第一篇：錐齒輪夾具說明書

機械工程課程設計說明書

設計題目：錐齒輪機械加工工藝規程的編制及夾具設計

指導教師： 馬蘇常 設 計 者：李 統 孫玉生 王愛愛 系 別： 機械工程學院 班 級： 機自0721班 學 號： 11 21 22

天津職業技術師范大學 課 程 設 計 任 務 書

機械工程 學院 機自0721 班 學生：李統 王愛愛 孫玉生 課程設計題目：

錐齒輪零件的機械加工工藝規程的編制及夾具設計

一、課程設計工作日自 2010年6月 25 日至 2010年7 月9 日

二、同組學生 李統 王愛愛 孫玉生

三、課程設計任務要求（包括課題來源、類型、目的和意義、基本要求、完成時間、主要參考資料等）：

1、設計目的：

（1）能熟練運用機械制造工藝學中的基本理論以及在生產實習中學到的實踐知識，正確解決零件加工中的定位、夾緊、工藝路線安排,工藝尺寸確定等問題,保證零件加工質量。（2）提高結構設計能力。（3）學會使用手冊及圖表資料。

2、設計要求：（生產綱領為大批量生產）

（1）零件圖 一張

（2）毛坯圖 一張（3）編制工藝過程卡片和工序卡片

一套（4）關鍵工序的專用夾具及夾具裝配圖

一至兩張（5）工藝和夾具三維裝配文件（源文件、動畫視頻）一套（6）設計說明書

一份（7）設計材料要求提交電子文檔和實物資料。

3、主要參考資料：

見說明書中的參考文獻。

指導教師簽字： 教研室主任簽字：

目錄

一、零件的工藝分析....................................................1

二、工藝過程設計......................................................1

1、定位基準的選擇.................................................1

2、毛坯的制造形式.................................................4

3、制定機械加工工藝路線：..........................................3

三、加工工序設計......................................................4

1、確定切削用量...................................................4

2、確定加工工序...................................................6

四、夾具設計.........................................................7

1、確定設計方案...................................................8

2、計算夾緊力.....................................................9

3、定位精度分析...................................................9

五、小結………………………………………………………………………………………… 9

六、參考文獻…………………………………………………………………………………… 9

附錄1：零件圖 附錄2：毛坯圖

附錄3：機械加工工藝過程卡片 附錄4：機械加工工序卡片 附錄3：夾具裝配圖

附錄4：夾具中主要零件的零件圖

一、零件的工藝分析

由零件圖分析可知，該零件為雙聯齒輪，且一端為斜齒圓柱齒輪，另一端為直齒錐齒輪，且形位公差要求較高，加工較為復雜。其材料為40Cr，該材料調質處理后具有良好的綜合力學性能和切削性能，適用于承受較大沖擊和要求耐磨零件。

零件的主要技術分析如下：

1）斜齒輪端面對A的跳動公差不超過0.02mm，內孔對B的跳動公差不超過0.02mm，斜齒輪端面對B的跳動公差不超過0.02mm，齒面對AB跳動公差要求不超過0.031mm。主要是保證端面平整光滑，齒形準確從而保證配合精度。

2）由于零件是雙聯齒輪，軸向距離較小，應選擇合理的加工工藝。3）為了保證齒輪精度，必須嚴格控制好定位。

4）要保證錐齒輪加工精度，在夾具設計中保證定位孔精度。

二、工藝過程設計

1、定位基準的選擇（1)、粗基面的選擇

基面選擇是工藝規程設計中的重要設計之一，基面的選擇正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得到提高。否則，會造成零件報廢，使生產無法進行。

(2)、精基面的選擇

精基準的選擇主要考慮基準重合的問題。選擇加工表面的設計基準為定位基準，稱為基準重合的原則。采用基準重合原則可以避免由定位基準與設計基準不重合引起的基準不重合誤差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保證。

2、毛坯的制造形式（1）、毛坯的選擇

毛坯種類的選擇決定與零件的實際作用，材料、形狀、生產性質以及在生產 中獲得可能性，毛坯的制造方法主要有以下幾種：

1、型材

2、鍛造

3、鑄造

4、焊接

5、其他毛坯。從材料和結構兩方面考慮，由于零件結構簡單，尺寸較小，且有階梯軸，力學性能要求較高，精度要求較高，且要進行中批量生產，所以選用胎模鍛件。其加工余量小、表面質量好、機械強度高、生產效率高。零件材料選用40Cr，毛坯尺寸精度要求為IT11~12級。

(2)、確定機械加工余量、毛坯尺寸和公差

1）求最大輪廓尺寸

根據零件圖計算輪廓的尺寸，最大直徑Ф170mm，最小直徑Ф114mm，總長為188mm。

2）選擇鑄件公差等級

查手冊胎模鍛方法按零件造型，鍛造材料按40Cr，得鍛造公差等級為11~12級。

3）求鍛件尺寸公差

根據零件尺寸，查鍛件國家標準，得尺寸公差均為±4。

4）求機械加工余量等級(3)、確定機械加工余量

根據鍛件質量、零件表面粗糙度、形狀復雜程度，取鍛件加工表面的單邊余量為5~6mm。

(4)、確定毛坯尺寸

上面查得的加工余量適用于機械加工表面粗糙度Ra≥1.6。Ra﹤1.6 的表面，余量要適當加大。

結合零件結構形狀及材料分析零件，且為批量生產，為簡化零件結構，考慮鍛造工藝性，對于加工表面Ra≧1.6，這些表面的毛坯尺寸只需將零件的尺寸加上所查的余量即可，對于Ra﹤1.6的表面，依據結構加工適當放量。從而繪制零件毛坯圖。

3、制定機械加工工藝路線：

為保證達到零件幾何形狀、尺寸精度、位置精度及各項技術要求，必須制定合理的工藝路線。由于生產綱領為批量生產，所以采用通用機床，配以專用的工、夾、量具，并考慮工序集中，以提高生產率和減少機床數量，使生產成本下降。

根據零件形狀和尺寸精度要求，現擬定兩條工藝路線如下： 工藝路線一：

工序一：鍛造

工序二：粗車各內外圓及各端面 工序三：調質

工序四：精車各內外圓及各端面 工序五：銑錐齒 工序六：插斜齒 工序七：去毛刺

工序八：檢查

工序九：入庫 工藝路線二：

工序一：鍛造

工序二：粗車各內外圓及各端面 工序三：調質

工序四：精車各內外圓及各端面 工序五：銑錐齒 工序六：滾斜齒 工序七：去毛刺 工序八：檢查 工序九：入庫 工藝路線比較：

上述兩個工藝路線，除第六道工序不同外，其余工序均相同。第六道工序都是為了加工斜齒，第一條工藝路線采用的是插齒，有足夠的讓刀空間，可以保證切削加工順利進行下去。第二條工藝路線采用的是滾齒，由于本零件帶有臺肩，不利于滾齒，容易造成干涉。因此，我們選擇第一條工藝路線。

三、加工工序設計

1、確定切削用量

(1)加工設備及刀具、量具的選擇

由于生產類型為中批量，故加工設備以通用機床為主，輔以少量專用機床，其生產方式以通用機床專用夾具為主，輔以少量專用機床的流水生產線，工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完成。

1)、選擇機床，根據不同的工序選擇機床：

由于本零件加工精度不高，普通機床就可以達到加工要求。因此我們選用最常用的機床：車床用CA6140，銑床用X6025，插床B5032A。下面是這兩臺機床的具體資料：

① 車床用CA6140 本系列車床適用于車削內外圓柱面，錐面及其它旋轉面。車削各種公制、英制、模數和徑節螺紋，并能進行鉆孔和拉油槽等工作。

CA6140 結構特點：

1>.CA系列產品，以“A”型為基型，派生出幾種變形產品。B型：主軸孔徑80mm，C型：主軸孔徑104mm。F型：液壓仿形。M型：精密型。

2>.床身寬于一般車床，具有較高的剛度，導軌面經中頻淬火，經久耐磨。3>.機床操作靈便集中，滑板設有快移機構。采用單手柄形象化操作，宜人性好。

4>.機床結構剛度與傳動剛度均高于一般車床，功率利用率高，適于強力高速切削。主軸孔徑大，可選用附件齊全。

② 銑床用X6025 產品說明：型號X6025，工作臺臺面尺寸為250x1100mm，主軸軸線距工作臺面距離為10~430mm，主軸轉速32~1600r/min。

③ 插床用B5032A

產品說明：型號B5032A，最大插削長度320mm，加工最大高度500mm，最大直徑為Φ630mm。

2)、選擇刀具： 選用硬質合金銑刀，硬質合金鉆頭，車刀選用高速鋼車刀，這種車刀工藝性好，具有較高的強度、硬度、韌性和耐磨性，可用于制造成各種刃形復雜的刀。具體見工序卡。

