本科毕业设计论文
题目叉形件工艺及车床夹具设计
专业名称机械设计制造及其自动化
学生姓名____ 刘立____________
指导教师_____ 邓修瑾_____________
毕业时间___ 2014.6
毕业 任务书
一、题目
叉形件的加工工艺及车床夹具的设计
二、指导思想和目的要求
通过对本课题的研究和训练，培养学生综合应用所学基础理论、基本知识和 专业知识解决生产实际问题的能力；培养学生正确运用工程运算和使用技术文 献、规格资料的能力；培养学生掌握工艺过程设计和工艺装备设计等的设计方法； 培养学生简明精确地表达设计思想的能力以及制图和写论文等的能力。使学生熟 练应用相关软件进行工程设计与分析，建立工艺文件；培养学生探求未知、开拓 创新的科学精神和从事工程实践的基本能力。
通过毕业设计，使学生初步掌握工程技术的设计能力、解决问题的能力。
三、主要技术指标
1、 对指定的零件图进行构造分析和工艺分析，并绘制零件图；
2、 制定工艺路线
3、 编制全部工艺规程
4、 设计车床夹具一套；
5、 编写说明书（论文）；
四、进度和要求
1、分析并绘制叉形件零件图 1周
2、工艺路线及编制工艺规程 4周
设计 论文
3、设计工艺装备（车床夹具） 3周
4、编写说明书（论文） 2周
5、评阅，答辩 1周
五、主要参考书及参考资料
[1] 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
[2] 宋宝玉. 简明机械设计手册. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社 2008年8月
[3] 阎光明，侯忠滨，张云鹏．现代制造工艺基础．西安：西北工业大学出版社．2007
[4] 赵家齐．机械制造工艺学课程设计指导书．北京：机械工业出版社．2005
[5] 韩进宏．互换性与测量技术基础．北京：北京大学出版社．2006
[6] 邓文英，郭晓鹏．金属工艺学．北京：高等教育出版社．2008
[7] 郭纪林，余桂英.机械制图.北京：清华大学出版社.2004
[8] 罗洪涛,万征.中文AutoCAD2007机械设计教程.西安：西北工业大学出版社.2007
学生刘立指导教师邓修瑾系主任魏生民
摘要
本次毕业设计的题目是叉形件工艺及车床夹具设计。主要的设计思路是：分析零件的特点、拟订合理的工艺规程，选择适当的机床、设计合理的夹具。在机械加工零件中如果能广泛地使用夹具，就能极大的节省加工时所用的时间，以减轻工人的劳动量，提高劳动生产率和产品的质量。设计夹具一般先对原始材料进行分析，明确设计的要求和意图，然后提出具体的定位和夹紧方案及车床夹具设计。本文5号莫氏锥体（锥柄式心轴）和弹簧片自动定心装置来保证设计的可靠,最后还对夹具的精度进行了分析。
本次毕业设计是专业课程的理论学习和实践之后的最后一个教学环节，通过本次设计对所学专业课程的理论加以综合并增加生产实践知识，经过实际训练，从而培养和提高个人独立工作的能力。巩固与扩充了相关课程内容，掌握其设计的方法和步骤。在设计中查阅了大量的机械书籍，在此过程中锻炼并提高了机械设计的基本技能，如计算、绘图、查阅设计资料和手册；熟悉机械设计标准及其它有关的标准和规范，并在设计中加以贯彻，对今后的工作与学习打下了坚实的基础。
关键词：叉形件，工艺规程，机床夹具
ABSTRACT
This graduation design topic is fork and lathe fixture design process .The main design way of thinking BE: the feature of the parts is analyzed so as to plan the reasonable process and select the corresponding machine and jig. Machined parts if they can widely used fixture, you can greatly save the auxiliary time when the processing in order to reduce the amount of labor of workers, improve labor productivity and product quality. Design fixture first general analysis of the raw materials, design requirements and intentions clear, and then propose specific positioning and clamping programs ,. lathe fixture design process .Positioning an article using 5 Morse cone structure to ensure the reliability of the design, but also on the accuracy of the clamp is analyzed.
This graduation design is profession course of theories study and after practice of the last teaching link, pass this design to learn profession course of the theories take in to synthesize and increase produce to practice knowledge, pass by training of machine design, develop and raise thus personal independence work of ability. Make stronger and enlarged the related course contents. Control the method and step of its design. Checked a great deal of machine book in the design, toughen in this process and raised the basic technical ability of machine design, such as calculation, paint, check design data and manual; Acquaint with standard and other of the machine design relevant of standard and norm, and take in to carry through in the design, to after time's work and study beat under solid foundation.
