夹具毕业论文

第一篇：夹具毕业论文

目 录

第一章夹具的简单介绍………………………………………….3

1.1夹具的分类„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

31.2夹具设计的基本要求„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 第二章 汽车前拖钻孔夹具的作用及分析„„„„„„„„„„3

2.1汽车前拖勾钻孔夹具的作用……………………………………….3 2.2汽车前拖钩零件的分析…………………………………………….4 2.3夹具的分析及定案„„„„„„„„„„„„„„„„„„..4 第三章夹具的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4

3.1 导向装置设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 3.2钻套类型的选择与设计„„„„„„„„„„„„„„„„„4 3.3定位元件的确定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 3.4加紧装置„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 3.5 夹具体的结构设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7 3.6夹具的安装„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 ３.7误差分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 第四章 夹具使用注意事项、保养及维护„„„„„„„„„„9 结束语„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10

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【前言】： 选题背景

随着生活水平的提高，人们喜欢上了自己开车野外旅行，但这也是用到拖钩机率最大的时候，根据这一状况选择了汽车前拖钩钻孔夹具设计。同时我们也对夹具有一定的了解。

2设计目的

通过对汽车前拖钩钻孔夹具设计，再通过在设计中在的一些规律进行探讨后，提出了在前拖钩钻孔夹具设计中所应该遵循的原则和基本条件。因为在现阶段的生产中，前拖钻孔夹具的设计充满了丰富的特殊性。不管在生产上的还是在使用方面要做到100%的满意是不可能的，所以在设计方面只可能尽量的使在生产或是在使用方来说，做到便捷化、简约化、消耗功率最小化。从而达到生产率的提高，给公司或企业带来更多利润。

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第一章夹具的简单介绍

1.1夹具的分类

夹具的分类我们就以机床夹具为例，机床夹具的种类很多。

1）按使用机床类型分类，可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、加工中心夹具和其他机床夹具等。

2）按驱动夹具工作的动力源分类，可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具和自夹紧夹具等。

3）按专门化程度可分为以下几种类型的夹具：

a通用夹具 通用夹具是指已经标准化、无需调整或稍加调整就可以用来装夹不同工件的夹具。如三爪卡盘、四爪卡盘、平口虎钳和万能分度头等。这类夹具主要用于单件小批生产。

b 专用夹具 专用夹具指专为某一工件的某一加工工序而设计制造的夹具。结构紧凑，操作方便，主要用于固定产品的大批大量生产。

c 组合夹具 组合夹具是指按一定的工艺要求，由一套预先制造好的通用标准元件和部件组装而成的夹具。使用完毕后，可方便地拆散成元件或部件，待需要时重新组合成其他加工过程的夹具。适用于数控加工、新产品的试制和中、小批量的生产。

d可调夹具 可调夹具包括通用可调夹具和成组夹具，它们都是通过调整或更换少量元件就能加工一定范围内的工件，兼有通用夹具和专用夹具的优点。

１．２夹具设计的基本要求

1)工装夹具应具备足够的强度和刚度 夹具在生产中投入使用时要承受多种力度的作用，所以工装夹具应具备足够的强度和刚度。

２)夹具应满足零件加工工序的精度 特别对有多次加工工序的工件，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。

3)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。

5、能保证夹具一定的使用寿命和较低的夹具制造成本 夹具元件的材料选择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，目前在世界各国都已相当重视。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，宜采用如气压、液压等高效夹紧装置；而小批量生产中，则宜采用较简单的夹具结构。

第二章 汽车前拖钻孔夹具的作用及分析

2.1汽车前拖勾钻孔夹具的作用

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由于生产的需要，为了提高生产或运输的效率。在必要的情况下汽车的前拖勾钻孔夹具应运而生，其主要作用表现在以下几个方面： 1）缩短辅助时间，提高劳动生产率

准确、可靠的定位和夹紧，可以减轻甚至取消下料和划线工作。减小制品的尺寸偏差，提高了零件的精度和可换性。

2）降低对操作工人的技术要求和工人的劳动强度

由于多数专用夹具的夹紧装置只需工人操纵扳手、手柄即可实现对工件的夹紧，这在很大程度上减少了工人找正和调整工件的时间与难度，或者根本不需要找正和调整，所以，这些专用夹具的使用降低了对工人的技术要求并减轻了工人的劳动强度。

2.2汽车前拖钩零件的分析

根据图1可得基准面为上面的两台阶面所在的平面。我们的目的是要钻削φ17mm、φ13mm、Ra3.2粗糙度的两孔，工件材料45＃钢，数量为为中批量。两孔的中心距为74mm。拖钩两台阶边距长为103.5mm。两圆面为φ34mm和φ25mm。

