第一篇：夹具调研报告 1
大连交通大学信息工程学院2012届本科生毕业设计（论文）调研报告
调研报告
1课题的来源及意义
夹具：机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置。又称卡具。从广义上说，在工艺过程中的任何工序，用来迅速、方便、安全地安装工件的装置，都可称为夹具。例如焊接夹具、检验夹具、装配夹具、机床夹具等。其中机床夹具最为常见，常简称为夹具。在机床上加工工件时，为使工件的表面能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其他表面的相互位置精度等技术要求，加工前必须将工件装好（定位）、夹牢（夹紧）。夹具通常由定位元件（确定工件在夹具中的正确位置）、夹紧装置、对刀引导元件(确定刀具与工件的相对位置或导引刀具方向)、分度装置（使工件在一次安装中能完成数个工位的加工，有回转分度装置和直线移动分度装置两类）、连接元件以及夹具体（夹具底座）等组成。
夹具种类按使用特点可分为：①万能通用夹具。如机用虎钳、卡盘、吸盘、分度头和回转工作台等，有很大的通用性，能较好地适应加工工序和加工对象的变换，其结构已定型，尺寸、规格已系列化，其中大多数已成为机床的一种 标准附件。②专用性夹具。为某种产品零件在某道工序上的装夹需要而专门设计制造，服务对象专一，针对性很强，一般由产品制造厂自行设计。常用的有车床夹具、铣床夹具、钻模(引导刀具在工件上钻孔或铰孔用的机床夹具)、镗模(引导镗刀杆在工件上镗孔用的机床夹具)和随行夹具（用于组合机床自动线上的移动式夹具）。③可调夹具。可以更换或调整元件的专用夹具。④组合夹具。由不同形状、规格和用途的标准化元件组成的夹具，适用于新产品试制和产品经常更换的单件、小批生产以及临时任务。
（1）机床夹具
是机床上用以装夹工件（和引导刀具）的一种装置。其作用是将工件定位，以使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。
（2）车床夹具
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。
（3）三坐标夹具
使用在测量机上，利用其模块化的支持和参考装置，完成对所测工件的柔性固定。该装置，能够进行自动编程，实现对工件的支撑，并可建立无限的工件配置参考点。先进的专用软件，能够直接通过工件的几何数据，在几秒钟之内产生工件的装夹程序。柔性模块快速
（4）铣床夹具
均安装在铣床工作台上，随机床工作台作进给运动。主要由定位装置、夹紧装置、夹具体、连接元件、对刀元件组成。铣削加工时，切削力较大，又是断续切削，振动较大，因此铣床夹具的夹紧力要求较大，夹具刚度、强度要求都比较高。
2国内外发展状况
（1）国内夹具发展史
我国国内的夹具始于20世纪60年代，当时建立了面向机械行业的天津组合夹具厂，和面向航空工业的保定向阳机械厂，以后又建立了数个生产组合夹具元件的工厂。在当时曾达到全国年产组合夹具元件800万件的水平。20世纪80年代以后，两厂又各自独立开发了适合NC机床、加工中心的孔系组合夹具系统，不仅满足了我国国内的需求，还出口到美国等国家。当前我国每年尚需进口不少NC机床、加工中心，而由国外配套孔系夹具，价格非常昂贵，现大都由国内配套，节约了大量外汇。
（2）国外夹具发展史
从国际上看俄国、德国和美国是组合夹具的主要生产国。当前国际上的夹具企业均为中小企业，专用夹具、可调整夹具主要接受本地区和国内订货，而通用性强的组合夹具已逐步成熟为国际贸易中的一个品种。有关夹具和组合夹具的产值和贸易额尚缺乏统计资料，但欧美市场上一套用于加工中心的央具，而组合夹具的大型基础件尤其昂贵。由于我国在组合夹具技术上有历史的积累和性能价格比的优势，随着我国加入WTO和制造业全球一体化的趋势，特别是电子商务的日益发展，其中蕴藏着很大的商机，具有进一步扩大出口良好前景。
（3）国内外机床夹具发展现状
研究协会的统计表明，目前中、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用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂，里约拥有数千甚至近万套专用夹具；另一方面，在多品种生产的企业中，每隔3~4年就要更新50~80％左右专用夹具，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、成组技术、柔性制造系统、（FMS）等新加工技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求：
1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本；
2）能装夹一组具有相似性特征的工件；
3）能适用于精密加工的高精度机床夹具；
4）能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具；
5）采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率；
6）提高机床夹具的标准化程度。
（4）夹具的发展趋势
一、高精随着机床加工精度的提高，为了降低定位误差，提高加工精度对夹具的制造精度要求更高高精度夹具的定位孔距精度高达±5μm，夹具支承面的垂直度达到0.01mm/300mm，平行度高达0.01mm/500mm。德国demmeler（戴美乐）公司制造的4m长、2m宽的孔系列组合焊接夹具平台，其等高误差为±0.03mm；精密平口钳的平行度和垂直度在5μm以内；夹具重复安装的定位精度高达±5μm；瑞士EROWA柔性夹具的重复定位精度高达2～5μm。机床夹具的精度已提高到微米级，世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。诚然，为了适应不同行业的需求和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的精度标准供选择。
二、高效为了提高机床的生产效率，双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多。为了减少工件的安装时间，各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等，快速夹紧功能部件不断地推陈出新。新型的电控永磁夹具，加紧和松开工件只用1～2秒，夹具结构简化，为机床进行多工位、多面和多件加工创造了条件。为了缩短在机床上安装与调整夹具的时间，瑞典3R夹具仅用1分钟，即可完成线切割机床夹具的安装与校正。采用美国Jergens（杰金斯）公司的球锁装夹系统，1分钟内就能将夹具定位和锁紧在机床工作台上，球锁装夹系统用于柔性生产线上更换夹具，起到缩短停机时间，提高生产效率的作用。
三、模块、组合夹具元件模块化是实现组合化的基础。利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件，快速组装成各种夹具，已成为夹具技术开发的基点。省工、省时，节材、节能，体现在各种先进夹具系统的创新之中。模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础，应用CAD技术，可建立元件库、典型夹具
库、标准和用户使用档案库，进行夹具优化设计，为用户三维实体组装夹具。模拟仿真刀具的切削过程，既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案，又能积累使用经验，了解市场需求，不断地改进和完善夹具系统。组合夹具分会与华中科技大学合作，正在着手创建夹具专业技术网站，为夹具行业提供信息交流、夹具产品咨询与开发的公共平台，争取实现夹具设计与服务的通用化、远程信息化和经营电子商务化。
四、通用、经济夹具的通用性直接影响其经济性。采用模块、组合式的夹具系统，一次性投资比较大，只有夹具系统的可重组性、可重构性及可扩展性功能强，应用范围广，通用性好，夹具利用率高，收回投资快，才能体现出经济性好。德国demmeler（戴美乐）公司的孔系列组合焊接夹具，仅用品种、规格很少的配套元件，即能组装成多种多样的焊接夹具。元件的功能强，使得夹具的通用性好，元件少而精，配套的费用低，经济实用才有推广应用的价值。
