加工支座组合夹具虚拟拼装的设计说明

1、机加工支架组合夹具的虚拟装配设计摘要组合式夹具是在夹具部件完全标准化的基础上，根据积木式原理，根据不同的工件对象和加工要求，组装、组装而成的夹具。治具用完后，可以拆开留下来组装新的治具。主要用于单件、中小批量多品种生产和CNC加工，是一种比较经济的夹具。目前基本通用，每个城市和各大厂都有自己的组合夹具站。本文通过五章介绍了机加工支架组合夹具的设计。第一章对机床夹具和组合夹具的概念、功能及发展趋势进行了清晰的描述。从第二章到第五章，28H8孔零件组合夹具设计，铣削A和C平面零件组合夹具设计，B平面和凹槽零件组合夹具设计，钻孔2- M10底孔零件组合夹具的设计详细说明。各章根据零件图的分析、零件组

2、合夹具设计方案的制定、零件组合夹具的总体设计、夹具装配工程图的尺寸公差及技术要求，以及夹具中定位方案分析中的零件（从零件图分析分析应该限制哪些自由度，从夹具定位方案分析，定位方案演示中限制了哪些自由度），装夹零件在夹具中的分析，零件加工误差分析，保证零件精度要求分析，装配过程及注意点，夹具操作过程描述，分析夹具的优点和缺点。关键词：支撑组合夹具 定位夹持模块化夹具的虚拟装配摘 要模块化夹具是在夹具零件标准化的基础上，根据模块化的原理，根据加工对象的不同要求，成为装配夹具。使用后，可以将夹具移到新的装配夹具上。主要用于单件、小批量、多品种的生产和数控加工中，是一种较为经济的夹具。已基本普及，各城

3、市、各大厂都有自己的组合夹具标准。本文第五章，介绍了加工支架模块化夹具的设计。第一章非常清楚地介绍了机床夹具以及夹具的概念、功能和发展趋势。从第2章到第5章分别介绍了组合夹具的28 h8孔零件、铣削组合A和C两个平面零件的设计组合夹具、组合夹具平面和凹槽部分B、钻孔和组合夹具的2-M10底部进气口。各章完成零件图分析、零件夹具设计模块化方案提出、零件组合式夹具整体设计、夹具装配工程尺寸公差及在图纸上打标的技术要求、零件夹具定位方案分析（从零件图的分析应限制自由度，从夹具定位方案分析（已限制自由度，定位方案比较），零件在夹具装夹，加工误差分析，以确保要求各种分析、装配过程和关键点的详细图纸的精度

4、，使用此夹具的操作过程，分析此夹具的优缺点。关键词：轴承 模块化夹具 定位夹紧目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc421608713 简介 PAGEREF _Toc421608713 h 1 HYPERLINK l _Toc421608714 第 1 章 夹具概念 PAGEREF _Toc421608714 h 2 HYPERLINK l _Toc421608715 1.1机床夹具 PAGEREF _Toc421608715 h 2 HYPERLINK l _Toc421608716 1.1.1机床夹具概念 PAGEREF _Toc421608716 h 2

5、HYPERLINK l _Toc421608717 1.1.2机床夹具的作用 PAGEREF _Toc421608717 h 2 HYPERLINK l _Toc421608718 1.1.3机床夹具发展趋势 PAGEREF _Toc421608718 h 2 HYPERLINK l _Toc421608719 1.2组合夹具 PAGEREF _Toc421608719 h 2 HYPERLINK l _Toc421608720 1.3加工支架组合夹具 PAGEREF _Toc421608720 h 3 HYPERLINK l _Toc421608721 28H8孔件 PAGEREF _Toc

6、421608721 h 组合夹具设计4 HYPERLINK l _Toc421608722 2.1零件图分析 PAGEREF _Toc421608722 h 4 HYPERLINK l _Toc421608723 2.2 28H8孔件组合夹具设计方案的制定 PAGEREF _Toc421608723 h 5 HYPERLINK l _Toc421608724 2.3车内28H8孔零件组合夹具整体设计 PAGEREF _Toc421608724 h 5 HYPERLINK l _Toc421608725 2.4夹具装配工程图尺寸公差及技术要求的标注 PAGEREF _Toc421608725 h

7、 7 HYPERLINK l _Toc421608726 2.5夹具内零件定位方案分析 PAGEREF _Toc421608726 h 8 HYPERLINK l _Toc421608727 2.5.1零件图纸分析应限制哪些自由度 PAGEREF _Toc421608727 h 8 HYPERLINK l _Toc421608728 2.5.2夹具定位方案分析限制了哪些自由度 PAGEREF _Toc421608728 h 9 HYPERLINK l _Toc421608729 2.5.3定位方案演示 PAGEREF _Toc421608729 h 9 HYPERLINK l _Toc4216

8、08730 2.6夹具中零件的夹紧 PAGEREF _Toc421608730 h 10 HYPERLINK l _Toc421608731 2.7零件加工误差分析 PAGEREF _Toc421608731 h 12 HYPERLINK l _Toc421608732 2.8精度要求分析，保证零件图 PAGEREF _Toc421608732 h 12 HYPERLINK l _Toc421608733 2.9组装过程及注意事项 PAGEREF _Toc421608733 h 13 HYPERLINK l _Toc421608734 2.10本夹具操作流程说明 PAGEREF _Toc421