2.3夹具的分析及定案

钻削两孔，主要是考虑的两中心孔距的确定，加紧装置，定位基准。根据零件图1的分析基准面必须为上面的两台阶面所在的平面，这样才能做到零件能够与车子很好的装配。这样我们推出上下加紧装置上面为固定的，下面为活动的螺钉锁紧装置。两中心孔距的确定需设计两钻套定位，其中心距刚好要与需要加工零件的两中心孔距一致。以圆弧面的两最大端和最左端确定纵向和横向定位。纵向的夹击用螺钉锁紧。如此六个自由度我们控制了五个，可以完全满足加工要求。

第三章夹具的设计

3.1 导向装置设计

根据产品加工图纸和产品技术要求,知此套夹具需要在上定位板1上钻两个φ17mm、φ13mm的钻套,其简图如图2所示：

3.2钻套类型的选择与设计

钻套是钻模上的特有元件，用来引导刀具以保证被加工孔的位置精度和提高工艺系统的刚度。

1.钻套类型。钻套可分为标准钻套和特殊钻套两大类。根据需要选用了标准钻套，其中标准钻套分为固定钻套、可换钻套和快换钻套三种。标准钻套其结构参数、材料、热处理等可查“夹具标准”、或“夹具手册”

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图1

图2

根据汽车钱拖钩钻孔加工的需要选用了快换钻套，根据本工件需要及加工效率尺度精度的要求。钻套与钻模之间采用F7／M6或F7／K6配合，当钻完孔后，可换下螺钉，更换新的铰孔钻套，螺钉能防止加工时钻套能动或退钻头时随钻头拔出。

2钻套的导向长度钻套的高度H增大时，则导向性能好，刀具刚度提高，加工精度高,但钻套与刀具的磨损加剧。一般选取H=1-2.5d。（其中d为所加工钻套的孔径）。

3.钻套的尺寸选择：一般钻套导向孔的基本尺寸取刀具的最大极限尺寸，采用基轴制间隙配合，钻孔时取其公差F7或F8，粗铰孔时公差取G7,精铰孔时公差取G6。

4排屑空间h是指钻套底部与工件表面之间的空间。增大h值，排屑方便，但刀具的刚度和孔的加工精度都会降低。由于设计的夹具钻对HT200材料所设计。所以选用h=(0.7-1.5)d。

5钻套的材料选择

由于钻套孔径d≤26mm所以选用45号刚制造，热处理硬度为58-64HRC。生产技术要求为:1.d对D的径向跳动不大于0.01毫米;2.d公称尺寸系刀具的最大尺寸,其允许差为+0.003~+0.013;3.热处理：T10A,淬火HRC60~64;渗碳深度0.8~1.2mm。4.表面发蓝或其它的防锈处理,锐边无毛刺。

3.3定位元件的确定

在选择定位方案时，由于定位方式多种多样，对定位基准、限位基准的确定也有几种不同方

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法，此处采用以下观点: 工件以台阶面上面平面、侧面和圆弧面为定位基准，工件以平面与定位元件接触，此平面就是定位基面，它的理想状态(平面度误差为零)是定位基准。但对于已经加工过的平面，通常忽略其平面度误差，所以认为，定位基面就是定位基准，二者重合；侧面和圆弧面以两v型槽来确定滴定位。即加紧装置为定位三面，夹紧两面，有一面未限定的正好与加工的方向反向。可以不作要求，在夹紧的时候，留有稍微大点的余量即可。其夹紧方式从总装图上可以清晰地看出，在此不在作过多的叙述。

工件的定位误差分析，是设计的重点和难点之一。基准位移误差如：基准不重合误差，构成了定位误差，这些基本概念定义准确严密，在实际的设计过程中需要费一定的时间，用实际例子来说明基准位移和基准不重合这两项误差产生的原因及对加工尺寸的影响，但一涉及到两项误差的合成问题，即定位误差对工序要求的影响，常常容易混淆。与其他定位误差相比较，此夹具取用最基本的定位方式。

定位v型槽加工要求：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0.8~1.2mm；3.锐边无毛刺。

3.4加紧装置

3.4.1 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，才可以没有夹紧装置。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。

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

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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：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。

3.4.2加紧装置的设定

使用螺钉加紧，既简化夹具的成本又适应实际生产情况。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;tgα=S/лD中； φ1螺纹摩擦角；D中螺纹中径；Q人工作用力；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公斤力。很明显这个力足以使零件加紧。

这里的加紧螺钉，根据公司的实际情况选用夹紧螺钉，在其上面做微小改变即可。如在横向加紧中需在螺钉上面焊接一个v形槽来定位加紧圆弧面；在上下加紧中可以直接旋紧使之加紧并起到承受主要压力的作用。这样可以节省成本，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。

