要矛盾，使之達到較好的效果。例如鉆 模設計中，通常側重于生產率的要求。 1.6 機床夾具的總體形式 機床夾具的總體形式一般應根據工件的形狀、大小

10、、加工內容及選用機床等因素來 確定。夾具的組成歸納為： 1定位元件及定位裝置用于確定工件正確位置的元件或裝置。 2加緊元件及夾緊裝置 用于固定元件已獲得的正確位置的元件或裝置。 3導向及對刀元件用于確定工件與刀具相互位置的元件。 4動力裝置在成批生產中，為了減輕工人勞動強度，提高生產率，常采用氣動、液動等 動力裝置。 5夾具體用于將各種元件裝置連接在一體，并通過它將整個夾具安裝在機床上。 6其他元件及裝置 根據加工需要來設置的元件或裝置。 1.6.1 確定夾具體 夾具體上一般不設定位和定向裝置，特別是臺鉆、立鉆和搖臂鉆上使用時，但夾具 體底板上一般都設有翻邊或留一些平臺面，以便

11、夾具在機床工作臺上固定。夾具體一般 是設計成平板式（有些夾具體鑄造成特殊形狀），保證具有足夠的剛性。它用來固定定 位元件、加緊機構和聯接體，并于機床可靠聯接。 1.6.2 確定聯接體 聯接體是將導向裝置與夾具體聯接的工件，設計時主要考慮聯接體的剛性，合理布 置聯接體的位置，給定位元件、夾緊機構留出空間。此火具體的聯接裝置通過內六角螺 栓和圓柱銷來定位，考慮到剛性問題，在相對應的位置上在用一個聯接體支承鉆套板， 同樣用內六角螺栓定位。 1.7 設計夾緊機構一般應遵循以下主要原則 1火緊必須保證定位準確可靠，而不能破壞定位。 2工件和夾具的變形必須在允許的范圍內。 3夾緊機構必須可靠。

12、夾緊機構各元件要有足夠的強度和剛度，手動夾緊機構 4必須保證自鎖，機動夾緊應有聯鎖保護裝置，夾緊行程必須足夠。 5夾緊機構操作必須安全、省力、方便、迅速、符合工人操作習慣。 6夾緊機構的復雜程度、自動化程度必須與生產綱領和工廠的條件相適應。 1.8 鉆孔夾具方案設計 方案設計是夾具設計的重要階段，它在分析各種原始資料的基礎上，要完成下列設 計工作： ① 研究殼體零件原始資料，明確設計要求。 ② 擬訂鉆孔夾具結構方案，繪制夾具結構草圖。 ③ 繪制夾具總圖，標注有關尺寸及技術要求。 ④繪制零件圖。 1.9 制定出合理的設計方案 從另外一方面來說，機床夾具設計是工藝裝備設計中的

13、一個重要組成部分，是保 證產品質量和提高勞動生產率的一項重要技術措施。在設計過程中應深人實際，進行調 查研究，吸取國內外的先進技術，制定出合理的設計方案，再進行具體的設計。 1.鉆小4mm伯孑L ⑴ 進給量：f=0.2mm/r 查《手冊》表10-6 (P429) (2)切削速度：v=0.41m/s=24.6m/min 查《手冊》表 10-15 (P437) (3)機床主軸轉速： ns=1000vc/( JI dw)=1000*24.6/(3.14*4)=1958.6(r/min) 查《工藝手冊》表 4-5-1 (P176) 取ns=1360r/min 所以實際切削速度：v=JId

14、n/1000=1360*4*3.14/1000=17.08(m/min) ⑷切削工時： L1=(D-d1)/2*ctgKr+(1-2)=(9-0)/2*ctg60 ° +(1-2)=2.5mm L2=1-4 取 L2=3mm L=5.5mm 所以 tm = (L1+L2+L)/nf= (3+2.5+5.5 ) /(0.2*1360)=0.04(min) 2較小6mm勺臺階孔 (1)進給量：f=0.3mm/r (2)切削速度：v=0.33m/s=19.8m/min 2夾具分類 按鉆模有無夾具體，以及夾具體是否可動，而分為下面幾類： 1 .固定式鉆模 這種鉆模在使用時，是被

15、固定在鉆床工作臺。用于在立軸式鉆床上加工較大的單 孔或在搖臂鉆床上加工平行孔系。如果要在立式鉆床上使用固定式鉆模加工平行空系， 則需要在機床主軸上安裝鉆模時，一般先將裝在主軸上的定尺刀具伸入鉆套中，以確定 鉆模的位置，然后將其緊固。這種加工方式的鉆孔精度比較高。 2 .回轉式鉆模 回轉式鉆模主要用于加工同一圓周面上的平行孔系，或分布在圓周上的徑向孔。 有立軸、臥軸和斜軸回轉等三種基本形式。由于回轉臺已標準化，并作為機床附件由專 門廠生產供應，固回轉式鉆模的設計，大多數情況是設計專用的工作夾具和標準回轉臺 聯合使用。 3 .翻轉式鉆模 主要用于加工小型工件不同表面上的孔。使用翻轉式鉆模可