KEY WORDS: Fork , Process planning,Machine tool fixtures
目录
前言 (1)
第一章零件的分析 (2)
1.1 零件的作用 (2)
1.2 零件的结构与工艺分析 (2)
第二章工艺规程设计 (5)
2.1确定毛坯的制造形式 (5)
2.2 基准的选择 (5)
2.2.1粗基准的选择 (5)
2.2.2精基准的选择 (6)
2.3加工阶段的划分 (6)
2.3.1零件加工阶段的划分 (6)
2.3.2 工序的集中与分散........................ 错误！未定义书签。
2.4 制定工艺路线及方案........................... 错误！未定义书签。
2.5 机械加工余量、工序尺寸的确定................. 错误！未定义书签。
2.6尺寸链的计算.................................. 错误！未定义书签。第三章车床夹具设计 ................................ 错误！未定义书签。
3.1夹具结构和类型................................ 错误！未定义书签。
3.2工件自由度分析 (8)
3.3定位基准的选择 (8)
3.4车床夹具结构 (8)
3.5夹具精度分析 (9)
3.6夹具设计及操作的简要说明 (11)
第四章全文总结 (12)
参考文献 (13)
致谢 (14)
毕业设计小结 (15)
附录 (17)
前言
机械制造加工工艺与机床夹具设计主要是对零件的加工工艺设计和针对某
个工序进行专用夹具的设计，从零件的工艺来说，它主要是分析零件在进行加工时应注意什么问题，采用什么方法和工艺路线加工才能更好地保证精度，提高劳动生产效率。就专用夹具而言，好的夹具设计可以提高生产效率，精度，降低成本等，还可以扩大机床的适用范围，从而使产品在保证精度的前提下提高效率，降低成本。在本次设计中，就针对叉形件的工艺进行分析，制定和比较加工工艺路线，选择一种较好的加工工艺路线进行加工，并对叉形件的孔 10mm进行车床专用夹具的设计，在这过程中，对夹具的定位误差和精度进行分析计算。通过这次设计，培养了编制机械加工工艺规程和机床夹具设计能力，这也是在进行毕业之前对所学课程进行最后一次深入的综合性复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们的大学生活中占有十分重要的地位。
机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量，节约能源，降低成本的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度，加工操作，生产安全，技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种，上质量，上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证，然而夹具又是制造系统的重要组成部分，不论是传统制造还是现代制造系统，夹具都是十分重要的。因此，好的夹具设计可以提高产品加工精度，降低生产成本等。
毕业设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及专业课之后进行的。这是我们在毕业之前对所学各课程的基础知识、研究能力、自学能力以及综合运用能力的培养和检验，也是一次理论联系实际的训练，就我个人而言，我希望能通过这次毕业设计对自己将来从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力。
由于能力所限，设计中尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指正，谢谢。
第一章零件的分析
1.1 零件的作用
叉形件零件是飞机液压助力器执行机构中的主要部件之一。从整体上来看，飞机液压助力器是安装在飞机副翼操纵机构中或方向舵操纵系统中，用于不可逆的液压助力器操纵。当飞机液压系统损坏或压力下降时，液压助力器外筒左右两腔沟通，即助力器当一拉杆使用，以实现人力应急操纵。每架飞机上装有两台液压助力器。分别操纵左右副翼或方向舵。
叉形件零件在产品中内孔φ10H7和外圆φ9h6与叉形件组件中的外圆和内
孔配合，起到一个连接的作用。
1.2 零件的结构与工艺分析
从叉形件的结构特征来看（下图1-1），它是长度大于直径的回转体零件，其被加工表面有外圆柱面、外圆锥面、螺纹、沟槽、孔等。根据它的结构特点和精度要求，应选择合理的定位基准和加工方法。
叉形件的技术要求是根据零件的主要功用以及使用条件确定的，通常有以下几个方面：
（1）加工精度。叉形件的加工精度主要包括结构要素的尺寸精度、形状精度和位置精度。
1）尺寸精度。主要指结构要素的直径和长度的精度。
2）形状精度。主要指轴颈的圆度、圆柱度等，因轴的形状误差直接影响与之配合的零件接触质量和回转精度，因此限制在直径公差范围内。
3）位置精度。包括两叉内、外端对表面C的垂直度，孔对表面A的垂直度及位置度要求，具体参阅零件图。
（2）表面粗糙度。轴类零件的主要工作表面粗糙度根据其运转速度和尺寸
精度等级决定。本零件中主要表面的表面粗糙度Ra为1.6-0.4，次要表面的表面粗糙度Ra为12.5-3.2。
（3）其他要求。为改善轴类零件的切削加工性能或提高综合力学性能及其使用寿命等，还必须根据轴的材料和使用条件，规定相应的热处理要求。
图1-1 叉形件零件图
设计基准是φ9的中心线；配合表面是外圆φ9，内孔φ10，叉形件在装配过程中，内孔φ10H7 和外圆φ9h6在叉形组件中是配合表面，因此配合部分的尺寸公差、形位公差要求比较高，表面粗糙度要求较高，外圆φ10H7是设计基准表面；M5-6h 螺纹上有一个φ1.5的小孔起漏气漏油作用，因此这部分的精度要求不高；
主要技术要求：
1.表面A的中心线对内孔φ10H7轴线的垂直度公差为0.05，位置度公差不大于0.1；
