铣拨叉齿顶面铣床夹具说明书（合集五篇）

第一篇：铣拨叉齿顶面铣床夹具说明书

铣拨叉齿顶面铣床夹具说明书

目录

绪论

机械制造加工工艺与机床夹具设计主要是对零件的加工工艺进行分析和对零件的 某几个主要的部位进行专用夹具的设计，从零件的工艺来说，它主要是分析零件在进行加工时应该注意什么问题，采用什么方法和工艺路线进行加工才能更好的保障精度，提高劳动生产率，就专用夹具而言，好的夹具设计可以提高产品生产率降低成品等，还可以扩大机床的使用范围，从而可以使产品在保障精度的前提下提高效率，降低成本。

在本次的设计中就针对拨叉的加工工艺进行分析，制定几种加工路线，选择一种较好的加工路线进行加工，在这过程中，制定多套夹具方案并进行分析，这次设计培养了编制机械加工工艺规程和机床夹具设计的能力，这也是在进行毕业之前对所学课程的最后一次深入的综合性的复习，也是一次理论联系实践的机会，因此，它在我们的大学生活中占有十分重要的作用。

1概述

1.1 选题的目的和意义

机械加工工艺是实现产品设计，保障产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上质量好、水准高，加快产品更新的技术保障，在这当中夹具的设计是非常重要的几个环节，好的夹具设计可以提高劳动生产率，保障和提高加工精度，降低成本，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品生产在保证精度的前提下提高效率、降低成本。当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求，企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。零件的分析 2.1零件的作用

题目所给的零件是拨叉。它位于车床变速机构中，主要起换挡，使主轴回转运动，按照使用者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的φ30的孔与操作机构相连，下方的φ55mm的半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力拨动下方的齿轮变数。两件零件铸为一体，加工时分开。

2.2零件的工艺分析

零件的材料是QT450-10，灰铸铁生产工艺简单，铸造性良好，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求。

3工艺规程的设计 3.1确定毛坯的制造形式

零件的材料是QT450—10。考虑到零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件的结构有比较简单，生产类型为大批量生产，故选择铸件毛坯。选择铸件尺寸公差等级为CT9级，已知次拨叉零件的生产纲领为4000件/年，零件的质量是1.0Kg/个，可确定该拨叉的生产类型为大批量生产，所以初步确定工艺安排为：工序应集中，加工设备以通用设备为主。

3.2基面的选择

基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保障，生产效率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成大批报废，使生产无法正常进行。

3.21粗基准的选择： 以零件的地面为主要的定位粗基准，以两个小头孔外圆表面为辅助粗基准。这样就可以限制五个自由度，再加上垂直的一个加紧，就可以达到完全定位。粗基准的选择以不加工表面作为粗基准。如果工件上有很多不需加工的表面，则以其中与加工表面的位置精度要求较高的表面作粗粗基准选择的原则：如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，则应基准。如果必须首先保证工件某重要表面的余量均匀，应选择该表面作粗基准

3.22精基准的选择

精基准的选择原则：用设计基准作为精基准，以便消除基准不重合误差，即所谓基准重合原则；当工件以某一组精基准定位可以较方便的加工其他各表面时，应尽可能在多数工序中采用此精基准定位，即所谓基准统一原则；当精加工或光整加工工序要求余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，而该加工表面与其他表面之间的位置精度则要求由先行工序保证，即遵循自为基准原则；为了获得均匀的加工余量或较高的位置精度，在选择精基准时，可遵循互为基准的原则；精基准的选择应使定位准确，加紧可靠，为此，精基准的面积与被加工表面相比，应有较大的长度和宽度，以提高其位置精度。

精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以两个小头孔内圆柱表面为辅助的定位精基准。当设计基准和工序基准不重合时，应该进行尺寸的换算，这在以后会还要专门的计算，此处不再重复。

3.3制定工艺路线

制定工艺路线的出发点，应当时使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求等能得到合理的保障。在生产纲领已经确定为大批量生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用的夹具，并尽量使工序集中来提高

生产效率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本下降。1.工艺路线方案一

工序1：粗铣φ47.5mm孔的两头的端面。工序2：精铣φ47.5mm孔的两头的端面。

工序3：粗镗、半精镗。精镗φ47.5mm孔至图样的尺寸。工序4：钻扩铰两端φ30mm的孔至图样的尺寸。工序5：铣断保证图样的尺寸。工序6：铣拨叉齿顶面。工序7：去毛刺，检查。

2.工艺路线方案二

工序1：：粗铣φ47.5mm孔的两头的端面 工序2：钻扩铰两端φ30mm的孔至图样的尺寸。工序3：粗铣中间孔上端面至φ55mm。

工序4：粗镗、半精镗φ47.5mm孔至图样尺寸。工序5：铣断并保证样图尺寸。工序6铣拨叉齿顶面.工序7：去毛刺，检查。

3.工艺方案的比较与分析

上述两种方案的特点在于：方案一是先加工完与φ30mm的孔有垂直度要求的面再加工孔。而方案二是先是加工完φ30mm的孔，再以孔的中心线来定位加工与之有垂直度要求的三个面。方案一的装夹次数少，但在加工φ30mm的时候最多只能保证一个面定位面与之的垂直度要求。其他的两个面很难保证。方案二在加工三个面的时候都但是用φ30mm孔的中心轴线来定位，这样很容易就可以保证与三个面的位置度要求。这样也体现了基准重合的原则。其他的工序尤为平常简单无需再谈，通过比较最终的方案为： 工序1：：粗铣φ47.5mm孔的两头的端面 工序2：钻扩铰两端φ30mm的孔至图样的尺寸。工序3：粗铣中间孔上端面至φ55mm。工序4：粗镗、半精镗φ47.5mm孔至图样尺寸。

工序5：铣断并保证样图尺寸 工序6：去毛刺，检查。

以上的工艺过程详见“机械加工工艺过程综合卡片”。

3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

“拨叉”零件材料是QT450-10，毛坯的重量约为1.6kg，生产类型为大批量生产，采用砂型铸造毛坯。根据上述原始资料及加工工艺，确定加工表面的加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸夹具的设计

