拨叉钻孔夹具(铣床 钻床)（本站推荐）

第一篇：拨叉钻孔夹具(铣床 钻床)（本站推荐）

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毕业设计（论文）题目

摘 要

随着全球制造产业的区域转移整个制造行业竞争的加剧，所有机械加工生产单位都面临提高生产效率的问题。

本论文是结合目前实际生产中，常常发现仅用通用夹具不能满足生产要求，用通用夹具装夹工件生产效率低劳动强大，加工质量不高，而且往往需要增加划线工序，而专门设计的铣床钻床夹具，主要包括夹具的定位方案，夹紧方案、对刀方案、钻模套方案，夹具体与定位键的设计及加工精度等方面的分析。可以有效的减少工件加工的基本时间和辅助时间，大大提高了劳动生产力，从而可以有效地减轻工人的劳动强度和增加劳动效率。

关键词：铣床，钻床，对刀块，钻模套，拨叉

I 全套设计包括设计说明书+CAD图纸。购买请联系qq：541937254

ABSTRACT

With the global transfer of manufacturing industry in regional competition throughout the manufacturing industry, all production units are facing machining to improve production efficiency.In the machining process technology and equipment as the workpiece clamping fixture, in improving the production efficiency has its particular advantages.Especially in the machining process, with appropriate processing aids.(Such as fixtures)so powerful in the improved production efficiency, so many complex parts processing as possible, conventional machining parts to further enhance the quality and reduce labor intensity, in ensuring quality of products, while mass production of precision, thus reducing production costs.To some extent increase the use of fixture actual production efficiency of enterprises.Thus the understanding of knowledge and learning fixture in today's priority is obviously important.This paper is combined with the current actual production, often found only universal fixture can not meet the production requirements, workpiece clamping fixture with the general low productivity of labor power, processing quality is not high, and often need to increase the marking process, a specially designed Types of milling fixture, including fixture locating scheme, clamping program, tool programs, folders and location specific key aspects of the design and analysis of precision machining.Workpiece can effectively reduce the time and support the basic time, greatly improving labor productivity, which can effectively reduce the labor intensity and increase labor efficiency

KEY WORDS:.Drilling，Milling Machine，Tool Block，Drilling template，Fork

II 全套设计包括设计说明书+CAD图纸。购买请联系qq：541937254

目 录

前 言................................................................................................43 第1章 机床夹具概论......................................................................44

1.1 机床夹具及其功用...............................................................44

1.1.1 概念............................................................................44 1.1.2 机床夹具的主要功能.................................................44 1.2 夹具装夹工件的方法及特点...............................................44

1.2.1 机床夹具及其功用.....................................................44 1.2.2 工件的定位夹紧.........................................................44 1.3 机床夹具的分类和组成.......................................................45

1.3.1 按夹具的通用特性分类.............................................45 1.3.3 机床夹具的组成.........................错误！未定义书签。1.4 机床夹具的现状及发展方向...............错误！未定义书签。

1.4.1 机床夹具的现状.........................错误！未定义书签。1.4.2现代机床夹具的发展方向..........错误！未定义书签。1.5工件定位的基本原理............................错误！未定义书签。

1.5.1 自由度的概念和六点定位原则.错误！未定义书签。1.5.2 工件定位中的几种情况.............错误！未定义书签。1.5.3 定位基准的基本概念.................错误！未定义书签。1.6 常用定位元件及选用...........................错误！未定义书签。

1.6.1 对定位元件的基本要求.............错误！未定义书签。1.6.2 常用定位元件所能限制的自由度错误！未定义书签。1.6.3 常用定位元件的选用.................错误！未定义书签。1.7 定位误差分析.......................................错误！未定义书签。

1.7.2 常见的定位方式中基准位移误差错误！未定义书签。1.7.3 定位误差的合成.........................错误！未定义书签。1.8 工件的夹紧...........................................错误！未定义书签。

1.8.1 夹紧装置的组成和夹紧装置的设计原则错误！未定义书签。2.夹紧装置的设计原则.....................错误！未定义书签。

III 全套设计包括设计说明书+CAD图纸。购买请联系qq：541937254 1.8.2 定夹紧力的基本原则.................错误！未定义书签。1.8.3 减小夹紧变形的措施.................错误！未定义书签。1.9 工件的组合定位...................................错误！未定义书签。

1.9.1 工件组合定位应注意问题.........错误！未定义书签。1.9.2 工件以两孔一面定位.................错误！未定义书签。1.9.3 组合表面定位及其误差分析.....错误！未定义书签。

第2章 铣床夹具设计......................................................................46

2.1 铣床夹具的分类...................................................................46 2.2 铣床常用通用夹具的结构...................................................46 2.3 铣床夹具的设计特点...........................错误！未定义书签。

2.3.1 铣床夹具的安装.........................错误！未定义书签。2.3.2 铣床夹具的对刀装置.................错误！未定义书签。2.4 定位方案..............................................错误！未定义书签。

2.4.1六点定位原理及应用定位原理几种情况错误！未定义书签。2.4.2 确定要限制的自由度和定位方案选择错误！未定义书签。2.5 夹紧方案..............................................错误！未定义书签。2.6 对刀方案..............................................错误！未定义书签。2.7 夹具总图上的尺寸、公差和技术要求错误！未定义书签。2.8 夹具精度分析.......................................错误！未定义书签。2.9 粗铣拨叉槽加工计算...........................错误！未定义书签。第3章 钻床夹具设计......................................................................46

3.1 钻床夹具的分类...................................................................46 3.2 钻床常用通用夹具的结构...................................................47 3.3 钻床夹具的设计特点...........................错误！未定义书签。

3.3.1 钻床夹具的安装.........................错误！未定义书签。3.3.2 钻床夹具的钻模套装置.............错误！未定义书签。3.4 定位方案..............................................错误！未定义书签。

3.4.1 工件定位....................................错误！未定义书签。3.4.2 确定要限制的自由度.................错误！未定义书签。3.5 夹紧方案..............................................错误！未定义书签。

IV 全套设计包括设计说明书+CAD图纸。购买请联系qq：541937254 3.5.1 夹紧装置的设计原则.................错误！未定义书签。3.6 钻模套方案..........................................错误！未定义书签。3.7 夹具总图上的尺寸、公差和技术要求错误！未定义书签。3.8 粗钻拨叉孔加工计算..........................错误！未定义书签。

3.8.1 加工计算....................................错误！未定义书签。3.8.2 夹紧力的计算............................错误！未定义书签。

结 论..................................................................................................47 谢 辞..................................................................................................47 参考文献............................................................................................48 3.7.1 下面是对拨叉钻孔夹具（见装配图）的分析说明错误！未定义书

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前 言

夹具最早出现在1787年，随着科学技术的巨大进步及社会生产力的迅速提高，机床夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺设备。科技的进步，生产的发展和产品在时常上的竞争，产品更新换代的周期越来越短，对机床夹具的设计、制造、使用提出了新的更高的要求。现代机床夹具应该朝精密化柔性化、标准化等方面发展。

面对发我国经济近年来的快速发展，机械制造工业的壮大，在国民经济中占重要地位的制造业领域得以健康快速的发展。制造装备的改进，使得作为制造工业重要设备的各类机加工艺装备也有了许多新的变化。特别是作为机械制造中装夹工件的工艺装备的夹具，在机械化大生产的今天显的更加重要起来，因为夹具是加工生产内不可却少的重要部分。机械制造中特别是在金属切削加工过程中，配以适当的夹具等加工辅助工具，有力于提高企业生产效率，降低劳动强度，保证加工产品质量，从而降低生产成本，提高企业效益。从而在某种程度上对提高我国企业的竞争力有一定的促进作用。

该夹具具有良好的加工精度，针对性强，主要用于拔叉零件铣槽和钻孔工序的加工。本夹具具有夹紧力装置，具备现代机床夹具所要求的高效化和精密化的特点，可以有效的减少工件加工的基本时间和辅助时间，大大提高了劳动生产力，从而可以有效地减轻工人的劳动强度和增加劳动效率。

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第1章 机床夹具概论

1.1 机床夹具及其功用

1.1.1 概念

机床夹具是在机械制造过程中，用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受加工或检测并保证加工要求的机床附加装置，简称为夹具。

在我们实际生产中夹具的作用是将工件定位，以使加工工件获得相对 机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。

1.1.2 机床夹具的主要功能

在机床上加工工件的时候，必须用夹具装好夹牢所要加工工件。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，使之在已经定好的位置上将工件可靠地夹紧，这一过程称为夹紧。从定位到夹紧的全过程，称为装夹。机床夹具的主要功能就是完成工件的装夹工作。工件装夹情况的好坏，将直接影响工件的加工精度。

1.2 夹具装夹工件的方法及特点

1.2.1 机床夹具及其功用

工件的装夹方法有找正装夹法和夹具装夹法两种。

找正装夹方法是以工件的有关表面或专门划出的线痕作为找正依据，用划针或指示表进行找正，将工件正确定位，然后将工件夹紧，进行加工。这种方法安装方法简单，不需专门设备，但精度不高，生产率低，因此多用于单件、小批量生产。

1.2.2 工件的定位夹紧

夹具装夹方法是靠夹具将工件定位、夹紧，以保证工件相对于刀具、44 全套设计包括设计说明书+CAD图纸。购买请联系qq：541937254 机床的正确位置具有以下特点：

1.工件在夹具中的正确定位，是通过工件上的定位基准面与夹具上的定位元件相接触而实现的。因此，不再需要找正便可将工件夹紧。

2.由于夹具预先在机床上已调整好位置（也有在加工过程中再进行找正的），因此，工件通过夹具对于机床也就占有了正确的位置。

3.通过夹具上的对刀装置和钻模套装置，保证了工件加工表面相对于刀具的正确位置。

4.装夹基本上不受工人技术水平的影响，能比较容易和稳定地保证加工精度。

5.装夹迅速、方便，能减轻劳动强度，显著地减少辅助时间，提高劳动生产率。

6.能扩大机床的工艺范围。如镗削图机体上的阶梯孔，若没有卧式镗床和专用设备，可设计一夹具在车床上加工。

1.3 机床夹具的分类和组成

1.3.1 按夹具的通用特性分类

目前中国常用夹具有通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具和自动线夹具等五大类。1．通用夹具

