机械加工工序卡片
中国地质大学机械与电子信息学院072091班
班级序号 设计者 学号 设计日期 审核日期
标准化日期
会签日期
17
金伟东
20091002851
2012.9.3
机械加工工序卡片
产品名称
零件名称 零件号 工序名称 单级蜗轮蜗杆减速器
机座，机盖 01 铣涡轮轴承座端面
材料名称 材料牌号 机械性能 每件台数
灰铸铁 HT200 HT150~200 1 机床名称 型号 毛坯外形尺寸 冷却液 卧式镗床
T68
500*310*525
防锈乳化液
夹具名称 夹具编号
专用夹具
01
批量
同时
加工件数
准备-终结时间[min] 单位时间[min]
班产件数
机动时间 辅助时间 其他时间
大批量
1 6.01
4.99
0.74
0.28 1
工步 工步名称
工具名称及编
号 直径或宽度[mm] 加工计算长度[mm] 加工余量[mm] 行程次数
切削深度[mm] 进给量[mm/r]或[mm/mm] 切削速度 [m/min]
工时[min] 刃具
量具
机动时间 辅助时间 1 粗铣涡轮轴承座端面 YG8硬质合金镗刀
三用游标卡尺
190 273.7 2.5 3 3 0.2 70 1.47 0.22 2 半精铣涡轮轴承座端面 190 273.7 1.5 3 1.2 0.2 70 1.47 0.22 3
精铣涡轮轴承座端面
190
273.7
0.5
3
0.5
0.1
100
2.05
0.30
第一章精铣蜗轮轴承座孔端面的夹具设计与计算
8.1夹具设计应遵循的原则
夹具设计应遵循“实现同等功能的前提下机构简单者为最优”的设计理念。机床夹具设计是培养学生实践能力的重要环节之一。它是我们完成所学全部课程，并进行了生产实习，做过课程设计，及与一系列教学环节的基础上进行的。它要求我们全面综合地运用所学课程的理论和实践知识进行零件加工。同时夹具设计应该遵循以下设计原则：
1.用夹具固定产品及工具以固定用台钳及夹持具等来固定产品及工具，以解放人手从而进行双手作业
2．使用专用工具生产线中所用工装应最适合该产品及人工操作的专用工具以提高生产效率
3.合并二种工装为一种减少工具的更换麻烦，以减少转拉的工时消耗，提高工作效率。
4.提高工具设计便利性减少疲劳
⑴具手柄方便抓握。
⑵作业工具与人体动作相协调。
⑶工装夹具的操作应以IE 的方法进行评估。
5.机械操作动作作相对安定并且操作流程化。
⑴作位置应相近集中。
⑵让机械尽量减少或脱离人的监控和辅助。
⑶开关位置与下工序兼顾。
⑷工件自动脱落。
⑸安全第一。
8.2 切削力的计算
8.2.1 机床的选择
机床的选择原则
机床尺寸规格和工件的形状尺寸应相适应
机床精度等级与本工序加工要求应相适应
机床电动机功率与本工序加工所需功率应相适应
机床自动化程度和生产效率与生产类型应相适应
轴承孔端面为竖立平面，考虑到后续加工为镗孔，必须用到镗床，而镗床本身具备铣削平面功能，故选择卧式镗床T68，其参数如下
主要技术参数
主轴直径85毫米
主轴的最大许用扭转距110公斤-米
主轴可承受最大进给抗力(轴向) 1300公斤
平旋盘最大许用扭转力距220公斤-米
主轴内孔锥度莫氏5号
主轴最大行程600毫米
平旋盘径向刀架最大行程170毫米
最经济镗孔直径240毫米
工作台可随最大重量2000公斤
主轴中心线距工作台面最大距离800毫米
最小距离30毫米
主轴转速种数18种
主轴转速范围20-1000转/分
平旋盘转速种数14种
平旋盘转速范围10-200转/分
主轴每转时主轴、主轴箱、工作台进给量种数18种
主轴每转时主轴进给量范围0.05-16毫米
平旋盘每转时径向刀架的进给量范围0.025-8毫米
主轴每转时主轴箱、工作台进给量范围0.025-8毫米
工作台行程纵向1140毫米
横向850毫米
工作台工作面面积1000×800毫米
主轴快速移动 4.8米/分
主轴箱及工作台快速移动 2.4米/分
主电动机功率 5.2/7千瓦
主电动机转度1500/3000转/分
快速移动电动机功率 2.8千瓦
快速移动电动机转度1500转/分
机床外形尺寸(长×宽×高)5070×2270×2700毫米
机床重量10500公斤
经与工件尺寸500*310*525比较可知其加工能力满足
实物图
8.2.2 刀具的选择
刀具的选择主要取决于所采用的加工方法，工件材料，加工尺寸，精度和表
面粗糙度的要求，生产率要求和加工经济性等。应尽量采用标准刀具，在大批量生产中应采用搞生产率的复合刀具。
根据加工面宽（端面直径Φ190mm）可选择一次全加工或分多次加工，经试算Φ200mm以上铣刀一次粗加工切削功率达12KW以上，
超过镗床主电机功率，故必须分多次加工。 最终选定镶硬质合金齿套式面铣刀GB1129-73,刀具材料YG8，外径Φ80，分三次走完Φ190mm 端面。
8.2.3 量具的选择
根据对象的性质和特点选用三用游标卡尺来作为量具
公称规格 测量范围 读书值 125*0.02 0~125 0.02
8.2.4 切削量选择及切削力和切削功率的计算
1.粗铣
根据已定条件（刀具材料YG8，工件材料HT200，待加工端面外径）查手册可得：
取粗铣余量2.5mm
铣刀每齿进给量0.2f a mm = 切削深度3a mm ρ= 铣刀直径080d mm = 铣削宽度80e a mm = 铣刀齿数 10Z mm =
取转速V=70m/min 即n=280r/min
查表知铣削力公式（对铸铁）为：
1.00.740.9 1.0
09.8154.5Z e f p F a a a Z d -=??????=4367.5N
H F =(0.3~0.4)Z F =1747N V F =(0.85~0.95)Z F =4150N
D F =(0.5~0.55)Z F =2402N
2.半精铣
余量1.5mm ，铣刀每齿进给量0.2f a mm =，切削深度 1.2a mm ρ= 铣刀直径080d mm =，铣削宽度80e a mm =，铣刀齿数 10Z mm = 取转速V=70m/min ，即n=280r/min ，切削力小于粗铣，不必验算
3.精铣
余量0.5mm ，铣刀每齿进给量0.1f a mm =，切削深度0.5a mm ρ=
铣刀直径080d mm =，铣削宽度80e a mm =，铣刀齿数 10Z mm = 取转速V=100m/min ，即n=400r/min ，切削力小于粗铣，不必验算