9、608734 h 13 HYPERLINK l _Toc421608735 2.11本夹具优缺点分析 PAGEREF _Toc421608735 h 14 HYPERLINK l _Toc421608736 第三章铣削A 、 C两平面零件组合夹具设计 PAGEREF _Toc421608736 h 15 HYPERLINK l _Toc421608737 3.1零件图分析 PAGEREF _Toc421608737 h 15 HYPERLINK l _Toc421608738 3.2铣削A 、 C两平面零件组合夹具设计方案的制定 PAGEREF _Toc421608738 h 16 HYPER

10、LINK l _Toc421608739 3.3铣削A 、 C两个平面零件组合夹具的总体设计 PAGEREF _Toc421608739 h 16 HYPERLINK l _Toc421608740 3.4夹具装配工程图尺寸公差及技术要求注释 PAGEREF _Toc421608740 h 17 HYPERLINK l _Toc421608741 3.5夹具内零件定位方案分析 PAGEREF _Toc421608741 h 19 HYPERLINK l _Toc421608742 3.5.1零件图纸分析应限制哪些自由度 PAGEREF _Toc421608742 h 19 HYPERLINK

11、l _Toc421608743 3.5.2夹具定位方案分析限制了哪些自由度 PAGEREF _Toc421608743 h 19 HYPERLINK l _Toc421608744 3.5.3定位方案演示 PAGEREF _Toc421608744 h 20 HYPERLINK l _Toc421608745 3.6夹具中零件的夹紧 PAGEREF _Toc421608745 h 20 HYPERLINK l _Toc421608746 3.7零件加工误差分析 PAGEREF _Toc421608746 h 23 HYPERLINK l _Toc421608747 3.8分析精度要求以保证零件

12、图纸 PAGEREF _Toc421608747 h 23 HYPERLINK l _Toc421608748 3.8.1铣削两个平面 PAGEREF _Toc421608748 h A和C的尺寸保证23 HYPERLINK l _Toc421608749 3.8.2 A 、 C两个平面的位置尺寸保证C PAGEREF _Toc421608749 h 到A为50mm 。 23 HYPERLINK l _Toc421608750 3.9组装过程及注意事项 PAGEREF _Toc421608750 h 24 HYPERLINK l _Toc421608751 3.10本夹具操作过程说明 PAGE

13、REF _Toc421608751 h 25 HYPERLINK l _Toc421608752 3.11本夹具优缺点分析 PAGEREF _Toc421608752 h 25 HYPERLINK l _Toc421608753 第 4 章 刨削B 面和凹槽零件组合夹具的设计 PAGEREF _Toc421608753 h 26 HYPERLINK l _Toc421608754 4.1零件图分析 PAGEREF _Toc421608754 h 26 HYPERLINK l _Toc421608755 4.2平面B面与槽部组合夹具设计方案的制定 PAGEREF _Toc421608755 h

14、27 HYPERLINK l _Toc421608756 4.3平面B面及槽部组合夹具整体设计 PAGEREF _Toc421608756 h 27 HYPERLINK l _Toc421608757 4.4夹具装配工程图尺寸公差及技术要求的注释 PAGEREF _Toc421608757 h 28 HYPERLINK l _Toc421608758 4.5工件在夹具中的定位方案分析 PAGEREF _Toc421608758 h 30 HYPERLINK l _Toc421608759 4.5.1工件图分析应该限制哪些自由度 PAGEREF _Toc421608759 h 30 HYPERL

15、INK l _Toc421608760 4.5.2夹具定位方案分析限制了哪些自由度 PAGEREF _Toc421608760 h 30 HYPERLINK l _Toc421608761 4.5.3定位方案演示 PAGEREF _Toc421608761 h 31 HYPERLINK l _Toc421608762 4.6在夹具中夹持工件 PAGEREF _Toc421608762 h 31 HYPERLINK l _Toc421608763 4.7工艺图尺寸精度保证要求分析 PAGEREF _Toc421608763 h 33 HYPERLINK l _Toc421608764 4.7.1

16、 7和50 的刨面B和槽本身33的保证 PAGEREF _Toc421608764 h HYPERLINK l _Toc421608765 4.7.2平面B和凹槽的位置和尺寸 PAGEREF _Toc421608765 h 保证33 HYPERLINK l _Toc421608766 4.8组装过程及注意事项 PAGEREF _Toc421608766 h 34 HYPERLINK l _Toc421608767 4.9夹具操作过程说明 PAGEREF _Toc421608767 h 34 HYPERLINK l _Toc421608768 4.10本夹具优缺点分析 PAGEREF _Toc4

17、21608768 h 35 HYPERLINK l _Toc421608769 2-M10井底零件 PAGEREF _Toc421608769 h 组合夹具设计36 HYPERLINK l _Toc421608770 5.1零件图分析 PAGEREF _Toc421608770 h 36 HYPERLINK l _Toc421608771 5.2钻孔2-M10底孔零件组合夹具设计方案的制定 PAGEREF _Toc421608771 h 37 HYPERLINK l _Toc421608772 5.3小车台阶孔零件组合夹具整体设计 PAGEREF _Toc421608772 h 37 HYPE

18、RLINK l _Toc421608773 5.4夹具装配工程图尺寸公差及技术要求的注释 PAGEREF _Toc421608773 h 38 HYPERLINK l _Toc421608774 5.5工件在夹具中的定位方案分析 PAGEREF _Toc421608774 h 40 HYPERLINK l _Toc421608775 5.5.1工件图分析应该限制哪些自由度 PAGEREF _Toc421608775 h 40 HYPERLINK l _Toc421608776 5.5.2夹具定位方案分析限制了哪些自由度 PAGEREF _Toc421608776 h 40 HYPERLINK

