夹具的毕业设计

夹具的毕业设计（通用8篇）

夹具的毕业设计篇1

本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。

夹具座的工艺规程及钻、攻2-M8螺纹的工装夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。

关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。

序言…………………………………………………………………1

一.零件分析 ……………………………………………………2

二.工艺规程设计…………………………………………………3 2.1确定毛坯的制造形式 ……………………………………3 2.2基面的选择传 ……………………………………………4 2.3制定工艺路线 ……………………………………………5 2.4确定切削用量及基本工时……………………………… 7

三夹具设计 ……………………………………………………26

3.1问题的提出………………………………………………26 3.2定位基准的选择…………………………………………26 3.3切削力及夹紧力计算……………………………………26 3.4定位误差分析……………………………………………26 3.5钻套的设计………………………………………………28 3.6夹具设计及操作简要说明………………………………29

总结………………………………………………………………31 致谢………………………………………………………………32 参考文献 …………………………………………………………33

序言

机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。

夹具座的工艺规程及钻、攻2-M8螺纹的工装夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。

本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。

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一、零件的分析

夹具座共有八组加工表面，现分述如下：

1.320155面

2.105两侧面及32025面 3.6-Φ9孔、6-Φ13 4.32038面 5.32067面 6.6-M8螺纹深20 7.2Φ6锥孔 8.2-M8螺纹

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二.工艺规程设计

2.1 确定毛坯的制造形式

零件材料为HT150，考虑到零件在工作过程中经常受到冲击性载荷，采用这种材料零件的强度也能保证。由于零件成批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，选用砂型铸造，采用机械翻砂造型，铸造精度为2级，能保证铸件的尺寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。

夹具体零件材料为 HT150，硬度选用260HBS，毛坯重约1Kg。生产类型为成批生产，采用砂型铸造，机械翻砂造型，2级精度组。

根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的加工余量，对毛坯初步设计如下：

1.320155面

320155面，表面粗糙度为Ra0.8，查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4，知铸件机械加工余量Z=5.0mm.粗铣单边余量Z=3.0mm 半精铣单边余量Z=1.5mm 精铣单边余量Z=0.4mm 磨削单边余量Z=0.1mm 2.105两侧面及32025面

105两侧面及32025面，查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4，知铸件机械加工余量Z=3.0mm.3.6-Φ9孔、6-Φ13孔

6-Φ9孔、6-Φ13孔的尺寸不大，采用实心铸造。4.32038面

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32019面，表面粗糙度Ra0.8，查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4，知铸件机械加工余量Z=3.0mm.粗铣单边余量Z=2.0mm 半精铣单边余量Z=0.5mm 精铣单边余量Z=0.4mm 磨削单边余量Z=0.1mm 5.32067面

32067面，表面粗糙度Ra1.6，查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4，知铸件机械加工余量Z=3.0mm.粗铣单边余量Z=2.0mm 半精铣单边余量Z=0.8mm 精铣单边余量Z=0.2mm 6.6-M8螺纹深20 6-M8螺纹深20，螺纹尺寸不大，采用实心铸造。7.2Φ6锥孔

2Φ6锥孔，尺寸不大，采用实心铸造。8.2-M8螺纹

2-M8螺纹，螺纹尺寸不大，采用实心铸造。

9.其它表面均为不加工表面，砂型机器铸造出的毛坯表面就能满足它们的精度要求，所以，不需要在其它表面上留有加工余量。

2.2 基面的选择的选择

基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，第 4 页

不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。

粗基准的选择：对于零件的加工而言，粗基准的选择对后面的精加工至关重要。为保证工件上重要表面的加工余量小而均匀，则应选择重要表面为粗基准。所谓重要表面一般是工件上加工精度以及表面质量要求较高的表面。因此，夹具座以32067的槽作为定位粗基准。

对于精基准而言，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。

2.3 制定工艺路线

制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具，并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降下来。

方案一工序01：铸造工序02：人工时效

工序03：粗铣、半精铣、精铣320155面工序04：铣105两侧面及32025面工序05：钻6-Φ9孔、扩Φ9孔到Φ13 工序06：粗铣、半精铣、精铣32019面工序07：粗铣、半精铣、精铣32067面

第 5 页

工序08：钻、攻6-M8螺纹深20 工序09：与件3配作2Φ6锥孔工序10：钻、攻2-M8螺纹工序11：磨320155面工序12：磨32038面工序13：去毛刺工序14：检验至图纸要求工序15：入库方案二

工序01：铸造工序02：人工时效

工序03：粗铣、半精铣、精铣320155面工序04：铣105两侧面及32025面工序05：粗铣、半精铣、精铣32019面工序06：粗铣、半精铣、精铣32067面工序07：钻6-Φ9孔、扩Φ9孔到Φ13 工序08：钻、攻6-M8螺纹深20 工序09：与件3配作2Φ6锥孔工序10：钻、攻2-M8螺纹工序11：磨320155面工序12：磨32038面工序13：去毛刺工序14：检验至图纸要求工序15：入库

方案一与方案二的区别在于钻6-Φ9孔、扩Φ9孔到Φ13加工

第 6 页的先后，孔加工之后为后面工序的加工提供了定位基准，简化了夹具设计，减少了成本，提高了效率，故采用方案一，具体的加工路线如下工序01：铸造工序02：人工时效

工序03：粗铣、半精铣、精铣320155面工序04：铣105两侧面及32025面工序05：钻6-Φ9孔、扩Φ9孔到Φ13 工序06：粗铣、半精铣、精铣32019面工序07：粗铣、半精铣、精铣32067面工序08：钻、攻6-M8螺纹深20 工序09：与件3配作2Φ6锥孔工序10：钻、攻2-M8螺纹工序11：磨320155面工序12：磨32038面工序13：去毛刺工序14：检验至图纸要求工序15：入库

2.4 确定切削用量及基本工时

工序01：铸造工序02：人工时效

工序03：粗铣、半精铣、精铣320155面工步一：粗铣320155面 1.选择刀具

刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用YG8，第 7 页

ap3.0mm，d060mm，v125m/min，z4。2.决定铣削用量 1）决定铣削深度

ap3.0mm

2）决定每次进给量及切削速度

根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出

fz0.2mm/齿，则

ns1000v1000125663r/min d60按机床标准选取nw＝675r/min

vdnw1000606751000m/min127.2m/min

当nw＝675r/min时

fmfzznw0.24675540mm/r 按机床标准选取fm500mm/r 3）计算工时

切削工时：l320mm，l13.0mm，l23mm，则机动工时为

tmll1l2320332.415min nwf6750.2工步二：半精铣320155面 1.选择刀具

刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用YG8, ap1.5mm，d060mm，v125m/min，z4。

第 8 页

2.决定铣削用量 1）决定铣削深度

ap1.5mm

2）决定每次进给量及切削速度

根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出

fz0.2mm/齿，则

ns1000v1000125663r/min d60按机床标准选取nw＝675r/min

vdnw1000606751000m/min127.2m/min

当nw＝675r/min时

fmfzznw0.24675540mm/r 按机床标准选取fm500mm/r 3）计算工时

切削工时：l320mm，l11.5mm，l23mm，则机动工时为

tmll1l23201.532.404min nwf6750.2工步三：精铣320155面 1.选择刀具

刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用YG8, ap0.4mm，d060mm，v125m/min，z4。2.决定铣削用量

