《机床夹具设计》课程设计指导书

机械工程学院

20xx年3月

1

一、课程设计的目的

《机床夹具设计》课程设计是在学完了《机床夹具设计》课程后进行的一个实践性教学环节。其目的是：

1、培养学生综合应用《机床夹具设计》课程及其它有关先修课程的理论知识，把理论知识和生产实际密切结合，能够根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计，进一步提高结构设计能力。

2、培养学生熟悉并运用有关手册、图表、规范等有关资料文献的能力。

3、进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能。

4、培养学生独立思考和独立工作的能力，为毕业后走向社会从事相关技术工作打下良好的基础。

二、课程设计的要求与内容

本次设计按学号顺序（或者自由组合）分组进行，每6人一组，每组一个题目。要求每组根据提供的零件工序图，设计一种专用夹具（车、铣、钻夹具），并撰写设计说明书。

学生应在教师指导下，按本指导书的规定，认真地、有计划地按时完成设计任务。必须以负责的态度对待自己所作的技术决定、数据和计算结果。注意理论与实践的结合，以期使整个设计在技术上是先进的，在经济上是合理的，在生产上是可行的。

具体内容如下：（1）绘制夹具装配总图和关键零件图一张；（2）撰写设计说明书一份。

三、设计方法和步骤

1、制订设计方案，绘制结构草图

设计方案的确定是一项十分重要的设计程序，方案的优劣往往决定了夹具设计的成败。因此，宁可在这里多花一点时间充分地进行研究、讨论，而不要急于绘图、草率从事。最好制订两种以上的结构方案，进行分析比较，确定一个最佳方案。

（1）确定定位方法，选择定位元件。定位应符合“六点定则”。定位元件尽可能选用标准件，必要时可在标准元件结构基础上作一些修改，以满足具体设计的需要。

（2）确定夹紧方式，设计夹紧机构。夹紧可以用手动、气动、液压或其他力源形式。重点应考虑夹紧力的大小、方向、作用点，以及作用力的传递方式，看是否会破坏定位，是否会造成工件过量变形，是否能满足生产率的要求。对于气动、液压夹具，应考虑气（液压）缸的形式、安装位置、活塞杆长短等。

（3）确定夹具整体结构方案。定位、夹紧确定之后，还要确定其他机构，如对刀装置、导引元件、分度机构、顶出装置等。最后设计夹具体，将各种元件、机构有机地连接在一起。

（4）夹具精度分折。在绘制的夹具结构草图上，标注出初步确定的定位元件的公差配合关系及相互位置精度，然后计算定位误差，根据误差不等式关系检验所规定的精度是否满足本工序加工技术要求，是否合理。否则应采取措施后（如重新确定公差，更换定位元件，改变定位基准，必要时甚至改变原设计方案）重新分析计算。

（5）夹具夹紧力分析。首先应计算切削力大小，它是计算夹紧力的主要依据。通常确定切削力有以下三种方法：

1）由经验公式算出；

2）由单位切削力算出；

2

3）由手册上提供的图表查出。

根据切削力、夹紧力的方向、大小，按静力平衡条件求得理论夹紧力。为了保证工件装夹的安全可靠，夹紧机构（或元件）产生的实际夹紧力，一船应为理论夹紧力的1.5~2.5倍。

应当指出，由于加工方法、切削刀具、装夹方式干差万别，夹紧力计算有时是没有现成的公式可套用的，需要同学们根据过去已掌握的知识、技能进行分析、研究来确定合理的计算方法，或采用经验类比法，千万不要为了计算而去计算，只要在说明书内阐述清楚这样处理夹紧力的理由即可。

2、绘制夹具装配总图

夹具装配总图应能清楚地表示出夹具的工作原理和结构，各元件间相互位置关系相外廓尺寸。主视图应选择夹具在机床上使用时正确安放时的位置，并且是工人操作面对的位置。夹紧机构应处于“夹紧”状态下。要正确选择必要的视图、剖面、剖视以及它们的配置。尽量采用1：1的比例绘制。基本步骤如下：

（1）参考草图设计布局。先将被加工零件用双点划线（或红色细实线）勾出轮廓。注意工件轮廓是假想的透明体，不会挡住夹具上的任何线条，以后的绘制过程中要时时提醒自己不要忘记这一点。

