第一篇：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
FwkKFw
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；
11k——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
1.赵雪松 《机械制造装备设计》 武汉：华中科技大学出版社，2011.1 2.王先逵 《机械制造工艺学》 北京：机械工业出版社，2011.6 3.吴拓 《简明机床夹具设计手册》 北京：化学工业出版社，2010.4 4.李名望 《机床夹具设计实例教程》 北京：化学工业出版社，2009.9 5.陈立德 《机械制造装备设计课程设计》 北京：高等教育出版社，2010.8 6.孙恒 《机械原理》 北京：高等教育出版社，2000.8 7.喻子建 8.张玉 9.成大先 10.高小康
《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
第二篇：连杆盖夹具课程设计
连杆盖夹具设计
本夹具有以下优点：1.安装方便，将工件放入1个菱形销即可定位，再用压扳压紧，即可对工件加工；2.便于拆卸，在普通压板上改进，使用梯形设计，可以很快拆卸和安装。提高了生产效率；3.夹具结构简单，夹紧可靠。
本文主要论述了连杆的加工工艺及其夹具设计。连杆的尺寸精度、形状精度以及位置精度的要求都很高，而连杆的刚性比较差，容易产生变形，因此在安排工艺过程时，就需要把各主要表面的粗精加工工序分开。逐步减少加工余量、切削力及内应力的作用，并修正加工后的变形，就能最后达到零件的技术要求。
夹具体的总体设计
1.1 确定定位基准
为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用的夹具。
根据工艺决定设计第十道工序精铣上端槽铣床专用夹具，本夹具将用于 XX52型号立式铣床，刀具为高速钢错齿三面刃铣刀。
方案1：由零件及零件加工工艺可知由大端侧面为和Φ81的孔为定位精基准，采用一面两销的定位方案完全定位，如下图：
图6.1 定位方案一
方案2：采用一个长销定位Φ81的通孔加一个V形块在小端定位，在左边采用活动的V形块夹紧。如下图：
图6.2 定位方案二
1.2 确定夹具整体方案
方案一：采用一面一销的定位方案：用大端面定位侧面，用一个菱形销定位Φ20孔，底端通过夹具底面定位，然后通过压板夹紧侧面。
方案二：采用一个长销定位Φ81的通孔加一个V形块在小端定位，在左边采用活动的V形块夹紧。
方案比较：第二个方案有些不足，采用长销定位Φ81的通孔加一个V形块定位难以保证槽的侧面的平行度，而且在左端加V形块示以夹紧力会导致工件向右偏差影响Φ20孔的同轴度。
而第一个方案中采用一面两销的定位，既能保证Φ20孔轴的同轴度又能保证槽侧面的平行度，所以第一个方案是最合理的方案。
1.3定位误差的分析
本工序加工要求保证的位置精度主要是平行度公差0.2mm。本工序的定位销和20孔的配合选用的是H6/h5孔的尺寸为20，查表经过计算得到定位销尺寸为，由于在选择定位基准时，所选择的定位基准与工序基准重合，不存在不重合定位误差又由于定位副制造误差引起的定位误差Δ=0.023+0.009=0.032mm 定位误差小于零件要求的公差的三分之一，所以以上方案可行。
1.4夹紧力的计算
针对成批生产的工艺，此夹具选用螺旋夹紧机构夹压工作。
根据文献[3]表9.4-10查的铣削力的计算公式如下：
FzxFyFuFCFapafawZd0fnqwf
此次工序选用的刀具为高速钢错齿三面刃铣刀：d0=160,l=12,Z=24,切削厚度ap=1，铣削宽度ae=40 查9.4-10得到
CF=294, xF=1.0,yF=0.72,uF=0.86,wF=0,qF=0.86, 带入公式得到Fz=662.3N 垂直分力Fv=0.3Fz=199N 考虑到安全系数K=K1K2K3K4,其中K1=1.5，K2=1.1，K3=1.1，K4=1.1 所以 F=KF=397N,所以选用的机构的夹紧力N>397N 根据《夹具设计手册》表1-2-25查得用扳手M8六角螺母的夹紧力为1024.5N远远满足要求了，故选用M8螺母.1.5夹具精度分析
使用夹具加工时，影响被加工零件位置精度的误差因素主要有；
1、定位误差
工件安装在夹具上位置不准确或不一致。
2、夹具制造与装夹误差
包括夹具制造误差、夹紧误差、导向误差。
3、加工过程误差
在加工过程中由于工艺系统的几何误差、受力变形、热变形、磨损以及各种随机因素所造成的加工误差。
1.6误差分析
由于每一个工件的尺寸和表面形状上存在着公差范围内的差异，夹具定位元件也有一定的制造误差，结果会使每个具体表面相对于理想位置产生位置变动量，产生定位误差。
定位误差实质上就是工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量。这个变动量相对于基本尺寸而言是个微量，因而可将其视为某个基本尺寸的微分。找出以工序基准为端点的在加工尺寸方向上的某个基本尺寸，对其进行微分，就可以得到定位误差。
1.7 夹具总体设计
图6.3 装配图主视图
图6.4 装配图俯视图
图6.5 装配图左视图
1.8夹具的设计及操作的简要说明
放置工件时,将工件以销定位放在夹具体上,压动压压板,旋紧M8的螺母使工件压紧,工完成后, 旋松M8螺母，旋转压板90度,松开钻模板,旋松M8螺母，即可以取出零件。
1.9结构特点
该夹具结构简单,操作方便。
此次设计的夹具有如下优点：
(1)安装方便，将工件放入一个定位销内便可以定位，再用压扳压紧，即可 对工件加工；
(2)便于拆卸，在普通压板上改进，使用梯形设计，可以很快拆卸和安装。提高了生产效率；
(3)夹具结构简单，夹紧可靠。
参考文献
机械制造工艺学课程设计指导书（张龙勋 主编）
机械工业出版社
机械制造工艺学（徐嘉元 曾家驹 主编）
机械工业出版社
机床夹具设计手册
王春福 主编）
上海科技技术出版社 8（王光斗
第三篇：连杆盖夹具课程设计.
