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实验指导书组合夹具的设计和组装在机床上加工工件时，为保证加工精度，工件必须正确安装在机床上，用于安装工件的工艺装备称为机床夹具。
夹具通常可分类为通用夹具、专用夹具、成组夹具、组合夹具以及随行夹具。
组合夹具是由一套预先制造好的标准元件组装成的专用夹具，它在使用时具有专用夹具的优点，当产品变换时又可重新组装成新的夹具。
因此它不仅适用于新产品试制和单件小批生产，也适用于较大批量的生产。
本次实验内容为工件定位、夹紧方案的设计和中型槽系组合夹具的设计与组装。
一.实验目的1.理解机床夹具在机械加工中的重要作用；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.了解组合夹具的主要特点以及槽系组合夹具各种元件及其功用；4.了解组合夹具设计的基本要求及基本组装知识；5.学会根据一个零件的工序工艺要求，设计并组装该工序加工需要的合理的组合夹具；6.学会检查、调整组合夹具中的定位尺寸；二.实验装置及工具1.中型系列槽系组合夹具元件；2.零件图；3.工件毛坯若干件；4.组装夹具需用的工、量具等；三.中型系列槽系组合夹具简介夹具具有保证加工质量、提高生产率、减轻劳动强度以及扩大机床工艺范围的作用。
采用6个按一定规则布置的约束点，可以限制工件的6个自由度，实现完全定位（六点定位原理）。
组合夹具分为槽系和孔系两个系列，孔系组合夹具是在槽系之后发展的柔性夹具，由于其便于计算机编程，所以特别适合于在加工中心、数控机床和柔性生产线上作为工装或随行夹具。
二者的主要区别在于槽系组合夹具元件主要靠键和槽来定位，而孔系组合夹具元件主要靠定位销和精密孔来定位。
槽系组合夹具元件按其主要的结构要素设计了三个型别：大（D）、中（Z）、小（X）。
槽系组合夹具具有元件品种规格多，组装灵活性大的特点，但其本身刚度低，需要考虑刚度问题，适合普通钻床、车床、铣床使用。
柔性夹具组件可以通过组装——使用——分解——再组装周而复始循环使用。
目录一、实践目的与要求 (1)1. 实践目的 (1)2. 实践要求 (1)二、车偏心用组合夹具组装 (1)1. 偏心轴零件的简图 (1)2. 工艺分析（毛坯→成品过程） (2)3. 定位方法和定位元件的选用 (2)4. 定位误差的计算 (2)5. 基础件和支承件的选用和组装 (3)6. 夹紧件的选用和组装 (3)7. 偏心距的调整 (3)8. 重点考虑的问题 (3)三、铣槽用组合夹具组装 (3)1. 传动轴零件的简图 (3)2. 工艺分析（工艺路线） (3)3. 定位方法和定位元件的选用 (4)4. 基础件和支承件的选用和组装 (4)5. 手动夹紧件的选用和组装 (5)6. 导向件的选用和组装 (6)7. 对刀尺寸的调整 (6)8. 气动夹紧件的选用和组装 (6)9. 重点考虑的问题 (6)四、钻孔用组合夹具组装 (7)1. 端盖零件的简图 (7)2. 工艺分析（工艺路线） (7)3. 定位方法和定位元件的选用 (8)4. 定位误差的计算 (8)5. 基础件和支承件的选用和组装 (9)6. 夹紧件的选用和组装 (9)7. 导向件的选用和组装 (10)8. 对刀尺寸的调整 (10)9. 重点考虑的问题 (10)五、加工中心上镗孔用组合夹具组装 (11)1. 支座零件的简图 (11)2. 工艺分析（工艺路线） (11)3. 定位方法和定位元件的选用 (11)4. 定位误差的计算 (11)5. 基础件和支承件的选用和组装 (12)6. 夹紧件的选用和组装 (13)7. 尺寸的调整 (13)8. 重点考虑的问题 (13)组合夹具实践一、实践目的与要求1.实践目的（1）熟悉组合夹具的应用场合和各种元件；（2）巩固夹具设计方面的基础知识；（3）掌握组合夹具的设计方法；（4）锻炼组合夹具的组装技能；（5）培养综合运用工艺规程设计、组合夹具设计等方面知识的能力。
2.实践要求（1）根据指定零件图中需加工的表面及技术要求，确定合理的工件表面加工方法；（2）根据选定的表面加工方法，确定合理的工件定位和夹紧方案；（3）根据选定的夹紧方案，设计并组装出符合要求的组合夹具；（4）根据组装出的组合夹具，分析其特点并画出夹具装配草图。
