标准夹具范文

第一篇：标准夹具范文

夹具座钻孔夹具毕业设计论文

摘 要

本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。

夹具座的工艺规程及钻、攻2-M8螺纹的工装夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线;接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量;然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件;计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。

关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。

目

录

序言…………………………………………………………………1

一. 零件分析 ……………………………………………………2

二. 工艺规程设计…………………………………………………3 2.1确定毛坯的制造形式 ……………………………………3 2.2基面的选择传 ……………………………………………4 2.3制定工艺路线 ……………………………………………5 2.4确定切削用量及基本工时……………………………… 7

三 夹具设计 ……………………………………………………26

3.1问题的提出………………………………………………26 3.2定位基准的选择…………………………………………26 3.3切削力及夹紧力计算……………………………………26 3.4定位误差分析……………………………………………26 3.5钻套的设计………………………………………………28 3.6夹具设计及操作简要说明………………………………29

总 结………………………………………………………………31 致 谢………………………………………………………………32 参考文献 …………………………………………………………33

序 言

机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。

夹具座的工艺规程及钻、攻2-M8螺纹的工装夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。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，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。

本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。

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一、 零件的分析

夹具座共有八组加工表面，现分述如下：

1. 320155面

2. 105两侧面及32025面 3. 6-Φ9孔、6-Φ13 4. 32038面 5. 32067面 6. 6-M8螺纹深20 7. 2Φ6锥孔 8. 2-M8螺纹

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二. 工艺规程设计

2.1 确定毛坯的制造形式

零件材料为HT150，考虑到零件在工作过程中经常受到冲击性载荷，采用这种材料零件的强度也能保证。由于零件成批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，选用砂型铸造，采用机械翻砂造型，铸造精度为2级，能保证铸件的尺寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。

夹具体零件材料为 HT150，硬度选用260HBS，毛坯重约1Kg。生产类型为成批生产，采用砂型铸造，机械翻砂造型，2级精度组。

根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的加工余量，对毛坯初步设计如下：

1. 320155面

320155面，表面粗糙度为Ra0.8，查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4，知铸件机械加工余量Z=5.0mm. 粗铣 单边余量Z=3.0mm 半精铣 单边余量Z=1.5mm 精铣 单边余量Z=0.4mm 磨削 单边余量Z=0.1mm 2. 105两侧面及32025面

105两侧面及32025面，查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4，知铸件机械加工余量Z=3.0mm. 3. 6-Φ9孔、6-Φ13孔

6-Φ9孔、6-Φ13孔的尺寸不大，采用实心铸造。 4. 32038面

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32019面，表面粗糙度Ra0.8，查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4，知铸件机械加工余量Z=3.0mm. 粗铣 单边余量Z=2.0mm 半精铣 单边余量Z=0.5mm 精铣 单边余量Z=0.4mm 磨削 单边余量Z=0.1mm 5. 32067面

32067面，表面粗糙度Ra1.6，查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4，知铸件机械加工余量Z=3.0mm. 粗铣 单边余量Z=2.0mm 半精铣 单边余量Z=0.8mm 精铣 单边余量Z=0.2mm 6. 6-M8螺纹深20 6-M8螺纹深20，螺纹尺寸不大，采用实心铸造。 7. 2Φ6锥孔

2Φ6锥孔，尺寸不大，采用实心铸造。 8. 2-M8螺纹

2-M8螺纹，螺纹尺寸不大，采用实心铸造。

9. 其它表面均为不加工表面，砂型机器铸造出的毛坯表面就能满足它们的精度要求，所以，不需要在其它表面上留有加工余量。

2.2 基面的选择的选择

基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，

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不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。

粗基准的选择：对于零件的加工而言，粗基准的选择对后面的精加工至关重要。为保证工件上重要表面的加工余量小而均匀，则应选择重要表面为粗基准。所谓重要表面一般是工件上加工精度以及表面质量要求较高的表面。因此，夹具座以32067的槽作为定位粗基准。

对于精基准而言，主要应该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，这在以后还要专门计算，此处不再重复。

2.3 制定工艺路线

制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具，并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降下来。

方案一 工序01：铸造 工序02：人工时效

工序03：粗铣、半精铣、精铣320155面 工序04：铣105两侧面及32025面 工序05：钻6-Φ9孔、扩Φ9孔到Φ13 工序06：粗铣、半精铣、精铣32019面 工序07：粗铣、半精铣、精铣32067面

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工序08：钻、攻6-M8螺纹深20 工序09：与件3配作2Φ6锥孔 工序10：钻、攻2-M8螺纹 工序11：磨320155面 工序12：磨32038面 工序13：去毛刺 工序14：检验至图纸要求 工序15：入库 方案二

工序01：铸造 工序02：人工时效

工序03：粗铣、半精铣、精铣320155面 工序04：铣105两侧面及32025面 工序05：粗铣、半精铣、精铣32019面 工序06：粗铣、半精铣、精铣32067面 工序07：钻6-Φ9孔、扩Φ9孔到Φ13 工序08：钻、攻6-M8螺纹深20 工序09：与件3配作2Φ6锥孔 工序10：钻、攻2-M8螺纹 工序11：磨320155面 工序12：磨32038面 工序13：去毛刺 工序14：检验至图纸要求 工序15：入库

方案一与方案二的区别在于钻6-Φ9孔、扩Φ9孔到Φ13加工

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的先后，孔加工之后为后面工序的加工提供了定位基准，简化了夹具设计，减少了成本，提高了效率，故采用方案一，具体的加工路线如下 工序01：铸造 工序02：人工时效

工序03：粗铣、半精铣、精铣320155面 工序04：铣105两侧面及32025面 工序05：钻6-Φ9孔、扩Φ9孔到Φ13 工序06：粗铣、半精铣、精铣32019面 工序07：粗铣、半精铣、精铣32067面 工序08：钻、攻6-M8螺纹深20 工序09：与件3配作2Φ6锥孔 工序10：钻、攻2-M8螺纹 工序11：磨320155面 工序12：磨32038面 工序13：去毛刺 工序14：检验至图纸要求 工序15：入库

2.4 确定切削用量及基本工时

工序01：铸造 工序02：人工时效

工序03：粗铣、半精铣、精铣320155面 工步一：粗铣320155面 1. 选择刀具

刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用YG8,

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ap3.0mm，d060mm，v125m/min，z4。 2. 决定铣削用量 1)决定铣削深度

ap3.0mm

2)决定每次进给量及切削速度

根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。 根据表查出

fz0.2mm/齿，则

ns1000v1000125663r/min d60按机床标准选取nw=675r/min

vdnw1000606751000m/min127.2m/min

当nw=675r/min时

fmfzznw0.24675540mm/r 按机床标准选取fm500mm/r 3)计算工时

切削工时：l320mm，l13.0mm，l23mm，则机动工时为

tmll1l2320332.415min nwf6750.2工步二：半精铣320155面 1. 选择刀具

刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用YG8, ap1.5mm，d060mm，v125m/min，z4。

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2. 决定铣削用量 1)决定铣削深度

ap1.5mm

2)决定每次进给量及切削速度

根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。 根据表查出

fz0.2mm/齿，则

ns1000v1000125663r/min d60按机床标准选取nw=675r/min

vdnw1000606751000m/min127.2m/min

当nw=675r/min时

fmfzznw0.24675540mm/r 按机床标准选取fm500mm/r 3)计算工时

切削工时：l320mm，l11.5mm，l23mm，则机动工时为

tmll1l23201.532.404min nwf6750.2工步三：精铣320155面 1. 选择刀具

刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用YG8, ap0.4mm，d060mm，v125m/min，z4。 2. 决定铣削用量