四川交通职业技术学院课程设计
连杆盖夹具设计说明书
第十组 3-10图
专业：机械制造及自动化 课程名称：机械制造工艺学 指导教师：张 俊 纪 学生：范耕川
黄德盛 谢望春 杨滨
张周 郭浩 二零一三年六月二十六日
四川交通职业技术学院
四川交通职业技术学院课程设计
提出问题
1.选择哪道工序进行夹具设计？
答：我们选择了上端15mm凹槽进行夹具设计。2.怎样定位？
答：我们选择的是一面一销定位。以大端面定位侧面。用一个菱形销定位Φ20的孔。用底座将工件底面压紧。
四川交通职业技术学院课程设计
小组成员分配。
定位方案：范耕川 画零件图：谢望春 画装配图：郭浩、张周 写说明书：黄德盛
计算（查表）：范耕川、杨滨
四川交通职业技术学院课程设计
摘
要
本学期我们进行了机械制造夹具设计。我们组设计的设计题目是连杆盖，经商讨决定针对铣上端15mm槽工序设计专用夹具。本夹具有以下优点：1.安装方便，将工件放入1个菱形销即可定位，再用压扳压紧，即可对工件加工；2.便于拆卸，在普通压板上改进，使用梯形设计，可以很快拆卸和安装。提高了生产效率；3.夹具结构简单，夹紧可靠。
本文主要论述了连杆的加工工艺及其夹具设计。连杆的尺寸精度、形状精度以及位置精度的要求都很高，而连杆的刚性比较差，容易产生变形，因此在安排工艺过程时，就需要把各主要表面的粗精加工工序分开。逐步减少加工余量、切削力及内应力的作用，并修正加工后的变形，就能最后达到零件的技术要求。
本次设计阐述了专业夹具结构设计及工作过程。本夹具性能可靠，运行平稳，提高生产效率，降低劳动强度和生产成本。
关键字：连杆盖 ,夹具设计,现代加工工艺
四川交通职业技术学院课程设计
目 录
1.1确定定位基准................................................................................6 1.2 确定夹具整体方案.......................................................................7 1.3定位误差的分析............................................................................8 1.4夹紧力的计算................................................................................8 1.5夹具精度分析................................................................................9 1.6误差分析........................................................................................9 1.7 夹具总体设计...............................................................................9 1.8夹具的设计及操作的简要说明..................................................12 1.9结构特点......................................................................................12 总
结...................................................................................................13 参考文献...................................................................................................14
四川交通职业技术学院课程设计
夹具体的总体设计
1.1 确定定位基准
为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用的夹具。
根据工艺决定设计第十道工序精铣上端槽铣床专用夹具，本夹具将用于 XX52型号立式铣床，刀具为高速钢错齿三面刃铣刀。
方案1：由零件及零件加工工艺可知由大端侧面为和Φ81的孔为定位精基准，采用一面两销的定位方案完全定位，如下图：
图6.1 定位方案一
方案2：采用一个长销定位Φ81的通孔加一个V形块在小端定位，在左边采用活动的V形块夹紧。如下图：
四川交通职业技术学院课程设计
图6.2 定位方案二
1.2 确定夹具整体方案
方案一：采用一面一销的定位方案：用大端面定位侧面，用一个菱形销定位Φ20孔，底端通过夹具底面定位，然后通过压板夹紧侧面。
方案二：采用一个长销定位Φ81的通孔加一个V形块在小端定位，在左边采用活动的V形块夹紧。
方案比较：第二个方案有些不足，采用长销定位Φ81的通孔加一个V形块定位难以保证槽的侧面的平行度，而且在左端加V形块示以夹紧力会导致工件向右偏差影响Φ20孔的同轴度。
而第一个方案中采用一面两销的定位，既能保证Φ20孔轴的同轴度又能保证槽侧面的平行度，所以第一个方案是最合理的方案。
四川交通职业技术学院课程设计
1.3定位误差的分析
本工序加工要求保证的位置精度主要是平行度公差0.2mm。本工序的定位销和20孔的配合选用的是H6/h5孔的尺寸为20，查表经过计算得到定位销尺寸为，由于在选择定位基准时，所选择的定位基准与工序基准重合，不存在不重合定位误差又由于定位副制造误差引起的定位误差Δ=0.023+0.009=0.032mm 定位误差小于零件要求的公差的三分之一，所以以上方案可行。
1.4夹紧力的计算
针对成批生产的工艺，此夹具选用螺旋夹紧机构夹压工作。
根据文献[3]表9.4-10查的铣削力的计算公式如下：
FzxFyFuFCFapafawZd0fnqwf
此次工序选用的刀具为高速钢错齿三面刃铣刀：d0=160,l=12,Z=24,切削厚度ap=1，铣削宽度ae=40 查9.4-10得到
CF=294, xF=1.0,yF=0.72,uF=0.86,wF=0,qF=0.86, 带入公式得到Fz=662.3N 垂直分力Fv=0.3Fz=199N 考虑到安全系数K=K1K2K3K4,其中K1=1.5，K2=1.1，K3=1.1，K4=1.1 所以 F=KF=397N,所以选用的机构的夹紧力N>397N 根据《夹具设计手册》表1-2-25查得用扳手M8六角螺母的夹紧力为1024.5N远远满足要求了，故选用M8螺母.四川交通职业技术学院课程设计
1.5夹具精度分析
使用夹具加工时，影响被加工零件位置精度的误差因素主要有；
1、定位误差
工件安装在夹具上位置不准确或不一致。
2、夹具制造与装夹误差
包括夹具制造误差、夹紧误差、导向误差。
3、加工过程误差
在加工过程中由于工艺系统的几何误差、受力变形、热变形、磨损以及各种随机因素所造成的加工误差。
1.6误差分析
由于每一个工件的尺寸和表面形状上存在着公差范围内的差异，夹具定位元件也有一定的制造误差，结果会使每个具体表面相对于理想位置产生位置变动量，产生定位误差。
