机床专用夹具说明书

2024-09-16

机床专用夹具说明书（精选7篇）

1.机床专用夹具说明书篇一

《机床夹具课程设计》说明书

摘要

机床夹具设计课程设计是在全部学完机械制造工艺学及机床夹具设计，并进行了生产实习的基础是进行的一个教学环节。它要求学生全面地综合运用本课程及其有关先修课的理论和实践知识进行工艺及结构的设计，也为以后进行一次预备训练。此课程设计的目的：（1）能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会，拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计，初步具备设计出高效、省力、经济合理并能保证加工质量的专用夹具的能力。（2）培养学生熟悉并运用有关手册、标准、图表等技术资料的能力。（3）进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能。

此次是对一种大批量生产的拨叉类零件进行钻孔。所设计的夹具必须保证这个通孔的各种尺寸精度，并且以最经济、最省时省力的方法来设计此套夹具。通过对定位误差的分析，确定出采用大端面小心轴定位，夹紧装置采用螺旋压板夹紧机构。

对于我本人来说，希望能通过本次课程设计学习，学会将所学理论知识和工艺课程实习所得的实践知识结合起来，并应用于解决实际问题之中，从而锻炼自己分析问题和解决问题的能力。

关键字:夹具设计、制图、机械

《机床夹具课程设计》说明书

摘要..................................................................................................................I 1 设计任务.............................................................................................................1 2 零件的定位.........................................................................................................2

2.1 零件的工艺和精度分析.................................................................................................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 定位元件的选择.............................................................................................................3 2.6 定位误差.........................................................................................................................4 零件的夹紧装置.................................................................................................5

3.1 夹紧方式的选择.............................................................................................................5 3.2 工件拆装.........................................................................................................................5 3.3 夹具体设计.....................................................................................................................6

4钻床导向装置......................................................................................................7

4.1 夹具结构形式.................................................................................................................7 4.3 导向装置.........................................................................................................................7

总

结...................................................................................................................9 参考文献...............................................................................................................10

《机床夹具课程设计》说明书设计任务

对下图零件钻φ11H7的通孔这道工序进行夹具设计。能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会，拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计，初步设计出高效、省力、经济合理并能保证加工质量的专用夹具。

图1-1夹具设计零件图

《机床夹具课程设计》说明书零件的定位

2.1 零件的工艺和精度分析

（1）零件的工艺分析：制定工艺路线的出发点，应当使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领确定为大批量生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。

工艺路线：

工序Ⅰ：铣削铣上表面A面；工序Ⅱ：铣削铣下表面B面；

工序Ⅲ：钻削钻、扩、铰φ23，钻φ6合φ11孔；（本套夹具适合于该工序）

工序Ⅳ：铣削粗铣、半精铣12mm通槽；工序V：检查；

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

图2-1 工件定位图

工件在夹具中的定位问题，是夹具设计中首先要解决的主要问题，在确定定位方案后，定位基准的选择是一个关键问题，在实际生产中，由于定位基准和定位元件存在制造误差、装配误差、磨损误差等。从而使同批工件在夹具中所占据的位置不同，这种位置变化从而导致加工要素产生误差。

工件在加工前，必须首先使它在机床上相对刀具占有正确的加工位置称为定位。它包括工件在夹具中的定位，夹具在机床上的夹紧、刀具在夹具中的对刀与导引、整个工艺系统的调整等组成环节

工件的定位包括三项基本任务。

《机床夹具课程设计》说明书

(1)从理论上进行分析，如何使同一批工件在夹具中占据一致的正确位置。(2)

设计合理的定位方案，选择合适的定位元件。(3)

保证有足够的定位精度。2.3 工件定位的基本原理

在分析工件定位时，通常是用一个支承点限制工件的一个自由度，用合理分布的六个支承点限制工件的六个自由度，从而使工件在家具中的位置完全确定，即六点定位原理。如图2-1所示是一个梯形且两端为圆弧的工件，欲在该工

件上钻一个通孔。为保证加工尺寸φ11H7，需要限制工件x、y、z、x、y这五个自由度，属于不完全定位。（加工的通孔）2.4 定位方案

工件定位时，作为定位基准的点和线，往往由一些具体的表面来体现，这种表面成为定位基面。定位基面（基准）的分类：

(1)主要定位基面。是限制工件三个自由度的定位基面。一般选择工件上比较大的表面作为主要定位基面。

(2)导向定位基面。是指限制工件的两个自由度的定位基面。一般选择工件上窄长的表面基面，而且两支承点距离应尽量远些。

(3)双导向定位基面。是限制工件的四个自由度的圆柱面。(4)止推定位基面。限制工件的一个移动自由度的定位基面。(5)放转动定位基面。限制一个转动自由度的定位基面。

工件的定位是通过定位基面进行的，因此定位基面的几何形状、尺寸及表面状况在很大的程度上决定着定位方法及所用定位元件选择。

(1)遵循基准重合原则，避免基准不符误差。

(2)尽量用精加工过的表面作为定位基准，以保证有足够的定位精度。(3)应使工件安装稳定，使在加工过程中切削力或夹紧力而引起的变形最小。(4)遵守基准统一原则以减少设计和制造夹具的时间和费用。(5)应使工件定位方便，夹紧可靠，便于操作，夹具结构简单。根据零件及定位元件的特点，故用定位基准为φ23H8孔的轴线和下表面。2.5 定位元件的选择

工件定位方法及其定位元件选择包括定位元件的结构、形状、尺寸及布置形式等，主要决定于工件的加工要求、工件的定位基准和外力作用状况等因素。定位元件的结构形式 1 工件以平面定位

1）平头支撑钉（A型），主要用于精基准定位；球头支撑钉（B型）与粗基准面接触良好，主要用于粗基准；齿纹支撑钉（C型）可防止工件滑动，常用于工件侧面定位。单个为定位一个自由度，三个定位三个自由度。

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2）光面支撑板（A型），结构简单，便于制造，但沉头孔不易清除干净，在一般作侧面或顶面支撑；带斜槽的支撑板（B型）切削容易清除，一般作为底面支撑。一组支撑板定位三个自由度 2 工件以圆孔定位：

基准，长定位销定位三个自由度，短定位销定位两个自由度。

2）定位心轴定位加工外圆和端面等。长心轴限制工件四个自由度，短心轴限制工件的两个自由度。

3）圆锥销是与工件孔缘接触定位，限制工件三个自由度。3工件以外圆柱表面定位

1）V型块与工件的接触面较长时限制工件的四个自由度。而与工件接触面较短时限制工件的两个自由度。

2）定位套定心精度不高，只适合精定位基面。其内孔轴线为县委基准，内孔面为限位基面

根据零件及定位元件的特点，故采用窄V型块和一组带斜槽支撑板定位。2.6 定位误差

夹具上与工件加工尺寸直接有关的且精度较高的部位，在夹具制造时常用调法来保证夹具精度。夹具的调装包括夹具各组件、元件相对于夹具体的调整装配和夹具相对于机床的调装两方面内容，其调装精度程度决定夹具最终安装误差的大小。

造成定位误差的原因有两个：一是由于定位基准和工序基准（设计基准）不重合，由此产生的基准不重合误差ΔB（或称基准不符误差）；二是由于定位付制造误差造成的定位基准与限位基准不重合，产生基准位移误差ΔY

