第一篇：夾具課程設計

課程設計說明書

課 程 名 稱 機械制造裝配設計

設 計 課 程 鉆模夾具設計 專 業 機械設計制造及其自動化 姓 名

年 月 日

課 程 設 計 任 務 書

機械械工程 系 機械設計制造及其自動化 專業 學生姓名 班級 學號

課程名稱： 機械制造裝備設計 設計題目： 鉆模夾具設計

課程設計內容與要求：

設計內容：鉆削夾具裝配圖一張，零件圖一張。要求：

1、設計（裝配圖按夾具要求設計，相關的配合尺寸要標明，在說明書中要有夾具定位計算，夾緊等方案的選擇）。

2、零件圖要符合工程圖的根據要求，圖紙的標題要有材料。

設計（論文）開始日期 年 月 日 指導老師

設計（論文）完成日期 年 月 日

年 月 日

課 程 設 計 評 語 第 頁

機械械工程 系 機械設計制造及其自動化 專業 學生姓名 班級 學號

課程名稱： 機械制造裝備設計 設計題目： 鉆模夾具設計

課程設計片篇幅：

圖 紙 共 2 張

說明書 共 16 頁

指導老師評語：

年 月 日 指導老師

目 錄

序言................................................................................................................................1 第一章 設計準備工作..................................................................................................2

1．1 設計前的準備工作.........................................................................................................2

1．1．1明確工件的年生產綱領....................................................................................2 1．1．2 機床的選擇.......................................................................................................2 1．2 熟悉工件圖.....................................................................................................................2

第二章 夾具設計..........................................................................................................4

2.1 定位方案...........................................................................................................................4

2．1．1 定位基準的選擇...............................................................................................4 2．1．2 定位元件的布置...............................................................................................5 2．2 結構方案.........................................................................................................................5

2．2．1 夾具體設計.......................................................................................................5 2．2．2 分度裝置設計...................................................................................................7 2．2．3 對刀—導向裝置設計.......................................................................................8 2．2．4 加緊裝置設計...................................................................................................9 2．3 夾具裝配圖的繪制.......................................................................................................10 2．3．1 夾具裝配圖上尺寸、公差的標準.................................................................10 2．3．2 夾具公差與配合的選擇.................................................................................11 2．3．3 夾具裝配圖上形位公差的標準.....................................................................11 第三章 方案設計論證................................................................................................14

3．1 設計思路.......................................................................................................................14 3．2 設計方法與結果...........................................................................................................14 致謝..............................................................................................................................15 參考文獻......................................................................................................................16

序言

本課程設計的目的：

1、運用已學過的機床夾具設計及有關課程的理論知識以及生產實習中所獲得的實際知識，根據被加工零件的要求，設計既經濟合理又能保證加工質量的夾具。

2、培養結構設計能力，掌握結構設計的方法和步驟。

3、學會使用各種手冊、圖冊、設計表格，規范等各種標準技術資料，能夠做到熟練運用機械制造技術課程中的基本理論，正確的解決一個零件在加工中的加工基準的選擇、定位、夾緊等。

4、進一步培養機械制圖、結構設計、等基本技能。專用夾具設計的基本要求 :

1、夾具設計應滿足零件加工工序的精度要求。

2、應能提高加工生產率。

3、操作方便、省力、安全。

4、具有一定使用壽命和較低的夾具制造成本。

5、具有良好的結構工藝性：便于制造、檢驗、裝配、調整、維修。機床夾具在機械加工中起著十分重要的作用，歸納起來，主要表現在以下幾個方面。

1、縮短輔助時間，提供勞動生產率，降低加工成本。

2、保證加工精度，穩定加工質量。

3、降低對工人的技術要求，減輕工人的勞動強度，保證安全生產。

4、擴大機床的工藝范圍，實現“一機多能”。

5、在自動化生產和流水線生產中，便于平衡生產節拍。

第一章 設計準備工作

1．1 設計前的準備工作

1．1．1明確工件的年生產綱領

企業在計劃期內應當生產的產品產量和進度計劃稱為生產綱領。企業根據市場需求和自身的生產能力決定生產計劃。

該產品年產量為1000件，其設備品率為2%，機械加工的廢品率為3%。

N=Qn(1+α%)(1+β%)=1000*1*(1+2%)(1+3%)=1051

該工件的年產量為1051件，其屬于輕型零件。故生產類型屬于中批生產。

1．1．2 機床的選擇

夾具與機床的連接方式，主要可以分為以下兩大類：第一類屬于夾具安裝在機床的回轉主軸上。第二類屬于夾具安裝在機床的工作臺上。

根據工件設計要求，此工件要求加工3－Φ16H7的孔。因此該夾具設計應選用第二類連接方式。查《機床夾具設計手冊》，選用Z525-1立式鉆床。

1．2 熟悉工件圖

工件圖應該無遺漏地給出制造零件所需的全部信息，包括幾何形狀、全部尺寸、加工面的尺寸公差、形狀公差和表面粗糙度要求、材料和熱處理要求、其他特殊技術要求等。

該工件的工件圖如下：

已知該工件的材料為HT200，加工3–Φ16H7(其它工序已經加工完成)。

第二章 夾具設計

2.1 定位方案

2．1．1 定位基準的選擇

加工時，使工件在機床上或夾具上占據一正確位置所依據的基準稱為定位基準。分析該工件所要加工的孔，該孔與Φ32H7孔之間的距離為60±0.2mm,又是工件的測量基準，這樣設計基準與工序基準重合。因此確定該孔的中心線為定位基準。

2．1．2 定位元件的布置

為了限制其自由度，定位元件的布置有一下三種方案： 1）、方案一：用一個圓柱銷伸入Φ32H7mm孔中限制了兩個自由度，用一個支承板支承A面這樣限制了三個自由度，用一個浮動圓柱銷伸入Φ16H7mm的孔中限制了兩個自由度。顯然此方案不能滿足“六點定位”原理，出現了過定位，并且加工時比較費時需不斷移動工作臺。

2）、方案二：用一個圓柱銷伸入Φ32H7mm孔中限制了兩個自由度，用一個支承板支承A面這樣限制了三個自由度，用一個浮動V形塊限制Φ40的外圓表面。雖然V形塊有對中作用，但是其外圓表面沒有進行任何加工，其不能保證加工精度的要求。

3）、方案三：用一個圓柱銷伸入Φ32H7mm孔中限制了兩個自由度，用一個支承板支承A面限制了三個自由度，用一個浮動菱形銷伸入Φ16H7mm孔中限制一個自由度。很明顯此時滿足了“六點定位”原理，在加工完一個孔后，旋轉工件90度，在其位置安裝一個菱形銷用其定位，之后加工第二個孔，以此類推加工第三個。此方案不僅能滿足“六點定位”原理，還縮短了加工時間。

在以上三個方案中，第一、二種方案不能采用；第三種方案使定位誤差等于零，其結構比前兩種方案復雜，但中批量生產的條件下來看，第三種方案較合適。

2．2 結構方案

2．2．1 夾具體設計

夾具體是夾具的基礎體，它將夾具上的各種裝置和元件連接成一個整體，并通過它將夾具安裝到機床上。它的結構形狀及尺寸大小，取決于加工工件的特點、尺寸大小，各種元件的結構和布局，夾具于機床的連接方式，切削力、重力等大小的影響。

夾具體應滿足以下幾點計算要求：

1、應有足夠的強度和剛度。

2、力求結構簡單及裝卸工件方便。

3、結構工藝形好。

4、排屑切屑要方便。

5、在機床上安裝穩定可靠。

6、具有適當的精度和尺寸穩定性。

夾具體毛坯可以分為四類：

1、鑄造夾具體。鑄造夾具體如圖2-1（a）所示。

2、焊接夾具體。焊接夾具體如圖2-1（b）所示。

3、鍛造夾具體。鍛造夾具體如圖2-1（c）所示。

4、裝配夾具體。裝配夾具體如圖2-1（d）所示。

（a）

（b）

（c）

（d）

圖2-1 夾具體毛坯的類型

分析工件本次夾具體的設計采用裝配式夾具體，這樣可以降低生產成本，減少生產周期，并且精度穩定。

2．2．2 分度裝置設計

為了易于保證加工表面間的位置精度，或減少裝夾次數，提高生產率，通常多采用分度加工的方法。即在完成一個表面加工以后，依次使工件隨同夾具的可動部分轉過一定角度或一定距離，對下一個表面進行加工，直至完成全部加工內容，具有這種功能的裝置稱為分度裝置。

