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毕业设计(论文)任务书专业 机械设计制造及其自动化 班级下发日期 2005年4月2题目机床专用夹具设计专题主要内容及要求本设计的目的：加工工艺的水平，从某种程度来说决定制造的水平，它是提高产品质量的重要保证。因此，零件的加工工艺设计和工艺装备的设计又是制造过程的重要组成部分。重点需要解决的问题是进行高水平的工艺设计，设计出定位精度高、夹紧可靠而又方便制造的夹具。要求：设计出两种钻床夹具和一种车床夹具。主要技术参数主要数据为：1. 零件图或工序图上的技术要求；2. 零件的生产纲领大批量生产。进度及完成日期20074.02 - 4.23 认真分析加工零件的结构特点，分析主要加工表面的表面精度、尺寸精度和其他面的相互位置精度，绘制出该零件说设计夹具的工序图。4.24 - 5.24 设计并绘制出机床夹具图。5.25 - 6.02 设计并绘制夹具零件图。6.03 - 6.10 整理设计计算结果，撰写设计说明书（注：设计说明书的大部分内容是穿插在上述内容中进行的）。教学院长签字日期教研室主任签字日期指导教师签字日期第1页指 导 教 师 评 语 指导教师: 年 月 日第2 页指 定 论 文 评 阅 人 评 语: 评阅人: 年 月 日第3 页答 辩 委 员 会 评 语评定成绩周 记说明书(或论文)图 纸答 辩总 评答辩委员会主席签字第4 页参 考 文 献第 5 页本科毕业设计说明书摘 要 夹具是机械制造工艺系统的必要组成部分，特别是在批量生产中，为了提高生产效率，保证加工质量，夹具的使用更是必不可少。夹具主要由定位件、夹紧件、夹具体三部分构成，在加工中起到定位与夹紧的作用。夹具的设计依照加工工序的要求，一般按定位、夹紧的顺序完成。本次设计分别以工件在钻床、车床上完成加工工序时所需要的夹具为例，来探讨一般机床专用夹具的设计。 本设计中的夹具有三个，有两个钻床夹具，一个车床夹具。两个钻床夹具分别是卧斜轴回转分度钻床夹具和立式钻床夹具。车床夹具是一个完成在六角车床上镗孔的夹具。卧斜轴回转分度钻床夹具解决了在摇臂钻床上钻不在同一平面上的孔的问题。在这三个夹具的设计中，涵盖了几乎所有典型加紧方式，有螺旋加紧，有偏心轮加紧，也有斜加紧。由点及面，衍射到所有夹具设计。关键词：立式钻床夹具；普通车床夹具；卧式铣床AbstractThe clamping apparatus is the necessary component of mechanical manufacture technology system,especiallyin batch production ,in order to raise production efficiency,the quality is processed in the guaranty,and the use of clamping apparatus is more indispensable .The clamping apparatus js major by fixes a position the part and press from both sides ,and tight and three parts clamping apparatus bodies form ,and act to fix a position and the clamp the tight effect in processing.The design of clamping apparatus is according to processes the requirement of process,generally according to fixes aposition and press from both sides the tight sequence to accomplish .This design with the workpiece is accomplished the clamping apparatus that is needed when processing the process on drilling machine ,lathe and milling machine serving as the example,and inquires into the design of general machine tool clamping apparatus for a special purpose respectively.？ Keywords : The sign type drills bed tongs;Common lather tongs;Lie type miller.目 录 第1章 机床夹具设计概述1 11 机床夹具的概念与功能112 设计夹具的组成113 设计夹具的分类214 设计夹具的设计特点415专用夹具的设计要求416 夹具设计步骤5第2章 钻床夹具的设计（一）6 21 研究初始资料，确定设计方案6 22 确定夹具的结构方案7 2.2.1 定位装置的设计7 2.2.2 工件的定位7 2.2.3 夹紧装置的设计9 23 钻模的设计11 24 定位精度的计算13 2.4.1 夹具定位误差分析计算方法13 2.4.2 法兰盘夹具定位误差的计算14 25 绘制夹具总组装图15 26 标注夹具总装配图的各部分尺寸的技术要求15 27 标注零件编号及编制明细表15第3章 钻床夹具的设计（二）16 31 研究初始资料，确定设计方案16 32拨叉加工方案比较16 33 夹紧装置与夹紧力18 34 定位精度的计算19 35 绘制夹具总装图2036 标注夹具总装配图的各部分尺寸的技术要求2037 标注零件编号及编制明细表20第4章 车床夹具21 41 车床夹具的设计要点21 4.1.1 车床夹具总体结构21 4.1.2 夹具与机床主轴的连接21 4.1.3 车床夹具设计要点21 42 镗模的设计要点22 43 研究初始资料，确定基本要求23 44 定位方案的比较与选择2445 夹紧装置的设计25 4.5.1 夹紧装置的设计要点25 4.5.2 楔块夹紧装置夹紧力设计要点26 46 车床夹具定位误差计算2747 绘制夹具总装图2948 标注夹具总装配图的各部分尺寸的技术要求2949标注零件编号及编制明细表30参考文献31致谢32附件一、二33V本科毕业设计说明书第1章 绪论1.1 机床夹具的概念与功能1.1.1 机床夹具 由机械制造工艺系统的组成-机床、工件、刀具、和夹具可以看出夹具在机械加工中的地位。尤其在成批生产时更是大量的采用机床夹具。他们是机床和工件之间的连接装置。机床夹具的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度，所以机床夹具设计是及其重要的工作之一，也是加工过程中最活跃的因素之一。 夹具是一种装夹工件的工艺装备，他广泛应用于机械制造过程中的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，他直接影响着加工的精度，劳动生产率和产品的制造成本等，故机床夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有很重要的地位。机床夹具设计是一项重要的技术工作。1.1.2机床夹具的功能 机床夹具主要的功能是装夹工件，使工件在夹具中定位和夹紧。定位 确定工件在夹具中正确的位置的过程。定位是通过工件定位基准面与夹具定位元件的定位面接触和配合实现的。正确的定位可以保证工件加工面的尺寸和位置精度要求。 夹紧 工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。由于工件在加工时，受到各种力的作用，若不使工件固定，则工件会松动、甚至脱落。因此夹紧为工件提供了安全、可靠的加工条件。 对刀 刀具切削刃相对工件或夹具的正确位置。如铣床夹具中的对刀块，它能迅速的确定铣刀相对于夹具的正确位置。 导向 如钻床夹具中的钻模板和钻套，能迅速的确定钻头的位置，并引导其进行钻削。导向元件制成钻模板形式，故钻床夹具常称为钻模。镗床夹具也具有导向功能。1.2 机床夹具的组成 1.2.1机床夹具的基本组成部分 虽然各类机床夹具的结构有所不同，但主要功能加以分析，机床夹具的基本组成部分是定位元件、夹紧装置和夹具体三个部分。这也是夹具设计的主要内容。1. 定位元件 定位元件是夹具的主要功能元件之一。通常，当工件的定位基准面确定后，定位元件的结构也就基本确定了，定位元件的定位精度直接影响工件加工的精度。2. 夹紧装置 夹紧装置也是夹具的主要功能之一。通常，夹紧装置的结构会影响夹具的复杂程度和性能。它的结构和类型很多，设计时应注意选择。3. 夹具体 夹具体是夹具的基体骨架，通过它将夹具所有元件构成一个整体。通常的夹具体为铸件结构、锻造结构、焊接结构，形状有回转体型、底座型等多种。定位元件、夹紧装置等分布在夹具体不同的位置上。1.2.2 机床夹具的其他组成部分为满足夹具的其他功能要求，各种夹具还要设计其它的元件或装置。1.连接元件 根据机床的工作特点，夹具在机床上的安装连接常有两种形式。一种是安装在机床工作台上，另一种是安装在机床主轴上。