(2)、切削用量的選擇

切削速度、進給量和切削深度三者稱為切削用量。它們是影響工件加工質量和生產效率的重要因素。

為了保證加工質量和提高生產率，零件加工應分階段，中等精度的零件，一般按粗車一精車的方案進行。

粗車的目的是盡快地從毛坯上切去大部分的加工余量，使工件接近要求的形狀和尺寸。粗車以提高生產率為主，在生產中加大切削深度，對提高生產率最有利，其次適當加大進給量，而采用中等或中等偏低的切削速度。使用高速鋼車刀進行粗車的切削用量如下：切削深度ap=0.8～1.5mm，進給量f=0.2～0.3mm/r，切削速度v取30～50m/min(切鋼)。

粗車鑄、鍛件毛坯時，因工件表面有硬皮，為保護刀尖，應先車端面或倒角，第一次切深應大于硬皮厚度。若工件夾持的長度較短或表面凸不平，切削用量則不宜過大。

粗車應留有0.5～1mm作為精車余量。粗車后的精度為IT14-IT11表面粗糙度Ra值一般為12.5～6.3μm。

精車的目的是保證零件尺寸精度和表面粗糙度的要求，生產率應在此前提下盡可能提高。一般精車的精度為IT8～IT7，表面粗糙度值Ra=3.2～0.8μm所以精車是以提高工件的加工質量為主。切削用量應選用較小的切削深度ap=0.1～0.3mm和較小的進給量f=0.05～0.2mm/r，切削速度可取大些。

精車的另一個突出的問題是保證加工表面的粗糙度的要求。減上表面粗糙度Ra值的主要措施有如下幾點。

1）合理選用切削用量。選用較小的切削深度ap和進給量f可減小殘留面積，使Ra值減小。

2）適當減小副偏角Kr′或刀尖磨有小圓弧，以減小殘留面積，使Ra值減小。3）適當加大前角γ0，將刀刃磨得更為鋒利。

4）用油后加機油打磨車刀的前、后刀面，使其Ra值達到0.2～0.1μm可有效 8 減小工件表面的Ra值。

5）合理使用切削液，也有助于減小加工表面粗糙度Ra值。低速精車使用乳化液或機油。

2、確定加工工序（1）鍛造

（2）粗車右端面，外圓Φ158車至Φ164，錐齒臺肩厚度車至65，外圓Φ80車至Φ86，內孔車至Φ54，總長車至204，外圓Φ104車至Φ110，臺肩厚度25車至28（3）調質

（4）均勻余量，精車右端面，車準各內孔及退刀槽，倒角，車準各錐面，車準總長及臺肩厚度，車準各外圓（5）裝夾齒坯，銑準錐齒（6）插斜齒（7）鉗工去毛刺（8）檢查（9）入庫

四、夾具設計

1、確定設計方案

需要設計的夾具是用于工序5的齒坯定位，以便準確的加工齒形，加工保證錐齒精度和粗糙度。

分析加工要求必須限制的自由度，確定結構方案和選擇定位元件，為保證內

???孔與齒面的位置關系，準確加工錐齒，必須限制工件5個自由度，即X、Y、Y、??ZZ、。

從工件設計分析，25左端面為設計基準面；從使用方面分析，內孔Φ72H7、Φ60H7為配合表面，其軸線又是形位公差基準。因此，可以確定齒形加工的徑向 定位基準應該是Φ72H7和Φ60H7內孔，軸向定位基準是臺肩25左端面。

2、計算夾緊力

夾緊力的大小對工件裝夾的可靠性，工件和夾具的變形，夾緊裝置的復雜程度等都有很大影響。計算夾緊力是通常將夾具和工件看成一個剛性系統以簡化計算，然后根據工件受切削力、夾緊力處于靜力平衡條件時，計算出理論夾緊力再乘以安全系數作為實際所需的夾緊力。

夾緊力的計算：

夾緊力有M16的螺母與螺栓配合來提供

FJ?2FL

2D3?d3d2tan(???)?f23D?d2銑削力P計算公式：

P?328?t0.8?SZ0.8?D?1.1?B1.1?n?0.1?Z

P?328?200.8?0.10.8?110?1.1?41.1?800?0.1?24?480.256kg

F=9.8X480.256=4802N 代入夾緊力公式可得：夾緊力FJ=20475.5N 經查表滿足設計要求。

3、定位精度分析

錐齒在一次裝夾中加工完成，他們之間的定位精度由心軸來保證。心軸定位圓柱面及定位端面，共限制五個自由度，與FW160分度頭卡盤配合，共限制六個自由度，屬于完全定位。從而保證齒數齒形精度。

由設計手冊中查出 內孔與夾具體之間的配合為

H7 g6此外，夾具上還應標注以下技術要求 內孔軸線與定位面的垂直度0.02mm； 定位面的平行度0.02mm，五、小結

通過二個星期和小組人員的協作努力，我們綜合運用已學過的機械夾具設計知識，完成了本次的設計任務。因經驗有限，可能會存在很多的缺點和不足，我們將會在以后的學習中更加完善自己。

通過此次設計，我們熟悉了夾具設計手冊，提高了我們的繪圖能力，并且我們學會了編寫設計說明書。主要培養了我們獨立解決工程實際問題的能力。本次設計將為我們今后的學習和工作提供很大的幫助。

六、參考資料：

薛元順.機床夾具設計.北京：機械工業出版社，2000 楊立明.機床夾具設計手冊.北京：國防工業出版社.1996 崇凱 ．機械制造技術基礎課程設計指南.化學工業出版社，2006 倪森壽．機械制造工藝與裝備習題集和課程設計指導書．北京：化學工業出版社，2003 張龍勛．機械制造工藝學課程設計指導書及習題．北京：機械工業出版社，1999 趙家齊．機械制造工藝學課程設計指導書．北京：機械工業出版社，1986 李益民．機械制造工藝設計簡明手冊．北京：機械工業出版社，1994.7，1998重印．

第二篇：夾具說明書

沈陽理工大學應用技術學院機械制造裝備課程設計說明書

前言

機械制造技術基礎是機械設計制造及其自動化（或機械工程及自動化）專業的一門重要的專業基礎課。

機械設計是機械工程的重要組成部分，是決定機械性能的最主要因素。由于各產業對機械的性能要求不同而有許多專業性的機械設計。

在機械制造廠的生產過程中,用來安裝工件使之固定在正確位置上,完成其切削加工、檢驗、裝配、焊接等工作,所使用的工藝裝備統稱為夾具。如機床夾具、檢驗夾具、焊接夾具、裝配夾具等。

機床夾具的作用可歸納為以下四個方面：

1.保證加工精度

機床夾具可準確確定工件、刀具和機床之間的相對位置，可以保證加工精度。

2.提高生產效率

機床夾具可快速地將工件定位和夾緊，減少輔助時間。3.減少勞動強度

采用機械、氣動、液動等夾緊機構，可以減輕工人的勞動強度。

4.擴大機床的工藝范圍

利用機床夾具，可使機床的加工范圍擴大，例如在臥式車床刀架處安裝鏜孔夾具，可對箱體孔進行鏜孔加工。

機械制造裝備設計課程設計是機械設計中的一個重要的實踐性教學環節，也是機械類專業學生較為全面的機械設計訓練。其目的在于：

1.培養學生綜合運用機械設計基礎以及其他先修課程的理論知識和生產實際知識去分析和解決工程實際問題的能力，通過課設訓練可以鞏固、加深有關機械課設方面的理論知識。

2.學習和掌握一般機械設計的基本方法和步驟。培養獨立設計能力，為以后的專業課程及畢業設計打好基礎，做好準備。

3.使學生具有運用標準、規范手冊、圖冊和查詢有關設計資料的能力。

我國的裝備制造業盡管已有一定的基礎，規模也不小，實力較其它發展中國家雄厚。但畢竟技術基礎薄弱，滯后于制造業發展的需要。我們要以高度的使命感和責任感，采取更加有效的措施，克服發展中存在的問題，把我國從一個制造業大國建設成為一個制造強國，成為世界級制造業基礎地之一。

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1.產前準備

1.1年生產綱領

工件的年生產量是確定機床夾具總體方案的重要依據之一。如工件的年生產量很大，可采用多工件加工、機動夾緊或自動化程度較高的設計方案，采用此方案時，機床夾具的結構較復雜，制造成本較高；如工件的年生產量不大，可采用單件加工，手動夾緊的設計方案，以減小機床夾具的結構復雜程度及夾具的制作成本。如5萬件以上夾具復雜用全自動化的設備，5000件小批量生產用手動設備。

1.2生產條件

直徑從1毫米以下至120毫米的所有規格鉆頭都可以使用鉆床加工。

臺式鉆床的加工范圍通常在15毫米以下。立式鉆床的最大加工范圍通常在15~75毫米之間。搖臂鉆的最大加工范圍在25~120毫米之間。各種鉆床主軸的錐孔型號和功率不同。最小的高速臺鉆的功率只有200W，最大的搖臂鉆的功率可以達到25KW。

