1、摘要制造业中广泛应用的夹具，是产品制造各工艺阶段中十分重要的工艺装备之一，生产中所使用夹具的质量、工作效率，及夹具使用的可靠性，都对产品的加工质量及生产效率有着决定性的影响。首先对夹具的概念进行了解，再进行机床夹具的设计，从定位到误差分析再到确保加工精度，然后计算出加紧力确定加紧点位数等细节计算。 关键词：定位；机床夹具；加工精度；定位点；夹紧力前言夹具毕业设计是对所学专业知识的一次巩固，是在进行社会实践之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是理论联系实际的训练。机床夹具已成为机械加工中的重要装备。机床夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施之一。随着我国机械工业生产的不断发展,机
2、床夹具的改进和创造已成为广大机械工人和技术人员在技术革新中的一项重要任务，也是机械类专业学生较为全面的机械设计训练。其目的在于： 1）培养学生综合运用机械设计基础以及其他先修课程的理论知识和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力，通过课设训练可以巩固、加深有关机械课设方面的理论知识。 2） 学习和掌握一般机械设计的基本方法和步骤。培养独立设计能力，为以后续的专业课程及毕业设计打好基础，做好准备。 3）使学生具有运用标准、规范手册、图册和查询有关设计资料的能力。 零件在工艺规程之后，就要按工艺规程顺序进行加工。在加工中除了需要机床、刀具、量具之外，成批生产时还要用机床夹具。他们是机床和工件之
3、间的连接装置，使工件相对于机床获得正确的位置。机床夹具的好坏将直接影响工件加工的精度。通常把确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程称为定位。当工件定位后，为了避免在加工中受到切削力、重力等的作用而破坏定位，还应该用一定的机构或装置将工件加以夹紧固定。使工件在加工过程中保持定位位置不变的操作称为夹紧。将工件定位、夹紧的过程称为装夹。工件装夹是否正确、迅速、方便和可靠，将直接影响工件的加工质量、生产效率、制造成本和操作安全。在成批、大量生产中，工件的装夹是通过机床夹具来实现的。机床夹具在生产中应用十分广泛。目录一、设计说明1 1.1课题背景及发展趋势1 1.2 夹具的基本结构及夹具设计的内容1
4、 1.3设计目的3 1.4设计成果3 1.5设计过程3二、零件分析4 2.1计算生产纲领，确定生产类型4 2.2零件的作用4 2.3审查零件图样工艺性4三、夹具设计5 3.1夹具的简介5 3.2 机床夹具的分类、基本组成和功用7 3.3设计问题的提出7 3.3.1设计前的工作准备7 3.3.2 明确工件的生产纲领7 3.3.3 熟悉工件零件图和工序图7 3.4定位机构设计8 3.5夹紧机构设计10 3.5.1切削力等参数计算10 3.5.2夹紧机构设计与计算11 3.6夹具体的设计13 3.7 设计夹具体和绘制夹具图14 3.8夹具的装配要求15 3.9夹紧设计的论证16 总结 参考文献 致
5、谢一、设计说明1.1课题背景及发展趋势材料、结构、工艺是产品设计的物质技术基础，一方面，技术制约着设计；另一方面，技术也推动着设计。从设计美学的观点看，技术不仅仅是物质基础还具有其本身的“功能”作用，只要善于应用材料的特性，予以相应的结构形式和适当的加工工艺，就能够创造出实用，美观，经济的产品，即在产品中发挥技术潜在的“功能”。技术是产品形态发展的先导，新材料，新工艺的出现，必然给产品带来新的结构，新的形态和新的造型风格。材料，加工工艺，结构，产品形象有机地联系在一起的，某个环节的变革，便会引起整个机体的变化。工业的迅速发展，对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求，使多品种，对中小批生产作为
6、机械生产的主流，为了适应机械生产的这种发展趋势，必然对机床夹具提出更高的要求。1.2 夹具的基本结构及夹具设计的内容按在夹具中的作用,地位结构特点,组成夹具的元件可以划分为以下几类:(1)定位元件及定位装置；(2)夹紧元件及定位装置(或者称夹紧机构)； (3)夹具体；(4)对刀,引导元件及装置(包括刀具导向元件,对刀装置及靠模装置等)；(5)动力装置；(6)分度,对定装置；(7)其它的元件及装置(包括夹具各部分相互连接用的以及夹具与机床相连接用的紧固螺钉,销钉,键和各种手柄等)；每个夹具不一定所有的各类元件都具备,如手动夹具就没有动力装置,一般的车床夹具不一定有刀具导向元件及分度装置。反之,按
7、照加工等方面的要求,有些夹具上还需要设有其它装置及机构,例如在有的自动化夹具中必须有上下料装置。专用夹具的设计主要是对以下几项内容进行设计：（1）定位装置的设计；（2）夹紧装置的设计；（3）对刀-引导装置的设计；（4）夹具体的设计；（5）其他元件及装置的设计。1.3设计目的本次设计是在教学过程的最后阶段采用的一种总结性的实践教学环节。通过毕业设计，能提高我们独立思考问题和解决问题的能力，也能提高我们知识综合运用能力，让我们在毕业设计中，熟悉设计步骤、开拓设计思维、提高创新能力；培养我们具有勤奋踏实的学习态度和积极思考的创新精神。为即将走向社会，服务社会打下坚实的基础。通过此次设计让我们在以下几
8、个方面得到提高：1、综合运用所学的课程和生产实践知识进行一次全面的设计训练，从而培养和提高我们的独立工作能力。2、巩固所学知识。掌握工装夹具设计方法；确定机械零件的加工方案；拟定工艺路线；选择机床和工艺装备。3、通过对课程设计实践，树立正确的设计思想，增强创新意识，培养综合运用机械设计课程和其他选修课程的理论与实际知识去分析和解决机械设计的能力。4、了解机床夹具设计的一般方法，并举一反三的掌握其他一些机械设计的一般规律与步骤。5、通过制定设计方案，合理选择夹具机构和零件类型，正确计算零件的工作能力，确定尺寸及掌握机械零件，以较全面的考虑制造工艺，使用和维护要求，之后进行结构设计，达到了解和掌握