通用夹具是指结构、尺寸已规格化，且具有一定通用性的夹具。其优点是适应性强、不需要调整或稍加调整即可装夹一定形状和尺寸范围内的各种工件。这类夹具已商品化。如三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、台虎钳、万能分度头、顶尖、中心架、电磁吸盘等。采用这类夹具可缩短生产准备周期，减少夹具品种，从而减低生产成本。其缺点是夹具的加工精度不高，生产力较低且较难装夹形状复杂的工件，故适用于单件小批量生产中。2．专用夹具

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第2章 铣床夹具设计

2.1 铣床夹具的分类

铣床夹具按使用范围，可分为通用铣夹具、专用铣夹具和组合铣夹具三类。按工件在铣床上加工的运动特点，可分为直线进给夹具、圆周进给夹具、沿曲线进给夹具（如仿形装置）三类。还可按自动化程度和夹紧动力源的不同（如气动、电动、液压）以及装夹工件数量的多少（如单件、双件、多件）等进行分类。其中，最常用的分类方法是按通用、专用和组合进行分类。

2.2 铣床常用通用夹具的结构

铣床常用的通用夹具主要有平口虎钳，它主要用于装夹长方形工件，也可用于装夹圆柱形工件。

机用平口虎钳是通过虎钳体固定在机床上。固定钳口和钳口铁起垂直定位作用，虎钳体上的导轨平面起水平定位作用。活动座、螺母、丝杆（及方头的）和紧固螺钉可作为夹紧元件。回转底座和定位键分别起角度分度和夹具定位作用。

第3章 钻床夹具设计

3.1 钻床夹具的分类

钻床夹具按使用范围，可分为通用铣夹具、专用铣夹具和组合铣夹具三类。按工件在铣床上加工的运动特点，可分为直线进给夹具、圆周进给夹具、沿曲线进给夹具（如仿形装置）三类。还可按自动化程度和夹紧动力源的不同（如气动、电动、液压）以及装夹工件数量的多少（如单件、双件、多件）等进行分类。其中，最常用的分类方法是按通用、专用和组

全套设计包括设计说明书+CAD图纸。购买请联系qq：541937254 合进行分类。

3.2 钻床常用通用夹具的结构

结 论

毕业设计是本科学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的机会，通过这次拨叉加工设计，我摆脱了单纯的理论知识学习状态，和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志品质力，抗压能力及耐力也都得到了不同程度的提升。这是我们都希望看到的也正是我们进行毕业设计的目的所在。

虽然毕业设计内容繁多，过程繁琐但我的收获却更加丰富。各种夹具造更大价值。

谢 辞

本论文是在姚永玉老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，姚老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。在此谨向姚老师致以诚挚的感谢和崇高的敬意。搞毕业设计也是

全套设计包括设计说明书+CAD图纸。购买请联系qq：541937254 一个新学习和检验学习知识的过程，充分将学习的知识应用于实际的设计中，温故而知新，有助于我们更好的掌握所学的内容。

参考文献

[1] 王光斗，王春福等.机床夹具设计手册.上海科学技术出版社，1988 [2] 杨黎明编.机床夹具设计.国防工业出版社，1994 [3] 韩洪涛等.机械制造技术.化学出版社，2002 [4]

第二篇：831005拨叉铣床夹具设计说明书

目录

设计说明...............................................................................................................................................................1

1、零件的分析.....................................................................................................................................................3 1.1.零件的作用.............................................................................................................................................3 1.2.零件的工艺分析.....................................................................................................................................3

2、工艺规程设计.................................................................................................................................................4 2.1.确定毛坯的制造形式.............................................................................................................................4 2.2.基准的选择.............................................................................................................................................4 2.3.制定工艺路线.........................................................................................................................................4 2.4.机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸确定.........................................................................................5

3、夹具设计.........................................................................................................................................................7 3.1.镗孔夹具设计研究原始质料.................................................................................................................8 3.2．定位基准的选择..................................................................................................................................8 3.3.切削力及夹紧力的计算.........................................................................................................................8

4、设计体会语...................................................................................................................................................10 参考文献.............................................................................................................................................................11

设计说明

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》、《机械零件设计》、《金属切削机床》、《机械制造工艺》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！

在此次设计中我们主要是设计831005拨叉的铣床夹具。在此次课程设计过程中，我小组成员齐心协力、共同努力完成了此项设计。在此期间查阅了大量的书籍，并且得到了有关老师的指点，尤其是李君老师，在此表示感谢！

课程设计是在课程实习的基础上进行的，根据自己的设计课题，在课程实习期间认真调查研究、搜索资料。

本次设计是提高CA6140车床上拨叉的加工效率，设计正确的加工工艺路线，以及某道工序的夹具。这次设计涉及到机床，机械加工工艺，工装夹具等机制专业的几乎所有的专业基础知识。是一次全面地，系统地检查自己在大学期间对专业知识学习的情况，在整个设计过程中做到严谨认真，一丝不苟的精神，尽量使自己的设计达到理想的水平，通过独立的查找资料，分析，计算完成方案设计，图纸设计和编写技术文件等，设计了这套比较完整的加工工艺路线，使自己对机制专业有了更深刻的认识。

由于时间短促，经验不足以及水平有限，本次设计难免许多不妥和错误之处，敬请批评指正，以便及时改正。

一、零件的分析

1.零件的作用

题目给定的零件是831005拨叉它位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求进行工作。宽度为8+0.0120mm的槽尺

寸精度要求很高，因为在拨叉拔动使滑 移齿轮时如果槽的尺寸精度不高或间隙 很大时，滑移齿轮得不到很高的位置精 度。所以，宽度为8+0.0120mm的槽和滑 移齿轮的配合精度要求很高。

2.零件的工艺分析

831005拨叉共有两组加工表面。以花键孔的中心线为基准的加工面

这一组面包括Ø25+0.230mm的六齿方花键孔、Ø22+0.280花键底孔两端的2X150到角和距中心线为27mm的平面。

以工件右端面为基准的8+0.030 mm的槽和18+0.120mm的槽

经上述分析可知，对于两组加工表面，可先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面

二、工艺规程设计

1.确定毛坯的制造形式

零件的材料为HT200，由于零件形状规范，可以直接用铸造，属于中批生产。

2.基准的选择

基准选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进（1）粗基准的选择

粗基准选择一般的原则：1.保证相互位置要求的原则 2.保证加工表面加工余量合理分配的原则 3.便于装夹的原则 4.粗基准一般不得重复的原则。要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证831005拨叉在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从831005拨叉零件图分析可知，选择作为831005拨叉加工粗基准。（2）精基准的选择原则

选择精基准的原则：1.基准重合原则 2.统一基准原则 3.互为基准原则 4.自为基准原则 5.便于装夹原则。

要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证831005拨叉在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从831005拨叉零件图分析可知，它的底平面与侧面三孔平行而且占有的面积较大，适于做精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于两侧面，因为是非加工表面，所以也可以用与顶平面的四孔的加工基准。

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方便。粗基准的选择：因为要保证花键的中心线垂直于右端面，所以以Φ40的外圆表面的粗基准。

精度基准的选择：为保证定位基准和工序基准重合，以零件的A面为精基准。

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，尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理保证。

（1）工艺路线方案一

方案一

工序：

1.粗、精车端面，钻、扩花键底孔、倒两端15°倒角。2.粗、精铣削B面。3.铣削8+0.030mm的槽。4.铣削18+0.0120mm的槽。5.拉花键。6.终检

方案二

工序：

1.粗、精车端面，钻、扩花键底孔、倒两端15°倒角。以Ф40mm圆柱面为粗基准。选用C3163-1转塔式六角车床及三爪卡盘夹具。2.拉花键。以A面为基准，3.铣削槽B面。以花键的中心线及A面为基准。选用X62W卧式铣床加专用夹具 4.铣削18+0.0120mm的槽。以花键的中心线及A面为基准。选用X62W卧式铣床加专用夹具。

5.铣削8+0.030mm的槽。以花键的中心线及A面为基准。选用X62W卧式铣床加专用夹具。6.终检

（3）工艺方案的比较和分析

上述两方案中，工艺方案一把拉花键放在最后一道工序。但此方案中2.3.4工序很难对工件进行定位和加紧、方案二中，把花键放在第一道工序的后边，这样，方案二中的3.4.5道工序很容易对工件进行定位与加紧即以花键中心线和A面作为3.4.5道工序的定位基准。此方案定位精度高，专用夹具结构简单、可靠，所以采用方案二比较合理。以上工艺过程详见附表1“机械加工工艺过程综合卡片” 综上所述将方案的加工工艺路线定制如下： 工序：

粗、精车端面，钻、扩花键底孔、倒两端15°倒角。以Ф40mm圆柱面为粗基准。选用C3163-1转塔式六角车床及三爪卡盘夹具。拉花键。以A面为基准，铣削槽B面。以花键的中心线及A面为基准。选用X62W卧式铣床加专用夹具

铣削18+0.0120mm的槽。以花键的中心线及A面为基准。选用X62W卧式铣床加专用夹具。铣削8+0.030mm的槽。以花键的中心线及A面为基准。选用X62W卧式铣床加专用夹具。终检

以上工艺过程详见附表“机械加工工艺过程综合卡片”。

4.机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸确定

加工工件尺寸：8+0.030mm , 长度L=40mm 加工要求：高速钢错齿三面刃铣刀（精密级K8）加工余量8 用乳化液冷却

机床：X62W 1)选择刀具：由加工尺寸公差0-0.3。所以铣刀精度为精密级K8 铣刀参数：L=8mm D=63 d=22 d1=34 ro=15° ao=12°an=6°Z=16 2)选择切削量

由于槽的深度为8mm, 故一次走完，ae=8mm ap=8mm 由《切削用量简明手册》表3.3 确定f=0.15-0.3mm/r 现取f=0.3mm/r fz=0.3/16=0.018mm/z 3)选择铣刀磨钝标准及刀具寿命：根据《切削用量简明手册》表3.7,得最大磨损量为0.5 由表3.8确定刀具寿命：T=100min其中

4)决定切削速度Vc和每齿进给量Vf、由《切削用量简明手册》3.27的公式 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv Cv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12,Ksv=0.8,KTv=0.82, Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv =82.86m/min n=1000×Vc/do=1000×82.86/3.14×63=418.87r/min 根据X62W型铣床说明书选nc=375r/min 实际速度Vc=donc/1000=74.2m/min 选Vfc=ncf=375X0.3=112.5mm/min 根据X62W型铣床说明书选选Vf=110mm/min fzc=110/375×16=0.018mm/z 1)机床功率：根据《切削用量简明手册》表3.28 公式

