第一篇：機床夾具設計課程設計說明書(含內容和排版簡要說明)

《 機床夾具設計課程設計 》說明書

摘 要

通過《機床夾具設計》課的課堂學習，我們初步掌握了夾具設計基本理論知識。本課程設計即為了給我們創(chuàng)造一個運用課堂理論知識，解決較復雜問題的平臺，鍛煉我們綜合利用所學知識的能力，初步接觸一下“設計”的味道。課程設計的主要內容和要求主要是完成所給兩個零件所需工序的夾具設計（鉆模夾具和銑床夾具）。根據(jù)設計任務書完成根據(jù)給定條件分析零件的工序基準，確定定位方案；確定定位元件，布置引導元件；夾緊裝置，并根據(jù)加工精度要求，合理設計分度裝置，最終設計出夾具體，并進行尺寸標注。

關鍵字：

機床夾具設計

定位元件

夾緊裝置

定位誤差

I

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目錄

摘 要...................................................................................................................................I 1設計任務................................................................................................................................1 2 零件的裝夾..........................................................................................................................3

2.1零件的工藝和精度分析...............................................3 2.2 定位設計...........................................................3 2.3對刀引導裝置.......................................................5 2.4夾緊方案...........................................................5 2.5 分度對定機構設計...................................................6

3夾具加工精度分析.............................................................................................................6

3.1 定位精度...........................................................6 3.2 對刀精度...........................................................6 3.3安裝精度...........................................................6 3.4夾具精度...........................................................7

總 結......................................................................................................................................8 參考文獻...................................................................................................................................9

II

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1設計任務

本次設計夾具分為鉆床夾具和銑床夾具兩個內容具體如下：

?0.1鉆床夾具如圖1-1所示，本工序需鉆M10螺紋底孔?8.4mm，孔?15.81F8、槽14.20mm?0.1和撥叉510mm在前面工序已完成。工件材料為45鋼，毛坯為鍛件。成批生產，所用設備為Z525立式鉆床。設計?8.4mm孔夾具。

圖 1-1 撥叉鉆孔工序圖

銑床夾具設計如圖1-2所示，需在零件上銑寬12mm的槽，孔?11H7、?15.81F8在前面工序已經完成。工件材料為鑄鋼ZG310-570(GB/T 11352-1989),成批生產,所用設備為X62W,設計銑12mm夾具。

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圖 1-2 銑槽工序圖

圖 1-3菱形銷

《 機床夾具設計課程設計 》說明書 零件的裝夾

2.1零件的工藝和加工精度分析

撥叉零件（零件一）毛坯材料為鍛件形狀不規(guī)則，基本工序：銑?15.81F孔的左右

?0.1端面，鉆?15.81F8孔并鉸孔保證粗糙度和位置度，右端忽沉孔；銑510mm槽，銑?0.1mm槽。鉆?8.4mm孔、攻10mm螺紋孔；檢驗。本次夾具設計為鉆8.4mm孔設計14.20夾具有一定對稱度和位置度要求。

第二個零件（零件二）毛坯材料為鑄鋼，基本加工工序：銑削零件的左右平面保證0.0326??0.03mm；鉆?24H8孔，擴孔、鉸孔，同樣鉆?11H7孔，并擴孔鉸孔達到要求，保證兩0孔R140-0.08、R18-0.08位置精度；銑12mm槽，有對稱度要求。?6銷孔配作要求。

2.2 定位設計

零件一【1】：為保證?8.4mm孔對基準孔15.81F8垂直并對孔中心線的對稱度要求，應當限制工件的斜，應當限制位通孔

三個自由度；為保證孔?8.4mm處于撥叉的對稱面內且不發(fā)生扭

0.1自由度；為保證孔對槽的位置尺寸3.1??0.1mm，還應該限制

自由度。孔移動不限制，因此，本夾具限制5個自由度。

定位方案：工件上孔?15.81F8精加工過，作為主要定位基準可滿足基準重合，采用心軸定位可限制

四個自由度。心軸水平放置并保證與鉆床主軸垂直共面，可保證所鉆孔與基準孔之間的垂直度對稱對要求，由于成批生產，精度要求不是很高，采用間隙配合，定位精度取決于孔與心軸的間隙配合誤差。

為限制

?0.1的轉動在撥叉槽口510mm為定位基準。槽口兩側面放置一菱形銷，采用配合為?51H8g6。為限制

?0.1的移動以14.20mm的兩側面為定位基準，考慮到撥叉的結

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構，采用有對稱斜面的偏心輪定位，定位的同時并進行夾緊。定位間隙可消除。

定位元件：孔?15.81F8采用中間對應孔?8.4mm的位置鉆11mm排屑孔的心軸，配合采用F8/h7。菱形銷為標準件選用直徑51mmB型固定式菱形銷。（心軸直徑d≤35mm，用T8A鋼制造，熱處理硬度為58～64HRC，定位銷>16mm,20鋼滲碳深0.8～1.2mm淬火53～58HRC）。

?0.1定位誤差分析：在Y方向上，加工?8.4mm孔，定位基準為孔軸線，工序基準是14.20槽的對稱平面，基準不重合，存在基準不重合誤差，定位尺寸

ΔB=0.2mm【2】 ΔY=0

l?0.1為3.1?0.1。d ΔD=ΔY+ΔB=0.2mm(1-1)0.11加工尺寸3.1??0.1公差T=0.2，ΔD<3×0.2 定位方案滿足工件本工序加工要求。對于

X方向上，采用心軸定位，定位基準工序基準同為心軸軸線，基準重合，孔?15.81F8【3】0.043（?）公差T=0.027,軸?15.81h7（0，公差T=0.018.?0.016?0.018）

ΔB=0 ΔY=(δD+δd+Xmin)/2(1-2)=（0.018+0.027+0.016）/2=0.0305mm

ΔD=ΔY+ΔB=0.0305mm 加工孔對稱度為0.2mm，ΔD<1×0.2 所以，定位方案滿足工件本工序加工要求。

3零件二：為保證12mm槽的關于基準A的對稱度要求，應限制0.232-?0.2mm應限制，為保證槽深自由度，在方向上不限制，所以本工序限制5個自由度。

定位方案：工件孔11H7已經精加工配合精度要求高且表面粗糙度高，選作定位基準，采用銷定位，限制了工件的制工件

兩個個自由度，另一孔24H8采用短菱形銷定位限（削邊方向應垂直于銷與心軸的連心線）。在一側端面定位時，由于工件端面，不至于產生過定位現(xiàn)象。面加工精度不高，所以兩銷采用階梯面同時限制工件心軸水平放置，兩銷中心線與主軸平行。中批生產，且精度要求不高，采用間隙配合。

