文档包括:
说明书一份，39页，15700字左右。
开题报告一份。
中期报告一份。
外文翻译一份。
图纸共8张，如下所示
A1-夹具装配图.dwg
A2-对称槽长方支承.dwg
A2-装夹底座.dwg
A3-加工零件.dwg
A3-压板.dwg
A3-压板螺栓.dwg
A3-定位块块.dwg
A3-水平块.dwg
多功能组合铣夹具设计
摘 要
夹具是能够使产品按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装置，它的主要用于保证产品的加工质量、减轻劳动强度、辅助产品检测、展示、运输等。轴类工件是常见的工程结构，提高轴类工件铣床夹具设计效率有实际工程意义。
目前，世界上许多国家在计算机辅助夹具设计方面，都做了大量工作。我国在该项领域中尚处于研究阶段。计算机辅助夹具设计是通过计算机软件程序来完成夹具结构设计、总装图和零件图的绘制，以及制定出夹具零件的制造工艺等主要工作的计算机辅助机械设计的一个分支。传统的机床夹具设计需要检索许多资料，并花费许多绘图时间，设计的效率低、成本高。机床夹具设计往往还需借助于设计者的经验。计算机辅助夹具设计的开发和应用，既可缩短设计周期，又能促进机床夹具的标准化和系列化。
在计算机辅助夹具设计中，主要分为组合夹具和专用夹具设计二类。而国际上主要研究的对象是采用标准元件的槽系和孔系的组合夹具。当前国外正向开发夹具柔性化系统领域努力。夹具柔性化主要表现在以下两方面：一是结构的柔性化，即广泛采用标准元件的槽系和孔系组合夹具。二是夹具设计过程柔性化，也就是利用计算机技术和人工智能，把工程师设计夹具的过程描述为一个软件系统。
关键词：夹具；Solid Works；零件库；标准件；模型
Multi-functional combination milling fixture design
Abstract
Fixture is to make the products according to certain technical requirements for accurate positioning and firm clamping of the process device, its main products for processing to ensure quality, reduce labor intensity, support product testing, display and transportation. Shaft parts is a common project structure and improve the efficiency of shaft parts milling fixture design of practical engineering significance.
Currently, many countries in the computer-aided fixture design, has done a great job. China in the field research stage. Computer-aided fixture design by computer software applications to do Fixture Design, assembly Tu and mapping components, and fixture parts to develop manufacturing processes and other major work in a branch of computer aided mechanical design. The traditional design of jigs and fixtures need to retrieve a lot of information, and spend too much time drawing and design of low efficiency and high cost. Tool fixture design often need the help of the designer's experience. Computer-aided fixture design development and application, can shorten the design cycle, but also to promote the standardization and serialization of jigs and fixtures.
In the computer-aided fixture design, divided into modular fixture and special fixture design Type II. The major international study of the object is a standard component of the tank system and a combination of fixture holes. The current positive development of foreign systems in the field of flexible work fixture. Fixture flexibility lies in the following two aspects: First, the flexible structure, wide range of standard components that slot modular fixture system and holes. Second, the flexible fixture design process, that is using computer technology and artificial intelligence, to engineer the design process is described as a fixture of the software system.
