第一篇：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。
《 机床夹具课程设计 》说明书
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
《 机床夹具课程设计 》说明书
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。
《 机床夹具课程设计 》说明书
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。
《 机床夹具课程设计 》说明书
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：夹具课程设计说明书完整版
洛阳理工学院
洛阳理工学院
课程设计说明书
课 程 名 称 机械制造装配设计
设 计 课 程 钻床夹具设计 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 B120234 姓 名 朱文换
学 号 B2023402
2014年01月03日 洛阳理工学院
课 程 设 计 任 务 书
机械械工程 系 机械设计制造及其自动化 专业 学生姓名 朱文换 班级 B120234 学号 B12023402 课程名称： 机械制造装配设计 设计题目： 钻床夹具设计
课程设计内容与要求：
设计内容：
1、钻床夹具装配图一张
2、夹具体零件图一张
3、产品零件图一张
4、课程设计说明书一份
设计要求：
1、设计（装配图按夹具要求设计，相关的配合尺寸要标明，在说明书中要有夹具定位计算，夹紧等方案的选择）。
2、零件图要符合工程图的根据要求，图纸的标题要有材料。
设计（论文）开始日期 2013 年 12月23日 设计（论文）完成日期 2014年 01月03日
指导老师: 张洪涛 洛阳理工学院
课 程 设 计 评 语
机械械工程 系 机械设计制造及其自动化 专业 学生姓名 朱文换 班级 B120234 学号 B12023402 课程名称： 机械制造装配设计 设计题目： 钻床夹具设计
课程设计片篇幅：
图 纸 共 3 张
说明书 共 17 页
指导老师评语：
年 月 日 指导老师： 洛阳理工学院
目 录
序 言----------------------------
4一、专用夹具设计-----------5
1、设计前的准备工作---5（1）、明确工件的年生产纲领----------------------5（2）、熟悉工件零件图和工序图-------------------5（3）、加工方法---------6
2、总体方案的确定------6（1）、定位方案的选择、比较、确定-------------6（2）、定位精度分析---7（3）、夹紧机构的选择7（4）、导向装置的确定8（5）、夹具体------------9
3、绘制夹具装配图---11（1）、制图比例的选择----------------------------11（2）、定位、夹紧、导向，夹具体绘制-------11
二、夹具装配图上应标注的尺寸和技术条件-------12
1、夹具装配图上标注的尺寸----------------------12
2、夹具装配图上应标的公差配合-----------------12
3、夹具装配图上应标注的技术要求--------------12
三、夹具零件图上应标注的尺寸和技术条件------13
1、夹具零件图上标注的尺寸----------------------13
2、夹具零件图上应标注的技术条件和技术要求------------------------------13
四、方案设计论证--------14
1、设计思路-----------14
2、设计方法与结果--14
五、设计心得--------------15
六、致谢--------------------16
七、参考文献--------------17 3 洛阳理工学院
序言
机械制造工艺学课程设计是在我们学习了技术基础课和大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学课程的一次深入的综合性的链接，也是一次理论联系实际的训练。因此，他在大学的学习中占有十分重要的地位。本次课程设计以钻床夹具为设计题目，更是考虑到夹具在现代生产中的广泛应用。