定位误差实质上就是工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量。这个变动量相对于基本尺寸而言是个微量，因而可将其视为某个基本尺寸的微分。找出以工序基准为端点的在加工尺寸方向上的某个基本尺寸，对其进行微分，就可以得到定位误差。
1.7 夹具总体设计
图6.3 装配图主视图
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图6.4 装配图俯视图
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图6.5 装配图左视图
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1.8夹具的设计及操作的简要说明
放置工件时,将工件以销定位放在夹具体上,压动压压板,旋紧M8的螺母使工件压紧,工完成后, 旋松M8螺母，旋转压板90度,松开钻模板,旋松M8螺母，即可以取出零件。
1.9结构特点
该夹具结构简单,操作方便。
此次设计的夹具有如下优点：
(1)安装方便，将工件放入一个定位销内便可以定位，再用压扳压紧，即可 对工件加工；
(2)便于拆卸，在普通压板上改进，使用梯形设计，可以很快拆卸和安装。提高了生产效率；
(3)夹具结构简单，夹紧可靠。
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总
结
机械制造工艺学课程设计终于完成了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益匪浅。通过这次设计作业我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论与实践相结合进行了自己的设计。在课程设计的过程中，我们组员们通过不断的努力，弄清楚了本次设计的主要来龙去脉，最重要的是我们通过这次的设计不但加深了对工艺这么专业课程中学到的知识有了进一步的巩固，而且学会了应用以前学到的知识，更深一层次的体会到工艺的重要性和设计的灵活性。在此过程中使我们的团队精神得到了充分的体现同时也锻炼了我们团队合作的能力。而夹具的设计是需要个人去思考与设计，要做出自己的东西，使得我们的个人思考能力和独自处理问题的能力对到了很大的提高。
通过这次设计，我们学会了如何用已有的知识来解决问题，同时旧的知识得到了温故，我们在这个过程中用到了大一学习的CAD，还有大二设计变速箱的相关知识，各科与此同时各科的联系更加紧密。同时还掌握了怎样查询资料。通过
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将书本知识和实践相结合，使我对零件的制造和工艺设计有了很深刻的认识和详尽的了解，同时对夹具的设计也有了一定的了解。通过和组员的合作制定出工艺和具体的夹具，使我懂得了团结合作和个人能力的重要性。既分工又合作才能更快更好的完成设计任务，在体现个人特色的同时又从别人那里学到更好的方法，同时又给予了同学前进的动力。在设计过程中让我又深入的悟到做人和学习的很多道理，确实使得个人方面的能力得到了提高。同时也非常感谢张老师给予了我们的指点和帮助。
参考文献
机械制造工艺学课程设计指导书（张龙勋 主编）
机械工业出版社
机械制造工艺学（徐嘉元 曾家驹 主编）
机械工业出版社
机床夹具设计手册（王光斗 王春福 主编）
上海科技技术出版社
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第四篇：洛阳理工学院夹具课程设计
洛阳理工学院
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课程设计说明书
课 程 名 称 机 械 制 造 工 艺 学 设 计 课 程 机械制造工艺学课程设计 专 业 机 械 设 计 与 制 造 班 级 Z110256 姓 名 马 红 星
2013年1月31日
洛阳理工学院
课 程 设 计 任 务 书
机 械 工 程 系 机 械 设 计 与 制 造 专业 学生姓名 马红星 班级 Z110256 学号 Z11025614 课程名称： 机械制造工艺学 设计题目： 连杆工艺装备设计
课程设计内容与要求： 设计内容
1.确定生产类型(一般为中批或大批生产)，画零件图； 2.设计指定工序的专用夹具，绘制装配总图和主要零件图； 3.撰写设计说明书。： 设计要求： 1.零件图一张（A4）
2.某一道工序的夹具总装图(A2或A1一张)3.夹具主要零件图（一张）4.课程设计说明书
设计（论文）开始日期2013年12月23日 指导老师 许艺萍
设计（论文）完成日期2013年12月31日
2013 年12月31 日 洛阳理工学院
课 程 设 计 评 语 第 页
机 械 工 程 系 机 械 设 计 与 制 造 专业 学生姓名 马红星 班级 Z110256 学号 Z11025614 课程名称： 机械制造工艺学 设计题目： 连杆工艺装备设计
课程设计片篇幅：
图 纸 共 3 张
说明书 共 17 页
指导老师评语：
年 月 日 指导老师 洛阳理工学院 2 洛阳理工学院
目录
绪论................................................................................................................................1 1.机械设计制造的概述..........................................................................................1 2.设计目的..............................................................................................................1 一.零件的分析.............................................................................................................2 1.1 零件的分析....................................................................................................2 1.2 确定零件的生产类型....................................................................................3 二
确定毛坯................................................................................................................3 2.1 毛坯的选择...................................................................................................3 三