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定位元件：孔11H7采用直徑11mm短圓柱銷定位,圓柱銷為非標準件,需在A型【4】固定式圓柱銷的基礎上增加一直徑30mm階梯環(huán)面（圖 1-3），孔與心軸間隙配合，采用H7/f6。菱形銷與孔24H8同樣采用間隙配合，采用H8/f7。菱形銷為非標準件,需在B型可換式菱形銷的基礎上增加一直徑40mm階梯環(huán)面，兩階梯面在機床主軸方向共面。（定位菱形銷>16mm,20鋼滲碳深0.8～1.2mm淬火53～58HRC，圓柱銷淬火53～58HRC）

0.2定位誤差分析：尺寸32??0.2mm，其工序基準為零件圓弧表面母線，定位基準為11f6?0.0210.016短銷軸線，基準不重合，孔?11H7（0）,短銷 ?11f6（--0.027）

ΔB=0.08mm

ΔY=(δD+δd+Xmin)/2

=（0.021+0.011+0.016）/2 =0.024mm ΔD=ΔY+ΔB=0.104mm 0.21加工尺寸32??0.2公差T=0.4，ΔD<3×0.4，定位方案滿足工件本工序加工要求

對于槽12mm有對稱度要求，定位基準為工件的右端面，工序基準為工件X方向的對稱平面，基準不重合。

ΔB=0.06/2=0.03mm ΔY=0

ΔD=ΔY+ΔB=0.03mm 加工槽對稱度為0.1mm，ΔD<1×0.1 所以，定位方案滿足工件本工序加工要求。

32.3對刀引導裝置

零件一：采用鉆套定位，由于本工序是為下面攻絲鉆孔，且在工序集中一起，所以采用快換鉆鉆套，（鉆套孔徑d≤26mm，用T10A鋼制造，熱處理硬度為58～64HRC）。

零件二：采用直角對刀塊對刀，同時能對XZ方向進行對刀，使用對刀塊對刀時，在刀具和對刀塊之間用塞尺進行調整，以免損壞切削刃或造成對刀塊過早磨損。2.4夾緊方案

零件一：在槽14.2mm處采用對稱斜面的偏心輪進行定位夾緊，當偏心輪轉動時，《 機床夾具設計課程設計 》說明書

使斜面與槽貼緊，使工件在心軸方向被固定，定位同時起到夾緊的作用。鉆孔切削力不大，故工作可靠。零件二;采用螺旋壓板夾緊機構對工件的左端面進行夾緊。2.5夾具體設計

零件一：考慮到撥叉的結構及定位夾緊方案，夾具體結構采用鑄造件，心軸與夾具體使用過度配合，銷釘為過度來配合（用限位螺釘緊固）。采用鉸鏈式可翻轉式鉆模板，且鉆模板用支撐釘保證鉆模板的位置。

零件二：夾具體結構比較簡單，使用型材類材料。心軸、銷釘與夾具體使用過度配合，銷釘用限位螺釘緊固。

3夾具加工精度分析

3.1 定位精度

對于零件一影響工件定位精度的尺寸公差包括：工件內孔與心軸的配合尺寸零件二影響工件定位精度的尺寸公差包括:大孔與心軸的配?15.81F8h7和擋銷的尺寸。合尺寸?24H8f7,小孔與菱形銷的配合尺寸?11H7f6，以及兩個銷的階梯面的位置度。

3.2 對刀精度

對于零件一對刀誤差主要鉆頭與鉆套間的間隙，會引起鉆頭的位移或傾斜，造成加工誤差。對于零件二對刀誤差主要是對刀是的人為誤差。

3.3安裝精度

零件一體積比較小為移動式夾具，無安裝精度。零件二影響夾具在機床上安裝精度的尺寸和公差為定位鍵與銑床工作臺T形槽的配合尺寸。

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3.4夾具精度

零件一：影響夾具精度的尺寸和公差為定位心軸與安裝平面的平行度，影響對稱度

?0.10．2 mm的夾具誤差為菱形銷對定位心軸的對稱度。影響14.20的夾具誤差為定位面到導向孔軸線的尺寸公差。及導向孔對安裝基面的垂直度。

0。2?0.02零件二：影響尺寸32?影響對稱度?0.2精度的夾具誤差為兩銷的位置尺寸公差42?0.02。0.1mm的夾具誤差為對刀塊的位置誤差。

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總 結

本次夾具設計關于第一個撥叉夾具設計主要特點是使用對稱斜面的偏心輪進行定位夾緊，定位夾緊同時進行提高了加工效率，并且使用快換的鉆套可以同時進行兩步工序，保證了加工孔的精度，并提高了效率，同時對于夾具體的材料選用鑄鐵，節(jié)約了成本。本夾具主要還有一下缺點需要今后進行改正，心軸定位處的排屑不好，在加工完成后把工件從心軸取出是容易劃傷已經精加工過的內孔，同時使用翻轉式鉆模，精度不高，磨損嚴重。有待以后改正。

第二個銑床計夾具特點是限制工件沿銷移動時采用了階梯式銷定位，在保證夾緊同時減少了定位元件的數(shù)量，防止了工件的過定位發(fā)生。使用了精加工過的孔定位提高了槽的加工精度。缺點是夾緊部位處的強度較低容易影響加工精度。有待以后改正。

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參考文獻

[1] 李存霞、姬瑞海．機床夾具設計與應用【M】．第3版．北京：清華大學出版社，2011．P226-P228 [2] 李存霞、姬瑞海．機床夾具設計與應用【M】．第3版．北京：清華大學出版社，2011．P50-P58 [3] 周兆元、李翔英編.互換性與測量技術基礎【M】．第3版．北京：機械工業(yè)出版社，2011．

[4] 李存霞、姬瑞海．機床夾具設計與應用【M】．第3版．北京：清華大學出版社，2011．P40

第二篇：機床夾具設計課程設計說明書

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摘要

機床夾具設計課程設計是在全部學完機械制造工藝學及機床夾具設計，并進行了生產實習的基礎是進行的一個教學環(huán)節(jié)。它要求學生全面地綜合運用本課程及其有關先修課的理論和實踐知識進行工藝及結構的設計，也為以后進行一次預備訓練。此課程設計的目的：（1）能根據(jù)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。（2）培養(yǎng)學生熟悉并運用有關手冊、標準、圖表等技術資料的能力。（3）進一步培養(yǎng)學生識圖、制圖、運算和編寫技術文件等基本技能。