孔φ11H7定位误差ΔD的分析

工件设计基准与定位基准重合,因此基准不重合误差ΔB=0。由于工件定位基面（外圆柱表明）的直径误差，形成了工件轴心的基准位移误差ΔY，因此基准位移误差

ΔY=

1）定位销主要用于直径在50mm一下的中小孔定位。以孔的轴线作为定位

Tdα2Sin20-(-0.05)0.03535

2Sin45因此尺寸定位误差为ΔD=ΔB+ΔY=0.035mm<1/3T=0.133mm，定位合理

《机床夹具课程设计》说明书零件的夹紧装置

3.1 夹紧方式的选择

设计的过程中采用螺旋夹紧机构，因为工件是在立式钻床上进行加工，加工力及震动较大，要求夹紧装置具有足够的强度，因此需要在工件的一侧用万能调节压板夹紧，为了方便装拆工件，另一端用螺钉螺母夹紧。基本夹紧机构：

a斜锲夹紧机构

结构特点：斜楔的自锁条件与升角有关；斜楔具有改变加紧作用力方向的特点；斜楔具有增力的作用；结构简单通常用于机械夹紧或组合夹紧机构中，且工件的进度较高。

b螺旋夹紧机构

螺旋夹紧机构机构简单，制造方便，增力较大，夹紧行程不受限制，所以在手动夹紧机构中广泛应用。本次课程设计选用此夹紧方案，夹紧工件为万能调节压板。

c偏心夹紧机构偏心夹紧机构优点是制造方便，夹紧迅速；缺点是夹紧力较小，自锁性能不好，夹紧行程教小，一边用在切削力不大，无振动的场合，且对夹紧尺寸要求较严的场合。

对装夹装置的基本要求：

① 保证定位准确可靠，不能破坏原有的定位。② 夹紧力的大小要可靠适当。

③ 在保证装夹的前提下机构力求简单，工艺性好，便于制造和维修。④ 具有良好的自锁性能。⑤ 操作方便安全省力。

设计的过程中采用螺旋夹紧机构，因为工件是在立式钻床上进行加工，加工力及震动较大，要求夹紧装置具有足够的强度，因此需要在工件的一侧用万能调节压板夹紧，为了方便装拆工件，另一端用螺钉螺母夹紧 3.2 工件拆装

V形块定位时，在另一个面上使用弹簧及螺钉连接V形块，装夹工件时，通过弹簧的压力使工件便于装卸，通过螺钉及螺母组合来夹紧，从而便于装卸工件。

在钻床上进行孔所用夹具称为钻床夹具简称钻模。钻模借助其上的钻套引导刀具和工件之间的相对位置，提高了加工精度和生产率，在成批大量生产中，已

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3.3 夹具体设计

采用铸造夹具体，其工艺性好，可铸造出各种复杂形状，具有较好的抗压强度、刚度和抗震性。夹具底面四边应凸出，使夹具体的安装基面与机床的工作面接触良好。夹具在机床工作台安装，夹具的重心应尽量低，重心越高则支撑面应越大。

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4钻床导向装置

4.1 夹具结构形式

在钻床上进行孔所用夹具称为钻床夹具简称钻模。钻模借助其上的钻套引导刀具和工件之间的相对位置，提高了加工精度和生产率，在成批大量生产中，已广泛采用钻模来进行加工。钻模的结构形式很多，按工件的结构形状，大小和钻模的结构特点，钻模可分为以下几种：固定式、回转式、移动式、翻转式、盖板式和滑柱式。

a固定式钻模，这类钻模在加工过程中固定不动，夹具体上设有安放紧固螺钉或便于夹压的部位，这类钻模主要用于立式钻床加工单孔，或在摇臂钻床上加工平行孔系。

b回转式钻模，用于加工工件上同一圆周上平行孔系或加工分布在同一圆周上的径向孔系。回转式钻模的基本形式有立轴、卧轴和倾斜轴三种。工件一次装夹中，靠钻模依次回转加工各孔，因此这类钻模必须有分度装置。回转式钻模使用方便、结构紧凑，在成批生产中广泛使用。一般为缩短夹具设计和制造周期，提高工艺装备的利用率，夹具的回转分度部分多采用标准回转工作台。

c移动式钻模，这类夹具用于钻中小型工件同一表面的多个孔。

d翻转式钻模是一种没有固定回转轴的回转钻模。在使用过程中，需要用手进行翻转，因此夹具连同工件的重量不能太重，一般限于 ≤8～10kg。主要适用于加工小型工件上分布几个方向的孔，这样可减少工件的装夹次数，提高工件上各孔之间的位置精度。

e盖板式钻模没有夹具体，只有一块钻模板，在钻模板上除了装钻套外，还有定位元件和夹紧装置。加工时，钻模板盖在工件上定位、夹紧即可。盖板式钻模的特点是定位元件、夹紧装置及钻套均设在钻模板上，钻模板在工件上装夹，因此结构简单、制造方便、成本低廉、加工孔的位置精度较高。常用于床身、箱体等大型工件上的小孔加工，对于中小批量生产，凡需钻、扩、铰后立即进行倒角、锪平面、攻丝等工步时，使用盖板式钻模也非常方便。加工小孔的盖板式钻模，因切削力矩小，可不设夹紧装置。

f滑柱式钻模是带有升降台的通用可调夹具，在生产中应用较广。滑柱式钻模的平台上可根据需要安装定位装置，钻模板上可设置钻套、夹紧元件及定位元件等。根据以上钻模各自特点，本次选用固定式钻模。4.3 导向装置

1、钻套基本类型：按钻套的结构和使用情况，可分为固定式、可换式、快换式和特殊钻套，前三种钻套均已标准化，可根据需要选用，必要时也可自行设

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计。本次选择固定式钻套。

2、钻套高度和排屑间隙：

1）.钻套高度H 钻套高度与所钻孔的孔距精度、工件材料、孔加工深度、刀具刚度、工件表面形状等因素有关。钻套高度H越大，刀具的导向性越好，但刀具与钻套的摩擦越大，一般取H =(1~1.5)d。孔径小、精度要求高时，H取较大值H=1.5×7=10.5mm

2.）排屑间隙h 钻套底部与工件间的距离h称为排屑间隙。h值应适当选取，h值太小时，切屑难以自由排出，使加工表面损坏;h值太大时，会降低钻套对钻头的导向作用，影响加工精度。加工铸铁时，h =(0.3~0.7)d;加工钢时，h=(0.7~1.5)d。由于此工件材料为灰口铸铁HT200，h=(0.3~0.7)d=(2.1~4.9)

3、钻套内孔的基本尺寸及公差配合

钻套内孔（导向孔）直径的基本尺寸应为所用刀具的最大极限尺寸，并采用基轴制间隙配合。

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总

结

经过为期两周的设计，本次夹具设计已经完成。这次设计不但巩固了已学知识，也是对个人能力的一次提高，从零件分析到工艺编制到夹具设计，从设计到加工，真正从头到尾思考了一个完整零件的加工，使自己分析问题的能力得到进一步提高，设计中不但要考虑方法，也要考虑设计后用于实践的成本，以及适用性，因此设计也要和实际相联系，源于实践，处于理论，用于实践。课程设计让我学到了很多知识。书本上的东西毕竟是理论，就像切削三要素的设定，书本上查来的数据跟实际加工的是有差距的，只有不断的实践，才能证明数据的合理性，通过课程设计，也进一步提高了理论联系实际的能力，让我懂得了机械这门工科的实际意义，更加深入的了解机械制造这门课程，让我学到了学习的快乐，同时更让我认识了自身能力的欠缺与不足，在以后的学习工作中，进一步提高自己。最后，感谢老师和同学在这次设计中的给予我的帮助与指导

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参考文献

[1] 李存霞，姬瑞海主编.机床夹具设计与应用.北京：清华大学出版社；北京交通大学出版社，2011.10 [2] 陈于萍，周兆元主编.互换性与测量技术基础—2版.北京：机械工业出版社，2005.10 [3] 李存霞，姬瑞海主编.机床夹具设计与应用.北京：清华大学出版社：北京交通大学出版社