连接元件用以确定夹具本身在机床上的位置。如车床夹具唆使用的过渡盘，铣床夹具所使用的定位键等，都是连接元件。2.对刀与导向装置 对刀与导向装置的功能是确定刀具的位置。 对刀装置常见在铣床夹具中。对刀块可调整铣刀加工前的位置。对刀时铣刀不能直接与对刀块接触，以免碰伤铣刀的切削刃和对刀块工作表面。通常在铣刀和对刀块对刀表面间留有空隙，并且用塞尺进行检查，以调整刀具，使其保持正确的位置。 导向装置主要指钻模的钻模板，刀具的位置，并引导刀具进行切削。3.其它元件或装置根据加工需要，有些夹具分别采用分度装置、靠模装置、上下料装置、机器人、顶出器和平衡块等。这些元件或装置也需要专门设计。1.3机床夹具的分类1.3.1 按夹具的通用特性分类 这是一种基本的分类方法，主要反映夹具在不同生产类型中的通用特性，故也是选择夹具的主要依据。目前，我国常用的分类有通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具和自动化生产夹具五类。（1）通用夹具 通用夹具是指结构、尺寸已经规格化，且具有一定通用性的夹具，如三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、台虎钳、万能分度头、顶尖中心架、电磁吸盘等。其特点是适应性强，不须调整或稍加调整即可装夹一定形状和尺寸范围内的各种工件。这类夹具已商品化，且成为机床附件。采用这类夹具可缩短生产准备周期，减少夹具品种，从而降低成本。其缺点是夹具的加工精度不高，生产率也较底，且较难加工形状复杂的工件，故适用于单件小批量生产。（2）专用夹具 专用夹具根据某一工件某一工序的加工要求而专门设计和制造的夹具。其特点是针对性极强，没有通用性。在产品相对稳定，批量较大的生产中，常用各种专用夹具，可获得较高的生产率和加工精度。专用夹具设计和制造的周期较长，随着现代多品种，中、小批生产的发展，专用夹具适应性和经济性等方面已存在很多问题。（3）可调夹具 可调夹具是根据通用夹具和专用夹具的缺点而设计发展起来的一类新型夹具。对不同类型和不同尺寸的工件，只需调整或更换原来夹具上的个别定位元件或夹紧元件便可使用。它一般又可氛围通用可调夹具和成组夹具两种。前者的通用范围比通用夹具更大，；后者则是一种可调夹具，它按成组夹具设计并能加工一族相似的工件，故多品种，中、小批生产中使用有较好的经济效果。（4）组合夹具 组合夹具是一种模块化的夹具。标准的模块化元件有较高的精度和耐磨性，可组装成各种夹具；夹具用毕即可拆卸，留待组合新的夹具。由于使用组合夹具可缩短生产准备周期，零件能重复多次使用，并具有减少专用夹具数量的优点，因此组合夹具在单件、中、小批多品种生产和数控加工中，是一种非常经济的夹具。组合夹具也已经商品化。（5）自动化生产用夹具 自动化生产用夹具主要分自动线夹具和数控机床用夹具两大类。自动线夹具有两种：一是固定式夹具；另一种是随行夹具。数控机床夹具还包括加工中心用夹具和柔性制造系统用夹具。随着制造的现代化，在企业中数控机床夹具的比例正在增加，以满足数控加工的要求。数控机床夹具的典型结构是拼装夹具。它是利用标准的模块组装成的夹具。1.3.2 按夹具使用的机床分类 这是专用夹具设计所用的分类方法。如车床夹具、铣床夹具、刨床夹具、镗床夹具、磨床夹具等夹具。设计专用夹具时，机床的类别、组别、型别和主要参数均已确定。它们的不同点是机床的切削成型运动不同，故夹具与机床的连接方式不同，他们的加工精度要求也各不同。1.4机床夹具的设计特点机床夹具设计与其它装备设计比较，有较大的差别，主要表现在以下五个方面（1） 有较短的设计和制造周期。一般没有条件对夹具进行原理性试验和复杂的计算工作。（2） 夹具的精度一般比工件高2至3倍。（3） 夹具和操作工人的关系特别密切，要求夹具与生产条件和操作习惯密切结合。（4） 夹具一般情况下是单件制造的，没有重复制造的机会，通常要求夹具在投产时一次成功。（5） 夹具的社会协作制造条件较差，特别是商品化的元件较少。显然，注意这些问题是很重要的。这将有利于夹具的设计以及制造质量。1.5专用夹具设计要求夹具设计时，应满足以下主要要求：（1）保证工件的加工精度要求，即在机械加工工艺系统中，夹具满足以下三项要求：一夹具在机床上的正确位置；工件在夹具中的正确位置；刀具的正确位置。（2）保证工人的操作方便、安全、能减轻工人的劳动强度。如采用气动、液动等机械化夹紧装置，以减轻工人的劳动强度，并可较好的控制夹紧力。夹具操作位置应符合操作工人的习惯，必要时应有安全保护装置，以保证使用安全。（3）夹具总体方案应与生产纲领相适应。