典型夹具设计的特点（五篇材料）

第一篇：典型夹具设计的特点

典型夹具设计的特点

镗床夹具设计特点

镗床夹具又称为镗模，主要用于加工箱体或支座类零件上的精密孔和孔系。主要由镗模底座、支架、镗套、镗杆及必要的定位和夹紧装置组成。镗床夹具的种类按导向支架的布置形式分为双支承镗模、单支承镗模和无支承镗模。

一、镗床夹具的典型结构形式

（1）前后双支承镗模

（2）无支承镗床夹具

二、镗床夹具的设计要点

1．导引方式及导向支架

镗杆的引导方式分为单、双支撑引导。

单支承时，镗杆与机床主轴采用刚性连接，主轴回转精度影响镗孔精度，故适于小孔和短孔的加工。

双支承时，镗杆和机床主轴采用浮动联接。所镗孔的位置精度取决于镗模两导向孔的位置精度，而与机床主轴精度无关。

镗模导向支架主要用来安装镗套和承受切削力。因要求其有足够的刚性及稳定性，故在结构上一般应有较大的安装基面和必要的加强筋；而且支架上不允许安装夹紧机构来承受夹紧反力，以免支架变形而破坏精度。

2．镗 套

镗套的结构形式和精度直接影响被加工孔的精度。常用的镗套有：

（1）固定式镗套 固定式镗套外形尺寸小，结构简单，导向精度高，但镗杆在镗套内一边回转，一边作轴向移动，镗套易磨损，故只适用于低速镗孔。

（2）回转式镗套 随镗杆一起转动，与镗杆之间只有相对移动而无相对转动的镗套。这种镗套大大减少了磨损，也不会因摩擦发热而“卡死”。因此，它适合于高速镗孔。

3．镗杆和浮动接头

镗杆是镗模中一个重要部分。镗杆直径d及长度主要是根据所镗孔的直径D及刀具截面尺寸B×B来确定（参考表11.1之值选取）。镗杆直径d应尽可能大，其双导引部分的L/d≤10为宜；而悬伸部分的L/d≤4～5，以使其有足够的刚度来保证加工精度。

用于固定镗套的镗杆引进结构有整体式和镶条式两种。

当双支承镗模镗孔时，镗杆与机床主轴通过浮动接头而浮动连接。

车床夹具设计特点

一、车床夹具的主要类型

在车床上用来加工工件内、外回转面及端面的夹具称为车床夹具。车床夹具多数安装在主轴上；少数安装在床鞍或床身上。后一类属机床改装范畴，应用较少，不做介绍。车床夹具按工件定位方式不同分为：定心式、角铁式和花盘式等。

1.定心式车床夹具

在定心式车床夹具上，工件常以孔或外圆定位，夹具采用定心夹紧机构。

2．角铁式车床夹具

在车床上加工壳体、支座、杠杆、接头等零件的回转端面时，由于零件形状较复杂，难以装夹在通用卡盘上，因而须设计专用夹具。这种夹具的夹具体呈角铁状，故称其为角铁式车床夹具。

3．花盘式车床夹具 这类夹具的夹具体称花盘，上面开有若干个T形槽，安装定位元件、夹紧元件和分度元件等辅助元件，可加工形状复杂工件的外圆和内孔。这类夹具不对称，要注意平衡。

二、车床夹具设计要点

1．车床夹具与主轴的连接方式

由于加工中车床夹具随车床主轴一起回转，夹具与主轴的连接精度直接影响夹具的回转精度，故要求车床夹具与主轴二者轴线有较高的同轴度，且要连接可靠。通常连接方式有以下几种：

（1）夹具通过主轴锥孔与主轴连接

（2）夹具通过过渡盘与机床主轴连接

2.对定位及夹紧装置的要求

（1）为保证车床夹具的安装精度，安装时应对夹具的限位表面进行仔细找正。

（2）设置定位元件时应考虑使工件加工表面的轴线与主轴轴线重合。

（3）车床夹具的平衡及结构要求

对角铁式、花盘式等结构不对称的车床夹具，设计时应采用平衡装置以减少由离心力产生的振动及主轴轴承的磨损。

车床夹具一般都是在悬臂状态下工作的，为保证加工过程的稳定性；夹具结构应力求简单紧凑，轻便且安全，悬伸长度尽量小，使重心靠近主轴前支承。为保证安全，夹具体应制成圆形，加具体上的各元件不允许伸出夹具体直径之外。此外，夹具的结构还应便于工件的安装、测量和切屑的顺利排出或清理。

钻床夹具设计特点

一、钻床夹具的主要类型

钻床夹具简称钻模，主要用于加工孔及螺纹。它主要由钻套、钻模板、定位及夹紧装置夹具体组成。其主要类型有以下几种。

（1）固定式钻模 在使用中，这类钻模在机床上的位置固定不动，而且加工精度较高，主要用于立式钻床上加工直径较大的单孔或摇臂钻床加工平行孔系。

（2）回转式钻模 这类钻模上有分度装置，因此可以在工件上加工出若干个绕轴线分布的轴向或径向孔系。

（3）翻转式钻模 主要用于加工小型工件不同表面上的孔，孔径小于f8~f10mm。它可以减少安装次数，提高被加工孔的位置精度。其结构较简单，加工钻模一般手工进行翻转，所以夹具及工件应小于10 kg为宜。

（4）盖板式钻模 这种钻模无夹具体，其定位元件和夹紧装置直接装在钻模板上。钻模板在工件上装夹，适合于体积大而笨重的工件上的小孔加工。夹具、结构简单轻便，易清除切屑；但是每次夹具需从工件上装卸，较费时，故此钻模的质量一般不宜超过10 kg。

（5）滑柱式钻模 滑柱式钻模是带有升降钻模板的通用可调夹具。这种钻模有结构简单、操作方便、动作迅速、制造周期短的优点，生产中应用较广。

二、钻模的设计要点

1．钻 套

钻套安装在钻模板或夹具体上，用来确定工件上加工孔的位置，引导刀具进行加工，提高加工过程中工艺系统的刚性并防振。钻套可分为标准钻套和特殊钻套两大类。

（1）固定钻套

（2）可换钻套

（3）快换钻套（4）特殊钻套

2．钻模板

钻模板用于安装钻套，确保钻套在钻模上的正确位置，钻模板多装在夹具体或支架上，常见的钻模板有：

（1）固定式钻模板

（2）铰链式钻模板

（3）可卸（分离）式钻模板

（4）悬挂式钻模板

铣床夹具设计特点

一、铣床夹具的主要类型及结构形式

铣床夹具主要用于加工零件上的平面、凹槽、键槽、花键、缺口及各种成形面。由于铣削加工通常是夹具随工作台一起作进给运动，按进给方式不同铣床夹具可分为直线进给式、圆周进给式和靠模进给式三种类型。

1．直线进给式铣床夹具

这类铣床用得最多。夹具安装在铣床工作台上，加工中随工作台按直线进给方式运动。

根据工件质量、结构及生产批量，将夹具设计成单件多点、多件平行和多件连续依次夹紧的联动方式，有时还要采用分度机构，均为了提高生产效率。

2．圆周进给式铣床夹具

圆周进给铣削方式在不停车的情况下装卸工件，一般是多工位，在有回转工作台的铣床上使用。

这种夹具结构紧凑，操作方便，机动时间与辅助时间重叠，是高效铣床夹具，使用于大批量生产。

3.靠模铣床夹具

这种带有靠模的铣床夹具用在专用或通用铣床上加工各种非圆曲面。靠模的作用是使工件获得辅助运动，形成仿形运动。按主进给运动方式，靠模铣床夹具可分为直线进给和圆周进给两种。

二、铣床夹具的设计要点

由于铣削加工切削用量及切削力较大，又是多刃断续切削，加工时易产生振动，因此设计铣床夹具时应注意：夹紧力要足够且反行程自锁；夹具的安装要准确可靠，即安装及加工时要正确使用定向键、对刀装置；夹具体要有足够的刚度和稳定性，结构要合理。