2.机床夹具设计习题答案篇二

1.2.答：

a.不完全定位，限制了x y z 和y z ,合理 b.完全定位，六个自由度都限制了，合理

c.过定位，x重复定位，可将左顶尖去除或者改为自由顶尖

3.在阶梯轴上铣削一平面，该零件在短V形块、圆头支钉和浮动支点上定位。试分析该定位方案有何不合理之处？如何改进？

答：欠定位。短V形块不能限制Z方向的旋转以保证尺寸L的加工。

改进：将短V形块改为长V形块。

4.题图4为连杆零件在夹具中的平面及两个固定的短V形块1及2上定位，试问属何种定位？限制了哪些不定度？是否有需要改进之处？提出改进措施。

答：过定位，限制了x y z

x y z ,其中x重复定位。

改进：将右侧的V形块改为可左右活动的V形块。

5.答：该方案属于六点定位。左边两个短V形块相当于一个长V形块，限制了y y

z z四个自由度，右边短V形块限制了x x两个自由度。

8.试确定合理的定位方案并绘制定位方案草图。

答：一面两销定位原理。

9．题图9为在杆件上有宽度为b的开口槽，内孔D已加工，试确定合理的定位方案并绘制定位方案草图。

答：直径为d的圆弧端用V形块定位，半径为D的内孔用浮动菱形销定位。

11.题图11(a)为在圆盘零件上加工O1、O2及O3三孔的工序简图，题图11（b）、（c）、（d）为用三轴钻床及钻模同时加工三孔的几种定位方案（工件底面的定位元件未表示），试分别计算当α=90°时各定位方案的定位误差。

12.解：加工面C以O1O2连线为基准，因此不重=0

位置O=1Td2sin20.0866

位置O=2Td0.1 2角度=arctan位置O位置O122L12arctan0.1866 16013定位=不重位置O位置O0.1866TdL

即该工序定位合理，定位误差为0.1866

13.1.2夹紧方案及夹紧力计算

1.试分析图示各种夹紧方案有何错误和不当之处，并提出改进措施。

答：

（a）错误：作用点在支承范围之外，夹紧力与支反力构成力矩，夹紧时工件将发生偏程，使定位面与支承元件脱离，以致破坏原有定位。

措施：使夹紧力作用在稳定区域内，即使夹紧力作用点左移。

（b）错误：夹紧力作用于工件薄壁处，易产生工件夹具变形。

措施：将夹紧力作用点往中间移，使夹紧变形尽可能小。

（c）错误：夹紧力作用点远离工件加工表面，加工过程中易产生振动。

措施：在靠近工件加工处采用辅助支承。

（d）错误：左右夹紧力作用不在同一直线上，会产生力矩，不利于工件保持稳定。

措施：应使夹紧力和左边支承钉处于同一直线上。

（e）错误：夹紧机构与工件表面接触对夹紧元件和工件表面的精度要求高，定位不稳定。

措施：采用支承钉夹紧。

（f）错误：该夹紧为平行夹紧，由于工件尺寸误差，采用刚性元件会使不同表面受夹紧力不一致，甚至夹不住。

措施：将夹紧元件换成浮动的或能自动调节的。

2.问题：①右边Φ6的孔定位稳定性不高，可靠性低，加工过程中易产生振动。②左边导孔太长③右端导孔与工件表面距离太长。

改进：①在其下加装浮动支承或辅助支承。②减小导孔长度。③适当缩小导孔与工件表面距离。

3.答：（c）方案更为合理。

4.解：1）螺旋机构

原始力矩 MQL11250Nm

夹紧力

W1MQ1tann21d2r2ta2，标准螺旋角40，取30



1arctan0.1，代入数据得W114686.7N，Q1W114686.7N

5.71

2）斜楔机构

W2Q1，其中30，5.71，带入数据得W218893.3N

tan2tan

Q2W218893.3N

Q2L111965.75N L9.套类零件在题图24所示的自动定心车床夹具上安装车外圆，现已知切削力矩M切=50N·m，D=80mm，α=15°，各处摩擦系数均为0.15，安全系数K=1.5，试求拉杆所需之拉力Q。

W

解：

由M切=3F1r1 r=d/2 求得F1=833.3 N 总切削力F=3F1=2500 N 取d=40mm r=20mm

2F1F6r32

每个卡爪夹紧力W对于斜楔机构W8329N

tan 50.1tan2tan可得Q1W(tan2tan)4730N

Q0=3Q1=14191 N Q=1.5Q0=21287 N

1.3对定误差计算

3.组合机床夹具设计文献综述篇三

1、张亚明.机床夹具的分类与构成[J].科技资讯.2008，2、薛顺源等.机床夹具设计[M].北京:机械工业出版社，2001.3、大连组合机床研究所组合机床设计（第一册）北京：机械工业出版社，1975

4、任家隆，李菊丽，张冰蔚主编.机械制造技术基础[M].北京：高等教育出版社，2009.5、孙桓，陈作模．机械原理[M] ．北京：高等教育出版社．2006 ．

6、邱宣怀．机械设计[M]．北京：高等教育出版社，2007 ．

7、崔正昀．机械设计基础[M]．天津：天津大学出版社．2000 ．

8、徐灏．机械设计手册[M1] ．北京：机械工业出版社．1991 9

4.项目式教学机床夹具设计任务书篇四

本项目基于《机械制造技术》课程中夹具设计的内容。《机械制造技术》是机械设计制造及其自动化专业的一门主要专业课，其任务是通过该课程的学习，掌握主要机械制造装备的工作原理及其正确使用和选用方法、原则，并具备一定的机械制造装备的总体设计、传动设计、结构设计等基本知识和主要工艺装备的设计能力。

一、设计目的

通过设计实践，学生可以综合地运用装备设计课程和其他先修课程的理论与实际知识，进一步培养与提高学生分析和解决工程实际问题的机械设计能力。其目的在于： 1.使学生能综合运用夹具设计课程及其他相关专业课程的知识，学会用所学的理论知识指导设计实践，树立正确的设计思想。

2.培养学生分析和解决工程实际问题的能力，使学生掌握机床夹具的一般设计方法和步骤，提高其走上工作岗位所需的专业技能。

3.使学生学习运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料等。

二、设计过程和内容

1.熟悉零件图，了解零件的用途、性能、技术条件及毛坯情况，编制零件的加工工艺规程。

2.根据所要设计夹具的工序的加工内容、技术条件和采用的机床、刀具和有关辅助工具；确定本工序工件的定位基准、定位和夹紧方案，最后绘出工序草图。在工序草图上标出被加工面、定位基准面、夹紧力方向与作用位置、本工序尺寸和公差、加工面的表面光洁度和有关技术条件。

3.绘制夹具总图的结构草图，进行方案的讨论、审查和修改。

4.绘制夹具装配图。在图上标注出夹具的外形轮廓尺寸、工件与定位元件的配合尺寸、夹具与刀具的联系尺寸、夹具与机床的联系尺寸和其它装配尺寸；规定相应的尺寸公差和有关技术条件；编制零件明细表。

5.绘制夹具体零件图，另外再选择1～2个夹具的主要零件，绘制其零件图。6.编写夹具设计说明书。其内容及顺序如下：

1）封面

2）目录（标题及页次）3）设计内容

（1）夹具结构方案确定

a.定位方案确定，选取定位基准和定位元件； b.刀具导向或对刀装置确定；

c.夹紧机构方案确定，计算切削力及夹紧力； d.其它装置和夹具体确定；

（2）定位误差分析计算；

（3）夹具结构及操作介绍；

4）设计总结 5）参考文献

三、设计要求

1.完成夹具装配图一张；

2.完成夹具主要零件图二张；

3.完成夹具设计说明书一份。

四、设计的时间安排

总共设计时间约为2周。具体分配如下：

1.布置设计任务，绘制工序草图、夹具结构草图： 2天 2.绘制夹具总图和主要零件图： 5天 3.编写设计说明书： 2天 4.设计答辩： 1天

五、题目及分组

1.钻摇臂锁紧孔固定式钻模

2.托架斜孔分度式钻模 3.连杆两端面铣槽夹具 4.拨叉铣槽夹具

5.钻铰摇臂零件小头孔夹具

按学号分组：将学号除以5，余数为几者则为第几组。

六、参考资料

[1] 王先逵.机械制造工艺学[M].北京：机械工业出版社，2000.[2] 赵雪松，任小中，赵晓芬.机械制造技术基础[M].武汉：华中科技大学出版

社，2000.[3] 李庆寿.机床夹具设计[M].北京：机械工业出版社，1983.[4] 林文焕，陈本通.机床夹具设计[M].北京：国防工业出版社，1987.[5] 肖继德，陈宁平.机床夹具设计[M].北京：机械工业出版社，2000.[6] 孟宪栋，刘彤安.机床夹具图册[M].北京：机械工业出版社，2014.[7] 冯辛安.机械制造装备设计[M].第2版.北京：机械工业出版社，2005.[8] 赵雪松，任小中，于华.机械制造装备设计[M].武汉：华中科技大学出版