3课题研究的目标
对机械加工工艺规程基本要求可归结为质量、生产率和经济性。虽然有时互相矛盾，但只要把它们处理好，就会成为一个统一体。在三个要求中，质量是首要的。质量表现在机械产品的各项技术性能指标，质量不能保证，根本谈不上数量；质量和生产率之间是密切联系的，在保证质量的前提下，应该不断地最大限度地提高生产率，满足生产量的要求。如果两者矛盾，则生产率要服从于质量，应在保证质量的前提下解决生产率问题。在保证质量的前提下，应尽可能的节约耗费，减少投资，降低制造成本，这就是经济性。
因此，支架以及夹具的工艺规程设计应该体现质量、生产率和经济性的统一，达到经济合理及可行的目的。
4课题研究的内容
课题研究应用先进的CAD软件，进行机床支架夹具的设计。课题的目的是培养学生从事机械制造设计作所需的基本知识与技能：实体建模技术；模具装配图、零件图及工程图设计、BOM设计。目的是培养学生从事机械设计工作所需的基本技能：科技资料查阅；软件应用；机械制造设计基础知识，为毕业后的工作打下良好基础。
5课题研究的方法和手段
1.设计前的基础准备
1)研究产品对象
2）机械制造知识
2.机械制造设计的工艺准备
1)对零件图进行工艺性分析
2)对模具结构的初步分析
3）绘制零件胚图
3.设计工艺卡片
1)零件结构的拟定与比较
2)绘制零件总装图
3)零件图样的修订与定型
6实验方案的可行性分析
1.个人的知识准备、开发能力方面
本人基本了解机械制造设计和原理，零件方面的基础知识掌握的也比较牢固，有过课程设计和在多家工厂实习的经验，设计部件的层次比较清晰，对电脑绘图软件有基本的了解，学习新事物的能力较强。
2.开发工具：AutoCAD
AutoCAD之所以成为一个功能齐全、应用广泛的通用图形软件包。首先它是一个可视化的绘图软件，许多命令和操作可以通过菜单选项和工具按钮等多种方式实现。而且Auto—CAl)具有丰富的绘图和绘图辅助功能，如实体绘制、关键点编辑、对象捕捉、标注、鸟瞰显示控制等，它的工具栏、菜单设计、对话框、图形打开预览、信息交换、文本编辑、图像处理和图形的输出预览为用户的绘图带来很大方便。其次它不仅在二维绘图处理更加成熟，三维功能也更加完善，可方便地进行建模和渲染
7课题研究的进度安排
毕业设计总共14周，大致安排如下：
第1周： 接受任务书，理解设计课题的主要任务，查找相关的中外文资料
调查国内外现状，写相关调研报告，初步完成外文翻译工作。
第2周： 进一步细化调研报告和外文翻译。
第3周： 提交调研报告和完成外文翻译。
第4周： 学习AutoCAD软件。
第5周： 学习AutoCAD软件。
第6周： 学习AutoCAD软件。
第7周： 制作零件加工的工艺卡片。
第8周： 修改工艺卡片。
第9周： 用AutoCAD 制作零件图。
第10周：用AutoCAD 制作零件图。
第11周：进一步完善所有设计内容。
第12周：撰写毕业设计说明书模具装配图、零件图及工程图，调整排版
式并打印装订。
第13周：接受指导教师和评阅人对毕业设计论文的评阅工作，提出毕业答
辩申请。
第14周：参加毕业答辩。
8参考文献
[1]孙己德，机床夹具图册[M].北京：机械工业出版社.1984：20-23
[2]许晓旸，专用机床设备设计[M].重庆：重庆大学出版社.2003
[3]贵州工学院机械制造工艺教研室，机床夹具结构图册[M].贵阳：贵州任命
出版社.1983 42-50
[4]东北重型机械学院等，机床夹具设计手册[M].上海：上海科学技术出版社
1979
[5]金属机械加工工艺人员手册修订组，金属机械加工工艺人员手册[M].上海：
上海科学技术出版社.1979
[6]孟少龙，机械加工工艺手册第1卷[M].北京：机械工业出版社.1991
[7]李洪，机械加工工艺抽测[M].北京：机械工业出版社.1990
[8]马智贤，机械加工工艺手册[M].北京：中国标准出版社.1994
[9]周永强，高等学校毕业指导[M].北京：中国建材工业出版社.2002
[10] 刘文剑，曹天河，赵维，夹具工程师手册[M].哈尔滨：黑龙江科学技术出
版社.1987
[11] Victor E.Repp,Ed.D.Machine Tool Technology printed in the united States of
Amercian
第二篇：夹具设计实训报告
夹具设计实训研修报告
专业：机电一体化
学号：12025904 班级：机电12302班
姓名：李新
目录
设计任务书„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 前言„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 设计思想„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8
1、钻床夹具设计过程„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9 1.1 工件本工序的加工要求分析„„„„„„„„„„„„„10 1.2 确定夹具的类型„„„„„„„„„„„„„„„„„„11 1.3 拟定夹具的定位方案和选择定位元件„„„„„„„„„11 1.4 确定夹具的夹紧方案„„„„„„„„„„„„„„„„12 1.5 确定夹具引导元件„„„„„„„„„„„„„„„„„12 1.6 夹具的精度分析与计算„„„„„„„„„„„„„„„13 1.7夹紧机构设计与夹紧计算„„„„„„„„„„„„„„14 1.7.1夹紧机构设计„„„„„„„„„„„„„„„14 3
1.7.2夹紧计算„„„„„„„„„„„„„„„„15 1.8 夹具操作过程明„„„„„„„„„„„„„„16
2、绘制夹具总图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„16
3、绘制夹具零件图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„17
4、小结„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„17
5、设计心得体会„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„18
6、参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„21 附图 钻床夹具三维装配图
钻床夹具课程设计任务书
题目：设计“挡环”零件的钻床夹具 设计内容：
1、挡环零件图 1张
2、钻床夹具装配图1张
3、钻床夹具零件图3张
4、钻床夹具三维图3张
5、课程设计说明书 1份
2014年12月 25
日
前言
1、主要技术指标
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
除考虑专用夹具本身结构简单、标准化程度高、成本低廉外，还应根据生产纲领对夹具方案进行必要的经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益。
2、设计方案、设计方法、设计手段
（一）研究原始资料
在明确夹具设计任务后，应对以下几方面的原始资料进行研究。
1、研究加工工件图样
了解该工件的结构形状、尺寸、材料、热处理要求，主要表面的加工精度、表面粗糙度及其它技术要求。
2、熟悉工艺文件，明确以下内容
（1）毛坯的种类、形状、加工余量及其精度。
（2）工件的加工工艺过程、工序图、本工序所处的地位，本工序前已加工表面的精度及表面粗糙度，基准面的状况。
（3）本工序所使用的机床、刀具及其它辅具的规格。（4）本工序所采用的切削量。
（二）拟订夹具的结构方案
拟订夹具的结构方案包括以下几个内容 1）确定夹具的类型
各类机床夹具均有多种不同的类型、钻床夹具有固定式、翻转式、盖板式和滑板式等，应根据工件的型状、尺寸、加工要求及重量确定为回转式。
2）确定工件的定位方案，设计定位装置