圆周力 fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doaFnWF)KFC

KTV=0.90 KMFC=0.9

4由表28 得 CF=30，XF=1.0，yF=0.65，UF=0.83，WF=0，qF=0.83，KFC=1.28 Fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doqFnWF)KFC=30 X 8 X 0.018 X 8/ 63 X 375 =505.6 N M=FCdo/2×103=15.9N•M Pc=FcVc/1000=1.18km 根据X62W型铣床说明书，功率足够。6)基本工时基本工时根据 《切削用量简明手册》表3.5 Tm=(L+L1+△)/Vf=(40+14)/110=0.49（min）L1+△=14mm

三、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，需设计专用夹具。

经过与指导老师给题，决定设计加工顶部8mm槽的夹具。

1.镗孔夹具设计研究原始质料

经过与指导老师协商，决定设计第5道工序——铣宽为80

+0。0

3mm槽的铣床夹具。本夹具将用与X63卧式铣床。刀具为高速钢直齿三面刃铣刀，来对工件进行加工。

本夹具主要用来铣宽为80+0。03mm的槽，由于采用宽为80+0。022mm的精密级高速钢直齿三面刃铣刀，一次铣削，所以主要应该考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度．

2．定位基准的选择

由零件图可知，宽为80+0。03mm的槽，其设计基准为花键孔中心线和工件的右加工表面（A）为定位基准。因此选用工件以加工右端面（A）和花键心轴的中心线为主定位基准。

3.切削力及夹紧力的计算

刀具：高速钢直齿三面刃铣刀，Ø63mm, Z=14 Fz=CP·t0.83·Sz0.65·D-O.83·B·Z·kP(见《切削手册》3-56表)解得 Fz =200(N)

其中CP=52，t=8mm, Sz=0.08mm/s, B=8mm, D=63mm, Z=14, kP=(HB/198)0.55 在计算切削力时，必须考虑安全系数。安全系数K= k1 k2 k3 k4 水平切削分力FH=1.1 Fz =220(N)垂直切削分力Fv=0.3 Fz=60(N)其中： k1为基本安全系数1.5 k1为加工性质系数1.1 k1为刀具钝化系数1.1 k1为断续切削系数1.1 F,=KFH =1.5 X 1.1 X 1.1 X 1.1 X 200=400(N)实际加紧力为WK= KFH/U1U2=400/0.5=800(N)其中U1和U2为夹具定位面及加紧面上的磨擦系数，U1=U2=0.025 螺母选用M16X1.5细牙三角螺纹，产生的加紧力为 W=2M/D2tg(a+6’55)+0.66(D3-d3/ D2-d2)解得： W=1O405(N)

其中： M=19000 N.M D2=14.8mm a=2029, D=23mm d=16mm 此时螺母的加紧力W已大于所需的800(N)的加紧力，故本夹具可安全工作。3.定位误差分析

由于槽的轴向尺寸的设计基准与定位基准重合，故轴向尺寸无基准不重合度误差。径

向尺寸无极限偏差、形状和位置公差，故径向尺寸无基准不重合度误差。即不必考虑定位误差，只需保证夹具的花键心轴的制造精度和安装精度。

四、设计体会语

为期四周的夹具课程设计已经接近尾声，回顾整个过程，我组同学在老师的指导下，取得了可喜的成绩，课程设计作为《机械制造工艺学》、《机床夹具设计》课程的重要环节，使理论与实践更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。本次课程设计主要经历了两个阶段：第一阶段是机械加工工艺规程设计，第二阶段是专用夹具设计。第一阶段我们运用了基准选择、切削用量选择计算、机床选用、时间定额计算等方面的知识；夹具设计的阶段运用了工件定位、夹紧机构及零件结构设计等方面的知识。

通过此次设计，使我们基本掌握了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等。学会了查相关手册、选择使用工艺装备等等。

总的来说，这次设计，使我们在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。提高了我们的思考、解决问题创新设计的能力，为以后的设计工作打下了较好的基础。

由于能力所限，设计中还有许多不足之处，恳请老师批评指正！

参考文献

[1]、徐嘉元，曾家驹主编《机械制造工艺学》机械工业出版社 97.8 [2]、赵家齐：《机械制造工艺学课程设计指导书》，机械工业出版社 [3]、李益民主编：《机械制造工艺设计简明手册》，机械工业出版社 [4]、艾兴 肖诗纲主编.《切削用量简明手册》.机械工业出版社, 1994 [5]、浦林祥主编.《金属切削机床夹具设计手册》.机械工业出版社, 1984 [6]、王启平主编《机床夹具设计》哈工大出版社 85.12 [7]、东北重型机械学院主编《机床夹具设计手册》上海科学技术出版社 80.1 [8]、徐灏主编《机械设计手册》机械工业出版社 91.9 [9]、《机械制造工艺学》、《机床夹具设计》（教材）

[10]、孙丽媛主编，《机械制造工艺及专用夹具设计指导》，冶金工业出版社2002 [11]、《机械零件设计手册》 [12]、《机床夹具设计图册》

[13]、《几何量公差与检测》第五版 甘永立 主编 上海科学技术出版社 [14]、《互换性与技术测量》 周哲波 主编 北京大学出版社 [15]、《机械设计》 吴立言 陈国定 主编 高等教育出版社

第三篇：拨叉夹具设计说明书

课程设计说明书

题

目： 拨叉零件夹具设计

——在铣床上铣削长端反端面

姓

名：董超

学

号：1100401059

指 导 教 师：郭崇善

专 业 年 级：2011级机制 所在学院和系：机械工程学院

完 成 日 期：2014年7月14日---2014年7月24日

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目 录

机械制造装备设计课程设计任务书...........................3 1.加工零件的介绍.........................................4 1.1被加工零件........................................4 1.2加工零件的介绍.....................................4 2.定位方案的选择.........................................5 2.1工艺过程分析.......................................5 2.2确定夹具类型.......................................6 2.3拟定定位方案和选择定位元件.........................6 2.3.1拟定定位方案..................................6 2.3.2选择定位元件..................................7 2.3.3定位误差的计算................................7 3.夹紧方案的选择.........................................7 3.1确定夹紧方案.......................................7 3.2夹紧力的估算.......................................8 4.夹具的结构设计.........................................9 5.夹具的使用说明.........................................9 6.设计小结..............................................10 7.参考文献...............................................10

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机械制造装备设计课程设计

任 务 书

1．课程设计题目：拨叉零件夹具设计 2．指导教师：郭崇善 3．课程设计目的：

（1）培养学生对所学知识进行综合、比较、归纳、运用的能力。（2）培养学生查阅和搜集资料、独立思考、独立工作的能力。（3）通过对拨叉零件夹具设计，使学生将书本的理论知识与生产实际相结合。培养学生解决实际工程问题的能力。（4）掌握编制技术文件的方法与步骤。4．给定条件和基本数据 4.1给定条件：

(1)拨叉

1、拨叉2零件图。

(2)拨叉零件材料QT40-17,毛坯为精铸件，生产批量为2000件／年

4.2基本数据：详见拨叉

1、拨叉2零件图。5．具体设计要求

拨叉1工艺过程为：

（1）在铣床上铣削Φ24H7孔长端端面（2）在铣床上铣削Φ24H7孔短端端面（3）在钻床上钻削Φ24H7孔（4）在铣床上铣削小台阶面（5）在铣床上铣削大台阶面（6）在铣床上铣削R25弧形面（7）在铣床上铣削R25弧形端面

（8）在钻床上钻削M8-6H螺纹底孔并攻螺纹 拨叉2工艺过程为：

（1）在铣床上铣削长端端面（2）在铣床上铣削长端反端面（3）在铣床上铣削短端端面（4）在钻床上钻削Φ10H8孔

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（5）在钻床上钻削Φ12H7、Φ25H7 针对以上工序，以4人为一小组。组员任务单列，每人任务： 1）将给定零件图绘制为工程图；

2）翻阅和查找相关设计手册和资料,确定夹具设计方案； 3）设计一套完整的夹具工作图； 4）编写出设计说明书一份。

1.加工零件的介绍

1.1被加工零件（拨叉2）零件图，如图1所示：

图1 1.2加工零件的介绍：

拨叉零件是机床变速箱里用于拨动齿轮的零件，要求对齿轮拨位准确，因此有一定的加工精度要求。又由于拨叉零件的形状不是很规范，因此在机床上使用通用夹具难于加工，故需设计专用夹具。拨叉

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类零件主要加工平面和孔。

该拨叉零件材料QT40-17,毛坯为精铸件，生产批量为2000件／年。

2.1工艺过程分析：

2.定位方案的选择

拨叉2零件的加工工艺过程为：（1）在铣床上铣削长端端面（2）在铣床上铣削长端反端面（3）在铣床上铣削短端端面（4）在钻床上钻削Φ10H7孔（5）在钻床上钻削Φ12H8、Φ25H8孔

本次设计的夹具——铣削长端反端面夹具，属铣床夹具。长端反端面铣削夹具用于第二道工序，即铣削长端反端面，如图2所示：

图2 经分析可知，在本工序之前已加工好的表面为长端端面。

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0A2，本工序需要保证的尺寸为A1280.3mm，加工之前的尺寸为0加工余量为A。实际上除了保证A1280.3mm外，还隐含应保证长端端面与反端面的平行度要求，只不过该平行度要求控制在A1尺寸范围内。

本工序使用普通立式铣床铣削，刀具为盘状铣刀。2.2确定夹具类型：

本工序为铣削长端反端面，除了保证尺寸公差外，为便于后续工序的加工，还应保证与底面即长端端面的平行度误差。因此采用普通铣床夹具即可。

2.3拟定定位方案和选择定位元件： 2.3.1拟定定位方案：

以右图所示坐标系为例，为铣削长端反端面，在图2中，应限制工件的三个自由度，分别是Z轴方向的线性自由度和绕X、Y轴的旋转自由度，工件其余的自由度可限制，也可不限制，但在限制时，形成过定位，要考虑这个过定位是否影响加工或装卡。考虑到前一个工序已加工完成，并保证他们的精度要求，选择以长端端面为第一基准面，即可限制工件的三个自由度。但是该定位基准面在X方向太小，定位不太稳定，所以再选择工件的侧面为定位基准，限制工件的三个自由度。实际限制了工件的五个自由度，即：X、Y、Z三个方向的线性自由度和绕X、Y的旋转自由度。

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2.3.2选择定位元件：

以底面为第一定位基准面，在底面放置大平面来限制工Z轴方向的移动自由度以及绕X轴的旋转自由度；侧面为第二定位基准面，由于要限制工件绕Y轴的旋转自由度，并且考虑到工件为圆柱型，选择一个V型块为定位元件，实际限制5个自由度即X、Y、Z轴方向的线性自由度和绕X，Y轴的旋转自由度；在长端小头部分和短端端面分别加一个活动手柄压紧螺钉，这样就限制了所有的自由度，以利于减少工件在加工过程中的窜动，也有利于减小夹紧力。2.3.3定位误差的计算：

