第一篇：机床夹具设计课程设计说明书(含内容和排版简要说明)
《 机床夹具设计课程设计 》说明书
摘 要
通过《机床夹具设计》课的课堂学习，我们初步掌握了夹具设计基本理论知识。本课程设计即为了给我们创造一个运用课堂理论知识，解决较复杂问题的平台，锻炼我们综合利用所学知识的能力，初步接触一下“设计”的味道。课程设计的主要内容和要求主要是完成所给两个零件所需工序的夹具设计（钻模夹具和铣床夹具）。根据设计任务书完成根据给定条件分析零件的工序基准，确定定位方案；确定定位元件，布置引导元件；夹紧装置，并根据加工精度要求，合理设计分度装置，最终设计出夹具体，并进行尺寸标注。
关键字：
机床夹具设计
定位元件
夹紧装置
定位误差
I
《 机床夹具设计课程设计 》说明书
目录
摘 要...................................................................................................................................I 1设计任务................................................................................................................................1 2 零件的装夹..........................................................................................................................3
2.1零件的工艺和精度分析...............................................3 2.2 定位设计...........................................................3 2.3对刀引导装置.......................................................5 2.4夹紧方案...........................................................5 2.5 分度对定机构设计...................................................6
3夹具加工精度分析.............................................................................................................6
3.1 定位精度...........................................................6 3.2 对刀精度...........................................................6 3.3安装精度...........................................................6 3.4夹具精度...........................................................7
总 结......................................................................................................................................8 参考文献...................................................................................................................................9
II
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1设计任务
本次设计夹具分为钻床夹具和铣床夹具两个内容具体如下：
0.1钻床夹具如图1-1所示，本工序需钻M10螺纹底孔8.4mm，孔15.81F8、槽14.20mm0.1和拨叉510mm在前面工序已完成。工件材料为45钢，毛坯为锻件。成批生产，所用设备为Z525立式钻床。设计8.4mm孔夹具。
图 1-1 拨叉钻孔工序图
铣床夹具设计如图1-2所示，需在零件上铣宽12mm的槽，孔11H7、15.81F8在前面工序已经完成。工件材料为铸钢ZG310-570(GB/T 11352-1989),成批生产,所用设备为X62W,设计铣12mm夹具。
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图 1-2 铣槽工序图
图 1-3菱形销
《 机床夹具设计课程设计 》说明书 零件的装夹
2.1零件的工艺和加工精度分析
拨叉零件（零件一）毛坯材料为锻件形状不规则，基本工序：铣15.81F孔的左右
0.1端面，钻15.81F8孔并铰孔保证粗糙度和位置度，右端忽沉孔；铣510mm槽，铣0.1mm槽。钻8.4mm孔、攻10mm螺纹孔；检验。本次夹具设计为钻8.4mm孔设计14.20夹具有一定对称度和位置度要求。
