概述在机械制造厂的生产过程中，用来安装工件使之固定在正确位置上，完成其切削加工、检验、装配、焊接等工作，所使用的工艺装备统称为夹具。
钻床夹具就是将工件准确定位和可靠夹紧，并带有钻模板，以便快速地对工件进行钻孔加工，保证加工孔的位置精度方面要求的工艺装备[]1。
在现代钻削生产中积极推广和使用，与产品结构相适应的工装夹具，对提高产品质量，特别是提高加工效率，加速钻削生产实现机械化、自动化进程等方面起着分厂重要的作用。
设计目的：1）学习正确的调查研究方法，掌握一般机械设计的步骤。
培养独立设计的能力，为下一步的毕业设计打好基础，做好准备。
2）运用所学基本理论知识，正确解决工件在加工时的定位和夹紧问题，选择合理的方案，进行必要的计算。
根据题意设计出符合优质、高效、低成本的夹具。
3）分析研究结构工艺性问题，提高结构设计能力。
4）进一步了解有关机床、刀具和量具等工装知识。
第一章端盖零件的用途、工艺分析及工艺性审查1.1端盖的用途端盖应用广泛，是非常重要的机械零件之一。
端盖的一般作用[]2是：1）轴承外圈的轴向定位；2）防尘和密封，除本身可以防尘和密封外，还常和密封件配合以达到密封的作用；3）位于车床电动机和主轴箱之间的端盖，主要起传递扭矩和缓冲吸震的作用，使主轴箱的转动平稳。
因此该零件应具有足够的强度、刚度、耐磨性和韧性，以适应端盖的工作条件。
该零件的主要工作表面为左右端面以及左端面的外圆表面，在设计工艺规程时必须重点考虑。
端盖加工工艺的可行性与合理性直接影响零件的质量生产成本、使用性能和寿命等。
端盖结构见图1-1 端盖零件图。
图1-1 端盖零件图1.2 零件工艺分析端盖类零件的结构特点是：主体部分由回转体组成，其上常有凸缘、均布孔等结构，常有一个端面与其他零件接触。
毛坯多为铸件（本设计项目中的端盖材料是HT250），主要的加工方法有车削或刨削和铣削。
本次设计是要为右端盖设计一个钻12-Φ18.5孔的夹具，最终实现将工件定位，更加准确和方便的完成钻孔工作，并保证能夹紧工件，夹紧力要适中，不要使工件变形，又能保证工件所要求的加工精度。
1.3 审查端盖的工艺性零件图标出了工件的尺寸、形状和位置、表面粗糙度等总体要求，它决定了工件在机床夹具中的放置方法，是设计机床夹具总体结构的依据。
工序图给出了零件本工序的工序基准、已加工表面、待加工表面，以及本工序的定位、夹紧原理方案。
工件的工序基准、已加工表面决定了机床夹具的方位方案，如选用平面定位、孔定位以及外圆面定位等；定位方案的选择依据六点定位原理和采用的机床加工方法，定位方案不一定要定六个自由度，但要完全定位。
工件的待加工表面是选择机床、刀具的依据。
确定夹紧机构要依据零件的外型尺寸，选择合适的定位点，确保夹紧力安全、可靠同时夹紧机构不能与刀具的运动轨迹相冲突。
第二章设计题目及设计方案的讨论2.1 设计题目的讨论从上述工艺内容中，大家可以得知，本设计项目的主体是钻床夹具以及与之配套的钻模板。
要求设计出的夹具可以实现工件的快速定位及装卸。
2.2 定位方案的分析与讨论在夹具设计中，定位方案不合理，工件的加工精度就无法保证。
工件定位方案的确定是夹具设计中首先要解决的问题。
以端盖轴线为z轴，其右端面所在平面为xy面。
根据上述要求，选择已加工好的Φ210的内孔作为主要定位基面。
设计一个夹具模板进行定位。
到这里，定位方案已经初步确定。
考虑到端盖内孔直径210较大，所以选用一个定位钢套与夹具模板配合使用。
2.3 工件的夹紧为了实现工件可以快速的装卸，可以选用开口垫圈与螺母作为夹紧元件，但是由于工件内孔太大，应选用一个开口垫板作为过渡。
这样，可以极大地缩减工件装卸时间，提高工作效率。