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1)决定铣削深度

ap0.4mm

2)决定每次进给量及切削速度

根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。 根据表查出

fz0.2mm/齿，则

ns1000v1000125663r/min d60按机床标准选取nw=675r/min

vdnw1000606751000m/min127.2m/min

当nw=675r/min时

fmfzznw0.24675540mm/r 按机床标准选取fm500mm/r 3)计算工时

切削工时：l320mm，l10.4mm，l23mm，则机动工时为

tmll1l23200.432.396min nwf6750.2工序04：铣105两侧面及32025面 1. 选择刀具

刀具选取不重磨损硬质合双面刃铣刀，刀片采用YG8, ap3.0mm，d080mm，v125m/min，z4。 2. 决定铣削用量 1)决定铣削深度

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切削工时：l320mm，l11.5mm，l23mm，则机动工时为

tmll1l23201.531.014min nwf16000.2工步三：精铣32019面 1. 选择刀具

刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用YG8, ap0.4mm，d060mm，v125m/min，z4。 2. 决定铣削用量 1)决定铣削深度

ap0.4mm

2)决定每次进给量及切削速度

根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。 根据表查出

fz0.2mm/齿，则

ns1000v10001251592.3r/min d25按机床标准选取nw=1600r/min

vdnw10002516001000m/min125.6m/min

当nw=1600r/min时

fmfzznw0.2416001280mm/r 按机床标准选取fm1200mm/r 3)计算工时

切削工时：l320mm，l10.4mm，l23mm，则机动工时

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为

tmll1l23200.431.011min nwf16000.2工序07：粗铣、半精铣、精铣32067面 工步一：粗铣32067面 1. 选择刀具

刀具选取不重磨损硬质合三面刃铣刀，刀片采用YG8, ap2.0mm，d0100mm，v125m/min，z4。 2. 决定铣削用量 1)决定铣削深度

ap2.0mm

2)决定每次进给量及切削速度

根据X62型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。 根据表查出

fz0.2mm/齿，则

ns1000v1000125398.1r/min d100按机床标准选取nw=375r/min

vdnw10001003751000m/min117.8m/min

当nw=375r/min时

fmfzznw0.24375300mm/r 按机床标准选取fm300mm/r 3)计算工时

切削工时：l320mm，l12.0mm，l23mm，则机动工时

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为

tmll1l23202.034.333min nwf3750.2工步二：半精铣32067面 1. 选择刀具

刀具选取不重磨损硬质合三面刃铣刀，刀片采用YG8, ap0.8mm，d0100mm，v125m/min，z4。 2. 决定铣削用量 1)决定铣削深度

ap0.8mm

2)决定每次进给量及切削速度

根据X62型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。 根据表查出

fz0.2mm/齿，则

ns1000v1000125398.1r/min d100按机床标准选取nw=375r/min

vdnw10001003751000m/min117.8m/min

当nw=375r/min时

fmfzznw0.24375300mm/r 按机床标准选取fm300mm/r 3)计算工时

切削工时：l320mm，l10.8mm，l23mm，则机动工时为

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tmll1l23200.834.317min nwf3750.2工步三：精铣32067面 1. 选择刀具

刀具选取不重磨损硬质合三面刃铣刀，刀片采用YG8, ap0.2mm，d0100mm，v125m/min，z4。 2. 决定铣削用量 1 为

tmll1l23200.234.309min nwf3750.2工序08：钻、攻6-M8螺纹深20 工步一：钻6-M8螺纹底孔Φ6.8 选用6.8mm高速钢锥柄麻花钻(《工艺》表3.1-6)

由《切削》表2.7和《工艺》表4.2-16查得f机0.28mm/r

Vc查16m/min(《切削》表2.15) n1000Vc10007.5r/min351.2r/min D6.8 按机床选取n=375r/min VcDn10006.837510008.(0m/min)

基本工时：tll1l2203.43min0.2514min nf3750.28总的工时：T=6t=1.509min 工步二：攻丝6-M8深20

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选择M8mm高速钢机用丝锥

f等于工件螺纹的螺距p，即f1.25mm/r

Vc机7.5m/min

n1000Vc10007.5r/min341.2r/min D8 按机床选取n=375r/min 基本工时：tll1l2200.63min0.0503min nf3751.25总的工时：T=6t=0.302min 工序09：与件3配作2Φ6锥孔

1、加工条件

加工材料: HT150，硬度200~220HBS，铸件。

工艺要求：孔径d=6mm。通孔，精度H12~H13,用乳化液冷却。 机床：选用Z3025钻床和专用夹具。

2、

基本工时：tll1l2190.63min0.0482min nf3751.25总的工时：T=2t=0.096min 工序11：磨320155面 工件材料：灰铸铁HT150 加工要求：磨320155面

机床：平面磨床M215A

刀具：砂轮

量具：千分尺 (1) 选择砂轮

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见《工艺手册》表4.8—2到表4.8—8，则结果为

WA46KV6P350×40×127 其含义为：砂轮磨料为白刚玉，粒度为46号，硬度为中软1级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为350×40×127(D×B×d) (2) 切削用量的选择

砂轮转速为N砂 =1500r/min,V砂=27.5m/s

轴向进给量fa =0.5B=20mm(双行程)

工件速度Vw =10m/min

径向进给量fr =0.015mm/双行程 (3) 切削工时

tm 2 L b Zb k1000 v fa f

《工艺手册》

式中L—加工长度，L=320mm Zb——单面加工余量，Zb =0.1mm

K—系数，1.10

V—工作台移动速度(m/min)

fa—— 工作台往返一次砂轮轴向进给量(mm)

fr——工作台往返一次砂轮径向进给量(mm)

2 3201101.10.051.291min tm 

100010200.015工序12：磨32038面 工件材料：灰铸铁HT150 加工要求：磨32038面

机床：平面磨床M215A

刀具：砂轮

量具：千分尺 (4) 选择砂轮

见《工艺手册》表4.8—2到表4.8—8，则结果为

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WA46KV6P350×40×127 其含义为：砂轮磨料为白刚玉，粒度为46号，硬度为中软1级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为350×40×127(D×B×d) (5) 切削用量的选择

砂轮转速为N砂 =1500r/min,V砂=27.5m/s

轴向进给量fa =0.5B=20mm(双行程)

工件速度Vw =10m/min

径向进给量fr =0.015mm/双行程 (6) 切削工时

tm 2 L b Zb k1000 v fa f

《工艺手册》

式中L—加工长度，L=320mm Zb——单面加工余量，Zb =0.1mm

K—系数，1.10

V—工作台移动速度(m/min)

fa—— 工作台往返一次砂轮轴向进给量(mm)

fr——工作台往返一次砂轮径向进给量(mm)

2 3201101.10.051.291min tm 

100010200.015工序13：去毛刺 工序14：检验至图纸要求 工序15：入库

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三、 夹具设计

为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。有老师分配的任务，我被要求设计工序10：钻、攻2-M8螺纹的夹具设计，选用机床：Z525立式钻床

3.1、问题提出

本夹具主要用来钻、攻2-M8螺纹，生产批量：中大比量，钻、攻2-M8螺纹与其他面没有任何位置度要求，设计时主要考虑效率上。

3.2 定位基准的选择

以加工后的Φ9孔和320155的端面作为定位基准进行定位。

3.3定位元件的设计

本工序选用的定位基准为二孔、一平面定位，所以相应的夹具上的定位元件应是一面两销。因此进行定位元件的设计主要是对一面两销进行设计。

3.4切削力和夹紧力的计算

1、由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工，钻削力。由《切削手册》得：

钻削力 F26Df0.8HB0.6 式(5-2) 钻削力矩 T10D1.9f0.8HB0.6 式(5-3) 式中：D10.5mm

T1010.51.90.200.81740.646379Nmm

2、夹紧力的计算

选用夹紧螺钉夹紧机 由Nf1f2KF

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其中f为夹紧面上的摩擦系数，取f1f20.2

5F=Pz+G G为工件自重 N

螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为  [s]=3.5~4 取[s]=4 得 120MPa

