洛阳理工学院课程设计说明书课程名称机械制造装备设计设计课程铣床专用夹具设计专业机械设计制造及其自动化姓名邱令恩年月日课程设计任务书机械工程系机械设计制造及其自动化专业学生姓名邱令恩班级 B150231 学号 B15023120 课程名称：机械制造装备设计设计题目：铣床专用夹具设计设计内容：1、铣床夹具装配图1张2、铣床夹具零件图1张3、课程设计说明书1份设计要求：1、在立式铣床上加工18H12的通槽。

2、夹具设计要求合理，有利提高加工精度，保证加工质量降低加工成本，提高劳动生产率和降低工人的劳动强度，便于批量生产。

设计（论文）开始日期年月日指导老师张洪涛设计（论文）完成日期年月日年月日课程设计评语机械工程系机械设计制造及其自动化专业学生姓名邱令恩班级 B150231 学号 B15023120 课程名称：机械制造装备设计设计题目：铣床专用夹具设计课程设计片篇幅：图纸共 2 张说明书共 22 页指导老师评语：年月日指导老师前言机械制造装备设计课程设计是机械设计中的一个重要的实践性教学环节，也是机械设计与制造专业学生应该学习的一门主要专业课。

其目的在于：（1〕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。

〔2〕为了开阔视野，掌握执照技术最新发展，开阔专业视野，培养复合型人才，处进先进制造技术在我国的研究和应用，“先进制照技术”以作为许多学校的必修课程。

为了提高学生综合运用机械设计基础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，通过课程设计训练可以巩固、加深有关机械课设方面的理论知识。

〔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。

课程设计应该注意的问题：1：注意与工艺规程设计的衔接，夹具设计应和工序设计统一。

2：所需设计的夹具绝大多数用于零件加工的某一特定工序，在工艺设计的具体内容应与工序设计程序一致，不能相互冲突。

3：设计时要有整体观念。

4：夹具设计有自身的特点：定位，夹紧等各种装置在设计前期是分开考虑的，设计后期通过夹具体的设计将各种元件联系为一个整体。

在这个过程中容易出现工件无法装卸，工件定位出现过定位或欠定位等问题，因此设计时要考虑周全，整体观念强就会少出现差错，从而提高设计质量与效率。

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。

它们是机床和工件之间的连接装置，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表面的位置精度。

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、重力等的作用而使工件的既有位置遭到破坏，还应该用一定的机构或装置将工件加以固定。

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。

夹具的发展前景：机床夹具实在金属切削中用以准确地确定工件位置，并将其牢固地加紧，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，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具有重要的地位。

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。

现在机床夹具的现状，在国际生产研究协会的统计中表明，目前中，小批多品种生产的工件品种已占工件种类的85%左右，现代生产要求企业所得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，在多种生产的企业中，每隔3-4年就要更新50—80%左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为10—20%左右，特别是近年来数控机床，加工中心，成组技术等新技术对机床夹具提出了新的要求。

（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。

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，和柔性化等四个方向。

目录1. 专用夹具设计 (6)1.1设计前的准备工作 (6)1.1.1. 明确工件的年生产纲领 (7)1.1.2. 熟悉工件零件图和工序图 (8)1.1.3. 加工方法 (8)1.2．总体方案的确定 (9)1.2.1. 定位方案 (9)1.2.2选择夹紧机构 (10)1.2.3选择对刀元件、联接元件 (10)1.2.4. 夹具体 (11)1.3. 绘制夹具装配图 (13)1.3.1. 制图比例1：1 (13)1.3.2. 定位、夹紧、对刀、夹具体 (13)2. 夹具装配图上应标注的尺寸和技术条件 (15)2.1. 夹具装配图上标注的尺寸 (15)2.2. 夹具装配图上应标注的技术要求 (15)3. 夹具零件图上应标注的尺寸和技术条件 (17)3.1夹具零件图上应标注的尺寸 (17)3.2. 夹具零件图上应标注的技术要求 (17)4. 方案设计论证 (19)4.1设计方法与结果 (19)5感想 (20)5致谢 (21)7参考文献 (22)1.专用夹具设计1.1设计前的准备工作零件图应该无遗漏的给出加工零件的全部信息，包括几何形状、全部尺寸、加工面的尺寸公差、形状公差和表面粗糙度要求、材料和热处理要求、其它特殊技术要求等。

该零件图如下图：图1-1已知该零件的材料为HT200,该材料为灰铸铁，其具有优良的铸造性能，耐磨性，消振性，较低的缺口敏感性和良好的切削加工性能，并能承受较大的载荷。

加工零件图分析该工序为加工18H12通槽，该槽的公差等级为12级，精度要求较低。

因此夹具的主要任务是保证被加工工件加工面与定位面之间以及被加工表面相互之间的位置精度。

使用机床夹具后，这种精度主要靠夹具和机床来保证，不在依赖与工人的技术水平。

所设计的夹具应有以下基本要求：1)保证工件精度要求这是夹具设计的最基本要求，其关键是正确地定位方案、夹紧方案、刀具导向方式及合理确定夹具刀具技术要求。

必要时应进行误差分析与计算。

2)夹具结构方案应与生产纲领相适应在大批量生产时应尽量采用快速、高效夹具结构，如多件夹紧、联动结构等，以缩短辅助时间；对于中、小批量生产，则要求在满足夹具功能的前提下，尽量使夹具结构简单、制造方便，以降低夹具制造成本。