4.1定位、夹紧方案的设计及具体的图形

由于其他的表面已经加工好了，那么只需要设计加工铣拨叉齿顶面的铣床夹具即可，经分析可以利用φ30h7的孔和端面来定位，其中φ30h7的孔可以用一个短销来限制2个自由度分别为X方向和Y方向，而端面可以限制3个自由度，分别为绕X方向转动和绕Y方向的转动，这样就可以限制5个自由度，而我们有可以利用φ47.5mm的孔限制一个绕Z方向的转动自由度，这样就可以实现6个自由度的全定位，而因为φ47.5mm的孔比较大，用一个简单的装置不能实现要求或不能快速的换工件，所以要设计专用的装置来实现，我们可利用内可调夹紧的方式来实现防转的效果，我的设计方法下图：

而夹紧我们可以用螺栓夹紧螺母和开口垫圈的组合来进行夹紧，方便可靠，具体的夹紧装置见装配图。又因为与短销相连的细柱强度和刚度会不够，所以可以用一个顶尖的装置来实现，把所有的综合起来就是我们所要的夹具了据体的图形如下所示: 4.2 夹具的具体说明和使用方法

本夹具用在卧式铣床上铣削拨叉的齿顶面。

工件以φ30h7的孔和端面及47.5mm圆弧面在台阶心轴1和双推杆5上定位。向后翻开顶尖座4，装上工件。翻上顶尖座，拧螺钉3使之锁紧。旋转手柄8顶住台阶心轴1，用螺钉9锁紧顶尖。插入开口垫圈，拧螺母2轻夹工件，转动手柄7，螺母6前端面的锥面迫使双推杆5等速外移，对工件的R47.5mm圆弧面定心。最后拧紧螺母2夹紧工件。

用顶尖顶紧心轴，增大了工艺系统的钢性，使加工过程的震动减小。

5切削用量及工时的计算

1.加工条件：

工件材料：QT450-10，硬度190-260HBS，δb=0.16Gpa，铸造。加工要求：粗铣拨叉的齿顶面。保证粗糙度为Ra3.2um，机床采用的是XA5032型的立式铣床。

5.1刀具的选择

因为要加工的工件材料是QT（球磨铸铁），所以要选择 硬质合金的刀具 来加工。而又由书《机械精度射击与检测技术》的表5.8可知粗糙度Ra3.2可以直接由粗铣来加工。

铣刀直径的大小直接影响切削力、扭矩、切削速度和刀具的消耗，不能任意的选择，由《切削用量简明手册》，又由零件的加工深度是2.5mm，加工的宽度是80mm所以可以确定铣刀的直径是100-125mm，因为要保证可靠度选择直径为125mm，又由《切削用量简明手册》，由于使用的是标准的的硬质合金钢的

铣刀，由表查的齿数是Z=12。铣刀几何形状的选择：

由硬度为450HBS且由《切削用量简明手册》可知前角γ

0取

8°，后角α0 =8°，主偏角kr=60°副偏角kr·=1°，刀齿螺旋角β=15°。

5.2选择切削用量

（1）决定铣削宽度a，由于加工的余量不大，故可在一次走刀内切完，则a=2.5mm.（2）决定毎齿的进给量fz。

由XA5032型的铣床可查《切削用量简明手册》中的表3.30.知道其功率是7.5kw，这时的fz=0.09~0.18mm/z 可取fz=0.15 mm/z（3）选择铣刀的磨钝标准及刀具的寿命

铣刀刀齿的后刀面最大的磨损量为0.8mm;由于铣刀直径d0=125mm故可查表得知刀具的寿命为T=180min（4）决定切削速度Vt和每分钟的进给量Vf

切削速度可以根据《切削用量简明手册》的表3.27中的公式计算，也可以直接由表中查出。

当d0=125mm，Z=12，决定切削速度Vt和每分钟进给量Vf及转速nt。可根据表3.16由ap=2.5mm, fz=0.15mm/z, 查出 Vt=110m/min

nt=281r/min

Vf=378mm/min

各修正系数为:kmv=kmn=0.79 ksv=ksn=ksv=0.8 所以Vc=vt·kv=110×0.79×0.8=69.52 mm/min n=nt·kv=281×0.79×0.8=177.59 r/min vf=Vft·kv=378×0.79×0.8=238.90 mm/min 根据XA5032型的立铣说明书（表3.30）选择 主轴转速nc=190 r/min 纵向进给量Vf c=235 mm/min

因此实际切削速度和每齿进给量为

vc=πd0nc/1000=（3.14×125×190）/1000=74.58 mm/min fzc=Vf/ncz=235/（190×12）=0.1 mm/z 5.3校验机床功率

根据表3.23，当硬度为450HBS>285HBS，铣削宽度ae=80mm,ap=2.5mm,d0=125mm,z=12, vfc=238.9mm/min所以近似的有

Pce=3.2kw

根据XA5032立铣说明书(表3.30),机床主轴允许的功率为

Pcm=7.5×0.75kw=5.63kw 因为3.2kw<5.63kw因此所选择的切削用量可以采用.即 ap=2.5mm

vf=238.90mm/min n=190 r/min

vc=74.58mm/min fz=0.1mm/z 5.4计算基本工时

Tm= L/vf

式中L=l+y+Δ

通过计算易知 l=16.58mm 根据表3.26对称安装铣刀,入切量及超切量y+Δ=17mm 故

T=(16.58＋17)/238.9=0.141min 5.5计算切削力

切削力的计算

选用的是硬质合金的刀具，d0=125mm，Z=12。

计算公式是

F=f×p×z××cafaz/d0 f n= 491×2.5×0.1×80×12/(125×0.15

×190)＝278

见《切削手册》表3.28）

水平分力是FH=1.1F=278N 垂直分力是FV=0.3F=70.65N 在计算切削力的时候，必须把安全系数考虑在内。

在计算切削力时，必须把安全系数考虑在内。安全系数为KK1K2K3K4 其中：K1为基本安全系数1.5；

K2为加工性质系数1.1；

K3为刀具钝化系数1.1 ；

K4为断续切削系数1.1。K5为人力操作疲劳系数 1.3 所以 1.51.11.11.11.3259.1=672.5 N

由于选用手动夹紧，由 《机械设计手册》查得M8螺钉的抗拉力为1024.5

参考文献

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第二篇：铣床夹具(铣端面)说明书+图纸

铣床夹具设计说明书

姓名： 学号：0819010 班级：08机械五班 指导老师:徐 名 聪

2012-3-2

前言

《机械制造设计课程设》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，为以后续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。