19、l _Toc421608777 5.5.3定位方案演示 PAGEREF _Toc421608777 h 41 HYPERLINK l _Toc421608778 5.6在夹具中夹持工件 PAGEREF _Toc421608778 h 41 HYPERLINK l _Toc421608779 5.7工件加工误差分析 PAGEREF _Toc421608779 h 43 HYPERLINK l _Toc421608780 5.8工艺图尺寸精度保证要求分析 PAGEREF _Toc421608780 h 43 HYPERLINK l _Toc421608781 5.8.1 2-M10底孔本身 PAG

20、EREF _Toc421608781 h 尺寸保证43 HYPERLINK l _Toc421608782 5.8.2钻孔2-M10底孔的位置和尺寸保证 PAGEREF _Toc421608782 h 43 HYPERLINK l _Toc421608783 5.9组装过程及注意事项 PAGEREF _Toc421608783 h 44 HYPERLINK l _Toc421608784 5.10夹具操作过程说明 PAGEREF _Toc421608784 h 45 HYPERLINK l _Toc421608785 5.11本夹具优缺点分析 PAGEREF _Toc421608785 h 4

21、5 HYPERLINK l _Toc421608786 结论 PAGEREF _Toc421608786 h 46 HYPERLINK l _Toc421608787 参考文献 PAGEREF _Toc421608787 h 47 HYPERLINK l _Toc421608788 附录1车28H8孔夹具工件图 PAGEREF _Toc421608788 h 48 HYPERLINK l _Toc421608789 附录2刨B面和槽夹具工件图 PAGEREF _Toc421608789 h 48 HYPERLINK l _Toc421608790 附录3钻孔2-M10底孔夹具工件 图 PAGE

22、REF _Toc421608790 h 49 HYPERLINK l _Toc421608791 附录4铣削A 、 C两平面夹具工件 图 PAGEREF _Toc421608791 h 49 HYPERLINK l _Toc421608792 到 PAGEREF _Toc421608792 h 50介绍为了适应这种变化，机械制造业必须具有高度的灵活性。国外已将柔性制造系统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。柔性的重点主要在机床和工装，夹具是工装柔性的重点。随着制造技术的发展，产品的设计周期缩短，更新换代速度加快。传统的大批量生产模式逐渐被中小批量生产模式所取代。组合夹

23、具的平均设计和组装时间是专用夹具时间的5%-20%。可以认为组合夹具是柔性夹具的代名词。组合治具以其适应性强、设计制造周期短、成本低、适应产品升级换代的要求等特点，越来越受到厂家的青睐，提高了企业的竞争力。本设计的研究方法主要是利用solidworks软件进行实体建模，组装组合夹具，用组合夹具组装待加工零件，以测试夹具的效果。本课题的研究方法是机械产品是一个三维实体，设计只能从三维开始，因此CAD软件对设计的辅助功能可以很容易地扩展到和渗透到设计中。产品开发的全过程。使用SolidWorks软件，可以清楚的了解自己设计的产品，只要有一处修改，其他的都自动修改，大大提高了效率和设计水平。第 1

24、章 夹具概念1.1 机床夹具1.1.1 机床夹具的概念机床夹具是将加工对象固定在机床上，使其占据正确加工位置的工艺设备，简称夹具。1.1.2 机床夹具的作用1、缩短辅助时间，提高劳动生产率2、保证加工精度，稳定产品质量3、降低对工人技术水平的要求，降低工人的劳动强度4、扩大机床的工艺区域1.1.3 机床夹具发展趋势1.高精度2、效率高3、模块化组合4.自动化和智能化1.2 组合夹具组合夹具由一组不同形状、不同规格、不同尺寸的预制标准部件和组件组装而成。组合夹具一般是为工件的某一工序组装而成的专用夹具，也可以组装成通用的可调夹具或组合夹具。该组合夹具适用于各种机床。组合夹具的优点是缩短生产周期；

25、节省工时和材料，降低生产成本；还可以减少夹具仓库的面积，有利于管理。组合夹具的部件精度高、耐磨、可完全互换。组合夹具的主要缺点是体积大、刚性差、一次性投资大、成本高。1.3 加工支架组合夹具作用：将上部结构所承受的各种荷载传递给桥墩、桥台，并能适应桥梁上部结构的变形，使上下结构的实际受力情况符合设计计算方案。要求： 1.有足够的承载能力，保证承载反力的安全可靠传递 2.对桥梁变形的约束应尽可能小，以满足梁体自由膨胀和转动的需要 3.易于安装且经济。 4、具有相当的使用寿命，方便维修更换。变形方向：固定支撑、单向活动支撑和多向活动支撑。结构形式：圆弧轴承、摇臂轴承、滚子轴承、板式橡胶轴承、聚四氟

26、乙烯板式橡胶轴承、盆式橡胶轴承和球面轴承。材料：刚性轴承、聚四氟乙烯轴承（滑动轴承）、橡胶轴承、混凝土轴承和铅轴承。第二章汽车28H8孔件组合夹具设计2.1 零件图分析图2.1为28H8孔零件组合夹具工件示意图。图 2.1 工件图本工序加工面为：28孔加工表面的加工精度要求如下：孔中心距工件下表面的距离为35mm，距右侧面的距离为80mm，距B面的距离为88mm。2.2 轿车28H8孔件组合夹具设计方案的制定由于是要加工的孔，所以应以B面作为主要定位面，在车床的圆形底板上进行定位。如图2.1工件示意图所示，待加工工件表面有28孔，加工位置要求右侧80mm，下表面35mm。根据基准重合原理，工件