第二个零件（零件二）毛坯材料为铸钢，基本加工工序：铣削零件的左右平面保证0.03260.03mm；钻24H8孔，扩孔、铰孔，同样钻11H7孔，并扩孔铰孔达到要求，保证两0孔R140-0.08、R18-0.08位置精度；铣12mm槽，有对称度要求。6销孔配作要求。
2.2 定位设计
零件一【1】：为保证8.4mm孔对基准孔15.81F8垂直并对孔中心线的对称度要求，应当限制工件的斜，应当限制位通孔
三个自由度；为保证孔8.4mm处于拨叉的对称面内且不发生扭
0.1自由度；为保证孔对槽的位置尺寸3.10.1mm，还应该限制
自由度。孔移动不限制，因此，本夹具限制5个自由度。
定位方案：工件上孔15.81F8精加工过，作为主要定位基准可满足基准重合，采用心轴定位可限制
四个自由度。心轴水平放置并保证与钻床主轴垂直共面，可保证所钻孔与基准孔之间的垂直度对称对要求，由于成批生产，精度要求不是很高，采用间隙配合，定位精度取决于孔与心轴的间隙配合误差。
为限制
0.1的转动在拨叉槽口510mm为定位基准。槽口两侧面放置一菱形销，采用配合为51H8g6。为限制
0.1的移动以14.20mm的两侧面为定位基准，考虑到拨叉的结
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构，采用有对称斜面的偏心轮定位，定位的同时并进行夹紧。定位间隙可消除。
定位元件：孔15.81F8采用中间对应孔8.4mm的位置钻11mm排屑孔的心轴，配合采用F8/h7。菱形销为标准件选用直径51mmB型固定式菱形销。（心轴直径d≤35mm，用T8A钢制造，热处理硬度为58～64HRC，定位销>16mm,20钢渗碳深0.8～1.2mm淬火53～58HRC）。
0.1定位误差分析：在Y方向上，加工8.4mm孔，定位基准为孔轴线，工序基准是14.20槽的对称平面，基准不重合，存在基准不重合误差，定位尺寸
ΔB=0.2mm【2】 ΔY=0
l0.1为3.10.1。d ΔD=ΔY+ΔB=0.2mm(1-1)0.11加工尺寸3.10.1公差T=0.2，ΔD<3×0.2 定位方案满足工件本工序加工要求。对于
X方向上，采用心轴定位，定位基准工序基准同为心轴轴线，基准重合，孔15.81F8【3】0.043（）公差T=0.027,轴15.81h7（0，公差T=0.018.0.0160.018）
ΔB=0 ΔY=(δD+δd+Xmin)/2(1-2)=（0.018+0.027+0.016）/2=0.0305mm
ΔD=ΔY+ΔB=0.0305mm 加工孔对称度为0.2mm，ΔD<1×0.2 所以，定位方案满足工件本工序加工要求。
3零件二：为保证12mm槽的关于基准A的对称度要求，应限制0.232-0.2mm应限制，为保证槽深自由度，在方向上不限制，所以本工序限制5个自由度。
定位方案：工件孔11H7已经精加工配合精度要求高且表面粗糙度高，选作定位基准，采用销定位，限制了工件的制工件
两个个自由度，另一孔24H8采用短菱形销定位限（削边方向应垂直于销与心轴的连心线）。在一侧端面定位时，由于工件端面，不至于产生过定位现象。面加工精度不高，所以两销采用阶梯面同时限制工件心轴水平放置，两销中心线与主轴平行。中批生产，且精度要求不高，采用间隙配合。
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定位元件：孔11H7采用直径11mm短圆柱销定位,圆柱销为非标准件,需在A型【4】固定式圆柱销的基础上增加一直径30mm阶梯环面（图 1-3），孔与心轴间隙配合，采用H7/f6。菱形销与孔24H8同样采用间隙配合，采用H8/f7。菱形销为非标准件,需在B型可换式菱形销的基础上增加一直径40mm阶梯环面，两阶梯面在机床主轴方向共面。（定位菱形销>16mm,20钢渗碳深0.8～1.2mm淬火53～58HRC，圆柱销淬火53～58HRC）
0.2定位误差分析：尺寸320.2mm，其工序基准为零件圆弧表面母线，定位基准为11f60.0210.016短销轴线，基准不重合，孔11H7（0）,短销 11f6（--0.027）
ΔB=0.08mm
ΔY=(δD+δd+Xmin)/2
=（0.021+0.011+0.016）/2 =0.024mm ΔD=ΔY+ΔB=0.104mm 0.21加工尺寸320.2公差T=0.4，ΔD<3×0.4，定位方案满足工件本工序加工要求
对于槽12mm有对称度要求，定位基准为工件的右端面，工序基准为工件X方向的对称平面，基准不重合。
ΔB=0.06/2=0.03mm ΔY=0
ΔD=ΔY+ΔB=0.03mm 加工槽对称度为0.1mm，ΔD<1×0.1 所以，定位方案满足工件本工序加工要求。
32.3对刀引导装置
零件一：采用钻套定位，由于本工序是为下面攻丝钻孔，且在工序集中一起，所以采用快换钻钻套，（钻套孔径d≤26mm，用T10A钢制造，热处理硬度为58～64HRC）。
零件二：采用直角对刀块对刀，同时能对XZ方向进行对刀，使用对刀块对刀时，在刀具和对刀块之间用塞尺进行调整，以免损坏切削刃或造成对刀块过早磨损。2.4夹紧方案
零件一：在槽14.2mm处采用对称斜面的偏心轮进行定位夹紧，当偏心轮转动时，《 机床夹具设计课程设计 》说明书
使斜面与槽贴紧，使工件在心轴方向被固定，定位同时起到夹紧的作用。钻孔切削力不大，故工作可靠。零件二;采用螺旋压板夹紧机构对工件的左端面进行夹紧。2.5夹具体设计
零件一：考虑到拨叉的结构及定位夹紧方案，夹具体结构采用铸造件，心轴与夹具体使用过度配合，销钉为过度来配合（用限位螺钉紧固）。采用铰链式可翻转式钻模板，且钻模板用支撑钉保证钻模板的位置。
