第一篇：锥齿轮夹具说明书
机械工程课程设计说明书
设计题目：锥齿轮机械加工工艺规程的编制及夹具设计
指导教师： 马苏常 设 计 者：李 统 孙玉生 王爱爱 系 别： 机械工程学院 班 级： 机自0721班 学 号： 11 21 22
天津职业技术师范大学 课 程 设 计 任 务 书
机械工程 学院 机自0721 班 学生：李统 王爱爱 孙玉生 课程设计题目：
锥齿轮零件的机械加工工艺规程的编制及夹具设计
一、课程设计工作日自 2010年6月 25 日至 2010年7 月9 日
二、同组学生 李统 王爱爱 孙玉生
三、课程设计任务要求（包括课题来源、类型、目的和意义、基本要求、完成时间、主要参考资料等）：
1、设计目的：
（1）能熟练运用机械制造工艺学中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确解决零件加工中的定位、夹紧、工艺路线安排,工艺尺寸确定等问题,保证零件加工质量。（2）提高结构设计能力。（3）学会使用手册及图表资料。
2、设计要求：（生产纲领为大批量生产）
（1）零件图 一张
（2）毛坯图 一张（3）编制工艺过程卡片和工序卡片
一套（4）关键工序的专用夹具及夹具装配图
一至两张（5）工艺和夹具三维装配文件（源文件、动画视频）一套（6）设计说明书
一份（7）设计材料要求提交电子文档和实物资料。
3、主要参考资料：
见说明书中的参考文献。
指导教师签字： 教研室主任签字：
目录
一、零件的工艺分析....................................................1
二、工艺过程设计......................................................1
1、定位基准的选择.................................................1
2、毛坯的制造形式.................................................4
3、制定机械加工工艺路线：..........................................3
三、加工工序设计......................................................4
1、确定切削用量...................................................4
2、确定加工工序...................................................6
四、夹具设计.........................................................7
1、确定设计方案...................................................8
2、计算夹紧力.....................................................9
3、定位精度分析...................................................9
五、小结………………………………………………………………………………………… 9
六、参考文献…………………………………………………………………………………… 9
附录1：零件图 附录2：毛坯图
附录3：机械加工工艺过程卡片 附录4：机械加工工序卡片 附录3：夹具装配图
附录4：夹具中主要零件的零件图
一、零件的工艺分析
由零件图分析可知，该零件为双联齿轮，且一端为斜齿圆柱齿轮，另一端为直齿锥齿轮，且形位公差要求较高，加工较为复杂。其材料为40Cr，该材料调质处理后具有良好的综合力学性能和切削性能，适用于承受较大冲击和要求耐磨零件。
零件的主要技术分析如下：
1）斜齿轮端面对A的跳动公差不超过0.02mm，内孔对B的跳动公差不超过0.02mm，斜齿轮端面对B的跳动公差不超过0.02mm，齿面对AB跳动公差要求不超过0.031mm。主要是保证端面平整光滑，齿形准确从而保证配合精度。
2）由于零件是双联齿轮，轴向距离较小，应选择合理的加工工艺。3）为了保证齿轮精度，必须严格控制好定位。
4）要保证锥齿轮加工精度，在夹具设计中保证定位孔精度。
二、工艺过程设计
1、定位基准的选择（1)、粗基面的选择
基面选择是工艺规程设计中的重要设计之一，基面的选择正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，会造成零件报废，使生产无法进行。
(2)、精基面的选择
精基准的选择主要考虑基准重合的问题。选择加工表面的设计基准为定位基准，称为基准重合的原则。采用基准重合原则可以避免由定位基准与设计基准不重合引起的基准不重合误差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保证。
2、毛坯的制造形式（1）、毛坯的选择
毛坯种类的选择决定与零件的实际作用，材料、形状、生产性质以及在生产 中获得可能性，毛坯的制造方法主要有以下几种：
1、型材
2、锻造
3、铸造
4、焊接
5、其他毛坯。从材料和结构两方面考虑，由于零件结构简单，尺寸较小，且有阶梯轴，力学性能要求较高，精度要求较高，且要进行中批量生产，所以选用胎模锻件。其加工余量小、表面质量好、机械强度高、生产效率高。零件材料选用40Cr，毛坯尺寸精度要求为IT11~12级。
(2)、确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差
1）求最大轮廓尺寸
根据零件图计算轮廓的尺寸，最大直径Ф170mm，最小直径Ф114mm，总长为188mm。
2）选择铸件公差等级
查手册胎模锻方法按零件造型，锻造材料按40Cr，得锻造公差等级为11~12级。
3）求锻件尺寸公差
根据零件尺寸，查锻件国家标准，得尺寸公差均为±4。
4）求机械加工余量等级(3)、确定机械加工余量
根据锻件质量、零件表面粗糙度、形状复杂程度，取锻件加工表面的单边余量为5~6mm。
(4)、确定毛坯尺寸
上面查得的加工余量适用于机械加工表面粗糙度Ra≥1.6。Ra﹤1.6 的表面，余量要适当加大。
结合零件结构形状及材料分析零件，且为批量生产，为简化零件结构，考虑锻造工艺性，对于加工表面Ra≧1.6，这些表面的毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查的余量即可，对于Ra﹤1.6的表面，依据结构加工适当放量。从而绘制零件毛坯图。
3、制定机械加工工艺路线：
为保证达到零件几何形状、尺寸精度、位置精度及各项技术要求，必须制定合理的工艺路线。由于生产纲领为批量生产，所以采用通用机床，配以专用的工、夹、量具，并考虑工序集中，以提高生产率和减少机床数量，使生产成本下降。
根据零件形状和尺寸精度要求，现拟定两条工艺路线如下： 工艺路线一：
工序一：锻造
工序二：粗车各内外圆及各端面 工序三：调质
工序四：精车各内外圆及各端面 工序五：铣锥齿 工序六：插斜齿 工序七：去毛刺
工序八：检查
工序九：入库 工艺路线二：
工序一：锻造
工序二：粗车各内外圆及各端面 工序三：调质
工序四：精车各内外圆及各端面 工序五：铣锥齿 工序六：滚斜齿 工序七：去毛刺 工序八：检查 工序九：入库 工艺路线比较：
上述两个工艺路线，除第六道工序不同外，其余工序均相同。第六道工序都是为了加工斜齿，第一条工艺路线采用的是插齿，有足够的让刀空间，可以保证切削加工顺利进行下去。第二条工艺路线采用的是滚齿，由于本零件带有台肩，不利于滚齿，容易造成干涉。因此，我们选择第一条工艺路线。
三、加工工序设计
1、确定切削用量
(1)加工设备及刀具、量具的选择
由于生产类型为中批量，故加工设备以通用机床为主，辅以少量专用机床，其生产方式以通用机床专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线，工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。
1)、选择机床，根据不同的工序选择机床：
由于本零件加工精度不高，普通机床就可以达到加工要求。因此我们选用最常用的机床：车床用CA6140，铣床用X6025，插床B5032A。下面是这两台机床的具体资料：
① 车床用CA6140 本系列车床适用于车削内外圆柱面，锥面及其它旋转面。车削各种公制、英制、模数和径节螺纹，并能进行钻孔和拉油槽等工作。
CA6140 结构特点：
1>.CA系列产品，以“A”型为基型，派生出几种变形产品。B型：主轴孔径80mm，C型：主轴孔径104mm。F型：液压仿形。M型：精密型。