2.槽与外形的轴线对内孔φ10H7的内壁的垂直度公差都为0.05；
3.表面A与铰链衬套ZL-19461R的配套间隙为0.006-0.01；
4.允许表面B上有孔深2.5, φ1的中心孔；
5.磁力探伤；
6.L段和表面C发兰，其余表面镀镉8-12μ,钝化；
7，叉形件从构形来看，基本属于轴类件，各个表面并不复杂。叉形件从精度上看，主要工作表面的精度是IT6级，孔φ10H7工作表面的粗糙度为0.8，非配合
表面的粗糙度为1.6-3.2，位置精度：φ10H7的孔中心线对A的位置度为0.1，
垂直度公差为0.05；
第二章工艺规程设计
2.1确定毛坯的制造形式
零件材料30CrMnSiA，为高级优质合金结构钢，并要求进行淬火后回火，保持硬度为HRC=36-41, 考虑到零件受力情况，批量的大小等因素，因此应该选用棒料。以使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。由于零件属于大批量生产，应保证尺寸的精确。这对提高生产率、保证加工质量也是有利的。
2.2 基准的选择
基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择得正确合理，可以使加工质量得到保证。生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批量报废，使生产无法正常进行。
在选择基面时有两个基本要求：
（1）各加工表面有足够的加工余量（至少不留下黑斑），使不加工表面的尺寸、位置符合图纸要求，对一面要加工、一面不加工的壁，要有足够的厚度。
（2）定位基面有足够大的接触面积和分布面积。基础面积大就能承受大的切削力；分布面积大可使定位稳定可靠。必要时，可在工件上增加工艺搭子或在夹具上增加辅助支撑。
2.2.1粗基准的选择
在选择粗基面时，考虑的重点是如何保证各加工面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位置复合图纸要求。因此选择粗基面的原则有以下几个方面：（1）如果必须首先保证工件某重要表面的余量均匀，就应该选择该表面作为粗基准。
（2）如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，则应该以不加工表面为粗基准。
（3）应该用毛坯制造中尺寸和位置比较可靠，平整光洁的表面作为粗基准。（4）应该注意，由于粗基面的定位精度很低，所以粗基准在同一尺寸方向上通常只允许使用一次，否则定位误差太大。
根据以上原则，粗基准选择毛坯的外圆表面径向基准，以端面作为轴向基准
下料，这样选择可以保证在粗加工时零件精度。
2.2.2精基准的选择
对于精基面考虑的重点是如何减少误差，提高定位精度，因此精基准的选择原则有以下几个方面：
（1）应尽可能选用设计基准作为定位基准，这称为基准重合原则。
（2）所选的定位基准，应能使工件定位基准精准，稳定，刚性好。变形小和夹具结构简单。
（3）应尽可能选择统一的定位基准加工表面，以保证各表面的位置精度，这称为统一基准原则。
（4）有时还要遵循互为基准，反复加工原则。
（5）有些精加工工序要求加工余量小而均匀，以保证加工质量和提高生产率，这时就以加工面本身作为精基面。
结合上述原则与零件图纸的要求，又因为该零件工艺基准与设计基准重合，故而我们以设计基准φ9的中心线为零件的径向精基准，这样定位不仅满足上述原则，同时也是多次装夹和定位中精度最高的。
2.3加工阶段的划分
2.3.1零件加工阶段的划分
零件的加工质量要求较高时，必须把整个加工过程划分为以下几个阶段：
（1）粗加工阶段：在这一阶段中要切除较大量的加工余量，因此主要问题是
如何获得较高的生产效率。用切断刀下料长度为72，车端面打中心孔做好轴向
基准的精度要求，粗车外圆半锥度，铣平面铣槽等等为后边的精加工做好工作。
（2）半精加工阶段：在这一阶段中应为主要表面的精加工做好准备（达到一
定的加工精度，保证一定的加工余量），并完成一些次要表面的加工，一般在热
处理之前进行。细车外圆，钻孔，铣外形，铣平面打标记进一步提高精度要求。
（3）扩大机床工艺范围
（4）改善工人劳动条件
车床夹具所具有如下设计特点：
（1）车床加工中切削力较大，振动也较大，故需要较大的夹紧力，夹具刚性也要好。（2）借助对刀装置确定刀具相对夹具定位元件的位置，此装置一般固定在夹具体上。（3）借助定位键确定夹具在工作台上的位置。
（4）由于车削加工中切削时间一般较短，因而单件加工时辅助时间相对长，故在车床夹具设计中，需特别注意降低辅助时间。
专用夹具通常由定位件、夹紧件、导向对刀元件、连接元件、夹具体、其他装置和元件，几部分组成。在上述组成部分中，定位件、夹紧件和夹具体是必需的，其他不是所有夹具都需要的。
3.2工件自由度分析
如上图3-1所示，在115工序中，要求限制Y、Z方向的移动和转动，X方向的旋转，根据零件的定位基准和工艺要求，X方向定位是叉形件外圆柱表面采用定位板，由于定位板结构简单，易于制造，可用两三个螺钉固定在本体上，为了提高定位板的稳定性，可加圆柱销定位，是它不致于因受力而滑动。
Z方向定位是采用弹簧自动定心装置，是利用压板受力后产生弹性形变来将工件定心并加紧，但要对压板的轴向移动量加以限制，以防弹簧受压过大而发生卡死或压伤工件的现象。
Y方向采用螺钉夹紧机构，用扳手旋紧螺杆把工件夹紧，但是夹紧力集中，易压伤工件和引起工件变形。
所以主要定位元件限制五个自由度：Y和Z方向的移动和转动，圆柱面支撑限制了X轴的旋转，保证镗孔的深度，实际定位键限制了五个自由度。
→Y、→
Z、
?
X、
?
Y、
?
Z
3.3定位基准的选择
本夹具主要是用来在叉形件上镗孔.并且对孔φ10.0mm也有一定的技术要求（垂直度的偏移不能大于0.05mm，圆柱度的偏移不能大于0.1mm），由于孔还没有加工，所以在本道工序加工时，主要应考虑如何保证加工质量、提高劳动生产率和降低劳动强度，故定位基准应选择A和端面如图3-1。
3.4车床夹具结构
参考了一些车床类专用夹具的设计，最终确定下图所示的车床夹具：
图3-2：车床夹具设计图
3.5夹具精度分析