基准的选择及方案的确定....................................................................................4 3.1 定位基准的选择............................................................................................4 3.1.1 精基准的选择......................................................................................4 3.1.2 定位方案的比较分析与确定................................................................4 3.2 选择加工方法................................................................................................5 四
夹紧机构的设计....................................................................................................6 4.1 夹紧力的方向...............................................................................................6 4.2 夹紧力的作用点............................................................................................6 4.3 选择夹紧机构................................................................................................6 4.4 选择导向装置................................................................................................7 4.5 夹具体............................................................................................................8 4.6 绘制夹具装配图............................................................................................9 4.6.1制图比例1：1....................................................................................9 4.6.2 夹紧、导向，夹具体..........................................................................9 4.6.3 夹具装配图上标注的尺寸................................................................11 4.6.4 夹具装配图上应标注的技术要求....................................................11 五
方案设计论证.....................................................................................................12 5.1 设计方法与结果............................................................................................12 致谢..............................................................................................................................13 参考书籍......................................................................................................................14
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绪论
1.机械设计制造的概述
机械制造工艺学课程设计是在学完了机械制造工艺学（含机床夹具设计）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工艺学中的基本理论，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的工艺规程的能力，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等基本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。
本设计的内容为机床专用夹具设计。首先，通过对摇臂钻床的分析，了解连杆在摇臂钻床加工中的作用。运用机械制造设计技术及相关课程的知识，解决连杆在加工中的定位、加紧等方面的相关问题，确定相关的工艺尺寸及选择合适的机床和刀具，保证零件加工质量。其次，依据连杆毛坯件和生产纲领的要求及各加工方案的比较，制定切实可行的连杆加工的定位方案。最后，根据被加工零件的加工要求，参考机床夹具设计手册及有关方面的书籍，运用夹具设计的基本原理和方法，拟定夹具设计的方案，设计出省力、高效、经济合理并且能保证加工质量的夹具。
由于是初学者能力所限，经验不足，设计中有许多不足之处，希望老师多加指导。
2.设计目的
（1）.培养学生运用机械制造工艺学及有关课程的知识，分析和解决工艺问题的能力，初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。（2）.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。
（3）.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。（4）.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。