1．定向键

定向键也称定位键，安装在夹具底面的纵向槽中，一般用两个，安在一条直线上，其距离越远，导向精度越高，用螺钉紧固在夹具体上。

定向键通过与铣床工作台上的形槽配合确定夹具在机床上的正确位置；还能承受部分切削扭矩，减轻夹紧螺栓的负荷，增加夹具的稳定性，因此平面夹具及有些专用钻镗床夹具也常使用。

定向键有矩形和圆形两种。

定向精度要求高或重型夹具不宜采用定向键，而是在夹具体上加工出一窄长面作为找正基面来校正夹具的安装位置。

2．对刀装置

对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定夹具和刀具的相对位置。对刀装置的结构形式取决于加工表面的形状。

对刀块常用销钉和螺钉紧固在夹具体上，其位置应便于使用塞尺对刀，不妨碍工件装卸。对刀时，在刀具与对刀块之间加一塞尺，避免刀具与对刀块直接接触而损坏刀刃或造成对刀块过早磨损。塞尺有平塞尺和圆柱形塞尺两种，其厚度和直径为3～5mm,制造公差h6。对刀块和塞尺均已标准化（设计时可查阅相关手册），使用时，夹具总图上应标明塞尺尺寸及对刀块工作表面与定位元件之间的位置。对刀装置应设置在便于对刀而且是工件切入的一端。

第二篇：典型机床夹具及其设计要点

典型机床夹具及其设计要点

1.车床夹具

车床夹具大部分是安装在机床的主轴上，用于加工回转成形面。(1)车床夹具的结构类型及特点

1)角铁式车床夹具 主要用在工件形状复杂，被加工表面的轴线与定位基面呈平行关系或构成一定角度。

图2-33为开合螺母车削工序图。图2-34是加工上述工件的车床夹具。

图2-33 开合螺母车削工序图

图2-34 角铁式车床夹具

2)心轴类车床夹具

适合于工件以孔为定位基准的车削或磨削等工序中。

3)花盘式车床夹具

对形状复杂的工件，在加工一个或几个与基准平面垂直的孔时，就可采用此类夹具。图2-35为齿轮泵壳体的加工工序图。图2-36为车齿轮泵壳体两孔的花盘式车床夹具。

图2-35 齿轮泵壳体工序图

图2-36 车齿轮泵壳体两孔的花盘式车床夹具

(2)车床夹具的设计要点

1)定位装置的设计

加工回转表面时，要求工件加工面的轴线与车床主轴的旋转轴线重合，夹具上定位装置的结构和布置必须保证这一点。

2)夹紧装置的设计

夹紧力必须足够，自锁性要好。

3)车床夹具与车床主轴的联接

要求夹具的回转轴线与车床主轴轴线有尽可能高的同轴度。夹具与车床主轴的联接 方式有：采用锥柄联接；采用过度盘联接。

4)夹具总体结构设计

夹具的外形尺寸应尽量小，重心与回转轴线重合，以减小离心力和回转力矩的影响。悬伸长度L域外轮廓直径D之比为：

D≤150mm的夹具，L/D≤1.25;D=150~300mm的夹具，L/D≤0.9;D≥300mm的夹具，L/D≤0.6。（２）弹性斜定心夹紧机构

利用定位、夹紧元件的均匀弹性变形来实现定心夹紧的．这种机构定心精度高，但变形量小，夹紧行程小，只适用于精加工中．根据弹性元件不同，有膜片夹具、碟形弹簧夹具、液压塑料薄壁套筒夹具等类型。

于结构不对称的夹具，必须采用平衡措施。2.钻床夹具

(1)钻床夹具的结构类型

1)固定式钻模； 2)分度式钻模； 3)翻转式钻模； 4)盖板式钻模； 5)滑柱式钻模(2)钻床夹具的设计要点 1)钻模类型的选择 2)钻套

钻套的作用是确定钻头、铰刀等刀具的轴线位置，防止刀具在加工中发生偏斜。根据使用特点，钻套可分为固定式、可换式、快换式等多种结构形式。

① 固定钻套

钻套中引导孔的尺寸及其偏差应根据所引导的刀具尺寸来确定。通常取刀具的最大极限尺寸为引导孔的基本尺寸，孔径公差依加工精度要求来确定。钻孔和扩孔时可取F7，粗铰时取G7，精铰时取G6。若钻套引导的不是刀具的切削部分，而是刀具的导向部分，常取配合为H7／f7、H7／g6、H6／g5。

钻套导向部分高度尺寸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=（1～2.5）D，孔径小、精度要求较高时，H取较大值。

为便于排屑，钻套下端与被加工工件间应留有适当距离h，称为排屑间隙。h值不能取得太大，否则会降低钻套对钻头的导向作用，影响加工精度。根据经验，加工钢件时，取h =（0.7～1.5）D；加工铸铁件时，取h =（0.3～0.4）D；大孔取较小的系数，小孔取较大的系数。

② 可换钻套；③ 快换钻套；④ 特殊钻套。3)钻模板的类型和设计

① 固定式钻模板；②铰链式钻模板；③可卸式钻模板；④悬挂式钻模板

3.铣床夹具

铣床夹具主要用来加工平面、沟槽及成形表面等。由于铣削力较大，冲击和震动也较严重，因此要求铣床夹具的夹紧力要足够大，夹具个组成部分要有较好的强度和刚度。铣床夹具一般应有确定刀具位置和夹具方向的对刀块和定向键，以保证夹具与刀具、机床间的正确位置，这是铣床夹具的重要特征。

(1)铣床夹具的主要类型

1)直线进给式铣床夹具；2)圆周进给式铣床夹具。(2)铣床夹具的设计要点

1)结构设计

特别注意工件定位的稳定性和夹紧可靠性。尽量降低夹具的高度，注意施力方向和作用点的位置。

2)定位键的设计

在铣床、刨床、镗床上工作的夹具通常通过定位键与工作台T形槽的配合来确定夹具在机床上的位置。定位键与夹具体的配合多采用H7/h6，安装时应将其靠在T形槽的一侧面，以提高定位精度。一副夹具一般要配置两个定向键。对于定位精度要求高的夹具和重型夹具，不宜采用定位键，而采用夹具体上精加工过的狭长平面来找正安装夹具。3)对刀元件的设计

对刀元件是用来确定刀具与夹具相对位置的元件。对刀时，铣刀不能与对刀块的工作表面直接接触，而应通过塞尺来校准它们之间的相对位置。

4)夹具体的设计

六、专用夹具的设计方法 1．专用夹具设计的基本要求

（1）保证工件加工的各项技术要求；（2）提高生产率和降低生产成本；（3）工艺性好；（4）使用性好。夹具的操作应简便，省力、安全可靠、排屑方便。

2．专用夹具的设计方法和步骤（1）研究原始资料明确设计任务

（2）考虑和确定夹具的结构方案绘制结构草图 ① 确定工件的定位方案，设计定位装置。② 确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置。

③ 确定刀具的引导方式，选择或设计引导元件或对刀元件。

对夹具的总体结构，最好考虑几个方案，画出草图，经过分析比较，从中选取较合理的方案。

（3）绘制夹具总图

夹具总图应遵循国家标准绘制，图形大小的比例尽量取1：1，使所绘的夹具总图有良好的直观性，总图中的视图应尽量少，但必须能够清楚地表示出夹具的工作原理和构造，表示各种装置或元件之间的位置关系等。主视图应取操作者实际工作时的位置，以作为装配夹具时的依据并供使用时参考。

绘制总图的顺序是：先用双点划线绘出工件的轮廓外形，并显示出加工余量；把工件轮廓线视为透明体，然后按照工件的形状及位置依次绘出定位、导向、夹紧及其他元件或装置的具体结构；最后绘制夹具体，形成一个夹具整体。

（4）确定并标注有关尺寸和夹具技术要求 ① 在夹具总图上应标注以下几类尺寸： 1）夹具外形上的最大尺寸；

2）影响定位精度的尺寸：主要指定位元件之间、工件与定位元件之间的尺寸和公差。3）影响对刀精度的尺寸和公差：主要指刀具与对刀元件或导向元件之间的尺寸及公差，钻头与钻套内孔的配合尺寸及公差等。4）影响夹具在机床上安装精度的尺寸和公差：主要是指夹具安装基面与机床相应配合表面之间的尺寸及公差。