臺鉗常用在立式鉆床和臺式鉆床上，只能夾持小型零件，大中型零件通常在搖臂鉆上加工，直接夾緊在工作臺上。Z5025型號立式鉆床，最大鉆孔直徑25mm，主軸端至底面距離1000mm，主軸級數9級，主軸轉速范圍500-2000轉每分鐘，主軸行程200mm，外形尺寸1050×687×1980。

1.3零件工藝分析

本次課設是要為此圖1-3-1中的后托架設計一個鉆?6和M6孔的夾具，最終實現將工件定位，更加精確和方便的完成鉆孔工作，并保證能夾緊工件，夾緊力要適中，不要使工件變形，又能保證工件所要求的加工精度。沈陽理工大學應用技術學院機械制造裝備課程設計說明書

3783±0.0563±0.050.08B0.07A1.60.07A25607φ42217R86+00.025R25671.635±0.07312B1.6501205R7A0.0325φ30.20+0.2φ8φ25.5+0.308121610C-CRz50M6CRz50126.36.32-φ132-φ***215锪平156072-φ13R120Rz5026.31.620C2-φ10錐孔裝配鉸孔92未注明圓角半徑為R3—5.圖1-3-1

零件圖標出了工件的尺寸、形狀和位置、表面粗糙度等總體要求，它決定了工件在機床夾具中的放置方法，是設計機床夾具總體結構的依據,本工件放置方法應如圖1-3-1所示。工序圖給出了零件本工序的工序基準、已加工表面、待加工表面，以及本工序的定位、夾緊原理方案。工件的工序基準、已加工表面決定了機床夾具的方位方案，如選用平面定位、孔定位以及外圓面定位等；定位方案的選擇依據六點定位原理和采用的機床加工方法，定位方案不一定要定六個自由度，但要完全定位。工件的待加工表面是選擇機床、刀具的依據。確定夾緊機構要依據零件的外型尺寸，選擇合適的定位點，確保夾緊力安全、可靠同時夾緊機構不能與刀具的運動軌跡相沖突。

431.φ4606R8φ6Rz50沈陽理工大學應用技術學院機械制造裝備課程設計說明書

2.夾具結構設計

2.1定位機構

φ10R854-φ363242.545°4220216φ1016539425931***5240804230φ4.5技術要求1.外輪廓倒角為R10。2.突臺倒角為R2。1434φ22φ16φ12

圖2-1-1定位平面

在夾具設計中，定位方案不合理，工件的加工精度就無法保證。工作定位方案的確定是夾具設計中首先要解決的問題。

根據工序圖給出的定位元件方案，按有關標準正確選擇定位元件或定位的組合。在機床夾具的使用過程中，工件的批量越大，定位元件的磨損越快，選用標準定位元件增加了夾具零件的互換性，方便機床夾具的維修和維護。

2451044 沈陽理工大學應用技術學院機械制造裝備課程設計說明書

設計夾具是原則上應選該工藝基準為定位基準。無論是工藝基準還是定為基準，均應符合六點定位原理。

由于該零件的加工是鉆φ6孔并以外表面作為定位面，屬面定位類型，因此本次設計采用的定位機構為圓柱銷與大平面相結合。圓柱銷定位的形式很多，短圓柱銷定位限制Y，Z方向的移動，限制兩個自由度；長圓柱銷定位限制工件的Y，Z方向的轉動和移動，限制四個自由度；兩個短圓柱銷與長圓柱銷相同。大平面限制X，Y方向的轉動及Z方向的移動。裝夾工件時，通過工件孔和心軸接觸表面的彈性變形夾緊工件。本次設計的定位選用的是短銷與平面相結合，分別限制工件的X、Y方向的移動及轉動自由度以及Z方向的旋轉自由度。心軸定位的特點為結構簡單、制造容易、夾緊可靠，自鎖性好，夾緊動作慢、效率低。

2.2夾緊機構

圖2-2-1工件放置方式

1.夾緊的目的：使工件在加工過程中保持已獲得的定位不被破壞，同時保證加工精度。.夾緊力的方向的確定：

1）夾緊力的方向應有利于工件的準確定位，而不能破壞定位，一般要求主夾緊力應垂直于第一定位基準面。

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2）夾緊力的方向應與工件剛度高的方向一致，以利于減少工件的變形。

3）夾緊力的方向盡可能與切削力、重力方向一致，有利于減小夾緊力。.夾緊力的作用點的選擇：

1）夾緊力的作用點應與支承點“點對點”對應，或在支承點確定的區域內，以避免破壞定位或造成較大的夾緊變形。

2）夾緊力的作用點應選擇在工件剛度高的部位。

3）夾緊力的作用點和支承點盡可能靠近切削部位，以提高工件切削部位的剛度和抗振性。

4）夾緊力的反作用力不應使夾具產生影響加工精度的變形。

4.選擇夾緊機構：

設計夾緊機構一般應遵循以下主要原則： 1)夾緊必須保證定位準確可靠，而不能破壞定位。2)工件和夾具的變形必須在允許的范圍內。

3)夾緊機構必須可靠。夾緊機構各元件要有足夠的強度和剛度，手動夾緊機構 4)必須保證自鎖，機動夾緊應有聯鎖保護裝置，夾緊行程必須足夠。5)夾緊機構操作必須安全、省力、方便、迅速、符合工人操作習慣。6)夾緊機構的復雜程度、自動化程度必須與生產綱領和工廠的條件相適應。

圖2-2-2夾緊機構 沈陽理工大學應用技術學院機械制造裝備課程設計說明書

選用螺栓螺母夾緊機構來對被加工工件進行夾緊。

螺栓螺母夾緊機構的特點：①結構簡單，制造方便加緊可靠施力范圍大；②自鎖

性能好操；③擴力比80以上，行程S不受限制；④加緊工作慢，效力低。

2.3夾具體的總體設計圖:

2.4繪制夾具裝配圖

圖2-3-1總體圖 沈陽理工大學應用技術學院機械制造裝備課程設計說明書

1.裝配圖按1:1的比例繪制，用局部剖視圖完整清楚地表示出夾具的主要結構及夾具的工作原理。

2.視工件為透明體，用雙點劃線畫出主要部分（如輪廓、定位面、夾緊面和加工表面）。畫出定位元件、夾緊機構、導向裝置的位置。3.按夾緊狀態畫出夾緊元件和夾緊機構。

4.畫出夾具體及其它聯接用的元件（聯接體、螺釘等），將夾具各組成元件聯成一體。

此機床夾具要用到的零件如下：（1）工件

（2）活動墊片（3）內六角螺栓（4）削邊銷

（5）夾具體

（6）六角螺母

（7）平墊圈

（8）圓錐銷（9）圓錐銷 沈陽理工大學應用技術學院機械制造裝備課程設計說明書

（10）圓柱螺旋壓縮彈簧（11）臺肩銷

（12）調整螺栓

（13）內六角圓柱頭螺釘（14）壓板

（15）墊片

（16）螺栓

（17）內六角圓柱頭螺釘（18）定位塊

5.標注必要的尺寸、配合、公差等

(1)夾具的外形輪廓尺寸，所設計夾具的最大長、寬、高尺寸。

(2)夾具與機床的聯系尺寸，即夾具在機床上的定位尺寸。如車床夾具的莫氏硬度、銑床夾具的對定裝置等。

(3)夾具與刀具的聯系尺寸，如用對刀塊塞尺的尺寸、對刀塊表面到定位表面的尺寸及公差。

(4)夾具中所有有配合關系的元件間應標注尺寸和配合種類。

(5)各定位元件之間，定位元件與導向元件之間，各導向元件之間應標注裝配后的位置尺寸和形位公差。

6.夾具裝備圖上應標注的技術要求(1)定位元件的定位面間相互位置精度。

(2)定位元件的定位表面與夾具安裝基面、定向基面間的相互位置精度。

(3)定位表面與導向元件工作面間的相互位置精度。

(4)各導向元件的工作面間的相互位置精度。

(5)夾具上有檢測基準面的話，還應標注定位表面，導向工作面與該基準面間的位置精度。

對于不同的機床夾具，對于夾具的具體結構和使用要求，應進行具體分析，訂出具體的技術要求。設計中可以參考機床夾具設計手冊以及同類的夾具圖樣資料。7.對零件編號，填寫標題欄和零件明細表：

每一個零件都必須有自己的編號，此編號是唯一的。在工廠的生產活動中，生產

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部件按零件編號生產、查找工作。

完整填寫標題欄，如裝配圖號、名稱、單位、設計者、比例等。

完整填寫明細表，一般來說，加工工件填寫在明細表的下方，標準件、裝配件填寫在明細表的上方。注意，不能遺漏加工工件和標準件、配套件。8.機床夾具應滿足的基本要求包括下面幾方面：