2>.床身宽于一般车床，具有较高的刚度，导轨面经中频淬火，经久耐磨。3>.机床操作灵便集中，滑板设有快移机构。采用单手柄形象化操作，宜人性好。
4>.机床结构刚度与传动刚度均高于一般车床，功率利用率高，适于强力高速切削。主轴孔径大，可选用附件齐全。
② 铣床用X6025 产品说明：型号X6025，工作台台面尺寸为250x1100mm，主轴轴线距工作台面距离为10~430mm，主轴转速32~1600r/min。
③ 插床用B5032A
产品说明：型号B5032A，最大插削长度320mm，加工最大高度500mm，最大直径为Φ630mm。
2)、选择刀具： 选用硬质合金铣刀，硬质合金钻头，车刀选用高速钢车刀，这种车刀工艺性好，具有较高的强度、硬度、韧性和耐磨性，可用于制造成各种刃形复杂的刀。具体见工序卡。
(2)、切削用量的选择
切削速度、进给量和切削深度三者称为切削用量。它们是影响工件加工质量和生产效率的重要因素。
为了保证加工质量和提高生产率，零件加工应分阶段，中等精度的零件，一般按粗车一精车的方案进行。
粗车的目的是尽快地从毛坯上切去大部分的加工余量，使工件接近要求的形状和尺寸。粗车以提高生产率为主，在生产中加大切削深度，对提高生产率最有利，其次适当加大进给量，而采用中等或中等偏低的切削速度。使用高速钢车刀进行粗车的切削用量如下：切削深度ap=0.8～1.5mm，进给量f=0.2～0.3mm/r，切削速度v取30～50m/min(切钢)。
粗车铸、锻件毛坯时，因工件表面有硬皮，为保护刀尖，应先车端面或倒角，第一次切深应大于硬皮厚度。若工件夹持的长度较短或表面凸不平，切削用量则不宜过大。
粗车应留有0.5～1mm作为精车余量。粗车后的精度为IT14-IT11表面粗糙度Ra值一般为12.5～6.3μm。
精车的目的是保证零件尺寸精度和表面粗糙度的要求，生产率应在此前提下尽可能提高。一般精车的精度为IT8～IT7，表面粗糙度值Ra=3.2～0.8μm所以精车是以提高工件的加工质量为主。切削用量应选用较小的切削深度ap=0.1～0.3mm和较小的进给量f=0.05～0.2mm/r，切削速度可取大些。
精车的另一个突出的问题是保证加工表面的粗糙度的要求。减上表面粗糙度Ra值的主要措施有如下几点。
1）合理选用切削用量。选用较小的切削深度ap和进给量f可减小残留面积，使Ra值减小。
2）适当减小副偏角Kr′或刀尖磨有小圆弧，以减小残留面积，使Ra值减小。3）适当加大前角γ0，将刀刃磨得更为锋利。
4）用油后加机油打磨车刀的前、后刀面，使其Ra值达到0.2～0.1μm可有效 8 减小工件表面的Ra值。
5）合理使用切削液，也有助于减小加工表面粗糙度Ra值。低速精车使用乳化液或机油。
2、确定加工工序（1）锻造
（2）粗车右端面，外圆Φ158车至Φ164，锥齿台肩厚度车至65，外圆Φ80车至Φ86，内孔车至Φ54，总长车至204，外圆Φ104车至Φ110，台肩厚度25车至28（3）调质
（4）均匀余量，精车右端面，车准各内孔及退刀槽，倒角，车准各锥面，车准总长及台肩厚度，车准各外圆（5）装夹齿坯，铣准锥齿（6）插斜齿（7）钳工去毛刺（8）检查（9）入库
四、夹具设计
1、确定设计方案
需要设计的夹具是用于工序5的齿坯定位，以便准确的加工齿形，加工保证锥齿精度和粗糙度。
分析加工要求必须限制的自由度，确定结构方案和选择定位元件，为保证内
孔与齿面的位置关系，准确加工锥齿，必须限制工件5个自由度，即X、Y、Y、ZZ、。
从工件设计分析，25左端面为设计基准面；从使用方面分析，内孔Φ72H7、Φ60H7为配合表面，其轴线又是形位公差基准。因此，可以确定齿形加工的径向 定位基准应该是Φ72H7和Φ60H7内孔，轴向定位基准是台肩25左端面。
2、计算夹紧力
夹紧力的大小对工件装夹的可靠性，工件和夹具的变形，夹紧装置的复杂程度等都有很大影响。计算夹紧力是通常将夹具和工件看成一个刚性系统以简化计算，然后根据工件受切削力、夹紧力处于静力平衡条件时，计算出理论夹紧力再乘以安全系数作为实际所需的夹紧力。
夹紧力的计算：
夹紧力有M16的螺母与螺栓配合来提供
FJ2FL
2D3d3d2tan()f23Dd2铣削力P计算公式：
P328t0.8SZ0.8D1.1B1.1n0.1Z
P328200.80.10.81101.141.18000.124480.256kg
F=9.8X480.256=4802N 代入夹紧力公式可得：夹紧力FJ=20475.5N 经查表满足设计要求。
3、定位精度分析
锥齿在一次装夹中加工完成，他们之间的定位精度由心轴来保证。心轴定位圆柱面及定位端面，共限制五个自由度，与FW160分度头卡盘配合，共限制六个自由度，属于完全定位。从而保证齿数齿形精度。
由设计手册中查出 内孔与夹具体之间的配合为
H7 g6此外，夹具上还应标注以下技术要求 内孔轴线与定位面的垂直度0.02mm； 定位面的平行度0.02mm，五、小结
通过二个星期和小组人员的协作努力，我们综合运用已学过的机械夹具设计知识，完成了本次的设计任务。因经验有限，可能会存在很多的缺点和不足，我们将会在以后的学习中更加完善自己。
通过此次设计，我们熟悉了夹具设计手册，提高了我们的绘图能力，并且我们学会了编写设计说明书。主要培养了我们独立解决工程实际问题的能力。本次设计将为我们今后的学习和工作提供很大的帮助。
六、参考资料：
薛元顺.机床夹具设计.北京：机械工业出版社，2000 杨立明.机床夹具设计手册.北京：国防工业出版社.1996 崇凯 ．机械制造技术基础课程设计指南.化学工业出版社，2006 倪森寿．机械制造工艺与装备习题集和课程设计指导书．北京：化学工业出版社，2003 张龙勋．机械制造工艺学课程设计指导书及习题．北京：机械工业出版社，1999 赵家齐．机械制造工艺学课程设计指导书．北京：机械工业出版社，1986 李益民．机械制造工艺设计简明手册．北京：机械工业出版社，1994.7，1998重印．
第二篇：夹具说明书
沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书
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。
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。
机械制造装备设计课程设计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。
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。
沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书
1.产前准备
1.1年生产纲领
工件的年生产量是确定机床夹具总体方案的重要依据之一。如工件的年生产量很大，可采用多工件加工、机动夹紧或自动化程度较高的设计方案，采用此方案时，机床夹具的结构较复杂，制造成本较高；如工件的年生产量不大，可采用单件加工，手动夹紧的设计方案，以减小机床夹具的结构复杂程度及夹具的制作成本。如5万件以上夹具复杂用全自动化的设备，5000件小批量生产用手动设备。
1.2生产条件
直径从1毫米以下至120毫米的所有规格钻头都可以使用钻床加工。
台式钻床的加工范围通常在15毫米以下。立式钻床的最大加工范围通常在15~75毫米之间。摇臂钻的最大加工范围在25~120毫米之间。各种钻床主轴的锥孔型号和功率不同。最小的高速台钻的功率只有200W，最大的摇臂钻的功率可以达到25KW。
台钳常用在立式钻床和台式钻床上，只能夹持小型零件，大中型零件通常在摇臂钻上加工，直接夹紧在工作台上。Z5025型号立式钻床，最大钻孔直径25mm，主轴端至底面距离1000mm，主轴级数9级，主轴转速范围500-2000转每分钟，主轴行程200mm，外形尺寸1050×687×1980。
1.3零件工艺分析
本次课设是要为此图1-3-1中的后托架设计一个钻ǿ6和M6孔的夹具，最终实现将工件定位，更加精确和方便的完成钻孔工作，并保证能夹紧工件，夹紧力要适中，不要使工件变形，又能保证工件所要求的加工精度。沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书
3783±0.0563±0.050.08B0.07A1.60.07A25607φ42217R86+00.025R25671.635±0.07312B1.6501205R7A0.0325φ30.20+0.2φ8φ25.5+0.308121610C-CRz50M6CRz50126.36.32-φ132-φ***215锪平156072-φ13R120Rz5026.31.620C2-φ10锥孔装配铰孔92未注明圆角半径为R3—5.图1-3-1
