2周机床夹具设计指导书

机床夹具设计指导书
一、课程设计的目的
《机床夹具》课程设计是在学完了专业基础课程后进行的一个实践性教学环节。其目的
是：
1、培养学生综合应用《机械制造工艺与机床夹具》课程及其它有关先修课程的理论知
识，把理论知识和生产实际密切结合，能够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，学会拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计，进一步提高结构设计能力。
2、培养学生熟悉并运用有关手册、图表、规范等有关资料文献的能力。
3、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。
4、培养学生独立思考和独立工作的能力，为毕业后走向社会从事相关技术工作打下良
好的基础。

二、课程设计的要求与内容
本次设计按学号顺序（或者自由组合）分组进行，每6人一组，每组一个题目。要求每
组根据提供的零件工序图，设计一种专用夹具（车、铣、钻夹具），并撰写设计说明书。
学生应在教师指导下，按本指导书的规定，认真地、有计划地按时完成设计任务。必须以负
责的态度对待自己所作的技术决定、数据和计算结果。注意理论与实践的结合，以期使整个
设计在技术上是先进的，在经济上是合理的，在生产上是可行的。
具体内容如下：
（1）绘制夹具装配总图和关键零件图一张；
（2）撰写设计说明书一份。

三、设计方法和步骤
1、制订设计方案，绘制结构草图
设计方案的确定是一项十分重要的设计程序，方案的优劣往往决定了夹具设计的成败。因此，
宁可在这里多花一点时间充分地进行研究、讨论，而不要急于绘图、草率从事。最好制订两
种以上的结构方案，进行分析比较，确定一个最佳方案。
（1）确定定位方法，选择定位元件。定位应符合“六点定则”。定位元件尽可能选用标
准件，必要时可在标准元件结构基础上作一些修改，以满足具体设计的需要。
（2）确定夹紧方式，设计夹紧机构。夹紧可以用手动、气动、液压或其他力源形式。重
点应考虑夹紧力的大小、方向、作用点，以及作用力的传递方式，看是否会破坏定位，是否
会造成工件过量变形，是否能满足生产率的要求。对于气动、液压夹具，应考虑气（液压）
缸的形式、安装位置、活塞杆长短等。
（3）确定夹具整体结构方案。定位、夹紧确定之后，还要确定其他机构，如对刀装置、
导引元件、分度机构、顶出装置等。最后设计夹具体，将各种元件、机构有机地连接在一起。
（4）夹具精度分折。在绘制的夹具结构草图上，标注出初步确定的定位元件的公差配合
关系及相互位置精度，然后计算定位误差，根据误差不等式关系检验所规定的精度是否满足
本工序加工技术要求，是否合理。否则应采取措施后（如重新确定公差，更换定位元件，改
变定位基准，必要时甚至改变原设计方案）重新分析计算。
（5）夹具夹紧力分析。首先应计算切削力大小，它是计算夹紧力的主要依据。通常确定
切削力有以下三种方法：
1）由经验公式算出；
2）由单位切削力算出；
3）由手册上提供的图表查出。
根据切削力、夹紧力的方向、大小，按静力平衡条件求得理论夹紧力。为了保证工件装夹的
安全可靠，夹紧机构（或元件）产生的实际夹紧力，一船应为理论夹紧力的1.5~2.5倍。
应当指出，由于加工方法、切削刀具、装夹方式干差万别，夹紧力计算有时是没有现成的公
式可套用的，需要同学们根据过去已掌握的知识、技能进行分析、研究来确定合理的计算方
法，或采用经验类比法，千万不要为了计算而去计算，只要在说明书内阐述清楚这样处理夹
紧力的理由即可。
2、绘制夹具装配总图
夹具装配总图应能清楚地表示出夹具的工作原理和结构，各元件间相互位置关系相外廓尺
寸。主视图应选择夹具在机床上使用时正确安放时的位置，并且是工人操作面对的位置。夹
紧机构应处于“夹紧”状态下。要正确选择必要的视图、剖面、剖视以及它们的配置。尽量
采用1：1的比例绘制。基本步骤如下：
（1）参考草图设计布局。先将被加工零件用双点划线（或红色细实线）勾出轮廓。注意
工件轮廓是假想的透明体，不会挡住夹具上的任何线条，以后的绘制过程中要时时提醒自己
不要忘记这一点。
（2）依定位元件、导向（对刀）元件、夹紧装置、其他机构和辅助元件及夹具体的顺序
画出整个夹具结构。
（3）在总图适当的位置上画上缩小比例的工序图，以便于审核、制造、装配、检验者在
阅图时对照。
（4）标注夹具的有关尺寸、公差与技术要求。主要包括以下内容：
1）最大轮廓尺寸。长、宽、高，活动构件的最大活动范围。
2）与工件加工技术要求直接有关的尺寸和公差。如：
① 定位元件之间的尺寸及公差；
② 导向（或对刀）元件之间的尺寸及公差以及它们与定位元件之间的尺寸及公差；
③ 导向（或对刀）元件与夹具安装基面或机床连接元件之间的尺寸与技术要求；
④ 定位元件与夹具安装基面或与机床连接元件之间的尺寸与技术要求。
3）重要的配合尺寸及配合性质。如钻套内径、钻套与衬套、衬套与模板等处。
4）安装尺寸。夹具体与机床的连接尺寸。如车夹具与机床连接的锥柄、止口等。
5）其他技术要求。标于总图下方适当的位置。内容包括：为保证装配精度而规定或建
议采取的制造方法与步骤；为保证夹具精度和操作方便而应注意的事项；对夹具某些部件动
作灵活性要求等。
6）编制、标注零件序导，填写明细表、标题栏。