在大批量生产时，应尽量采用个中快速、高效的，如多件夹紧，联动夹紧等，以缩短劳动时间，提高生产率；在小批量生产中，则要在尽可能满足夹具功能的前提下，尽可能使夹具结构简单，容易制造，以降低成本。（4）适当提高家具元件的通用化和标准化程度。要选用标准化元件选用商品化的标准元件，以缩短夹具制造周期，降低夹具成本。（5）便于排屑。（6）有良好的结构工艺性。设计夹具应便于制造、检验、装配、调整、维修等。1.6夹具设计步骤（1） 确定夹具的类型。（2） 定位设计，根据六点定位原则设计确定工件的定位方式，选择合适的定位元件。（3） 确定工件的夹紧方式，选择合适的夹紧装置。使夹紧力与切削力静力平衡，并注意缩短辅助时间。（4） 确定刀具的对刀导向方案，选择合适的对刀元件或导向元件。（5） 确定夹具与机床的连接方式。（6） 确定其它元件和装置的结构形式，如分度装置、靠模装置等。（7） 确定夹具总体布局和夹具的结构形式。并处理好定位元件在家具体上的位置。（8） 绘制夹具方案设计图。（9） 进行工序精度分析。 （10） 对动力夹紧装置进行夹紧力验算。 第2章 钻床夹具的设计（一）在钻床上进行孔的钻、扩、铰、攻螺纹加工所用的夹具，称为钻床夹具。钻床夹具用钻套引导刀具进行加工，有利于保证被加工孔对其定位基准和各孔之间的尺寸精度和位置精度，并可显著提高劳动生产率。钻床夹具的种类繁多，一般分为固定式、移动式、翻转式、盖板式等。21 研究初始资料，确定设计方案钻床加工零件一：法兰盘零件图：图2-1 法兰盘零件图根据要求，在摇臂钻床上钻法兰斜孔3-12mm、径向孔3-17.5mm。2.2确定夹具的结构方案221定位装置的设计 工件在机床上的定位是既包括工件在夹具上的定位和夹具在机床上的定位两个方面。而钻磨的夹具体一般不设定位和导向装置。夹具通过夹具体底面安放在钻床工作台上可直接用钻套找正并用压板压紧.。对于翻转式钻模，通常要求在相对于钻头送进方向设置支脚。因此，我们只考虑工件在夹具上的定位问题。222 工件的定位(一)六点定位原理任何未定位的工件在空间直角坐标系中都具有六个自由度。工件定位的任务就是根据加工要求限制工件的全部或部分自由度。工件的六点定位原理是指用六个支撑点来分别限制工件的六个自由度，从而使工件在空间得到确定定位的方法。 图2-2 工件定位图六点定则是工件定位的基本法则，工件定位的实质就是限制工件的自由度。加工时，工件的六个自由度被完全限制了的定位称为完全定位。但生产中并不是任何工序都需要采用完全定位的。究竟应该限制几个自由度和哪几个自由度，应由工件的加工要求决定。在满足加工要求的前提下，采用不完全定位是允许的。根据加工要求应该限制的自由度而没有限制是不允许的，这种现象称为欠定位。工件的某个自由度被重复限制的现象称为过定位。一般情况下应当尽量避免过定位。在某些条件下，过定位的现象不仅允许，而且是必要的。此时应当采取适当的措施提高定位基准之间及定位元件之间的位置精度，以免产生干涉。（二）定位方案的比较与选择方案一：工件以90H8孔及其端面和一个20mm孔定位，90H8孔及其端面用台阶定位心轴定位，这样就限制了五个自由度，还剩下绕Z轴的转动，通过一个长销在20mm孔上定位；这样，六个自由度完全限制。方案二：工件以底面以及两个20mm孔定位，这样六个自由度可以完全限制方案比较：对于方案二，由于工件需要翻转，以及加工斜孔，用20mm长销难以保证刚度要求，并且两个长销难以保证位置精度要求。图2-3 自由度限制图对于方案一，方向出现过定位，定位心轴与长销难以保证位置要求，有可能不能插入，但是将定位20mm孔的长销Y方向削边便可解决问题。通过比较，方案一比较合适。 如2-4图，工件以90H8孔及其端面和一个20mm孔定位，90H8孔及其端面装在台阶定位心轴5上，然后装上钻模板2，用长销1把钻模板2与工件、回转分度盘8串在一起，实现定位。插入开口垫圈4，拧紧螺母3夹紧工件。钻径向孔时，由支承11，12使定位心轴5处于水平位置；钻斜孔时，摆动部分绕支架上的小轴14顺时针转动，当支承10与13接触时，即倾斜成所要求的角度。加工三等分孔，采用了沿圆周方向设置的三个均布的钻套6、7，使用分度对定机构9，保证钻套位置的正确。该夹具既可钻径向孔，又可钻斜孔，结构不太复杂，操作较省力。图2-4 工件定位图223 夹紧装置的设计 夹紧装置一般有力源装置、中间传力机构、夹紧元件与夹紧机构组成。设计夹紧装置时，一般应满足以下基本要求：2.2.3.1 紧装置设计的基本要求 夹紧装置设计的好坏，不仅关系到工件的加工质量，而且对提高生产效率，降低加工成本以及创造良好的工作条件等诸方面都有很大的影响。所以设计的夹紧装置应满足下列基本要求。1） 夹紧过程中，不改变工件定位后占据的正确位置。2） 夹紧力的大小要可靠和适当，既要保证工件在整个加工过程中位置稳定不变，振动小，又要使工件不生产过大的夹紧变形。