本科毕业设计题目钻夹具设计学院工学院专业机械设计制造及其自动化专业毕业届别2014届姓名浪万琦指导教师胡靖明职称副教授甘肃农业大学教务处制二〇一四年五月钻床夹具设计浪万琦（甘肃农业大学工学院机械设计制造及其自动化，甘肃兰州，730070）摘要：基于在阶梯轴轴颈方向上钻孔的前提下，为了满足加工精度的需要而设计一套钻床组合夹具。
组合夹具属于柔性夹具，柔性夹具是以组合夹具为基础的能适用于不同的机床、不同的产品或同一产品不同规格型号的机床夹具。
柔性夹具元件具有较好的互换性和较高的精度及耐磨性，可根据不同机床和不同零件的加工要求，选用配套中的部分元件组装成所需要的夹具。
首先要分析加工零件的工艺以及技术要求，运用柔性夹具设计的基本原理和方法，拟定夹具设计方案以达到对阶梯轴进行合理的安装、定位、夹紧的目的。
在完成夹具草图以后，进一步考虑元件之间的连接关系和固定方式，设计合理的结构实现各零部件间的相对运动。
然后，运用soildworks进行零件三维图的绘制以及装配体的装配，并完成装配体的二维图。
最后进行论文的撰写、整理、修改和工艺规程卡的编写。
关键词：夹具；组合夹具；钻床夹具；精度；soildworksDrilling fixture designLang wan qi（Major in mechanical design and manufacturing and automation in the College of institute of Gansu Agriculture University，Gansu Lanzhou，730070）Abstract:Under the premise of the stepped shaft journal drilling direction , in order to meet the needs of precision designed based on a modular fixture drilling . Modular fixture belong flexible fixture , the fixture is a flexible modular fixture based can be applied to different machines, different products or the same product to different specifications of jigs and fixtures . Flexible clamp member having a good compatibility and high accuracy and wear resistance , according to the different processing requirements and different parts of the machine , use the supporting part of the clamp member to the desired assembly . First, you want to analyze processes and technical requirements of machined parts , using the basic principles and methods of flexible fixture design , fixture design scheme proposed in order to achieve a reasonable stepped shaft installation , positioning, clamping purposes. After the completion of the draft fixture further consider the relationship between the components connected and fixed manner , well-designed structure to achieve relative movement between the various components . Then , using soildworks assembly drawing and three-dimensional map of assembly parts , and complete the two-dimensional map of the assembly . Finally, write papers , organize, modify, and write technical rules of the card.Keywords:Fixtures; modular fixture; drilling jig; accuracy; soildworks目录1 绪论 (4)1.1 机床夹具的发展概括 (4)1.2 机床夹具的发展方向 (4)1.4 夹具的设计要点 (6)1.5 组合夹具 (6)2 夹具的设计步骤 (7)2.1 设计方案、设计方法、设计手段 (7)2.1.1 研究原始资料 (7)2.1.2 拟订夹具的结构方案 (7)3 SolidWorks设计软件 (8)3.1 SolidWorks简介 (8)3.2 SolidWorks的设计思路 (9)4 钻床夹具的总体设计 (10)4.1 设计任务 (10)5 车床组合夹具原件 (28)5.1组合夹具原件库 (28)5.2组合夹具装配体 (36)参考文献 (38)致谢 (39)1 绪论1.1 机床夹具的发展概括机床夹具是在机械制造过程中，用来固定加工对象，使之占有正确的空间位置，用来加工或检测并保证加工要求的机床附加装置，简称为夹具。
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。
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，为了适应科学技术的快速发展，我们在短短几年内需更新大量的专用夹具，这样即提高了加工的成本，也造成了材料的浪费，为了减少这种情况，我们可以采用数控机床的柔性化制造技术。
近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统（FMS）等新加工技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求：1）能迅速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。
1.2 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、柔性化和模块化等五个方面。
（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。
目前我国已有夹具零件及部件的国家标准：GB/T2148～T2259－91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5μm。
（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。
工艺的可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。
具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块化夹具、数控夹具等。
为适应现代机械工业多品种、中小批量生产的需要，扩大夹具的柔性化程度，改变专用夹具的不可拆结构为可拆结构，发展可调夹具结构，将是当前夹具发展的主要方向。
（5）模块化模块化的设计省时、节能，体现在各种先进夹具的系统中，为夹具的计算机辅助设计与组装打下了坚实的基础，应用CAD技术，可建立元件库、典型夹具库和用户使用档案库，可进行夹具优化设计，进行夹具的三维实体组装。
模拟仿真刀具的切削过程，为用户提供正确、合理的配套方案，了解市场需求，不断地改进和完善夹具系统。
1.3 夹具的特点1）保证工件的加工精度专用夹具应有合理的定位方案，合适的尺寸，公差和技术要求，并进行必要的精度分析，确保夹具能满足工件的加工精度要求。
2）提高生产效率专业夹具的复杂程度要与工件的生产纲领相适应，应根据工件生产批量的大小选用不同复杂程度的高效夹紧装置，以缩短辅助时间，以提高生产效率。
3）工艺性好专用夹具的结构简单、合理，便于加工、装配、检验和维修。
专用夹具的生产属于小批量生产。
4）使用性好专用夹具的操作应简单、省力、安全可靠、排屑应方便，必要时可设置排屑机构。
5）经济型好除考虑专用夹具本身结构简单，标准化程度高，成本低廉外，还应根据生产纲领对夹具方案进行必要的经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益。
1.4 夹具的设计要点确定各表面加工方案，在选择各表面孔的加工方法时，需综合考虑以下因素：（1）要考虑各表面的精度和质量要求，根据各加工表面的技术要求，选择加工方法及分几次加工。
（2）根据生产类型来选择，在大批量生产中可使用专用的高效率的设备；在单件小批量生产中则使用常用设备和一般加工方法。
（3）要考虑被加工材料的性质。
（4）要考虑工厂或车间的实际情况，同时也应考虑不断改进现有的加工方法和设备，推广新技术，提高工艺水平。