5）影响夹具精度的尺寸和公差；主要指定位元件、对刀元件、安装基面三者间的位置尺寸和公差。

6）其它装配尺寸和公差：主要指夹具内部各连接副的配合、各组成元件之间的位置关系等。如定位销（心轴）与夹具体的配合，钻套与夹具体的配合等，设计时可查阅有关手册。

② 夹具的公差

一般按其是否与工件的加工尺寸公差有关分为两类：

1）直接与工件的加工尺寸公差有关。这类夹具公差是与工件的加工精度密切相关，必须按工件加工尺寸的公差来决定。在确定这类公差时，一般可取夹具的公差为工件相应加工尺寸公差的（1/2～1/5）。

第三篇：典型专利申请书夹具

说 明 书

一种铰链式自定心快速装夹气动夹具

技术领域

本实用新型涉及凿岩钻头机械制造行业，具体涉及一种铰链式快速装夹气 动夹具。背景技术

之前，使用普通的三爪卡盘装夹工件小端套孔及倒角，因工件大、小湍直径的差异，导致装夹极不方便，三爪卡盘要松开很多才能装、卸工件，生产效率很低，手工频繁夹紧工人其劳动强度相当大。

本实用新型钻头，采用气动装置，通过标杆传递力矩，可实现快速自10 定心夹牢工件。装夹牢固可靠，定心精度高、工作劳动强度大大减轻。实用新型内容

针对普通的三爪卡盘装夹工件上述不足，本实用新型是采用气动装置，通过标杆传递力矩，可实现快速自定心夹牢工件。装夹牢固可靠，定心精度高、工作劳动强度大大减轻。本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：

1、为了保证主要部件间最佳的间隙，采用线切割加工，如夹爪

4、夹紧块

3、压块5之；滑块A、滑块B、拉杆

6、曲杆9；

2、销与销孔的配合精度：‘

销孔采用铰孔；销钉采用磨削加工，以保证配合精度。

3、为了使压块5的经久耐用，其材料采用含钴高速度钢制作，其强度和耐磨性要比普通高速钢要高20%以上，比普通结构钢经过热处理的压块高更多。

4、动力源：采用SC-80*70-JA标准气缸。

本实用新型的优点在于：采用气动装置，通过标杆传递力矩，可实现25 快速自定心夹牢工件。装夹牢固可靠，装卸方便快捷、夹块经久耐用、定心精度高、工作劳动强度大大减轻；

经济效益：之前，采用普通三爪卡盘装夹工件，班产量（7小时/班）为300-400支；采用新型后班产量可提高800-1000支，生产效率明显成倍提升。

说 明 书

本实用新型广泛使用于机械加工制造业钻孔、套孔等工序，以实现工件的自动定心快速装夹。

下面结合附图与具体实施方式，对本实用新型进一步说明。附图说明 图1为本实用新型实施例1的结构示意图；

图1

工作原理：

1、接通气源，将控制开关打到后退位置，此时气缸活塞杆向后退运10 动，力矩通过滑块7和

8、曲杆

9、拉杆6间活动铰链机构传递，使夹紧块向工件中心收缩，从而实施夹紧；

2、将控制开关打到前进位置，此时气缸活塞杆向前运动，力矩通过滑块7和

8、曲杆

9、拉杆6间活动铰链机构传递，使夹紧块向外张开，从而实施松开； 结构分析：

夹紧块

3、夹爪

4、压块5三个零件通过螺钉连接成组合件；

说 明 书

滑块7和

8、曲杆

9、拉杆6间通过销钉连接，组成活动铰链机构 因工件形状和长度不一致，通过支承定位螺钉调节最佳的装夹位置

本实用新型并不限于上述实施方式，采用与本实用新型上述实施例相同或近似5 的结构，而得到的其他结构设计，均在本实用新型的保护范围之内。

第四篇：夹具设计论文

专用夹具设计 课题 论 文

学

校：合肥财经学院

班 级：

机电一体化2012级

学 生： 刘浏

学号：201213250134

指导教师：王厚民老师

提交日期： 2014 年 10 月 7日

摘要

机械制造过程及检测，检验中，都要使用大量的夹具。夹具是能够使产品按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装置，它的主要用于保证产品的加工质量、减轻劳动强度、辅助产品检测、展示、运输等。

关键词：专用夹具；立式铣床；槽、斜度；

目录

绪论

1.1课题研究内容

1.2夹具发展现状及发展方向 1.3研究目的及意义 夹具的分类及设计原则

2.1夹具概念

2.3机床夹具的分类

2.3铣床专用夹具设计原则

3.定位方案

3.2加紧方案

3.3对刀方案

3.4夹具体与定位键

4铣槽组合夹具

4.1槽系列组合夹具概念

4.2 组合夹具原件的分类和编号 4.3夹具设计总结

参考文献

1绪 论

1.1本课题研究的内容

本课题主要是根据国内目前的机械制造行业的技术力量，结合现实工作中普通立式铣床在加工多样化的批量产品中所遇到的困难与不足，进行研究、分析，并寻找最优良的铣床专业夹具。

1.2夹具发展现状及发展方向 1.2.1夹具发展现状

夹具最早出现在18世纪后期。随着科学技术的不断进步，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。据有关部门统计表明，目前的中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85%左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专业夹具，一般在具有中等生产能力的工厂里，约拥有数以千计的专用夹具；另一方面，在多品种生产企业中，每隔2-3年就要更新50%--80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为10%--20%左右。特别是近年来，数控机床、加工中心、柔性制造系统（FMS）等新加工技术的应用，对机床夹具提出新的要求：

1、能迅速、方便的促进新产品的投产，以缩短生产周期，降低生产成本；

2、能装夹一组具有相似特征的工件； 3、能适用于精密加工的高精密机床夹具； 1.2.2现代机床夹具发展方向

现代机床夹具的发展方向主要表现为标准化、精密化、高效化和柔性化等四个方面。

（1）标准化 机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准：GB/T2148～T2259－91以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。

（2）精密化 随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达±0.1"；用于精密车削的高精度三爪自定心卡盘，其定心精度为5μm。

（3）高效化 高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有自动化夹具、高速化夹具和具有夹紧力装置的夹具等。例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高5倍左右；在车床上使用高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在试验转速为9000r/min的条件下仍能牢固地夹紧工件，从而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生产流水线、自动线配置相应的高效、自动化夹具外，在数控机床上，尤其在加工中心上出现了各种自动装夹工件的夹具以及自动更换夹具的装置，充分发挥了数控机床的效率。1.3研究的目的及意义

夹具是能够使产品按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装置，它的主要用于保证产品的加工质量、减轻劳动强度、辅助产品检测、展示、运输等。优良的专用机床夹具在保证工件各项加工精度要求、改善工人劳动条件、提高劳动生产率、降低生产成本、扩大机床工艺范围、有效的安全生产、缩短新产品试制周期等方面有着显著的经济效益。槽类、孔类工件是常见的工程结构，提高槽类、孔类工件铣床夹具设计能力对加工行业具有重要的现实意义。

一个优良的机床专用夹具必须具备以下几个主要特征：（1）保证工件加工精度

对于专用夹具本身来讲，要确保工件的加工精度，首先要正确地选择定位基准、定位方法和定位元件，必要时还需进行精度分析；另外还要注意夹具中其他零部件的结构对加工精度的影响，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应与生产纲领相适应，应尽量采用各种快速高效的装夹机构，保证操作简单、方便，缩短加工辅助时间，有效的提高生产效率。（3）工艺性好

专用夹具的结构应力求简单、合理，便于加工、检验、装配及维修等。专用夹具的制造属于单件生产，当最终精度由调整或修配来保证时，夹具应设计成可以调整或修配的结构。夹具的分类及设计原则 2.1夹具概念