3.5 夹具体的结构设计

夹具体整体轮廓尺寸如下：底座尺寸即板1等于160x110x10毫米，上有4个螺钉孔，上螺

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钉柱之用，；上贴板尺寸160x110x10毫米, 两个分别为直径为19mm和直径23mm的钻套空孔；中间板2为160x110x10mm，上装有上下的紧固螺钉，m16的；各螺钉柱为m16,肩宽为10mm主要使三板牢固连接，并起到三块板的定位作用;V型槽尺寸为60x50x28mm,其用m10的螺钉固定与板2左端上用来定位零件的左端面；挡板40x40x28毫米也用m10螺钉固定于板2上，主要起到横向定位；此模型是取用最基本的，最简单的大众化模型。夹紧拟取方案：吃零件为钻床加工，所以其夹具所受到力不是很大，所以可以用螺钉加紧和支撑，此设计的好处是装夹工件方便。上贴板上还需焊接一个为m10的紧固螺钉。具体如后面图所示。

3.6夹具的安装

当夹具的各个零件生产出来后，就要对它进行安装。安装夹具看起来是非常简单的事情，但是不同的人安装同样的夹具，其安装的夹具误差都不一样。(从瑞士手表的安装准确度，其秒针走时误差一年相隔一秒与一星期相隔一秒的例子得启示)公司有专人安装夹具的队伍，在某些程度上提高了安装精度。在安装夹具的过程中要注意一些事项：

１）先把各个面上的零件根据制作标准装上去。

2)再一次连接好三块面，必须板与板之间要平行，跟据要使之达到设计要求。

３）垫铁留有余量，在安装上去后，等检验精度的时候再磨削部分余量至达到要求。按照磨损规则是尽量的初次磨削最少的余量，可以使使用时间加长,减少成本。

４）衬套用专用的夹钳装入，实际装入时应有一定的阻力，最佳效果是一次性装入。钻套以旋转的方式逐渐装入，当装入大约2/3时候旋出，再完全装入。

５）定位柱套入后即旋紧螺母，当需要调整精度时再作更换，一般情况是不需要调整和更换的。

３．7误差分析

3.7.1定位误差分析

工件的定位就是使同一工序中的所有工件逐次放置到夹具中，使之占有正确的位置的工艺过程。一批工件逐个在夹具中定位时，由于定位基准与工序基准不重合、定位副制造不准确等原因，使得各个工件在夹具中占据的位置不可能完全一致，势必产生定位误差，即工件在夹具中因定位不准确而产生的工件加工误差。

定位误差实际上是一批工件采用调整法加工时，由于定位所造成的工件加工面相对于工序基准的位置误差。假定在加工时，夹具相对于刀具及切削成形运动的位置经调整后不再变动，那么

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可以认为加工面的位置是固定的，这样工件加工面相对于其工序基准的位置误差就是由于工序基准的位置变动所引起的。所以，定位误差也就是工件定位时工序基准在工序加工要求(位置尺寸或位置精度)方向上的位置变动量。

应用夹具CAD系统设计夹具时，在未选定夹具定位方案的具体结构之前，尚不能建立定位尺寸链。在系统确定了夹具定位结构之后，就可以根据具体结构建立定位尺寸链进行正计算或反计算。a)正计算就是当已知定位结构中有关定位元件尺寸的公差时，用定位尺寸链求解封闭环公差(即定位误差)。如果所求的定位误差值在允许的公差范围之内，则表明所确定的定位元件的尺寸公差能满足精度要求。否则不能保证精度，就需调整定位结构中定位元件的尺寸公差。如果这些公差无调整的余地则需考虑重新确定定位结构。b)反计算就是已知封闭环的尺寸及公差,确定各组成环的公差,即将允许的定位误差合理地分配到各组成环中去。

3.7.2装备误差分析

“机床夹具装配调整及夹具精度检验”实验，认识到夹具制造工艺特点和工件加工精度的保证方法，认识到夹具总装图公差配合与技术要求的实际意义。从而使我在进行夹具设计时明白到底应标注哪些技术要求有其意义。

安装误差与定位误差：在应用夹具安装工件时,往往由于下列几种因数引起工件的安装误差： 1.夹具本身的误差;2.夹具在机床上的安装,调整误差;3.夹紧时,整个夹具或其它元件受力后产生弹性变形;4.工件的定位基准与定位元件接触后的变形;5.由于工件的定位基准与设计基准不重合而引起的误差;6.由于工件的定位基准面与定位元件之间的间隙引起的工件可能的最大的位移。