F3551.4N f1f2s

s4FH2dc22.8 满足要求

1.34Ndc215MPa

经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠，

3.5:定位误差分析

(1)移动时基准位移误差jy

jyd1D1X1min (式5-5)

式中： d1 ———— 圆柱销孔的最大偏差

D1 ————圆柱销孔的最小偏差

1min ————圆柱销孔与工件Φ9孔最小配合间隙

代入(式5-5)得： jyd1D1X1min=0.019+0-0.015 =0.004(mm)

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(2) 转角误差

dD1X1mind2D2X2min tg1

2L(式5-6)

式中： d1 ———— 圆柱销孔的最大偏差

D1 ————圆柱销孔的最小偏差

1min ————圆柱销孔与定位销最小配合间隙

d2 ———— 削边销孔的最大偏差

D2 ———— 削边销孔的最小偏差

X2min ———— 削边销定位孔与定位销最小配合间隙

其中：X2min2(LxLgX1min) 2 则代入(式5-6)得：

tg0.01900.0150.01500.010.0000622

247则： 0.00006219

3.6夹具设计及简要操作说明

本工件采用圆柱销定位，通过圆柱销和工件的过盈配合来固定工件，通过一削边销防止工件转动，这们工件被完全定位。这样操作更加简单，迅速，特别适合大批量生产，总体来说这套夹具是非常不错的。能满足批量生产要求

装配图附图如下：

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夹具体附图如下

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总 结

课程设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和AUTOCAD等制图软件，为我们踏入毕业设计打下了好的基础。

课程设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的，还应该更好的做到理论和实践的结合。因此同学们非常感谢老师给我们的辛勤指导，使我们学到了好多，也非常珍惜学院给我们的这次设计的机会，它将是我们毕业设计完成的更出色的关键一步。

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致 谢

这次课程设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重复和重叠，由于经验不足，在选取数据上存在一些问题，不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺利的完成了课程设计。

这次课程设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的。在此，我衷心感谢我的指导老师，特别是每次都放下他的休息时间，耐心地帮助我解决技术上的一些难题，他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，他都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜，他不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，除了敬佩指导老师的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。

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参 考 文 献

1. 切削用量简明手册,艾兴、肖诗纲主编,机械工业出版社出版，1994年

2.机械制造工艺设计简明手册，李益民主编，机械工业出版社出版，1994年

3.机床夹具设计，哈尔滨工业大学、上海工业大学主编，上海科学技术出版社出版，1983年

4.机床夹具设计手册，东北重型机械学院、洛阳工学院、一汽制造厂职工大学编，上海科学技术出版社出版，1990年

5.金属机械加工工艺人员手册，上海科学技术出版社，1981年10月

6.机械制造工艺学，郭宗连、秦宝荣主编，中国建材工业出版社出版，1997年

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第二篇：铣床夹具设计

前

言

机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及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,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。

在机械制造的机械加工、检验、装配、焊接和热处理等冷热工艺工程中，使用着大量的夹具。而机床夹具是在机床上用以准确、迅速地安装工件或刀具，从而保证工件与刀具间正确相对位置的一种工艺装备。一台结构相同、要求相同的机器，或者具有相同要求的机器零件，均可以采用几种不同的工艺过程完成，但其中总有一种工艺过程在某一特定条件下是最合理的。人们把合理工艺过程的有关内容写成工艺文件的形式，用以知道生产，这些工艺文件即称为工艺规程。经审定批准的工艺规程是指导生产的重要文件，生产人员必须严格执行。

在机床上加工工件是，为了保证加工精度，必须正确安置工件，使其相对机床切削成形运动和刀具占有正确的位置，这一过程称之为“定位”。为了不因受切削力、惯性力、重力等外力作用而破坏工件已定的正确位置，还必须对其施加一定的夹紧力，这一过程称之为“夹紧”。定位和夹紧全过程称为“安装”。在机床上用来完成工件安装任务的重要工艺装备，就是各类夹具中应用最为广泛的“机床夹具”。

由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。

目

前言

录

一、零件分析····························3

二、加工工艺设计························4 1.毛坯的选择 2.基准的选择

3.工件表面加工方法的选择 4.制定工艺路线 5.工艺方案的比较和分析 6.选择加工设备及工艺装备 7.确定切削用量及基本工时

8.填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡

三、铣床夹具设计························12

结束语····································19 参考文献··································20

一、 零件分析

1、 零件的作用

题目中的零件为转向拨叉，他是通过扳手扣住左端的方形块，将导向杠杆装入Φ6 mm的孔内，搬动扳手，控制杠杆在机器中的位置，调整好位置后，用M10的螺母将其固定，同而能达到紧固的作用。

2、 零件的工艺分析

该转向共有7处需要加工，根据加工表面之间的关系，将其分为9道工序进行加工。转向拨叉的Φ6 mm与中心孔有平行度要求，Φ18 mm的加工表面的粗糙度要求为0.8，故需要磨削加工。工件的基准为中心孔。经过以上的分析，我们可先选定粗基准，加工出中心孔，然后借助专用夹具对其他加工表面进行加工，保证它们的位置精度。零件的具体尺寸见设计任务书。

二、 加工工艺设计

1、 毛坯的选择

零件材料是QT40-10。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。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，内孔不铸出。毛坯尺寸通过确定加工余量后再决定。

2、 基准的选择

定位的选择是工艺规程设计中重要的工作之一。定位选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得宜提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正进行。

1) 粗基准的选择

该零件的的定位基准是中心孔，故应该将Φ21轴作为粗基准，对轴的两个端面进行加工。

2) 精基准的选择

主要考虑到基准重合的问题，和便于装夹，采用中心孔定位。

3、工件表面加工方法的选择

本零件的加工面有个通孔、端面、攻丝等，材料为QT40-10。参考《机械制造工艺设计简明手册》表1—

49、表1—48，表2—23等，其加工方法选择如下：

(1) 左右端面：公差等级为IT6~IT8，，采用锪平→钻中心孔的加工方法。 (2) Φ6 mm内孔：公差等级为IT7~IT8，表面粗糙度为R3.2，采用钻孔→铰孔的加工方法。

(3) Φ18 mm轴：公差等级为IT8~IT9，表面粗糙度为R0.8，采用粗车→精车→磨削的加工方法。

(4) 边长为12 mm的方形块：公差等级IT7~IT8，表面粗糙度为R3.2，采用在车床尾座上加转头的加工方法。

(5) M10螺纹孔：公差等级为IT8~IT9，采用摇臂钻床钻孔并机动攻丝的加工方法。

4、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大批生产的条件下，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。还有，应当考虑经济效果，以便降低生产成本。

1) 工艺路线一 工序Ⅰ 钻中心孔B3。 工序Ⅱ 粗车Φ18 mm的轴。 工序Ⅲ 粗、精铣Φ66mm孔的端面。

工序Ⅳ 钻孔Φ6 mm，长度为9.5 mm，掉头，钻令一个Φ6 mm的孔。

工序Ⅴ 粗、精铣直径为12 mm的方形块。 工序Ⅵ 粗车Φ10 mm的轴。 工序Ⅶ 攻M10的螺纹。 工序Ⅷ 磨Φ18 mm的轴。

2) 工艺路线方案二

工序Ⅰ 锪平轴的两个断面并钻中心孔。 工序Ⅱ 粗、精铣Φ6 mm孔的端面。 工序Ⅲ 钻两个Φ6 mm的孔。 工序Ⅳ 扩两个Φ6 mm的孔。 工序Ⅴ 粗车Φ18 mm的轴。