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一.零件的分析
1.1 零件的分析
该零件是连杆，零件图如下：
图 1-1工件零件图
洛阳理工学院 由零件图可知，其材料为HT200，该材料为灰铸铁，其具有优良的铸造性能、耐磨性、消振性，较低的缺口敏感性和良好的切削加工性能，并能承受较大载荷。
由零件加工要求，需要同时对两件工件进行钻孔，钻孔φ25。
1.2 确定零件的生产类型
企业根据市场需求和自身的生产能力决定生产计划。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。
零件的年生产纲领公式如下：
N=Qn(1+α%)(1+β%)式中 N—零件的年生产纲领（件/年）Q—产品的年产量（台/年）
n—每台产品中，该零件的数量（件/台）α%—备品率
β%—废品率
该产品年产量为5000件，其设备品率为2%，机械加工的废品率为3%。
N=Qn(1+α%)(1+β%)=5000*1*(1+2%)(1+3%)=5253 该零件的年产量为5253件，其质量为1.7Kg，查《机械制造工艺学》表1-5可知生产类型属于大批生产。
二
确定毛坯
2.1 毛坯的选择
该零件是一个结构较相对简单的零件，要求材料易成型，切削性能好，同时要求强度要高，重要表面的表面硬度也要高，故选用铸铁材料HT200，铸铁材料是最常见的材料，其优点是：容易成型，切削性能好，价格低廉，吸振性好。为了得到较好的强度和表面硬度，在加工过程中进行调质处理，淬火，同时为了消除内应力对工件的影响，可进行适当的人工时效处理。
鉴于零件的结构，需要先根据零件图，做出铸模，进行铸造，结合零件和经济的考虑，最好用砂型铸造的方法。
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三
基准的选择及方案的确定
3.1 定位基准的选择
3.1.1 精基准的选择
在选择精基准时应考虑如何时“基准重合”，这样可以避免基准不重合而引起的基准不重合误差。为了实现基准统一，先选择以下两种方
图3-1 定位方案图
3.1.2 定位方案的比较分析与确定
上图给出了定位原理方案，仔细分析本工序的工序内容及加工要求，按照六点定位原理和本工序的加工精度要求，确定具体的定位方案和定位元件，要拟定几种具体方案进行比较，选择或组合最佳方案。
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 洛阳理工学院 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。
方案一：根据六点定位原理，通过一底平面，右边两支承钉和另一面一个支承钉进行定位，在工件的底面用1个支撑板做定位，限制了一个移动自由度和两个旋转自由度。，右边两支承钉限制2个自由度，另一个限制一个自由度。
方案二：根据六点定位原理，.通过一面和圆柱销定位和菱形销组合进行定位，一个底面限制3个自由度，圆柱销定位和菱形销组合限制3个自由度。圆柱销定位和菱形销组合分别与Φ25的对称的两孔Φ15配合，限制了工件一个旋转自由度和两个移动自由度；在工件的底面用1个支撑板做定位，限制了一个移动自由度和两个旋转自由度。
方案一和方案二中虽然都符合六点定位原理，但是方案一中的两定位销型号尺寸不同，而且在装配中不对称，方案二中两个定位销型号尺寸相同，而且在装配中对称。比较之下，方案二更有利于机构夹紧和装配中受力均衡，而且而且定位元件统一，便于更换，故选择方案二为定位方案。定位销如图1-2所示：
图3-1 定位销图
3.2 选择加工方法
由于生产类型为大批生产，故加工设备以摇臂钻床机床为主，其生产方式为专用夹具为，工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。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 洛阳理工学院 算夹紧力等方面必不可少的，根据所给零件图可知，本道工序的内容是钻Φ25的孔。
四
夹紧机构的设计
4.1 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，导致工件报废。
4.2 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。
4.3 选择夹紧机构
在确定夹紧力的方向、作用点的同时，要确定相应的夹紧机构，确定夹紧机构要注意以下几方面的问题：
①夹紧机构应具备足够的强度和夹紧力，确保工件夹紧牢固。②手动夹具夹紧机构的操作力不应过大，以减轻操作人员的劳动强度。
③夹紧机构的行程不宜过长，以提高夹具的工作效率。
根据所给工件的形状、尺寸，选用螺旋杠杆式加紧机构来夹紧工件。确定夹紧力的方向、作用点，以及夹紧元件或夹紧机构，估算夹紧力大小，要选择和设计动力源。夹紧方案也需反复分析比较，并最终确定最佳设计方案。
由于工件大批量生产，宜用简单的手动装置。定位方案选择的是一块支撑板定位，螺旋杠杆式夹紧机构和弹簧夹紧机构合适于本方案，所以采用夹紧方案如下图较为合理。
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4.4 选择导向装置
刀具的导向是保证孔的位置精度，增加钻头的支撑以提高其刚度，减少刀具的变形，确保孔加工的位置精度，使用钻床钻孔时，钻头的导向可采用钻套，钻套有固定钻套、可换钻套、快换钻套和特殊钻套等四种。
固定钻套是直接压入钻模板或夹具体得孔中，属过盈配合。这种钻套位置精度高，结构简单，但磨损后不易更换，故适用于中小批生产中只钻一次的孔。
可换钻套是先把衬套用过盈配合H7/n6或H7/r6固定在钻模板或夹具体上，再采用间隙配合H6/g5或H7/g6将可换钻套装入衬套中，并用螺钉压住钻套。这种钻套更方便，适用于中批以上生产，对于在一道工序内需要加工的孔，应采用快换钻套。
快换钻套与可换钻套结构上基本相似，只是在钻套头部多开一个圆弧状或直线状缺口。换钻套时，只需将钻套逆时针转动，当缺口转到螺钉位置时即可取出，换套方便迅速。由于是大批量生产，所以采用带有衬套的快换钻套，导向装置是夹具保证加工精度的重要装置，如钻孔导向套、镗套、对刀装置、对定装置等，这些装置均已标准化，可按标准选择，由于加工Φ25的孔需要钻——铰工序，为提高加工效率，故选择快换导向套加工工
件，快换钻套如图4-2和所示：
图4-2 快换钻套图 洛阳理工学院
图4-1 夹紧装置图
4.5 夹具体
用来安装和固定定位元件，夹紧机构和钻模板的实体。具体大小根据整个机构的大小而调整，要保证机构的稳定，所以形位公差有较严格的要求。
夹具体如图4-3所示
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图4-3 夹具体图
4.6 绘制夹具装配图
4.6.1制图比例1：1 把工件视为透明体，用双点划线画出零件轮廓，作出定位面、夹紧面和加工的孔，无关的定位表面可以省略。
4.6.2 夹紧、导向，夹具体
画出定位元件和导向元件，按夹紧状态画出夹紧元件或夹紧机构，画出夹具体，其他元件或机构，以及上述各元件与夹具体的联结，使夹具形成一体，标注必要的尺寸，配合和技术条件。对零件编号，填写标题栏和零部件明细表。其中还要在定位，导向完成后进行定位精度的定性分析。
