钻孔夹具设计说明书（模版）

第一篇：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）F9.81CFd0ZffKF

查表可得CF=42.7、xf=1.0、yf=0.7、.KFZ=.0.9 因此Fz=.595N CMYMM9.81CMd0fKM

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

第二篇：机床钻孔夹具设计__毕业论文

摘要

在机械制造各行业的工艺过程中广泛应用着各种不同的，用以固定加工对 象，使之占有正确位置，以便接受施工的一种工艺装备，统称为夹具。因此，无 论是在机械加工，装配，检验，还是在焊接，热处理等冷，热工艺中，以及运输 工作中都大量采用夹具。但在机械加工中应用最为广泛的是金属切削机床上使用 的夹具，我们称其为机床夹具。它在保证产品优质，高产，低成本，充分发挥现 有设备的潜力，以便工人掌握复杂或精密零件加工技术，以减轻繁重的体力劳动 等诸方面起着巨大的作用。因此，机床夹具的设计和使用是促进生产迅速发展的 重要工艺措施之一。为此，在本次毕业设计时，选择了机床夹具设计。本文主要围绕机床钻孔夹具设计为中心。用以钻HBC6700方向机壳体，首先 通过参观实习让我们对夹具设计有了初步的了解，特别是对盖板式钻模夹具设计 的了解更为深刻。然后，在导师的指导下，对夹具设计方案进行分析和选择。选 定方案后，通过查阅相关夹具设计书籍和相关图例在钻孔夹具设计过程中，在 查阅了相关文献后完成外文翻译。参考相关资料完成夹具的总体设计。

关键词： 关键词：机械；夹具；钻模；加工

目录

摘要 ·····································......................................................................1 前 言·········································································1 第 1 章 钻孔夹具设计的要求 ···················································2 1.1 钻孔夹具方案设计 …….........................................................................................................2 1.2 了解夹具总体设计的要求 …….............................................................................................2 第 2 章 钻床夹具设计特点 ···················································· 4 2.1 确定夹具的类型 ……..............................................................................................................4 2.2 钻模的主要类型 …….............................................................................................................4 2.3 盖板式夹具特点 …….............................................................................................................5 第 3 章 工件的夹紧计算及其选择 ·············································· 7 3.1 工件的夹紧 ……......................................................................................................................7 3.1.1 夹紧基本原理理论 ······················································· 7 3.1.2 夹紧座 ································································· 8 3.1.3 夹紧压板 ······························································· 8 3.1.4 夹紧螺钉 ······························································ 9 3.2 夹紧力的选择 …….................................................................................................................9 3.2.1 夹紧力方向 ··························································....10 3.2.2 夹紧力的作用点 ·····················································......10 3.2.3 夹紧力的计算 ···············································......................10 3.2.4 夹具精度计算与分析 ·····················································11 第 4 章 夹具结构分析与设计....................................................................................................13

4.1 夹具的夹紧装置和定位装置 …….....................................................................................13 4.2 夹具的导向 ……...................................................................................................................14 4.3 钻孔与工件之间的切屑间隙……..........................................................................................15 4.4 钻模板 ……............................................................................................................................16 4.5 总体分析夹具 …....................................................................................................................16 总 结········································································17 参考文献·····································································18 致 谢···································································

前言

在机械加工过程中，夹具按专业化程度可分为通用夹具、专用夹具、可调 夹具、组合夹具、成组夹具、标准夹具、随行夹具、组合机床夹具等。我这次设 计的是盖板式钻夹具。这是一种专用夹具，专为一工件的一道工序而设计的夹具。钻夹具的主要任务是保证刀具旋转轴线对工件定位表面有正确的相互位置，根据 工件的集合形状和尺寸结构及工艺特性，选择不同形式的钻模以保证产品精度和 生产率。在众多钻模夹具机床中，综合考虑设计要求、特点及夹具设计原理等的各 方面的因素，选择了用盖板式钻模，它一般用于加工小型工件上分布在一个面上 的孔。本文就围绕此夹具的方案选择，确定夹具，设计夹具等等展开的。但是，由于知识的缺陷，设计时考虑的不够周全，还存在一些错误，请各 位老师和同学指出，我将做到虚心接受，努力提高自己。1

第 1 章 钻孔夹具设计的要求

1.1 钻孔夹具方案设计

方案设计是夹具设计的重要阶段，它在分析各种原始资料的基础上，要完 成下列设计工作： ① 研究壳体零件原始资料，明确设计要求。② 拟订钻孔夹具结构方案，绘制夹具结构草图。③ 绘制夹具总图，标注有关尺寸及技术要求。④ 绘制零件图。从另外一方面来说，机床夹具设计是工艺装备设计中的一个重要组成部分，是保证产品质量和提高劳动生产率的一项重要技术措施。在设计过程中应深人实 际，进行调查研究，吸取国内外的先进技术，制定出合理的设计方案，再进行具 体的设计。而深入生产实际调查研究中，应当掌握下面的一些资料：

(1)工件图纸；详细阅读工件的图纸，了解工件被加工表面是技术要求，该 零件在机器中的位置和作用，以及装置中的特殊要求。

(2)工艺文件：了解工件的工艺过程，本工序的加工要求，工件被加工表面 及待加工面状况，基准面选择的情况，可用机床设备的主要规格，与夹具连接部 分的尺寸及切削用量等。

(3)生产纲领：夹具的结构形式应与工件的批量大小相适应，做到经济合理。在本次毕业设计的夹具要求是中小批量生产的夹具设计。

(4)制造与使用夹具的情况，有无通用零部件可供选用。工厂有无压缩空气 站；制造和使用夹具的工人的技术状况等。夹具的出现可靠地保证加工精度，提高整体工作效率，减轻劳动强度，充分 发挥和扩大机床的工艺性能。1.2 了解夹具总体设计的要求[ 1）夹具应满足零件加工工序的精度要求。特别对于精加工工序，应适当提高夹具的精度，以保证工件的尺寸公差和形状位置公差等。2）夹具应达到加工生产率的要求。特别对于大批量生产中使用的 夹具，应设法缩短加工的基本时间和辅助时间。

3夹具的操作要方便、安全。按不同的加工方法，可设置必要的 防护装置、挡屑板以及各种安全器具。

4能保证夹具一定的使用寿命和较低的夹具制造成本。

夹具元件的材料选用将直接影响夹具的使用寿命。因此，定位元件以及主要元件宜采用力 学性能较好的材料。夹具的低成本设计在世界各国都以相当重视。为此，夹具的 复杂程度应与工件的生产批量相适应。在大批量生产中。宜采用气压、液压等高 效夹紧装置；而小