8.2.5 工时定额的计算
1.粗铣
12
=
i M
L L L T S ++基本=1.47min
（其中加工长度L=190，切入长度1L =80.7mm ，超出长度2L =3mm,M f S a Z n =??=560,i=3）
辅助时间T f =（0.15~0.20）T 基本=0.22min
工作地点服务时间T w =（0.02~0.07）（T f +T 基本）=0.05 休息时间x T =0.02（f T T +基本）=0.03min 所以
=f w x T T T T T +++=基本粗 1.77min
2.半精铣
T 半精=T 粗=1.77min
3.精铣
12
=i M
L L L T S ++基本=2.05min
辅助时间T f =（0.15~0.20）T 基本=0.30min
工作地点服务时间T w =（0.02~0.07）（T f +T 基本）=0.07 休息时间x T =0.02（f T T +基本）=0.05min 所以
=f w x T T T T T +++=精铣基本 2.47min
工装夹具设计知识 一、工装夹具设计的基原则 1.满足使用过程中工件定位的稳定性和可靠性; 2.有足够的承载或夹持力度以保证工件在工装夹具上进行的施工过程; 3.满足装夹过程中的简单与快速操作; 4.易损零件必须是可以快速更换的结构，条件充分时最好不需要使用其它工具进行; 5.满足夹具在调整或更换过程中重复定位的可靠性; 6.尽可能的避免结构复杂、成本昂贵; 7.尽可能选用市场上质量可靠的标准品作组成零件; 8.满足夹具使用国家或地区的安全法令法规; 9.设计方案遵循手动、气动、液压、伺服的依次优先选用原则; 10.形成公司内部产品的系列化和标准化。 二、工装夹具设计基本知识 1、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(2)夹紧的可靠性(3)焊接操作的灵活性 (4)便于焊件的装卸(5)良好的工艺性 2.工装夹具设计的基本方法与步骤 (1)设计前的准备 夹具设计的原始资料包括以下内容： 1)夹具设计任务单; 2)工件图样及技术条件; 3)工件的装配工艺规程; 4)夹具设计的技术条件; 5)夹具的标准化和规格化资料，包括国家标准、工厂标准和规格化结构图册等。 (2)设计的步骤 1)确定夹具结构方案2)绘制夹具工作总图阶段3)绘制装配焊接夹具零件图阶段
4)编写装配焊接夹具设计说明书5)必要时，还需要编写装配焊接夹具使用说明书，包括机具的性能、使用注意事项等内容。 3.工装夹具制造的精度要求夹具的制造公差，根据夹具元件的功用及装配要求不同可将夹具元件 分为四类： 1)第一类是直接与工件接触，并严格确定工件的位置和形状的，主要包括接头定位件、V形块、定位 销等定位元件。 2)第二类是各种导向件，此类元件虽不与定位工件直接接触，但它确定第一类元件的位置。 3)第三类属于夹具内部结构零件相互配合的夹具元件，如夹紧装置各组成零件之间的配合尺寸公差。 4)第四类是不影响工件位置，也不与其它元件相配合，如夹具的主体骨架等。 4.夹具结构工艺性 (1)对夹具良好工艺性的基本要求 1)整体夹具结构的组成，应尽量采用各种标准件和通用件，制造专用件的比例应尽量少，减少制造劳 动量和降低费用。 2)各种专用零件和部件结构形状应容易制造和测量，装配和调试方便。3)便于夹具的维护和修理。(2)合理选择装配基准 1)装配基准应该是夹具上一个独立的基准表面或线，其它元件的位置只对此表面或线进行调整和修配。 2)装配基准一经加工完毕，其位置和尺寸就不应再变动。因此，那些在装配过程中自身的位置和尺寸尚 须调整或修配的表面或线不能作为装配基准。 (3)结构的可调性 经常采用的是依靠螺栓紧固、销钉定位的方式，调整和装配夹具时，可对某一元件尺寸较方便地修磨。 还可采用在元件与部件之间设置调整垫圈、调整垫片或调整套等来控制装配尺寸，补偿其它元件的误差，提高夹具精度。 (4)维修工艺性进行夹具设计时，应考虑到维修方便的问题。 (5)制造工装夹具的材料
第七节机床夹具设计的基本步骤 夹具设计的基本步骤： 1. 研究原始资料，明确设计任务； 2. 确定夹具的结构方案 3. 绘制夹具总图 4. 确定并标注有关尺寸和夹具技术要求 5. 绘制夹具零件图 明确设计任务： 1. 分析研究工件的结构特点、材料、生产规模和本工序加工的技术要求以及前后工序的联系 2. 了解加工所用设备、辅助工具中与设计夹具有关的技术性能和规格； 3. 了解工具车间的技术水平等。 必要时还要了解同类工件的加工方法和所使用夹具的情况，作为设计的参考 确定夹具的结构方案，主要考虑以下问题： 1.根据六点定位原理确定工件的定位方式，并设计相应的定位装置； 2.确定刀具的导引方法，并设计引导元件和对刀装置； 3.确定工件的夹紧方案并设计夹紧装置； 4.确定其它元件或装置的结构形式，如定向键、分度装置等； 5.考虑各种装置、元件的布局，确定夹具的总体结构； 6.对夹具的总体结构，最好考虑几个方案，经过分析比较，从中选取较合理的方案。 绘制总装图的顺序是： 1.用双点划线绘出工件的轮廓外形，示意出定位基准面和加工面的位置； 2.把工件视为透明体，按照工件的形状和位置依次绘出定位、夹紧、导向及其它元件和装置的具体结构； 3.最后绘制夹具体，形成一个夹具整体。 五类尺寸和四类技术要求： 五类尺寸：包括夹具外形轮廓尺寸、工件与定位元件间的联系尺寸、夹具与刀具的联系尺寸、夹具与机床联系部分的联系尺寸、夹具内部的配合尺寸。 四类技术要求：包括定位元件之间的定位要求、定位元件与连接元件和（或）夹具体底面的相互位置要求、导引元件和和（或）夹具体底面的相互位置要求、导引元件与定位元件间的相互位置要求。
专用钻床夹具的设计 专用夹具的设计过程包括： 1、准备阶段 2、设计阶段 3、绘图阶段 4、标注尺寸、技术要求 5、编写零件明细表 6、绘制非标准夹具零件图 下面以某麦稻联合收割机中的一零件为例，介绍钻床专用夹具的设计过程。 1.1准备阶段 该零件的零件图见图1。 生产类型：中批生产。 毛坯类型：棒料：φ110X15 零件的加工工艺流程见表1。 现要求设计第30道工序的专用钻床夹具。 第30道工序的机械加工工艺卡片见表.2。 机床：Z5125 刀具：φ7钻头（W18Cr4V） 1.2设计阶段 1.根据零件图和工艺过程确定零件定位夹紧方案 根据零件特点，按照工艺过程要求，确定工件定位夹紧方案，设计夹具的总体结构。结果见图2所示。 图 2 根据夹紧方案设计的夹具总体结构
