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1、 序 言机械制造工艺装备设计是一个非常重要的学习环节，它一方面要求我们通过设计能获得综合应用过去所学过的全部课程进行工艺及结构设计的基本能力，另外，这也是以后做好毕业设计进行一次综合训练和准备。为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动法强度，需做一种专用夹具，省去加工中繁琐的工序。我们已经学习了机械制造技术基础，对夹具设计有了初步的了解。对于一种批量较大的产品可设计制造一种专业夹具，操作迅速方便，减少了工人的劳动量，可获得较高的加工精度和生产率，对工人的技术水平要求也相对较低。但专用夹具设计制造周期长、夹具制造费用较高。专用夹具的针对性极强、没有通用性，很明显只能适用于产品相对稳定的大批量生
2、产中。由于本人所学知识有限，设计能力有限在设计中难免会有许多错误和不足，恳请各位老师批评指正。夹具设计1、产品零件图如下图所示，本工序需在钢套上钻5mm孔，应满足如下加工要求：1、5mm孔轴线到端面B的距离20士01mm；2、5mm孔对20H7孔的对称度为01 mm。3、已知 工件材料为Q235A钢，批量N=500件。试设计钻5mm孔的钻床夹具。一、 定位方案工序号工序内容定位基准1车右端面轴线2车外圆30轴线及右端面3车孔轴线及右端面4车左端面轴线及右端面5钻孔5轴线及左端面6磨内孔至20H7轴线及右端面7去毛刺8检查9若某道工序有误返工按基准重合原则定位基准确定为： B面及20H7孔轴线。
3、采用一凸面和一心轴组合定位。 二、制定工艺路线根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,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。 三、导向方案 为能迅速、准确地确定刀具与夹具的相对位置，钻夹具上都应设置引导刀具的元件钻套。钻套一般安装在钻模板上，钻模板与夹具体连接，钻套与工件之间留有排屑空间，如右图所示。 四、夹紧方案 由于工件批量小，宜用简单的手动夹紧装置。钢套的轴向刚度比径向刚度好，因此夹紧力应指向限位台阶面。如下图所示，采用带开口垫圈的螺旋夹
4、紧机构。 五、夹具体的设计 加工小孔时，需要限制工件径向方向移动和转动自由度、垂直方向移动和转动自由度和轴向方向移动自由度，需要限制工件5个自由度。但考虑到加工时工件定位的稳定性，可以将六个不定度全部限制。工件相对中心面对称，要实现加工槽两侧面相对中心面对称的要求，且根据基准重合的原则选中心线作为定位基准，故可选工件的左端面和轴线作为定位基准。图示采用铸造夹具体的钢套钻孔钻模。铸造夹具体钻模1铸造夹具体 2定位心轴 3钻模板 4固定钻套5开口垫圈 6具紧螺母 7防转销钉 8锁紧螺母六、绘制夹具装配总图 为采用型材夹具体的钻模。夹具体由盘l及套2组成，定位心轴3安装在盘l上，套2下部为安装基面8
5、，上部兼作钻模板。此方案的夹具体为框架式结构。采用此方案的钻模刚度好、重量轻、取材容易、制造方便、制造周期短、成本较低。 型材夹具体钻模1一盘 2一套 3一定位心轴 4一开口垫圈 5一夹紧螺母 6一固定钻套 7一螺钉 8一垫圈 9一锁紧螺母 10一防转销钉 11一调整垫圈夹具总图上尺寸、公差和技术要求的标注一、夹具总图上应标注的尺寸和公差 1最大轮廓尺寸 若夹具上有活动部分，则应用双点划线画出最大活动范围，或标出活动部分的尺寸范围。最大轮廓尺寸为：84mm、70mm和60mm。 2影响定位精度的尺寸和公差主要指工件与定位元件及定位元件之间的尺寸、公差。定位基面与限位 基面的配合尺寸20；右图中
6、标注为圆柱销及菱形销的尺寸 、及销间距L。3 影响对刀精度的尺寸和公差 主要指刀具与对刀或导向元件之间的尺寸、公差，上图中标注的钻套导向孔的尺寸5F7 4影响夹具在机床上安装精度的尺寸和公差 主要指夹具安装基面与机床相应配合表面之间的尺寸、公差，如图中的尺寸D1H7 5影响夹具精度的尺寸和公差主要指定位元件、对刀或导向元件、分度装置及安装基面相互之间的尺寸、公差和位置公差，如图中尺寸：20土003mm、对称度003mm、垂直度60：003、平行度005mm。 6其它重要尺寸和公差 一般是机械设计中应标注的尺寸、公差，如图中标注的配合尺寸14、40 、10。 二、夹具总图上应标注的技术要求1、夹
7、具的装配、调整方法，如几个支承钉应装配后修磨达到等高、装配时调整某元件或临床修磨某元件的定位表面等，以保证夹具精度；2、某些零件的重要表面应一起加工，如一起镗孔、一起磨削等；3、工艺孔的设置和检测；4、夹具使用时的操作顺序；5、夹具表面的装饰要求等。 三、夹具总图上公差值的确定 夹具总图上标注公差值的原则是：在满足工件加工要求的前提下，尽量降低夹具的制造精度。 1直接影响工件加工精度的夹具公差 夹具总图上的尺寸公差或位置公差为=(1215)式中与相应的工件尺寸公差或位置公差。 当工件批量大、加工精度低时，取小值，反之取大值。工件的加工尺寸未注公差时，工件公差娃视为ITl2ITl4，夹具上相应的
