第一篇：機床鉆孔夾具設計__畢業(yè)論文

摘要

在機械制造各行業(yè)的工藝過程中廣泛應用著各種不同的，用以固定加工對 象，使之占有正確位置，以便接受施工的一種工藝裝備，統(tǒng)稱為夾具。因此，無 論是在機械加工，裝配，檢驗，還是在焊接，熱處理等冷，熱工藝中，以及運輸 工作中都大量采用夾具。但在機械加工中應用最為廣泛的是金屬切削機床上使用 的夾具，我們稱其為機床夾具。它在保證產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)，高產(chǎn)，低成本，充分發(fā)揮現(xiàn) 有設備的潛力，以便工人掌握復雜或精密零件加工技術，以減輕繁重的體力勞動 等諸方面起著巨大的作用。因此，機床夾具的設計和使用是促進生產(chǎn)迅速發(fā)展的 重要工藝措施之一。為此，在本次畢業(yè)設計時，選擇了機床夾具設計。本文主要圍繞機床鉆孔夾具設計為中心。用以鉆HBC6700方向機殼體，首先 通過參觀實習讓我們對夾具設計有了初步的了解，特別是對蓋板式鉆模夾具設計 的了解更為深刻。然后，在導師的指導下，對夾具設計方案進行分析和選擇。選 定方案后，通過查閱相關夾具設計書籍和相關圖例在鉆孔夾具設計過程中，在 查閱了相關文獻后完成外文翻譯。參考相關資料完成夾具的總體設計。

關鍵詞： 關鍵詞：機械；夾具；鉆模；加工

目錄

摘要 ·····································......................................................................1 前 言·········································································1 第 1 章 鉆孔夾具設計的要求 ···················································2 1.1 鉆孔夾具方案設計 …….........................................................................................................2 1.2 了解夾具總體設計的要求 …….............................................................................................2 第 2 章 鉆床夾具設計特點 ···················································· 4 2.1 確定夾具的類型 ……..............................................................................................................4 2.2 鉆模的主要類型 …….............................................................................................................4 2.3 蓋板式夾具特點 …….............................................................................................................5 第 3 章 工件的夾緊計算及其選擇 ·············································· 7 3.1 工件的夾緊 ……......................................................................................................................7 3.1.1 夾緊基本原理理論 ······················································· 7 3.1.2 夾緊座 ································································· 8 3.1.3 夾緊壓板 ······························································· 8 3.1.4 夾緊螺釘 ······························································ 9 3.2 夾緊力的選擇 …….................................................................................................................9 3.2.1 夾緊力方向 ··························································....10 3.2.2 夾緊力的作用點 ·····················································......10 3.2.3 夾緊力的計算 ···············································......................10 3.2.4 夾具精度計算與分析 ·····················································11 第 4 章 夾具結構分析與設計....................................................................................................13

4.1 夾具的夾緊裝置和定位裝置 …….....................................................................................13 4.2 夾具的導向 ……...................................................................................................................14 4.3 鉆孔與工件之間的切屑間隙……..........................................................................................15 4.4 鉆模板 ……............................................................................................................................16 4.5 總體分析夾具 …....................................................................................................................16 總 結········································································17 參考文獻·····································································18 致 謝···································································

前言

在機械加工過程中，夾具按專業(yè)化程度可分為通用夾具、專用夾具、可調(diào) 夾具、組合夾具、成組夾具、標準夾具、隨行夾具、組合機床夾具等。我這次設 計的是蓋板式鉆夾具。這是一種專用夾具，專為一工件的一道工序而設計的夾具。鉆夾具的主要任務是保證刀具旋轉軸線對工件定位表面有正確的相互位置，根據(jù) 工件的集合形狀和尺寸結構及工藝特性，選擇不同形式的鉆模以保證產(chǎn)品精度和 生產(chǎn)率。在眾多鉆模夾具機床中，綜合考慮設計要求、特點及夾具設計原理等的各 方面的因素，選擇了用蓋板式鉆模，它一般用于加工小型工件上分布在一個面上 的孔。本文就圍繞此夾具的方案選擇，確定夾具，設計夾具等等展開的。但是，由于知識的缺陷，設計時考慮的不夠周全，還存在一些錯誤，請各 位老師和同學指出，我將做到虛心接受，努力提高自己。1

第 1 章 鉆孔夾具設計的要求

1.1 鉆孔夾具方案設計

方案設計是夾具設計的重要階段，它在分析各種原始資料的基礎上，要完 成下列設計工作： ① 研究殼體零件原始資料，明確設計要求。② 擬訂鉆孔夾具結構方案，繪制夾具結構草圖。③ 繪制夾具總圖，標注有關尺寸及技術要求。④ 繪制零件圖。從另外一方面來說，機床夾具設計是工藝裝備設計中的一個重要組成部分，是保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高勞動生產(chǎn)率的一項重要技術措施。在設計過程中應深人實 際，進行調(diào)查研究，吸取國內(nèi)外的先進技術，制定出合理的設計方案，再進行具 體的設計。而深入生產(chǎn)實際調(diào)查研究中，應當掌握下面的一些資料：

(1)工件圖紙；詳細閱讀工件的圖紙，了解工件被加工表面是技術要求，該 零件在機器中的位置和作用，以及裝置中的特殊要求。

(2)工藝文件：了解工件的工藝過程，本工序的加工要求，工件被加工表面 及待加工面狀況，基準面選擇的情況，可用機床設備的主要規(guī)格，與夾具連接部 分的尺寸及切削用量等。

(3)生產(chǎn)綱領：夾具的結構形式應與工件的批量大小相適應，做到經(jīng)濟合理。在本次畢業(yè)設計的夾具要求是中小批量生產(chǎn)的夾具設計。

(4)制造與使用夾具的情況，有無通用零部件可供選用。工廠有無壓縮空氣 站；制造和使用夾具的工人的技術狀況等。夾具的出現(xiàn)可靠地保證加工精度，提高整體工作效率，減輕勞動強度，充分 發(fā)揮和擴大機床的工藝性能。1.2 了解夾具總體設計的要求[ 1）夾具應滿足零件加工工序的精度要求。特別對于精加工工序，應適當提高夾具的精度，以保證工件的尺寸公差和形狀位置公差等。2）夾具應達到加工生產(chǎn)率的要求。特別對于大批量生產(chǎn)中使用的 夾具，應設法縮短加工的基本時間和輔助時間。

3夾具的操作要方便、安全。按不同的加工方法，可設置必要的 防護裝置、擋屑板以及各種安全器具。

4能保證夾具一定的使用壽命和較低的夾具制造成本。

夾具元件的材料選用將直接影響夾具的使用壽命。因此，定位元件以及主要元件宜采用力 學性能較好的材料。夾具的低成本設計在世界各國都以相當重視。為此，夾具的 復雜程度應與工件的生產(chǎn)批量相適應。在大批量生產(chǎn)中。宜采用氣壓、液壓等高 效夾緊裝置；而小

批量生產(chǎn)，則宜采用較簡單的夾具結構。5）要適當提高夾具元件的通用化和標準程度。選用標準化元件，特別應選用商品化的標準元件，以縮短夾具制造周期，從而降低夾具成本。6）必須具有良好的結構工藝性，以便夾具的制造、使用和維修。以上要求有時是互相矛盾的，故應在全面考慮的基礎上，處理好主要矛盾，使之 達到較好的效果。例如鉆模設計中，通常側重于生產(chǎn)率的要求。

第 2 章 鉆床夾具設計特點

2.1 確定夾具的類型

按使用范圍，夾具可分為通用夾具和專用夾具兩類。通用夾具適用于各種不 同尺寸的零件加工，如導尺、分度盤等。這類夾具是作為附件與機床一起配套供 應的。專用夾具是專門為某一工件在某一工序進行加工而設計的夾具，如在銑床 上加工彎曲零件必須采用相應的夾具，在壓刨上加工斜面、曲面也要采用專用夾 具。