（1）总装配图应按国家标准尽可能按比例1：1绘制，这样图样有良好的直观性。主视图应按操作实际位置布置，三视图要能完整清楚表示出夹具的工作原理和结构； 洛阳理工学院
（2）视工件为透明体，用双点画线画出主要部分（如轮廓，定位以及夹紧面和加工孔）。画出定位元件、夹紧机构、导向装置和各支撑的位置；
（3）按照夹紧状态画出夹紧元件和夹紧机构；
（4）画出夹具体及其他联接用的元件（联接体、螺钉、螺母等），将夹具各组成元件组合成一体；
（5）标注必要的尺寸、配合、公差等。
① 夹具的外形尺寸，所设计夹具的最大长、宽、高尺寸；
② 夹具与钻头的联系尺寸，如钻模套对钻头的引导所需要的配合尺寸要求。
③ 夹具中所有有配合关系的元件间应标注尺寸和配合种类。
④ 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）标注技术条件。
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底面的位置精度。③ 定位表面与导向元件间的位置精度。
④ 导向元件工作面间的位置精度。
（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、配套件等。第二章 配图上应标注的尺寸和技术条件
夹具装配图上应标注必要的尺寸和技术要求，主要目的是为了检验本工序零件加工表面的形状，位置和尺寸精度在夹具中是否可以达到，为了设计夹具零件图，也为了夹具装配和装配精度的检测。
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4.6.3 夹具装配图上标注的尺寸
（1）夹具外形轮廓尺寸，如长、宽、高。
（2）夹具与机床工作台或主轴的配合尺寸，以及固定夹具的尺寸等。（3）夹具与钻头的联系尺寸，如钻模套对钻头引导所需要的距离。
（4）夹具中工件与定位销之间按一般精度等级如H7/h6，钻套与钻头间一般选H7/h6、钻套与衬套间一般选H7/n6，夹具中所有相互间有配合关系元件应标注配合尺寸、种类和精度。
（5）各定位元件之间，定位元件与导向元件之间，各导向元件之间装配后的位置尺寸及公差应满足要求。
上述联系尺寸和位置尺寸的公差，一般取工件的相应公差的1/3~1/5大小。
4.6.4 夹具装配图上应标注的技术要求
应标注的技术要求包括：相关元件表面间的位置精度，主要表面的形状精度，保证装配精度和检测的特殊要求，以及调整、操作等必要的说明。通常有以下几方面：
（1）定位元件的定位表面间相互位置精度。
（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，订出该夹具的具体的技术要求。设计中可以参考机床夹具设计手册以及同类夹具的图样资料等。
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五
方案设计论证
（1）首先根据已知工件的需要，选择加工机床，应选用摇臂钻床加工比较合理。（2）其次工件主要定位部分为一个面两削，所以在本方案中用一个支撑板定位，一个定位销一个菱形销。正好满足六点定位原理，故此工件就采用这种方法进行定位。（3）支撑板把工件定位后，可利用螺旋杠杆夹紧机构对工件进行夹紧，工件的夹紧力的方向应该和工件Φ25孔的径向方向一致，保证工件的加工精度，在加工孔下面采用辅助支撑，以提高零件的刚度，和加工时的稳定性。
5.1 设计方法与结果
（1）首先对工件的加工要求进行分析，已知工件上钻一个Φ25的孔，根据工件的形状和加工要求，我认为此工件的加工采用摇臂钻床比较合理。
（2）其次根据六点定位原理，选用一个平面两削，正好满足六点定位原理，由于一个面限制了3个自由度，两削组合限制3个自由度，这样6个自由度被完全限制。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，可以利用螺旋杠杆式夹紧装置及弹性夹紧装置对工件进行夹紧，避免工件加工时的移动影响加工精度。
（3）最后对整个夹紧方案分析得出，定位符合六点定位原理，夹紧工件稳定，所以此夹具设计方案可行。
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致谢
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，比通过这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。
在此要感谢我们的指导老师许艺萍老师对我们悉心的指导，感谢老师给我们的帮助。在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富，使我终身受益。洛阳理工学院
参考书籍
1.李 洪.机械加工工艺手册 北京：北京出版社 1999.12 2.陈宏钧.机械加工工艺施工员手册 北京：机械工业出版社 2008.1 3.徐圣群.简明机械加工工艺手册 上海：上海科学技术出版社 1991.2 4.孟少农.机械加工工艺手册 北京：机械工业出版社 1998.3 5.王 凡.实用机械制造工艺学设计手册 北京：机械工业出版社 2008.5 6.周世权.机械制造工艺基础 武汉：华中科技大学出版社 2005.10 7.王先逵.机械制造工艺学 北京：机械工业出版社 2006.1 8.陆剑中.金属切削原理与刀具 北京：机械工业出版社 2005.1 9.黄鹤汀.金属切削机床 北京：机械工艺出版社 2011.7 10.张龙勋.机械制造工艺学课程设计指导书 北京：机械工业出版社 1999.11
第五篇：夹具课程设计说明书完整版
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课程设计说明书
课 程 名 称 机械制造装配设计
设 计 课 程 钻床夹具设计 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 B120234 姓 名 朱文换
学 号 B2023402
2014年01月03日 洛阳理工学院
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 朱文换 班级 B120234 学号 B12023402 课程名称： 机械制造装配设计 设计题目： 钻床夹具设计
课程设计内容与要求：
设计内容：
1、钻床夹具装配图一张
2、夹具体零件图一张
3、产品零件图一张
4、课程设计说明书一份
设计要求：
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 2013 年 12月23日 设计（论文）完成日期 2014年 01月03日
指导老师: 张洪涛 洛阳理工学院
课 程 设 计 评 语
机械械工程 系 机械设计制造及其自动化 专业 学生姓名 朱文换 班级 B120234 学号 B12023402 课程名称： 机械制造装配设计 设计题目： 钻床夹具设计
课程设计片篇幅：
图 纸 共 3 张
说明书 共 17 页
指导老师评语：
年 月 日 指导老师： 洛阳理工学院