工序Ⅵ 粗、精铣直径为12 mm的方形块 工序Ⅶ 粗车Φ10 mm的轴，并攻M10的螺纹。 工序Ⅷ 磨Φ18 mm的轴。

3) 工艺路线方案三

工序Ⅰ 锪平轴的两个断面并钻中心孔。 工序Ⅱ 粗、精铣Φ14 mm轴的端面。 工序Ⅲ 钻、精铰两个Φ6 mm的孔。

工序Ⅳ 粗、精车Φ18 mm的轴，精车Φ14 mm的退刀槽。 工序Ⅴ 车Φ15mm和Φ15mm的轴，并攻M10的螺纹。 工序Ⅵ 精铣直径为12 mm的方形块。 工序Ⅶ 磨Φ18 mm的轴。 工序Ⅷ 钳工去毛刺。 工序Ⅸ 检验入库。

5、工艺方案的比较和分析

上述三种工艺方案的特点在于：方案一，其中的第四步，他要求在钻孔的时候换刀，这样不能保证两孔的同轴度，所以不能采用此方案;方案二，他的第三个和第四个工序，在完成同一个加工时进行两次装夹，也同样保证不了他的加工精度;而方案三，他综合了一和二的优点，并且舍弃一和二的缺点，这样就可以保证零件的加工要求。因此决定选择方案三作为加工工艺路线比较合理。

6、选择加工设备及工艺装备

(1) 根据零件加工精度、轮廓尺寸和批量等因素，合理确定机床种类及规格。

(2) 根据质量、效率和经济性选择夹具种类和数量。

(3) 根据工件材料和切削用量以及生产率的要求，选择刀具，应注意尽量选择标准刀具。

(4) 根据批量及加工精度选择量具。

由于生产类型为中批生产，故加工设备宜以通用机床为主，辐以少量专用机床的流水生产线。工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。

① 选择机床 A、工序Ⅱ、Ⅵ：是粗铣和精铣工序，因本零件外轮廓尺寸不大，精度要求不是很高，故选用X62W立式铣床;

B、工序Ⅳ、Ⅴ ：是粗车和精车，其回转半径不是很打，可选用CA6140卧式车床;

C、工序Ⅰ、Ⅲ：是钻孔工序，选用立式钻床加工，故选用Z535摇臂钻床;

D、工序Ⅶ：是磨削Φ18 mm的轴，故选用M115W磨床。

②选择夹具

本零件除第一工序加工时需要三抓卡盘，其他各工序均需要独立设计专用夹具。

③选择刀具

A、锪平左右两端面时，锪刀选锥柄锪钻，其直径为22 mm。 B、钻中心孔时，需要选择B3的中心孔钻头。

C、钻Φ18 mm轴时，选用车床进行车削，选用YT15外圆车刀。 D、钻Φ6 mm孔时，由于精度的要求，需要进行两次钻削，故选用圆锥麻花钻，其直径分别为为5.8 mm和6 mm。

E、铣Φ6 mm轴端面时，选用不重磨硬质合金刀片套式面铣刀，其直径为100 mm。

F、铣Φ15 mm方形轴时，选用不重磨硬质合金刀片套式面铣刀，其直径为100 mm。 G、磨Φ18 mm轴端面时，选用GP46ZR1A6P 350X40X127。 H、车M10螺纹时，选用车床专用螺纹刀。

④选择量具

本零件属大量生产，一般均采用量具，选择量具的方法有两种：一是按计量器具的不确定度选择;二是按计量具的测量方法极限误差选择。

A、选择加工孔用量具，可选内径百分尺，选分度值为0.01mm。 B、选择加工槽用量具，可选用分度值为0.02mm,测量范围为0~150mm游标尺进行测量。

C、选择加工螺纹用量具，可选用螺纹塞规，选分度值为0.01mm。

7、确定切削用量及基本工时

工序Ⅱ：粗，精铣Φ14mm端面。

1)粗铣Φ14mm端面

af=0.15 mm/齿

(表3—29)

v=0.45 m/s

(27m/min)

(表3—32)

采用高速钢镶齿三面刃铣刀，dw=100mm,齿数 Z=8

ns=1000v10000.45==1.43 r/s (86 r/min) 3.14100dw

按机床选取 nw =1.58 r/s

(95r/min)

(表4—17)

所以实际切削速度为

175

1v= == 0.55 m/s

10001000dn

切削工时 ：

(表4—17)

l1 =100 mm

l2=2 mm

l=82 mm

tm=ll1l2=196 s

(3.3 min) nwf

2)精铣Φ14mm端面

af=0.15 mm/齿

(表3—29)

v=0.45 m/s

(27m/min)

(表3—32)

采用高速钢镶齿三面刃铣刀，dw=100mm,齿数 Z=8

ns=1000v10000.45==1.43 r/s (86 r/min) 3.14100dw

按机床选取 nw =1.58 r/s

(95r/min)

(表4—17)

所以实际切削速度为

1751

v= == 0.55 m/s

10001000dn

切削工时 ：

(表4—17)

l1 =100 mm

l2=2 mm

l=82 mm

tm=ll1l2=196 s

(3.3 min) nwf工序Ⅲ：粗，精铣Φ14mm端面。

1)钻Φ5.8 mm孔

f=0.43mm/r×0.75=0.639 mm/r

(表3—38)

取

f=0.3 mm/r

(表4—5)

v=0.25=0.25 m/s

(15 m/min)

(表3—42)

n=3.18 r/s

(191 r/min)

(表3—54)

按机床选取 nw =3.33 r/s

(200 r/min)

所以实际切削速度为

v=0.26 m/s

(6 m/min)

切削工时 ：

l = 81 mm

l1=3 mm

l2=1 mm

tm=(l+l1+l2)/nwf=81313.330.3= 85.1 s

(1.42 min) 2)扩孔至Φ6mm

f=0.7×0.75×1.2=0.63 mm/r

取

f=0.6 mm/r

v=0.25×0.5=0.125m/s

(7.5m/min)

nw=6.67 r/s

(400 r/min)

所以实际切削速度为

v=0.126 m/s

(7.58 m/min)

切削工时 ：

l = 81 mm

l1 = 2 mm

l2=1 mm

tm=(l+l1+l2)/nwf=

81313.330.3=21 s

(0.35min) 其余时间定额计算略。

(表4—17) (表4—17)

4—5)

(表7—1)

(表

8、填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡 (1) 工艺过程综合卡片

简要写明各道工序，作为生产管理使用。 (2) 工艺卡片

详细说明整个工艺过程，作为指导工人生产和帮助管理人员、技术人员掌握整个零件加工过程的一种工艺文件，除 写明工序内容外，还应填写工序所采用的切削用量和工装设备名称、代号等。

(3) 工序卡片

用于指导工人进行生产的更为详细的工艺文件，在大批量生产的关键零件的关键工序才使用。

①简图可按比例缩小，用尽量少的投影视图表达。简图也可以只画出与加工部位有关的局部视图，除加工面、定位面夹紧面、主要轮廓面，其余线条可省略，以必需、明了为度。

②被加工表面用粗实线(或红线)表示，其余均用细实线。 应标明本工序的工序尺寸，公差及粗糙度要求。 ③定位、夹紧表面应以规定的符号标明。

工艺文件详见表 (4) 检验工序卡片

通过简单的视图表达检验方法，并用文字表达检验步骤，最后进行误差分析。

三、 铣床夹具设计

1、机床夹具设计的基本要求和一般步骤 (1) 对专用夹具的基本要求

①保证工件的加工精度

专用夹具应有合理的定位方案，标注合适的尺寸、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

应根据工件生产批量的大小设计不同复杂程度的高效夹具，以缩短辅助时间，提高生产效率。

③工艺性好

专用夹具的结构应简单、合理，便于加工、装配、检验和维修。 专用夹具的制造属于单件生产。当最终精度由调整或修配保证时，夹具上应设置调整或修配结构，如设置适当的调整间隙，采用可修磨的垫片等。