图1 零件图
表1 零件的加工工艺流程
（续）
表 2 第30道工序机械加工工艺卡片
2.定位方案设计 （1）在本设计方案中，工序尺寸为φ85±0.27、φ7 1 .00+，工序基准为孔的中心线。要满足加工要求理 论应限制的自由度为：。 （2）根据工序基准选择φ72孔中心线及工件大端面为定位基准，结合第2章的内容，确定内孔采用 φ72 6 8 g H 的孔轴配合定位，工件大端面用平面定位。通过定位实际限制了工件的五个自由度。 定位元件布置如图3所示。 图 7-3 布置定位元件 （3）定位误差分析 对尺寸φ85±0.27而言，工序尺寸为42.5±0.135。 Δjb ： 定位基准为φ72孔中心线，工序基准为φ72孔中心线，基准重合。 故Δjb=0； Δdb ： 工件以φ72圆孔定位，为任意边接触。 Δdb =ΔD+Δd+Δmin ΔD=0.046 Δd=0.019 Δmin=0.010 Δdb =0.075 Δdw =Δjb+Δdb =0+0.075=0.075 ΔT=0.27 ΔT/3=0.090 Δdw =0.075＜ΔT/3=0.090 对φ71 .00 +而言，因为是钻孔加工，属定尺寸刀具加工，故其由刀具保证。 经校核，该定位方案可行。 3.布置导引元件 （1）确定钻套形式 根据零件的加工特点，钻套形式选用固定钻套，钻套以H7/n6固定在钻模板上。
机床夹具设计步骤和实例 Prepared on 22 November 2020
第2节机床夹具设计实例 一、钻夹具的设计实例 图2-2-20所示为杠杆类零件图样。图2-2-21所示为本零件工序图。 1．零件本工序的加工要求分析 ①钻、扩、铰φ10H9孔及φ11孔。 ②φ10H9孔与φ28H7孔的距离为(80±0. 2)mm；平行度为。 ③φ11孔与φ28H7孔的距离为(15±0. 25)mm。 ④φ11孔与端面K距离为14mm。 本工序前已加工的表面如下。 ①φ28H7孔及两端面。 ②φ10H9两端面。 本工序使用机床为Z5125立钻，刀具为通用标准工具。 2．确定夹具类型 本工序所加工两孔(φ10H9和φ11)，位于互成90°的两平面内，孔径不大，工件质量较小、轮廓尺寸以及生产量不是很大，因此采用翻转式钻模。 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，其定位方案如下。 ①以φ28H7孔及一组合面(端面K和φ10H9一端面组合而成)为定位面，以φ10H9孔端外缘毛坯面一侧为防转定位面，限制六个自由度。这一定位方案，由于尺寸885.0 mm 公差大，定位不可靠，会引起较大的定位误差。如图2-2-22(a)所示。
②以孔φ28H7孔及端面K 定位，以φ11孔外缘毛坯一侧为防转定位面，限制工件六个自由度。为增加刚性，在φ10H9的端面增设一辅助支承，如图2-2-22 (b)所示。 比较上述两种定位方案，初步确定选用图2-2-22(b)所示的方案。 (2)选择定位元件。 ①选择带台阶面的定位销，作为以φ28H7孔及其端面的定位元件，如图2-2-23所示。定位副配合取6 7 28 g H φ。 ②选择可调支承钉为φ11孔外缘毛坯一侧防转定位面的定位元件，如图2-2-24(a)所示。也可选择如图2-2-24 (b)所示移动V 形块。考虑结构简单，现选用图2-2-24(a)所示结构。 (3)定位误差计算 ①加工φ10H9孔时孔距尺寸(80±mm 的定位误差计算。 由于基准重合，故ΔB ＝0。 基准位移误差为定位孔(φ38021.00+mm)与定位销(φ38007 .0002.0--mm)的最大间隙，故ΔY ＝＋0. 007＋mm ＝。 由此可知此定位方案能满足尺寸(80±mm 的定位要求。 ②加工φ10H9孔时轴线平行度的定位误差计算。 由于基准重合，故ΔB ＝0。 基准位移误差是定位孔φ28H7与定位面K 间的垂直度误差。故ΔY ＝0. 03mm 。 此方案能满足平行度0. 3mm 的定位要求。 ③加工φ11孔时孔距尺寸(15±mm 。加工φ11孔时与加工φ10H9孔时相同。
一、钻夹具的设计实例 图2-2-20所示为杠杆类零件图样。图2-2-21所示为本零件工序图。 1．零件本工序的加工要求分析 ①钻、扩、铰φ10H9孔及φ11孔。 ②φ10H9孔与φ28H7孔的距离为(80±0. 2)mm；平行度为0.3mm。 ③φ11孔与φ28H7孔的距离为(15±0. 25)mm。 ④φ11孔与端面K距离为14mm。 本工序前已加工的表面如下。 ①φ28H7孔及两端面。 ②φ10H9两端面。 本工序使用机床为Z5125立钻，刀具为通用 标准工具。 2．确定夹具类型 本工序所加工两孔(φ10H9和φ11)，位于互 成90°的两平面内，孔径不大，工件质量较小、 轮廓尺寸以及生产量不是很大，因此采用翻转式 钻模。 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 案如下。 ①以φ28H7孔及一组合面(端面K和φ10H9一端面组合而成)为定位面，以φ10H9孔端外缘毛坯面一侧为防转定位面，限制六个自由度。这一定位方案，由于尺寸885.00 mm公
差大，定位不可靠，会引起较大的定位误差。如图2-2-22(a)所示。 ②以孔φ28H7孔及端面K 定位，以φ11孔外缘毛坯一侧为防转定位面，限制工件六个自由度。为增加刚性，在φ10H9的端面增设一辅助支承，如图2-2-22 (b)所示。 比较上述两种定位方案，初步确定选用图2-2-22(b)所示的方案。 (2)选择定位元件。 ①选择带台阶面的定位销，作为以φ28H7孔及其端面的定位元件，如图2-2-23所示。定位副配合取6 7 28 g H 。
②选择可调支承钉为φ11孔外缘毛坯一侧防转定位面的定位元件，如图2-2-24(a)所示。 构简单，现选用图2-2-24(a)所示结构。 (3)定位误差计算 ①加工φ10H9孔时孔距尺寸(80±0.2)mm的 定位误差计算。 由于基准重合，故ΔB＝0。