按分度的運動形式可以分為回轉式和直線移動式兩類：

1、回轉分度裝置。

2、直線分度裝置。

對于本工件來說，該工件體積較小，質量較輕，易于手動操作。在夾具設計中，該夾具為單件加工。這樣可以提供以下幾個方案。

1）、方案一：利用伸入Φ32的圓柱銷當做旋轉裝置，進行手動旋轉。分別用浮動菱形銷和夾具體底座上的菱形銷當做定位裝置。

2）、方案二：用浮動菱形銷定位Φ16H7的孔，在A面上安裝一個旋轉裝置，使之與Φ16H7的一起旋轉。在旋轉裝置上進行定位。

3）、方案三：在夾具體底座上安裝三個浮動菱形銷，手動旋轉工件，依次對Φ16H7的孔進行定位。

由于加工的工件體積較小質量較輕且夾具為單件生產，不宜采用較復雜的夾具。在上述三個方案中屬方案一比較簡單，因此采用方案一的方案。

2．2．3 對刀—導向裝置設計

對刀裝置由對刀塊和塞尺組成。借助對刀裝置可以迅速而準確地確定夾具與刀具的相對位置。

導向裝置用于在鉆、鏜類機床上加工孔和孔系時對刀具進行導向，引導元件主要有鉆模和鏜模。借助于引導元件可提高被加工孔的幾何精度、尺寸精度以及孔系的位置精度。

這次加工是對孔系的加工，因此選取導向裝置。鉆套按其結構和使用特點可以分為以下幾種類型。1）、固定鉆套。如圖2-2（a）和圖2-2（b）所示，固定鉆套分為A型和B型兩種。鉆套安裝在鉆模板或夾具體中，其配合為H7/n6或H7/r6.固定鉆套的結構簡單，鉆孔精度高，適用于單一鉆孔工序和小批生產。

2）、可換鉆套。如圖2-2（c）所示，當工件為單一鉆孔工序的大批量生產時，為便于更換磨損的鉆套，選用可換鉆套。鉆套于襯套之間采用F7/m6或H7/m6配合，襯套與鉆模板之間采用H7/n6配合。當鉆套磨損后，可卸下螺釘，更換新的鉆套。螺釘能防止加工時鉆套的轉動，或退刀時隨刀具自行拔出。

3）、快換鉆套。如圖2-2（d）所示，當工件需鉆、擴、鉸多工序加工時，為能快速更換不同孔徑的鉆套，應選用快換鉆套。快換鉆套的有關配合同可換鉆套。更換鉆套時，將鉆套削邊轉至螺釘處，即可去鉆套。削邊的方向應考慮刀具的旋向，以免鉆套隨刀具自行拔出。

（a）固定鉆套

（c）可換鉆套

（d）快換鉆套

圖2-2 標準鉆套

由于鉆孔只能到達IT10~IT13精度，不能達零件所要求的IT7精度，零件所鉆孔徑為Φ16mm，鉆、擴兩次便能達到所要求精度，因此需要快換鉆套。

2．2．4 加緊裝置設計

工件定位后將其位置固定下來，稱為夾緊。設計夾緊裝置應遵循以下原則：

1、工件不移動原則；

2、工件不變形原則；

3、工件不振動原則；

4、安全可靠原則；

5、經濟實用原則。

設計夾緊裝置時，夾緊力的確定包括夾緊力的方向、作用點和大小三個要素。1）、夾緊力的方向

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，防止工件在夾緊力的作用下產生變形。

2）、夾緊力的作用點

夾緊力的作用點應選擇在定位元件支承點的作用范圍內，以及工作剛度高的位置。確保工件定位準確、不變形。

3）、夾緊力的大小

夾緊力的大小，對于保證定位穩定、夾緊可靠，確定夾緊裝置的結構尺寸，都有著密切的關系。夾緊力的大小要適當。

在實際設計中，常采用估算法、類比法和試驗法確定所需的夾緊力。當采用估算法確定夾緊力時，其公式為

Fwk?KFw

式中

Fwk——實際所需夾緊力，N；

Fw——在一定條件下，由靜力平衡算出的理論夾緊力，N；

K——安全系數，粗略計算時，粗加工取K=2.5~3，精加工取K=1.5~2。

夾緊機構的旋轉 1）、方案一：在Φ50mm圓柱上表面采用開口墊圈的螺旋夾緊機構。2）、方案二：在Φ50mm圓柱外圓表面利用夾緊機構夾緊外圓。

由于本工件體積較小質量較輕，在加工工件時為單件生產，勞動強度不大。為了是夾緊力的方向與切削力、重力同向，則夾緊力在Φ50mm的軸心上，因此可以選用螺母夾緊。

2．3 夾具裝配圖的繪制

夾具裝配圖的繪制，是在夾具結構方案草圖經過老師審定之后進行的。夾具的總裝配圖應按國家制圖標準繪制，繪制比例盡量采用1：1。主視圖應按操作者的視線方向繪制。總裝配圖應將夾具的工作原理、各種裝置的結構及其互相關心表達清楚。在完整地表達出夾具工作原理和構造的基礎上，視圖的數量盡可能少。

2．3．1 夾具裝配圖上尺寸、公差的標準

一般說來，在夾具總裝配圖上應標注的基本尺寸和公差有以下幾種： 1）、夾具的輪廓尺寸

指夾具的最大輪廓尺寸。當夾具結構中有可動部分時，應包括可動部分處于極限位置時，在空間所占的尺寸。

2）、影響定位精度的尺寸和公差

主要指工件與定位元件及定位元件之間的尺寸、公差。

3）、影響對刀精度的尺寸和公差

主要指刀具與對刀或導向元件之間的尺寸、公差。

4）、影響夾具在機床上的安裝精度的尺寸和公差

主要指夾具安裝基面與機床相應配合表面之間的尺寸、公差。

5）、影響夾具精度的尺寸和公差

主要指定位元件、對刀元件、安裝基面三者之間的位置尺寸和公差。

6）、其他重要尺寸和公差

主要指定位元件、對刀元件、安裝基面三者之間的位置尺寸和公差。

2．3．2 夾具公差與配合的選擇

夾具尺寸會直接影響工件加工精度，取其公差為

?j??~??k

?35?式中

?j——夾具裝配圖上的尺寸公差或位置公差；

?11??k——與?j相應的工件尺寸公差。

2．3．3 夾具裝配圖上形位公差的標準

1）、鉆套軸線相對于定位表面（或軸線）的平行度、垂直度、對稱度。2）、鉆套軸線相對于底座底平面的垂直度。3）、處于同一圓周位置上的鉆套所在圓的圓心相對定位元件的軸心的同軸度。

4）、活動定位件的對稱中心線相對定位元件、鉆套軸心線的位置度。

第三章 方案設計論證

3．1 設計思路

1）、首先根據已知工件的需要，選擇加工機床，應選用立式鉆床加工比較合理。

2）、工件主要定位部分為Φ32mmH7的圓孔軸心以及Φ16H7的圓孔，我設想用長銷小平面組合與菱形銷定位，這樣雖限制了五個自由度，但可以滿足定位要求。

3）、最后將長銷小平面組合固定在一塊底板上，長銷小平面組合與菱形銷定位后，利用內六角螺釘和定位銷定位進行夾緊，工件的夾緊力的方向垂直與工件的軸線方向，作用點為軸線上。

3．2 設計方法與結果

1）、首先對工件的加工要進行分析，已知工件上鉆3-Φ16H7的孔，根據工件的形狀和加工要求，采用鉆床比較合理。

2）、在定位方面，采用了長銷小平面組合與菱形銷定位方式，僅限制了五個自由度，但滿足了定位要求。所以只需要將工件夾緊就可以進行加工了，在垂直方向上進行夾緊。利用六角螺母擰緊的方式進行夾緊，由于工件是中批量生產，并且此方式簡單使用，而且不影響加工過程，所以最總選擇此方案進行夾緊。

3）、最后，對整個夾緊方案分析得出，定位可靠，夾緊工件穩定，所以此夾具設計可行。

致謝

本次課程設計是在指導老師的關懷和悉心的指導下完成的。他嚴謹的治學精神，嚴肅的科學態度，精益求精的工作作風，深深的感染了我。在指導老師的指導和關心下，我才有信心更好的完成此次課程設計。

機械制造裝備課程設計是學完了機械制造裝備設計和大部分專業課，并進行了生產實習的基礎上進行的又一個實踐性教學環節。這次課程設計過程中我遇到了不少的困難，在老師的幫助和在圖書館查閱資料下，最終解決了困難。