2.2 鉆模的主要類型

鉆床專用夾具一般通稱為“鉆模”。可按鉆模有無夾具體，以及夾具體是否 可動，而分為下面幾類：

1.固定式鉆模 這種鉆模在使用時，是被固定在鉆床工作臺。用于在立軸式鉆床上加工較 大的單孔或在搖臂鉆床上加工平行孔系。如果要在立式鉆床上使用固定式鉆模加 工平行空系，則需要在機床主軸上安裝鉆模時，一般先將裝在主軸上的定尺刀具 伸入鉆套中，以確定鉆模的位置，然后將其緊固。這種加工方式的鉆孔精度比較 高。

2回轉式鉆模 回轉式鉆模主要用于加工同一圓周面上的平行孔系，或分布在圓周上的徑 向孔。有立軸、臥軸和斜軸回轉等三種基本形式。由于回轉臺已標準化，并作為 機床附件由專門廠生產(chǎn)供應，固回轉式鉆模的設計，大多數(shù)情況是設計專用的工 作夾具和標準回轉臺聯(lián)合使用。

3.翻轉式鉆模 主要用于加工小型工件不同表面上的孔。使用翻轉式鉆模可減少工件裝夾 的次數(shù)，提高工件上各孔之間的位置精度。4.蓋板式鉆模 這種鉆模無夾具體，其定位元件和夾緊裝置直接裝在鉆模板上。鉆模板在 工件上裝夾，適合于體積大而笨重的工件上的小孔加工。夾具、結構簡單輕便，易清除切屑；但是每次夾具需從工件上裝卸，較費時，故此鉆模的質(zhì)量一般不宜 超過10 kg。5.滑柱式鉆模 滑柱式鉆模的結構已經(jīng)標準化了和規(guī)格化了，具有不同的系列。使用時，只要根據(jù)工件的形狀、尺寸和加工要求等具體情況，專門設計制造相應的定位夾緊裝置和鉆套等，裝在夾具體的平臺或鉆模板上的適當位置，就可用于加工。此次設計的夾具工件是側蓋，圖為其中部分結構。

圖2.1鉆孔零件

此設計針對這四個孔設計蓋板式鉆孔夾具。

2.3 蓋板式夾具特點

蓋板式鉆模的特點是沒有夾具體。圖所示為加工車床溜板箱上多個小孔所 用的蓋板式鉆模，它用圓柱銷1和菱形銷3在工件兩孔中定位，并通過3個支承釘4 安放在工件上。蓋板式鉆模的優(yōu)點是結構簡單，多用于加工大型工件上的小孔，如圖2所示。

圖2.2 蓋板式鉆模 1——圓柱銷；2——鉆模板；3——菱形銷；4——支撐釘

1）工件的定位 該套夾具采用的定位： 該套夾具采用“一銷一孔”的定位.通過一個銷及工件上一個孔及其該工件 的一個平面進行定位。其中孔限制X、Y方向上移動，銷限制繞Z旋轉。若定位銷為長銷，則出現(xiàn)過定位。所以定位銷為短定位銷。5 2）定位銷的選擇

從上可知此套夾具選取的定位銷為一圓柱銷實現(xiàn)定位，此銷應可換。按表選取 D=13，H=18。根據(jù)尺寸選取的可換圓柱定位銷為A

型:A13n6X24 GB2204-1980。在“一銷一孔”定位方式中，銷是限制Z旋轉自由度的。工件以“一銷一孔”定位時的定位誤差： 設計中兩銷為垂直放置，孔和銷皆為Ф13H7/h6。

0 由公差和配合表可知，定位孔為 Φ13 +0.018，定位銷為 Φ13 ?0.011。0 ε01XW=δg1+δj1+Δ1=0.018+0.011+0=0.029 ΔD.W=ε01XW/2=0.0146 由上述分析可知，欲減少系統(tǒng)定位誤差，可以采取提高定位孔、定位銷的 精度或配合類別，采用消除間隙的結構，選取孔距大的雙孔定位等，設計中選擇 的工件定位孔是Ф10，精度是7級。孔距公差為±0.015，定位平面的平面度為0.06，表面粗糙度為Ra=1.6。從對加工零件進行分析之后，可知采用蓋板式鉆模，不管是裝夾還是在效率 上都優(yōu)于其他的鉆模。所以選擇了這種方案。

第 3 章 工件的夾緊計算及其選擇

3.1 工件的夾緊 3.1.1 夾緊基本原理理論

夾緊的目的是保證工件在夾具中的定位，不致因工時受切削力，重力或伴生 離心力，慣性力，熱應力等的作用產(chǎn)生移動或振動。夾緊裝置是夾具完成夾緊作 用的一個重要的而不可以缺少的組成部分，除非工件在加工過程中所受到的各種 力不會使它離開定位時所需確定的位置，才可以設有夾緊裝置。夾緊裝置設計的 優(yōu)劣，對于提高夾緊的精度和加工作效率，減輕勞動強度都有很大的影響。

夾緊對象特征 夾 緊 功 能 原 理 方 案 設 計 功能項 加工信息特征 夾緊要求特征 動力源項 原理解項 元功能解項 技術性 評價項 經(jīng)濟性 社會性 備注項 應用實例 技術參數(shù)

夾緊功能原理方案設計組成結構

分析各類夾具的基本功能要求可以將夾緊裝置概括為兩類： 第一類是性能要 求，主要指定位唯一性、定位穩(wěn)定性，夾緊穩(wěn)定性及總體約束；第二類要求是夾 具的結構剛性、成本及易操作性、易于維修等要求。本設計目錄中功能項包括夾 緊對象特征項、加工信息特征及夾緊要求特征。夾緊對象特征項目：包括夾緊對象類型、材

料、形狀、體積、數(shù)量、物理特 性、磁性、導電性、剛性等信息。加工信息特征項：加工類型、機加工、裝配、檢測、焊接等、加工參數(shù)、切 削參數(shù)、運動參數(shù)、幾何參數(shù)等。夾緊要求特征項：主要指性能要求，包括定位要求、定位基準選擇，如特征 點、特征面。夾緊力大小、夾緊方向、夾緊行程、夾緊松開速率，自鎖性等。元件功能分析：夾緊功能主要包括四種元功能。它們是：定位功能、傳動功 能、執(zhí)行功能和分度功能等輔助功能。定位功能由定位元件完成，定位元件按定 位面特征分為平面定位元件、圓孔定位元件、外圓定位元件。傳動功能由中間遞

力機構完成，該機構一般有三個作用；改變作用力的力一向、大小和自鎖作用。目前常用的有以下機構：斜楔機構、螺旋機構、圓偏心機構、杠桿鉸鏈機構、連 桿機構、聯(lián)動機構、對中機構、定心機構等。設計夾緊裝置時，應滿足下述主要要求：

1.夾緊裝置在對工件夾緊時，不應破壞工件的定位，為此，必須正確選擇夾 緊力的方向及著力點。

2.夾緊力的大小應該可靠，適當，要保證工件在夾緊后的變形和受壓表面的 損傷不致超出允許的范圍。

3.夾緊裝置結構簡單合理，夾緊動作要迅速，操作方便省力，安全。

4.夾緊力或夾緊行程在一定范圍內(nèi)可進行調(diào)整和補償。

3.1.2 夾緊座

在不考慮重力和其它的伴生力的情況下，夾緊力的大小既與切削力的大小有 關，也與切削力對支承的作用有關。W=KM(f1Rf1+f2Rf2)N(其中 K=K1K2K3K4，K1=1.5~2，K2=1.2，K3=1.1~1.3，K4=1.2)M 為切削扭矩 W=1.8×1.2×1.2×1.2×85×(0.2×7+0.2×7)=740.28(N)Q Q 需= 需