根据六点定位原则，通过分析工序图确定工件以椎孔定位，定位元件为心轴。
3）确定工件的夹紧方式，设计夹紧装置
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。根据工件的结构，加工方法其因素确定为螺旋夹紧。
4）确定引导元件（钻套的类型及结构尺寸）
钻套的类型有固定式钻套、可换式钻套、快换式钻套、特殊式钻套，根据工件加工量确定为可换式钻套。
5）夹具精度分析与计算
6）绘制夹具总图
3、主要工作程序
1)零件本工序的加工要求分析 2)确定夹具类型
3)拟定定位方案和选择定位元件 4)确定夹紧方案
5)确定引导元件(钻套的类型及结构尺寸)6)夹具精度分析与计算 7)绘制夹具总图 8)绘制夹具零件图样 9）编写设计说明书 设计思想
本工序是为一挡环零件加工 1 个φ10H7 的小孔,所设计的一套钻床专用夹具。主要技术指标能保证工件的加工精度、提高生产效率、工艺性好和使用性好。
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3
度分析。由于是中批量生产，采用了固定式钻床夹具，提高了生产效率。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。
设计思想：以定位轴为主定位，以固定式套筒为辅助定位。
此次需要完成的题目如下：
如下图所示，设计加工挡环上φ10H7小孔的钻床夹具。图中其他各表面均已加工完毕。
1、钻床夹具设计过程
如下图所示为挡环工件造型图：
1.1 零件本工序的加工要求分析 钻φ10H7孔
本工序前已加工的表面有：(1)φ50孔、φ24H7孔及其端面；(2)外径φ80、φ64两端面。
本工序使用机床为 Z5125立钻。刀具为通用标准工具。
1.2 确定夹具类型
本工序所加工一个孔(φ10H7)，位于工件外径φ 80的圆周上，孔径较小，工件重量轻、轮廓尺寸以及生产量为中批量生产 等原因，采用固定式钻模。1.3 拟定定位方案和选择定位元件(1)定位方案
根据工件结构特点，其定位方案有二：
①以 φ 24H7孔及其左端面为定位面，以φ 50孔左端面为定位面，限制5个自由度。这一定位方案，存在基准不重合误差，会引起较大的定位误差。
②以φ 24H7孔及其右端面为定位面，以φ 50孔左端面为定位面，限制5个自由度。这一定为方案设计基准与定位基准重合，所以ΔB=0比较上述两种定位方案，初步确定选用第二种方案。(2)选择定位元件
选择带台阶面的定位心轴，作为以φ10H7孔及其端面的定位元件。定位副配合取φ10H7/f6。(3)定位误差计算
加工φ10H7孔时孔距尺寸 18±0.1mm的定位误差计算 由于基准重合，故ΔB=0； 不存在基准位移误差，故ΔD=0。
由此可知此定位方案能满足尺寸18±0.1mm的定位要求。1.4 确定夹紧方案 参考夹具资料，以定位轴为主定位，以固定式套筒为辅助定位，采用 M18螺母、端盖、垫圈和定位轴在φ24H7孔右端面夹紧工件。1.5 确定引导元件(钻套的类型及结构尺寸)由于生产量为中批量生产故选用可换钻套。
主要尺寸由《机床夹具零、部件》国家标准 GB/T2263 — 80、GB/T2265 — 80选取。钻孔时钻套内径为φ10 mm。外径为φ16mm。
中间衬套内径为φ16 mm。中间衬套外径为φ22 mm。
钻套端面至加工面的距离取 8mm。麻花钻选用φ10mm。
引导元件至定位元件间的位置尺寸为50± 0.03 mm。钻套轴线对基面的垂直度允差为 0.02mm。1.6 夹具精度分析与计算
所设计夹具需保证的加工要求有：尺寸 18± 0.1mm；孔 φ10轴线对 φ24 轴线间垂直度公差0.1 mm等二项，精度分别验算如下：(1)尺寸 18± 0.1mm的精度校核
A、定位误差ΔD，有前计算，已知ΔD=0；
B、钻套与中间衬套间的最大配合间隙ΔT1= 0.027mm；
C、定位轴的定位端面至衬套中心距离（50mm）其尺寸公差按工件相应尺寸公差的三分之一取为ΔJ1=0.03 mm； D、麻花钻与钻套内孔的间隙 X 2= 0.04mm；
E、钻套外径与中间衬套内径间的最大配合间隙ΔI= 0.027mm； F、钻头在钻套孔中的倾斜误差： X1=（B+S+H/2）×X2 ÷H 3
由于B=5 mm，S=8 mm，H=15 mm。所以X1=（5+8+9）×0.04÷18=0.059 G、钻套中间衬套内外表面轴度公差e1=e2=0.02 mm； 按概率法相加
ΔT=［（2ΔJ1）2+ e12+ e22+Δ12+ X12］ =0.124 mm ΔD+ΔT=0.124 mm＜0.2 mm 因而该夹具能保证尺寸18± 0.1 mm的加工要求。(2)孔φ10轴线对φ24轴线间垂直度公差0.1 mm精度校核 钻套孔轴线对夹具底座间垂直度误差ΔT=0.02 mm 因此此夹具能保证两孔轴线的垂直度要求。1.7夹紧机构设计与夹紧计算 1.7.1夹紧机构设计
根据设计思想，则此钻床夹具采用固定式钻床夹具，草图如下所示：
1.7.2夹紧计算
1）F9.81CdZffYfK
F0F查表可得CF=42.7、xf=1.0、yf=0.7、KFZ=0.9
..因此Fz=.595N M9.81CMd0ZMfYMKM
因此 扭矩
M=1.6Nm
查表可得CM=0.021、xM=2.0、yM=0.8、KM=0.87
..由夹紧力机构产生的实际夹紧力应满足下式
P=K×F'
其中：其余系数K=K1×K2×K3×K4
K1——基本安全系数 1.3
K2——加工性质系数1.1
K3——刀具钝化系数1.15
K4——断续刀削系数1.2
所以
K=1.3×1.1×1.15×1.2.=1.98
考虑实际夹紧力较小，以及所加工零件的结构特征，决定选用滑动压板夹紧结构 而且不需要进行强度.校核.。
1.8操作过程
扭松螺母将工件装到定位轴上，装上端盖扭紧螺母，则工件被固定。扭松螺母，拆下端盖，则可取下工件。2.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。如下所示;3
3.绘制夹具零件图 如下所示;4.小结
1）目标完成情况：
经过几个月的努力，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，设计此项目任务重工作量大物力条件有限以及经济上的原因造成难以落实原材料加工出成品
5、课程设计心得体会
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、从事职业工作前一个必不可少的过程。
为期三周的夹具课程设计已经接近尾声，回顾整个过程，我们小组五名同学在老师的细心指导下，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。
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3
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。
本次课程设计主要为专用夹具设计。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，恳请各位老师、同学们批评指正！
最后，我还是要衷心地感谢老师。
参考文献：
[1] 李华.机械制造技术.高等教育出版社,2007 [2] 薛彦成.公差配合与技术测量,1992 [3] 莫章金.周跃生.AutoCAD2002工程绘图与训练,2007 [4] 隋明阳.机械设计基础,2002 3
[5]王先逵.《机械制造工艺学》，2003
附图一
附图二
附图三
第三篇：毕业设计--夹具模版
安徽机电职业技术学院
毕 业 设 计
课题: 偏心轴承夹具设计
系（部）：
机 械 工 程 系
专 业： 机械制造与自动化 班 级： 机自3082 姓 名： 周 润 之
学 号： 1204083095 指导教师： 王 甫
2011 ～ 2012 学年第 一 学期 毕 业 设 计 任 务 书
专业：机械制造与自动化 班级：机自3092 学生：葛日龙 一：设计题目：
螺纹球形轴工艺设计 二：设计内容：
设计螺纹球形轴加工工艺，用数控车床加工；
根据要求，选择机床、刀具、夹具、毛胚，编写加工程序。加工零件。
