机床夹具设计毕业论文

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1、感折 涅将n般暴窜冥 盲滞 蛋FJ需。第4章夹具体及分度装置=i4.1夹具体（1）夹具体毛坯的类型a. 铸造夹具体b. 焊接夹具体c. 锻造夹具体d. 装配夹具体e. 型材夹具体（2）夹具体应满足的几本要求a. 应有足够的强度和刚度。b. 力求结构简单及装卸工件方便。c. 结构工艺性好。d. 排除切削方便。e. 在机床上安装稳定可靠。f. 具有适当的精度和尺寸稳定性。4.2分度装置（1）分度装置的类型a. 回转分度装置。回转分度装置是指工件在一次装夹中，通过夹具的某些 部分带动工件转动一定的角度完成多工位加工的分度装置。b. 直线分度装置。是指工件在一次装夹中，通过夹具的某些部分带动工件直线移

2、动一定距离完成多工位加工的分度装置。（2）回转分度装置的组成1）回转分度装置由固定部分、转动部分、对定机构、锁紧机构等组成。a. 固定部分固定部分是整个装置的基础，常与夹具体连接成一体。b. 转动部分转动部分是分度时随之转动的元件，实现工件的转位。c. 对定机构对定机构的作用是转位分度后，确保其转动部分相对固定部 分的位置，得到正确定位，实现分度要求。d. 锁紧机构锁紧机构是分度对定后将转动部分和固定部分紧固在一起， 减小加工时的振动，确保分度装置的工作精度。2）分度对定机构a. 钢球对定机构b. 枪栓式圆柱销对定机构。.手拉式菱形销对定机构d. 齿轮齿条操纵的圆锥销对定机构f.杠杆操作单斜面

3、对定机构3）锁紧机构当分度对定好之后，必须将转盘锁紧，以增强分度装置的刚度和稳定性。第5章 阀体工艺性分析5.1零件的功用、材料和性能该阀体是一个管道控制阀，通过一处外螺纹，一处带螺纹孔的方形壁与其他 物体连接。顶部内螺纹是用来安装控制阀门，利用阀门来控制液体的开关以及流 量的大小。阀体的材料是灰铸铁HT350，其抗拉强度大于350MPa。灰铸铁有很多优良性能：第一，铸造性能好，灰铸铁熔点低、流动性好。第二，减振性好，石墨割裂了基体，阻止了振动的传播，并将振动能量转变 为热能而消失。第三，切削加工性能好，片状石墨割裂了基体，使切削容易脆断，且石墨有 减振的作用，减少了刀具的磨损。第四，缺口敏感

4、性低。5.2形体分析此零件是阀体，从零件图上看，阀体左端通过螺柱和螺母与阀盖连接，形成 球阀容纳阀芯的中43空腔，左端的950H11圆柱形槽与阀盖的圆柱形凸缘相配合； 阀体空腔右侧935H11圆柱形槽，用来放置球阀关闭时不泄露流体的密封圈；阀 体右端有用于连接系统中管道的外螺纹M36x2,内部阶梯孔砂8.5、砂0与空腔 相通；在阀体上部的936圆柱体中，有砂6、砂2、918的阶梯孔与空腔相通， 在阶梯孔内容纳阀杆、填料压紧套；阶梯孔顶端90。扇形限位凸块，用来控制扳 手和阀杆的旋转角度。从尺寸上分析，阀体的结构形状比较复杂，标注尺寸很多，这里仅分析其中主要尺寸，其余尺寸读者自行分析。以阀体水平

5、轴线为径向（高度方向）尺寸基准，注出水平方向的径向直径尺 寸俏0、中35、中20和M36x2等。同时还要注出水平轴线到顶端的高度尺寸56。以阀体垂直孔的轴线为长度方向尺寸基准，注出铅垂方向的径向直径尺寸 6、M24x1.5、922H11. 18H11等。同时还要注出铅垂孔轴线与左端面的 距离21。以阀体前后对称面为宽度方向尺寸基准，注出阀体的圆柱体外形尺寸俏5、 左端面方形凸缘外形尺寸75x75，以及四个螺孔的定位尺寸970同时还要注出 扇形限位块的角度定位尺寸4530。5.3技术要求分析尺寸精度：阀体的尺寸精度中050，035的精度为IT7。尺寸41的公差是 0.06，精度为IT9。尺寸43