KP/(f1+f2)=1.8×1.2×1.2×1.2×100/(0.2+0.2)=777.4N 為切削力

為簡化夾具的成本及考慮工廠實際情況，擬用螺釘夾緊裝置。計算螺釘?shù)膴A 緊力：W=2QL/ D 中/tg(α+φ1)。此公式采用中的數(shù)據(jù)以 M16 標準螺紋計算。α 為螺紋升角;t“gα=S/лD 中;φ1 螺紋摩擦角； 中螺紋中徑； 人工作用力； D Q 其中有 f=0.1(螺母端面與工件間的摩擦系數(shù))，φ1=6。34，；計算 W=836.8（N）。很明顯，可以使用螺釘夾緊機構。夾緊座加工要求：1.表面發(fā)藍或其它的防銹處理；2.熱處理:T10A，淬火 :，HRC60~64；滲碳深度 0.2~0.6mm；3.銳邊無毛刺；4.螺紋孔以國家標準的 M16 配 做。3.1.3 夾緊壓板 夾緊支板和夾緊座的目的相同，都是夾緊工件的，保證在加工過程中工件不 移動，限制它的自由度，夾緊支板的工件接觸裝置擬用夾緊螺釘，支板在其中是 輔助支承的，最終起決定作用的還是人的操作，不同人操作同樣的夾具或者是在 夾緊的過程中

用力和速度的不同，都對工件的加工精度有影響。由于取用的夾緊 螺釘是一樣的，前面已經(jīng)計算過了，在此不重復了。具體的結構見零件圖。

壓板

夾緊壓板加工要求：1.表面發(fā)藍或其它的防銹處理；2.熱處理:T10A，淬火 : HRC38~45；滲碳深度 0.2~0.6mm；3.銳邊無毛刺；4.螺紋孔以國家標準的 M27 配 做。[1] [6] 3.1.4 夾緊螺釘

根據(jù)公司的實際情況選用夾緊螺釘，人工操作。節(jié)省成本，制造夾具的時間 縮短并以國家標準的規(guī)格生產(chǎn)。夾緊功能的原理方案設計目錄是設計目錄應用的具體體現(xiàn)，由于夾具種類繁 多，如何對其進行抽象化整理，以利于運用設計目錄的結構形式，還需要更深入 的研究。建立原理方案設計目錄涉及的知識面較廣，難度較大，目錄本身的構造 規(guī)律也很復雜。這里僅作最基本的原理方案設計研究。為使工件在定位件上所占有的規(guī)定位置在加工過程中保持不變，就要用夾 緊裝置將工件夾緊.保證工件的定位基準與夾具上的定位表面可靠的接觸，防止 在加工過程中移動、振動、或變形。因為此套夾具加工的工件剛度較好，防止了切削力作用是所引起的振動，側面在加上移動壓板的定位，免除夾緊力對加工表面幾何形狀精度的不利影響夾 具的夾緊選用加工表面的松態(tài)夾緊，夾緊力的作用線不通過加工表面的周圍，使 加工表面的材料處在自由狀態(tài)下。

3.2 夾緊力的選擇 3.2.1 夾緊力方向

在保證安裝的真確可靠，減少工件的變形，定位方便和在可以減少所需夾 緊力的大小的前提下，此套夾具的夾緊方向和工件重力方向和切削方向相同。工 件的定位工作面為垂直方向上，則工件的夾緊通過工件的一個定位銷與水平方向 的移動壓塊完成。夾緊力的方向為平行重力方向垂直夾緊。

在本次夾具設計中，夾緊力是由中心螺桿和一邊壓板提供的。3.2.2 夾緊力的作用點 夾緊力的作用點是指夾緊元件與工件相接觸的一小塊面積。現(xiàn)在夾緊力的 方案已定。考慮夾具的結構尺寸特征可以確定夾緊力的作用點個數(shù)為2個。考慮夾緊力作用點的一般要求：① 夾緊力的作用點應能保持工件定位穩(wěn)定，而不至引起工件發(fā) 生位移和偏 轉；

② 夾緊力的作用點，應使被夾緊的夾緊變形盡可能的小些； ③ 夾緊力的作用點應盡可能靠近加工表面，以提高定位穩(wěn)定性。

3.2.3 夾緊力的計算

夾緊力的大小重要取決于切削P和重力G，重力是可認為不變的，而切削力 在切削的過程中是變化的。影響切削力的大小因素很多，如工件質(zhì)量的不均勻，加工質(zhì)量的不均勻，刀具磨損以及切削用量的變化等等。同時夾緊力也和其他因 素有關，如夾緊件和工件及工

件與定位件間接觸表面的光潔度，工藝系統(tǒng)的剛性 等等，因此夾具夾緊力的設計只能對其作初略的估算。W:實際夾緊力 Wi:理論夾緊力 K:安全系數(shù)

安全系數(shù):K= K1×K2×K3×K4 式中: K1-基本安裝系數(shù) K3-刀具鈍化系數(shù) 工件切削孔的位置如圖: K2-加工安裝系數(shù) K4-切削特點系數(shù)

圖3.3 鉆孔零件

其加工直徑全部為12.5 [1] 此套夾具的夾緊力計算如表1: 表 1 孔號 孔坐標(毫米)孔徑(毫米)x y 1 71.81 123.61 Φ12.5 2 126.61 129.56 Φ12.5 3 77.74 57.03 Φ12.5 4 132.67 61.82 Φ12.5 切削力P:P=2.6×D×S ×HB 式中:D-鉆孔直徑 0.8 0.6 走刀量(毫米/轉)0.10 0.10 0.10 0.10

S-走刀量 HB-材料布氏硬度

HB=Hbmax-(Hbmax-Hbmin)/3=230 0.8 0.6 P1=P2= P3= P4=2.6×12.5×0.10 ×230 =134.6(公斤力)切削合力P=ΣPi=4×P1 =538.3(N)合力的位置: x=ΣPixi/ΣPi y=ΣPiyi/ΣPi 表 2 孔號 1 2 3 4 Pi 134.6 134.6 134.6 134.6 X=102.21mm 安全系數(shù)K: K= K0×K1×K2×K3×K4 取: K0=1.5、K1=1.0、K2=1.5、K3=1.2、K4=1.3 得: K=1.5×1.0×1.5×1.2×1.3=3.51 夾緊力的計算 夾緊工件所需的夾緊力w W=K×P =3.51×538.3 =1889.433(N)3.2.4 夾具精度計算與分析[3] 精度等級的選擇：首先根據(jù)所要加工的零件進行分析，看其在各方面的精度 及表面粗糙度等的要求。然后，根據(jù)設計好的夾具（即零件在夾具上的配合和裝 xi 71.81 126.61 77.74 132.67 P ix i 9665.626 17041.706 10463.804 17857.382 y=93.00mm yi 123.61 129.56 57.03 61.82 P iy i 16637.906 17438.776 7676.238 8320.972

配來確定。標準公差數(shù)值表（節(jié)錄）IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 基本尺寸 13 19 30 >50~80 46 74 15 22 35 >80~120 54 87 18 25 40 >120~180 563 100 由國家標準推薦的各公差等級的應用范圍可知： IT5～IT12級用于配合尺寸公差。其中（1）IT5（孔到IT6）級用于高精度和重要的配合處；（2）IT6（孔到IT7）級用于要求

精密配合的情況；（3）IT7（孔到IT8）級用于一般精度要求的配合。選用公差等級時，除上述有關原則和因素外，還應考慮以下問題。ａ.相關件配合的精度； ｂ.加工成本。在本次設計的夾具中可得知零件與夾具體的配合要求較高精度配合，所以選 擇(1），而用于定位零件中間的孔和軸，在鉆孔只能夠要求這個孔和軸要有較高 的位置度，所以選擇（2），鉆模板和零件上用來定位的插銷，因為它是用來對零 件鉆孔裝夾定位的，所以同樣選（2）。IT10 120 140 160 IT11 190 220 250 IT12 300 350 400