绘制加工工艺图 制作加工工艺卡片 三 原始文件
规定设计要求的图纸一张
四：完成日期：2012 年 2 月 28 日
指导教师：
年 月 日签发
目 录
前言…………………………………………………………………………………1 摘要（包括关键词）………………………………………………………………1 第1章 概述………………………………………………………………………1 1.1零件图的分析……………………………………………………………11 1.2 机床选择分析……………………………………………………………1 1.3夹具选择分析……………………………………………………………3 第2章 选择工艺方案....................................................6 2.1 分析加工对象 ……………………………………………………………… 4 2.2零件工艺性分析…………………………………………………………6 2.3制订夹具设计方案…………………………………………………………6 第3章 定位误差确定……………………………………………………………14 3.1 定位误差分析和确定………………………………………………………14 3.2 定位元件设计………………………………………………………………1 3.3 定位误差分析与计算…………………………………………………………14 3.4 定位误差的校核……………………………………………………………1 第4章 夹紧力确定…………………………………………………………………1
4.1 工件夹紧力的分析…………………………………………………………1 4.2 夹紧装置的设计……………………………………………………………1 4.3 夹紧力的计算………………………………………………………………1 4.4 夹紧力的校核………………………………………………………………1 第5章 定位元件的设计……………………………………………………………
1（这些由学生自己设计而定，有的可以有，有的可以没有）5.1 机架设计……………………………………………………………………1 5.2 钻模板设计…………………………………………………………………1 5.3 定位盘设计…………………………………………………………………1 5.4 可换钻套设计………………………………………………………………1 5.5 定位销、开口垫片及垫片设计……………………………………………1 毕业总结…………………………………………………………………………… ……18 致谢……………………………………………………………………………………19 参考文献…………………………………………………………………………………20 附录一（夹具零件图纸）………………………………………………………………21 附录一（夹具零件的加工工艺卡）……………………………………………………21
叫学生按照这个目录搞，内容可以自行加减，大约30页左右纸即可。图纸要拼起来要有一张A0图纸大即可。
这里的内容有很多不合适的地方，请自行根据情况更改，目录大致按照这个，自行调整。
按照这个目录来，内容是拼凑的，参考一下。
前 言
毕业设计是我院大学的全部基础课、技术基础课之后进行的，这是我们在对所学课程的深入综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，突出综合素质的培养，并注意加强专业知识的广度，积极吸纳新技术，体现了应用性、实用性、综合性和先进性。因此，它在我们的大学生活中占有重要的地位。在这次毕业设计之我通过在毕业工作前的这次综合性训练，使我在下面几方面中得到了很好的锻炼：
（1）通过本次设计课程的学习，我掌握了冲压弯曲工艺过程设计及模具设计过程的基本方法，合理选择、使用和维护冲压设备，具有设计中等复杂程度冲压见的冲压工艺及模具的能力。
（2）分析零件工艺了解并运用冷冲模课程中的基本理论知识以及在冷冲压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工艺尺寸确定等问题。
（3）提高了结构设计能力。通过设计冷冲模的训练，根据被加工零件的加工要求，能设计出高效，经济合理且能保证加工质量的模具的能力。
（4）掌握基本技能训练得到提高，如分析计算，绘图以及合理的选择符合零件加工要求好的方法。
（5）提高了我在模具设计中如何解决问题、如何分析问题的能力。对我个人而言，我希望通过学校这次毕业设计对我三年来所学是专业课程进行一次适应性训练，从中锻炼自己发现问题、分析问题和解决问题的能力，为今后参加祖国的建设打一个良好的基础。
由于个人能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教，本人将表示真诚的感谢！
摘要
本设计说明书是围绕着该零件所设计的偏心轴承夹具，是钻床专用夹具。夹具的材料为Q235，精度等级为自由公差，即IT14级。可换钻套的材料为45钢，表面渗碳。本设计说明书是以正确的参数、表格和插图对夹具进行解析和参照，是一本图文并茂的设计说明书。本偏心轴承夹具的设计是先对其进行工艺分析、计算，然后再以计算的数据及参考夹具国家标准画出装配草图、零件图等等。由于该零件的外形结构可视为圆形，钻模的构造应该选用带分度装置的回转式钻模； 该夹具具有一定的通用性，生产效率高，精度一般，操作方便及易安装和维修，可以更换钻套、钻模板、定位盘、开口垫片和定位销。制造简单、成本低，安装简单，使用时工件与定位盘的配合精度要求较高，且要保证机架与定位盘的润滑度，夹具寿命较低。
关键词：
通用性、经济性、可行性。1.
第四篇：夹具说明书
沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书
前言
机械制造技术基础是机械设计制造及其自动化（或机械工程及自动化）专业的一门重要的专业基础课。
机械设计是机械工程的重要组成部分，是决定机械性能的最主要因素。由于各产业对机械的性能要求不同而有许多专业性的机械设计。
在机械制造厂的生产过程中,用来安装工件使之固定在正确位置上,完成其切削加工、检验、装配、焊接等工作,所使用的工艺装备统称为夹具。如机床夹具、检验夹具、焊接夹具、装配夹具等。
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。
4.扩大机床的工艺范围
利用机床夹具，可使机床的加工范围扩大，例如在卧式车床刀架处安装镗孔夹具，可对箱体孔进行镗孔加工。
机械制造装备设计课程设计是机械设计中的一个重要的实践性教学环节，也是机械类专业学生较为全面的机械设计训练。其目的在于：
1.培养学生综合运用机械设计基础以及其他先修课程的理论知识和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力，通过课设训练可以巩固、加深有关机械课设方面的理论知识。
2.学习和掌握一般机械设计的基本方法和步骤。培养独立设计能力，为以后的专业课程及毕业设计打好基础，做好准备。
3.使学生具有运用标准、规范手册、图册和查询有关设计资料的能力。
我国的装备制造业尽管已有一定的基础，规模也不小，实力较其它发展中国家雄厚。但毕竟技术基础薄弱，滞后于制造业发展的需要。我们要以高度的使命感和责任感，采取更加有效的措施，克服发展中存在的问题，把我国从一个制造业大国建设成为一个制造强国，成为世界级制造业基础地之一。
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1.产前准备
1.1年生产纲领
工件的年生产量是确定机床夹具总体方案的重要依据之一。如工件的年生产量很大，可采用多工件加工、机动夹紧或自动化程度较高的设计方案，采用此方案时，机床夹具的结构较复杂，制造成本较高；如工件的年生产量不大，可采用单件加工，手动夹紧的设计方案，以减小机床夹具的结构复杂程度及夹具的制作成本。如5万件以上夹具复杂用全自动化的设备，5000件小批量生产用手动设备。
1.2生产条件
直径从1毫米以下至120毫米的所有规格钻头都可以使用钻床加工。