6、的公差是0.039，精度是IT8.尺寸21的公差是0.05, 精度是IT9.尺寸022 , 020的公差是0.033,精度是IT8.尺寸5的公差是0.18, 精度是IT13.尺寸018的公差是0.027，精度是IT8.尺寸56的公差是0.12，精 度是IT10.位置精度:指零件的各表面之间相互位置精度。020和035的同轴度应达到 设计要求。四个螺纹孔对035的轴线的位置度也应达到设计要求。表面粗糙度：零件的各表面的粗糙度应达到设计要求的粗糙度Ra值。热处理性能：作用零件的使用要求，其材料性能是很重要，对加工切削也有 很大影响。项目说明00.025 A端g33严0内0孔轴线对0内孔轴线的同轴度

7、公差为00.0250.05 A芬严左瑞面相对基准A0圆柱面其垂直度要求为0.050.02 A0的内孔相对基准0的起垂直度要求是0.02争 00.06 A被测轴线必须位于直径为公差值0.06的范围内轴线位于相对于35严基准A0所确定的理想位置上HT350材料为灰铸铁5.4零件的加工工艺性分析此零件是阀体，主要加工面是外圆、内孔、端面、阶台孔、内螺纹和沟槽等， 而且加工的内表面比外表面多，就带来了许多困难：（1）孔加工是在零件的内部进行，切削情况不易直接用眼睛来观察；（2）切屑不易排出，冷却液难以注入切削区域；（3）当加工时，壁厚比较薄，加工时容易产生变形；（4）内孔的测量要比外圆难，尤其是小孔。

8、就阀体零件来说：（1）该工件是以左端面和轴线为基准，根据基面先行的原则，第一道工序 应以右端面外圆定位加工左端面及内孔。（2）因阀体零件的壁厚较薄，在各道工序夹持工件时应注意防止变形。（3）该工件内孔020和035有同轴度要求，所以在加工时020. 035应在 一次装夹内完成加工。（4）该工件螺纹孔4-M12对035的轴线有位置度要求，所以在加工4-M12 螺纹孔时，应设计专用钻模，才能保证位置度的要求。5.5安排加工工艺路线在拟定工艺路线时，工序集中或分散的程度，主要取决于生产规模、零件的 结构特点和技术要求，有时，还要考虑各工序生产节拍的一致性。一般情况下， 单件小批生产时，只能工序集中，

9、在一台普通机床上加工出尽量多的表面；大批 大量生产时，既可以采用多刀、多轴等高效、自动机床，将工序集中，也可以将 工序分散后组织流水生产。批量生产应尽可能采用效率较高的半自动机床，使工 序适当集中，从而有效地提高生产率。阀体零件的加工工艺路线安排如下：（1）铸造毛坯（2）时效处理（3）车左端面，粗、半精、精镗孔中35、中43、050；钻、粗铰、精铰020（4）调头，车右端面，车孔028.5；车右端外圆表面，倒角；车M36x2螺 纹（5）车上端面，镗孔018、022、026，车O孔24.3；车M24螺纹（6）钻一攻4-M12螺纹（7）铣凸台（8）检查（9）包装入库第6章 阀体零件的车床夹具设计车

10、床夹具主要用于零件的旋转表面以及端面。因而车床夹具的主要特点是工 件加工表面的中心线与机床主轴的回转轴线同轴。6.1车床夹具的主要类型（1）安装在车床主轴上的夹具。这类夹具很多，有通用的三爪卡盘、四爪 卡盘，花盘，顶尖等，还有自行设计的心轴；专用夹具通常可分为心轴式、夹头 式、卡盘式、角铁式和花盘式。这类夹具的特点是加工时随机床主轴一起旋转， 刀具做进给运动定心式车床夹具 在定心式车床夹具上，工件常以孔或外圆定位，夹具采用 定心夹紧机构。角铁式车床夹具 在车床上加工壳体、支座、杠杆、接头等零件的回转端面 时，由于零件形状较复杂，难以装夹在通用卡盘上，因而须设计专用夹具。这种 夹具的夹具体呈角铁

