《机械制造工艺学》课程设计-曲轴箱箱盖钻孔夹具设计【全套图纸三维】

1 机电及自动化学院 机械制造工机械制造工艺艺学学 课课程程设计说设计说明明书书 设计题目：曲轴箱箱盖钻孔夹具设计 姓 名： . 学 号： . 班 级： . 指导教师： . 2014年 1月 2 前言 全套图纸，加153893706 1、主要技术指标 1）保证工件的加工精度专用夹具应有合理的定位方案、合适的尺寸、公差 和技术要求，并进行必要的精度分析，确保夹具能满足工件的加工精度要求。 2）提高生产效率,专用夹具的复杂程度要与工件的生产纲领相适应。应根 据工件生产批量的大小选,用不同复杂程度的快速高效夹紧装置，以缩短辅助时 间，提高生产效率。 3）工艺性好,专用夹具的结构简单、合理、便于加工、装配、检验和维修 。专用夹具的生产属于中批量生产。 4）使用性好,专用夹具的操作应简便、省力、安全可靠，排屑应方便，必 要时可设置排屑结构。 5）经济性好,除考虑专用夹具本身结构简单、标准化程度高、成本低廉外 ，还应根据生产纲领,对夹具方案进行必要的经济分析，以提高夹具在生产中的 经济效益。 2、设计方案、设计方法、设计手段 （一）研究原始资料,在明确夹具设计任务后，应对以下几方面的原始资料进行 研究。 3 1、研究加工工件图样,了解该工件的结构形状、尺寸、材料、热处理要求 ，主要表面的加工精度、表面粗糙度及其它技术要求。 2、熟悉工艺文件，明确以下内容： （1）毛坯的种类、形状、加工余量及其精度。 （2）工件的加工工艺过程、工序图、本工序所处的地位，本工序前已加工 表面的精度及表面粗糙度，基准面的状况。 （3）本工序所使用的机床、刀具及其它辅具的规格。 （4）本工序所采用的切削量。 （二）拟订夹具的结构方案，拟订夹具的结构方案包括以下几个内容 1）确定夹具的类型，各类机床夹具均有多种不同的类型、钻床夹具有固定 式、翻转式、盖板式和滑板式等，应根据工件的型状、尺寸、加工要求及重量 确定为回转式。 2）确定工件的定位方案，设计定位装置，根据六点定位原则，通过分析工 序图确定工件以圆柱孔定位，定位元件为定位心轴。 3）确定工件的夹紧方式，设计夹紧装置，常用的夹紧机构有斜楔夹紧、螺 旋夹紧、偏心夹紧、铰链夹紧等。根据工件的结构，加工方法其因素确定为螺 旋夹紧。 4）确定引导元件（钻套的类型及结构尺寸）：钻套的类型有固定式钻套、 可换式钻套、快换式钻套、特殊式钻套，根据工件加工量确定为可换式钻套。 5）夹具精度分析与计算 6）绘制夹具总图 3、主要工作程序 1)零件本工序的加工要求分析 4 2)确定夹具类型 3)拟定定位方案和选择定位元件 4)确定夹紧方案 5)确定引导元件(钻套的类型及结构尺寸) 6)夹具精度分析与计算 7)绘制夹具总图 8)绘制夹具零件图样 9）编写设计说明书 二、设计 1 工件的加工工艺性分析 因采用摇臂钻床，待加工孔处于水平位置。若设平行于待加工孔的面分别 为顶面和底面，则使多孔那面为底面，即定位基准面。以基准面上的直径为7 的两孔以及基准面定位。 钻模板应垂直与定位基准面，钻套中心线与待加工孔中心线同轴。夹紧件 由工件顶面向定位基准面夹紧。采用螺旋夹紧机构。 2 定位元件的选择与设计 2.1 定位元件的选择 5 工件在夹具中位置的确定，主要是通过各种类型的定位元件实现的。在机 械加工中，虽然被加工工件的种类繁多和形状各异，但从它们的基本结构来看 ，不外乎是由平面、圆柱面、圆锥面及各种成形面所组成。