27、的这两个表面在夹具结构中也用作定位。表面定位在夹具定位元件中，有利于保证孔的位置精度。在定位方案中，工件加工面上28孔的中心必须与夹具的圆形底板同心，以与车床的车削中心重合。夹具的装夹方案应采用压板压紧工件上表面两侧，实现工件装夹，不影响28H8孔加工。由于车削的工件孔必须与旋转中心同心，因此应设置一个辅助基准，以保证定位稳定，夹紧可靠。2.3 28H8孔件组合夹具整体设计图2.2为轿车28H8孔件组合夹具整体设计及装配图。图 2.2 总体设计及装配图支架的几何形状复杂，精度要求不高，但批量大。该夹具用于汽车28H8孔。以B面为三点定位面，40mm宽槽为两点定位面，保证加工孔与55mm凸台同轴

28、。此夹具中使用的组件的详细列表如图 2.3 所示：图 2.3 组件列表2.4 夹具装配工程图尺寸公差及技术要求的标注夹具装配图的尺寸公差和技术要求如图2.4所示。外形尺寸：由于夹具的圆形底板是最大的基片，外形尺寸为360mm，夹具总高度为335mm。工件与定位元件的连接尺寸：为保证工件定位在专用直角槽方形支架和对称槽方形支架201005上，其中心与夹具上圆形底板的中心同心。由于工件在图 2.1 中，垂直方向尺寸为 35mm，水平方向尺寸为 80mm。因此，专用直角槽边撑到圆形底板中心的尺寸为35mm。对称凹槽方形支架201005到圆形底板中心的尺寸为80mm。夹具和工具之间的连接尺寸：这些尺寸

29、用于确定对刀仪导向元件在夹具上的位置。该夹具不带对刀块，因此无需标注此类尺寸。夹具与机床连接部分尺寸：本夹具以360mm的圆形底板为基础，元件底面用1800.05mm的缺口，深度5mm（或350.05mm的孔）与车床主轴定位.尺寸公差为工件对应公差的1。 /21/3,.用均匀分布在42的4-M12孔紧固连接。因此，这种类型的尺寸标注如图 2.4 所示。其他装配尺寸：按组合夹具装配标准。图2.4 夹具装配工程图2.5 夹具内零件定位方案分析2.5.1 零件图分析应限制哪些自由度图 2.1 工件图如图 4.1 工件所示，从工件右侧视图可以看出，工件 X 运动、Y 运动、Z 运动 X 旋转、Z 旋转

30、的五个自由度应受到限制。从左侧可以看出，工件 Y 的旋转应该受到限制。 .零件图中所示的定位方案表明，工件的六个自由度应限制为完全定位。2.5.2 夹具定位方案分析限制了哪些自由度夹具定位分析图如图2.5所示。夹具定位方案分析如下：工件定位在一个大平面的圆形底板上，限制了工件Y的运动和X的旋转与Z一起进行三个自由度的旋转。特制的直角槽方形支架上定位两个窄长平面，限制了工件Z运动和工件Y旋转两个自由度。工件左侧的小平面定位在对称槽的支撑上，限制了工件X的运动自由度。夹具的定位方案分别限制了工件的六个自由度，也属于完全定位。图 2.5 夹具定位分析图2.5.3 定位方案演示综上所述，夹具定位方案限

31、制的自由度与零件图分析应限制的自由度完全一致，都是完全定位限制在六个自由度，并满足零件图的定位要求。夹具定位方案合理可行。 .2.6 夹具中零件的夹紧装夹方案结构图如图2.6所示： 由平压板和方头螺栓组成的两组轴向夹持装置，产生两个轴向夹持力，将工件压在圆形基础上。木板。由压紧螺钉、连接板、紧固支架230007等组成的径向夹紧装置产生径向夹紧力将工件压在两个专用直角槽支架上。结果，实现了稳定可靠的夹紧。图 2.6 夹紧方案结构图工件装夹方案分析：该工件的加工为车削Z方向一个28H8的孔。因为是车削，所以切削力有两个方向，即轴向力Q和沿轴向的扭矩N。工件受力分析图见图2.7a)。工件承受车削产生

32、的轴向力Q和轴向扭矩N。由于扭矩 N 的作用，工件趋于旋转离开其现有位置。此时，由压紧螺钉、连接板等组成的两组夹紧装置对工件两端施加正压力F1，从而在工件上产生摩擦力和转动轴向力Q，从而使工件产生摩擦力。抵抗沿轴的摩擦。方向上的力矩N与工件本身的重力有关，使装夹稳定可靠。压板受力分析图见图2.7 b)。在螺栓压板结构中，以压板为受力体进行分析，压板承受向下的螺栓夹紧力F2、向上的工件反作用力F1、向上的后支撑力F1。在三个平行力的作用下，达到力平衡状态，起到夹持工件的作用。一个）b)图 2.7 受力分析图2.7 零件加工误差分析表 2.1 具有经济装配精度的组合夹具加工后工件的定位精度汽车夹具