零件二：夹具体结构比较简单，使用型材类材料。心轴、销钉与夹具体使用过度配合，销钉用限位螺钉紧固。
3夹具加工精度分析
3.1 定位精度
对于零件一影响工件定位精度的尺寸公差包括：工件内孔与心轴的配合尺寸零件二影响工件定位精度的尺寸公差包括:大孔与心轴的配15.81F8h7和挡销的尺寸。合尺寸24H8f7,小孔与菱形销的配合尺寸11H7f6，以及两个销的阶梯面的位置度。
3.2 对刀精度
对于零件一对刀误差主要钻头与钻套间的间隙，会引起钻头的位移或倾斜，造成加工误差。对于零件二对刀误差主要是对刀是的人为误差。
3.3安装精度
零件一体积比较小为移动式夹具，无安装精度。零件二影响夹具在机床上安装精度的尺寸和公差为定位键与铣床工作台T形槽的配合尺寸。
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3.4夹具精度
零件一：影响夹具精度的尺寸和公差为定位心轴与安装平面的平行度，影响对称度
0.10．2 mm的夹具误差为菱形销对定位心轴的对称度。影响14.20的夹具误差为定位面到导向孔轴线的尺寸公差。及导向孔对安装基面的垂直度。
0。20.02零件二：影响尺寸32影响对称度0.2精度的夹具误差为两销的位置尺寸公差420.02。0.1mm的夹具误差为对刀块的位置误差。
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总 结
本次夹具设计关于第一个拨叉夹具设计主要特点是使用对称斜面的偏心轮进行定位夹紧，定位夹紧同时进行提高了加工效率，并且使用快换的钻套可以同时进行两步工序，保证了加工孔的精度，并提高了效率，同时对于夹具体的材料选用铸铁，节约了成本。本夹具主要还有一下缺点需要今后进行改正，心轴定位处的排屑不好，在加工完成后把工件从心轴取出是容易划伤已经精加工过的内孔，同时使用翻转式钻模，精度不高，磨损严重。有待以后改正。
第二个铣床计夹具特点是限制工件沿销移动时采用了阶梯式销定位，在保证夹紧同时减少了定位元件的数量，防止了工件的过定位发生。使用了精加工过的孔定位提高了槽的加工精度。缺点是夹紧部位处的强度较低容易影响加工精度。有待以后改正。
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参考文献
[1] 李存霞、姬瑞海．机床夹具设计与应用【M】．第3版．北京：清华大学出版社，2011．P226-P228 [2] 李存霞、姬瑞海．机床夹具设计与应用【M】．第3版．北京：清华大学出版社，2011．P50-P58 [3] 周兆元、李翔英编.互换性与测量技术基础【M】．第3版．北京：机械工业出版社，2011．
[4] 李存霞、姬瑞海．机床夹具设计与应用【M】．第3版．北京：清华大学出版社，2011．P40
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。
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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
Tdα2Sin20-(-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
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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。
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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。
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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200.1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：DYB0
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：DYB0.2
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d4 基本尺寸D8 0.020（极限偏差F7）0.010（极限偏差选用D6）D18H12t0.008
0.200-0.050防转螺钉 基本尺寸dM8 基本尺寸L15.50.050 基本尺寸d112-0.160D20L22L011.5n2t2.5
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：
dFQLF2rFRX0
2FJFQLd02tg（1）rtg2
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（°）tg2tr
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（°）tg20.15
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.