《机械系统设计》课程期末考查课程设计说明书学科专业：机械设计制造及其自动化班级：1117441学号：111744125学生姓名：刘旋指导老师：徐刚2014年6月工件夹紧机构设计一、工件的夹紧将工件定位后的位置固定下来称为夹紧，夹紧的目的是保持工件在定位中所获得的正确位置，使其在外力（夹紧力、切削力、离心力等外力）作用下，不发生移动和振动。
图 9-33 液压夹紧的铣床夹具1 －压板2 －铰链臂3 －活塞杆4 －液压缸5 －活塞1.1 夹紧装置的组成夹紧装置由两个基本部分组成。
1.1.1动力装置夹紧力的来源于人力或者某种动力装置。
用人力对工件进行夹紧称为手动夹紧。
用各种动力装置产生夹紧作用力进行夹紧称为机动夹紧。
常用的动力装置有：液压、气动、电磁、电动和真空装置等。
1.1.2夹紧机构一般把夹紧元件和中间传递机构和成为夹紧机构。
1 ）中间传递机构它是在动力装置与夹紧元件之间，传递夹紧力的机构。
其主要作用有：改变作用力的方向和大小；夹紧工件后的自锁性能，保证夹紧可靠，尤其在手动夹具中。
2 ）夹紧元件是执行元件，它直接与工件接触，最终完成夹紧任务。
图 9-33 所示是液压夹紧的铣床夹具。
其中，液压缸 4 、活塞 5 、活塞杆 3 组成了液压动力装置，铰链臂 2 和压板 1 等组成了铰链压板夹紧机构，压板 1 是夹紧元件。
1.2对夹紧装置的基本要求（ 1 ）能保证工件定位后占据的正确位置。
（ 2 ）夹紧力的大小要适当、稳定。
既要保证工件在整个加工过程中的位置稳定不变，振动小，又要使工件不产生过大的夹紧变形。
夹紧力稳定可减少夹紧误差。
（ 3 ）夹紧装置的复杂程度与生产类型相适应。
工件的生产批量越大，允许设计越复杂、效率越高的夹紧装置。
（ 4 ）工艺性好，使用性好。
其结构应尽量简单，便于制造和维修；尽可能使用标准夹具零部件；操作方便、安全、省力。
二、夹紧力的确定设计夹具的夹紧机构时，所需夹紧力的确定包括夹紧力的作用点、方向、大小三要素。
孔系组合夹具夹紧方案自动规划方法
吴玉光;张坤明
【期刊名称】《计算机集成制造系统》
【年(卷),期】2006(12)1
【摘要】提出了基于实体模型的工件夹紧点自动确定方法和夹紧信息表示方法.采用了工件外轮廓的规约化方法,根据工件的规约化几何形状,确定工件满足夹紧要求的夹紧点个数,再进行夹紧点位置区域划分.从每个区域中各选择一个夹紧点组成一个夹紧方案,形成了可行夹紧方案集合.根据夹紧点位置、高度与受力多边形关系,来评价夹紧方案.
【总页数】6页(P100-104,153)
【作者】吴玉光;张坤明
【作者单位】河海大学,机电工程学院,江苏,常州,213022;河海大学,机电工程学院,江苏,常州,213022
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.7
【相关文献】
1.一种孔系组合夹具夹紧装置构形设计方法 [J], 张坤明;吴明英
2.孔系组合夹具定位方案通用设计方法 [J], 吴玉光
3.一种孔系组合夹具定位方案自动确定方法 [J], 吴玉光
4.孔系组合夹具的零件定位方案自动确定方法 [J], 吴玉光
5.面向切削加工的孔系柔性夹具自动夹紧规划研究 [J], 王忆
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毕业设计组合机床主轴箱及其夹具设计引言：组合机床主轴箱及其夹具是组合机床的重要组成部分，对于机床的性能和精度有着重要影响。
本文将对组合机床主轴箱及其夹具的设计进行详细分析和论述。
一、组合机床主轴箱设计1.主轴箱的选材和尺寸设计组合机床主轴箱的选材通常选择高强度、高刚性的铝合金或钢材料。
在选择材料时，需要考虑到主轴箱的工作环境和工作负载，并结合有限元分析等方法进行优化。
2.主轴箱的结构设计主轴箱的结构设计应满足机床主轴的正常工作，并确保机床具有高刚性和高稳定性。
主轴箱通常由壳体、轴承座和主轴组成。
在设计主轴箱时，需要考虑壳体的刚性和稳定性，并结合有限元分析等手段进行优化设计。
同时，应结合主轴箱内部的润滑系统，合理设计机油的流动和循环。
3.主轴箱的冷却设计主轴箱的冷却设计是确保主轴箱在高速转动的同时保持稳定温度的重要手段。
