机床夹具设计课程设计

第一篇：机床夹具设计课程设计

设计题目：钻床夹具设计

机床夹具设计课程设计

说明书

系 别：机械与电子工程学院 专 业：机械设计制造及其自动化

前 言

夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、智能、复合、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。

本次的设计任务是加工零件（板件）上的两个孔。零件属于大批量生产，钻孔要求精度高，所以需要设计一个专用夹具，保证零件加工质量。由于夹具的利用率高，经济性好，使用元件的功能强而且数量少，配套费用低，降低生产成本；采用夹紧装置，缩短停机时间，提高生产效率。

设计钻床夹具，首先要分析加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，拟定夹具设计方案；在满足加工精度的条件下，合理的进行安装、定位、夹紧；完成草图后考虑零件间的连接关系和螺钉、螺母、定位销等的固定方式，设计合理结构实现零部件间的相对运动，根据零件要求选择材料。

完成钻床夹具的所有设计后，用AutoCAD进行二维图的绘制，首先画好零件图，最后进行装配，标注相关尺寸及技术要求，并用Pro/ENGINEER绘制最终三维效果图，最终进行说明书，任务书的撰写、整理、修改完成设计任务。

目录

第一章 对加工零件的工艺分析.......................................................错误！未定义书签。

1.1 夹具设计...........................................................................错误！未定义书签。1.2 零件分析...........................................................................错误！未定义书签。1.2.1 零件图.............................................................................................................1 1.2.2 加工零件图分析.............................................................................................2 第二章 定位方案及误差分析...........................................................错误！未定义书签。

2.1 拟定定位方案.....................................................................错误！未定义书签。2.1.1定位方案拟定....................................................................................................2 2.1.2 定位方案选定...................................................................................................2 2.2 定位误差分析.....................................................................错误！未定义书签。2.2.1 相关概念...................................................................................................................3 2.2.2 定位误差分析...........................................................................................................4 第三章 对刀导向方案.......................................................................错误！未定义书签。

3.1 对刀导向方案.....................................................................错误！未定义书签。3.2 对刀导向元件详细参数.....................................................错误！未定义书签。第四章 夹紧方案及夹紧力分析.....................................................................................5 4.1 夹紧方案分析.............................................................................错误！未定义书签。

4.2 夹紧力分析.........................................................................错误！未定义书签。4.2.1 夹紧力估算.....................................................................错误！未定义书签。第五章 夹具体设计及连接元件选型...............................................错误！未定义书签。

5.1夹具体设计..........................................................................错误！未定义书签。5.2连接元件选型......................................................................错误！未定义书签。5.2.1 标准件.............................................................................错误！未定义书签。5.2.2 非标准件.........................................................................错误！未定义书签。第六章 夹具零件图和装配图及标注...............................................错误！未定义书签。

6.1零件图....................................................................................................................8 6.2钻模板零件图......................................................................................................11 6.3装配图..................................................................................................................12 第七章 三维效果图...........................................................................错误！未定义书签。总结..................................................................14 参考文献..............................................................14

第一章 对加工零件的工艺分析

1.1 夹具设计

本次设计为夹具设计，通过设计钻床夹具，学习机床夹具的基本设计过程、步骤，规范、学习和掌握设计方法，以学习的各种机械设计、材料、运动、力学知识及三维建模为基础。以《机械制造工艺学》、《机械原理》、《机械制图》、《制造技术基础》、《机床夹具设计》以及各种国家标准为依据，独立自主的完成钻床夹具的设计、计算全过程，亲身了解设计过程中遇到的种种问题及解决办法，思考、分析最优方案，这是一次独立自主的设计过程，为毕业设计及就业打下坚实基础。1.2 零件分析 1.2.1 零件图 1.2.2 加工零件图分析

该工序为加工两个Ф4孔，特别是保证被加工工件加工面与定位面之间以及被加工表面相互之间的位置精度。使用机床夹具后，这种精度主要靠夹具和机床来保证，不再依赖工人的技术水平。所设计的夹具应有以下基本要求：

1)夹具结构方案应与生产纲领相适应

在大批量生产时应尽量采用快速、高效 夹具结构，如多件夹紧、联动结构等，以缩短辅助时间；对于中、小批量生产，则要求在满足夹具功能的前提下，尽量使夹具结构简单、制造方便，以降低夹具制造成本。

2)保证工件精度要求

这是夹具设计的最基本要求，其关键是正确地定位方 案、夹紧方案、刀具导向方式及合理确定夹具刀具技术要求。必要时应进行误差分析与计算。

3)便于排屑

切屑积集在夹具中，会破坏工件的正确定位；切屑带来的大量热量会引起夹具和工件的热变形；切屑的清理又会增加辅助时间。切屑积集严重时，还会损伤刀具甚至引发工伤事故。故排屑问题在夹具设计中必须给以充分注意，在设计高效机床和自动线夹具是尤为重要。

4)操作方便、安全、省力

如采用气动、液压等夹紧装置，以降低工人强度，并可好地控制夹紧力。夹具操作位置应符合工人操作习惯，必要时应有安全防护装置，以确保使用安全。

5)有良好的结构工艺性

设计的夹具要便于制造、检验、装配、调整、维修 等。

6)此次设计的是钻床专用夹具，要求装卸方便，生产效率高等特点。

7）夹具元件应满足通用化标、准准化、系列化的“三化”原则，并具有一定的 使用寿命和较低的夹具设计制造成本

第二章 定位方案及误差分析

2.1 拟定定位方案 2.1.1定位方案拟定

工件定位的目的是为了保证工件加工面与加工面的设计基准之间的位置公差（如同轴度、平行度、垂直度等）和距离尺寸精度。工件加工面的设计基准与机床的正确位置是工件加工面与加工面的设计基准之间位置公差的保证；工件加工面的设计基准与刀具的正确位置是工件加工面与加工面的设计基准之间距离尺寸精度的保证。所以工件定位时有以下两点要求：

