组合夹具设计说明书

组合夹具设计说明书（共6篇）

篇1：组合夹具设计说明书

目：组合机床夹具设计学生姓名：王红河专业班级：机械设计制造及其自动化A0812 班学号：10813030224 院（系）：机械与材料工程学院指导老师：冯云华完成时间：2011 年12 月27 日摘要机械加工工艺及夹具设计是毕业前对专业知识的综合运用训练。制造技术已经是生产、国际经济竞争、产品革新的一种重要手段，所有国家都在寻求、获得、开发和利用它。它正被看作是现代国家经济上获得成功的关键因素。机械加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法。生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现。而机床夹具是在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。它们的研究对机械工业有着很重要的意义。关键词：夹具加工工艺 1.1 国内机床夹具发展历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。1.2 国外机床夹具发展历史从国际上看俄国、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夹具，通常为机床价格的 1110＄到 1115＄，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。1.3 国内外机床夹具发展现状国际生产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。2．研究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。2.1 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。2.2 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5μ m。2.3 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。3．研究趋势夹具是机械加工不可缺少部件，机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向研究。3.1 高精化高精机床加工精度提高，降低定位误差，提高加工精度对夹具制造精度要求更高高精度夹具定位孔距精度高达±5μ m，夹具支承面垂直度达到0.01mm/300mm，平行度高达 0.01mm/500mm。德国demmeler（戴美乐）公司制造4m长、2m宽孔系列组合焊接夹具平台，其等高误差为±0.03mm；精密平口钳平行度和垂直度5μ m以内；夹具重复安装定位精度高达±5μ m；瑞士EROWA 柔性夹具重复定位精度高达2～5μ m。机床夹具精度已提高到微米级，世界知名夹具制造公司都是精密机械制造企业。诚然，适应不同行业需求和经济性，夹具有不同型号，以及不同档次精度标准供选择。3.2 高效化提高机床生产效率，双面、四面和多件装夹夹具产品越来越多。减少工件安装时间，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推陈出新。新型电控永磁夹具，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。缩短机床上安装与调整夹具时间，瑞典3R 夹具仅用1 分钟，即可完成线切割机床夹具安装与校正。采用美国Jergens（杰金斯）公司球锁装夹系统，1 分钟内就能将夹具定位和锁紧机床工作台上，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，提高生产效率作用。3.3 模块、组合化夹具元件模块化是实现组合化基础。利用模块化设计系列化、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基点。省工、省时，节材、节能，体现各种先进夹具系统创新之中。模块化设计为夹具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。模拟仿真刀具切削过程，既能为用户提供正确、合理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公共平台，争取实现夹具设计与服务通用化、远程信息化和经营电子商务化。3.4 通用、经济化夹具通用性直接影响其经济性。采用模块、组合式夹具系统，一次性投资比较大，夹具系统可重组性、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）公司孔系列组合焊接夹具，仅用品种、规格很少配套元件，即能组装成多种多样焊接夹具。元件功能强，使夹具通用性好，元件少而精，配套费用低，经济实用才有推广应用价值。4．结束语机械工业是国民经济的支柱产业，现代机械制造技术是机械工业赖以生存和发展的重要保证。机械制造工艺是制造机械产品的技巧、方法和程序。机械制造中，需要加工顺序、装配工序及检验工序等，使用大量的夹具，可以提高劳动生产率，提高加工精度，减少废品，可以扩大机床的工艺范围，改善操作的劳动条件。因此，夹具是机械制造的一项重要工艺设备。湖北工业大学毕业设计（论文）VI 参考文献 [1] 孙丽媛.机械制造工艺及专用夹具设计指导[M].北京：冶金工业出版社，2010.[2] 张金生等.机械制造工艺与夹具设计指导[M].北京：机械工业出版社，1995.[3] 王启平.机械制造工艺学(第5 版)[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1999.[4] 薛顺源等.机床夹具设计[M].北京:机械工业出版社，2001.[5] 赵良才等.计算机辅助工艺过程设计[M].北京；机械工业出版社，2003.[6] 张亚明.机床夹具的分类与构成[J].科技资讯.2008，[7] 王先逵编著．机械制造工艺学（上下册）[M]．北京：清华大学出版社，1989 ． [8] 任家隆，李菊丽，张冰蔚主编.机械制造技术基础[M].北京：高等教育出版社，2009.[9] 李德庆，吴锡英编著．计算机辅助制造[M]．北京：清华大学出版社，1992 ． [10] 赵志修主著．机械制造工艺学[M]．北京：机械工业出版社，1985 ．湖北工业大学毕业设计（论文）VII 本科毕业设计选题报告论文（设计）题目组合机床夹具设计学生姓名王红河专业机械设计制造及其自动化学号 24 指导教师冯云华职称 1.选题目的和意义：(1)保证加工精度采用夹具安装，可以准确地确定工件与机床、刀具之间的相互位置，工件的位置精度由夹具保证，不受工人技术水平的影响，其加工精度高而且稳定。(2)提高生产率、降低成本用夹具装夹工件，无需找正便能使工件迅速地定位和夹紧，显著地减少了辅助工时；用夹具装夹工件提高了工件的刚性，因此可加大切削用量；可以使用多件、多工位夹具装夹工件，并采用高效夹紧机构，这些因素均有利于提高劳动生产率。另外，采用夹具后，产品质量稳定，废品率下降，可以安排技术等级较低的工人，明显地降低了生产成本。(3)扩大机床的工艺范围使用专用夹具可以改变原机床的用途和扩大机床的使用范围，实现一机多能。例如，在车床或摇臂钻床上安装镗模夹具后，就可以对箱体孔系进行镗削加工；通过专用夹具还可将车床改为拉床使用，以充分发挥通用机床的作用。(4)减轻工人的劳动强度用夹具装夹工件方便、快速，当采用气动、液压等夹紧装置时，可减轻工人的劳动强度。湖北工业大学毕业设计（论文）VIII 2.主要研究内容(含论文提纲)：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。1．机床夹具的现状国际生产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。2．现代机床夹具的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5μ m。（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。（4）柔性化机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、组合等方式，以适应工艺可变因素的能力。工艺的可变因素主要有：工序特征、生湖北工业大学毕业设计（论文）IX 3.完成论文（设计）的条件、方法及措施，包括实验设计、调研计划、资料收集、参考文献等内容：（1）查阅资料，收集准备各种即将应用到的资料和材料，掌握常用的夹具设计过程及方法参考文献：

