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机械制造装备设计课程设计


机械制造装备设计课程设计
指导教师

2016/4/26

机电工程学院

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一、设计的目的

? 机械制造装备设计课程设计是在学完了机械制
造装备、进行了生产实习之后的下一个教 学环
节。它一方面要求学生通过设计能获得综合运

用过去所学过的全部课程进行结构设计的基本
能力,另外,也为以后作好毕业设计进行一次

综合训练和准备。学生通过机械制造装备设计
课程设计,应在下述各方面得到锻炼:
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一、设计的目的
(1) 能熟练运用机械制造装备设计课程中的基本理

论以及在生产实习中学到的实践知识 , 进一步提
高学生分析和解决工程实际问题的机械设计能力,

使学生掌握 夹具 、 专用机床 设计的一般方法和步
骤。 (2) 学会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关 的各种资料的名称、出处 , 能够做到熟练运用。
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二、设计的要求
? ? ?
机械制造装备设计课程设计题目一律定为 :

××零件的钻床(或铣床)夹具设计
生产纲领为中批量生产 设计的要求包括以下几个部分 :
?
?

零件图 (老师提供)
夹具装配图
?

1张
1张

夹具装配图应按机械制图国家标准仔细绘制。除特殊情况经指导教师同意外 , 均按 1:1 比例 画出 。 装配图标题栏按制图标准绘制

?

?

课程设计说明书

1份

?

课程设计题目由指导教师选定后发给学生
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二、设计的要求
? ? ? ? ? ?
按教学计划规定 , 机械制造装备设计课程设计总学时

数为 2 周 ,其进度及时间安排如下 :
熟悉零件 选择定位、夹紧方案 , 确定定位、夹紧的具体结构, 进行夹紧力的计算。 夹具装配图设计

编写设计说明书
11月 前完成设计及说明书的编制, 4月 答辩并交 说明书及图纸。

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三、设计的内容及步骤
(一)、专用夹具设计的基本要求
(1)保证工件的加工精度 保证加工精度的关键,首先在于正确地选定定
位基准、定位方法和定位元件,必要时还需进行定位误差分析,还要注 意夹具中其他零部件的结构对加工精度的影响,确保夹具能满足工件的 加工精度要求。

(2)提高生产效率 专用夹具的复杂程度应与生产纲领相适应,应尽量采
用各种快速高效的装夹机构,保证操作方便,缩短辅助时间,提高生产 效率。 (3)工艺性能好 专用夹具的结构应力求简单、合理,便于制造、装配、 调整、检验、维修等。

?

专用夹具的制造属于单件生产,当最终精度由调整或修配保证时,夹具 上应设置调整和修配结构。

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三、设计的内容及步骤
(4)使用性能好 专用夹具的操作应简便、省力、安全可 靠。在客观条件允许且又经济适用的前提下,应尽可能 采用气动、液压等机械化夹紧装置,以减轻操作者的劳 动强度。专用夹具还应排屑方便。必要时可设置排屑结 构,防止切屑破坏工件的定位和损坏刀具,防止切屑的 积聚带来大量的热量而引起工艺系统变形。 (5)经济性好 专用夹具应尽可能采用标准元件和标准结 构,力求结构简单、制造容易,以降低夹具的制造成本。 因此,设计时应根据生产纲领对夹具方案进行必要的技 术经济分析,以提高夹具在生产中的经济效益。
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三、设计的内容及步骤
(二)、 专用夹具设计的规范化程序

?

工艺人员在编制零件的工艺规程时,便会提出相应的夹具设计任务书,经有

关负责人批准后下达给夹具设计人员。夹具设计人员根据任务书提出的任务

进行夹具结构设计。夹具结构设计的规范化程序如下。

1.明确设计要求,认真调查研究,收集设计资料
(1)仔细研究零件工作图、毛坯图及其技术条件。
学生在得到设计题目之后 , 应首先对零件进行工艺分析。其主要内容包括 : ? 分析零件的作用及零件图上的技术要求 ; ? 根据零件所选工序的加工内容,确定夹具的定位基面及夹紧部位等 ;

? 分析零件的材质、硬度及机械加工的工艺性 (2)了解零件的生产纲领、投产批量以及生产组织等有关信息。
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三、设计的内容及步骤
(3)了解工件的工艺规程和本工序的具体技术要求,了解工件的定位、

夹紧方案,了解本工序的加工余量和切削用量的选择。
(4)了解所使用量具的精度等级、刀具和辅助工具等的型号、规格。 (5)了解本企业制造和使用夹具的生产条件和技术现状。

(6)了解所使用机床的主要技术参数、性能、规格、精度以及与夹具
连接部分结构的联系尺寸等。 (7)准备好设计夹具用的各种标准、工艺规定、典型夹具图册和有关

夹具的设计指导资料等。
(8)收集国内外有关设计、制造同类型夹具的资料,吸取其中先进而 又能结合本企业实际情况的合理部分。
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三、设计的内容及步骤
2.确定夹具的结构方案

在广泛收集和研究有关资料的基础上,着手拟定夹具的 结构方案,主要包括:
(1)根据工艺的定位原理,确定工件的定位方式,选择定 位元件。 (2)确定工件的夹紧方案和设计夹紧机构。 (3)确定夹具的其它组成部分,如分度装置、对刀块或 引导元件、微调机构等。 (4)协调各元件、装置的布局,确定夹具体的总体结构 和尺寸。
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三、设计的内容及步骤
3.绘制夹具总图
绘制夹具总图通常按以下步骤进行: (1)遵循国家制图标准,绘图比例应尽可能选取 1﹕1,根据工件的大小时,也可用较大或较小 的比例;通常选取操作位置为主视图,以便使 所绘制的夹具总图具有良好的直观性;视图剖 面应尽可能少,但必须能够清楚地表达夹具各 部分的结构。 (2)用双点划线绘出工件轮廓外形、定位基准和 加工表面。将工件轮廓线视为“透明体” 。