一是使工件加工面的设计基准与机床保持一正确的位置； 二是使工件加工面的 设计基准与刀具保持一正确的位置。工件定位的方法有三种：

（一）直接找正法定位

直接找正法定位是利用百分表、划针或目测等方法在机床上直接找正工件加工面的设计基准使其获得正确位置的定位方法。这种方法的定位精度和找正的快慢取决于找正工人的水平，一般来说，此法比较费时，多用于单件小批生产或要求位置精度特别高的工件。

（二）划线找正法定位

划线找正法定位是在机床上使用划针按毛坯或半成品上待加工处预先划出的线段找正工件，使其获得正确的位置的定位方法，此法受划线精度和找正精度的限制，定位精度不高。主要用于批量小，毛坯精度低及大型零件等不便于使用夹具进行加工的粗加工。

（三）使用夹具定位

夹具定位即是直接利用夹具上的定位元件使工件获得正确位置的定位方法。由于夹具的定位元件与机床和刀具的相对位置均已预先调整好，故工件定位时不必再逐个调整。此法定位迅速、可靠，定位精度较高，广泛用于成批生产和大量生产中。

2.1.2 定位方案选定

在考虑到以上问题的基础上，根据零件的具体情况提出以下定位方案：

方案：三 工件采用六点定位，即用底面四个点和侧面两个点定位，这种定位方式，夹具结构简单，装卸工件方便，定位稳定可靠，并且在一次安装中，可以从加工除定位面以外的剩余各个平面和孔系，也可以作为从粗加到精加工大部分工序的定位基准，实现“基准统一”。因此，显然此方案满足“六点定位原理”的要求。工件的六个自由度被完全限制，并且产生过定位，但只需严格保证φ6H8孔轴线的垂直度要求就能较小的产生过定位带来的加工误差，顾采用上述定位方案可行。

2.2 定位误差分析 2.2.1 相关概念

造成定位误差的原因有两个：

一是定位基准与工序基准不重合误差，记作B。

二是定位基准与限位基准不重合误差，记作Y。

采用六点定位，定位基面为工件底面，其侧面即为定位基准，与之对侧面为限位基准，3平板的底面称为限位基准。用来确定本工序加工表面位置的基准，称为工序基准。2.2.2 定位误差分析

此工件用六点定位，对于200.1尺寸定位基准与工序基准重合，所以B=0。且定位基准与限位基准也重合不存在定位基准与限位基准连线方向上的尺寸要求，故Y=0。用合成法计算定位误差D，因为工序基准与定位基准为同一个表面，B与Y为无相关公共变量，故：DYB0

0.07 对于400尺寸，定位基准与工序基准不重合所以B=0.02，定位基准与限位基准重合Y=0，故：DYB0.2

第三章 对刀导向方案

3.1 对刀导向方案

在钻床夹具中，通常用钻套实现刀具的对准导向，钻套有四种形式，固定钻套、可换钻套、快换钻套、特殊钻套。依据加工批量，安装方便和使用场景选用固定钻套。H7钻套与钻模板采用配合制，防转螺钉选用M8（JB/T 8045.5）

n63.2 对刀导向元件详细参数

0.0220.019钻套 基本尺寸d4 基本尺寸D8 0.020（极限偏差F7）0.010（极限偏差选用D6）D18H12t0.008

0.200-0.050防转螺钉 基本尺寸dM8 基本尺寸L15.50.050 基本尺寸d112-0.160D20L22L011.5n2t2.5

第四章 夹紧方案及夹紧力分析

4.1 夹紧方案分析

在机械加工中，工件的定位和夹紧是相互联系非常密切的两个工作过程。工件定位后，必须采用一定的装置把工件压紧夹牢在定位元件上。从而使工件在加工过程中，不会由于切削力、工件重力、离心力或惯性力等的作用而发生位置变化或产生振动,以保证加工精度,避免机床、刀具的损坏和发生人身安全事故。工件采用的是六点定位，所以工件的六个自由度被限制。可以用螺旋夹紧机构配合压板进行夹紧，且具有较好的自锁性。4.2 夹紧力分析 4.2.1 夹紧力估算

由于螺旋夹紧机构可看做是绕在圆柱体上的斜楔，因此，螺钉加紧力的计算与斜楔相似。下图是夹紧状态下螺杆受力情况。图中，F2为工件对螺杆的摩擦力，分布在整个接触面上，计算时可视为集中在半斤r'的圆周上。r'成为当量摩擦半径，他与接触形式有关。F1位螺孔对螺杆的摩擦力，也分布在整个接触面上，计算时可视为集中在中径d0处。根据力矩平衡条件：

dFQLF2rFRX0

2FJFQLd02tg（1）rtg2

式中

FJ-夹紧力（N）

FQ-作用力（N）

L-作用力臂）（mm）L=8

d0-螺纹中径（mm）d0=3.675

t-螺纹螺距（mm）t=0.5 -螺纹升角（°）tg2tr

1-螺纹处摩擦角（°）实际计算可取8.5° 2-螺杆端部与工件间的摩擦角（°）tg20.15

r-螺杆端部与工件间的当量摩擦半径（mm）与接触的形状有关

计算得：

FJ=90FQ

第五章 夹具体设计及连接元件选型

5.1夹具体设计

夹具体是整个夹具的基体和骨架，组成夹具的各个零件、机构等都要安装在上面。夹具体的类型分为铸造夹具体（a）、焊接夹具体（b）、锻造夹具体（c）和装配夹具体(d)。如下图所示：

通过对夹具上各组成件的分布情况、零件的形状、尺寸以及加工性质的考虑，以及加工零件的方便性，我选择装配式夹具体，装配式夹具体优点装拆方便、安装灵活、缩短生产准备周期等。基于以上分析，设计出本夹具的夹具体如下图所示：