33、精密名称误差值（毫米）以面为孔的定位参考孔与参考平面之间的距离：孔与参考平面的平行度或垂直度：+ 0.030.01-0.02/100以孔为定位基准：加工孔与基准孔中心距：加工孔与基准孔的平行度：加工孔与基准孔的垂直度：+ 0.020.04/1000.02/100从表2.1可以看出，工件是在组合夹具中加工的，装配精度经济。可以看出，该夹具是以面为定位基准的孔，孔与基准面的精度可以达到+0.03mm。它们之间的公差为+0.1，说明可以保证工件的精度要求。2.8 分析精度要求以保证零件图纸孔本身尺寸由28H8孔保证孔本身的大小是通过工具调整和测量来保证的。2.9 组装过程及注意事项图 2.8 组装使

34、用操作在实际装配中，首先装配的是基础部件。组装顺序如下：先放置圆形底板，再进行定位方案的组装设计，包括两个专用直角槽支撑、对称槽支撑等。调整测量定位后的位置元件使其符合装配工程图中标注的尺寸和公差要求，拧紧紧固螺栓确定其位置。然后进行夹紧装置的装配设计，包括两个平面压板、槽用方头螺栓、槽用矩形方头螺栓、连接板和压紧螺钉。注意：1、在每个夹具部件的组装过程中，必须安装定位键，以便在所有有精度要求的部件之间进行定位。较大的组件应安装两个定位键，两个定位键之间的距离更远。2. 所有夹具元件必须用螺栓紧固。装配图如图 2.8 所示。2.10 夹具操作过程说明工件的定位装夹过程如图2.8所示。首先，工件

35、的大平面与圆形底板紧密接触，使其侧面和端面与专用直角槽支撑和对称槽支撑紧密接触，从而实现定位。装夹工件时，先锁紧连接板上的压紧螺钉，使工件的窄长平面与专用直角槽方形支架稳定接触，然后将平压板上的螺母锁紧。两侧，实现稳定夹紧。过程。这时就可以进行孔的加工了。加工完成后，按装夹的相反顺序松开工件，即先松开两侧平压板上的螺母，再松开连接板上的压紧螺钉，这样就可以方便地拆装工件.装夹操作简单方便，能有效提高生产率。2.11本夹具优缺点分析首先，夹具的设计完全可以满足工件的加工精度要求。该夹具结构简单，组装调整方便。工件定位准确，装夹可靠，拆卸方便。治具实际组装好后，可以快速投入生产，应该能有效提高劳动

36、生产率。这种夹具的缺点是需要三个装夹动作才能最终完成工件的装夹，工人的辅助操作时间长。未来应考虑联动装夹方案，以更好地提高生产率，降低工人的劳动强度。第三章铣削A、C两平面零件组合夹具设计3.1 零件图分析图 3.1 为铣削 A 和 C 两个平面零件的组合夹具的工件示意图。图 3.1 工件图本工序的加工面为：铣削A面和C面加工表面的加工精度要求如下：C面与A面的距离为50mm。 A面直径为55。3.2 铣削A、C两个平面零件组合夹具设计方案的制定由于加工了A、C两个平面，所以在铣床矩形底板上定位时，应以大平面为主要定位面。如图4.1工件图所示，工件为加工面A和C，C到A的距离为50mm。根据基

37、准重合的原则，工件的这两部分也被放置在夹具结构中。该面作为定位面在夹具定位元件中进行定位，有利于保证孔的定位精度。在定位方案中，工件表面A和C必须平行于夹具的矩形底板，才能平行于铣床工作台。夹具的装夹方案应采用压板压紧工件上表面两侧，实现工件装夹，不影响A、C面加工。铣削时切削力大，振动也大。因此，夹具必须具有足够的刚度和强度。铣床夹具的结构在很大程度上取决于定位元件和夹紧装置的其他部件的结构和布置。3.3 铣削A、C两个平面零件组合夹具的整体设计铣削A、C两个平面零件的组合夹具整体设计及装配图如图3.2所示。图 3.2 整体设计装配图支架的几何形状复杂，精度要求不高，但批量大。该家具用于铣削

38、 A 和 C 平面。定位基准均为粗糙表面。为了保证A面和C面的距离，先铣A面。拆下C面的压板，以A面为基准铣削C面，C面到A面的尺寸为50mm。此夹具中使用的组件的详细列表如图 3.3 所示：图 3.3 组件列表3.4 夹具装配工程图尺寸公差及技术要求的标注夹具装配图的尺寸公差和技术要求如图3.4所示。外形尺寸：由于夹具的矩形底板是最大的基片，外形尺寸为长287mm、宽257mm，夹具总高度为346mm。工件与定位元件的连接尺寸：为保证工件在专用开槽方头螺栓和双头螺栓上的定位，A、C平面便于铣削。夹具和工具之间的连接尺寸：这些尺寸用于确定对刀仪导向元件在夹具上的位置。该夹具不带对刀块，因此无需

39、标注此类尺寸。夹具与机床连接部分尺寸：该夹具基于一块24018060的矩形底板，与元件底面和铣床主轴定位。尺寸公差为工件相应公差的1/21/3。用均匀分布在42的4-M12孔紧固连接。因此，这种类型的尺寸标注如图 3.4 所示。其他装配尺寸：按组合夹具装配标准。图 3.4 夹具装配工程图3.5 夹具内零件定位方案分析3.5.1 零件图分析应限制哪些自由度图 3.1 工件图如图3.1工件所示，工件正视图V型槽的上表面属于狭长平面，应限制工件Y运动和Z旋转两个自由度，而右侧是一个大平面，应限制工件Z移动、X旋转、Y旋转三个自由度。零件图所示的定位方案表明，工件的五个自由度应该是有限的，属于不完全定