1、张亚明.机床夹具的分类与构成[J].科技资讯.2008，2、薛顺源等.机床夹具设计[M].北京:机械工业出版社，2001.3、大连组合机床研究所组合机床设计（第一册）北京：机械工业出版社，1975

4、任家隆，李菊丽，张冰蔚主编.机械制造技术基础[M].北京：高等教育出版社，2009.5、孙桓，陈作模．机械原理[M] ．北京：高等教育出版社．2006 ．

6、邱宣怀．机械设计[M]．北京：高等教育出版社，2007 ．

7、崔正昀．机械设计基础[M]．天津：天津大学出版社．2000 ．

8、徐灏．机械设计手册[M1] ．北京：机械工业出版社．1991 9

9、张金生等.机械制造工艺与夹具设计指导[M].北京：机械工业出版社，1995.湖北工业大学毕业设计（论文）X 注：此表前四项由学生填写后交指导教师签署意见，否则不得开题。FIXTURE Mechanical manufacturing process to fix the processing object, occupy the correct position to make, to accept the construction or testing device.Also known as the fixture.Broadly speaking, in the process of any process, used to rapidly, conveniently, safe piece of equipment installed, can be called the fixture.Such as welding, inspection jig, fixture, machine tool fixture.The fixture is most common, often referred to as the fixture.In machining a workpiece on a machine tool, in order to make the surface of the workpiece to achieve drawing size, geometry and other surface the mutual positioning accuracy and other technical requirements, must be installed before processing the workpiece(positioning), to(clamping).Fixture positioning element(usually 4.论文（设计）的进程安排： 1 熟悉课题和查找相关资料，完成开题报告初稿 2 完成工艺规程的各种参数的计算和工艺规程说明书初稿 3 绘制主要零件图 4 撰写论文 5 整理技术文件，并打印学位论文 6 准备答辩 5.指导教师意见及建议：是否同意开题：指导教师签字：年月日湖北工业大学毕业设计（论文）XI by determining the workpiece fixture in the correct position, the clamping device), the knife guide element(determining the tool and workpiece relative position or direction guiding tool), dividing device(so that the workpiece in a mounting can complete multiple station processing, a rotary indexing device and moves in a straight line dividing device two class), a connecting element and a specific folder(clamp base).译文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。参考文献 [1] Machine Tool Metalworking John L.Feirer ,1973.[2] Handbook of Machine Tools Manfred weck ,1984.[3] Haffman E G.Jig and Fixture Design.America, VNR Co.,1980.[4] Boyes W E.Jigs and Fixture.America,SME,1982.

篇2：组合夹具设计说明书

精04 张为昭 2010010591 指导老师：冯平法

一、实验目的

1.强化机床夹具在机械加工中的重要作用。在机械加工过程中,将工件准

确定位并牢固地夹持在一定的位置;加深工件定位与夹紧的概念,定位——工件 相对于机床和刀具占有正确的加工位置称为工件的定位;夹紧——把工件定位后 牢固地夹紧,以保持工件既定的正确位置在加工过程中稳定不变称为工件的夹紧。2.深入理解六点定位原理、过定位、欠定位、完全定位、不完全定位、工 序基准、定位基准、测量基准、设计基准等基本概念。

3.了解组合夹具的工作原理。组合夹具是由一套结构与尺寸标准化、系列化、通用化的元件或合件构成的具有一定柔性的、可重复使用的模块化夹具。

4.了解组合夹具的主要特点。专用夹具从设计→制造→使用→报废,是一单向过程,组合夹具从组装→使用→拆卸→再组装→再使用→再拆卸,是一循环 过程柔性、可重复使用、生产准备周期短是组合夹具的最大优点。一次性投资大、夹具体积与重量大、刚性差是组合夹具的主要缺点。5.了解组合夹具的适用范围。适合多品种小批量生产,新产品试制,临时紧急或短期生产,多用于普通加工机床,数控机床上也有使用的。

6.了解组合夹具的元件分类与基本功能。组合夹具元件包括:基础件、支承件、定位件、导向件、压紧件、其它件和合件。

7.学会组合夹具设计的基本要求及基本组装知识。8.了解组合夹具的精度与刚度概念。

二、实验内容和步骤

1.预习机床夹具基本知识,掌握六点定位基本原理。

2.预习组合夹具基本知识,熟悉槽系组合夹具元件分类、功用及相互连接 方法。3.掌握槽系组合夹具组装的基本技能和技巧。

4.分析零件技术要求,首先分析清楚零件有那些表面要加工,各个表面以 及各个表面相互间都有那些技术要求,然后每一个小组（2—3 人）选定某一个工序,确定相应的加工方法,要求选择具体的加工设备,为其设计组装一套槽系组合夹具。本次实验所选零件共3个,分别是汽车刹车油泵的一个主要零件,分油泵零件和拨叉,均为不规则零件。提供了相应零件图(见附图)及毛坯或半成品。