第四篇：夹具设计课程设计说明书
目 录
一、序言···············································2
二、设计任务说明·······································2
三、工件的安装顺序·····································3
四、定位元件选择设计··········································3
五、夹紧机构···········································4
六、导向装置的选择·····································3
七、夹具的总体设计·····································3
考文献·················································4
序言
机床夹具的作用可归纳为以下四个方面：
1.保证加工精度 机床夹具可准确确定工件、刀具和机床之间的相对位置，可以保证加工精度。
2.提高生产效率 机床夹具可快速地将工件定位和夹紧，减少辅助时间。3.减少劳动强度 采用机械、气动、液动等夹紧机构，可以减轻工人的劳动强度。
二、设计任务说明
本次课题设计是要为此图中的端盖（零件材料为45，需要大量生产，年生产量大于5000件）设计一套钻φ20侧孔的夹具，实现将工件定位，精确和方便的完成钻孔工作，并保证能夹紧工件，夹紧力要适中，不要使工件变形，又能保证工件所要求的加工精度。
图1-3-1
三、工件的安装顺序
零件图标出了工件的尺寸、形状和位置、表面粗糙度等总体要求，它决定了工件在机床夹具中的放置方法，是设计机床夹具总体结构的依据,工件的装卸位置如上图1-3-1右侧刨面图。
工件由左向右安放定位，由右向左抽取出来。所以定位元件选择短销、大平面组合定位、外端圆面添加平面支持钉定位和支持；定位方案的选择依据六点定位原理和采用的机床加工方法，定位方案不一定要定六个自由度，但要完全定位。确定夹紧机构要依据零件的外型尺寸，选择合适的定位点，确保夹紧力安全、可靠同时夹紧机构不能与刀具的运动轨迹相冲突。
四、定位元件选择设计
由于该零件的加工是钻φ20孔并以φ50孔内表面作为定位面，属与孔定位类型，因此本次设计采用的定位元件为短销、大平面组合定位。，限制工件5个自由度；夹装工件时，工件孔与短销、大平面表面的刚性接触，精准度要求较高，分别限制工件的X、Y、Z方向的移动自由度以及X、Y方向的旋转自由度。
工件定位短销φ50与加工工件之间间隙配合，便于工件加工时装取和定位。大端面为φ90的圆平面，定位工件φ120的右端面，两者结合限制了工件5个自由度。工件的径向Z方向的转动自由度在工件的夹紧时被限制；工件大端面230x230的侧面的可调支持钉的顶面为φ40的支持平面，除了支持工件之外，限制的工件Z方向的转动自由度，精确的工件的钻孔位置。
工件的加工要求限制6个自由度，短销大平面定位元件和可调支持钉符合设计要求，而且可以准确定位钻孔的位置。
短销大平面定位元件固定在夹具体上，选用4个内六角M8的螺钉链接在夹具体右侧面。螺纹孔的分度圆为φ70程90°分布。钻孔定位的可调支撑钉与夹具底盘M15的螺杆螺纹连接，依靠M15螺母锁紧。
五、夹紧机构 1.夹紧力的方向的确定：
夹紧力的方向应有利于工件的准确定位，夹紧力的方向应与工件刚度高的方向一致，以利于减少工件的变形。夹紧力的方向尽可能与切削力、重力方向一致，有利于减小夹紧力。.夹紧力的作用点的选择：
夹紧力的作用点不能破坏定位，而且应选择在工件刚度高的部位。支承点尽可能靠近切削部位，以提高工件切削部位的刚度和抗振性。夹紧力的反作用力不应使夹具产生影响加工精度的变形。3.选择夹紧机构：
设计夹紧机构一般应遵循以下主要原则：
1)夹紧必须保证定位准确可靠，而不能破坏定位。工件和夹具的变形必须在允许的范围内。夹紧机构必须可靠。夹紧机构各元件要有足够的强度和刚度，手动夹紧机构；操作必须安全、省力、方便、迅速、符合工人操作习惯。依据工件加工（大批量生产）设计要求及夹具的设计，本套夹具的夹紧机构采用偏心夹紧机构，操作简单、动作迅速，缺点是自锁性能较差、增力较小。工件钻孔的受力与夹紧力相互垂直，而且工件加工的环境平稳，工件钻孔的垂直方向有支持力，所以偏心机构的夹紧机构符合本次夹具设计要求。
夹紧机构的零件装配及配合；（1）夹具体与滑套之间过盈配合，夹紧轴与滑套间隙配合（2）夹紧轴与滑套间隙配合并且涂抹黄油润滑；左端配合开口垫圈夹紧工件；右端先安装压紧回力弹簧后，装入夹具体，端口安装塑胶夹紧垫片，偏心轮安装在最右端M6螺母螺栓连接。
六、导向装置的选择
导向装置是夹具保证加工精度的重要装置，钻床夹具中钻头的导向采用钻套，大量生产的工件需要采用可换导向钻套来加工工件，来提高其工作的连续性和其工作效率。选择导向装置： 用于钻床零件加工的可换导向钻套，更换导向钻套，只需松动固定螺钉然后将导向钻套，逆时针转动，当缺口转到螺钉位置时即可取出，更换方便迅速。
钻夹具中的导向钻套,除要求它引导钻头，钻出正确的孔外，还要求它能在装卸时快而准确。
导向装置零件链接装配；钻模板与夹具体之间用4个M8的螺栓连接，导向衬套φ36与钻模板之间过盈配合；导向钻套φ28与导向衬套之间间隙配合；导向钻套的缺口被螺钉固定在钻模板上，固定和便于装卸导向钻套。夹具体与夹具地盘。之间用4个M8的螺栓连接。
七、夹具的总体设计
夹具使用的零件材料尽可能统一。夹具体、夹具底盘、导向板使用铸铁材料，加工平面也比较少，也易于加工；导向钻套、螺钉、螺栓、螺母、垫片、夹紧弹簧选用标准零件。短销大平面定位套、夹紧轴、导向衬套、夹紧轴滑套、支持钉的平面是设计件，加工平面较多、加工精度要求比较高。偏心轮、开口垫片、夹紧垫片是设计件，加工平面不多、加工精度要求也不高。
加工导向钻套距加工工件的距离是8mm；如果距离较远影响加工精度，对加工钻头的也有较高的长度要；夹具底盘有四个缺口用于固定在机床上；夹具设计进可能紧凑。
参考文献：
[1] 邱宣怀主编《机械设计》（第四版），高等教育出版社，1996年10月。[2] 马保吉主编《机械设计基础》，西北工业大学出版社，2005年9月。[3] 王先逹.机械制造工艺学[M].2版.北京：机械工业出版社，2006.