零件图标出了工件的尺寸、形状和位置、表面粗糙度等总体要求，它决定了工件在机床夹具中的放置方法，是设计机床夹具总体结构的依据,本工件放置方法应如图1-3-1所示。工序图给出了零件本工序的工序基准、已加工表面、待加工表面，以及本工序的定位、夹紧原理方案。工件的工序基准、已加工表面决定了机床夹具的方位方案，如选用平面定位、孔定位以及外圆面定位等；定位方案的选择依据六点定位原理和采用的机床加工方法，定位方案不一定要定六个自由度，但要完全定位。工件的待加工表面是选择机床、刀具的依据。确定夹紧机构要依据零件的外型尺寸，选择合适的定位点，确保夹紧力安全、可靠同时夹紧机构不能与刀具的运动轨迹相冲突。
431.φ4606R8φ6Rz50沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书
2.夹具结构设计
2.1定位机构
φ10R854-φ363242.545°4220216φ1016539425931***5240804230φ4.5技术要求1.外轮廓倒角为R10。2.突台倒角为R2。1434φ22φ16φ12
图2-1-1定位平面
在夹具设计中，定位方案不合理，工件的加工精度就无法保证。工作定位方案的确定是夹具设计中首先要解决的问题。
根据工序图给出的定位元件方案，按有关标准正确选择定位元件或定位的组合。在机床夹具的使用过程中，工件的批量越大，定位元件的磨损越快，选用标准定位元件增加了夹具零件的互换性，方便机床夹具的维修和维护。
2451044 沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书
设计夹具是原则上应选该工艺基准为定位基准。无论是工艺基准还是定为基准，均应符合六点定位原理。
由于该零件的加工是钻φ6孔并以外表面作为定位面，属面定位类型，因此本次设计采用的定位机构为圆柱销与大平面相结合。圆柱销定位的形式很多，短圆柱销定位限制Y，Z方向的移动，限制两个自由度；长圆柱销定位限制工件的Y，Z方向的转动和移动，限制四个自由度；两个短圆柱销与长圆柱销相同。大平面限制X，Y方向的转动及Z方向的移动。装夹工件时，通过工件孔和心轴接触表面的弹性变形夹紧工件。本次设计的定位选用的是短销与平面相结合，分别限制工件的X、Y方向的移动及转动自由度以及Z方向的旋转自由度。心轴定位的特点为结构简单、制造容易、夹紧可靠，自锁性好，夹紧动作慢、效率低。
2.2夹紧机构
图2-2-1工件放置方式
1.夹紧的目的：使工件在加工过程中保持已获得的定位不被破坏，同时保证加工精度。.夹紧力的方向的确定：
1）夹紧力的方向应有利于工件的准确定位，而不能破坏定位，一般要求主夹紧力应垂直于第一定位基准面。
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2）夹紧力的方向应与工件刚度高的方向一致，以利于减少工件的变形。
3）夹紧力的方向尽可能与切削力、重力方向一致，有利于减小夹紧力。.夹紧力的作用点的选择：
1）夹紧力的作用点应与支承点“点对点”对应，或在支承点确定的区域内，以避免破坏定位或造成较大的夹紧变形。
2）夹紧力的作用点应选择在工件刚度高的部位。
3）夹紧力的作用点和支承点尽可能靠近切削部位，以提高工件切削部位的刚度和抗振性。
4）夹紧力的反作用力不应使夹具产生影响加工精度的变形。
4.选择夹紧机构：
设计夹紧机构一般应遵循以下主要原则： 1)夹紧必须保证定位准确可靠，而不能破坏定位。2)工件和夹具的变形必须在允许的范围内。
3)夹紧机构必须可靠。夹紧机构各元件要有足够的强度和刚度，手动夹紧机构 4)必须保证自锁，机动夹紧应有联锁保护装置，夹紧行程必须足够。5)夹紧机构操作必须安全、省力、方便、迅速、符合工人操作习惯。6)夹紧机构的复杂程度、自动化程度必须与生产纲领和工厂的条件相适应。
图2-2-2夹紧机构 沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书
选用螺栓螺母夹紧机构来对被加工工件进行夹紧。
螺栓螺母夹紧机构的特点：①结构简单，制造方便加紧可靠施力范围大；②自锁
性能好操；③扩力比80以上，行程S不受限制；④加紧工作慢，效力低。
2.3夹具体的总体设计图:
2.4绘制夹具装配图
图2-3-1总体图 沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书
1.装配图按1:1的比例绘制，用局部剖视图完整清楚地表示出夹具的主要结构及夹具的工作原理。
2.视工件为透明体，用双点划线画出主要部分（如轮廓、定位面、夹紧面和加工表面）。画出定位元件、夹紧机构、导向装置的位置。3.按夹紧状态画出夹紧元件和夹紧机构。
4.画出夹具体及其它联接用的元件（联接体、螺钉等），将夹具各组成元件联成一体。
此机床夹具要用到的零件如下：（1）工件
（2）活动垫片（3）内六角螺栓（4）削边销
（5）夹具体
（6）六角螺母
（7）平垫圈
（8）圆锥销（9）圆锥销 沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书
（10）圆柱螺旋压缩弹簧（11）台肩销
（12）调整螺栓
（13）内六角圆柱头螺钉（14）压板
（15）垫片
（16）螺栓
（17）内六角圆柱头螺钉（18）定位块
5.标注必要的尺寸、配合、公差等
(1)夹具的外形轮廓尺寸，所设计夹具的最大长、宽、高尺寸。
(2)夹具与机床的联系尺寸，即夹具在机床上的定位尺寸。如车床夹具的莫氏硬度、铣床夹具的对定装置等。
(3)夹具与刀具的联系尺寸，如用对刀块塞尺的尺寸、对刀块表面到定位表面的尺寸及公差。
(4)夹具中所有有配合关系的元件间应标注尺寸和配合种类。
(5)各定位元件之间，定位元件与导向元件之间，各导向元件之间应标注装配后的位置尺寸和形位公差。
6.夹具装备图上应标注的技术要求(1)定位元件的定位面间相互位置精度。
(2)定位元件的定位表面与夹具安装基面、定向基面间的相互位置精度。
(3)定位表面与导向元件工作面间的相互位置精度。
(4)各导向元件的工作面间的相互位置精度。
(5)夹具上有检测基准面的话，还应标注定位表面，导向工作面与该基准面间的位置精度。
对于不同的机床夹具，对于夹具的具体结构和使用要求，应进行具体分析，订出具体的技术要求。设计中可以参考机床夹具设计手册以及同类的夹具图样资料。7.对零件编号，填写标题栏和零件明细表：
每一个零件都必须有自己的编号，此编号是唯一的。在工厂的生产活动中，生产
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部件按零件编号生产、查找工作。
完整填写标题栏，如装配图号、名称、单位、设计者、比例等。
完整填写明细表，一般来说，加工工件填写在明细表的下方，标准件、装配件填写在明细表的上方。注意，不能遗漏加工工件和标准件、配套件。8.机床夹具应满足的基本要求包括下面几方面：
1)保证加工精度 这是必须做到的最基本要求。其关键是正确的定位、夹紧和导向方案，夹具制造的技术要求，定位误差的分析和验算。
2)夹具的总体方案应与年生产纲领相适应 在大批量生产时，尽量采用快速、高效的定位、夹紧机构和动力装置，提高自动化程度，符合生产节拍要求。在中、小批量生产时，夹具应有一定的可调性，以适应多品种工件的加工。
3)安全、方便、减轻劳动强度 机床夹具要有工作安全性考虑，必要时加保护装置。要符合工人的操作位置和习惯，要有合适的工件装卸位置和空间，使工人操作方便。大批量生产和工件笨重时，更需要减轻工人劳动强度。
4)排屑顺畅 机床夹具中积集切屑会影响到工件的定位精度，切屑的热量使工件和夹具产生热变形，影响加工精度。清理切屑将增加辅助时间，降低生产率。因此夹具设计中要给予排屑问题充分的重视。
5)机床夹具应有良好的强度、刚度和结构工艺性 机床夹具设计时，要方便制造、检测、调整和装配，有利于提高夹具的制造精度。沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书
结论
在这次历时两个礼拜的课程设计中，发现自己在理论与实践中有很多的不足，自己知识中存在着很多漏洞，看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论到实践的能力还急需提高。让我认识到了仔细认真的重要性。
这次课程设计让我们更能注意到细枝末节。这次课设使我对机床夹具设计有了更深刻的理解，特别使其中的技术要求。同时感觉到了细节的重要性。有时候我们我们错的并不是理论，而是我们很容易忽略的线型和该删掉的线我们没有删掉。作为一个设计者不仅应掌握良好的专业知识，有一个认真仔细的心态，还有有一个冷静的心态，遇到问题不能慌乱，不知所措