11、状，故称其为角铁式车床夹具。花盘式车床夹具这类夹具的夹具体称花盘，上面开有若干个T形槽，安装 定位元件、夹紧元件和分度元件等辅助元件，可加工形状复杂工件的外圆和内孔。 这类夹具不对称，要注意平衡。（2）安装在托板上的夹具。某些重型、畸形工件，常常将夹具安装在托板上。 刀具则安装在车床主轴上做旋转运动，夹具做进给运动。由于后一类夹具应用很少，属于机床改装范畴。而生产中需自行设计的较多 是安装在车床主轴上的专用夹具，所以阀体零件在车床上加工用专用夹具。6. 2车床夹具的设计要点（1）定位装置的设计特点和夹紧装置的设计要求当加工回转表面时，要求工件加工面的轴线与机床主轴轴线重合，夹具上定位装置的结构

12、和布置必须保证这一点。当加工的表面与工序基准之间有尺寸联系或相互位置精度要求时，则应以 夹具的回转轴线为基准来确定定位元件的位置。工件的夹紧应可靠。由于加工时工件和夹具一起随主轴高速回转，故在加 工过程中工件除受切削力矩的作用外，整个夹具还要受到重力和离心力的作 用，转速越高离心力越大，这些力不仅降低夹紧力，同时会使主轴振动。因此， 夹紧机构必须具有足够的夹紧力，自锁性能好，以防止工件在加工过程中移动 或发生事故。对于角铁式夹具，夹紧力的施力方式要注意防止引起夹具变形。（2）夹具与机床主轴的连接车床夹具与机床主轴的连接精度对夹具的加工精度有一定的影响。因此， 要求夹具的回转轴线与卧式车床主轴轴

13、线应具有尽可能小的同轴度误差。心轴类车床夹具以莫氏锥柄与机床主轴锥孔配合连接，用螺杆拉紧。有的心 轴则以中心孔与车床前、后顶尖安装使用。根据径向尺寸的大小，其它专用夹具在机床主轴上的安装连接一般有两种方 式：1）对于径向尺寸D 140mm，或DV（23）d的小型夹具，一般用锥柄安装在 车床主轴的锥孔中，并用螺杆拉紧，如图1-a所示。这种连接方式定心精度较高。2）对于径向尺寸较大的夹具，一般用过渡盘与车床主轴轴颈连接。过渡盘与主 轴配合处的形状取决于主轴前端的结构。图1-b所示的过渡盘，其上有一个定位圆孔按H7/h6或H7/js6与主轴轴颈相 配合，并用螺纹和主轴连接。为防止停车和倒车时因惯性作

14、用使两者松开，可用 压板将过渡盘压在主轴上。专用夹具则以其定位止口按H7/h6或H7/js6装配在过 渡盘的凸缘上，用螺钉紧固。这种连接方式的定心精度受配合间隙的影响。为了 提高定心精度，可按找正圆校正夹具与机床主轴的同轴度。对于车床主轴前端为圆锥体并有凸缘的结构，如图1-c所示，过渡盘在其长锥 面上配合定心，用活套在主轴上的螺母锁紧，由键传递扭矩。这种安装方式的定 心精度较高，但端面要求紧贴，制造上较困难。图1-d所示是以主轴前端短锥面与过渡盘连接的方式。过渡盘推入主轴后，其 端面与主轴端面只允许有0.050.1mm的间隙，用螺钉均匀拧紧后，即可保证端 面与锥面全部接触，以使定心准确、刚度好

15、。图1车床夹具与机床主轴的连接过渡盘常作为车床附件备用，设计夹具时应按过渡盘凸缘确定专用夹具体的 止口尺寸。过渡盘的材料通常为铸铁。各种车床主轴前端的结构尺寸，可查阅有 关手册6.3阀体零件的车床专用夹具的总体设计(1) 夹具的总体结构应力力求紧凑、轻便，悬臂尺寸要短，重心尽可能靠 近主轴。(2) 当工件和夹具上个元件相对机床主轴的旋转轴线不平衡时，将产生较 大的离心力和振动，影响工件的加工质量、刀具的寿命、机床的精度和安全生产， 特别是在转速较高的情况下影响更大。因此，对于重量不对称的夹具，要有平衡 要求。平衡的方法有两种：设置平衡块或加工减重孔。在工厂实际生产中，常用 适配的方法进行夹具的