在夹具结构方案确定及总图设计完成之后，还应该对夹具精度进行分析和计算，以确保设计的夹具能满足工件的加工要求。
1.影响精度的因素（造成误差的原因）
在加工工序所规定的精度要求中，与夹具密切相关的是被加工表面的位置精度——位置尺寸和相互位置关系的要求。影响该位置精度的因素可分为δ定基δ安装，δ加工三部分，夹具设计者应充分考虑估算各部分的误差，使其综合影响不致超过工序所允许的限度。
δ定基是指由于定位基准与原始基准（亦称工序基准）不重合而引起的原始
尺寸（工序尺寸）的误差，它的大小已由工艺规程所确定，夹具设计者对它无法
直接控制，如果要减少或消除δ定基，则可建议修改工艺规程，另选定基准，最好采用基准重合的原则。在25工序里基准重合，所以定基误差为零δ安装是指与工件在夹具上以及夹具在机床上安装的有关误差，它包括以下因素：
（1）工件在夹具上定位所产生的定位误差δ定位，夹具设计者可以通过合理（2）工件因夹紧而产生的误差，是指在夹紧力作用下，因夹具和工件的变形而引起的原始基准或加工表面在原始尺寸方向上的位移。在成批生产中，如果这一变形量比较稳定，则可通过调整刀具与工件之间的位置等措施，将它基本消除。
（3）夹具在机床上的安装误差δ夹安，是指由于夹具在机床上的位置不正确而引起的原始基准的原始尺寸方向上的最大位移。造成δ夹安的主要因素有二：其一是夹具安装面与定位件之间的位置误差，这可在夹具总图上作出规定；其二是夹具安装面与机床配合间隙所引起的误差或安装找正时的误差。δ夹安的数值一般都很小。在安装夹具中可以采用仔细校正或精修定位面等办法来减小δ夹安。
δ加工是指在加工中由于工艺系统变形、磨损以及调整不准确等而造成的原始尺寸的误差，它包括下列因素：
（1）与机床有关的误差δ机床。如车床主轴的跳动、主轴轴线对溜板导轨的平行度或垂直度误差等。
（2）与刀具有关的误差δ刀具。如刀具的形状误差、刀柄与切削部分的不同轴线以及刀具的磨损等。
（3）与调整有关的误差δ调整。如定距装刀的误差、钻套轴线对定位件的位置误差等（这项可在夹具总图中予以限定）。
（4）与变形有关的误差δ变形。这取决于工件、刀具和机床受力变形和热变形。
以上诸因素都是造成被加工表面位置误差的原因，它们在原始尺寸方向上的总和应小于该尺寸的公差δ，即应满足不等式
δ≥δ定基+δ定位+δ夹安+δ加工+δ夹紧
此式称为计算不等式，各符号分别代表各误差在原始尺寸方向上的最大值。当原始尺寸不只一个时，应分别计算。当然，这些误差也不会都按最大值出现，在校核计算中，应该按上述因素分析后，对总误差的合成宜按概率法计算，使其小于工件的允差δ。
2．精度的分析
a.定位元件尺寸及公差的确定。
本夹具的主要定位元件为压块，一次加工一个零件。工件因定位而出现的误差，根据其产生的原因，可分为性质不同的两部分：一是工序基准与定位基准不重合引起的基准不重合误差或称定基误差；二是定位误差，是指由于工件定位造成的加工面相对工序基准的位置误差。当工序基准与定位基重合时，这时δ定基=0，δ定位是工件沿着压块中心线的定位误差，它垂直于对称轴线方向上的位移并无影响（即在此方向上的δ定位＝0 ）。所以用压块定位能很好的保证工件的对称性要求。
b.设计夹具的总误差计算：
（1）由于基准重合，所以定基误差δ定基＝0
（2）这里采用定位块定位，压块定位能很好的保证工件的对称性要求，它对
垂直对称轴线方向上的位移并无影响，因此定位误差δ定位＝0
（3）因为加紧力所引起的变形方向对该原始尺寸无影响，则夹紧所致的误差
δ夹紧为零
（4）加工过程中工艺系统变形、磨损以及调整不准确等造成的原始尺寸的误差
此处很小所以δ加工＝0.015
（5）由于定位件与安装面的平行度误差为0.02，所以=0.02 故而满足
δ≥δ定基+δ定位+δ夹安+δ加工+δ夹紧
即0.05≥0+0.02+0+0+0.015
所以该夹具可以确保工件所要求的技术要求。
3.6夹具设计及操作的简要说明
如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率。为此，应首先着眼于机动夹紧而不采用手动夹紧。因为这是提高劳动生产率的重要途径。但由于本夹具是应用于组合机床上，如果采用机动夹紧，夹具势必过于复杂和庞大，本夹具为了提高生产率和降低生产成本，考虑简单、经济、实用, 减轻工人劳动强度，采用5号莫氏锥体机构,如上图3-2，操作非常简单,先拧松夹紧螺母（9）,稍微旋转弯头压块（7），将工件放置在夹具支撑板（2）上，由定位块（19）定位,再将压块（7）旋转复位，拧紧螺母（9）达到夹紧要求即进行车削加工.本工序采用的是专用的组合机床，因而不需要很大的夹紧力，而且可以采用长柄扳手，只需拧松夹紧螺母即可，因而工人的劳动强度不大。
第四章全文总结
本次毕业设计，到此为止基本完成了叉形件工艺及车床夹具设计。
在工艺规程的编制中，首先通过分析零件图，讨论了各表面的加工余量、工序余量和工序平均尺寸等问题，绘制出毛坯图。然后以第115号工序为例对切削余量及基本工时进行了计算。接着绘制出工艺卡片，在填写、绘制工艺卡片的同时对每道工序的定位与夹紧方式顺便做了分析和选择。
在夹具设计方面，采用机床夹具手册的相关知识和计算研究方法，首先对夹具结构类型、定位方案、加紧方案做出选择，再对定位元件、夹紧装置等各个部分进
行具体设计，然后对夹具精度等做出分析，最终绘制出夹具装配图和圆盘等非标准件的零件图。
参考文献
[1] 阎光明，侯忠滨，张云鹏.现代制造工艺基础.西安：西北工业大学出版社,2007.
[2] 宋宝玉.简明机械设计手册.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社,2008年8月.
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[4] 卢秉恒.机械制造技术基础.西安:第三版，2007.
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[6] 宋力宏,邓文英.西安：金属工艺学，2009.
[7] 赵家齐.北京:机械制造工艺学课程设计指导书,1994.