本工序的定位误差主要以大平面的定位误差为主，V型块和活动手柄压紧螺钉主要起辅助作用，具体分析过程如下：

（1）基准不重合误差为0；（2）平面定位引起的误差：

误差主要是平面产生的位移误差，该误差由加工平面时的精度决定，一般很小，可以忽略不计，所以总误差也很小，定位误差显然在工件允许误差的范围内，所以加工精度足以保证。133.夹紧方案的选择

3.1确定夹紧方案：

以大平面为底面，通过长端小头部分的活动手柄压紧螺钉和V型块将工件左右夹紧，用在短端端面的活动手柄压紧螺钉和平面将工件上下夹紧。

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3.2夹紧力的估算：

通常，由于切削力本身是估算的，工件与支承件间的摩擦因数也是近似的，因此夹紧力也是粗略估算的。在计算夹紧力时，将夹具和工件看作一个刚性系统，以切削力的作用点，方向和大小处于最不利于夹紧时的状况为工件受力状况，根据切削力、夹紧力（大工件还应考虑重力，运动速度较大时应考虑惯性力），以及夹紧机构具体尺寸，列出工件的静力平衡方程式，求出理论夹紧力，再乘以安全系数，作为实际所需夹紧力。

安全系数一般可取S=2～3，或按下式计算：

SS1S2S3S4

式中

S1— 一般安全系数，考虑工件材料性质及余量不均匀等引起切削力

变化，S1=1.5～2；

S2— 加工性质系数，粗加工S2=1.2，精加工 S21； S3— 刀具钝化系数，S3=1.1～1.3；

S4— 断续切削系数，继续切削时S41.2，连续切削时S41。

工件与支承元件之间的摩擦因数，以及工件与夹紧元件间的摩擦因数，可由支承表面特点决定。该夹具支承表面为光滑表面，摩擦因数取0.15～0.25。

该夹具设计时依次取S1

2、S2

1、S31.2、S41，则

SS1S2S3S4211.212.4

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又，μ=0.25，L=195-12.5=182.5㎜，FA=40N，L1=250mm,L2=0㎜，且

0.5Fjminμ（L1+ L2）= FAL 得 Fj≥SFjmin=

2SFAL=560N。

（L1L2）估算得夹紧力为560N。

4.夹具的结构设计

考虑到工件要在立式铣床上加工，所设计的夹具最后要在铣床上一起夹紧，因此在保证加工要求的基础上，夹具必须尽可能简单，结构紧凑，装拆工件容易，操作方便。底面通过大平面将工件定位在夹具体上，并在工件上面的活动手柄压紧螺钉将工件固定在夹具体上；压紧螺钉通过导向板与V型块过盈配合，并一起固定在支撑板上，为防止工件加工过程中发生变形与转动，在工件另一侧面要加辅助支撑，并与V型块尽可能点对点安装，在工件的加工面要留退刀间隙。由于工件的生产批量不大，可以不设置对刀装置。

5.夹具的使用说明

本工序是要加工长端反端面，因此在装载工件时，应将工件短端端面朝上放置，然后通过V型块来调节，定位好，工件上面的活动手柄压紧螺钉将工件压紧；再进一步旋紧压紧螺钉，推动V型块直至压紧为止；在夹紧时应当注意，夹紧力不要太大，以免工件产生变形，工件不能移动为准。

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6.设计小结

这次课程设计为期两周，在郭老师的精心指导下和自己查阅相关设计手册的情况下，我按照计划完成了设计任务。通过这次课程设计锻炼了我将所学知识联系实际生产并将理论化为设计的能力，为以后走向工作岗位打下了坚实的基础。做完这个课程设计使我深刻的体会到了理论联系实际的重要性，因为你不联系实际，不应用于设计，所学的将永远只是理论而不能转化为自身的能力。

7.参考文献

[1] 大连理工大学工程画教研室.机械制图 [M].6版.北京： 高等教育出版社2007.7。

[2] 关慧贞，冯辛安.机械制造装备设计 [M].3版.北京：机械工业出版社,2009.11。[3] 机床夹具设计手册[M]。

[4]张锋，古乐.机械设计课程设计手册.[M].北京：高等教育出版社，2007.7。

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第四篇：钻床夹具毕业设计（本站推荐）

前言

机械制造工业是国民经济最重要的部门之一，是一个国家或地区经济发展的支柱产业，其发展水平标志着该国家或地区的经济实力、科技水平、生活水准和国防实力。机械制造工业是制造农业机械、动力机械、运输机械，矿山机械等机械产品的工业生产部门。机械制造是国民经济的装配部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。不论是传统产业，还是新兴产业，都离不开各种各样的机械装备。机械制造业的生产能力和发展水平标志着一个国家或地区国民经济或现代化的程度，而机械制造业的生产能力主要取决于机械制造装备的先进程度，产品性能和质量的好坏则取决于制造过程中工艺水平的高低。将设计图样转化成产品，离不开机械制造工艺与夹具，因而它是机械制造业的基础，是生产高科技产品的保障。离开了它，就不能开发制造先进的产品和保证产品质量，不能提高生产效率、降低成本和缩短生产周期。

夹具设计是每个机械类学生必须完成的一个教学环节，是对我们所学专业的一个测试，也是对我们学生做的一次具体的、重要的考验。此设计密切结合高等学校的办学宗旨。已检测我们在学习和实习过程中对所学知识的掌握程度和运用水平。同时在设计中与同学互相帮助，一起去图书馆查阅设计中需要得一些相关资料，共同探讨设计中出现的问题，体现了同学之间的凝聚力，增进了同学之问的友谊，加强了与老师的知识探讨．

作为机制专业的学生不能以学好课本上的理论知识而满足，如果不懂的运用他们，学再多的理论知识也毫无用处。因此我们非常重视本次设计的实践，通过本次设计是我们各方面的能力都有所力加强，对于今后的生产实习以及走上工作岗位有很大帮助，是我们受益匪浅。本设计不足之处，恳请老师点评、指正。

目录

前言········································································1 1.设计任务书·····························································3 1.1设计任务书····························································3 1.2目的····································································4 2．钻床夹具设计过程·····················································5 2.1定位方案设计与定位分析············································5 2.2定位误差分析与计算·················································7 2.3对刀及引导装置设计·················································8 2.4加紧机构设计·························································9 2.5夹具体设计··························································10 2.6精度分析计算························································10 3．绘制夹具总图·························································11 4．绘制夹具零件图·······················································11 5．夹具操作动作说明····················································12 6．设计心得体会·························································13 7．参考文献·······························································15 8．致谢····································································15

1．设计任务书

1.1设计任务书

如图1所示，设计加工一直径为φ30h7的轴上2个直径为15H7的孔，两孔的距离为150H13。φ15H7孔对φ30h7外圆的垂直度公差为0.1mm/100mm，φ15H7孔对φ30h7外圆轴线的对称度公差为0.1mm。其他表面均以加工完毕。（中批量生产）

图1 1要求

1）保证工件的加工精度

专用夹具应有合理的定位方案、合适的尺寸、公差和技术要求，并进行必要的精度分析，确保夹具能满足工件的加工精度要求。2）提高生产效率

专用夹具的复杂程度要与工件的生产纲领相适应。应根据工件生产批量的大小选用不同复杂程度的快速高效夹紧装置，以缩短辅助时间，提高生产效率。3）工艺性好 专用夹具的结构简单、合理、便于加工、装配、检验和维修。专用夹具的生产属于中批量生产。4）使用性好

专用夹具的操作应简便、省力、安全可靠，排屑应方便，必要时可设置排屑结构。5）经济性好

1.2目的

综合运用机械方面的知识，掌握机床夹具的设计方法、设计步骤及设计计算过程，具有运用计算机辅助设计机床夹具的能力。关键词

钻套 V型块 圆柱削

2.钻床夹具设计过程

机床夹具的种类结构虽然繁多，但它们组成可概括为以下几个部分：

1、定位装置：定位装置的作用是使工件在夹具中占据正确的位置。

2、夹紧装置：夹紧装置的作用是将工件压紧夹牢。

3、对刀或导向装置：确定刀具相对于定位元件的正确位置。

4、连接元件：确定夹具在机床上正确位置元件。

5、夹具体：夹具体是机床夹具的基础件。

6、其他装置或元件：指夹具固特殊需要而设置的装置和元件。用夹具装夹工件有以下优点：

①能稳定的保证工作的加工精度，用夹具装夹工件时，工件相对于刀具及机床的位置精度由夹具保证，不受工人技术水平的影响，使一批工件的加工精度趋于一致。

②能提高劳动生产率，使用夹具装夹方便、快速、工件不需要划线找正，可减少辅助工时，提高生产率。③能扩大机床的使用范围。

所以我们决定设计钻床的专用夹具加工此工件。

2.1定位方案设计与定位分析

机械加工时，为了使工件的被加工表面获得规定的尺寸和正确位置要求，确定工件在机床上或家具中有正确的位置过程，称为定位。用来确定生产对象（工件）上几何关系所依据的那些点，线，面叫做基准。根据机械原理，机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数的数目，称为机构自由度。放在空间的物体都有六个自由度。工件的定位，就是使得工件占据一致的正确的位置，实质上就是限制工件的六个自由度。在分析工件定位时，通常是用一个支撑点限制工件的 5 一个自由度，用合理分布的六个支撑限制工件的六个自由度。工件的自由度限制真确了就可以保证工件的加工精度。1）自由度的分析（图2）

为保证加工轴上轴Φ15H7孔的距离及孔与端面的距离，则要限制Y轴的移动。保证两孔与轴线的垂直度，则需限制X、Z轴的移动。为了保证两孔的对称度，则需限制X轴的移动，所以综上所述所设计的夹具在加工时应限制工件的四个自由度，即：X、Z轴的移动，X、Y轴的移动。2）确定定位方案，设计定位装置

由于所设计夹具是用于加工实心轴上的两孔，且两孔有一定的距离，一孔与端面有距离要求，所以应当以轴的外圆面与轴的一端面定位。而又考虑到夹具必须限制X、Y轴的移动，所以初步拟定以一长V型块与一支撑钉来限制这几个方向的自由度。