工件在夹具中定位 时，可根据各自的结构特点和工序加工精度要求，选择其上的平面、圆柱面， 圆锥面或它们之间的组合表面作为定位基准。为此，在夹具设计中可根据需要 选用各类型的定位元件。 在夹具设计中常用于圆孔表面的定位元件有定位销、刚性心轴和锥度心轴 等。工件以圆孔表面定位时使用定位销定位；套类零件，为了简化定心装置， 常常采用刚性心轴作为定位元件；为消除工件与心轴的配合间隙，提高定心定 位精度，在夹具设计中还可选用小锥度心轴。在此次设计中，根据箱体盖的结 构特点采用六点支承定位。 在夹具中，工件以圆孔表面定位时使用的定位销一般有固定式和可换式两 种。在大批量生产中，由于定位销磨损较快，为保证工序加工精度需定期维修 更换，此时常采用便于更换的可换式定位销。 图2所示为常用的固定式定位销的典型结构。当被定位工件的圆孔尺寸较小 时，可选图2中(a)所示的定位销结构。这种带有小凸肩的定位销结构，与夹具 体连接时稳定牢靠。当被定位工件的圆孔尺寸较大时，选用图2中(b)所示的结 构即可。若被定位工件同时以其上的圆柱孔和端面组合定位时，还可选用带有 支撑垫圈的定位销结构。支撑垫圈与定位销可做成整体式的，也可做成组合式 的。为保证定位销在夹具上的位置精度，一般与夹具的连接采用过盈配合。 6 可换式定位销如图3所示，为了便于定期更换，在定位销与夹具体之间装有 衬套，定位销与衬套内径的的配合采用间隙配合，而衬套与夹具体则采用过度 配合。由于这种定位销与衬套之间存在装配间隙，故其位置精度较固定式定位 销低。 为了便于工件的顺利装入，上述定位销的定位端头部均加工成的大倒角15 。各种类型定位销对工件圆孔定位时限制的自由度，应视其与工件定位孔的接 触长度而定，一般选用长定位销时限制四个自由度，短定位销时则限制两个自 由度。若采用削边销，则分别限制两个或一个自由度。当采用图 所示的锥面定位销定位时，则相当于三个支撑点，限制三个自由度。 图2 固定式定位销 图3 可换式定位销及锥面定位销 在固定式和可换式中，为适应以工件上的两孔一起定位的需要，应在两个 定位销中采用一个削边定位销。直径为350mm的削边定位销都做成菱形。 7 2.2 定位误差的分析 夹具的作用首先是要保证工序加工精度，在设计夹具选择和确定工件的定 位方案时，根据工件定位原理选用相应的定位元件外，还必须对选定的工件定 位方案能否满足工序加工精度要求作出判断。为此，就需对可能产生的定位误 差进行分析和计算。 定位误差是指由于定位不准而造成某一工序在工序尺寸（通常指加工表面 对工序基准的距离尺寸）或位置要求方面的加工误差。对某一定位方案，经分 析计算其可能产生的定位误差，只要小于工件有关尺寸或位置公差的1 31 5 ，一般即认为此定位方案能满足该工序的加工精度要求。 工件在夹具中的位置是由定位元件确定的，当工件上的定位表面一旦与夹 具上的定位元件相接触或相配合，作为一个整体的工件的位置也就确定了。但 对于一批工件来说，由于在各个工件的有关表面之间，彼此在尺寸及位置上均 有着在公差范围内的差异，夹具定位元件本身和各定位元件之间也具有一定的 尺寸和位置公差。这样一来，工件虽已定位，但每个被定位工件的某些具体表 面都会有自己的位置变动量，从而造成在工序尺寸和位置要求方面的加工误差 。 由此可知，定位误差是指工件在用调整法加工时，仅仅由于定位不准而引 起工序尺寸或位置要求的最大可能变动范围。即定位误差主要是由基准位置误 差和基准不重合误差两项组成。 