5.车床夹具设计说明书篇五

该共有三组加工表面，表面间无位置度要求

一个是φ40H7的内孔表面：由于零件是模锻件，已有φ30的毛坯孔且精度要求不是很高，故采用粗镗及半精镗即可

一个是图示A表面及B表面：由两φ30h7的圆柱凸台端面面组成。有较高的精度要求，故采用粗铣加半精铣。

还有图示C表面及D表面：及圆柱间的连接槽面，由于表面质量要求不高，采用粗铣即可。

其中主要加工表面及其加工方法如表1-1所示：

表1-1 各加工表面加工要求表

2. 毛坯的确定

2.1确定毛坯的制造形式及热处理 2.1.1 制造形式

零件材料为:HT200在工作过程中起支撑作用,所受的动载荷和交变载荷较小，由于零件的生产类型是中批量生产,而且零件的轮廓尺寸不大,故可以采取金属模机械砂型铸造成型，这样有助于提高生产率,保证加工质量。 2.1.2 毛坯的热处理

灰铸铁(HT200)中的碳全部或大部分以片状石墨方式存在铸铁中，由于片状石墨对基体的割裂作用大，引起应力集中也大，因此，使石墨片得到细化，并改善石墨片的分布，可提高铸铁的性能。可采用石墨化退火，来消除铸铁表层和壁厚较薄的部位可能出现的白口组织(有大量的渗碳体出现)，以便于切削加工。 2.2毛坯结构的确定

根据零件材料确定毛坯为铸件。由参考文献可知，其生产类型为中批生产。毛坯的铸造方法选用金属模机械砂型铸造成型。又由于支座零件?40孔需铸出，故还应安放型芯，此外，为清除残余应力，铸造后应安排人工时效。由参考文献可知，该种铸件的尺寸公差等级CT为8～10级，加工余量等级MA为G级，故选取尺寸公差等级CT为10级，加工余量等级MA为G级。铸件的分型面选择通过从基准孔轴线，且与侧面平行的面。浇冒口位置分别位于?40孔的上顶面。

由参考文献用查表法确定参考面的总余量如表1-2所示：

表1-2 各加工表面总余量(mm)

2.3 毛坯尺寸的确定

根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：

1.厚度60mm 考虑到φ40H7孔端面的加工方便性，故将φ40H7孔端面铸造高度跟两φ30h7圆柱凸台端面平齐，这样便于装夹和加工，厚度方向的余量查《工艺手册》表2.2~2.5，其余量值为2.0~2.5mm，现取2mm。又因A、B面都要经过粗铣、精铣，故

厚度毛坯值为60mm。

2.长度210mm 按照《工艺手册》表2.2~2.5，加工面其余量值为2.0~2.5mm，取加工量为2.5mm。

3.φ40H7孔考虑到φ40H7的孔比较大，若铸成实心将既不便于加工也浪费材料;因此采用将φ40H7的孔铸成φ30的通孔，留余量10mm。 4.基面的选择

4.1 工序顺序的安排的原则

1.对于形状复杂、尺寸较大的毛坯，先安排划线工序，为精基准加工提供找正基准。

2.按“先基准后其他”的顺序，首先加工精基准面。 3.在重要表面加工前应对精基准进行修正。 4.按“先主后次，先粗后精”的顺序。

5.对于与主要表面有位置精度要求的次要表面应安排在主要表面加工之后加工。 4.2 基面的选择

1.粗基准的选择对于本零件而言，按照粗基准的选择原则，选择本零件的的两个?30h7的圆柱凸台的一边端面(B面)作为粗基准，采用V形块夹两?30h7的圆柱凸台侧面定位用虎钳加紧铣削A面;

2.精基准的选择用经(1)中已加工好的A面作为精基准，用于加工B毛坯面;然后用加工好的B面再做精基准，用于加工?40H7内孔表面。

5. 制定工艺路线

制定加工工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批量生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用的夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效益，以便使生产成本尽量下降。 5.1 工艺路线

工序1 以毛坯B面为粗基准，铣D面。工序2 铣A面

工序3 调头以加工后的A面为精基准，铣C面。工序4 铣B面

工序5 调头以加工好的B面为精基准，镗?40H7的孔。

5.2 工艺过程卡片

2.1 工件预加工内容

1.该工件其他部位都已经加工完毕，工件所待加工的部位为钻Φ40的孔 ;零件的形状、尺寸及其位置如零件图2-1所示。

2.零件生产批量10000件，属中小批量生产。

图2-1 设计

2.2 初定夹具结构方案 2.2.1工件定位方案及定位装置 2.2.1.1定位方案

根据加工工序的尺寸，形状和位置精度要求，工件定位时需要限制四个方向的自由度：沿X,Y方向的水平运动以及轴向转动。

固定V形块：限制X方向的移动，Y方向的移动和转动。活动V形块：限制X方向的转动。如图2-2。

(V型块定位) 图2-2 定位

2.2.3工件夹紧装置

工件夹紧装置如图2-5。夹紧方案及装置：

1根据零件的定位方案，采用移动压板式螺旋夹紧机构。因为工件是在卧式车床上进行加工，加工力及震动较大，要求夹紧装置具有足够的强度，因此，需在工件两边同时用螺母进行夹紧以防工件旋转松动。

2.当需要夹紧工件进行加工时只要旋紧螺杆就可以实现工件的夹紧了。加工完后旋开螺母在旋开压板和V型块，再把另一边的的螺母拧开就可以卸下工件。

图2-5 工件夹紧装置

2.3 绘图

完善夹具总草图上应标注主要尺寸、公差配合等，如图2-7。

图2-7 装配图

结论

本夹具设计课程实践环节即将结束，课题是根据零件的加工内容所设计的车床专用夹具。从零件的结构特点及加工内容初步拟定定位方案，夹紧方案，绘制草图，修改方案，最终确定方案。这期间巩固复习了以前学习过的内容并进行了综合运用，提高了我们综合运用所学知识以及理论结合实际的能力。

通过此次的学习不仅使我对课本内容有了更深入的认识，培养了我分析问题的能力。对灵活运用工具手册解决问题的能力有了明显地提高。我基本掌握了专用夹具设计的方法和步骤。

由于自己的能力所限，设计中还有许多不足之处，以后还要继续不断的学习改进。

课程设计的心得体会

时至今日，课程设计终于可以画上一个句号了，但是现在回想起来做课程设计的整个过程，颇有心得，其中有苦也有甜，不过乐趣尽在其中呀!没有接受任务以前觉得课程设计只是对这几年来所学知识的单纯总结(这是我以前的一种想法)，但是通过这次做课程设计发现自己的看法有点太片面、太偏激了。课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。下面我对整个课程设计的过程做一下简单的总结。

第一，接到任务以后进行选题。选题是课程设计的开端，选择恰当的、感兴趣的题目，这对于整个课程设计是否能够顺利进行关系极大。好比走路，这开始的第一步是具有决定意义的，第一步迈向何方，需要慎重考虑。否则，就可能走许多弯路、费许多周折，甚至南辕北辙，难以到达目的地。而学校发布了指导老师所指导的学生名单，题目以在指导老师手中，现在的任务就是去找指导老师那里要课程设计的题目。