1)保證加工精度 這是必須做到的最基本要求。其關鍵是正確的定位、夾緊和導向方案，夾具制造的技術要求，定位誤差的分析和驗算。

2)夾具的總體方案應與年生產綱領相適應 在大批量生產時，盡量采用快速、高效的定位、夾緊機構和動力裝置，提高自動化程度，符合生產節拍要求。在中、小批量生產時，夾具應有一定的可調性，以適應多品種工件的加工。

3)安全、方便、減輕勞動強度 機床夾具要有工作安全性考慮，必要時加保護裝置。要符合工人的操作位置和習慣，要有合適的工件裝卸位置和空間，使工人操作方便。大批量生產和工件笨重時，更需要減輕工人勞動強度。

4)排屑順暢 機床夾具中積集切屑會影響到工件的定位精度，切屑的熱量使工件和夾具產生熱變形，影響加工精度。清理切屑將增加輔助時間，降低生產率。因此夾具設計中要給予排屑問題充分的重視。

5)機床夾具應有良好的強度、剛度和結構工藝性 機床夾具設計時，要方便制造、檢測、調整和裝配，有利于提高夾具的制造精度。沈陽理工大學應用技術學院機械制造裝備課程設計說明書

結論

在這次歷時兩個禮拜的課程設計中，發現自己在理論與實踐中有很多的不足，自己知識中存在著很多漏洞，看到了自己的實踐經驗還是比較缺乏，理論到實踐的能力還急需提高。讓我認識到了仔細認真的重要性。

這次課程設計讓我們更能注意到細枝末節。這次課設使我對機床夾具設計有了更深刻的理解，特別使其中的技術要求。同時感覺到了細節的重要性。有時候我們我們錯的并不是理論，而是我們很容易忽略的線型和該刪掉的線我們沒有刪掉。作為一個設計者不僅應掌握良好的專業知識，有一個認真仔細的心態，還有有一個冷靜的心態，遇到問題不能慌亂，不知所措

首先根據工件的加工要求，我選擇了鉆床，因此加工方向式垂直與水平面的。然后工件主要定位部分為直徑為φ30mm的中心孔和一側端面，用長銷小平面定五個自由度。雖然沒有滿足六個自由度的要求，但是不影響機床夾具的工作。因為被加工件需要鉆2個孔不限制Z向的旋轉會增進效率。最后是將定位銷和支承板固定在夾具體上，利用銷定位、螺柱、螺母和內六角螺釘進行定位、夾緊。這樣將工件穩固的夾緊在機床上，能更方便，準確的進行鉆孔加工。通過以上這些步驟，此機床夾具可以正常工作，此項設計方案可實施。通過精度驗算可知，此項機床夾具可施行。工件的定位、夾緊符合要求。

在設計的過程中，雖然感覺到了我的不足之處，但是我也學到了不少東西。在一定程度上，使我對以前學習過的東西有了加深理解和熟練操作。課程設計是機械專業學習的一個重要的、總結性的理論和實踐相結合的教學環節，是綜合運用所學知識和技能的具體實踐過程。通過本次夾具設計，我對所學的專業知識有了更深刻的理解和認識。課程設計內容源于生產實踐，使得課程設計和實踐得到了充分的結合，有利于培養解決工程實際問題的能力。上學期在沈飛進工廠實習或參觀的時候對夾具也有所了解，而這次課程設計的經歷，使我對夾具有了更深刻的認識

我們在這次的學習實踐中看到了自己的不足，同時發現到自己的一個不足，意味著我們成長了一點，如果我們每天成長一點點，那么我們會穩扎穩打的走向成功。沈陽理工大學應用技術學院機械制造裝備課程設計說明書

致謝

為期兩周的課程設計轉眼就過去了。通過這兩個星期的課程設計，使我綜合的運用了幾年所學的專業知識。在課程設計中，發現自己在理論與實踐中有很多的不足，自己知識中存在著很多漏洞，看到了自己的實踐經驗還是比較缺乏，理論到實踐的能力還急需提高。

首先，感謝學校給我們提供這次難得的實習機會，這讓我真切的體會到理論與實際相結合的意義，為我今后的機械制造技術設計思路奠定了基礎。從次課程設計中能讓我們學習到一些課本中不能引起我們注意的細節東西，感謝學校為我們提供的寶貴學習機會！

我非常感謝我的指導教師張福老師。兩周來，我時刻體會著老師嚴肅的科學態度，嚴謹的治學精神，精益求精的工作作風，不論天氣有多么的炎熱，都會在我們身邊細心指導。在課外時間，我們不明白一些設計的問題和有關畫圖方面的問題時，每次去老師那里，老師都會在百忙之中給我們足夠的時間去問問題，有時還會和我坐下來一起討論設計的方案。當我的提出的方案不是經濟實用的時候老師會細心講解給予更好的意見。整個過程，老師都傾注了大量的心血。正是在老師科學、嚴謹的指導下，我的課程設計才能順利進行，這篇論文也才得以順利完成。老師不僅在學習上對我嚴格要求，在我們的思想行為上都給予了教育與指導。

這次課程設計雖然我完成的不是很成熟，但是通過老師的幫助和自己的努力完成課程設計還是讓我有一種自豪感，這是我自己真的去思考，設計，查詢資料得來的成果。在這次課程設計結束的時候，我感到有一種輕松感，不是因為課程設計不用再做了，而是因為我從這次課程設計中獲得了知識，有所學、有所用。更加知道我們將來能做什么，會做什么，該做什么。讓我們對行業有了了解，讓我們對自己的未來有了規劃。

感謝老師的細心指導！沈陽理工大學應用技術學院機械制造裝備課程設計說明書

參考文獻

[1] 作者：吳宗澤，羅圣國，書名《機械設計課程設計手冊》，出版者：高等教育出版社，出版年：1999，引用部分起止頁：37～46。

[2] 作者：李慶余，書名《機械制造裝備設計》，出版者：機械工業出版社，出版年：2008年，版次：2版

[3] 作者：張海華，書名《機械制造裝備設計指導書》，出版者：機械工程系，引用部分起止頁：44～46頁。

[4] 作者：薛源順，書名《機床夾具圖冊》，出版者：機械工業出版社，出版年2003年，版次：1版

第三篇：專用夾具說明書

機械制造裝備設計

課程設計說明書

題目

后輪專用夾具設計

系

機械與運載學院

專業

機械設計制造及其自動化

班級

081412

姓名

顧育銘

學號

指導教師

趙 元

完成日期 2011 年 7 月 13 日

沈陽理工大學應用技術學院

沈陽理工大學應用技術學院機械制造裝備課程設計說明書

《機械制造裝備設計》課程設計計劃書

一、課程設計目的

1、本課程設計是《機械制造裝備設計》課程的延續，通過設計實踐，進一步掌握機械制造裝備設計的一般方法。

2、培養學生綜合運用機械制圖、機械設計基礎、金屬材料及熱處理、機械制造結構工藝等相關知識，培養工程設計的能力。

3、培養學生使用手冊、圖冊、有關資料及設計標準規范的能力。

4、提高學生技術總結及編制技術文件的能力。

5、為畢業設計打下良好的基礎。

二、課程設計題目

后輪專用夾具設計

三、課程設計的內容與基本要求

（一）內容

1、完成后輪工件的鏜孔專用夾具總裝配圖。

2、完成鏜孔專用夾具部分零件工作圖。

3、編寫設計計算說明書。

4、總工作量要求：總圖量為：0#圖紙1張；設計計算說明書15頁。

（二）基本要求

1、課程設計必須獨立的進行，每人必須完成總工作量要求。

2、根據設計題目，完成規定的設計內容和工作量要求。

3、正確的運用手冊、標準，設計圖樣必須符合國家標準規定。

4、設計計算說明書力求用工程術語，簡明扼要，計算合理、準確，表達清晰，文字通順簡練，字跡工整。

四、進度安排 1、1-2天分析零件草圖，初定零件工作圖，擬定夾具設計方案。2、3-5天完成夾具裝配草圖設計。3、6-10畫零件工作圖、夾具裝配圖、夾具零件圖及設計計算說明書。

課程設計指導教師： 趙 元 2011 年 7 月 4 日

沈陽理工大學應用技術學院機械制造裝備課程設計說明書

教研室主任： 趙艷紅

2011 年 7 月 4 日

摘 要

機械制造過程中用來固定加工對象，使之占有正確的位置，以接受施工或檢測的裝置。又稱卡具。從廣義上說，在工藝過程中的任何工序，用來迅速、方便、安全地安裝工件的裝置，都可稱為夾具。例如焊接夾具、檢驗夾具、裝配夾具、機床夾具等。其中機床夾具最為常見，常簡稱為夾具。在機床上加工工件時，為使工件的表面能達到圖紙規定的尺寸、幾何形狀以及與其他表面的相互位置精度等技術要求，加工前必須將工件裝好（定位）、夾牢（夾緊）。夾具通常由定位元件（確定工件在夾具中的正確位置）、夾緊裝置、對刀引導元件(確定刀具與工件的相對位置或導引刀具方向)、分度裝置（使工件在一次安裝中能完成數個工位的加工，有回轉分度裝置和直線移動分度裝置兩類）、連接元件以及夾具體（夾具底座）等組成。