5.2连接元件选型 5.2.1 标准件

连接元件选型包括定位元件选取，夹紧元件选取，其他专用元件选取。

一、定位元件：支撑钉，支撑板，可调支撑螺钉。

二、夹紧元件：压紧螺钉，螺母，滑动压块，压板。

三、其他专用元件：钻套。

以上所用元件都为标准件，相关的尺寸大小查表可得。5.2.2 非标准件

夹具体设计，钻模板设计，底座设计。

第六章 夹具零件图和装配图及标注

6.1零件图 8 9 10

6.2钻模板零件图

6.3装配图

第七章 三维效果图

设计总结

机床夹具设计课程设计已经接近尾声，回首两周的设计过程，感慨万千。通过设 13 计夹具学习新知识已经温习以前学习的理论，对我们大有裨益。

通过这次设计我们学习到不足，充分感受到一个产品从无到有的设计、从理论到实践的艰辛。让我们感受到作为一名机械设计制造及自动化的学生，理论知识和对设计工作的严谨认真对我们的重要性。

通过这次设计我们综合运用了机床夹具设计、互换性与技术测量、机械制造工艺学、机械设计、金属切削原理与刀具、工程材料以及热处理工艺等知识，起到穿针引线，承上启下的作用，巩固已经学习的知识的同时不用运用磨炼基本功。

在机械制造技术基础课程设计过程中，首先是对工件机械加工工艺规程的制定，制定工件选用的机床，刀具，以及怎么样加工的过程。因此，工艺规程至关重要。在机械制造工艺学习中还学习到用AutoCAD进行制图和一些三维软件进行仿真（比如proE）。这是对以前学的制图的知识的一个回顾，CAD制图不管是现在还是将来的工作都有很大的帮助，因此，这次是真正的将以前所学联系到了一起。

参考文献

[1] 肖继德，陈宁平.机床夹具设计[M].北京：机械工业出版社，2000.[2] 陆 玉.机械设计课程设计[M].北京：机械工业出版社，2006.[3] 陆剑中，孙家宁.金属切削原理与刀具[M].北京：机械工业出版社，2011.[4] 常同立，杨家武，佟志忠.机械制造工艺学[M].北京：清华大学出版社，2010.[5] 张福霞.互换性与技术测量[M].西安：西北工业大学出版社，2015.[6] 王启平.机床夹具设计[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2005.

第二篇：机床夹具设计课程设计说明书

《 机床夹具课程设计 》说明书

摘要

机床夹具设计课程设计是在全部学完机械制造工艺学及机床夹具设计，并进行了生产实习的基础是进行的一个教学环节。它要求学生全面地综合运用本课程及其有关先修课的理论和实践知识进行工艺及结构的设计，也为以后进行一次预备训练。此课程设计的目的：（1）能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会，拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计，初步具备设计出高效、省力、经济合理并能保证加工质量的专用夹具的能力。（2）培养学生熟悉并运用有关手册、标准、图表等技术资料的能力。（3）进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能。

此次是对一种大批量生产的拨叉类零件进行钻孔。所设计的夹具必须保证这个通孔的各种尺寸精度，并且以最经济、最省时省力的方法来设计此套夹具。通过对定位误差的分析，确定出采用大端面小心轴定位，夹紧装置采用螺旋压板夹紧机构。

对于我本人来说，希望能通过本次课程设计学习，学会将所学理论知识和工艺课程实习所得的实践知识结合起来，并应用于解决实际问题之中，从而锻炼自己分析问题和解决问题的能力。

关键字:夹具设计、制图、机械

I

《 机床夹具课程设计 》说明书

目录

摘要..................................................................................................................I 1 设计任务.............................................................................................................1 2 零件的定位.........................................................................................................2

2.1 零件的工艺和精度分析.................................................................................................2

2.2 定位目的及原理.............................................................................................................2 2.3 工件定位的基本原理.....................................................................................................3 2.4 定位方案.........................................................................................................................3 2.5 定位元件的选择.............................................................................................................3 2.6 定位误差.........................................................................................................................4 零件的夹紧装置.................................................................................................5

3.1 夹紧方式的选择.............................................................................................................5 3.2 工件拆装.........................................................................................................................5 3.3 夹具体设计.....................................................................................................................6

4钻床导向装置......................................................................................................7

4.1 夹具结构形式.................................................................................................................7 4.3 导向装置.........................................................................................................................7

总

结...................................................................................................................9 参考文献...............................................................................................................10

《 机床夹具课程设计 》说明书 设计任务

对下图零件钻φ11H7的通孔这道工序进行夹具设计。能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会，拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计，初步设计出高效、省力、经济合理并能保证加工质量的专用夹具。

图1-1夹具设计零件图

《 机床夹具课程设计 》说明书 零件的定位

2.1 零件的工艺和精度分析

（1）零件的工艺分析：制定工艺路线的出发点，应当使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领确定为大批量生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。

工艺路线：

工序Ⅰ：铣削 铣上表面A面； 工序Ⅱ：铣削 铣下表面B面；

工序Ⅲ：钻削 钻、扩、铰φ23，钻φ6合φ11孔；（本套夹具适合于该工序）

工序Ⅳ：铣削 粗铣、半精铣12mm通槽； 工序V：检查；

（2）零件的精度分析：孔尺寸φ11H7，公差等级为7级 2.2 定位目的及原理

图2-1 工件定位图

工件在夹具中的定位问题，是夹具设计中首先要解决的主要问题，在确定定位方案后，定位基准的选择是一个关键问题，在实际生产中，由于定位基准和定位元件存在制造误差、装配误差、磨损误差等。从而使同批工件在夹具中所占据的位置不同，这种位置变化从而导致加工要素产生误差。

工件在加工前，必须首先使它在机床上相对刀具占有正确的加工位置称为定位。它包括工件在夹具中的定位，夹具在机床上的夹紧、刀具在夹具中的对刀与导引、整个工艺系统的调整等组成环节

工件的定位包括三项基本任务。

《 机床夹具课程设计 》说明书

(1)从理论上进行分析，如何使同一批工件在夹具中占据一致的正确位置。(2)