第 9 页

1）决定铣削深度

ap0.4mm

2）决定每次进给量及切削速度

根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出

fz0.2mm/齿，则

ns1000v1000125663r/min d60按机床标准选取nw＝675r/min

vdnw1000606751000m/min127.2m/min

当nw＝675r/min时

fmfzznw0.24675540mm/r 按机床标准选取fm500mm/r 3）计算工时

切削工时：l320mm，l10.4mm，l23mm，则机动工时为

tmll1l23200.432.396min nwf6750.2工序04：铣105两侧面及32025面 1.选择刀具

刀具选取不重磨损硬质合双面刃铣刀，刀片采用YG8, ap3.0mm，d080mm，v125m/min，z4。2.决定铣削用量 1）决定铣削深度

第 10 页

切削工时：l320mm，l11.5mm，l23mm，则机动工时为

tmll1l23201.531.014min nwf16000.2工步三：精铣32019面 1.选择刀具

刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用YG8, ap0.4mm，d060mm，v125m/min，z4。2.决定铣削用量 1）决定铣削深度

ap0.4mm

2）决定每次进给量及切削速度

根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出

fz0.2mm/齿，则

ns1000v10001251592.3r/min d25按机床标准选取nw＝1600r/min

vdnw10002516001000m/min125.6m/min

当nw＝1600r/min时

fmfzznw0.2416001280mm/r 按机床标准选取fm1200mm/r 3）计算工时

切削工时：l320mm，l10.4mm，l23mm，则机动工时

第 11 页

为

tmll1l23200.431.011min nwf16000.2工序07：粗铣、半精铣、精铣32067面工步一：粗铣32067面 1.选择刀具

刀具选取不重磨损硬质合三面刃铣刀，刀片采用YG8, ap2.0mm，d0100mm，v125m/min，z4。2.决定铣削用量 1）决定铣削深度

ap2.0mm

2）决定每次进给量及切削速度

根据X62型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出

fz0.2mm/齿，则

ns1000v1000125398.1r/min d100按机床标准选取nw＝375r/min

vdnw10001003751000m/min117.8m/min

当nw＝375r/min时

fmfzznw0.24375300mm/r 按机床标准选取fm300mm/r 3）计算工时

切削工时：l320mm，l12.0mm，l23mm，则机动工时

第 12 页

为

tmll1l23202.034.333min nwf3750.2工步二：半精铣32067面 1.选择刀具

刀具选取不重磨损硬质合三面刃铣刀，刀片采用YG8, ap0.8mm，d0100mm，v125m/min，z4。2.决定铣削用量 1）决定铣削深度

ap0.8mm

2）决定每次进给量及切削速度

根据X62型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出

fz0.2mm/齿，则

ns1000v1000125398.1r/min d100按机床标准选取nw＝375r/min

vdnw10001003751000m/min117.8m/min

当nw＝375r/min时

fmfzznw0.24375300mm/r 按机床标准选取fm300mm/r 3）计算工时

切削工时：l320mm，l10.8mm，l23mm，则机动工时为

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tmll1l23200.834.317min nwf3750.2工步三：精铣32067面 1.选择刀具

刀具选取不重磨损硬质合三面刃铣刀，刀片采用YG8, ap0.2mm，d0100mm，v125m/min，z4。2.决定铣削用量 1 为

tmll1l23200.234.309min nwf3750.2工序08：钻、攻6-M8螺纹深20 工步一：钻6-M8螺纹底孔Φ6.8 选用6.8mm高速钢锥柄麻花钻（《工艺》表3.1－6）

由《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16查得f机0.28mm/r

Vc查16m/min（《切削》表2.15）n1000Vc10007.5r/min351.2r/min D6.8 按机床选取n=375r/min VcDn10006.837510008.（0m/min)

基本工时：tll1l2203.43min0.2514min nf3750.28总的工时：T=6t=1.509min 工步二：攻丝6-M8深20

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选择M8mm高速钢机用丝锥

f等于工件螺纹的螺距p，即f1.25mm/r

Vc机7.5m/min

n1000Vc10007.5r/min341.2r/min D8 按机床选取n=375r/min 基本工时：tll1l2200.63min0.0503min nf3751.25总的工时：T=6t=0.302min 工序09：与件3配作2Φ6锥孔

1、加工条件

加工材料: HT150，硬度200~220HBS，铸件。

工艺要求：孔径d=6mm。通孔，精度H12~H13,用乳化液冷却。机床：选用Z3025钻床和专用夹具。

2、基本工时：tll1l2190.63min0.0482min nf3751.25总的工时：T=2t=0.096min 工序11：磨320155面工件材料：灰铸铁HT150 加工要求：磨320155面

机床：平面磨床M215A

刀具：砂轮

量具：千分尺（1）选择砂轮

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见《工艺手册》表4.8—2到表4.8—8，则结果为

WA46KV6P350×40×127 其含义为：砂轮磨料为白刚玉，粒度为46号，硬度为中软1级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为350×40×127（D×B×d）（2）切削用量的选择

砂轮转速为N砂 =1500r/min,V砂=27.5m/s

轴向进给量fa =0.5B=20mm(双行程)

工件速度Vw =10m/min

径向进给量fr =0.015mm/双行程（3）切削工时

tm 2 L b Zb k1000 v fa f

《工艺手册》

式中L—加工长度，L=320mm Zb——单面加工余量，Zb =0.1mm

K—系数，1.10

V—工作台移动速度（m/min）

fa—— 工作台往返一次砂轮轴向进给量（mm）

fr——工作台往返一次砂轮径向进给量（mm）3201101.10.051.291min tm 

100010200.015工序12：磨32038面工件材料：灰铸铁HT150 加工要求：磨32038面

机床：平面磨床M215A

刀具：砂轮

量具：千分尺（4）选择砂轮

见《工艺手册》表4.8—2到表4.8—8，则结果为

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WA46KV6P350×40×127 其含义为：砂轮磨料为白刚玉，粒度为46号，硬度为中软1级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为350×40×127（D×B×d）（5）切削用量的选择

砂轮转速为N砂 =1500r/min,V砂=27.5m/s

轴向进给量fa =0.5B=20mm(双行程)

工件速度Vw =10m/min

径向进给量fr =0.015mm/双行程（6）切削工时

tm 2 L b Zb k1000 v fa f

《工艺手册》

式中L—加工长度，L=320mm Zb——单面加工余量，Zb =0.1mm

K—系数，1.10

V—工作台移动速度（m/min）

fa—— 工作台往返一次砂轮轴向进给量（mm）

fr——工作台往返一次砂轮径向进给量（mm）3201101.10.051.291min tm 

100010200.015工序13：去毛刺工序14：检验至图纸要求工序15：入库

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三、夹具设计

为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。有老师分配的任务，我被要求设计工序10：钻、攻2-M8螺纹的夹具设计，选用机床：Z525立式钻床

3.1、问题提出

本夹具主要用来钻、攻2-M8螺纹，生产批量：中大比量，钻、攻2-M8螺纹与其他面没有任何位置度要求，设计时主要考虑效率上。

3.2 定位基准的选择

以加工后的Φ9孔和320155的端面作为定位基准进行定位。

3.3定位元件的设计

本工序选用的定位基准为二孔、一平面定位，所以相应的夹具上的定位元件应是一面两销。因此进行定位元件的设计主要是对一面两销进行设计。

3.4切削力和夹紧力的计算

1、由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工，钻削力。由《切削手册》得：

钻削力 F26Df0.8HB0.6 式（5-2）钻削力矩 T10D1.9f0.8HB0.6 式（5-3）式中：D10.5mm

T1010.51.90.200.81740.646379Nmm

2、夹紧力的计算

选用夹紧螺钉夹紧机由Nf1f2KF

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其中f为夹紧面上的摩擦系数，取f1f20.2

5F=Pz+G G为工件自重 N

螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为  [s]=3.5~4 取[s]=4 得 120MPa