第二，题目确定后就是找资料了。查资料是做课程设计的前期准备工作，好的开端就相当于成功了一半，到院图书馆、书店、去虽说是比较原始的方式，但也有可取之处的，还有就是在网上寻找资料。总之，不管通过哪种方式查的资料都是有利用价值的，要一一记录下来以备后用。

第三，通过上面的过程，已经积累了不少资料，对题目也大概有了一些了解，这一步就是在这样一个基础上，综合已有的资料来更透彻的分析题目。

我的心得也就这么多了，总之，不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。还得出一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值!有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。

在此要感谢我的指导老师对我悉心的指导，感谢老师给我这样的机会锻炼。在整个课程设计过程中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中的探索的艰难和成功的喜悦。虽然这个项目还不是很完善，但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富，使我终身受益。

致谢

本论文是在李楷模老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，李老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。在此谨向李楷模老师致以诚挚的感谢和崇高的敬意。搞毕业设计也是一个新学习和检验学习知识的过程，充分将学习的知识应用于实际的设计中，温故而知新，有助于我们更好的掌握所学的内容。

在此次论文写作中，我去图书馆查资料，在网上搜集资料，经过数天的精心准备，在李楷模老师的指导下我终于把论文底稿给定了下来，在此要感谢所有曾在论文写作期间对我提供一臂之力的同学和朋友。最后再次感谢我的指导李楷模老师，他严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样;他循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。在这里请接受我诚挚的谢意。在设计中我深刻的体会到：无论做什么，都要做一个自始自终的人，尽力把每一个章节都做好，一切按照要求做，充分发挥自己的想象空间和创造能力。

虽然自己将要告别学生生活，但自己在以后工作中还要需要更加的努力学习，我坚信大学搞毕业论文设计工作的过程中，我增长了知识的同时也深刻的发现自己知识的欠缺，自己在学校的书本上学的知识，还远远不能满足以后的需生活，将成为我人生中的一笔宝贵的财富。最后，感谢湖南工业职业技术学院的各位老师三年来对我们的教育，感谢学院能给我们提供这次非常好的学习实践机会!

参考文献

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[2] 戴陆武.机床夹具设计【M】国防.工业出版社，1994

[3] 韩洪涛.机械制造技术【M】上海.化学出版社，

[4] 李清旭.机械加工工艺【M】北京.机械工业出版社，

[5]. 王昆. 机械设计手册【M】化学工业出版社,

[6]. 詹启贤. 自动机械设计【M】机械工业出版社，

[7]. 周开勤机械零件手册【M】高等教育出版社,

[8]. 杨君兴国家标准机械制图应用示例图册【M】中国标准出版社,1994

[9]. 孙恒机械原理【M】西北工业大学机械原理及机械零件教研室,

[10]. 陈于萍互换性于测量技术【M】机械工业出版社,

[11]. 何明新机械制图(第五版)【M】高等教育出版社,2004

[12]. 孔午光高速凸轮【M】高等教育出版社,1998

[13]. 孟原先现代机构手册【M】机械工业出版社,1994

[14]. 詹启军机器和结构综合分析【M】中国轻工业出版社,1994

[15]. 邹慧贤机械运动方案设计手册【M】上海交通大学出版社,1994

[16]. 王成涛现代机械设计―思想和方法【M】上海科学技术文献出版社,

[17]. 谢黎明机械工程与技术创新【M】化学工业出版社,2005

6.夹具课程设计说明书完整版篇六

洛阳理工学院

课程设计说明书

课程名称机械制造装配设计

设计课程钻床夹具设计专业机械设计制造及其自动化班级 B120234 姓名朱文换

学号 B2023402

2014年01月03日洛阳理工学院

课程设计任务书

机械械工程系机械设计制造及其自动化专业学生姓名朱文换班级 B120234 学号 B12023402 课程名称：机械制造装配设计设计题目：钻床夹具设计

课程设计内容与要求：

设计内容：

1、钻床夹具装配图一张

2、夹具体零件图一张

3、产品零件图一张

4、课程设计说明书一份

设计要求：

1、设计（装配图按夹具要求设计，相关的配合尺寸要标明，在说明书中要有夹具定位计算，夹紧等方案的选择）。

2、零件图要符合工程图的根据要求，图纸的标题要有材料。

设计（论文）开始日期 2013 年 12月23日设计（论文）完成日期 2014年 01月03日

指导老师: 张洪涛洛阳理工学院

课程设计评语

机械械工程系机械设计制造及其自动化专业学生姓名朱文换班级 B120234 学号 B12023402 课程名称：机械制造装配设计设计题目：钻床夹具设计

课程设计片篇幅：

图纸共 3 张

说明书共 17 页

指导老师评语：

年月日指导老师：洛阳理工学院

序言----------------------------

4一、专用夹具设计-----------5

1、设计前的准备工作---5（1）、明确工件的年生产纲领----------------------5（2）、熟悉工件零件图和工序图-------------------5（3）、加工方法---------6

2、总体方案的确定------6（1）、定位方案的选择、比较、确定-------------6（2）、定位精度分析---7（3）、夹紧机构的选择7（4）、导向装置的确定8（5）、夹具体------------9

3、绘制夹具装配图---11（1）、制图比例的选择----------------------------11（2）、定位、夹紧、导向，夹具体绘制-------11

二、夹具装配图上应标注的尺寸和技术条件-------12

1、夹具装配图上标注的尺寸----------------------12

2、夹具装配图上应标的公差配合-----------------12

3、夹具装配图上应标注的技术要求--------------12

三、夹具零件图上应标注的尺寸和技术条件------13

1、夹具零件图上标注的尺寸----------------------13

2、夹具零件图上应标注的技术条件和技术要求------------------------------13

四、方案设计论证--------14

1、设计思路-----------14

2、设计方法与结果--14

五、设计心得--------------15

六、致谢--------------------16

七、参考文献--------------17 3 洛阳理工学院

序言

机械制造工艺学课程设计是在我们学习了技术基础课和大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学课程的一次深入的综合性的链接，也是一次理论联系实际的训练。因此，他在大学的学习中占有十分重要的地位。本次课程设计以钻床夹具为设计题目，更是考虑到夹具在现代生产中的广泛应用。

钻床夹具（简称夹具）是在机械加工中使用的一种工艺装备，他的主要功能是对别加工工件的定位和夹紧。通过定位，使个加工工件在夹具中占有同一个正确的加工位置；通过夹紧克服加工中存在的各种作用力，使这一正确的位置的到保障，从而使加工过程得意顺利进行。因此，工艺人员的一项日常工作就是设计专用夹具。

夹具作为机械制造业举足轻重的工艺装备，主要表现在能够保证机械加工质量、提高生产效率、降低生产成本、减轻劳动强度、降低对工人技术的过高要求、实现生产过程自动化和流水线生产。夹具一般由定位装置、夹紧装置、夹具体及其它装置或元件所组成。它在实际生产中的作用也仍旧是将工件定位，以使加工工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。在机床上加工工业零件时，必须用夹具装好固定所要加工工件。将工件装好，就是在机床上确定工件相对于刀具的正确位置，这一过程称为定位。将工件夹紧，就是对工件施加作用力，使之在已规定好的位置上可靠地固定，这一过程称为夹紧。从定位到夹紧的全过程，称为装夹。其主要功能就是完成工件的装夹固定工作。工件装夹情况的好坏，将直接影响工件的加工精度。所以，对于夹具的设计练习对于现代生产设计是十分必要的。