第一节夹具设计的要求方法和步骤 一、夹具设计的要求 夹具设计时，应满足以下主要要求： 1.夹具应满足零件加工工序的精度要求。特别对于精加玉工序，应适当提高夹具的精度，以保证工件的尺寸公差和形状位置公差等。 2.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。 4.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。 5.要适当提高夹具元件的通用化和标准化程度。选用标准化元件，特别应选用商品化的标准元件，以缩短夹具制造周期，降低夹具成本。 6.具有良好的结构工艺性，以便于夹具的制造、使用和维修。 以上要求有时是相互矛盾的，故应在全面考虑的基础上，处理好主要矛盾，使之达到较好的效果。 例如钻模设计中，通常侧重于生产率的要求；镗模等精加工用的夹具则侧重于加工精度的要求等。 二、夹具设计的方法 夹具设计主要是绘制所需的图样，同时制订有关的技术要求。夹具设计是一种相互关联的、工作，它涉及到很广的知识面。通常，设计者在参阅有关典型夹具图样的基础上，按加工要求构思出设计方案，再经修改，最后确定夹具的结构。其设计方法可用图5-1表示。 显然，夹具设计的过程中存在着许多重复的劳动。近年来，迅速发展的机床夹具计算机辅助设计(CAD)，为克服传统设计方法的缺点提供了新的途径。
机床夹具设计步骤和实例
第2节机床夹具设计实例 一、钻夹具的设计实例 图2-2-20所示为杠杆类零件图样。图2-2-21所示为本零件工序图。 nhuH?> 36-訂 ^5 0 0 +￡* 出 ? 外 一 一 益 殳 」 ? 16 逹," _ . 一 T P25H?\ 图2-?-21杠杆工序图
1零件本工序的加工要求分析 ①钻、扩、铰? 10H9 孔及? 11孔。 ②? 10H9 孔与? 28H7 孔的距离为(80 ± 0. 2)mm ;平行度为0.3mm。 ③0 11孔与0 28H7孑L的距离为(15 ± 0. 25)mm。 ④0 11孔与端面K距离为14mm。 本工序前已加工的表面如下。 ①0 28H7孔及两端面。 ②0 10H9两端面。 本工序使用机床为Z5125立钻，刀具为通用标准工具。 2?确定夹具类型 本工序所加工两孔(0 10H9和0 11),位于互 成90°的两平面内，孔径不大，工件质量较小、 轮廓尺寸以及生产量不是很大，因此采用翻转式 钻模。 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，其定位方案如下。 ①以0 28H7孔及一组合面(端面K和0 10H9 一端面组合而成)为定位面，以0 10H9孔端外缘毛坯面一侧为防转定位面，限制六个自由度。这
一定位方案，由于尺寸8&"5mm公差大，定位不可靠，会引起较大的定位误差。如图2-2- 22(a) 所示。 011 y ■■I I 耳■ I BE) 2-2-22定位夹蛍方秦 ②以孔$ 28H7孔及端面K定位，以? 11孔外 缘毛坯一侧为防转定位面，限制工件六个自由 度。为增加刚性，在$ 10H9的端面增设一辅助支承，如图2-2-22 (b)所示。 比较上述两种定位方案，初步确定选用图 2-2-22(b)所示的方案。 (2)选择定位元件。 ①选择带台阶面的定位销，作为以 $ 28H7孔 及其端面的定位元件，如图2-2-23所示。定位副配合取28竺。 g6
本设计所需图纸请联系QQ380752645 加Q时请说明是一柱香推荐 机械制造技术基础课程设计说明书 设计者：06405100319 指导教师：机设064 2009年12月10日
. 目录 机械制造工艺及夹具课程设计任务书 (3) 序言 (4) 零件的分析 (4) 零件的作用 (5) 零件的工艺分析 (5) 工艺规程设计 (6) 确定毛坯的制造形式 (6) 基准面的选择 (6) 制定工艺路线 (6) 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (7) 确定切削用量及基本工时 (8) 夹具设计 (9) 问题提出 (9) 夹具设计 (9) 参考文献 (11)
课程设计任务书 2009—2010学年第一学期 机械工程学院（系、部）机械设计制造及自动化专业机设063 班级 课程名称：《机械制造装备设计》 设计题目：金属切削机床夹具设计 起止日期：自2010 年 1 月 3 日至2010 年 1 月9 日共 1 周 内容及任务一、设计任务: 底板座架零件,如图所示,进行夹具设计,生产批量为中等批量生产。 二、要求： 1、加工图中标注为“III”的部位，应保证相关的技术和精度要求； 2、加工机床根据需要自己选择 3、如图形不够清晰，请查阅《机械制造装备设计课程设计》（陈立德编，高等教育出版社， ISBN978-7-04-022625-6） 三、设计工作量
1、设计计算说明书一份, 非标准零件图1-2张，专用夹具装配总图1张，夹具爆炸图1张 （3D图）；图纸工作量应大于一张A0图； 2、设计说明书及图纸必须为计算机输出稿； 3、上交作业应包括电子稿以及打印稿，设计说明书文件格式为word2003版本，平面图纸 文件格式为autocad2007或以下版本文件格式，3D图为step文件格式（图纸要求包括原始零件模型数据）。 *3D图可根据学生个体情况选择。 进度安排（仅供参考）起止日期工作内容 2010.1.3 1、设计准备工作：熟悉设计任务书，明确设计的内容 与要求；2、熟悉设计指导书、有关资料、图纸等 3、结构方案分析； 2010.1.4 机构（夹具）草图设计； 2010.1.5 机构（夹具）分析计算； 2010.1.6 装配图绘制； 2010.1.7 夹具零件图绘制； 2010.1.8 编写设计计算说明书； 2010.1.9-16 答辩 主要参考资料1.《机械制造装备设计》冯辛安等著机械工业出版社 2.《机械制造装备设计课程设计》陈立德编高等教育出版社 3.《机械制造装备设计》陈立德编高等教育出版社 4.《金属切削机床夹具设计手册》浦林详等编机械工业出版社 5.《金属切削机床设计》戴曙著机械工业出版社 指导教师（签字）：2009 年12月02日 系（教研室）主任（签字）：年月日