F3551.4N f1f2s

s4FH2dc22.8 满足要求

1.34Ndc215MPa

经校核：满足强度要求，夹具安全可靠，3.5:定位误差分析

(1)移动时基准位移误差jy

jyd1D1X1min（式5-5）

式中： d1 ———— 圆柱销孔的最大偏差

D1 ————圆柱销孔的最小偏差

1min ————圆柱销孔与工件Φ9孔最小配合间隙

代入（式5-5）得： jyd1D1X1min=0.019+0-0.015 =0.004（mm）

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(2)转角误差

dD1X1mind2D2X2min tg1

2L（式5-6）

式中： d1 ———— 圆柱销孔的最大偏差

D1 ————圆柱销孔的最小偏差

1min ————圆柱销孔与定位销最小配合间隙

d2 ———— 削边销孔的最大偏差

D2 ———— 削边销孔的最小偏差

X2min ———— 削边销定位孔与定位销最小配合间隙

其中：X2min2(LxLgX1min)2 则代入（式5-6）得：

tg0.01900.0150.01500.010.0000622

247则： 0.00006219

3.6夹具设计及简要操作说明

本工件采用圆柱销定位，通过圆柱销和工件的过盈配合来固定工件，通过一削边销防止工件转动，这们工件被完全定位。这样操作更加简单，迅速，特别适合大批量生产，总体来说这套夹具是非常不错的。能满足批量生产要求

装配图附图如下：

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夹具体附图如下

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总结

课程设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和AUTOCAD等制图软件，为我们踏入毕业设计打下了好的基础。

课程设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的，还应该更好的做到理论和实践的结合。因此同学们非常感谢老师给我们的辛勤指导，使我们学到了好多，也非常珍惜学院给我们的这次设计的机会，它将是我们毕业设计完成的更出色的关键一步。

第 22 页

致谢

这次课程设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重复和重叠，由于经验不足，在选取数据上存在一些问题，不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺利的完成了课程设计。

这次课程设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的。在此，我衷心感谢我的指导老师，特别是每次都放下他的休息时间，耐心地帮助我解决技术上的一些难题，他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，他都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜，他不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，除了敬佩指导老师的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。

第 23 页

参考文献

1.切削用量简明手册,艾兴、肖诗纲主编,机械工业出版社出版，1994年

2.机械制造工艺设计简明手册，李益民主编，机械工业出版社出版，1994年

3.机床夹具设计，哈尔滨工业大学、上海工业大学主编，上海科学技术出版社出版，1983年

4.机床夹具设计手册，东北重型机械学院、洛阳工学院、一汽制造厂职工大学编，上海科学技术出版社出版，1990年

5.金属机械加工工艺人员手册，上海科学技术出版社，1981年10月

6.机械制造工艺学，郭宗连、秦宝荣主编，中国建材工业出版社出版，1997年

夹具的毕业设计篇2

曲轴是发动机的重要组成部分, 它可将线性活塞运动的能量转化为旋转能量。具有精度高 (一般不低于IT7级精度) 、制造工艺复杂、涉及制造装备齐全、范围广等特点。尤其是汽车行业要求高效、高精、大批量生产, 因此决定了曲轴加工设备必须具有高切削速度、高精度及高可靠性。

某客户购买我公司生产的一台SMC50100型卧式加工中心, 用于加工该公司生产的典型零件曲轴。在交钥匙工程中, 应客户的要求, 我们为该卧式加工中心设计了一套工装夹具, 用来提高曲轴的加工效率。

2 加工工艺分析

曲轴零件如图1所示。该零件主要针对右端面孔系加工, 从零件形状结构特点以及加工精度要求分析, 依据生产纲领、生产效率和加工材质QT800-2, 选用了寿命较长的进口刀具保证工件加工精度和加工效率。

在切削加工中, 金属切除率与切削用量三要素ap、f、v均保持线性关系, 即其中任一参数增大一倍, 都可使生产率提高一倍。然而由于受刀具寿命的制约, 当任一参数增大时, 其它二参数必须减小。因此, 在制订切削用量时, 三要素获得最佳组合时的高生产率才是合理的[1]。

综合来讲就是性价比要高, 企业质量、利润才能提升。同时还有相应的量、检具配套。表1是必要的工具以及刀具厂家提供的主要切削参数。

3 夹具定位设计原理

任何形状的工件在夹具未定位前, 均具有六自由度——即沿直角坐标系x、y、z方向的移动与绕轴向的转动。要使工件在机床夹具中正确定位, 必须限制或约束工件的这些自由度, 同时通过机构进行夹紧。如果某些方向的自由度与刀具运动轨迹无关, 这些自由度就可以不限制。

如图2, 通过上面的加工工艺分析, 以工件两端主轴颈及右侧主轴颈侧面为定位装置面, 加上连杆颈处圆周方向定位。符合六点定位原理, 完全定位。

4 夹具结构设计

鉴于此工序加工的主要内容是钻、攻、铰右端面孔系, 因此该曲轴加工夹具定位夹紧如图3所示。另外根据用户对夹具的经济性要求, 该夹具采用了手动夹紧的操作方式。工作台上同时放置4件曲轴, 大大提高了加工效率。

5 结论

电极自动夹具的设计与分析篇3

关键词：夹具；自动机构；电极；安全系数

中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）08-0015-03

1 概述

电极自动夹具是电极生产厂用于电极搬运的专用设备，设计、制造出性能好、工作可靠、操作简便的电极夹具，对提高生产效率、保障生产顺利进行、减轻工人劳动强度，有着重要的

意义。

图1为某碳素厂生产的电极规格，其中，图1（a）系打捆后吊运，图1（b）为单根吊运，从图1可知，被吊运电极的宽度尺寸在585～1119之间，高度尺寸在508～889之间。

要求设计的电极自动夹具需满足以上各种规格的电极夹持吊运，且具有自动夹紧与释放功能，即在夹紧与释放电极时，不需要外加动力，而是利用夹具自身的重量和所夹持的电极的重量自动地夹紧与释放。

2 夹具的组成及工作原理

电极自动夹具的组成如图2所示，它是由左、右拉杆，左、右夹板，左、右连杆，导向杆，导向架，吊挂，自动机构，限位块，支承板，定位板，手轮，横梁等组成。左、右拉杆，左、右夹板，左、右连杆分别铰接于A、C两点，左、右夹板与支承板分别铰接于E、G两点，左、右连杆与导向架分别铰接于D、F两点，左、右拉杆铰接于B点，导向杆、限位块固定于支承板上，导向架可沿导向杆升降，定位板通过手轮来调节高度，自动机构固定于横梁上。工作时，张开左、右夹板的夹具从电极上方放下，定位板接触电极后，夹具整体停止向下运动，在左、右夹板和左、右拉杆等构件的重力作用下，左、右夹板分别绕A、C两铰点转动，夹板开度继续增大，同时，自动机构亦随之向下运动，当自动机构的触杆与限位块接触后，由于上述重力的作用，自动机构继续向下运动，触杆被压缩，夹板开度增至最大，这时，自动机构动作，夹板张开的锁定条件被取消，随后，当吊起夹具时，由于左、右夹板和拉杆的重力作用，左、右夹板反向转动，夹板开度逐渐减小，直至夹紧电极从而将电极吊起。释放电极时，电极首先接触支承物停止向下运动，在左、右夹板和左、右拉杆等构件的重力作用下，左、右夹板分别绕A、C两铰点转动，夹板张开，同时自动机构向下运动，直至自动机构的触杆被限位块压缩、夹板开度增至最大，这时，自动机构动作，锁住左、右夹板，使左、右夹板在重力作用下不能转动，左、右夹板不能合拢，随后，可吊起夹具，使夹板保持张开状态，进行下一电极的搬运工作。夹持吊运不同高度尺寸的电极时，调节定位板的高度，使夹板开度合适即可。

3 自动机构的工作原理

如图3（a）所示，自动机构由触杆、转动销、上凸轮齿、下凸轮齿、弹簧、弹簧座、钢球、固定架组成。工作时当触杆头的挂钩处于图3（a）的横置状态时，挂钩钩住限位块，使夹具夹板在重力作用下不能转动，固定架下降时，由于限位块底部的限制，触杆被压入固定架，这时，转动销由位置A垂直向上运动到位置B，固定架继续下降时，转动销由位置B升至位置C，同时，绕自动机构中心线旋转了45°，当固定架上升时，触杆在弹簧力的作用下，转动销由位置C垂直向下运动到位置D，固定架继续上升时，触杆在弹簧力的作用下，转动销由位置D下降到位置E，同时，转动销再次转动45°，使触杆头的挂钩处于图3（b）所示的状态，这时，继续升起固定架（吊起夹具）挂钩不能钩住限位块而运动至图3（c）位置，这时夹具将吊起电极。当触杆由图3（b）状态再次被压入固定架，转动销经F、G、H运动到位置I，即转动销转动了90°，使触杆挂钩再次处于图3（a）位置状态，这时上升固定架（吊起夹具），挂钩挂住限位块，夹板在重力作用下不能转动，达到释放电极的目的。反复上述过程，即可不断进行电极的夹持与释放操作。