首先根据工件的加工要求，我选择了钻床，因此加工方向式垂直与水平面的。然后工件主要定位部分为直径为φ30mm的中心孔和一侧端面，用长销小平面定五个自由度。虽然没有满足六个自由度的要求，但是不影响机床夹具的工作。因为被加工件需要钻2个孔不限制Z向的旋转会增进效率。最后是将定位销和支承板固定在夹具体上，利用销定位、螺柱、螺母和内六角螺钉进行定位、夹紧。这样将工件稳固的夹紧在机床上，能更方便，准确的进行钻孔加工。通过以上这些步骤，此机床夹具可以正常工作，此项设计方案可实施。通过精度验算可知，此项机床夹具可施行。工件的定位、夹紧符合要求。
在设计的过程中，虽然感觉到了我的不足之处，但是我也学到了不少东西。在一定程度上，使我对以前学习过的东西有了加深理解和熟练操作。课程设计是机械专业学习的一个重要的、总结性的理论和实践相结合的教学环节，是综合运用所学知识和技能的具体实践过程。通过本次夹具设计，我对所学的专业知识有了更深刻的理解和认识。课程设计内容源于生产实践，使得课程设计和实践得到了充分的结合，有利于培养解决工程实际问题的能力。上学期在沈飞进工厂实习或参观的时候对夹具也有所了解，而这次课程设计的经历，使我对夹具有了更深刻的认识
我们在这次的学习实践中看到了自己的不足，同时发现到自己的一个不足，意味着我们成长了一点，如果我们每天成长一点点，那么我们会稳扎稳打的走向成功。沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书
致谢
为期两周的课程设计转眼就过去了。通过这两个星期的课程设计，使我综合的运用了几年所学的专业知识。在课程设计中，发现自己在理论与实践中有很多的不足，自己知识中存在着很多漏洞，看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论到实践的能力还急需提高。
首先，感谢学校给我们提供这次难得的实习机会，这让我真切的体会到理论与实际相结合的意义，为我今后的机械制造技术设计思路奠定了基础。从次课程设计中能让我们学习到一些课本中不能引起我们注意的细节东西，感谢学校为我们提供的宝贵学习机会！
我非常感谢我的指导教师张福老师。两周来，我时刻体会着老师严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，不论天气有多么的炎热，都会在我们身边细心指导。在课外时间，我们不明白一些设计的问题和有关画图方面的问题时，每次去老师那里，老师都会在百忙之中给我们足够的时间去问问题，有时还会和我坐下来一起讨论设计的方案。当我的提出的方案不是经济实用的时候老师会细心讲解给予更好的意见。整个过程，老师都倾注了大量的心血。正是在老师科学、严谨的指导下，我的课程设计才能顺利进行，这篇论文也才得以顺利完成。老师不仅在学习上对我严格要求，在我们的思想行为上都给予了教育与指导。
这次课程设计虽然我完成的不是很成熟，但是通过老师的帮助和自己的努力完成课程设计还是让我有一种自豪感，这是我自己真的去思考，设计，查询资料得来的成果。在这次课程设计结束的时候，我感到有一种轻松感，不是因为课程设计不用再做了，而是因为我从这次课程设计中获得了知识，有所学、有所用。更加知道我们将来能做什么，会做什么，该做什么。让我们对行业有了了解，让我们对自己的未来有了规划。
感谢老师的细心指导！沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书
参考文献
[1] 作者：吴宗泽，罗圣国，书名《机械设计课程设计手册》，出版者：高等教育出版社，出版年：1999，引用部分起止页：37～46。
[2] 作者：李庆余，书名《机械制造装备设计》，出版者：机械工业出版社，出版年：2008年，版次：2版
[3] 作者：张海华，书名《机械制造装备设计指导书》，出版者：机械工程系，引用部分起止页：44～46页。
[4] 作者：薛源顺，书名《机床夹具图册》，出版者：机械工业出版社，出版年2003年，版次：1版
第三篇：专用夹具说明书
机械制造装备设计
课程设计说明书
题目
后轮专用夹具设计
系
机械与运载学院
专业
机械设计制造及其自动化
班级
081412
姓名
顾育铭
学号
指导教师
赵 元
完成日期 2011 年 7 月 13 日
沈阳理工大学应用技术学院
沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书
《机械制造装备设计》课程设计计划书
一、课程设计目的
1、本课程设计是《机械制造装备设计》课程的延续，通过设计实践，进一步掌握机械制造装备设计的一般方法。
2、培养学生综合运用机械制图、机械设计基础、金属材料及热处理、机械制造结构工艺等相关知识，培养工程设计的能力。
3、培养学生使用手册、图册、有关资料及设计标准规范的能力。
4、提高学生技术总结及编制技术文件的能力。
5、为毕业设计打下良好的基础。
二、课程设计题目
后轮专用夹具设计
三、课程设计的内容与基本要求
（一）内容
1、完成后轮工件的镗孔专用夹具总装配图。
2、完成镗孔专用夹具部分零件工作图。
3、编写设计计算说明书。
4、总工作量要求：总图量为：0#图纸1张；设计计算说明书15页。
（二）基本要求
1、课程设计必须独立的进行，每人必须完成总工作量要求。
2、根据设计题目，完成规定的设计内容和工作量要求。
3、正确的运用手册、标准，设计图样必须符合国家标准规定。
4、设计计算说明书力求用工程术语，简明扼要，计算合理、准确，表达清晰，文字通顺简练，字迹工整。
四、进度安排 1、1-2天分析零件草图，初定零件工作图，拟定夹具设计方案。2、3-5天完成夹具装配草图设计。3、6-10画零件工作图、夹具装配图、夹具零件图及设计计算说明书。
课程设计指导教师： 赵 元 2011 年 7 月 4 日
沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书
教研室主任： 赵艳红
2011 年 7 月 4 日
摘 要
机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置。又称卡具。从广义上说，在工艺过程中的任何工序，用来迅速、方便、安全地安装工件的装置，都可称为夹具。例如焊接夹具、检验夹具、装配夹具、机床夹具等。其中机床夹具最为常见，常简称为夹具。在机床上加工工件时，为使工件的表面能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其他表面的相互位置精度等技术要求，加工前必须将工件装好（定位）、夹牢（夹紧）。夹具通常由定位元件（确定工件在夹具中的正确位置）、夹紧装置、对刀引导元件(确定刀具与工件的相对位置或导引刀具方向)、分度装置（使工件在一次安装中能完成数个工位的加工，有回转分度装置和直线移动分度装置两类）、连接元件以及夹具体（夹具底座）等组成。
夹具种类按使用特点可分为：1）通用夹：通用夹具是指已经标准化的，在一定范围内可用于加工不同工件的夹具。例如，车床上三爪卡盘和四爪单动卡盘，铣床上的平口钳、分度头和回转工作台等。这类夹具一般由专业工厂生产，常作为机床附件提供给用户。其特点是适应性广，生产效率低，主要适用于单件、小批量的生产中。
2）专用夹具：专用夹具是指专为某一工件的某道工序而专门设计的夹具。其特点是结构紧凑，操作迅速、方便、省力，可以保证较高的加工精度和生产效率，但设计制造周期较长、制造费用也较高。当产品变更时，夹具将由于无法再使用而报废。只适用于产品固定且批量较大的生产中。3）通用可调夹具和成组夹具：其特点是夹具的部分元件可以更换，部分装置可以调整，以适应不同零件的加工。用于相似零件的成组加工所用的夹具，称为成组夹具。通用可调夹具与成组夹具相比，加工对象不很明确，适用范围更广一些。4）组合夹具：组合夹具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的标准元件和部件组装而成的夹具。由专业厂家制造，其特点是灵活多变，万能性强，制造周期短、元件能反复使用，特别适用于新产品的试制和单件小批生产。
国际生产研究协会的统计表明，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。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具；另一方面，在多品种生产的企业中，每隔3~4 沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书