关键词：装备

夹紧

设计

制图洛阳理工学院

一、专用夹具设计

1、设计准备工作

（1）、明确工件的年生产纲领

它是夹具总体方案确定的依据之一，它决定了夹具的复杂程度和自动化程度。由于本次设计为小批量生产，所以夹具设计自动化要求不高，因而采用立式钻床钻削加工。

（2）、熟悉工件零件图和工序图

工件图应该无遗漏地给出制造零件所需的全部信息，包括几何形状、全部尺寸、加工面的尺寸公差、形状公差和表面粗糙度要求、材料和热处理要求、其他特殊技术要求等。

该工件的工件图如图1-1所示：

图1-1 零件图

已知该工件的材料为HT200，加工C面上的孔(其它工序已经加工完成)。

洛阳理工学院（3）、加工方法

了解工艺规程中本工序的加工内容，机床、刀具、切削用量、工步安排、工时定额，同时加工零件数。这些是在考虑夹具总体方案、操作、估算夹紧力等方面必不可少的。根据加工要求，本道工序的内容是钻C面上的孔，采用立式钻床钻削加工。

2、总体方案的确定

（1）、定位方案的选择、比较、确定

根据本工序的工序内容及加工精度要求，按照六点定位原理和本工序的加工精度要求，拟定几种具体的定位方案和定位元件，并选出最佳方案。

按有关标准正确选择定位元件或定位的组合。在机床夹具的使用过程中，工件的批量越大，定位元件的磨损越快，选用标准定位元件增加了夹具零件的互换性，方便机床夹具的维修和维护。本次设计虽然为小批量生产，但也需要考虑夹具零件的互换性。所以暂定如下两种定位方案：

第一方案：采用一面两销且取甲面为定位面，Φ30H7孔用短圆柱销定位，Φ15孔用固定圆柱销定位，很明显出现了“过定位”，不符合定位要求。第二方案：定位方式仍为一面两销，甲面用大平面，但Φ30H7孔采用固定短圆柱销定位，侧面Φ15孔用浮动菱形销定位，限制工件六个自由度度。综上所述，这次设计采用第二种方案，限制工件六个自由度。（2）、定位精度分析

由于工件的中心距允许偏差为39±0.2mm，而允许误差由三部分组成，其中定位误差为其中之一，另外有对刀误差，安装误差，根据机械设计相关要求，定位误差不能超过允许误差的1/3，所以，首先分析能引起定位误差的因素： 1)、工件定位孔Φ30H7与短圆柱销Φ30k6之间的配合为过渡配合，它们之间产生的定位误差很小，可以忽略不计。

2)、定位销固定板上的定位孔Φ20H7与短定位销Φ20k6之间的配合为过盈配合，它们之间产生的定位误差很小，也可以忽略不计。

洛阳理工学院 3）、菱形销Φ15H7与工件孔Φ15h6之间的间隙虽然会对工件造成转动方向的影响，但是转动轴心与加工孔轴心方向一致，所以即使有误差，也不会影响工件的钻削加工精度，所以此项也可忽略不计。

4）、夹紧固定板与夹具底座之间以螺钉销钉连接，两接触面均为3.2的粗糙度，故夹紧固定板与夹具底座之间的误差很小，亦可忽略不计。

5）、B面定位销固定板与夹具底座之间以螺钉销钉连接，两接触面均为3.2的粗糙度，故B面定位销固定板与夹具底座之间的误差很小，亦可忽略不计。综上所述，满足加工精度要求。（3）、夹紧机构的选择、比较、确定

1）、夹紧力的方向：

夹紧力的方向要有利于工件的定位，并注意工件的刚性方向，不能使工件有脱离定位表面的趋势，防止工件在夹紧力的作用下产生变形。所以，本次夹紧力选择垂直于工件定位面。2）、夹紧力的作用点：

夹紧力的作用点应选择在定位元件支承点的作用范围内，以及工作刚度高的位置。确保工件定位准确、不变形。所以，本次加进了的作用点选择在工件上与定位面平行，切间距适中的面上，具体位置见如下图：

图1-2 夹紧力的作用点位置

洛阳理工学院 3）、选择夹紧机构：

在确定夹紧力的方向、作用点的同时，要确定相应的夹紧机构。确定夹紧机构要注意以下几方面的问题：

①安全性夹紧机构应具备足够的强度和夹紧力，以防止以外伤及夹具操作人员。②手动夹具夹紧机构的操作力不应过大，以减轻操作人员的劳动强度。③夹紧机构的行程不宜过长，以提高夹具的工作效率。④手动夹紧机构应操作灵活、方便。

确定夹紧力的方向、作用点，以及夹紧元件或夹紧机构，估算夹紧力大小，要选择和设计动力源。夹紧方案也需反复分析比较，确定后，正式设计时也可能在具体结构上作一些修改。夹紧方案选择了对称联动夹紧机构。如下图所示：

图1-3 对称联动夹紧机构洛阳理工学院（4）、导向装置的确定

导向装置是夹具保证加工精度的重要装置，如钻孔导向套、镗套、对刀装置、对定装置等，这些装置均已标准化，可按标准选择，为提高加工效率，便于替换，选择快换导向套加工工件。如下图所示：

图1-4 快换钻套

（5）、夹具体

夹具体是夹具的基础体，它将夹具上的各种装置和元件连接成一个整体，并通过它将夹具安装到机床上。它的结构形状及尺寸大小，取决于加工工件的特点、尺寸大小，各种元件的结构和布局，夹具于机床的连接方式，切削力、重力等大小的影响。

夹具体应满足以下几点计算要求：

1、应有足够的强度和刚度。

2、力求结构洛阳理工学院简单及装卸工件方便。

3、结构工艺形好。

4、排屑切屑要方便。

5、在机床上安装稳定可靠。

6、具有适当的精度和尺寸稳定性。

夹具体毛坯可以分为四类：

1、铸造夹具体。铸造夹具体如图1-5（a）所示。

2、焊接夹具体。焊接夹具体如图1-5（b）所示。

3、锻造夹具体。锻造夹具体如图1-5（c）所示。

4、装配夹具体。装配夹具体如图1-5（d）所示。

（a）

（b）

（c）

（d）

图1-5 夹具体毛坯的类型

所选夹具体零件示意图如图1-6所示：

图1-6 夹具体洛阳理工学院

3、绘制夹具装配图（1）、制图比例的选择

根据夹具整体结构，考虑到夹具的总体尺寸，选择制图比例为1:1，绘图时需要把工件视为透明体，用双点划线画出轮廓，同时画出定位面、夹紧面和加工表面，其他无关表面可以省略。（2）、定位、夹紧、导向，夹具体

画出定位元件和导向元件，按夹紧状态画出夹紧元件或机构，必要时可用双点划线画出松开位置时的夹紧元件的轮廓，画出夹具体，其他元件或机构，以及上述各元件与夹具体的联结，使夹具形成一体，标注必要的尺寸，配合和技术条件。

装配图示意图如图1-7所示：

图1-7 夹具体装配图洛阳理工学院

二、夹具装配图上应标注的尺寸，公差配合和技术条件

1、夹具装配图上标注的尺寸

1）夹具外形轮廓尺寸，长、宽、高分别是256mm、192mm、192mm。

2）夹具体的侧面到加工面的中心距离是98±0.2mm。

2、装配图上应标的公差配合

钻套与衬套之间的配合是过渡配合Φ25H7/h6，衬套与钻模板之间的配合是过盈配合Φ35H7/r6，菱形销与套筒之间的配合是过渡配合Φ15H7/h6，短圆柱销与工件之间的配合是过渡配合Φ30H7/k6。

3、装配图上应标的技术要求

1）、压块相对于A面的平行公差在全长上不大于0.04mm； 2）、钻套的中心线相对A面的垂直度在全长上不大于0.04mm； 3）、菱形块轴向对于定位孔轴向的同轴度在全长上不大于0.04mm； 4）、零件