零件在工艺规程之后，就要按工艺规程顺序进行加工。在加工中除了需要机床、刀具、量具之外，成批生产时还要用机床夹具。他们时机床和工件之间的连接装置，使工件相对于机床获得正确的位置。机床夹具的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度。通常把确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程，称为定位。当工件定位后，为了避免在加工中受到切削力、重力等的作用而3破坏定位，还应该用一定的机构或装置将工件加以固定。使工件在加工过程中保持定位位置不变的操作，称为夹紧。将工件定位、夹紧的过程称为装夹。工件装夹是否正确、迅速、方便和可靠，将直接影响工件的加工质量、生产效率、制造成本和操作安全。在成批、大量生产中，工件的装夹是通过机床夹具来实现的。机床夹具在生产中应用十分广泛。

1.专用夹具设计 1.1设计前的准备工作

1.1.1.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。如大批量生产时，一般选择机动、多工件，自动化程度高的方案，结构也随之复杂，成本也提高较多。

1.1.2.熟悉工件零件图和工序图

零件图给出了工件的尺寸、形状和位置、表面粗糙度等精度的总体要求，工序图则给出了夹具所在工序的零件的工序基准、工序尺寸、已加工表面、待加工表面、以及本工序的定位、夹紧原理方案，这是夹具设计的直接依据。本夹具设计中，加工工序为：

1.车φ180孔 2.铣两侧端面

3.铣两侧槽（该设计为第三工序）往后工序略。

已知待加工工件如下图1-1所示，中央通孔孔的直径为φ180，毛胚厚100mm，外圆φ250。两侧端面已经过铣加工。

图1-1

1.1.3.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。

根据零件图可知，本道工序的内容是铣两侧槽。1.2． 总体方案的确定 1.2.1.定位方案

用心轴及一个大端面约束五个自由度，然后再用支承钉约束最后一个自由度，能够完成工具的完美约束

图1-2心轴 1.2.2选择加紧机构(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)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。选用M20的镙和挡板来配合心轴夹紧工件。

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，确定后，正式设计时也可能在具体结构上作一些修改。

1.2.3.夹具体

用来安装和固定定位元件，夹紧机构和对刀块的实体。具体大小根据整个机构的大小而调整，要保证机构的稳定，水平，所以形位公差会有较严格的要求。

图1-5

1.3.绘制夹具装配图 1.3.1.制图比例1：1.5

把工件视为透明体，用双点划线画出轮廓，画出定位面、夹紧面和加工表面，无关表面可以省略。1.3.2.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。对零件编号，填写标题栏和零件明细表。其中还要在定位，导向完成后进行定位精度验算，在夹紧机构完成后进行夹紧力的验算，以及重要的受力元件或机构的强度、刚度验算。装配图：

图1-6 1）总装配图应按国家标准尽可能1：2地绘制，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。考虑到我的加工件比较简单。工件尺寸较大，需放大显示清楚。我采用1：2。只画了主视图和俯视图。

（2）视工件为透明体，用双点画线画出主要部分（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、螺钉等），将夹具各组成元件联成一体。

（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夹具与机床的联系尺寸，即夹具在机床上的定位、国定尺寸。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，如用对刀块对刀时塞尺的尺寸、对刀块表面到定位表面的尺寸即公差。

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）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基面的位置精度。

③定位表面与导向元件间的位置精度。

（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。

1.4.绘制夹具零件图

对装配图中的非标准零件均应绘制零件图，视图尽可能与装配图位置一致，尺寸、形状、位置、配合、加工表面的表面粗糙度等要标注完整。

要注意，装配图与零件图最后要组成一张A0号图的大小 零件图一：夹具体

图1-7

零件图二：心轴

图1-8

2.夹具精度的验算 2.1.误差分析 2.1.1.位置精度

夹具的主要功能是用来保证工件加工表面的位置精度。影响位置精度的主要因素有三个方面：

1）工件在夹具中的安装误差，它包括定位误差和夹紧误差。

2）夹具在机床上对定误差，指夹具相对于刀具或相对于机床成形运动的位置误差。

3）加工过程中出现的误差，包括机床的几何精度、运动精度，机床、刀具、工件和夹具组成的工艺系统加工时的受力变形，受热变形，磨损，调整、测量中的误差，以及加工成形原理上的误差等。

第三项一般不易估算，夹具精度验算是指前两项，其和不大于工件允差的2/3为算合格。2.1.误差计算 2.2.1.影响此项精度的因素有：

1）定位误差，此项主要是心轴与对刀块安置平面基准不重合产生，最大间隙为0.05mm;

由于上述各项都是按最大误差计算，实际上各项误差也不可能同时出现最大值，各误差方向也可能不一致，因此，其综合误差可按概率法求和

=0.07mm

该项误差略大于中心距允差0.1mm的2/3，勉强可用。应减小定位和导向的配合间隙。

2.2.2.验算两孔平行度精度

工件要求Φ8H7孔全长上允差0.02mm。导致产生两孔平行度误差的因素有：

1）设计基准与定位基准重合，没有基准转换误差，但Φ180H7/n6配合间隙及孔与端面的垂直度误差会产生基准位置误差

2）定位销轴中心线对家居体底平面的垂直度。

4）刀具引偏量e产生的偏斜角。

因此，总的平行度误差合格。

3.夹具装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。3.1.夹具装配图上标注的尺寸

1）夹具外形轮廓尺寸。

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）夹具与刀具的联系尺寸，如对刀塞尺的尺寸，对刀块表面到定位表面的尺寸及公差。