16、平衡工作。（3）为了保证安全，夹具上各种元件一般不超过夹具的圆形轮廓之外。因此， 还应该注意防止切削和冷却液的飞溅问题，必要时应该加防护罩。6.4阀体零件的车床夹具的加工误差分析工件在车床夹具上加工时，加工误差的大小受工件在夹具上的定位误差庄口、 夹具误差、夹具在主轴上的安装误差庄具和加工方法误差庄的影响。如夹具图所示，阀体在夹具上加工时，尺寸的加工误差的影响因素如下 所述：（1）定位误差庄。由于C面既是工序基准，又是定位基准，基准不重合误差庄为零。工件在夹 具上定位时，定位基准与限位基准是重合的，基准位移误差艮郁为零。因此，尺寸 初九5的定位误差庄D等于零。（2）夹具误差Aj夹具误差为限位基

17、面与轴线间的距离误差，即夹具总图上尺寸的公差为 0.02，以及限位基面相对安装基面C的平行度误差是0.01.（3）安装误差庄具因为夹具和主轴是莫氏锥度配合，夹具的安装误差几乎可以忽略不计。（4）加工方法误差庄仔如车床主轴上安装夹具基准与主轴回转轴线间的误差、主轴的径向跳动、车 床溜板进给方向与主轴轴线的平行度或垂直度等。它的大小取决于机床的制造精 度、夹具的悬伸长度和离心力的大小等因素。一般取AG/3=0.05/3=0.017mm阀体零件的车床夹具总加工误差是：=j0 + 0.022 + 0 + 0.0172 = 0.0262精度储备：Jc = 0 05 -0_(J2fi2 = 0 0238故

18、此方案可行。第7章 阀体零件的钻床夹具设计钻床上用来钻孔、扩孔、铰孔、锪孔及攻丝的机床夹具称为钻床夹具，习惯 称为钻模。使用钻模加工时，是通过钻套引导刀具进行加工。钻模主要用于加工 中等精度、尺寸较小的孔或孔系。使用钻模可以提高孔及孔系间的位置精度，又 有利于提高孔的形状和尺寸精度，同时还可节省划线找正的辅助时间，其结构简 单、制造方便，因此钻模在批量生产中得到广泛的应用。7.1钻床夹具的主要类型钻床夹具简称钻模，主要用于加工孔及螺纹。它主要由钻套、钻模板、定位 及夹紧装置夹具体组成。其主要类型有以下几种。（1）固定式钻模 在使用中，这类钻模在机床上的位置固定不动浮动接头， 而且加工精度较高，

19、主要用于立式钻床上加工直径较大的单孔或摇臂钻床加工平 行孔系。（2）回转式钻模 这类钻模上有分度装置，因此可以在工件上加工出若干个 绕轴线分布的轴向或径向孔系。（3）翻转式钻模 主要用于加工小型工件不同表面上的孔，孔径小于 f8-f10mm。它可以减少安装次数，提高被加工孔的位置精度。其结构较简单，加 工钻模一般手工进行翻转，所以夹具及工件应小于10kg为宜。（4）盖板式钻模这种钻模无夹具体，其定位元件和夹紧装置直接装在钻模板上。钻模板在工件上装夹，适合于体 积大而笨重的工件上的小孔加工。夹具、结构简单轻便，易清除切屑；但是每次 夹具需从工件上装卸，较费时浮动接头，故此钻模的质量一般不宜超过1

20、0kg。（5）滑柱式钻模滑柱式钻模是带有升降钻模板的通用可调夹具。这种钻模 有结构简单、操作方便、动作迅速、制造周期短的优点浮动接头，生产中应用较 广。7.2钻模的设计要点1. 钻套钻套安装在钻模板或夹具体上，用来确定工件上加工孔的位置，引导刀具进 行加工，提高加工过程中工艺系统的刚性并防振。钻套可分为标准钻套和特殊钻 套两大类。(1) 固定钻套(2) 可换钻套(3) 快换钻套(4) 特殊钻套2. 钻模板钻模板用于安装钻套，确保钻套在钻模上的正确位置，钻模板多装在夹具体或支架上，常见的钻模板有：(1) 固定式钻模板(2) 铰链式钻模板(3) 可卸(分离)式钻模板(4) 悬挂式钻模板7.3阀体零

