杠杆钻20孔夹具设计说明书.doc

夹具设计 （一）机床夹具在机械加工中的作用 在机械技工过程中，工件的几何精度主要取决于工件对机床的相对位置，严格地说，只有机床、刀具、夹具和工件之间保持正确的相对关系，才能保证工件各加工表面之间的相对位置精度。显然，对机床夹具的基本要求就是将工件正确定位并牢靠地固定在给定位置。因而，机床夹具除了应保证足够的制造精度外，还应有足够的刚度，以抵抗加工时可能产生的变形和振动。 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和调整，二是工件在夹具中的安装。前者可以依靠夹具上的定位键、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，利用辅助支撑等提高工件的刚度，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的影响，加工精度易于得到保证，并且加工质量稳定。 ③降低对工人的技术水平要求，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，位置精度易于得到保证，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，还可以设计防护装置，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；在车床溜板上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，机床夹具的作用也纯在一定的局限性： ①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，对新产品的研制周期影响较大。 ②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。 ③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，一旦产品转型，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。 （二）机床夹具的组成 虽然机床夹具的种类繁多，但它们的工作原理基本上是相同的。将各类夹具中作用相同的结构或元件加以概括，可得出夹具一般所共有的以下几个部分组成，这些组成部分既相互独立又相互联系。 ①定位支撑元件。定位支撑元件的作用是确定工件在夹具中的正确位置并支撑工件，是夹具的主要功能元件之一，定位支撑元件的定位精度直接影响工件的加工精度。 ②夹紧装置。夹紧元件的作用是将工件压紧夹牢，并保证在加工过程中工件的正确位置不变。 ③连接定向元件。这种元件用于将夹具与机床连接并确定夹具对机床主轴、工作台或导轨的相互位置。 ④对刀元件或导向元件。这些元件的作用是保证工件加工表面与刀具之间的正确位置。用于确定刀具在加工前正确位置的元件称为对刀元件，用于确定刀具位置并引导刀具进行加工的元件称为导向元件。 ⑤其他装置或元件。根据加工需要，有些夹具上还没有分度装置、靠模装置、上下料装置、工件顶出机构、电动扳手和平衡块等，以及标准化了的其他连接元件。 ⑥夹具体。夹具体是夹具的基本骨架，用来配置、安装各夹具元件、使之组成一整体。常用的夹具体为铸件结构、锻造结构、焊接结构和装配结构，形状有回转体形和底座形等。 上述个组成部分中，定位元件、夹紧装置、夹具体是夹具的基本组成部分。 （三）定位方案 如上所述，根据这次所给设计零件的生产纲领，为大批量生产，显然使用划线定位的方法显得非常的不方便，也不经济，故此次设计的采用的是专用夹具定位。 定位基准的选择： 在研究和分析工件的定位问题时，定位基准的选择是一个关键问题，定位基准就是在加工中用作定位的基准。一般来说，工件的定位基准一旦被选定，则工件的定位方案也基本上被确定。定位方案是否合理，直接关系到工件的加工精度能否保证。 约束分析 运用六点定位原理可以分析和判断夹具中定位结构是否正确，布局是否合理，约束条件是否满足。 根据工件自由度被约束的情况，工件定位可以分为一下几种类型。 ①完全定位：是指工件的六个自由度不重复地被全部