分析：由于X、Z轴的移动X、Y轴的移动，而Y轴的转动没限制，所以此定位属于不完全定位。

由于一个长V型块能够限制四个自由度，即：两个方向的转动与移动，即这把Z轴的转动也限制了，但是所加工的轴上的孔为通孔，所以限制了Z轴移动也不会影响加工，不影响加工精度。

由上述分析可得，用一长V型块和一支撑钉定位是可行的。

图2 2.2定位误差分析与计算

能否保证工件的加工精度，取决于道具与工件的相互位关系。当一批工件逐个在夹具上定位用调整法加工件时，各个工件在夹具中所占的位置并不一致，各个工件的不一致性必然引起工件相对刀具之间的位置变化，加工后，个工件的加工尺寸必然大小不一，形成误差。这种只与工件定位有关的误差，称为定位误差。用ΔD表示。

一批工件逐个在夹具上定位时各个工件位置不一致的原因有两个。根据工件结构特点，其定位方案有二：一是定位基准与工序基准不重合；二是定位基准的位置变化。

（1）基准不重合误差：由于定位基准与工序基准不重合而引起的加工尺寸误差，称为基准不重合误差，用ΔB表示。

（2）基准位移误差：工件在夹具中定位时，由于定位副的制造误差和最小配合间隙的影响，导致各个工件定位基准的位置不一致，从而给加工尺寸造成误差，这个误差称为基准位移误差，用ΔY表示。ΔD=ΔB+ΔY ΔY=δd/（2sinα/2）

本设计课题是加工轴上的两个孔，由于两孔间有一定的距离要求所以应当考虑定位误差。我们是用一支撑钉去限制Y轴方向的移动，所以应当考虑此方向上的定位误差。又由于加工这两轴是一次装夹同时加工两孔，所以它的定位定位基准与工序基准重合，所以ΔB=0, ΔY=0, ΔD=ΔB+ΔY=0。因为△Y<1/3*0.63（0.63为孔间距离的公差），所以定位误差符合要求符合。2.3对刀及导引装置设计

本课题设计我们采用GCr15钢作为钻套材料。GCr15是一种最常用的高铬轴承钢，具有高的淬透性，热处理后可获得高而均匀的硬度。耐磨性优于GCr9，接触疲劳强度高，有良好的尺寸稳定性和抗蚀性，冷变形塑性中等，切削性一般，焊接性差，对白点形成敏感，有第一类回火脆性。

由于课题要求此工件中批量生产，所以用可换的钻套较为合理。为了钻套能和好的固定在钻套支架上，所以在钻套的一边开了一个缺口。并用一个M16的螺钉去压紧钻套。

钻套主要尺寸由《机床夹具零、部件》国家标准 GB/T2263 — 80、GB/T2265 — 80。（后附零件2图）

钻孔加工时，钻套外径为φ30mm g6；内径为φ150mmH7。钻套端面至加工面的距离取 25mm。先选用φ14.8的麻花钻进行钻削并钻通，再用φ15的铰刀铰削。这样可以达到所加工孔的要求（Φ15H7）。2.4夹紧机构设计

参考夹具资料，采用铰链氏夹紧机构来夹紧工件。如图3所示：

图3 1 工件压紧横梁 2 螺母 3拉紧螺杆

打开1工件压紧横梁和3拉紧螺杆，把工件放在压紧横梁下面。放下1压紧横梁，打上3拉紧螺杆，使拉紧螺杆穿过压紧横梁右端的槽，然后拧紧2螺母。从而使1压紧横梁压紧工件。

此种夹紧装置可以快速的装夹工件，并使工件可以得到所需的夹紧力，也不会工件的装夹位置。这样就提高了生产效率。由图可知压紧横梁中间开了V型槽，这可是夹紧力均匀，使工件能很好的与下V型块接触保证了加工精度。横梁上的V型块也可以用来压紧不同尺寸的圆柱，符合了设计要求。

2.5夹具体设计

根据课题的要求及综上所述的分析，我们决定用一长V型块作为夹具体。我们设计V型块总长为400mm，宽和高都是150mm。这么大的尺寸可以用来加工此种类的零件，加工两孔距离为120-360mm。同时这么大的实体尺寸很适合工人的操作，通事此夹具体全由45钢制造，所以有一定的重量不必再设计夹具体与钻床的链接机构，可以由工人直接用手拿住进行加工。这样就使加工更加的简单。同样由于夹具体有那么的大小，经过计算与分析可得，可以加工两孔距由120mm到360mm的轴。

同时为了方便排除加工时的铁屑，我们特意在V型槽底端开了一条宽度为10mm排屑槽，此槽可以让加工出来的铁屑更容易的排除，同时也提高了加工的精度。经过上述分析可以知道此夹具体不仅结构合理，通用型也很强，同时加工容易。满足课题要求。

2.6精度分析与计算

由课题设计要求可知，加工孔的位置要求为：

1）φ15H7孔对φ30h7外圆的垂直度公差为0.1mm/100mm。2)φ15H7孔对φ30h7外圆轴线的对称度公差为0.1mm。位置精度（δk1=0.01mm，δk2=0..10mm）校核如下。①影响位置精度δk1的因素有三项： △k1=0.01mm/100mm △A+△T=0.02 mm/100mm △T=（0.034-0.014）mm/48mm=0.042/100mm(铰刀尺寸为φ15 时的歪斜)按概率法计算得

√（0.01/100）2 +(0.02/100)2+（0.042/100）2=0.044/100mm＜δk1 故其夹具的精度较低。

②影响位置精度δk2的因素有两项：

△T1=0.03 mm(铰套中心对V形块标准圆柱的对称度)△T2=0.034-0.014=0.020 mm（铰刀与铰套的配合间隙）将误差合成得

√0.032+0.0202=0.030mm＜δk2 由上述分析及公式的计算 √△D2+△A2+△G2+△T2≤δk 此夹具加工满足加工精度要求

3.绘制夹具总图

根据已完成的夹具结构草图，进一步修改结构，完善视图后，绘制正式夹具总装 图。（附图1）

4.绘制夹具零件图

（附图2）5.夹具操作动作说明（与装配图说明）

（1）挡块体的安装

先用挡板紧固螺钉3把挡块体2紧固在夹具体1上，再把定位螺杆6装进挡块体，调节到适当的加工距离，然后用螺母5紧固。（2）钻套支架的安装

先把11紧固双头螺杆的一头装进10支架压紧铁块中，再把10支架压紧铁块装进1夹具体的T型槽中。然后把12钻套支架下的孔穿过11紧固双头螺杆并与T型槽配合好。最后装上5螺母，并拧紧。（3）支架的安装

此安装与（2）步骤相同，这里不再重复。（4）钻套的安装

先把7钻套的下端φ30g6配合到12钻套支架上φ30H7的孔。在转动7钻套的缺口并对准紧固螺钉的螺孔，然后把8钻套紧固螺钉拧紧。（5）工件的装夹

打开13工件压紧横梁和15拉紧螺杆，把工件放在压紧横梁下面。推动轴靠紧到6定位螺杆，然后放下1压紧横梁，打上15拉紧螺杆，使拉紧螺杆穿过压紧横梁右端的槽，然后拧紧5螺母。从而使13压紧横梁压紧工件。（6）加工操作

把夹具体放到钻床的工作台上，移动夹具体使7钻套上端口对准钻头。先用Φ14.8钻头钻通加工轴，换上Φ15的铰刀加工孔。（7）把工件取下来加工另一个工件。（8）一个工作日完后，清扫夹具体。

6.设计心得体会

1）目标完成情况：

经过几个星期的努力，设计达到了预想的成功，由于条件的限制没能加工出成品，但对于我自己来说已经学到了不少东西。2）存在不足：

一是对钻床的不熟悉，二是在公差与配合方面的知识所学较少。3）程序设计中遇到的问题及解决方法： 主要困难：学院图书馆相关资料有限。

解决方法：在互连网上收集相关资料与有关公司联系落实加工 4）总结和体会：

通过这次课程设计，我更加熟练的掌握了使用机械制图的方法，加深了对机械制造技术基础课程知识的理解。由于时间仓促，设计还有很多不足之处，如：夹具部分不够全面，效率不高等等，都是对工艺基础不熟练，对相关认识缺乏造成的。在实践过程中李老师给了我很大的帮助和鼓励，在今后的学习中我会加强理论与实践的结合，通过不断的摸索来弥补自己在机械制作方面的差距。

与同学讨论我们设计过程遇到的问题更是一件快乐的事情，只有彼此都付出，彼此都努力维护才能将作品做的更加完美。

对我而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。挫折是一份财富，经历是一份拥有。这次实习必将成为我人生旅途上一个非常美好的回忆!首先从课程设计本身来说，是对我们平时所学的专业知识的巩固，回想课程设计刚开始时，全无思路，举步维艰。对于理论知识掌握不牢固的我来说，真是书到用时方恨少，所以我把这学期学过的专业课书籍又看了一遍，并且又请教了老师和同学，来了设计灵感。其次，课程设计也锻炼了我们大家的团结协作的精神，刚开始的时候，我们大家都是两眼发黑，什么思路都没有，但是大家却懂得团结协作，虽然每个人的设计内容都不同，但是思路都是大同小异，所以大家各自去 13 查阅资料，而且是分别查阅不同的资料，最后大家汇总，拟定出每一个人夹紧方案，和夹具形状，工作效率提高了几倍。第三，在课程设计的过程中能培养我们的创新能力，虽然我们的设计内容都是很简单，但是这其中也不乏创新能力的体现，比如我们有的同学的加工位置不再同一轴线上，是分布在圆周上，按照以前的经验就是利用分度装置，但是我们同学却设计了一个新颖的夹具，这是对我们创新能力的最好的锻炼方式的体现。

这次课程设计马上就要结束了，回想这一段设计路程，虽然我收获了许多，但同时发现了自己存在的很多不足，自己知识有很多漏洞，看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论联系实际的能力还急需提高等。以后在这些方面我要重点改正。我很感谢这次课程设计，同时通过这次设计使我们对夹具设计的过程有了一个比较全面的了解，他把我们从枯燥的理论知识中解放了出来，是我们发现了这其中的乐趣，为我们以后的工作指明了道路。

7.参考文献

[1].兰建设.机械制造工艺与夹具[M].机械工业出版社,2008 [2].黄云清.公差配合与测量技术[M].机械工业出版社,2009 [3].刘晓年.机械制图[M].机械工业出版社,2007 [4].隋明阳.机械设计基础[M].高等教育出版社,2002 [5].王启平主编王振龙.狄士春副主编.机械制造工艺学(第5版)[M].哈尔滨工业大学出版社，2005 [6].王启平主编.机床夹具设计[M].哈尔滨工业大学出版社，2005 [7].李旦.邵向东.王杰等.机床专用夹具图册[M].哈尔滨工业大学出版社，1998