小结:在实际工作中，应多读些典型机床夹具总图，多调试一些夹具，多了解一些夹具结构方案，从中多学习一些结构工艺性方面的知识，使设计能力有所提高。

第四章 夹具使用注意事项、保养及维护

1）使用前对限位尺寸检查是否还保持正确位置；

2）如果挡销磨损超差，可以进行打磨修复；如果挡板、插销、定位锥头销磨损超差，可以

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重新组装，错开磨损部位后继续使用。

3）使用后需要涂防锈油。

4)在操作中不得用锤子、扁錾或其它物品启动按钮和敲击夹具任何部位（夹具有塑料垫片的，工具可放在基准面上，但要轻拿轻放）。

5)严禁在夹具上堆积过多板件，破坏夹具或其它元件。

工装设计的质量，对生产效率、加工成本、产品质量以及生产安全等有直接的影响，为此，设计焊接工装时必须考虑实用性、经济性、可靠性、艺术性等。

在机械设计和制造过程中，普遍存在尺寸链问题。在把零件组装成机器的过程中，也就是将零件上有关的尺寸进行组合和积累。由于零件尺寸存在制造误差，因此装配时也就会有误差的综合和积累。累积后形成的总误差将会影响机器的工作性能和质量。这就形成了零件的尺寸误差和综合误差之间的相互影响关系。设计工装夹具也不例外。合理地确定零件的尺寸公差和形位公差显得很重要。

结束语：通过这一阶段的毕业设计，我受益匪浅，不仅锻炼了良好的逻辑思维能力，而且培养了弃而不舍的求学精神和严谨作风。回顾此次毕业设计，是大学三年所学知识很好的总结。此次的设计不仅重温了过去所学知识，而且学到了很多新的内容。相信这次毕业设计对我今后的工作会有一定的帮助。所以，我很用心的把它完成。在设计中体味艰辛，在艰辛中体味快乐。最后，我要衷心的感谢教育过和指导过我的各位老师，感谢给予我帮助的朋友们，谨献上我最真挚的祝福。

【参考资料】

1、《机床夹具设计》肖继德，陈宁平：北京机械工业出版社，2000年

2、《简明机械零件设计使用手册》胡佳秀，北京机械工业出版社，1999年

3、《机械设计基础》孙宝钧，北京机械工业出版社，1995年

4、《机械制图》周鹏翔，北京高等教育出版社，1993年

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夹紧螺钉

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钻套

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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：毕业设计--夹具模版

安徽机电职业技术学院

毕 业 设 计

课题: 偏心轴承夹具设计

系（部）：

机 械 工 程 系

专 业： 机械制造与自动化 班 级： 机自3082 姓 名： 周 润 之

学 号： 1204083095 指导教师： 王 甫

2011 ～ 2012 学年第 一 学期 毕 业 设 计 任 务 书

专业：机械制造与自动化 班级：机自3092 学生：葛日龙 一：设计题目：

螺纹球形轴工艺设计 二：设计内容：

设计螺纹球形轴加工工艺，用数控车床加工；

根据要求，选择机床、刀具、夹具、毛胚，编写加工程序。加工零件。

绘制加工工艺图 制作加工工艺卡片 三 原始文件

规定设计要求的图纸一张

四：完成日期：2012 年 2 月 28 日

指导教师：

年 月 日签发

目 录

前言…………………………………………………………………………………1 摘要（包括关键词）………………………………………………………………1 第1章 概述………………………………………………………………………1 1.1零件图的分析……………………………………………………………11 1.2 机床选择分析……………………………………………………………1 1.3夹具选择分析……………………………………………………………3 第2章 选择工艺方案....................................................6 2.1 分析加工对象 ……………………………………………………………… 4 2.2零件工艺性分析…………………………………………………………6 2.3制订夹具设计方案…………………………………………………………6 第3章 定位误差确定……………………………………………………………14 3.1 定位误差分析和确定………………………………………………………14 3.2 定位元件设计………………………………………………………………1 3.3 定位误差分析与计算…………………………………………………………14 3.4 定位误差的校核……………………………………………………………1 第4章 夹紧力确定…………………………………………………………………1

4.1 工件夹紧力的分析…………………………………………………………1 4.2 夹紧装置的设计……………………………………………………………1 4.3 夹紧力的计算………………………………………………………………1 4.4 夹紧力的校核………………………………………………………………1 第5章 定位元件的设计……………………………………………………………

1（这些由学生自己设计而定，有的可以有，有的可以没有）5.1 机架设计……………………………………………………………………1 5.2 钻模板设计…………………………………………………………………1 5.3 定位盘设计…………………………………………………………………1 5.4 可换钻套设计………………………………………………………………1 5.5 定位销、开口垫片及垫片设计……………………………………………1 毕业总结…………………………………………………………………………… ……18 致谢……………………………………………………………………………………19 参考文献…………………………………………………………………………………20 附录一（夹具零件图纸）………………………………………………………………21 附录一（夹具零件的加工工艺卡）……………………………………………………21