常用的冷却方式有风冷和水冷，根据具体情况选择适合的冷却方式。
在设计冷却系统时，需要考虑到冷却剂的流量、压力和温度控制等因素，并确保冷却系统的可靠性和稳定性。
二、组合机床夹具设计1.夹具的选材和尺寸设计组合机床夹具的选材通常选择高强度、高硬度的合金钢或特殊耐磨材料。
在选择材料时，需要考虑到夹具的工作环境、工作负载和工件材料，并结合有限元分析等方法进行优化。
2.夹具的结构设计夹具的结构设计应满足对工件的紧固和定位，并确保夹持力的均匀分布。
夹具通常由底座、定位装置和夹紧装置等部分组成。
在设计夹具时，需要考虑夹紧行程、夹紧力等参数，并结合有限元分析等手段进行优化设计。
3.夹具的调试和维护组合机床夹具的调试和维护是确保机床正常运行和长期使用的重要环节。
在夹具的设计过程中，需要预留出足够的调试和维护空间，并设计合理的调试和维护装置。
同时，在夹具的使用过程中，需要制定相应的维护计划并定期进行维护保养。
结论：组合机床主轴箱及其夹具的设计对于机床的性能和精度有着重要影响。
在设计过程中，需要充分考虑工作环境、工作负载和所用材料等因素，采用优化的结构和合理的冷却系统，并进行必要的调试和维护。
洛阳理工学院
课程设计说明书
设计课题液压与机械组合夹紧装置设计
专业机械设计制造及其自动化
班级
姓名
学号
2014年 02月 25日
摘要
提出了以可装配式内置齿条活塞杆与曲柄连杆机构组合得到液压一机械复合夹紧装置的创新设计理念。
内置齿条活塞杆与曲柄连杆机构组合构成的液压一机械复合夹紧装置，具有高性能、高灵活性、短开发周期、低生产成本的特点。
关键词：复合夹紧装置内置活塞杆液压缸曲柄连杆机构
引言
随着各种设备对液压执行元件产品多样性、个性化要求的增高，需要根据不同用途、条件和性能对产品进行设计制造。
液压一机械复合夹紧装置可以适应各种不同机械设备的需求，以较小技术复杂性实现较大的复合夹紧装置功能多样化。
本文提出的基于内置齿条活塞杆式液压缸与曲柄连杆机构的复合夹紧装置，具有实现高质量、大规模、快速、经济地响应市场的需求。
1、设计背景
常见的内置齿条式活塞杆液压缸，
其优点是刚性好、结构紧凑，但需通过串动。
以前的设计将齿条与活塞设计成整体式，使得这种结构液压缸，只能适用于单一用途，而不能适应不同用途、
不同使用条件、不同性能的需求。
图1传统的内置齿条齿轮活塞杆液压缸
内置活塞杆式液压缸也称无杆式液压缸，具有刚性好、结构紧凑的优点。
常用的的内置齿条式活塞杆液压缸如图1，齿轮齿条加工复杂，且该结构液压缸仅用于单一用途，不能适应不同使用条件和性能的需求。
经过多次实验，创新设计了内置中孔活塞杆式液压缸与杠杆结构的液压-机械复合夹紧装置，结构简单，加工工艺好，可满足自动化设备模块化、可重用性、兼容性和多种需求的特点，可以较小技术复杂性实现较大的复合传动装置功能多样化。
在图1结构基础上，保留活塞和缸体机构，将齿条活塞杆改变矩形杆，在矩形杆上加上一个径向矩形孔，一只滚轮以适当的间隙配合置于径向孔中，以该内置中孔活塞杆组成的液压缸为基本结构与杠杆结构配合便可构成图2的基于内置中孔活塞杆式液压缸与杠杠机构的夹紧装置。
基于内置中孔活塞杆式液压缸与杠杆机构的夹紧装置
在图2的夹紧装置中，滚轮的垂直方向运动可增加一个自由度，这种径向孔内用用滚轮代替以往的过渡滑块的结构，可以将滑动摩擦改为滚动摩擦，大大减小了摩擦力。
在滚轮的中心点处配合各种机构，便可得到所需的各种夹紧装置。
在图2结构中，当活塞在油液压力的作用下带动中孔活塞杆水平右移，点A 将点B 转动，则滚轮的垂直方向运动增加一个自由度，补点A 垂直方向的位移。
改变杠杆力臂时便可得到不同的输出里，该装置的输出力为： 2124L p
L d F a π=
式中：21,L L 为杠杆力臂，如图2所示。
为了使内置活塞杆式液压缸满足高性能、高灵活性、短开发周期、低成本的可重构设计理念，这里提出了内置装配式齿条活塞杆液压缸的设计思想，其特点是：在不改变缸体、活塞结构与尺寸的前提下，即缸体、活塞是可以重复利用的条件下，只需改变齿条式活塞杆与齿轮的结构，即进行结构重构，就可满足不同的运动与力输出的要求。
2、机构的选型
实现执行构件各种运动形式的常用机构：
1）实现连续旋转运动的机构：