8.致 谢

在老师和同学的共同努力下，我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很多困难，但是在老师的指点下，同学们做的十分的努力。这次我们终于把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加工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。

第五篇：钻床夹具毕业设计

徐州工业职业技术学院

毕业设计（论文）任务书

钻床夹具的设计

Drill Fixture Design

课题名称 钻床夹具的设计 课题性质

设计类

班 级 机械082 学生姓名 饶永可 学 号 810403017 指导教师

娄天祥

导师职称 讲师

一．选题意义及背景

在各种机床上加工零件都需要相应的夹具，本课题是针对一个特定的零件要在摇臂钻床上钻孔这道工序设计一套夹具。

二．毕业设计（论文）主要内容：

根据所给零件图的尺寸和结构，设计适用于这个零件的夹具。要求适用在摇臂钻床，钻出零件图中的6.5的孔。要求保证孔通过轴心，并保证轴向尺寸精度。

三．计划进度：

第8周 下发任务书，并查阅相关资料；

第9周，完成夹具的方案设计，并画出原理图；

第10-11周 完成装配图和零件图的设计，并写出论文草稿； 第12周 完善零件图和装配图，并完成论文； 第13周 答辩

四．毕业设计（论文）结束应提交的材料：

1、装配图和零件图

2、论文

指导教师 教研室主任

年 月 日

年 月

日

论文真实性承诺及指导教师声明

学生论文真实性承诺

本人郑重声明：所提交的作品是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，内容真实可靠，不存在抄袭、造假等学术不端行为。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。如被发现论文中存在抄袭、造假等学术不端行为，本人愿承担本声明的法律责任和一切后果。

毕业生签名：

日 期：

指导教师关于学生论文真实性审核的声明

本人郑重声明：已经对学生论文所涉及的内容进行严格审核，确定其内容均由学生在本人指导下取得，对他人论文及成果的引用已经明确注明，不存在抄袭等学术不端行为。

指导教师签名： 日 期：

摘要

在各种机床上加工零件都需要相应的夹具，本课题是针对一个特定的零件要在摇臂钻床上钻孔这道工序设计一套夹具。本工序是为圆柱工件加工φ6.5H9 的单孔,其结构是一个阶梯轴。

根据该工件的形状我们可以确定定位面是圆柱表面，因此选用V形块来作为其定位元件。夹紧时选用半圆压板和两螺栓的组合达到对工件夹紧的目的。在根据其精度要求确定钻模板的位置，因为该工件加工的是φ6.5H9单孔，所以据其精度要求可选用固定钻套来引导刀具对其进行孔加工。其连接元件用螺柱和螺钉对其进行部件的连接。由于是小批量生产，这里选用固定钻模，用来保证工件的加工精度。

我们在设计专用夹具时为了能满足工件的加工精度要求，考虑了合理的定位方案、合适的尺寸、公差和技术要求，并进行了必要的精度分析在工艺性方面使这种夹具的结构简单、合理、便于加工、装配、检验和维修。在使用性方面这种夹具的操作简便、省力、安全可靠，排屑也方便，必要时可设置排屑结构。通过对钻床夹具设计的制作，进一步巩固和所学基本知识并使所学知识得到综合运用。学会查阅和收集技术资料，提高运用计算机辅助设计的能力，树立正确的设计思想和严谨的工作作风。

关键字：固定钻套 定位元件 加工精度 连接元件

ABSTRACT In various machine processing components needs corresponding fixture, this topic is for a specific part in radial drill drilling this procedure designed a set of fixture.This process is for cylindrical workpieces processing phi 6.5 H9 single, its structure is a step axis.According to the workpiece shape can we establish positioning surface is cylindrical surface, therefore choose v-shaped blocks as its positioning components.Clamping choose when semicircle linking piece and two bolts of combination of clamping workpiece to the purpose.In according to its accuracy requirement determine drill template position, because the workpiece machining is phi 6.5 H9 pucker, so according to its accuracy requirement can choose fixed drilling sheath to guide tool for its hole processing.The connecting components with studs and bolts of its components of connection.Because be small batch production, here choose fixed drill modules, used to guarantee the workpiece machining accuracy.We design special jig to can satisfy the workpiece machining accuracy requirement, considering the reasonable positioning scheme, suitable dimension and tolerance and technical requirements, and through the necessary precision analysis in the aspects make this fixture simple and reasonable structure, convenient in processing, assembling, testing and maintenance.This fixture in use.it aspects to

operate, energy saving, safety, reliability, scraps discharge also convenient and, when necessary, set up scraps discharge structure.Through drilling fixture design manufacture, further consolidate and learn basic knowledge and knowledge to get comprehensively.Learn to access and collect technical data, by using computer aided design ability, establishing the correct design idea and the rigorous work style.Keywords: Fixed drilling sheath

positioning components processing precision

connected components

第一章 绪论

1.1钻床的发展趋势

钻床系指主要用钻头在工件上加工孔的机床。通常钻头旋转为主运动，钻头轴向移动为进给运动。钻床结构简单，加工精度相对较低，可钻通孔、盲孔，更换非凡刀具，可扩、锪孔，铰孔或进行攻丝等加工。钻床可分为下列类型：

(1)台式钻床：可安放在作业台上，主轴垂直布置的小型钻床。

(2)立式钻床：主轴箱和工作台安置在立柱上，主轴垂直布置的钻床。(3)摇臂钻床：摇臂可绕立柱回转、升降，通常主轴箱可在摇臂上作水平移动的钻床。它适用于大件和不同方位孔的加工。

(4)铣钻床：工作台可纵横向移动，钻轴垂直布置，能进行铣削的钻床。(5)深孔钻床：使用特制深孔钻头，工件旋转，钻削深孔的钻床。

(6)平端面中心孔钻床：切削轴类端面和用中心钻加工的中心孔钻床。(7)卧式钻床：主轴水平布置，主轴箱可垂直移动的钻床

钻床相关标准与其他金属切削机床相关标准大体相同，其专用标准有：GB6477.4-86《金属切削机床术语钻床》，GB2815-89、JB/T5763-91《钻床联接尺寸标准》，GB9461-88、JB/Z108-89《摇臂钻床参数及系列型谱标准》等，出口产品不得低于一等品。

主要生产厂家有：中捷友谊厂、沙市第一机床厂、宁夏大河机床厂、鲁南机床厂、保定钻床厂等。钻床主要出口日本、东南亚、欧、美、非洲及港、澳等30余个国家及地区。

1.2钻床夹具的概述

钻床夹具：用干各种钻床（镗床组合机床）上的夹具，又称钻模，镗模。主要目的保证孔的精度（位置）。要想对钻床夹具有深刻的了解，就要先知道钻床夹具的特点。1.2.1钻床夹具的特点

在一般钻床对工件进行空加工，多具一下特点: 首先是刀具本身的刚性比较差。钻床上所加工的空多为小尺寸的孔，其工序内容不外乎钻、扩、铰、锪或攻螺纹等加工，所以，刀具直径往往比较小，而轴向尺寸比较啊，刀具的刚性均较差。

其次是多刃刀的不对称，易造成空的形位公差。钻、扩、铰等孔加工刀具，多为多刃刀具，当刀刃分布不对称，或刀刃分布不对称，或刀刃长度不等，会造成被加工孔的制造误差，尤其是采用普通麻花钻钻孔，手工刃磨钻头所造成的两侧不对称，极易造成被加工孔的孔位偏移、孔径增大及孔轴线的弯曲和歪斜，严重影响孔的形状、位置精度。

再有就是普通麻花钻头起钻时，孔的精度极差。普通麻花钻轴向尺寸大，结构刚性差，加上钻心结构所形成的横刃，破坏定心，使钻尖运动布稳定，往往在起钻过程造成较大的孔位误差。在单件、小批量生产种中，往往要考操作工在起钻过程中不断地进行人工矫正控制孔位精度，而在大批生产中，则需依靠刀刃结构的改进和夹具对刀具的严格引导解决。

综合以上孔加工特点，钻床夹具的主要任务是解决好工件相对刀具的正确加工位置的严格控制问题。在大批量生产中，为有自傲解决钻头钻孔的精度不稳定的问题，多直接设置带有刀具引导的钻模板，对钻头进行正确引导和对孔位进行强制性限制。尤其是对箱体、盖板类工件的钻孔，往往要同时有多支钻头一次性钻出众多的孔，为保证加工孔隙的位置精度，一定要通过一块精确的模版，把多个孔位由引导限制好。这种用来正确引导钻头控制孔位精度的模版。专业化、高效生产中的钻床夹具，通常具有较精确的钻模版，以正确、快速地引导钻头控制孔位精度，这是钻床夹具的最主要的特点。所以，习惯上又把钻床夹具称为钻模。为防止钻刃破坏钻模板上引导孔的孔壁，多在引导孔中设置高硬度的钻套，以维持钻模板的孔系精度。

对钻床夹具的类型要有一定的认知。1.2.2钻床夹具的主要类型

钻床加工中对不同的加工工件所选着的夹具体液是不同的。因此根据经验人们总结了以下不同工件加工的主要夹具。它们主要是：

1.固定式：夹具与机床上位置固定不变，用于立钻，摇臂钻加工大件等 2.回转式：用于同一圆周上的孔系加工。它包括立轴、卧轴和斜轴回转三种基本型式。

3.移动式：钻模移动，用于加工同一表面上的多个孔中小型工件

4、翻转式：钻模板转动一定角度，用于加工不同表面上的孔，翻转点力，5、盖板式：没有夹具体，模板盖在工件上加工

6、滑柱式：升降钻模板的通用可调夹具 根据不同工件的加工，因此我们也要对钻模由工件的形状和加工要求进行选择。

1.2.3钻模类型选择

钻模类型多，在设计时，要根据工件的形状、重量、加工要求和批量来选型：被钻孔径>10mm，或加工精度较高时，宜用固定钻模。不同表面上的孔，总G<100N，中、小型工件，宜用翻转钻模。当分布在不同心圆周上的孔系，总G<150N，宜用回转式钻模。当G>150N,宜用固定钻模，在摇臂钻加工，量大时用立钻多轴加工。垂直度与孔间距要求不高时，用滑柱式钻模。若加工大件上的小孔时，宜用盖式钻模。