在机械制造工业中，为了达到保证产品质量，改善劳动条件，提高劳动生产条件提高劳动生产率及降低劳动成本的目的，在工艺过程中，除机床等设备外，还大量使用着各种工艺装备。它包括：夹具、模具、刀具、辅助工具及测量工具等。因此，广义的说，夹具是一种保证产品质量并便利和加速工艺过程的一种工艺装备。不同的夹具，其结构形式、工作情况、设计原则都不同。但就其数量和在生产中所占的地位来说，应以“机床夹具”为首。所谓机床夹具，就是机床上所使用的一种辅助设备，用它来准确的确定工件与刀具的准确位置，即将工件的定位及加紧，以完成加工所需的相对运动。所以机床夹具是用以使工件准确定位和夹紧的机床附加装置。

2.2机床夹具的分类 2.2.1 机床夹具的分类

机床夹具的种类很多，形状千差万别。为了设计、制造和管理的方便，往往按某一属性进行分类。第一，按夹具的通用特性分类 按这一分类方法，常用的夹具有通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具和自动线夹具等五大类。它反映夹具在不同生产类型中的通用特性，因此是选择夹具的主要依据。

（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，如三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、台虎钳、万能分度头、中心架、电磁吸盘等。其特点是适用性强、不需调整或稍加调整即可装夹一定形状范围内的各种工件。采用这类夹具可缩短生产准备周期，减少夹具品种，从而降低生产成本。其缺点是夹具的加工精度不高，生产率也较低，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 专用夹具是针对某一工件的某一工序的加工要求而专门设计和制造的夹具。其特点是针对性极强，没有通用性。在产品相对稳定、批量较大的生产中，常用各种专用夹具，可获得较高的生产率和加工精度。专用夹具的设计制造周期较长，随着现代多品种及中、小批生产的发展，专用夹具在适应性和经济性等方面已产生许多问题。

（3）可调夹具 可调夹具是针对通用夹具和专用夹具的缺陷而发展起来的一类新型夹具。对不同类型和尺寸的工件，只需调整或更换原来夹具上的个别定位元件和夹紧元件便可使用。可调夹具在多品种、小批量生产中得到广泛应用。

（4）组合夹具 组合夹具是一种模块化的夹具，并已商品化。标准的模块元件具有较高精度和耐磨性，可组装成各种夹具，夹 具用毕即可拆卸，留待组装新的夹具。由于使用组合夹具可缩短生产准备周期，元件能重复多次使用，并具有可减少专用夹具数量等优点；因此组合夹具在单件、中小批多品种生产和数控加工中，是一种较经济的夹具。

2.3铣床专用夹具的设计原则

（1）由于铣削过程不是连续切削，且加工余量较大，所以不但所需的切削力较大，而且切削力的大小及方向随时都可能在变化，致使在铣削过程中产生振动。因此铣床夹具要有足够的夹紧力，夹具结构要有足够的刚性。

（2）为了提高铣床夹具的刚性，工件待加工的表面应尽量不超出工作台，在确保夹具有足够排屑空间的前提下，尽最降低夹具的高度，一般夹具高与宽之比为 1：1.25。

（3）对于以铸、锻件毛坯面定位的铣夹具，应以毛坯图作为设计夹具的依据，以免对工件毛坯余量尺寸和形状误差、分型面或浇 冒口等问题因考虑不周而影响夹具的合理性和可靠性。拔叉部件铣直槽夹具设计

图3-1所示拔叉零件，要求设计铣槽工序用的铣床夹具。根据工艺规程，在铣槽之前其它各表面均已加工好，本工序的加工要求是：槽宽14H11mm，槽深7mm，槽的中心平面与Ф26H7孔轴线的垂直度公差为0.08mm，槽侧面与E面的距离12 ±0.2mm，槽底面与B面平行。

3.1定位方案 3.1.1六点定位原理

当工件在不受任何条件约束时，其位置是任意的不确定的。设工件为一理想的钢体，并以一个空间直角坐标作为参照来观察钢体的位置变动。由理论力学可知，在空间处于自由状态的钢体，具有六个自由度，即沿着X、Y、Z三个坐标轴的移动和绕着这三个坐标轴的转动，如图3-1拔叉零件图所示。用X、Y、Z分别表示沿三个坐标轴的移动和绕着这三个坐标轴转动的自由度。六个自由度是工件在空间位置不确定的最高程度。定位的任务，就是要限制工件的自由度。在夹具中，用分别适当的与工件接触的六个支撑点，来限制工件六个自由度的原理，称为六点定位原理。

3.1.2应用定位原理几种情况

（1）完全定位

工件的六个自由度全部被限制，它在夹具中只有唯一的位置，称为完全定位。（2）部分定位 工件定位时，并非所有情况下都必须使工件完全定位。在满足加工要求的条件下，少于六个支撑点的定位称为部分定位。在满足加工要求的前提下，采用部分定位可简化定位装置，在生产中应用很多。如工件装夹在电磁吸盘上磨削平面只需限制三个自由度。

（3）过定位（重复定位）

①一般情况下，应该避免使用过定位。通常，过定位的结果将使工件的定位精度受到影响，定位不确定可使工件（或定位件）产生变形，所以在一般情况下，过定位是应该避免的。

②过定位亦可合理应用 虽然工件在夹具中定位，通常要避免产生“过定位”，但是在某些条件下，合理地采用“过定位”，反而可以获得良好的效果。这对刚性弱而精度高的航空、仪表类工件更为显著。

3.1.3确定要限制的自由度

按照加工要求，铣通槽时应限制五个自由度，即沿x轴移动的自由度不需要限制，但若在此方向设置一止推支撑，则可起到承受部分铣削力的作用，故可采用完全定位。

3.1.4定位方案选择

有三中定位方案可供选择：

方案I：工件已E面作为主要定位面，用支承板1和短销2（与工件Ф26H7孔配合）限制工件五个自由度，另设置一防转挡销实现六点定位。为了提高工件的装夹刚度，在C处加一辅助支承。方案II：工件以Ф26H7孔作为主要定位基面，用长销3和支承钉4限制工件五个自由度，另设置一防转挡销实现六点定位。在C处也加一支承。

方案III：工件以Ф26H7孔为主要定位基面，用长销3和长条支承板5限制两个自由度，限制工件六个自由度，其中绕z轴转动的自由度被重复限制了，另设置一防挡销。在C处也加一辅助支承。

比较以上三种方案，方案I中工件绕x轴转动的自由度由E面限制，定位基准与设计基准不重合，不利于保证槽的中心平面与Ф26H7孔轴线的垂直度。方案II中虽然定位基准与设计基准重合，槽的中心平面与Ф26H7孔轴线的垂直度要求保证，但这种定位方式不利于工件的夹紧。由于辅助支承是在工件夹紧后才起作用，而施加夹紧力P时，支承钉4的面积太小，工件极易歪斜变形，夹紧也不可靠。方案III中虽是过定位，但若在工件加工工艺方案中，安排Ф26H7孔与E面在一次装夹中加工，使Ф26H7孔与E面有较高的垂直度，则过定位的影响甚小。在对工件施加夹紧力P时，工件的变形也很小，且定位基准与设计基准重合。综上所述，方案III较好。

计算定位误差: 除槽宽14H11由铣刀保证外，本夹具要保证槽侧面与E面的距离及槽的中心平面与Ф25H7孔轴线的垂直度，其它要求未注公差，因此只需计算上述两项加工要求的定位误： 3.2夹紧方案

根据工件夹紧的原则，除施加夹紧力外，还应在靠近加工面处增加一夹紧力，用螺母与开口垫圈夹压在工件圆柱的左端面，而对着支撑板的夹紧机构可采用钩形压板，使结构紧凑，操作方便。3.3对刀方案

加工槽的铣刀需两个方向对刀，故应采用直角对刀块。3.4夹具体与定位键

为保证工件在工作台上安装稳定，应按照夹具体的高宽比不大于1.25的原则确定其宽度，并在两端设置耳座，以便固定。为了使夹具在机床工作台的位置准确及保证槽的中心平面与Ф26H7孔轴线垂直度要求，夹具体底面应设置定位键，定位键的侧面应与长销的轴心线垂直。4 铣槽组合夹具 4.1槽系列组合夹具概念