夾具種類按使用特點可分為：1）通用夾：通用夾具是指已經標準化的，在一定范圍內可用于加工不同工件的夾具。例如，車床上三爪卡盤和四爪單動卡盤，銑床上的平口鉗、分度頭和回轉工作臺等。這類夾具一般由專業工廠生產，常作為機床附件提供給用戶。其特點是適應性廣，生產效率低，主要適用于單件、小批量的生產中。

2）專用夾具：專用夾具是指專為某一工件的某道工序而專門設計的夾具。其特點是結構緊湊，操作迅速、方便、省力，可以保證較高的加工精度和生產效率，但設計制造周期較長、制造費用也較高。當產品變更時，夾具將由于無法再使用而報廢。只適用于產品固定且批量較大的生產中。3）通用可調夾具和成組夾具：其特點是夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調整，以適應不同零件的加工。用于相似零件的成組加工所用的夾具，稱為成組夾具。通用可調夾具與成組夾具相比，加工對象不很明確，適用范圍更廣一些。4）組合夾具：組合夾具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的標準元件和部件組裝而成的夾具。由專業廠家制造，其特點是靈活多變，萬能性強，制造周期短、元件能反復使用，特別適用于新產品的試制和單件小批生產。

國際生產研究協會的統計表明，目前中、小批多品種生產的工件品種已占工件種類總數的85％左右。現代生產要求企業所制造的產品品種經常更新換代，以適應市場的需求與競爭。然而，一般企業都仍習慣于大量采用傳統的專用夾具，一般在具有中等生產能力的工廠里，約擁有數千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產的企業中，每隔3~4 沈陽理工大學應用技術學院機械制造裝備課程設計說明書

年就要更新50~80％左右專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為10~20％左右。特別是近年來，數控機床、加工中心、成組技術、柔性制造系統（FMS）等新加工技術的應用。

目 錄

課程設計計劃書???????????????????????????????1 摘要????????????????????????????????????2 1.設計準備?????????????????????????????????

41.1年生產綱領??????????????????????????????4 1.2零件工藝分析?????????????????????????????4 2.方案設計?????????????????????????????????5 3.定位元件及夾緊機構????????????????????????????6 3.1工件以平面定位 ?????????????????????????????6

3.2工件以圓柱孔定位????????????????????????????6 3.3工件以外圓柱面定位???????????????????????????7 3.4工件以一面兩孔定位???????????????????????????7 3.5 夾緊力的方向的確定???????????????????????????7 3.6夾緊力的作用點的選擇??????????????????????????7 3.7選擇夾緊機構?????????????????????????????8 4.總體設計?????????????????????????????????8

4.1后輪專用夾具的基本組成 ????????????????????????8 4.2總體夾具裝配圖????????????????????????????8 5.零件設計?????????????????????????????????9

5.1定位元件及定位裝置零件的設計??????????????????????9 5.2加緊元件及夾緊裝置??????????????????????????10 5.3導向及對刀元件????????????????????????????10 5.4對刀元件及定向元件??????????????????????????11 6.定位誤差設計??????????????????????????????11 6.1.定位誤差??????????????????????????????11 6.2產生定位誤差的原因??????????????????????????11 6.3定位誤差的計算???????????????????????????12 總 結?????????????????????????????????13 沈陽理工大學應用技術學院機械制造裝備課程設計說明書

致 謝?????????????????????????????????14 參考文獻?????????????????????????????????15

1.設計準備

1.1年生產綱領

工件的年生產量是確定機床夾具總體方案的重要依據之一。如工件的年生產量很大，可采用多工件加工、機動夾緊或自動化程度較高的設計方案，采用此方案時，機床夾具的結構較復雜，制造成本較高；如工件的年生產量不大，可采用單件加工，手動夾緊的設計方案，以減小機床夾具的結構復雜程度及夾具的制作成本。如大批量夾具復雜，用全自動化的設備，小批量生產用手動設備。零件的年生產綱領可按下式計算：

N?Qn(1?a%?b%)

式中： N ——零件的年生產綱領（件 / 年）；

Q——產品的年生產綱領（臺 / 年）； n——每臺產品中該零件的數量（件 / 臺）； a%——備品的百分率； b%——廢品的百分率。1.2零件工藝分析

了解工藝規程中本工序的加工內容，機床、刀具、切削用量、工步安排、工時定額，同時加工零件數。這些是在考慮夾具總體方案、操作、估算夾緊力等方面必不可少的。根據零件圖1-1可知，本道工序的內容是鏜Φ58孔，保證表面粗糙度值為1.6,并且保證相對于基準C的垂直度誤差為0.04mm。

沈陽理工大學應用技術學院機械制造裝備課程設計說明書

圖1-1 零件草圖

2.方案設計

方案一：臥鏜

采用一個V型塊和一個浮動V型塊用來定位，在零件后面加一個單板將其定位，把零件立起來用浮動V型塊來夾緊，然后再前后兩端加上支架，并在支架上安裝鏜套。

這種方法給加工帶來很多的不變，有可能導致工件定位不準確，這樣就不能保證垂直度誤差，用浮動V型塊夾緊容易使工件發生變形，所設計的專用夾具零件過多，提高了生產成本。方案二：立鏜

把零件放在底板上限制3個自由度，一個移動，兩個轉動，再用一個V型塊和一個浮動V型塊來限制2個自由度，兩個移動，總共是5個自由度。然后用兩個U型壓板來夾緊零件，防止零件在加工的過程中產生Z向的轉動。最后在工件上方加一個支承板按上鏜套。如圖2-1所示。

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圖2-1 方案設計圖

3.定位元件及夾緊機構

3.1工件以平面定位

工件以平面為定位基準定位時，常用支承釘和支承板作為定位元件。

1）主要支承

主要支承是指能起限制工件自由度作用的支承

1.固定支承：定位支承點位置固定不變的定位元件，包括支承釘和支承板。

2.可調支承：在夾具中定位支承點的位置可調節的定位元件。可調支承的頂面位置可以在一定范圍內調強，一旦凋定后，用螺母鎖緊。溉整后它曲作用相當于一個固定支承。采用可凋支承，可以適應定位面的尺寸在一定范圍內的變化。

3.自位支承：又稱浮動支承，自位支承的位置可隨定位基準面位置的變化而自動與之適應的；雖然它們與工件的定位基準面可能不止一點接觸，但實質土只能起到一個定位支承點的作用。圖 9－8所示是一種常見的自位支承結構。沈陽理工大學應用技術學院機械制造裝備課程設計說明書

2）輔助支承

輔助支承是在夾具中不起限制自由度作用的支承。它主要是用于提高工件的支承剛度，防止工件因受力而產生變形。3.2工件以圓柱孔定位

1）定位心軸

定位心軸主要用于車、銑、磨、齒輪加工等機床上加工套筒類和空心盤類工件的定位，它包括圓柱心軸和小錐度心軸。二種圓柱剛牲心軸的典型結構。圖9－10a所示為過盈配合心軸。心軸前端有導向部分。過盈心軸限制了 四個自由度。該心軸定心精度高，并可由過盈傳遞切削力矩。間隙配合心軸，當間隙較小時，它限制工件的 四個自由度；當間隙較大時，只限制貫X、Y兩個移動自由度，此時工件定位還應和較大的端面配合使用，用來限制X、Y、Z、Y、Z 五個自由度。切削力矩靠端部螺旋夾緊產生的夾緊力傳遞。此種心軸定心精度不高，但裝卸工件方便。

2）圓柱銷

圓柱銷有長、短兩種。短定位銷一般限制 XY二個移動自由庋。長定位銷在配合較緊時，限制X移動、Y移動和X旋轉、Y旋轉四個自由度。圖9-16為常用的定位銷。定位銷端部均有15°倒角以便引導工件套入。圖9－lld所示的可換式定位銷。

3）圓錐銷

固定的圓錐銷限制X移動、Y移動和Z移動三個自由度。3.3工件以外圓柱面定位

工件以外圓為定位基準時，可以在 v形塊、圓定位套、半圓定位套、錐面定位套和支承扳上定位。其中，用V形塊定位最常見。常用的v形塊的結構型式，的型式適于小型零件定位，C適于中型以上零件的定位。V形塊上兩斜面間的夾角一般選60°、90°和120°，其中90°應用最多。