钻床夹具（简称夹具）是在机械加工中使用的一种工艺装备，他的主要功能是对别加工工件的定位和夹紧。通过定位，使个加工工件在夹具中占有同一个正确的加工位置；通过夹紧克服加工中存在的各种作用力，使这一正确的位置的到保障，从而使加工过程得意顺利进行。因此，工艺人员的一项日常工作就是设计专用夹具。
夹具作为机械制造业举足轻重的工艺装备，主要表现在能够保证机械加工质量、提高生产效率、降低生产成本、减轻劳动强度、降低对工人技术的过高要求、实现生产过程自动化和流水线生产。夹具一般由定位装置、夹紧装置、夹具体及其它装置或元件所组成。它在实际生产中的作用也仍旧是将工件定位，以使加工工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。在机床上加工工业零件时，必须用夹具装好固定所要加工工件。将工件装好，就是在机床上确定工件相对于刀具的正确位置，这一过程称为定位。将工件夹紧，就是对工件施加作用力，使之在已规定好的位置上可靠地固定，这一过程称为夹紧。从定位到夹紧的全过程，称为装夹。其主要功能就是完成工件的装夹固定工作。工件装夹情况的好坏，将直接影响工件的加工精度。所以，对于夹具的设计练习对于现代生产设计是十分必要的。
关键词： 装备
夹紧
设计
制图 洛阳理工学院
一、专用夹具设计
1、设计准备工作
（1）、明确工件的年生产纲领
它是夹具总体方案确定的依据之一，它决定了夹具的复杂程度和自动化程度。由于本次设计为小批量生产，所以夹具设计自动化要求不高，因而采用立式钻床钻削加工。
（2）、熟悉工件零件图和工序图
工件图应该无遗漏地给出制造零件所需的全部信息，包括几何形状、全部尺寸、加工面的尺寸公差、形状公差和表面粗糙度要求、材料和热处理要求、其他特殊技术要求等。
该工件的工件图如图1-1所示：
图1-1 零件图
已知该工件的材料为HT200，加工C面上的孔(其它工序已经加工完成)。
洛阳理工学院（3）、加工方法
了解工艺规程中本工序的加工内容，机床、刀具、切削用量、工步安排、工时定额，同时加工零件数。这些是在考虑夹具总体方案、操作、估算夹紧力等方面必不可少的。根据加工要求，本道工序的内容是钻C面上的孔，采用立式钻床钻削加工。
2、总体方案的确定
（1）、定位方案的选择、比较、确定
根据本工序的工序内容及加工精度要求，按照六点定位原理和本工序的加工精度要求，拟定几种具体的定位方案和定位元件，并选出最佳方案。
按有关标准正确选择定位元件或定位的组合。在机床夹具的使用过程中，工件的批量越大，定位元件的磨损越快，选用标准定位元件增加了夹具零件的互换性，方便机床夹具的维修和维护。本次设计虽然为小批量生产，但也需要考虑夹具零件的互换性。所以暂定如下两种定位方案：
第一方案：采用一面两销且取甲面为定位面，Φ30H7孔用短圆柱销定位，Φ15孔用固定圆柱销定位，很明显出现了“过定位”，不符合定位要求。第二方案：定位方式仍为一面两销，甲面用大平面，但Φ30H7孔采用固定短圆柱销定位，侧面Φ15孔用浮动菱形销定位，限制工件六个自由度度。综上所述，这次设计采用第二种方案，限制工件六个自由度。（2）、定位精度分析
由于工件的中心距允许偏差为39±0.2mm，而允许误差由三部分组成，其中定位误差为其中之一，另外有对刀误差，安装误差，根据机械设计相关要求，定位误差不能超过允许误差的1/3，所以，首先分析能引起定位误差的因素： 1)、工件定位孔Φ30H7与短圆柱销Φ30k6之间的配合为过渡配合，它们之间产生的定位误差很小，可以忽略不计。
2)、定位销固定板上的定位孔Φ20H7与短定位销Φ20k6之间的配合为过盈配合，它们之间产生的定位误差很小，也可以忽略不计。
洛阳理工学院 3）、菱形销Φ15H7与工件孔Φ15h6之间的间隙虽然会对工件造成转动方向的影响，但是转动轴心与加工孔轴心方向一致，所以即使有误差，也不会影响工件的钻削加工精度，所以此项也可忽略不计。
4）、夹紧固定板与夹具底座之间以螺钉销钉连接，两接触面均为3.2的粗糙度，故夹紧固定板与夹具底座之间的误差很小，亦可忽略不计。
5）、B面定位销固定板与夹具底座之间以螺钉销钉连接，两接触面均为3.2的粗糙度，故B面定位销固定板与夹具底座之间的误差很小，亦可忽略不计。综上所述，满足加工精度要求。（3）、夹紧机构的选择、比较、确定
1）、夹紧力的方向：
夹紧力的方向要有利于工件的定位，并注意工件的刚性方向，不能使工件有脱离定位表面的趋势，防止工件在夹紧力的作用下产生变形。所以，本次夹紧力选择垂直于工件定位面。2）、夹紧力的作用点：