5.选择定位基准,符合粗精基准选择原则。

6.确定零件定位方案,运用六点定位原理选择合理的定位方案,要满足零件加工要求。

7.画出初步的夹具草图。图上能反映出不同类机床夹具(车床夹具、铣床夹具、钻床夹具等)的主要组成部分(夹具体、定位元件、夹紧元件、对刀元件、导向元件等)。我们已经为三个零件的重要工序设计了相应的夹具样板,并拍摄成照片供同学们参考,希望同学们不要照搬这些夹具样板的设计方案,尽量能够想自己的方案。

8.为所设计的夹具选定合适的夹具元件。各种夹具元件的尺寸和形状可以 参考实验室的挂图,每个夹具元件按照其分类及尺寸规格,均有相应的编号,编号已经刻在元件上,便于查找和图纸对应。9.按照合理的组装次序装配好夹具,一般要先装基础件,再装支承件、定位件、导向件,最后安装工件并夹紧。

10.分析夹具结构是否合理。分析工件装卸、夹紧、排屑是否方便,夹具与刀具和机床是否发生干涉,夹具体积、重量、安全等是否符合使用要求。11.分析夹具的定位精度及刚度,判断夹具是否满足使用要求。

三、实验结果及分析

本次实验针对汽车上的制动总泵主体的工序3进行。1.零件功能与技术要求分析(附零件图)。制动总泵的零件图如下所示。

制动总泵零件图

制动总泵的功能是：当进行制动操作时，制动踏板作用于活塞推动液压 油经过f34的孔通过四个f10的斜孔流向四个轮毂，使制动分泵工作产生制动效果。制动液压油通过两个f20的孔进行回收和补充。

技术要求分析：（1）f41的外圆、内孔及端面为重要的工作和连接部分，需要进行加工；（2）端面上有两个f8的孔用于固定，需要在毛坯上加工出来；（3）f20的孔及其所在平面为重要的工作和连接部分，需要进行加工；（4）f10的斜孔为重要工作部分，需要进行加工。

2.制定出零件大致的加工工艺(加工过程),细化到工序即可,实际上就是 要确定零件加工工序。依照技术要求，加工工序为：（1）加工直径为φ41的外圆、内孔以及端面：（2）钻两个直径为φ8的位于端面上的孔；（3）加工平面以及两个直径为φ20的孔;（4）加工4个直径为φ10的斜孔。

3.选定一个工序,确定加工方法,并选择具体加工设备(机床)和装备(夹 具及刀具),要说明理由。

选定制动总泵加工工序3。为保证在同一机床上完成整个工序以简化加工过程，加工设备选为既可车端面又可钻孔的车床，首先用普通车刀车端面（待加工平面），然后用麻花钻钻孔。

4.按照粗精基准选择原则选择合理的定位基准,初步分析定位误差。依照粗精基准选择原则，选择已加工的f41的外圆为定位基准采用V型块进行定位。由于夹具精度较高，故不考虑夹具本身的精度问题，参照教材P326，加工平面可类比为铣键槽，零件图中的尺寸标注类似于教材P326的尺寸H1标注法，则定位误差：

eDH=1dD0.1=mm

sin(a/2)sin(a/2)其中a为V型槽两条边的夹角。可见a越大，定位误差越小。

5.确定详细的定位方案,简述理由。

取X为水平面内垂直零件对称轴线的方向，Y为零件的对称轴方向，Z为竖直方向。要完成工序3的加工，需要限制零件X,Y,Z,X,Y,Z方向的自由度。因此，选择短V型块对f41的外圆和端面定位限制 X,Z,X,Z方向的自由度，选择固定顶尖限制零件另一端 X,Y,Z方向的自由度，与V型块共同限制零件 X方向的自由度。

选择盲螺孔小菱形定位销限制端面f8孔Z方向的自由度，与V型块和顶尖共同限制零件Y方向的自由度。

6.画出夹具草图,要表示出夹具体、定位元件、夹紧元件、对刀元件、导 向元件等。

夹具草图如下所示。

夹具草图

7.给出夹具元件组装次序。

（1）将导向元件（用于钻孔时使孔的中心对准主轴轴心用）安装在夹具体上；（2）按照计算的尺寸安装V型块，至导向元件；（3）按照计算的尺寸，组装定位夹板及固定螺栓，并依照V型块的位置安装至导向元件；（4）按照计算的尺寸，组装移动平台和盲螺孔小菱形定位销并安装在导向元件上；（5）按照计算的尺寸，组装顶尖并安装在导向元件上。

8.夹具结构合理性分析,工件装卸、夹紧、排屑是否方便,夹具和刀具与 机床是否发生干涉,夹具体积、重量、安全等是否符合使用要求。此种夹具可以在一台车床上完成所需的平面和孔的加工，排屑较为方便，且固定较紧，安全程度较高，但车平面的时候，车刀和固定夹板可能会发生干涉，因此需要仔细设计夹板的厚度，同时夹具的重量和体积也较大，不如专用夹具。

9.夹具定位精度与刚度分析。

该夹具的组成零件本身精度、刚度较高，由于是槽定位，所以组合后的尺寸也可以调整至完全满足加工零件的要求，但同时因为是槽定位，夹具组合后的精度较低，而且组装时要保证固定各个零件的螺栓有足够的预紧力以使夹具整体刚度较高且使用中不会松脱。

10.实验总结(收获、建议或意见)。

收获：通过这次实验，我们认识和学习了组合夹具的使用方法。这是一种我们过去没有见过的夹具，有着很强的扩展性，可以适于加工不同的零件。但它也存在一定的不足，比如说结构较复杂，体积重量大等，因此只适用于小批量生产。在未来的学习和工作中，我们要注意在合适的场合选用这种夹具来改善加工的质量，成本等重要因素。