第五篇：课程设计手柄KCSJ-01夹具设计说明书,装配图
工艺与夹具课程设计任务书
设计题目：课程设计手柄KCSJ-01 建议参考华中科技出版社出版的机械制造技术基础课程设计 要求：夹具设计，有装配图，零件图，工序卡和工艺过程卡，毛坯图以及说明书
总装配图
设计条件：批量生产
目录
1.零件分析
零件图
零件工艺 2.工艺规程设计
确定毛坯制造形式
基面的选择
制定工艺路线
机械加工余量、工序尺坟及毛坯尺寸的确定
4.专用夹具设计
设计主旨
夹具设计
切销力及夹紧力的计算
误差分析与计算
夹具设计操作及操作的简要说明
5.课程设设心得体会
6.参考文献
1． 零件图。
一、零件分析
手柄（KCSJ—01）零件图
2． 零件的工艺。
该零件共有6个待加工的地方：平面加工包括零件上、下平面，孔系加工包括Φ38mm、Φ22mm,另外还有深48mm高10mm的半圆键槽。现对其分析如下：
1． 上、下平面的表面加工:粗铣、半精铣该两表面，其表面粗糙度的要求达到Ra=6.3;孔表面的加工：钻、半精镗Φ38中心孔及其倒角C1X45°,位置要求是与下表面垂直 度达到0.08,粗糙度要求达到Ra=3.2；
3． 钻、半精镗Φ22中心孔，粗糙度要求达到Ra=3.2； 4．精铣、半精铣半圆槽，粗糙度要求达到Ra=6.3。5.钻、精铰Φ4孔。
二、工艺规程设计
1． 确定毛坯的制造形式
零件材料为45钢。批量生产，故采用模锻成型,这对于提高生产率、保证加工质量也是有利的。2． 基面的先择
基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确、合理，可以保证质量，提高生产效率，否则，就会使加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批报费，使生产无法进行，经济蒙受损失。
1).粗基准的选择
粗基准,采用未经加工过的铸造，锻造或轧制得到的表面作为定位基准面。选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位子符合图纸要求。
粗基准选择应当满足以下要求：
⑴ 粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。
⑵ 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。
⑶ 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。⑷ 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。
要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证拨叉在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。选取零件的圆孤外表面作为粗基准。
2）.精基准的选择
精基准，用加工过的表面作为定位基准面。
⑴ 基准重合原则。即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。
⑵ 基准统一原则，应尽可能选用统一的定位基准。基准的统一有利于保证各表面间的位置精度，避免基准转换所带来的误差，并且各工序所采用的夹具比较统一，从而可减少夹具设计和制造工作。例如：轴类零件常用顶针孔作为定位基准。车削、磨削都以顶针孔定位，这样不但在一次装夹中能加工大多书表面，而且保证了各外圆表面的同轴度及端面与轴心线的垂直度。
⑶ 互为基准的原则。选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基准反复加工。例如：对淬火后的齿轮磨齿，是以齿面为基准磨内孔，再以孔为基准磨齿面，这样能保证齿面余量均匀。自为基准原则，有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，可以选择加工表面本身为基准。例如：磨削机床导轨面时，是以导轨面找正定位的。此外，像拉孔在无心磨床上磨
外圆等，都是自为基准的例子。
此外，还应选择工件上精度高。尺寸较大的表面为精基准，以保证定位稳固可靠。并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。