年就要更新50~80％左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为10~20％左右。特别是近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统（FMS）等新加工技术的应用。
目 录
课程设计计划书„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 摘要„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 1.设计准备„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„
41.1年生产纲领„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 1.2零件工艺分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 2.方案设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 3.定位元件及夹紧机构„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 3.1工件以平面定位 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6
3.2工件以圆柱孔定位„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 3.3工件以外圆柱面定位„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7 3.4工件以一面两孔定位„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7 3.5 夹紧力的方向的确定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7 3.6夹紧力的作用点的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7 3.7选择夹紧机构„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 4.总体设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8
4.1后轮专用夹具的基本组成 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 4.2总体夹具装配图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 5.零件设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9
5.1定位元件及定位装置零件的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9 5.2加紧元件及夹紧装置„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10 5.3导向及对刀元件„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10 5.4对刀元件及定向元件„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11 6.定位误差设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11 6.1.定位误差„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11 6.2产生定位误差的原因„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11 6.3定位误差的计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„12 总 结„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„13 沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书
致 谢„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„14 参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„15
1.设计准备
1.1年生产纲领
工件的年生产量是确定机床夹具总体方案的重要依据之一。如工件的年生产量很大，可采用多工件加工、机动夹紧或自动化程度较高的设计方案，采用此方案时，机床夹具的结构较复杂，制造成本较高；如工件的年生产量不大，可采用单件加工，手动夹紧的设计方案，以减小机床夹具的结构复杂程度及夹具的制作成本。如大批量夹具复杂，用全自动化的设备，小批量生产用手动设备。零件的年生产纲领可按下式计算：
NQn(1a%b%)
式中： N ——零件的年生产纲领（件 / 年）；
Q——产品的年生产纲领（台 / 年）； n——每台产品中该零件的数量（件 / 台）； a%——备品的百分率； b%——废品的百分率。1.2零件工艺分析
了解工艺规程中本工序的加工内容，机床、刀具、切削用量、工步安排、工时定额，同时加工零件数。这些是在考虑夹具总体方案、操作、估算夹紧力等方面必不可少的。根据零件图1-1可知，本道工序的内容是镗Φ58孔，保证表面粗糙度值为1.6,并且保证相对于基准C的垂直度误差为0.04mm。
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图1-1 零件草图
2.方案设计
方案一：卧镗
采用一个V型块和一个浮动V型块用来定位，在零件后面加一个单板将其定位，把零件立起来用浮动V型块来夹紧，然后再前后两端加上支架，并在支架上安装镗套。
这种方法给加工带来很多的不变，有可能导致工件定位不准确，这样就不能保证垂直度误差，用浮动V型块夹紧容易使工件发生变形，所设计的专用夹具零件过多，提高了生产成本。方案二：立镗
把零件放在底板上限制3个自由度，一个移动，两个转动，再用一个V型块和一个浮动V型块来限制2个自由度，两个移动，总共是5个自由度。然后用两个U型压板来夹紧零件，防止零件在加工的过程中产生Z向的转动。最后在工件上方加一个支承板按上镗套。如图2-1所示。
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图2-1 方案设计图
3.定位元件及夹紧机构
3.1工件以平面定位
工件以平面为定位基准定位时，常用支承钉和支承板作为定位元件。
1）主要支承
主要支承是指能起限制工件自由度作用的支承
1.固定支承：定位支承点位置固定不变的定位元件，包括支承钉和支承板。
2.可调支承：在夹具中定位支承点的位置可调节的定位元件。可调支承的顶面位置可以在一定范围内调强，一旦凋定后，用螺母锁紧。溉整后它曲作用相当于一个固定支承。采用可凋支承，可以适应定位面的尺寸在一定范围内的变化。
3.自位支承：又称浮动支承，自位支承的位置可随定位基准面位置的变化而自动与之适应的；虽然它们与工件的定位基准面可能不止一点接触，但实质土只能起到一个定位支承点的作用。图 9－8所示是一种常见的自位支承结构。沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书
2）辅助支承
辅助支承是在夹具中不起限制自由度作用的支承。它主要是用于提高工件的支承刚度，防止工件因受力而产生变形。3.2工件以圆柱孔定位
1）定位心轴
定位心轴主要用于车、铣、磨、齿轮加工等机床上加工套筒类和空心盘类工件的定位，它包括圆柱心轴和小锥度心轴。二种圆柱刚牲心轴的典型结构。图9－10a所示为过盈配合心轴。心轴前端有导向部分。过盈心轴限制了 四个自由度。该心轴定心精度高，并可由过盈传递切削力矩。间隙配合心轴，当间隙较小时，它限制工件的 四个自由度；当间隙较大时，只限制贯X、Y两个移动自由度，此时工件定位还应和较大的端面配合使用，用来限制X、Y、Z、Y、Z 五个自由度。切削力矩靠端部螺旋夹紧产生的夹紧力传递。此种心轴定心精度不高，但装卸工件方便。
2）圆柱销
圆柱销有长、短两种。短定位销一般限制 XY二个移动自由庋。长定位销在配合较紧时，限制X移动、Y移动和X旋转、Y旋转四个自由度。图9-16为常用的定位销。定位销端部均有15°倒角以便引导工件套入。图9－lld所示的可换式定位销。