4）夹具中工件与定位元件间，导向元件与刀具、衬套间，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。

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1/3~1/10,最常用的是1/3。

3.2.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 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。4 方案设计论证

（1）首先根据已知工件的需要，选择加工机床，应选用立式铣床加工比较合理。（2）然后工件主要定位部分为直径为180mm的圆孔，这样我设想用心轴加一支承钉定位，正好满足六点定位原理。

（3）最后将心轴先固定在一块夹具体上，利用内六角螺钉定位和夹紧，把工件定位后，可利用移动压板来对工件进行夹紧，工件的夹紧力的方向应该垂直与工件的轴线方向，作用点为轴的切点。

5致谢 致谢

在老师和同学的共同努力下，我们在两周的时间内完成了夹具课程设计。我们花费的时间很长，因为这是同学第一次进行这样的课程设计。虽然过程中我们遇到了遇到困难，但是在老师的指点下，同学们都的十分的努力。我们这次终于把我们所学的知识运用到现实中来了，这对同学们加深对课本知识的理解很有好处。同学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。这些都是因为老师的帮助下，我们才能完成的。谢谢老师。6感想

两周的夹具课程设计过去了，学到了很多知识。通过这次课程设计实训，使我对机械装备课程有了更进一步的了解。装备在现在工业中有着重要的作用，当然，我们现在对机械设计只不过时一个初步的了解，这门课程还有更多的知识等着我们去学习，在这两周短暂的课程设计里，我学会了一些机械设计的最基本的理论，同时也对机械装备产生了浓厚的兴趣。通过这次实训，我能够熟练运用autoCAD2010绘图软件，在这次课程设计过程中，我发现自己还有很多不足之处，在设计和计算过程中也出现了各种各样的错误，在同学和老师的帮助下也都尽量改正了，虽然还存在或多或少的问题，这也是我今后努力的方向，我会继续努力学习，来丰富自己的知识。

主要参考资料

《机床夹具设计》课程设计参考资料（上海理工大学 冯鹤敏）《机械制图》高等教育出版社（裘文言 张祖继 瞿元赏 主编）《机械制造技术基础》 机械工业出版社 第3版（卢秉恒 主编）《几何量公差与检测》 上海科学技术出版社 第九版（甘永立 主编）《机械设计课程设计》浙江大学出版社 第三版（陈秀宁 施高义主编）

第三篇：铣槽夹具说明书

目

录

前言 ··································1 设计任务书 ·······························2

一、设计思想和方案对比 ·························3 1.1设计思想 ····························3 1.2定位夹紧方案对比选择 ······················3 1.3对刀装置选择 ··························5 1.4夹具体选择 ···························5

二、定位分析与定位误差计算 ·······················5 2.1定位分析 ····························5 2.2定位误差计算 ··························5

三、对刀及导引装置设计 ·························6

四、夹紧机构设计与夹紧力计算 ······················6 4.1夹紧机构设计 ··························6 4.2夹紧力计算 ···························6

五、夹具操作说明 ····························7 心得体会 ································8 参考文献 ································9 装配图级零件图 ························（见附图）

机械设计（减速箱轴键槽铣床夹具设计）

前 言

通过机床工艺及夹具设计，汇总所学专业知识如一体(如《公差于配合》、《机械制造装备设计》、《机械制造技术基础》等)。让我们对所学的专业课得以巩固、复习及实用，在理论与实践上有机结合，使我们对各科的作用更加深刻的熟悉与理解，并为以后的实际工作奠定坚实的基础！

设计的目的：

机械制造技术基础课程设计,是在学完机械制造技术基础及夹具设计原理课程，取得感性知识后进行的一项教学环节；在老师的指导下，要求在设计中能初步学会综合运用以前所学过的全部课程，并且独立完成的一项工程基本训练。同时，也为以后搞好毕业设计打下良好基础。通过课程设计达到以下目的：

1、能熟练的运用机械制造技术基础的基本理论和夹具设计原理的知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及合理制订工艺规程等问题，培养学生分析问题和解决问题的能力。

2、通过对零件某道工序的夹具设计，学会工艺装备设计的一般方法。通过学生亲手设计夹具（或量具）的训练，提高结构设计的能力。

3、课程设计过程也是理论联系实际的过程，并学会使用手册、查询相关资料等，增强学生解决工程实际问题的独立工作能力。

4、培养学生独立思考和独立工作的能力，为毕业后走向社会从事相关技术工作打下良好的基础。

机械设计（减速箱轴键槽铣床夹具设计）

《机械制造综合课程设计》

设计任务书

设计题目：电器操纵盒键槽铣床夹具 设计要求：设计槽宽20mm键槽的铣床夹具 生产类型：中批量生产 毛坯类型：铸造件

说明：

进行本工序前，定位基准面B已加工达到要求。

工序加工要求：

1、键槽宽分别为20mm，深度分别为29mm；

2、键槽两侧面与底面B的垂直度误差为0.1/100，粗糙度为1.6。

一、设计思想

1.1设计思想

设计前先要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。如大批量生产时，尽量采用快速、高效的定位、夹

机械设计（减速箱轴键槽铣床夹具设计）

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，以适应多种工件的加工。

设计中要考虑机床夹具应满足的基本要求，包括以下几个方面：

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。

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。机床夹具中积累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。

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、调整和装备，有利于提高夹具的制造精度。

根据所给的零件图，设计铣直径为20mm的一个键槽的夹具。依次选择确定定位、夹紧、导向、夹具体的方案。1.2定位、夹紧方案的比较选择

工件在夹具中的定位是通过工件上的定位基准表面与夹具的定位元件的工作表面接触或配合来实现的，因此设计中选用的定位方法与定位元件的具体结构应与工件的定位基准表面相适宜。