夹具设计方法及步骤 一、设计前的准备工作 1.生产纲领；（中批生产）--手动专用夹具 2.零件图及工序图；(工艺卡上的工序简图) 3.工序内容； (1)工序的具体内容 (2)工序的精度要求 (3)已加工的表面 二、夹具总体方案的确定 1.定位方案 根椐定位基准面的形状与尺寸，首先选用标准定位元件，若无合适的，可参照标准定位元件自行设计。(参考夹具设计手册） 2.夹紧方案 首先选用典型的夹紧机构，若无合适的，可参照典型的夹紧机构自行设计。(参考夹具设计手册） 3.夹具的型式 在满足要求的前提下，选用的标准件越多越好，夹具越简单越好。 例：车床支架 三、夹具装配草图的绘制 1.绘制工件图： 在可能的情况下，应该按1:1的比例绘出工件的三面投影图。线型用细的双点划线，表示工件的假想位置。工件应该是“透明”的，不遮挡夹具有关部分。同时工件图只需绘出外形轮廓，以及与定位、夹紧有关部分，其他细部均可略去。
2.绘制定位元件： 在绘制好工件轮廓图后，就可以按预定的定位方案，选用合适的标准定位元件，或是设计特殊定位元件，并合理布置，绘制成图。 3. 绘制导向元件及其他元件： 画好定位元件后，便可进行导向元件、对刀元件、分度元件及有关装置的设计及绘图。 钻套与工件间距离：钢h =（0.7～1.5）d 铁h =（0.6～0.7）d 4. 设计夹紧机构：
根据确定的夹紧方案，参考有关资料，按照夹紧力的大小，决定夹紧机构的尺寸及具体结构。 5. 绘制夹具体： 当夹具的有关元件、机构、装置设计好了之后，最后用夹具体把它们联接起来，形成一个有机的整体。夹具体有铸造及焊结两大类。 四、绘制夹具的装配图及零件图 夹具草图画好后，应该经过审定修改，然后便可绘制正式的装配图，并拆出零件图。在夹具装配图上，应该标注下列尺寸、偏差及配合。 1.轮廓尺寸，及夹具的长、宽、高尺寸。 2.配合尺寸及配合种类。夹具上有配合要求的部位，均应标注其公称尺寸及配合种类。 3.联系尺寸及偏差。夹具上各个定位元件之间，定位元件与导向元件、对刀元件、定向键之间，各导向元件之间等等，一般都有严格的尺寸要求，应该标注出它们的尺寸及偏差。联系尺寸的公差，一般按工件相应公差的(1/2 - 1/3)选取。其位置精度要求也按工件要求的位置公差的(1/2 - 1/3)选取。
机床夹具设计（实例） 图3-2所示为CA6140车床上接头的零件图。该零件系大批量生 产，材料为45号钢，毛坯采用模锻件。现要求设计加工该零件上尺 寸为28H11的槽口所使用的夹具。 图3-2 CA6140车床上接头的零件图 零件上槽口的加工要求是：保证宽度28H11，深度40mm，表面粗糙度侧面为Ra3.2μm，底面为Ra6.3μm。并要求两侧面对孔ф20H7的轴心线对称，公差为0.1mm；两侧面对孔ф10H7的轴心线垂直，其公差为0.1mm。 零件的加工工艺过程安排是在加工槽口之前，除孔ф10H7尚未进行加工外，其他各面均已加工达到图纸要求。槽口的加工采用三面 刃铣刀在卧式铣床上进行。 工件装夹方案的确定，首先应考虑满足加工要求。槽口两侧面之 间的宽度28H11取决于铣刀的宽度，与夹具无关，而深度40mm则由调整刀具相对夹具的位置保证。两侧面对孔ф10H7轴心线的垂直度要求，因该孔尚未进行加工，故可在后面该孔加工工序中保证。为此， 考虑定位方案，主要应满足两侧面与孔ф20H7轴心线的对称度要求。 根据基准重合的原则，应选孔ф20H7的轴心线为第一定位基准。由 于要保证一定的加工深度，故工件沿高度方向的不定度也应限制。此 外，从零件的工作性能要求可知，需要加工的两侧面应与已加工过的 两外侧面互成90度，因此在工作定位时还必须限制绕孔ф20H7的轴心线的不定度。故工件的定位基准的选择如图3.3所示，除孔ф20H7（限制沿x,y轴和绕x,y轴的不定度）之外，还应以一端面（限制 沿z轴的不定度）和一外侧面（限制绕z轴的不定度）进行定位，共
限制六个不定度，属于完全定位。 工件定位方案的确定除了考虑加工要求外，还应结合定位元件的 结构及夹紧方案实现的可能性而 予以最后确定。 Z对接头这个零件，铣槽口工序 的夹紧力方向，不外乎是沿径向 或沿轴向两种。如采用如图3.4 （a）所示的沿径向夹紧的方案，X由于ф20H7孔的轴心线是定位基 准，故必须采用定心夹紧机构， X Y 以实现夹紧力方向作用于主要定位基面。但孔ф20H7的直径较小，受结构限制不易实现，因此，采用如图3.4（b）所示的沿轴向夹紧的方案较为合适。 在一般情况下，为满足夹紧力应主要作用于第一定位基准的要求， 就应将定位方案改为以上端面A作为第一定位基准。此时，ф20H7孔轴心线以及另一外侧面则为第二，第三定位基准。若以上端面A为主要定位基准，虽然符合“基准重合”原则，但由于夹紧力需自下而 上布置，将导致夹具结构复杂化。 考虑到孔ф20H7下端面B及端台C均是在 一次装夹下加工的，它们之间有一定的位置 精度，且槽口深度尺寸40mm为一般公差，故 改为以B或C面为第一定位基准，也能满足 加工要求。为使定位稳定可靠，故宜选取面 积较大的C面为第一定位基准。定位元件则可相应选取一个平面（限
第2节机床夹具设计实例 一、钻夹具的设计实例 图2-2-20所示为杠杆类零件图样。图2-2-21所示为本零件工序图。 1．零件本工序的加工要求分析 ①钻、扩、铰φ10H9孔及φ11孔。 ②φ10H9孔与φ28H7孔的距离为(80±0. 2)mm；平行度为0.3mm。 ③φ11孔与φ28H7孔的距离为(15±0. 25)mm。 ④φ11孔与端面K距离为14mm。 本工序前已加工的表面如下。 ①φ28H7孔及两端面。 ②φ10H9两端面。 本工序使用机床为Z5125立钻，刀具为通用 标准工具。 2．确定夹具类型 本工序所加工两孔(φ10H9和φ11)，位于互 成90°的两平面，孔径不大，工件质量较小、轮 廓尺寸以及生产量不是很大，因此采用翻转式钻 模。 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 案如下。
①以φ28H7孔及一组合面(端面K 和φ10H9一端面组合而成)为定位面，以φ10H9孔 端外缘毛坯面一侧为防转定位面，限制六个自由度。这一定位方案，由于尺寸885 .00+mm 公 差大，定位不可靠，会引起较大的定位误差。如图2-2-22(a)所示。 ②以孔φ28H7孔及端面K 定位，以φ11孔外缘毛坯一侧为防转定位面，限制工件六个自由度。为增加刚性，在φ10H9的端面增设一辅助支承，如图2-2-22 (b)所示。 比较上述两种定位方案，初步确定选用图2-2-22(b)所示的方案。 (2)选择定位元件。 ①选择带台阶面的定位销，作为以φ28H7孔及其端面的定位元件，如图2-2-23所示。定位副配合取6 7 28 g H φ。