3.4工件以一面兩孔定位

所謂一面兩孔是指定位基誰采用一個大平面和該平面上與之垂直的兩個孔來進行定位。如果該平面上沒有合適的孔，常把連接用的螺釘孔的精度提高或專門做出兩個工藝孔以備定位用。工件以一面兩孔定位所采用的定位元件是“一面兩銷”，故亦稱一面兩銷定位為了避免采用兩短圓銷所產生的過定位干涉，可以將一個圓銷削邊。這樣，可以既保證沒有過定位，又不增大定位時工件的轉角誤差。，夾具上的支承面限制 z移動、x旋轉和 沈陽理工大學應用技術學院機械制造裝備課程設計說明書

y旋轉三個自由度，短圓銷隈制 兩個移動自由度，削邊銷限制Z旋轉自由度，屬完全定位。

3.5 夾緊力的方向的確定

1）夾緊力的方向應有利于工件的準確定位，而不能破壞定位，一般要求主夾緊力應垂直于第一定位基準面。

2）夾緊力的方向應與工件剛度高的方向一致，以利于減少工件的變形。3）夾緊力的方向盡可能與切削力、重力方向一致，有利于減小夾緊力。

3.6夾緊力的作用點的選擇

1）夾緊力的作用點應與支承點“點對點”對應，或在支承點確定的區域內，以避免破壞定位或造成較大的夾緊變形。

2）夾緊力的作用點應選擇在工件剛度高的部位。

3）夾緊力的作用點和支承點盡可能靠近切削部位，以提高工件切削部位的剛度和抗振性。

4）夾緊力的反作用力不應使夾具產生影響加工精度的變形。

3.7選擇夾緊機構

設計夾緊機構一般應遵循以下主要原則：

1)夾緊必須保證定位準確可靠，而不能破壞定位。2)工件和夾具的變形必須在允許的范圍內。

3)夾緊機構必須可靠。夾緊機構各元件要有足夠的強度和剛度，手動夾緊機構 4)必須保證自鎖，機動夾緊應有聯鎖保護裝置，夾緊行程必須足夠。5)夾緊機構操作必須安全、省力、方便、迅速、符合工人操作習慣。6)夾緊機構的復雜程度、自動化程度必須與生產綱領和工廠的條件相適應。

4.總體設計

4.1后輪專用夾具的基本組成

（1）定位元件及定位裝置：采用一個V型塊、一個浮動V型塊、一個底板；

（2）夾緊元件及夾緊裝置：采用兩個U型壓板； 沈陽理工大學應用技術學院機械制造裝備課程設計說明書

（3）導向元件：選用鏜套；

（4）對刀元件及定向元件：采用兩個定向鍵；（5）夾具體：采用底板、三個支承板； 4.2總體夾具裝配圖

5.零件設計

5.1定位元件及定位裝置零件的設計

用于確定工件正確位置的元件或裝置。采用一個V型塊、一個浮動V型塊、一個底板。

沈陽理工大學應用技術學院機械制造裝備課程設計說明書

V型塊

浮動V型塊

5.2加緊元件及夾緊裝置

用于固定元件已獲得的正確位置的元件或裝置。采用兩個U型壓板； 沈陽理工大學應用技術學院機械制造裝備課程設計說明書

U型壓板

5.3導向及對刀元件

用于確定工件與刀具相互位置的元件。選用鏜套；

鏜套

5.4對刀元件及定向元件

動力裝置在成批生產中，為了減輕工人勞動強度，提高生產率，常采用氣動、液動等動力 沈陽理工大學應用技術學院機械制造裝備課程設計說明書

裝置。采用兩個定向鍵；

定向鍵

6.定位誤差設計

6.1定位誤差

工件的加工誤差，是指工件加工后在尺寸，形狀和位置三個方面偏離理想工件的大小，它是由三部分因素產生的：

1）工件在夾具中的定位、夾緊誤差。

2）夾具帶著工件安裝在機床上，夾具相對機床主軸（或刀具）或運動導軌的位置誤差，也稱對定誤差。

3）加工過程中誤差，如機床幾何精度，工藝系統的受力、受熱變形、切削振動等原因引起的誤差。

其中定位誤差是指工序基準在加工方向上的最大位置變動量所引起愛的加工誤差。6.2產生定位誤差的原因 1.基準不重合來帶的定位誤差：

夾具定位基準與工序基準不重合，兩基準之間的位置誤差會反映到被加工表面的位置上去，所產生定位誤差稱之為基準轉換誤差。2.間隙引起的定位誤差

在使用心軸、銷、定位套定位時，定位面與定位元件間的間隙可使工件定心不準產生定位誤差。

3.與夾具有關的因素產生的定位誤差

1）定位基準面與定位元件表面的形狀誤差。沈陽理工大學應用技術學院機械制造裝備課程設計說明書

2）導向元件、對刀元件與定位元件間的位置誤差，以及其形狀誤差導致產生的導向誤差和對刀誤差。

3）夾具在機床上的安裝誤差，即對定誤差導致工件相對刀具主軸或運動方向產生的位置誤差。

4）夾緊力使工件與定位元件間的位置誤差，以及定位元件、對刀元件、導向元件、定向元件等元件的磨損。

6.3定位誤差的計算

鏜桿與鏜套間隙的間隙會引偏刀具，產生中心距誤差e，由下式求出：

e=(H/2 + h + b)△max/H e----刀具引偏量（mm）H----鏜套導向寬度（mm）

h----鏜套端面與工件間的空間距離（mm）

△max----鏜桿與鏜套的最大間隙

鏜桿與鏜套的配合為φ58H7/r6，可知△max=0.052mm；將H=47mm, h=36, B=25mm代入，可求得e=0.05mm。

由于上述各項都是按最大誤差計算，實際上各項也不可能同時出現最大值，各誤差方向也很可能不一致，因此，其最和誤差可按概率法求和：

???0.0282?0.032?0.0242?0.052?0.024mm 該項誤差大于中心距允差的2/3，可用。

總 結 沈陽理工大學應用技術學院機械制造裝備課程設計說明書

在這次歷時兩個禮拜的課程設計中，發現自己在理論與實踐中有很多的不足，自己知識中存在著很多漏洞，看到了自己的實踐經驗還是比較缺乏，理論到實踐的能力還急需提高。

在設計的過程中，雖然感覺到了我的不足之處，但是我也學到了不少東西。在一定程度上，使我對以前學習過的東西有了加深理解和熟練操作。課程設計是機械專業學習的一個重要的、總結性的理論和實踐相結合的教學環節，是綜合運用所學知識和技能的具體實踐過程。通過本次夾具設計，我對所學的專業知識有了更深刻的理解和認識。課程設計內容源于生產實踐，使得課程設計和實踐得到了充分的結合，有利于培養解決工程實際問題的能力。以前進工廠實習或參觀的時候對夾具也有所了解，而這次課程設計的經歷，使我對夾具有了更深刻的認識。

首先根據已知工件的需要，選擇加工機床，應選用鏜床加工比較合理，因此加工方向式垂直與水平面的。然后工件主要定位部分為直徑為φ76mm的外圓和一側端面，用長V型塊和一個定位銷定五個自由度。雖然沒有滿足六個自由度的要求，但是不影響機床夾具的工作。因為被加工件需要鏜一個孔不限制X向的旋轉。最后是將鏜套和V型塊固定在夾具體上，利用銷定位、螺柱、螺母和內六角螺釘進行定位、夾緊。這樣將工件穩固的夾緊在機床上，能更方便，準確的進行鏜孔加工。通過以上這些步驟，此機床夾具可以正常工作，此項設計方案可實施。通過精度驗算可知，此項機床夾具可施行。工件的定位、夾緊符合要求。

這次課程設計雖然不是屬于實踐的操作，但是從這次課程設計中能讓我們學習到一些課本中不能引起我們注意的細節東西，因此，體驗這次課程設計讓我們更能注意到細枝末節。這次課設使我對機床夾具設計有了更深刻的理解，特別使其中的技術要求，比如：夾緊力的方向要有利于工件的定位，并注意工件的剛性方向，不能使工件有脫離定位表面的趨勢，夾具體一般設計成平板式，保證具有足夠的剛性，還有設計的裝配圖應按照1：1的比例畫出，視圖要完整清楚的表示出夾具的主要結構及夾具的工作原理，并視所有工件為透明體，用雙點劃線畫出主要部分，并畫出定位元件，夾緊機構和導向裝置的位置。

我們每一個人永遠不能滿足于現有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面還有更高的山峰在等著你。挫折是一份財富，經歷是一份擁有。這次課程設計必將成為我人生旅途上一個非常美好的回憶！

致

謝沈陽理工大學應用技術學院機械制造裝備課程設計說明書

在老師和同學的共同努力下，我們在兩周的時間內完成了夾具課程設計。我們花費的時間很長，因為這是同學第一次進行這樣的課程設計。雖然過程中我們遇到了遇到困難，但是在老師的指點下，同學們都的十分的努力。我們這次終于把我們所學的知識運用到現實中來了，這對同學們加深對課本知識的理解很有好處。同學學會了對于不同的待工件設計不同的夾具，對于夾具的各種標準件都學會了如何查標準件手冊、如何使用它們。這些都是因為老師的幫助下，我們才能完成的。謝謝老師。

參考文獻 沈陽理工大學應用技術學院機械制造裝備課程設計說明書

[1] 李慶余．機械制造裝備設計[M]．2版.北京：機械工業出版社，2008.7 [2] 白成軒．機床夾具設計新原理[M]．北京：機械工業出版社，1997 [3] 宋殷．機床夾具設計[M]．開封：河南科學技術出版社，1985 [4] 東北重型機械學院，等.機床夾具設計手冊[M].上海：上海科學技術出版社，1980