8、尺寸公差按 IT9ITll标注；工件上的位置要求未注公差时，工件位置公差文视为911级，夹具上相应的位置公差按79级标注；工件上加工角度未注公差时，工件公差视为士307士l07，夹具上相应的角度公差标为1037(相应边长为10400mm，边长短时取大值)。 2夹具上其它重要尺寸的公差与配合 这类尺寸的公差与配合的标注对工件的加工精度有间接影响。在确定配合性质时，应考虑减小其影响，其公差等级可参照“夹具手册”或机械设计手册标注。工件在夹具上加工厂的精度分析影响加工精度的因素用夹具装夹工件进行机械加工时,其工艺系统中用夹具装夹工件进行机械加工时，其工艺系统中影响工件加工精度的因素很多。与夹具有关的
9、因素如图中所示，有定位误差D对刀误T、夹具在机床上的安装误差A和夹具误差DJ。在机械加工工艺系统中，影响加工精度的其它因素综合称为加工方法误差G。上述各项误差均导致刀具相对工件的位置不精确，从而形成总的加工误差。以钢套钻5mm孔的钻模为例计算。 1、定位误差D 加工尺寸200.1mm的定位误差，D=0。对称度0.1mm误差为工件定位孔与定位心轴配合的最大间隙。工件定位孔的尺寸为20H7(mm)，定位心轴的尺寸20f6(mm) mm=0.54mm 2、对刀误差盘 因刀具相对于对刀或导向元件的位置不精确而造成的加工误差，称为对刀误差。如图中钻头与钻套间的间隙，会引起钻头的位移或倾斜，造成加工误差。
10、由于钢套壁厚较薄，可只计算钻头位移引起的误差。钻套导向孔尺寸为声5F7(mm)，钻头尺寸为声5h9(mm)。尺寸20mm及对称度0.1mm的对刀误差均为钻头与导向孔的最大间隙 mm=0.052mm 3、夹具的安装误差 因夹具在机床上的安装不精确而造成的加工误差，称为夹具的安装误差。 图中夹具的安装基面为平面，因而没有安装误差,。图中车床夹具的安装基面与车床过渡盘配合的最大间隙为安装误差,， 或者把找正孔相对车床主轴的同轴度作为安装误差。4、夹具误差因夹具上定位元件、对刀或导向元件、分度装置及安装基准之间的位置不精确而造成的加工误差，称为夹具误差。如图所示，夹具误差主要由以下几项组成。1）定位元
11、件相对于安装基准的尺寸或位置误差； 2）定位元件相对于对刀或导向元件(包含导向元件之间)的尺寸或位置 误差； 3）导向元件相对于安装基准的尺寸或位置误差；工件在夹具上加工时影响加工精度的主要因素。若有分度装置时，还存在分度误差。以上几项共同组成夹具误差。影响尺寸mm的夹具误差的定位面到导向孔轴线的尺寸公差=0.06mm，及导向孔对安装基面B的垂直度=0.03mm。 影响对称度0.1mm的夹具误差为导向孔对定位心轴的对称度=0.03mm(导向孔对安装基面B的垂直度误差=0.03mm与在公差上兼容，只需计算其中较大的一项即可)。 5加工方法误差因机床精度、刀具精度、刀具与机床的位置精度、工艺系统的
12、受力变形和受热变形等因素造成的加工误差，统称为加工方法误差。因该项误差影响因素多，又不便于计算，所以常根据经验为它留出工件公差的。计算时可设 保证加工精度的条件 工件在夹具中加工时，总加工误差为上述各项误差之和。由于上述误差均为独立随机变量，应用概率法叠加。因此保证工件加工精度的条件是 即工件的总加工误差应不大于工件的加工尺寸公差。 为保证夹具有一定的使用寿命，防止夹具因磨损而过早报废，在分析计算工件加工精度时，需留出一定的精度储备量。因此将上式改写为或当时，夹具能满足工件的加工要求。值的大小还表示了夹具使用寿命的长短和夹具总图上各项公差值确定得是否合理。3、在钢套上钻mm孔的加工精度计算钻模
13、上钻钢套的mm孔时，加工精度的计算列于下表中。由表可知，该钻模能满足工件的各项精度要求，且有一定的精度储备。表用钻模在钢套上钻mm孔的加工精度计算 误差计算 加工要求误差名称mm对称度为0.1mm00.054mm0.052mm0.052mm00mmmm(0.23)mm=0.067mm(0.13)mm=0.033mmmm=0.108mmmm=0.087mmmmmm0mm=0.013mm0设计心得夹具设计过去了，学到了很多知识。通过这次设计，使我对夹具有了更进一步的了解。装备在现在工业中有着重要的作用，当然，我们现在对机械制造只不过是一个初步的了解，这门课程还有更多的知识等着我们去学习，在这短暂的夹具设计里，我学会了一些机械设计的最基本的理论。通过对机床夹具设计，使我能综合运用夹具课程设计及其他相关专业课程的知识，学会了用所学理论知识指导设计实践，培养了我分析和解决工程实际问题的能力，使我掌握机床夹具的一般设计方法和步骤，学习运用标准、规范、手册、图册、和查阅有关技术资料等，强化学生的基础设计技能，提高了其今后走上工作岗位所需的专业技能。在这次课程设计过程中，我发现自己还有很多不足之处，在设计和计算过程中也出现了各种各样的错误，在同学的帮助下才得以尽量改正了，虽然还存在很多的问题，这也是我今后努力的方向，我会继续努力学习，来丰富自己的知识。