组合夹具的应用范围十分的广泛。它最适合于品种多、产品变化快、新产品试制和单件小批生产等场合，在批量生产也可以利用组合夹具代替临时短缺的专用夹具，以满足生产要求。用组合夹具元件可以组装成各类机床夹具。数控机床和柔性制造单元的出现，更加推动了组合夹具技术的进步，扩大了组合夹具的应用范围。

使用组合夹具，工件轮廓尺寸在一定范围内不受形状的限制。我国的槽系列组合夹具可以满足普通机械制造厂的大部分零件的加工，其中6mm、8mm槽系列组合夹具主要适用于仪表制造行业的小型零件的加工。适用于各系列组合夹具的工件范围见表4.1。

表4-1 各系列组合夹具的适用范围

组合夹具元件的系列

可加工工件的最大外轮廓尺寸（mm）6mm系列，8mm系列

500×250×250 12mm系列

1500×1000×500 16mm系列

2500×2500×1000 应当指出，由于组合夹具有很大的机动性和灵活性，表4-1中所介绍的可加工工件的最大轮廓尺寸，仅是一般情况下的参考数据，通过熟练的组合技术，可用小尺寸系列的元件组装成更大尺寸工件的组合夹具。此外，不同系列的组合夹具元件还可以通过过渡 元件共同组装在一套组合夹具上，以达到缩小组合夹具尺寸和减轻组合夹具重量的目的。

4.2组合夹具元件的分类和编号

我国目前生产和使用的组合夹具多是槽系列的组合夹具，其元件间以键和键槽定位。用孔和圆销定位的组合夹具称为孔系列组合夹具，目前生产中亦有应用。下面主要介绍槽系列组合夹具元件。

根据连接螺栓直径、支承截面尺寸和定位键槽尺寸，槽系列组合夹具分为三种：

1.16mm槽系列组合夹具，又称大型组合夹具，用“D”表示。2.12mm槽系列组合夹具，又称中型组合夹具，用“Z”表示

3.8mm和6mm槽系列组合夹具，又称小型夹具，用“X”表示。

组合夹具元件的分类，主要根据元件的结构、形状和用途而划分的。按其用途不同，可分为八大类，参见表4.2。另有一类是组合夹具组装工具和辅具。分别用表4-2表示。4.3夹具设计

毛坯为铸造件，且对毛坯的结构工艺有一定的要求，其材料是HT200，生产类型为中批量生产，具体要求如下：

1).铸件的壁厚要均匀，不应有较大的截面变化。2).铸件的选材要合理，以便于铸造。3).要设计合理的起模斜度，便于起模。4).铸件要有圆角，不得出现尖角棱角等。

基面选择是工艺规程设计的重要工作之一。基面选择的正确与合理是加工质质量得到保证，生产率得以提高。6 总结

基于以上工作所建立的基于机床夹具的设计，可以给机床夹具设人员在对夹具进行设计时作为参考，避开繁琐的建模工作，从而大大提高设计人员的工作效率，减少设计人员的工作量和劳动强度，缩短夹具的设计和开发周期，减少夹具设计中的成本费用，加快产品的更新速度。同时应用人机交互方法可以避免不必要的疏忽和错误，能在短时间内寻求最优设计结果，从而加快了设计速度，提高到了设计质量。

由于设计时间有限，该设计中的疏忽和缺陷在所难免，夹具设计中依然存在许多漏洞和不足之处，因此，在以后还需对该设计进行必要的修补和完善工作，望广大同行多多批评、指正。参考文献

[1] 杨 杰.基于WEB的夹具系统设计[J].煤矿机械，2004 [2] 马贤智.夹具与附具标准应用手册[M].北京:机械工业出版社，1996.[3] 许生蛟.组合夹具图册.上册.北京:机械工业出版社，1996，12.[6] [4] 王光斗，王春福.机床夹具设计手册.第三版.上海:上海科学技术出版社，2005 [5] 李德信，任建亭，等.Solid WorksV18基础篇.北京:化学工业出版社，2007

第五篇：法兰盘夹具设计.（范文模版）

目录

一、序言.......................................................................................................................2

二、零件分析...............................................................................................................2

1零件的作用.........................................................................................................2 2零件的工艺分析.................................................................................................2

三、工艺规程设计.......................................................................................................3

1确定毛坯的制造形式.........................................................................................3 2基面的选择.........................................................................................................3 3制定工艺路线.....................................................................................................3 4毛坯尺寸的确定与机械加工余量.....................................................................5 5确定各道工序的切削用量及基本工时.............................................................5

四、夹具的设计.........................................................................................................14 1问题的提出.......................................................................................................14 2夹具设计...........................................................................................................14 五、三维建模..............................................................................................................16

五、设计总结.............................................................................................................21

六、参考文献.............................................................................................................22

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一、序言

机械制造装备课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课、大部分专业课以及参加了生产实习之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我的大学生活中占有重要的地位。

通过本次课程设计，应该得到下述各方面的锻炼：

1、能熟练运用机械制造课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。

2、提高结构设计的能力。通过设计夹具的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而且能保证加工质量的夹具的能力。、学会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处、能够做到熟练运用。

此次设计的是CA6140车床法兰盘及夹具设计。首先，对工件进行分析得出工艺路线；再着重进行夹具的设计，其中包括定位的设计、夹紧力的设计，夹紧和定位原件的选择。

由于能力所限，设计尚存在许多不足之处，恳请老师予以指教。

二、零件分析

1、零件的作用

题目所给的零件是法兰盘，为盘类零件，用于卧式车床上。车床的变速箱固定在主轴箱上，靠该法兰盘定心。法兰盘内孔与主轴的中间轴承外圆相配，外圆与变速箱体孔相配，以保证主轴三个轴承孔同心，使齿轮正确啮合。

2、零件的工艺分析

法兰盘零件，要求钻孔Ф6和Ф4，保证尺寸280.3，进行夹具设计，生产批量为中批量生产。以零件心轴和一端面定位，夹紧另外一端面。用快换钻套保证孔Ф6和Ф4的位置，即尺寸280.3。

三、工艺规程设计

1、确定毛坯的制造形式

零件材料是HT200。零件年产量是中批量,而且零件加工的轮廓尺寸不大,在考虑提高生产率保证加工精度后可采用铸造成型，采用方法为砂模机器造型。零件形状并不复杂，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近。

2、基面的选择

基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。

（1）粗基准的选择

按照有关粗基准的选择原则（如果必须首先保证工件上欲加工表面与不加工表面之间的位置要求，则应以不加工表面为粗基准），现选择Φ45外表面B为粗基准，利用三爪自定心卡盘加持最右端外圆Φ45，并且使卡盘端面紧靠右端面，这样可以消除所有六个自由度，达到完全定位。

（2）精基准的选择。主要应考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。

3、制定工艺路线

制定工艺路线应该使零件的加工精度（尺寸精度、形状精度、位置精度）和表面质量等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为中批生量生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以志用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。还应当考虑经济效果，以便降低生产成本。

（1）工艺路线方案一

工序1粗车 Ф100mm柱体左右端面及外圆外圆留有余量。以右端Ф45 mm为粗基准。

工序2钻、扩、粗铰、精铰 20mm孔至图样尺寸并车孔左端的倒角。工序3粗车Ф45，Ф90的外圆，粗车各端面，粗车Ф90的倒角，粗车3x2的槽，R5的圆角。以Ф20为精基准。

工序4 半精车Ф90外圆及各端面，车槽3×2，R5的圆角。工序5半精车Φ100左右端面及外圆，精车Ф100的左端面。工序6粗铣Ф90的左端面；粗铣、精铣 90柱体右侧面。工序7钻 4×Φ9孔。工序8 钻Φ4孔，铰Φ 6孔。