3）圆锥销
固定的圆锥销限制X移动、Y移动和Z移动三个自由度。3.3工件以外圆柱面定位
工件以外圆为定位基准时，可以在 v形块、圆定位套、半圆定位套、锥面定位套和支承扳上定位。其中，用V形块定位最常见。常用的v形块的结构型式，的型式适于小型零件定位，C适于中型以上零件的定位。V形块上两斜面间的夹角一般选60°、90°和120°，其中90°应用最多。
3.4工件以一面两孔定位
所谓一面两孔是指定位基谁采用一个大平面和该平面上与之垂直的两个孔来进行定位。如果该平面上没有合适的孔，常把连接用的螺钉孔的精度提高或专门做出两个工艺孔以备定位用。工件以一面两孔定位所采用的定位元件是“一面两销”，故亦称一面两销定位为了避免采用两短圆销所产生的过定位干涉，可以将一个圆销削边。这样，可以既保证没有过定位，又不增大定位时工件的转角误差。，夹具上的支承面限制 z移动、x旋转和 沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书
y旋转三个自由度，短圆销隈制 两个移动自由度，削边销限制Z旋转自由度，属完全定位。
3.5 夹紧力的方向的确定
1）夹紧力的方向应有利于工件的准确定位，而不能破坏定位，一般要求主夹紧力应垂直于第一定位基准面。
2）夹紧力的方向应与工件刚度高的方向一致，以利于减少工件的变形。3）夹紧力的方向尽可能与切削力、重力方向一致，有利于减小夹紧力。
3.6夹紧力的作用点的选择
1）夹紧力的作用点应与支承点“点对点”对应，或在支承点确定的区域内，以避免破坏定位或造成较大的夹紧变形。
2）夹紧力的作用点应选择在工件刚度高的部位。
3）夹紧力的作用点和支承点尽可能靠近切削部位，以提高工件切削部位的刚度和抗振性。
4）夹紧力的反作用力不应使夹具产生影响加工精度的变形。
3.7选择夹紧机构
设计夹紧机构一般应遵循以下主要原则：
1)夹紧必须保证定位准确可靠，而不能破坏定位。2)工件和夹具的变形必须在允许的范围内。
3)夹紧机构必须可靠。夹紧机构各元件要有足够的强度和刚度，手动夹紧机构 4)必须保证自锁，机动夹紧应有联锁保护装置，夹紧行程必须足够。5)夹紧机构操作必须安全、省力、方便、迅速、符合工人操作习惯。6)夹紧机构的复杂程度、自动化程度必须与生产纲领和工厂的条件相适应。
4.总体设计
4.1后轮专用夹具的基本组成
（1）定位元件及定位装置：采用一个V型块、一个浮动V型块、一个底板；
（2）夹紧元件及夹紧装置：采用两个U型压板； 沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书
（3）导向元件：选用镗套；
（4）对刀元件及定向元件：采用两个定向键；（5）夹具体：采用底板、三个支承板； 4.2总体夹具装配图
5.零件设计
5.1定位元件及定位装置零件的设计
用于确定工件正确位置的元件或装置。采用一个V型块、一个浮动V型块、一个底板。
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V型块
浮动V型块
5.2加紧元件及夹紧装置
用于固定元件已获得的正确位置的元件或装置。采用两个U型压板； 沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书
U型压板
5.3导向及对刀元件
用于确定工件与刀具相互位置的元件。选用镗套；
镗套
5.4对刀元件及定向元件
动力装置在成批生产中，为了减轻工人劳动强度，提高生产率，常采用气动、液动等动力 沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书
装置。采用两个定向键；
定向键
6.定位误差设计
6.1定位误差
工件的加工误差，是指工件加工后在尺寸，形状和位置三个方面偏离理想工件的大小，它是由三部分因素产生的：
1）工件在夹具中的定位、夹紧误差。
2）夹具带着工件安装在机床上，夹具相对机床主轴（或刀具）或运动导轨的位置误差，也称对定误差。
3）加工过程中误差，如机床几何精度，工艺系统的受力、受热变形、切削振动等原因引起的误差。
其中定位误差是指工序基准在加工方向上的最大位置变动量所引起爱的加工误差。6.2产生定位误差的原因 1.基准不重合来带的定位误差：
夹具定位基准与工序基准不重合，两基准之间的位置误差会反映到被加工表面的位置上去，所产生定位误差称之为基准转换误差。2.间隙引起的定位误差
在使用心轴、销、定位套定位时，定位面与定位元件间的间隙可使工件定心不准产生定位误差。
3.与夹具有关的因素产生的定位误差
1）定位基准面与定位元件表面的形状误差。沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书
2）导向元件、对刀元件与定位元件间的位置误差，以及其形状误差导致产生的导向误差和对刀误差。
3）夹具在机床上的安装误差，即对定误差导致工件相对刀具主轴或运动方向产生的位置误差。
4）夹紧力使工件与定位元件间的位置误差，以及定位元件、对刀元件、导向元件、定向元件等元件的磨损。
6.3定位误差的计算
镗杆与镗套间隙的间隙会引偏刀具，产生中心距误差e，由下式求出：
e=(H/2 + h + b)△max/H e----刀具引偏量（mm）H----镗套导向宽度（mm）
h----镗套端面与工件间的空间距离（mm）
△max----镗杆与镗套的最大间隙
镗杆与镗套的配合为φ58H7/r6，可知△max=0.052mm；将H=47mm, h=36, B=25mm代入，可求得e=0.05mm。
由于上述各项都是按最大误差计算，实际上各项也不可能同时出现最大值，各误差方向也很可能不一致，因此，其最和误差可按概率法求和：
0.02820.0320.02420.0520.024mm 该项误差大于中心距允差的2/3，可用。
总 结 沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书
在这次历时两个礼拜的课程设计中，发现自己在理论与实践中有很多的不足，自己知识中存在着很多漏洞，看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论到实践的能力还急需提高。
在设计的过程中，虽然感觉到了我的不足之处，但是我也学到了不少东西。在一定程度上，使我对以前学习过的东西有了加深理解和熟练操作。课程设计是机械专业学习的一个重要的、总结性的理论和实践相结合的教学环节，是综合运用所学知识和技能的具体实践过程。通过本次夹具设计，我对所学的专业知识有了更深刻的理解和认识。课程设计内容源于生产实践，使得课程设计和实践得到了充分的结合，有利于培养解决工程实际问题的能力。以前进工厂实习或参观的时候对夹具也有所了解，而这次课程设计的经历，使我对夹具有了更深刻的认识。
首先根据已知工件的需要，选择加工机床，应选用镗床加工比较合理，因此加工方向式垂直与水平面的。然后工件主要定位部分为直径为φ76mm的外圆和一侧端面，用长V型块和一个定位销定五个自由度。虽然没有满足六个自由度的要求，但是不影响机床夹具的工作。因为被加工件需要镗一个孔不限制X向的旋转。最后是将镗套和V型块固定在夹具体上，利用销定位、螺柱、螺母和内六角螺钉进行定位、夹紧。这样将工件稳固的夹紧在机床上，能更方便，准确的进行镗孔加工。通过以上这些步骤，此机床夹具可以正常工作，此项设计方案可实施。通过精度验算可知，此项机床夹具可施行。工件的定位、夹紧符合要求。
这次课程设计虽然不是属于实践的操作，但是从这次课程设计中能让我们学习到一些课本中不能引起我们注意的细节东西，因此，体验这次课程设计让我们更能注意到细枝末节。这次课设使我对机床夹具设计有了更深刻的理解，特别使其中的技术要求，比如：夹紧力的方向要有利于工件的定位，并注意工件的刚性方向，不能使工件有脱离定位表面的趋势，夹具体一般设计成平板式，保证具有足够的刚性，还有设计的装配图应按照1：1的比例画出，视图要完整清楚的表示出夹具的主要结构及夹具的工作原理，并视所有工件为透明体，用双点划线画出主要部分，并画出定位元件，夹紧机构和导向装置的位置。
我们每一个人永远不能满足于现有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面还有更高的山峰在等着你。挫折是一份财富，经历是一份拥有。这次课程设计必将成为我人生旅途上一个非常美好的回忆！
致
谢沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书