夹紧力的作用点应选择在定位元件支承点的作用范围内，以及工作刚度高的位置。确保工件定位准确、不变形。所以，本次加进了的作用点选择在工件上与定位面平行，切间距适中的面上，具体位置见如下图：
图1-2 夹紧力的作用点位置
洛阳理工学院 3）、选择夹紧机构：
在确定夹紧力的方向、作用点的同时，要确定相应的夹紧机构。确定夹紧机构要注意以下几方面的问题：
①安全性 夹紧机构应具备足够的强度和夹紧力，以防止以外伤及夹具操作人员。②手动夹具夹紧机构的操作力不应过大，以减轻操作人员的劳动强度。③夹紧机构的行程不宜过长，以提高夹具的工作效率。④手动夹紧机构应操作灵活、方便。
确定夹紧力的方向、作用点，以及夹紧元件或夹紧机构，估算夹紧力大小，要选择和设计动力源。夹紧方案也需反复分析比较，确定后，正式设计时也可能在具体结构上作一些修改。夹紧方案选择了对称联动夹紧机构。如下图所示：
图1-3 对称联动夹紧机构 洛阳理工学院（4）、导向装置的确定
导向装置是夹具保证加工精度的重要装置，如钻孔导向套、镗套、对刀装置、对定装置等，这些装置均已标准化，可按标准选择，为提高加工效率，便于替换，选择快换导向套加工工件。如下图所示：
图1-4 快换钻套
（5）、夹具体
夹具体是夹具的基础体，它将夹具上的各种装置和元件连接成一个整体，并通过它将夹具安装到机床上。它的结构形状及尺寸大小，取决于加工工件的特点、尺寸大小，各种元件的结构和布局，夹具于机床的连接方式，切削力、重力等大小的影响。
夹具体应满足以下几点计算要求：
1、应有足够的强度和刚度。
2、力求结构 洛阳理工学院 简单及装卸工件方便。
3、结构工艺形好。
4、排屑切屑要方便。
5、在机床上安装稳定可靠。
6、具有适当的精度和尺寸稳定性。
夹具体毛坯可以分为四类：
1、铸造夹具体。铸造夹具体如图1-5（a）所示。
2、焊接夹具体。焊接夹具体如图1-5（b）所示。
3、锻造夹具体。锻造夹具体如图1-5（c）所示。
4、装配夹具体。装配夹具体如图1-5（d）所示。
（a）
（b）
（c）
（d）
图1-5 夹具体毛坯的类型
所选夹具体零件示意图如图1-6所示：
图1-6 夹具体 洛阳理工学院
3、绘制夹具装配图（1）、制图比例的选择
根据夹具整体结构，考虑到夹具的总体尺寸，选择制图比例为1:1，绘图时需要把工件视为透明体，用双点划线画出轮廓，同时画出定位面、夹紧面和加工表面，其他无关表面可以省略。（2）、定位、夹紧、导向，夹具体
画出定位元件和导向元件，按夹紧状态画出夹紧元件或机构，必要时可用双 点划线画出松开位置时的夹紧元件的轮廓，画出夹具体，其他元件或机构，以及上述各元件与夹具体的联结，使夹具形成一体，标注必要的尺寸，配合和技术条件。
装配图示意图如图1-7所示：
图1-7 夹具体装配图 洛阳理工学院
二、夹具装配图上应标注的尺寸，公差配合和技术条件
1、夹具装配图上标注的尺寸
1）夹具外形轮廓尺寸，长、宽、高分别是256mm、192mm、192mm。
2）夹具体的侧面到加工面的中心距离是98±0.2mm。
2、装配图上应标的公差配合
钻套与衬套之间的配合是过渡配合Φ25H7/h6，衬套与钻模板之间的配合是过盈配合Φ35H7/r6，菱形销与套筒之间的配合是过渡配合Φ15H7/h6，短圆柱销与工件之间的配合是过渡配合Φ30H7/k6。
3、装配图上应标的技术要求
1）、压块相对于A面的平行公差在全长上不大于0.04mm； 2）、钻套的中心线相对A面的垂直度在全长上不大于0.04mm； 3）、菱形块轴向对于定位孔轴向的同轴度在全长上不大于0.04mm； 4）、零件
2、零件5和零件19由钳工配做加工完成。洛阳理工学院
三、夹具零件图上应标注的尺寸和技术条件
1、夹具体零件图上应标注的尺寸
1）、零件图中应正确、完整、清晰、合理地注出制造夹具体零件所需的全部尺寸，夹具体的长、宽、高分别是256mm、192mm、192mm。
2）、标注的尺寸应满足设计和加工工艺的要求；
2、夹具体零件图上应标注的技术条件和技术要求
1）、零件图中必须用规定的代号、数字和文字简明地表示出在制造和检验时所应达到的技术要求；
2）、此设计中：夹具体上表面相对甲基准面的平行度是0.04mm，侧面与大平面接触的面相对甲基准面的垂直度是0.04mm。
3)、夹具体零件图应标注的技术要求
(1)、铸件经时效处理，未标注圆角为R3~R5；
(2)、铸件不应有砂眼和气孔，孔和底面不应有疏松等铸造缺陷。夹具体零件示意图如图3-1所示：
技术要求1.铸件经时效处理，未注圆角R3~R52.铸件不应有砂眼、气孔，孔和底面不应有疏松等铸造缺陷
图3-1 夹具体零件图 洛阳理工学院