這次課程設計使我們能綜合運用機械制造技術基礎中的基本理論，并結合生產實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決了零件機械制造問題，設計了機床專用夾具這一典型的工藝裝備，提高了結構設計能力和獨立解決問題的能力，為今后的畢業設計及未來從事的工作打下了良好的基礎。

參考文獻

1.趙雪松 《機械制造裝備設計》 武漢：華中科技大學出版社，2011.1 2.王先逵 《機械制造工藝學》 北京：機械工業出版社，2011.6 3.吳拓 《簡明機床夾具設計手冊》 北京：化學工業出版社，2010.4 4.李名望 《機床夾具設計實例教程》 北京：化學工業出版社，2009.9 5.陳立德 《機械制造裝備設計課程設計》 北京：高等教育出版社，2010.8 6.孫恒 《機械原理》 北京：高等教育出版社，2000.8 7.喻子建 8.張玉 9.成大先 10.高小康

《機械設計習題與解析分析》 沈陽：東北大學出版社，2000.6 《幾何量公差與測量技術》 沈陽：東北大學出版社，1999.7 《機械設計手冊》 北京：化學工業出版社，1999.8 《互換性與測量技術》 北京：高等教育出版社，2002.3

第二篇：連桿蓋夾具課程設計

連桿蓋夾具設計

本夾具有以下優點：1.安裝方便，將工件放入1個菱形銷即可定位，再用壓扳壓緊，即可對工件加工；2.便于拆卸，在普通壓板上改進，使用梯形設計，可以很快拆卸和安裝。提高了生產效率；3.夾具結構簡單，夾緊可靠。

本文主要論述了連桿的加工工藝及其夾具設計。連桿的尺寸精度、形狀精度以及位置精度的要求都很高，而連桿的剛性比較差，容易產生變形，因此在安排工藝過程時，就需要把各主要表面的粗精加工工序分開。逐步減少加工余量、切削力及內應力的作用，并修正加工后的變形，就能最后達到零件的技術要求。

夾具體的總體設計

1.1 確定定位基準

為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用的夾具。

根據工藝決定設計第十道工序精銑上端槽銑床專用夾具，本夾具將用于 XX52型號立式銑床，刀具為高速鋼錯齒三面刃銑刀。

方案1：由零件及零件加工工藝可知由大端側面為和Φ81的孔為定位精基準，采用一面兩銷的定位方案完全定位，如下圖：

圖6.1 定位方案一

方案2：采用一個長銷定位Φ81的通孔加一個V形塊在小端定位，在左邊采用活動的V形塊夾緊。如下圖：

圖6.2 定位方案二

1.2 確定夾具整體方案

方案一：采用一面一銷的定位方案：用大端面定位側面，用一個菱形銷定位Φ20孔，底端通過夾具底面定位，然后通過壓板夾緊側面。

方案二：采用一個長銷定位Φ81的通孔加一個V形塊在小端定位，在左邊采用活動的V形塊夾緊。

方案比較：第二個方案有些不足，采用長銷定位Φ81的通孔加一個V形塊定位難以保證槽的側面的平行度，而且在左端加V形塊示以夾緊力會導致工件向右偏差影響Φ20孔的同軸度。

而第一個方案中采用一面兩銷的定位，既能保證Φ20孔軸的同軸度又能保證槽側面的平行度，所以第一個方案是最合理的方案。

1.3定位誤差的分析

本工序加工要求保證的位置精度主要是平行度公差0.2mm。本工序的定位銷和20孔的配合選用的是H6/h5孔的尺寸為20，查表經過計算得到定位銷尺寸為，由于在選擇定位基準時，所選擇的定位基準與工序基準重合，不存在不重合定位誤差又由于定位副制造誤差引起的定位誤差Δ=0.023+0.009=0.032mm 定位誤差小于零件要求的公差的三分之一，所以以上方案可行。

1.4夾緊力的計算

針對成批生產的工藝，此夾具選用螺旋夾緊機構夾壓工作。

根據文獻[3]表9.4-10查的銑削力的計算公式如下：

Fz?xFyFuFCFapafawZd0fnqwf

此次工序選用的刀具為高速鋼錯齒三面刃銑刀：d0=160,l=12,Z=24,切削厚度ap=1，銑削寬度ae=40 查9.4-10得到

CF=294, xF=1.0,yF=0.72,uF=0.86,wF=0,qF=0.86, 帶入公式得到Fz=662.3N 垂直分力Fv=0.3Fz=199N 考慮到安全系數K=K1K2K3K4,其中K1=1.5，K2=1.1，K3=1.1，K4=1.1 所以 F=KF=397N,所以選用的機構的夾緊力N>397N 根據《夾具設計手冊》表1-2-25查得用扳手M8六角螺母的夾緊力為1024.5N遠遠滿足要求了，故選用M8螺母.1.5夾具精度分析

使用夾具加工時，影響被加工零件位置精度的誤差因素主要有；

1、定位誤差

工件安裝在夾具上位置不準確或不一致。

2、夾具制造與裝夾誤差

包括夾具制造誤差、夾緊誤差、導向誤差。

3、加工過程誤差

在加工過程中由于工藝系統的幾何誤差、受力變形、熱變形、磨損以及各種隨機因素所造成的加工誤差。

1.6誤差分析

由于每一個工件的尺寸和表面形狀上存在著公差范圍內的差異，夾具定位元件也有一定的制造誤差，結果會使每個具體表面相對于理想位置產生位置變動量，產生定位誤差。

定位誤差實質上就是工序基準在加工尺寸方向上的最大變動量。這個變動量相對于基本尺寸而言是個微量，因而可將其視為某個基本尺寸的微分。找出以工序基準為端點的在加工尺寸方向上的某個基本尺寸，對其進行微分，就可以得到定位誤差。

1.7 夾具總體設計

圖6.3 裝配圖主視圖

圖6.4 裝配圖俯視圖

圖6.5 裝配圖左視圖

1.8夾具的設計及操作的簡要說明

放置工件時,將工件以銷定位放在夾具體上,壓動壓壓板,旋緊M8的螺母使工件壓緊,工完成后, 旋松M8螺母，旋轉壓板90度,松開鉆模板,旋松M8螺母，即可以取出零件。

1.9結構特點

該夾具結構簡單,操作方便。

此次設計的夾具有如下優點：

(1)安裝方便，將工件放入一個定位銷內便可以定位，再用壓扳壓緊，即可 對工件加工；

(2)便于拆卸，在普通壓板上改進，使用梯形設計，可以很快拆卸和安裝。提高了生產效率；

(3)夾具結構簡單，夾緊可靠。

參考文獻

機械制造工藝學課程設計指導書（張龍勛 主編）

機械工業出版社

機械制造工藝學（徐嘉元 曾家駒 主編）

機械工業出版社

機床夾具設計手冊

王春福 主編）

上海科技技術出版社 8（王光斗

第三篇：連桿蓋夾具課程設計.

四川交通職業技術學院課程設計

連桿蓋夾具設計說明書

第十組 3-10圖

專業：機械制造及自動化 課程名稱：機械制造工藝學 指導教師：張 俊 紀 學生：范耕川

黃德盛 謝望春 楊濱

張周 郭浩 二零一三年六月二十六日

四川交通職業技術學院

四川交通職業技術學院課程設計

提出問題

1.選擇哪道工序進行夾具設計？

答：我們選擇了上端15mm凹槽進行夾具設計。2.怎樣定位？

答：我們選擇的是一面一銷定位。以大端面定位側面。用一個菱形銷定位Φ20的孔。用底座將工件底面壓緊。

四川交通職業技術學院課程設計

小組成員分配。

定位方案：范耕川 畫零件圖：謝望春 畫裝配圖：郭浩、張周 寫說明書：黃德盛

計算（查表）：范耕川、楊濱

四川交通職業技術學院課程設計

摘

要

本學期我們進行了機械制造夾具設計。我們組設計的設計題目是連桿蓋，經商討決定針對銑上端15mm槽工序設計專用夾具。本夾具有以下優點：1.安裝方便，將工件放入1個菱形銷即可定位，再用壓扳壓緊，即可對工件加工；2.便于拆卸，在普通壓板上改進，使用梯形設計，可以很快拆卸和安裝。提高了生產效率；3.夾具結構簡單，夾緊可靠。

本文主要論述了連桿的加工工藝及其夾具設計。連桿的尺寸精度、形狀精度以及位置精度的要求都很高，而連桿的剛性比較差，容易產生變形，因此在安排工藝過程時，就需要把各主要表面的粗精加工工序分開。逐步減少加工余量、切削力及內應力的作用，并修正加工后的變形，就能最后達到零件的技術要求。