此次是對一種大批量生產的撥叉類零件進行鉆孔。所設計的夾具必須保證這個通孔的各種尺寸精度，并且以最經濟、最省時省力的方法來設計此套夾具。通過對定位誤差的分析，確定出采用大端面小心軸定位，夾緊裝置采用螺旋壓板夾緊機構。

對于我本人來說，希望能通過本次課程設計學習，學會將所學理論知識和工藝課程實習所得的實踐知識結合起來，并應用于解決實際問題之中，從而鍛煉自己分析問題和解決問題的能力。

關鍵字:夾具設計、制圖、機械

I

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目錄

摘要..................................................................................................................I 1 設計任務.............................................................................................................1 2 零件的定位.........................................................................................................2

2.1 零件的工藝和精度分析.................................................................................................2

2.2 定位目的及原理.............................................................................................................2 2.3 工件定位的基本原理.....................................................................................................3 2.4 定位方案.........................................................................................................................3 2.5 定位元件的選擇.............................................................................................................3 2.6 定位誤差.........................................................................................................................4 零件的夾緊裝置.................................................................................................5

3.1 夾緊方式的選擇.............................................................................................................5 3.2 工件拆裝.........................................................................................................................5 3.3 夾具體設計.....................................................................................................................6

4鉆床導向裝置......................................................................................................7

4.1 夾具結構形式.................................................................................................................7 4.3 導向裝置.........................................................................................................................7

總

結...................................................................................................................9 參考文獻...............................................................................................................10

《 機床夾具課程設計 》說明書 設計任務

對下圖零件鉆φ11H7的通孔這道工序進行夾具設計。能根據(jù)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，初步設計出高效、省力、經濟合理并能保證加工質量的專用夾具。

圖1-1夾具設計零件圖

《 機床夾具課程設計 》說明書 零件的定位

2.1 零件的工藝和精度分析

（1）零件的工藝分析：制定工藝路線的出發(fā)點，應當使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領確定為大批量生產的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。

工藝路線：

工序Ⅰ：銑削 銑上表面A面； 工序Ⅱ：銑削 銑下表面B面；

工序Ⅲ：鉆削 鉆、擴、鉸φ23，鉆φ6合φ11孔；（本套夾具適合于該工序）

工序Ⅳ：銑削 粗銑、半精銑12mm通槽； 工序V：檢查；

（2）零件的精度分析：孔尺寸φ11H7，公差等級為7級 2.2 定位目的及原理

圖2-1 工件定位圖

工件在夾具中的定位問題，是夾具設計中首先要解決的主要問題，在確定定位方案后，定位基準的選擇是一個關鍵問題，在實際生產中，由于定位基準和定位元件存在制造誤差、裝配誤差、磨損誤差等。從而使同批工件在夾具中所占據(jù)的位置不同，這種位置變化從而導致加工要素產生誤差。

工件在加工前，必須首先使它在機床上相對刀具占有正確的加工位置稱為定位。它包括工件在夾具中的定位，夾具在機床上的夾緊、刀具在夾具中的對刀與導引、整個工藝系統(tǒng)的調整等組成環(huán)節(jié)

工件的定位包括三項基本任務。

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(1)從理論上進行分析，如何使同一批工件在夾具中占據(jù)一致的正確位置。(2)

設計合理的定位方案，選擇合適的定位元件。(3)

保證有足夠的定位精度。2.3 工件定位的基本原理

在分析工件定位時，通常是用一個支承點限制工件的一個自由度，用合理分布的六個支承點限制工件的六個自由度，從而使工件在家具中的位置完全確定，即六點定位原理。如圖2-1所示是一個梯形且兩端為圓弧的工件，欲在該工

??????件上鉆一個通孔。為保證加工尺寸φ11H7，需要限制工件x、y、z、x、y這五個自由度，屬于不完全定位。（加工的通孔）2.4 定位方案

工件定位時，作為定位基準的點和線，往往由一些具體的表面來體現(xiàn)，這種表面成為定位基面。定位基面（基準）的分類：

(1)主要定位基面。是限制工件三個自由度的定位基面。一般選擇工件上比較大的表面作為主要定位基面。

(2)導向定位基面。是指限制工件的兩個自由度的定位基面。一般選擇工件上窄長的表面基面，而且兩支承點距離應盡量遠些。

(3)雙導向定位基面。是限制工件的四個自由度的圓柱面。(4)止推定位基面。限制工件的一個移動自由度的定位基面。(5)放轉動定位基面。限制一個轉動自由度的定位基面。

工件的定位是通過定位基面進行的，因此定位基面的幾何形狀、尺寸及表面狀況在很大的程度上決定著定位方法及所用定位元件選擇。

(1)遵循基準重合原則，避免基準不符誤差。

(2)盡量用精加工過的表面作為定位基準，以保證有足夠的定位精度。(3)應使工件安裝穩(wěn)定，使在加工過程中切削力或夾緊力而引起的變形最小。(4)遵守基準統(tǒng)一原則以減少設計和制造夾具的時間和費用。(5)應使工件定位方便，夾緊可靠，便于操作，夾具結構簡單。根據(jù)零件及定位元件的特點，故用定位基準為φ23H8孔的軸線和下表面。2.5 定位元件的選擇

工件定位方法及其定位元件選擇包括定位元件的結構、形狀、尺寸及布置形式等，主要決定于工件的加工要求、工件的定位基準和外力作用狀況等因素。定位元件的結構形式 1 工件以平面定位

1）平頭支撐釘（A型），主要用于精基準定位；球頭支撐釘（B型）與粗基準面接觸良好，主要用于粗基準；齒紋支撐釘（C型）可防止工件滑動，常用于工件側面定位。單個為定位一個自由度，三個定位三個自由度。

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2）光面支撐板（A型），結構簡單，便于制造，但沉頭孔不易清除干凈，在一般作側面或頂面支撐；帶斜槽的支撐板（B型）切削容易清除，一般作為底面支撐。一組支撐板定位三個自由度 2 工件以圓孔定位：