设计合理的定位方案，选择合适的定位元件。(3)

保证有足够的定位精度。2.3 工件定位的基本原理

在分析工件定位时，通常是用一个支承点限制工件的一个自由度，用合理分布的六个支承点限制工件的六个自由度，从而使工件在家具中的位置完全确定，即六点定位原理。如图2-1所示是一个梯形且两端为圆弧的工件，欲在该工

件上钻一个通孔。为保证加工尺寸φ11H7，需要限制工件x、y、z、x、y这五个自由度，属于不完全定位。（加工的通孔）2.4 定位方案

工件定位时，作为定位基准的点和线，往往由一些具体的表面来体现，这种表面成为定位基面。定位基面（基准）的分类：

(1)主要定位基面。是限制工件三个自由度的定位基面。一般选择工件上比较大的表面作为主要定位基面。

(2)导向定位基面。是指限制工件的两个自由度的定位基面。一般选择工件上窄长的表面基面，而且两支承点距离应尽量远些。

(3)双导向定位基面。是限制工件的四个自由度的圆柱面。(4)止推定位基面。限制工件的一个移动自由度的定位基面。(5)放转动定位基面。限制一个转动自由度的定位基面。

工件的定位是通过定位基面进行的，因此定位基面的几何形状、尺寸及表面状况在很大的程度上决定着定位方法及所用定位元件选择。

(1)遵循基准重合原则，避免基准不符误差。

(2)尽量用精加工过的表面作为定位基准，以保证有足够的定位精度。(3)应使工件安装稳定，使在加工过程中切削力或夹紧力而引起的变形最小。(4)遵守基准统一原则以减少设计和制造夹具的时间和费用。(5)应使工件定位方便，夹紧可靠，便于操作，夹具结构简单。根据零件及定位元件的特点，故用定位基准为φ23H8孔的轴线和下表面。2.5 定位元件的选择

工件定位方法及其定位元件选择包括定位元件的结构、形状、尺寸及布置形式等，主要决定于工件的加工要求、工件的定位基准和外力作用状况等因素。定位元件的结构形式 1 工件以平面定位

1）平头支撑钉（A型），主要用于精基准定位；球头支撑钉（B型）与粗基准面接触良好，主要用于粗基准；齿纹支撑钉（C型）可防止工件滑动，常用于工件侧面定位。单个为定位一个自由度，三个定位三个自由度。

《 机床夹具课程设计 》说明书

2）光面支撑板（A型），结构简单，便于制造，但沉头孔不易清除干净，在一般作侧面或顶面支撑；带斜槽的支撑板（B型）切削容易清除，一般作为底面支撑。一组支撑板定位三个自由度 2 工件以圆孔定位：

基准，长定位销定位三个自由度，短定位销定位两个自由度。

2）定位心轴定位加工外圆和端面等。长心轴限制工件四个自由度，短心轴限制工件的两个自由度。

3）圆锥销是与工件孔缘接触定位，限制工件三个自由度。3工件以外圆柱表面定位

1）V型块与工件的接触面较长时限制工件的四个自由度。而与工件接触面较短时限制工件的两个自由度。

2）定位套定心精度不高，只适合精定位基面。其内孔轴线为县委基准，内孔面为限位基面

根据零件及定位元件的特点，故采用窄V型块和一组带斜槽支撑板定位。2.6 定位误差

夹具上与工件加工尺寸直接有关的且精度较高的部位，在夹具制造时常用调法来保证夹具精度。夹具的调装包括夹具各组件、元件相对于夹具体的调整装配和夹具相对于机床的调装两方面内容，其调装精度程度决定夹具最终安装误差的大小。

造成定位误差的原因有两个：一是由于定位基准和工序基准（设计基准）不重合，由此产生的基准不重合误差ΔB（或称基准不符误差）；二是由于定位付制造误差造成的定位基准与限位基准不重合，产生基准位移误差ΔY

孔φ11H7定位误差ΔD的分析

工件设计基准与定位基准重合,因此基准不重合误差ΔB=0。由于工件定位基面（外圆柱表明）的直径误差，形成了工件轴心的基准位移误差ΔY，因此基准位移误差

ΔY=

1）定位销主要用于直径在50mm一下的中小孔定位。以孔的轴线作为定位

Tdα2Sin20-(-0.05)0.03535

2Sin45因此尺寸定位误差为ΔD=ΔB+ΔY=0.035mm<1/3T=0.133mm，定位合理

《 机床夹具课程设计 》说明书 零件的夹紧装置

3.1 夹紧方式的选择

设计的过程中采用螺旋夹紧机构，因为工件是在立式钻床上进行加工，加工力及震动较大，要求夹紧装置具有足够的强度，因此需要在工件的一侧用万能调节压板夹紧，为了方便装拆工件，另一端用螺钉螺母夹紧。基本夹紧机构：

a斜锲夹紧机构

结构特点：斜楔的自锁条件与升角有关；斜楔具有改变加紧作用力方向的特点；斜楔具有增力的作用；结构简单通常用于机械夹紧或组合夹紧机构中，且工件的进度较高。

b螺旋夹紧机构

螺旋夹紧机构机构简单，制造方便，增力较大，夹紧行程不受限制，所以在手动夹紧机构中广泛应用。本次课程设计选用此夹紧方案，夹紧工件为万能调节压板。

c偏心夹紧机构 偏心夹紧机构优点是制造方便，夹紧迅速；缺点是夹紧力较小，自锁性能不好，夹紧行程教小，一边用在切削力不大，无振动的场合，且对夹紧尺寸要求较严的场合。

对装夹装置的基本要求：

① 保证定位准确可靠，不能破坏原有的定位。② 夹紧力的大小要可靠适当。

③ 在保证装夹的前提下机构力求简单，工艺性好，便于制造和维修。④ 具有良好的自锁性能。⑤ 操作方便安全省力。

设计的过程中采用螺旋夹紧机构，因为工件是在立式钻床上进行加工，加工力及震动较大，要求夹紧装置具有足够的强度，因此需要在工件的一侧用万能调节压板夹紧，为了方便装拆工件，另一端用螺钉螺母夹紧 3.2 工件拆装