台式钻床的加工范围通常在15毫米以下。立式钻床的最大加工范围通常在15~75毫米之间。摇臂钻的最大加工范围在25~120毫米之间。各种钻床主轴的锥孔型号和功率不同。最小的高速台钻的功率只有200W，最大的摇臂钻的功率可以达到25KW。
台钳常用在立式钻床和台式钻床上，只能夹持小型零件，大中型零件通常在摇臂钻上加工，直接夹紧在工作台上。Z5025型号立式钻床，最大钻孔直径25mm，主轴端至底面距离1000mm，主轴级数9级，主轴转速范围500-2000转每分钟，主轴行程200mm，外形尺寸1050×687×1980。
1.3零件工艺分析
本次课设是要为此图1-3-1中的后托架设计一个钻ǿ6和M6孔的夹具，最终实现将工件定位，更加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。沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书
3783±0.0563±0.050.08B0.07A1.60.07A25607φ42217R86+00.025R25671.635±0.07312B1.6501205R7A0.0325φ30.20+0.2φ8φ25.5+0.308121610C-CRz50M6CRz50126.36.32-φ132-φ***215锪平156072-φ13R120Rz5026.31.620C2-φ10锥孔装配铰孔92未注明圆角半径为R3—5.图1-3-1
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,本工件放置方法应如图1-3-1所示。工序图给出了零件本工序的工序基准、已加工表面、待加工表面，以及本工序的定位、夹紧原理方案。工件的工序基准、已加工表面决定了机床夹具的方位方案，如选用平面定位、孔定位以及外圆面定位等；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。工件的待加工表面是选择机床、刀具的依据。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。
431.φ4606R8φ6Rz50沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书
2.夹具结构设计
2.1定位机构
φ10R854-φ363242.545°4220216φ1016539425931***5240804230φ4.5技术要求1.外轮廓倒角为R10。2.突台倒角为R2。1434φ22φ16φ12
图2-1-1定位平面
在夹具设计中，定位方案不合理，工件的加工精度就无法保证。工作定位方案的确定是夹具设计中首先要解决的问题。
根据工序图给出的定位元件方案，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。
2451044 沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书
设计夹具是原则上应选该工艺基准为定位基准。无论是工艺基准还是定为基准，均应符合六点定位原理。
由于该零件的加工是钻φ6孔并以外表面作为定位面，属面定位类型，因此本次设计采用的定位机构为圆柱销与大平面相结合。圆柱销定位的形式很多，短圆柱销定位限制Y，Z方向的移动，限制两个自由度；长圆柱销定位限制工件的Y，Z方向的转动和移动，限制四个自由度；两个短圆柱销与长圆柱销相同。大平面限制X，Y方向的转动及Z方向的移动。装夹工件时，通过工件孔和心轴接触表面的弹性变形夹紧工件。本次设计的定位选用的是短销与平面相结合，分别限制工件的X、Y方向的移动及转动自由度以及Z方向的旋转自由度。心轴定位的特点为结构简单、制造容易、夹紧可靠，自锁性好，夹紧动作慢、效率低。
2.2夹紧机构
图2-2-1工件放置方式
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。.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。
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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。.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。
图2-2-2夹紧机构 沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书
选用螺栓螺母夹紧机构来对被加工工件进行夹紧。
螺栓螺母夹紧机构的特点：①结构简单，制造方便加紧可靠施力范围大；②自锁
性能好操；③扩力比80以上，行程S不受限制；④加紧工作慢，效力低。
2.3夹具体的总体设计图:
2.4绘制夹具装配图
图2-3-1总体图 沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书
1.装配图按1:1的比例绘制，用局部剖视图完整清楚地表示出夹具的主要结构及夹具的工作原理。
2.视工件为透明体，用双点划线画出主要部分（如轮廓、定位面、夹紧面和加工表面）。画出定位元件、夹紧机构、导向装置的位置。3.按夹紧状态画出夹紧元件和夹紧机构。
4.画出夹具体及其它联接用的元件（联接体、螺钉等），将夹具各组成元件联成一体。
此机床夹具要用到的零件如下：（1）工件
（2）活动垫片（3）内六角螺栓（4）削边销
（5）夹具体
（6）六角螺母
（7）平垫圈
（8）圆锥销（9）圆锥销 沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书
（10）圆柱螺旋压缩弹簧（11）台肩销
（12）调整螺栓
（13）内六角圆柱头螺钉（14）压板
（15）垫片
（16）螺栓
（17）内六角圆柱头螺钉（18）定位块
5.标注必要的尺寸、配合、公差等
(1)夹具的外形轮廓尺寸，所设计夹具的最大长、宽、高尺寸。
(2)夹具与机床的联系尺寸，即夹具在机床上的定位尺寸。如车床夹具的莫氏硬度、铣床夹具的对定装置等。
(3)夹具与刀具的联系尺寸，如用对刀块塞尺的尺寸、对刀块表面到定位表面的尺寸及公差。
(4)夹具中所有有配合关系的元件间应标注尺寸和配合种类。
(5)各定位元件之间，定位元件与导向元件之间，各导向元件之间应标注装配后的位置尺寸和形位公差。
6.夹具装备图上应标注的技术要求(1)定位元件的定位面间相互位置精度。
(2)定位元件的定位表面与夹具安装基面、定向基面间的相互位置精度。
(3)定位表面与导向元件工作面间的相互位置精度。
(4)各导向元件的工作面间的相互位置精度。
(5)夹具上有检测基准面的话，还应标注定位表面，导向工作面与该基准面间的位置精度。
对于不同的机床夹具，对于夹具的具体结构和使用要求，应进行具体分析，订出具体的技术要求。设计中可以参考机床夹具设计手册以及同类的夹具图样资料。7.对零件编号，填写标题栏和零件明细表：
每一个零件都必须有自己的编号，此编号是唯一的。在工厂的生产活动中，生产
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部件按零件编号生产、查找工作。
完整填写标题栏，如装配图号、名称、单位、设计者、比例等。
完整填写明细表，一般来说，加工工件填写在明细表的下方，标准件、装配件填写在明细表的上方。注意，不能遗漏加工工件和标准件、配套件。8.机床夹具应满足的基本要求包括下面几方面：
1)保证加工精度 这是必须做到的最基本要求。其关键是正确的定位、夹紧和导向方案，夹具制造的技术要求，定位误差的分析和验算。
2)夹具的总体方案应与年生产纲领相适应 在大批量生产时，尽量采用快速、高效的定位、夹紧机构和动力装置，提高自动化程度，符合生产节拍要求。在中、小批量生产时，夹具应有一定的可调性，以适应多品种工件的加工。
3)安全、方便、减轻劳动强度 机床夹具要有工作安全性考虑，必要时加保护装置。要符合工人的操作位置和习惯，要有合适的工件装卸位置和空间，使工人操作方便。大批量生产和工件笨重时，更需要减轻工人劳动强度。