建议和意见：希望实验室能提供更多的标准件，让我们能够有自行设计夹具的可能，从而加深我们对组合夹具的理解。或者实验室能直接提供同一种加工工序用组合夹具进行的多种不同加紧方案，这样不仅可以不用提供给学生过多的标准件，也能在一定程度上加深我们对组合夹具使用灵活性的了解。

四、实验注意事项

1.要爱护夹具元件、量具及有关工具,操作过程中要轻拿轻放,避免磕碰。2.拧紧螺母的力量不要过大。

3.搬动重量较大元件时要十分小心,注意砸脚、砸手。

4.实验结束后,应将元件、工量具清理干净。

五、思考问题

1.通过本次实验,您认为组合夹具有哪些优点?有哪些缺点? 优点：可适用各种不同零件不同工序的加工，且用完后可拆卸易于保存。缺点：体积、重量较大，且安装时要求高以防止使用时夹具零件松脱。初期投资大,但由于其可重复长期使用,最终成本不高。2.组合夹具适用那些加工范围? 适用于单件、小批生产以及新产品试制。

3.组合夹具分为槽系和孔系两大类，二者比较,各有何优缺点? 槽系：通过键在槽中的定位就能决定元件在夹具中的准确位置,元件之间再通过螺栓连接和紧固。由于槽无限位，故槽系组合夹具具有很好的可调整性，装配灵活性高，但装配过程中需要较多的测量和调整，且槽和健配合精度及可靠性较低。

孔系：元件刚度高,夹具整体刚度也高,适合数控机床大切削用量要求, 提高了生产效率。用孔代替了槽,元件结构刚度提高。制造成本低。组装 时间短只需将孔对准用螺钉紧固即可。组装简单容易,对工人熟练程度要 求也低。定位可靠,孔系元件之间由一面两销定位。元件上任何一个孔均 可方便的作为数控加工时的坐标原点。装配灵活性差,元件位置不便作无 级调节,元件品种数量比槽系少。

4.就组合夹具设计来看,有什么高效率的设计手段? 通过将组合夹具的标准件按定位功能（限制的自由度）和尺寸进行分类，在设计时就可以依照需要的尺寸和定位要求来选择标准件进行组装。此种方法尤其适合通过计算机来进行标准件组装设计。

篇3：组合夹具设计应用分析

在加工工件前, 笔者认为, 要酌情根据工件的工艺要求采用设备和夹具设计原则, 选取夹具元件、确定元件间的位置关系、组装出机械加工使用的工装夹具。在现实使用中由于组合夹具应变能力强、设计和制造周期短、成本低、适应产品更新换代的要求, 提高了企业的竞争力, 所以日益受到企业的喜欢。

1 组合夹具特点

根据笔者多年来的实际工作经验总结得知:组合夹具的基本特点要满足标准化、系列化、通用化三个特点, 具有组合性、可调性、柔性、应急性和经济性, 使用寿命长, 能适应产品加工中的周期短、成本低等要求, 比加工中心较适合加工中心应用机床配件。总体说来优点可以归纳为节约钢材和降低成本, 能不断缩短生产准备周期, 提高企业工艺装备系数等。

2 基本结构

在这里笔者按在组合夹具中的作用, 地位结构特点, 把组合夹具的元件划分为夹具体, 夹紧元件及定位装置 (或者称夹紧机构) , 定位元件及定位装置及对刀, 引导元件及装置, 分度, 对定装置等。但要注意, 每个夹具不一定所有的各类元件都具备, 如手动夹具就没有动力装置, 一般的车床夹具不一定有刀具导向元件及分度装置。反之, 按照加工等方面的要求, 有些夹具上还需要设有其它装置及机构。

3 定位原理

它的定位原理主要是6点定位, 在这里面以6个自由度的消除, 以便找出较合适的定位夹紧方案.一个物体在空间可以有6个独立的运动, 即沿X、y、Z轴的平移运动, 分别记为。X1、Y1、Z1;绕X、Y、Z轴的转动, 记为x、y、z, 习惯上, 把上述6个独立运动称作6个自由度.如果采用一定的约束措施, 消除物体的6个自由度, 则物体被完全定位.例如讨论长方体工件时, 可以在底面布置3个不共线的约束点, 侧面布置2个约束点, 端面布置一个约束点, 则底面约束点可以限制X2、Y2、Z23个自由度, 侧面约束点限制X1、Z12个自由度, 端面约束点限制y。这个自由度, 就完全限制了长方体工件6个自由度。

4 组合夹具设计应用

在我国, 组合夹具设计应用比较广泛, 笔者现在根据工作性质对其做一论述, 以便在今后的工作中借鉴参考。行文如下。

5 在数控机床中应用。

目前, 随着机械制造业发展, 对于组合夹具数控机床有许多不同于普通机床的特殊要求, 这就要求组合夹具元件能大、中融合一体, 安装在同一块基础板上, 以适应单件或多件同时加工等。孔系夹具靠销孔定位, 这就要求坐标孔系一定, 组装程度简单, 无需测量调整就能确定工件在机床坐标中的位置。当使用多夹具基础板时, 既可组装单个大零件夹具, 又可组装多个中小零件夹具, 工效高, 柔性好。

5.2 动态虚拟装配应用设计。

在这里, 加工工件在组合夹具上的定位夹紧和最终装配是该设计应用的关键部分。这通过使用软件在计算机上完成产品零部件的实体造型、虚拟装配、干涉分析等多次协调的设计过程, 以杜绝由于零件设计的错误积累而导致产品的返工现象。