工序9磨削Φ100的右端面，Φ90外圆及左右端面，Φ45外圆。工序10 磨削外圆面 Φ100，Φ 90。

工序11刻字刻线。工序12镀铬。工序13 检测入库。

(2)工艺路线方案二

工序1钻、扩、铰Φ20的孔，以右端Φ45的外圆为粗基准。

工序2粗车Φ100外圆，B面，Φ90外圆及右侧面，3x2槽，Φ45外圆。粗车零件左右端面

工序3粗车零件左右端面，并倒Φ20孔的倒角，以及零件右端45度倒角。工序4半精车Φ100外圆，Φ90外圆。工序5半精车零件左端面。

工序6精车Φ100外圆，并倒Φ100，Φ90的倒角。工序7精车零件右端面。

工序8粗铣Ф90的左端面；粗铣、精铣 90柱体右侧面。工序9 钻 4×Φ9孔。工序10钻Φ4孔，铰Φ 6孔。

工序11磨削Φ90外圆及右侧Φ45外圆。工序12抛光B面。工序13刻字画线。工序14镀铬。工序15检测入库。(3)工艺方案的比较与分析

上述两种工艺方案的特点在于：方案二考虑以Φ20孔为精加工基准，而方案一则是从右端面开始加工到左端面，然后再钻孔 Φ20mm，这时则很难保证其圆跳动的误差精度等。因此决定选择方案二作为加工工艺路线比较合理。

4、毛坯尺寸的确定与机械加工余量

由于本零件材料为灰铸铁，由《工艺手册得》，毛坯为双侧加工，MA为G，加工精度为8到10级，这里选取9级。则，由《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4得：

零件沿轴线方向的加工余量为：2x2.5mm=5mm Ф100径向加工余量为6mm，轴向加工余量为2x2.5mm=5mm Ф90径向加工余量为2x2.5mm=5mm，轴向加工余量为2x2.5mm=5mm Ф45径向加工余量为2x2.5mm=5mm 由《机械零件工艺性手册》表：2-64得：Ф100，Ф90柱体圆角为：R=2mm；右端Ф45的圆角为：R=4mm；

5、确定各道工序的切削用量及基本工时

工序1 ：钻，扩，铰Ф20孔 加工条件：

工件材料：HT200 硬度170—241HB，取190HB，机器砂型铸造。加工要求：钻，扩，铰Ф20孔 机床：Z3040型摇臂钻床(1)钻 Ф18孔

1）刀具选择：查《机械制造工艺设计简明手册》选用 18高速钢锥柄标准花钻。

2）切削用量选择：查《切削用量手册》得：f=0.70~0.86mm/r,再由《机械制造工艺设计简明手册》C365L 手册》取V =13m/min，vdwnw1000=18m/min。

车床进给量取f =0.76mm/r。查《切削用量简明

1000vnsdw=230r/min，按机床选取n =238r/m,故3)计算基本工时：T=（L+L1+L2）/(f×n)=0.66min。(2)扩Ф19.8 孔

1）刀具选择：选用 19.8高速钢锥柄扩孔钻。

2）确定切削用量：查《切削用量简明手册》得：f=0.90~1.1mm/r,再由《机械制造工艺设计简明手册》C365L 车床进给量取f =0.92mm/r。扩孔时的切削速度，由《现代机械制造工艺流程设计实训教程》得公式：vc扩=（1/2~1/3）vc钻 查《切削用量简明手册》取VC =0.29m/s=17.4m/min，Vc=（1/2~1/3）VC =5.8~8.7m/min，ns1000vdw=93~140r/min，按机床选取n =136r/m,故vdwnw1000=8.5m/min。

3)计算基本工时：T=（L+L1+L2）/(f×n)=(91+14+2)/(0.92×136)=0.86min。其中L=91，L1=14,L2=2。

(3)铰Ф20

1）刀具选择：20高速钢锥柄机用铰刀

2）确定切削用量：背吃刀量ap=0.12。由《切削用量简明手册》表2.11 f=1.3~2.5mm/r,取zvf=1.68由《切削用量简明手册》表

w2.30得

yvcdT.axf=7.9m/min，ns1000vd=125.8 r/min按机床选取nw =136 mvvcv0pr/min。所以实际切削速度vdwnw1000=8.54m/min。

3)计算基本工时：T=(L+L1+L2)/(f*n)=0.44min

工序2 ：粗车Ф100外圆、车B面，车Ф90外圆及右侧面、3x2槽、Ф45外圆。

加工条件：

机床选择：CA6140车床

刀具1：刀片材料YG6，刀杆尺寸BxH=16x25mm，r010o 060 kr600

s50 kr'8o '05o e0.51

刀具2：刀片材料为高速钢，成型车刀，刀杆尺寸30x45 刀具3：刀片才；材料高速钢，切断车刀，刀杆尺寸16x25

（1）粗车Ф100外圆

1）选择刀具：选择刀具1 1)确定背吃刀量a 粗车的余量为1.5mm，一次走刀完成，即a =1.5mm。2)确定进给量：查《切削用量简明手册》：加工材料HT200、工件直径100mm、切削深度a =1.5mm，则进给量为0.6~0.9 mm/r。再根据CA6140车床说明书，取 横向进给量取f =0.86mm/r。选择磨钝标准及耐用度：根据《切削用量简明手册》表1.9，取车刀后面最大磨损量为0.8~1.0。焊接车刀耐用度T=60mm。

3)确定切削速度V ：根据《切削用量简明手册》vccvTm.axpfvyv=57.46 m/min，ns1000vdw=172 r/min。按CA6140车床转速（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－8）选择与172r/min相近似的机床转速n =200r/min,则实际切削速度V = 66.6m/min。

4）计算基本工时：按《机械制造工艺设计简明手册》公式计算：T=0.149min。

（2）粗车 Ф90外圆

1）选择刀具：用刀具2 2）确定背吃刀量：粗车外圆ap=1.1mm。

3)确定进给量：由《切削用量简明手册》HT200，刀杆尺寸16 x25，,工件直径为Ф90mm，则f=0.6~0.9 mm/r。再根据CA6140车床说明书，取横向进给量取f =0.86mm/r。由《切削用量简明手册》表1.9查取后刀面磨损最大限度为0.8~1.0，焊接耐用度T=60mm。

4)确定切削速度Vc：根据《切削用量简明手册》表1.27，vccvm/min

Tmv.axpyf=44

vns1000vdw=147.6 r/min，按CA6140车床转速 选择与157.5r/min相近似的机床转速n =160r/min,则实际切削速度V =47.728 m/min。5)计算基本工时：T=（L+L1+L2+L3）×i/(f×n)=0.153min。

(3)粗车Ф45 外圆 选择刀具1 1）确定切削深度：粗车外圆，一次走刀，则ap=1.1mm。

2)确定进给量：由《切削用量手册》，HT200，刀杆尺寸16x 25，ap=1.1,工件直径为Ф45mm，则f=0.4~0.5mm/r。再由《简明手册》表4.2—3查取f =0.45mm/r。

3)确定切削速度Vc：根据《切削用量手册》表1.27查取：xfvcT.amvyvcvp=62.7 m/min。

ns1000vdw=399 r/min按CA6140车床说明书，选择与399r/min相近似的机床转速n =400r/min,则实际切削速度V = 62.8m/min。4)计算基本工时：T=（L+L1+L2+L3）×i/(f×n)=0.286min。

(4)成型车刀加工B面

1）确定切削深度：一次走刀，则ap=2.5mm。T=120min 2)确定进给量：f=0.035~0.070mm/r。取f =0.050mm/r。

3)确定切削速度Vc：根据《切削用量手册》表1.27查取：vccTvmxvyv=40.602 m/min.apfns1000vdw=121.987 r/min，按CA6140车床说明书，选择与121.987r/min相近似的机床转速n =125r/min,则实际切削速度V =41.605m/min。

