毕业论文锥度薄壁的夹具设计.doc

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1、 毕 业 设 计锥度薄壁的夹具设计专 业 机电一体化技术学生姓名 _ 班 级 _ 学 号 _ 指导教师 _ 完成日期 _2010-12-30_ 目 录摘要1第1章 机床夹具在机械加工中的应用 11.1机床夹具在机械加工中的作用 11.2机床夹具的分类 21.3机床夹具的组成 6第2章 夹具和工件的设计 62.1夹具设计的要求 62.2加工的零件 62.3夹具的设计 62.4工艺路线的拟定 72.5加工工艺 82.6装配图 82.7实际应用 8小结 9参考文献 9致谢 10 锥度薄壁的夹具设计作者： 【摘 要】 随着科技不断发展，使机械工业得到了很大的提高，特别是近年来机械工业领域正向着高精度、

2、高质量、高效率、低成本方向发展。随着机械工业的发展，其他各工业部门都向着高深度迈进，机械工业的发展日趋重要。在机械制造的机械加工、焊接、热处理、检验、装配等工艺过程中，为了安装加工工件，使之占有正确的位置，以保证零件和产品的质量，并提高生产效率，所产用的工艺装备称为夹具。夹具是在机械制造的机械加工、焊接、热处理、检验、装配等工艺过程中，为了安装加工工件，使之占有正确的位置，以保证零件和产品的质量，并提高生产效率，所产用的工艺装备。 在本设计中介绍了锥度薄壁的夹具设计、适用范围、工作原理，给出了各零件图和参数选择，使用效果良好，适合批量加工，具有方便、省时、经济等特点。【关键词】 夹具 精度 经

3、济性第一章 机床夹具在机械加工中的应用1.1机床夹具在机械加工中的作用 在机械制造的机械加工、焊接、热处理、检验、装配等工艺过程中，为了安装加工工件，使之占有正确的位置，以保证零件和产品的质量，并提高生产效率，所产用的工艺装备称为夹具。在机床上加工工件时，必须用夹具装好夹牢工件。将工件装好，就是在机床上确定工件相对于道具的正确位置，这一过程称为定位。将工件夹牢，就是对工件施加作用力，使之在已经定好的位置上将工件可靠地夹紧，这一过程称为夹紧。从定位到夹紧的全过程，称为装夹。在机床上加工工件时所用的夹具称为机床夹具。机床夹具的主要功能就是完成工件的装夹工作。工件装夹情况的好坏，将直接影响工件的加工

4、精度。无论是传统制造，还是现代制造系统，机床夹具都是十分重要的，它对加工质量、生产率和产品成本都有直接影响，因此企业花费在夹具设计和制造商的时间，无论是改进现有产品或是开发新产品，在生产周期中都占有较大的比重。机床夹具在机械加工中起着十分重要的作用，归纳起来，主要表现在以下几个方面。(1)缩短辅助时间，提高劳动生产率，降低加工成本。使用夹具包括两个过程：一是夹具在机床上的安装余调整，二是工件在夹具中的安装。前者可以依靠夹具上的定向键、对刀块等专门装置快速实现，后者则由夹具上专门用于定位的V形块、定位环等元件迅速实现；此外，夹具中还可以不同程度地采用高效率的多件、多位、快速、增力、机动等夹紧装置

5、，利用辅助支承等提高工件的刚度，以利于采用较大的切削用量。这样，便可缩短辅助时间、减少机动时间，有效地提高劳动效率，降低加工成本。(2)保证加工精度，稳定加工质量。采用夹具安装工件，夹具在机床上的安装位置和工件在夹具中的安装位置均已确定，因而工件在加工过程中的位置精度不会受到各种主观因素以及操作者的技术水平影响，加工精度易于保证，并且加工质量稳定。(3)降低对工人的技术要求，减轻工人的劳动强度，保证安全生产。使用专用夹具安装工件，定位方便、准确、快捷，位置精度依靠夹具精度保证，因而可以降低对工人的技术要求；同时，夹紧又可采用增力、机动等装置，可以减轻工人的劳动强度。根据加工条件，还可设计防护装

6、置，确保操作者的人身安全。(4) 扩大机床的工艺范围，实现“一机多能”。在批量不大、工件种类和规格较多、机床品种有限的生产条件下，可以通过设计机床夹具，改变机床的工艺范围，实现“一机多能”。例如：在普通铣床上安装专用夹具铣削成形表面；在车床溜板或在摇臂钻床上安装镗模可以加工箱体孔系等。(5)在自动化生产和流水线生产中，便于平衡生产节拍。在加工工艺过程中，特别在自动化生产和流水线生产中，当某些工序所需工时特别长时，可以采用多工位或高效夹具等提高生产效率，平衡生产节拍。不过，机床夹具的作用也存在一定的局限性，如下所示。a.专用机床夹具的设计制造周期长。它往往是新产品生产技术准备工作的关键之一，对新