批量生产，则宜采用较简单的夹具结构。5）要适当提高夹具元件的通用化和标准程度。选用标准化元件，特别应选用商品化的标准元件，以缩短夹具制造周期，从而降低夹具成本。6）必须具有良好的结构工艺性，以便夹具的制造、使用和维修。以上要求有时是互相矛盾的，故应在全面考虑的基础上，处理好主要矛盾，使之 达到较好的效果。例如钻模设计中，通常侧重于生产率的要求。

第 2 章 钻床夹具设计特点

2.1 确定夹具的类型

按使用范围，夹具可分为通用夹具和专用夹具两类。通用夹具适用于各种不 同尺寸的零件加工，如导尺、分度盘等。这类夹具是作为附件与机床一起配套供 应的。专用夹具是专门为某一工件在某一工序进行加工而设计的夹具，如在铣床 上加工弯曲零件必须采用相应的夹具，在压刨上加工斜面、曲面也要采用专用夹 具。

2.2 钻模的主要类型

钻床专用夹具一般通称为“钻模”。可按钻模有无夹具体，以及夹具体是否 可动，而分为下面几类：

1.固定式钻模 这种钻模在使用时，是被固定在钻床工作台。用于在立轴式钻床上加工较 大的单孔或在摇臂钻床上加工平行孔系。如果要在立式钻床上使用固定式钻模加 工平行空系，则需要在机床主轴上安装钻模时，一般先将装在主轴上的定尺刀具 伸入钻套中，以确定钻模的位置，然后将其紧固。这种加工方式的钻孔精度比较 高。

2回转式钻模 回转式钻模主要用于加工同一圆周面上的平行孔系，或分布在圆周上的径 向孔。有立轴、卧轴和斜轴回转等三种基本形式。由于回转台已标准化，并作为 机床附件由专门厂生产供应，固回转式钻模的设计，大多数情况是设计专用的工 作夹具和标准回转台联合使用。

3.翻转式钻模 主要用于加工小型工件不同表面上的孔。使用翻转式钻模可减少工件装夹 的次数，提高工件上各孔之间的位置精度。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，故此钻模的质量一般不宜 超过10 kg。5.滑柱式钻模 滑柱式钻模的结构已经标准化了和规格化了，具有不同的系列。使用时，只要根据工件的形状、尺寸和加工要求等具体情况，专门设计制造相应的定位夹紧装置和钻套等，装在夹具体的平台或钻模板上的适当位置，就可用于加工。此次设计的夹具工件是侧盖，图为其中部分结构。

图2.1钻孔零件

此设计针对这四个孔设计盖板式钻孔夹具。

2.3 盖板式夹具特点

盖板式钻模的特点是没有夹具体。图所示为加工车床溜板箱上多个小孔所 用的盖板式钻模，它用圆柱销1和菱形销3在工件两孔中定位，并通过3个支承钉4 安放在工件上。盖板式钻模的优点是结构简单，多用于加工大型工件上的小孔，如图2所示。

图2.2 盖板式钻模 1——圆柱销；2——钻模板；3——菱形销；4——支撑钉

1）工件的定位 该套夹具采用的定位： 该套夹具采用“一销一孔”的定位.通过一个销及工件上一个孔及其该工件 的一个平面进行定位。其中孔限制X、Y方向上移动，销限制绕Z旋转。若定位销为长销，则出现过定位。所以定位销为短定位销。5 2）定位销的选择

从上可知此套夹具选取的定位销为一圆柱销实现定位，此销应可换。按表选取 D=13，H=18。根据尺寸选取的可换圆柱定位销为A

型:A13n6X24 GB2204-1980。在“一销一孔”定位方式中，销是限制Z旋转自由度的。工件以“一销一孔”定位时的定位误差： 设计中两销为垂直放置，孔和销皆为Ф13H7/h6。

0 由公差和配合表可知，定位孔为 Φ13 +0.018，定位销为 Φ13 ?0.011。0 ε01XW=δg1+δj1+Δ1=0.018+0.011+0=0.029 ΔD.W=ε01XW/2=0.0146 由上述分析可知，欲减少系统定位误差，可以采取提高定位孔、定位销的 精度或配合类别，采用消除间隙的结构，选取孔距大的双孔定位等，设计中选择 的工件定位孔是Ф10，精度是7级。孔距公差为±0.015，定位平面的平面度为0.06，表面粗糙度为Ra=1.6。从对加工零件进行分析之后，可知采用盖板式钻模，不管是装夹还是在效率 上都优于其他的钻模。所以选择了这种方案。

第 3 章 工件的夹紧计算及其选择

3.1 工件的夹紧 3.1.1 夹紧基本原理理论

夹紧的目的是保证工件在夹具中的定位，不致因工时受切削力，重力或伴生 离心力，惯性力，热应力等的作用产生移动或振动。夹紧装置是夹具完成夹紧作 用的一个重要的而不可以缺少的组成部分，除非工件在加工过程中所受到的各种 力不会使它离开定位时所需确定的位置，才可以设有夹紧装置。夹紧装置设计的 优劣，对于提高夹紧的精度和加工作效率，减轻劳动强度都有很大的影响。

夹紧对象特征 夹 紧 功 能 原 理 方 案 设 计 功能项 加工信息特征 夹紧要求特征 动力源项 原理解项 元功能解项 技术性 评价项 经济性 社会性 备注项 应用实例 技术参数

夹紧功能原理方案设计组成结构

分析各类夹具的基本功能要求可以将夹紧装置概括为两类： 第一类是性能要 求，主要指定位唯一性、定位稳定性，夹紧稳定性及总体约束；第二类要求是夹 具的结构刚性、成本及易操作性、易于维修等要求。本设计目录中功能项包括夹 紧对象特征项、加工信息特征及夹紧要求特征。夹紧对象特征项目：包括夹紧对象类型、材

料、形状、体积、数量、物理特 性、磁性、导电性、刚性等信息。加工信息特征项：加工类型、机加工、装配、检测、焊接等、加工参数、切 削参数、运动参数、几何参数等。夹紧要求特征项：主要指性能要求，包括定位要求、定位基准选择，如特征 点、特征面。夹紧力大小、夹紧方向、夹紧行程、夹紧松开速率，自锁性等。元件功能分析：夹紧功能主要包括四种元功能。它们是：定位功能、传动功 能、执行功能和分度功能等辅助功能。定位功能由定位元件完成，定位元件按定 位面特征分为平面定位元件、圆孔定位元件、外圆定位元件。传动功能由中间递

力机构完成，该机构一般有三个作用；改变作用力的力一向、大小和自锁作用。目前常用的有以下机构：斜楔机构、螺旋机构、圆偏心机构、杠杆铰链机构、连 杆机构、联动机构、对中机构、定心机构等。设计夹紧装置时，应满足下述主要要求：