Key words: Machine Tool Fixture；Solid Works；parts library；standard；model
主要符号表
M 弯矩
F 力
n 转速
ap 背吃刀量
T 寿命
d 直径
v 速度
f 进给量
L 长度
P 功率
p 压力
t 时间
目 录
1 绪论 1
1.1研究的目的及意义 1
1.2国内外的发展及研究状况 2
1.2.1国外发展现状 2
1.2.2国内发展现状 3
1.3本课题研究的内容 3
1.3.1研究内容 3
1.3.2研究意义 4
2 中型组合夹具概念 6
2.1夹具概念 6
2.2机床夹具的分类 6
2.3槽系列组合夹具概念 7
2.4组合夹具元件的分类和编号 8
2.5组合夹具的组装 10
2.6槽系列组合夹具元件与合件 11
3 Solid Works设计系统 16
3.1 Solid Works简介 16
3.1.1 Solid Works界面介绍 16
3.1.2 菜单简介 18
3.1.3 工具栏简介 18
3.1.4 Solid Works的设计思路 19
3.2 Solid Works三维建模 19
3.3三维装配 21
4 铣直槽夹具设计 23
4.1零件的结构分析 23
4.2 工艺规程设计 23
4.3夹具设计 24
5 总结 29
参考文献 30
致 谢 32
毕业设计(论文)知识产权声明 33
毕业设计(论文)独创性声明 34
1．毕业设计（论文）综述（题目背景、研究意义及国内外相关研究情况）
1.1课题名称
多功能组合铣夹具设计
1.2课题研究背景和意义
1.2.1组合夹具是一种先进的工艺装备，它是由一套预先制造好的各种不同的形状、不同规格、不同尺寸、具有互换性、高耐磨性和高精度的标准元件组成，其结构灵活多变，适应性广，元件可长期循环使用，组合夹具分为槽系和孔系两个系列，随着科技不断发展，组合夹具的应用程度在机械行业得到了很大的提高，特别是近年来机械行业领域正朝着高精度、高质量、高效率、低成本方向发展，因此为了适应现代制造技术的发展，组合夹具的发展也达到了更高的领域，其由原来的孔系组合夹具和槽系组合夹具发展到孔槽系组合夹具。孔槽系组合夹具是采用孔和槽结合的定位结构，克服了槽系夹具刚性差、不稳定，及孔系夹具不能连续调整的缺点，将孔、槽夹具的优势合二为一，其可用几小时的组装周期代替几个月的设计制造周期，从而缩短了生产周期；节省了工时和材料、保证加工精度，提高生产率、降低了生产成本，扩大了机床的工艺范围；还可减轻工人劳动强度，减少夹具库房面积，有利于管理。
1.2.2组合夹具是一种先进的工艺装备，它是由一套预先制造好的各种不同的形状、不同规格、不同尺寸、具有互换性、高耐磨性和高精度的标准元件组成，其结构灵活多变，适应性广，元件可长期循环使用。组合夹具的元件精度高、耐磨，并且实现了完全互换，元件精度一般为IT6~IT7级。用组合夹具加工的工件，位置精度一般可达IT8~IT9级，若精心调整，可以达到IT7级。由于组合夹具有很多优点，又特别适用于新产品试制和多品种小批量生产，所以近年来发展迅速应用较广。组合夹具的主要缺点是体积较大，刚度较差，一次投资多，成本高，这使组合夹具的推广应用受到一定限制。随着机械制造业的飞速发展，产品的更新换代越来越快，传统的大批量生产模式逐步被中小批量生产模式所取代，机械制造系统欲适应这种变化需具备较高的柔性。国外己把柔性制造系统(FMS)作为开发新产品的有效手段，并将其作为机械制造业的主要发展方向。柔性化的着眼点主要在机床和工装两个方面，组合夹具是工装柔性化的重点。组合夹具是一种标准化、系列化、通用化程度很高的工艺装备，它是由一套预先制造好的各种不同形状、不同规格、不同尺寸、具有完全互换性的标准元件和组合件，按工件的加工要求组装而成的夹具。