为了提高钻孔的精度，可以通过钻套来来引导刀具的位置，保证孔加工的精度。但由于加工工件的量大小和孔位置特殊，所以钻套也分为以下几种。

1.3.4钻套的选择

钻套和钻模板是钻床夹具的特殊元件。钻套的作用是确定被加工孔的位置和引导刀具加工，钻套装配在模板上，用钻套比不用钻套可减少50%以上的误 差。其结构尺寸已标准化：

1）固定钻套：配合H7/n6,H7/r6,结构简单，精度高，适用于单孔或小批生产。2）可换钻套：H7/g5,H7/g6，间隙配合装入衬套内，用螺钉固定

3）快换钻套：配合H7/g5,H7/g6,结构与上述不同，不用固定螺钉便可更换。适用于加工多，更换不同孔经的钻套。

上述钻套标准化。还有一种特殊故钻套。

4）特殊钻套：适用于工件结构形状和被加工孔的位置特殊

性，标准钻套不满足时用的钻套。

钻套的安装也是非常重要的，因此钻模板可以通过合理的设计将钻套定位安装，从而保证孔的加工位置。钻模板通常装配在夹具体或支架上，或与夹具上的其它元件相连接。常见的有如下几种类型： 1.3.5钻模板类型

A固定式钻模板：钻模板和夹具体或支架是用固定方法相连接，一般采用两个圆锥销和螺钉装配连接；对于简单的结构也可采用整体的铸造或焊接结构。

B铰链式钻模板： 当钻模板妨碍工件装卸等工作时，可用活动铰链把钻模板与夹具体相连接。

C可卸式钻模板

D悬挂式钻模板： 在立式钻床上采用多轴传动头进行平行孔系加工时，所用的钻模板就连接在传动箱上，并随机床主轴往复移动。这种钻模板简称为悬挂式钻模板

第二章 钻床夹具的设计过程

2.1工件本工序的加工要求分析

图2—1所示为工件图样

图2-1 工件图

2.1.1 零件本工序的加工要求分析

图1所示该零件属于轴类零件，结构比较简单。

钻φ6.5H9孔

本工序前已加工的表面有：(1)外径φ18H7及两端面；

(2)外径φ24g6及两端面。

本工序使用机床为 Z5125立钻。刀具为通用标准工具。

2.2钻床夹具的设计原理

2.2.1图2.2-1为按本工件设计的钻床夹具的原理图：

图2.2-1 钻床夹具原理图

1.螺钉M6X40 2.螺钉M4x30 3.螺母M4 4.双头螺栓M4 5.橡胶垫圈

6.半圆压板 7.固定钻套 8.钻模板 9.V形块

2.2.2拟定夹具的设计方案(1)确定夹具的类型

各类机床夹具均有多种不同的类型。钻床有固定式钻模、翻转式钻模、盖板式钻模和滑板式钻模等。

在立式钻床上加工直径不大于10mm的单孔或摇臂钻床上加工较大的平行孔系，或钻模重量超过15kg时，因钻穴扭矩较大以及人力移动费力，故钻模需固定在钻床上。这中加工一批工件时位置固定不动的钻模，成为固定式钻模。若结构上无独特的特点，则成为固定普通钻模。

在立式钻床上安装固定式钻模时，先安装在主轴上的刀具或心轴伸入钻套中，使钻模处于正确的位置，然后将其筋骨。因此这类钻模加工精度比较高。

因为工件是一个阶梯轴的圆柱体，本工序所加工的6.5H9单孔，单孔的位置在工件外径18g6的圆周上，单孔贯穿工件的轴线并与轴线垂直。因为加工孔径不，大工件重量轻、轮廓尺寸以及生产量为小批生产等原因，所以采用固定式钻模。

（2）拟定定位方案和定位元件的选择

1.定位元件

根据工件的特点其定位方案有两个：

1）图2.2-2为工件以较长圆柱面18g6在夹具长套筒中定位，长定位套对工

件提供了四点约束X、Y、X、Y，消除了两个移动不定度和两个转动不定

度。定位为挡销限制一个自由度Z，所以符合工件的定位要求。

2）工序基准为端面B及Φ24H7圆柱直线的轴线，按基准重合原则，选B面及Φ24H7圆柱为定位基准。定位方案如图2.2-3所示，长V形块与轴类工件成两条直线或四点接触，提供四点约束，消除两个移动不定度和两个转动自由度X、Y、X、Y，半圆压板限制四个自由度X、Z、Y、Z，故重复限制X、Y两个自由度。但由于Φ24.5H7圆柱的轴线与B面垂直度δ⊥=0.02mm,两者相等，Φ24.5H7（Φ24.5+0.020 0mm）和直径Φ24.5f6（Φ24.5-0.020-0.033mm）的最小配合间隙Xmin=0.02mm,两者相等，满足δ⊥

因为第一定位方案定位往往不太稳定工件外圆柱直径误差较大时，与定位套成单方向线接触，定位精度及定位质量很低。第二定位方案其结构简单，定位稳定、可靠，对中性好，可以得到良好的定位效果。因此选用第二方案对工件进行定位。

2.定位元件的选定

由工件可知其以外圆柱面作为定位表面，根据工件圆柱面的的完整程度及安装要求，夹具可以设置V形块、定位套、半圆套、外拨顶尖及各类自动定心装置等定位元件为工件提供空间位置依据。

V形块既能用于精定位基面，又能用于粗定位基面；能用于完整的圆柱面，也能用于局部圆柱面；而且具有对中性（使工件的定位基准总处在V形块的两限位基面的对称面内），活动V形块还可兼作夹紧元件。因此，当工件以外圆柱表面定位时，V形块是用的最多的定位元件。

定位套其内孔轴线是限位基准，内孔是限位基面。为了限制工件的沿轴向的自由度，常与端面联合定位。用端面作为主要限位面时，应控制套的长度，以免夹紧时工件产生的不允许的变形。定位套结构简单、容易制造，但定心精度不高，故只适用于精定位基面。

半圆套有两部分，下面的半圆套是定位元件，上面的半圆套起夹紧作用。这种定位方式主要用于大型轴类零件及不便于轴向装夹的零件。定位基面的精度不低于IT8-IT9,半圆套的最小直径应取工件定位基面的最大直径。

综上所诉，要加工的工件为以完整的圆柱面作为定位，需加工的孔在工件的轴线上。V形块对中性好，能使工件的定位基准轴线在V形块两斜面的对称平面上，而不受定位基准直径误差的影响，并且安装方便。可用于粗、精基准。

因此，采用V形块作为其定位元件。（3）确定夹紧方案

常用的夹紧机构有斜楔夹紧、螺旋夹紧、偏心夹紧、铰链夹紧等。

参考夹具资料，采用M4x20螺钉、橡胶垫圈、V形块和半圆压板以工件外圆柱表面为定位基准。把夹紧性能优良的螺旋与结构简单、灵活的各类压板相组合，可以得到较为理想的螺旋压板组合夹紧机构。有一些较典型的螺旋压板组合机

构。这些结构灵活的压板，都克服了螺旋夹紧动作较慢的缺点，使整个机构装夹的效率得以提高。所以，在实际中广泛应用。螺旋压板组合得到广泛的应用。螺旋压板组合机构是螺旋夹紧中又能够用最为普及的一个大类。因此为了考虑经济性和效率快捷，由于工件批量小，宜适简单的手动夹紧装置。因此采用螺旋夹紧机构，使工件装卸迅速、方便。

由于工件批量小，以用简单的会手动夹紧装置。加工工件为阶梯轴，而且两端长度大小不同，应选用较长的一端作为定位面，其定位基准面是V形块，为了加工方便所以夹紧力应指向φ18的圆柱面，所以采用带橡胶垫圈的夹紧的螺旋机构机构。以半圆压板作为其夹紧件，两螺柱对其进行夹紧、定位，使工件能有更高的定位精度和加工精度。本工件的夹紧装置如图2.2-4所示：

（4）确定引导元件

图2.2-4 半圆压板螺旋夹紧机构

钻套和钻模板是钻床夹具的特殊元件。钻套的作用是确定被加工孔的位置和引导刀具加工，钻套装配在模板上，用钻套比不用钻套可减少50%以上的误 差。其结构尺寸已标准化

1）固定钻套：配合H7/n6,H7/r6,结构简单，精度高，适用于单孔或小批生产。

2）可换钻套：H7/g5,H7/g6，间隙配合装入衬套内，用螺钉固定

3）快换钻套：配合H7/g5,H7/g6,结构与上述不同，不用固定螺钉便可更换。适用于加工多，更换不同孔经的钻套。

上述钻套标准化。

4）特殊钻套：适用于工件结构形状和被加工孔的位置特殊

性，标准钻套不满足时用的钻套。

加长钻套

斜面钻套

小孔距钻套

可定位、夹紧钻套

为能迅速、准确的确定刀具与夹具的相对位置，钻夹具上都应该设置引导刀具的元件——钻套。钻套一般安装在钻模板上，钻模板与夹具体连接，钻套与工件之间留有排屑空间，如图2—7b所示。因工件批量小又是单一钻孔工序，所以此处选用固定钻套。

第三章

3.1定位元件

由工件可知其以外圆柱面作为定位表面，根据工件圆柱面的的完整程度及安装要求，夹具可以设置V形块、定位套、外拨顶尖及各类自动定心装置等定位元件为工件提供空间位置依据。此处选用V形块作为定位元件（1）V形块的应用特点

在外圆柱面定位元件中，各类V形块可能是应用最为广泛的一类元件，其结构简单，定位稳定、可靠，对中性好，不论是局部圆柱面还是完整圆柱体，利用V形块或V形结构都可以得到良好的定位安装效果。

由于V形块定位同时利用成角度的两个斜面来约束工件，所以，参加定位的工件圆柱面的曲率中心始终被包含在V形块的对称中心平面内。当工件以圆柱体在V形块上定为时，工件轴线始终处在V形块的对称中心平面内，习惯上称为工件的据中性或对中性。所以，在需要较严格对称加工要求的铣、钻工序中，广泛应用各种V形块来作定位元件。（2）常用V形块结构及其应用

常用V形块的结构情况，其中单V形块，用于较短工件的定位；双V形块结构，用于较长工件两端或断续圆柱轴颈的定位；当工件结构较大、轴向尺寸较长时，也可采用镶块结构。图3.1-1为V形块定位的应用，其图3.1-表明工件在V形块定位座中良好的对中性。