V形块定位时，在另一个面上使用弹簧及螺钉连接V形块，装夹工件时，通过弹簧的压力使工件便于装卸，通过螺钉及螺母组合来夹紧，从而便于装卸工件。

在钻床上进行孔所用夹具称为钻床夹具简称钻模。钻模借助其上的钻套引导刀具和工件之间的相对位置，提高了加工精度和生产率，在成批大量生产中，已

《 机床夹具课程设计 》说明书

3.3 夹具体设计

采用铸造夹具体，其工艺性好，可铸造出各种复杂形状，具有较好的抗压强度、刚度和抗震性。夹具底面四边应凸出，使夹具体的安装基面与机床的工作面接触良好。夹具在机床工作台安装，夹具的重心应尽量低，重心越高则支撑面应越大。

《 机床夹具课程设计 》说明书

4钻床导向装置

4.1 夹具结构形式

在钻床上进行孔所用夹具称为钻床夹具简称钻模。钻模借助其上的钻套引导刀具和工件之间的相对位置，提高了加工精度和生产率，在成批大量生产中，已广泛采用钻模来进行加工。钻模的结构形式很多，按工件的结构形状，大小和钻模的结构特点，钻模可分为以下几种：固定式、回转式、移动式、翻转式、盖板式和滑柱式。

a固定式钻模，这类钻模在加工过程中固定不动，夹具体上设有安放紧固螺钉或便于夹压的部位，这类钻模主要用于立式钻床加工单孔，或在摇臂钻床上加工平行孔系。

b回转式钻模，用于加工工件上同一圆周上平行孔系或加工分布在同一圆周上的径向孔系。回转式钻模的基本形式有立轴、卧轴和倾斜轴三种。工件一次装夹中，靠钻模依次回转加工各孔，因此这类钻模必须有分度装置。回转式钻模使用方便、结构紧凑，在成批生产中广泛使用。一般为缩短夹具设计和制造周期，提高工艺装备的利用率，夹具的回转分度部分多采用标准回转工作台。

c移动式钻模，这类夹具用于钻中小型工件同一表面的多个孔。

d翻转式钻模是一种没有固定回转轴的回转钻模。在使用过程中，需要用手进行翻转，因此夹具连同工件的重量不能太重，一般限于 ≤8～10kg。主要适用于加工小型工件上分布几个方向的孔，这样可减少工件的装夹次数，提高工件上各孔之间的位置精度。

e盖板式钻模没有夹具体，只有一块钻模板，在钻模板上除了装钻套外，还有定位元件和夹紧装置。加工时，钻模板盖在工件上定位、夹紧即可。盖板式钻模的特点是定位元件、夹紧装置及钻套均设在钻模板上，钻模板在工件上装夹，因此结构简单、制造方便、成本低廉、加工孔的位置精度较高。常用于床身、箱体等大型工件上的小孔加工，对于中小批量生产，凡需钻、扩、铰后立即进行倒角、锪平面、攻丝等工步时，使用盖板式钻模也非常方便。加工小孔的盖板式钻模，因切削力矩小，可不设夹紧装置。

f滑柱式钻模是带有升降台的通用可调夹具，在生产中应用较广。滑柱式钻模的平台上可根据需要安装定位装置，钻模板上可设置钻套、夹紧元件及定位元件等。根据以上钻模各自特点，本次选用固定式钻模。4.3 导向装置

1、钻套基本类型：按钻套的结构和使用情况，可分为固定式、可换式、快换式和特殊钻套，前三种钻套均已标准化，可根据需要选用，必要时也可自行设

《 机床夹具课程设计 》说明书

计。本次选择固定式钻套。

2、钻套高度和排屑间隙：

1）.钻套高度H 钻套高度与所钻孔的孔距精度、工件材料、孔加工深度、刀具刚度、工件表面形状等因素有关。钻套高度H越大，刀具的导向性越好，但刀具与钻套的摩擦越大，一般取H =(1~1.5)d。孔径小、精度要求高时，H取较大值H=1.5×7=10.5mm

2.）排屑间隙h 钻套底部与工件间的距离h称为排屑间隙。h值应适当选取，h值太小时，切屑难以自由排出，使加工表面损坏;h值太大时，会降低钻套对钻头的导向作用，影响加工精度。加工铸铁时，h =(0.3~0.7)d;加工钢时，h=(0.7~1.5)d。由于此工件材料为灰口铸铁HT200，h=(0.3~0.7)d=(2.1~4.9)

3、钻套内孔的基本尺寸及公差配合

钻套内孔（导向孔）直径的基本尺寸应为所用刀具的最大极限尺寸，并采用基轴制间隙配合。

《 机床夹具课程设计 》说明书

总

结

经过为期两周的设计，本次夹具设计已经完成。这次设计不但巩固了已学知识，也是对个人能力的一次提高，从零件分析到工艺编制到夹具设计，从设计到加工，真正从头到尾思考了一个完整零件的加工，使自己分析问题的能力得到进一步提高，设计中不但要考虑方法，也要考虑设计后用于实践的成本，以及适用性，因此设计也要和实际相联系，源于实践，处于理论，用于实践。课程设计让我学到了很多知识。书本上的东西毕竟是理论，就像切削三要素的设定，书本上查来的数据跟实际加工的是有差距的，只有不断的实践，才能证明数据的合理性，通过课程设计，也进一步提高了理论联系实际的能力，让我懂得了机械这门工科的实际意义，更加深入的了解机械制造这门课程，让我学到了学习的快乐，同时更让我认识了自身能力的欠缺与不足，在以后的学习工作中，进一步提高自己。最后，感谢老师和同学在这次设计中的给予我的帮助与指导