8 根据定位误差的上述定义，在设计夹具时，对任何一个定位方案，可通过 一批工件定位时的两个极端位置，直接计算出工序基准的最大变动范围，即为 该定位方案的定位误差。 在机械加工中，有很多工件是以多个表面作为定位基准，在夹具中实现表 面组合定位的。 采用表面组合定位时，由于各个定位基准面之间存在着位置偏差，故在定 位误差的分析和计算时也必须加以考虑。为了便于分析和计算，通常把限制不 定度最多的主要定位表面成为第一定位基准，然后再依次划分为第二、第三定 位基准。一般来说，采用多个表面组合定位的工件，其第一定位基准的位置误 差最小，第二定位基准次之，而第三定位基准的位置误差最大。 2.3 定位误差的计算 在本次设计中采用一面两孔组合定位。 采用工件上一面两孔组合定位时，根据工序加工要求可能采用平面为第一 定位基准，也可能采用其中某一个内孔为第一定位基准。图4所示为一长方体工 件及其在一面两销上的定位情况，因系采用短定位销，故工件底面1为第一定位 基准，工件上的内孔及分别为第二和第三定位基准。 1 O 2 O 一批工件在夹具中定位时，工件上作为第一基准的底面1没有基准位置误差 。由于定位孔较浅，其内孔中心线由于内孔与地面垂直度误差而引起的基准位 置误差也可忽略不计。但作为第二、第三定位基准的、，由于与定位销的 1 O 2 O 配合间隙及两孔、两销中心距误差引起的基准位置误差必须考虑。 9 图4长方体工件在夹具中一面两销上的定位 根据上述，确定本次夹具设计采用底面为第一基准面，两孔分别为第二和 第三基准面。两定位销的尺寸及定位误差的计算如下： 图5 一面两孔式，第二、第三定位基准的位置和角度误差 根据图4有： 1) 两定位销中心距 =86 x L y L 式中 工件两定位孔的中心距 y L()mm 2) 两定位销中心距的公差 10 (2-1) 11 () 53 xy LL 式中 工件两定位孔的中心距公差 y L()mm 中心距公差 0.070.040.03 y LESEI 则两定位销中心 11 0.030.01 33 xy LL 3) 圆柱销直径的公称值 =7 11 dD 式中 与圆柱销相配合的工件定位孔的最小直径(mm) 1 D 公差选取： 6g 4) 菱形销宽度 表1 及的推荐值(mm)bB 定位孔直径 2 D 3668820 b234 B -0.5 2 D-1 2 D-2 2 D =7，因此得：=3, =1 2 DbB 5) 补偿距离 (mm) (2-2) 1min 1 2 xy LL 式中 夹具圆柱销与其相配合的工件定位孔间的最小间隙(mm) 1min 11 圆柱销的尺寸为，根据GB180179知该即尺寸为7-0.006 -0.0017。11 6g 由此可得 (mm) 1min 0.006 则 (mm) 1min 11 0.030.010.0060.043 22 xy LL 6) 菱形销圆弧部分与其相配合的工件定位孔间的最小间隙 (mm) 2min 2 22 0.043 4 0.031 11 b D 式中 与菱形销相配合的工件定位孔的最小直径(mm) 2 D 7) 菱形销最大直径 (mm) 222min 11 0.03110.969dD 公差选取h5 8) 两定位销所产生的最大角度定位误差 1max2max 0.0060.031 0 22 155 tg L 式中 夹具圆柱销与其配合的工件定位孔间的最大间隙； 1max 夹具菱形削与其配合的工件定位孔间的最大间隙应保证； 2max 则 0 由于待加工孔未对其形位公差，因此允许些许偏差。 