在老师和同学的共同努力下，我们在两周的时间内完成了夹具课程设计。我们花费的时间很长，因为这是同学第一次进行这样的课程设计。虽然过程中我们遇到了遇到困难，但是在老师的指点下，同学们都的十分的努力。我们这次终于把我们所学的知识运用到现实中来了，这对同学们加深对课本知识的理解很有好处。同学学会了对于不同的待工件设计不同的夹具，对于夹具的各种标准件都学会了如何查标准件手册、如何使用它们。这些都是因为老师的帮助下，我们才能完成的。谢谢老师。
参考文献 沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书
[1] 李庆余．机械制造装备设计[M]．2版.北京：机械工业出版社，2008.7 [2] 白成轩．机床夹具设计新原理[M]．北京：机械工业出版社，1997 [3] 宋殷．机床夹具设计[M]．开封：河南科学技术出版社，1985 [4] 东北重型机械学院，等.机床夹具设计手册[M].上海：上海科学技术出版社，1980
第四篇：直齿锥齿轮传动计算例题
直齿锥齿轮传动计算例题
例题10-3
试设计一减速器中的直齿锥齿轮传动。已知输入功率P=10kw，小齿轮转速n1=960r/min，齿数比u=3.2，由电动机驱动，工作寿命15年（设每年工作300天），两班制，带式输送机工作平稳，转向不变。
[解]
1.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数
（1）选用标准直齿锥齿轮齿轮传动，压力角取为20°。
（2）齿轮精度和材料与例题10-1同。
（3）选小齿轮齿数z1=24，大齿轮齿数z2=uz1=3.2×24=76.8，取z2=77。
2.按齿面接触疲劳强度设计
（1）由式（10-29）试算小齿轮分度圆直径，即
d1t≥34KHtT1∅R(1-0.5∅R)2u∙(ZHZE[σH])2
1)
确定公式中的各参数值。
①
试选KHt=1.3。
②
计算小齿轮传递的转矩。
T1=9.55×106×10960N∙mm=9.948×104N∙mm
③
选取齿宽系数∅R=0.3。
④
由图10-20查得区域系数ZH=2.5。
⑤
由表10-5查得材料的弹性影响系数ZE=189.8MPa1/2。
⑥
计算接触疲劳许用应力[σH]。
由图10-25d查得小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为σHliml=600MPa，σHlim2=550MPa。
由式（10-15）计算应力循环次数：
N1=60n1jLh=60×960×1×2×8×300×15=4.147×109，N2=N1u=4.147×1093.2=1.296×109
由图10-23查取接触疲劳寿命系数KHN1=0.90，KHN2=0.95。
取失效概率为1%，安全系数S=1，由式（10-14）得
[σH]1=KHN1σHlim1S=0.90×6001MPa=540MPa
[σH]2=KHN2σHlim2S=0.95×5501MPa=523MPa
取[σH]1和[σH]2中的较小者作为该齿轮副的接触疲劳许用应力，即
σH=[σH]2=523MPa
2）试算小齿轮分度圆直径
d1t≥34KHtT1∅R(1-0.5∅R)2u∙(ZHZE[σH])2
=34×1.3×9.948×1040.3×1-0.5×0.32×7724×2.5×189.85232mm
=84.970mm
(2)调整小齿轮分度圆直径
1）计算实际载荷系数前的数据准备。
①圆周速度v0
dm1=d1t1-0.5∅R=84.970×1-0.5×0.3mm=72.225mm
vm=πdm1n160×1000=π×72.225×96060×1000m/s=3.630m/s
②当量齿轮的齿宽系数∅d。
b=∅Rd1tu2+1/2=0.3×84.970×(77/24)2+1/2mm=42.832mm
∅d=bdm1=42.83272.225=0.593
2)计算实际载荷系数KH。
①由表10-2查得使用系数KA=1。
②根据Vm=3.630m/s、8级精度（降低了一级精度），由图10-8查得动载系数Kv=1.173。
③直齿锥齿轮精度较低，取齿间载荷分配系数KHα=1。
④由表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮悬臂时，得齿向载荷分布系数KHβ=1.345。
由此，得到实际载荷系数
KH=KAKVKHαKHβ=1×1.173×1×1.344=1.578
3)由式（10-12），可得按实际载荷系数算得的分度圆直径为
d1=d1t3KHKHt=84.970×31.5781.3mm=90.634mm
及相应的齿轮模数
m=d1z1=90.63424mm=3.776mm
3.按齿根弯曲疲劳强度设计
（1）由式（10-27）试算模数，即
mt≥3KFtT1∅R1-0.5∅R2z12u2+1∙YFaYsaσF
1）
确定公式中的各参数值。
①
试选KFt=1.3。
②
计算YFaYsa[σF]°
由分锥角δ1=arctan1u=arctan2477=17.312°和δ2=90°-17.312°=72.688°，可得当量齿数Zv1=z1cosδ1=24cos17.312°=25.14，Zv2=Z2cosδ2=77cos72.688°=258.76。
由图10-17查得齿形系数YFa1=2.62、YFa2=2.11。
由图10-18查得应力修正系数Ysa1=1.59、Ysa2=1.89。
由图10-24c查得小齿轮和大齿轮的齿根弯曲疲劳极限分别为σFlim1=500MPa、σFlim2=380MPa。
由图10-22取弯曲疲劳寿命系数KFN1=0.85、KFN2=0.88。
取弯曲疲劳安全系数S=1.7，由式（10-14）得
σF1=KFN1σFlim1S=0.85×5001.7MPa=250MPa
σF2=KFN2σFlim2S=0.88×3801.7MPa=197MPa
YFa1Ysa1σF1=2.63×1.60250=0.0167
YFa2Ysa2σF2=2.13×1.87197=0.0202
因为大齿轮的YFaYsa[σF]大于小齿轮，所以取
YFaYsaσF=YFa2Ysa2σF2=0.0202
2)试算模数。
mt≥3KFtT1∅R1-0.5∅R2z12u2+1∙YFaYsaσF
=31.3×9.948×1040.3×(1-0.5×0.3)2×242×(77/24)2+1×0.0202mm
=1.840mm
（2）调整齿轮模数
1）计算实际载荷系数前的数据准备。
①圆周速度v。
d1=m1z1=1.840×24mm=44.160mm
dm1=d11-0.5∅R=44.160×1-0.5×0.3mm=37.536mm
vm=πdm1n160×1000=π×37.536×96060×1000m/s=1.887m/s
③
齿宽b。
b=∅Rd1u2+12=0.3×44.160×77242+1/2mm=22.260mm
2)计算实际载荷系数KF。
①根据v=1.887m/s，8级精度，由图10-8查得动载系数Kv=1.12。
②直齿锥齿轮精度较低，取齿间载荷分配系数KFα=1。
③由表10-4用插值法查得KHβ=1.340，于是KFβ=1.270。
则载荷系数为
KF=KAKvKFαKFβ=1×1.12×1×1.270=1.425
2）
由式（10-13），可得按实际载荷系数算得的齿轮模数为
m=mt3KFKFt=1.840×31.4251.3mm=1.897mm
按照齿根弯曲疲劳强度计算的模数，就近选择标准模数m=2mm，按照接触疲劳强度算得的分度圆直径d1=90.634mm，算出小齿轮齿数z1=d1m=90.6342=45.32。
取z1=46，则大齿轮齿数z2=uz1=3.2×46=147.2。为了使两齿轮的齿数互质，取z2=147。
4.几何尺寸计算
（1）计算分度圆直径
d1=z1m=46×2mm=92mm
d2=z2m=147×2mm=294mm
（2）计算分锥角
δ1=arctan1u=arctan46147=17°22＇34″
δ2=90°-17°22＇34″=72°37＇26″
（3）计算齿轮宽度
b=∅Rd1u2+12=0.3×90×147462+1/2mm=46.21mm
取b1=b2=46mm。
5.结构设计及绘制齿轮零件图（从略）
6.主要设计结论
齿轮z1=46、z2=147，模数m=2mm，压力角α=20°，变位系数x1=0、x2=0，分锥角δ1=17°22＇34″、δ2=72°37＇26″，齿宽b1=b2=46mm。小齿轮选用40
Cr（调质），大齿轮选用45钢（调质）。齿轮按7级精度设计。
第五篇：钻孔夹具设计说明书（模版）
钻床夹具设计说明书1
设计内容：
1、加工工件图
2、钻床夹具装配图1张
3、钻床夹具零件3张
4、课程设计说明书 1份 前言：
1、主要技术指标 1）保证工件的加工精度