3） 夹紧装置的自动化和复杂程度应与生产纲领相适应前提下，其结构要力求简单，以便于制造和维修。4） 夹紧装置的操作要方便、安全、省力。2.2.3.2 夹紧力确定的基本原则 确定夹紧力的方向、作用点和大小时，应根据工件的结构特点、加工要求，并结合工件加工中受力状况及定位元件的结构和布置方式等综合考虑。夹紧力方向：1) 夹紧力的方向应有助于定位稳定，且主夹紧力应朝向主要定位基面。2) 夹紧力的方向应尽可能与切削力、工件重力方向一致。3) 夹紧力的方向应景可能与工件刚度最大的方向一致。夹紧力的作用点：夹紧力的方向确定后，应根据下述原则确定作用点的位置。1） 夹紧力的作用电应落在定位元件的支撑范围内。2） 夹紧力的作用点应选在工件刚度较高的部位。3） 夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面。作用点靠近加工表面，可减小切削力对该点的力矩和减少振动。当作用点只能远离加工面，造成工件装夹刚度较差时，应在靠近加工面附近设置辅助支承，并施加辅助夹紧力以减小加工震动。2.2.3.3常用的夹紧装置夹具中常用的夹紧装置有楔块,螺旋,偏心轮等,它们都是根据斜面夹紧原理而夹紧工件的。本设计中用的是螺旋夹紧，螺旋夹紧装置是从楔块夹紧装置转化而来的,相当于把楔块绕在圆柱体上,转动螺旋时即可夹紧工作.2.2.3.4本夹具夹紧装置分析 螺旋夹紧装置特点: 结构简单,制造容易,夹紧可靠 扩力比ip大,夹紧行程S不受限制 夹紧动作慢,效率低应用场合:手动夹紧装置常采用. 螺杆夹紧力计算:=PL/r中tan(+1)+r1tan2 （2-1）其中:P是原始力,L是原始力作用点到螺杆中心距离,r中是螺旋中经的一半,是螺旋升角,1螺母于螺杆的摩擦角,r1摩擦力矩计算半径,2工件与螺杆头部(或压块)间的摩擦角。 自锁性能: 因为楔块的自锁条件为11.5-17,而螺旋夹紧装的螺旋升角(2-4)很小,所以自锁性很好. 传力系数: ip=/p=PL/r中tan(+1)+r1tan2楔块的ip （2-2） 多位或多件夹紧:为了减小夹压的辅助时间和提高生产率,可采用多位或多件夹紧装置。 压块的材料一般位45钢,HRC:43-48螺杆的材料一般位45钢,HRC:3338图2-5 夹紧装置示意图2.3 钻模的设计钻床夹具因大都具有刀具导向装置，习惯上又称为钻模。其实，在机床夹具中，钻模具有相当大的比例。 加工中钻模相对于工件的位置保持不变的钻模称为固定式钻模，这类钻模多用于立式钻床、摇臂钻床和多轴钻床上。我设计的是卧斜轴回转分分度钻床夹具，本夹具使用在摇臂钻床上，钻法兰斜孔3-12mm、径向孔3-17.5mm。，插工件以90H8孔及其端面和一个20mm孔，装在台阶定位心轴5上，然后装上钻模板2；加工三等分孔，采用了沿圆周方向设置的三个均布的钻套6、7，使用分度对定机构9，保证钻套位置的正确。 回转式子钻模的特点是夹具具有分度装置，而某些分度装置已经标准化了，设计时可以充分利用这些装置，我设计的分度装置没有标准化，但是结构比较简单，加工方便。钻模设计要点：1、钻套 钻套是引导刀具的元件，用以保证孔的加工位置，并防止加工过程中刀具的偏斜。钻套按其结构特点可以分为四种类型，即固定钻套、可换钻套、快换钻套和特殊钻套。固定钻套直接压入钻模板和夹具体的孔中，位置精度较高，但磨损后不宜拆卸，故多用于中小批量生产。我设计的卧斜轴回转分度钻床上用的是固定式钻套，为了保证较高的位置精度。 可换钻套以间隙配合安装在衬套中，而衬套则压入钻模板和夹具体的孔中。为防止钻套在衬套中转动，一般加一固定螺钉。可换钻套在磨损后可以更换，故多用于大批大量生产。我设计的加工拨叉的固定式钻床夹具中用的就是可换钻套。再就是快速更换钻套，快速更换套具有快速更换的特点 ，更换时不需用拧动螺钉，而只需要将钻套逆时针转动一个角度，使螺钉头部对准钻套缺口，即可取下钻套，快换钻套一般用于同一孔须经多个工步加工的情况，例如在斜面上钻孔，在工件凹陷处钻孔，钻多个小间距孔等等。此时不宜使用标准钻套，可根据特殊要求设计专用钻套。 钻套中引导孔的尺寸及其偏差应根据所引导的刀具尺寸来确定。通常取刀具的最大极限尺寸为引导孔的基本尺寸，孔径公差依加工精度要求来确定。钻空扩孔时可取F7，粗铰时取G7，精铰时取G6。若钻套引导的不是刀具的切削部分，而是刀具的导向部分通常取配合H7/f7,/H7/g6,H6/g5。 钻套的高度H直接影响钻套的导向性能，同时影响刀具与钻套之间的摩擦情况，通常取H等于1到2.5）倍的直径。对于精度要求较高的孔，直径较小的孔和刀具刚性较差的孔时应取较大值。 