基準，長定位銷定位三個自由度，短定位銷定位兩個自由度。

2）定位心軸定位加工外圓和端面等。長心軸限制工件四個自由度，短心軸限制工件的兩個自由度。

3）圓錐銷是與工件孔緣接觸定位，限制工件三個自由度。3工件以外圓柱表面定位

1）V型塊與工件的接觸面較長時限制工件的四個自由度。而與工件接觸面較短時限制工件的兩個自由度。

2）定位套定心精度不高，只適合精定位基面。其內孔軸線為縣委基準，內孔面為限位基面

根據(jù)零件及定位元件的特點，故采用窄V型塊和一組帶斜槽支撐板定位。2.6 定位誤差

夾具上與工件加工尺寸直接有關的且精度較高的部位，在夾具制造時常用調法來保證夾具精度。夾具的調裝包括夾具各組件、元件相對于夾具體的調整裝配和夾具相對于機床的調裝兩方面內容，其調裝精度程度決定夾具最終安裝誤差的大小。

造成定位誤差的原因有兩個：一是由于定位基準和工序基準（設計基準）不重合，由此產生的基準不重合誤差ΔB（或稱基準不符誤差）；二是由于定位付制造誤差造成的定位基準與限位基準不重合，產生基準位移誤差ΔY

孔φ11H7定位誤差ΔD的分析

工件設計基準與定位基準重合,因此基準不重合誤差ΔB=0。由于工件定位基面（外圓柱表明）的直徑誤差，形成了工件軸心的基準位移誤差ΔY，因此基準位移誤差

ΔY=

1）定位銷主要用于直徑在50mm一下的中小孔定位。以孔的軸線作為定位

Tdα2Sin2?0-(-0.05)?0.03535

2Sin45因此尺寸定位誤差為ΔD=ΔB+ΔY=0.035mm<1/3T=0.133mm，定位合理

《 機床夾具課程設計 》說明書 零件的夾緊裝置

3.1 夾緊方式的選擇

設計的過程中采用螺旋夾緊機構，因為工件是在立式鉆床上進行加工，加工力及震動較大，要求夾緊裝置具有足夠的強度，因此需要在工件的一側用萬能調節(jié)壓板夾緊，為了方便裝拆工件，另一端用螺釘螺母夾緊。基本夾緊機構：

a斜鍥夾緊機構

結構特點：斜楔的自鎖條件與升角有關；斜楔具有改變加緊作用力方向的特點；斜楔具有增力的作用；結構簡單通常用于機械夾緊或組合夾緊機構中，且工件的進度較高。

b螺旋夾緊機構

螺旋夾緊機構機構簡單，制造方便，增力較大，夾緊行程不受限制，所以在手動夾緊機構中廣泛應用。本次課程設計選用此夾緊方案，夾緊工件為萬能調節(jié)壓板。

c偏心夾緊機構 偏心夾緊機構優(yōu)點是制造方便，夾緊迅速；缺點是夾緊力較小，自鎖性能不好，夾緊行程教小，一邊用在切削力不大，無振動的場合，且對夾緊尺寸要求較嚴的場合。

對裝夾裝置的基本要求：

① 保證定位準確可靠，不能破壞原有的定位。② 夾緊力的大小要可靠適當。

③ 在保證裝夾的前提下機構力求簡單，工藝性好，便于制造和維修。④ 具有良好的自鎖性能。⑤ 操作方便安全省力。

設計的過程中采用螺旋夾緊機構，因為工件是在立式鉆床上進行加工，加工力及震動較大，要求夾緊裝置具有足夠的強度，因此需要在工件的一側用萬能調節(jié)壓板夾緊，為了方便裝拆工件，另一端用螺釘螺母夾緊 3.2 工件拆裝

V形塊定位時，在另一個面上使用彈簧及螺釘連接V形塊，裝夾工件時，通過彈簧的壓力使工件便于裝卸，通過螺釘及螺母組合來夾緊，從而便于裝卸工件。

在鉆床上進行孔所用夾具稱為鉆床夾具簡稱鉆模。鉆模借助其上的鉆套引導刀具和工件之間的相對位置，提高了加工精度和生產率，在成批大量生產中，已

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3.3 夾具體設計

采用鑄造夾具體，其工藝性好，可鑄造出各種復雜形狀，具有較好的抗壓強度、剛度和抗震性。夾具底面四邊應凸出，使夾具體的安裝基面與機床的工作面接觸良好。夾具在機床工作臺安裝，夾具的重心應盡量低，重心越高則支撐面應越大。

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4鉆床導向裝置

4.1 夾具結構形式

在鉆床上進行孔所用夾具稱為鉆床夾具簡稱鉆模。鉆模借助其上的鉆套引導刀具和工件之間的相對位置，提高了加工精度和生產率，在成批大量生產中，已廣泛采用鉆模來進行加工。鉆模的結構形式很多，按工件的結構形狀，大小和鉆模的結構特點，鉆模可分為以下幾種：固定式、回轉式、移動式、翻轉式、蓋板式和滑柱式。

a固定式鉆模，這類鉆模在加工過程中固定不動，夾具體上設有安放緊固螺釘或便于夾壓的部位，這類鉆模主要用于立式鉆床加工單孔，或在搖臂鉆床上加工平行孔系。

b回轉式鉆模，用于加工工件上同一圓周上平行孔系或加工分布在同一圓周上的徑向孔系。回轉式鉆模的基本形式有立軸、臥軸和傾斜軸三種。工件一次裝夾中，靠鉆模依次回轉加工各孔，因此這類鉆模必須有分度裝置。回轉式鉆模使用方便、結構緊湊，在成批生產中廣泛使用。一般為縮短夾具設計和制造周期，提高工藝裝備的利用率，夾具的回轉分度部分多采用標準回轉工作臺。

c移動式鉆模，這類夾具用于鉆中小型工件同一表面的多個孔。

d翻轉式鉆模是一種沒有固定回轉軸的回轉鉆模。在使用過程中，需要用手進行翻轉，因此夾具連同工件的重量不能太重，一般限于 ≤8～10kg。主要適用于加工小型工件上分布幾個方向的孔，這樣可減少工件的裝夾次數(shù)，提高工件上各孔之間的位置精度。

e蓋板式鉆模沒有夾具體，只有一塊鉆模板，在鉆模板上除了裝鉆套外，還有定位元件和夾緊裝置。加工時，鉆模板蓋在工件上定位、夾緊即可。蓋板式鉆模的特點是定位元件、夾緊裝置及鉆套均設在鉆模板上，鉆模板在工件上裝夾，因此結構簡單、制造方便、成本低廉、加工孔的位置精度較高。常用于床身、箱體等大型工件上的小孔加工，對于中小批量生產，凡需鉆、擴、鉸后立即進行倒角、锪平面、攻絲等工步時，使用蓋板式鉆模也非常方便。加工小孔的蓋板式鉆模，因切削力矩小，可不設夾緊裝置。

f滑柱式鉆模是帶有升降臺的通用可調夾具，在生產中應用較廣。滑柱式鉆模的平臺上可根據(jù)需要安裝定位裝置，鉆模板上可設置鉆套、夾緊元件及定位元件等。根據(jù)以上鉆模各自特點，本次選用固定式鉆模。4.3 導向裝置