4 夹具的受力分析及安全系数计算

如图4所示，由于夹具的重量主要集中在杆L3、L4、L5上，为计算方便，不计杆L1、L2及连杆、导向架的重量，将L1、L2视为二力杆，因连杆、导向架在夹持过程中不受力（仅起导向作用），因此夹具杆系所受外力有：拉力P1，电极正压力F1、F2，摩擦力f1、f2，杆L3、L4、L5的重力G1、G2、G3（点H、I、J分别为杆L3、L4、L5的

重心）。

以上仅以一种规格的电极计算为例，对其他规格的电极计算相同，其计算结果同样满足生产要求。

5 结语

（1）由于夹持吊运的电极规格较多、夹持宽度相差较大，随着夹持宽度的变化，α、β等计算参数亦随之变化，在进行结构设计时，对接触电极的夹板弧线要进行合理设计，才能满足各种电极规格的要求。

（2）由于结构设计的原因，导向杆设计为两件，两导向杆实为同一导向，因此对两导向杆的平行度等要作严格要求。另外，在作自由度计算时，两导向杆亦只能算作同一个约束。

（3）连杆与水平面的夹角要合适，如该夹角过小，会导致导向不灵活，如该夹角过大，会导致夹具结构尺寸过大。

（4）定位板的设置，解决了夹持吊运不同高度电极的要求，调节定位板高度，可使夹持吊运不同高度电极时有较合理的安全系数。

分析车身焊接夹具的设计规律论文篇4

在汽车车身制作过程中，我们通常采用的结构是由内外覆盖件以及骨架件部分构成的。车身覆盖件的钢板厚度通常控制在0.8mm到1.2mm，骨架件的钢板厚度控制在1.2mm 到2.5mm，在设计以及制作过程中上述的部件厚度是一个非常严峻的挑战。

1.1 汽车车身的结构较为复杂，对于汽车车身的绘制以及造型有很大的难度

汽车车身构件都是薄板冲压件，这些相关的零件多是拉延而成的多维曲面体，结构比较复杂，在装焊成组件或壳体的时候，还需要考虑到车身造型，同时由于组件或壳体刚性的限制，给设计中的图纸绘制和三维造型带来难度。

1.2 汽车车身没有很强的刚性，对于车身的形状保持以及固定有很大的难度

薄板的加工工艺是冲压，这种制造方法会造成产品刚性不足，和普通机械加工件对比刚性相差较大，这种过于柔韧的冲压件不利于固定和保持形状，因此设计焊接夹具必须保证工序件焊装的要求，同时也需要保证整体焊接精度，满足装配的基本要求，这给焊接工作也带来了困难。

1.3 在汽车车身的设计过程中利用三维特征会出现焊接尺寸标准的问题

汽车车身的焊接具有非常强的三维空间特征，而且三维跨度非常大，这给焊接夹具设计中的尺寸标注带来了一定的困难。为保证夹具能符合要求，必须对车身进行空间坐标标注，为夹具的空间尺寸特征提供必要的参数。三维坐标标注非常困难，相应的精度要求也更高。根据实际生产经验，部分焊接夹具的失误就源自三维坐标的标定失误。汽车车身在焊装过程中焊接夹具的主要特点

2.1 汽车车身焊接夹具的主要结构特点

汽车焊接夹具的主要特点有两个，首先是汽车焊接夹具的体积非常大，其次是汽车焊接夹具的结构较为复杂。在实际的设计以及生产过程中为了便于车身加工以及装配，同时也有利于后期的使用维修等，我们通常采用焊接夹具分解的方式来进行设计以及生产。汽车焊接夹具在装配过程中主要有三个基准装配点。首先是左围板基准;其次是右围板基准，最后是底板基准。我们要在相关的平面上进行坐标线的设定，基准槽的设定，只有按照相应的坐标线基准以及基准槽进行装配作业以及检测，同时还要将每一个相关的分体部件组合起来，才是一个合格、达标的车身焊接夹具，才能够在生产装配过程中进行使用。

2.2 汽车车身焊接夹具的主要定位特点

在汽车焊接夹具中，定位元件的外形大多数是不规则的，因此在汽车焊接夹具中，标准件的使用少之又少，基本没有应用的空间和条件。在焊接夹具的使用过程中，定位是一个非常重要的加工环节，我们要将被焊接的部件进行夹具定位，这样能够有效地保证各个部件之间不出现干涉情况。关于定位问题在设计过程中要求充分利用和挖掘各个元件在工作过程中的配合关系，在实际的使用过程中我们通常采用定位支撑进行定位。需要强调的一点是，如果在车身装配的过程中对施工要求不高，可以在操作过程中不使用焊接夹具。

2.3 汽车车身焊接夹具的主要夹紧特点

在生产过程中，车身冲压经常采用电阻焊接的方式。在点焊加压的方向和加工件受力方向一致，同时保证焊接压力不导致焊接件变形，在工件的定位基准以及装配位置不受焊接压力影响的情况下，我们可以忽略夹紧机构在加工过程中的作用。焊接的过程主要是针对两个相邻工件，这样就说明夹紧点在加工过程中较多。这种情况下，电阻焊的焊接工艺应用会很大程度上提升焊接加工的加工效率，有利于装卸时间的减少。在针对薄板进行夹紧操作的过程中，重点就是要准确地找到支撑点，这是由于冲压件在受力的作用下，夹紧参数会出现变化，因此焊接夹具的夹紧要保障工件在加工过程中不出现变形问题。焊接夹具的夹紧器材的材质，我们通常使用碳钢材质以及不锈钢材质。这些材质的夹紧效果在实际的生产过程中较为明显、可靠。汽车车身焊接夹具的主要设计规律

3.1 在焊接夹具的设计过程中要对精度进行有效的控制

在焊接夹具的设计过程中我们要对焊接夹具的精度进行有效的控制，主要分为了两个方面。首先是要保障焊接夹具的精度标准在设计过程中得到有效的落实;其次是要保障设计提出的精度要求在装配过程中能够有效的实现。

3.2 在焊接夹具的设计过程中要遵循设计过程的六点定则

焊接夹具的设计六点定则主要就是要对六个方向的自由度进行有效的控制，我们在设计过程中要通过相邻件的相互制约以及夹紧的定位来有效地控制运动自由度。在设计过程中要保障夹具的精度范围在产品的装配精度要求内。在定位面的选择上要尽量选择多面定位，保障焊接夹具的精度达到标准要求。

3.3 在焊接夹具的设计过程中要对分块定位给予足够的重视

在车身焊接夹具的设计过程中要充分的考量车身分块定位问题，设计过程中遵循的设计原则主要有三点。首先是焊接装配过程中要保障底板加强梁加工以及位置精度;其次是要对车身的前后两个风窗口的装配尺寸精度进行设计保障以及要求;最后是要对车身门洞的装配尺寸进行设计保障。

3.4 在焊接夹具的设计过程中要对结构的夹紧设计给予足够的重视

偏心轴夹具毕业设计论文篇5

毕

业

设

计

基于 UG平台的偏心轴的加工分析及车削工

艺的夹具设计

姓名班级专业时间指导老师

摘要---------3 Abstract------4 1绪论---------6

1.1偏心轴车削加工的简介----------------6 1.2 UG简介----6 1.3论文的主要工作-------------------------6