选择精基准的原则时，考虑的重点是有利于保证工件的加工精度并使装夹准。选取零件的上、下表面为零件的精基准。
3.制定工艺路线
制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及定位精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以采用万能机床配以专用工夹具,并尽量使工序集中来提高生产率,除此以外,还应考虑经济效果,以便降低生产成本。遵循粗精分开和先面后孔的原则。
工艺路线总体方案: 工序1:粗铣零件上端面A、，用X 512立型卧式升降台铣床及专用夹具； 工序2：:粗铣零件下端面B、，用X 512立型卧式升降台铣床及专用夹具；
工序3：:精铣零件上端面A，以下端面为精基准, ,糙度要求达到Ra=6.3； 工序4：:精铣零件下端面B，以下端面为精基准, ,糙度要求达到Ra=6.3 工序5：钻Φ
38、Φ22两孔，选用Z 535及专用钻模；
工序:6：精镗Φ
38、Φ22两孔，并且Φ38倒角C1X45°，选用T 740型卧式镗床及专用夹具加工,粗度要求达到Ra=3.2；
工序7:钻、精铰Φ4孔, 选用Z 535及专用钻模； 工序8：冲箭头； 工序9:终检。
4.机械加工余量、工序尺坟及毛坯尺寸的确定
手柄材料为45钢,硬度为207~241HBW,45钢材料密度为7.85g/m,经粗略计算毛坯重量约为1320g,生产为批量生产，可以采用在锻锤上合模模锻毛坯。锻件形状复杂系数S是锻件重量mf与相对应的锻件外廓包容体的重量mN 之比,即S=mf/mN ,经粗略计算得S=0.85.: 本锻件S=0.85属S1级(简单),由此可得锻件的上偏差为+1.4,下偏差为-0.6.根据以上资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
1).毛坯的结构工艺要求
手柄为锻造件，对毛坯的结构工艺性有一定要求：
⑴ 由于模锻件尺寸精度较高和表面粗糙度值低，因此零件上只有与其它机件配合的表
面才需要进行机械加工，其表面均应设计为非加工表面。
⑵ 为了使金属容易充满模膛和减少工序，模锻件外形应力求简单、平直的对称，尽量避免模锻件截面间差别过大，或具有薄壁、高筋、高台等结构。
⑶ 模锻件的结构中应避免深孔或多孔结构。⑷ 模锻件的整体结构应力求简单。⑸ 工艺基准以设计基准相一致。⑹ 便于装夹、加工和检查。
⑺ 结构要素统一，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。(8)锻件不允许有裂纹、皱折、飞边、砂眼、毛刺等缺陷。
在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。在毛坯的种类形状及尺寸确定后，可据此绘出毛坯图。
手柄毛坯图
2）.零件上、下端面
零件的长度为170mm,其厚度为26mm经查表可知,零件的第一次加工余量为2mm,半精铣的余量为1mm,因此毛坯的厚度取32mm.3).孔Φ38mm 毛坯为实心,不冲孔。参照资料确定工序尺寸及余量为: 钻孔: Φ20mm 钻孔: Φ36mm 2Z=16mm 半精镗: Φ38mm 2Z=2mm 4).孔Φ22mm 毛坯为实心,不冲孔。参照资料确定工序尺寸及余量为: 钻孔: Φ20mm 半精镗: Φ22mm 2Z=2mm 5).半圆槽
此半圆槽的尺寸精度和表面粗糙度分别为H9，Ra6.3，铣刀选用凸半圆铣刀，分两次加工，即粗铣和半精铣，其工艺尺寸及机械加工余量如下：
粗铣：Φ9mm 半精铣：Φ10H9mm 2Z=1mm 6).孔Φ4mm 参照资料确定工序尺寸及余量为: 钻孔: Φ3.9mm 粗铰：Φ4mm 2Z=0.1mm 由于毛坯及以后各道工序(或工步)的加工都有加工公差,因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量.实际上,加工余量有最大及最小之分.由于本设计规定的零件为批量生产,应该采用调整法加工,因此在计算最大、最小加工余量时，应按调整法加工方式矛以确定。
三、专用夹具设计
为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，通常需要设计专用夹具。
据本题目要求，设计Φ4孔钻模专用夹具计。1． 设计主旨