钻套与工件之间一般应留有排屑间隙，此间隙不宜过大，以免影响导向作用，一般可取0.3到1.2倍的直径。加工铸铁和黄铜等脆性材料时，可取较小值，加工刚性韧性材料时，应取较大值。当孔的位置精度要求很高时也可一不留间隙。2、钻模板 钻模板用于安装钻套。钻模板与夹具体的联结方式有固定式、铰链式、分离式和悬挂式等几种。固定式钻模板直接固定在夹具体上，结构简单，精度较高。当使用固定式钻模板装卸工件有困难时，可采用铰链式钻模板。铰链式钻模板可以方便的拆卸，这种钻模板通过铰链与夹具体相连，由于铰链处存在间隙，因而精度不高。还有就是分离式钻模板，分离式钻模板是可以拆卸的，工件每装卸一次，钻模板也要装卸一次。与铰链式钻模板一样，它也是为了装卸方便而设计的，但在某些情况下，精度比铰链式钻模板要高。3、夹具体 钻模的的夹具体一般不设定位或导向装置，夹具通过夹具体底面安放在钻床工作台上，可直接用钻套找正并用压板压紧或在夹具体上设置耳座用螺栓压紧。对于翻转式钻模，通常要求在相对于钻头送进方向设置支脚。支脚可以直接在夹具上做出，也可以作成装配式。支脚一般应有4个，以检查夹具安放是否歪斜。支脚的宽度或直径应大于机床工作台T形槽的宽度。2.4定位精度的计算2.4.1夹具定位误差分析计算方法 所谓定位误差，是指由于工件定位造成的加工面相对工序基准的位置误差。因为对一批工件来说，刀具经调整后位置是不动的，即被加工表面的位置相对于定位基准是不变的，所以定位误差就是工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量。 分析 总 其中总为多种原因产生的误差总和，是工件被加工尺寸的公差，总包括夹具在机床上的装夹误差，工件在夹具中的定位误差和夹紧误差，机床调整误差，工艺系统的弹性变形和热变形误差，机床和刀具的制造误差及磨损误差等。 定+ 其中，除定位误差外，其他因素引起的误差总和，可按加工经济精度查表确定。 所以由和知道：定- （是验算加工工件合格与否的公式） 或者：定1/3（也是验算加工工件合格与否的公式） 定位误差的组成 1、定义：定位误差是工件在夹具中定位，由于定位不准造成的加工面相对于工序基准沿加工要求方向上的最大位置变动量。 2、定位误差的组成：定位基准与工序基准不一致所引起的定位误差，称基准不重合误差，即工序基准相对定位基准在加工尺寸方向上的最大变动量，以不表示。 定位基准面和定位元件本身的制造误差所引起的定位误差，称基准位置误差，即定位基准的相对位置在加工尺寸方向上的最大变动量，以基表示。故有： 定=不+基 此外明确两点： 只用调整法加工一批零件才产生定位误差，用试切法不产生定位误差； 定位误差是一个界限值（有一个范围）。 定位误差的分析计算（工件以平面定位时的定位误差） 定位基准：平面 ； 定位元件工作面：平面 =易加工平整，接触良好= 所以基=0 定=不 （注：若位毛坯面，则仍有基） 定位基准：平面 ； 定位元件工作面：平面 =易加工平整，接触良好= 所以基=0 定=不 （注：若位毛坯面，则仍有基）2.4.2法兰盘夹具定位误差的计算通上所述，加工法兰盘的所用小面长销定位时：图2-6 确定定位误差示意图对于长销：直径查表得其标准公差为=0.022对于加工件孔： 尺寸为查表得标准公差为=0.054由于长销水平放置，以上侧面与工件接触。由公式 ： = （+）=（0.054+0.022）=0.038 （2-3）在加工3-17.5孔时不会产生影响，但是加工3-12斜孔时会在孔径向产生定位误差，其定位误差大小为：=cos40=0.029所以，斜孔径向定位误差为0.029。对于孔3-17.5由于位置精度要求不高，只要保证小面与分度盘上的三个钻套之间尺寸52+0.1便可足以保证它的位置度要求。25 绘制夹具总装图 用点化线划出工件的轮廓和主要表面，主要表面是指定位基准面。夹紧表面和被加工表面总装配图上所绘制的工件视为假想的透明体，因此不影响其他元件的绘制。然后按定位元件、对刀引导元件、夹紧机构传动装置为顺序画出各图的具体结构，最后画夹紧件。26 标注夹具装配图上的各部分尺寸的技术条件 夹具装配图上应标注的尺寸随夹具的不同而有所不同，本夹具中所涉及的尺寸有：1） 夹具外形轮廓尺寸：一般指夹具外形的长、宽、高的尺寸。标注这种尺寸便于检查夹具与机床。刀具的相对位置又无干涉现象以及在机床上安装的可能性。2） 工件定位元件间的联系尺寸:这种尺寸通常是指铬镍钢件定位基准与定位元件间的配合尺寸以及定位元件之间的位置尺寸。3） 夹具与刀具的联系尺寸：这种尺寸是指刀具与对刀、引导元件的配合尺寸以及对刀引导元件在夹具上的尺寸。具体标注见总装配图。27 标注零件编号及编制明细表零件编号指引线引出试图外，按顺时针方向顺序编号，明细表中填写序号名称，标准代号、规格、数量，专用件的材料、热处理硬度等。