1、鉆套基本類型：按鉆套的結構和使用情況，可分為固定式、可換式、快換式和特殊鉆套，前三種鉆套均已標準化，可根據(jù)需要選用，必要時也可自行設

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計。本次選擇固定式鉆套。

2、鉆套高度和排屑間隙：

1）.鉆套高度H 鉆套高度與所鉆孔的孔距精度、工件材料、孔加工深度、刀具剛度、工件表面形狀等因素有關。鉆套高度H越大，刀具的導向性越好，但刀具與鉆套的摩擦越大，一般取H =(1~1.5)d。孔徑小、精度要求高時，H取較大值H=1.5×7=10.5mm

2.）排屑間隙h 鉆套底部與工件間的距離h稱為排屑間隙。h值應適當選取，h值太小時，切屑難以自由排出，使加工表面損壞;h值太大時，會降低鉆套對鉆頭的導向作用，影響加工精度。加工鑄鐵時，h =(0.3~0.7)d;加工鋼時，h=(0.7~1.5)d。由于此工件材料為灰口鑄鐵HT200，h=(0.3~0.7)d=(2.1~4.9)

3、鉆套內孔的基本尺寸及公差配合

鉆套內孔（導向孔）直徑的基本尺寸應為所用刀具的最大極限尺寸，并采用基軸制間隙配合。

《 機床夾具課程設計 》說明書

總

結

經過為期兩周的設計，本次夾具設計已經完成。這次設計不但鞏固了已學知識，也是對個人能力的一次提高，從零件分析到工藝編制到夾具設計，從設計到加工，真正從頭到尾思考了一個完整零件的加工，使自己分析問題的能力得到進一步提高，設計中不但要考慮方法，也要考慮設計后用于實踐的成本，以及適用性，因此設計也要和實際相聯(lián)系，源于實踐，處于理論，用于實踐。課程設計讓我學到了很多知識。書本上的東西畢竟是理論，就像切削三要素的設定，書本上查來的數(shù)據(jù)跟實際加工的是有差距的，只有不斷的實踐，才能證明數(shù)據(jù)的合理性，通過課程設計，也進一步提高了理論聯(lián)系實際的能力，讓我懂得了機械這門工科的實際意義，更加深入的了解機械制造這門課程，讓我學到了學習的快樂，同時更讓我認識了自身能力的欠缺與不足，在以后的學習工作中，進一步提高自己。最后，感謝老師和同學在這次設計中的給予我的幫助與指導

《 機床夾具課程設計 》說明書

參考文獻

[1] 李存霞，姬瑞海主編.機床夾具設計與應用.北京：清華大學出版社；北京交通大學出版社，2011.10 [2] 陳于萍，周兆元主編.互換性與測量技術基礎—2版.北京：機械工業(yè)出版社，2005.10 [3] 李存霞，姬瑞海主編.機床夾具設計與應用.北京：清華大學出版社：北京交通大學出版社

第三篇：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，鉆孔要求精度高，所以需要設計一個專用夾具，保證零件加工質量。由于夾具的利用率高，經濟性好，使用元件的功能強而且數(shù)量少，配套費用低，降低生產成本；采用夾緊裝置，縮短停機時間，提高生產效率。

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綱領相適應

在大批量生產時應盡量采用快速、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，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整好，故工件定位時不必再逐個調整。此法定位迅速、可靠，定位精度較高，廣泛用于成批生產和大量生產中。

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.

第四篇：夾具設計課程設計說明書

目 錄

一、序言···············································2

二、設計任務說明·······································2

三、工件的安裝順序·····································3

四、定位元件選擇設計··········································3

五、夾緊機構···········································4

六、導向裝置的選擇·····································3

七、夾具的總體設計·····································3

考文獻·················································4

序言

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。

二、設計任務說明

本次課題設計是要為此圖中的端蓋（零件材料為45，需要大量生產，年生產量大于5000件）設計一套鉆φ20側孔的夾具，實現(xiàn)將工件定位，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。

圖1-3-1

三、工件的安裝順序

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(jù),工件的裝卸位置如上圖1-3-1右側刨面圖。

工件由左向右安放定位，由右向左抽取出來。所以定位元件選擇短銷、大平面組合定位、外端圓面添加平面支持釘定位和支持；定位方案的選擇依據(jù)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。確定夾緊機構要依據(jù)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。

四、定位元件選擇設計

由于該零件的加工是鉆φ20孔并以φ50孔內表面作為定位面，屬與孔定位類型，因此本次設計采用的定位元件為短銷、大平面組合定位。，限制工件5個自由度；夾裝工件時，工件孔與短銷、大平面表面的剛性接觸，精準度要求較高，分別限制工件的X、Y、Z方向的移動自由度以及X、Y方向的旋轉自由度。

工件定位短銷φ50與加工工件之間間隙配合，便于工件加工時裝取和定位。大端面為φ90的圓平面，定位工件φ120的右端面，兩者結合限制了工件5個自由度。工件的徑向Z方向的轉動自由度在工件的夾緊時被限制；工件大端面230x230的側面的可調支持釘?shù)捻斆鏋棣?0的支持平面，除了支持工件之外，限制的工件Z方向的轉動自由度，精確的工件的鉆孔位置。

工件的加工要求限制6個自由度，短銷大平面定位元件和可調支持釘符合設計要求，而且可以準確定位鉆孔的位置。

短銷大平面定位元件固定在夾具體上，選用4個內六角M8的螺釘鏈接在夾具體右側面。螺紋孔的分度圓為φ70程90°分布。鉆孔定位的可調支撐釘與夾具底盤M15的螺桿螺紋連接，依靠M15螺母鎖緊。

五、夾緊機構 1.夾緊力的方向的確定：

夾緊力的方向應有利于工件的準確定位，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。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：