40、位。3.5.2 夹具定位方案分析限制了哪些自由度夹具的定位分析图如图3.5所示。夹具定位方案分析如下：工件定位在一个大平面的矩形底板上，限制了工件的Z轴运动和X轴旋转随Y轴进行三个自由度的旋转。双头螺栓和开槽方头螺栓上定位两个狭长平面，限制工件Y运动和工件Z旋转两个自由度。夹具的定位方案分别限制了工件的五个自由度，也属于不完全定位。图 3.5 夹具定位分析图3.5.3 定位方案演示综上所述，夹具定位方案所限制的自由度与零件图分析所应限制的自由度完全一致，均为不完全定位限制为五个自由度，满足零件图的定位要求，夹具定位方案合理。可行的。3.6 夹具中零件的夹持装夹方案结构图如图3.6所示：采用长形

41、压板和方头螺栓组成的三组轴向夹持装置，产生三个轴向夹持力，将工件压在矩形基础上。木板。由压紧螺钉、连接板、紧固支架等组成的径向夹紧装置，产生径向夹紧力，将工件压在双头螺栓和槽用方头螺栓上。结果，实现了稳定可靠的夹紧。图 3.6 钳位方案结构图工件装夹方案分析：该工件的加工是铣削两个平面A和C。由于是铣削，切削力只有一个方向，即轴向力Q。工件的受力分析图如图3.7a)所示。工件受到铣削产生的轴向力Q。此时，由压紧螺钉、连接板、紧固支架等组成的两组夹紧装置对工件两端施加正压力F1，与铣削轴向力Q一起对工件产生摩擦力。抵抗沿轴向的扭矩和工件本身的重力，使夹持稳定可靠。压板受力分析图见图3.7 b)。

42、在螺栓压板结构中，以压板为受力体进行分析，压板承受向下的螺栓夹紧力F2、向上的工件反作用力F1、向上的后支撑力F1。在三个平行力的作用下，达到力平衡状态，起到夹持工件的作用。一个）b)图 3.7 受力分析图3.7 零件加工误差分析表 3.1 具有经济装配精度的组合夹具加工后工件的定位精度汽车夹具精密名称误差值（毫米）斜角面与参考平面的平行度面与参考平面的垂直度30.05/1000.05/100从表 3.1 可以看出，工件在组合夹具中加工，装配精度经济，以达到位置精度。该夹具是一个铣削面，以该面为定位基准。可见，可以保证工件的精度要求。3.8 分析精度要求，保证零件图纸3.8.1 A、C两个平面

43、的尺寸保证A面和C面的尺寸由工具调整和测量来保证。3.8.2 铣削A、C平面的位置尺寸保证从C到A为50mm。从图 3.4 可以看出：工程图总长287mm，总宽257mm，总高346mm。取图3.1中工件C面至A面的尺寸为50mm。因此，可以充分保证工件A、C两个平面上的尺寸精度要求。3.9 组装过程及注意事项图 3.8 组装使用操作在实际装配中，首先装配的是基础部件。组装顺序如下：先放置矩形底板，再进行定位方案的组装设计，包括专用直角槽支撑、小矩形支撑等。调整测量定位元件位置后为使其符合装配工程图中标注的尺寸和公差要求，拧紧紧固螺栓确定其位置。然后，进行夹紧装置的装配设计，包括三个延伸板、槽

44、用方头螺栓、槽用矩形方头螺栓、连接板和压紧螺钉。注意：1、在每个夹具部件的组装过程中，必须安装定位键，以便在所有有精度要求的部件之间进行定位。较大的组件应安装两个定位键，两个定位键之间的距离更远。2. 所有夹具元件必须用螺栓紧固。装配图如图 3.8 所示。3.10 夹具操作过程说明工件的定位装夹过程如图3.8所示。首先，工件V型槽的两个平面分别与槽用双头螺栓和方头螺栓的上端紧密接触，使侧面与齿形轴承盖紧密接触来实现定位。装夹工件时，先锁紧连接板上的压紧螺钉，使工件的窄长平面与专用直角槽方形支架稳定接触，然后将平压板上的螺母锁紧。两侧，实现稳定夹紧。过程。此时，可以进行两平面铣削。加工完成后，按

45、装夹的相反顺序松开工件，即先松开两侧平压板上的螺母，再松开连接板上的压紧螺钉，这样就可以方便地拆装工件.装夹操作简单方便，能有效提高生产率。3.11本夹具优缺点分析首先，夹具的设计完全可以满足工件的加工精度要求。该夹具结构简单，组装调整方便。工件定位准确，装夹可靠，拆卸方便。治具实际组装好后，可以快速投入生产，应该能有效提高劳动生产率。这种夹具的缺点是需要三个装夹动作才能最终完成工件的装夹，工人的辅助操作时间长。未来应考虑联动装夹方案，以更好地提高生产率，降低工人的劳动强度。第4章B面和槽件刨削组合夹具设计4.1 零件图分析图 4.1 所示为平面 B 和凹槽零件组合夹具的工件。图 4.1 工件

46、图该工艺的加工表面为：平面 B 侧和凹槽。加工表面的加工精度要求如下：1、槽高7mm的公差为7；2.槽宽公差为50。4.2 平面B面与槽件组合夹具设计方案的制定由于加工了平面B面和凹槽，所以在刨床的矩形底板上定位时，应以大平面为主要定位面。如图4.1工件示意图所示，待加工工件的加工位置距下表面88mm。根据基准重合原理，在夹具结构中，工件的两个表面也作为定位面，利用夹具定位元件进行加工。定位有利于保证孔的位置精度。在定位方案中，被加工工件的表面B必须与夹具的矩形底板平行，这样才能与刨床的加工表面平行。夹具的装夹方案应采用压板压紧工件上表面的两侧，实现工件的装夹，同时不影响B平面和凹槽的加工。4