第 4 章 夾具結構分析與設計

4.1 夾具的夾緊裝置和定位裝置

夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個過程緊密聯(lián)系在一起的。定位問題已在前 面研究過，其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。僅僅定好位在大多數(shù)場合下，還無法進行加工。只有進而在夾具上設置相應 的夾緊裝置對工件進行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務。夾緊裝置的基本任務是保持工件在定位中所獲得的即定位置，以便在切削 力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動和震動，確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時工件的定位是在夾緊過程中實現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正 確。一般夾緊裝置由動源即產(chǎn)生原始作用力的部分。夾緊機構即接受和傳遞原始作用 力，使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務的部分。他包括中間遞力機構和夾緊元件。考慮到機床的性能、生產(chǎn)批量以及加工時的具體切削量決定采用手動夾緊。螺旋夾緊機構是斜契夾緊的另一種形式，利用螺旋桿直接夾緊元件，或者與 其他元件或機構組成復合夾緊機構來夾緊工件。是應用最廣泛的一種夾緊機構。螺旋夾緊機構中所用的螺旋，實際上相當于把契繞在圓柱體上，因此他的作 用原理與斜契是一樣的。也利用其斜面移動時所產(chǎn)生的壓力來

夾緊工件的。不過 這里上是通過轉動螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來夾緊的。典型的螺旋夾緊機構的特點：

（1）結構簡單；（2）擴力比大；（3）自瑣性能好；（4）行程不受限制；

（5）夾緊動作慢。夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中 間傳動裝置和夾緊元件合二為一。力源為機動夾緊，通過螺栓夾緊移動壓板。達 到夾緊和定心作用。工件通過定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉，通過螺栓夾緊移動壓板，實現(xiàn)對 工件的夾緊。并且移動壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動壓板，通 過精確的圓弧定位，實現(xiàn)定心。此套移動壓板制作簡單，便于手動調(diào)整。通過松 緊螺栓實現(xiàn)壓板的前后移動，以達到壓緊的目的。壓緊的同時，實現(xiàn)工件的定心，使其定位基準的對稱中心在規(guī)定位置上。10H7 h6 20.5H7 h6 H7 h6 技 術 要 求

1.裝成后,零件不能有松動;2.在夾緊的過程中,不至于因工件的 重力的影響而破壞正確的定位;3.夾緊時,夾緊力不應使己經(jīng)獲得正 確定位的工件脫離正確的位置;4.夾緊力不致引起定位元件和對刀 元件間的位置變動;5.旋轉夾具上的零件要防止在工作 過程中松脫并加防護裝置;6.夾緊時,要注意兩邊的平衡用力.墊圈27 彈簧4×30×45 定位環(huán) 插 銷 鉆模板 鉆 套 墊圈10 螺母M10 螺桿 支承釘M10×25 壓板螺栓 螺母M27 墊圈27 圓柱頭調(diào)節(jié)支承 螺母M12 壓板 底座 序號 名

稱 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 2 1 1 件數(shù) 比例 件數(shù) 65Mn 65 Q235 45 ZG200-400 20Mn2 65Mn Q235 45 T8 Q235 Q235 65Mn 45 Q235 08F HT150 材 料

在這次夾具設計中，定位是采用一根心軸和一個定位插銷來定 位水平方向的。在垂直方向，用兩個同心半圓環(huán)來定位。當被加工零件放到夾具 體同心圓環(huán)上后，用定位插銷把夾具上的鉆模板和零件通過先加工的孔進行定 位，把壓板壓緊，之后取出定位插銷。4.2 夾具的導向

在鉆床上加工孔時，大都采用導向元件或?qū)蜓b置，用以引導刀具進入正確 的加工位置，并在加工過程中防止或減少由于切削力等因素引起的偏移，提高刀 具的剛性，從而保證零件上孔的精度，在鉆床上加工的過程中，導向裝置保證同 軸各孔的同軸度、各孔孔距

精度、各軸線間的平行度等，因此，導向裝置如同定 位元件一樣，對于保證工件的加工精度有這十分重要的作用。導向元件包括刀桿的導向部分和導向套。在這套鉆床夾具上用的導向套是鉆套。鉆套按其結構可分為固定鉆套，可換鉆套，快換鉆套及特殊鉆套。因此套鉆夾具加工量不大，磨損較小，孔距離精度要求較高，則選用固定鉆 套。直接壓入鉆模板或夾具體的孔中。

鉆模板與固定鉆套外圓一般采用H7/h6的配合。且必須有很高的耐磨性，材 料選擇20Mn2。淬火HRC60。我選擇的鉆套:12.5F7*22K6*35 GB2264-1980。相同的，為了防止定位銷與模板之間的磨損，在模板定位孔之間套上兩個固 定襯套。選取的標準件代號為12*18 GB2263-1980。材料仍選取T10A，淬火HRC60。公差采用H7/p6的配合。4.3 鉆孔與工件之間的切屑間隙

鉆套的類型和特點:

1、固定鉆套：鉆套直接壓入鉆模板或夾具體的孔中，鉆模板或夾具體的孔 與鉆套外圓一般采用 H7/n6 配合，主要用于加工量不大，磨損教小的中小批生產(chǎn) 或加工孔徑甚小，孔距離精度要求較高的小孔。

2、可換鉆套：主要用在大批量生產(chǎn)中，由于鉆套磨損大，因此在可換鉆套 和鉆模板之間加一個襯套，襯套直接壓入鉆模板的孔內(nèi)，鉆套以 F7/m6 或 F7/k6 配合裝入襯套中。

3、快換鉆套：當對孔進行鉆鉸等加工時，由于刀徑不斷增大，需要不同的 導套引導刀具，為便于快速更換采用快換鉆套。

4、特殊鉆套：尺寸或形狀與標準鉆套不同的鉆套統(tǒng)稱特殊鉆套。鉆套下端面與工件表面之間應留一定的空隙C，使開始鉆孔時，鉆頭切屑刃 不位于鉆套的孔中，以免刮傷鉆套內(nèi)孔。

切屑間隙 C=(0.3～1.2)d。

在本次夾具鉆模設計中考慮了多方面的因素，確定了設計方案后，選擇了 C=8。因為此鉆的材料是鑄件，所以C可以取較小的值。

4.4 鉆模板

在導向裝置中，導套通常是安裝在鉆模板上，因此鉆模板必須具有足夠的剛 度和強度，以防變形而影響鉆孔精度。鉆模板按其與夾具體連接的方式，可分為 固定式鉆模板、鉸鏈式鉆模板、可卸式鉆模板、滑柱式鉆模板和活動鉆模板等。在此套鉆模夾具中選用的是可卸式鉆模板，在裝卸工件時需從夾具體上裝上或卸 下，鉆模板在夾具體上采用定位銷一面雙孔定位，螺栓緊固，鉆模精度較高。

4.5 總體分析夾具

在選定設計方案之前，我們到了江西消防車輛廠去參觀實習，讓我們對夾具 設計有了很直觀的認識。之后又多次去咨詢和請教廠里的工程師，這解決了我們 在設計中存在的很多問題。比如說對零件的裝夾，定位和精度分析等等。我們之 中也在校辦的工程訓練中參觀，并請教了中心的老師。這也讓我們更多的了解了 夾具設計的注意事項。在選定了設計芳案后，在導師的指導下，我們不斷的更正和優(yōu)化夾具，使夾 具的設計更加滿足設計要求。

