1、一种手动夹紧机构设计摘要：机械设计是机械工程的重要组成部分，是决定机械性能的最主要因素。由于各产业对机械的性能要求不同而有许多专业性的机械设计。手动夹紧是机械工程的重要组成部分，是决定机械性能的最主要因素、由于各生产业对机械的性能要求不同而有许多专业性的机械设计。关键词：机械设计，手动夹紧，机械工程Manual clamping mechanism designAbstract：Mechanical design is an important part of mechanical engineering, is to determine the most important factor i
2、n the mechanical properties. Due to the performance requirements of the industry of mechanical different and has many professional mechanical design. Manual clamp is an important part of mechanical engineering, is to determine mechanical properties of the most important factor, because the productio
3、n of mechanical performance requirements of different and there are a number of professional mechanical design.Key words: mechanical design, manual clamping, mechanical engineering目 录1 前言11.1机床夹具的现状11.2现代机床夹具的发展方向21.3机床夹具的作用可归纳为以下四个方面：21.4机械制造装备设计项目训练目的：32 手动夹紧机构概述42.1 夹紧机构目的42.1.1.保证工件的加工质量42.1.2.
4、提高生产率42.1.3扩大机床的工艺范围42.1.4改善操作者的劳动条件52.2夹紧机构的功能52.2.1.手动夹具的主要功能52.2.2.手动夹具的特殊功能52.3 夹紧机构的组成52.3.1.手动夹具的基础组成部分52.3.2.手动夹具的其他组成部分62.3.3.手动夹具的分类及设计要求63.1年生产纲领83.2生产条件83.3端盖成型工艺分析84.1 定位设计的基本原则104.2 对定位元件要求104.3 定位机构114.4夹紧机构124.5 导向装置的选择144.6手动夹具的总体形式164.7绘制夹具零件图174.8 绘制夹具装配图185 定位误差设计215.1误差分析215.1.1定
5、位误差215.1.2产生定位误差的原因215.2定位误差的计算226 结论23参考文献24致谢25I1 前言机械制造技术基础是机械设计制造及其自动化（或机械工程及自动化）专业的一门重要的专业基础课。机械设计是机械工程的重要组成部分，是决定机械性能的最主要因素。由于各产业对机械的性能要求不同而有许多专业性的机械设计。在机械制造厂的生产过程中,用来安装工件使之固定在正确位置上,完成其切削加工 、检验、装配、焊接等工作,所使用的工艺装备统称为夹具。如机床夹具、检验夹具、焊接夹具、装配夹具等。 手动夹紧是机械工程的重要组成部分，是决定机械性能的最主要因素、由于各生产业对机械的性能要求不同而有许多专业性
6、的机械设计。手动夹紧机构与现有夹紧机构相比, 在三次增力后, 能获得较大的增力系数, 解决了手动夹紧机构夹紧力较小的问题; 并能部分替代耗能较高的液压与气压夹紧机构, 顺应制造技术绿色化的发展要求,具有广阔的发展前景。因此, 对其进行较为系统的研究与开发, 具有重要的现实意义。1.1机床夹具的现状据国际生产研究协会统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85%左右，而现代生产要求企业制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求和竞争。但是，一般企业仍习惯于大量采用传统的夹具。一般的，在具有中等生产能力的工厂中，大约拥有数千乃至近万套，而在多品种生产的企业中，每隔34年就会更
7、新5080%左右的专用夹具，但夹具的实际磨损量仅为1020%左右。特别是近几年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统等新加工技术的应用，对机床的夹具也提出了新的要求：（1）能够迅速且方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本。（2）能够装夹一组具有相似性特征的工件。（3）能够适用于精密加工的高精度机床夹具。（4）能够适用于各种现代制造技术的新型机床夹具。（5）采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率。（6）提高机床夹具的标准化程度。1.2现代机床夹具的发展方向现代机床夹具的发展方向主要表现为标准化、精密化、高效化和柔性化等四个方面。（1）
8、标准化 机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。目前，我国已有的夹具零件及部件的国家标准为：GB/T2148T225991以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。（2）精密化 随着机械产品精度的日益提高，势必会提高对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型有很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达0.1。（3）高效化 高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有自动化夹具、高速化夹具和具有夹紧力装置的夹具等等。例如在铣床上使用的电动虎钳来装夹工件，其