9、机械零件，夹具和一些简单机械的设计过程和方法。1.4设计成果1、产品零件图 1张2、夹具二维装配图 1份3、夹具二维零件图 1套4、夹具三维零件图和装配图 1套5、毕业设计说明书 1份1.5设计过程1资料查询(1-1) 在图书馆查阅组员所需要的相关资料(1-2) 在电脑与互联网上查阅组员所需要的相关资料2夹具设计（3-1）定位装置的设计（3-2）夹紧装置的设计（3-3）刀具导向装置设计3文案编写（4-1）设计方案的统计及电子文档的输入（4-2）设计说明书的编写与参考文献的统计4等待评审（5-1）评审合格，装订表：本次设计的过程 二、零件分析2.1计算生产纲领，确定生产类型轴承座图，该产品年产量
10、Q=10000（台/年），n=1（件/台），设其备品率a%为10%，机械加工废品率%为1%，现制定该曲轴零件的机械加工工艺规程。年生产纲领： N=QxNx(1+a%+%)=10000x1x(1+a%+%)=11100件轴承座图的年产量为111000件，现在已知该产品为中型机械，根据机械制造工艺设计手册生产类型与生产纲领的关系，可确定其生产类型为大批量生产。2.2零件的作用题目所给的“轴承座图”零件，材料是45号钢，可以推断，该零件受力不大，是起到操纵、调节方面的作用。2.3审查零件图样工艺性轴承座零件图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术基本要求齐全。零件材料是45号钢，该材料有较高强度、耐磨
11、性、耐热性和减震性。图：轴承座图图样三、 夹具设计3.1夹具的简介一个机床的机械制造工艺系统由机床、工件、刀具和夹具组成。机床夹具的用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有一个正确的位置，并在加工过程中这个位置不变，可以看出夹具在机械加工中占有很重要的地位，尤其是在成批生产时更是大量采用机床夹具，它们是机床和工件之间的连接装置，使工件相对机床或刀具获得正确的位置。机床夹具的好坏直接影响工件加工表面的位置精度。所以，机床夹具设计是装备设计中的一项重要工作。机床夹具是在金属切削中用以准确地确定工件位置，并将其牢固地夹紧，以接受加工的工艺装备。它的主要作用是：可靠的保证工件的加工质量
12、，提高加工效率，减轻劳动轻度，充分发挥和扩大机床的工艺性能。因此，机床夹具在机械制造中占有重要的地位。夹具最早出现在18世纪后期。随着科学技术的不断进步，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。1、机床夹具的现状国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具；另一方面，在多品种生产的企业中，每隔34年就要更新5080左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为1020左右。特别
13、是近年来，数控机床、加工中心、成组技术（GT）、柔性制造系统（FMS）等新加工技术与理念的应用，对机床夹具提出了如下新的要求：（1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本；（2）能装夹一组具有相似性特征的工件；（3）能适用于精密加工的高精度机床夹具；（4）能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具；（5）采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率；（6）提高机床夹具的标准化程度。2、现代机床夹具的发展方向现代机床夹具的发展方向主要表现为标准化、精密化、高效化和柔性化等四个方面。（1）标准化 机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。目
14、前我国已有夹具零件及部件的国家标准：GB/T2148T225991以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。（2）精密化 随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如，用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达0.1；用于精密车削的高精度三爪自定心卡盘，其定心精度为5m。（3）高效化 高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有自动化夹具、高速化夹具和具有夹紧力装置的夹具等。例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高5倍左右；在车床上使用高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在试验转速为9000r/min的条件下仍能牢固地夹紧工件，从而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生产流水线、自动线配置相应的高效、自动化夹具外，在数控机床上，尤其在加工中心上出现了各种自动装夹工件的夹具以及自动更换夹具的装置，充分发挥了数控机床的效率。（4）柔性化 机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、组合等方式，以适应工艺可变因素的能力。
