机电及自动化学院机械制造加工工艺课程设计设计题目：设计钻法兰盘上斜孔的夹具设计者：学号：0811115030班级：08机制2班指导教师：评定成绩：设计日期2011年12月28日至2012年1月11日目录序言 (1)一、夹具设计任务 (2)（一）产品图及夹具装配图 (2)（二）产品的技术要求分析 (3)二、夹具设计方案的确定 (3)（一）基准面得确定 (3)（二）定位方式及元件的选择 (3)（三）夹紧方式及元件的选择 (3)（四）夹具的总装结构 (4)三、夹具的制作步骤 (4)四、夹具的使用说明 (6)（一）夹具的操作步骤 (6)（二）使用注意事项和保养维护 (6)五、课程设计心得体会 (6)六、参考文献 (7)序言专用夹具是为零件的某一道工序加工而设计制造的，在产品相对稳定、批量较大的生产中使用；在生产过程中它能有效地降低工作时的劳动强度、提高劳动生产率、并获得较高的加工精度。

专用夹具的主要作用有以下几个方面：（1）准确、可靠的定位和夹紧，可以减轻甚至取消下料和划线工作。

减小制品的尺寸偏差，提高了零件的精度和可换性（2）减少了加工时繁琐的操作，获得较高的生产率和加工精度夹具设计的基本要求：（1）、工装夹具应具备足够的强度和刚度。

夹具在生产中投入使用时要承受多种力度的作用，所以工装夹具应具备足够的强度和刚度。

（2）、夹紧的可靠性。

夹紧时不能破坏工件的定位位置和保证产品形状、尺寸符合图样要求。

既不能允许工件松动滑移，又不使工件的拘束度过大而产生较大的拘束应力。

（3）、夹具体应具有良好的加工精度和尺寸稳定性。

对于夹具体上用来安装定位元件、对刀（或导向元件）的工作表面，应提出相应的尺寸、几何公差以及粗糙度的具体要求，并作相应的热处理或时效处理。

（4）、有良好的结构工艺性和使用性。

家具体上部加工的毛面与工件表面之间应保证有一定的空隙，以免安装时产生干涉。

（5）、力求结构简单，装卸方便。

在保证强度和刚度的前提下，极可能体积小、重量轻、以便于操作。

（6）、排屑方便。

（7）、夹具在机床上安装要稳定、可靠一、装配图及产品图1、2、技术要求分析a 、孔Φ12的尺寸精度与表面粗糙度以钻扩铰工艺方法和一定精度等级的铰刀保证b 、孔的位置尺寸及角度，由分度盘上的螺纹孔的位置保证。

二、夹具的设计方案的确定1． 定位基准的选择出于定位简单和快速的考虑，选择∮90孔为基准，即以一面上一心轴（自由度限制数：5）配合以一挡销（自由度限制数：1）使工件完全定位。

再使用快速螺旋卡紧机构进行卡紧。

2． 切削力和卡紧力计算本步加工可按钻削估算卡紧力。

实际效果可以保证可靠的卡紧。

轴向力 N k fd C F F yM MfF i 52.20.10.1006.04208.00.10=⨯⨯⨯==扭矩 M N k fd C M M yM zM M c ∙⨯=⨯⨯⨯==-68.00.2010416.70.10.1006.0206.0 由于扭矩很小，计算时可忽略。

卡紧力为N F F f 04.52==μ取系数 S1=1.5 S2=S3=S4=1.1则实际卡紧力为 F ’=S1*S2*S3*S4*F=10.06N使用快速螺旋定位机构快速人工卡紧，调节卡紧力调节装置，即可指定可靠的卡紧力。

3. 定位误差分析3.1 误差分析3.1.1 定位误差 工件的加工误差，是指工件加工后在尺寸，形状和位置三个方面偏离理想工 件的大小，它是由三部分因素产生的： 1)工件在夹具中的定位、夹紧误差。

2)夹具带着工件安装在机床上，夹具相对机床主轴（或刀具）或运动导轨的位 置误差，也称对定误差。

3)加工过程中误差，如机床几何精度，工艺系统的受力、受热变形、切削振动 等原因引起的误差。

其中定位误差是指工序基准在加工方向上的最大位置变动量所引起爱的加工误差。

3.1.2 产生定位误差的原因 1.基准不重合来带的定位误差： 夹具定位基准与工序基准不重合， 两基准之间的位置误差会反映到被加工表 面的位置上去，所产生定位误差称之为基准转换误差。