专用夹具应有合理的定位方案、合适的尺寸、公差和技术要求，并进行必要的精度分析，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要与工件的生产纲领相适应。应根据工件生产批量的大小选用不同复杂程度的快速高效夹紧装置，以缩短辅助时间，提高生产效率。3）工艺性好
专用夹具的结构简单、合理、便于加工、装配、检验和维修。专用夹具的生产属于中批量生产。4）使用性好
专用夹具的操作应简便、省力、安全可靠，排屑应方便，必要时可设置排屑结构。5）经济性好
除考虑专用夹具本身结构简单、标准化程度高、成本低廉外，还应根据生产纲领对夹具方案进行必要的经济分析，以提高夹具在生产中的 经济效益。
2、设计方案、设计方法、设计手段
（一）研究原始资料
在明确夹具设计任务后，应对以下几方面的原始资料进行研究。
1、研究加工工件图样
了解该工件的结构形状、尺寸、材料、热处理要求，主要表面的加工精度、表面粗糙度及其它技术要求。
2、熟悉工艺文件，明确以下内容
（1）毛坯的种类、形状、加工余量及其精度。
（2）工件的加工工艺过程、工序图、本工序所处的地位，本工序前已加工表面的精度及表面粗糙度，基准面的状况。（3）本工序所使用的机床、刀具及其它辅具的规格。（4）本工序所采用的切削量。
（二）拟订夹具的结构方案
拟订夹具的结构方案包括以下几个内容 1）确定夹具的类型
各类机床夹具均有多种不同的类型、钻床夹具有固定式、翻转式、盖板式和滑板式等，应根据工件的型状、尺寸、加工要求及重量确定为固定式。
2）确定工件的定位方案，设计定位装置
根据六点定位原则，通过分析工序图确定工件以椎孔定位，定位元件为心轴。
3）确定工件的夹紧方式，设计夹紧装置
常用的夹紧机构有斜楔夹紧、螺旋夹紧、偏心夹紧、铰链夹紧等。根据工件的结构，加工方法其因素确定为螺旋夹紧。4）确定引导元件（钻套的类型及结构尺寸）
钻套的类型有固定式钻套、可换式钻套、快换式钻套、特殊式钻套，根据工件加工量确定为可换式钻套。5）夹具精度分析与计算 6）绘制夹具总图
3、主要工作程序
1)零件本工序的加工要求分析 2)确定夹具类型
3)拟定定位方案和选择定位元件 4)确定夹紧方案
5)确定引导元件(钻套的类型及结构尺寸)6)夹具精度分析与计算 7)绘制夹具总图 8)绘制夹具零件图样 9）编写设计说明书 设计思想
本工序是为一空心轴零件加工 1 个φ8H8的小孔,所设计的一套钻床专用夹具。主要技术指标能保证工件的加工精度、提高生产效率、工艺性好和使用性好。
我们在设计专用夹具时为了能满足工件的加工精度要求，考虑了合理的定位方案、合适的尺寸、公差和技术要求，并进行了必要的精度分析。由于是中批量生产，采用了固定式钻床夹具，提高了生产效率。在工艺性方面使这种夹具的结构简单、合理、便于加工、装配、检验和维修。在使用性方面这种夹具的操作简便、省力、安全可靠，排屑也方便，必要时可设置排屑结构。通过对钻床夹具设计的制作，进一步巩固和所学基本知识并使所学知识得到综合运用。学会查阅和收集技术资料，提高运用计算机辅助设计的能力，树立正确的设计思想和严谨的工作作风。
设计思想：以定位轴为主定位，以固定式套筒为辅助定位。此次需要完成的题目如下：
如下图所示，设计加工挡环上φ8H8小孔的钻床夹具。图中其他各表面均已加工完毕。
1、钻床夹具设计过程
1.1 零件本工序的加工要求分析 钻φ8H8孔，本工序前已加工的表面有：
(1)φ28孔及其端面；
(2)外径φ42两端面。
本工序使用机床为 Z5125立钻。刀具为通用标准工具。
1.2 确定夹具类型
本工序所加工一个孔(φ8H8)，位于距工件左端面25的轴表面上，孔径较小，工件重量轻、轮廓尺寸以及生产量为中批量生产等原因，采用固定式钻模。
1.3 拟定定位方案和选择定位元件(1)定位方案
根据工件结构特点，其定位方案如下：
①以工件的一端为定位面，以心轴定位，限制5个自由度。这一定为方案设计基准与定位基准重合，所以初步选定。(2)选择定位元件
选择带台阶面的定位心轴，作为以φ10H7孔及其端面的定位元件。定位副配合取φ8H8/f7。(3)定位误差计算
10加工φ8H8孔时孔距尺寸24-00..05mm的定位误差计算
由于基准重合，故ΔB=0； 不存在基准位移误差，故ΔD=0。
10由此可知此定位方案能满足尺寸24-00..05的定位要求。
1.4 确定夹紧方案
参考夹具资料，以定位轴为主定位，以固定式套筒为辅助定位，采用 M18螺母、端盖、垫圈和定位轴在φ28H7孔右端面夹紧工件。1.5 确定引导元件(钻套的类型及结构尺寸)6
由于生产量为中批量生产故选用可换钻套。主要尺寸由《机床夹具零、部件》国家标准 GB/T2263 — 80、GB/T2265 — 80选取。钻孔时钻套内径为φ9 mm。外径为φ15mm。中间衬套内径为φ15 mm。中间衬套外径为φ22 mm。钻套端面至加工面的距离取 8mm。麻花钻选用φ9mm。引导元件至定位元件间的位置尺寸为29± 0.02 mm。钻套轴线对基面的垂直度允差为 0.02mm。1.6 夹具精度分析与计算
10所设计夹具需保证的加工要求有：尺寸 24-00..05mm；孔 φ8轴线对 φ14 轴线间垂直度公差0.1 mm等二项，精度分别验算如下：
10(1)尺寸 24-00..05mm的精度校核
A、定位误差ΔD，有前计算，已知ΔD=0；
B、钻套与中间衬套间的最大配合间隙ΔT1= 0.027mm；
C、定位轴的定位端面至衬套中心距离（26mm）其尺寸公差按工件相应尺寸公差的三分之一取为ΔJ1=0.03 mm； D、麻花钻与钻套内孔的间隙 X 2= 0.04mm；
E、钻套外径与中间衬套内径间的最大配合间隙ΔI= 0.027mm； F、钻头在钻套孔中的倾斜误差： X1=（B+S+H/2）×X2 ÷H 由于B=5 mm，S=8 mm，H=15 mm。所以X1=（5+8+9）×0.04÷18=0.059 G、钻套中间衬套内外表面轴度公差e1=e2=0.02 mm； 按概率法相加
ΔT=［（2ΔJ1）2+ e12+ e22+Δ12+ X12］ =0.104 mm ΔD+ΔT=0.104 mm＜0.15 mm
10因而该夹具能保证尺寸24-00..05 mm的加工要求。
(2)孔φ8轴线对φ14轴线间垂直度公差0.1 mm精度校核 钻套孔轴线对夹具底座间垂直度误差ΔT=0.02 mm 因此此夹具能保证两孔轴线的垂直度要求。1.7夹紧机构设计与夹紧计算 1.7.1夹紧机构设计
根据设计思想，则此钻床夹具采用固定式钻床夹具，草图如下所示： 夹紧计算
1）F9.81CFd0ZffKF
查表可得CF=42.7、xf=1.0、yf=0.7、.KFZ=.0.9 因此Fz=.595N CMYMM9.81CMd0fKM
查表可得CM=0.021、xM=2.0、yM=0.8、.KM=.0.87 因此 扭M=1.6Nm 由夹紧力机构产生的实际夹紧力应满足下式 P=K×F' 其中：其余系数K=K1×K2×K3×K4 K1——基本安全系数 1.3 K2——加工性质系数1.1 K3——刀具钝化系数1.15 K4——断续刀削系数1.2
所以 K=1.3×1.1×1.15×1.2.=1.98 考虑实际夹紧力较小，以及所加工零件的结构特征，决定选用滑动压板夹紧结构 而且不需要进行强度.校核.。1.8操作过程
扭松螺母将工件装到定位轴上，装上端盖扭紧螺母，则工件被固定。扭松螺母，拆下端盖，则可取下工件。2.绘制夹具总图
根据已完成的夹具结构草图，进一步修改结构，完善视图后，绘制正式夹具总装图。如下所示:
3.绘制夹具零件图 如下所示：
图1.夹具体
图2.定位销轴
图3.钻模板
4.小结
短短的一个星期里，从白纸到完成模具总装图，零件图，设计说明书，学到很多原本学到的但不是很懂的知识，了解了一些设计的和过程。通过这次模具设计，综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行一次模具设计工作的实际训练从而培养和提高我们独立工作能力，巩固与扩充了冷冲压模具设计等课程所学的内容，掌握冲裁模具设计的方法和步骤，掌握模具设计的基本的模具技能懂得了怎样分析零件的工艺性，怎样确定工艺方案，了解了模具的基本结构，提高了计算能力，绘图能力，熟悉了规范和标准，同时各科相关的课程都有了全面的复习，独立思考的能力也有了提高。
参考文献
[1] 李华.机械制造技术.高等教育出版社,2007 [2] 薛彦成.公差配合与技术测量,1992 [3] 莫章金.周跃生.AutoCAD2002工程绘图与训练,2007 [4] 隋明阳.机械设计基础,2002 [5]王先逵.《机械制造工艺学》，2003
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