1.夹紧装置在对工件夹紧时，不应破坏工件的定位，为此，必须正确选择夹 紧力的方向及着力点。

2.夹紧力的大小应该可靠，适当，要保证工件在夹紧后的变形和受压表面的 损伤不致超出允许的范围。

3.夹紧装置结构简单合理，夹紧动作要迅速，操作方便省力，安全。

4.夹紧力或夹紧行程在一定范围内可进行调整和补偿。

3.1.2 夹紧座

在不考虑重力和其它的伴生力的情况下，夹紧力的大小既与切削力的大小有 关，也与切削力对支承的作用有关。W=KM(f1Rf1+f2Rf2)N(其中 K=K1K2K3K4，K1=1.5~2，K2=1.2，K3=1.1~1.3，K4=1.2)M 为切削扭矩 W=1.8×1.2×1.2×1.2×85×(0.2×7+0.2×7)=740.28(N)Q Q 需= 需

KP/(f1+f2)=1.8×1.2×1.2×1.2×100/(0.2+0.2)=777.4N 为切削力

为简化夹具的成本及考虑工厂实际情况，拟用螺钉夹紧装置。计算螺钉的夹 紧力：W=2QL/ D 中/tg(α+φ1)。此公式采用中的数据以 M16 标准螺纹计算。α 为螺纹升角;t“gα=S/лD 中;φ1 螺纹摩擦角； 中螺纹中径； 人工作用力； D Q 其中有 f=0.1(螺母端面与工件间的摩擦系数)，φ1=6。34，；计算 W=836.8（N）。很明显，可以使用螺钉夹紧机构。夹紧座加工要求：1.表面发蓝或其它的防锈处理；2.热处理:T10A，淬火 :，HRC60~64；渗碳深度 0.2~0.6mm；3.锐边无毛刺；4.螺纹孔以国家标准的 M16 配 做。3.1.3 夹紧压板 夹紧支板和夹紧座的目的相同，都是夹紧工件的，保证在加工过程中工件不 移动，限制它的自由度，夹紧支板的工件接触装置拟用夹紧螺钉，支板在其中是 辅助支承的，最终起决定作用的还是人的操作，不同人操作同样的夹具或者是在 夹紧的过程中

用力和速度的不同，都对工件的加工精度有影响。由于取用的夹紧 螺钉是一样的，前面已经计算过了，在此不重复了。具体的结构见零件图。

压板

夹紧压板加工要求：1.表面发蓝或其它的防锈处理；2.热处理:T10A，淬火 : HRC38~45；渗碳深度 0.2~0.6mm；3.锐边无毛刺；4.螺纹孔以国家标准的 M27 配 做。[1] [6] 3.1.4 夹紧螺钉

根据公司的实际情况选用夹紧螺钉，人工操作。节省成本，制造夹具的时间 缩短并以国家标准的规格生产。夹紧功能的原理方案设计目录是设计目录应用的具体体现，由于夹具种类繁 多，如何对其进行抽象化整理，以利于运用设计目录的结构形式，还需要更深入 的研究。建立原理方案设计目录涉及的知识面较广，难度较大，目录本身的构造 规律也很复杂。这里仅作最基本的原理方案设计研究。为使工件在定位件上所占有的规定位置在加工过程中保持不变，就要用夹 紧装置将工件夹紧.保证工件的定位基准与夹具上的定位表面可靠的接触，防止 在加工过程中移动、振动、或变形。因为此套夹具加工的工件刚度较好，防止了切削力作用是所引起的振动，侧面在加上移动压板的定位，免除夹紧力对加工表面几何形状精度的不利影响夹 具的夹紧选用加工表面的松态夹紧，夹紧力的作用线不通过加工表面的周围，使 加工表面的材料处在自由状态下。

3.2 夹紧力的选择 3.2.1 夹紧力方向

在保证安装的真确可靠，减少工件的变形，定位方便和在可以减少所需夹 紧力的大小的前提下，此套夹具的夹紧方向和工件重力方向和切削方向相同。工 件的定位工作面为垂直方向上，则工件的夹紧通过工件的一个定位销与水平方向 的移动压块完成。夹紧力的方向为平行重力方向垂直夹紧。

在本次夹具设计中，夹紧力是由中心螺杆和一边压板提供的。3.2.2 夹紧力的作用点 夹紧力的作用点是指夹紧元件与工件相接触的一小块面积。现在夹紧力的 方案已定。考虑夹具的结构尺寸特征可以确定夹紧力的作用点个数为2个。考虑夹紧力作用点的一般要求：① 夹紧力的作用点应能保持工件定位稳定，而不至引起工件发 生位移和偏 转；

② 夹紧力的作用点，应使被夹紧的夹紧变形尽可能的小些； ③ 夹紧力的作用点应尽可能靠近加工表面，以提高定位稳定性。

3.2.3 夹紧力的计算

夹紧力的大小重要取决于切削P和重力G，重力是可认为不变的，而切削力 在切削的过程中是变化的。影响切削力的大小因素很多，如工件质量的不均匀，加工质量的不均匀，刀具磨损以及切削用量的变化等等。同时夹紧力也和其他因 素有关，如夹紧件和工件及工

件与定位件间接触表面的光洁度，工艺系统的刚性 等等，因此夹具夹紧力的设计只能对其作初略的估算。W:实际夹紧力 Wi:理论夹紧力 K:安全系数

安全系数:K= K1×K2×K3×K4 式中: K1-基本安装系数 K3-刀具钝化系数 工件切削孔的位置如图: K2-加工安装系数 K4-切削特点系数

图3.3 钻孔零件

其加工直径全部为12.5 [1] 此套夹具的夹紧力计算如表1: 表 1 孔号 孔坐标(毫米)孔径(毫米)x y 1 71.81 123.61 Φ12.5 2 126.61 129.56 Φ12.5 3 77.74 57.03 Φ12.5 4 132.67 61.82 Φ12.5 切削力P:P=2.6×D×S ×HB 式中:D-钻孔直径 0.8 0.6 走刀量(毫米/转)0.10 0.10 0.10 0.10

S-走刀量 HB-材料布氏硬度

HB=Hbmax-(Hbmax-Hbmin)/3=230 0.8 0.6 P1=P2= P3= P4=2.6×12.5×0.10 ×230 =134.6(公斤力)切削合力P=ΣPi=4×P1 =538.3(N)合力的位置: x=ΣPixi/ΣPi y=ΣPiyi/ΣPi 表 2 孔号 1 2 3 4 Pi 134.6 134.6 134.6 134.6 X=102.21mm 安全系数K: K= K0×K1×K2×K3×K4 取: K0=1.5、K1=1.0、K2=1.5、K3=1.2、K4=1.3 得: K=1.5×1.0×1.5×1.2×1.3=3.51 夹紧力的计算 夹紧工件所需的夹紧力w W=K×P =3.51×538.3 =1889.433(N)3.2.4 夹具精度计算与分析[3] 精度等级的选择：首先根据所要加工的零件进行分析，看其在各方面的精度 及表面粗糙度等的要求。然后，根据设计好的夹具（即零件在夹具上的配合和装 xi 71.81 126.61 77.74 132.67 P ix i 9665.626 17041.706 10463.804 17857.382 y=93.00mm yi 123.61 129.56 57.03 61.82 P iy i 16637.906 17438.776 7676.238 8320.972