16、減少工件裝夾的次數, 提高工件上各孔之間的位置精度。 4 .蓋板式鉆模 這種鉆模無夾具體，其定位元件和夾緊裝置直接裝在鉆模板上。鉆模板在工件上 裝夾，適合于體積大而笨重的工件上的小孔加工。夾具、結構簡單輕便，易清除切屑； 但是每次夾具需從工件上裝卸，較費時，故此鉆模的質量一般不宜超過 10 kg。 5 .滑柱式鉆模 滑柱式鉆模的結構已經標準化了和規(guī)格化了，具有不同的系列。使用時，只要 根據工件的形狀、尺寸和加工要求等具體情況，專門設計制造相應的定位、夾緊裝置和 鉆套等，裝在夾具體的平臺或鉆模板上的適當位置，就可用于加工。 此次設計的夾具是蓋板式，圖1為其中部分結構。 圖1蓋

17、板式夾具 3夾具的定位方式 加工中，工件定位中的幾種情況：完全定位 不完全定位 欠定位 過定位 (1)完全定位 工件的六個自由度全部被限制的定位，稱為完全定位。當工件在 x、V、z三個坐標方向 上均有尺寸要求或位置精度要求時，一般采用這種定位方式。 (2)不完全定位 根據工件的加工要求，并不需要限制工件的全部自由度，這樣的定位，稱為不完全定位。 ⑶欠定位 根據工件的加工要求，應該限制的自由度沒有完全被限制的定位，稱為欠定位。欠定位 無法保證加工要求，所以是絕不允許的。 ⑷過定位 夾具上的兩個或兩個以上的定位元件，重復限制工件的同一個或幾個自由度的現象，稱 為過定位。 夾緊的

18、目的是保證工件在夾具中的定位，不致因工時受切削力，重力或伴生離心 力，慣性力，熱應力等的作用產生移動或振動。夾緊裝置是夾具完成夾緊作用的一個重 要的而不可以缺少的組成部分，除非工件在加工過程中所受到的各種力不會使它離開定 位時所需確定的位置，才可以設有夾緊裝置。夾緊裝置設計的優(yōu)劣，對于提高夾緊的精 度和加工作效率，減輕勞動強度都有很大的影響。 4設計夾緊裝置時應注意什么 設計夾緊裝置時，應滿足下述主要要求： 1 .夾緊裝置在對工件夾緊時，不應破壞工件的定位，為此，必須正確選擇夾緊力的 方向及著力點。 2 .火緊力的大小應該可靠，適當，要保證工件在夾緊后的變形和受壓表面的損傷不 致超出允

19、許的范圍。 3 .夾緊裝置結構簡單合理，夾緊動作要迅速，操作方便省力，安全。 4 .夾緊力或夾緊行程在一定范圍內可進行調整和補償。 該工件在z軸上的定位，通過v型塊和弧形壓板實現（如圖1所示），y軸上通過兩 個內六角螺栓定位并加緊（如圖2所示）。 圖2裝夾 5總結 通過這次課程設計，我們系統地回顧和復習了所學的相關專業(yè)知識，同時也深刻 體會到學習的重要性并領會到設計也是一種學習的方式。在設計的過程中，我們綜合運 用了系統的設計方法和相關設計軟件（如 AUTOCAD）,且應用熟悉相關設計資料（包 括手冊、標準和規(guī)范等）以及進行經驗估算等方面有了一定程度的提高。在本次課程設 計

20、中，能運用所學基本理論知識，正確解決工件在加工時的定位和夾緊問題，選擇合理 的設計方案，進行必要的計算，根據課題設計出符合要求、 優(yōu)質、高效、低成本的火 具。并能運用所學基本理論知識，正確解決工件在加工時的定位和夾緊問題，選擇合理 的方案，進行必要的計算，根據題意設計出符合優(yōu)質、高效、低成本的夾具。 參考文獻 [1]陳立德主編.機械制造技術基礎課程設計.北京：高等教育出版社， 2009 [2]趙大興主編.工程制圖.北京：高等教育出版社， 2006 [3]王伯平主編.互換性與測量技術基礎（第一版）.北京：機械工業(yè)出版社，2004 [4]羅圣國，吳宗澤主編.機械設計課程設計手冊 （第三

21、版）.北京：高等教育出版社, 2007 [5]梁炳文主編.機械加工工藝與竅門精選（第一版）.北京：機械工業(yè)出版社，2004 [6]何銘新，錢可強主編.機械制圖（第五版）.北京：高等教育出版社，2004 致謝 本論文是在我的指導老師李浩然的親切關懷和悉心指導下完成的。 他嚴肅的科學態(tài) 度，嚴謹的治學精神，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。兩年多來，李老師不 僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，在此謹向 李老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 在此，我還要感謝在一起愉快的度過大學生活的各位同學們門，正是由于你們的幫 助和支持，我才能克服一個又一個的困難和疑惑，直至本文的順利完成。也特別感謝我 的班主任門宏老師，他在百忙之中抽出時間對本文進行評審并提出寶貴意見，給予我不 少的幫助。