实验三：机床夹具设计 姓名：谢银飞班级：机制152班学号：72（22） 姓名：朱嘉俊班级：机制152班学号：73（23） 一.明确设计任务 1.设计任务 加工拨叉上?孔(工件材料45钢）。工件以?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?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±；U型槽14.20+0.1对称轴线与?轴线的水平尺寸为±，垂直尺寸为两孔垂直；?对?轴线平行度公差为；φ13对φ22 轴线垂直度公差为。Φ10 孔Ra 值为，Φ13 孔Ra 值为。 （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?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±；在径向方向的设计基准是孔?的中心线，其对称 度要求为，该尺寸精度可以通过钻模保证。 ②孔：、槽14.20+0.1mm和拨叉槽口510+0.1mm是已完成的尺寸，钻孔?。 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?对基准孔?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?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） 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 线转动的自由度就可以实现完全定位。 φ10 孔附近为悬壁梁结构,加工时容易变形,在φ10 孔口端面(底面)设辅助 支承,用来增加零件的刚性。
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。
模块1机床夹具概述 【知识目标】 机床夹具的基本概念； 机床夹具的基本结构及其分类方法； 机床夹具的发展方向。 【技能目标】 掌握生产一线工件在机床夹具中的装夹方法； 能够辨别生产一线常见的机床夹具类型； 初步具备辨识常见机床夹具的能力。 用来固定加工对象，使其处于正确位置，以接受加工或检测的装置，统称为夹具。它广泛地应用于机械制造过程中，如焊接过程中用于拼焊的焊接夹具，零件检验过程中用的检验夹具，装配过程中用的装配夹具，机械加工过程中用的机床夹具等，都属于这一范畴。在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。机床夹具就是在机床上用以装夹工件（和引导刀具）的一种装置，其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着零件加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等。本模块所讲述的仅限于机床夹具，以后简称为夹具。 【任务描述】 如图1-1所示为生产一线常见的钻床夹具示意图，试分析如何正确去使用该夹具。 图1-1生产一线常见的钻床夹具示意图 1—钻模板；2—压紧螺母；3—压板；4—工件；5—长方形基础板； 6—方形支撑；7—V型块 【任务分析】 图1-1是生产一线常见的钻床夹具示意图，要正确使用该夹具，必须明确该夹具的基本组成、工作原理、工作特性以及装夹方式。要想进一步了解并认识此夹具的设计过程及其在 生产中的作用，就要学习本模块的内容。 【任务引导】 （1）该钻床夹具在生产中有什么作用？ （2）该钻床夹具作为机床夹具的典型代表，其基本组成是什么？
（3）便于认识和更好的使用机床夹具，如何对机床的夹具进行分类？ （4）生产一线对机床夹具还有什么新的要求？ （5）在生产实习时，应对常见机床夹具的基本结构及其分析有所认识。 【知识准备】 学习情境 1.1机床夹具 1.1.1机床夹具的基本概念 工件在机床上进行加工时，为了保证其精度要求，工件的加工表面与刀具之间必须保持 一定的位置关系。机床夹具就是机床上用以装夹工件和引导刀具的一种装置。其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。 因此，工件必须借助于夹具占有正确位置。夹具是指夹持工件的工具，如卡盘、顶尖、 平口钳等。刀具也必须借助于辅具使其保持一定位置。辅具是指夹持刀具的工具，如钻夹头、丝锥夹头及刀夹等，如图1-2所示为丝锥夹头。 图1-2丝锥夹头 1.1.2机床夹具在机械加工中的作用 在机械加工中，工件通过定位元件在夹具中占有正确的位置，工件和夹具通过连接元件 在机床上占有正确位置，工件和夹具通过对刀元件相对于刀具占有正确位置，从而保证了工件相对于机床位置正确、工件相对于刀具位置正确，最终保证工件的加工要求。因此，机床夹具在机械加工中应具有以下作用： 1.能稳定地保证工件的加工精度 使用机床夹具来对工件定位，可以准确地确定工件与机床、刀具之间的相互位置。工件的位置精度完全由夹具保证，不受工人技术水平的影响，使一批工件的加工精度趋于一致， 保证工件加工精度高且稳定。 2.能减少辅助工时，提高劳动生产率 由于机床夹具的存在，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，可增大切削用量；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，明显降低了生产成本。 3.能扩大机床的使用范围，实现“一机多能” 根据加工机床的成形运动，附以不同类型的夹具，即可扩大机床原有的工艺范围。例如，在车床的溜板上或摇臂钻床工作台上装上镗模，就可以进行箱体零件的镗孔加工了。 4.能减轻工人的劳动强度 用夹具装夹工件方便、快速，当采用液压、气动等夹紧装置时，可减轻工人的劳动强度。
机床夹具设计课程设计 说明书 设计题目：钻床夹具设计 系别：机械与电子工程学院 专业：机械设计制造及其自动化
前言 夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、智能、复合、 环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。 本次的设计任务是加工零件（板件）上的两个孔。零件属于大批量生产，钻孔要 求精度高，所以需要设计一个专用夹具，保证零件加工质量。由于夹具的利用率高， 经济性好，使用元件的功能强而且数量少，配套费用低，降低生产成本；采用夹紧装 置，缩短停机时间，提高生产效率。 设计钻床夹具，首先要分析加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方 法，拟定夹具设计方案；在满足加工精度的条件下，合理的进行安装、定位、夹紧； 完成草图后考虑零件间的连接关系和螺钉、螺母、定位销等的固定方式，设计合理结 构实现零部件间的相对运动，根据零件要求选择材料。 完成钻床夹具的所有设计后，用 AutoCAD进行二维图的绘制，首先画好零件图，最 后进行装配，标注相关尺寸及技术要求，并用 Pro/ENGINEER绘制最终三维效果图，最 终进行说明书，任务书的撰写、整理、修改完成设计任务。
目录 第一章对加工零件的工艺分析 .......................................................错误！未定义书签。 1.1夹具设计 ...........................................................................错误！未定义书签。 1.2零件分析 ...........................................................................错误！未定义书签。 1.2.1零件图 (1) 1.2.2加工零件图分析 (2) 第二章定位方案及误差分析 ...........................................................错误！未定义书签。 2.1拟定定位方案 .....................................................................错误！未定义书签。 2.1.1定位方案拟定 (2) 2.1.2定位方案选定 (2) 2.2定位误差分析 .....................................................................错误！未定义书签。 2.2.1相关概念 (3) 2.2.2定位误差分析 (4) 第三章对刀导向方案 .......................................................................错误！未定义书签。 3.1对刀导向方案 .....................................................................错误！未定义书签。 3.2对刀导向元件详细参数 .....................................................错误！未定义书签。 第四章夹紧方案及夹紧力分析 (5) 4.1 夹紧方案分析 .............................................................................错误！未定义书签。 4.2夹紧力分析 .........................................................................错误！未定义书签。 4.2.1夹紧力估算 .....................................................................错误！未定义书签。 第五章夹具体设计及连接元件选型 ...............................................错误！未定义书签。 5.1夹具体设计 ..........................................................................错误！未定义书签。 5.2连接元件选型 ......................................................................错误！未定义书签。 5.2.1标准件 .............................................................................错误！未定义书签。 5.2.2非标准件 .........................................................................错误！未定义书签。 第六章夹具零件图和装配图及标注 ...............................................错误！未定义书签。 6.1零件图 (8) 6.2钻模板零件图 ...................................................................................................... 1 1 6.3装配图 .................................................................................................................. 2 1第七章三维效果图...........................................................................错误！未定义书签。 14 总结 .................................................................. 14 参考文献 ..............................................................