笔者认为, Inventor完成这项工作非常容易, 只须定义出工件与各组合夹具组件之间的关系, 系统就会根据给出的约束关系将工件和夹具组件自动安装到位, 如果改变原有设计, 与其相关的夹具组件位置也会自动改变。Inventor自适应的功能使得夹具组件的一些在零件设计阶段难以确定的尺寸可以在装配中加入关系或进行约束来自动改变, 从而真正实现了设计的互动。

5.3 加工特殊工件中的应用。

在组合夹具使用过程中, 针对一些形状复杂、尺寸较大、要求精度较高、定位压紧有困难的零件, 单纯用组合夹具无法完成的, 笔者建议可以采取以下方法:设计专用零件配合组合夹具元件使用。使用最多也最常用的是设计制造专用定位心轴和钻模板。因工件孔定位时, 多数情况下不是最后工序, 孔没有做到尺寸, 都留有磨量。由于产品图样和工艺要求不一样, 孔所留的磨量各异, 组合夹具元件不能满足要求, 为保证定位精度, 设计制造专用定位心轴或者定位盘, 下面与组合夹具元件一级精度配合, 上面和零件孔配合, 从而解决了定位精度问题。

结语

不管怎么说, 组合夹具的设计应用, 决定着加工元件的技术和经济效果。为使组合夹具既能保证精度要求, 又有高效率和低成本的性能, 设计时应满足下列要求。

第一, 应注意减少积累误差, 保证有足够刚度。故应减少配合层次, 做到结构紧凑合理, 可按加工元件精度要求设置检验装置。

第二, 应有良好的继承性, 不因产品更新换代而报废, 能适应于不断增加同类型新产品零件的加工。因此在设计组合夹具前, 要求对同类型零件的结构要素、工艺特征、尺寸精度等做详细地调查、分析了解产品功能及发展方向, 从而使组合夹具的设计对现有产品有很高的适应性, 对新产品的发展有良好的继承性。

第三, 夹具上的可调节和可更换元件应能保证装夹同一工件组内任何零件在调节时操作简单、快速, 组合整件与基体间的配合应注意采取措施避免靠摩擦力来承受作用力。

摘要：组合夹具是机械制造业的核心, 也是为国民经济各部门提供装备的部门。在现实使用中由于组合夹具应变能力强、设计和制造周期短、成本低、适应产品更新换代的要求, 提高了企业的竞争力, 所以日益受到企业的喜欢。文章结合实际, 阐述了组合夹具特点, 工作原理, 应用设计, 供同行参考。

关键词：组合夹具,特点分析,工作原理,应用设计

参考文献

[1]宋玉梅.组合夹具拆装实验操作过程技巧的研究[J].中国新技术新产品, 2011 (22) .

[2]左祥赟.组合夹具计算机辅助设计与装配技术研究[D].太原科技大学.2010.

[3]朱耀祥.组合夹具技术的现状与发展[J].机电国际市场, 2002 (05) .

[4]张小巍.东安成立组合夹具拼装站[N].中国航空报.2010.

[5]康文利, 李娟, 刘洪伟, 张雄华.组合夹具计算机辅助设计系统元件管理模块的实现[J].现代机械, 2006 (05) .

篇4：浅谈组合夹具设计应用

[关键词]组合夹具；特点分析；工作原理；应用设计

[中图分类号]TG75

[文献标识码]A

[文章编号]1672—5158（2013）05—0173—01

在我国，组合夹具是一种先进的工艺装备，它是由一套预先制造好的各种不同的形状、不同规格、不同尺寸、具有互换性、高耐磨性和高精度的标准元件组成，其结构灵活多变，适应性广，元件可长期循环使用，目前已为众多制造行业所采用。就目前来说，组合夹具分为槽系和孔系两个系列。

在加工工件前，笔者认为，要酌情根据工件的工艺要求采用设备和夹具设计原则，选取夹具元件、确定元件间的位置关系、组装出机械加工使用的工装夹具。在现实使用中由于组合夹具应变能力强、设计和制造周期短、成本低、适应产品更新换代的要求，提高了企业的竞争力，所以日益受到企业的喜欢。

1组合夹具特点

根据笔者多年来的实际工作经验总结得知：组合夹具的基本特点要满足标准化、系列化、通用化三个特点，具有组合性、可调性、柔性、应急性和经济性，使用寿命长，能适应产品加工中的周期短、成本低等要求，比加工中心较适合加工中心应用机床配件。总体说来优点可以归纳为节约钢材和降低成本，能不断缩短生产准备周期，提高企业工艺装备系数等。

2基本结构

在这里笔者按在组合夹具中的作用，地位结构特点，把组合夹具的元件划分为夹具体，夹紧元件及定位装置（或者称夹紧机构），定位元件及定位装置及对刀，引导元件及装置，分度，对定装置等。但要注意，每个夹具不一定所有的各类元件都具备，如手动夹具就没有动力装置，一般的车床夹具不一定有刀具导向元件及分度装置。反之，按照加工等方面的要求，有些夹具上还需要设有其它装置及机构。

3定位原理

它的定位原理主要是6点定位，在这里面以6个自由度的消除，以便找出较合适的定位夹紧方案.一个物体在空间可以有6个独立的运动，即沿X、y、z轴的平移运动，分别记为。X1、Y1、z1；绕X、Y、Z轴的转动，记为X、y、z，习惯上，把上述6个独立运动称作6个自由度.如果采用一定的约束措施，消除物体的6个自由度，则物体被完全定位.例如讨论长方体工件时，可以在底面布置3个不共线的约束点，侧面布置2个约束点，端面布置一个约束点，则底面约束点可以限制X2、Y2、Z2 3个自由度，侧面约束点限制X1、Z12个自由度，端面约束点限制_vc这个自由度，就完全限制了长方体工件6个自由度。