具体见装配图。第3章 钻床夹具的设计（二）31 研究初始资料，确定设计方案零件工序图：拨叉的夹具设计图3-1 拨叉零件图根据要求在立式钻床上，加工拨叉上M10mm螺纹底孔。3.2拨叉加工方案比较图3-2 加工方案方案一 工件以孔、叉口及槽分别在定位心轴、削边销以及偏心轮上定位，定位心轴和削边销联合限制五个自由度，偏心轮限制方向移动，六个自由度被完全定位！如下图：方案二 工件以孔及两侧面定位，通过定位心轴伸过孔右侧用螺母拧紧，这样可限制五个自由度，还剩下绕Y轴的转动，可用削边销定位叉口。这样，六个自由度完全限制。如下图：图3-3 加工方案方案比较：对于方案一，定位方式比较合理，定位可靠，但是装置要比方案二复杂，多了一个偏心轮。 对于方案二，定位方便简捷，装置简单，较可靠，但是由于孔及两侧面加工精度不高，难以保证Y方向地定位精度。通过比较，方案一比较合适。本夹具使用在立式钻床上，加工拨叉上M10mm螺纹底孔。工件以孔、叉口及槽，分别在定位心轴7、削边销5和偏心轮8上定位。转动手柄9使偏心轮8顺时针转动，偏心轮上的对称弧面锲入工件槽内，定位并夹紧工件。钻模板3可以绕心轴2转动，转到水平位置时，由支承钉1支承定位，。如示意图：图3-4 加工示意图3.3夹紧装置与夹紧力拨叉的夹紧中，采用了偏心夹紧装置；图3-5 偏心夹紧装置偏心夹紧与螺旋夹紧相比,夹紧行程小,夹紧力小,自锁能力差,但夹紧迅速,结构紧凑,所以常用与切削力不大,振动较小的的场合,常与其他夹紧元件联合使用. 偏心夹紧装置是由楔块夹紧装置的一种变形.（1）圆偏心夹紧力:=PL/tan(+1)+tan2 （3-1）其中L为手柄长度,支承轴中心(回转中心)到夹紧点距离, 1,2分别为偏心轮与支承轴及偏心轮与工件间的摩擦角。（2）传力系数ip:ip=L/tan(+1)+tan2,远小于螺旋夹紧的ip。3.4定位精度的计算在加工拨叉上M10mm螺纹底孔8.4mm时图3-6 孔的加工示意图削边销对孔8.4mm没有影响，只对孔的位置度有影响，加工孔对孔的位置度要求为0.2，只要保证偏心轮与钻套中心的尺寸3.1+0.03便可以保证加工精度，因为加工件的尺寸要求为3.1+0.1，图3-7 孔的加工示意图由于设计基准和定位基准不重合，产生基准不重合误差，其大小为槽中心与孔轴线的偏差，即0.1。3.5 绘制夹具总装图 用点化线划出工件的轮廓和主要表面，主要表面是指定位基准面。夹紧表面和被加工表面总装配图上所绘制的工件视为假想的透明体，因此不影响其他元件的绘制。然后按定位元件、对刀引导元件、夹紧机构传动装置为顺序画出各图的具体结构，最后画夹紧件。3.6 标注夹具装配图上的各部分尺寸的技术条件 夹具装配图上应标注的尺寸随夹具的不同而有所不同，本夹具中所涉及的尺寸有：4） 夹具外形轮廓尺寸：一般指夹具外形的长、宽、高的尺寸。标注这种尺寸便于检查夹具与机床。刀具的相对位置又无干涉现象以及在机床上安装的可能性。5） 工件定位元件间的联系尺寸:这种尺寸通常是指铬镍钢件定位基准与定位元件间的配合尺寸以及定位元件之间的位置尺寸。6） 夹具与刀具的联系尺寸：这种尺寸是指刀具与对刀、引导元件的配合尺寸以及对刀引导元件在夹具上的尺寸。具体标注见总装配图。3.7 标注零件编号及编制明细表零件编号指引线引出试图外，按顺时针方向顺序编号，明细表中填写序号名称，标准代号、规格、数量，专用件的材料、热处理硬度等。具体见装配图。第4章 车床夹具（我设计的在六角车床上镗发动机前支座的110mm孔时，需要在车床上去镗，要综合车床与镗床的特点。）4.1车床夹具的设计要点4.1.1车床夹具总体结构 车床夹具大都安装在机床主轴上，并与主轴一起做回转运动。为保证夹具工作平稳，夹具的结构应尽量紧凑，重心应尽量靠近主轴端，一般要求夹具悬伸不大于夹具轮廓外径。对于弯板式车床夹具和偏重的车床夹具，应很好的进行平衡。通常采用加平衡块（配重）的方法进行平衡。为保证工作安全，夹具上所有元件或机构不应超出夹具体的外轮廓，必要时应加防护罩。此外要求车床夹具的夹紧机构要提供足够的夹紧力，且有较好的自锁性，以确保工件在切削过程中不会松动。4.1.2 夹具与机床主轴的连接 车床夹具与机床主轴的连接方式取决于机床主轴轴端的结构以及夹具体的体积和精度要求。 车床夹具经常使用过渡盘与机床主轴相连接。过渡盘与机床的连接可以采用长锥柄安装在主轴椎孔内，这种方式定位精度高，但是刚性较差多用于小型车床夹具与机床的连接；通常采用的是断面和短锥定位，这种定位方式不但鼎新精度高，而且刚性好。需要注意的是这种定位方式是过定位，因此要求制造精度高，一般要求对夹具体上的端面和椎孔进行配磨加工。