如:双曲柄机构，转动导杆机构，定轴齿轮传动机构，蜗杆传动机构，周转轮系机构等
2）实现间歇旋转运动的机构：
如：棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构等。
3）实现往复摆动的机构：
如：曲柄摇杆机构、摇块机构、摆动导杆机构、摆动从动件凸轮机构、双摇杆机构等。
4）实现间歇往复摆动的机构：
如：带有休止段轮廓的摆动从动件凸轮机构、输出运动为间歇往复摆动、齿条齿轮机构的组合机构等。
5）实现往复移动的机构：
如：曲柄滑块机构，正弦机构、移动导杆机构、齿轮齿条机构、螺旋机构、
各种移动从动件凸轮机构等
6）实现间歇往复移动的机构：
如：平面连杆机构、凸轮机构、中间有停歇的斜面拔销机构、不完全齿轮—移动导杆机构组合等
7）实现刚体导引引动的机构：
如：铰链四杆机构、曲柄滑块机构、凸轮连杆机构、齿轮—连杆机构等。
8）实现给顶曲线（轨迹）运动的机构：
如：凸轮—连杆机构、齿轮—连杆机构等。
机构选型的基本原则：
1）满足工艺动作和运动要求；2）结构最简单，传动链最短；3）原动机的选择有利于简化结构和改善运动质量；4）机构有尽可能好的动力性能；5）加工制造方便，经济成本低；6）机器操纵方便、调整容易、安全耐用；7）具有较高的生产效率和机械效率等。
综合以上的机构选型思想，确定两种内置齿条活塞杆式液压缸与曲柄连杆机构组合的方案，如图1、图2。
3、方案确定
通过分析两种方案的力学特性，从而确定最佳方案。
图1所示的装置，是在内置装配式齿条活塞杆液压缸的基本结构上，外接一个正交曲柄连杆增力机构，进行力的传递、放大与输出。
上述夹紧装置的输出力为
式中：R 为齿轮节圆半径；r 为曲柄与齿轮铰接中心至齿轮几何中心的距离；α为连杆机构的理论压力角(如图l 所示)；为传动角，
())sin(arcsin r a L =，(L 为连杆的两个铰接中心之间的距离)；为液压缸的机械效率；
为曲柄连杆机构的机械效率。
曲柄连杆机构的实际增力系数
的计算公式为
公式(2)显示，当压力角a和传动角妒较小时，其实际增力系数i。
远大于1，即内置装配式齿条活塞杆液压缸在外接一个正交曲柄连杆增力机构后，可以将活塞的输入力放大若干倍。
图1外接曲柄连杆机构的液压一机械复合夹紧装置
图1装置由于结构不对称，活塞与力输出件都因承受径向力而造成较大的摩擦损失。
为改变该状态，在保持活塞结构不变的基础上，将内置活塞杆设计成双面齿条式，得到图2外接对称曲柄连杆机构的液压一机械复合夹紧装置。
该装置的显著特点是：结构布局对称，活塞与力输出件的径向受力对称、平衡，所以活
塞与缸体内壁之间、力输出件与其导向孔之间，理论上不存在偏载产生的摩擦力，实际摩擦力也很小，从而改善了图l结构中活塞和缸体之间单边磨损的状态。
图l所示装置与图2所示装置的力学计算公式是完全一致的。
但是，图2所示装置由于活塞与力输出件受力对称、平衡，其力传递效率的值，要显著高于图l 所示装置，其使用寿命也将得到相应提高。
图2外接对称曲柄连杆机构的液压一机械复合夹紧装置
4、结论
本文以内置齿条活塞杆式液压缸为基本结构，配合曲柄连杆机械增力机构，设计了液压一机械复合夹紧装置，以满足各种自动化设备对输出力的需求。
其特点是：
(1)所设计的液压一机械复合夹紧装置具有较大的力放大系数，而且结构对称摩擦力小，可以用较低的液压输入压力得到较大的输出力，从而达到降低功率消耗、降低设备成本的目的。
(2)该液压一机械复合夹紧装置，通过改变内置多功能活塞杆、机械增力机构，还可以进行更多的设计和扩展，得到更多种类的液压一机械复合夹紧装置，以适应各种不同自动化机械设备的需求。
(3)该液压一机械复合夹紧装置，实现了以低的重组成本、短开发周期得到具
有高性能、高灵活性的可重构产品，以满足市场对产品需求的变化越来越快、产品性能要求越来越高的特点。
（4）在不改变液压缸安装位置的前提下，改变杠杆机构可以得到任意方向的输出力。
参考文献
[1] 黄纯颖．工程设计方法．北京：中国科学技术出版社，1989.
[2] 盛小明，钟康民．基于固定式无杆活塞缸驱动的增力夹紧机构．机械制造出版社，2005，
[3] 王维,钟康民．基于无杆活塞缸的双向对中夹紧装置．机械制造出版社，2007，。