2、零件5和零件19由钳工配做加工完成。洛阳理工学院

三、夹具零件图上应标注的尺寸和技术条件

1、夹具体零件图上应标注的尺寸

1）、零件图中应正确、完整、清晰、合理地注出制造夹具体零件所需的全部尺寸，夹具体的长、宽、高分别是256mm、192mm、192mm。

2）、标注的尺寸应满足设计和加工工艺的要求；

2、夹具体零件图上应标注的技术条件和技术要求

1）、零件图中必须用规定的代号、数字和文字简明地表示出在制造和检验时所应达到的技术要求；

2）、此设计中：夹具体上表面相对甲基准面的平行度是0.04mm，侧面与大平面接触的面相对甲基准面的垂直度是0.04mm。

3)、夹具体零件图应标注的技术要求

(1)、铸件经时效处理，未标注圆角为R3~R5；

(2)、铸件不应有砂眼和气孔，孔和底面不应有疏松等铸造缺陷。夹具体零件示意图如图3-1所示：

技术要求1.铸件经时效处理，未注圆角R3~R52.铸件不应有砂眼、气孔，孔和底面不应有疏松等铸造缺陷

图3-1 夹具体零件图洛阳理工学院

四、方案设计论证

1、设计思路

1）、根据待加工工件的需要，选择加工机床，应选用立式钻床钻削加工比较合理。

2）、因为工件主要定位部分为Φ30mm和Φ15mm的圆孔，所以可以用一面两销定位，满足六点定位原理。

3）、将定位元件先固定夹具体上，然后利用一面两销把工件定位后，可利用对称联动机构来对工件进行夹紧，工件的夹紧力的方向垂直与工件的轴线方向。

2、设计方法与结果

1）、对工件的加工要进行分析，已知工件上钻C面上的孔，根据工件的形状和加工要求和零件的生产纲领，此处采用立式钻床比较合理。

2）、根据六点定位原理，选用一个短圆柱销、一个菱形销以及一个大平面定位，正好满足六点定位原理，由于限制了六个自由度，所以只需要将工件夹紧就可以进行加工了，在垂直方向上进行夹紧，考虑到操作方便的问题，此次夹紧选用对称联动机构夹紧。

对整个定位、夹紧方案综合分析得出：定位方案符合六点定位原理，夹紧方案夹紧稳定，所以此夹具设计可行。洛阳理工学院

设计心得

课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，这是我们迈向社会、从事职业工作前的一个必不可少的过程。在老师和同学的共同努力下，使我在有限的时间内完成了夹具课程设计。通过这次的课程设计，使我养成了认真、谨慎、遇到困难冷静的态度。课程设计的过程中遇到同学们通过查资料也解决不了的东西，但是在老师的细心指点下，同学们都能迎刃而解。通过这次课程设计把我们所学的理论知识运用到实际中来，使我对理论知识有了更深层次的了解，理论联系实际使我所学到的理论知识更加牢靠，同学们学会了对于不同的待工件设计不同的夹具，对于夹具的各种标准件都学会了如何查标准件手册、如何使用它们以及怎样合理的选择方案。通过这次的课程设计，让我学到了许多的知识，从工件图到产品的最终的应用的整个流程，从查资料到最终方案的确定，要经过夹具体的选择，定位的选择，和加紧装置的确定，以及误差的确定到精度的要求，每一步都要自己经过大量的查阅资料，遇到困难的时候，老师和同学认真细心的给我讲解，使我轻松了许多，也学会了团结友善的处世态度。洛阳理工学院

致谢

本课程设计是在老师的指导下完成的，衷心感谢老师的悉心指导以及在生活上给予的关心和帮助。张老师以渊博的学识、高度的责任感使我不仅在学术上受益匪浅，而且言传身教，以其高尚的人格教导了我做人的道理。在此课程设计完成之际，谨向张老师表示最衷心的感谢！

同时，我深深感谢我们机械工程系的领导和老师以及传授我知识和学习方法的外系老师，我在思维方法、学习态度和工作作风方面得到的进步都受益于您们的指导和影响；对我能顺利完成课程设计给予了很大的帮助。

在张老师的耐心指导下，我的课程设计收获了很多，把我四年所学的东西进行了一个大整合。实践联系理论及实际中会遇到的问题，都给我们指了出来。从而使我的课程设计不断的优化。

经过本次的课程设计，我学会好多书本上面没有的知识。这次的设计在张老师的耐心的指导下，使我的设计更加与实际相结合，最后再次衷心的感谢张老师在本次设计中给予的指导和帮助!

洛阳理工学院

参考文献

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《机械制造装备设计课程设计》《机械制造工艺学》《机械设计习题与解析分析》《几何量公差与测量技术》《机械设计手册》《互换性与测量技术》

7.铣拨叉齿顶面铣床夹具说明书篇七

绪论

机械制造加工工艺与机床夹具设计主要是对零件的加工工艺进行分析和对零件的某几个主要的部位进行专用夹具的设计，从零件的工艺来说，它主要是分析零件在进行加工时应该注意什么问题，采用什么方法和工艺路线进行加工才能更好的保障精度，提高劳动生产率，就专用夹具而言，好的夹具设计可以提高产品生产率降低成品等，还可以扩大机床的使用范围，从而可以使产品在保障精度的前提下提高效率，降低成本。

在本次的设计中就针对拨叉的加工工艺进行分析，制定几种加工路线，选择一种较好的加工路线进行加工，在这过程中，制定多套夹具方案并进行分析，这次设计培养了编制机械加工工艺规程和机床夹具设计的能力，这也是在进行毕业之前对所学课程的最后一次深入的综合性的复习，也是一次理论联系实践的机会，因此，它在我们的大学生活中占有十分重要的作用。

1概述

1.1 选题的目的和意义

机械加工工艺是实现产品设计，保障产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上质量好、水准高，加快产品更新的技术保障，在这当中夹具的设计是非常重要的几个环节，好的夹具设计可以提高劳动生产率，保障和提高加工精度，降低成本，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品生产在保证精度的前提下提高效率、降低成本。当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求，企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。零件的分析 2.1零件的作用

题目所给的零件是拨叉。它位于车床变速机构中，主要起换挡，使主轴回转运动，按照使用者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的φ30的孔与操作机构相连，下方的φ55mm的半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力拨动下方的齿轮变数。两件零件铸为一体，加工时分开。

2.2零件的工艺分析

零件的材料是QT450-10，灰铸铁生产工艺简单，铸造性良好，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求。

3工艺规程的设计 3.1确定毛坯的制造形式

零件的材料是QT450—10。考虑到零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件的结构有比较简单，生产类型为大批量生产，故选择铸件毛坯。选择铸件尺寸公差等级为CT9级，已知次拨叉零件的生产纲领为4000件/年，零件的质量是1.0Kg/个，可确定该拨叉的生产类型为大批量生产，所以初步确定工艺安排为：工序应集中，加工设备以通用设备为主。

3.2基面的选择

基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保障，生产效率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成大批报废，使生产无法正常进行。

3.21粗基准的选择：以零件的地面为主要的定位粗基准，以两个小头孔外圆表面为辅助粗基准。这样就可以限制五个自由度，再加上垂直的一个加紧，就可以达到完全定位。粗基准的选择以不加工表面作为粗基准。如果工件上有很多不需加工的表面，则以其中与加工表面的位置精度要求较高的表面作粗粗基准选择的原则：如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，则应基准。如果必须首先保证工件某重要表面的余量均匀，应选择该表面作粗基准

3.22精基准的选择

精基准的选择原则：用设计基准作为精基准，以便消除基准不重合误差，即所谓基准重合原则；当工件以某一组精基准定位可以较方便的加工其他各表面时，应尽可能在多数工序中采用此精基准定位，即所谓基准统一原则；当精加工或光整加工工序要求余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，而该加工表面与其他表面之间的位置精度则要求由先行工序保证，即遵循自为基准原则；为了获得均匀的加工余量或较高的位置精度，在选择精基准时，可遵循互为基准的原则；精基准的选择应使定位准确，加紧可靠，为此，精基准的面积与被加工表面相比，应有较大的长度和宽度，以提高其位置精度。