4组合夹具设计应用

在我国，组合夹具设计应用比较广泛，笔者现在根据工作性质对其做一论述，以便在今后的工作中借鉴参考。

5在数控机床中应用

目前，随着机械制造业发展，对于组合夹具数控机床有许多不同于普通机床的特殊要求，这就要求组合夹具元件能大、中融合一体，安装在同一块基础板上，以适应单件或多件同时加工等。孔系夹具靠销孔定位，这就要求坐标孔系一定，组装程度简单，无需测量调整就能确定工件在机床坐标中的位置。当使用多夹具基础板时，既可组装单个大零件夹具，又可组装多个中小零件夹具，工效高，柔性好。

5.1动态虚拟装配应用设计。在这里，加工工件在组合夹具上的定位夹紧和最终装配是该设计应用的关键部分。这通过使用软件在计算机上完成产品零部件的实体造型、虚拟装配、干涉分析等多次协调的设计过程，以杜绝由于零件设计的错误积累而导致产品的返工现象。

笔者认为，Inventor完成这项工作非常容易，只须定义出工件与各组合夹具组件之间的关系，系统就会根据给出的约束关系将工件和夹具组件自动安装到位，如果改变原有设计，与其相关的夹具组件位置也会自动改变。Inventor自适应的功能使得夹具组件的一些在零件设计阶段难以确定的尺寸可以在装配中加入关系或进行约束来自动改变，从而真正实现了设计的互动。

5.2加工特殊工件中的应用。在组合夹具使用过程中，针对一些形状复杂、尺寸较大、要求精度较高、定位压紧有困难的零件，单纯用组合夹具无法完成的，笔者建议可以采取以下方法：设计专用零件配合组合夹具元件使用。使用最多也最常用的是设计制造专用定位心轴和钻模板。因工件孔定位时，多数情况下不是最后工序，孔没有做到尺寸，都留有磨量。由于产品图样和工艺要求不一样，孔所留的磨量各异，组合夹具元件不能满足要求，为保证定位精度，设计制造专用定位心轴或者定位盘，下面与组合夹具元件一级精度配合，上面和零件孔配合，从而解决了定位精度问题。

结束语

不管怎么说，组合夹具的设计应用，决定着加工元件的技术和经济效果。为使组合夹具既能保证精度要求，又有高效率和低成本的性能，设计时应满足下列要求。

第一，应注意减少积累误差，保证有足够刚度。故应减少配合层次，做到结构紧凑合理，可按加工元件精度要求设置检验装置。

第二，应有良好的继承性，不因产品更新换代而报废，能适应于不断增加同类型新产品零件的加工。因此在设计组合夹具前，要求对同类型零件的结构要素、工艺特征、尺寸精度等做详细地调查、分析，了解产品功能及发展方向，从而使组合夹具的设计对现有产品有很高的适应性，对新产品的发展有良好的继承性。

第三，夹具上的可调节和可更换元件，应能保证装夹同一工件组内任何零件，在调节时操作简单、快速，组合整件与基体间的配合应注意采取措施避免靠摩擦力来承受作用力。

参考文献

篇5：铣床夹具设计说明书

铣床夹具设计说明书

专 业: 数 控 技 术 班 级: 指导教师: 姓 名: 学 号:

2011年6月21日

铣床夹具设计说明书

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

一、课程设计的要求：

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

2.培养结构设计能力，掌握结构设计的方法和步骤

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

4.进一步培养机械制图、分析计算、结构设计、编写技术文件等基本技能。

二、设计题目：

《机械制造工艺与机床夹具》课本P381题5-4

三、被加工零件的结构特点及制定工序的加工要求

1.结构特点

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

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

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

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

四、设计方案的讨论

1．初定夹具结构方案: 1）工件定位方案及定位装置

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

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

3）其他装置及原件的结构形式

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

4）夹具体的结构形式及夹具与机床的连接方式

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

2.审查方案与改进设计

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

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

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

五、设计小结

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

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

由于自己的能力所限，设计中还有许多不足之处，恳请各位老师、同学们批评指正。

主要参考资料:

1、《机床夹具设计手册》 辽宁科学技术出版社 徐鸿本

2、《机械设计课程设计》 浙江大学出版社

3、《机床夹具设计》 哈尔滨工业大学出版社 王启平

篇6：连杆加工夹具设计说明书

1、前言···································································· 2

2、设计任务及工况要求················································ 2

3、连杆零件分析························································ 2

4、设计条件······························································ 3

5、专用夹具的设计······················································ 4

5.1、本夹具的功用······················································· 4

5.2、设计方案分析比较·················································· 4

5.3、夹具工作原理······················································· 6

6、定位误差计算························································ 6

7、夹紧力的计算与强度校核············································ 7

7.1、夹紧力的计算······················································ 7

7.2、强度校核··························································

8、夹具特点及使用说明················································ 8

9、心得体会····························································· 9

10、参考文献···························································· 9

铣连杆小头油槽夹具设计说明书

1、前言

连杆在工作过程中，连杆小头油槽收集飞溅的润滑油，并通过连杆小头孔衬套上的小孔将润滑油引导到活塞销上，起到润滑、冷却活塞销和活塞小头孔衬套的作用。因此要求连杆小头油槽不仅要位于连杆小头顶部并铣穿，而且要有一定的对称度；但在整个连杆加工过程中，铣连杆小头油槽并不是一道非常重要的工序。连杆小头油槽加工后形成的表面，在后续的工序中，不会用其做定位或夹紧使用，所以铣连杆小头油槽的加工精度要求不高。