它可以拆卸、清洗，并可重新组装成新的夹具，其应用非常普遍，尤其适合于多品种、中小批量的生产。由于组合夹具的平均设计和组装时间是专用夹具所花时间的5%-20%，可以认为组合夹具就是柔性夹具的代名词。 一个优良的组合夹具必须满足下列基本要求：（1）保证工件的加工精度，稳定加工质量 保证加工精度的关键，首先在于正确地选定定位基准、定位方法和定位元件，必要时还要进行定位误差分析，还要注意夹具中其它零部件的结构对加工精度的影响，确保组合夹具能满足工件的加工精度要求。（2）提高生产效率，降低成本 组合夹具的复杂程度应与生产纲领相适应，应尽量采用各种快速高效的装夹机构，保证操作方便，缩短辅助时间，提高生产效率。 （3）良好的强度、刚度和结构工艺性能， 组合夹具的结构应力简单、合理、便于制造、装配、调整、检验、维修等，有利于提高组合夹具的制造精度。（4）操作性能好 组合夹具的操作方便、省力、安全可靠。在客观条件允许及又经济适用的前提下，应尽可能采用气动、液压等机械化夹紧装置，以减轻操作者的劳动强度。（5）经济性好 组合夹具应尽量采用标准件和标准结构，力求结构简单、制造容易，以降低组合夹具的成本。因此，设计时应根据生产纲领对组合夹具方案进行必要的技术经济分析，以提高组合夹具在生产中的经济效益。（6）扩大机床的使用范围 使用组合夹具可以改变原机床的用途和使用范围，实现一机多能 。（7）排屑顺畅 组合夹具中积集切削会影响到工件的定位精度，切削的热量使工件和夹具产生热变形，影响加工精度。清理切削将曾加辅助时间，降低生产率。因此组合夹具设计中要给予排屑问题充分的重视。
1.2.3我国国内的组合夹具始于20世纪60 年代, 当时建立了面向机械行业的天津组合夹具厂, 和面向航空工业的保定向阳机械厂, 和面向航空工业的保定向阳机械厂, 以后又建立了数个生产组合夹具元件的工厂。当时产品均为引进前苏联乌斯贝（YCⅡ） 槽系组合夹具系统。推广应用遍及机械航空、电子轻工、造船、纺织等各类制造业, 取丰硕的社会经济效益。在使用过程中改进并修改了原系统, 建立了适合我国国情有我国特色的槽系组合夹具系统。在当时曾达到全国年产组合夹具元件800万件的水平。至今天津保定二厂仍是我国组合夹具的主要生产基地。20世纪80 年代以后,两厂又各自独立开发了适合, 机床加工中心的孔系组合夹具系统, 不仅满足了我国国内的需求,。还出口到美国等国家。当前我国每年尚需进口不少, 而由国外配套孔系夹具, 价格非常昂贵, 现大都由国内配套, 节约了大量外汇。 从国际上看俄国、德国和美国是组合夹具的主要生产国。前苏联的( YC)Ⅱ槽系组合夹具系统非常著名, 以后又开发了孔系组合夹具系统冲合冲模和焊接组合夹具系统, 但主要在国内应用, 出口交流较少。德国一直都重视工艺装备（包括夹具） 的设计制造及其标准化,组合夹具和各种机床附件都由专业化中小型企业生产。这些企业中具有代表性的有：Halder 是设计生产槽系组合夹具的著名公司；Bluco 是享誉世界生产完整系列孔系组合夹具系统的供应商；Kipp 生产中型和大型孔系组合夹具；Witte公司生产孔系组合检测夹具, 是为三座标准测量机（CMM） 配套的绝好的柔性检测夹具。目前在美国本土生产销售和出租组合夹具的工厂都是小型企业,分为三种类型： 一种是专门销售出租组合夹具的小型工厂! 二是工具制造厂, 同时生产或销售组合夹具# 三为某类机械厂, 在生产某一产品的同时也生产销售组合夹具。在芝加哥附近的Rockford 的Bluco公司原为德国Bluco 公司的销售代理商, 现已独立生产、销售、租赁, 16 ㎜ 、12㎜ 、10㎜ 三个系列的公制孔系组合夹具。Carrlane是一家工具公司, 生产夹具通用零部件, 历史悠久, 20 世纪82年代后期开始生产销售英制孔系组合夹具。TECO 公司是一家生产标准件夹具通用件和检测仪表附件的工厂, 也于10余年前生产商标为“QU.CO”的英制孔系组合夹具。