3、绘制夹具零件图
经教师指定绘制1个关键的、非标准的夹具零件，如夹具体。

4、撰写设计说明书
说明书是课程设计总结性文件。通过编写说明书，进一步培养学生分析、总结和表达的
能力，巩固、深化在设计过程中所获得的知识，是本次设计工作的一个重要组成部分。
说明书应概括地介绍设计全貌，对设计中的各部分内容应作重点说明、分析论证及必要的计
算。要求系统性好，条理清楚，图文并茂，充分表达自己的见解，力求避免抄书。文内公式、
图表、数据等出处，应以“[ ]”注明参考文献的序号。
说明书要求语言简练，文字通顺，图例清晰。采用A4纸打印，大标题采用黑体3号字，
小标题采用黑体4号字，内容采用宋体小4号字。
学生从设计一开始就应随时这项记录设计内容、计算结果、分析意见和资料来源，以及
教师的合理意见、自己的见解与结论等。每一设计阶段后，随即可整理、编写出有关部分的
说明书，待全部设计结束后，只要稍加整理，使可装订成册。
说明书包括的内容有：
（1）目录；
（2）设计任务书；
（3）总论或前言；
（4）设计思想与不同方案对比；
（5）定位分析与定位误差计算；
（6）对刀及导引装置设计；
（7）夹紧机构设计与夹紧力计算；
（8）夹具操作动作说明（也可和第（4）项合并进行）。
（9）设计心得体会。
（10）参考文献书目（书目前排列序号，以便于正文引用）。

四、课程设计成绩的评定
《机械制造工艺与机床夹具》课程设计成绩由平时成绩、设计图纸及说明书三部分组成，比
例为2：5：3，凡初评不合格的学生，给予一次修改机会，修改后成绩仍不合格者，成绩按
不及格计。

五、课程设计的进度与时间安排
本课程设计分为两个专业 数控10 张俊纪（带队）45人
机制10 张俊纪（带队）31人 孙莹31人31人
本次课程设计的时间为2周，具体进度安排如下：

时间（1周） 项目内容 备注
星期一 实训动员；确定夹具定位方案夹紧装置
星期二 夹紧装置
星期三 绘制夹具设计草图
星期四 修改及完善 交图纸
星期五 进行定位误差计算

时间（2周） 项目内容 备注
星期一 完成夹具总图绘制
星期二 完成夹具总图绘制 交图纸
星期三 一个主要零件的绘制 交图纸
星期四 夹具设计说明书
星期五 修改错误 实训总结 交报告
六、参考文献
1、 机床夹具设计，薛源顺主编，机械工业出版社，2000年11月
2、 机床夹具设计（修订本），王启平主编，哈尔滨工业大学出版社，1996年2月
附：设计题目
题目一：钻床夹具设计
如图1所示，设计加工链子板上2-Φ22mm孔的钻床夹具。图中其他各表面均已加工完毕。

图1 链子板
题目二：钻床夹具设计
图2所示为盖扳简图，在钻床上钻6-φ8mm孔，盖板的厚度为20mm。

图2 盖扳
题目三：钻床夹具设计

如图3所示，设计加工端盖上6×Φ6mm小孔的钻孔夹具。图中其他各表面均已加工完毕。

图3 端盖
题目四：钻床夹具设计
如图4所示，设计加工挡环上Φ10H7小孔的钻孔夹具。图中其他各表面均已加工完毕。

图4 挡环
题目五：钻床夹具设计
如图5所示，设计加工连接板Φ20mm孔的钻床夹具。图中其他各表面均已加工完毕。