本次設計闡述了專業夾具結構設計及工作過程。本夾具性能可靠，運行平穩，提高生產效率，降低勞動強度和生產成本。

關鍵字：連桿蓋 ,夾具設計,現代加工工藝

四川交通職業技術學院課程設計

目 錄

1.1確定定位基準................................................................................6 1.2 確定夾具整體方案.......................................................................7 1.3定位誤差的分析............................................................................8 1.4夾緊力的計算................................................................................8 1.5夾具精度分析................................................................................9 1.6誤差分析........................................................................................9 1.7 夾具總體設計...............................................................................9 1.8夾具的設計及操作的簡要說明..................................................12 1.9結構特點......................................................................................12 總

結...................................................................................................13 參考文獻...................................................................................................14

四川交通職業技術學院課程設計

夾具體的總體設計

1.1 確定定位基準

為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用的夾具。

根據工藝決定設計第十道工序精銑上端槽銑床專用夾具，本夾具將用于 XX52型號立式銑床，刀具為高速鋼錯齒三面刃銑刀。

方案1：由零件及零件加工工藝可知由大端側面為和Φ81的孔為定位精基準，采用一面兩銷的定位方案完全定位，如下圖：

圖6.1 定位方案一

方案2：采用一個長銷定位Φ81的通孔加一個V形塊在小端定位，在左邊采用活動的V形塊夾緊。如下圖：

四川交通職業技術學院課程設計

圖6.2 定位方案二

1.2 確定夾具整體方案

方案一：采用一面一銷的定位方案：用大端面定位側面，用一個菱形銷定位Φ20孔，底端通過夾具底面定位，然后通過壓板夾緊側面。

方案二：采用一個長銷定位Φ81的通孔加一個V形塊在小端定位，在左邊采用活動的V形塊夾緊。

方案比較：第二個方案有些不足，采用長銷定位Φ81的通孔加一個V形塊定位難以保證槽的側面的平行度，而且在左端加V形塊示以夾緊力會導致工件向右偏差影響Φ20孔的同軸度。

而第一個方案中采用一面兩銷的定位，既能保證Φ20孔軸的同軸度又能保證槽側面的平行度，所以第一個方案是最合理的方案。

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1.3定位誤差的分析

本工序加工要求保證的位置精度主要是平行度公差0.2mm。本工序的定位銷和20孔的配合選用的是H6/h5孔的尺寸為20，查表經過計算得到定位銷尺寸為，由于在選擇定位基準時，所選擇的定位基準與工序基準重合，不存在不重合定位誤差又由于定位副制造誤差引起的定位誤差Δ=0.023+0.009=0.032mm 定位誤差小于零件要求的公差的三分之一，所以以上方案可行。

1.4夾緊力的計算

針對成批生產的工藝，此夾具選用螺旋夾緊機構夾壓工作。

根據文獻[3]表9.4-10查的銑削力的計算公式如下：

Fz?xFyFuFCFapafawZd0fnqwf

此次工序選用的刀具為高速鋼錯齒三面刃銑刀：d0=160,l=12,Z=24,切削厚度ap=1，銑削寬度ae=40 查9.4-10得到

CF=294, xF=1.0,yF=0.72,uF=0.86,wF=0,qF=0.86, 帶入公式得到Fz=662.3N 垂直分力Fv=0.3Fz=199N 考慮到安全系數K=K1K2K3K4,其中K1=1.5，K2=1.1，K3=1.1，K4=1.1 所以 F=KF=397N,所以選用的機構的夾緊力N>397N 根據《夾具設計手冊》表1-2-25查得用扳手M8六角螺母的夾緊力為1024.5N遠遠滿足要求了，故選用M8螺母.四川交通職業技術學院課程設計

1.5夾具精度分析

使用夾具加工時，影響被加工零件位置精度的誤差因素主要有；

1、定位誤差

工件安裝在夾具上位置不準確或不一致。

2、夾具制造與裝夾誤差

包括夾具制造誤差、夾緊誤差、導向誤差。

3、加工過程誤差

在加工過程中由于工藝系統的幾何誤差、受力變形、熱變形、磨損以及各種隨機因素所造成的加工誤差。

1.6誤差分析

由于每一個工件的尺寸和表面形狀上存在著公差范圍內的差異，夾具定位元件也有一定的制造誤差，結果會使每個具體表面相對于理想位置產生位置變動量，產生定位誤差。

定位誤差實質上就是工序基準在加工尺寸方向上的最大變動量。這個變動量相對于基本尺寸而言是個微量，因而可將其視為某個基本尺寸的微分。找出以工序基準為端點的在加工尺寸方向上的某個基本尺寸，對其進行微分，就可以得到定位誤差。

1.7 夾具總體設計

圖6.3 裝配圖主視圖

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圖6.4 裝配圖俯視圖

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圖6.5 裝配圖左視圖

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1.8夾具的設計及操作的簡要說明

放置工件時,將工件以銷定位放在夾具體上,壓動壓壓板,旋緊M8的螺母使工件壓緊,工完成后, 旋松M8螺母，旋轉壓板90度,松開鉆模板,旋松M8螺母，即可以取出零件。

1.9結構特點

該夾具結構簡單,操作方便。

此次設計的夾具有如下優點：

(1)安裝方便，將工件放入一個定位銷內便可以定位，再用壓扳壓緊，即可 對工件加工；

(2)便于拆卸，在普通壓板上改進，使用梯形設計，可以很快拆卸和安裝。提高了生產效率；

(3)夾具結構簡單，夾緊可靠。

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總

結

機械制造工藝學課程設計終于完成了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益匪淺。通過這次設計作業我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論與實踐相結合進行了自己的設計。在課程設計的過程中，我們組員們通過不斷的努力，弄清楚了本次設計的主要來龍去脈，最重要的是我們通過這次的設計不但加深了對工藝這么專業課程中學到的知識有了進一步的鞏固，而且學會了應用以前學到的知識，更深一層次的體會到工藝的重要性和設計的靈活性。在此過程中使我們的團隊精神得到了充分的體現同時也鍛煉了我們團隊合作的能力。而夾具的設計是需要個人去思考與設計，要做出自己的東西，使得我們的個人思考能力和獨自處理問題的能力對到了很大的提高。

通過這次設計，我們學會了如何用已有的知識來解決問題，同時舊的知識得到了溫故，我們在這個過程中用到了大一學習的CAD，還有大二設計變速箱的相關知識，各科與此同時各科的聯系更加緊密。同時還掌握了怎樣查詢資料。通過

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將書本知識和實踐相結合，使我對零件的制造和工藝設計有了很深刻的認識和詳盡的了解，同時對夾具的設計也有了一定的了解。通過和組員的合作制定出工藝和具體的夾具，使我懂得了團結合作和個人能力的重要性。既分工又合作才能更快更好的完成設計任務，在體現個人特色的同時又從別人那里學到更好的方法，同時又給予了同學前進的動力。在設計過程中讓我又深入的悟到做人和學習的很多道理，確實使得個人方面的能力得到了提高。同時也非常感謝張老師給予了我們的指點和幫助。

參考文獻

機械制造工藝學課程設計指導書（張龍勛 主編）

機械工業出版社

機械制造工藝學（徐嘉元 曾家駒 主編）

機械工業出版社

機床夾具設計手冊（王光斗 王春福 主編）

上海科技技術出版社

四川交通職業技術學院課程設計

第四篇：洛陽理工學院夾具課程設計

洛陽理工學院

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課程設計說明書

課 程 名 稱 機 械 制 造 工 藝 學 設 計 課 程 機械制造工藝學課程設計 專 業 機 械 設 計 與 制 造 班 級 Z110256 姓 名 馬 紅 星

2013年1月31日

洛陽理工學院

課 程 設 計 任 務 書

機 械 工 程 系 機 械 設 計 與 制 造 專業 學生姓名 馬紅星 班級 Z110256 學號 Z11025614 課程名稱： 機械制造工藝學 設計題目： 連桿工藝裝備設計

課程設計內容與要求： 設計內容

1.確定生產類型(一般為中批或大批生產)，畫零件圖； 2.設計指定工序的專用夾具，繪制裝配總圖和主要零件圖； 3.撰寫設計說明書。： 設計要求： 1.零件圖一張（A4）

2.某一道工序的夾具總裝圖(A2或A1一張)3.夾具主要零件圖（一張）4.課程設計說明書

設計（論文）開始日期2013年12月23日 指導老師 許藝萍

設計（論文）完成日期2013年12月31日

2013 年12月31 日 洛陽理工學院

課 程 設 計 評 語 第 頁

機 械 工 程 系 機 械 設 計 與 制 造 專業 學生姓名 馬紅星 班級 Z110256 學號 Z11025614 課程名稱： 機械制造工藝學 設計題目： 連桿工藝裝備設計