配来确定。标准公差数值表（节录）IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 基本尺寸 13 19 30 >50~80 46 74 15 22 35 >80~120 54 87 18 25 40 >120~180 563 100 由国家标准推荐的各公差等级的应用范围可知： IT5～IT12级用于配合尺寸公差。其中（1）IT5（孔到IT6）级用于高精度和重要的配合处；（2）IT6（孔到IT7）级用于要求

精密配合的情况；（3）IT7（孔到IT8）级用于一般精度要求的配合。选用公差等级时，除上述有关原则和因素外，还应考虑以下问题。ａ.相关件配合的精度； ｂ.加工成本。在本次设计的夹具中可得知零件与夹具体的配合要求较高精度配合，所以选 择(1），而用于定位零件中间的孔和轴，在钻孔只能够要求这个孔和轴要有较高 的位置度，所以选择（2），钻模板和零件上用来定位的插销，因为它是用来对零 件钻孔装夹定位的，所以同样选（2）。IT10 120 140 160 IT11 190 220 250 IT12 300 350 400

第 4 章 夹具结构分析与设计

4.1 夹具的夹紧装置和定位装置

夹具中的装夹是由定位和夹紧两个过程紧密联系在一起的。定位问题已在前 面研究过，其目的在于解决工件的定位方法和保证必要的定位精度。仅仅定好位在大多数场合下，还无法进行加工。只有进而在夹具上设置相应 的夹紧装置对工件进行夹紧，才能完成工件在夹具中装夹的全部任务。夹紧装置的基本任务是保持工件在定位中所获得的即定位置，以便在切削 力、重力、惯性力等外力作用下，不发生移动和震动，确保加工质量和生产安全。有时工件的定位是在夹紧过程中实现的，正确的夹紧还能纠正工件定位的不正 确。一般夹紧装置由动源即产生原始作用力的部分。夹紧机构即接受和传递原始作用 力，使之变为夹紧力，并执行夹紧任务的部分。他包括中间递力机构和夹紧元件。考虑到机床的性能、生产批量以及加工时的具体切削量决定采用手动夹紧。螺旋夹紧机构是斜契夹紧的另一种形式，利用螺旋杆直接夹紧元件，或者与 其他元件或机构组成复合夹紧机构来夹紧工件。是应用最广泛的一种夹紧机构。螺旋夹紧机构中所用的螺旋，实际上相当于把契绕在圆柱体上，因此他的作 用原理与斜契是一样的。也利用其斜面移动时所产生的压力来

夹紧工件的。不过 这里上是通过转动螺旋，使绕在圆柱体是的斜契高度发生变化来夹紧的。典型的螺旋夹紧机构的特点：

（1）结构简单；（2）扩力比大；（3）自琐性能好；（4）行程不受限制；

（5）夹紧动作慢。夹紧装置可以分为力源装置、中间传动装置和夹紧装置，在此套夹具中，中 间传动装置和夹紧元件合二为一。力源为机动夹紧，通过螺栓夹紧移动压板。达 到夹紧和定心作用。工件通过定位销的定位限制了绕Z轴旋转，通过螺栓夹紧移动压板，实现对 工件的夹紧。并且移动压板的定心装置是与工件外圆弧面相吻合的移动压板，通 过精确的圆弧定位，实现定心。此套移动压板制作简单，便于手动调整。通过松 紧螺栓实现压板的前后移动，以达到压紧的目的。压紧的同时，实现工件的定心，使其定位基准的对称中心在规定位置上。10H7 h6 20.5H7 h6 H7 h6 技 术 要 求

1.装成后,零件不能有松动;2.在夹紧的过程中,不至于因工件的 重力的影响而破坏正确的定位;3.夹紧时,夹紧力不应使己经获得正 确定位的工件脱离正确的位置;4.夹紧力不致引起定位元件和对刀 元件间的位置变动;5.旋转夹具上的零件要防止在工作 过程中松脱并加防护装置;6.夹紧时,要注意两边的平衡用力.垫圈27 弹簧4×30×45 定位环 插 销 钻模板 钻 套 垫圈10 螺母M10 螺杆 支承钉M10×25 压板螺栓 螺母M27 垫圈27 圆柱头调节支承 螺母M12 压板 底座 序号 名

称 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 2 1 1 件数 比例 件数 65Mn 65 Q235 45 ZG200-400 20Mn2 65Mn Q235 45 T8 Q235 Q235 65Mn 45 Q235 08F HT150 材 料

在这次夹具设计中，定位是采用一根心轴和一个定位插销来定 位水平方向的。在垂直方向，用两个同心半圆环来定位。当被加工零件放到夹具 体同心圆环上后，用定位插销把夹具上的钻模板和零件通过先加工的孔进行定 位，把压板压紧，之后取出定位插销。4.2 夹具的导向

在钻床上加工孔时，大都采用导向元件或导向装置，用以引导刀具进入正确 的加工位置，并在加工过程中防止或减少由于切削力等因素引起的偏移，提高刀 具的刚性，从而保证零件上孔的精度，在钻床上加工的过程中，导向装置保证同 轴各孔的同轴度、各孔孔距

精度、各轴线间的平行度等，因此，导向装置如同定 位元件一样，对于保证工件的加工精度有这十分重要的作用。导向元件包括刀杆的导向部分和导向套。在这套钻床夹具上用的导向套是钻套。钻套按其结构可分为固定钻套，可换钻套，快换钻套及特殊钻套。因此套钻夹具加工量不大，磨损较小，孔距离精度要求较高，则选用固定钻 套。直接压入钻模板或夹具体的孔中。

钻模板与固定钻套外圆一般采用H7/h6的配合。且必须有很高的耐磨性，材 料选择20Mn2。淬火HRC60。我选择的钻套:12.5F7*22K6*35 GB2264-1980。相同的，为了防止定位销与模板之间的磨损，在模板定位孔之间套上两个固 定衬套。选取的标准件代号为12*18 GB2263-1980。材料仍选取T10A，淬火HRC60。公差采用H7/p6的配合。4.3 钻孔与工件之间的切屑间隙

钻套的类型和特点:

1、固定钻套：钻套直接压入钻模板或夹具体的孔中，钻模板或夹具体的孔 与钻套外圆一般采用 H7/n6 配合，主要用于加工量不大，磨损教小的中小批生产 或加工孔径甚小，孔距离精度要求较高的小孔。