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) 专用夹具设计步骤

①明确设计任务与收集设计资料

夹具设计的第一步是在已知生产纲领的前提下，研究被加工零件的零件图、工序图、工艺规程和设计任务书，对工件进行工艺分析。其内容主要是了解工件的结构特点、材料;确定本工序的加工表面、加工要求、加工余量、定位基准和夹紧表面及所用的机床、刀具、量具等。

其次是根据设计任务收集有关资料，如机床的技术参数，夹具零部件的国家标准、部颁标准和厂订标准，各类夹具图册、夹具设计手册等，还可收集一些同类夹具的设计图样，并了解该厂的工装制造水平，以供参考。

②拟订夹具结构方案与绘制夹具草图 Ⅰ、确定工件的定位方案，设计定位装置。 Ⅱ、确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置。

Ⅲ、确定对刀或导向方案，设计对刀或导向装置。

Ⅳ、确定夹具与机床的连接方式，设计连接元件及安装基面。 Ⅴ、确定和设计其它装置及元件的结构形式。如分度装置、预定位装置及吊装元件等。

Ⅵ、确定夹具体的结构形式及夹具在机床上的安装方式。

Ⅶ、绘制夹具草图，并标注尺寸、公差及技术要求。

2、进行必要的分析计算

工件的加工精度较高时，应进行工件加工精度分析。有动力装置的夹具，需计算夹紧力。当有几种夹具方案时，可进行经济分析，选用经济效益较高的方案。

3、审查方案与改进设计

夹具草图画出后，应征求有关人员的意见，并送有关部门审查，然后根据根据他们的意见对夹具方案作进一步修改。

4、绘制夹具装配总图

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。主视图按夹具面对操作者的方向绘制。总图应把夹具的工作原理、个种装置的结构及其相互关系表达清楚。

夹具总图绘制次序如下：

用双点划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位置上。在总图中，工件可看作透明体，不遮挡后面夹具上的线条。

依次绘出定位装置、夹紧装置、对刀或导向装置、其它装置、夹具体及连接元件和安装基面。

标注必要的尺寸、公差和技术要求。 编制夹具明细表及标题栏。

主视图

左视图

俯视图

5、绘制夹具零件图

夹具中的非标准零件均要画零件图，并按夹具总图的要求，确定零件的尺寸、公差及技术要求。夹具零件图如下图所示

6、铣床专用夹具设计

(1) 夹具的组成：定位部分、夹紧部分、对刀部分、导向部分、支撑部分和辅助部分。

(2) 工件定位的基本要求

① 位置正确;② 位置准确。

(3) 如下图所示，加工上表面是以下表面为基准进行定位，然后进行夹紧。

(4) 工件以平面定位

工件以平面定位时，一个平面上一般最多布置三个支撑点。这种情况通常适用于工件定位面相对工件总尺寸较大，并且被加工表面与该平面有尺寸精度和位置精度要求时。当工件定位面较工件总尺寸狭长，又要求限制一个转动自由度，并且在一个方向上与被加工表面有尺寸和位置精度要求时，往往布置两个支撑点。当工件定位面相对工件总尺寸很小，并且在一个方向上与被加工表面有位置尺寸精度要求时，往往只布置一个定位支撑点。

工件以平面进行定位时，其定位元件有如下四种型式：固定支承、调节支承、浮动支承和辅助支承。

其中，固定支承常有两种：支承钉和支承板。选用工件以平面定位的定位元件时，应注意定位平面的精度。精度越低，则接触面积应越小。因此，以毛基面或粗基面定位时，可采用支承钉;以精基面、特别是以大的精基面定位时，可采用支承板。

(5) 拟订定位方案 ①定位方案

根据工件结构特点，其定位方案如下：

以中心孔作为定位基准，限制了X、Y、Z轴移动、X轴旋转、Y轴旋转三个自由度;

用一个销钉限制工件的Z轴旋转。

从而限制了工件的六个自由度，根据“六点定位原理”，此工件在空间的位置唯一确定了。 经过分析，得出如下结果：

②定位误差计算

因为工件和夹具定位元件均有制造误差，所以一批工件在夹具中地位后的位置将是变动的，即存在定位误差。一批工件由于在夹具中定位而使得工序基准在沿工序尺寸方向上产生了位移，其可能最大的位移量叫做该工序尺寸的定位误差，用符号ε表示。

产生定位误差的原因有如下两方面：定位基准与工序基准不重合、定位基准位移。

工件以平面定位时的定位误差：

基准位移误差：因为定位元件的形状以及定位元件各表面间的位置精度较高，因此在计算工件以平面定位的基准位移误差时，通常可以忽略它们的影响。

基准不重合误差：可用作图法求出因定位基准与工序基准不重合而引起工序基准在沿工序尺寸方向上的两个极限位置，这两个极限位置间距离之差及时基准不重合误差。或者利用尺寸链原理，求各基准尺寸误差之和，即为基准不重合误差。

总的定位误差应为基准位移误差与基准不重合误差之和。

由于零件是以平面为基准定位，因此在铣削时会产生直线位移误差。由于误差对铣削平面的影响很小，可忽略不计。

(6) 夹紧装置的设计

夹紧装置是夹具的重要组成部分，用于防止工件在切削力、自重及惯性力等作用下产生移动或振动，即保持工件定位后的正确位置。

夹紧装置大体分为动力装置和夹紧机构，夹紧机构又可分为中间机构和夹紧元件。

螺纹夹紧机构由于具有结果简单，制造方便，夹紧行程不受限制，且夹紧可靠等优点。虽夹紧动作缓慢，可采用一些结构提高夹紧速度，因此应用广泛。

螺旋压板夹紧是一种应用最为广泛的夹紧机构，其种类很多，有移动式压板、回转式压板、掀开式压板等等。

(7) 对刀装置的设计

在铣床夹具和刨床夹具中通常采用对刀装置，以保证刀具与夹具定位元件间具有正确的相对位置。这种相互间的位置可以采用如下三种方法进行调整：试切工件调整、用已加工好的样件调整、用对刀装置调整。其中以采用对刀装置调整最为方便和迅速。

采用对刀装置时，对刀块的位置应装在刀具切入的一端。对刀块常用20号钢渗碳淬火，硬度HRC58~64。塞尺用T8钢淬火，硬度HRC55~60。

结束语

在这次设计过程中，使我真正的认识到自己的不足之处，以前上课没有学到的知识，在这次设计当中也涉及到了，使我真正感受到了知识的重要性。本次设计将我以前学过的机械制造工艺与装备、公差与配合、机械制图、工程材料与热处理工艺等知识很好的串联了起来，起到了穿针引线的作用，巩固了所学知识的作用。

在课程设计中，首先是对工件机械加工工艺规程的制定，这样在加工工件就可以知道用什么机床加工，怎样加工，加工工艺装备及设备等，因此，工件机械加工工艺规程的制定是至关重要的。

整个设计的过程中设，最重要的就是关于专用夹具的设计，因为机床夹具的设计在学习的过程中只是作为理论知识讲的，并没有亲自设计过，因此，在开始的设计过程中，存在这样那样的问题，在老师的细心指导下，我根据步骤一步一步的设计，画图，查阅各种关于专用夹具的设计资料，终于将它设计了出来，我感到很高兴，因为在这之中我学到了以前没有学到的知识，也懂得了很多东西，真正做到了理论联系实际。