2偏心轴的机械加工工艺规程-----------7

2.1 零件工艺分析---------------------------7 2.2毛坯设计---8 2.3定位基准的选择-------------------------9 2.4加工方法的选择-----------------------10 2.5加工顺序的安排-----------------------10 2.6加工工艺过程的确定-----------------10 2.7加工余量及工序尺寸的确定---------11

3夹具设计---12

3.1 偏心轴装配----------------------------12 3.2 基于 CAD的定位夹紧元件设计---17 结语------19 致谢--------20 参考文献-----21

摘要

机械传动中，由回转运动变为往复运动，往往是由偏心轴和曲轴来完成的。机械的开会和缩紧也往由偏心零件来完成的，可见偏心零件在机械制造中运用的非常广泛。

本课题来源于生产实践，充分利用所学的机械制图、机械设计及机械制造等课程，了解针对偏心工件的特点，通过UG软件，利用该软件制图功能，完成偏心工件类零件偏心外圆车组合夹具的设计。通过分析偏心工件类零件传统加工手段和三爪微调车削法, 得出了加工困难、效率低、互换性差及精度不易保证的结论,针对其缺陷提出了高效加工高精度偏心工件类零件的工艺方案——组合夹具车削法。加工精度要求比较高或批量较大的偏心工件类零件的车削加工,均适合采用专用夹具车削法。

在课题的研究设计阶段，首先从众多的零件中选择一个作为设计夹具的零件。针对该零件的结构特点，制定该零件的加工工艺。其次要了解夹具的相关知识，结合零件的结构特点选择需要的夹具元件，设计出夹具的大体结构。机床夹具作为一种重要的工艺装备在机械制造工艺过程中起着十分重要的作用，它的设计不但要保证工件的加工质量，提高加工效率，降低成本，在操作维护中安全方便还要注意到夹具结构的标准化，夹具制造的精密化。为了保证夹具组装精度，需要学习了解工件定位原理。根据这些原理结合零件的结构特点确定零件在夹具中以轴外圆作为定位，计算夹具的定位精度与夹紧力保证零件在夹具上的加工精度。然后使用UG绘图软件参考《夹具设计手册》

绘制夹具元件的机械图，完成夹具的设计。

关键词 : 偏心轴；车削；夹具

Abstract This topic comes from production practice, make full use of what have learned mechanical drawing, mechanical design and mechanical manufacturing, and other programs, to understand the characteristics for the eccentric shaft, through the UG software, the use of the software mapping function, complete with eccentric shaft parts special combination jig turning design.In this paper , the traditional process methods and the three jaw fine tuning turning method were analyzed , afterthat , a conclusion that the process on eccentric shaft parts are difficulties , low efficiency , poor interchang eability and difficult toguarantee the accuracy can be drawn.Finally , according to the shortcomings of the original process methods , a technology program for process high precision eccentric shaft parts special combination jig turning method is put forward In the research projects in the design phase, first select from a number of parts as the design of a fixture parts.For that part of the structural characteristics of the development

of the parts processing technology.Second, we must understand the fixture knowledge, combined with the structural features of components select the required fixture components, the general structure of fixture design.As an important fixture of the technology and equipment in the mechanical manufacturing process plays an important role, it is designed not only to ensure that the workpiece processing quality, improve processing efficiency, reduce costs, in the operation and maintenance of safe and convenient but also noted that Fixture structure of standardization, the precision of fixture manufacturing.In order to ensure the fixture assembly of precision, need to learn to understand principles of positioning the workpiece.Combination of components based on these principles to determine the structural characteristics of components in the fixture to cylindrical shaft as the positioning of the positioning accuracy of calculation of fixture clamping force to ensure the parts with the fixture on the machining accuracy.And then use the UG drawing software reference, “Fixture Design Handbook,” a mechanical fixture elements drawn map, complete fixture design.Keyword: The eccentric shaft;turning;jig

1绪论

1.1偏心轴车削加工的简介

在传动机构中,一般常用偏心工件或曲轴等偏心件来完成回转运动与往复运动相互转换的功能, 因此偏心件在机械传动中应用的十分广泛。偏心件加工工艺水平的高低(特别是大型偏心工件)可以反映出一个企业的机械加工工艺能力。

偏心类工件是轴线与轴线平行但不重合的工件,其中外圆与外圆偏心的工件称为偏心工件,内孔与外圆偏心的工件称为偏心套,轴线之间的距离称为偏心距。车削加工偏心类工件的方法很多, 如三爪自定心卡盘车削法、四爪单动卡盘车削法、双重卡盘车削法、花盘车削法、偏心卡盘车削法、两顶尖车削法和专用夹具车削法。偏心工件工件在机械加工中比较常见,属于轴类零件中比较难加工的,常见的车削加工方法有三爪车削法、四爪车削法、花盘车削法、三爪微调车削法和专用夹具车削法。

1.2 UG简介

UG是Unigraphics的缩写，这是一个交互式CAD/CAM(计算机辅助设计与计算机辅助制造)系统，它功能强大，可以轻松实现各种复杂实体及造型的建构。它在诞生之初主要基于工作站，但随着PC硬件的发展和个人用户的迅速增长，在PC上的应用取得了迅猛的增长，目前已经成为模具行业三维设计的一个主流应用。

1.3论文的主要工作

本课题要求对偏心轴进行合理的工艺规程设计，包括零件每一道

工序的选用设备、切削刀具、切削用量、定位方式等，充分利用所学的机械制图、机械设计及机械制造等课程，了解针对偏心工件的特点，通过UG软件，利用该软件制图功能，完成偏心工件类零件偏心外圆车组合夹具的设计。

2偏心轴的机械加工工艺规程

2.1 零件工艺分析

图1零件图

本次设计是加工阶梯轴，结构相对简单，取来毛坏后，检查是否存在缺陷。先铣左端端面，然后用三爪卡盘夹紧Φ40m6的轴，采用一夹一顶的方法加工小端外圆，应注意偏心外圆垂直误差。加工时应使直径大的余量大些，以方便在加工出现误差过大时作适度调整。

加工大端外圆，同样也应注重偏心外圆垂直度误差。在加工时要留有加工余量，以确保下一步的精加工。加工偏心外圆要用到设计的专用夹具，调整偏心工件线和主轴线间距离，加工Φ26和Φ8的外圆。

在偏心工件进行粗加工后，要对零件进行热处理，使零件达到一

0.016定的要求。精加工小端面,加工侧面到轴端面的距离在13加工轴0.016，0.02表面精度达到Φ8h6。精加工大端面，使侧面到轴端面为380.02，加工精度要求要达到Φ40m6。加工偏心外圆要用到设计的专用夹具，精加

0.02工偏心外圆表面，保证偏心工件线和主轴线间距离为30.02mm，精加工0.0330.05偏心圆Φ8h6和Φ26m6，端面距离分别为63和760.0330.05，最后进行全面的检验产品，有要求的轴表面加工粗糙度为Ra3.2μm，其余的加工表面要求一般精度即可。

2.2毛坯设计

在制定工艺规程时，正确选择毛坯类型的种类具有重要意义。它不仅影响到毛坯的制造工艺、设备、费用，而且对零件的加工工艺、设备、消耗也有较大影响。毛坯分为：铸件、锻件和其它类型毛坯。毛坯的选择原则：（1）零件材料的工艺性及零件对材料组织和性能要求；（2）零件结构及形状；（3）生产批量大小；（4）现场生产条件。根据以上选择原则，并考虑零件在机床运行过程中所受巨大冲击偏心轴的材料选为 40Cr。因为零件结构又比较简单 ,故确定毛坯为锻件(模锻)。毛坯的零件图如图 2所示。

图 2 毛坯图

2.3定位基准的选择

正确选择定位基准是设计工艺过程的一项重要内容。在最初的工序中只能选择未加工过的毛坯面为定位基准，称为粗基准，用加工过的表面作定位基准称为精基准。在加工过程中，必须相应的以一个或几个面为依据来加工其他表面，以达到零件图上的要求。所以在机械加工中要确定正确的定位基准。