《 机床夹具课程设计 》说明书

参考文献

[1] 李存霞，姬瑞海主编.机床夹具设计与应用.北京：清华大学出版社；北京交通大学出版社，2011.10 [2] 陈于萍，周兆元主编.互换性与测量技术基础—2版.北京：机械工业出版社，2005.10 [3] 李存霞，姬瑞海主编.机床夹具设计与应用.北京：清华大学出版社：北京交通大学出版社

第三篇：《机床夹具设计》课程标准

《机床夹具设计》课程标准

课程代码：适用专业：课程类别： 先修课程：

学时：考试方式： 制订人：审核人：

一、教学大纲说明

（一）课程的性质、任务

本课程是机械类专业的一门重要专业课程，具有较强的实践应用性，本课程主要研究机床夹具的设计和制造的基本知识。学生学完本课程后应达到下列要求：

1、掌握机床夹具的基本理论知识和设计计算方法，能对机床夹具进行结构设计和精度分析。

2、会查阅有关夹具设计的标准、手册、图册等技术资料。

3、掌握机床夹具设计的一般方法，具有设计一般复杂程度夹具的基本能力。

4、了解现代夹具设计的一般知识。

（二）课程的基本要求

通过本课程的学习，应使学生了解机床夹具的基本组成及作用，理解机床夹具的工作原理，熟练掌握机床夹具设计的专业技能。

（三）本课程与相关课程的关系 本课程是一门重要的专业课程，夹具是为满足机械加工工艺要求而进行的一种工装设计，同时它又是一项较为独立的生产实用技能。本课程的学习需要有机床、刀具、公差与技术测量、机械制图、工程材料及热处理、机械设计基础等机械专业多门专业基础课程做支撑。

（四）课程教学方法与手段

本课程教学主要采用老师讲授和课堂讨论相结合的方法，注重理论联系实际；注重现代化教学手段的应用，全课程采用PPT多媒体教学工具，帮助学生最大限度地实现学习的目标。

（五）教材与参考书 建议使用教材：《机床夹具设计》哈尔滨工业大学主编上海科学技术出版社 参考书：《机械制造工程》，郧建国主编，机械工业出版社，2004

二、课程的教学内容、重点、难点、要求 第一章 夹具设计概论

1、内容：机床夹具的分类；工件的装夹与找正；机床夹具的组成；加工误差的组成；课程教学内容、目的、安排及要求。第二章 工件的在夹具中的定位

1、内容：定位基准的概念；定位的基本原理；定位单个典型表面的定位元件；组合定位中各定位元件限制自由度分析；定位误差的分析计算。

2、重点：工件的在夹具中的定位 第三章 工件的夹紧

1、内容：夹紧装置的组成和基本要求；设计夹紧装置的基本准则；典型夹紧机构；联动夹紧机构；定心夹紧机构。

2、重点：工件的夹紧 第四章 夹具的定位

内容：夹具对切削成形运动的定位；夹具的对刀；分度装置。重点：夹具对切削成形运动的定位。第五章 典型机床夹具 内容：床夹具；铣床夹具；钻床夹具；镗床夹具 重点：床夹具；铣床夹具。第六章 专用夹具的设计方法

1、内容：夹具设计的要求，方法和设计步骤；夹具总装配图上尺寸、公差配合与技术要求的标注；夹具的制造特点。

2、重点：夹具设计的方法和设计步骤；公差配合与技术要求的标注。第七章 现在机床夹具

内容：随行夹具；通用可调夹具；成组夹具；组合夹具；数控机床夹具。重点：通用可调夹具；组合夹具。

三、教学时数分配： 序号

教学内容

总学时

讲授课时

实验

习题课讨论课

l

夹具设计概论 2

工件的在夹具中的定位 8

工件的夹紧 6

夹具的定位 4

典型机床夹具 8

专用夹具的设计方法 4

现在机床夹具 2

合计

四、教学方法建议

１、第二章 工件的在夹具中的定位、第三章 工件的夹紧、第四章 夹具的对定、第六章 专用夹具的设计方法，是本课程的重点章节。

2、自由度分析及常见定位方式的定位误差计算，应作详细讲解；组合定位的分析和计算要掌握基本方法；一面两孔定位掌握设计方法。

3、夹紧力的推导和计算不作要求，了解典型夹紧机构的特点和工作原理，学会分析和选用各种夹紧机构。

4、夹具的对刀误差、夹具位置误差的计算应该掌握。

5、夹具设计方法、装配图的绘制及尺寸、技术条件等的标注必须掌握。

第四篇：机床夹具设计名词解释

1、切削运动：在切削过程中，刀具和工件之间必须有相对运动，这种相对运动就称为切削运动。

2、主运动：主运动是由机床提供的主要运动，它使刀具和工件之间产生相对运动，从而使刀具前刀面接近工件并切除切削层。

3、进给运动：进给运动又称走刀运动，是由机床提供的使刀具与工件之间产生附加的相对运动，即进给运动是切削过程中使金属层不断地投入切削，加上主运动从而加工出完整表面所需的运动。

4、切削速度：切削刃选定点相对于工件主运动的瞬时速度称为切削速度。切削速度vc单位为m/min。

5、进给量：刀具在进给方向上相对于工件的位移量称为进给量。

6、背吃刀量：背吃刀量是已加工表面和待加工表面之间的垂直距离，其单位为mm。

7、积屑瘤：在中速或较低切削速度范围内，切削一般钢料或其它塑性金属材料而，又能形成带状切屑时，常在切削刃口附近粘结一硬度很高的楔形金属块，它包围着切削刃覆盖部分前刀面，这种楔形金属块称为积屑瘤。