第六章机床夹具设计原理 本章主要介绍以下内容： 1．机床夹具概述 2．工件的定位原理及定位元件 3．定位误差分析计算 4．工件的加紧及夹紧装置 5．机床夹具的设计要求及设计步骤 6．机床夹具设计举例 课时分配：1、2，各一个学时，3、两个学时，4、5、6，共两个学时 重点：工件的定位原理及定位元件；定位误差分析计算 难点：定位误差分析计算 机床夹具是机械加工工艺系统的一个重要组成部分。为保证工件某工序的加工要求，必须使工件在机床上相对刀具的切削或成形运动处于准确的相对位置。当用夹具装夹加工一批工件时，是通过夹具来实现这一要求的。而要实现这一要求，又必须满足三个条件：①一批工件在夹具中占有正确的加工位置；②夹具装夹在机床上的准确位置；③刀具相对夹具的准确位置。这里涉及了三层关系：零件相对夹具，夹具相对于机床，零件相对于机床。工件的最终精度是由零件相对于机床获得的。所以“定位”也涉及到三层关系：工件在夹具上的定位，夹具相对于机床的定位，而工件相对于机床的定位是间接通过夹具来保证的。工件定位以后必须通过一定的装置产生夹紧力把工件固定，使工件保持在准确定位的位置上，否则，在加工过程中因受切削力，惯性力等力的作用而发生位置变化或引起振动，破坏了原来的准确定位，无法保证加工要求。这种产生夹紧力的装置便是夹紧装置。 6．1 夹具 一、机床夹具概述 1.机床夹具的概念 机床夹具是机床上用以装夹工件（和引导刀具）的一种装置。其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。 2.机床夹具的分类 机床夹具可根据其使用范围，分为通用夹具、专用夹具、组合夹具、通用可调夹具和成组夹具等类型。机床夹具还可按其所使用的机床和产生加紧力的动力源等进行分类。根据所使用的机床可将夹具分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具（钻模）、镗床夹具（镗模）、磨床夹具和齿轮机床夹具等，根据产生加紧力的动力源可将夹具分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、电磁夹具和真空夹具等。
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。
设计轴承座零件的机加工工艺 （2×φ13孔底表面粗糙度R a,改成2×φ9的孔表面粗糙度R a,；轴承底座台阶面的平面度形状公差改成） （一）轴承座零件的功用 轴承座主要用于装夹轴承，给定动力从而实现轴承轴及轴上零件做确定的运动，故轴承座是支撑和固定轴承用的。轴承座的轴承孔φ30+ 装夹轴承，底座上的两个Φ9孔是和其它 紧固件一起其紧固作用的，有一定粗糙度要求的底座上两个φ8+ 孔是和其它配合件装配起限位作用的。φ6孔和φ4孔是轴承与轴承座配合是起润滑作用。 （二）加工技术要求分析 轴承座零件的主要技术要求分析见表1。 加工表面加工尺寸要求 /mm 主要尺寸精 度等级要求 表面质量要求 /μm 形位精度要求 /mm 备注 φ30+ 0孔 φ30+ ×38，两端 孔口倒角 IT7基准C
轴承座底面上φ6通孔，轴承底座左、右侧面，轴承底座前端面上φ4通孔。 二、确定轴承座零件加工毛坯 有轴承座零件图知道，材料是HT200。这也基本决定了轴承座的毛坯制造形式和毛坯图的结构。 （一）轴承座零件的毛坯类型 轴承座零件的毛坯制造形式选择砂型铸造。 （二）轴承座的毛坯图 图1 轴承座零件的毛坯图 三、设计轴承座零件的机加工工艺路线 轴承座零件的机加工工艺路线设计，从方法上是和轴零件的工艺路线设计思路相类似的。先确定单个加工表面的加工方案及热处理的位置安排，然后安排好加工面之间的加工顺序，就可以设计出工艺路线了。 （一）选择轴承座加工面加工方案 轴承座的结构面中，由除了轴承孔处R22的圆弧面不需要加工外，其余的加工面的几个方案选择结果见表所示。 表2 轴承座加工面的加工方案
一、车床夹具的主要类型 在车床上用来加工工件内、外回转面及端面的夹具称为车床夹具。车床夹具多数安装在主轴上；少数安装在床鞍或床身上。后一类属机床改装范畴，应用较少，不做介绍。车床夹具按工件定位方式不同分为：定心式、角铁式和花盘式等。 1.定心式车床夹具 在定心式车床夹具上，工件常以孔或外圆定位，夹具采用定心夹紧机构。 2．角铁式车床夹具 在车床上加工壳体、支座、杠杆、接头等零件的回转端面时，由于零件形状较复杂，难以装夹在通用卡盘上，因而须设计专用夹具。这种夹具的夹具体呈角铁状，故称其为角铁式车床夹具。 3．花盘式车床夹具 这类夹具的夹具体称花盘，上面开有若干个T形槽，安装定位元件、夹紧元件和分度元件等辅助元件，可加工形状复杂工件的外圆和内孔。这类夹具不对称，要注意平衡。 二、车床夹具设计要点 1．车床夹具与主轴的连接方式 由于加工中车床夹具随车床主轴一起回转，夹具与主轴的连接精度直接影响夹具的回转精度，故要求车床夹具与主轴二者轴线有较高的同轴度，且要连接可靠。通常连接方式有以下几种： （1）夹具通过主轴锥孔与主轴连接 （2）夹具通过过渡盘与机床主轴连接 2。对定位及夹紧装置的要求 （1）为保证车床夹具的安装精度，安装时应对夹具的限位表面进行仔细找正。