3 在夹具中的夹紧 12 工件在夹具中的装夹是由定位和夹紧这两个过程紧密联系在一起的。仅仅 定位好，在大多数场合下，还无法进行加工。只有进而在夹具上设置相应的夹 紧装置对工件实行夹紧，才能完成工件在夹具中装夹的全部任务。 夹紧装置的基本任务就是保持工件在定位中所获得的既定位置，以便在切 削力、重力、惯性力等外力作用下，不发生移动和振动，确保加工质量和生产 安全。有时工件的定位是在夹紧过程中实现的，正确的夹紧还能纠正工件定位 的不正确位置。 3.1 夹紧装置的组成 一般夹紧装置由下面两个基本部分组成。 1) 动力源 即产生原始作用力的部分。如果用人的体力对工件进行夹紧，称为手动夹紧； 如果用气动、液压、气液联合、电动以及机床的运动等动力装置来代替人力进 行夹紧，则称为机动夹紧。 2) 夹紧机构 即接受和传递原始作用力，使之变为夹紧力，并执行夹紧任务的部分。它 包括中间递力机构和夹紧元件。中间递力机构把来自人力或动力装置的力传递 给夹紧元件，再由夹紧元件直接与工件接触，最终完成夹紧任务。 根据动力源的不同和工件夹紧的实际需要，一般中间递力机构在传递夹紧 力的过程中，可以起到以下作用： 13 a 改变作用力的方向； b 改变作用力的大小； c 具有一定的自锁性能，以保证夹紧可靠，在手动夹紧时尤为重要。 本次设计采用手动夹紧方式。 3.2 夹紧力的确定 1) 夹紧力的方向 夹紧力应垂直于主要定位基准面。为使夹紧力有助于定位，则工件应紧靠 支撑点，并保证各个定位基准与定位元件接触可靠。一般地讲，工件的主要定 位基准面其面积较大、精度较高，限制的不定度多，夹紧力垂直作用于此面上 ，有利于保证工件的加工质量。 夹紧力的方向应有利于减小夹紧力。图6所示为工件安装时的重力、切G 削力和夹紧力之间的相互关系。其中图(a)最好，图(d)最差。FW 图6 夹紧力与切削力、重力的关系 图（a） 0W 图（b） F WG 14 图（c） cossin(sincos)FG W 图（d） FG W 图（e） WFG 下面分析三力互相垂直的情况下，切削力与夹紧力间的比例关系。 当重量G很小而可以忽略不计时，只考虑夹紧力W与切削力的平衡，按 r F 静力平衡条件 =W+W (2-3) r F 1 2 (2-4) 12 r F W 式中 1 工件的定位基准与夹具定位元件工作表面间的摩擦系数，0.150.25; 1 工件的夹压表面与夹紧元件间的摩擦系数，0.150.25; 2 2 因此 (2-5) (2.0 3.3) 0.30 0.50 r r F WF 可见在依靠摩擦力克服切削力的情况下，所需要的夹紧力是很大的。 在夹紧力工件时各种不同接触面之间的摩擦系数可见表。 表2各种不同接触表面之间的摩擦系数 15 接触表面的形式摩擦系数 接触表面均为加工过的光滑表面0.150.25 工件表面为毛坯，夹具的支承面为球面 0.20.3 夹具定位或夹紧元件的淬硬表面在沿主切削力方向有齿纹 0.3 夹具定位或夹紧元件的淬硬表面在垂直于主切削力的方向有齿纹 0.4 夹具定位或夹紧元件的淬硬表面有相互垂直齿纹 0.40.5 夹具定位或夹紧元件的淬硬表面有网状齿纹 0.70.8 为了减小夹紧力，可以在正对切削力F的作用方向，设置一支承元件。这 种支承不用作定位，而是用来防止工件在加工中移动。 在钻床上对工件钻孔时，为了减小夹紧力，应力求使主要定位基准面处于 水平位置，使夹紧力、重力和切削力同向，都垂直作用在主要定位基准面上。 2) 夹紧力的作用点 夹紧力的作用点是指夹紧元件与工件相接触的一小块面积。