2、可换钻套：主要用在大批量生产中，由于钻套磨损大，因此在可换钻套 和钻模板之间加一个衬套，衬套直接压入钻模板的孔内，钻套以 F7/m6 或 F7/k6 配合装入衬套中。

3、快换钻套：当对孔进行钻铰等加工时，由于刀径不断增大，需要不同的 导套引导刀具，为便于快速更换采用快换钻套。

4、特殊钻套：尺寸或形状与标准钻套不同的钻套统称特殊钻套。钻套下端面与工件表面之间应留一定的空隙C，使开始钻孔时，钻头切屑刃 不位于钻套的孔中，以免刮伤钻套内孔。

切屑间隙 C=(0.3～1.2)d。

在本次夹具钻模设计中考虑了多方面的因素，确定了设计方案后，选择了 C=8。因为此钻的材料是铸件，所以C可以取较小的值。

4.4 钻模板

在导向装置中，导套通常是安装在钻模板上，因此钻模板必须具有足够的刚 度和强度，以防变形而影响钻孔精度。钻模板按其与夹具体连接的方式，可分为 固定式钻模板、铰链式钻模板、可卸式钻模板、滑柱式钻模板和活动钻模板等。在此套钻模夹具中选用的是可卸式钻模板，在装卸工件时需从夹具体上装上或卸 下，钻模板在夹具体上采用定位销一面双孔定位，螺栓紧固，钻模精度较高。

4.5 总体分析夹具

在选定设计方案之前，我们到了江西消防车辆厂去参观实习，让我们对夹具 设计有了很直观的认识。之后又多次去咨询和请教厂里的工程师，这解决了我们 在设计中存在的很多问题。比如说对零件的装夹，定位和精度分析等等。我们之 中也在校办的工程训练中参观，并请教了中心的老师。这也让我们更多的了解了 夹具设计的注意事项。在选定了设计芳案后，在导师的指导下，我们不断的更正和优化夹具，使夹 具的设计更加满足设计要求。

总结

经过了一个月的毕业设计，在指导老师和自己努力下，本次毕业设计终于 完成了。在设计过程中，通过各种方式收集、查阅相关资料。同时，为了增加感性认 识，也为了更好的进行设计。设计中的很多机器结构都参照工厂及训练中心的现行设备结 构。通过这次完整的毕业设计，我们系统地回顾和复习了大学四年所学的相关专 业知识，同时也深刻体会到学习的重要性并领会到设计也是一种学习的方式。在，设计的过程中，我们综合运用了系统的设计方法和相关设计软件 且应用熟悉相关设计资料以及进行经验估算等方面 有了一定程度的提高，深刻的感受到计算机和工具书及手册在设计中带来的便利 和帮助。通过这次机毕业设计，更加系统的了解机械制造工艺的一般过程，并且学会 了对工艺设计的整体把握，也有了较为严谨的科学设计方法。在本次课程设计中，能运用所学基本理论知识，正确解决工件在加工时的定位和夹紧问题，选择合理 的设计方案，进行必要的计算，根据课题设计出符合要求、优质、高效、低成 本的夹具。并能运用所学基本理论知识，正确解决工件在加工时的定位和夹紧问 题，选择合理的方案，进行必要的计算，根据题意设计出符合优质、高效、低成 本的夹具。也明确工序要求，了解所用机床，刀具及工序前加工情况，所以，这 次毕业设计对我来说收获很大。但也有很多地方还有在努力学习。

参考文献

（1）陈宏均主编．实用机械加工工艺手册(第二版)．北京：机械工业出版社，2004（2）王先逵主编．机械制造工艺学(第二版)．北京：机械工业出版社，2007（3）王伯平主编．互换性与测量技术基础(第一版)．北京：机械工业出版社，2004

（4）罗圣国，吴宗泽主编．机械设计课程设计手册(第三版)．北京：高等教育出 版社，2007（5）梁炳文主编．机械加工工艺与窍门精选(第一版)．北京：机械工业出版社，2004（6）何铭新，钱可强主编．机械制图(第五版)．北京：高等教育出版社，2004

致谢

本论文从选题到完成，每一步都是在导师的指导下完成的，倾注了导师大量 的心血。在此，谨向导师表示崇高的敬意和衷心的感谢！感谢我的导师***教授，他们严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；他们循循善诱的 教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。也感谢张卿、郑刘斌等同学对我的帮 助和指点。他们带领我们参观了***，这让我们的视野更加开阔，让我们对夹具设计有了 更直观、更全面的认识。在我们设计的过程中，导师也认真的指导我们画图和写 论文等等的工作。在此，还要感谢***的老师们给我们的指导。

第三篇：法兰盘夹具设计说明书

法兰盘夹具设计

说明书

班级：

姓名：

题目：

设计法兰盘4*Φ9mm孔的夹具 任务：

（1）绘制零件图1张 A4纸

（2）绘制夹具零件图1张 A2纸

（3）课程设计说明书1份

原始资料：

该零件图样一张；材料为铸铁，产量为中批量生产。

分组要求：

全班同学共39人，分为10个小组，每组4名同学，每组同学在提供 备选题中选择一种零件。设计要求：

工艺规程可行，参数选择正确，设计计算准确，文字语句通顺，视图绘制规整。设计时间：

一周

零件图

目录

一 设计目的

二 加工工艺分析

三 定位方案和定位元件的设计

四 确定夹紧方式和设计夹紧装置

五 整体结构设计

六 确定夹具总图的技术要求

一 设计目的

1.通过完成支架通槽加工夹具的设计，将具有查找文献和标准的能力；且对机械生产实际中夹具的设计有进一步的了解和自身能力提高。

2.通过CAD画图，学生能够将以前的机械制图和专业知识有机结合，是一项综合能力的提升。

3.课程设计是在学完了机械制造装备设计和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。这次设计使我们能综合运用机械制造装备设计中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题。初步具备了设计一个中等复杂程度零件（气门摇杆轴支座）的夹具设计的基本原理和方法，拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计的能力，也是熟悉和运用有关手册，图表等技术资料及编写技术文件技能的一次实践机会，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下良好的基础。

由于能力所限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多加指导。

二 加工工艺分析

基面的选择

工艺规程设计中重要的工作之一。定位选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得宜提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正进行。

在本工序中除保证孔本身的尺寸精度和表面粗糙度要求外，还需要保证以下的位置精度：

左右Φ9孔圆心到圆柱的轴线的水平距离分别为12mm、20mm；

该工件刚度较好，4*Φ9孔的加工精度要求不高，且本工序前，工件上的各端面和各孔均已经过加工，故为定位基准的选择提供了有利条件。

三 定位方案和定位元件的设计

工件的定位必须解决两个问题：即根据加工技术要求限制工件的自由度；使定位误差控制在允许的范围内。1.工件的定位原理

在制定工件的工艺规程时，已经初步考虑了加工工艺基准问题，有时还绘制了工序简图。设计来具时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位基准，均应符合六点定位原理。