夾緊力的作用點不能破壞定位，而且應選擇在工件剛度高的部位。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。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.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。工件和夾具的變形必須在允許的范圍內。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；操作必須安全、省力、方便、迅速、符合工人操作習慣。依據(jù)工件加工（大批量生產）設計要求及夾具的設計，本套夾具的夾緊機構采用偏心夾緊機構，操作簡單、動作迅速，缺點是自鎖性能較差、增力較小。工件鉆孔的受力與夾緊力相互垂直，而且工件加工的環(huán)境平穩(wěn)，工件鉆孔的垂直方向有支持力，所以偏心機構的夾緊機構符合本次夾具設計要求。

夾緊機構的零件裝配及配合；（1）夾具體與滑套之間過盈配合，夾緊軸與滑套間隙配合（2）夾緊軸與滑套間隙配合并且涂抹黃油潤滑；左端配合開口墊圈夾緊工件；右端先安裝壓緊回力彈簧后，裝入夾具體，端口安裝塑膠夾緊墊片，偏心輪安裝在最右端M6螺母螺栓連接。

六、導向裝置的選擇

導向裝置是夾具保證加工精度的重要裝置，鉆床夾具中鉆頭的導向采用鉆套，大量生產的工件需要采用可換導向鉆套來加工工件，來提高其工作的連續(xù)性和其工作效率。選擇導向裝置： 用于鉆床零件加工的可換導向鉆套，更換導向鉆套，只需松動固定螺釘然后將導向鉆套，逆時針轉動，當缺口轉到螺釘位置時即可取出，更換方便迅速。

鉆夾具中的導向鉆套,除要求它引導鉆頭，鉆出正確的孔外，還要求它能在裝卸時快而準確。

導向裝置零件鏈接裝配；鉆模板與夾具體之間用4個M8的螺栓連接，導向襯套φ36與鉆模板之間過盈配合；導向鉆套φ28與導向襯套之間間隙配合；導向鉆套的缺口被螺釘固定在鉆模板上，固定和便于裝卸導向鉆套。夾具體與夾具地盤。之間用4個M8的螺栓連接。

七、夾具的總體設計

夾具使用的零件材料盡可能統(tǒng)一。夾具體、夾具底盤、導向板使用鑄鐵材料，加工平面也比較少，也易于加工；導向鉆套、螺釘、螺栓、螺母、墊片、夾緊彈簧選用標準零件。短銷大平面定位套、夾緊軸、導向襯套、夾緊軸滑套、支持釘?shù)钠矫媸窃O計件，加工平面較多、加工精度要求比較高。偏心輪、開口墊片、夾緊墊片是設計件，加工平面不多、加工精度要求也不高。

加工導向鉆套距加工工件的距離是8mm；如果距離較遠影響加工精度，對加工鉆頭的也有較高的長度要；夾具底盤有四個缺口用于固定在機床上；夾具設計進可能緊湊。

參考文獻：

[1] 邱宣懷主編《機械設計》（第四版），高等教育出版社，1996年10月。[2] 馬保吉主編《機械設計基礎》，西北工業(yè)大學出版社，2005年9月。[3] 王先逹.機械制造工藝學[M].2版.北京：機械工業(yè)出版社，2006.

第五篇：課程設計手柄KCSJ-01夾具設計說明書,裝配圖

工藝與夾具課程設計任務書

設計題目：課程設計手柄KCSJ-01 建議參考華中科技出版社出版的機械制造技術基礎課程設計 要求：夾具設計，有裝配圖，零件圖，工序卡和工藝過程卡，毛坯圖以及說明書

總裝配圖

設計條件：批量生產

目錄

1.零件分析

零件圖

零件工藝 2.工藝規(guī)程設計

確定毛坯制造形式

基面的選擇

制定工藝路線

機械加工余量、工序尺墳及毛坯尺寸的確定

4.專用夾具設計

設計主旨

夾具設計

切銷力及夾緊力的計算

誤差分析與計算

夾具設計操作及操作的簡要說明

5.課程設設心得體會

6.參考文獻

1． 零件圖。

一、零件分析

手柄（KCSJ—01）零件圖

2． 零件的工藝。

該零件共有6個待加工的地方：平面加工包括零件上、下平面，孔系加工包括Φ38mm、Φ22mm,另外還有深48mm高10mm的半圓鍵槽。現(xiàn)對其分析如下：

1． 上、下平面的表面加工:粗銑、半精銑該兩表面，其表面粗糙度的要求達到Ra=6.3;孔表面的加工：鉆、半精鏜Φ38中心孔及其倒角C1X45°,位置要求是與下表面垂直 度達到0.08,粗糙度要求達到Ra=3.2；

3． 鉆、半精鏜Φ22中心孔，粗糙度要求達到Ra=3.2； 4．精銑、半精銑半圓槽，粗糙度要求達到Ra=6.3。5.鉆、精鉸Φ4孔。

二、工藝規(guī)程設計

1． 確定毛坯的制造形式

零件材料為45鋼。批量生產，故采用模鍛成型,這對于提高生產率、保證加工質量也是有利的。2． 基面的先擇

基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一。基面選擇得正確、合理，可以保證質量，提高生產效率，否則，就會使加工工藝過程問題百出，嚴重的還會造成零件大批報費，使生產無法進行，經濟蒙受損失。

1).粗基準的選擇

粗基準,采用未經加工過的鑄造，鍛造或軋制得到的表面作為定位基準面。選擇粗基準時，考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。

粗基準選擇應當滿足以下要求：

⑴ 粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。

⑵ 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。

⑶ 應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。⑷ 應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經初加工。

要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證撥叉在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。選取零件的圓孤外表面作為粗基準。

2）.精基準的選擇

精基準，用加工過的表面作為定位基準面。

⑴ 基準重合原則。即盡可能選擇設計基準作為定位基準。這樣可以避免定位基準與設計基準不重合而引起的基準不重合誤差。

⑵ 基準統(tǒng)一原則，應盡可能選用統(tǒng)一的定位基準。基準的統(tǒng)一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準轉換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設計和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準。車削、磨削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。

⑶ 互為基準的原則。選擇精基準時，有時兩個被加工面，可以互為基準反復加工。例如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準磨內孔，再以孔為基準磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。自為基準原則，有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表面本身為基準。例如：磨削機床導軌面時，是以導軌面找正定位的。此外，像拉孔在無心磨床上磨

外圓等，都是自為基準的例子。

此外，還應選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準，以保證定位穩(wěn)固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設計簡單等。

選擇精基準的原則時，考慮的重點是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準。選取零件的上、下表面為零件的精基準。

3.制定工藝路線

制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及定位精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已確定為大批生產的條件下，可以采用萬能機床配以專用工夾具,并盡量使工序集中來提高生產率,除此以外,還應考慮經濟效果,以便降低生產成本。遵循粗精分開和先面后孔的原則。