过渡盘与夹具的连接大都采用止口（一大平面加一短圆柱面）连接方式。当车床夹具需要经常更换时，采用过渡盘连接是很方便的。为减小由于增加过渡盘而造成的夹具安装误差，可在安装夹具时，对夹具的定位面（或在夹具上专门作出的找正环面）进行找正。车床夹具主要用于加工零件的内外圆、圆锥面、回转成型面、螺纹及端平面等。车床夹具中，一类是加剧安装在车床的主轴上，可分为：心轴类、夹头卡盘类、焦忒类和花盘类等；另一类是夹具安装在车床的拖板或床身上，如在车床上用旋转刀镗孔的夹具，以及加工回转成型面的靠模等。 4.1.3车床夹具设计要点 车床夹具工作时的主要特点是机床主轴带动夹具做高速回转，故在设计车床夹具时，除了保证工件达到的工序的精度要求外，还需考虑：1. 夹具的结构应尽量紧凑，悬臂尺寸应尽可能短，市中心靠近主轴端。夹具悬臂长度L与其外扩尺寸D之比：到D300mm时,L/D0.6。2. 夹具重心应尽可能靠近回转轴线，凡形状或重心对回转中心不对称夹具应有平衡措施，且平衡块位置应可根据需要进行调节。3. 夹具上所有元件的布置和工件的外形不应超出夹具体的外廓，靠近外缘的元件不应有突出的棱角，必要时应加防护罩。夹具装置应注意夹具旋转的惯性力，防止回转是夹紧元件松脱。4. 车床夹具与主轴的连接应保证夹具回转轴线与车床主轴轴线有尽可能高得同轴度。当主轴高速转动急刹车时，夹具与主轴间的连接应有防松装置。5. 加工过程中，工件在夹具上应能用量具测量，金属屑应能顺利排出及清理。根据以上要点进行车床夹具的设计4.2镗模的设计要点而对于镗床夹具（镗模），则有自己的特点，镗模根据镗套支架的布置形式可分为单面导向和双面导向两类。一、单面导向只有一个导向支架，可布置在刀具前面，成为前导向；也可布置在刀具后面称为后导向。单面前导向形式适合于加工孔径大于60mm，长径比小于1的通孔。其优点是加工过程中便于加工和测量，这对于需要更换刀具进行多工位加工或者多工步加工是很有利的。我设计的车床镗孔夹具用的就是单面前导向，由于镗刀较长，用前导向以保证镗刀刚度。对于单面后导向的形式，主要用于盲孔和孔径小于60mm的通孔加工。被加工孔的长径比小于1时，镗杆引导部分直径可大于孔径，此时镗杆刚性较好，加工精度易于保证，换刀时也不必更换镗套。当被加工孔的长径比大于1时，镗杆直径应制成同一尺寸，并应小于被加工孔的直径，以使镗杆能顺利进入孔中，以上两种形式的支架，要求镗杆与机床主轴为刚性连接。 二、 双面导向有两个镗模支架，分别分布在刀架的前后方，并要求镗杆与机床主轴采用浮动连接。此时，镗杆的精度完全有夹具来保证，而不受机床精度的影响。双面导向常用于加工长径比大于1.5的长孔或同轴度要求较高的两个短孔工件以底面、侧面和半圆弧面在两块定位板11、两个定位销8和活动V型块6上定位。汽缸活塞杆通过拉杆接头1、连杆2和螺钉3将耳环板4向左拉动时，拨杆5右端的球头便拨动活动V型块6将工件径向定位。与此同时，摇臂10带动拉杆9通过斜面将摇板12向下压，摇板12两端螺旋压板13将工件压紧。刀具前导向套起增加刀具刚性的作用，有利于保证加工质量和提高切削用量。 在夹具中刀具前导向套起增加刀具刚性的作用。具有刀具导向套的镗床夹具，习惯上称为镗模，其实镗模与钻模有很多相似之处。镗套的设计要点，镗套用于引导镗杆。根据在加工中是否运动可分为固定式镗套和回转式镗套两类。固定式镗套的结构和钻套相似，外形尺寸较小，且位置精度较高，缺点是易于磨损，多用于速度较底的场合。当镗杆的线速度大于20mm/min时，应采用回转式镗套，4.3研究初始资料，确定确定基本要求初始要求： 图4-1 零件图在六角车床上镗发动机前支座的110mm孔。4.4定位方案的比较与选择图4-2 加工方案方案一：工件以底面、侧面和半圆弧面在两块定位板、两个定位销和活动V型块上定位。图4-3 加工方案方案二：利用两侧孔，用一面两销进行定位，然后再用两个定位销定位侧面，在用压板定位上侧面。如上图：分析比较：对于方案一，定位夹紧比较可靠，自由度完全限制，并且定位面都为精加工面，可以很好的保证定位精度。对于方案二，由于孔的位置精度度不是很高，难以保证定位精度要求。因此，经比较，选择方案一。对于方案二，工件以底面、侧面和半圆弧面在两块定位板11、两个定位销8和活动V型块6上定位。汽缸活塞杆通过拉杆接头1、连杆2和螺钉3将耳环板4向左拉动时，拨杆5右端的球头便拨动活动V型块6将工件径向定位。与此同时，摇臂10带动拉杆9通过斜面将摇板12向下压，摇板12两端螺旋压板将工件压紧。刀具前导向套起增加刀具刚性的作用，有利于保证加工质量和提高切削用量。 图4-4 夹具示意图4.5夹紧装置的设计4.5.1 夹紧装置的设计要点 工件必须靠夹紧才能保证不动从而被切削加工。夹紧