本夹具主要用来钻Φ4孔,设计时主要应考虑如何提高劳动生产率,降低劳动强度,而精度则不是主要问题.2.夹具设计
1).定位基准的选择
由零件图可知, 针对Φ4钻模,用立式钻床,以零件下端面为精基准,采用类似圆柱定位销的轴对Φ38孔定位,再用棱形销对Φ22孔定位，最后采用回转开口压板压紧工件。2）.夹具的设计
1.钻套的选择。据题意可知,选用固定钻套,钻套直接压入钻模板或夹具体上,其外
圆与钻模板采用H7/n6或H7/r6,d=4mm<26mm,因此材料为T10A,热处理:HRC58~64,钻套的极限偏差为+0.022mm, +0.010mm,基本尺寸D=7mm,极限偏差为+0.019mm,+0.010mm,D1=10mm,H=16mm,h=2.5mm,C=0.5mm,C1=1mm,C2=1mm,a=0.5mm,b=2mm,δ=0.008mm,所以其标记为钻套A4X16GB 2262-1991。
2.钻模板厚度。模板的厚度一般在15~30mm之间,往往由钻套的高度来确定,必要时可将钻模板局部加厚和适当设置加强筋以增强刚性.钻模板上安装钻套的孔的精度(尺寸、形状和位置精度)应合理规定，如孔中心距的公差一般取工件相应公差的1/3~1/5。
3.钻模板与零件之间的距离。钻模板与零件的距离通常为0.3~0.7d,这里取0.5d,因为d=4mm,则距离为2mm。
4.轴。由零件图可知需要定位的孔径大小为Φ38mm,上、下偏差为+0.041、+0.028,和夹具体孔配合为H7/r6或H7/n6,则查表可知D=38mm,H=18mm,基本尺寸d=18mm,取h=8mm,L=42mm,h1=3mm,B=D-5=33mm,b=6mm,b1=4mm,c=6mm,c1=1.5mm。材料选45钢,选配合为H6/h5,其对对定套孔和导向套孔的同轴度为0.02。具体设计请见轴零件图。
5.菱形销。菱形销亦称销边销,由零件图可知菱形销的d=22mm,d的上、下偏差为+0.034mm、+0.023mm,因为d>18mm,则材料选20钢，20钢渗碳深度为0.8~1.2mm,HRC55~60,b=5mm,B=D2-3=22-3=19mm,H=22mm,L=38mm,h1=2mm,b1=3mm,c=5mm,c1=1mm,选配合为H6/h5,其对对定套孔和导向套孔的同轴度为0.02。
6.回转压板。材料为45钢，热处理为HRC35~40。回转压板总长为205mm,宽度为20mm,两长端面的粗造度为Ra=3.2,相配的为螺钉，螺钉中心孔的位置距低面高度为15mm，孔内粗糙度要求达到Ra=3.2,通孔直径为16mm,上、下偏差分别为0和-0.28mm,并采用圆孤环形开口，具体见零件图。
7.回转压板处螺母。选用带肩六角螺母,螺母M16X1.5GB 2148-1991，则其D=30mm，H=25mm,基本尺寸S=24mm,上偏差为0,下偏差为-0.280mm,D1≈27.7mm,D2≈23mm,h=4mm。
8.手柄。手柄选择圆头回转手柄。经查表选手柄螺母M16GB 2156-1991，则D=32mm,L=125mm,H=58mm,h=26mm,d1=16mm,d
1上、下偏差为+0.019mm
和0mm,d2=5mm,D1=20mm,D2≈12.8mm,H=22mm,h=10mm,f=1mm,螺母为材料为45，M16GB 2156（1）-1991，弹簧片为65Mn,直径为18mm,GB 2156(2)-1991,手柄材料为45，120GB2156(3)-1991,长度为120mm,D2=32mm,基本尺寸b2=16mm,上偏差为-0.050mm,下偏差为-0.160mm,d3=18mm,d4=12mm,d5=8.2mm,l2=105.1mm,h3=14.5mm,基本尺寸h4=14.8mm,上偏差为0，下偏差为-0.100mm,销材料为45,GB119-1986，规格为8n6X30。
9.防松螺母。防松螺母选Ⅰ型六角螺母,材料为45钢,参照GB/T6170-2000,d=16mm,c=0.8mm,da=16mm,e=26.75mm,m=14.1mm,m’=9.9mm,s=23.67mm，成对使用。
10.垫圈。选用十字垫圈，材料为45钢，HRC40~45，d=22.5mm,D=38mm,H=4mm规格
为20GB2169-1991。
11.各种衬套的内外圆同轴度公差为0.003mm。12．回转压板处螺钉。回转压板处螺钉选用开槽螺钉，材料选用45钢，直径D=10m,长度选25mm,参照M10X25GB/T65-2000。