總結

經(jīng)過了一個月的畢業(yè)設計，在指導老師和自己努力下，本次畢業(yè)設計終于 完成了。在設計過程中，通過各種方式收集、查閱相關資料。同時，為了增加感性認 識，也為了更好的進行設計。設計中的很多機器結構都參照工廠及訓練中心的現(xiàn)行設備結 構。通過這次完整的畢業(yè)設計，我們系統(tǒng)地回顧和復習了大學四年所學的相關專 業(yè)知識，同時也深刻體會到學習的重要性并領會到設計也是一種學習的方式。在，設計的過程中，我們綜合運用了系統(tǒng)的設計方法和相關設計軟件 且應用熟悉相關設計資料以及進行經(jīng)驗估算等方面 有了一定程度的提高，深刻的感受到計算機和工具書及手冊在設計中帶來的便利 和幫助。通過這次機畢業(yè)設計，更加系統(tǒng)的了解機械制造工藝的一般過程，并且學會 了對工藝設計的整體把握，也有了較為嚴謹?shù)目茖W設計方法。在本次課程設計中，能運用所學基本理論知識，正確解決工件在加工時的定位和夾緊問題，選擇合理 的設計方案，進行必要的計算，根據(jù)課題設計出符合要求、優(yōu)質(zhì)、高效、低成 本的夾具。并能運用所學基本理論知識，正確解決工件在加工時的定位和夾緊問 題，選擇合理的方案，進行必要的計算，根據(jù)題意設計出符合優(yōu)質(zhì)、高效、低成 本的夾具。也明確工序要求，了解所用機床，刀具及工序前加工情況，所以，這 次畢業(yè)設計對我來說收獲很大。但也有很多地方還有在努力學習。

參考文獻

（1）陳宏均主編．實用機械加工工藝手冊(第二版)．北京：機械工業(yè)出版社，2004（2）王先逵主編．機械制造工藝學(第二版)．北京：機械工業(yè)出版社，2007（3）王伯平主編．互換性與測量技術基礎(第一版)．北京：機械工業(yè)出版社，2004

（4）羅圣國，吳宗澤主編．機械設計課程設計手冊(第三版)．北京：高等教育出 版社，2007（5）梁炳文主編．機械加工工藝與竅門精選(第一版)．北京：機械工業(yè)出版社，2004（6）何銘新，錢可強主編．機械制圖(第五版)．北京：高等教育出版社，2004

致謝

本論文從選題到完成，每一步都是在導師的指導下完成的，傾注了導師大量 的心血。在此，謹向?qū)煴硎境绺叩木匆夂椭孕牡母兄x！感謝我的導師***教授，他們嚴謹細致、一絲不茍的作風一直是我工作、學習中的榜樣；他們循循善誘的 教導和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。也感謝張卿、鄭劉斌等同學對我的幫 助和指點。他們帶領我們參觀了***，這讓我們的視野更加開闊，讓我們對夾具設計有了 更直觀、更全面的認識。在我們設計的過程中，導師也認真的指導我們畫圖和寫 論文等等的工作。在此，還要感謝***的老師們給我們的指導。

第二篇：鉆孔夾具設計說明書（模版）

鉆床夾具設計說明書1

設計內(nèi)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(chǎn)效率

專用夾具的復雜程度要與工件的生產(chǎn)綱領相適應。應根據(jù)工件生產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)屬于中批量生產(chǎn)。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(jīng)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(jù)生產(chǎn)綱領對夾具方案進行必要的經(jīng)濟分析，以提高夾具在生產(chǎn)中的 經(jīng)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(nèi)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(guī)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(nèi)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(jù)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(jù)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(jù)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(jù)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(chǎn)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(chǎn)，采用了固定式鉆床夾具，提高了生產(chǎn)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?shù)墓ぷ髯黠L。

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(huán)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(chǎn)量為中批量生產(chǎn)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(jù)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(chǎn)量為中批量生產(chǎn)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(nèi)徑為φ9 mm。外徑為φ15mm。中間襯套內(nèi)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(nèi)孔的間隙 X 2= 0.04mm；

E、鉆套外徑與中間襯套內(nèi)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(nèi)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(jù)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(chǎn)生的實際夾緊力應滿足下式 P=K×F' 其中：其余系數(shù)K=K1×K2×K3×K4 K1——基本安全系數(shù) 1.3 K2——加工性質(zhì)系數(shù)1.1 K3——刀具鈍化系數(shù)1.15 K4——斷續(xù)刀削系數(shù)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(jù)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(yè)所學課程的理論和生產(chǎn)實際知識進行一次模具設計工作的實際訓練從而培養(yǎng)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(nèi)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(guī)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

第三篇：《機床夾具設計》課程標準

《機床夾具設計》課程標準

課程代碼：適用專業(yè)：課程類別： 先修課程：

學時：考試方式： 制訂人：審核人：

一、教學大綱說明

（一）課程的性質(zhì)、任務

本課程是機械類專業(yè)的一門重要專業(yè)課程，具有較強的實踐應用性，本課程主要研究機床夾具的設計和制造的基本知識。學生學完本課程后應達到下列要求：

1、掌握機床夾具的基本理論知識和設計計算方法，能對機床夾具進行結構設計和精度分析。

2、會查閱有關夾具設計的標準、手冊、圖冊等技術資料。

3、掌握機床夾具設計的一般方法，具有設計一般復雜程度夾具的基本能力。

4、了解現(xiàn)代夾具設計的一般知識。

（二）課程的基本要求

通過本課程的學習，應使學生了解機床夾具的基本組成及作用，理解機床夾具的工作原理，熟練掌握機床夾具設計的專業(yè)技能。

（三）本課程與相關課程的關系 本課程是一門重要的專業(yè)課程，夾具是為滿足機械加工工藝要求而進行的一種工裝設計，同時它又是一項較為獨立的生產(chǎn)實用技能。本課程的學習需要有機床、刀具、公差與技術測量、機械制圖、工程材料及熱處理、機械設計基礎等機械專業(yè)多門專業(yè)基礎課程做支撐。

（四）課程教學方法與手段

本課程教學主要采用老師講授和課堂討論相結合的方法，注重理論聯(lián)系實際；注重現(xiàn)代化教學手段的應用，全課程采用PPT多媒體教學工具，幫助學生最大限度地實現(xiàn)學習的目標。

（五）教材與參考書 建議使用教材：《機床夾具設計》哈爾濱工業(yè)大學主編上海科學技術出版社 參考書：《機械制造工程》，鄖建國主編，機械工業(yè)出版社，2004

二、課程的教學內(nèi)容、重點、難點、要求 第一章 夾具設計概論

1、內(nèi)容：機床夾具的分類；工件的裝夾與找正；機床夾具的組成；加工誤差的組成；課程教學內(nèi)容、目的、安排及要求。第二章 工件的在夾具中的定位

1、內(nèi)容：定位基準的概念；定位的基本原理；定位單個典型表面的定位元件；組合定位中各定位元件限制自由度分析；定位誤差的分析計算。

2、重點：工件的在夾具中的定位 第三章 工件的夾緊

1、內(nèi)容：夾緊裝置的組成和基本要求；設計夾緊裝置的基本準則；典型夾緊機構；聯(lián)動夾緊機構；定心夾緊機構。

2、重點：工件的夾緊 第四章 夾具的定位

內(nèi)容：夾具對切削成形運動的定位；夾具的對刀；分度裝置。重點：夾具對切削成形運動的定位。第五章 典型機床夾具 內(nèi)容：床夾具；銑床夾具；鉆床夾具；鏜床夾具 重點：床夾具；銑床夾具。第六章 專用夾具的設計方法