2、设计任务及工况要求

运用所学机械制造工程学等基本理论知识，正确解决连杆在加工时的定位和夹紧问题，选择合理的方案，进行必要的计算，为492Q汽油机连杆的机械加工中的“铣连杆小头油槽”这一工序设计一套专用夹具，努力做到使其具有质优、高效、低成本的特点。

连杆作为汽车发动机的关键零部件，使用量很大，在连杆加工工厂通常采用中批量或大批量生产，实行生产流水线作业。因此加工连杆小头油槽可以选用卧式铣床X51，液压夹紧。

3、连杆零件分析

连杆是汽车发动机的主要传动机构之一，在发动机缸体内将活塞与曲轴连接起来，实现活塞与曲轴之间力的传递，将活塞的往复直线运动可逆地转化为曲轴的旋转运动，并实现功率的输出。

连杆通常是一种细长的变截面非圆杆件，由从大头到小头逐步变小的工字型截面的连杆体、连杆盖、螺栓及螺母等组成。不同结构的发动机，连杆的结构略有差异，但基本上都是由活塞销孔端（小头）、连杆身、曲柄销孔端（大头）三部分组成。连杆大头孔套在曲轴连杆轴径上，为了便于安装，连杆一般自大头孔处分开成连杆体和连杆盖两部分，然后用连杆螺栓连接。为了减少磨损，大头孔内装有上下两片轴瓦；连杆小头孔与活塞销相连，小头孔内压入铜衬套，孔内设有油槽，小头顶部设有油孔，通过飞溅润滑实现。为了减少惯性力，并有一定的刚度，连杆身采用工字型断面。因此连杆工艺特点：外形复杂，不易定位；连杆的大、小头是由细长的杆身相连，故刚性差，易弯曲、变形；尺寸精度、形位精度和表面质量要求高。

连杆在工作过程中主要受三个方向的作用力：活塞顶上压缩气体力、活塞杆 2 组的往复运动惯性力，连杆高速摆动时产生的横向惯性力

连杆的主要加工表面：连杆大、小头孔；连杆大、小头端面；连杆大头剖分面及连杆螺栓孔等。

（1）大小端孔的精度要求：为了使大端孔与轴瓦及曲轴、小端孔与活塞销能密切配合，减少冲击的不良影响和便于传热，采用分组装配法。（2）大小端孔中心线在两个互相垂直方向的平行度：两孔轴心线在连杆轴线方向的平行度误差会使活塞在汽缸中倾斜，增加活塞与汽缸的摩擦力，从而造成汽缸壁损加剧。

（3）大小端孔的中心距：大小端孔的中心距影响汽缸的压缩比，所以对其要求很高。

（4）大端孔两端面对大端孔轴线的垂直度：此参数影响轴瓦的安装和磨

损。

（5）连接螺栓孔：螺栓孔中心线对盖体结合面与螺栓及螺母坐面的不垂直，会增加连杆螺栓的弯曲变形和扭转变形，并影响螺栓伸长量而削弱螺栓强度。

（6）连杆螺栓预紧力要求：连杆螺栓装配时的预紧力如果过小，工作时一旦脱开，则交变载荷能迅速导致螺栓断裂。

（7）对连杆重量的要求：为了保证发动机运转平稳，连杆大、小头重量和整台发动机上的一组连杆的重量按图纸的规定严格要求。

（8）轴瓦槽：对槽头的要求非常高。

由于连杆在工作中承受多种急剧变化的动载荷，所以要求其材料具有足够的疲劳强度及刚度要求，而且还要使其纵剖面的金属宏观组织纤维方向应沿连杆中心线并与连杆外形相符合，不得有裂纹、断裂、疏松、扭曲、气泡、气孔、分层和杂质等缺陷。

连杆成品的金相显微组织应为均匀的细晶结构，不允许有片状铁素体。

4、设计条件

加工工序中，在“铣连杆小头油槽”工序之前，已经完成了对连杆双端面和侧面的精加工，并且完成了连杆钻扩小头孔的加工工艺，因此在定位夹紧时可以选择已加工表面作为定位基准。

而连杆的加工在工厂实行生产流水线作业，进行大批量的生产，要求生产效率高，并且尽量降低工人劳动强度和生产成本。通用机床X51可以满足本工序的加工要求，因此可设计与X51工作台配套使用的夹具，并选用液压自动夹紧的方式以降低劳动强度，提高生产效率。

5、专用夹具的设计

5.1、本夹具的功用

在机床上进行加工工件工程中，为了使工件的表面以及各项指标能够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，在加工前必须将工件定位、夹紧。本夹具主要用于铣连杆小头油槽，它采用通用的定位元件，使被加工的连杆在夹具的安装过程能够迅速实现定位夹紧。夹具只有安装到机床的工作台上才能实现被加工工件的加工工序，因此本夹具的另一功用是连接安装到卧式铣床X51的工作台上。

5.2、设计方案比较分析

根据本工序“铣连杆小头油槽”的加工工艺要求，选用卧式铣床X51，3mm盘状铣刀进行铣削加工。故被加工零件——连杆的定位夹紧，根据加工工艺方法，可以有多种方案。方案

一、定位元件：支撑板、圆柱销、削边销；

夹紧装置：液压自动夹紧，直压板；

定位夹紧原理如下图：

1、小头支撑板

2、削边销

3、加紧压板

4、大头支撑板

5、圆柱销

方案

二、定位元件：支撑板、圆柱销、定位块；

夹紧装置：液压自动夹紧，直压板；

定位夹紧原理图如下：

1、小头支撑板

2、可换定位销

3、夹紧压板

4、定位块

5、大头支撑板

方案一中采用“一面双销”的定位方式，能够限制使得夹具结构简单，但由于在本道工序之前，连杆大头孔还是毛坯面，没有进行加工，因此基准精度很低；且考虑到锻造连杆时的模型锥度，用圆柱销定位连杆大头孔，还存在定位可靠性差的缺点。