叫学生按照这个目录搞，内容可以自行加减，大约30页左右纸即可。图纸要拼起来要有一张A0图纸大即可。

这里的内容有很多不合适的地方，请自行根据情况更改，目录大致按照这个，自行调整。

按照这个目录来，内容是拼凑的，参考一下。

前 言

毕业设计是我院大学的全部基础课、技术基础课之后进行的，这是我们在对所学课程的深入综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，突出综合素质的培养，并注意加强专业知识的广度，积极吸纳新技术，体现了应用性、实用性、综合性和先进性。因此，它在我们的大学生活中占有重要的地位。在这次毕业设计之我通过在毕业工作前的这次综合性训练，使我在下面几方面中得到了很好的锻炼：

（1）通过本次设计课程的学习，我掌握了冲压弯曲工艺过程设计及模具设计过程的基本方法，合理选择、使用和维护冲压设备，具有设计中等复杂程度冲压见的冲压工艺及模具的能力。

（2）分析零件工艺了解并运用冷冲模课程中的基本理论知识以及在冷冲压生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的工艺尺寸确定等问题。

（3）提高了结构设计能力。通过设计冷冲模的训练，根据被加工零件的加工要求，能设计出高效，经济合理且能保证加工质量的模具的能力。

（4）掌握基本技能训练得到提高，如分析计算，绘图以及合理的选择符合零件加工要求好的方法。

（5）提高了我在模具设计中如何解决问题、如何分析问题的能力。对我个人而言，我希望通过学校这次毕业设计对我三年来所学是专业课程进行一次适应性训练，从中锻炼自己发现问题、分析问题和解决问题的能力，为今后参加祖国的建设打一个良好的基础。

由于个人能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教，本人将表示真诚的感谢！

摘要

本设计说明书是围绕着该零件所设计的偏心轴承夹具，是钻床专用夹具。夹具的材料为Q235，精度等级为自由公差，即IT14级。可换钻套的材料为45钢，表面渗碳。本设计说明书是以正确的参数、表格和插图对夹具进行解析和参照，是一本图文并茂的设计说明书。本偏心轴承夹具的设计是先对其进行工艺分析、计算，然后再以计算的数据及参考夹具国家标准画出装配草图、零件图等等。由于该零件的外形结构可视为圆形，钻模的构造应该选用带分度装置的回转式钻模； 该夹具具有一定的通用性，生产效率高，精度一般，操作方便及易安装和维修，可以更换钻套、钻模板、定位盘、开口垫片和定位销。制造简单、成本低，安装简单，使用时工件与定位盘的配合精度要求较高，且要保证机架与定位盘的润滑度，夹具寿命较低。

关键词：

通用性、经济性、可行性。1.

第四篇：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。

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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

第五篇：夹具课程设计

课程设计说明书

课 程 名 称 机械制造装配设计

设 计 课 程 钻模夹具设计 专 业 机械设计制造及其自动化 姓 名

年 月 日

课 程 设 计 任 务 书

机械械工程 系 机械设计制造及其自动化 专业 学生姓名 班级 学号

课程名称： 机械制造装备设计 设计题目： 钻模夹具设计

课程设计内容与要求：

设计内容：钻削夹具装配图一张，零件图一张。要求：

1、设计（装配图按夹具要求设计，相关的配合尺寸要标明，在说明书中要有夹具定位计算，夹紧等方案的选择）。

2、零件图要符合工程图的根据要求，图纸的标题要有材料。

设计（论文）开始日期 年 月 日 指导老师

设计（论文）完成日期 年 月 日

年 月 日

课 程 设 计 评 语 第 页

机械械工程 系 机械设计制造及其自动化 专业 学生姓名 班级 学号

课程名称： 机械制造装备设计 设计题目： 钻模夹具设计

课程设计片篇幅：

图 纸 共 2 张

说明书 共 16 页

指导老师评语：

年 月 日 指导老师

目 录

序言................................................................................................................................1 第一章 设计准备工作..................................................................................................2

1．1 设计前的准备工作.........................................................................................................2

1．1．1明确工件的年生产纲领....................................................................................2 1．1．2 机床的选择.......................................................................................................2 1．2 熟悉工件图.....................................................................................................................2

第二章 夹具设计..........................................................................................................4

2.1 定位方案...........................................................................................................................4

2．1．1 定位基准的选择...............................................................................................4 2．1．2 定位元件的布置...............................................................................................5 2．2 结构方案.........................................................................................................................5

2．2．1 夹具体设计.......................................................................................................5 2．2．2 分度装置设计...................................................................................................7 2．2．3 对刀—导向装置设计.......................................................................................8 2．2．4 加紧装置设计...................................................................................................9 2．3 夹具装配图的绘制.......................................................................................................10 2．3．1 夹具装配图上尺寸、公差的标准.................................................................10 2．3．2 夹具公差与配合的选择.................................................................................11 2．3．3 夹具装配图上形位公差的标准.....................................................................11 第三章 方案设计论证................................................................................................14