4)计算基本工时：T=（L+L1+L2+L3）×i/(f×n)=11.04min。

(5)车Ф90右端面及3x2槽

1)确定切削深度：一次走刀，则ap=2.5mm。

2)确定进给量：由《切削用量手册》表1.4，f=0.6~0.9mm/r。根据CA6140机床说明书（见《工艺手册》表1.31）取f=0.86 mm/r。

3)确定切削速度Vc：根据《切削用量手册》表1.27查取：vccTvmxvyv=13.965 m/min，.apfns1000vd=46.815 r/min。按CA6140车床说

w明书，选择与46.815r/min相近似的机床转速n =50r/min,则实际切削速度。V = 15.072m/min。

4)计算基本工时：T=（L+L1+L2+L3）×i/(f×n)=1.419min。

工序3粗车零件左右端面，并倒Ф20孔的倒角，零件右端45度倒角 加工条件：

机床选择：CA6140车床

刀具1：刀片材料YG6，刀杆尺寸BxH=16x25mm，r010o 060 kr600

s5

0kr'8o '05o e0.51

(1)粗车零件左端面，即粗车Ф 100左端面 1）确定切削用量ap =1.1mm。

2)确定进给量：查《切削用量简明手册》：取进给量为0.6——0.9 mm/r。再根据CA6140车床说明书（见《机械制造工艺设计简明手册》表1.31查取）进给量取f =0.86mm/r。根据《切削用量简明手册》表1.9，取车刀后面最大磨损量为0.8~1.0。焊接车刀耐用度T=60mm。

3)确定切削速度Vc ：根据《切削用量简明手册》表1.27vccvTmv.axpfyv=49.56 m/min

ns1000vdw=149 r/min。按CA6140说明书，选择与149r/min相近似 的机床转速n =160r/min,则实际切削速度V =53m/min。

4）计算基本工时：按《机械制造工艺设计简明手册》公式计算：T= 0.385min。

(2)粗车零件右端面

1）确定切削用量ap =2.5mm。

2)确定进给量：查《切削用量简明手册》：取进给量为0.4～0.5 mm/r。再根据CA6140车床说明书（见《机械制造工艺设计简明手册》表1.31查取）进给量取f =0.45mm/r。根据《切削用量简明手册》，取车刀后面最大磨损量为0.8~1.0。焊接车刀耐用度T=60mm。

3)确定切削速度V ：根据《切削用量简明手册》表1.27m/min 1000vvccvTmv.axpfyv=14 nsdw=89r/min按CA6140说明书，选择与89r/min相近似的机床转速n =100r/min,则实际切削速度V =15.7m/min。

4）计算基本工时：按《机械制造工艺设计简明手册》公式计算：T= 0.674min

工序4半精车Ф100外圆、B面，Ф90外圆、Ф45外圆 机床选择：CA6140车床

刀具1：刀片材料YG6，刀杆尺寸BxH=16x25mm，r10 6 kr60

0o000s50 kr8o 5 'o0e0.51 刀尖圆弧半径0.5mm。

(1)半精车Ф100外圆 用刀具1 1)确定背吃刀量：半车的余量为0.9mm，一次走刀完成，即a =0.9mm。2)确定进给量：查《切削用量简明手册》表1.6：加工材料HT200、工件直径100mm、切削深度a =0.9mm，表面粗糙度为6.3，刀尖圆弧半径0.5mm，则进给量为0.25~0.40 mm/r。再根据CA6140车床说明书，取横向进给量取f =0.30mm/r。车刀耐用度T=60mm。

3)确定切削速度Vc ：根据《切削用量简明手册》表1.27vccvTmv.axpfyv=103.071 m/min

ns1000vdw=309.971 r/min。按CA6140车床转速（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－8）选择与309.871r/min相近似 的机床转速n =320r/min,则实际切削速度V = 106.509m/min。

4）计算基本工时：按《机械制造工艺设计简明手册》公式计算：T=0.2.6min

(2)半精车 Ф90外圆 选择刀具：用刀具1。1）确定背吃刀量： 半精车外圆ap=1.4mm。

2)确定进给量：由《切削用量简明手册》表1.6，HT200，刀杆尺寸16 x25，表面粗糙度为6.3，刀尖圆弧半径0.5mm,工件直径为Ф90mm，则f=0.25~0.40 mm/r。再根据CA6140车床说明书，取横向进给量取f =0.30mm/r，车刀耐用度T=60mm。

3)确定切削速度Vc：根据《切削用量简明手册》表1.27，yvcT.axf=103.071m/minn1000vd=353.719 r/min。按CA6140车床转速 mvvcvpsw选择与353.719r/min相近似的机床转速n =400r/min,则实际切削速度V =116.557 m/min。

4)计算基本工时：T=（L+L1+L2+L3）×i/(f×n)=0.115min。

(3)半精车Ф45 外圆 选择刀具1 1）确定切削深度：粗车外圆，一次走刀，则ap=1.4mm。

2)确定进给量：由《切削用量手册》，HT200，刀杆尺寸16x 25，ap=1.1,工件直径为Ф45mm，表面粗糙度为6.3，刀尖圆弧半径0.5mm，则f=0.25~0.40mm/r。再由《简明手册》表4.2—3查取f =0.30mm/r。

3)确定切削速度V：根据《切削用量手册》表1.27查取： yvcT.axf=103.071 m/minnmvvcvps1000vdw=686.719r/min按CA6140车床说明书，选择与686.719r/min相近似的机床转速n =710r/min,则实际切削速度V = 107.457m/min。

4)计算基本工时：T=（L+L1+L2+L3）×i/(f×n)=0.246min。

工序5 半精车零件左端面，即Ф100左端面 加工条件：

机床选择：CA6140车床

刀具1：刀片材料YG6，刀杆尺寸BxH=16x25mm，r10 06 kr60

o000s5 0 kr'8o 5 'o0e0.51 刀尖圆弧半径0.5mm。

(1)半精车Ф100左端面

1)确定背吃刀量：半精车的余量为0.9mm，一次走刀完成，即a =0.9mm。2)确定进给量：查《切削用量简明手册》表1.6：加工材料HT200、工件直径100mm、切削深度a =0.9mm，表面粗糙度为6.3，刀尖圆弧半径0.5mm，则进给量为0.25~0.40 mm/r。再根据CA6140车床说明书，取横向进给量取f =0.30mm/r。车刀耐用度T=60mm。

3)确定切削速度V ：根据《切削用量简明手册》表1.27，vccvTmv.axpyf=103.071 m/min。nvs1000vdw=316.235 r/min。按CA6140车床转速（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－8）选择与316.235r/min相近似 的机床转速n =320r/min,则实际切削速度V = 106.509m/min。

4）计算基本工时：按《机械制造工艺设计简明手册》公式计算：T=1.158min。

工序6 精车Ф100外圆，并倒Ф90，Ф100的倒角

1)确定背吃刀量a； 半车的余量为0.5mm，一次走刀完成，即a =0.5mm。2)确定进给量：查《切削用量简明手册》表1.6：加工材料HT200、工件直径100mm、切削深度a =0.5mm，表面粗糙度为1.6，刀尖圆弧半径0.5mm，则进给量为0.10~0.15 mm/r。再根据CA6140车床说明书，取横向进给量取f =0.12mm/r。车刀耐用度T=60mm。

3)确定切削速度V ：根据《切削用量简明手册》表1.27，vccvTmv.axpyf=142.020 m/minnvs1000vdw=452.292 r/min按CA6140车床转速的（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－8）选择与452.292r/min相近似 机床转速n =450r/min,则实际切削速度V = 141.3m/min。

4）计算基本工时：按《机械制造工艺设计简明手册》公式计算：T=0.315min。

工序7精车零件左端面，即Ф100左端面

1)确定背吃刀量：半车的余量为0.5mm，一次走刀完成，即a =0.5mm。2)确定进给量：查《切削用量简明手册》表1.6：加工材料HT200、工件直径100mm、切削深度a =0.5mm，表面粗糙度为1.6，刀尖圆弧半径0.5mm，则进给量为0.10~0.15 mm/r。再根据CA6140车床说明书，取横向进给量取f =0.12mm/r。车刀耐用度T=60mm。