第三章夹具结构设计3.1 钻套钻套如图3-1所示：图3-1 钻套1）钻套类型[]3的选择钻套有固定钻套（GB2262－80）、可换钻套（GB2264－80）、快换钻套（GB2265-80）、特殊钻套四种。
查标准可知，①固定钻套（GB2262－80）：a、材料：d<=26mmT10A按GB1298-77《碳素工具钢技术条件》；d>26mm 20 按GB699-65《优质炭素结构钢钢号和一般技术条件》。
b、热处理：T10AHRC58-64:20渗碳深度0.8-1.2mm，HRC58-64；c、其他技术条件按GB2259-80《机床夹具零件及部件技术条件》。
②可换钻套（GB2264－80）a、材料：d《=26mmT10A按GB1298-77《碳素工具钢技术条件》；d>26mm 20 按GB699-65《优质碳素结构钢钢号和一般技术条件》。
b、热处理：T10AHRC58-64;20渗碳深度为0.8-1.2mm，HRC58-64。
c、其他技术条件按GB2259-80《机床夹具零件及部件技术条件》。
③快换钻套（GB2265-80）a、材料：d 26mmT10A按GB1298-77《碳素工具钢技术条件》；d>26mm 20 按GB699-65《优质碳素结构钢钢号和一般技术条件》。
b、热处理：T10AHRC58-64;20渗碳深度为0.8-1.2mmHRC58-64。
c、其他技术条件按GB2259-80《机床夹具零件及部件技术条件》。
④特殊钻套经过以上分析，应选择固定钻套（GB2262－80）。
由于钻孔直径为18.5<26,材料：选T10A按GB1298-77《碳素工具钢技术条件》；热处理：T10AHRC58-64；其他技术条件按GB2259-80《机床夹具零件及部件技术条件》。
2) 钻套基本尺寸的确定在本设计项目中，钻套选用固定钻套（GB2262－80），因此钻套的基本尺寸可通过标准查取。
钻套外形见零件图，其中d=Φ18.5，D=Φ30，D1=Φ34，h=5mm，H=36mm。
3）钻套底面到加工面上面高度H根据经验公式：铸铁：H=（0.3—0.6）d钻或H=5+0.15d钻；钢：H=（0.7—1.5）d钻或 H=5+0.6d钻；因为在加工的过程中H在满足排屑的要求下，越小越好（防止钻头偏斜）。
由于该工件是HT250，采用经验公式H=5+0.16d，计算得H=7.96，取整H=8。
3.2 钻模板钻模板如图3-2所示：图3-2 夹具模板1）夹具板类型的选择钻模板用于安装钻套。
钻模板与夹具的连接方式有固定式钻模板、铰链式钻模、分离式钻模板、悬挂式钻模板等几种。
经以上分析，本设计项目应该选用盖板夹具。
2）夹具板的主要尺寸的确定夹具板的厚度，可根据经验公式：a=8—25（mm）进行确定。
夹具板的外尺寸确定，可根据加工工序的要求及尺寸确定。
3.3 钢套钢套如图3-3所示：图3-3 钢套1）钢套类型的选择在前面分析的基础上，考虑到端盖内孔直径210较大，所以选用一个定位钢套与夹具模板配合使用。
2) 钢套基本尺寸的确定因端盖内孔直径为Φ210，故所选用的钢套外径D=Φ210，内孔径d=Φ200，钢套定位肩的直径定位Φ230，定位肩厚为5mm，钢套总体高度定位54mm。
具体见钢套的零件图。
3.4 开口垫板开口垫板如图3-4所示：图3-4 开口垫板1）开口垫板类型的选择由于工件内孔太大，应选用一个开口垫板作为过渡。
这样，可以极大地缩减工件装卸时间，提高工作效率。
开口垫板选用圆形开口，装卸方便。
2）开口垫板尺寸的确定考虑钢套定位尺寸，垫板选用Φ220外径、Φ22内孔径，开口22mm、厚5mm。
3.5 T形槽梯形槽如图所示：图3-5 T形槽查《机械制造工艺设计手册》[]4，得出T形槽的具体尺寸。