（2）设置定位元件时应考虑使工件加工表面的轴线与主轴轴线重合。 （3）车床夹具的平衡及结构要求 对角铁式、花盘式等结构不对称的车床夹具，设计时应采用平衡装置以减少由离心力产生的振动及主轴轴承的磨损。 车床夹具一般都是在悬臂状态下工作的，为保证加工过程的稳定性；夹具结构应力求简单紧凑，轻便且安全，悬伸长度尽量小，使重心靠近主轴前支承。为保证安全，夹具体应制成圆形，加具体上的各元件不允许伸出夹具体直径之外。此外，夹具的结构还应便于工件的安装、测量和切屑的顺利排出或清理。 1 ．设计定位装置时应使加工表面的回转轴线与车床主轴的回转轴线重合。 2 ．设计夹紧装置时一定要注意可靠，安全。因为夹具和工件一起随主轴旋转，除了切削力还有离心力的影响。因此夹紧机构所产生的夹紧力必须足够，自锁要可靠，以防止发生设备及人身事故。 图 6-29 为夹紧力实施方案的比较。图 6-29b 的夹紧方案安全可靠性优于图 6 -29a 的夹紧方案。 3 ．夹具与车床主轴的连接方式，根据夹具体径向尺寸的大小，一般有两种方法： （ 1 ）对于径向尺寸 D ＜ 140mm , 或 D ＜ (2—3)d 的小型夹具，一般用锥柄安装在主轴的锥孔中，并用螺栓拉紧。如图 6— 30a 所示。
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
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。
专用夹具的设计方法 一、专用夹具的设计步骤 （一）.研究原始资料 明确任务书中的设计要求，收集下列资料： 1) 工件图、毛坯图和工艺规程等技术文件。了解该工序的加工技术要求，定位和夹紧方案，毛坯情况， 加工时使用的机床、刀具、加工和切削用量等 2) 了解生产批量和对夹具的需用情况，以确定所采用夹具结构的合理性和经济性。 3) 了解机床的主要技术参数、规格、安装夹具的有关连接部分的尺寸等。 4)了解刀具的主要结构尺寸、制造精度、主要技术条件等。 5)收集有关夹具零部件标准（国标、部标、企标、厂标），典型夹具结构、夹具设计资料等。 6)了解本公司制造夹具能力和经验，了解用户有无压缩空气站等。 7) 3D图形的转换。 （二）确定夹具的结构 1 定位要则 1) 选择合理的定位基准 ——定位基准必须与工艺基准重合，并尽量与设计基准重合，以减小定位误差，获得最大加工允差，降低夹具制造精度。当定位基准和工艺基准或设计基准不重合时，需进行必要的加工尺寸及其 允差的换算。 ——应选择工件上最大的平面，最长的圆柱面或圆柱轴线为定位基准，以提高定位精度，并使定位稳定、可靠。 ——在选择定位元件时，要防止出现过定位现象。 ——在工件各加工工序中，力求采用同一基准，以必免因基准更换而降低工件各表面相互位置的准确度。 ——当铸、锻件以毛坯面作为第一道工序的基准时，应选用比较光整表面作基准面，避开浇冒口或分型面等凸起不平整的部位。 2)限制工件的自由度 ——工件在夹具上进行定位时，为保证加工面位置尺寸或位置精度，以及承受切削力和夹紧力等的需要，必须限制住工件的六个自由度。
——如果工件以已加工过的光滑平面定位，必要时可以用六个以上的点定位，但各定位面上支承点的表面必须在同一平面上，或其中的几个支承点采用辅助支承。 3) 对定位元件的要求 ——工件定位基准与定位元件接触或配合后，能限制住必须由其限制的工件的自由。 ——由其产生的定位误差最小。 ——定位表面应具有较高的尺寸精度、配合精度、表面粗糙度和硬度。 ——定位元件结构应尽量简单，便于装卸工件。 ——具有足够的强度和刚度。 ——不能有产生过定位的可能性。 ——对尺寸大的定位元表面，从结构上采取措施，在不影响定位精度的前提下，尽量减少与定位表面的接触面积。 ——方便清除定位表面的切屑。 4) 定位精度 a 对夹具要作必要的定位误差分析和计算，定位误差必须满足工件的加工精度要求。 b必须考虑提高夹具在机床上的定位精度： ——提高定位元件的定位表面与机床配合处的位置精度。 ——减小与机床联接处的配合间隙。 ——可采用夹具在机床上安装时找正夹具上设置的校准基面，或当夹具安装在机床上后加工定位表面的方法，使夹具在机床上获得高精度定位。 c 必须确保刀具在夹具上的导向精度，如： ——导套中心到定位元件的定位表面的位置精度。 ——刀具与导套的间隙 ——导套底面到工件顶面间的距离。 d必须确保对刀元件表面到工件被加工面间的尺寸精度。 e出现过定位时，应取消产生过定位的定位元件，或增加过定位元件与定基准间的间隙，以提高定位精度。 f工件被加工平面或中心至定位元件的位置精度和尺寸精度，在未注明特殊要求的情况下，一般取工件精度要求的1/3。 g钻模板钻套孔中心距的公差在工件未注明公差要求的情况下，取工件孔中心距自由公差的1/3。h当工件未注明定位面间的位置精度要求时，夹具定位面间的位置精度一般取0.01/100mm。
《机床夹具设计与应用》课程标准 课程编码： 适用专业：模具、数控专业 学时：64 开课学期:2014年下学期（大二上学期） 一、课程性质 《机床夹具设计与应用》是高等职业技术学院数控技术与模具设计与制造的核心课程之一，本课程属于职业能力必修课，是在学生掌握机械图样的表达知识、常用的工程材料与热处理知识、公差相关理论知识、机构知识、机械加工方法和设备知识、模具制造工艺知识以及识图和制图技能、材料识别与选择技能、机构设计技能、金属切削加工技能和钳工技能的基础上，为培养学生的正确选择和设计模具加工所需夹具的能力而开设的。其目的是为今后在实际工作中从事模具零件加工工种的工作打下基础。 本课程适用对象：高职院校数控技术与模具设计与制造（3年制）学生。 二、课程培养目标 本课程的培养目标是 通过理论与实训教学相结合的教学方式，使学生以基本概念、专业术语为切入口，进一步拓宽自己在计算、设计、应用方面的知识面。 （一）知识目标 1.掌握夹具的组成及功用。 2.掌握工件的定位原理，掌握夹具定位元件的结构及应用，初步掌握定位误差的分析方法，能设计定位方案。 3.掌握夹紧装置的组成和设计要求，了解常用夹紧机构的结构及应用，能设计夹紧方案。 4.了解各类普通机床夹具的结构特点，了解专用夹具的设计要求.方法和步骤，能设计简单的专用夹具。 （二）素质目标 通过理论实践一体化课堂学习，使学生获得较强的实践动手能力，使学生具备必要的基本知识，具有一定的查阅图书资料进行自学、分析问题、提出问题的能力。