目 录
序 言----------------------------
4一、专用夹具设计-----------5
1、设计前的准备工作---5（1）、明确工件的年生产纲领----------------------5（2）、熟悉工件零件图和工序图-------------------5（3）、加工方法---------6
2、总体方案的确定------6（1）、定位方案的选择、比较、确定-------------6（2）、定位精度分析---7（3）、夹紧机构的选择7（4）、导向装置的确定8（5）、夹具体------------9
3、绘制夹具装配图---11（1）、制图比例的选择----------------------------11（2）、定位、夹紧、导向，夹具体绘制-------11
二、夹具装配图上应标注的尺寸和技术条件-------12
1、夹具装配图上标注的尺寸----------------------12
2、夹具装配图上应标的公差配合-----------------12
3、夹具装配图上应标注的技术要求--------------12
三、夹具零件图上应标注的尺寸和技术条件------13
1、夹具零件图上标注的尺寸----------------------13
2、夹具零件图上应标注的技术条件和技术要求------------------------------13
四、方案设计论证--------14
1、设计思路-----------14
2、设计方法与结果--14
五、设计心得--------------15
六、致谢--------------------16
七、参考文献--------------17 3 洛阳理工学院
序言
机械制造工艺学课程设计是在我们学习了技术基础课和大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学课程的一次深入的综合性的链接，也是一次理论联系实际的训练。因此，他在大学的学习中占有十分重要的地位。本次课程设计以钻床夹具为设计题目，更是考虑到夹具在现代生产中的广泛应用。
钻床夹具（简称夹具）是在机械加工中使用的一种工艺装备，他的主要功能是对别加工工件的定位和夹紧。通过定位，使个加工工件在夹具中占有同一个正确的加工位置；通过夹紧克服加工中存在的各种作用力，使这一正确的位置的到保障，从而使加工过程得意顺利进行。因此，工艺人员的一项日常工作就是设计专用夹具。
夹具作为机械制造业举足轻重的工艺装备，主要表现在能够保证机械加工质量、提高生产效率、降低生产成本、减轻劳动强度、降低对工人技术的过高要求、实现生产过程自动化和流水线生产。夹具一般由定位装置、夹紧装置、夹具体及其它装置或元件所组成。它在实际生产中的作用也仍旧是将工件定位，以使加工工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。在机床上加工工业零件时，必须用夹具装好固定所要加工工件。将工件装好，就是在机床上确定工件相对于刀具的正确位置，这一过程称为定位。将工件夹紧，就是对工件施加作用力，使之在已规定好的位置上可靠地固定，这一过程称为夹紧。从定位到夹紧的全过程，称为装夹。其主要功能就是完成工件的装夹固定工作。工件装夹情况的好坏，将直接影响工件的加工精度。所以，对于夹具的设计练习对于现代生产设计是十分必要的。
关键词： 装备
夹紧
设计
制图 洛阳理工学院
一、专用夹具设计
1、设计准备工作
（1）、明确工件的年生产纲领
它是夹具总体方案确定的依据之一，它决定了夹具的复杂程度和自动化程度。由于本次设计为小批量生产，所以夹具设计自动化要求不高，因而采用立式钻床钻削加工。
（2）、熟悉工件零件图和工序图
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。
该工件的工件图如图1-1所示：
图1-1 零件图
已知该工件的材料为HT200，加工C面上的孔(其它工序已经加工完成)。
洛阳理工学院（3）、加工方法
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。根据加工要求，本道工序的内容是钻C面上的孔，采用立式钻床钻削加工。
2、总体方案的确定
（1）、定位方案的选择、比较、确定
根据本工序的工序内容及加工精度要求，按照六点定位原理和本工序的加工精度要求，拟定几种具体的定位方案和定位元件，并选出最佳方案。
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。本次设计虽然为小批量生产，但也需要考虑夹具零件的互换性。所以暂定如下两种定位方案：
第一方案：采用一面两销且取甲面为定位面，Φ30H7孔用短圆柱销定位，Φ15孔用固定圆柱销定位，很明显出现了“过定位”，不符合定位要求。第二方案：定位方式仍为一面两销，甲面用大平面，但Φ30H7孔采用固定短圆柱销定位，侧面Φ15孔用浮动菱形销定位，限制工件六个自由度度。综上所述，这次设计采用第二种方案，限制工件六个自由度。（2）、定位精度分析
由于工件的中心距允许偏差为39±0.2mm，而允许误差由三部分组成，其中定位误差为其中之一，另外有对刀误差，安装误差，根据机械设计相关要求，定位误差不能超过允许误差的1/3，所以，首先分析能引起定位误差的因素： 1)、工件定位孔Φ30H7与短圆柱销Φ30k6之间的配合为过渡配合，它们之间产生的定位误差很小，可以忽略不计。
2)、定位销固定板上的定位孔Φ20H7与短定位销Φ20k6之间的配合为过盈配合，它们之间产生的定位误差很小，也可以忽略不计。
洛阳理工学院 3）、菱形销Φ15H7与工件孔Φ15h6之间的间隙虽然会对工件造成转动方向的影响，但是转动轴心与加工孔轴心方向一致，所以即使有误差，也不会影响工件的钻削加工精度，所以此项也可忽略不计。
4）、夹紧固定板与夹具底座之间以螺钉销钉连接，两接触面均为3.2的粗糙度，故夹紧固定板与夹具底座之间的误差很小，亦可忽略不计。
5）、B面定位销固定板与夹具底座之间以螺钉销钉连接，两接触面均为3.2的粗糙度，故B面定位销固定板与夹具底座之间的误差很小，亦可忽略不计。综上所述，满足加工精度要求。（3）、夹紧机构的选择、比较、确定
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。所以，本次夹紧力选择垂直于工件定位面。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。所以，本次加进了的作用点选择在工件上与定位面平行，切间距适中的面上，具体位置见如下图：
图1-2 夹紧力的作用点位置
洛阳理工学院 3）、选择夹紧机构：
在确定夹紧力的方向、作用点的同时，要确定相应的夹紧机构。确定夹紧机构要注意以下几方面的问题：
①安全性 夹紧机构应具备足够的强度和夹紧力，以防止以外伤及夹具操作人员。②手动夹具夹紧机构的操作力不应过大，以减轻操作人员的劳动强度。③夹紧机构的行程不宜过长，以提高夹具的工作效率。④手动夹紧机构应操作灵活、方便。
确定夹紧力的方向、作用点，以及夹紧元件或夹紧机构，估算夹紧力大小，要选择和设计动力源。夹紧方案也需反复分析比较，确定后，正式设计时也可能在具体结构上作一些修改。夹紧方案选择了对称联动夹紧机构。如下图所示：