3．1 设计思路.......................................................................................................................14 3．2 设计方法与结果...........................................................................................................14 致谢..............................................................................................................................15 参考文献......................................................................................................................16

序言

本课程设计的目的：

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知识，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、夹紧等。

4、进一步培养机械制图、结构设计、等基本技能。专用夹具设计的基本要求 :

1、夹具设计应满足零件加工工序的精度要求。

2、应能提高加工生产率。

3、操作方便、省力、安全。

4、具有一定使用寿命和较低的夹具制造成本。

5、具有良好的结构工艺性：便于制造、检验、装配、调整、维修。机床夹具在机械加工中起着十分重要的作用，归纳起来，主要表现在以下几个方面。

1、缩短辅助时间，提供劳动生产率，降低加工成本。

2、保证加工精度，稳定加工质量。

3、降低对工人的技术要求，减轻工人的劳动强度，保证安全生产。

4、扩大机床的工艺范围，实现“一机多能”。

5、在自动化生产和流水线生产中，便于平衡生产节拍。

第一章 设计准备工作

1．1 设计前的准备工作

1．1．1明确工件的年生产纲领

企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划称为生产纲领。企业根据市场需求和自身的生产能力决定生产计划。

该产品年产量为1000件，其设备品率为2%，机械加工的废品率为3%。

N=Qn(1+α%)(1+β%)=1000*1*(1+2%)(1+3%)=1051

该工件的年产量为1051件，其属于轻型零件。故生产类型属于中批生产。

1．1．2 机床的选择

夹具与机床的连接方式，主要可以分为以下两大类：第一类属于夹具安装在机床的回转主轴上。第二类属于夹具安装在机床的工作台上。

根据工件设计要求，此工件要求加工3－Φ16H7的孔。因此该夹具设计应选用第二类连接方式。查《机床夹具设计手册》，选用Z525-1立式钻床。

1．2 熟悉工件图

工件图应该无遗漏地给出制造零件所需的全部信息，包括几何形状、全部尺寸、加工面的尺寸公差、形状公差和表面粗糙度要求、材料和热处理要求、其他特殊技术要求等。

该工件的工件图如下：

已知该工件的材料为HT200，加工3–Φ16H7(其它工序已经加工完成)。

第二章 夹具设计

2.1 定位方案

2．1．1 定位基准的选择

加工时，使工件在机床上或夹具上占据一正确位置所依据的基准称为定位基准。分析该工件所要加工的孔，该孔与Φ32H7孔之间的距离为60±0.2mm,又是工件的测量基准，这样设计基准与工序基准重合。因此确定该孔的中心线为定位基准。

2．1．2 定位元件的布置

为了限制其自由度，定位元件的布置有一下三种方案： 1）、方案一：用一个圆柱销伸入Φ32H7mm孔中限制了两个自由度，用一个支承板支承A面这样限制了三个自由度，用一个浮动圆柱销伸入Φ16H7mm的孔中限制了两个自由度。显然此方案不能满足“六点定位”原理，出现了过定位，并且加工时比较费时需不断移动工作台。

2）、方案二：用一个圆柱销伸入Φ32H7mm孔中限制了两个自由度，用一个支承板支承A面这样限制了三个自由度，用一个浮动V形块限制Φ40的外圆表面。虽然V形块有对中作用，但是其外圆表面没有进行任何加工，其不能保证加工精度的要求。

3）、方案三：用一个圆柱销伸入Φ32H7mm孔中限制了两个自由度，用一个支承板支承A面限制了三个自由度，用一个浮动菱形销伸入Φ16H7mm孔中限制一个自由度。很明显此时满足了“六点定位”原理，在加工完一个孔后，旋转工件90度，在其位置安装一个菱形销用其定位，之后加工第二个孔，以此类推加工第三个。此方案不仅能满足“六点定位”原理，还缩短了加工时间。

在以上三个方案中，第一、二种方案不能采用；第三种方案使定位误差等于零，其结构比前两种方案复杂，但中批量生产的条件下来看，第三种方案较合适。

2．2 结构方案

2．2．1 夹具体设计

夹具体是夹具的基础体，它将夹具上的各种装置和元件连接成一个整体，并通过它将夹具安装到机床上。它的结构形状及尺寸大小，取决于加工工件的特点、尺寸大小，各种元件的结构和布局，夹具于机床的连接方式，切削力、重力等大小的影响。