第四篇：直齒錐齒輪傳動計算例題

直齒錐齒輪傳動計算例題

例題10-3

試設計一減速器中的直齒錐齒輪傳動。已知輸入功率P=10kw，小齒輪轉速n1=960r/min，齒數比u=3.2，由電動機驅動，工作壽命15年（設每年工作300天），兩班制，帶式輸送機工作平穩，轉向不變。

[解]

1.選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數

（1）選用標準直齒錐齒輪齒輪傳動，壓力角取為20°。

（2）齒輪精度和材料與例題10-1同。

（3）選小齒輪齒數z1=24，大齒輪齒數z2=uz1=3.2×24=76.8，取z2=77。

2.按齒面接觸疲勞強度設計

（1）由式（10-29）試算小齒輪分度圓直徑，即

d1t≥34KHtT1?R(1-0.5?R)2u?(ZHZE[σH])2

1)

確定公式中的各參數值。

①

試選KHt=1.3。

②

計算小齒輪傳遞的轉矩。

T1=9.55×106×10960N?mm=9.948×104N?mm

③

選取齒寬系數?R=0.3。

④

由圖10-20查得區域系數ZH=2.5。

⑤

由表10-5查得材料的彈性影響系數ZE=189.8MPa1/2。

⑥

計算接觸疲勞許用應力[σH]。

由圖10-25d查得小齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限分別為σHliml=600MPa，σHlim2=550MPa。

由式（10-15）計算應力循環次數：

N1=60n1jLh=60×960×1×2×8×300×15=4.147×109，N2=N1u=4.147×1093.2=1.296×109

由圖10-23查取接觸疲勞壽命系數KHN1=0.90，KHN2=0.95。

取失效概率為1%，安全系數S=1，由式（10-14）得

[σH]1=KHN1σHlim1S=0.90×6001MPa=540MPa

[σH]2=KHN2σHlim2S=0.95×5501MPa=523MPa

取[σH]1和[σH]2中的較小者作為該齒輪副的接觸疲勞許用應力，即

σH=[σH]2=523MPa

2）試算小齒輪分度圓直徑

d1t≥34KHtT1?R(1-0.5?R)2u?(ZHZE[σH])2

=34×1.3×9.948×1040.3×1-0.5×0.32×7724×2.5×189.85232mm

=84.970mm

(2)調整小齒輪分度圓直徑

1）計算實際載荷系數前的數據準備。

①圓周速度v0

dm1=d1t1-0.5?R=84.970×1-0.5×0.3mm=72.225mm

vm=πdm1n160×1000=π×72.225×96060×1000m/s=3.630m/s

②當量齒輪的齒寬系數?d。

b=?Rd1tu2+1/2=0.3×84.970×(77/24)2+1/2mm=42.832mm

?d=bdm1=42.83272.225=0.593

2)計算實際載荷系數KH。

①由表10-2查得使用系數KA=1。

②根據Vm=3.630m/s、8級精度（降低了一級精度），由圖10-8查得動載系數Kv=1.173。

③直齒錐齒輪精度較低，取齒間載荷分配系數KHα=1。

④由表10-4用插值法查得7級精度、小齒輪懸臂時，得齒向載荷分布系數KHβ=1.345。

由此，得到實際載荷系數

KH=KAKVKHαKHβ=1×1.173×1×1.344=1.578

3)由式（10-12），可得按實際載荷系數算得的分度圓直徑為

d1=d1t3KHKHt=84.970×31.5781.3mm=90.634mm

及相應的齒輪模數

m=d1z1=90.63424mm=3.776mm

3.按齒根彎曲疲勞強度設計

（1）由式（10-27）試算模數，即

mt≥3KFtT1?R1-0.5?R2z12u2+1?YFaYsaσF

1）

確定公式中的各參數值。

①

試選KFt=1.3。

②

計算YFaYsa[σF]°

由分錐角δ1=arctan1u=arctan2477=17.312°和δ2=90°-17.312°=72.688°，可得當量齒數Zv1=z1cosδ1=24cos17.312°=25.14，Zv2=Z2cosδ2=77cos72.688°=258.76。

由圖10-17查得齒形系數YFa1=2.62、YFa2=2.11。

由圖10-18查得應力修正系數Ysa1=1.59、Ysa2=1.89。

由圖10-24c查得小齒輪和大齒輪的齒根彎曲疲勞極限分別為σFlim1=500MPa、σFlim2=380MPa。

由圖10-22取彎曲疲勞壽命系數KFN1=0.85、KFN2=0.88。

取彎曲疲勞安全系數S=1.7，由式（10-14）得

σF1=KFN1σFlim1S=0.85×5001.7MPa=250MPa

σF2=KFN2σFlim2S=0.88×3801.7MPa=197MPa

YFa1Ysa1σF1=2.63×1.60250=0.0167

YFa2Ysa2σF2=2.13×1.87197=0.0202

因為大齒輪的YFaYsa[σF]大于小齒輪，所以取

YFaYsaσF=YFa2Ysa2σF2=0.0202

2)試算模數。

mt≥3KFtT1?R1-0.5?R2z12u2+1?YFaYsaσF

=31.3×9.948×1040.3×(1-0.5×0.3)2×242×(77/24)2+1×0.0202mm

=1.840mm

（2）調整齒輪模數

1）計算實際載荷系數前的數據準備。

①圓周速度v。

d1=m1z1=1.840×24mm=44.160mm

dm1=d11-0.5?R=44.160×1-0.5×0.3mm=37.536mm

vm=πdm1n160×1000=π×37.536×96060×1000m/s=1.887m/s

③

齒寬b。

b=?Rd1u2+12=0.3×44.160×77242+1/2mm=22.260mm

2)計算實際載荷系數KF。

①根據v=1.887m/s，8級精度，由圖10-8查得動載系數Kv=1.12。

②直齒錐齒輪精度較低，取齒間載荷分配系數KFα=1。

③由表10-4用插值法查得KHβ=1.340，于是KFβ=1.270。

則載荷系數為

KF=KAKvKFαKFβ=1×1.12×1×1.270=1.425

2）

由式（10-13），可得按實際載荷系數算得的齒輪模數為

m=mt3KFKFt=1.840×31.4251.3mm=1.897mm

按照齒根彎曲疲勞強度計算的模數，就近選擇標準模數m=2mm，按照接觸疲勞強度算得的分度圓直徑d1=90.634mm，算出小齒輪齒數z1=d1m=90.6342=45.32。

取z1=46，則大齒輪齒數z2=uz1=3.2×46=147.2。為了使兩齒輪的齒數互質，取z2=147。

4.幾何尺寸計算

（1）計算分度圓直徑

d1=z1m=46×2mm=92mm

d2=z2m=147×2mm=294mm

（2）計算分錐角

δ1=arctan1u=arctan46147=17°22＇34″

δ2=90°-17°22＇34″=72°37＇26″

（3）計算齒輪寬度

b=?Rd1u2+12=0.3×90×147462+1/2mm=46.21mm

取b1=b2=46mm。

5.結構設計及繪制齒輪零件圖（從略）

6.主要設計結論

齒輪z1=46、z2=147，模數m=2mm，壓力角α=20°，變位系數x1=0、x2=0，分錐角δ1=17°22＇34″、δ2=72°37＇26″，齒寬b1=b2=46mm。小齒輪選用40

Cr（調質），大齒輪選用45鋼（調質）。齒輪按7級精度設計。

第五篇：鉆孔夾具設計說明書（模版）

鉆床夾具設計說明書1

設計內容：

1、加工工件圖

2、鉆床夾具裝配圖1張

3、鉆床夾具零件3張

4、課程設計說明書 1份 前言：

1、主要技術指標 1）保證工件的加工精度

專用夾具應有合理的定位方案、合適的尺寸、公差和技術要求，并進行必要的精度分析，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。2）提高生產效率

專用夾具的復雜程度要與工件的生產綱領相適應。應根據工件生產批量的大小選用不同復雜程度的快速高效夾緊裝置，以縮短輔助時間，提高生產效率。3）工藝性好

專用夾具的結構簡單、合理、便于加工、裝配、檢驗和維修。專用夾具的生產屬于中批量生產。4）使用性好

專用夾具的操作應簡便、省力、安全可靠，排屑應方便，必要時可設置排屑結構。5）經濟性好

除考慮專用夾具本身結構簡單、標準化程度高、成本低廉外，還應根據生產綱領對夾具方案進行必要的經濟分析，以提高夾具在生產中的 經濟效益。

2、設計方案、設計方法、設計手段

（一）研究原始資料

在明確夾具設計任務后，應對以下幾方面的原始資料進行研究。

1、研究加工工件圖樣

了解該工件的結構形狀、尺寸、材料、熱處理要求，主要表面的加工精度、表面粗糙度及其它技術要求。

2、熟悉工藝文件，明確以下內容

（1）毛坯的種類、形狀、加工余量及其精度。

（2）工件的加工工藝過程、工序圖、本工序所處的地位，本工序前已加工表面的精度及表面粗糙度，基準面的狀況。（3）本工序所使用的機床、刀具及其它輔具的規格。（4）本工序所采用的切削量。

