夹具设计机械设计专业毕业设计毕业论文目录前言…………………………………………………第 2 页零件分析…………………………………………………第 3 页（一）零件的工艺分析…………………………………………第 3 页（二）零件的作用.......................................................................第 3 页工艺规程设计………………………………………………第4 页（一）确定毛坯的制造形式……………………………………第 4 页（二）基准面的选择……………………………………………第 4 页（三）钻、扩、铰孔……………………………………………第 4 页夹具设计 (6)（一）问题提出 (6)（二）夹具设计 (8)1、切削力及夹紧力的计算 (8)2、夹紧力的计算 (8)3、定位误差的分析 (9)4、夹具设计及操作简要说明………………………第 10 页（三）结束语 (10)设计评估 (11)参考文献......................................................第15 页致谢 (16)前言·夹具介绍夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛的应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程。

在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。

在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的装备，它直接影响着工件加工的精度、劳动生产率和生产制造成本等。

一、机床夹具的种类繁多，可以从不同的角度对机床夹具进行分类。

常用的分类方法有一下几种：（1）按夹具的使用特点分类根据夹具在不同生产类型中的通用特性，机床夹具可分为：通用夹具、专用夹具、组合夹具、可条夹具、拼装夹具五大类。

（2）按使用机床分类夹具使用机床可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、吃论机床夹具、数控机床夹具、自动机床夹具、自动线随行夹具以及其他机床夹具等。

（3）按夹紧力的动力源分类夹具按夹紧的动力源可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液增力夹具、电磁夹具以及真空夹具等。

二、机床夹具的组成：（1）定位装置：用来确定工件在夹具中正确加工位置的装置。

（2）夹紧装置：工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的装置。

（3）夹具体：它是夹具的基础元件，把组成夹具的所有元件和装置连接成为一个有机整体。

（4）对刀、导向元件：用来确定刀具再加工前处于正确位置的元件称为对刀元件。

用来确定刀具位置并引导刀具进行加工的元件称为导向元件。

（5）其他装置或元件：根据需要，夹具上还可以一种其他元件，如分度装置，为了便于卸下工件而设置的顶出器，以及夹具再机床上定位的连接件等。

三、钻床夹具设计。

钻床夹具一般是由定位元件、夹紧装置、夹具体、对刀、导向元件及其他装置或元件组成。

钻床夹具主要用于钻、扩、铰孔。

在钻削加工中，工件上被加工孔的分布情况，在很大程度上决定了夹具的类型。

因此钻床夹具可分为：固定式钻床夹具、移动式钻床夹具、翻转式钻床夹具、盖板式钻床夹具、回转式钻床夹具、滑柱式钻床夹具等。

在此我选择盖板式钻床夹具。

零件的分析.零件的作用题目所给的零件是CA6140机床上的拨叉，他位于机床变速箱内。

主要作用是用于机床的变速。

（图一）所有表面均已加工。

（图一）二. 工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形式。

零件的材料为HT200铸铁，考虑到零件的几何形状比较复杂。

所以用铸造的形式进行毛坯的制造。

（二）基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。

基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。

否则，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。

（1）粗基准的选择。

对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。

而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。

根据这个基准选择原则，现选取φ25孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共三块V形块支撑这两个￠55做主要定位面，限制5个自由度，再以一个销钉限制1个自由度，达到完全定位。

（2）精基准的选择。

主要应该考虑基准重合的问题。

当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。

孔三、钻、扩、铰mm251） 选择钻头：选择高速钢麻花钻头，直径mm d 5.230=钻头几何形状为（表1及表2）：双锥修磨横刃，030=β 01202=φ01702=φ mm b e 5.4= 0050=a050=ϕmm b 5.2= mm l 5=2） 选择切削用量 （1） 确定进给量：由表5 当加工要求为7级精度，材料铸铁时mmd 5.230=时r mm f /96.0~78.0=由2.325/80/==d L99.0=f k 时r mm f /95.0~77.099.0)96.0~78.0(=⨯=按钻头强度确定进给量由表7 当灰铸铁213~168=HB 时 mmd 5.230=时：r mm f /20.1=按机床进给机构强度确定进给量 由表8 灰铸铁210≤HB 时mm d 5.230=时：机床机构允许的轴向力为9800N 。