（三）能力目标 1.了解各类普通机床夹具的结构特点，了解专用夹具的设计要求.方法和步骤，能设计简单的专用夹具。 2.了解数控机床夹具等现代机床夹具的特点，能根据模具零件加工加工要求，合理选用或设计相应夹具。 3.能根据工件的结构特点.加工要求.加工中的受力状况，合理确定夹紧方案。 4.初步具备根据工件的加工要求，合理选择或设计夹具的能力。 三、与前后课程的联系 （一）与前续课程的联系 在大一学习的基础上的深入再学习 （二）与后续课程的联系 是为后面学习其他专业核心课的基础，是进行实践的关键。 四、课程内容标准和要求 根据专业课程目标和涵盖的工作任务要求，确定课程内容和要求，说明学生应获得的知识、技能与态度。
机床夹具设计 夹具设计一般是在零件的机械加工工艺制定之后，按照某一工序的具体要求进行的。 夹具设计质量的高低应以能稳定地保证工件的加工精度，达到加工的生产效率要求，成本低，排屑方便，操作安全省力和制造维护容易等为衡量指标。 一、机床夹具设计的基本要求 基本要求：一个优良的机床夹具，必须满足下列 1、保证工件的加工精度 保证工件加工精度的关键在于正确地选定定位基准、定位方法、定位元件以及夹紧装置，确定合适的夹具尺寸、公差和计数要求，并进行必要的夹具精度分析。同时还要注意夹具中其他零部件的结构对工件加工精度的影响，确保夹具能满足工件的加工精度要求。 2、工艺性能好 专用夹具应尽可能地采用标准元件和标准结构，力求结构简单，制造容易，便于装配、检验和维修。当夹具最终精度由调整或修配保证时，夹具上应设置适当的调整间隙和可修磨的垫片等调整或修配结构。 3、达到加工的生产效率要求 专用夹具的复杂程度应与生产批量相适应，应根据工件生产批量的大小选用不同复杂程度的快速高效装夹机构，以缩短辅助生产时间，提高生产效率。 4、使用性能好 专用夹具的操作应简便、省力、安全可靠。应尽可能采用气动、液压等快速高效夹紧装置，以减轻操作者的劳动强度。 夹具的操作位置应符合操作工人的操作习惯。 专用夹具应排屑方便，必要时应设置排屑结构，防止切屑破坏工件的正确定位和损坏刀具，防止切屑热量引起工艺系统变形。 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，还应根据生产批量对夹具进行必要的经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益。 保证工件的加工精度是最重要的。在此前提下，要处理好其以上基本要求中他要求
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。
车床夹具设计说明书 湖南工业职业技术学院车床夹具设计说明书 湖南工业职业技术学院 《机械制造工艺规程编制与实施》 课程设计任务书 系名称机械工程系 专业及班级博世10-1 学生姓名 学号 课程设计题目 指导教师 2012年月日 湖南工业职业技术学院车床夹具设计说明书 湖南工业职业技术学院车床夹具设计说明书 序言 课程设计在我们学完大学的全部基础课、技术基础课之后进行的，这是我们在进行课程设计对所学各课程的深入综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们的大学生活中占有重要的地位。另外在做完这次课程设计之后，我得到一次在课程工作前的综合性训练，我在想我能在下面几方面得到锻炼: (1)运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知 识，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，保证零件的加工质量。
)提高结构设计能力。通过设计夹具的训练，获得根据被加工零件的加工要求， (2 设计出高效，省力，经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。 (3)学会使用手册以及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称，出处，能够做到熟练的运用。就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己发现问题、分析问题和解决问题的能力 1 1 湖南工业职业技术学院车床夹具设计说明书 摘要 本论文是结合目前实际生产中，常常发现仅用通用夹具不能满足生产要求，用通用夹具装夹工件生产效率低劳动强大，加工质量不高，而且往往需要增加划线工序，而专门设计夹具:车床夹具，主要包括夹具的定位方案，夹紧方案、对刀方案，夹具体与定位键的设计及加工精度等方面的分析。 本设计车床夹具有良好的加工精度，针对性强，主要用于拨叉零件孔工序的加工。其具有夹紧力装置，具备现代机床夹具所要求的高效化和精密化的特点，可以有效的减少工件加工的基本时间和辅助时间，大大提高了劳动生产力，从而可以有效地减轻工人的劳动强度和增加劳动效率。因此，对夹具知识的认识和学习以及设计新式的适合实际生产的夹具在今天显得尤为重要起来。 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。 支座加工工艺规程及其夹具的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，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