課程設計片篇幅：

圖 紙 共 3 張

說明書 共 17 頁

指導老師評語：

年 月 日 指導老師 洛陽理工學院 2 洛陽理工學院

目錄

緒論................................................................................................................................1 1.機械設計制造的概述..........................................................................................1 2.設計目的..............................................................................................................1 一.零件的分析.............................................................................................................2 1.1 零件的分析....................................................................................................2 1.2 確定零件的生產類型....................................................................................3 二

確定毛坯................................................................................................................3 2.1 毛坯的選擇...................................................................................................3 三

基準的選擇及方案的確定....................................................................................4 3.1 定位基準的選擇............................................................................................4 3.1.1 精基準的選擇......................................................................................4 3.1.2 定位方案的比較分析與確定................................................................4 3.2 選擇加工方法................................................................................................5 四

夾緊機構的設計....................................................................................................6 4.1 夾緊力的方向...............................................................................................6 4.2 夾緊力的作用點............................................................................................6 4.3 選擇夾緊機構................................................................................................6 4.4 選擇導向裝置................................................................................................7 4.5 夾具體............................................................................................................8 4.6 繪制夾具裝配圖............................................................................................9 4.6.1制圖比例1：1....................................................................................9 4.6.2 夾緊、導向，夾具體..........................................................................9 4.6.3 夾具裝配圖上標注的尺寸................................................................11 4.6.4 夾具裝配圖上應標注的技術要求....................................................11 五

方案設計論證.....................................................................................................12 5.1 設計方法與結果............................................................................................12 致謝..............................................................................................................................13 參考書籍......................................................................................................................14

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緒論

1.機械設計制造的概述

機械制造工藝學課程設計是在學完了機械制造工藝學（含機床夾具設計）和大部分專業課，并進行了生產實習的基礎上進行的一個教學環節。這次設計使我們能綜合運用機械制造工藝學中的基本理論，并結合生產實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決工藝問題，初步具備了設計一個中等復雜程度零件的工藝規程的能力，也是熟悉和運用有關手冊、圖表等技術資料及編寫技術文件等基本技能的一次實踐機會，為今后的畢業設計及未來從事的工作打下良好的基礎。

本設計的內容為機床專用夾具設計。首先，通過對搖臂鉆床的分析，了解連桿在搖臂鉆床加工中的作用。運用機械制造設計技術及相關課程的知識，解決連桿在加工中的定位、加緊等方面的相關問題，確定相關的工藝尺寸及選擇合適的機床和刀具，保證零件加工質量。其次，依據連桿毛坯件和生產綱領的要求及各加工方案的比較，制定切實可行的連桿加工的定位方案。最后，根據被加工零件的加工要求，參考機床夾具設計手冊及有關方面的書籍，運用夾具設計的基本原理和方法，擬定夾具設計的方案，設計出省力、高效、經濟合理并且能保證加工質量的夾具。

由于是初學者能力所限，經驗不足，設計中有許多不足之處，希望老師多加指導。

2.設計目的

（1）.培養學生運用機械制造工藝學及有關課程的知識，分析和解決工藝問題的能力，初步具備設計一個中等復雜程度零件的工藝規程的能力。（2）.能根據被加工零件的技術要求，運用夾具設計的基本原理和方法，學會擬訂夾具設計方案，完成夾具結構設計，初步具備設計出高效、省力、經濟合理并能保證加工質量的專用夾具的能力。

（3）.培養學生熟悉并運用有關手冊、標準、圖表等技術資料的能力。（4）.進一步培養學生識圖、制圖、運算和編寫技術文件等基本技能。

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一.零件的分析

1.1 零件的分析

該零件是連桿，零件圖如下：

圖 1-1工件零件圖

洛陽理工學院 由零件圖可知，其材料為HT200，該材料為灰鑄鐵，其具有優良的鑄造性能、耐磨性、消振性，較低的缺口敏感性和良好的切削加工性能，并能承受較大載荷。

由零件加工要求，需要同時對兩件工件進行鉆孔，鉆孔φ25。

1.2 確定零件的生產類型

企業根據市場需求和自身的生產能力決定生產計劃。在計劃期內，應當生產的產品產量和進度計劃稱為生產綱領。

零件的年生產綱領公式如下：

N=Qn(1+α%)(1+β%)式中 N—零件的年生產綱領（件/年）Q—產品的年產量（臺/年）

n—每臺產品中，該零件的數量（件/臺）α%—備品率

β%—廢品率

該產品年產量為5000件，其設備品率為2%，機械加工的廢品率為3%。

N=Qn(1+α%)(1+β%)=5000*1*(1+2%)(1+3%)=5253 該零件的年產量為5253件，其質量為1.7Kg，查《機械制造工藝學》表1-5可知生產類型屬于大批生產。

二

確定毛坯

2.1 毛坯的選擇

該零件是一個結構較相對簡單的零件，要求材料易成型，切削性能好，同時要求強度要高，重要表面的表面硬度也要高，故選用鑄鐵材料HT200，鑄鐵材料是最常見的材料，其優點是：容易成型，切削性能好，價格低廉，吸振性好。為了得到較好的強度和表面硬度，在加工過程中進行調質處理，淬火，同時為了消除內應力對工件的影響，可進行適當的人工時效處理。

鑒于零件的結構，需要先根據零件圖，做出鑄模，進行鑄造，結合零件和經濟的考慮，最好用砂型鑄造的方法。

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三

基準的選擇及方案的確定

3.1 定位基準的選擇

3.1.1 精基準的選擇

在選擇精基準時應考慮如何時“基準重合”，這樣可以避免基準不重合而引起的基準不重合誤差。為了實現基準統一，先選擇以下兩種方

圖3-1 定位方案圖

3.1.2 定位方案的比較分析與確定

上圖給出了定位原理方案，仔細分析本工序的工序內容及加工要求，按照六點定位原理和本工序的加工精度要求，確定具體的定位方案和定位元件，要擬定幾種具體方案進行比較，選擇或組合最佳方案。

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 洛陽理工學院 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。

方案一：根據六點定位原理，通過一底平面，右邊兩支承釘和另一面一個支承釘進行定位，在工件的底面用1個支撐板做定位，限制了一個移動自由度和兩個旋轉自由度。，右邊兩支承釘限制2個自由度，另一個限制一個自由度。

方案二：根據六點定位原理，.通過一面和圓柱銷定位和菱形銷組合進行定位，一個底面限制3個自由度，圓柱銷定位和菱形銷組合限制3個自由度。圓柱銷定位和菱形銷組合分別與Φ25的對稱的兩孔Φ15配合，限制了工件一個旋轉自由度和兩個移動自由度；在工件的底面用1個支撐板做定位，限制了一個移動自由度和兩個旋轉自由度。

方案一和方案二中雖然都符合六點定位原理，但是方案一中的兩定位銷型號尺寸不同，而且在裝配中不對稱，方案二中兩個定位銷型號尺寸相同，而且在裝配中對稱。比較之下，方案二更有利于機構夾緊和裝配中受力均衡，而且而且定位元件統一，便于更換，故選擇方案二為定位方案。定位銷如圖1-2所示：

圖3-1 定位銷圖

3.2 選擇加工方法

由于生產類型為大批生產，故加工設備以搖臂鉆床機床為主，其生產方式為專用夾具為，工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完成。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 洛陽理工學院 算夾緊力等方面必不可少的，根據所給零件圖可知，本道工序的內容是鉆Φ25的孔。

四

夾緊機構的設計

4.1 夾緊力的方向

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，防止工件在夾緊力的作用下產生變形，導致工件報廢。

4.2 夾緊力的作用點

夾緊力的作用點應選擇在定位元件支承點的作用范圍內，以及工作剛度高的位置，確保工件定位準確、不變形。

4.3 選擇夾緊機構

在確定夾緊力的方向、作用點的同時，要確定相應的夾緊機構，確定夾緊機構要注意以下幾方面的問題：

①夾緊機構應具備足夠的強度和夾緊力，確保工件夾緊牢固。②手動夾具夾緊機構的操作力不應過大，以減輕操作人員的勞動強度。

③夾緊機構的行程不宜過長，以提高夾具的工作效率。

根據所給工件的形狀、尺寸，選用螺旋杠桿式加緊機構來夾緊工件。確定夾緊力的方向、作用點，以及夾緊元件或夾緊機構，估算夾緊力大小，要選擇和設計動力源。夾緊方案也需反復分析比較，并最終確定最佳設計方案。