工藝路線總體方案: 工序1:粗銑零件上端面A、，用X 512立型臥式升降臺銑床及專用夾具； 工序2：:粗銑零件下端面B、，用X 512立型臥式升降臺銑床及專用夾具；

工序3：:精銑零件上端面A，以下端面為精基準, ,糙度要求達到Ra=6.3； 工序4：:精銑零件下端面B，以下端面為精基準, ,糙度要求達到Ra=6.3 工序5：鉆Φ

38、Φ22兩孔，選用Z 535及專用鉆模；

工序:6：精鏜Φ

38、Φ22兩孔，并且Φ38倒角C1X45°，選用T 740型臥式鏜床及專用夾具加工,粗度要求達到Ra=3.2；

工序7:鉆、精鉸Φ4孔, 選用Z 535及專用鉆模； 工序8：沖箭頭； 工序9:終檢。

4.機械加工余量、工序尺墳及毛坯尺寸的確定

手柄材料為45鋼,硬度為207~241HBW,45鋼材料密度為7.85g/m,經粗略計算毛坯重量約為1320g,生產為批量生產，可以采用在鍛錘上合模模鍛毛坯。鍛件形狀復雜系數(shù)S是鍛件重量mf與相對應的鍛件外廓包容體的重量mN 之比,即S=mf/mN ,經粗略計算得S=0.85.: 本鍛件S=0.85屬S1級(簡單),由此可得鍛件的上偏差為+1.4,下偏差為-0.6.根據(jù)以上資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：

1).毛坯的結構工藝要求

手柄為鍛造件，對毛坯的結構工藝性有一定要求：

⑴ 由于模鍛件尺寸精度較高和表面粗糙度值低，因此零件上只有與其它機件配合的表

面才需要進行機械加工，其表面均應設計為非加工表面。

⑵ 為了使金屬容易充滿模膛和減少工序，模鍛件外形應力求簡單、平直的對稱，盡量避免模鍛件截面間差別過大，或具有薄壁、高筋、高臺等結構。

⑶ 模鍛件的結構中應避免深孔或多孔結構。⑷ 模鍛件的整體結構應力求簡單。⑸ 工藝基準以設計基準相一致。⑹ 便于裝夾、加工和檢查。

⑺ 結構要素統(tǒng)一，盡量使用普通設備和標準刀具進行加工。(8)鍛件不允許有裂紋、皺折、飛邊、砂眼、毛刺等缺陷。

在確定毛坯時，要考慮經濟性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。在毛坯的種類形狀及尺寸確定后，可據(jù)此繪出毛坯圖。

手柄毛坯圖

2）.零件上、下端面

零件的長度為170mm,其厚度為26mm經查表可知,零件的第一次加工余量為2mm,半精銑的余量為1mm,因此毛坯的厚度取32mm.3).孔Φ38mm 毛坯為實心,不沖孔。參照資料確定工序尺寸及余量為: 鉆孔: Φ20mm 鉆孔: Φ36mm 2Z=16mm 半精鏜: Φ38mm 2Z=2mm 4).孔Φ22mm 毛坯為實心,不沖孔。參照資料確定工序尺寸及余量為: 鉆孔: Φ20mm 半精鏜: Φ22mm 2Z=2mm 5).半圓槽

此半圓槽的尺寸精度和表面粗糙度分別為H9，Ra6.3，銑刀選用凸半圓銑刀，分兩次加工，即粗銑和半精銑，其工藝尺寸及機械加工余量如下：

粗銑：Φ9mm 半精銑：Φ10H9mm 2Z=1mm 6).孔Φ4mm 參照資料確定工序尺寸及余量為: 鉆孔: Φ3.9mm 粗鉸：Φ4mm 2Z=0.1mm 由于毛坯及以后各道工序(或工步)的加工都有加工公差,因此所規(guī)定的加工余量其實只是名義上的加工余量.實際上,加工余量有最大及最小之分.由于本設計規(guī)定的零件為批量生產,應該采用調整法加工,因此在計算最大、最小加工余量時，應按調整法加工方式矛以確定。

三、專用夾具設計

為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，通常需要設計專用夾具。

據(jù)本題目要求，設計Φ4孔鉆模專用夾具計。1． 設計主旨

本夾具主要用來鉆Φ4孔,設計時主要應考慮如何提高勞動生產率,降低勞動強度,而精度則不是主要問題.2.夾具設計

1).定位基準的選擇

由零件圖可知, 針對Φ4鉆模,用立式鉆床,以零件下端面為精基準,采用類似圓柱定位銷的軸對Φ38孔定位,再用棱形銷對Φ22孔定位，最后采用回轉開口壓板壓緊工件。2）.夾具的設計

1.鉆套的選擇。據(jù)題意可知,選用固定鉆套,鉆套直接壓入鉆模板或夾具體上,其外

圓與鉆模板采用H7/n6或H7/r6,d=4mm<26mm,因此材料為T10A,熱處理:HRC58~64,鉆套的極限偏差為+0.022mm, +0.010mm,基本尺寸D=7mm,極限偏差為+0.019mm,+0.010mm,D1=10mm,H=16mm,h=2.5mm,C=0.5mm,C1=1mm,C2=1mm,a=0.5mm,b=2mm,δ=0.008mm,所以其標記為鉆套A4X16GB 2262-1991。

2.鉆模板厚度。模板的厚度一般在15~30mm之間,往往由鉆套的高度來確定,必要時可將鉆模板局部加厚和適當設置加強筋以增強剛性.鉆模板上安裝鉆套的孔的精度(尺寸、形狀和位置精度)應合理規(guī)定，如孔中心距的公差一般取工件相應公差的1/3~1/5。

3.鉆模板與零件之間的距離。鉆模板與零件的距離通常為0.3~0.7d,這里取0.5d,因為d=4mm,則距離為2mm。

4.軸。由零件圖可知需要定位的孔徑大小為Φ38mm,上、下偏差為+0.041、+0.028,和夾具體孔配合為H7/r6或H7/n6,則查表可知D=38mm,H=18mm,基本尺寸d=18mm,取h=8mm,L=42mm,h1=3mm,B=D-5=33mm,b=6mm,b1=4mm,c=6mm,c1=1.5mm。材料選45鋼,選配合為H6/h5,其對對定套孔和導向套孔的同軸度為0.02。具體設計請見軸零件圖。