3)操作方便、安全、省力如采用气动、液压等夹紧装置，以降低工人强度，并可好地控制夹紧力。

夹具操作位置应符合工人操作习惯，必要时应有安全防护装置，以确保使用安全。

4)便于排屑切屑积集在夹具中，会破坏工件的正确定位；切屑带来的大量热量会引起夹具和工件的热变形；切屑的清理又会增加辅助时间。

切屑积集严重时，还会损伤刀具甚至引发工伤事故。

故排屑问题在夹具设计中必须给以充分注意，在设计高效机床和自动线夹具是尤为重要。

5)有良好的结构工艺性设计的夹具要便于制造、检验、装配、调整、维修等。

1.1.1. 明确工件的年生产纲领零件的年生产纲领公式如下：N=Qn(1+α%)(1+β%)式中 N—零件的年生产纲领（件/年） Q—产品的年产量（台/年）n—每台产品中，该零件的数量（件/台）α%—备品率β%—废品率该零件的年产量为5000件，其备品率为2%，机械加工的废品率为3%，N=Qn(1+α%)(1+β%)=5000*1（1+2%）（1+3%）=5253表1-1生产类型与生产纲领的关系该零件的年产量是5253件，生产方式为大批量生产，由零件加工要求对工件加工18H12槽（其它工序已经加工完成）。

要求为该零件设计专用铣床夹具，所用机床为立式铣床。

机床夹具是在机床上装加工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床和刀具有一个正确的位置，并在加工过程中保持不变，它是夹具总体方案确定的依据之一，它决定了夹具的复杂程度和自动化程度，本次加工的工件需要大批大量生产，此时，一般选择机动，多工件同时加工，自动化程度高的方案，结构也随之复杂，成本也提高较多。

1.1.2. 熟悉工件零件图和工序图零件图给出了工件的尺寸，形状和位置，表面粗糙度等精度的总体要求，工序图则给出了夹具所在工序的零件的工序基准，工序尺寸，已加工表面，代加工表面，以及本工序的定位，夹紧原理方案，这是夹具设计的直接依据。

上图为工件零件图已知待加工工件如图所示，加工18H12的通槽。

1.1.3. 加工方法了解工艺规程中本工序的加工内容，机床，刀具，切削用量，工步安排，工时定额，这些是在考虑夹具总体方案，操作，估算夹紧力等方面必不可少的，根据零件图可知，本道工序的内容是在立式铣床上加工18H12的通槽。

1.2．总体方案的确定1.2.1. 定位方案定位是指确定工件在机床（工作台）上或夹具占有正确的位置的过程，通常可以理解为工件相对于切削刀具或磨具的一定位置，以保证加工尺寸和形位精度的要求。

确定定位方案应注意以下问题：1)按照工件要求确定工件必须限制的自由度，决不允许欠定位。

2)当发生重复定位时应根据其对加工是否产生有害影响，判断其属于可用重复定位还是属于不可用重复定位。

不可用重复定位也是不允许的。

3)大型、重型零件等不易搬运的工件采用孔销配合等定位方式时，可采用预定位来降低人的劳动强度，提高生产效率。

定位方案的分析与确定：仔细分析本工序的工序内容及加工要求，按照六点定位原理和本工序加工精度要求，确定具体的定位方案和定位元件，我们先讨论与分析，最后确定以下图定位方案比较可靠。

定位方案：根据六点定位的原理，通过一面和圆柱销和菱形销组合进行定位，一个面限制三个自由度，圆柱销和菱形销组合定位限制三个自由度。

图1-2定位方案1.2.2选择夹紧机构在确定夹紧力的方向，作用点的同时，要确定相应的夹紧机构，确定夹紧机构要注意以下几个方面的问题：（1）夹紧机构应具备足够的强度和夹紧力，确保工件加紧牢固。

（2）手动夹具夹紧机构的操作力不应过大，以减轻操作人员的劳动强度。

（3）加紧机构的行程不宜过长，以提高夹具的工作效率。

根据所给工件的形状，尺寸，选用螺旋式夹紧机构来夹紧工作。

确定夹紧力的方向，作用点，以及夹紧元件或夹紧机构，估算夹紧力的大小。

要选择和设计动力源，夹紧方案也需要反复分析比较，并最终确定最佳设计方案。

由于工件大批量生产，宜用简单的手动装置，定位方案选择的是一面两销，螺旋式夹紧机构适合于本方案，所以采用的夹紧方案如下图比较合理：图1-3 夹紧装置1.2.3选择对刀元件、联接元件（1）对刀元件铣床夹具的对刀元件是对刀块和塞尺。