（二）擬訂夾具的結構方案

擬訂夾具的結構方案包括以下幾個內容 1）確定夾具的類型

各類機床夾具均有多種不同的類型、鉆床夾具有固定式、翻轉式、蓋板式和滑板式等，應根據工件的型狀、尺寸、加工要求及重量確定為固定式。

2）確定工件的定位方案，設計定位裝置

根據六點定位原則，通過分析工序圖確定工件以椎孔定位，定位元件為心軸。

3）確定工件的夾緊方式，設計夾緊裝置

常用的夾緊機構有斜楔夾緊、螺旋夾緊、偏心夾緊、鉸鏈夾緊等。根據工件的結構，加工方法其因素確定為螺旋夾緊。4）確定引導元件（鉆套的類型及結構尺寸）

鉆套的類型有固定式鉆套、可換式鉆套、快換式鉆套、特殊式鉆套，根據工件加工量確定為可換式鉆套。5）夾具精度分析與計算 6）繪制夾具總圖

3、主要工作程序

1)零件本工序的加工要求分析 2)確定夾具類型

3)擬定定位方案和選擇定位元件 4)確定夾緊方案

5)確定引導元件(鉆套的類型及結構尺寸)6)夾具精度分析與計算 7)繪制夾具總圖 8)繪制夾具零件圖樣 9）編寫設計說明書 設計思想

本工序是為一空心軸零件加工 1 個φ8H8的小孔,所設計的一套鉆床專用夾具。主要技術指標能保證工件的加工精度、提高生產效率、工藝性好和使用性好。

我們在設計專用夾具時為了能滿足工件的加工精度要求，考慮了合理的定位方案、合適的尺寸、公差和技術要求，并進行了必要的精度分析。由于是中批量生產，采用了固定式鉆床夾具，提高了生產效率。在工藝性方面使這種夾具的結構簡單、合理、便于加工、裝配、檢驗和維修。在使用性方面這種夾具的操作簡便、省力、安全可靠，排屑也方便，必要時可設置排屑結構。通過對鉆床夾具設計的制作，進一步鞏固和所學基本知識并使所學知識得到綜合運用。學會查閱和收集技術資料，提高運用計算機輔助設計的能力，樹立正確的設計思想和嚴謹的工作作風。

設計思想：以定位軸為主定位，以固定式套筒為輔助定位。此次需要完成的題目如下：

如下圖所示，設計加工擋環上φ8H8小孔的鉆床夾具。圖中其他各表面均已加工完畢。

1、鉆床夾具設計過程

1.1 零件本工序的加工要求分析 鉆φ8H8孔，本工序前已加工的表面有：

(1)φ28孔及其端面；

(2)外徑φ42兩端面。

本工序使用機床為 Z5125立鉆。刀具為通用標準工具。

1.2 確定夾具類型

本工序所加工一個孔(φ8H8)，位于距工件左端面25的軸表面上，孔徑較小，工件重量輕、輪廓尺寸以及生產量為中批量生產等原因，采用固定式鉆模。

1.3 擬定定位方案和選擇定位元件(1)定位方案

根據工件結構特點，其定位方案如下：

①以工件的一端為定位面，以心軸定位，限制5個自由度。這一定為方案設計基準與定位基準重合，所以初步選定。(2)選擇定位元件

選擇帶臺階面的定位心軸，作為以φ10H7孔及其端面的定位元件。定位副配合取φ8H8/f7。(3)定位誤差計算

10加工φ8H8孔時孔距尺寸24-?00..05mm的定位誤差計算

由于基準重合，故ΔB=0； 不存在基準位移誤差，故ΔD=0。

10由此可知此定位方案能滿足尺寸24-?00..05的定位要求。

1.4 確定夾緊方案

參考夾具資料，以定位軸為主定位，以固定式套筒為輔助定位，采用 M18螺母、端蓋、墊圈和定位軸在φ28H7孔右端面夾緊工件。1.5 確定引導元件(鉆套的類型及結構尺寸)6

由于生產量為中批量生產故選用可換鉆套。主要尺寸由《機床夾具零、部件》國家標準 GB/T2263 — 80、GB/T2265 — 80選取。鉆孔時鉆套內徑為φ9 mm。外徑為φ15mm。中間襯套內徑為φ15 mm。中間襯套外徑為φ22 mm。鉆套端面至加工面的距離取 8mm。麻花鉆選用φ9mm。引導元件至定位元件間的位置尺寸為29± 0.02 mm。鉆套軸線對基面的垂直度允差為 0.02mm。1.6 夾具精度分析與計算

10所設計夾具需保證的加工要求有：尺寸 24-?00..05mm；孔 φ8軸線對 φ14 軸線間垂直度公差0.1 mm等二項，精度分別驗算如下：

10(1)尺寸 24-?00..05mm的精度校核

A、定位誤差ΔD，有前計算，已知ΔD=0；

B、鉆套與中間襯套間的最大配合間隙ΔT1= 0.027mm；

C、定位軸的定位端面至襯套中心距離（26mm）其尺寸公差按工件相應尺寸公差的三分之一取為ΔJ1=0.03 mm； D、麻花鉆與鉆套內孔的間隙 X 2= 0.04mm；

E、鉆套外徑與中間襯套內徑間的最大配合間隙ΔI= 0.027mm； F、鉆頭在鉆套孔中的傾斜誤差： X1=（B+S+H/2）×X2 ÷H 由于B=5 mm，S=8 mm，H=15 mm。所以X1=（5+8+9）×0.04÷18=0.059 G、鉆套中間襯套內外表面軸度公差e1=e2=0.02 mm； 按概率法相加

ΔT=［（2ΔJ1）2+ e12+ e22+Δ12+ X12］ =0.104 mm ΔD+ΔT=0.104 mm＜0.15 mm

10因而該夾具能保證尺寸24-?00..05 mm的加工要求。

(2)孔φ8軸線對φ14軸線間垂直度公差0.1 mm精度校核 鉆套孔軸線對夾具底座間垂直度誤差ΔT=0.02 mm 因此此夾具能保證兩孔軸線的垂直度要求。1.7夾緊機構設計與夾緊計算 1.7.1夾緊機構設計

根據設計思想，則此鉆床夾具采用固定式鉆床夾具，草圖如下所示： 夾緊計算

1）F?9.81CFd0ZffKF

查表可得CF=42.7、xf=1.0、yf=0.7、.KFZ=.0.9 因此Fz=.595N CMYMM?9.81CMd0fKM

查表可得CM=0.021、xM=2.0、yM=0.8、.KM=.0.87 因此 扭M=1.6Nm 由夾緊力機構產生的實際夾緊力應滿足下式 P=K×F' 其中：其余系數K=K1×K2×K3×K4 K1——基本安全系數 1.3 K2——加工性質系數1.1 K3——刀具鈍化系數1.15 K4——斷續刀削系數1.2

所以 K=1.3×1.1×1.15×1.2.=1.98 考慮實際夾緊力較小，以及所加工零件的結構特征，決定選用滑動壓板夾緊結構 而且不需要進行強度.校核.。1.8操作過程

扭松螺母將工件裝到定位軸上，裝上端蓋扭緊螺母，則工件被固定。扭松螺母，拆下端蓋，則可取下工件。2.繪制夾具總圖

根據已完成的夾具結構草圖，進一步修改結構，完善視圖后，繪制正式夾具總裝圖。如下所示:

3.繪制夾具零件圖 如下所示：

圖1.夾具體

圖2.定位銷軸

圖3.鉆模板

4.小結

短短的一個星期里，從白紙到完成模具總裝圖，零件圖，設計說明書，學到很多原本學到的但不是很懂的知識，了解了一些設計的和過程。通過這次模具設計，綜合運用本專業所學課程的理論和生產實際知識進行一次模具設計工作的實際訓練從而培養和提高我們獨立工作能力，鞏固與擴充了冷沖壓模具設計等課程所學的內容，掌握沖裁模具設計的方法和步驟，掌握模具設計的基本的模具技能懂得了怎樣分析零件的工藝性，怎樣確定工藝方案，了解了模具的基本結構，提高了計算能力，繪圖能力，熟悉了規范和標準，同時各科相關的課程都有了全面的復習，獨立思考的能力也有了提高。

參考文獻

[1] 李華.機械制造技術.高等教育出版社,2007 [2] 薛彥成.公差配合與技術測量,1992 [3] 莫章金.周躍生.AutoCAD2002工程繪圖與訓練,2007 [4] 隋明陽.機械設計基礎,2002 [5]王先逵.《機械制造工藝學》，2003