机床夹具设计讲稿 目录 1 机床夹具概述 1.1 工件的装夹与机床夹具 1.2 夹具的分类与作用 1.3 机床夹具设计研究的容 2 工件在夹具中的定位 2.1 工件定位原理 2.2 定位元件的选择与设计 2.3 定位误差的分析与计算 2.4 工件定位方案设计及定位误差计算举例 3 工件在夹具中的夹紧 3.1 夹紧装置的组成及其设计要求 3.2 夹紧力的确定 3.3 夹紧机构设计 3.4 夹紧动力装置设计 3.5 夹紧装置设计实例 4 夹具在机床上的定位、对刀和分度 4.1 夹具在机床上的定位 4.2 夹具在机床上的对刀 4.3 夹具的转位和分度装置 5 各类机床夹具的结构特点 5.1 钻床夹具 5.2 镗床夹具
5.3 铣床夹具 5.4 车床和圆磨床夹具 5.5 齿轮加工机床夹具 6 可调夹具及组合夹具设计 6.1 概述 6.2 通用可调夹具和成组夹具 6.3 组合夹具 7 机床夹具的设计方法及步骤 7.1 机床夹具设计的一般步骤 7.2 机床夹具设计举例 7.3 机床夹具计算机辅助设计简介 7.4 夹具体的设计 7.5 夹具结构的工艺性
7机床夹具的设计方法与步骤 7.1机床夹具设计的一般步骤 本章主要介绍专用夹具的设计方法与步骤，并讨论与此有关的一些问题。 7.1.1专用夹具设计的基本要求 机床专用夹具设计的基本要求可概括为以下几个方面： 1）保证工件的加工精度；这是家具夹具设计的最基本要求，其关键是正确地确定定位方案、夹紧方案、刀具导向方式及合理制定夹具的技术要求。必要时应进行误差分析与计算。 2）夹具总体方案应与生产纲领相适应； 3）操作方便，工作安全，能减轻工人劳动强度； 4）便于排屑； 5）有良好的结构工艺性。 7.1.2专用夹具设计的一般步骤 （1）研究原始资料，明确设计要求 （2）拟定夹具结构方案，绘制夹具结构草图 （3）绘制夹具总图，标注有关尺寸及技术要求 夹具总图应按国家标准绘制，比例尽量取1：1，这样可使所绘制的夹具图有良好的直观性。对于很大的夹具，可使用1：2和1：5的比例，夹具很小时可使用2：1的比例。夹具总图在清楚表达夹具工作原理和结构的情况下，视图应尽可能少，主视图应取操作者实际工作位置。 绘制夹具总图可参照如下顺序进行：用假想线（双点划线）画出工件轮廓（注意将工件视为透明体，不挡夹具），并应画出定位面、夹紧面和加工面；画出定位元件及刀具引导元件；按夹紧状态画出夹紧元件及夹紧机构（必要时用假想线画出夹紧元件的松开位置）；绘制夹具体和其它元件，将夹具各部分连成一体；标注必要的尺寸、配合、技术条件；对零件进行编号，填写零件明细表和标题栏。 （4）绘制零件图 对夹具总图中的非标准件均应绘制零件图，零件图视图的选择应尽可能与零件在总图上的工作位置相一致。 7.2机床夹具设计举例 7.2.1 设计实例 下图所示为一夹具设计过程示例。该夹具用于加工连杆零件的小头孔。零件材料为45钢，毛坯为模锻件，年产量为500件，所用机床为立式钻床Z525。设计的主要过程如下：1）精度与批量分析。本工序有一定位置精度要求，属于中批生产，使用夹具加工是适
一、机床夹具设计要求 1．保证工件加工的各项技术要求 要求正确确定定位方案、夹紧方案，正确确定刀具的导向方式，合理制定夹具的技术要求，必要时要进行误差分析与计算。 2．具有较高的生产效率和较低的制造成本 为提高生产效率，应尽量采用多件夹紧、联动夹紧等高效夹具，但结构应尽量简单，造价要低廉。 3．尽量选用标准化零部件 尽量选用标准夹具元件和标准件，这样可以缩短夹具的设计制造周期，提高夹具设计质量和降低夹具制造成本。 4．夹具操作方便安全、省力 为便于操作，操作手柄一般应放在右边或前面；为便于夹紧工件，操纵夹紧件的手柄或扳手在操作范围内应有足够的活动空间；为减轻工人劳动强度，在条件允许的情况下，应尽量采用气动、液压等机械化夹紧装置。 5．夹具应具有良好的结构工艺性 所设计的夹具应便于制造、检验、装配、调整和维修。 二、机床夹具设计的内容及步骤 1．明确设计要求，收集和研究有关资料 在接到夹具设计任务书后，首先要仔细阅读加工件的零件图和与之有关的部件装配图，了解零件的作用、结构特点和技术要求；其次，要认真研究加工件的
工艺规程，充分了解本工序的加工内容和加工要求，了解本工序使用的机床和刀具，研究分析夹具设计任务书上所选用的定位基准和工序尺寸。 2．确定夹具的结构方案 1）确定定位方案，选择定位元件，计算定位误差。 2）确定对刀或导向方式，选择对刀块或导向元件。 3）确定夹紧方案，选择夹紧机构。 4）确定夹具其他组成部分的结构形式，例如分度装置、夹具和机床的连接方式等。 5）确定夹具体的形式和夹具的总体结构。 在确定夹具结构方案的过程中，应提出几种不同的方案进行比较分析，选取其中最为合理的结构方案。 3．绘制夹具的装配草图和装配图 夹具总图绘制比例除特殊情况外，一般均应按1：1绘制，以使所设计夹具有良好的直观性。总图上的主视图，应尽量选取与操作者正对的位置。 绘制夹具装配图可按如下顺序进行：用双点划线画出工件的外形轮廓和定位面、加工面；画出定位元件和导向元件；按夹紧状态画出夹紧装置；画出其他元件或机构；最后画出夹具体，把上述各组成部分联结成一体，形成完整的夹具。在夹具装配图中，被加工件视为透明体。 4．确定并标注有关尺寸、配合及技术要求 1）夹具总装配图上应标注的尺寸 ① 工件与定位元件间的联系尺寸，例如，工件基准孔与夹具定位销的配合尺寸。
机床夹具设计步骤和实 例 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
第2节机床夹具设计实例 一、钻夹具的设计实例 图2-2-20所示为杠杆类零件图样。图2-2-21所示为本零件工序图。 1．零件本工序的加工要求分析 ①钻、扩、铰φ10H9孔及φ11孔。 ②φ10H9孔与φ28H7孔的距离为(80±0. 2)mm；平行度为。 ③φ11孔与φ28H7孔的距离为(15±0. 25)mm。 ④φ11孔与端面K距离为14mm。 本工序前已加工的表面如下。 ①φ28H7孔及两端面。 ②φ10H9两端面。 本工序使用机床为Z5125立钻，刀具为通用标准工具。 2．确定夹具类型 本工序所加工两孔(φ10H9和φ11)，位于互成90°的两平面内，孔径不大，工件质量较小、轮廓尺寸以及生产量不是很大，因此采用翻转式钻模。 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，其定位方案如下。 ①以φ28H7孔及一组合面(端面K和φ10H9一端面组合而成)为定位面，以φ10H9孔端外缘毛坯面一侧为防转定位面，限制六个自由度。这一定位方案，由于尺寸885.0 mm 公差大，定位不可靠，会引起较大的定位误差。如图2-2-22(a)所示。