1、內(nèi)容：夾具設計的要求，方法和設計步驟；夾具總裝配圖上尺寸、公差配合與技術要求的標注；夾具的制造特點。

2、重點：夾具設計的方法和設計步驟；公差配合與技術要求的標注。第七章 現(xiàn)在機床夾具

內(nèi)容：隨行夾具；通用可調(diào)夾具；成組夾具；組合夾具；數(shù)控機床夾具。重點：通用可調(diào)夾具；組合夾具。

三、教學時數(shù)分配： 序號

教學內(nèi)容

總學時

講授課時

實驗

習題課討論課

l

夾具設計概論 2

工件的在夾具中的定位 8

工件的夾緊 6

夾具的定位 4

典型機床夾具 8

專用夾具的設計方法 4

現(xiàn)在機床夾具 2

合計

四、教學方法建議

１、第二章 工件的在夾具中的定位、第三章 工件的夾緊、第四章 夾具的對定、第六章 專用夾具的設計方法，是本課程的重點章節(jié)。

2、自由度分析及常見定位方式的定位誤差計算，應作詳細講解；組合定位的分析和計算要掌握基本方法；一面兩孔定位掌握設計方法。

3、夾緊力的推導和計算不作要求，了解典型夾緊機構的特點和工作原理，學會分析和選用各種夾緊機構。

4、夾具的對刀誤差、夾具位置誤差的計算應該掌握。

5、夾具設計方法、裝配圖的繪制及尺寸、技術條件等的標注必須掌握。

第四篇：機床夾具設計名詞解釋

1、切削運動：在切削過程中，刀具和工件之間必須有相對運動，這種相對運動就稱為切削運動。

2、主運動：主運動是由機床提供的主要運動，它使刀具和工件之間產(chǎn)生相對運動，從而使刀具前刀面接近工件并切除切削層。

3、進給運動：進給運動又稱走刀運動，是由機床提供的使刀具與工件之間產(chǎn)生附加的相對運動，即進給運動是切削過程中使金屬層不斷地投入切削，加上主運動從而加工出完整表面所需的運動。

4、切削速度：切削刃選定點相對于工件主運動的瞬時速度稱為切削速度。切削速度vc單位為m/min。

5、進給量：刀具在進給方向上相對于工件的位移量稱為進給量。

6、背吃刀量：背吃刀量是已加工表面和待加工表面之間的垂直距離，其單位為mm。

7、積屑瘤：在中速或較低切削速度范圍內(nèi)，切削一般鋼料或其它塑性金屬材料而，又能形成帶狀切屑時，常在切削刃口附近粘結一硬度很高的楔形金屬塊，它包圍著切削刃覆蓋部分前刀面，這種楔形金屬塊稱為積屑瘤。

8、磨鈍標準：刀具磨損到一定限度就不能繼續(xù)使用，這個磨損限度稱為刀具的磨鈍標準。

9、刀具耐：刀具耐用度（又稱刀具壽命）是指刃磨后的刀具自開始切削直到磨損量達到磨鈍標準為止的切削時間，以T表示，單位為分鐘。

10、刀具總壽命：一把新刀從開始投入切削到報廢為止總的實際切削時間，稱為刀具總壽命。因此刀具總壽命等于這把刀的刃磨次數(shù)（包括新刀開刃）乘以刀具耐用度。

11、材料的切削加工性：金屬材料切削加工的難易程度稱為材料的切削加工性。

12、負倒棱：在粗加工鋼和鑄鐵的硬質(zhì)合金刀具上，常在主切削刃上磨出一個前角為負值的倒棱面，稱為負倒棱。

13、過渡刃：連接刀具主、副切削刃的刀尖通常磨成一段圓弧或直線刃，他們統(tǒng)稱為過渡刃。

1.裝夾：機床上加工零件，為保證加工精度，必須現(xiàn)使工件在機床上占據(jù)一個正確的位置，即定位，然后將其夾緊。這種定位與夾緊的過程稱為工件的裝夾。

2、夾具：用于裝夾工件的工藝裝備就是機床夾具。

3、六點定位原理：要完全正確定位工件的位置，就需要按一定的要求布置六個支撐點(既定位元件)來限制工件的六個自由度。其中每個支撐點限制相應的一個自由度。這就是工件定位的“六點定位原理”

4、工件完全定位：工件的六個自由度被完全限制了的定位。

5、不完全定位：滿足加工要求的前提下，工件的六個自由度沒有被完全限制的現(xiàn)象。

6、欠定位：根據(jù)加工要求應該限制的自由度而沒有限制的現(xiàn)象。

7、過定位：工件的某個自由度被重復限制的現(xiàn)象稱為過定位。

8、基準: 工件圖、實際零件或工藝文件上用來確定某個點、線、面的位置所依據(jù)的點、線、面，稱為基準。

9、設計基準：設計圖樣上所采用的基準，稱為設計基準。

10、工藝基準：在工藝過程中所采用的基準，稱為工藝基準。

11、裝配基準：裝配時用以確定零件在部件或產(chǎn)品中的相對位置所采用的基準。

12、測量基準：測量時所采用的基準。

13、工序基準：在工序圖上用來確定本工序所加工表面后的尺寸、形狀、位置的基準。

14、定位基準：在加工中確定工件的位置所采用的基準。

15、粗基準：用未機加工過的毛坯表面作為定位基準的稱為粗基準。

16、精基準：用已機加工過的表面作為定位基準的稱為精基準。

17、基準不重合誤差：定位基準與設計基準不重合時所產(chǎn)生的加工誤差，稱為基準不重合誤差。

18、基準位移誤差：一批工件定位基準相對于定位元件的位置最大變動量稱為基準位移誤差。

19、夾緊裝置：保證加工精度和安全生產(chǎn)的裝置，稱為夾緊裝置。

1、生產(chǎn)過程：將原材料轉變?yōu)槌善返娜^程稱為生產(chǎn)過程。

2、工藝過程：生產(chǎn)過程中為改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)等。使其成為成品或半成品的過程稱為工藝過程。

3、工序：一個或一組工人，在一個工作地對一個或同時對幾個工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程，稱為工序。

4、.工步：在加工表面或加工工具不變的情況下，所連續(xù)完成的那一部分工序內(nèi)容，稱為工步。

5、進給：在一個工步內(nèi)，若被加工表面需切除的余量較大，可分幾次切削，每次切削稱為一次進給。

6、安裝：工件經(jīng)一次裝夾后所完成的那一道工序，稱為安裝。

7、工位：為了完成一定的工序部分，一次裝夾工件后，工件（或裝配元件）與夾具或設備的可動部分一起相對刀具或設備的固定部分所占據(jù)的每一個位置，稱為工位。

8、生產(chǎn)綱領：企業(yè)在計劃內(nèi)應生產(chǎn)的產(chǎn)品量（年產(chǎn)量）和進度計劃稱為生產(chǎn)綱領。

9、生產(chǎn)類型：生產(chǎn)類型是指企業(yè)（或車間、工段、班組、工作地）生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類

10、工藝規(guī)程：規(guī)定零件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件，稱為工藝規(guī)程。

11、工步順序：工步順序是指同一道工序中，各個表面的先后順序。

12、時間定額：時間定額是在一定的生產(chǎn)條件下，規(guī)定生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完成一道工序所需消耗的時間。

13、基本時間：基本時間是直接改變生產(chǎn)對象的尺寸、形狀、相對位置、表面狀態(tài)或材料性質(zhì)等工藝過程所消耗的時間。

14、工序余量：工序余量相鄰兩工序的工序尺寸之差。是被加工表面在一道工序切除的金屬層厚度。

15、工序尺寸：每道工序加工應達到的尺寸。

16、尺寸鏈：在機器裝配或零件加工過程中，互相聯(lián)系且按一定順序排列的封閉尺寸組合，稱為尺寸鏈。

17、工藝尺寸鏈：由單個零件在加工過程中的各有關工藝尺寸所組成的尺寸鏈，稱為工藝尺寸鏈。

18、封閉環(huán) ：工藝尺寸鏈中間接得到、最后保證的尺寸，稱為封閉環(huán)。

19、組成環(huán) ：工藝尺寸鏈中除封閉環(huán)以外的其它環(huán)，稱為組成環(huán)。

20、增環(huán)：增環(huán)是當其它組成環(huán)不變，該環(huán)增大(或減小)使封閉環(huán)隨之增大(或減小)的組成環(huán)。

21、減環(huán)：減環(huán)是當其它組成環(huán)不變，該環(huán)增大(或減小)，使封閉環(huán)隨之減小(或增大)的組成環(huán)。