图1-3 对称联动夹紧机构 洛阳理工学院（4）、导向装置的确定
导向装置是夹具保证加工精度的重要装置，如钻孔导向套、镗套、对刀装置、对定装置等，这些装置均已标准化，可按标准选择，为提高加工效率，便于替换，选择快换导向套加工工件。如下图所示：
图1-4 快换钻套
（5）、夹具体
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 洛阳理工学院 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1-5（a）所示。
2、焊接夹具体。焊接夹具体如图1-5（b）所示。
3、锻造夹具体。锻造夹具体如图1-5（c）所示。
4、装配夹具体。装配夹具体如图1-5（d）所示。
（a）
（b）
（c）
（d）
图1-5 夹具体毛坯的类型
所选夹具体零件示意图如图1-6所示：
图1-6 夹具体 洛阳理工学院
3、绘制夹具装配图（1）、制图比例的选择
根据夹具整体结构，考虑到夹具的总体尺寸，选择制图比例为1:1，绘图时需要把工件视为透明体，用双点划线画出轮廓，同时画出定位面、夹紧面和加工表面，其他无关表面可以省略。（2）、定位、夹紧、导向，夹具体
画出定位元件和导向元件，按夹紧状态画出夹紧元件或机构，必要时可用双 点划线画出松开位置时的夹紧元件的轮廓，画出夹具体，其他元件或机构，以及上述各元件与夹具体的联结，使夹具形成一体，标注必要的尺寸，配合和技术条件。
装配图示意图如图1-7所示：
图1-7 夹具体装配图 洛阳理工学院
二、夹具装配图上应标注的尺寸，公差配合和技术条件
1、夹具装配图上标注的尺寸
1）夹具外形轮廓尺寸，长、宽、高分别是256mm、192mm、192mm。
2）夹具体的侧面到加工面的中心距离是98±0.2mm。
2、装配图上应标的公差配合
钻套与衬套之间的配合是过渡配合Φ25H7/h6，衬套与钻模板之间的配合是过盈配合Φ35H7/r6，菱形销与套筒之间的配合是过渡配合Φ15H7/h6，短圆柱销与工件之间的配合是过渡配合Φ30H7/k6。
3、装配图上应标的技术要求
1）、压块相对于A面的平行公差在全长上不大于0.04mm； 2）、钻套的中心线相对A面的垂直度在全长上不大于0.04mm； 3）、菱形块轴向对于定位孔轴向的同轴度在全长上不大于0.04mm； 4）、零件
2、零件5和零件19由钳工配做加工完成。洛阳理工学院
三、夹具零件图上应标注的尺寸和技术条件
1、夹具体零件图上应标注的尺寸
1）、零件图中应正确、完整、清晰、合理地注出制造夹具体零件所需的全部尺寸，夹具体的长、宽、高分别是256mm、192mm、192mm。
2）、标注的尺寸应满足设计和加工工艺的要求；
2、夹具体零件图上应标注的技术条件和技术要求
1）、零件图中必须用规定的代号、数字和文字简明地表示出在制造和检验时所应达到的技术要求；
2）、此设计中：夹具体上表面相对甲基准面的平行度是0.04mm，侧面与大平面接触的面相对甲基准面的垂直度是0.04mm。
3)、夹具体零件图应标注的技术要求
(1)、铸件经时效处理，未标注圆角为R3~R5；
(2)、铸件不应有砂眼和气孔，孔和底面不应有疏松等铸造缺陷。夹具体零件示意图如图3-1所示：
技术要求1.铸件经时效处理，未注圆角R3~R52.铸件不应有砂眼、气孔，孔和底面不应有疏松等铸造缺陷
图3-1 夹具体零件图 洛阳理工学院
四、方案设计论证
1、设计思路
1）、根据待加工工件的需要，选择加工机床，应选用立式钻床钻削加工比较合理。
2）、因为工件主要定位部分为Φ30mm和Φ15mm的圆孔，所以可以用一面两销定位，满足六点定位原理。
3）、将定位元件先固定夹具体上，然后利用一面两销把工件定位后，可利用对称联动机构来对工件进行夹紧，工件的夹紧力的方向垂直与工件的轴线方向。
2、设计方法与结果
1）、对工件的加工要进行分析，已知工件上钻C面上的孔，根据工件的形状和加工要求和零件的生产纲领，此处采用立式钻床比较合理。
2）、根据六点定位原理，选用一个短圆柱销、一个菱形销以及一个大平面定位，正好满足六点定位原理，由于限制了六个自由度，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，考虑到操作方便的问题，此次夹紧选用对称联动机构夹紧。
对整个定位、夹紧方案综合分析得出：定位方案符合六点定位原理，夹紧方案夹紧稳定，所以此夹具设计可行。洛阳理工学院
设计心得
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、从事职业工作前的一个必不可少的过程。在老师和同学的共同努力下，使我在有限的时间内完成了夹具课程设计。通过这次的课程设计，使我养成了认真、谨慎、遇到困难冷静的态度。课程设计的过程中遇到同学们通过查资料也解决不了的东西，但是在老师的细心指点下，同学们都能迎刃而解。通过这次课程设计把我们所学的理论知识运用到实际中来，使我对理论知识有了更深层次的了解，理论联系实际使我所学到的理论知识更加牢靠，同学们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、如何使用它们以及怎样合理的选择方案。通过这次的课程设计，让我学到了许多的知识，从工件图到产品的最终的应用的整个流程，从查资料到最终方案的确定，要经过夹具体的选择，定位的选择，和加紧装置的确定，以及误差的确定到精度的要求，每一步都要自己经过大量的查阅资料，遇到困难的时候，老师和同学认真细心的给我讲解，使我轻松了许多，也学会了团结友善的处世态度。洛阳理工学院
致谢
本课程设计是在老师的指导下完成的，衷心感谢老师的悉心指导以及在生活上给予的关心和帮助。张老师以渊博的学识、高度的责任感使我不仅在学术上受益匪浅，而且言传身教，以其高尚的人格教导了我做人的道理。在此课程设计完成之际，谨向张老师表示最衷心的感谢！
同时，我深深感谢我们机械工程系的领导和老师以及传授我知识和学习方法的外系老师，我在思维方法、学习态度和工作作风方面得到的进步都受益于您们的指导和影响；对我能顺利完成课程设计给予了很大的帮助。
在张老师的耐心指导下，我的课程设计收获了很多，把我四年所学的东西进行了一个大整合。实践联系理论及实际中会遇到的问题，都给我们指了出来。从而使我的课程设计不断的优化。
经过本次的课程设计，我学会好多书本上面没有的知识。这次的设计在张老师的耐心的指导下，使我的设计更加与实际相结合，最后再次衷心的感谢张老师在本次设计中给予的指导和帮助!
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参考文献
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北京：高等教育出版社，2010.8 北京：机械工业出版社，2011.6 沈阳：东北大学出版社，2000.6 沈阳：东北大学出版社，1999.7 北京：化学工业出版社，1999.8 北京：高等教育出版社，2002.3
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