13．钻模板与夹具体处螺钉。钻模板与夹具体处螺钉选用开槽螺钉,材料选用45钢,直径D=10mm,长度选16mm,参照M10X16GB/T65-2000.4).误差分析与计算
该夹具以端面、两销为定位基准。
该夹具以一面两销定位，两定位销孔尺寸公差为128±0.2mm。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。
△j+△W<=δg
与机床夹具有关的加工误差△j，一般可用下式表示： △j=△1+△2+△3+△Y+△a
由参考文献可得：
⑴ 一面两孔的定位误差 ：在任意方向中：△Y=δ△a=arctan[(△1max+△2max)/2L] △min和△max分别是定位副配合间隙的最小值与最大值 其中：δδD1 =0.052mm, δD2 =0mm
D1+δd1+△1min-△1max d1 =0.041mm, δd2 =0.034mm △1max=0.011mm, △1min=0mm, △2max=0.2mm 0.052mmmm，D20 D10.011mm0.023mm， d1d20mm0.034mm， 1min2min得
△Y=0.082mm △a=0.047mm ⑵ 夹紧误差 ：△1=(ymax-ymin)cosα 其中接触变形位移值：
△1’=(KRazRaz+KHB/HB+c1)(Nz/19.62l)查表有KRaz=0.004, KHB=-0.0016,C1=0.412,n=0.7 △1=△1’ cosα=0.0028mm
n⑶ 磨损造成的加工误差：△2通常不超过0.005mm ⑷ 夹具相对刀具位置误差：△3取0.01mm 误差总和：△j+△w=0.1468mm<0.3mm
从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。5).夹具设计操作及操作的简要说明
由于本零件相对说比较简单,因此夹具也比较简单。操作如下：先将零件装在夹具体上,通过圆柱轴和菱形销还有回转压板起一面两销定位，操作者手动夹紧左端带肩六角螺母,再通过旋转右端的圆头回转手柄，圆头回转手柄通过与圆柱轴的螺纹旋合拉动圆柱轴往右移动，从而迫使左端带肩六角螺母压紧回转压板，回转压板压紧工作起到夹紧效果；当零件加工完成后，旋转右端的圆头回转手柄，同理，通过旋合，圆柱轴可以向左拉伸，左端夹紧解除，回转压板退回，零件即可取出
。课程设计手柄KCSJ-01，工程图，四、课程设设心得体会
紧张而又辛苦的二周的课程设计不知不觉中悄然地结束了。似乎才发现，以前的绘图相对于现在来说真的不算什么，当然，人总是在一点一点的进步，课程设计所包含的内容也在一点点的复杂一点点的提升。很庆幸自已能在这一次设计中，能积极对待，也为自已能掌握这门所谓工科里最难的专业而自豪。回想起来,总觉得自已还是有很多不足，要掌握的东西很多，很感谢我能有这么一次机会，让自已通过自已更有兴趣去学习、去了解，这样一来, 通过它，我学会了一些平时疏忽的问题，巩固了一些半信半疑知识点，为今后的学习，毕业设计，迈向社会打下了一定基础。本学业学习的内容还很多，正如老师所说，我们这专业全是一些表呀什么的，一板一眼，什么都得按标准，所以我要谨记一定要做到细心，细心，再细心，只有细心，才会避免一些小错误，要知道，错误是越积越大的；只有细心，才能为今后走向社会，为自已添加重要砝码；只有细心，才能让今后的自已脱颖而出。
五、参考文献
1． 吴拓 方琼珊 主编《机械制造工艺与机床夹具课程设计指导》
2． 黄开榜 张庆春 那海涛 主编 《金属切削机床（第二版）》哈尔滨工业大学出版社 2006 3． 熊良山 严晓光 张福润 主编 《机械制造技术基础》华中科技大学出版社
4． 魏斯亮 李时骏 主编 《互换性与技术测量》北京理工大学出版社 2007 5． 李益民 主编 《机械制造工艺设计简明手册》机械工业出版社 1994 6． 李云 主编 《机械制造工艺及设备设计指导手册》机械工业出版社 1997 7． 《机床夹具设计手册》
8． 杨椒子 主编《机械加工工艺师手册》机械工业出版社 2001 9． 孙本绪 熊万武 主编《机械加工余量手册》国防工业出版社1999 10.涂晓斌 钟红生习俊梅 杨中芳 主编《机械制图》江西高校出版社 2007
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