夹紧方案的确定

夹紧力方向原则：

1）夹紧力的作用方向不应破坏工件的既定位置； 2）夹紧力的作用方向应使所需夹紧力尽可能小； 3）夹紧力的作用方向应使工件的夹紧变形最小。夹紧作用点原则：

1）夹紧里的作用点应正对夹具定位支撑元件或位于支撑元件所形成的稳定受力区域内，以免工件产生位移和偏转；

2）夹紧力的作用点应正对工件刚性较好的部位上，以使夹紧变形尽可能少，有时可采用增大工件受力面积或合理分布夹紧点位置等措施来实现；

3）夹紧力的作用点应尽可能靠近工件的加工表面，以保证夹紧力的稳定性和可靠性，减少工件的夹紧力，防止加工过程中可能产生振动。

根据以上要求，考虑加工零件的特点及定位方式，确定定位及夹紧方式。

机械设计（减速箱轴键槽铣床夹具设计）

工件是电器操纵盒，根据六点定位原理，要对凸台面和凸台上面的孔定位，最后限制工件绕凸台中心旋转。对外凸台面上的孔定位时，常用的定位元件有定位套，圆柱销等。我选择用短圆柱销定位，以B面为第一基准面，用挡销进行定位，用压板夹紧，螺旋夹紧工件，以及限制工件绕凸台中心旋转。我有两种方案：

方案：以凸台面上的孔为定位基准面，用短圆柱销定位，以工件尾部侧面为定位基准面，用挡销定位。

图 1.1

1.3 短圆柱销尺寸的确定

取定位孔Φ35H7直径的最小值为圆柱销的基本尺寸，销与孔按H7/g6配合，则圆柱销的直径和公差为Φ35 1.4 挡销尺寸的确定

尺寸为Φ15 两销与夹具体连接选用过渡配合ΦH6/f5。1.5 夹紧方案的确定

根据工件的定位方案，考虑夹紧力的作用点及方向，采用如图1.1所示的方式比较好。因它的夹紧点在大孔端面，接近被加工面，增加了工件的刚度，切削过程中不易产生震动，工件的夹紧变形也小，夹紧可靠。但对夹紧机构的高度要加以限制，以防和铣刀杆相碰。由于工件较小，批量又不大，为使夹具结构简单，采用了手动的螺旋压板夹紧机构。1.6对刀装置的选择

机械设计（减速箱轴键槽铣床夹具设计）

因为此工序为铣键槽，故选用直角对刀块。对刀装置是由对刀块和塞尺构成。塞尺用于检查刀具与对刀块之间的间隙，避免刀具与对刀块直接接触。对刀块采用销钉定位，螺钉紧固的方式与夹具体连接。具体结构参见图1.1。1.7 夹具在机床上的安装方式

夹具可通过定向键与机床工作台T形槽的配合实现在铣床上的定位，用通过T形槽螺栓将夹具固定在工作台上，如图1.1所示。1.8 夹具体及总体设计

夹具体的设计应通盘考虑，使各组成部分通过夹具体有机地联系起来，形成一个完整的夹具。从夹具的总体设计考虑，由于铣削加工的特点，在加工中易产生振动，故要求夹具体及其上个组成部分的所有元件的刚度、强度要足够。夹具体及夹具总体结构参见图1.1。

二、夹具总图设计

1）夹具总图上应标注的尺寸及公差配合（1）夹具的外轮廓尺寸280mm*170mm*100mm。

（2）两定位销的尺寸为：Φ15与（3）挡销到中心线距离分别为

和。

和

（4）对刀块工作表面与定位元件表面间的尺寸（5）其它配合尺寸。圆柱销及挡销与夹具体装卸孔的配合尺寸Φ20H7/n6和Φ10H7/n6。

（6）夹具定位键与夹具体的配合尺寸18H7/h6。

2）夹具总图上应标注的技术要求

（1）圆柱销、挡销的轴心线相对定位面B的垂直度公差为0.05mm。

（2）定位面B相对夹具底面的平行度公差为0.02mm。

（3）对刀快与对刀工作面相对定位键侧面的平行度公差为0.05mm。

三、定位分析与定位误差计算

2.1 定位分析：根据工序图上的要求。要保证距槽两侧面与底面B的垂直度为0.1/100。键槽深度尺寸为29+0.2；平键槽长度51mm，键槽宽度20+0.52。前两项是靠工件在夹具中定位来保证的；后三项分别是靠小拖板运动实现和键槽铣刀(定尺寸刀具)来保证的。

机械设计（减速箱轴键槽铣床夹具设计）

2.2 定位误差的计算：机械加工中，产生加工误差的原因很多。在这些因素中，有一项因素与机床夹具有关。使用夹具时，加工表面的位置误差与夹具在机床上的对定及工件在夹具中的定位密切相关。为了满足工序的加工要求，必须使工序中各项加工误差之总和等于或小于该工序所规定的工序公差。

jg

式中j为与机床夹具有关的加工误差；为与工序中除夹具外其他因素有关的误差；g为工序公差。由式可知，使用夹具加工工件时，应尽量减小与夹具有关的加工误差，在保证工序加工要求情况下，留给加工过程中其他误差因素的比例大一些，以便较易控制加工误差。

与机床夹具有关的加工误差j，一般可用下式表示：

jWZDADWJJJM

由上式可知，正确地计算出工件在夹具中的定位误差和减小其他各项误差，是设计必须认真考虑的重要问题。

定位误差是指工序基准在加工方向上的最大位置变动量所引起的加工误差。设计的夹具要从分考虑此定位方案的定位误差的大小是否在允许的范围内。一般定位误差应控制在工件允许误差的1/5~1/3之内。

由定位基准外圆查表可知：尺寸为别为0.016mm和0.04。

11，其中2sin2 和，则公差分 定位误差为H90，则H10.006mm。H20.004mm，满足条件。

三、对刀及导引装置设计

对刀装置是由对刀块和塞尺构成。直角对刀块用于加工键槽，塞尺用于检查刀具与对刀块之间的间隙，避免刀具与对刀块直接接触。由于对刀块与塞尺都已经标准化，则选用直角对刀块和对刀平塞尺。