偏心轴粗基准的选择主要遵循粗基准选择的一般原则。粗基准的选择将会影响各加工面的余量分配和位置精度。在选择偏心轴的粗基准时，应该考虑以毛坯件自身作为粗基准，工件外表面不用加工。仍然保持为毛坯面。

对于本工件来说，先铣端面，然后将毛坏外圆作为粗基准来加工，这样加工使制造基准和设计基准保持一致。中心孔的精度要求较高，位子精度要求也较高，一次加工可能难以保证其精度，而对加工余量不均与引起的误差，采用多走一刀来修正。粗基准最好只使用一次，不要重复使用，以免产生较大的位置误差。

2.4加工方法的选择

零件的加工方法的选择主要取决于加工表面的技术要求，如粗糙度、尺寸精度，公差等级等，再有，就是和被加工材料、生产类型，技术条件等也有关系。当明确了上述因素后，就可以根据此来选择加工方法，来满足零件质量、较好的经济性和较高的生产率的要求。参考《机械制造工艺设计简明手册》，其加工方法选择如下：

（1）检查工件毛坯是否有影响质量缺陷,夹紧毛坏外圆后车小端面。

（2）先加工小的外圆端面,然后依次加工轴面,从粗到细加工。（3）先加工大的外圆端面,然后依次加工轴面,从粗到细加工。（4）先加工偏心轴侧面,然后依次加工外圆面,从直径大到小加工,精度达到图上要求。

2.5加工顺序的安排

偏心轴的加工方法选择完毕后，就要安排加工顺序。一般来说，零件的加工顺序可划分为粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段以及光整加工阶段，并依次进行。但由于本工件毛坏是采用模锻，且工件的要求不是太高，所以本工件是采用粗车，精加工就可以达到这些要求。为了达到这些要求，工件的各个加工面的加工顺序就不能随意安排，必须遵照一定的原则。即“先粗后精、先主后次、先面后孔、先基准后其他”。

2.6加工工艺过程的确定

综合以上的分析，制订以下工艺过程如下：

工序1：检查毛坏；工序2：铣端面；工序3：粗车大端外圆；工序4：粗车小端外圆；工序5：粗车偏心轴大端外圆；工序6：粗车偏心轴小端外圆；工序7：热处理；工序8：精铣端面；工序9：精车大端外圆；工序10：精车小端外圆；工序11：精车偏心轴大端外圆；工序11：精车偏心轴小端外圆；工序12：去锐边，毛刺；工序13：终检。

2.7加工余量及工序尺寸的确定

偏心轴零件材料是40Cr,毛坯采用模锻制造。⑴ 粗铣小端面，保证总长度尺寸78mm；

⑵ 粗加工小端外圆。首先加工偏心圆侧面在保证垂直度的情况下使尺寸为14mm。

⑶ 粗加工大端外圆。使之尺寸在Φ41mm，粗车时，留加工余量1mm；

0.02⑷ 车削偏心外圆面。调整中心距为30.02mm 及外圆直径为Φ

26mm。

0.016⑸ 精铣小端面。保证端面到大端侧面为130.016mm。

⑹ 精车小端外圆。保证外圆工序尺寸Φ8h6 mm，表面粗糙度为Ra3.2μm。

⑺ 精车大端外圆。保证外圆工序尺寸Φ40m6 mm，表面粗糙度为Ra3.2μm。

0.0330.05⑻ 精加工偏心外圆表面。与断面距离分别为630.033和760.05，保证外圆工序尺寸Φ26m6和Φ8h6。

3夹具设计

3.1 偏心轴装配

机床夹具是机械制造中一项重要的工艺装备。工件在机床上加工时，为了保证加工精度和提高生产率，必须使工件在机床上相对刀具的切削或成形运动处于准确的位置。当用夹具加工一批工件时，是通过夹具来实现上述要求的。专用夹具是专门为工件的某道工序专门设计和制造的，由于采用了专门的元件，可以方便、简单地操作，并且易于保证加工精度的稳定，减轻了劳动强度，保证安全生产。

本设计中夹具的设计任务是：偏心工件偏心外圆车组合夹具设计在本设计中，车削偏心工件外圆表面选用的是CA6140机床。该机床主要参数是：

床身上最大回转直径 Φ400 mm 最大工件长度（二顶尖间距离）920mm

最大车削长度(最大加工长度)920 mm 最大车削直径 400 mm 滑板上最大回转直径 210 mm 主轴转速级数为了夹紧的需要 ,设计卡罐来进行设计

图 7 螺钉

定位误差分析：

⑴ 主轴各外圆面的定位误差

工序基准为各端外圆面，定位基准也是各端外圆面，两个基准重合，所以由基准不重合引起的误差为0。

又因为是平面定位，所以由于基准位移引起的误差为0。所以定位误差为0。

0.05⑵ 尺寸760.05mm的定位误差

工作轴线与弯板工件面A的平行度公差0.02mm，安装后的轴线与机床主轴间平行度公差0.03mm，而两偏心工件线间的公差为0.2mm △DW=△BC±△JW △JW =0.707TD

所以定位误差是0.25.结语

该文设计了一个偏心轴车削专用夹具 ,使用起来非常方便 ,只需一边夹在机床三角或四角卡盘上 ,另一端用顶针顶住即可 ,通过调节螺钉就可以加工出不同偏心量的轴段。本夹具结构简便 ,结实耐用 ,合适大批量的偏心轴生产。

本课题为偏心工件零件工艺规程设计及车削夹具设计。通过对偏心工件零件的工艺分析，结合有关的资料手册，我基本完成了零件的工艺规程编制和专用夹具的设计，并进行了有关的评估，所做的设计能够满足零件的加工要求。

通过毕业设计，我将几年来所学到得知识整体的运用在设计上，不管是整体的设计理念，还是局部的工艺过程，都是经过多次思考，反复琢磨，最后才决定下来的。即便如此，毕竟是第一做这么复杂和较正规的设计，而且本人知识水平有限，所做出来的设计难免会有不足之处。毕业论文是对设计的说明书，这次撰写翻阅很多资料，咨询老师，同学而后完成这篇论文。通过毕业论文的写作，不仅强化了我的学习素质、研究素质和创业素质，而且培养了我的创新意识，激发了我探求新知的欲望。在毕业设计中，我的专业技能得到了锻炼，提高了设计和计算机绘图的能力，初步掌握了解决本专业工程技术问题的手段和方法，为以后走向工作岗位打下了坚实的基础。

在这次毕业设计当中，我领会到了一种系统的设计思想，就是首

先对零件进行工艺分析，确定生产类型；然后选择合理的加工和工装设备，按一定的原则安排加工顺序，并尽可能设计多种方案，进行比较，选出最好的；最后确定切削用量，机床转速等具体参量，完成工艺规程的设计。毕业设计是对大学生知识水平的一次很好的检验，让我更深刻的明白学以至用的道理。

致谢

军训的情景还历历在目，大学生活已近尾声，五年来的努力与付出，随着本次论文的完成，大学学习也快要结束,但这里的一切会伴随一生。

本论文设计在XXX老师的悉心指导和严格要求下完成，从课题选择到具体的写作过程，论文初稿与定稿无不凝聚着XXX老师的心血和汗水。在我的毕业设计期间，XXX老师为我提供了种种专业知识上的指导和一些富于创造性的建议，她的循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪，她的渊博的专业知识，精益求精的工作作风，严以律己、宽以待人的崇高风范，将一直是我工作、学习中的榜样。宋老师一丝不苟的作风，严谨求实的态度使我深受感动，没有这样的帮助和关怀和熏陶，我不会这么顺利的完成毕业设计。在此向宋雪萍老师表示深深的感谢和崇高的敬意！

在此还要感谢教研室其他老师们的帮助和支持，是他们指导我们完成毕业设计，是他们一直陪伴在我们身边，细心指导我们，他们是我毕业设计路上的导航灯，给了我们很多帮助。在此向他们表示深深的谢意和崇高的敬意。