选择作用点的 问题是在夹紧力方向已定的情况下才提出来的。选择夹紧力作用点位置和数目 时，应考虑工件定位可靠，防止夹紧变形，确保工序的加工精度。 a 夹紧力的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。 16 当夹紧力虽然朝向主要定位基面，但作用点却在支承范围以外时，夹紧力 与支反力构成力矩，夹紧时工件将发生偏转，使定位基面与支承元件脱离，以 至破坏原有定位。应使夹紧力作用在稳定区域内。 b 夹紧力的作用点，应使被夹紧工件的夹紧变形尽可能小。 对于箱体、壳体、杆叉类工件，要特别注意选择力的作用点问题。 在使用夹具时，为尽量减少工件的夹紧变形，可采用增大工件受力面积的 措施。采用具有较大弧面的夹爪来防止薄壁套筒变形；可在压板下增加垫圈， 使夹紧力均匀地作用在薄壁 夹紧力的大小必须适当。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。 计算夹紧力，通常将夹具和工件看成一个刚性系统以简化计算。然后根据 工件受切削力、夹紧力（大工件还应考虑重力，高速运动的工件还应考虑惯性 力等）后处于静力平衡条件，计算出理论夹紧力，再乘以安全系数，作为 0 WK 实际所需的夹紧力，即 0 W (1) 0 WK WA 式中 实际所需要的夹紧力 (N)； 0 W 按力平衡条件计算之夹紧力 (N)；W 安全系数，根据生产经验，一般取1.53。KK 17 用于粗加工时，取2.53；用于精加工时，取1.52。KK 夹紧工件所需夹紧力的大小，除与切削力的大小有关外，还与切削力对定 位支撑的作用方向有关。 3.3 夹紧机构的选择及设计 从前面提到的夹紧装置组成中可以看出，不论采用何种力源（手动或机动 ）形式，一切外加的作用力要转化为夹紧力均需通过夹紧机构。因此，夹紧机 构是夹紧装置中的一个很重要的组成部分。 夹紧机构可分为斜楔夹紧机构、螺旋夹紧机构、偏心夹紧机构、定心对中 夹紧机构等。斜楔夹紧机构中最基本的形式之一，螺旋夹紧机构 、偏心夹紧机构及定心对中夹紧机构等都是斜楔夹紧机构的变型。 斜楔夹紧机构主要是利用其斜楔面移动时所产生的压力来夹紧工件的，亦 即一般所谓的楔紧作用。斜楔的斜度一般为1:10，其斜度的大小主要是根据满 足斜楔的自锁条件来确定。 一般对夹具的夹紧机构，都要求具有自锁性能。所谓自锁，也就是当外加 的作用力Q一旦消失或撤除后，夹紧机构在纯摩擦力的作用下，仍应保持其处 于夹紧状态而不松开。 螺旋夹紧机构中所用的螺旋，实际上相当于把斜楔绕在圆柱体上因它的夹 紧作用原理与斜楔时一样的。不过这里是通过转动螺旋，使绕在圆柱体上的斜 楔高度发生变化来夹紧工件的。本次工件夹紧便采用螺旋夹紧机构 4 导向元件的设计 18 导向元件主要使用来确定刀具与工件的相对位置，加工时起刀正确引导刀 具的作用。另外，它还可作定位元件使用。这类元件包括各种钻模板、钻套、 铰套和导向支承等。 4.1 钻模板的类型与选择 钻模板是组装钻床夹具不可缺少的重要元件，钻床夹具在组合夹具中所占 数量最多，因此钻模板的结构形式有22类，尺寸规格有92种之多。在组装钻床 夹具时，要根据孔的直径和位置来选择相应孔径和外形尺寸的钻模板。钻模板 孔径大小要与标准的钻套外径一致，因此钻模板孔径大小与被加工孔径大小有 关。按钻模板底面分，有带定位槽和不带定位槽的两种。前者可利用定位键直 接在支承元件导向，以调整其适宜位置，而后者则需与专用的导向支承元件相 配合使用。 