22、加工精度：加工精度是指零件加工后的幾何參數(shù)與理想零件幾何參數(shù)相符合的程度，它們之間的偏離程度則為加工誤差。

23、工藝系統(tǒng)：機床、夾具、工件和刀具所組成的一個完整的系統(tǒng)稱之為工藝系統(tǒng)。

24、內(nèi)應力：內(nèi)應力就是當外界載荷去掉后，仍殘留在工件內(nèi)部的應力。

第五篇：機床夾具設計課程設計

設計題目：鉆床夾具設計

機床夾具設計課程設計

說明書

系 別：機械與電子工程學院 專 業(yè)：機械設計制造及其自動化

前 言

夾具是機械加工不可缺少的部件，在機床技術向高速、高效、精密、智能、復合、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟方向發(fā)展。

本次的設計任務是加工零件（板件）上的兩個孔。零件屬于大批量生產(chǎn)，鉆孔要求精度高，所以需要設計一個專用夾具，保證零件加工質(zhì)量。由于夾具的利用率高，經(jīng)濟性好，使用元件的功能強而且數(shù)量少，配套費用低，降低生產(chǎn)成本；采用夾緊裝置，縮短停機時間，提高生產(chǎn)效率。

設計鉆床夾具，首先要分析加工零件的技術要求，運用夾具設計的基本原理和方法，擬定夾具設計方案；在滿足加工精度的條件下，合理的進行安裝、定位、夾緊；完成草圖后考慮零件間的連接關系和螺釘、螺母、定位銷等的固定方式，設計合理結構實現(xiàn)零部件間的相對運動，根據(jù)零件要求選擇材料。

完成鉆床夾具的所有設計后，用AutoCAD進行二維圖的繪制，首先畫好零件圖，最后進行裝配，標注相關尺寸及技術要求，并用Pro/ENGINEER繪制最終三維效果圖，最終進行說明書，任務書的撰寫、整理、修改完成設計任務。

目錄

第一章 對加工零件的工藝分析.......................................................錯誤！未定義書簽。

1.1 夾具設計...........................................................................錯誤！未定義書簽。1.2 零件分析...........................................................................錯誤！未定義書簽。1.2.1 零件圖.............................................................................................................1 1.2.2 加工零件圖分析.............................................................................................2 第二章 定位方案及誤差分析...........................................................錯誤！未定義書簽。

2.1 擬定定位方案.....................................................................錯誤！未定義書簽。2.1.1定位方案擬定....................................................................................................2 2.1.2 定位方案選定...................................................................................................2 2.2 定位誤差分析.....................................................................錯誤！未定義書簽。2.2.1 相關概念...................................................................................................................3 2.2.2 定位誤差分析...........................................................................................................4 第三章 對刀導向方案.......................................................................錯誤！未定義書簽。

3.1 對刀導向方案.....................................................................錯誤！未定義書簽。3.2 對刀導向元件詳細參數(shù).....................................................錯誤！未定義書簽。第四章 夾緊方案及夾緊力分析.....................................................................................5 4.1 夾緊方案分析.............................................................................錯誤！未定義書簽。

4.2 夾緊力分析.........................................................................錯誤！未定義書簽。4.2.1 夾緊力估算.....................................................................錯誤！未定義書簽。第五章 夾具體設計及連接元件選型...............................................錯誤！未定義書簽。

5.1夾具體設計..........................................................................錯誤！未定義書簽。5.2連接元件選型......................................................................錯誤！未定義書簽。5.2.1 標準件.............................................................................錯誤！未定義書簽。5.2.2 非標準件.........................................................................錯誤！未定義書簽。第六章 夾具零件圖和裝配圖及標注...............................................錯誤！未定義書簽。

6.1零件圖....................................................................................................................8 6.2鉆模板零件圖......................................................................................................11 6.3裝配圖..................................................................................................................12 第七章 三維效果圖...........................................................................錯誤！未定義書簽。總結..................................................................14 參考文獻..............................................................14

第一章 對加工零件的工藝分析

1.1 夾具設計

本次設計為夾具設計，通過設計鉆床夾具，學習機床夾具的基本設計過程、步驟，規(guī)范、學習和掌握設計方法，以學習的各種機械設計、材料、運動、力學知識及三維建模為基礎。以《機械制造工藝學》、《機械原理》、《機械制圖》、《制造技術基礎》、《機床夾具設計》以及各種國家標準為依據(jù)，獨立自主的完成鉆床夾具的設計、計算全過程，親身了解設計過程中遇到的種種問題及解決辦法，思考、分析最優(yōu)方案，這是一次獨立自主的設計過程，為畢業(yè)設計及就業(yè)打下堅實基礎。1.2 零件分析 1.2.1 零件圖 1.2.2 加工零件圖分析

該工序為加工兩個Ф4孔，特別是保證被加工工件加工面與定位面之間以及被加工表面相互之間的位置精度。使用機床夾具后，這種精度主要靠夾具和機床來保證，不再依賴工人的技術水平。所設計的夾具應有以下基本要求：

1)夾具結構方案應與生產(chǎn)綱領相適應

在大批量生產(chǎn)時應盡量采用快速、高效 夾具結構，如多件夾緊、聯(lián)動結構等，以縮短輔助時間；對于中、小批量生產(chǎn)，則要求在滿足夾具功能的前提下，盡量使夾具結構簡單、制造方便，以降低夾具制造成本。

2)保證工件精度要求

這是夾具設計的最基本要求，其關鍵是正確地定位方 案、夾緊方案、刀具導向方式及合理確定夾具刀具技術要求。必要時應進行誤差分析與計算。

3)便于排屑

切屑積集在夾具中，會破壞工件的正確定位；切屑帶來的大量熱量會引起夾具和工件的熱變形；切屑的清理又會增加輔助時間。切屑積集嚴重時，還會損傷刀具甚至引發(fā)工傷事故。故排屑問題在夾具設計中必須給以充分注意，在設計高效機床和自動線夾具是尤為重要。

4)操作方便、安全、省力

如采用氣動、液壓等夾緊裝置，以降低工人強度，并可好地控制夾緊力。夾具操作位置應符合工人操作習慣，必要時應有安全防護裝置，以確保使用安全。

5)有良好的結構工藝性

設計的夾具要便于制造、檢驗、裝配、調(diào)整、維修 等。

6)此次設計的是鉆床專用夾具，要求裝卸方便，生產(chǎn)效率高等特點。

7）夾具元件應滿足通用化標、準準化、系列化的“三化”原則，并具有一定的 使用壽命和較低的夾具設計制造成本

第二章 定位方案及誤差分析

2.1 擬定定位方案 2.1.1定位方案擬定

工件定位的目的是為了保證工件加工面與加工面的設計基準之間的位置公差（如同軸度、平行度、垂直度等）和距離尺寸精度。工件加工面的設計基準與機床的正確位置是工件加工面與加工面的設計基準之間位置公差的保證；工件加工面的設計基準與刀具的正確位置是工件加工面與加工面的設計基準之間距離尺寸精度的保證。所以工件定位時有以下兩點要求：

一是使工件加工面的設計基準與機床保持一正確的位置； 二是使工件加工面的 設計基準與刀具保持一正確的位置。工件定位的方法有三種：

（一）直接找正法定位

直接找正法定位是利用百分表、劃針或目測等方法在機床上直接找正工件加工面的設計基準使其獲得正確位置的定位方法。這種方法的定位精度和找正的快慢取決于找正工人的水平，一般來說，此法比較費時，多用于單件小批生產(chǎn)或要求位置精度特別高的工件。

（二）劃線找正法定位

劃線找正法定位是在機床上使用劃針按毛坯或半成品上待加工處預先劃出的線段找正工件，使其獲得正確的位置的定位方法，此法受劃線精度和找正精度的限制，定位精度不高。主要用于批量小，毛坯精度低及大型零件等不便于使用夾具進行加工的粗加工。