由于工件大批量生產，宜用簡單的手動裝置。定位方案選擇的是一塊支撐板定位，螺旋杠桿式夾緊機構和彈簧夾緊機構合適于本方案，所以采用夾緊方案如下圖較為合理。

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4.4 選擇導向裝置

刀具的導向是保證孔的位置精度，增加鉆頭的支撐以提高其剛度，減少刀具的變形，確保孔加工的位置精度，使用鉆床鉆孔時，鉆頭的導向可采用鉆套，鉆套有固定鉆套、可換鉆套、快換鉆套和特殊鉆套等四種。

固定鉆套是直接壓入鉆模板或夾具體得孔中，屬過盈配合。這種鉆套位置精度高，結構簡單，但磨損后不易更換，故適用于中小批生產中只鉆一次的孔。

可換鉆套是先把襯套用過盈配合H7/n6或H7/r6固定在鉆模板或夾具體上，再采用間隙配合H6/g5或H7/g6將可換鉆套裝入襯套中，并用螺釘壓住鉆套。這種鉆套更方便，適用于中批以上生產，對于在一道工序內需要加工的孔，應采用快換鉆套。

快換鉆套與可換鉆套結構上基本相似，只是在鉆套頭部多開一個圓弧狀或直線狀缺口。換鉆套時，只需將鉆套逆時針轉動，當缺口轉到螺釘位置時即可取出，換套方便迅速。由于是大批量生產，所以采用帶有襯套的快換鉆套，導向裝置是夾具保證加工精度的重要裝置，如鉆孔導向套、鏜套、對刀裝置、對定裝置等，這些裝置均已標準化，可按標準選擇，由于加工Φ25的孔需要鉆——鉸工序，為提高加工效率，故選擇快換導向套加工工

件，快換鉆套如圖4-2和所示：

圖4-2 快換鉆套圖 洛陽理工學院

圖4-1 夾緊裝置圖

4.5 夾具體

用來安裝和固定定位元件，夾緊機構和鉆模板的實體。具體大小根據整個機構的大小而調整，要保證機構的穩定，所以形位公差有較嚴格的要求。

夾具體如圖4-3所示

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圖4-3 夾具體圖

4.6 繪制夾具裝配圖

4.6.1制圖比例1：1 把工件視為透明體，用雙點劃線畫出零件輪廓，作出定位面、夾緊面和加工的孔，無關的定位表面可以省略。

4.6.2 夾緊、導向，夾具體

畫出定位元件和導向元件，按夾緊狀態畫出夾緊元件或夾緊機構，畫出夾具體，其他元件或機構，以及上述各元件與夾具體的聯結，使夾具形成一體，標注必要的尺寸，配合和技術條件。對零件編號，填寫標題欄和零部件明細表。其中還要在定位，導向完成后進行定位精度的定性分析。

（1）總裝配圖應按國家標準盡可能按比例1：1繪制，這樣圖樣有良好的直觀性。主視圖應按操作實際位置布置，三視圖要能完整清楚表示出夾具的工作原理和結構； 洛陽理工學院

（2）視工件為透明體，用雙點畫線畫出主要部分（如輪廓，定位以及夾緊面和加工孔）。畫出定位元件、夾緊機構、導向裝置和各支撐的位置；

（3）按照夾緊狀態畫出夾緊元件和夾緊機構；

（4）畫出夾具體及其他聯接用的元件（聯接體、螺釘、螺母等），將夾具各組成元件組合成一體；

（5）標注必要的尺寸、配合、公差等。

① 夾具的外形尺寸，所設計夾具的最大長、寬、高尺寸；

② 夾具與鉆頭的聯系尺寸，如鉆模套對鉆頭的引導所需要的配合尺寸要求。

③ 夾具中所有有配合關系的元件間應標注尺寸和配合種類。

④ 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）標注技術條件。

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底面的位置精度。③ 定位表面與導向元件間的位置精度。

④ 導向元件工作面間的位置精度。

（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、配套件等。第二章 配圖上應標注的尺寸和技術條件

夾具裝配圖上應標注必要的尺寸和技術要求，主要目的是為了檢驗本工序零件加工表面的形狀，位置和尺寸精度在夾具中是否可以達到，為了設計夾具零件圖，也為了夾具裝配和裝配精度的檢測。

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4.6.3 夾具裝配圖上標注的尺寸

（1）夾具外形輪廓尺寸，如長、寬、高。

（2）夾具與機床工作臺或主軸的配合尺寸，以及固定夾具的尺寸等。（3）夾具與鉆頭的聯系尺寸，如鉆模套對鉆頭引導所需要的距離。

（4）夾具中工件與定位銷之間按一般精度等級如H7/h6，鉆套與鉆頭間一般選H7/h6、鉆套與襯套間一般選H7/n6，夾具中所有相互間有配合關系元件應標注配合尺寸、種類和精度。

（5）各定位元件之間，定位元件與導向元件之間，各導向元件之間裝配后的位置尺寸及公差應滿足要求。

上述聯系尺寸和位置尺寸的公差，一般取工件的相應公差的1/3~1/5大小。

4.6.4 夾具裝配圖上應標注的技術要求

應標注的技術要求包括：相關元件表面間的位置精度，主要表面的形狀精度，保證裝配精度和檢測的特殊要求，以及調整、操作等必要的說明。通常有以下幾方面：

（1）定位元件的定位表面間相互位置精度。

（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，訂出該夾具的具體的技術要求。設計中可以參考機床夾具設計手冊以及同類夾具的圖樣資料等。

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五

方案設計論證

（1）首先根據已知工件的需要，選擇加工機床，應選用搖臂鉆床加工比較合理。（2）其次工件主要定位部分為一個面兩削，所以在本方案中用一個支撐板定位，一個定位銷一個菱形銷。正好滿足六點定位原理，故此工件就采用這種方法進行定位。（3）支撐板把工件定位后，可利用螺旋杠桿夾緊機構對工件進行夾緊，工件的夾緊力的方向應該和工件Φ25孔的徑向方向一致，保證工件的加工精度，在加工孔下面采用輔助支撐，以提高零件的剛度，和加工時的穩定性。

5.1 設計方法與結果

（1）首先對工件的加工要求進行分析，已知工件上鉆一個Φ25的孔，根據工件的形狀和加工要求，我認為此工件的加工采用搖臂鉆床比較合理。

（2）其次根據六點定位原理，選用一個平面兩削，正好滿足六點定位原理，由于一個面限制了3個自由度，兩削組合限制3個自由度，這樣6個自由度被完全限制。所以只需要將工件夾緊就可以進行加工了，在垂直方向上進行夾緊，可以利用螺旋杠桿式夾緊裝置及彈性夾緊裝置對工件進行夾緊，避免工件加工時的移動影響加工精度。

（3）最后對整個夾緊方案分析得出，定位符合六點定位原理，夾緊工件穩定，所以此夾具設計方案可行。

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致謝

通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設計的過程中難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設計的過程中發現了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，比通過這次課程設計之后，一定把以前所學過的知識重新溫故。

在此要感謝我們的指導老師許藝萍老師對我們悉心的指導，感謝老師給我們的幫助。在設計過程中，我通過查閱大量有關資料，與同學交流經驗和自學，并向老師請教等方式，使自己學到了不少知識，也經歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設計中我懂得了許多東西，也培養了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設計做的也不太好，但是在設計過程中所學到的東西是這次課程設計的最大收獲和財富，使我終身受益。洛陽理工學院

參考書籍

1.李 洪.機械加工工藝手冊 北京：北京出版社 1999.12 2.陳宏鈞.機械加工工藝施工員手冊 北京：機械工業出版社 2008.1 3.徐圣群.簡明機械加工工藝手冊 上海：上海科學技術出版社 1991.2 4.孟少農.機械加工工藝手冊 北京：機械工業出版社 1998.3 5.王 凡.實用機械制造工藝學設計手冊 北京：機械工業出版社 2008.5 6.周世權.機械制造工藝基礎 武漢：華中科技大學出版社 2005.10 7.王先逵.機械制造工藝學 北京：機械工業出版社 2006.1 8.陸劍中.金屬切削原理與刀具 北京：機械工業出版社 2005.1 9.黃鶴汀.金屬切削機床 北京：機械工藝出版社 2011.7 10.張龍勛.機械制造工藝學課程設計指導書 北京：機械工業出版社 1999.11