②以孔φ28H7孔及端面K 定位，以φ11孔外缘毛坯一侧为防转定位面，限制工件六个自由度。为增加刚性，在φ10H9的端面增设一辅助支承，如图2-2-22 (b)所示。 比较上述两种定位方案，初步确定选用图2-2-22(b)所示的方案。 (2)选择定位元件。 ①选择带台阶面的定位销，作为以φ28H7孔及其端面的定位元件，如图2-2-23所示。定位副配合取6 7 28 g H φ。 ②选择可调支承钉为φ11孔外缘毛坯一侧防转定位面的定位元件，如图2-2-24(a)所示。也可选择如图2-2-24 (b)所示移动V 形块。考虑结构简单，现选用图2-2-24(a)所示结构。 (3)定位误差计算 ①加工φ10H9孔时孔距尺寸(80±mm 的定位误差计算。 由于基准重合，故ΔB ＝0。 基准位移误差为定位孔(φ38021.00+mm)与定位销(φ38007 .0002.0--mm)的最大间隙，故ΔY ＝＋0. 007＋mm ＝。 由此可知此定位方案能满足尺寸(80±mm 的定位要求。 ②加工φ10H9孔时轴线平行度的定位误差计算。 由于基准重合，故ΔB ＝0。 基准位移误差是定位孔φ28H7与定位面K 间的垂直度误差。故ΔY ＝0. 03mm 。 此方案能满足平行度0. 3mm 的定位要求。 ③加工φ11孔时孔距尺寸(15±mm 。加工φ11孔时与加工φ10H9孔时相同。
实验三：机床夹具设计 姓名：谢银飞班级：机制152班学号：1420152372（22） 姓名：朱嘉俊班级：机制152班学号：1420152373（23） 一.明确设计任务 1.设计任务 加工拨叉上8.4mm孔(工件材料45钢）。工件以?15.81F8孔、叉口及槽在定位轴2、削边销1、偏心轮3上定位，由偏心轮夹紧工件，并利用偏心轮楔面的作用限制工件一个自由度。本夹具采用铰链式钻模板，放松锁锁紧螺钉6，即可回转钻模板，以便于装卸工件。图1所示为拨叉钻孔工序图。 设计在Z525立式钻床上钻拨叉零件上?8.4mm的钻床夹具。 图 1 零件图
图 2 三维实体图
2．杠杆臂加工工艺分析 （1）加工要求 加工φ10 和φ13 两孔；孔距为78±0.5；U型槽对称轴线与8.4轴线的水平尺寸为3.1±0.1mm，垂直尺寸为12.5 两孔垂直；8.4对?15.81F8轴线平行度公差为0.2；φ13对φ22 轴线垂直度公差为0.1。Φ10 孔Ra 值为 3.2，Φ13 孔Ra 值为12.5。 （2）加工工艺由于该工序中两个孔的位置关系为相互垂直，且不在同一个平面里，要钻完 一个孔后翻转90°再钻削另一个孔，因此要设计成翻转式钻夹具。分析零件图可知，该拔叉的叉角两端面厚度薄于连接的表面，但减少了加工面，使用淬火处理提供局部的接触硬度。叉角两端面面积相对较大，可防止加工过程中钻头钻偏，保证孔的加工精度，及孔与叉角两端面的垂直度。其它表面加工精度较低，通过铣削、钻床的粗加工就可达到加工要求；而主要工作表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量地加工出来，可见该零件工艺性好。 二．定位方案与定位元件 1.夹具设计要求 已知工件材料为45钢，毛坯为模锻件，所用机床为Z525型立式钻床，大批生产规模。试为该工序设计一钻床夹具。 2、夹具的设计方案 分析： ①孔?8.4mm为自由尺寸，可一次钻削保证。该孔在轴线方向的设计基准距 离槽mm的对称中心线为 3.1mm±0.1mm；在径向方向的设计基准是孔?15.81F8的中心线，其对称度要求为0.2mm，该尺寸精度可以通过钻模保证。 ②孔：15.81F8、槽mm和拨叉槽口mm是已完成的尺寸，钻孔?8.4mm。 ③立钻Z525的最大钻孔直径为?25mm，主轴端面到工作台面的最大距离H 为700mm，工作台面尺寸为375mm×500mm，其空间尺寸完全能够满足夹具的布置和加工范围的要求。 ④本工序为单一的孔加工，夹具可采用固定式。 方案设计: 1、定位基准的选择：为了保证孔?8.4mm对基准孔?15.8F8垂直并对该孔中心线的对称度符合要求，应当限制工件X的平移、Y轴旋转、Z轴旋转，三个自由度；为保证孔?8.4处于拨叉的对称面内且不发生扭斜，应当限制Y轴旋转自由度； 根据零件的构造，最容易想到的是以Φ22mm 的孔为定位基准，这样可以避免基准不重合误差，同时可以限定四个自由度；用Φ22 孔口端面（底面）
夹具设计流程图
设计部各工序作业内容（职责） 一、整理数模及拆分工程 1.接收客户所提供的数模及其它资料（如2D产品图，层次图， 配件清单等）； 2.确认数模的类型，并将其转为MDT档； 3.将转完的图档依工程数及层次图等相关资料组立； 4.依2D产品图及其它相关资料找出焊点并锈在图档上； 5.根据以上资料拆分工程，并选择出合适的焊枪； 二、设计规划 1.依2D产品图及其它相关资料确认钣件的基准面（S面）及基 准孔（H h孔）； 2.确认治具作业高度，操作方式（是否有旋转台，ROBOT焊点， LIFTER等）并定出BAE面（一般治具作出高度为700—850MM）； 3.确定托架的放置位置，并画出其剖面形状，标示其夹持位置； 4.标示出治具的件名，件号及各钣件的件号、厚度； 三、托架设计 1.设置MDT参数（如比例、视角、标注样式、字体、线型等）； 2.依据治具规划书，在MDT数模中画出治具基准坐标线（一般 以R、L表示，LH为负（—）RH为正（+）即百位线），剖
出托架的放置位置形状； 3.根据剖面的形状选择L座，气缸等（CLAMP一般为30KG， 压持力应尽可能大）； 4.由剖面及规划书进行设计； 四、总成设计 1.将设计完成的托架在世界坐标系内全部组立在一起； 2.绘制出底板的形状大小及治具型式； 3.绘制焊枪图，并放置于总组的每个焊点以便于审图； 五、审图 1.检查各托架与焊点焊枪是否干涉，托架与钣件是否干涉，各 托架与托架间是否干涉，托架的结构是否合理等； 2.写出修改方案回馈给设计者； 六、总成拆图、托架拆图 根据审图OK的图面，设计者进行拆图，拆图分总成拆图和托架拆图； （一）总成拆图 1.总成图一般分为总组图、烧焊图、加工图； 2.总组图上须标示出托架数、百位线、钣件件号、基准销座标、 治具的总长总宽总高尺寸； 3.烧焊图上须标示出各零件的焊接位置及加工要求； 4.加工图上须标示出每个孔的位置、孔径以及加工要求；