六点定位原理是采用六个按一定规则布置的约束点，限制工件的六个自由度，使工件实现完全定位。这里要清楚每个点都必须起到限制一个运动自由度的作用，而绝不能用一个以上的点来限制三个自由度。因此，这六个点绝不能随意布置。2.完全定位和不完全定位

根据工件加工表面的位置要求，有时需要将工件的六个自由度全部限制，称为完全定位。有时需要限制的自由度少于六个，称为不完全定位。

3.欠定位与过定位

根据加工表面的位置尺寸要求，需要限制的自由度均已被限制，这就称为定位的正常情况，它可以是完全定位，也可以是不完全定位。根据加工表面的位置尺寸要求，需要限制的自由度没有完全被限制，或某自由度被两个或两个以上的约束重复限制，称之为非正常情况，前者又称为欠定位，它不能保证位置精度，是绝对不允许的。后者称为过定位，加工中一般是不允许的，它不能保证正确的位置精度，但在特殊场合下，如果应用得当，过定位不仅是允许的，而且会成为对加工有利的因素。

定位误差分析

1）定位元件尺寸公差的确定

夹具的主要定位元件为短定位销。所以该定位销的尺寸公差现规定为本零件 在工作时相配的尺寸公差相同，所以定位误差为：

2）零件规定孔4×Φ9mm在轴线 68mm圆周上，左边孔距离轴线20mm，右边孔距离轴线12mm，已知孔位置主要由夹具体定位误差、夹具体与钻模板的配合误差、钻模板以及夹具体的制造误差组成。

夹具体的制造误差为：对定位孔轴线平行度为：0.02，则夹具体与钻模板配合误差，则经过具体计算，故误差不超过允许误差。

3）夹具结构设计及操作简要说明

在设计夹具进应该注意提高劳动生产率。因此，使用铰链式钻模，一次固定4个钻套，在一次装夹中可以加工4个孔。本工序是粗加工，切削力较大，但是由于钻削重要生产的轴向力指向定位面，和夹紧力方向相同，所以夹紧力不直接对消切削力。但是切削力产生颠覆力矩，应该使夹紧力主法平衡。利用钻模板夹紧Φ90突台。

装夹工件时，先翻开钻模板把工件放在夹具上，由短销定位，最后用定

位销定好位置把钻模板合上，把菱形螺母锁上。这样就可以钻削了。5.根据以上原则，工件的定位有下列两个方案。

第一方案：以Φ20孔和一端侧面为定位基准，以限制工件的自由度，在本工序前，该工件已经经过精加工，其平行度已经得到保证，优点是工件安装稳定，但结构复杂。

第二方案：以Φ20孔和销孔Φ4孔为定位基准，优点是工件安装稳定，结构简单。

从保证加工要求和夹具结构的复杂性两方面来分析比较，应以第一方案来设计定位装置。

为实现第一种定位方案，所使用的定位元件又有下列两种可能性： １）２）用心轴，支承板，此方案误差较大，不好操作。

用心轴，菱形销，此方案定位误差小，操作简单，故选此方案设计夹具。

四 确定夹紧方式和设计夹紧装置

1.夹紧的目的

工件在夹具中定位后一般应夹紧，使工件在加工过程中保持已获得的定位不被破坏。由于工件在加工过程中受切削力、惯性力、夹紧力等的作用，会产生变形或位移，从而影响工件的加工质量。所以工件的夹紧也是保证加工精度的一个重要的问题。

2.夹紧机构设计时，一般应满足以下主要原则

1）夹紧时不能破坏工件在定位元件上所获得的位置。

2）夹紧力应保证工件位置在整个加工过程中不变或不产生不允许的振动。

3）使工件不产生过大的变形和表面损伤。

４）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，手动夹紧机构必须保证自锁，机动夹紧机构应有联锁保护装置，夹紧行程必须足够。５）夹紧机构操作必须安全、省力、方便，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。

3.夹紧点选择的原则

1）尽可能使夹紧点和支承点对应，使夹紧力作用在支承上，这样会减少夹紧变形，凡有定位支承的地方，对应处都应选择为夹紧点并施以适当的夹紧力，以免在加工过程中工作离开定位元件。

２）夹紧点选择应尽量靠近加工表面，且选择在不致引起过大夹紧变形的位置。

４．对夹紧机构的设计要求

１）可浮动 ２）可联动 ３）可增力 ４）可自锁

根据以上原则和要求，应该使夹紧力落在刚性较好的部位，因该工件的刚性较好，且使用螺母拧紧。因此不需要另外施加夹紧力。

五 整体结构设计

一.1）钻床夹具结构的选择

在设计钻床夹具时，首先需要考虑的问题是根据工件的形状、尺寸、质量和加工要求、工件的生产批量、工厂的工艺装备技术状况等具体条件，来选定夹具的结构类型。然后再进一步解决保证和提高被加工孔的位置精度问题。

2）钻床夹具的特点和主要类型

各类钻床和组合机床邓设备上进行钻、扩、铰孔的夹具，统称为钻床夹具。由于在钻孔时不便于用试钻发法把刀具调整到规定的位置、采用划线加工则精度低，生产效率低，故当生产批量较大时，常使用专用钻床夹具（钻床夹具习惯是上称钻模）在钻床夹具上，一般都装有距定位元件一定距离的钻套，通过它引导刀具就可以保证被加工孔的坐标位置，并防止钻头在切入后的偏斜。

3)钻套和钻模板的设计

钻套的作用是确定被加工工件的位置，引导钻头、扩孔或绞刀并防止在加工过程中发生偏斜。钻模板与夹具体接连，它是保证钻床夹具精度的重要零件。按钻模板在夹具体上链接方式可以分为一下几种。

1.固定式钻模板 固定式钻模板靠螺钉和销钉固定在夹具体上，在装配后镗钻套底孔，保证钻套底孔的位置精度要求。因此，固定式钻模板精度高，但装卸工件不方便。

2.铰链式钻模板 钻模板采用铰链与夹具体链接，可以方便的打开，便于装卸工件、清理切削，对于钻孔后需要攻螺纹尤为合适。但钻套位置精度较低，结构也较复杂。

3.可卸式钻模板 可卸受的钻模板以俩孔在家具提上的组圆销和菱形销定位，并用铰链螺栓将模板和工件一起夹紧，加工完毕需将钻模板卸下工件。其工件原理与盖板式钻床夹具相似。使用这类钻米版时，装卸模板费时费力，钻套的位置精度较低，故一般多在其他形式的钻模板不便于装卸工件时采用，当工件有几个加工面时，为便于装卸工件，可将其中的一个或俩个工作面的钻模板做成可卸式的。