第五篇：夾具課程設計說明書完整版

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課程設計說明書

課 程 名 稱 機械制造裝配設計

設 計 課 程 鉆床夾具設計 專 業 機械設計制造及其自動化 班 級 B120234 姓 名 朱文換

學 號 B2023402

2014年01月03日 洛陽理工學院

課 程 設 計 任 務 書

機械械工程 系 機械設計制造及其自動化 專業 學生姓名 朱文換 班級 B120234 學號 B12023402 課程名稱： 機械制造裝配設計 設計題目： 鉆床夾具設計

課程設計內容與要求：

設計內容：

1、鉆床夾具裝配圖一張

2、夾具體零件圖一張

3、產品零件圖一張

4、課程設計說明書一份

設計要求：

1、設計（裝配圖按夾具要求設計，相關的配合尺寸要標明，在說明書中要有夾具定位計算，夾緊等方案的選擇）。

2、零件圖要符合工程圖的根據要求，圖紙的標題要有材料。

設計（論文）開始日期 2013 年 12月23日 設計（論文）完成日期 2014年 01月03日

指導老師: 張洪濤 洛陽理工學院

課 程 設 計 評 語

機械械工程 系 機械設計制造及其自動化 專業 學生姓名 朱文換 班級 B120234 學號 B12023402 課程名稱： 機械制造裝配設計 設計題目： 鉆床夾具設計

課程設計片篇幅：

圖 紙 共 3 張

說明書 共 17 頁

指導老師評語：

年 月 日 指導老師： 洛陽理工學院

目 錄

序 言----------------------------

4一、專用夾具設計-----------5

1、設計前的準備工作---5（1）、明確工件的年生產綱領----------------------5（2）、熟悉工件零件圖和工序圖-------------------5（3）、加工方法---------6

2、總體方案的確定------6（1）、定位方案的選擇、比較、確定-------------6（2）、定位精度分析---7（3）、夾緊機構的選擇7（4）、導向裝置的確定8（5）、夾具體------------9

3、繪制夾具裝配圖---11（1）、制圖比例的選擇----------------------------11（2）、定位、夾緊、導向，夾具體繪制-------11

二、夾具裝配圖上應標注的尺寸和技術條件-------12

1、夾具裝配圖上標注的尺寸----------------------12

2、夾具裝配圖上應標的公差配合-----------------12

3、夾具裝配圖上應標注的技術要求--------------12

三、夾具零件圖上應標注的尺寸和技術條件------13

1、夾具零件圖上標注的尺寸----------------------13

2、夾具零件圖上應標注的技術條件和技術要求------------------------------13

四、方案設計論證--------14

1、設計思路-----------14

2、設計方法與結果--14

五、設計心得--------------15

六、致謝--------------------16

七、參考文獻--------------17 3 洛陽理工學院

序言

機械制造工藝學課程設計是在我們學習了技術基礎課和大部分專業課之后進行的。這是我們在進行畢業設計之前對所學課程的一次深入的綜合性的鏈接，也是一次理論聯系實際的訓練。因此，他在大學的學習中占有十分重要的地位。本次課程設計以鉆床夾具為設計題目，更是考慮到夾具在現代生產中的廣泛應用。

鉆床夾具（簡稱夾具）是在機械加工中使用的一種工藝裝備，他的主要功能是對別加工工件的定位和夾緊。通過定位，使個加工工件在夾具中占有同一個正確的加工位置；通過夾緊克服加工中存在的各種作用力，使這一正確的位置的到保障，從而使加工過程得意順利進行。因此，工藝人員的一項日常工作就是設計專用夾具。

夾具作為機械制造業舉足輕重的工藝裝備，主要表現在能夠保證機械加工質量、提高生產效率、降低生產成本、減輕勞動強度、降低對工人技術的過高要求、實現生產過程自動化和流水線生產。夾具一般由定位裝置、夾緊裝置、夾具體及其它裝置或元件所組成。它在實際生產中的作用也仍舊是將工件定位，以使加工工件獲得相對于機床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。在機床上加工工業零件時，必須用夾具裝好固定所要加工工件。將工件裝好，就是在機床上確定工件相對于刀具的正確位置，這一過程稱為定位。將工件夾緊，就是對工件施加作用力，使之在已規定好的位置上可靠地固定，這一過程稱為夾緊。從定位到夾緊的全過程，稱為裝夾。其主要功能就是完成工件的裝夾固定工作。工件裝夾情況的好壞，將直接影響工件的加工精度。所以，對于夾具的設計練習對于現代生產設計是十分必要的。

關鍵詞： 裝備

夾緊

設計

制圖 洛陽理工學院

一、專用夾具設計

1、設計準備工作

（1）、明確工件的年生產綱領

它是夾具總體方案確定的依據之一，它決定了夾具的復雜程度和自動化程度。由于本次設計為小批量生產，所以夾具設計自動化要求不高，因而采用立式鉆床鉆削加工。

（2）、熟悉工件零件圖和工序圖

工件圖應該無遺漏地給出制造零件所需的全部信息，包括幾何形狀、全部尺寸、加工面的尺寸公差、形狀公差和表面粗糙度要求、材料和熱處理要求、其他特殊技術要求等。

該工件的工件圖如圖1-1所示：

圖1-1 零件圖

已知該工件的材料為HT200，加工C面上的孔(其它工序已經加工完成)。

洛陽理工學院（3）、加工方法

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。根據加工要求，本道工序的內容是鉆C面上的孔，采用立式鉆床鉆削加工。

2、總體方案的確定

（1）、定位方案的選擇、比較、確定

根據本工序的工序內容及加工精度要求，按照六點定位原理和本工序的加工精度要求，擬定幾種具體的定位方案和定位元件，并選出最佳方案。

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。本次設計雖然為小批量生產，但也需要考慮夾具零件的互換性。所以暫定如下兩種定位方案：

第一方案：采用一面兩銷且取甲面為定位面，Φ30H7孔用短圓柱銷定位，Φ15孔用固定圓柱銷定位，很明顯出現了“過定位”，不符合定位要求。第二方案：定位方式仍為一面兩銷，甲面用大平面，但Φ30H7孔采用固定短圓柱銷定位，側面Φ15孔用浮動菱形銷定位，限制工件六個自由度度。綜上所述，這次設計采用第二種方案，限制工件六個自由度。（2）、定位精度分析

由于工件的中心距允許偏差為39±0.2mm，而允許誤差由三部分組成，其中定位誤差為其中之一，另外有對刀誤差，安裝誤差，根據機械設計相關要求，定位誤差不能超過允許誤差的1/3，所以，首先分析能引起定位誤差的因素： 1)、工件定位孔Φ30H7與短圓柱銷Φ30k6之間的配合為過渡配合，它們之間產生的定位誤差很小，可以忽略不計。

2)、定位銷固定板上的定位孔Φ20H7與短定位銷Φ20k6之間的配合為過盈配合，它們之間產生的定位誤差很小，也可以忽略不計。

洛陽理工學院 3）、菱形銷Φ15H7與工件孔Φ15h6之間的間隙雖然會對工件造成轉動方向的影響，但是轉動軸心與加工孔軸心方向一致，所以即使有誤差，也不會影響工件的鉆削加工精度，所以此項也可忽略不計。

4）、夾緊固定板與夾具底座之間以螺釘銷釘連接，兩接觸面均為3.2的粗糙度，故夾緊固定板與夾具底座之間的誤差很小，亦可忽略不計。

5）、B面定位銷固定板與夾具底座之間以螺釘銷釘連接，兩接觸面均為3.2的粗糙度，故B面定位銷固定板與夾具底座之間的誤差很小，亦可忽略不計。綜上所述，滿足加工精度要求。（3）、夾緊機構的選擇、比較、確定

1）、夾緊力的方向：

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，防止工件在夾緊力的作用下產生變形。所以，本次夾緊力選擇垂直于工件定位面。2）、夾緊力的作用點：

夾緊力的作用點應選擇在定位元件支承點的作用范圍內，以及工作剛度高的位置。確保工件定位準確、不變形。所以，本次加進了的作用點選擇在工件上與定位面平行，切間距適中的面上，具體位置見如下圖：

圖1-2 夾緊力的作用點位置

洛陽理工學院 3）、選擇夾緊機構：

在確定夾緊力的方向、作用點的同時，要確定相應的夾緊機構。確定夾緊機構要注意以下幾方面的問題：

①安全性 夾緊機構應具備足夠的強度和夾緊力，以防止以外傷及夾具操作人員。②手動夾具夾緊機構的操作力不應過大，以減輕操作人員的勞動強度。③夾緊機構的行程不宜過長，以提高夾具的工作效率。④手動夾緊機構應操作靈活、方便。