8、磨钝标准：刀具磨损到一定限度就不能继续使用，这个磨损限度称为刀具的磨钝标准。

9、刀具耐：刀具耐用度（又称刀具寿命）是指刃磨后的刀具自开始切削直到磨损量达到磨钝标准为止的切削时间，以T表示，单位为分钟。

10、刀具总寿命：一把新刀从开始投入切削到报废为止总的实际切削时间，称为刀具总寿命。因此刀具总寿命等于这把刀的刃磨次数（包括新刀开刃）乘以刀具耐用度。

11、材料的切削加工性：金属材料切削加工的难易程度称为材料的切削加工性。

12、负倒棱：在粗加工钢和铸铁的硬质合金刀具上，常在主切削刃上磨出一个前角为负值的倒棱面，称为负倒棱。

13、过渡刃：连接刀具主、副切削刃的刀尖通常磨成一段圆弧或直线刃，他们统称为过渡刃。

1.装夹：机床上加工零件，为保证加工精度，必须现使工件在机床上占据一个正确的位置，即定位，然后将其夹紧。这种定位与夹紧的过程称为工件的装夹。

2、夹具：用于装夹工件的工艺装备就是机床夹具。

3、六点定位原理：要完全正确定位工件的位置，就需要按一定的要求布置六个支撑点(既定位元件)来限制工件的六个自由度。其中每个支撑点限制相应的一个自由度。这就是工件定位的“六点定位原理”

4、工件完全定位：工件的六个自由度被完全限制了的定位。

5、不完全定位：满足加工要求的前提下，工件的六个自由度没有被完全限制的现象。

6、欠定位：根据加工要求应该限制的自由度而没有限制的现象。

7、过定位：工件的某个自由度被重复限制的现象称为过定位。

8、基准: 工件图、实际零件或工艺文件上用来确定某个点、线、面的位置所依据的点、线、面，称为基准。

9、设计基准：设计图样上所采用的基准，称为设计基准。

10、工艺基准：在工艺过程中所采用的基准，称为工艺基准。

11、装配基准：装配时用以确定零件在部件或产品中的相对位置所采用的基准。

12、测量基准：测量时所采用的基准。

13、工序基准：在工序图上用来确定本工序所加工表面后的尺寸、形状、位置的基准。

14、定位基准：在加工中确定工件的位置所采用的基准。

15、粗基准：用未机加工过的毛坯表面作为定位基准的称为粗基准。

16、精基准：用已机加工过的表面作为定位基准的称为精基准。

17、基准不重合误差：定位基准与设计基准不重合时所产生的加工误差，称为基准不重合误差。

18、基准位移误差：一批工件定位基准相对于定位元件的位置最大变动量称为基准位移误差。

19、夹紧装置：保证加工精度和安全生产的装置，称为夹紧装置。

1、生产过程：将原材料转变为成品的全过程称为生产过程。

2、工艺过程：生产过程中为改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等。使其成为成品或半成品的过程称为工艺过程。

3、工序：一个或一组工人，在一个工作地对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程，称为工序。

4、.工步：在加工表面或加工工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序内容，称为工步。

5、进给：在一个工步内，若被加工表面需切除的余量较大，可分几次切削，每次切削称为一次进给。

6、安装：工件经一次装夹后所完成的那一道工序，称为安装。

7、工位：为了完成一定的工序部分，一次装夹工件后，工件（或装配元件）与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置，称为工位。

8、生产纲领：企业在计划内应生产的产品量（年产量）和进度计划称为生产纲领。

9、生产类型：生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类

10、工艺规程：规定零件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件，称为工艺规程。

11、工步顺序：工步顺序是指同一道工序中，各个表面的先后顺序。

12、时间定额：时间定额是在一定的生产条件下，规定生产一件产品或完成一道工序所需消耗的时间。

13、基本时间：基本时间是直接改变生产对象的尺寸、形状、相对位置、表面状态或材料性质等工艺过程所消耗的时间。

14、工序余量：工序余量相邻两工序的工序尺寸之差。是被加工表面在一道工序切除的金属层厚度。

15、工序尺寸：每道工序加工应达到的尺寸。

16、尺寸链：在机器装配或零件加工过程中，互相联系且按一定顺序排列的封闭尺寸组合，称为尺寸链。

17、工艺尺寸链：由单个零件在加工过程中的各有关工艺尺寸所组成的尺寸链，称为工艺尺寸链。

18、封闭环 ：工艺尺寸链中间接得到、最后保证的尺寸，称为封闭环。

19、组成环 ：工艺尺寸链中除封闭环以外的其它环，称为组成环。

20、增环：增环是当其它组成环不变，该环增大(或减小)使封闭环随之增大(或减小)的组成环。

21、减环：减环是当其它组成环不变，该环增大(或减小)，使封闭环随之减小(或增大)的组成环。

22、加工精度：加工精度是指零件加工后的几何参数与理想零件几何参数相符合的程度，它们之间的偏离程度则为加工误差。

23、工艺系统：机床、夹具、工件和刀具所组成的一个完整的系统称之为工艺系统。

24、内应力：内应力就是当外界载荷去掉后，仍残留在工件内部的应力。

第五篇：机床夹具设计复习题

机床夹具设计复习题

一、填空题

2、按夹具的使用特点分类有 通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具、拼装夹具。

3、夹具按使用机床不同可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、齿轮机床夹具、数控机床夹具、自动机床夹具自动线随行夹具以及其他机床夹具等。4、轴类零件一般采用中心孔作为定位基面。、采用布置恰当的六个支承点限制工件六个自由度的法则，称为六点定则。