（2）依定位元件、导向（对刀）元件、夹紧装置、其他机构和辅助元件及夹具体的顺序画出整个夹具结构。

（3）在总图适当的位置上画上缩小比例的工序图，以便于审核、制造、装配、检验者在阅图时对照。

（4）标注夹具的有关尺寸、公差与技术要求。主要包括以下内容：

1）最大轮廓尺寸。长、宽、高，活动构件的最大活动范围。

2）与工件加工技术要求直接有关的尺寸和公差。如：

① 定位元件之间的尺寸及公差；

② 导向（或对刀）元件之间的尺寸及公差以及它们与定位元件之间的尺寸及公差； ③ 导向（或对刀）元件与夹具安装基面或机床连接元件之间的尺寸与技术要求； ④ 定位元件与夹具安装基面或与机床连接元件之间的尺寸与技术要求。

3）重要的配合尺寸及配合性质。如钻套内径、钻套与衬套、衬套与模板等处。

4）安装尺寸。夹具体与机床的连接尺寸。如车夹具与机床连接的锥柄、止口等。

5）其他技术要求。标于总图下方适当的位置。内容包括：为保证装配精度而规定或建议采取的制造方法与步骤；为保证夹具精度和操作方便而应注意的事项；对夹具某些部件动作灵活性要求等。

6）编制、标注零件序导，填写明细表、标题栏。

3、绘制夹具零件图

经教师指定绘制1个关键的、非标准的夹具零件，如夹具体。

4、撰写设计说明书

说明书是课程设计总结性文件。通过编写说明书，进一步培养学生分析、总结和表达的能力，巩固、深化在设计过程中所获得的知识，是本次设计工作的一个重要组成部分。

说明书应概括地介绍设计全貌，对设计中的各部分内容应作重点说明、分析论证及必要的计算。要求系统性好，条理清楚，图文并茂，充分表达自己的见解，力求避免抄书。文内公式、图表、数据等出处，应以“[ ]”注明参考文献的序号。

说明书要求语言简练，文字通顺，图例清晰。采用A4纸打印，大标题采用黑体3号字，小标题采用黑体4号字，内容采用宋体小4号字。

3

学生从设计一开始就应随时这项记录设计内容、计算结果、分析意见和资料来源，以及教师的合理意见、自己的见解与结论等。每一设计阶段后，随即可整理、编写出有关部分的说明书，待全部设计结束后，只要稍加整理，使可装订成册。

说明书包括的内容有：

（1）目录；

（2）设计任务书；

（3）总论或前言；

（4）设计思想与不同方案对比；

（5）定位分析与定位误差计算；

（6）对刀及导引装置设计；

（7）夹紧机构设计与夹紧力计算；

（8）夹具操作动作说明（也可和第（4）项合并进行）。

（9）设计心得体会。

（10）参考文献书目（书目前排列序号，以便于正文引用）。

四、课程设计成绩的评定

《机床夹具设计》课程设计成绩由平时成绩、设计图纸及说明书三部分组成，比例为3：5：2，按优秀、良好、中等、及格和不及格五级平定。凡初评不合格的学生，给予一次修改机会，修改后成绩仍不合格者，成绩按不及格计。

五、课程设计的进度与时间安排

六、参考文献

1、 机床夹具设计，薛源顺主编，机械工业出版社，20xx年11月

2、 机床夹具设计（修订本），王启平主编，哈尔滨工业大学出版社，19xx年2月 4

附：设计题目

题目一：钻床夹具设计

题目三：钻床夹具设计

如图3所示，设计加工端盖上6×Φ6mm小孔的钻孔夹具。图中其他各表面均已加工完毕。

图3 端盖

题目四：钻床夹具设计

如图4所示，设计加工挡环上Φ10H7小孔的钻孔夹具。图中其他各表面均已加工完毕。

图4 挡环

6

7

第二篇：机床夹具总结

第一章

定位：使工件在机床上占有准确的位置 夹紧：使工件始终保持这一准确位置不变 夹具组成：定位元件及定位装置、夹具装置、对刀及导引元件、夹具体、其他元件

保证精度的条件：1.工件在夹具中占据一定的位置 2.夹具在机床上保持一定的位置 3.夹具相对刀具保持一定的位置 夹具上的动力源分类：手动夹具、气动、液压、电动、磁动、真空、切削力离心力夹具 夹具应用范围分类：通用夹具、专业..、成组..、组合..