4)排屑顺畅 机床夹具中积集切屑会影响到工件的定位精度，切屑的热量使工件和夹具产生热变形，影响加工精度。清理切屑将增加辅助时间，降低生产率。因此夹具设计中要给予排屑问题充分的重视。
5)机床夹具应有良好的强度、刚度和结构工艺性 机床夹具设计时，要方便制造、检测、调整和装配，有利于提高夹具的制造精度。沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书
结论
在这次历时两个礼拜的课程设计中，发现自己在理论与实践中有很多的不足，自己知识中存在着很多漏洞，看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论到实践的能力还急需提高。让我认识到了仔细认真的重要性。
这次课程设计让我们更能注意到细枝末节。这次课设使我对机床夹具设计有了更深刻的理解，特别使其中的技术要求。同时感觉到了细节的重要性。有时候我们我们错的并不是理论，而是我们很容易忽略的线型和该删掉的线我们没有删掉。作为一个设计者不仅应掌握良好的专业知识，有一个认真仔细的心态，还有有一个冷静的心态，遇到问题不能慌乱，不知所措
首先根据工件的加工要求，我选择了钻床，因此加工方向式垂直与水平面的。然后工件主要定位部分为直径为φ30mm的中心孔和一侧端面，用长销小平面定五个自由度。虽然没有满足六个自由度的要求，但是不影响机床夹具的工作。因为被加工件需要钻2个孔不限制Z向的旋转会增进效率。最后是将定位销和支承板固定在夹具体上，利用销定位、螺柱、螺母和内六角螺钉进行定位、夹紧。这样将工件稳固的夹紧在机床上，能更方便，准确的进行钻孔加工。通过以上这些步骤，此机床夹具可以正常工作，此项设计方案可实施。通过精度验算可知，此项机床夹具可施行。工件的定位、夹紧符合要求。
在设计的过程中，虽然感觉到了我的不足之处，但是我也学到了不少东西。在一定程度上，使我对以前学习过的东西有了加深理解和熟练操作。课程设计是机械专业学习的一个重要的、总结性的理论和实践相结合的教学环节，是综合运用所学知识和技能的具体实践过程。通过本次夹具设计，我对所学的专业知识有了更深刻的理解和认识。课程设计内容源于生产实践，使得课程设计和实践得到了充分的结合，有利于培养解决工程实际问题的能力。上学期在沈飞进工厂实习或参观的时候对夹具也有所了解，而这次课程设计的经历，使我对夹具有了更深刻的认识
我们在这次的学习实践中看到了自己的不足，同时发现到自己的一个不足，意味着我们成长了一点，如果我们每天成长一点点，那么我们会稳扎稳打的走向成功。沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书
致谢
为期两周的课程设计转眼就过去了。通过这两个星期的课程设计，使我综合的运用了几年所学的专业知识。在课程设计中，发现自己在理论与实践中有很多的不足，自己知识中存在着很多漏洞，看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论到实践的能力还急需提高。
首先，感谢学校给我们提供这次难得的实习机会，这让我真切的体会到理论与实际相结合的意义，为我今后的机械制造技术设计思路奠定了基础。从次课程设计中能让我们学习到一些课本中不能引起我们注意的细节东西，感谢学校为我们提供的宝贵学习机会！
我非常感谢我的指导教师张福老师。两周来，我时刻体会着老师严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，不论天气有多么的炎热，都会在我们身边细心指导。在课外时间，我们不明白一些设计的问题和有关画图方面的问题时，每次去老师那里，老师都会在百忙之中给我们足够的时间去问问题，有时还会和我坐下来一起讨论设计的方案。当我的提出的方案不是经济实用的时候老师会细心讲解给予更好的意见。整个过程，老师都倾注了大量的心血。正是在老师科学、严谨的指导下，我的课程设计才能顺利进行，这篇论文也才得以顺利完成。老师不仅在学习上对我严格要求，在我们的思想行为上都给予了教育与指导。
这次课程设计虽然我完成的不是很成熟，但是通过老师的帮助和自己的努力完成课程设计还是让我有一种自豪感，这是我自己真的去思考，设计，查询资料得来的成果。在这次课程设计结束的时候，我感到有一种轻松感，不是因为课程设计不用再做了，而是因为我从这次课程设计中获得了知识，有所学、有所用。更加知道我们将来能做什么，会做什么，该做什么。让我们对行业有了了解，让我们对自己的未来有了规划。
感谢老师的细心指导！沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书
参考文献
[1] 作者：吴宗泽，罗圣国，书名《机械设计课程设计手册》，出版者：高等教育出版社，出版年：1999，引用部分起止页：37～46。
[2] 作者：李庆余，书名《机械制造装备设计》，出版者：机械工业出版社，出版年：2008年，版次：2版
[3] 作者：张海华，书名《机械制造装备设计指导书》，出版者：机械工程系，引用部分起止页：44～46页。
[4] 作者：薛源顺，书名《机床夹具图册》，出版者：机械工业出版社，出版年2003年，版次：1版
第五篇：夹具毕业论文
目 录
第一章夹具的简单介绍………………………………………….3
1.1夹具的分类„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„
31.2夹具设计的基本要求„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 第二章 汽车前拖钻孔夹具的作用及分析„„„„„„„„„„3
2.1汽车前拖勾钻孔夹具的作用……………………………………….3 2.2汽车前拖钩零件的分析…………………………………………….4 2.3夹具的分析及定案„„„„„„„„„„„„„„„„„„..4 第三章夹具的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4
3.1 导向装置设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 3.2钻套类型的选择与设计„„„„„„„„„„„„„„„„„4 3.3定位元件的确定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 3.4加紧装置„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 3.5 夹具体的结构设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7 3.6夹具的安装„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 ３.7误差分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 第四章 夹具使用注意事项、保养及维护„„„„„„„„„„9 结束语„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10
湖南科技工业职业技术学院
【前言】： 选题背景
随着生活水平的提高，人们喜欢上了自己开车野外旅行，但这也是用到拖钩机率最大的时候，根据这一状况选择了汽车前拖钩钻孔夹具设计。同时我们也对夹具有一定的了解。
2设计目的
通过对汽车前拖钩钻孔夹具设计，再通过在设计中在的一些规律进行探讨后，提出了在前拖钩钻孔夹具设计中所应该遵循的原则和基本条件。因为在现阶段的生产中，前拖钻孔夹具的设计充满了丰富的特殊性。不管在生产上的还是在使用方面要做到100%的满意是不可能的，所以在设计方面只可能尽量的使在生产或是在使用方来说，做到便捷化、简约化、消耗功率最小化。从而达到生产率的提高，给公司或企业带来更多利润。
2技能成就未来
湖南科技工业职业技术学院
第一章夹具的简单介绍
1.1夹具的分类
夹具的分类我们就以机床夹具为例，机床夹具的种类很多。
1）按使用机床类型分类，可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、加工中心夹具和其他机床夹具等。