3)确定切削速度V： 根据《切削用量简明手册》表1.27，yvcT.axf=142.020 m/min，ns1000vmvvcvpd=452.292 r/min按CA6140车床转速

w（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2－8）选择与452.292r/min相近似 机床转速n =450r/min,则实际切削速度V = 141.3m/min。的4）计算基本工时：按《机械制造工艺设计简明手册》公式计算：T=2.00min。

工序8粗铣Ф90左右侧面，精铣Ф90右侧面 加工条件：

机床的选择：X62W，功率7.5KW，装夹系统刚性好；

刀具的选择：铣刀材料为YG6，由ap=8，ae=11～21mm，根据《工艺手册》表3.1—28，铣刀选择为80～110mm；由《切削手册》表6---7选择刀具如下：粗铣刀为粗齿圆柱形铣刀d1000012，40，L80，d40，r15，o0oo~45oo，Z=10；精铣刀为细齿圆柱形铣刀d30~35oo1000，L80，d40，r015，012，o，Z=14，圆柱铣刀寿命为180min。(1)粗铣左侧面，粗铣刀具

1）切削用量：ap=8，ae=11mm，一次完成

2）确定进给量： 由《切削手册》表3.5当机床X62W功率为5-10KW,采用YG6硬质合金材料加工铸铁取fz=0.14-0.24mm/z,取fz=0.24mm/z。

3）确定切削速度cv0vVc： 由《切削手册》表

sw3,27，yqpvcdtaxfauz=119.619m/minn1000vd=380.952r/min根据X61W机mpvvpzev床说明书(见《切削手册》表4.2-39)取主轴转速n =475r/min.则实际切削速度为Vc =149.15m/min当n =475r/min时,工作台为每分钟进给量是进给速度fm=fz×z×n机=0.24×10×475=1140mm/min.，X62W机床说明书(见《切削手册》表3.23)取fm=950mm/min 4）计算基本工时：T=(L+L1)/fm=(38+5)/950=0.0453 min。

(2)粗铣右侧面，粗铣刀具

1）切削用量：ap=8，ae=10mm，俩次完成。

2）确定进给量： 由《切削手册》表3.5当机床X62W功率为5-10KW,采用YG6硬质合金材料加工铸铁取3)确定切削速度

fz=0.14-0.24mm/z,取

fz=0.24mm/z。

3,27，Vc ：由《切削手册》表vcdcvqv0ptaxfauzmpvyvpzev=160.952m/min

ns1000vdw=512.586r/min，根据X61W机床说明书(见《切削手册》表4.2-39)取主轴转速n =600r/min.则实际切削速度为Vc =188.4m/min，当n =600r/min时,工作台为每分钟进给量是进给速度fm=fz×z×n机=0.24×10×600=1440mm/min.，X62W机床说明书(见《切削手册》表3.23)取fm=950mm/min。

4）计算基本工时：T=(L+L1)/fm=(48.2+5+38)/950=0.096 min。(3)精铣右侧面 精铣刀具

1）切削用量： ap=8，ae=1mm，一次完成

2）确定进给量： 由《切削手册》表3.5当机床X62W功率为5-10KW,采用YG6硬质合金材料加工铸铁取

fz=0.14-0.24mm/z,取

Vc:

fz=0.24mm/z。

3）确定切削速度由《切削手册》表 3,27,vccvdq0vptaxfauzmpvyvpzev=404.312m/min,n1000vsdw=1287.618r/min根据X61W机床说明书(见《切削手册》表4.2-39)取主轴转速n =1180r/min.则实际切削速度为Vc 370.52m/min，当n =1180r/min时,工作台为每分钟进给量是进给速度fm=fz×z×n机=0.24×14×1180=2832mm/min.，X62W机床说明书(见《切削手册》表3.23)取fm=1180mm/min。

4）计算基本工时：T=(L+L1)/fm=(48.2+5)/1180=0.0451min。

工序9钻4×Ф9孔

1)刀具选择：选用Ф9高速钢,锥柄标准麻花钻。选用Z525型摇臂钻床。2）确定切削用量：4个孔共走四次刀。由《切削用量手册》f=0.47—0.57mm/r,由钻床取 f =0.40mm/r.由《切削用量手册》，取V查=0.36m/s=21.6m/min，则n=764.331 r/min由钻床说明书，取n机=850r/min,故。

3）计算基本工时：其中L1=8，L2=0，L=84，T= 4x0.047min=0.188min。

工序10钻Ф 4mm孔，Ф铰6mm孔 机床选择：选用Z525型摇臂钻床。(1)钻Ф 4mm孔

1)刀具选择：由《工艺手册》选用 高速钢锥柄标准花钻。

2)确定切削用量：查《切削用量手册》f=0.18～0.22mm/r,由钻床取f=0.22mm/r.由《切削用量手册》取V =0.46m/s=27.6m/min=197r/m，由Z525钻床取n =1700r/min.，故Vc=21m/min。

3)基本工时：L1=10，L2=0，L=12.5，T= 0.07min。(2)铰 Ф6孔

1）刀具选择：6高速钢锥柄机用铰刀，刀具磨钝标准为0.4—0.6,耐用度T=60min。

2）确定切削用量：加工余量为2mm,故背吃刀量asp=1mm。查《切削用量手册》f=0.27—0.33mm/r，由《工艺手册》f=0.26mm/r。

(3)确定切削速度：计算切削速度vc(cvdTafm0pzvxvyv其中KV=1，)kv，CV=15.6,ZV=0.2,XV=0.1,YV=0.5,m=0.3，V = 0.21m/s=12.8m/min，n = 679r/min，取 n =670，V =8.415 m/min。

3）基本工时：其中L1=10，L2=2，L=7，T= 0.109min。

工序11 磨削Ф90外圆以及零件右端Ф45外圆

1)选择砂轮：WA46KV6P350x40x12。

2)切削用量的选择：砂轮转速n砂=1500 r/min，v砂=27.5m/s。轴向进给量fa=0.5B=20mm，工件速度Vw=10m/min，径向进给量fr=0.015mm/（双行程）3)切削工时：加工Ф90外圆 圆

t12LbzbK1000vffar=0.819min，加工Ф45外t 12LbzbK1000vffar=1.606min。

工序12抛光B面 工序13刻线、刻字 工序14镀铬 工序15检测入库

四、夹具的设计 1问题的提出

本夹具用来钻Ф4和Ф6的孔，有一定的公差要求，但同时应考虑提高生产率；因此设计时，对本夹具有一定的形位要求，还应装夹方便。本夹具使用在Z525型摇臂钻床上，选用螺旋夹紧。

2、夹具设计

(1)定位和夹紧方案的选择：

由法兰盘零件的特征，采用一销一端面的定位方式，因此用一心轴和一端面的方式定位法兰盘，经过定位后的法兰盘已经限制了五个自由度，在零件的Ф100平面用螺旋夹紧方式夹紧。

（2）切削力及夹紧力计算 1)切削力的计算： 轴向力：其中：

zF.yF.(N)F9.81cFd0fkF。

cF42.7d0

4f0.22

kF0.9

zF1.0

yF0.8 则：F449.3N8 2扭矩:

zM.yM.M9.81cM.d0fkmM，其中：c0.021

zM2.0

yM0.8kM0.87

则：M0.884N*m 2）夹紧力的计算：

由《机床夹具设计手册》表1-2-20，查得：当D=32，d=8，e=1.7，Ⅲ型，得夹紧力为W0=3680（N）

3）切削力与夹紧力比较

由夹具结构知，轴向力与夹紧力垂直，欲使夹具安全工作，夹紧力产生的摩擦力必须大于轴向力。一般钢铁接触面的摩擦系数为：0.1～0.15。此处取小值0.1。则F总=2f=2×368=736>449.238所以安全。由于钻头直径为Ф4，所以产生的扭矩非常小，夹具可安全工作。五、三维建模

4.1夹具体三维建 模的最后效果

4.2钻模板三维建模的最后效果

4.3定位套三维建模的最后效果

4.4加长快换钻套三维建模的最后效果

4.5支承钉三维建模的最后效果

4.6六角螺杆三维建模的最后效果

4.7夹具总装备三维建模的最后效果

4.8夹具总装备爆炸后三维建模的最后效果