毕节学院
机械制造技术基础课程设计
题目：专用夹具设计
学院：机械工程学院
班级：机械（2）班
**：***
***师：**
完成日期：2013.12.30
序言 (2)
一、专用夹具的设计 (3)
1.1专用夹具的定义 (3)
1.2设计前的准备工作 (3)
1.2.1明确工件的年生产纲领 (3)
1.2.2 熟悉工件零件图和工序图 (3)
1.2.3 加工方法 (4)
1.3确定夹具结构方案和分析 (5)
1.4选择加紧机构 (5)
1.4.1夹紧力的方向 (5)
1.4.2夹紧力的作用点 (6)
1.4.3选择夹紧机构 (6)
1.5工件在夹具上加工的精度分析 (6)
1.5.1影响加工精度的因素 (6)
1.5.2定位误差的计算 (7)
1.6夹具经济性分析 (7)
1.7夹具总图绘制 (7)
1.7.1夹具总图绘制 (7)
二、总结与体会 (9)
参考文献 (10)
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。
一、专用夹具的设计
1.1专用夹具的定义
专用夹具是指专为某一工件的某道工序而专门设计的夹具，因其用途专一而得名。其特点是结构紧凑、操作迅速、方便、省力，可以保证较高的加工精度和生产效率，但设计制造周期较长、制造费用也高。当产品变更时，夹具将由于无法再使用而报废，只适用于产品固定且批量较大的生产中。
1.2设计前的准备工作
1.2.1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，自动化程度高的方案，结构也随之复杂，成本也提高较多。
1.2.2 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。
如图所示为在轴套上钻绞Φ6H7m m孔的加工简图，需满足如下加工要求,Φ6H7m m孔轴线到端面B的距离为37.5±0.02m m,Φ6H7m m，孔对孔的Φ25H7m m对称度为
0.08.已知轴套外圆柱面、各端面和孔均已精加工，工Φ25H7m m件材料为Q235钢，批量N=500件，年产量6000件，需设计钻绞Φ6H7m m孔的钻床夹具。
轴套钻孔工序简图及其夹具
1快速钻套2钻模板3开口垫圈4夹紧螺母5定
位心轴6夹具体
1.2.3 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两个Φ6H7m m的孔。
1.3确定夹具结构方案和分析
1.3.1确定定位方案，选择和定位元件
从a图可知，钻Φ6H7m m孔的工序基准为端面B及Φ
25H7m m孔的轴线，按基准重合原则选B面及Φ25H7m m 孔为定位基准。定位方案如图b所示，定位心轴5限制工件沿y、z轴移动和转动的四个自由度，台阶面N限制工件沿x有移动和沿y、z轴转动三个自由度，故沿y、z
轴转动的两个自由度限制。但由于工件定位端面B与定位孔Φ25H7m m均精加工。因此一批工件在定位心轴上安装是不会产生干涉现象，这种过定位是可以采用的。定位心轴的右上部铣平，用来让刀和避免钻孔后的毛刺妨碍工件装卸。
1.3.2导向和夹紧方案以及其他元件的设计
为了确定刀具相对工件的位置，夹具上应设置导引元件。由于孔加工精度高，需采用钻铰工序，故设计快换钻套。如图b所示，快换钻套1安装在固定式钻模板2上，钻模板与工件要留有排屑空间，以便排屑。另外，轴套的轴向刚度比径向刚度好，因此夹紧力应指向限位台阶面N，如图b所示，采用带开口销垫圈3的螺旋夹紧机构，使工件装卸迅速、方便。
3）夹具体设计图b的轴套钻铰孔夹具采用铸造夹具体，定位心轴5及钻模板2均安装在夹具体6上，夹具体6上的N面作为安装基面。此方案结构紧凑、安装稳定、刚性好，但制造周期较长，成本略高。
1.4选择加紧机构
1.4.1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，导致工件报废。由于工件加工处为环状且为开，环故只能轴向受力，不能径向受力。
1.4.2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。