2）按驱动夹具工作的动力源分类，可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具和自夹紧夹具等。
3）按专门化程度可分为以下几种类型的夹具：
a通用夹具 通用夹具是指已经标准化、无需调整或稍加调整就可以用来装夹不同工件的夹具。如三爪卡盘、四爪卡盘、平口虎钳和万能分度头等。这类夹具主要用于单件小批生产。
b 专用夹具 专用夹具指专为某一工件的某一加工工序而设计制造的夹具。结构紧凑，操作方便，主要用于固定产品的大批大量生产。
c 组合夹具 组合夹具是指按一定的工艺要求，由一套预先制造好的通用标准元件和部件组装而成的夹具。使用完毕后，可方便地拆散成元件或部件，待需要时重新组合成其他加工过程的夹具。适用于数控加工、新产品的试制和中、小批量的生产。
d可调夹具 可调夹具包括通用可调夹具和成组夹具，它们都是通过调整或更换少量元件就能加工一定范围内的工件，兼有通用夹具和专用夹具的优点。
１．２夹具设计的基本要求
1)工装夹具应具备足够的强度和刚度 夹具在生产中投入使用时要承受多种力度的作用，所以工装夹具应具备足够的强度和刚度。
２)夹具应满足零件加工工序的精度 特别对有多次加工工序的工件，提高夹具的精度，以保证工件的尺寸公差和形状位置公差等。
3)夹具应达到加工生产率的要求 特别对于大批量生产中使用的夹具，应设法缩短加工的基本时间和辅助时间。
3、夹具的操作要方便、安全 按不同的加工方法，可设置必要的防护装置、挡屑板以及各种安全器具。
5、能保证夹具一定的使用寿命和较低的夹具制造成本 夹具元件的材料选择将直接影响夹具的使用寿命。因此，定位元件以及主要元件宜采用力学性能较好的材料。夹具的低成本设计，目前在世界各国都已相当重视。为此，夹具的复杂程度应与工件的生产批量相适应。在大批量生产中，宜采用如气压、液压等高效夹紧装置；而小批量生产中，则宜采用较简单的夹具结构。
第二章 汽车前拖钻孔夹具的作用及分析
2.1汽车前拖勾钻孔夹具的作用
3技能成就未来
湖南科技工业职业技术学院
由于生产的需要，为了提高生产或运输的效率。在必要的情况下汽车的前拖勾钻孔夹具应运而生，其主要作用表现在以下几个方面： 1）缩短辅助时间，提高劳动生产率
准确、可靠的定位和夹紧，可以减轻甚至取消下料和划线工作。减小制品的尺寸偏差，提高了零件的精度和可换性。
2）降低对操作工人的技术要求和工人的劳动强度
由于多数专用夹具的夹紧装置只需工人操纵扳手、手柄即可实现对工件的夹紧，这在很大程度上减少了工人找正和调整工件的时间与难度，或者根本不需要找正和调整，所以，这些专用夹具的使用降低了对工人的技术要求并减轻了工人的劳动强度。
2.2汽车前拖钩零件的分析
根据图1可得基准面为上面的两台阶面所在的平面。我们的目的是要钻削φ17mm、φ13mm、Ra3.2粗糙度的两孔，工件材料45＃钢，数量为为中批量。两孔的中心距为74mm。拖钩两台阶边距长为103.5mm。两圆面为φ34mm和φ25mm。
2.3夹具的分析及定案
钻削两孔，主要是考虑的两中心孔距的确定，加紧装置，定位基准。根据零件图1的分析基准面必须为上面的两台阶面所在的平面，这样才能做到零件能够与车子很好的装配。这样我们推出上下加紧装置上面为固定的，下面为活动的螺钉锁紧装置。两中心孔距的确定需设计两钻套定位，其中心距刚好要与需要加工零件的两中心孔距一致。以圆弧面的两最大端和最左端确定纵向和横向定位。纵向的夹击用螺钉锁紧。如此六个自由度我们控制了五个，可以完全满足加工要求。
第三章夹具的设计
3.1 导向装置设计
根据产品加工图纸和产品技术要求,知此套夹具需要在上定位板1上钻两个φ17mm、φ13mm的钻套,其简图如图2所示：
3.2钻套类型的选择与设计
钻套是钻模上的特有元件，用来引导刀具以保证被加工孔的位置精度和提高工艺系统的刚度。
1.钻套类型。钻套可分为标准钻套和特殊钻套两大类。根据需要选用了标准钻套，其中标准钻套分为固定钻套、可换钻套和快换钻套三种。标准钻套其结构参数、材料、热处理等可查“夹具标准”、或“夹具手册”
4技能成就未来
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图1
图2
根据汽车钱拖钩钻孔加工的需要选用了快换钻套，根据本工件需要及加工效率尺度精度的要求。钻套与钻模之间采用F7／M6或F7／K6配合，当钻完孔后，可换下螺钉，更换新的铰孔钻套，螺钉能防止加工时钻套能动或退钻头时随钻头拔出。
2钻套的导向长度钻套的高度H增大时，则导向性能好，刀具刚度提高，加工精度高,但钻套与刀具的磨损加剧。一般选取H=1-2.5d。（其中d为所加工钻套的孔径）。
3.钻套的尺寸选择：一般钻套导向孔的基本尺寸取刀具的最大极限尺寸，采用基轴制间隙配合，钻孔时取其公差F7或F8，粗铰孔时公差取G7,精铰孔时公差取G6。
4排屑空间h是指钻套底部与工件表面之间的空间。增大h值，排屑方便，但刀具的刚度和孔的加工精度都会降低。由于设计的夹具钻对HT200材料所设计。所以选用h=(0.7-1.5)d。
5钻套的材料选择
由于钻套孔径d≤26mm所以选用45号刚制造，热处理硬度为58-64HRC。生产技术要求为:1.d对D的径向跳动不大于0.01毫米;2.d公称尺寸系刀具的最大尺寸,其允许差为+0.003~+0.013;3.热处理：T10A,淬火HRC60~64;渗碳深度0.8~1.2mm。4.表面发蓝或其它的防锈处理,锐边无毛刺。
3.3定位元件的确定
在选择定位方案时，由于定位方式多种多样，对定位基准、限位基准的确定也有几种不同方
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法，此处采用以下观点: 工件以台阶面上面平面、侧面和圆弧面为定位基准，工件以平面与定位元件接触，此平面就是定位基面，它的理想状态(平面度误差为零)是定位基准。但对于已经加工过的平面，通常忽略其平面度误差，所以认为，定位基面就是定位基准，二者重合；侧面和圆弧面以两v型槽来确定滴定位。即加紧装置为定位三面，夹紧两面，有一面未限定的正好与加工的方向反向。可以不作要求，在夹紧的时候，留有稍微大点的余量即可。其夹紧方式从总装图上可以清晰地看出，在此不在作过多的叙述。
工件的定位误差分析，是设计的重点和难点之一。基准位移误差如：基准不重合误差，构成了定位误差，这些基本概念定义准确严密，在实际的设计过程中需要费一定的时间，用实际例子来说明基准位移和基准不重合这两项误差产生的原因及对加工尺寸的影响，但一涉及到两项误差的合成问题，即定位误差对工序要求的影响，常常容易混淆。与其他定位误差相比较，此夹具取用最基本的定位方式。
定位v型槽加工要求：1.表面发蓝或其它的防锈处理；2.热处理:T10A，淬火HRC60~64；渗碳深度0.8~1.2mm；3.锐边无毛刺。
3.4加紧装置
3.4.1 夹紧基本原理理论
夹紧的目的是保证工件在夹具中的定位，不致因工时受切削力，重力或伴生离心力，惯性力，热应力等的作用产生移动或振动。夹紧装置是夹具完成夹紧作用的一个重要的而不可以缺少的组成部分，除非工件在加工过程中所受到的各种力不会使它离开定位时所需确定的位置，才可以没有夹紧装置。夹紧装置设计的优劣，对于提高夹紧的精度和加工作效率，减轻劳动强度都有很大的影响。
分析各类夹具的基本功能要求可以将夹紧装置概括为两类：第一类是性能要求，主要指定位唯一性、定位稳定性,夹紧稳定性及总体约束；第二类要求是夹具的结构刚性、成本及易操作性、易于维修等要求。本设计目录中功能项包括夹紧对象特征项、加工信息特征及夹紧要求特征。
夹紧对象特征项目：包括夹紧对象类型、材料、形状、体积、数量、物理特性、磁性、导电性、刚性等信息。
加工信息特征项：加工类型、机加工、装配、检测、焊接等、加工参数、切削参数、运动参数、几何参数等。
夹紧要求特征项：主要指性能要求，包括定位要求、定位基准选择，如特征点、特征面。夹
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紧力大小、夹紧方向、夹紧行程、夹紧松开速率，自锁性等。