9、效率可提高5倍左右。目前，除了在生产流水线、自动线配置相应的高效、自动化夹具外，在数控机床上，尤其是在加工中心上出现了各种自动装夹工件的夹具，以及自动更换夹具的装置，充分发挥了数控机床的效率。（4）柔性化 机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、组合等方式，以适应工艺可变因素的能力。工艺的可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。而具有柔性化特征的新型夹具的种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块化夹具、数控夹具等等。为适应现代机械工业多品种、中小批量生产的需求，扩大夹具的柔性化程度，将专用夹具的不可拆结构改变为可拆结构，发展可调夹具结构，都见识当前
10、夹具发展的主要方向。1.3机床夹具的作用可归纳为以下四个方面：（1）保证加工精度 机床夹具可准确确定工件、刀具和机床之间的相对位置，可以保证加工精度。（2）提高生产效率 机床夹具可快速地将工件定位和夹紧，减少辅助时间。（3）减少劳动强度 采用机械、气动、液动等夹紧机构，可以减轻工人的劳动强度。（4）扩大机床的工艺范围 利用机床夹具，可使机床的加工范围扩大，例如在卧式车床刀架处安装镗孔夹具，可对箱体孔进行镗孔加工。1.4机械制造装备设计项目训练是机械设计中的一个重要的实践性教学环节，也是机械类专业学生较为全面的机械设计训练。其目的在于：（1）培养学生综合运用机械设计基础以及其他先修课程的理论知识
11、和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力，通过课设训练可以巩固、加深有关机械课设方面的理论知识。（2）学习和掌握一般机械设计的基本方法和步骤。培养独立设计能力，为以后的专业课程及毕业设计打好基础，做好准备。（3）使学生具有运用标准、规范手册、图册和查询有关设计资料的能力。 绿色设计与制造是制造业实施可持续发展战略、解决环境污染问题的必由之路。机床夹具是制造业中不可缺少的工艺装备,目前, 手动夹具耗能较小, 但夹紧力也较小。为此, 在参照国内外机床夹具夹紧机构先进设计理念的基础上, 结合国内企业现状, 开发设计了一种可以在多种机床夹具上使用的冲击式手动夹紧机构, 其能耗低、夹紧力大、自锁性好
12、、无需调节、操作简单、无污染, 在机械加工行业具有广阔的应用前景。我国的装备制造业尽管已有一定的基础，规模也不小，实力较其它发展中国家雄厚。但毕竟技术基础薄弱，滞后于制造业发展的需要。我们要以高度的使命感和责任感，采取更加有效的措施，克服发展中存在的问题，把我国从一个制造业大国建设成为一个制造强国，成为世界级制造业基础地之一。2 手动夹紧机构概述2.1 夹紧机构目的2.1.1.保证工件的加工质量 使用夹具可以稳定的保证工件的加工质量，减少废品。具体的说，使用夹具所能保证的只是工件加工表面的位置精度。只有夹具设计合理、制造合格，既具有一定的精度，又有良好的技术状态，在正常操作情况下，就可以排除工
13、人技术等级和主观因素对加工质量的影响，稳定的保证工件的加工精度。只有高精度的夹具，才能保证加工出高精度的零件；有了高精度的零件，才能装配出高质量的机器；有了高质量的机器才会创造出巨大的经济效益。2.1.2. 提高生产率一般，夹具多是为了加工工件的某一道工序专门设计的，工件的安装夹紧十分方便可靠，因而大大缩短了安装工件的辅助时间。夹具的导向及对刀装置，使刀具和工件始终保持最佳的相对位置，从而避免了工人的对刀时间和反复试切的操作。除了采用高速切削和强力切削外，改进夹具结构采用高效夹具从来就是提高生产效率的一个重要途径。所以，每个工厂都十分重视夹具的结构设计和改进，把它作为技术改造的重要内容。在中小
14、工厂，夹具的使用和改进能够使产量成倍增长。但是，应该注意夹具结构的先进性是相对的，大厂的先进夹具中小厂不一定欢迎；中小厂的先进夹具大厂也不一定满意。也就是说，夹具结构的合理性要因地而异。而且夹具的结构总是在不断的洗手新技术而发展变化，技术人员要不断的改进夹具结构，促进生产率的提高。此外，生产中大量专用夹具的采用还未生产过程的机械化和自动化创造了前提，为机械手和机器人的使用提供了条件。2.1.3扩大机床的工艺范围在通用机床上采用夹具可以扩大机床的工艺范围，充分发挥机床的潜力，达到一机多用的目的。2.1.4改善操作者的劳动条件 由于气动、液压、电磁等动力源在夹具中的应用，一方面减轻了工人的劳动强度
15、；另一方面，保证了夹紧工件的可靠性，并能实现机床的互锁，避免事故，保证了操作者和机床设备的安全。2.2夹紧机构的功能手动夹具的主要功能是使工件定位和夹紧。然而，由于各类手动夹紧方式的不同，有的夹具还有对刀、导向、分度等特殊功能。2.2.1.手动夹具的主要功能1 定位。确定工件在夹具中占有正确位置的过程。正确的定位可以保证工件加工面的尺寸和位置精度要求。2 夹紧。工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。由于受到各种力的作用，工件在加工时如不将工件夹紧，工件会松动而不能保证加工精度。从定位到夹紧的整个过程，称为装夹。2.2.2.手动夹具的特殊功能1 对刀。调整刀具切削刃相对于工件或夹具的正确位置，如铣床夹具中的对刀块，它能迅速确定铣刀相对于夹具的正确位置。2 导向。如钻床夹具中的钻套，能迅速确定钻头的位置，并引导其进行钻削。3 分度。工件一次装夹后，在加工过程中进行分度。2.3 夹紧机构的组成2.3.1.手动夹具的基础组成部分 虽然夹具的结构不同，但其基本组成部分都有定位元件、夹紧装置和夹具体三大部分。1 定位元