图3.1-1

（3）V形块标准

常用的V形块两工作面斜面夹角一般是60°、90°、120°三种，其中90°地 V形块应用最多，其结构及规格尺寸已标准化。其标准代号为JB/T8018-199

5《V形块》如表3.1-1所示。

表3.1-1 V形块标准规格尺寸

（4）V形块的定位高度

标准V形块的规格一V形槽开口N来划分，见图4由于同一尺寸N的V形块，适应于不同轴颈d的工件的定位，如：槽宽N为18mm的V形块，适合于直径15-20mm的工件定位，所以对于不同直径工件的定位，同一V形块将有不同的工件中心高（或称工件的轴线的高度）T值，故具体的T值按

T = H + 0.707d – 0.5N

来计算。

根据以上所述，本课题设计的工件的T值由上表2-1-23中N=18mm一行中的参数可计算出

T = H + 0.707d – 0.5N

= 16 + 0.707 * 5 – 0.5 * 18 =10.5（mm）

图3.1-2 V形块

（5）定位误差△D 2）基准不重和误差

有前面V形块定位标准介绍可知，以V形块定位的理想定位基准要素为V形块标准检验工件圆柱的轴线。当工件以实际外圆柱表面在V形块上定位时，其基准要素为轴线。钻孔的位置以及尺寸给出，则其尺寸H1的工序基准与工序基准重合，基准补充和误差为零：

△B=0 2）基准位置误差△B 图3.1-3中夹具的安装基准面是V形块，在安装时前基准过误差为△MN

图3.1-3 V形块基准位置误差

由于工件定位外圆柱面的直径误差，是整批工件在同一V形块上定位时，其轴线位置A`点将在V形块对称中心面内上下滑动。形成了轴心的基本误差△MN。

显然，此项误差最大值应以整批工件定位轴颈的与最小直径作为计算依据。即当工件以最大极限尺寸直径dmax轴颈在V形块中定位时，其轴线位置A应处于上述变动范围的最高点，见图3.1-3所示，当工件以最小极限尺寸dmax轴颈向定位时，其轴线位置A`应为变动范围最低点。则基准误差的最大值△MN由图可知：

△MN = A`A D△d）=------------------2 * sin a

△d =-------------------2 * sin a

式中 △d —— 定位轴颈直径误差 A —— V形块两工作面夹角

当工件定位轴颈的直径公差为Td时，整批工件定位的基准位置误差最大值△MN为：

Td △MN =-------------------2 * sin a

对于90°角V形块：

a = 90°

△MN = 0.707 Td 式中 Td —— 工件定位轴颈直径公差

△MN = 0.707 Td = 0.707.0.06 = 0.042（mm）

△D = △A + △MN = 0 + 0.042 = 0.042（mm）定位误差的结论：

1）定位误差只产生于采用调整法加工一批工件的情况下，若单件或批量工件逐个试切加工者不存在定位误差。

2）定位误差是由于工件定位不准确而产生的加工误差。

3）表现形式：工序基准相对加工表面在加工尺寸方向可能产生的最大尺寸或位置的变动。

4）产生原因：基准不重合；工件的定位基准面制造误差、定位元件制造误差、工件基面与定位元件间的配合间隙及基准不重合误差。

5）定位误差由基准不重合误差和基准位移（位置）误差两部分组成，但二者不一定同时存在。

6）定位误差的计算可以按照定位误差的定义进行计算，也可以按定位误差的组成注意分析计算。

提高工件定位精度的措施：消除或减少基准不重合误差；要正确选择定位基准；经可能与工序基准重合；消除或减少基准位移误差。

1）选择精度高、位置误差小的表面为定位基准，尤其是组合定位中的第一基准，位置误差要小；

2）选用基准位置误差小的定位元件，提高定位元件间的位置精度；

3）提高工件定位表面与定位元件的配合精度，将销或消除配合间隙来减小基准位移误差。

3.2 确定引导元件(钻套的类型及结构尺寸)

为能迅速、准确的确定刀具与夹具的相对位置，钻夹具上都应该设置引导刀具的元件——钻套。钻套一般安装在钻模板上，钻模板与夹具体连接，钻套与工件之间留有排屑空间，如图3.2-1所示。因工件批量小又是单一钻孔工序，所以此处选用固定钻套。

图3.2-1 固定钻套

主要尺寸有《机床夹具零、部件》国家标准GB/T2262-91选取钻孔时如表3.2-1

表3.2-1 固定钻套标准尺寸

1.钻套的尺寸、公差配合的选择

钻套内径基本尺寸=引导刀具的最大极限尺寸

1）钻套内径基本尺寸：钻头、扩孔钻，铰刀是标准化定尺寸刀具，所以内径刀与刀具按基轴制选。钻套与刀具之间按一定的间隙配合，以防刀具使用时咬孔或长使一般根据刀具精度选套孔的公差：钻（扩孔）选F7，粗铰 G7，精铰G6。若引导的是刀具导柱部分不是切削部分，可按孔制选取：H7/f7，,H7/g6，,H6/g5等。

2）钻套高度H：

H=（1~3）D 斜孔 H=（4~6）D H过长，磨损严重由

表1.5-1可查得： 钻套高度H取20mm 3）排屑空间：h措钻套底部与工件表面之间的空间。h过大要引偏，过小不能排屑.铸铁：S=（0.3~0.7）D 小孔取小值 钢： S=(0.7~1.5)D 大孔取大值 斜孔：S=（0~0.2）D 所以排屑空间h为 30mm 4）材料：

性能要求：高硬度，耐磨

常用材料：T10A T12A CrMn 或20渗碳淬火 D≤10mm CrMn D<25mm T10A T12A HRC58~64 D≥25mm 20渗碳淬火 HRC58~64 因此，本处采用材料T10A,热处理:T10A HRC58~64。因钻孔φ6.5H9；由表1.5-1可查得： 钻套内径为φ6.5F7； 外径为φ12D6； 麻花钻选用φ6.5f6 钻套轴线对基面的垂直度允差为0.02mm 3.3夹紧方案

参考夹具资料，采用M4x20螺钉、橡胶垫圈、V形块和半圆压板以工件外圆柱表面为定位基准。把夹紧性能优良的螺旋与结构简单、灵活的各类压板相组合，可以得到较为理想的螺旋压板组合夹紧机构。有些较典型的螺旋压板组合机构。这些结构灵活的压板，都克服了螺旋夹紧动作较慢的缺点，使整个机构装夹的效率得以提高。所以，在实际中广泛应用。螺旋压板组合得到广泛的应用。螺旋压板组合机构是螺旋夹紧中又能够用最为普及的一个大类。因此为了考虑经济性和效率快捷，由于工件批量小，宜适简单的手动夹紧装置。因此采用螺旋夹紧机构，使工件装卸迅速、方便。

图3.3-1半圆压板螺旋夹紧机构

3.4连接元件

连接元件就是确定夹具在机床上正确的位置元件。连接元件主要起定位和连接作用，其种类有螺栓连结、螺柱连接和销连接等。这里主要选用螺钉和双头螺柱连接。1.螺钉连接

图3.4-1 螺钉

表3.4-1 螺钉标准尺寸

根据各部件的相应尺寸，螺钉选用M4的尺寸对V形块和钻模版进行连接。由表3.4-1可知：

螺钉L在5-40mm，这里L选用30mm，其它尺寸如表3.4-1所示。当对钻模板和V形块廉洁时，选用螺钉M6。： 由表3.4-1可知：

螺钉L在6-50mm，这里L选用40mm，其它尺寸如表3.4-1所示。2.双头螺柱

3.5对刀误差

因刀具相对于对刀或导元件的位置不精确而造成的加工误差，称为对刀误差。如图3.5-1中钻头于钻套见的间隙会引起钻头的位移或倾斜，造成加工误差。

刀具与钻套的最大配合间隙Xmax的存在会引起刀具的偏斜，将导致加工孔的偏移量X2。

用钻模加工时，被加工孔的位置精度主要受定位误差△D和导向误差△T的影响。钻模上的导向装置对定位元件的位置不准确，将导致刀具位置发生变化，由此而造成的加工尺寸误差△T即为导向误差。主要包括：

B------工件厚度 H------钻套厚度

h------排屑空间的高度

X3

x2HBhH2

图3.5-1 对刀误差

H

B + h + 2 X3 =-------------------X2 H

18 + 21.22 + 2 =

X 0.052

= 0.127mm

工件厚度大时，按X2计算对到误差；；△T = X3； 工件薄时，按X2对刀误差；△T =X2。

实践证明，用钻模钻孔时，加工孔德偏移量远小于上述理论数值。因加工孔的孔径D`大于钻头直径d，由于钻套孔径的约束，一般情况下D`= D，即加工孔中心实际上与钻套重合，因此△T 趋近于零。

因为夹具在机床上安装不精确而造成的加工误差，称为夹具的安装误差。

结 论

这次课程设计给我们提供了一个应用自己所学知识的机会，从到图书馆查找资料到对夹具精度分析与计算和运用CAD画出夹具零件图到最后夹具总图的成型。都对我

所学的知识进行了检验。可以说，本次课程设计有苦也有甜。设计思路是最重要的，只要你的设计思路是成功的，那你的设计已经成功了一半。因此我们应该在设计前做好充分的准备，像查找详细的资料，为我们设计的成功打下坚实的基础。制作过程是一个考验人耐心的过程，不能有丝毫的急躁，马虎，要心平气合的一步一步来。

总体来说，通过这次设计我受益匪浅。在摸索该如何画出夹具零件图时的过程中，也特别有趣，培养了我的设计思维，增加了实际操作能力。在让我体会到了搞设计艰辛的同时，更让我体会到成功的喜悦和快乐。发现和解决问题对于我而言，既增长了专业知识，又学会了另外一种考虑问题的新视角，使我受益非浅。我相信，通过这次的毕业设计，我所学到的东西将伴随着我在以后的人生道路上越走越远。

致 谢

时间转瞬即过，一眨眼，我便要踏入社会的大家庭。大学四年里，我与学校建立了很深的感情。学校给了我很大的培养，他使我不断地成熟、长大。对于这次的毕业设计，能够完成，不单是自己的努力，在我遇到技术问题不能解决的时候，我的指导教师娄老师都能给予我耐心的指导，让我在迷雾之中豁然开朗；我设计中细小的错误以及粗心的地方，我的林老师都能给我指出，这种一丝不苟的精神深深地感动了我，在此，我对我的指导老师表示深深的感谢。其次不得不感谢我的同学，他们在本次设计中也给了我不少的帮助。而校图书馆、CAD机房给我们提供了大量的做设计所必需的文献、资料以及做设计的场所，使我最终能完成本次毕业设计，在此表示感谢！

参考文献

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