元件功能分析：夹紧功能主要包括四种元功能：定位功能、传动功能、执行功能和分度功能等辅助功能。定位功能由定位元件完成，定位元件按定位面特征分为平面定位元件、圆孔定位元件、外圆定位元件。传动功能由中间递力机构完成，该机构一般有三个作用；改变作用力的力一向、大小和自锁作用。目前常用的有以下机构：斜楔机构、螺旋机构、圆偏心机构、杠杆铰链机构、连杆机构、联动机构、对中机构、定心机构等。设计夹紧装置时,应满足下述主要要求：
1）夹紧装置在对工件夹紧时，不应破坏工件的定位,为此，必须正确选择夹紧力的方向及着力点。
2）夹紧力的大小应该可靠，适当，要保证工件在夹紧后的变形和受压表面的损伤不致超出允许的范围。
3）夹紧装置结构简单合理，夹紧动作要迅速，操作方便省力，安全。4）夹紧力或夹紧行程在一定范围内可进行调整和补偿。
3.4.2加紧装置的设定
使用螺钉加紧，既简化夹具的成本又适应实际生产情况。计算螺钉的夹紧力：W=2QL/ D中/tg(α+φ1)。此公式采用中的数据以M16标准螺纹计算。
α为螺纹升角;tgα=S/лD中； φ1螺纹摩擦角；D中螺纹中径；Q人工作用力；其中有f=0.1(螺母端面与工件间的摩擦系数)，φ1=6°34'；计算W=836.8公斤力。很明显这个力足以使零件加紧。
这里的加紧螺钉，根据公司的实际情况选用夹紧螺钉，在其上面做微小改变即可。如在横向加紧中需在螺钉上面焊接一个v形槽来定位加紧圆弧面；在上下加紧中可以直接旋紧使之加紧并起到承受主要压力的作用。这样可以节省成本，制造夹具的时间缩短并以国家标准的规格生产。
夹紧功能的原理方案设计目录是设计目录应用的具体体现，由于夹具种类繁多，如何对其进行抽象化整理，以利于运用设计目录的结构形式，还需要更深入的研究。建立原理方案设计目录涉及的知识面较广，难度较大，目录本身的构造规律也很复杂。这里仅作最基本的原理方案设计研究。
3.5 夹具体的结构设计
夹具体整体轮廓尺寸如下：底座尺寸即板1等于160x110x10毫米，上有4个螺钉孔，上螺
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钉柱之用，；上贴板尺寸160x110x10毫米, 两个分别为直径为19mm和直径23mm的钻套空孔；中间板2为160x110x10mm，上装有上下的紧固螺钉，m16的；各螺钉柱为m16,肩宽为10mm主要使三板牢固连接，并起到三块板的定位作用;V型槽尺寸为60x50x28mm,其用m10的螺钉固定与板2左端上用来定位零件的左端面；挡板40x40x28毫米也用m10螺钉固定于板2上，主要起到横向定位；此模型是取用最基本的，最简单的大众化模型。夹紧拟取方案：吃零件为钻床加工，所以其夹具所受到力不是很大，所以可以用螺钉加紧和支撑，此设计的好处是装夹工件方便。上贴板上还需焊接一个为m10的紧固螺钉。具体如后面图所示。
3.6夹具的安装
当夹具的各个零件生产出来后，就要对它进行安装。安装夹具看起来是非常简单的事情，但是不同的人安装同样的夹具，其安装的夹具误差都不一样。(从瑞士手表的安装准确度，其秒针走时误差一年相隔一秒与一星期相隔一秒的例子得启示)公司有专人安装夹具的队伍，在某些程度上提高了安装精度。在安装夹具的过程中要注意一些事项：
１）先把各个面上的零件根据制作标准装上去。
2)再一次连接好三块面，必须板与板之间要平行，跟据要使之达到设计要求。
３）垫铁留有余量，在安装上去后，等检验精度的时候再磨削部分余量至达到要求。按照磨损规则是尽量的初次磨削最少的余量，可以使使用时间加长,减少成本。
４）衬套用专用的夹钳装入，实际装入时应有一定的阻力，最佳效果是一次性装入。钻套以旋转的方式逐渐装入，当装入大约2/3时候旋出，再完全装入。
５）定位柱套入后即旋紧螺母，当需要调整精度时再作更换，一般情况是不需要调整和更换的。
３．7误差分析
3.7.1定位误差分析
工件的定位就是使同一工序中的所有工件逐次放置到夹具中，使之占有正确的位置的工艺过程。一批工件逐个在夹具中定位时，由于定位基准与工序基准不重合、定位副制造不准确等原因，使得各个工件在夹具中占据的位置不可能完全一致，势必产生定位误差，即工件在夹具中因定位不准确而产生的工件加工误差。
定位误差实际上是一批工件采用调整法加工时，由于定位所造成的工件加工面相对于工序基准的位置误差。假定在加工时，夹具相对于刀具及切削成形运动的位置经调整后不再变动，那么
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可以认为加工面的位置是固定的，这样工件加工面相对于其工序基准的位置误差就是由于工序基准的位置变动所引起的。所以，定位误差也就是工件定位时工序基准在工序加工要求(位置尺寸或位置精度)方向上的位置变动量。
应用夹具CAD系统设计夹具时，在未选定夹具定位方案的具体结构之前，尚不能建立定位尺寸链。在系统确定了夹具定位结构之后，就可以根据具体结构建立定位尺寸链进行正计算或反计算。a)正计算就是当已知定位结构中有关定位元件尺寸的公差时，用定位尺寸链求解封闭环公差(即定位误差)。如果所求的定位误差值在允许的公差范围之内，则表明所确定的定位元件的尺寸公差能满足精度要求。否则不能保证精度，就需调整定位结构中定位元件的尺寸公差。如果这些公差无调整的余地则需考虑重新确定定位结构。b)反计算就是已知封闭环的尺寸及公差,确定各组成环的公差,即将允许的定位误差合理地分配到各组成环中去。
3.7.2装备误差分析
“机床夹具装配调整及夹具精度检验”实验，认识到夹具制造工艺特点和工件加工精度的保证方法，认识到夹具总装图公差配合与技术要求的实际意义。从而使我在进行夹具设计时明白到底应标注哪些技术要求有其意义。
安装误差与定位误差：在应用夹具安装工件时,往往由于下列几种因数引起工件的安装误差： 1.夹具本身的误差;2.夹具在机床上的安装,调整误差;3.夹紧时,整个夹具或其它元件受力后产生弹性变形;4.工件的定位基准与定位元件接触后的变形;5.由于工件的定位基准与设计基准不重合而引起的误差;6.由于工件的定位基准面与定位元件之间的间隙引起的工件可能的最大的位移。
小结:在实际工作中，应多读些典型机床夹具总图，多调试一些夹具，多了解一些夹具结构方案，从中多学习一些结构工艺性方面的知识，使设计能力有所提高。
第四章 夹具使用注意事项、保养及维护
1）使用前对限位尺寸检查是否还保持正确位置；
2）如果挡销磨损超差，可以进行打磨修复；如果挡板、插销、定位锥头销磨损超差，可以
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重新组装，错开磨损部位后继续使用。
3）使用后需要涂防锈油。
4)在操作中不得用锤子、扁錾或其它物品启动按钮和敲击夹具任何部位（夹具有塑料垫片的，工具可放在基准面上，但要轻拿轻放）。
5)严禁在夹具上堆积过多板件，破坏夹具或其它元件。
工装设计的质量，对生产效率、加工成本、产品质量以及生产安全等有直接的影响，为此，设计焊接工装时必须考虑实用性、经济性、可靠性、艺术性等。
在机械设计和制造过程中，普遍存在尺寸链问题。在把零件组装成机器的过程中，也就是将零件上有关的尺寸进行组合和积累。由于零件尺寸存在制造误差，因此装配时也就会有误差的综合和积累。累积后形成的总误差将会影响机器的工作性能和质量。这就形成了零件的尺寸误差和综合误差之间的相互影响关系。设计工装夹具也不例外。合理地确定零件的尺寸公差和形位公差显得很重要。
结束语：通过这一阶段的毕业设计，我受益匪浅，不仅锻炼了良好的逻辑思维能力，而且培养了弃而不舍的求学精神和严谨作风。回顾此次毕业设计，是大学三年所学知识很好的总结。此次的设计不仅重温了过去所学知识，而且学到了很多新的内容。相信这次毕业设计对我今后的工作会有一定的帮助。所以，我很用心的把它完成。在设计中体味艰辛，在艰辛中体味快乐。最后，我要衷心的感谢教育过和指导过我的各位老师，感谢给予我帮助的朋友们，谨献上我最真挚的祝福。
【参考资料】
1、《机床夹具设计》肖继德，陈宁平：北京机械工业出版社，2000年
2、《简明机械零件设计使用手册》胡佳秀，北京机械工业出版社，1999年
3、《机械设计基础》孙宝钧，北京机械工业出版社，1995年
4、《机械制图》周鹏翔，北京高等教育出版社，1993年
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