夹具体应满足以下几点计算要求：

1、应有足够的强度和刚度。

2、力求结构简单及装卸工件方便。

3、结构工艺形好。

4、排屑切屑要方便。

5、在机床上安装稳定可靠。

6、具有适当的精度和尺寸稳定性。

夹具体毛坯可以分为四类：

1、铸造夹具体。铸造夹具体如图2-1（a）所示。

2、焊接夹具体。焊接夹具体如图2-1（b）所示。

3、锻造夹具体。锻造夹具体如图2-1（c）所示。

4、装配夹具体。装配夹具体如图2-1（d）所示。

（a）

（b）

（c）

（d）

图2-1 夹具体毛坯的类型

分析工件本次夹具体的设计采用装配式夹具体，这样可以降低生产成本，减少生产周期，并且精度稳定。

2．2．2 分度装置设计

为了易于保证加工表面间的位置精度，或减少装夹次数，提高生产率，通常多采用分度加工的方法。即在完成一个表面加工以后，依次使工件随同夹具的可动部分转过一定角度或一定距离，对下一个表面进行加工，直至完成全部加工内容，具有这种功能的装置称为分度装置。

按分度的运动形式可以分为回转式和直线移动式两类：

1、回转分度装置。

2、直线分度装置。

对于本工件来说，该工件体积较小，质量较轻，易于手动操作。在夹具设计中，该夹具为单件加工。这样可以提供以下几个方案。

1）、方案一：利用伸入Φ32的圆柱销当做旋转装置，进行手动旋转。分别用浮动菱形销和夹具体底座上的菱形销当做定位装置。

2）、方案二：用浮动菱形销定位Φ16H7的孔，在A面上安装一个旋转装置，使之与Φ16H7的一起旋转。在旋转装置上进行定位。

3）、方案三：在夹具体底座上安装三个浮动菱形销，手动旋转工件，依次对Φ16H7的孔进行定位。

由于加工的工件体积较小质量较轻且夹具为单件生产，不宜采用较复杂的夹具。在上述三个方案中属方案一比较简单，因此采用方案一的方案。

2．2．3 对刀—导向装置设计

对刀装置由对刀块和塞尺组成。借助对刀装置可以迅速而准确地确定夹具与刀具的相对位置。

导向装置用于在钻、镗类机床上加工孔和孔系时对刀具进行导向，引导元件主要有钻模和镗模。借助于引导元件可提高被加工孔的几何精度、尺寸精度以及孔系的位置精度。

这次加工是对孔系的加工，因此选取导向装置。钻套按其结构和使用特点可以分为以下几种类型。1）、固定钻套。如图2-2（a）和图2-2（b）所示，固定钻套分为A型和B型两种。钻套安装在钻模板或夹具体中，其配合为H7/n6或H7/r6.固定钻套的结构简单，钻孔精度高，适用于单一钻孔工序和小批生产。

2）、可换钻套。如图2-2（c）所示，当工件为单一钻孔工序的大批量生产时，为便于更换磨损的钻套，选用可换钻套。钻套于衬套之间采用F7/m6或H7/m6配合，衬套与钻模板之间采用H7/n6配合。当钻套磨损后，可卸下螺钉，更换新的钻套。螺钉能防止加工时钻套的转动，或退刀时随刀具自行拔出。

3）、快换钻套。如图2-2（d）所示，当工件需钻、扩、铰多工序加工时，为能快速更换不同孔径的钻套，应选用快换钻套。快换钻套的有关配合同可换钻套。更换钻套时，将钻套削边转至螺钉处，即可去钻套。削边的方向应考虑刀具的旋向，以免钻套随刀具自行拔出。