西部亚利桑那州的Stevens工具公司早在20多年前开始制造组合夹具的基础件, 然后用铝板为用户制造过渡板, 以适应客户各种工件的要求。该公司目前生产有本公司特色的整套英制孔系组合夹具。别为当前国际当前国际上的夹具企业均为中小企业, 专用夹具可调整夹具主要接受本地区和国内订货, 而通用性强的组合夹具已逐步成熟为国际贸易中的一个品种。有关夹具和组合夹具的产值和贸易额尚缺乏统计资料, 但欧美市场上一套用于加工中心的夹具，通常为机床价格1/10-1/15，而组合夹具的大型基础件尤其昂贵。由于我国在组合夹具技术上有历史的积累和性能价格比的优势, 随着我国加入WTO制造业全球一体化的趋势, 特别是电子商务的日益发展, 其中蕴藏着很大的商机, 具有进一步扩大出口良好前景。
2.本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施
2.1主要内容：
绘制装配图、绘制全部非标零件图、主要零件工艺规程编制、说明书。
本设计的基本要求如下：
2.1.1 不少于3000字的文献综述；
2.1.2分析并确定最佳设计方案；
2.1.3确定总体方案设计，绘制装配图；
2.1.4运用AutoCAD等工具软件辅助设计完成组合夹具整体结构 ；
2.1.5查阅和专业相关的英文资料，并按要求翻译成中文；
2.1.6按照要求的毕业设计说明书内容、格式及要求，撰写毕业设计说明书。
2.2拟采用的研究方案：
该夹具为铣工件上50H7mm直槽的组合夹具。工件以大平面及 40H7mm孔为定位基准，用支撑件限制工件的转动自由度。通过平板和圆形压板夹紧工件。夹具的定位、压紧装置均安装在由长方形基础板所组成的弯板上，该夹具结构简单，使用方便。
2.3研究步骤、方法及措施：
2.3.1对组合夹具零件进行工艺分析，包括零件的技术要求、表面尺寸、形状及位置精度、表面糙度等；
2.3.2分析课题中所涉及的机械原理、机械传动和机构；
2.3.3在图书馆查阅相关的书籍、文献、资料、论文等；
2.3.4寻求导师的指导和帮助；
2.3.5网上搜索最新的期刊，了解相关的动态。
3.本课题研究的重点及难点，前期已开展工作
3.1重点及难点:
本课题所研究的重点在于如何经济、快速而又简单准确地完成组合夹具的组装和加工过程，并要求其结构设计合理, 性能优良, 满足工艺要求, 通用性强, 应用范围广。难点在于工件的装夹和固定，必须确保其各个自由度都能固定。 同时我们还需要Auto CAD等作图工具来配合完成夹具设计过程，而Auto CAD作为以CAD技术为内核的辅助设计软件，Auto CAD具备了CAD技术能够实现的基本功能。作为一个通用的工种设计平台，Auto CAD还拥有强大的人机交互能力和简便的操作方法，十分方便广大普通用户
3.2前期工作：
3.2.1查阅了相关专业资料为设计做好准备；
3.2.2完成和分析最佳方案、文献综述；
3.2.3完成了总体零件图的测绘及其工艺性分析；
3.2.4进行了组合夹具结构的分析，拟订了备选结构方案。
4.完成本课题的工作方案及进度计划（按周次填写）
1～2周：熟悉课题，根据老师给的资料运用Auto CAD等软件绘制零件图，翻译外文资料；
3～4周：确定组合夹具类型及结构，绘制组合夹具结构草图，准备开题答辩；
5～8周：对夹具工作部分尺寸及公差进行设计计算，并运用Auto CAD辅助设计完成部分夹具零件，准备中期答辩；
9～14周：运用Auto CAD完成夹具整体结构图，完成夹具零件的选材、工艺规程的编制、装配图及零件图的 绘制等工作；
15～17周：对所有图纸进行校核，编写设计说明书，所有资料提请指导教师检。
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