综上所述：这次的课程设计对我以后的工作和学习将有很大的帮助。这次的课程设计能够完成，我要感谢带我们课程设计的老师和很多帮助过我的同学。在此真诚的感谢你们的帮助! 参考文献：

【1】王秀伦，边文义，张运祥. 机床夹具设计. 北京，中国铁道出版社 【2】徐发仁. 机床夹具设计. 重庆，重庆大学出版社 【3】卢秉恒. 机械制造技术基础. 北京，机械工业出版社

【4】王凡，宋建新. 机械制造工程学课程设计指导书. 沈阳，沈阳理工大学工艺教研室

第三篇：铣床夹具设计

目录

1 引言 .................................................................... 4 2设计任务书 ............................................. 错误!未定义书签。

2.1对机床夹具的基本要求............................. 错误!未定义书签。 2.2夹具设计的工作步骤............................... 错误!未定义书签。 3 机床夹具设计原理 ....................................... 错误!未定义书签。

3.1 夹具 ............................................ 错误!未定义书签。

3.1.1机床夹具的概念 ............................ 错误!未定义书签。 3.1.2机床夹具的分类 ............................ 错误!未定义书签。 3.1.3机床夹具的组成 ............................ 错误!未定义书签。 3.2定位基准......................................... 错误!未定义书签。 3.3工件在夹具中的定位............................... 错误!未定义书签。

3.3.1六点定位原理 .............................. 错误!未定义书签。 3.3.2支承点与定位元件 .......................... 错误!未定义书签。 3.3.3完全定位与不完全定位 ...................... 错误!未定义书签。 3.3.4欠定位与过定位 ............................ 错误!未定义书签。 3.4组合夹具和随行夹具............................... 错误!未定义书签。

3.4.1组合夹具 .................................. 错误!未定义书签。 3.4.2随行夹具 .................................. 错误!未定义书签。 3.5夹具定位误差分析计算............................. 错误!未定义书签。 4零件的工艺分析 ......................................... 错误!未定义书签。

4.1平面度分析....................................... 错误!未定义书签。 4.2 表面粗糙度 ...................................... 错误!未定义书签。 5毛坯的制造形式 ......................................... 错误!未定义书签。 6铣削方式的选择 ......................................... 错误!未定义书签。

6.1端面铣........................................... 错误!未定义书签。 6.2周边铣削......................................... 错误!未定义书签。

1 6.3 端面铣削和周边铣削的比较 ........................ 错误!未定义书签。 6.4端面铣削时的顺铣与逆铣........................... 错误!未定义书签。 6.5对称铣削......................................... 错误!未定义书签。 6.6非对称铣削....................................... 错误!未定义书签。 7 刀具的选择 ............................................. 错误!未定义书签。

7.1基本要求......................................... 错误!未定义书签。

7.1.1硬度 ...................................... 错误!未定义书签。 7.1.2韧性和强度 ................................ 错误!未定义书签。 7.1.3铣刀切削部分的材料的要求 .................. 错误!未定义书签。 7.2常用材料......................................... 错误!未定义书签。

7.2.1高速工具钢(高速钢和锋钢等) .............. 错误!未定义书签。 7.2.2硬质合金 .................................. 错误!未定义书签。

8铣削用量 ............................................... 错误!未定义书签。

8.1每齿进给量的选择................................. 错误!未定义书签。 8.2铣削速度的选择................................... 错误!未定义书签。 8.3切削液........................................... 错误!未定义书签。 8.4.切削液的种类 .................................... 错误!未定义书签。 8.5 切削液的选用 .................................... 错误!未定义书签。 8.6选择测量方法..................................... 错误!未定义书签。 9夹具设计 ............................................... 错误!未定义书签。

9.1 基面的选择 ...................................... 错误!未定义书签。 9.2 加工方案的设计 .................................. 错误!未定义书签。 9.3 加工设备的选择 .................................. 错误!未定义书签。 9.4 主轴转速，切削力及夹紧力的计算： ................ 错误!未定义书签。 9.5 定位误差的分析 .................................. 错误!未定义书签。 9.6 使用说明书 ...................................... 错误!未定义书签。 10结 论 ............................................................... 6 11 标准化审核报告 ......................................................... 7 11.1产品图样的审查................................................... 7

2 11.2 产品技术文件的审查 .............................................. 7 11.3 标准件的使用情况 ................................................ 7 11.4审查结论......................................................... 8 致 谢 .................................................................. 8 参考文献 .................................................................. 9

3 气缸体工艺及液压夹紧铣床夹具

1 引言

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。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：

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

4 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、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块化夹具、数控夹具等。为适应现代机械工业多品种、中小批量生产的需要，扩大夹具的柔性化程度，改变专用夹具的不可拆结构为可拆结构，发展可调夹具结构，将是当前夹具发展的主要方向。

许多工件夹具系统依然高度依赖操作人员，由他们围绕被装夹的零件，依次松开和拧紧螺母和螺栓，这是一种费时又不可靠的作业。如果没有紧固某个螺栓，或者紧固有变化，则可能产生不合格的夹紧或工件变形。而液压或气动型夹紧系统却可以将所有的夹具一下子移动到位，并具有统一的夹持力，这样可以加快装夹过程并从一个零件到另一个零件始终保持一致的夹紧力。

此处省去NNNNN需要更多更完整的图纸和说明书请联系 QQ 850346202

5 10结 论

通过这次毕业设计我学到了许多以前我没有接触过的东西和学到了许多书本中没有的知识，从中提高了我运用各种知识的能力,并懂了怎样运用手中的知识去设计有价值的东西，来提高效率。

通过这次毕业设计让我学会了从机器功能的要求出发，合理选择紧固机构、调整机构，制定设计方案，正确计算零件的工作能力，确定它的尺寸、形状、结构及材料，并考虑制造工艺、使用、维护、经济和安全等问题，进一步培养机械设计的基本技能。

这次毕业设计培养了我机械设计的能力。通过毕业设计，使我具备了综合运用机械设计课程、机械制造课程和其他选修课程的理论和实际知识的能力，使我现在初步具备了解决机械设计问题的能力。通过设计时间，掌握了机械设计的一般规律，树立了正确的设计思想，进一步培养了我分析解决实际问题的能力。

经过这次毕业设计培养了我运用机械制造工艺学及有关课程(工程材料与热处理、机械设计、公差与技术测量、金属切削原理与刀具等)的知识，结合生产实习中学到的实践知识，独立的分析和解决工艺问题，具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。

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，学会拟定夹具设计方案，完成夹具机构设计，提高结构设计能力。进一步提高了我运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力。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。

这次毕业设计我自己觉得做得还是比较成功的，在老师的指导下我成功的把液压夹紧铣床夹具画出来，把别人认为简单的东西做好了就不简单。把别人认为不可以的东西变得可以了你就成功了。虽然这次刚开始的时候遇到了很多困难，以前没接触过夹具，不知道从哪里下手做，在经过指导老师的指导和帮助下，自己感觉越来越有头绪了，路子就渐渐清新起来，原来我们对加工零件的定位基准怎么也拿不准，又不会判断。现在看来是很简单的事，自己搞复杂了。在对于标准件的选择还存在很多不足。还须在以后的日子里还需加倍努力学习，把它弄懂、弄会。

以后的学习和生活中我会尽我所能将其完善，争取能设计出比现在更好的夹具来。在这次设计中所出现的一些不合理的机构将不再出现，我会在以后的工作中多积累一些这方面的知识，因为这不光能提高我自身的设计加工能力，同时也能为我创造财富。