(3)根据工件定位基准的类型和主次,选择合适 的定位元件,合理布置定位点,以满足定位设 计的相容性。
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三、设计的内容及步骤
(4)根据定位对夹紧的要求,按
照夹紧原则选择最佳夹紧状态及 技术经济合理的夹紧系统,画出 夹紧工件的状态。对有些夹紧机 构,还应用双点划线画出放松位 置,以表示出和其他部分的关系。 (5)围绕工件的几个视图依次绘 出对刀、导向元件以及定向键等。 (6)最后绘制出夹具体及连接元 件,把夹具的各组成元件和装置

连成一体。
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三、设计的内容及步骤
(7)确定并标注有关尺寸 夹具总图上应标注的有以下五类尺寸:

1)夹具的轮廓尺寸:即夹具的长、宽、高尺寸。若夹具上有可动部分,
应包括可动部分极限位置所占的空间尺寸。 2)工件与定位元件的联系尺寸:常指工件以孔在心轴或定位销上(或

工件以外圆在内孔中)定位时,工件定位表面与夹具上定位元件间的
配合尺寸。 3)夹具与刀具的联系尺寸:用来确定夹具上对刀、导引元件位置的尺寸。 对于铣、刨床夹具,是指对刀元件与定位元件的位置尺寸;对于钻、 镗床夹具,则是指钻(镗)套与定位元件间的位置尺寸,钻(镗)套 之间的位置尺寸,以及钻(镗)套与刀具导向部分的配合尺寸等。

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三、设计的内容及步骤
4)夹具内部的配合尺寸:它们与工件、机床、刀具无关, 主要是为了保证夹具装置后能满足规定的使用要求。 5)夹具与机床的联系尺寸:用于确定夹具在机床上正确 位置的尺寸。

? ? ?

对于车、磨床夹具,主要是指夹具与主轴端的配合尺寸;
对于铣、刨床夹具,则是指夹具上的定向键与机床工作 台上的T型槽的配合尺寸。

标注尺寸时,常以夹具上的定位元件作为相互位置尺寸 的基准。

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三、设计的内容及步骤
? ?
上述尺寸公差的确定可分为两种情况处理:

一是夹具上定位元件之间,对刀、导引元件之间的尺
寸公差,直接对工件上相应的加工尺寸发生影响,因 此可根据工件的加工尺寸公差确定,一般可取工件加

工尺寸公差的1/3~1/5;

?

二是定位元件与夹具体的配合尺寸公差,夹紧装置各 组成零件间的配合尺寸公差等,则应根据其功用和装 配要求,按一般公差与配合原则决定。

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三、设计的内容及步骤
(8)规定总图上应控制的精度项目,标注相关的技术条件 夹具的安装基面、定 向键侧面以及与其相垂直的平面(称为三基面体系)是夹具的安装基准,也 是夹具的测量基准,因而应该以此作为夹具的精度控制基准来标注技术条件。 在夹具总图上应标注的技术条件(位置精度要求)有如下几个方面: 1)定位元件之间或定位元件与夹具体底面间的位置要求,其作用是保证工件 加工面与工件定位基准面间的位置精度。
2)定位元件与连接元件(或找正基面)间的位置要求。 3)对刀元件与连接元件(或找正基面)间的位置要求。 4)定位元件与导引元件的位置要求。 5)夹具在机床上安装时位置精度要求。 (9)编制零件明细表 夹具总图上还应画出零件明细表和标题栏,写明夹具名称 及零件明细表上所规定的内容。

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三、设计的内容及步骤
4.夹具精度校核 ? 在夹具设计中,当结构方案拟定之后,应该对夹具的 方案进行精度分析和估算;在夹具总图设计完成后, 还应该根据夹具有关元件的配合性质及技术要求,再 进行一次复核。这是确保产品加工质量而必须进行的 误差分析。 5.绘制夹具零件工作图 ? 夹具总图绘制完毕后,对夹具上的非标准件要绘制 零件工作图,并规定相应在的技术要求。零件工作图 应严格遵照所规定的比例绘制。视图、投影应完整, 尺寸要标注齐全,所标注的公差及技术条件应符合总 图要求,加工精度及表面粗糙度应选择合理。
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三、设计的内容及步骤
4.编写设计说明书

?
? ?

在完成上述工作之后,应将前述工作依先后顺序编写设
计说明书一份。 设计计算说明书用以论证设计方案的正确性,是整个设 计的依据。 计算说明书的篇幅不少于5000字。要求计算正确、叙述

简明、条理清楚、合乎逻辑、词句通顺、标点正确、文
字工整、图表清晰。计算说明书应以A4纸书写。

?

夹具装配图图幅为A1图纸。
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四、设计成绩的考核
? ?
课程设计的全部图样及说明书应有设计者的签字。

由指导教师对学生进行答辩。设计者本人应首先对自
己的设计进行 讲解 ,然后进行答辩。每个学生的答辩 总时间 , 一般为5 ~ 10min。

?

课程设计成绩根据平时的工作情况、设计说明书的编 制、图样的质与量、独立工作能力以及答辩情况综合

衡量 。

?

答辩成绩定为五级 : 优秀、良好、中等、及格和不及 格。

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