四、夹紧机构设计与夹紧力计算

机械设计（减速箱轴键槽铣床夹具设计）

4.1夹紧机构的设计

对此工件的铣削加工，我所采用的是螺旋与压板组合实现夹紧工作的夹紧机构，而且我拟定采用的是手动夹紧，此夹紧机构结构简单，夹紧可靠，通用性大。夹紧方案的初步确定如右图所示（局部图）： 4.2夹紧力的计算

初步选定压紧螺母的尺寸为M20，选择铣刀尺寸为直径d=10mm的铣刀，齿数z2。

计算切屑力：根据刀具用高速钢，工件材料为可锻铸铁，则切削力为

FCap0.66fz0.72D0.66BzK

其中C为在用高速钢铣刀铣削时，考虑工件材料及铣刀类型的系数，其值取294；ap为铣削深度，按18mm的键槽来算，取7mm；由d=10mm的铣刀，查得，铣削速度Vc22m/min，每分钟进给量f19mm，由铣刀转速n100022389r/min，ffzZn，得到fz0.024mm；D=10mm；B为18切削宽度，取10；K为用高速钢铣削时，考虑工件材料机械性能不同的修正系数，取0.9。计算得切削力F=1050N。

对于V形块定位压板夹紧方案，为防止工件移动而需要的夹紧力为：

KFsinWK22

1sin2其中，K为安全系数，取2.4。1和2分别为工件与压板间的轴向摩擦因数和工件与V形块的轴向摩擦因数，取为0.4。则计算得需要的夹紧力根据公式：W1289N

QLtg(1)d0/2rtg2可知直径为10mm的螺杆和m10的螺母夹紧力为3925N，因为WWK,故能满足夹紧力的要求。

由于工作状态原因，切削力与夹紧力在空间上是相互垂直的。螺母提供的夹紧力足以夹紧，故无须验算。

机械设计（减速箱轴键槽铣床夹具设计）

五、夹具操作说明

在加工前，需要先将夹具安装在铣床上的正确位置，夹具在铣床上的安装是通过夹具体上安装基面与铣床上相应表面的接触和配合实现的。铣床夹具通过定位键与铣床工作台T形槽的配合来确定夹具在机床上的方位。为方便夹具在工作台上固定，夹具体上设计有耳座，两端各设置两个耳座。

压板通过铰连接固定在夹具体上，可以通过铰连接以连接点为中心做圆周运动。螺杆固定在压板活动的另一端的夹具体上，压板上开有孔，可以使之穿过螺杆，并可以以螺母夹紧固定。动作过程如下：工作时，将压板打开，把工件放在短圆柱销上，工件的一端顶在挡销上，确定好工件的准确位置，然后将压板压下，先装入压块，再用压紧螺母进行夹紧。这时铣刀在进行对刀后，就可以对工件进行加工，铣键槽，换刀，完成铣床铣两个键槽的工序。

本夹具操作简单，省时省力，装卸工件时只需靠压板紧定螺栓的松紧即可轻松实现。

心 得 体 会

通过这次课程设计，使我对机械装备课程有了更进一步的了解。装备在现在工业中有着重要的作用。当然，我们现在对机械设计只不过时一个初步的了解，这门课程还有更多的知识等着我们去学习，在这一次课程设计里，我学会了一些机械设计的最基本的理论，同时也对机械装备产生了浓厚的兴趣。

机械设计贯穿设计、制造、使用、维护的整个过程，设计时的疏忽总会在这些方面反映出来，方案成功与否很容易判断。

通过这次设计，我能够熟练运用CAD、CAXA、等软件，在这次课程设计过程中，我发现自己还有很多不足之处，在设计和计算过程中也出现了各种各样的错误，在同学和老师的帮助下也都尽量改正了，虽然还存在或多或少的问题，这也是我今后努力的方向，我会继续努力学习，来丰富自己的知识。

虽然过程中我们遇到了遇到困难，但是在老师的指点下，同学们都的十分的努力。我们把我们所学的知识运用到现实中来了，这对同学们加深对课本知识的理解很有好处。同时学会了对于不同的待加工原件，设计不同的夹具，对于夹具的各种标准件学

机械设计（减速箱轴键槽铣床夹具设计）

会了如何查标准件手册、如何使用它们。这些都是在老师的帮助下，我们才能完成的。在此衷心感谢老师们的帮助！

参 考 文 献

［1］张世昌，李旦，高航等．机械制造技术基础［M］．北京：高等教育出版社，2007.5 ［2］余承辉，姜晶等．机械制造工艺与夹具[M]．上海：上海科学技术出版社。2010.7 ［3］关慧贞，冯辛安等．机械制造装备设计（第3版）[M]．北京：机械工业出版社，2009.11 ［4］陈立德．机械制造技术基础课程设计[M]．北京：高等教育出版社，2009.5

第四篇：铣床夹具设计说明书

《机械制造工艺与机床夹具》课程设计——

铣床夹具设计说明书

专 业: 数 控 技 术 班 级: 指导教师: 姓 名: 学 号:

2011年6月21日

铣床夹具设计说明书

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

一、课程设计的要求：

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

2.培养结构设计能力，掌握结构设计的方法和步骤

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

4.进一步培养机械制图、分析计算、结构设计、编写技术文件等基本技能。

二、设计题目：

《机械制造工艺与机床夹具》课本P381题5-4

三、被加工零件的结构特点及制定工序的加工要求

1.结构特点

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

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

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

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

四、设计方案的讨论

1．初定夹具结构方案: 1）工件定位方案及定位装置

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

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

3）其他装置及原件的结构形式

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

4）夹具体的结构形式及夹具与机床的连接方式

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

2.审查方案与改进设计

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

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

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

五、设计小结

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

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

由于自己的能力所限，设计中还有许多不足之处，恳请各位老师、同学们批评指正。

主要参考资料:

1、《机床夹具设计手册》 辽宁科学技术出版社 徐鸿本

2、《机械设计课程设计》 浙江大学出版社

3、《机床夹具设计》 哈尔滨工业大学出版社 王启平

4、《机械制造工艺设计简明手册》哈尔滨工业大学 李益民

第五篇：铣床夹具课程设计说明书

课 程 设 计

设计题目 铣床夹具设计

班 级 机制3113 设计小组 第5小组 指导老师 袁帮谊、王甫

目录

前言..........................................................................错误！未定义书签。第1章 设计准备工作..............................................................................4 1.1熟悉加工零件图.................................................................................4 1.2加工零件图分析.................................................................................2 第2章 结构方案设计..............................................................................6 2.1 定位方案设计................................................................................6

2.1.1确定定位方案.....................................................................6 2.1.2 选择定位元件，设计定位装置......................................5

2.2 夹紧方案设计..................................................................................6

2.2.1 确定夹紧方案..................................................................6 2.2.2 夹紧装置设计..................................................................6

2.3 夹具体设计......................................................................................8 第3章 夹具装配图的绘制....................................................................10 3.1 夹具总装图上应标注的尺寸及公差............................................10 3.2 夹具总装图应标注的技术条件....................................................10 第4章误差设计.......................................................................................12 4.1 误差分析...........................................................................................12 4.1.1定位误差.........................................................................................12 4.1.2产生定位误差的原因.....................................................................12 4.2定位误差的计算................................................................................12 谢 辞.........................................................................................................16

前 言

由机械加工生产实践可以知道，任何机械加工都不能离开夹具。不论是使用 通用夹具，还是使用专用夹具，总是需要先将工件定位夹紧后，才能进行加工。所以，夹具是现代机械加工行业中不可缺少的的重要工艺装备之一。使用夹具可 以提高工件的加工精度并保证零件的互换性，提高劳动生产率，同时可以降低劳 动强度，改善工人的劳动条件。使用夹具还可以扩大现有机床的应用范围，充分 利用现有的设备资源。先进的夹具技术，可以获得巨大的经济效果。夹具的种类很多。其中，使用范围最广泛的是通用夹具，如车床上用的三爪 卡盘和铣床上用的平口虎钳等，这类夹具的规格尺寸已标准化，由专业厂进行生 产。而用于批量生产、专门为工件的某个加工工序服务的专用夹具，则必须由各 制造厂自行设计制造。由于专用夹具的设计制造在很大程度上影响加工质量、生 产效率、劳动条件和生产成本，因此，它是各机械制造厂新产品投资、老产品改 进和工艺更新中的一项重要生产技术准备工作，也是每一个从事机械加工工艺的 技术人员必须掌握的基础知识。

二、机床夹具分析

1.夹具的组成 夹具的使用对象虽不相同，夹具的结构和功用也不大一样，但是从不同的夹 具结构中可以概括出一般夹具所共有的结构组成。归纳起来，夹具可视为既独立 又相互联系的六部分组成。定位装置是由定位元件组合而成的，其主要作用是确 定工件在夹具中的确定位置。夹紧装置一般是由力源、中间传力机构及夹紧元件 组成，其作用是保持工件由定位所取得的确定位置并抵抗动态下系统所受的外力 及其影响，使加工得以顺利实现。安装元件是指与机床装夹面组成安装副并使工 件在夹具中取得的确定位置，从而确保工件对机床取得正确位置的元件。导向对 刀元件，一般专指钻套、锉套(对刀件)等元件，其作用是在确保其对定位元件位 置精度的前提下，直接或间接的引导刀具实现加工并在加工过程中保持工件与刀 具间的确定位置。其他装置或元件是为了满足设计给定条件(包括被加工工件的 工序精度要求、批量、夹具制造部门的设备状况及工艺水平)及使用方便，夹具 上还酌情设置分度装置、送料装置及顶出装置等。夹具体是指按夹具结构及总装 技术要求，连接、支承其它装置(或元件)并保持总装精度的基础元件。夹具的组成随设计给定条件而变化。一般夹紧装置及夹具体构成。而对于专 用夹具而言，则必须另加导向或对刀元件，其余装置或元件则可按需要确定。

2.夹具的功能(1)工件通过夹具进行安装，一是要保证定位准确，二是要保证夹具紧要求。保证工件加工表面的位置精度，且精度稳定。1(2)使用夹具来安装工件，应能减少划线、找正、对刀等辅助时间，用气动、液动夹紧装置可进一步减少辅助时间，提高生产效率。(3)减轻操作工人的劳动强度，保证生产安全。3.夹具的基本要求 夹具设计的原则是经济和通用，它可以概括为“好用、好造、好修”这 6 个 字，其中好用是主要的，但必须以不脱离生产现场的实际制造和维修水平为前提。

第1章 设计准备工作

1.1熟悉加工零件图

零件图应该无遗漏的给出加工零件的全部信息，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、其它特殊技术要求等。

该加工零件如下图：

图1-1 被加工零件为轴套类零件；零件图如课本P246题图6.25所示；零件的主要加工面为Φ20、Φ

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

1.2加工零件图分析

该工序为加工槽28H11，深度为35，该槽的公差等级为11级，精度要求较高。夹具的主要任务是保证槽的对称度。使用机床夹具后，这种精度主要靠夹具和机床来保证，不在依赖与工人的技术水平。所设计的夹具应有以下基本要求：

1)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。

2)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。

3)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。

4)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。

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。

第2章 结构方案设计

2.1 定位方案设计

2.1.1确定定位方案

定位是指确定工件在机床（工作台）上或夹具占有正确的位置的过程，通常可以理解为工件相对于切削刀具或磨具的一定位置，以保证加工尺寸和形位精度的要求。

确定定位方案应注意以下问题：

1)按照工件要求确定工件必须限制的自由度，决不允许欠定位。2)当发生重复定位时应根据其对加工是否产生有害影响，判断其属于可用重复定位还是属于不可用重复定位。不可用重复定位也是不允许的。3)大型、重型零件等不易搬运的工件采用孔销配合等定位方式时，可采用预定位来降低人的劳动强度，提高生产效率。

