1、 1 前言前言 夹具课程设计的目的： 金属切削机床的夹具设计是机械类企业常见的设计任务， 作为机械类专业的 学生进入企业后常常会遇到这些设计任务， 课程设计是提高我们机床夹具设计技 能的重要环节。其目的是： 1) 培养我们分析和解决工程实际问题的能力，使我们掌握机床夹具的一般设计 方法和步骤，提高我们今后走上工作岗位所需的专业技能。 2) 使我们学习运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料等强化我们的 基本设计技能。 3) 使我们能综合运用夹具设计课程及其他相关专业课程的知识，学会用所学的 理论知识指导设计实践，树立正确的设计思想。 课程设计中应注意的问题： 1) 注意与工艺规程设计的衔接
2、，夹具设计应和工序设计统一 2) 所需设计的夹具绝大多数用于零件加工的某一特定工序。在工艺设计环节 中，对该工序的设计已要求设计其定位与夹紧方案，因此夹具设计的具体内 容应与工序设计保持一致，不能相互冲突。 3) 设计时要有整体观念 4) 夹具设计有其自身的特点:定位、夹紧等各种装置在设计前期是分开考虑的， 设计后期通过夹具体的设计将各种元件联系为一个整体 。在这个过程中， 容易出现工件无法装卸、工件定位出现过定位或欠定位等问题。因此，设计 时考虑须周全，整体观念强就会少出差错，从而提高设计质量与效率。 5) 设计中应学习正确运用标准和规范 6) 对于国家标准的规范要严格的遵守和执行。夹具设计
3、过程中选择各种功能元 件时应注意尽可能选用标准件，减少非标准件的设计制造工作量，降低夹具 成本。 2 第第 1 1 章章 设计准备工作设计准备工作 1.11.1 熟悉加工零件图熟悉加工零件图 零件图应该无遗漏的给出加工零件的全部信息，包括几何形状、全部尺寸、 加工面的尺寸公差、形状公差和表面粗糙度要求、材料和热处理要求、其它特殊 技术要求等。 该加工零件如下图： 图 1-1 已知该零件的材料为 HT200,需要大批量生产，加工 2-12H7 孔（其它工序 已经加工完成） 。要求为该零件设计专用钻床夹具，所用机床为 Z525 立式钻床。 3 1.21.2 加工零件图分析加工零件图分析 该工序为加
4、工 2-12H7 孔，该孔的公差等级为 7 级，精度要求较高。因此 夹具的主要任务是保证加工精度， 特别是保证被加工工件加工面与定位面之间以 及被加工表面相互之间的位置精度。使用机床夹具后，这种精度主要靠夹具和机 床来保证，不在依赖与工人的技术水平。所设计的夹具应有以下基本要求： 1) 保证工件精度要求 这是夹具设计的最基本要求，其关键是正确地定位方 案、夹紧方案、刀具导向方式及合理确定夹具刀具技术要求。必要时应进行 误差分析与计算。 2) 夹具结构方案应与生产纲领相适应 在大批量生产时应尽量采用快速、高效 夹具结构，如多件夹紧、联动结构等，以缩短辅助时间；对于中、小批量生 产，则要求在满足夹
5、具功能的前提下，尽量使夹具结构简单、制造方便，以 降低夹具制造成本。 3) 操作方便、安全、省力 如采用气动、液压等夹紧装置，以降低工人强度， 并可好地控制夹紧力。夹具操作位置应符合工人操作习惯，必要时应有安全 防护装置，以确保使用安全。 4) 便于排屑 切屑积集在夹具中，会破坏工件的正确定位；切屑带来的大量热 量会引起夹具和工件的热变形；切屑的清理又会增加辅助时间。切屑积集严 重时，还会损伤刀具甚至引发工伤事故。故排屑问题在夹具设计中必须给以 充分注意，在设计高效机床和自动线夹具是尤为重要。 5) 有良好的结构工艺性 设计的夹具要便于制造、检验、装配、调整、维修 等。 4 第第 2 2 章章
6、 结构方案设计结构方案设计 2.1 2.1 定位方案设计定位方案设计 2.1.12.1.1 确定定位方案确定定位方案 定位是指确定工件在机床（工作台）上或夹具占有正确的位置的过程，通常 可以理解为工件相对于切削刀具或磨具的一定位置， 以保证加工尺寸和形位精度 的要求。 确定定位方案应注意以下问题： 1) 按照工件要求确定工件必须限制的自由度，决不允许欠定位。 2) 当发生重复定位时应根据其对加工是否产生有害影响，判断其属于可用重复 定位还是属于不可用重复定位。不可用重复定位也是不允许的。 3) 大型、重型零件等不易搬运的工件采用孔销配合等定位方式时，可采用预定 位来降低人的劳动强度，提高生产效率。 在考虑到以上问题的基础上，根据零件的具体情况提出以下二种定位方案： 方案一：工件以17H7 孔，底面 A 为定位基准。17H7 孔的定位元件是长 圆柱螺柱。长圆柱螺柱限制三个自由度，底面 A 限制三个自由度。显然方案满足 “六点定位原理”要求。因此此定位方案合适。 方案二：工件以17H7 孔，底面 B 为定位基准。17H7 孔的定位元件是长 圆柱