8、短圆柱销可限制 2个自由度。长圆柱销可限制 4 个自由度。菱形销可限制 2 个自由度。圆锥销一般只能限止

3个自由度。窄V形块限止 2个自由度。长V形块限止 4个自由度。、工件的某个自由度被重复限制称过定位（重复定位）。

10、工件的实际定位点数，如不能满足加工要求，少于应有的定位点数，称为欠定位。这在加工中是不允许的。

11、机床夹具由定位装置、夹紧装置、对刀或导向装置、连接元件、夹具体和其它装置或元件组成。

12、主要支承用来限制工件的自由度。辅助支承用来提高工件的装夹刚度和稳定性，不起定位 作用。

14、工件的六个自由度被完全限制的定位称完全定位。

15、造成定位误差的原因有基准位移、基准不重合。

18、机床夹具最基本的组成部分是_定位_元件、夹紧装置和夹具体。

19、设计夹具夹紧机构时，必须首先合理确定夹紧力的三要素：大小、_方向和作用点。

20、定位和 夹紧两个过程综合称为装夹，完成工件装夹的工艺装备称为机床夹具。

二、判断题

1.（√）长的V形块可消除四个自由度。短的V形块可消除二个自由度。

4、（√）工件定位时，被消除的自由度少于六个，但完全能满足加工要求的定位称不完全定位。

6、（×）工件以其经过加工的平面，在夹具的四个支承块上定位，属于四点定位。

7、（√）工件在夹具中与各定位元件接触，虽然没有夹紧尚可移动，但由于其已取造得确定的位置，所以可以认为工件已定位。

9、（√）组合夹具是由一套完全标准化的元件，根据工件的加工要求拼装成的不同结构和用途的夹具。

10、（√）一般在没有加工尺寸要求及位置精度要求的方向上，允许工件存在自由度，所以在此方向上可以不进行定位。

11、（×）采用一夹一顶加工轴类零件，只限制六个自由度，这种定位属于完全定位。

12、（×）如右图所示定位方式是合理的。

13、（×）工件定位时，若定位基准与工序基准重合，就不会产生定位误差。

14、（√）辅助支承是为了增加工件的刚性和定位稳定性，并不限制工件的自由度。

15、（×）浮动支承是为了增加工件的刚性和定位稳定性，并不限制工件的自由度。

17、（√）在车床上用三爪自定心卡盘多次装夹同一工件时，三爪定心卡盘的对中精度将直接影响工件上被加工表面的位置精度。

19、（×）采用欠定位的定位方式，既可保证加工质量，又可简化夹具结构。20、（×）在夹具设计中，不完全定位是绝对不允许的。

三、选择题

1.机床上的卡盘，中心架等属于（A）夹具。A．通用 B.专用

C.组合

2.重复限制自由度的定位现象称之为(D)。A.完全定位 B.欠定位

C.不完全定位 D.过定位

3.夹紧中确定夹紧力大小时，最好状况是力（C）。A．尽可能的大 B.尽可能的小

C.大小应适当

4、在夹具中，用一个平面对工件进行定位，可限制工件的（B）自由度。A．两个 B.三个

C.四个、决定某种定位方法属几点定位，主要根据（B）。

A、有几个支承点与工件接触

B、工件被消除了几个自由度

C、工件需要消除几个自由

D、夹具采用几个定位元件

7.工件定位时，仅限制四个或五个自由度，没有限制全部自由度的定位方式称为（C）。

A.完全定位 B.欠定位

C.不完全定位

8、用三个不在一条直线上的支承点对工件的平面进行定位，能消除其（C）自由度。

A、三个平动 B、三个转动 C、一个平动两个转动 D、一个转动两个平动

10、选用（B）基准作为定位基准，可以避免因定位基准和测量基准不重合而引起的定位误差。

A、设计

B、测量

C、装配

11、三爪自定心卡盘夹住一端，另一端搭中心架钻中心孔时，如果夹住部分较短，属于（B）。

A、完全定位 B、部分定位 C、重复定位

12、轴类零件用双中心孔定位，能消除（B）个自由度。A、六

B、五

C、四

D、三

13、使工件相对于刀具占有一个正确位置的夹具装置称为（B）装置。A、夹紧

B、定位

C、对刀

14、确定夹紧力方向时，应该尽可能使夹紧力方向垂直于（A）基准面。

A、主要定位

B、辅助定位

C、止推定位

16、只有在（b）精度很高时，过定位才允许采用，且有利于增强工件的（d)。a．设计基准面和定位元件； b．定位基准面和定位元件； c．夹紧机构； d.刚度；

e.强度

17、定位元件的材料一般选（adf)

a.20钢渗碳淬火； b.铸铁；

c．中碳钢； d．中碳钢淬火；

e．合金钢； f.T7A钢

22、在车床上加工轴，用三爪卡盘安装工件，相对夹持较长，它的定位是：C A、六点定位

B、五点定位

C、四点定位

D、三点定位

23、工件在夹具中安装时，绝对不允许采用：D A、完全定位

B、不完全定位 C、过定位

D、欠定位

27、下列工件定位面与定位元件一般限制三个自由度的是：（ACE）A、圆锥孔与固定顶尖 B、外圆柱面与长V 型铁 C、平面与支承板

D、圆柱孔与短圆柱销 E、圆柱孔与固定锥销

28、下列工件定位面与定位元件一般限制两个自由度的是：（ABD）A、外圆柱面与长支承平板

B、外圆柱面与一短V 型铁

C、圆柱孔与固定锥销

D、圆柱孔与短圆柱销

E、长轴与两个半圆孔定位座

四、简答题

1、什么是过定位?在任何情况下过定位是否都不允许?举例说明。

2、不完全定位和欠定位的区别是什么?它们在加工是是否都允许?

3、什么是工序基准？什么是定位基准？

4、夹紧装置由哪几部分组成?对夹紧装置有哪些要求?

5、什么是定位误差?它有那几部分组成? 6.什么是定位？简述工件定位的基本原理？ 7.什么是辅助支承？使用时应该注意什么问题？ 8.为什么说夹紧不等于定位？

五、解释术语

1、过定位:工件的某个自由度被重复限制的现象称过定位。

2、定位基准:用以确定工件在机床上或夹具中正确位置所依据的基准。

3、六点定则: 工件定位时，用合理分布的六个支承点与工件的定位基准相接触来限制工件的六个自由度，使工件的位置完全确定，称“六点定则”。三

4、基准不重合误差:指定位基准与设计（工序）基准不重合时产生的误差.5、完全定位:加工时，工件的六个自由度被完全限制了的定位称为完全定位。

6、自锁:工件夹紧后，当人力的作用停止后，夹具的夹紧装置仍能保持可靠的夹紧，这种现象称自锁。