方案二采用大小头支撑板、定位销和定位块作为定位元件。在本道工序之前，连杆大小头双端面和侧面及连杆小头孔已经进行了精加工，选用上述已加工表面为定位面，基准精度较高，定位准确，可靠性高且安装方便，只是夹具夹具结构与方案一相比稍显复杂。

综上所述，方案二优点明显，好于方案一，故选用方案二作为本道工序“铣连杆小头油槽”的夹具设计方案。

5.3、夹具工作原理

本工序“铣连杆小头油槽”夹具设计原理方案如下图所示。大小头的支撑板支撑连杆端面，限制连杆的3个自由度；可换定位销套在连杆小头孔内，限制2个自由度；定位块与连杆大头侧面相连，限制1个自由度；因此本夹具可以实现“铣连杆小头油槽”工艺的完全定位。

1、小头支撑板

2、可换定位销

3、夹紧压板

4、定位块

5、大头支撑板

6、定位误差计算

由于位于小头顶部的定位面的定位尺寸为6.2±0.05，因此基准不重合误差ΔB为δ差

D/2。定位孔与轴可以在任意方向上接触，此种情况下，定位基准可以在任意方向上变动，其最大变动量为孔径最大与轴颈最小时的间隙，所以基准位移误

YDmaxdminDd式中，δD、δd、Δ分别为定位孔、轴的尺寸公差和孔轴配合的最小间隙。

由于ΔB和ΔY变化方向相反，所以定位误差 DYBDd2 6 带入数据：δD=0.012，δd=0.03，Δ=0.01，得到：ΔD=0.046mm。

7、夹紧力的计算和强度校核

7.1、夹紧力的计算

由【1】知：铣削切削力计算公式为：

P = Cp·t 0.86·Sz

0.7

2·D

-0.86

·B·z·kp

由于本工序“铣连杆小头油槽”使用卧式铣床X51，盘状铣刀，直径D为75mm,宽度B为3mm，模数m 为3.50；连杆材料为40Cr，属于中碳合金结构钢，σ为980MPa；

故由【1】知：

bCp = 808 N Sz = 0.01 mm D = 75 mm

0.8B = 3 mm z =12 kp =(σb/736)由连杆加工工艺图可知：t = 8.3 mm 所以可以得出：

P = Cp·t·Sz·D·B·z·kp

0.860.72-0.860.8 = 808×8.3×0.01×75×3×12×(980/736)N

= 200 N

由【2】知：钢与钢的摩擦因数μ=0.3，理论夹紧力F: 0.860.72-0.86F = F·μ 即 F = P/μ

所以可以得出：

F = P/μ = 200/0.3 = 667 N

由【1】知：夹紧力计算公式为：

Fk = F·K K = Ko·K1·K2·K3·K4·K5·K6

由工艺规程可知Ko = 1.4 K1=1.2 K3 = 1.0 K4 = 1.0 K5 = 1.0 K6 = 1.0

故可知实际所需夹紧力Fk:

Fk = F·K = F·Ko·K1·K2·K3·K4·K5·K6 = 667×1.4×1.2×1×1×1×1 = 1120 N 7.2、强度校核

压板强度校核：

由理论力学知识，对压板受力分析可知，压板所受的最大力矩M

M = Fk·L = 1120×0.86 N·m = 963.2 N·m

由于压板厚度厚度H 为20mm，压板宽度B2为50mm。所以弯曲应力σp为：

σp = M/S = M/(H·B2)= 963.2÷0.2÷0.5 = 9632 Pa

而压板材料为45钢材，【σp】 为600 MPa，故压板强度足够。

压板螺钉强度校核：

有理论力学知识可知，压板螺钉为M16，所受的拉力同为5880 N ,所以压板螺钉所受的拉应力σp为：

σp = Fk /(πr)= 1120÷π÷0.16 = 13926 Pa

而压板螺钉的材料 Q235 的【σb】为375—500 MPa，故压板螺钉的强度足够。228、夹具特点及其使用说明

本工序“铣连杆小头油槽”所用的夹具，定位元件由大小头支撑板、可换定位销、大头定位块组成，定位精确可靠，结构比较简单，安装使用方便；且由于使用液压自动夹紧，降低了工人的劳动强度，提高了生产效率。夹具在使用过程中，要注意定期维护检测

9、心得体会

伴随着机械制造工程学课程设计的开始，我们也踏入了大学的最后一年。虽然我们进入了大四，虽然我们在开学时仅仅有这一项学习任务，虽然我们课程设计的要求不如机械设计制作系的高，但由于种种的原因，我还是感觉到时间的紧迫。还好这一切几乎都在计划中进行，虽不能说是忙而不乱，有条不紊，但还是渐渐地完成了各项任务。而这其中机械制造工程学课程设计则是其中一项比较有意义的收获。

我课程设计的任务是“铣连杆小头油槽”加工工序的夹具设计，虽然是较为简单的一项，但麻雀虽小，五脏俱全。从方案的设计制定，到定位元件、夹紧机构的选用，再到定位误差与夹紧力的计算与校核，每一个步骤都认真地查阅资料，从中收获颇丰。

这次课程设计不仅是对学过知识的复习与巩固，也是一种实践的检查和联系，更是一种对设计研究的探索和尝试。我们的大学生活，快要结束了，很快就要走上工作岗位或从事研究工作。我相信经过大学这样一次又一次的课程设计，未来的路虽然很漫长，但我们有能力克服前进路上的一切困难，迎来胜利的曙光！

10、参考文献

【1】 《机床夹具设计手册》 中国农业大学工学院机械设计制造系