7、产品的研制周期影响较大。 b.对毛坯质量要求较高。因为工件直接安装在夹具中，为了保证定位精度，要求毛坯表面平整，尺寸偏差较小。c.专用机床夹具主要适用于生产批量较大、产品品种相对稳定的场合。专用机床夹具是针对某个零件、某道工序而专门设计制造的，一旦产片改型，专用夹具便无法使用。因此，当现代机械工业出现多品种、中小批量的发展趋势时，专用夹具往往便成为开发新产品、改革老产品的障碍。1.2机床夹具的分类 机床夹具的种类很多，形状千差万别。为了设计、制造和管理的方便，往往按某一属性进行分类。1.2.1按夹具的通用特性分类按这一分类方法，常用的夹具有通用夹具、专用夹具、可调夹具、成组夹具、组合夹具和自动

8、线夹具六大类。它反映夹具在不同生产类型中的通用特性，因此是选择夹具的主要依据。 定义:通用夹具是指结构、尺寸已标准化，且具有一定通用 性的夹具,如三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、台虎钳、万能分度头、中心架、电磁吸盘等。 a.通用夹具. 优点:适用性强，不需要调整或稍加调整即可装夹一定形状范围内的各种工件。这类夹具已商品化，且成为机床附件。采用这类夹具可缩短生产准备周期，减少夹具品种，从而降低生产成本。 缺点:夹具的加工精度不高，生产率也较低，且较难装夹形状复杂的工件，故适用于单件小批量生产中。 定义:专用家具是针对某一工件的某一工序的加工要求而专门设计和制造的夹具。 b.专用夹具. 优点:针对性

9、极强，没有通用性。在产品相对稳定、批量较大的生产中,常用专用夹具,可获得较高的生产率和加工精度。 缺点:专用夹具的设计制造周期较长，随着现代多品种及中、小批量生产的发展，专用夹具在适应性和经济性等方面已产生许多问题。 定义:可调夹具是针对通用夹具和专用夹具的缺陷而发展起来 的一类新型夹具。 c.可调夹具. 优点:对不同类型和尺寸的工件，只需调整或更换原来夹具上的个别定位元件和夹紧元件便可使用。通用可调夹具的通用范围大，适用性 广。可调夹具在多品种小批量生产中得到广泛应用。 缺点:通用可调夹具加工对象不太固定，成组可调夹具是专门为成组工艺中某租零件设计的调整范围仅限于本组内的工件。 定义:这是在

10、成组加工技术基础上发展起来的一类夹具。它是根据成组加工工艺的原则，针对一组形成形状相近的零件专门设计的，也是由通用基础件和可调换元件组成夹具。 d.成组夹具. 优点:但它与可调夹具比，具有使用对象明确、设计科学合理、结构紧凑、调整方便等。 缺点:这类夹具从外形上看，与可调夹具不易区别。 定义:组合夹具是一种模块化的夹具，已实现商品化。标准的模块元件具有较高精度的耐磨性，可组装成各种夹具，夹具用毕即可拆卸,留待组装新的夹具。 e.组合夹具. 优点:使用组合夹具可缩短生产准备周期，元件能重复多次使用， 并具有可减少专用夹具数量等优点，因此组合夹具在单件、中小批多品种的生产和数控加工中，是一种较经济

11、的夹具。 固定式夹具:它与夹具相似 f.自动线夹具. 随行夹具:使用中夹具随工件一起运动，并将工件沿自动线从一个工位移至下一个工位进行加工。1.2.2按夹具使用的机床分类 车床夹具 铣床夹具 钻床夹具 镗床夹具 磨床夹具 齿轮机床夹具 数控机床夹具1.2.3按夹具动力源分类 减轻劳动强度 手动夹具 确保安全生产 具有扩力机构与自锁性能 气动夹具 液压夹具 气液夹具 机动夹具 电动夹具 电磁夹具 真空夹具 离心力夹具1.3机床夹具的组成 a.定位支承元件 b.夹紧元件 机床夹具的组成 c.连接定向元件 d.对刀元件和导向元件 e.其他装置或元件 f.夹具体第二章 夹具的设计及工艺2.1夹具设计的