47、.3 刨B面和凹槽零件组合夹具的整体设计图 4.2 为平面 B 和凹槽零件组合夹具的整体设计和装配图。图 4.2 整体设计装配图该夹具用于规划 B 面和凹槽。以A面为三点定位面，保证B到A面的尺寸为88mm，并保证凹槽各部分的尺寸。此夹具中使用的组件的详细列表如图 4.3 所示：图 4.3 组件列表4.4 夹具装配工程图尺寸公差及技术要求的标注夹具装配图的尺寸公差和技术要求如图4.4所示。外形尺寸：夹具总长300mm，总宽293mm，夹具总高321mm。夹具和工具之间的连接尺寸：这些尺寸用于确定对刀仪导向元件在夹具上的位置。该夹具不带对刀块，因此无需标注此类尺寸。其他装配尺寸：按组合夹具装配标

48、准。图 4.4 夹具装配工程图4.5 工件在夹具中的定位方案分析4.5.1 工件图分析应该限制哪些自由度图 4.1 工件图如图 4.1 所示，工件 Z 运动、X 运动和 Y 旋转应限制在从 A 侧三个自由度的范围内，工件的 Y 运动和 Z 旋转应限制在两个自由度D面自由，而左侧属于小平面，限制X的运动。零件图中所示的定位方案表明，工件的六个自由度应限制为完全定位。4.5.2 夹具定位方案分析限制了哪些自由度夹具定位分析图如图4.5所示。夹具定位方案分析如下：工件定位在一个大平面的矩形底板上，限制了工件的Z轴运动和X轴旋转随Y轴进行三个自由度的旋转。用一个小的矩形支撑定位限制了工件Y运动和工件Z

49、旋转的两个自由度。工件右侧的小平面定位在小矩形支架上，限制了工件X的运动自由度。夹具的定位方案分别限制了工件的六个自由度，也属于完成定位。图 4.5 夹具定位分析图4.5.3 定位方案演示综上所述，夹具定位方案限制的自由度与零件图分析应限制的自由度完全一致，都是完全定位限制在六个自由度，并满足零件图的定位要求。夹具定位方案合理可行。 .4.6 将工件装夹在夹具中夹持方案结构示意图如图4.6所示：采用弧形压板和方头螺栓组成的两组轴向夹持装置，利用产生的两个轴向夹持力将工件压在矩形底板上。由压紧螺钉、紧固支架等组成的径向夹紧装置产生径向夹紧力将工件压在两个小矩形支架上。结果，实现了稳定可靠的夹紧。

50、图 4.6 夹紧方案结构图工件装夹方案分析：该工件的加工是规划B面和坡口，切削力有两个方向，即轴向力Q和轴向扭矩N。工件受力分析图如图4.7所示。工件承受车削产生的轴向力Q和轴向扭矩N。由于扭矩 N 的作用，工件趋于旋转离开其现有位置。此时，由压紧螺钉、紧固支架等组成的两组夹持装置对工件两端施加正压力F1，从而在工件上产生摩擦力和转动轴向力Q，使工件产生摩擦力。抵抗沿工件的摩擦。轴向扭矩N，加上工件本身的重力，使装夹稳定可靠。图 4.7 受力分析图4.7 工艺图尺寸精度保证要求分析4.7.1 平面 B 面和槽本身的尺寸 7 和 50 的保证平面B面和凹槽本身的尺寸是通过刀具调整和测量来保证的。

51、4.7.2平面B和凹槽的位置和尺寸保证从B面到A面88mm。从图 4.4 可以看出：先加工A面，然后将对称槽侧支撑201006放在矩形底板上，保证工件定位在对称槽侧支撑201006上后，工件B面与矩形底座平行盘子。因此，可以充分保证工件中心水平方向尺寸和公差105+0.1的精度要求。4.8 组装过程及注意事项图 4.8 组装使用操作在实际装配中，首先装配的是基础部件。组装顺序为：先放置矩形底板，再进行定位方案的组装设计，包括两个小矩形支撑、对称凹槽支撑、紧固支撑。调整测量定位元件的位置，使其符合装配工程图中标注的尺寸和公差要求后，拧紧紧固螺栓确定其位置。然后进行夹紧装置的装配设计，包括两个弯板

52、、槽用方头螺栓和压紧螺钉。注意：1、在每个夹具部件的组装过程中，必须安装定位键，以便在所有有精度要求的部件之间进行定位。较大的组件应安装两个定位键，两个定位键之间的距离更远。2. 所有夹具元件必须用螺栓紧固。装配图如图 4.8 所示。4.9 夹具操作过程说明工件的定位装夹过程如图4.8所示。首先，工件A面与对称槽方支撑紧密接触，实现定位。装夹工件时，先将压紧螺钉锁紧在加长压板上，使工件窄长平面与专用直角槽方形支架稳定接触，再将螺母锁紧在折弯压板上两侧，即实现稳定夹紧。严密的过程。此时可以进行处理。加工完成后，按装夹的相反顺序松开工件，即先松开两侧平压板上的螺母，再松开连接板上的压紧螺钉，这样就