2.间隙引起的定位误差 在使用心轴、销、定位套定位时，定位面与定位元件间的间隙可使工件定心 不准产生定位误差。

3.与夹具有关的因素产生的定位误差 1)定位基准面与定位元件表面的形状误差。

2)导向元件、对刀元件与定位元件间的位置误差，以及其形状误差导致产生 的导向误差和对刀误差。

3)夹具在机床上的安装误差，即对定误差导致工件相对刀具主轴或运动方向 产生的位置误差。

4)夹紧力使工件与定位元件间的位置误差，以及定位元件、对刀元件、导向 元件、定向元件等元件的磨损。

3.2 定位误差的计算1.定位误差，此项主要是定位孔∮20H7 与定位销∮20p6 的间隙产生，最大间隙为 0.015mm 。

2.钻模板衬套中心与钻模板配合尺寸为∮28H7／p6，， 最大间隙为 0.015mm 。

3.钻套与衬套的配合间隙，有∮22H7／g6 可知最大间隙为 0.041mm 。

4.钻套内孔与外圆得同轴度误差，对于标准钻套，精度较高，此项可以忽略。

5.钻头与钻套间隙的间隙会引偏刀具，产生中心距误差 e，由下式求出：e=( H/2 + h + b )△max/H e----刀具引偏量（mm） H----钻套导向高度（mm） h----钻套下断面与工件间的空间高度（mm）△max----刀具与钻套的最大间隙刀具与钻套的配合为∮22H7/r6，可知△max=0.028mm； H=36mm, h=20, 将 B=30mm 代入，可求得 e=0.05mm。

由于上述各项都是按最大误差计算，实际上各项也不可能同时出现最大值，各误差方向也很可能不一致，因此，其最和误差可按概率法求和：∆∑ = 0.0282 + 0.032 + 0.0242 + 0.052 = 0.024mm该项误差大于中心距允差 0.1mm 的 2/3，可用。

本工序采用一定位心轴，一挡销定位，工件始终靠近定位销的一面，而挡销的偏角会使工件自重带来一定的平行于卡具体底版的水平力，因此，工件不在在定位销正上方，进而使加工位置有一定转角误差。

但是，由于加工是自由公差，故应当能满足定位要求。

4、夹具的总装结构三、夹具的制作步骤1、夹具体2、心轴3、分度盘4、工件5、其他部件四、夹具的使用说明1、夹具的操作步骤工件以内孔Φ90以及其端面在定位心轴上定位限制5个自由度，以Φ20孔用插销定位，限制一个自由度。

工件需安装3次每次用定位拉杆分3度，可加工三个均布孔。

工件用螺母14以及开口压板13进行压紧。

安装工件时，先将菱形螺母14回转90度，避开钻模板1，取下开口压板13，将工件从夹具上方装入，并插入定位销16，放上开口压板13，拧紧螺母14，即可进行加工。

加工完一个孔后将定位拉杆拉出，将工件以及分度盘旋转120度，再进行加工。

2、使用注意事项和保养维护（1）、在工件夹紧时不要用力过大，以免损坏螺杆（2）、及时清理钻屑，保证安装平面的清洁（3）、安放工件时要注意不要砸到基准平面，而影响加工精度（4）、保养及维护：要定期润滑螺杆两端处，滑块及调节螺栓、螺钉；并对对中块与螺杆的配合处进行适量润滑；及时更换钻套。

五、课程设计心得体会经过找资料和认真地学习，让我对夹具设计有了更深的学习和认识。

专用夹具是为零件的某一道工序加工而设计制造的，它广泛用于大量生产中；它不但提高了生产率而且也提高加工精度，改善劳动条件。

通过这次课程设计，我个人对夹具有了更进一步的了解：夹具要保加工出的产品有较高的精度，就必须要求其自身有较高的精度，定位元件拥有高精度的同时换要有一定的刚度和强度，以保证在加工过程中自身不会变形和一定的寿命。

夹紧机构要求有一定的刚度和强度，以确保在一定的力的作用下夹紧元件不会先于工件发生变形、损坏。

夹具体是夹具的主体部分，是与机床相接的部位、也是支撑夹紧元件、工件的主要部分；要求其有一定的强度和刚度、稳定性，又考虑到经济性一般都采用HT200作为夹具体。

而且对夹具的维护保养，及夹具在设计中应该注意的问题有了更进一步的了解，自己的能力在这次课程设计中也得到了提升。

在设计的过程中又一次把所学的知识做了一次综合式的复习，为接下来要做的毕业设计做了很好的准备工作；同时在设计中也发现自己的很多不足之处：缺乏实际的经验，有些实物没有见过很难想象，只能通过找相应的参考资料，然后再通过想象把他们综合到一起，再通过实例对比，进行设计。

因此在夹具设计中存在有许多的不足之处，还恳请老师您予以指正。

六、参考文献1.王先逵主编.机械制造工艺学[M].北京：机械工业出版社，20062.沈莲主编.机械工程材料[M].北京：机械工业出版社，3.陈宏均主编.使用机械加工工艺手册[M].北京：机械工业出版社，4.孙丽媛主编.机械制造工艺及专用夹具设计指导[M].北京：冶金工业出版社，5.郭克希主编.机械制图.机械类、近机类[M].北京：机械工业出版社，20046.李军主编.互换性与测量技术基础[M].武汉：华中科技大学出版社，7.程绪琦主编.AutoCAD2008中文标准教程[M].北京：电子工业出版社，2008.48.杨叔子主编.机械加工工艺师手册[M].北京：机械工业出版社，2001.89.杨黎明主编.机床夹具设计手册[M].北京：国防工业出版社，1996.5。