（a）固定钻套

（c）可换钻套

（d）快换钻套

图2-2 标准钻套

由于钻孔只能到达IT10~IT13精度，不能达零件所要求的IT7精度，零件所钻孔径为Φ16mm，钻、扩两次便能达到所要求精度，因此需要快换钻套。

2．2．4 加紧装置设计

工件定位后将其位置固定下来，称为夹紧。设计夹紧装置应遵循以下原则：

1、工件不移动原则；

2、工件不变形原则；

3、工件不振动原则；

4、安全可靠原则；

5、经济实用原则。

设计夹紧装置时，夹紧力的确定包括夹紧力的方向、作用点和大小三个要素。1）、夹紧力的方向

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，防止工件在夹紧力的作用下产生变形。

2）、夹紧力的作用点

夹紧力的作用点应选择在定位元件支承点的作用范围内，以及工作刚度高的位置。确保工件定位准确、不变形。

3）、夹紧力的大小

夹紧力的大小，对于保证定位稳定、夹紧可靠，确定夹紧装置的结构尺寸，都有着密切的关系。夹紧力的大小要适当。

在实际设计中，常采用估算法、类比法和试验法确定所需的夹紧力。当采用估算法确定夹紧力时，其公式为

FwkKFw

式中

Fwk——实际所需夹紧力，N；

Fw——在一定条件下，由静力平衡算出的理论夹紧力，N；

K——安全系数，粗略计算时，粗加工取K=2.5~3，精加工取K=1.5~2。

夹紧机构的旋转 1）、方案一：在Φ50mm圆柱上表面采用开口垫圈的螺旋夹紧机构。2）、方案二：在Φ50mm圆柱外圆表面利用夹紧机构夹紧外圆。

由于本工件体积较小质量较轻，在加工工件时为单件生产，劳动强度不大。为了是夹紧力的方向与切削力、重力同向，则夹紧力在Φ50mm的轴心上，因此可以选用螺母夹紧。

2．3 夹具装配图的绘制

夹具装配图的绘制，是在夹具结构方案草图经过老师审定之后进行的。夹具的总装配图应按国家制图标准绘制，绘制比例尽量采用1：1。主视图应按操作者的视线方向绘制。总装配图应将夹具的工作原理、各种装置的结构及其互相关心表达清楚。在完整地表达出夹具工作原理和构造的基础上，视图的数量尽可能少。

2．3．1 夹具装配图上尺寸、公差的标准

一般说来，在夹具总装配图上应标注的基本尺寸和公差有以下几种： 1）、夹具的轮廓尺寸

指夹具的最大轮廓尺寸。当夹具结构中有可动部分时，应包括可动部分处于极限位置时，在空间所占的尺寸。

2）、影响定位精度的尺寸和公差

主要指工件与定位元件及定位元件之间的尺寸、公差。

3）、影响对刀精度的尺寸和公差

主要指刀具与对刀或导向元件之间的尺寸、公差。

4）、影响夹具在机床上的安装精度的尺寸和公差

主要指夹具安装基面与机床相应配合表面之间的尺寸、公差。

5）、影响夹具精度的尺寸和公差

主要指定位元件、对刀元件、安装基面三者之间的位置尺寸和公差。

6）、其他重要尺寸和公差

主要指定位元件、对刀元件、安装基面三者之间的位置尺寸和公差。

2．3．2 夹具公差与配合的选择

夹具尺寸会直接影响工件加工精度，取其公差为

j~k

35式中

j——夹具装配图上的尺寸公差或位置公差；

11k——与j相应的工件尺寸公差。

2．3．3 夹具装配图上形位公差的标准

1）、钻套轴线相对于定位表面（或轴线）的平行度、垂直度、对称度。2）、钻套轴线相对于底座底平面的垂直度。3）、处于同一圆周位置上的钻套所在圆的圆心相对定位元件的轴心的同轴度。

4）、活动定位件的对称中心线相对定位元件、钻套轴心线的位置度。

第三章 方案设计论证

3．1 设计思路

1）、首先根据已知工件的需要，选择加工机床，应选用立式钻床加工比较合理。

2）、工件主要定位部分为Φ32mmH7的圆孔轴心以及Φ16H7的圆孔，我设想用长销小平面组合与菱形销定位，这样虽限制了五个自由度，但可以满足定位要求。

3）、最后将长销小平面组合固定在一块底板上，长销小平面组合与菱形销定位后，利用内六角螺钉和定位销定位进行夹紧，工件的夹紧力的方向垂直与工件的轴线方向，作用点为轴线上。

3．2 设计方法与结果

1）、首先对工件的加工要进行分析，已知工件上钻3-Φ16H7的孔，根据工件的形状和加工要求，采用钻床比较合理。

2）、在定位方面，采用了长销小平面组合与菱形销定位方式，仅限制了五个自由度，但满足了定位要求。所以只需要将工件夹紧就可以进行加工了，在垂直方向上进行夹紧。利用六角螺母拧紧的方式进行夹紧，由于工件是中批量生产，并且此方式简单使用，而且不影响加工过程，所以最总选择此方案进行夹紧。

3）、最后，对整个夹紧方案分析得出，定位可靠，夹紧工件稳定，所以此夹具设计可行。

致谢

本次课程设计是在指导老师的关怀和悉心的指导下完成的。他严谨的治学精神，严肃的科学态度，精益求精的工作作风，深深的感染了我。在指导老师的指导和关心下，我才有信心更好的完成此次课程设计。

机械制造装备课程设计是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又一个实践性教学环节。这次课程设计过程中我遇到了不少的困难，在老师的帮助和在图书馆查阅资料下，最终解决了困难。

这次课程设计使我们能综合运用机械制造技术基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力和独立解决问题的能力，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。

参考文献

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《机械设计习题与解析分析》 沈阳：东北大学出版社，2000.6 《几何量公差与测量技术》 沈阳：东北大学出版社，1999.7 《机械设计手册》 北京：化学工业出版社，1999.8 《互换性与测量技术》 北京：高等教育出版社，2002.3