四、方案设计论证
1、设计思路
1）、根据待加工工件的需要，选择加工机床，应选用立式钻床钻削加工比较合理。
2）、因为工件主要定位部分为Φ30mm和Φ15mm的圆孔，所以可以用一面两销定位，满足六点定位原理。
3）、将定位元件先固定夹具体上，然后利用一面两销把工件定位后，可利用对称联动机构来对工件进行夹紧，工件的夹紧力的方向垂直与工件的轴线方向。
2、设计方法与结果
1）、对工件的加工要进行分析，已知工件上钻C面上的孔，根据工件的形状和加工要求和零件的生产纲领，此处采用立式钻床比较合理。
2）、根据六点定位原理，选用一个短圆柱销、一个菱形销以及一个大平面定位，正好满足六点定位原理，由于限制了六个自由度，所以只需要将工件夹紧就可以进行加工了，在垂直方向上进行夹紧，考虑到操作方便的问题，此次夹紧选用对称联动机构夹紧。
对整个定位、夹紧方案综合分析得出：定位方案符合六点定位原理，夹紧方案夹紧稳定，所以此夹具设计可行。洛阳理工学院
设计心得
课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，这是我们迈向社会、从事职业工作前的一个必不可少的过程。在老师和同学的共同努力下，使我在有限的时间内完成了夹具课程设计。通过这次的课程设计，使我养成了认真、谨慎、遇到困难冷静的态度。课程设计的过程中遇到同学们通过查资料也解决不了的东西，但是在老师的细心指点下，同学们都能迎刃而解。通过这次课程设计把我们所学的理论知识运用到实际中来，使我对理论知识有了更深层次的了解，理论联系实际使我所学到的理论知识更加牢靠，同学们学会了对于不同的待工件设计不同的夹具，对于夹具的各种标准件都学会了如何查标准件手册、如何使用它们以及怎样合理的选择方案。通过这次的课程设计，让我学到了许多的知识，从工件图到产品的最终的应用的整个流程，从查资料到最终方案的确定，要经过夹具体的选择，定位的选择，和加紧装置的确定，以及误差的确定到精度的要求，每一步都要自己经过大量的查阅资料，遇到困难的时候，老师和同学认真细心的给我讲解，使我轻松了许多，也学会了团结友善的处世态度。洛阳理工学院
致谢
本课程设计是在老师的指导下完成的，衷心感谢老师的悉心指导以及在生活上给予的关心和帮助。张老师以渊博的学识、高度的责任感使我不仅在学术上受益匪浅，而且言传身教，以其高尚的人格教导了我做人的道理。在此课程设计完成之际，谨向张老师表示最衷心的感谢！
同时，我深深感谢我们机械工程系的领导和老师以及传授我知识和学习方法的外系老师，我在思维方法、学习态度和工作作风方面得到的进步都受益于您们的指导和影响；对我能顺利完成课程设计给予了很大的帮助。
在张老师的耐心指导下，我的课程设计收获了很多，把我四年所学的东西进行了一个大整合。实践联系理论及实际中会遇到的问题，都给我们指了出来。从而使我的课程设计不断的优化。
经过本次的课程设计，我学会好多书本上面没有的知识。这次的设计在张老师的耐心的指导下，使我的设计更加与实际相结合，最后再次衷心的感谢张老师在本次设计中给予的指导和帮助!
洛阳理工学院
参考文献
1.赵雪松 《机械制造装备设计》 武汉：华中科技大学出版社，2011.1 2.孙恒 《机械原理》 北京：高等教育出版社，2000.8 3.吴拓 《简明机床夹具设计手册》 北京：化学工业出版社，2010.4 4.李名望 《机床夹具设计实例教程》 北京：化学工业出版社，2009.9 5.陈立德6.王先逵7.喻子建8.张玉 9.成大先10.高小康
《机械制造装备设计课程设计》《机械制造工艺学》 《机械设计习题与解析分析》 《几何量公差与测量技术》 《机械设计手册》 《互换性与测量技术》
北京：高等教育出版社，2010.8 北京：机械工业出版社，2011.6 沈阳：东北大学出版社，2000.6 沈阳：东北大学出版社，1999.7 北京：化学工业出版社，1999.8 北京：高等教育出版社，2002.3
第四篇：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。
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
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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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