精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以两个小头孔内圆柱表面为辅助的定位精基准。当设计基准和工序基准不重合时，应该进行尺寸的换算，这在以后会还要专门的计算，此处不再重复。

3.3制定工艺路线

制定工艺路线的出发点，应当时使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求等能得到合理的保障。在生产纲领已经确定为大批量生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用的夹具，并尽量使工序集中来提高

生产效率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本下降。1.工艺路线方案一

工序1：粗铣φ47.5mm孔的两头的端面。工序2：精铣φ47.5mm孔的两头的端面。

工序3：粗镗、半精镗。精镗φ47.5mm孔至图样的尺寸。工序4：钻扩铰两端φ30mm的孔至图样的尺寸。工序5：铣断保证图样的尺寸。工序6：铣拨叉齿顶面。工序7：去毛刺，检查。

2.工艺路线方案二

工序1：：粗铣φ47.5mm孔的两头的端面工序2：钻扩铰两端φ30mm的孔至图样的尺寸。工序3：粗铣中间孔上端面至φ55mm。

工序4：粗镗、半精镗φ47.5mm孔至图样尺寸。工序5：铣断并保证样图尺寸。工序6铣拨叉齿顶面.工序7：去毛刺，检查。

3.工艺方案的比较与分析

上述两种方案的特点在于：方案一是先加工完与φ30mm的孔有垂直度要求的面再加工孔。而方案二是先是加工完φ30mm的孔，再以孔的中心线来定位加工与之有垂直度要求的三个面。方案一的装夹次数少，但在加工φ30mm的时候最多只能保证一个面定位面与之的垂直度要求。其他的两个面很难保证。方案二在加工三个面的时候都但是用φ30mm孔的中心轴线来定位，这样很容易就可以保证与三个面的位置度要求。这样也体现了基准重合的原则。其他的工序尤为平常简单无需再谈，通过比较最终的方案为：工序1：：粗铣φ47.5mm孔的两头的端面工序2：钻扩铰两端φ30mm的孔至图样的尺寸。工序3：粗铣中间孔上端面至φ55mm。工序4：粗镗、半精镗φ47.5mm孔至图样尺寸。

工序5：铣断并保证样图尺寸工序6：去毛刺，检查。

以上的工艺过程详见“机械加工工艺过程综合卡片”。

3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

“拨叉”零件材料是QT450-10，毛坯的重量约为1.6kg，生产类型为大批量生产，采用砂型铸造毛坯。根据上述原始资料及加工工艺，确定加工表面的加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸夹具的设计

4.1定位、夹紧方案的设计及具体的图形

由于其他的表面已经加工好了，那么只需要设计加工铣拨叉齿顶面的铣床夹具即可，经分析可以利用φ30h7的孔和端面来定位，其中φ30h7的孔可以用一个短销来限制2个自由度分别为X方向和Y方向，而端面可以限制3个自由度，分别为绕X方向转动和绕Y方向的转动，这样就可以限制5个自由度，而我们有可以利用φ47.5mm的孔限制一个绕Z方向的转动自由度，这样就可以实现6个自由度的全定位，而因为φ47.5mm的孔比较大，用一个简单的装置不能实现要求或不能快速的换工件，所以要设计专用的装置来实现，我们可利用内可调夹紧的方式来实现防转的效果，我的设计方法下图：

而夹紧我们可以用螺栓夹紧螺母和开口垫圈的组合来进行夹紧，方便可靠，具体的夹紧装置见装配图。又因为与短销相连的细柱强度和刚度会不够，所以可以用一个顶尖的装置来实现，把所有的综合起来就是我们所要的夹具了据体的图形如下所示: 4.2 夹具的具体说明和使用方法

本夹具用在卧式铣床上铣削拨叉的齿顶面。

工件以φ30h7的孔和端面及47.5mm圆弧面在台阶心轴1和双推杆5上定位。向后翻开顶尖座4，装上工件。翻上顶尖座，拧螺钉3使之锁紧。旋转手柄8顶住台阶心轴1，用螺钉9锁紧顶尖。插入开口垫圈，拧螺母2轻夹工件，转动手柄7，螺母6前端面的锥面迫使双推杆5等速外移，对工件的R47.5mm圆弧面定心。最后拧紧螺母2夹紧工件。

用顶尖顶紧心轴，增大了工艺系统的钢性，使加工过程的震动减小。

5切削用量及工时的计算

1.加工条件：

工件材料：QT450-10，硬度190-260HBS，δb=0.16Gpa，铸造。加工要求：粗铣拨叉的齿顶面。保证粗糙度为Ra3.2um，机床采用的是XA5032型的立式铣床。

5.1刀具的选择

因为要加工的工件材料是QT（球磨铸铁），所以要选择硬质合金的刀具来加工。而又由书《机械精度射击与检测技术》的表5.8可知粗糙度Ra3.2可以直接由粗铣来加工。

铣刀直径的大小直接影响切削力、扭矩、切削速度和刀具的消耗，不能任意的选择，由《切削用量简明手册》，又由零件的加工深度是2.5mm，加工的宽度是80mm所以可以确定铣刀的直径是100-125mm，因为要保证可靠度选择直径为125mm，又由《切削用量简明手册》，由于使用的是标准的的硬质合金钢的

铣刀，由表查的齿数是Z=12。铣刀几何形状的选择：

由硬度为450HBS且由《切削用量简明手册》可知前角γ

0取

8°，后角α0 =8°，主偏角kr=60°副偏角kr·=1°，刀齿螺旋角β=15°。

5.2选择切削用量

（1）决定铣削宽度a，由于加工的余量不大，故可在一次走刀内切完，则a=2.5mm.（2）决定毎齿的进给量fz。

由XA5032型的铣床可查《切削用量简明手册》中的表3.30.知道其功率是7.5kw，这时的fz=0.09~0.18mm/z 可取fz=0.15 mm/z（3）选择铣刀的磨钝标准及刀具的寿命

铣刀刀齿的后刀面最大的磨损量为0.8mm;由于铣刀直径d0=125mm故可查表得知刀具的寿命为T=180min（4）决定切削速度Vt和每分钟的进给量Vf

切削速度可以根据《切削用量简明手册》的表3.27中的公式计算，也可以直接由表中查出。

当d0=125mm，Z=12，决定切削速度Vt和每分钟进给量Vf及转速nt。可根据表3.16由ap=2.5mm, fz=0.15mm/z, 查出 Vt=110m/min

nt=281r/min

Vf=378mm/min

各修正系数为:kmv=kmn=0.79 ksv=ksn=ksv=0.8 所以Vc=vt·kv=110×0.79×0.8=69.52 mm/min n=nt·kv=281×0.79×0.8=177.59 r/min vf=Vft·kv=378×0.79×0.8=238.90 mm/min 根据XA5032型的立铣说明书（表3.30）选择主轴转速nc=190 r/min 纵向进给量Vf c=235 mm/min

因此实际切削速度和每齿进给量为

vc=πd0nc/1000=（3.14×125×190）/1000=74.58 mm/min fzc=Vf/ncz=235/（190×12）=0.1 mm/z 5.3校验机床功率

根据表3.23，当硬度为450HBS>285HBS，铣削宽度ae=80mm,ap=2.5mm,d0=125mm,z=12, vfc=238.9mm/min所以近似的有

Pce=3.2kw

根据XA5032立铣说明书(表3.30),机床主轴允许的功率为

Pcm=7.5×0.75kw=5.63kw 因为3.2kw<5.63kw因此所选择的切削用量可以采用.即 ap=2.5mm

vf=238.90mm/min n=190 r/min

vc=74.58mm/min fz=0.1mm/z 5.4计算基本工时

Tm= L/vf

式中L=l+y+Δ

通过计算易知 l=16.58mm 根据表3.26对称安装铣刀,入切量及超切量y+Δ=17mm 故

T=(16.58＋17)/238.9=0.141min 5.5计算切削力