21、件的钻床专用夹具的总体设计1. 工艺分析(1)工件的加工要求4-M12孔轴线与中心轴线的夹角是45度；4-M12孔中心相对中心轴线的位置度是0.06.（2）工序基准根据上面的要求，工序基准是两中心轴线。2. 阀体的螺纹孔分度钻模结构设计（1）定位方案和定位装置的设计工件采用端面、销、四个R12.5圆弧面之一在回转台和活动V型块上定位。逆时针转动手柄，使活动V型块转动水平位置，在弹簧的作用下，卡在R12.5 的圆弧面上，限制了工件的轴线的自由度。（2）导向方案由于加工四个螺纹孔，要先钻孔，然后攻丝，又是批量生产，故适宜选用可换式 钻套。为了方便的装卸工件，采用铰链是钻模板。（3）夹紧方案为了快速

22、装卸工件，采用螺钉及开口垫圈夹紧机构。（4）分度方案通过分度盘分度。3. 工件的加工精度分析工件在钻床夹具上加工时，加工误差的大小受工件在夹具上的定位误差庄口、 对刀误差庄，、夹具误差、夹具在主轴上的安装误差庄具和加工方法误差庄行的影 响。（1）定位误差庄口由于两中心轴线既是工序基准，又是定位基准，基准不重合误差庄晴为零。工 件在夹具上定位时，定位基准与限位基准是重合的，基准位移误差庄豆为零。因此， 加工孔的定位误差庄口等于零。（2）对刀误差庄，in不考虑钻头的偏斜。铰套导向孔尺寸是中mm，铰刀的直径是中1心九5。对刀误差庄=0.064mm（3）夹具误差夹具的尺寸的总误差晚二皿1皿分度误差如二

23、=虬 + 习=0.03mm（4）安装误差庄具A*=0（5）加工方法误差庄心%=0.12/3=0.04mm阀体零件的钻床夹具总加工误差是:=Vo+0-0642 +0.032 +0+0.M2 = 0.081精度储备：Jc =012-0.081= 0.039故此方案可行。参考文献1 .李名望主编-机床夹具设计实例教程北京化学工业出版社20092 .郑修本主编-机械制造工艺学，北京；机械工业出版社，19993 .陆剑中、孙家宁主编-金属切削原理与刀具，北京；机械工业出版社，20055 .许德珠主编-机械工程材料，北京，高等教育出版社，20016 .陈榕林主编-机械设计应用手册，北京，科学技术文献出版社

24、，19957 .陈立德主编-机械设计基础，北京，高等教育出版社，20028 .李益明主编-机械制造工艺设计简明手册，北京，机械工业出版社,1993结束语本设计在孙老师的悉心指导和严格要求下业已完成，从课题选择、方案论证 到具体设计和调试，无不凝聚着各位老师的心血和汗水，在学校学习和生活期间， 也始终感受着各位老师的精心指导和无私的关怀，我受益匪浅。在此向孙老师表 示深深的感谢和崇高的敬意。不积跬步何以至千里，本设计能够顺利的完成，也归功于各位任课老师的认 真负责，使我能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以体现。正是有了 他们的悉心帮助和支持，才使我的毕业论文工作顺利完成，在此向全体老师表示 由衷的谢意。感谢他们三年来的辛勤栽培。课程设计，我想是我大学里、也是我学生时代中的最后的作业了，这次作业， 也是我完成最认真、投入心血最大的一次作业。设计的顺利完成，离不开老师的 悉心指导和严格要求，谢谢各位老师！三年来，在学校和各位老师孜孜不倦的教诲和无微不至的关怀下，我拥有了 更加成熟的思想和更加豁达的心胸，也学到了可以独立于社会的一技之长和永不 停息的终身学习理念。在此，向各位老师表示诚挚的感谢和崇高的敬意.