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：定位方案及装置：大平面一销定位，利用大平面限制3个自由度，销限制2个自由度，Φ6孔内放菱形销限制1个自由度，完全定位。

2.1.2 选择定位元件，设计定位装置

定位销

2.2 夹紧方案设计

2.2.1 确定夹紧方案

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。因此为了确定比较合理的夹紧方案，按如下步骤设计夹紧方案（应该注意的问题）：

1)根据工件的形状、大小、加工要求、定位装置的结构和布置情况等，确定夹紧点与作用方向。

2)分析工件的受力情况，运用类比、试验或估算等方法，确定所需夹紧力的大小。

3)按所需夹紧力，并根据生产批量，选择或设计夹紧装置。4)在设计时，尽可能采用已有的、可靠的夹紧方式，这样可以免除复杂的设计计算，加快设计过程。

在考虑到以上问题的基础上确定夹紧方案，夹紧方案的确定，其实就是夹紧力的确定。夹紧力的确定就是确定夹紧力的方向、作用点和大小三个要素。在进行这项工作时，必须结合定位装置的结构形式和布置方式，并分析工件的结构特点、加工要求及其他作用于工件上的外力情况，在此基础上确定夹紧力的方向、作用点和大小。

2.2.2 夹紧装置设计

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。

2.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。

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。3.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。选用转角气缸夹紧机构来对被加工工件进行夹紧。

转角气缸夹紧机构的特点：

① 结构简单，加紧可靠施力范围大。② 自锁性能好。

③ 扩力比80以上，行程S不受限制。④ 有效降低工人劳动强度。

在考虑到以上要求的基础上，根据加工零件的具体情况和夹紧方案分析设计出夹紧装置如下图：

夹紧结构示意图

2.2.3 夹具体设计

本夹具体采用机械切削加工制造:

优点:1)可以制造出比较复杂的结构形状。

2)易于加工,价格低廉,可降低夹具成本。

铸造的生产周期长,而且因铸造时的内应力缘故,易引起变形,从而影响夹具体精度的持久性，而且夹具批量少不符合铸造条件。与焊接结构相比,机械切削可以制造出形状比较复杂的结构。因此,本夹具采用机械切削制造比较合适。基于以上分析，设计出本夹具的夹具体如下图所示：

所设计夹具的夹具体

图2-9

第3章 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，绘图比例尽量采用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相互关系表达清楚。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。

应先用细双点画线将工件的外形轮廓、定位基面、夹紧表面及加工表面绘制在各个视图的合适的位置上,然后依次绘出定位装置、夹紧装置、其它装置和夹具体。在夹具总装配图上工件可以看做透明体，不遮挡后面的线条。

3.1 夹具总装图上应标注的尺寸及公差

1)夹具的最大轮廓尺寸为156mm ×120mm×20mm。2)槽的宽度为28H11，及对称度为0.12。

3.2 夹具总装图应标注的技术条件

1)定位销的上平面对夹具体底面B平度度误差不大于0.02mm。2)定位销对夹具体的垂直度误差不大于0.03mm。

基于以上分析绘制出夹具总装配图如下图所示：

第4章 误差设计

4.1误差分析

4.1.1定位误差

工件的加工误差是指工件加工后在尺寸形状和位置三个方面偏离理想工件的大小它是由三部分因素产生的

1工件在夹具中的定位、夹紧误差。

2夹具带着工件安装在机床上夹具相对机床主轴或刀具或运动导轨的位置误差也称对定误差。

3加工过程中误差如机床几何精度工艺系统的受力、受热变形、切削振动等原因引起的误差。

其中定位误差是指工序基准在加工方向上的最大位置变动量所引起爱的加工误差。

4.1.2产生定位误差的原因

1.基准不重合来带的定位误差

夹具定位基准与工序基准不重合两基准之间的位置误差会反映到被加工表面的位置上去所产生定位误差称之为基准转换误差。

2.间隙引起的定位误差

在使用心轴、销、定位套定位时定位面与定位元件间的间隙可使工件定心不准产生定位误差。

3.与夹具有关的因素产生的定位误差

1）定位基准面与定位元件表面的形状误差。

2）导向元件、对刀元件与定位元件间的位置误差以及其形状误差导致产生的导向误差和对刀误差。

3）夹具在机床上的安装误差即对定误差导致工件相对刀具主轴或运动方向产生的位置误差。

4）夹紧力使工件与定位元件间的位置误差以及定位元件、对刀元件、导向元件、定向元件等元件的磨损。

4.2定位误差的计算

定位误差是指工序基准在加工方向上的最大位置变动所引起的加工误差。设计的夹具要从分考虑此定位方案的定位误差的大小是否在允许的范围内。一般定位误差应控制在工件允许误差的1/5~1/3之内。

定位误差△D。由于对称度的工序基准是Φ50的轴线，定位基准是Φ20H7的轴线，故△B=0.027.工件以平面定位，△Y=0。因此，定位误差△D=0.027。

谢 辞

通过这一个多月的努力,这次课程设计终于告一段落。首先要感谢我 们的几位指导老师。正是因为有他们的不断付出与指导，我们的夹具设计才能得以圆满结束。在这一个多月的时间里我学到了不少的专业知识也认识到了许多问题，刚开始在设计的过程中我们没有考虑到机床加工的困难问题以及成本问题而导致我们设计的夹具在理论上是可以实现的而在实际加工过程中是很难加工完成的。所以在各位老师的耐心指导下我们不断的修改于完善，最终才才得以完成。在加工过程中我们也遇到了这样与哪样的困难，但是经过组员的探讨和共同努力，我们克服了种种困难，最终一件成功的夹具展现在我们的眼前。最后还要感谢的就是我们这组的组长，正是有了他优秀的领导能力以及团结合作能力我们才能够圆满完成任务。