夹具的作用：1.易于保证加工精度，并使一批工件的加工精度稳定 2.缩短辅助时间，提高劳动生产率，降低生产成本 3.减轻工人操作强度，降低对工人的技术要求 4.扩大机床的工艺范围，实现一机多能 5.减少生产准备时间，缩短新品试制周期。

工艺系统：工件，工具，机床，夹具体

第二章

工件定位类型：全定位、部分定位、欠定位、重复定位

定位元件：1.固定支承：在夹具体上，支承点的位置固定不变的定位元件。2.可调支承：在夹具上，支承点的位置可调节的定位元件。 3.自位支承：指支承点的位置在工件定位过程中随工件定位基准面位置变化而自动与之适应的定位元件。 4：辅助支承：在夹具中，只能起提高工件支承刚性或起辅助作用的。

定位误差：由于定位不准而造成某一工序在工序尺寸或位置要求方面的加工误差。 定位误差组成：由基准位置误差和基准不重合误差组成。

典型的表面定位误差：平面定位时的定位误差、圆孔表面...、外圆表面...、圆锥表面...。

第四章

铣床夹紧的对刀：1.单件试刀 2.通过试切个数来对刀 3.同样件或对刀装置对刀。影响因素：

1.测量调整误差 2.定位元件定位面相对对刀装置的位置误差。钻套：固定钻套，可换钻套，快速钻套，特殊钻套。

分度装置：使工件的加工工序集中，夹紧次数减少，从而提高加工表面的位置精度，减轻劳动强度，提高生产率。分类：1原理：机械，光学，电磁。2.回转轴：立轴式，卧轴式，斜轴式。3.分度定位:轴向分度装置，径向分度装置。

第五章

钻床夹具：固定式钻膜：磨损后不易更换，，主要用于中小批生产用的钻床夹具上或用来加工孔距小和孔距精度高的孔。回转式钻膜：立轴式，卧轴式，斜轴式三种。

铣床夹具：特点：主要用于加工平面，键槽，缺口，花键，此轮及成型表面。分类：直线进给式，圆周进给式，靠模进给式。

车床夹具：分类：顶尖类、心轴类、拨盘类、中心架类、自动定心卡盘类、卡盘类、角铁类。

第三章

夹紧装置的基本任务：保持工件在定位中所获得的既定位以便于切削力，重力，惯性力等为例作用下，不发生移动和振动确保加工质量和生产安全。

夹紧装置的组成：动力源、夹紧机构

夹紧力的方向：1.夹紧力应锤子于主要定位基准面 2.夹紧力的方向应有利于减小夹紧力 夹紧力作用点：1.夹紧力作用点应能保持工件定位稳定，而不致引起工件发生位移和偏转。

2.夹紧力的作用点，应使被夹紧工件的夹紧变形尽可能小。3.夹紧力的作用点应尽可能靠近工件加工表面，提高定位稳定性和夹紧可靠性。

夹紧力大小：夹紧力大小必须适当，夹紧力过小，工件可能在加工过程中移动而破坏定位，不仅影响质量，还可能造成事故，夹紧力过大，不但会使工件和夹具产生变形，对加工质量不利，而且造成人力物力的浪费。

斜契夹紧机构（少）：1.工作原理：利用其斜面移动时所产生的压力来夹紧工件 2.应用特点：具有自锁习性，改变夹紧作用力方向，具有扩力作用，夹紧行程小，夹紧效率低3.应用范围：毛坯质量较高时，用于机动夹紧装置中，手动的夹紧机构，费时费力，效率低，较少采用。 螺旋夹紧机构（实用广泛）：原理：通过转动螺旋，使绕在圆柱体上的斜契高度发生变化来夹紧。结构特点：结构简单，扩力比大，自锁性能好，行程不受限制，夹紧动作慢。

圆偏心夹紧机构：是一种快速动作的夹紧机构，它的工作效率高。2.结构特点：偏心圆上个点的升角是变化的，偏心圆的自锁条件，圆偏心的夹紧行程是变化的，圆偏心的有效工作区域一般为90°。

铰链夹紧机构：结构特点：结构简单，扩力比大，摩擦损失小。2. 适用范围:铰链夹紧机构使用于多点，多件夹紧并在气动夹紧中广泛应用。

定心、对中夹紧机构：1.特点：定位和夹紧两种作用是再工件被夹紧中同时实现的既是定位元件也是夹紧元件。2.分类：1.按定位-夹紧元件等速移动原理来实现定心对中夹紧 2.按定位-夹紧元件均匀弹性变形原理来实现定心夹紧。3.实用范围：一般适用于精加工和半精加工工序，工件定位基准的尺寸变化范围在0.1-0.5.

联动夹紧机构：1.多点.多向夹紧机构：用一个原始作用力，通过一定的机构分散到数个点上对工件进行夹紧 2.多件夹紧机构：用一个原始力，通过一定的机构对数个相同或不同的工件进行夹紧 3.形式：平行夹紧，对向夹紧和复合夹紧，依次连续夹紧

气动夹紧：组成：气源、气缸、雾化器、减压器、单向阀。分配阀、调速阀、压力表。 气缸分类：活塞式气缸、薄膜式气缸。液动夹紧：和气动原理结构相同，介质不同。