12、要求 （1）保证工件的加工精度 （2）工艺性能好夹具设计的要求 （3）提高生产效率 (4)使用性能好 (5)经济性好2.2加工的零件图2-1 工件零件长55mm，宽55mm，锥度1：5，中孔40mm，设计一专用夹具以便能够更好的使其达到加工精度，提高其加工效率。技术要求锥度表面粗糙度达到1.6和工件锥度尺寸精度5424。2.3 夹具的设计2.3.1夹具材料的选择考虑到夹具只是在普通机床上加工并且加工的工件是45号钢为了方便与实用选用45号钢。 图2-2 夹具体图2-3 垫片 图2-4 螺母薄壁锥度件的夹具由心轴主体（图2-2）、垫片（图2-3）和螺母（图2-4）组成一整套夹具，将需要车锥度的工

13、件装夹在心轴上，中间加上垫片（图2-3），然后再装夹一个工件，再加上一个垫片，最后在螺纹上拧上螺母（图2-4），就组成了一整套的夹具装配图（图2-5），此夹具一次能加工两个工件。图2-3是分开两工件的垫片，有助于车刀的进给，图2-4是最后固定的螺母，防止工件过松脱落。2.4 工艺路线的拟定此零件为成批量生产，本设计的夹具只是对工件锥度面进行加工，提高生产效率，尺寸精度要求一般，在制定工艺路线时，主要保证锥面与工件轴线锥度达到技术要求。在心轴夹具设计时要保证50、90、39.98同轴度要好。2.5 加工工艺（1）选用90车刀粗车表面（2）将一直径为90mm，长为205mm的圆柱体装入三爪卡盘30

14、mm35mm，夹紧，然后在此基础上用90车刀加工一直径为40mm长为160mm的圆柱，并在其端面上打出中心孔。（3）将车好的一端掉头装夹在三爪卡盘上，工件露出卡盘外60mm,然后加工直径为50mm，长为30mm的圆柱。（4）直径为50mm，长为30mm的圆柱加工好后，掉头夹住圆柱，用顶尖顶在中心孔上，在长160mm的圆柱顶端加工长为30mm的三角螺纹。（5）倒角去毛刺（6）用此夹具加工工件可以提高工作效率，提高工件锥度的精度2.6装配图 图2-5装配图1.夹具体 2.一号工件 3.垫片 4.二号零件 5.垫片 6.螺母2.7 实际应用在实际应用中，提高了加工效率，保证了锥度面的要求以及尺寸精度

15、，但是，在加工好一批零件后，要重新调整好工件和心轴的同轴度，以免出现误差，降低了锥面的精度。小 结经过两个星期的仔细查阅资料和整理撰写，我完成了我的毕业设计。通过这次毕业设计，使我得到了一次用专业知识、专业技能分析和解决问题的全面系统的锻炼。使我对机械制造技术有了一个全新的认识和了解。机械制造技术不仅是国家制造业水平的主要标志，也是国家工业的基础和支柱。随着社会的发展，人们对产品的要求也发生了很大变化，要求品种要多样、更新要快捷、质量要高档、使用要方便、价格要合理、外形要美观、自动化程度要高、售后服务要好、要满足人们越来越高的要求，就必须采用先进的机械制造技术。因此，我们应抓住机遇，了解我国机

16、械制造技术的发展现状，把握现代机械制造技术的发展趋势，将其放在战略优先地位,并以足够的力度予以实施,使我国现代制造业与世界发达国家站在同一起跑线上。在激烈的市场竞争中立于不败之地。【参考文献】李昌年.机床夹具的设计与制造M.机械工业出版社.2007-1李魁胜.铸造工艺设计基础M.机械工业出版社.1981吴拓.现代机床夹具设计M.化学工业出版社.2009-3-1致谢本人在毕业设计过程中，首先，要衷心感谢我的导师xxx老师，因为毕业设计是在xxx老师的悉心指导下完成的。今天我能够顺利完成这份毕业设计，无不凝聚着xxx老师的心血与汗水。xxx老师在毕业设计的选题，研究方案的确定以及具体的实施过程都给予了周密的指导，他严谨的治学态度和系统的科研思路让我受益终生。在我做毕业设计的每一个阶段，从选题到查阅资料，论文提纲的确定，中期论文的修改，后期论文格式调整等每一步都是在xx老师的指导下完成的。xxx老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给了我无尽的启迪，他的严谨细致、一丝不苟的作风，将一直是我工作、学习中的榜样。 同时，论文的顺利完成，离不开其他各位老师、同学和朋友的关心和帮助。在他们的帮助下，论文得以不断完善，最终帮助我完整的写完了整个论文。感谢所有给我帮助的老师和同学，谢谢你们！