我还要感谢同组的各位同学，在毕业设计的这段时间里，你们给了我很多的启发，提出了很多宝贵的意见，对于你们帮助和支持，在此我表示深深地感谢。在论文写作过程中，我还参考了有关的书籍和论文，在这里一并向有关的作者表示谢意。

毕业将至，我借此机会向在这五年中给予了我帮助和指导的所有老师表示由衷的谢意，感谢他们五年来的辛勤栽培。各位任课老师认真负责，在他们的悉心帮助和支持下，我能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以体现，顺利完成毕业论文。

在这次的毕业设计中，机械工程学院里也做了大量的工作，衷心感谢学院为我们毕业设计提供了良好的工作设计环境，并对我们设计工作的指导和帮助。

最后我还要感谢母校镇江高等职业技术学校四年来对我的栽培。

参考文献

夹具设计课程设计任务书篇6

夹具设计任务书

一、题目：轴套类零件锥面槽加工工序专用机床夹具设计

二、应提交的内容：

1、夹具装配总图

夹具装配总图应能够清楚地表示夹具的工作原理和结构，各元件之间的相互位置关系和外轮廓尺寸。基本步骤如下：

a、参考草图，设计布局。先用双点划线勾出工件轮廓； b、依定位元件、导向元件、夹紧装置、分度装置、其它机构及夹具体的顺序画出夹具结构；

c、标出尺寸、公差及技术要求。

2、夹具零件图

绘制所有非标准零件。

3、课程设计说明书

设计说明书包括： a、目录

b、设计任务书 c、前言 d、设计思想及不同方案的比较

e、零件加工工艺规程，精确到每次走刀的加工余量

0.01f、根据所确定的工艺方案，分析30.01尺寸公差的合理性

g、定位分析与定位误差计算，定位误差分析内容：1）分析槽深度尺寸的0.015定位误差（径向+轴向）；2）技术要求槽中心线穿过500.015圆柱轴心，试分析该位置要求的定位误差。

h、对刀装置设计 i、分度装置设计

j、夹紧机构设计及夹紧力计算 k、夹具操作动作说明 l、设计心得体会 m、参考文献

三、原始资料及要求

1、生产纲领：年产5000件；

2、零件图（见下图）

3、每次加工一个零件。所有表面均为加工表面。开槽工序在所有其它表面的加工完成之后。

图1：零件图

说明：

1、回转轴套类零件。锥面上均布3个槽。

2、锥面可以按照120º顶角加工，槽亦做相应处理。

3、考虑到加工成本，图中所有

回转分度钻孔夹具的设计篇7

本文介绍的是一个自行设计制作, 用以加工Z32K钻床手柄座的夹具, 工件形状如图1所示。

工件的加工步骤如下:

(1) 粗加工大小两端面, 并镗出中心孔为;

(2) 以大端为基准, 拉内圆;

(3) 穿滑动心轴, 精车外锥面和大小端面;

(4) 钻孔及攻丝 (3个) ;

(5) 插键槽;

(6) 镀铬。

在此过程中, 钳工实习学生需要进行第4工序的钻孔、攻丝, 由于螺纹孔是在圆锥面上的, 钻孔加工有一定的难度。此前, 学生是用分度头进行划线, 利用平口钳把工件装夹在钻床的工作台上, 再转动钻床的回转盘来调校钻孔角度, 为了保证其精度, 往往是首先钻出直径较小的孔, 再用扩孔的方法钻完[1,2,3]。通过多年的实践, 笔者认为这种钻孔的方法存在以下的缺点:

(1) 每一个孔在钻削前钻头都要重新找正对位, 会增加加工时间;

(2) 利用分度头划线时, 卡盘对70°角处的棱边会因装夹造成损坏;

(3) 划线如果太长, 会使锥面留有痕迹, 从而破坏了已加工面, 影响工件镀铬质量;

(4) 在加工中一般采用扩孔方法, 要经常更换钻头, 使加工过程变得复杂化;

(5) 钻孔时, 容易钻出偏心的孔, 影响装配质量;

(6) 在圆锥面上钻孔不易定心, 会增加钻孔时的难度, 精度不易保证;

(7) 钻孔产生的热量较多, 工件温度高, 装夹时易伤手。

由于此工件在钻孔过程中存在以上的缺点, 加上学生的操作能力未够成熟, 经验不足。笔者在巡回指导工作中发现学生在加工此工件时, 常常出现划线的错误、钻床主轴调整的角度不正确、钻头定心不良而使钻出的孔偏心、工件过热灼伤手等现象。针对这些情况, 设计制作了以下的回转分度钻孔夹具, 如图2。

1 使用原理

各零部件的基本尺寸如图3~8所示。

其余的锁紧件、连接件为标准件。

夹具的使用原理:

(1) 利用钻床把钻头的进给深度调整好 (这是为了避免钻头钻伤定位心轴) , 并固定夹具;

(2) 松开螺母11并拆出开口螺母5, 装上工件后 (如图所示) 把开口螺母5装上, 锁紧螺母11, 最后把凸轮手柄8压紧, 开始钻孔;

(3) 当钻完一个孔后, 只要松开凸轮手柄8用手拉出定位销9, 转动开口垫圈5到定位心轴3的另一个锥孔对正定位销, 并使定位销自行回复原位后, 锁紧凸轮手柄8即可钻第二个孔;

(4) 重复步骤3将其余孔钻完;

(5) 当完成底孔的加工工作后, 主要把固定螺钉12松开一些, 取出快换钻套7, 再换上倒角钻头就可按钻孔的方法进行孔口加工。

本夹具的使用要点如下。

分度盘的定位方式:根据回转分度装置的基本结构, 对定机构类型按分度盘和定位销相互位置的配置情况, 一般可分为轴向分度和径向分度两类[4]。本夹具中的分度盘采用了轴向分度定位的方法, 这是因为: (1) 轴向分度定位的结构较紧凑, 占的空间位置小, 使用也较方便; (2) 如果采用径向分度的方法, 分度盘的对定机构装在夹具的外面, 在加工工件时, 很容易有铁屑嵌入, 直接影响分度的准确性; (3) 在加工中, 径向分度的加工难度和精度比轴向分度的要高, 而本夹具辅助加工的工件尺寸精度要求不很高, 从成本考虑选择轴向分度较合理。另外, 在轴向分度中的定位销有两种形式, 有圆柱形和圆锥形, 这里采用了圆锥形, 因为圆锥定位销能消除定位销与分度孔之间的配合间隙, 分度精度比圆柱销高, 而且比圆柱销更容易找正。

定位心轴的锁紧结构:该夹具的定位心轴是通过凸轮手柄的转动来达到锁紧效果的, 采用这种锁紧结构前, 曾考虑过它能否达到预期效果, 强度是否足够, 但经多次实践证明, 这种结构完全符合使用要求, 因为定位心轴是倾斜向上的, 在加工时产生的作用力的大部分已由分度定位销与分度盘的配合和心轴与支承架之间的配合抵消, 对心轴影响较小, 凸轮手柄只起到拉紧作用就已经足够, 所以在该夹具中采用这种结构是合理的, 而且比螺纹锁紧方便快捷很多, 也具有一定的可靠性。

钻套与定位板的位置确定:通过三角函数计算得出的数据, 利用辅助工具 (圆锥销) 和量具 (深度游标卡尺和百分表) 来确定位置后, 拧上紧定螺钉和加上圆锥销进行定位。

钻套的形式:夹具的定位钻套7是采用快换钻套的型式, 这里为改变钻孔直径装拆钻套时带来了方便。

工件的夹紧:根据工件夹紧装置的要求: (1) 夹紧时应保持工件在定位时所处的正确位置; (2) 夹紧要安全、可靠; (3) 夹紧动作迅速, 操作方便、省力; (4) 夹紧机构的自动化程度和复杂程度应和工件的生产规模相适应, 并有良好的结构工艺性[5]。综合以上的要求, 本夹具采用开口垫圈螺母与心轴之间的结合达到夹紧的性能, 是非常合理的。