一、工装夹具设计的基本原则 1.满足使用过程中工件定位的稳定性和可靠性； 2.有足够的承载或夹持力度以保证工件在工装夹具上进行的施工过程； 3.满足装夹过程中的简单与快速操作； 4.易损零件必须是可以快速更换的结构，条件充分时最好不需要使用其它工具进行； 5.满足夹具在调整或更换过程中重复定位的可靠性； 6.尽可能的避免结构复杂、成本昂贵； 7.尽可能选用市场上质量可靠的标准品作组成零件； 8.满足夹具使用国家或地区的安全法令法规； 9.设计方案遵循手动、气动、液压、伺服的依次优先选用原则； 10.形成公司内部产品的系列化和标准化。 二、工装夹具设计基本知识 1、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 （2）夹紧的可靠性 （3）焊接操作的灵活性 （4）便于焊件的装卸 （5）良好的工艺性 2．工装夹具设计的基本方法与步骤 （1）设计前的准备 夹具设计的原始资料包括以下内容： 1）夹具设计任务单； 2）工件图样及技术条件； 3）工件的装配工艺规程； 4）夹具设计的技术条件； 5）夹具的标准化和规格化资料，包括国家标准、工厂标准和规格化结构图册等。 （2）设计的步骤 1）确定夹具结构方案 2）绘制夹具工作总图阶段 3）绘制装配焊接夹具零件图阶段 4）编写装配焊接夹具设计说明书 5）必要时，还需要编写装配焊接夹具使用说明书，包括机具的性能、使用注意事项等内容。
3．工装夹具制造的精度要求 夹具的制造公差，根据夹具元件的功用及装配要求不同可将夹具元件分为四类： 1）第一类是直接与工件接触，并严格确定工件的位置和形状的，主要包括接头定位件、V 形块、定位销等定位元件。 2）第二类是各种导向件，此类元件虽不与定位工件直接接触，但它确定第一类元件的位置。3）第三类属于夹具内部结构零件相互配合的夹具元件，如夹紧装置各组成零件之间的配合尺寸公差。 4）第四类是不影响工件位置，也不与其它元件相配合，如夹具的主体骨架等。 4．夹具结构工艺性 （1）对夹具良好工艺性的基本要求 1）整体夹具结构的组成，应尽量采用各种标准件和通用件，制造专用件的比例应尽量少，减少制造劳动量和降低费用。 2）各种专用零件和部件结构形状应容易制造和测量，装配和调试方便。 3）便于夹具的维护和修理。 （2）合理选择装配基准 1）装配基准应该是夹具上一个独立的基准表面或线，其它元件的位置只对此表面或线进行调整和修配。 2）装配基准一经加工完毕，其位置和尺寸就不应再变动。因此，那些在装配过程中自身的位置和尺寸尚须调整或修配的表面或线不能作为装配基准。 （3）结构的可调性 经常采用的是依靠螺栓紧固、销钉定位的方式，调整和装配夹具时，可对某一元件尺寸较方便地修磨。还可采用在元件与部件之间设置调整垫圈、调整垫片或调整套等来控制装配尺寸，补偿其它元件的误差，提高夹具精度。 （4）维修工艺性 进行夹具设计时，应考虑到维修方便的问题。（如图9-29所示） （5）制造工装夹具的材料
实验三：机床夹具设计 ：银飞班级：机制152班学号：1420152372（22） ：朱嘉俊班级：机制152班学号：1420152373（23） 一.明确设计任务 1.设计任务 加工拨叉上?8.4mm孔(工件材料45钢）。工件以?15.81F8孔、叉口及槽在定位轴2、 削边销1、偏心轮3上定位，由偏心轮夹紧工件，并利用偏心轮楔面的作用限制工件一个 自由度。本夹具采用铰链式钻模板，放松锁锁紧螺钉6，即可回转钻模板，以便于装卸工件。图1所示为拨叉钻孔工序图。 设计在Z525立式钻床上钻拨叉零件上?8.4mm的钻床夹具。 图 1 零件图
图 2 三维实体图
2．杠杆臂加工工艺分析 （1）加工要求 加工φ10 和φ13 两孔；孔距为78±0.5；U型槽14.20+0.1对称轴线与?8.4 轴线的水平尺寸为3.1±0.1mm，垂直尺寸为 12.5 两孔垂直；?8.4对 ?15.81F8轴线平行度公差为 0.2；φ13对φ22 轴线垂直度公差为0.1。 Φ10 孔Ra 值为3.2，Φ13 孔Ra 值为12.5。 （2）加工工艺由于该工序中两个孔的位置关系为相互垂直，且不在同一个平面里，要钻完 一个孔后翻转90°再钻削另一个孔，因此要设计成翻转式钻夹具。分析零件图可知，该拔叉的叉角两端面厚度薄于连接的表面，但减少了加工面，使用淬火处理 提供局部的接触硬度。叉角两端面面积相对较大，可防止加工过程中钻头钻偏， 保证孔的加工精度，及孔与叉角两端面的垂直度。其它表面加工精度较低，通过 铣削、钻床的粗加工就可达到加工要求；而主要工作表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量地加工出来，可见该 零件工艺性好。 二．定位方案与定位元件 1. 夹具设计要求 已知工件材料为45钢，毛坯为模锻件，所用机床为Z525型立式钻床，大 批生产规模。试为该工序设计一钻床夹具。 2、夹具的设计方案 分析： ①孔?8.4mm为自由尺寸，可一次钻削保证。该孔在轴线方向的设计基准 距离槽14.20+0.1mm的对称中心线为 3.1mm±0.1mm；在径向方向的设计基准是孔 ?15.81F8的中心线，其对称度要求为0.2mm，该尺寸精度可以通过钻模保证。 ②孔：15.81F8、槽14.20+0.1mm和拨叉槽口510+0.1mm是已完成的尺寸，钻孔 ?8.4mm。 ③立钻Z525的最大钻孔直径为?25mm，主轴端面到工作台面的最大距离H 为700mm，工作台面尺寸为375mm×500mm，其空间尺寸完全能够满足夹具的布 置和加工围的要求。 ④本工序为单一的孔加工，夹具可采用固定式。 方案设计: 1、定位基准的选择：为了保证孔?8.4mm对基准孔?15.8F8垂直并对该孔 中心线的对称度符合要求，应当限制工件X的平移、Y轴旋转、Z轴旋转，三个 自由度；为保证孔?8.4处于拨叉的对称面且不发生扭斜，应当限制Y轴旋转 自由度； 根据零件的构造，最容易想到的是以Φ22mm 的孔为定位基准，这样可以避 免基准不重合误差，同时可以限定四个自由度；用Φ22 孔口端面（底面）限 定零件的上下移动的自由度；用φ10 孔附近圆柱表面限定零件沿Φ22 中心