5.菱形銷。菱形銷亦稱銷邊銷,由零件圖可知菱形銷的d=22mm,d的上、下偏差為+0.034mm、+0.023mm,因為d>18mm,則材料選20鋼，20鋼滲碳深度為0.8~1.2mm,HRC55~60,b=5mm,B=D2-3=22-3=19mm,H=22mm,L=38mm,h1=2mm,b1=3mm,c=5mm,c1=1mm,選配合為H6/h5,其對對定套孔和導向套孔的同軸度為0.02。

6.回轉壓板。材料為45鋼，熱處理為HRC35~40。回轉壓板總長為205mm,寬度為20mm,兩長端面的粗造度為Ra=3.2,相配的為螺釘，螺釘中心孔的位置距低面高度為15mm，孔內粗糙度要求達到Ra=3.2,通孔直徑為16mm,上、下偏差分別為0和-0.28mm,并采用圓孤環(huán)形開口，具體見零件圖。

7.回轉壓板處螺母。選用帶肩六角螺母,螺母M16X1.5GB 2148-1991，則其D=30mm，H=25mm,基本尺寸S=24mm,上偏差為0,下偏差為-0.280mm,D1≈27.7mm,D2≈23mm,h=4mm。

8.手柄。手柄選擇圓頭回轉手柄。經查表選手柄螺母M16GB 2156-1991，則D=32mm,L=125mm,H=58mm,h=26mm,d1=16mm,d

1上、下偏差為+0.019mm

和0mm,d2=5mm,D1=20mm,D2≈12.8mm,H=22mm,h=10mm,f=1mm,螺母為材料為45，M16GB 2156（1）-1991，彈簧片為65Mn,直徑為18mm,GB 2156(2)-1991,手柄材料為45，120GB2156(3)-1991,長度為120mm,D2=32mm,基本尺寸b2=16mm,上偏差為-0.050mm,下偏差為-0.160mm,d3=18mm,d4=12mm,d5=8.2mm,l2=105.1mm,h3=14.5mm,基本尺寸h4=14.8mm,上偏差為0，下偏差為-0.100mm,銷材料為45,GB119-1986，規(guī)格為8n6X30。

9.防松螺母。防松螺母選Ⅰ型六角螺母,材料為45鋼,參照GB/T6170-2000,d=16mm,c=0.8mm,da=16mm,e=26.75mm,m=14.1mm,m’=9.9mm,s=23.67mm，成對使用。

10.墊圈。選用十字墊圈，材料為45鋼，HRC40~45，d=22.5mm,D=38mm,H=4mm規(guī)格

為20GB2169-1991。

11.各種襯套的內外圓同軸度公差為0.003mm。12．回轉壓板處螺釘。回轉壓板處螺釘選用開槽螺釘，材料選用45鋼，直徑D=10m,長度選25mm,參照M10X25GB/T65-2000。

13．鉆模板與夾具體處螺釘。鉆模板與夾具體處螺釘選用開槽螺釘,材料選用45鋼,直徑D=10mm,長度選16mm,參照M10X16GB/T65-2000.4).誤差分析與計算

該夾具以端面、兩銷為定位基準。

該夾具以一面兩銷定位，兩定位銷孔尺寸公差為128±0.2mm。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。

△j+△W<=δg

與機床夾具有關的加工誤差△j，一般可用下式表示： △j=△1+△2+△3+△Y+△a

由參考文獻可得：

⑴ 一面兩孔的定位誤差 ：在任意方向中：△Y=δ△a=arctan[(△1max+△2max)/2L] △min和△max分別是定位副配合間隙的最小值與最大值 其中：δδD1 =0.052mm, δD2 =0mm

D1+δd1+△1min-△1max d1 =0.041mm, δd2 =0.034mm △1max=0.011mm, △1min=0mm, △2max=0.2mm ??0.052mmmm，?D2?0 D1??0.011mm?0.023mm，? d1d2??0mm?0.034mm，? 1min2min得

△Y=0.082mm △a=0.047mm ⑵ 夾緊誤差 ：△1=(ymax-ymin)cosα 其中接觸變形位移值：

△1’=(KRazRaz+KHB/HB+c1)(Nz/19.62l)查表有KRaz=0.004, KHB=-0.0016,C1=0.412,n=0.7 △1=△1’ cosα=0.0028mm

n⑶ 磨損造成的加工誤差：△2通常不超過0.005mm ⑷ 夾具相對刀具位置誤差：△3取0.01mm 誤差總和：△j+△w=0.1468mm<0.3mm

從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。5).夾具設計操作及操作的簡要說明

由于本零件相對說比較簡單,因此夾具也比較簡單。操作如下：先將零件裝在夾具體上,通過圓柱軸和菱形銷還有回轉壓板起一面兩銷定位，操作者手動夾緊左端帶肩六角螺母,再通過旋轉右端的圓頭回轉手柄，圓頭回轉手柄通過與圓柱軸的螺紋旋合拉動圓柱軸往右移動，從而迫使左端帶肩六角螺母壓緊回轉壓板，回轉壓板壓緊工作起到夾緊效果；當零件加工完成后，旋轉右端的圓頭回轉手柄，同理，通過旋合，圓柱軸可以向左拉伸，左端夾緊解除，回轉壓板退回，零件即可取出

。課程設計手柄KCSJ-01，工程圖，四、課程設設心得體會

緊張而又辛苦的二周的課程設計不知不覺中悄然地結束了。似乎才發(fā)現(xiàn)，以前的繪圖相對于現(xiàn)在來說真的不算什么，當然，人總是在一點一點的進步，課程設計所包含的內容也在一點點的復雜一點點的提升。很慶幸自已能在這一次設計中，能積極對待，也為自已能掌握這門所謂工科里最難的專業(yè)而自豪。回想起來,總覺得自已還是有很多不足，要掌握的東西很多，很感謝我能有這么一次機會，讓自已通過自已更有興趣去學習、去了解，這樣一來, 通過它，我學會了一些平時疏忽的問題，鞏固了一些半信半疑知識點，為今后的學習，畢業(yè)設計，邁向社會打下了一定基礎。本學業(yè)學習的內容還很多，正如老師所說，我們這專業(yè)全是一些表呀什么的，一板一眼，什么都得按標準，所以我要謹記一定要做到細心，細心，再細心，只有細心，才會避免一些小錯誤，要知道，錯誤是越積越大的；只有細心，才能為今后走向社會，為自已添加重要砝碼；只有細心，才能讓今后的自已脫穎而出。

五、參考文獻

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