6

对于班级的同学我也要向他们说一声谢谢，是他们在我遇到困难时给我无偿的提供帮助，我能这么顺利地完成毕业设计多亏了他们的帮助。

11 标准化审核报告

11.1产品图样的审查

液压夹紧铣床夹具的设计已基本完成，先具备全套图纸和一线基本数据，根据有关规定对齐进行标准化审查，结论如下：

(1) 产品图样完整,同意，负荷GB4460-84 , GB-83《机械制图》的规定。 (2) 产品图样公差与配合的选择与标准符合GB/T1800 , 3-1998的规定。

(3) 产品图样的编号符合JB/T50

54、5-2000《中华人民共和国机械业标准》产品图样及设计的完整性。

(4) 图纸标题栏与明细栏符合GB/T10609. 1-1989GB/T10690. 2-1989的规定。 (5) 产品图样粗糙度的标注符合GB131-83《表面特征代号及注法》的规定。

11.2 产品技术文件的审查

(1)产品技术文件名词、术语符合ZB/TJ01和0351-90《产品图样设计文件 术语》及有关规定。

(2)量和单位符合GB3100、GB3102-93的规定。

(3)技术文件所用的编码符合JB.T8823-1998《机械工业企业计算机辅助管理信息分类编码导则》的规定。

(4)技术文件的完整性符合JB/T5054.5-2000《产品图样及技术文件完整性》的规定及相关部门有关具体要求。

11.3 标准件的使用情况

7 本设计所使用的紧固件均采用标准的螺栓、螺钉，材料及材料代号也符合国家标准和部颁的标准的相关规定。

11.4审查结论

经过四轮货车转向系的标准化审查，认为该设计基本贯彻了国家最新颁发的各种标准，图纸和设计文件完整齐全，符合标准化的要求。

参考文献

[1]徐鸿本.《夹具设计手册》日期2004年03月

[2]田玉顺.吴国洪.《铣工》(初级),北京市：《金属切削理论与实践》.1998.01 [3]颜景平.韩克筠.《机械制造基础》 中央广播电视大学出版社1991.02 [4]葛中民.《机械设计基础》.中央广播电视大学出版社 1991.10 [5]王平嶂.《机械制造工艺与刀具》 2005.03 [6]吴拓.方琼珊.《机械制造工艺与机床夹具课程设计指导》.06.1.1 [7]薛源顺.《机床夹具设计手册》.机械工业出版社。04.4 [8]孟少农.《机械加工工艺手册》.98.03.01 [9] 王启平.《机床夹具设计》.哈尔滨工业大学出版社 [10]龚定安.《机床夹具设计原理》.陕西科学技术出版社 [11]王先逵.《机械制造工艺学》.机械工业出版社

[12]王新荣.《机械制造工艺学学习指要》.黑龙江科学技术出版社 [13]肖继德.陈宁平《机床夹具设计》.机械工业出版社.05.12.19 [14]孙已德.《机床夹具图册》.北京：机械工业出版社，1984. [15]贵州工学院机械制造工艺教研室.《机床夹具结构图册》.贵阳：贵州任命出版社.1983. [16]李益民.《机械制造工艺设计简明手册》.北京：机械工业出版社。1994 [17]艾兴.肖诗纲.《切削用量简明手册》.北京：机械工业出版社。1994

第四篇：钻床夹具

目录

序言................................................................................................................................ 2 1. 专用夹具设计 .......................................................................................................... 3

1.1设计前的准备工作 .......................................................................................... 3

1.1.1. 明确工件的年生产纲领...................................................................... 3 1.2. 总体方案的确定 ......................................................................................... 4

1.2.1. 定位方案.............................................................................................. 4 1.2.2选择加紧机构........................................................................................ 4 1.2.3选择导向装置........................................................................................ 5 1.2.4. 夹具体.................................................................................................. 5 1.3. 绘制夹具装配图 ............................................................................................ 6

1.3.1. 制图比例1：1 .................................................................................... 6 1.3.2. 定位、夹紧、导向，夹具体.............................................................. 6

2. 夹具装配图上应标注的尺寸和技术条件 .............................................................. 9

2.1. 夹具装配图上标注的尺寸 ............................................................................ 9 2.2. 夹具装配图上应标注的技术要求 ................................................................ 9 3. 夹具零件图上应标注的尺寸和技术条件。 ........................................................ 10 3.1夹具零件图上标注的尺寸(夹具的底座) ................................................ 10 3.2夹具零件图上应标注的技术要求 ................................................................ 10 4. 方案设计论证 ........................................................................................................ 12 4.1设计方法与结果 ............................................................................................ 12 感

想.......................................................................................................................... 14 致

谢.......................................................................................................................... 14 参考文献...................................................................................................................... 15

1

序言

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，也是机械设计与制造专业学生应该学习的一门主要专业课。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，通过课程设计可以巩固和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。

零件在工艺规程之后，就要按工艺规程顺序进行加工。在加工中除了需要机床、刀具、量具之外，成批生产时还要用机床夹具。它们是机床和工件之间的连接装置，使工件相对于机床获得正确的位置。机床夹具的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度和加工精度。通常把确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程，称为定位。当工件定位后，为了避免在加工中受到切削力、重力等的作用而使工件的既有位置遭到破坏，还应该用一定的机构或装置将工件加以固定。使工件在加工过程中保持定位位置不变的操作，称为夹紧。将工件定位、夹紧的过程称为装夹。工件装夹是否正确、迅速、方便和可靠，将直接影响工件的加工质量、生产效率、制造成本和操作安全。在成批、大量生产中，工件的装夹是通过机床夹具来实现的。

关键词： 装备、 工艺、 夹紧、 安全

2 1. 专用夹具设计 1.1设计前的准备工作 1.1.1. 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。如大批量生产时，一般选择机动、多工件同时加工，自动化程度高的方案，结构也随之复杂，成本也提高较多。 1.1.2. 熟悉工件零件图和工序图

零件图给出了工件的尺寸、形状和位置、表面粗糙度等精度的总体要求，工序图则给出了夹具所在工序的零件的工序基准、工序尺寸、已加工表面、待加工表面、以及本工序的定位、夹紧原理方案，这是夹具设计的直接依据。

`

3

已知待加工工件零件图如上图所示，零件材料为45钢，加工Φ24H7的孔(前工序已将各部尺寸加工完成)。 1.1.3. 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，根据所给零件图可知，本道工序的内容是钻Φ24的孔。

1.2. 总体方案的确定 1.2.1. 定位方案

工序图只是给出了原理方案，此时应仔细分析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，确定具体的定位方案和定位元件，要拟定几种具体方案进行比较，选择或组合最佳方案。

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。

选用四个外六方螺栓和两圆柱销将钻模板支撑定位在夹具体上，用两个支撑板、两个支撑钉和一个菱形销限制工件的六个自由度。

根据本次夹具设计的零件，我设计的定位方案为支撑板、支撑钉和菱形销组合定位，可以制工件的六个自由度。

1.2.2选择加紧机构

(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，导致工件。

(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。

(3)选择夹紧机构：

4 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夹紧机构应具备足够的强度和夹紧力，确保工件夹紧牢固。

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。

根据所给工件的形状、尺寸，选用螺栓，螺母与压板来夹紧工件。 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，并最终确定最佳设计方案。

方案一

使用螺旋夹紧机构;

方案二

使用螺栓，螺母与压板夹紧机构;

由于工件批量小，宜用简单的手动装置。工件较小，厚度较小，因此，不易使用夹紧力较大的夹紧机构，使用螺栓，螺母与压板夹紧机构可以使工件装卸迅速、方便。定位方案选择的是支撑板、支撑钉和菱形销组合定位 ，此夹紧机构合适于本方案，所以采用方案二较为合理。