確定夾緊力的方向、作用點，以及夾緊元件或夾緊機構，估算夾緊力大小，要選擇和設計動力源。夾緊方案也需反復分析比較，確定后，正式設計時也可能在具體結構上作一些修改。夾緊方案選擇了對稱聯動夾緊機構。如下圖所示：

圖1-3 對稱聯動夾緊機構 洛陽理工學院（4）、導向裝置的確定

導向裝置是夾具保證加工精度的重要裝置，如鉆孔導向套、鏜套、對刀裝置、對定裝置等，這些裝置均已標準化，可按標準選擇，為提高加工效率，便于替換，選擇快換導向套加工工件。如下圖所示：

圖1-4 快換鉆套

（5）、夾具體

夾具體是夾具的基礎體，它將夾具上的各種裝置和元件連接成一個整體，并通過它將夾具安裝到機床上。它的結構形狀及尺寸大小，取決于加工工件的特點、尺寸大小，各種元件的結構和布局，夾具于機床的連接方式，切削力、重力等大小的影響。

夾具體應滿足以下幾點計算要求：

1、應有足夠的強度和剛度。

2、力求結構 洛陽理工學院 簡單及裝卸工件方便。

3、結構工藝形好。

4、排屑切屑要方便。

5、在機床上安裝穩定可靠。

6、具有適當的精度和尺寸穩定性。

夾具體毛坯可以分為四類：

1、鑄造夾具體。鑄造夾具體如圖1-5（a）所示。

2、焊接夾具體。焊接夾具體如圖1-5（b）所示。

3、鍛造夾具體。鍛造夾具體如圖1-5（c）所示。

4、裝配夾具體。裝配夾具體如圖1-5（d）所示。

（a）

（b）

（c）

（d）

圖1-5 夾具體毛坯的類型

所選夾具體零件示意圖如圖1-6所示：

圖1-6 夾具體 洛陽理工學院

3、繪制夾具裝配圖（1）、制圖比例的選擇

根據夾具整體結構，考慮到夾具的總體尺寸，選擇制圖比例為1:1，繪圖時需要把工件視為透明體，用雙點劃線畫出輪廓，同時畫出定位面、夾緊面和加工表面，其他無關表面可以省略。（2）、定位、夾緊、導向，夾具體

畫出定位元件和導向元件，按夾緊狀態畫出夾緊元件或機構，必要時可用雙 點劃線畫出松開位置時的夾緊元件的輪廓，畫出夾具體，其他元件或機構，以及上述各元件與夾具體的聯結，使夾具形成一體，標注必要的尺寸，配合和技術條件。

裝配圖示意圖如圖1-7所示：

圖1-7 夾具體裝配圖 洛陽理工學院

二、夾具裝配圖上應標注的尺寸，公差配合和技術條件

1、夾具裝配圖上標注的尺寸

1）夾具外形輪廓尺寸，長、寬、高分別是256mm、192mm、192mm。

2）夾具體的側面到加工面的中心距離是98±0.2mm。

2、裝配圖上應標的公差配合

鉆套與襯套之間的配合是過渡配合Φ25H7/h6，襯套與鉆模板之間的配合是過盈配合Φ35H7/r6，菱形銷與套筒之間的配合是過渡配合Φ15H7/h6，短圓柱銷與工件之間的配合是過渡配合Φ30H7/k6。

3、裝配圖上應標的技術要求

1）、壓塊相對于A面的平行公差在全長上不大于0.04mm； 2）、鉆套的中心線相對A面的垂直度在全長上不大于0.04mm； 3）、菱形塊軸向對于定位孔軸向的同軸度在全長上不大于0.04mm； 4）、零件

2、零件5和零件19由鉗工配做加工完成。洛陽理工學院

三、夾具零件圖上應標注的尺寸和技術條件

1、夾具體零件圖上應標注的尺寸

1）、零件圖中應正確、完整、清晰、合理地注出制造夾具體零件所需的全部尺寸，夾具體的長、寬、高分別是256mm、192mm、192mm。

2）、標注的尺寸應滿足設計和加工工藝的要求；

2、夾具體零件圖上應標注的技術條件和技術要求

1）、零件圖中必須用規定的代號、數字和文字簡明地表示出在制造和檢驗時所應達到的技術要求；

2）、此設計中：夾具體上表面相對甲基準面的平行度是0.04mm，側面與大平面接觸的面相對甲基準面的垂直度是0.04mm。

3)、夾具體零件圖應標注的技術要求

(1)、鑄件經時效處理，未標注圓角為R3~R5；

(2)、鑄件不應有砂眼和氣孔，孔和底面不應有疏松等鑄造缺陷。夾具體零件示意圖如圖3-1所示：

技術要求1.鑄件經時效處理，未注圓角R3~R52.鑄件不應有砂眼、氣孔，孔和底面不應有疏松等鑄造缺陷

圖3-1 夾具體零件圖 洛陽理工學院

四、方案設計論證

1、設計思路

1）、根據待加工工件的需要，選擇加工機床，應選用立式鉆床鉆削加工比較合理。

2）、因為工件主要定位部分為Φ30mm和Φ15mm的圓孔，所以可以用一面兩銷定位，滿足六點定位原理。

3）、將定位元件先固定夾具體上，然后利用一面兩銷把工件定位后，可利用對稱聯動機構來對工件進行夾緊，工件的夾緊力的方向垂直與工件的軸線方向。

2、設計方法與結果

1）、對工件的加工要進行分析，已知工件上鉆C面上的孔，根據工件的形狀和加工要求和零件的生產綱領，此處采用立式鉆床比較合理。

2）、根據六點定位原理，選用一個短圓柱銷、一個菱形銷以及一個大平面定位，正好滿足六點定位原理，由于限制了六個自由度，所以只需要將工件夾緊就可以進行加工了，在垂直方向上進行夾緊，考慮到操作方便的問題，此次夾緊選用對稱聯動機構夾緊。

對整個定位、夾緊方案綜合分析得出：定位方案符合六點定位原理，夾緊方案夾緊穩定，所以此夾具設計可行。洛陽理工學院

設計心得

課程設計是我們專業課程知識綜合應用的實踐訓練，這是我們邁向社會、從事職業工作前的一個必不可少的過程。在老師和同學的共同努力下，使我在有限的時間內完成了夾具課程設計。通過這次的課程設計，使我養成了認真、謹慎、遇到困難冷靜的態度。課程設計的過程中遇到同學們通過查資料也解決不了的東西，但是在老師的細心指點下，同學們都能迎刃而解。通過這次課程設計把我們所學的理論知識運用到實際中來，使我對理論知識有了更深層次的了解，理論聯系實際使我所學到的理論知識更加牢靠，同學們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、如何使用它們以及怎樣合理的選擇方案。通過這次的課程設計，讓我學到了許多的知識，從工件圖到產品的最終的應用的整個流程，從查資料到最終方案的確定，要經過夾具體的選擇，定位的選擇，和加緊裝置的確定，以及誤差的確定到精度的要求，每一步都要自己經過大量的查閱資料，遇到困難的時候，老師和同學認真細心的給我講解，使我輕松了許多，也學會了團結友善的處世態度。洛陽理工學院

致謝

本課程設計是在老師的指導下完成的，衷心感謝老師的悉心指導以及在生活上給予的關心和幫助。張老師以淵博的學識、高度的責任感使我不僅在學術上受益匪淺，而且言傳身教，以其高尚的人格教導了我做人的道理。在此課程設計完成之際，謹向張老師表示最衷心的感謝！

同時，我深深感謝我們機械工程系的領導和老師以及傳授我知識和學習方法的外系老師，我在思維方法、學習態度和工作作風方面得到的進步都受益于您們的指導和影響；對我能順利完成課程設計給予了很大的幫助。

在張老師的耐心指導下，我的課程設計收獲了很多，把我四年所學的東西進行了一個大整合。實踐聯系理論及實際中會遇到的問題，都給我們指了出來。從而使我的課程設計不斷的優化。

經過本次的課程設計，我學會好多書本上面沒有的知識。這次的設計在張老師的耐心的指導下，使我的設計更加與實際相結合，最后再次衷心的感謝張老師在本次設計中給予的指導和幫助!

洛陽理工學院

參考文獻

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《機械制造裝備設計課程設計》《機械制造工藝學》 《機械設計習題與解析分析》 《幾何量公差與測量技術》 《機械設計手冊》 《互換性與測量技術》

北京：高等教育出版社，2010.8 北京：機械工業出版社，2011.6 沈陽：東北大學出版社，2000.6 沈陽：東北大學出版社，1999.7 北京：化學工業出版社，1999.8 北京：高等教育出版社，2002.3