4.活动式钻模板

在一些情况下，钻模板往往不能像上述钻床夹具一样设置在夹具上，而是将它连接在主轴箱上，并随主轴箱而运动，这种钻模板称为活动钻模板。

5.二、由零件结构图（如下图）尺寸设计夹具各部件的结构尺寸

1）底座

底座使用HT200的铸造成型，进行时效处理，消除内应力，具有较好的抗压强度，刚度和抗振性。在四角有U型槽，与T型螺钉配合使用，将夹具固定在工作台上。

2）固定导向件

固定导向件由45钢的钢板和型材焊接而成，退后处理，保证尺寸的稳定性，且在装配后修正尺寸，保证夹具的精度。焊接件制造方便，生产周期短，成本低。

3）钻套、衬套的选择

因为为中批量生产，为了便于更换磨损的钻套，所以选择使用标准可换钻套，材料

为T10A。查机械手册，钻套与衬套之间采用用H7n6F7m6配合，衬套与钻模之间采配合。当钻套磨损一定后，可卸下螺钉，更换新的钻套。螺钉能防止钻套加工时转动及退刀时脱出。

4）钻模板

5）开口垫圈的结构如图所示：

六 确定夹具总图的技术要求

１． 夹具总图上应标注的技术要求

１）２）３）夹具外形的最大轮廓尺寸

定位副的配合公差及定位支承间的位置精度

引导副的配合公差带、引导元件间的位置精度及其一个引导元件对定位元件的位置精度 ４）夹具（指定位元件）对机床装夹面间（即夹具安装面）的相互位置公差 ５）其他结合副的公差带及相互位置精度

２． 机床夹具技术要求允差值的确定

在确定时可分两种情况考虑： １）２）直接与工序位置精度有关的夹具公差 这种情况一般可按下列原则估算夹具公差：

夹具上的线性尺寸公差及角度公差Tj=(1/5——1/2)Tc。

夹具工作表面相互间的距离尺寸公差及相互位置公差Tj=(1/3——1/2)Tc；

当加工尺寸为未注公差尺寸时，夹具的线性尺寸公差取0.10mm。

３）与加工要求无直接关系的夹具公差

设计感想

通过这次夹具设计，我在多方面都有所提高。通过这次夹具设计，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法兰盘夹具设计，巩固与扩

充了法兰盘孔夹具设计等课程所学的内容，掌握气法兰盘孔夹具设计的方法和步骤，掌握法兰盘孔的夹具设计的基本模具，了解了夹具的基本结构，提高了绘图能力，熟悉了规范和标准，同时独立思考的能力也有了提高。

课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，这是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程．”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义．我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础．

一周的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，学会了宽容，学会了理解。

在这次设计过程中，体现出自己单独设计夹具的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。

在此感谢我们的老师.，老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我们工作、学习中的榜样.这次模具设计离不开老师的细心指导。

同时感谢对我帮助过的同学们，谢谢你们对我的帮助和支持，让我感受到同学的友谊。

由于本人的设计能力有限，在设计过程中难免出现错误，恳请老师们多多指教,我十分乐意接受你们的批评与指正，本人将万分感谢。

参考文献

【1】 李余庆，孟广耀.机械制造装备设计.机械工业出版社，第二版.——北京： 2008.【2】 王 栋，李大磊.机械制造工艺学课程设计指导书.机械工业出版社，——北京：2010.【3】 吴 拓，现代机床夹具设计.化学工业出版社.-——北京： 2009.

第四篇：铣床夹具设计说明书

《机械制造工艺与机床夹具》课程设计——

铣床夹具设计说明书

专 业: 数 控 技 术 班 级: 指导教师: 姓 名: 学 号:

2011年6月21日

铣床夹具设计说明书

概述：在现代制造技术迅猛发展的今天，机床夹具无论在传统机床上还是在数控机床、加工中心上，仍是必不可少的重要工艺装备。通过机床夹具设计，不仅可以培养综合运用已学知识的能力而且可以得到工程设计的初步训练。

一、课程设计的要求：

1.运用已学过的机床夹具设计及有关课程的理论知识以及生产实习中所获得的实际只是，根据被加工零件的要求，设计既经济合理又能保证加工质量的夹具。

2.培养结构设计能力，掌握结构设计的方法和步骤

3.学会使用各种手册、图册、设计表格，规范等各种标准技术资料，能够做到熟练运用机械制造技术课程中的基本理论，正确的解决一个零件在加工中的加工基准的选择、定位、夹紧、加工方法选择以及合理安排工艺路线，保证零件的加工质量。

4.进一步培养机械制图、分析计算、结构设计、编写技术文件等基本技能。

二、设计题目：

《机械制造工艺与机床夹具》课本P381题5-4

三、被加工零件的结构特点及制定工序的加工要求

1.结构特点

被加工零件为轴套类零件；零件图如课本P381题图5-4所示；零件的主要加工面为Φ20、Φ

6、Φ10的孔，Φ30外圆面及端面，铣28H11槽，其他各面均以加工好，仅需加工28H11槽，所以该零件结构定义为简单，夹具设计选用经济实用型方案。

2.研究工艺过程，分析该工序所加工的部位，加工要求，定位夹紧部分和前后工序的关系等。

该夹具所对应加工内容为铣28H11槽。在此之前，其他各面皆已加工完毕。故可以利用已加工的表面进行定位。

四、设计方案的讨论

1．初定夹具结构方案: 1）工件定位方案及定位装置

定位方案及装置：三面一销定位，利用V形块限制4个自由度，Φ6孔内放菱形销限制1个自由度，再利用底面限制一个自由度，完全定位。

2）工件夹紧方案及夹紧装置 夹紧方案及装置：因为在铣床上进行加工，加工力较大，要求夹紧装置具有足够的强度，因此，需在工件与定位V形块相对应的另一侧进行夹紧以防工件松动，夹紧装置为直接安装在夹具体上的六角头压紧螺栓与一滑块联结滑块上安装一夹紧V形块。

3）其他装置及原件的结构形式

该工序加工机床为铣床，除需要将夹具体固定在工作台上以外还需要对刀装置。工序中采用铣刀铣槽，所以对刀块选择直角对刀块对铣刀进行对刀。

4）夹具体的结构形式及夹具与机床的连接方式

夹具体为铸造件，主要工作面为与机床工作台垂直的平面，该面主要用来固定定位销、V形块及六角头压紧螺钉；底平面用来与铣床工作台进行连接。铣床工作台相对于操作者来说为左右方向水平放置，走刀方向与工作台方向一致，因此，两定位键为左右布置，距离尽量加大，两个座耳因为要承受较大的力所以也要左右布置。