通过使用夹具钻孔, 既可避免了未用夹具前钻孔出现的不足, 又可提高加工质量及生产效率, 实践证明, 夹具的使用有以下优点:

(1) 该夹具是专用的, 可以不用划线找正便可将工件迅速准确地装夹到正确的加工位置上, 从而大大地缩短了与装夹工作有关的辅助时间, 也可以避免了划线装夹出现的质量问题。

(2) 位置已定底孔可一次钻出, 这样可避免了因扩孔更换钻头带来的工具设备的损坏和不便。

(3) 由于使用了该夹具, 工件装夹得比较牢固可靠, 并可增加切削用量从而减少加工时间, 降低成本。

(4) 由于夹具在钻床上和工件的位置均已确定, 所以工件加工的位置得到保证, 且不受划线质量和找正技术水平等因素的影响。

(5) 每当钻完一个孔后, 不用直接触摸工件即可转换工件方向, 避免了因工件过热而伤手。

(6) 工件通过支承架的角度组合, 使被加工表面垂直于钻头, 钻床无需调校主轴角度。

(7) 效率比原来提高5~6倍。

本夹具虽然存在以上优点, 但如果使用不当会损坏夹具, 钻出的孔不符合图纸要求和出现安全事故, 特别是本夹具让学生使用的, 学生会因操作不熟练, 应变能力有限而出现问题, 因此, 使用本夹具时应注意以下问题:

(1) 学生的知识面有限, 而且对新事物不一定能立刻接受, 所以在使用前要让学生了解夹具的结构特点及使用方法, 可先让学生自己思考, 回答教师的问题, 最后教师作补充, 也可由教师讲解并讲明注意问题。

(2) 学生了解后, 教师要做好巡回指导, 观察学生的使用方法是否正确, 发现问题及时纠正, 例如钻床钻孔深度的调整, 夹具的装夹, 工件的装夹等等。

(3) 在使用过程中, 凸轮避免不了会有一定的磨损, 当磨损后, 夹紧力就会减弱, 直接影响工件的质量, 如发现这种情况, 要立刻在工字型压块和支承架的接触面之间加上一定厚度的垫片, 这样就能避免凸轮磨损后对夹紧力的影响。

(4) 装拆钻套时要停钻床。

(5) 使用完毕后要注意夹具的保养。

2 结束语

笔者在指导学生使用本夹具的过程中, 只需要简单向学生讲解夹具的使用方法, 学生就能较快地掌握, 并且钻出的孔达到精度及质量要求。由此证明本夹具有较高的使用性能及可靠性, 学生容易接受, 减少了原来工件加工时的划线, 打样冲, 换钻头等的工作量, 改善了原来加工上的不足, 同时教师在巡回指导中的工作量也相应减小, 大大保证了加工精度。从另一角度, 通过教师设计夹具, 学生可从中得到启示, 并进一步调动学生学习专业知识及技能的积极性, 激发学习兴趣, 为以后的操作的打下良好的基础, 预先了解有关夹具的知识, 提高学生分析问题及解决问题的能力。

参考文献

[1]人力资源和社会保障部教材办公室.机修钳工工艺学:第三版[M].北京:中国劳动社会保障出版社, 2014.

[2]曾林.钻孔夹具的改进[J].煤矿机械, 2011 (11) :131-132.

[3]侯红叶, 刘建强.通用径向钻孔夹具设计[J].机械研究与应用, 2012 (3) :100-101, 107.

[4]马幼祥.机械加工基础[M].北京:机械工业出版社, 2006.

离心机中万能夹具转盘的设计篇8

万能夹具转盘是40000g离心式稳态加速度试验机的重要部件之一，它的结构及加工质量直接影响着离心机转子与支承系统的使用寿命、影响着离心机的旋转平衡性，因此设计优质结构和质量的万能夹具转盘是关系整个离心式是否能研制成功的关键问题之一。

一、离心机中万能夹具转盘的设计

1.1 40000g离心式加速度试验机的离心装置由交流电机驱动，通过楔形带进行一级升速，使主轴达到试验时所需转速，试验时的试品是通过子夹具安装在万能工作转盘的某一半径处，工作转盘做等速回转时，试品就受到一个离心恒加速度的作用。改变工作转盘回转速度，就可获得所需要的加速度值。40000g离心式稳态加速度试验机要求试品安装半径在100mm时的法向加速度值达到40000g，主轴转速达到20000r/min，而試品质量的偏差，使得夹具转盘在高速度的旋转中产生了很大的离心力，而当这种由不平衡质量产生的离心力超过设计要求的限度时，系统的支承系统和转子都会受到较大的伤害，支承部位就会产生很大的动反力，从而引起系统振动、发热、轴承磨损、产生噪音等多种破坏现象，这样就缩短了离心机转子的使用寿命。

1.2 夹具转盘在超高速条件下旋转时还会与空气强烈摩擦而引起转盘发热，如果温度较高还能使转盘材料的强度极限下降，导致转盘在高速惯性力作用下产生外圈变形，当这种变形超过一定的量值时，工作转盘就会瞬间产生裂纹，甚至解体，这样就会危及操作人员的生命安全。所以我们对工作转盘设计时采用仿真技术将夹具设计成在母体夹具上安装便于拆卸的子夹具结构，母体夹具采用超硬度的锻压铝材料DL5做为母夹具的基体材料，子夹具采用钛合金TC4做为子夹具基体材料，这两种材料均具有质量轻、强度高的特点，用以保证系统的可靠性。

二、离心机中万能夹具转盘的加工工艺保证措施

2.1 设计人员通过仿真技术完成万能夹具转盘的结构设计后，如何能通过现有的设备加工出合格的高质量的转盘就成为完成这一关键部件的主要任务了，为此我们首先对能采用的工艺路线进行反复的论证，最后采用了：锻压→热处理→粗加工→热处理→半精加工→热处理→精加工等工艺顺序来加工零件，保证了零件的加工质量。

2.2 经过认真的操作、加工，一个合格的高质量的转盘虽然它的各项尺寸精度和误差都达到了图纸的要求，静态中无可挑剔，但由于转盘本身材质密度不可能处在完全理想的均匀状态，材质密度的不均匀性和几何尺寸的微量偏差都会使转盘的质心和转子的旋转中心不可能完全的重合，这样当万能夹具转盘在高速旋转时就会产生不平衡离心惯性力，从而引起离心机整个系统的振动，随机而产生主轴支承系统的相互干扰、摩擦发热、噪声等问题，为了解决这些问题，我们对组装后的万能夹具转盘做了动平衡试验，即把组装好的万能夹具转盘安装在动平衡机的弹性支承上，使其转动测量出支承的振动支反力，用分离解算电路，计算出转盘的不平衡重量，再对转盘进行去重，直至达到允许的不平衡量值，从而把振动控制在允许的范围内，减小了振源。

三、离心机中万能夹具转盘的应用

3.1夹具转盘超高速旋转时，与空气强烈摩擦可引起转盘发热，安装时我们还对夹具转盘工作圆筒抽取空气，使转盘在真空状态下旋转，以减小低高速旋转时的摩擦发热，并对其真空度进行实时检测，并将检测结果传送给计算机系统。

3.2万能夹具试验时，只需将所要试验的试品（电子元器件）放在六个试品盒内，再将六个试品盒放入万能夹具转盘上对称分布的定位孔内即可进行试验。凡是外形尺寸能够放进试品盒的各种元器件，都可以进行试验，而且还可根据试品的大小同时放入多个试品，方便、快捷、有效。

3.3装入试品盒的试品不受形状限制，试品盒内试品之外的多余空间用石英砂来填充，石英砂要干燥、干净、颗粒要均匀。

3.4将试品在试品盒的不同方向进行安装或者通过改变试品盒在转盘中的位置，即可进行X、Y、Z三坐标六方向的试验，充分发挥了万能夹具的优势。

四、结论

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