（三）使用夾具定位

夾具定位即是直接利用夾具上的定位元件使工件獲得正確位置的定位方法。由于夾具的定位元件與機床和刀具的相對位置均已預先調(diào)整好，故工件定位時不必再逐個調(diào)整。此法定位迅速、可靠，定位精度較高，廣泛用于成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)中。

2.1.2 定位方案選定

在考慮到以上問題的基礎上，根據(jù)零件的具體情況提出以下定位方案：

方案：三 工件采用六點定位，即用底面四個點和側面兩個點定位，這種定位方式，夾具結構簡單，裝卸工件方便，定位穩(wěn)定可靠，并且在一次安裝中，可以從加工除定位面以外的剩余各個平面和孔系，也可以作為從粗加到精加工大部分工序的定位基準，實現(xiàn)“基準統(tǒng)一”。因此，顯然此方案滿足“六點定位原理”的要求。工件的六個自由度被完全限制，并且產(chǎn)生過定位，但只需嚴格保證φ6H8孔軸線的垂直度要求就能較小的產(chǎn)生過定位帶來的加工誤差，顧采用上述定位方案可行。

2.2 定位誤差分析 2.2.1 相關概念

造成定位誤差的原因有兩個：

一是定位基準與工序基準不重合誤差，記作?B。

二是定位基準與限位基準不重合誤差，記作?Y。

采用六點定位，定位基面為工件底面，其側面即為定位基準，與之對側面為限位基準，3平板的底面稱為限位基準。用來確定本工序加工表面位置的基準，稱為工序基準。2.2.2 定位誤差分析

此工件用六點定位，對于20?0.1尺寸定位基準與工序基準重合，所以?B=0。且定位基準與限位基準也重合不存在定位基準與限位基準連線方向上的尺寸要求，故?Y=0。用合成法計算定位誤差?D，因為工序基準與定位基準為同一個表面，?B與?Y為無相關公共變量，故：?D??Y??B?0

?0.07 對于400尺寸，定位基準與工序基準不重合所以?B=0.02，定位基準與限位基準重合?Y=0，故：?D??Y??B?0.2

第三章 對刀導向方案

3.1 對刀導向方案

在鉆床夾具中，通常用鉆套實現(xiàn)刀具的對準導向，鉆套有四種形式，固定鉆套、可換鉆套、快換鉆套、特殊鉆套。依據(jù)加工批量，安裝方便和使用場景選用固定鉆套。H7鉆套與鉆模板采用配合制，防轉螺釘選用M8（JB/T 8045.5）

n63.2 對刀導向元件詳細參數(shù)

0.0220.019鉆套 基本尺寸d?4? 基本尺寸D?8? ?0.020（極限偏差F7）?0.010（極限偏差選用D6）D1?8H?12t?0.008

0.200-0.050防轉螺釘 基本尺寸d?M8 基本尺寸L1?5.5??0.050 基本尺寸d1?12-0.160D?20L?22L0?11.5n?2t?2.5

第四章 夾緊方案及夾緊力分析

4.1 夾緊方案分析

在機械加工中，工件的定位和夾緊是相互聯(lián)系非常密切的兩個工作過程。工件定位后，必須采用一定的裝置把工件壓緊夾牢在定位元件上。從而使工件在加工過程中，不會由于切削力、工件重力、離心力或慣性力等的作用而發(fā)生位置變化或產(chǎn)生振動,以保證加工精度,避免機床、刀具的損壞和發(fā)生人身安全事故。工件采用的是六點定位，所以工件的六個自由度被限制。可以用螺旋夾緊機構配合壓板進行夾緊，且具有較好的自鎖性。4.2 夾緊力分析 4.2.1 夾緊力估算

由于螺旋夾緊機構可看做是繞在圓柱體上的斜楔，因此，螺釘加緊力的計算與斜楔相似。下圖是夾緊狀態(tài)下螺桿受力情況。圖中，F(xiàn)2為工件對螺桿的摩擦力，分布在整個接觸面上，計算時可視為集中在半斤r'的圓周上。r'成為當量摩擦半徑，他與接觸形式有關。F1位螺孔對螺桿的摩擦力，也分布在整個接觸面上，計算時可視為集中在中徑d0處。根據(jù)力矩平衡條件：

dFQL?F2r??FRX0

2FJ?FQLd02tg（???1）?r?tg?2

式中

FJ-夾緊力（N）

FQ-作用力（N）

L-作用力臂）（mm）L=8

d0-螺紋中徑（mm）d0=3.675

t-螺紋螺距（mm）t=0.5 ?-螺紋升角（°）tg??2?t?r

?1-螺紋處摩擦角（°）實際計算可取8.5° ?2-螺桿端部與工件間的摩擦角（°）tg?2?0.15

r?-螺桿端部與工件間的當量摩擦半徑（mm）與接觸的形狀有關

計算得：

FJ=90FQ

第五章 夾具體設計及連接元件選型

5.1夾具體設計

夾具體是整個夾具的基體和骨架，組成夾具的各個零件、機構等都要安裝在上面。夾具體的類型分為鑄造夾具體（a）、焊接夾具體（b）、鍛造夾具體（c）和裝配夾具體(d)。如下圖所示：

通過對夾具上各組成件的分布情況、零件的形狀、尺寸以及加工性質(zhì)的考慮，以及加工零件的方便性，我選擇裝配式夾具體，裝配式夾具體優(yōu)點裝拆方便、安裝靈活、縮短生產(chǎn)準備周期等。基于以上分析，設計出本夾具的夾具體如下圖所示：

5.2連接元件選型 5.2.1 標準件

連接元件選型包括定位元件選取，夾緊元件選取，其他專用元件選取。

一、定位元件：支撐釘，支撐板，可調(diào)支撐螺釘。

二、夾緊元件：壓緊螺釘，螺母，滑動壓塊，壓板。

三、其他專用元件：鉆套。

以上所用元件都為標準件，相關的尺寸大小查表可得。5.2.2 非標準件

夾具體設計，鉆模板設計，底座設計。

第六章 夾具零件圖和裝配圖及標注

6.1零件圖 8 9 10

6.2鉆模板零件圖

6.3裝配圖

第七章 三維效果圖

設計總結

機床夾具設計課程設計已經(jīng)接近尾聲，回首兩周的設計過程，感慨萬千。通過設 13 計夾具學習新知識已經(jīng)溫習以前學習的理論，對我們大有裨益。

通過這次設計我們學習到不足，充分感受到一個產(chǎn)品從無到有的設計、從理論到實踐的艱辛。讓我們感受到作為一名機械設計制造及自動化的學生，理論知識和對設計工作的嚴謹認真對我們的重要性。

通過這次設計我們綜合運用了機床夾具設計、互換性與技術測量、機械制造工藝學、機械設計、金屬切削原理與刀具、工程材料以及熱處理工藝等知識，起到穿針引線，承上啟下的作用，鞏固已經(jīng)學習的知識的同時不用運用磨煉基本功。

在機械制造技術基礎課程設計過程中，首先是對工件機械加工工藝規(guī)程的制定，制定工件選用的機床，刀具，以及怎么樣加工的過程。因此，工藝規(guī)程至關重要。在機械制造工藝學習中還學習到用AutoCAD進行制圖和一些三維軟件進行仿真（比如proE）。這是對以前學的制圖的知識的一個回顧，CAD制圖不管是現(xiàn)在還是將來的工作都有很大的幫助，因此，這次是真正的將以前所學聯(lián)系到了一起。

參考文獻

[1] 肖繼德，陳寧平.機床夾具設計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2000.[2] 陸 玉.機械設計課程設計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006.[3] 陸劍中，孫家寧.金屬切削原理與刀具[M].北京：機械工業(yè)出版社，2011.[4] 常同立，楊家武，佟志忠.機械制造工藝學[M].北京：清華大學出版社，2010.[5] 張福霞.互換性與技術測量[M].西安：西北工業(yè)大學出版社，2015.[6] 王啟平.機床夾具設計[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，2005.