1.2.3选择导向装置

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，由于加工Φ14的孔需要钻——扩——铰工序，为提高加工效率，故选择快换导向套加工工件。快换钻套图如下图所示：

快换钻套(图)

1.2.4. 夹具体

5 用来安装和固定定位元件，夹紧机构和钻模板的实体。具体大小根据整个机构的大小而调整，要保证机构的稳定，所以形位公差有较严格的要求。夹具体如下图所示：

夹具体及钻模支撑板

1.3. 绘制夹具装配图 1.3.1. 制图比例1：1 把工件视为透明体，用双点划线画出零件轮廓，作出定位面、夹紧面和加工的孔，无关的定位表面可以省略。 1.3.2. 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夹紧机构，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。对零件编号，填写标题栏和零部件明细表。其中还要在定位，导向完成后进行定位精度的定性分析。

6 其中装配图主视图如下所示：

夹具装配图主视图

(1)总装配图应按国家标准尽可能按比例1：1绘制，这样图样有良好的直观性。主视图应按操作实际位置布置，三视图要能完整清楚表示出夹具的工作原理和结构;

(2)视工件为透明体，用双点画线画出主要部分(如轮廓，定位以及夹紧面和加工孔)。画出定位元件、夹紧机构、导向装置和各支撑的位置;

(3)按照夹紧状态画出夹紧元件和夹紧机构;

7

(4)画出夹具体及其他联接用的元件(联接体、螺钉、螺母等)，将夹具各组成元件组合成一体;

(5)标注必要的尺寸、配合、公差等。

① 夹具的外形尺寸，所设计夹具的最大长、宽、高尺寸;

② 夹具与钻头的联系尺寸，如钻模套对钻头的引导所需要的配合尺寸要求。 ③ 夹具中所有有配合关系的元件间应标注尺寸和配合种类。

④ 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)标注技术条件。

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底面的位置精度。

③ 定位表面与导向元件间的位置精度。

④ 导向元件工作面间的位置精度。

(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、配套件等。

8

2. 夹具装配图上应标注的尺寸和技术条件

夹具装配图上应标注必要的尺寸和技术要求，主要目的是为了检验本工序零件加工表面的形状，位置和尺寸精度在夹具中是否可以达到，为了设计夹具零件图，也为了夹具装配和装配精度的检测。 2.1. 夹具装配图上标注的尺寸

1)夹具外形轮廓尺寸：总长为246mm，总宽为394mm，总高为265mm。 2)夹具与钻头的联系尺寸，如钻模套对钻头引导所需要的配合要求为H7/n6。

3)夹具中工件与定位元件间，导向元件与钻头、衬套间，夹具中所有相互间有配合关系元件应标注配合尺寸H7/n6。

4)各定位元件之间，定位元件与导向元件之间，各导向元件之间装配后的位置尺寸及公差：114±0.01。

上述联系尺寸和位置尺寸的公差，一般取工件的相应公差的1/3~1/5大小,取1/4。

2.2. 夹具装配图上应标注的技术要求

应标注的技术要求包括：相关元件表面间的位置精度，主要表面 形状精度，保证装配精度和检测的特殊要求，以及调整、操作等必要的说明。通常有以下几方面：

1)定位元件的定位表面间相互位置精度。

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。

9 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，订出该夹具的具体的技术要求。设计中可以参考机床夹具设计手册以及同类夹具的图样资料等。

1.夹具零件图上应标注的尺寸和技术条件。

零件图上应标注必要的尺寸和技术要求，标注的主要目的是保证夹具体各个零件之间的尺寸要求和安装配合后的精度要求，也是为了各夹具零件加工后进行安装配合能满足制造工件的要求。

3.1夹具零件图上标注的尺寸(夹具的底座) 1)夹具底座的外形尺寸

2)夹具体的底座上的各螺纹孔之间的位置尺寸要求，定位销的配做精度要求。 3.2夹具零件图上应标注的技术要求

1)夹具底座下表面和上表面的粗糙度要求，上表面本身的平面度要求，上下表面之间的平行度要求。

其中钻模板支撑的零件图如下所示：

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11

4. 方案设计论证

(1)首先根据已知工件的需要，选择加工机床，应选用立式钻床加工比较合理。

(2)其次工件主要定位部分为一面两孔，所以在本方案中用一面两销定位，正好满足六点定位原理，故此工件就采用这种方法进行定位。

(3)最后将一面两销先固定在一竖直板(定位板)上，利用外六方螺母和短圆柱定位销、削边销进行定位，一面两销把工件定位后，可利用快速螺旋夹紧机构对工件进行夹紧，工件的夹紧力的方向应该和工件Φ40孔的轴线方向一致，保证工件的轴线和夹具体的底座有一定的平行度要求。 4.1设计方法与结果

(1)首先对工件的加工要求进行分析，已知工件上钻一个Φ24的孔，根据工件的形状和加工要求，我认为此工件的加工采用立式钻床比较合理。 (2)其次根据六点定位原理，选用一面一短圆柱销、一削边销定位，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，在水平方向上进行夹紧，可以利用螺母和开口垫圈对工件进行夹紧，也可以利用快速螺旋夹紧机构进行夹紧，为了提高工件的加工效率，故选用快速螺旋夹紧机构进行夹紧。

(3)最后对整个夹紧方案分析得出，定位符合六点定位原理，夹紧工件稳定，所以此夹具设计方案可行。

12

设 计 心 得

设计不仅要有宽广的知识，在原有的老一辈的设计人员的基础之上学习，还要有富于创新意识。这次设计关键是我再一次的对机械行业中占有重要地位的夹具设计有了更加深刻的理解。设计过程是挺辛苦的，不仅查阅了好多手册，而且重新翻阅了以前的教材。当这些知识一下子汇集在一起的时候，好象知识变成了一个大的体系，在脑海中巩固了。

这个设计对将来的工作有很大的帮助，相信我们会很好的胜任这项工作，不仅是为了我们自己，而且为了中国经济的更好的发展贡献自己的才能，为了中国实现富强而奋斗。当然，现在只要好好学习，做好手头的工作就行了。

13

致

谢

课程设计师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、从事工作前一个必不可少的过程。通过这次为期不长的课程设计，使我所学的理论与实践更加的接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。

虽然在设计过程中我遇到了很多困难，但是在张老师的耐心指点和同学们的帮助下，我还是按时完成了任务。有了这次课程设计，让我进一步加深对课本知识的理解。我学会了对于不同的工件的加工进行设计不同的夹具，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。当然这些都是在老师和同学们的帮助下才顺利完成的。在此，对在本次设计中给予我帮助的老师和各位同学表示衷心的感谢!

由于时间仓促，加之个人能力有限，设计中难免有错误与不当之处，恳请老师与同学们提出宝贵意见并批评指正。

14

参考文献

[1] 赵雪松. 机械制造装备设计[M] 武汉： 华中科技大学出版社，2006. [2] 王先奎. 机械制造工艺学[M]

北京： 机械工业出版社，2011. [3] 冯辛安. 机械制造装备设计[M] 北京： 机械工业出版社，2005. [4] 陈立德. [5] 王启平.

机械制造装备设计课程设计[M] 北京： 高等教育出版社，2007. 机床夹具设计[M] 北京：机械工业出版社，2003.

第五篇：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

1

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

2 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

5 总结

参考文献

3

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;

4 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。

5 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。

6 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。

2 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

7 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

8 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。

3 拔叉部件铣直槽夹具设计

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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

10 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。

11 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：

12 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。

13 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

14 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。

15 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。

16 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。

17 参考文献

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