53、可以方便地拆装工件.装夹操作简单方便，能有效提高生产率。4.10本夹具优缺点分析首先，夹具的设计完全可以满足工件的加工精度要求。该夹具结构简单，组装调整方便。工件定位准确，装夹可靠，拆卸方便。治具实际组装好后，可以快速投入生产，应该能有效提高劳动生产率。这种夹具的缺点是需要三个装夹动作才能最终完成工件的装夹，工人的辅助操作时间长。未来应考虑联动装夹方案，以更好地提高生产率，降低工人的劳动强度。第5章2-M10井底钻具组合夹具设计5.1 零件图分析图 5.1 为钻 2-M10 底孔零件组合夹具的工件示意图。图 5.1 工件图该工艺的加工表面为：钻 2-M10 底孔。加工表面的加工精度要求如下：1

54、、钻2-M10底孔为自由公差；2.钻2-M10底孔，距离A面188mm。5.2 钻孔2-M10底孔零件组合夹具设计方案的制定由于要加工已钻好的2-M10底孔，故应以大平面为主要定位面，在钻床的矩形底板上进行定位。如图5.1工件图所示，工件待加工面为2-M10底孔，距中心线32mm，A面加工位置188mm。根据基准重合原理，这两个工件也被放置在夹具结构中。该面作为定位面在夹具定位元件中进行定位，有利于保证孔的定位精度。在定位方案中，在工件加工面上钻出的2-M10底孔的中心必须与钻孔模板同心，以与钻孔机的旋转中心重合。夹具的装夹方案应采用开槽方头螺栓夹持工件下表面实现工件装夹，不影响2-M10底孔

55、的钻孔。5.3 小车台阶孔零件组合夹具整体设计图 5.2 为阶梯孔零件组合夹具的整体设计及装配图。图 5.2 总体设计装配图该夹具用于钻 2-M10 底孔。 A面为三点定位面，28H8孔为二点定位面，40mm宽槽为一点定位面。此夹具中使用的组件的详细列表如图 5.3 所示：图 5.3 组件列表5.4 夹具装配工程图尺寸公差及技术要求的标注夹具装配图的尺寸公差和技术要求如图5.4所示。外形尺寸：夹具总长387mm 夹具总宽度234mm 夹具总高度280mm。夹具和工具之间的连接尺寸：这些尺寸用于确定对刀仪导向元件在夹具上的位置。该夹具不带对刀块，因此无需标注此类尺寸。其他装配尺寸：按组合夹具装配

56、标准。图 5.4 夹具装配工程图5.5 工件在夹具中的定位方案分析5.5.1 工件图分析应该限制哪些自由度图 5.1 工件图工件如图5.1所示，A面应限制工件Z运动、X旋转、Y旋转三个自由度，28H8应限制工件Y运动和Z旋转两个自由度，40mm宽槽限制了 X 运动。工件图中所示的定位方案表明，工件的六个自由度应受到限制，才能完全定位。5.5.2 夹具定位方案分析限制了哪些自由度夹具的定位分析图如图5.5所示。夹具定位方案分析如下：工件以A面定位在侧中心孔定位支架上，限制了工件Z移动和X旋转随Y旋转三个自由度。用双头螺栓在工件上定位限制了工件 Y 运动和工件 Z 旋转的两个自由度。工件凹槽的上表

57、面限制了工件X的运动自由度。夹具的定位方案分别限制了工件的六个自由度，也属于完全定位。图 5.5 夹具定位分析图5.5.3 定位方案演示综上所述，夹具定位方案限制的自由度与工件图分析应限制的自由度完全一致，均限制了六自由度的完全定位，满足工件图的定位要求。夹具定位方案合理可行。 .5.6 将工件装夹在夹具中装夹方案结构图如图5.6所示：利用由钻模板和双头螺栓组成的三组轴向夹持装置，产生两个轴向夹持力将工件压入侧中心孔内。在定位支架上。由压紧螺钉、紧固支架等组成的径向夹持装置，产生径向夹持力，将工件压在60宽单槽延长板上。结果，实现了稳定可靠的夹紧。图 5.6 夹紧方案结构图工件装夹方案分析：该

58、工件的加工是钻一个2-M10底孔，切削力有两个方向，即轴向力Q和轴向扭矩N。工件的受力分析图如图 5.7 所示。工件受到轴向力Q和沿轴向的扭矩N。由于扭矩 N 的作用，工件趋于旋转离开其现有位置。此时，由滚花螺母、钻模板、双头螺栓等组成的夹紧装置对工件40的宽槽表面施加F1的正压力，从而与工件一起在工件上产生摩擦力。转动轴向力Q.，抵抗沿轴向的扭矩N，加上工件自身的重力，使装夹稳定可靠。图 5.7 受力分析图5.7 工件加工误差分析表 5.1 具有经济装配精度的组合夹具加工后工件的定位精度钻孔夹具精密名称误差值（毫米）钻孔和铰两个孔之间的距离钻孔和铰孔的垂直度上下钻孔、铰孔的同轴度0.050.05/1000.06/100钻孔、铰孔与底面的垂直度钻孔和扩孔圆周孔的孔间距钻孔和扩孔的圆周直径钻铰斜孔角度0.05/1000.030.052 _从表5.1可以看出，工件是在组合夹具中加工的，装配精度经济。可以看出夹具以面为定位基准钻孔，孔和基准面精度可达+0.03mm。可见，它可以保证工件的精度要求。5.8 工艺图尺寸精度保证要求分析5.8.1 钻2-M10底孔本身尺寸的保证孔本身的大