Z535允许最大为15690N 。

进给量 r mm f /41.0=由此可以看出受限制的进给量是工艺要求，从中取r mm f /78.0=由表16 可以查出钻孔时的轴向力在r mm f /78.0= mm d 5.230≤时为：N F t 12360=轴向力修正系数为 1.0 故 N N F c 1569012360〈=故 r mm f /78.0= 可用2）确定钻头磨钝标准及耐用度，由表9 mm d 5.230=时 钻头后刀面最大磨损量取为mm 8.0耐用度 s T 4500= 3） 确定切削速度 由表10 加工性为第三类 r mm f /78.0=双横刃磨的钻头mmd 5.230=时s m v t /40.0= 切削修正系数 0.1=tv k 0.1=cvk 85.0=lvk.1=tv k故sm k v v v t /34.00.185.00.10.140.0=⨯⨯⨯⨯==扩孔：φ∆ 24.7rmm f /1.1=sT 2400=sm fa T d c v vv y xvp m m z v /125.06010==-s r d v n n s /61.17.2414.3125.010001000=⨯⨯==π按机床取 sr n w /67.1=所以实际切削速度 s m v /124.0100061.17.24=⨯⨯=π 铰孔：25φ rmm f /3.1=sT 4800=mk fa T d c v v yvxvp m m zv r 075.03.180480060256.15605.01.03.03.012.010=⨯==--s r d v n w s /955.02514.3075.010001000=⨯⨯==π取机床标准 1.13r/s 所以实际切削速度： s m v /088.0100013.125=⨯⨯=π三、夹具设计（一）定位方案和定位元件的设计 1、常用定位方式及起定元件定位元件的结构、形状必须与工件定位基准面形状想适应。

定位基准面的形状通常有平面、外圆柱面、内孔、锥孔和成型表面等。

因此，常用的定位元件按基准面的不同，分为一下几种： 1） 平面定位的定位元件工件以平面为定位基准时，常常是把工件支承在定位元件上，所以这类定位元件称为支承。

按其结构和用途不同，可分为以下几种：① 支承钉：一个支承钉限制工件的一个自由度。

② 支承板：一个支承板限制三个自由度，其中一个位置自由度，两个角度自由度。

③ 可调支承：可调支承限制一个自由度。

④自位支承：称为自动定位支承或多点浮动支承，只限制元件的一个自由度。

2）外圆表面定位的定位元件以外圆表面为定位基准时，定位元件有V 形架、半圆形定位架、定位套筒和圆锥套筒等。

3）孔定位的定位元件以孔为定位基准时，定位元件主要有圆柱定位销、圆锥定位销、定位心轴。

·综上所述，再此选择自位支承（一对）、V形架（三个）。

2、夹紧装置的选用原则：（1）夹紧力方向确定。

①夹紧力应朝向主要限位面。

②夹紧力方向应尽可能使所需要夹紧力减小。

③夹紧力方向的选择应可能使工件变形减小。

（2）夹紧力作用点的选择①夹紧力的作用点应落在定位元件的定位范围内。

②夹紧力的作用点应落在工件刚度较好的方向和部位。

③夹紧力的作用点应靠近工件的加工表面。

基本夹紧机构机床夹具中使用最普遍的是机械夹紧机构，这类机构绝大部分都是利用机械擦的自锁原理来夹紧工件的。

斜契夹紧机构是其中最基本的形式，螺旋偏心、凸轮等机构是斜契夹紧机构的变化作用。

（1）斜契夹紧机构·斜契夹紧机构有以下特点：①斜契结构简单，有增力作用。

②斜契夹紧的行程小，通过增大行程，但自锁差。

③通常与其他结构联合使用。

（2）螺旋夹紧机构由于螺旋夹紧机构结构简单，夹紧可靠，所以在机床夹具中得到广泛应用。

螺旋夹紧机构的缺点是夹紧动作慢。

为克服此缺点，许多机构上采用各种快速螺旋夹紧装置。

（3）偏心夹紧机构偏心夹紧机构是一种快速夹紧机构，常用的有圆偏心和曲线偏心良种形式。

（4）复合夹紧机构①斜契勾形压板②圆偏心压板③螺钉-----压板形夹紧机构·综上所述，在此我选择斜契夹紧机构、螺旋夹紧机构、压板形夹紧机构三种夹紧元件。

元件的定位必须解决两个问题：即根据技术要求限制工件的自由度，是定位误差控制在允许范围内。

现拨叉零件的一个孔，在三个坐标方向都有要求，为保证加工质量，应按完全定位的方式来设计夹具。

定位基准的选择应注意基准重合原则，尽量以精基准定位和考虑孔壁均匀等特殊要求，以使定位误差控制在允许范围内。

根据上述原则，工件的定位有两个方案。

第一方案：用两个互成120°的活动V形块来夹紧￠42外圆，再用一个压板将￠82的圆压住。

优点是安装稳定，定位基准与安装基准重合。

但突出的问题是没有完全定位，只限制5个自由度。

如图：第二方案：用三个互成120°的活动V 形块来夹紧￠42外圆，并用两个直径为￠15活动支撑来支撑￠42的端面，以便于工件处于自由状态时夹紧工件，再用一块压板压紧￠82的半圆。

这样即弥补了工件本身材质脆的问题，又限制了工件的六个自由度，从而保证了基准重合原则。

因此，应按第二方案来设计定位装置。

如图：（图）（二）各种定位元件所能限制的自由度分析1、压板所限制自由度为：Z方向的移动。

2、支撑所限制的自由度为：Z方向的移动。

3、V形块所限制的自由度为：X方向的移动、Y方向的移动、X方向转动、Y方向转动、Z方向转动。

由上述三种元件限制了工件的六个自由度，保证了完全定位的原则。