2.审查方案与改进设计

夹具设计要求除能完成既定的定位夹紧任务以外还要考虑到操作者的操作方便与否，因此夹具也要求人性化设计。

1）考虑到多数操作者都习惯右手用力，因此，将定位V形块安装在工件左侧，六角头压紧螺钉与滑块及夹紧V形块则安装在工件右侧方便操作者直接夹紧。2）而为了能够承受较大力矩，六角头压紧螺钉的位置应尽量靠近工件上方尺寸较大的位置，这就要求夹具体的垂直高度不能太大也不能太小。

3）根据加工要求，对刀块放置在加工面左侧或右侧稍低于加工面的位置最为理想。但考虑到夹具体的高度及安装问题，对刀块只能安装在夹具体地板上工件一侧的部位，对好刀之后再将刀具上移到与被加工面等高的位置进行铣削加工。

五、设计小结

通过此次的学习不仅使我对课本内容有了更深入的认识，而且激发了我思考问题的潜力、培养了我分析问题的能力。对灵活运用工具手册解决问题的能力有了明显地提高。

此次课程设计让我能够更加直观地认识工艺设计的流程。以往我在课本上学到的只是理论，并没有感性的认识。将所学到的书本知识运用到设计环节中是我通过本次实践学习获得的最大收获。通过此次设计我基本掌握了一个中等复杂零件的加工过程分析、工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤。

由于自己的能力所限，设计中还有许多不足之处，恳请各位老师、同学们批评指正。

主要参考资料:

1、《机床夹具设计手册》 辽宁科学技术出版社 徐鸿本

2、《机械设计课程设计》 浙江大学出版社

3、《机床夹具设计》 哈尔滨工业大学出版社 王启平

4、《机械制造工艺设计简明手册》哈尔滨工业大学 李益民

第五篇：夹具设计课程设计说明书

目 录

一、序言···············································2

二、设计任务说明·······································2

三、工件的安装顺序·····································3

四、定位元件选择设计··········································3

五、夹紧机构···········································4

六、导向装置的选择·····································3

七、夹具的总体设计·····································3

考文献·················································4

序言

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。

二、设计任务说明

本次课题设计是要为此图中的端盖（零件材料为45，需要大量生产，年生产量大于5000件）设计一套钻φ20侧孔的夹具，实现将工件定位，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。

图1-3-1

三、工件的安装顺序

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,工件的装卸位置如上图1-3-1右侧刨面图。

工件由左向右安放定位，由右向左抽取出来。所以定位元件选择短销、大平面组合定位、外端圆面添加平面支持钉定位和支持；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。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。

四、定位元件选择设计

由于该零件的加工是钻φ20孔并以φ50孔内表面作为定位面，属与孔定位类型，因此本次设计采用的定位元件为短销、大平面组合定位。，限制工件5个自由度；夹装工件时，工件孔与短销、大平面表面的刚性接触，精准度要求较高，分别限制工件的X、Y、Z方向的移动自由度以及X、Y方向的旋转自由度。

工件定位短销φ50与加工工件之间间隙配合，便于工件加工时装取和定位。大端面为φ90的圆平面，定位工件φ120的右端面，两者结合限制了工件5个自由度。工件的径向Z方向的转动自由度在工件的夹紧时被限制；工件大端面230x230的侧面的可调支持钉的顶面为φ40的支持平面，除了支持工件之外，限制的工件Z方向的转动自由度，精确的工件的钻孔位置。

工件的加工要求限制6个自由度，短销大平面定位元件和可调支持钉符合设计要求，而且可以准确定位钻孔的位置。

短销大平面定位元件固定在夹具体上，选用4个内六角M8的螺钉链接在夹具体右侧面。螺纹孔的分度圆为φ70程90°分布。钻孔定位的可调支撑钉与夹具底盘M15的螺杆螺纹连接，依靠M15螺母锁紧。

五、夹紧机构 1.夹紧力的方向的确定：

夹紧力的方向应有利于工件的准确定位，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。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：

夹紧力的作用点不能破坏定位，而且应选择在工件刚度高的部位。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。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.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。工件和夹具的变形必须在允许的范围内。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；操作必须安全、省力、方便、迅速、符合工人操作习惯。依据工件加工（大批量生产）设计要求及夹具的设计，本套夹具的夹紧机构采用偏心夹紧机构，操作简单、动作迅速，缺点是自锁性能较差、增力较小。工件钻孔的受力与夹紧力相互垂直，而且工件加工的环境平稳，工件钻孔的垂直方向有支持力，所以偏心机构的夹紧机构符合本次夹具设计要求。

夹紧机构的零件装配及配合；（1）夹具体与滑套之间过盈配合，夹紧轴与滑套间隙配合（2）夹紧轴与滑套间隙配合并且涂抹黄油润滑；左端配合开口垫圈夹紧工件；右端先安装压紧回力弹簧后，装入夹具体，端口安装塑胶夹紧垫片，偏心轮安装在最右端M6螺母螺栓连接。

六、导向装置的选择

导向装置是夹具保证加工精度的重要装置，钻床夹具中钻头的导向采用钻套，大量生产的工件需要采用可换导向钻套来加工工件，来提高其工作的连续性和其工作效率。选择导向装置： 用于钻床零件加工的可换导向钻套，更换导向钻套，只需松动固定螺钉然后将导向钻套，逆时针转动，当缺口转到螺钉位置时即可取出，更换方便迅速。

钻夹具中的导向钻套,除要求它引导钻头，钻出正确的孔外，还要求它能在装卸时快而准确。

导向装置零件链接装配；钻模板与夹具体之间用4个M8的螺栓连接，导向衬套φ36与钻模板之间过盈配合；导向钻套φ28与导向衬套之间间隙配合；导向钻套的缺口被螺钉固定在钻模板上，固定和便于装卸导向钻套。夹具体与夹具地盘。之间用4个M8的螺栓连接。

七、夹具的总体设计

夹具使用的零件材料尽可能统一。夹具体、夹具底盘、导向板使用铸铁材料，加工平面也比较少，也易于加工；导向钻套、螺钉、螺栓、螺母、垫片、夹紧弹簧选用标准零件。短销大平面定位套、夹紧轴、导向衬套、夹紧轴滑套、支持钉的平面是设计件，加工平面较多、加工精度要求比较高。偏心轮、开口垫片、夹紧垫片是设计件，加工平面不多、加工精度要求也不高。

加工导向钻套距加工工件的距离是8mm；如果距离较远影响加工精度，对加工钻头的也有较高的长度要；夹具底盘有四个缺口用于固定在机床上；夹具设计进可能紧凑。

参考文献：

[1] 邱宣怀主编《机械设计》（第四版），高等教育出版社，1996年10月。[2] 马保吉主编《机械设计基础》，西北工业大学出版社，2005年9月。[3] 王先逹.机械制造工艺学[M].2版.北京：机械工业出版社，2006.