3.6 螺栓螺栓如图3-6所示：图3-6螺栓从标准库[]5中直接提取图符，采用GB37-1988T形槽用螺栓M20。
3.7 垫圈垫圈如图3-7所示：图3-7 垫圈从零件标准库中直接提取图符，采用GB95-2002平垫圈-C级，规格是20的。
3.8 螺母螺母如图3-8所示：图3-8 螺母从零件标准库中直接提取图符，采用GB/T41-2000六角螺母-C 级，d=Φ20。
3.9 主要配合尺寸的确定（1）钻套与模板的配合 由于选择的是固定钻模板，所以采用过盈配合（2）钻头与钻套内孔的配合 采用间隙配合，钻套中心线到定位面的距离偏差：取工件上相应偏差的1/5左右，在机床满足精度的条件下应尽量的小.（3）定位面与基准面（机床）有“平行度”要求100003.0tan 1=α； 钻具模板中心线与基准面（机床）有“垂直度”要求50002.0tan 2=α;根据以上分析可以画出夹具的装配草图如图3-9。
如图3-9 装配草图第四章 加工精度分析、计算与评审夹具的主要功能是用来保证零件加工的位置精度。
使用夹具加工时，影响被加工零件位置精度的误差因素主要有三个方面：a 、定位误差b 、夹具制造与装夹误差c 、加工过程误差在加工过程中由于工艺系统(除夹具外)的几何误差、受力变形、热变形、磨损以及各种随机因素所造成的加工误差，用⊿GC 表示[]6。
上述各项误差中，第一项与第二项与夹具有关，第三项与夹具无关。
显然，为了保证零件的加工精度，应使：T GC zz DW ≤++∆∆∆式中,T 为零件有关的位置公差。
上式即为确定和检验夹具精度的基本公式。
通常要求给⊿GC 留三分之一的零件公差，即应使夹具有关误差限制在零件公差2/3的范围内。
即T zz DW 32≤+∆∆当零件生产批零较大时，为了保证夹具的使用寿命，在制定夹具公差时，还应考虑留有一定的夹具磨损公差。
4.1 加工精度分析4.1.1 工件定位误差△DV1） 基准不符 B ∆: 当定位基准与设计基准不重合时，B ∆≠0，B ∆=定位基准到设计基准的尺寸公差。
本设计中，设计基准是Φ620的中心线，定位基准是Φ210的中心线，两孔的同轴度误差是Φ0.01，故B ∆=0.01。
2） 基准位移Y ∆: 一般由夹具与工件配合间隙产生的。
Y ∆=±21Xmax ，产生的位置度误差是ΦXmax 。
本设计项目中，定位销Φ210f6()05.0079.0--，定位孔是Φ210H8(072.00+)，故Y ∆=Xmax=0.072-（-0.079）=0.151。
3）△DV=△B+△Y 此公式为向量和。
本设计中，△DV=△B+△Y=0.01+0.151=0.161。
4.1.2 夹具制造误差△zz1)钻套孔中心线对定位销中心线的位置精度加工中心或者坐标镗加工模板的位置精度是±0.015--±0.025。
其位置误差为0.03-0.05，本设计项目中，取为0.03。
2）钻套内外圆中心线同轴度误差查《机械制造工艺设计手册》[]7，P295-296知012.0=δ。
3）当钻套中心线与定位面不垂直 可求出不垂直角度误差1α∆ tan 1α∆=755025.0 00153.0)25818(755025.0tan 111=++⨯=⨯∂∆=∆H 斜 4)①当钻头不斜时，产生位置精度误差因钻套内孔为Φ18.5F7(041.002.0++)，钻头为Φ18.5h9(0052.0-)则位置精度误差093.0052.0041.0m ax 1=--+==∆）（位X ； ②当钻头纯斜时，产生的位置精度误差 其中，tan α=00258.036093.0m ax ==钻套的高度钻头与钻套的X13158.0)25818(00258.01tan ±=++⨯±=⨯±=∆H α斜4.1.3 加工过程误差GC∆由于磨损，热变形，加工过程的振动等可能引起误差。