大多数钻模板的钻套定位孔偏于一端，组装成悬臂式钻模。这种钻模多用 于较小孔径的加工。对于定位孔在中间的叫中孔钻模板，它适用于钻削大孔用 ，或用支撑元件组装成桥式钻模夹具以增加其刚性。 立式钻模板适用于加工孔间距小的工件，由于钻模厚度加大，使其刚度增 强，可使钻模板增大其悬伸长度，或使相邻钻模板之间相互靠近。 4.2 钻套的选择与设计 夹具在机床上安装完毕，在进行加工之前，尚需进行夹具的对刀，使刀具 相对夹具定位元件处于正确位置。 19 在钻床夹具中，通常用钻套实现刀具的对准，如图7所示，加工中只要钻头 对准钻套，所钻孔的位置就能达到工序要求。当然，钻套和镗套还有增强刀具 刚度的作用。 图7钻套对刀 1-定位元件；2-工件；3-钻模板；4-固定衬套；5-快换钻套 1) 钻套的四种形式 a 固定钻套 图8(a)为固定钻套的两种结构，A型为无肩的，B型为带肩的。带肩的主要 用于钻模板较薄时，用以保持钻套必要的导引长度。钻套外圆以或76Hn 配合直接压入夹具体或钻模板孔中。这种钻套的缺点是磨损后不易更换76Hr ，因此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要求 较高的孔。为防止切屑进入钻套内，钻套的上下端应以突出钻模板为宜，一般 不能低于钻模板。 b可换钻套 20 可换钻套的实际功用仍和固定钻套一样，可供钻、扩、铰孔工序使用，在 批量较大时，磨损后可迅速更换。可换钻套的结构如图8(b)所示，它的凸缘铣 有台肩，防转螺钉的头部与此台肩有一定间隙以防止可换钻套转动。拧去螺钉 便可取出可换钻套。为了避免钻模板的磨损，钻套不直接压配在夹具体或钻模 板上，而是以或的配合装进衬套的内孔中，并用防转螺钉防止在76Hg65Hg 加工过程中刀具、切屑与钻套内孔的摩擦力使钻套产生转动，或推倒时随刀具 抬起。衬套外圆与夹具体或钻模板的配合采用或。76Hn76Hr c 快换钻套 快换钻套是供一个孔须经多个加工工步（如钻、扩、铰、锪孔和攻丝等） 所用的。由于在加工过程中，需依次更换、取出钻套，以适应不同加工刀具的 需要，所以采用快换钻套。图8（c）是标准快换钻套结构。它除在其凸缘铣有 台肩以供防转螺钉压住外，同时还铣出一削边平面。当此削边平面转至钻套螺 钉位置时，便可向上快速取出钻套。为防止直接磨损钻模板或夹具体，也必须 配有衬套。 图8 各类钻套 1-可换钻套；2-衬套；3-防转螺钉 21 d 特殊钻套 特殊钻套是根据具体加工情况自行设计的，以补充标准钻套性能的不足,在 本次设计中，根据加工情况选择长型快换钻套。 2) 钻套导引孔尺寸和公差的确定 根据待加工孔的尺寸d4.5mm，选择快换钻套的尺寸。 长型快换钻套 技术条件：a 材料：d26mmT10A；d26mm 20； b 热处理： T10A HRC5864；20渗碳深度0.81.2mm；HRC58645。 3) 钻套高度和钻套与工件距离 a 钻套高度 钻套高度由孔距精度、工件材料、孔加工深度、刀具耐用度、工件表面形 状等因素决定。一般材料强度高，钻头刚度低（钻头悬伸长度直径与直径之比 大于15）和在斜面上钻孔时，采用长钻套。 钻一般的螺钉孔、销子孔，工件孔距精度在0.25mm或是自由尺寸公差时 ，钻套的高度取，钻套内径采用基轴制F8的公差。(1.5 2)Hd 加工IT6、IT7级精度，孔径在12mm以上的孔或加工加工工件孔距精度 要求在0.100.15mm时，钻套的高度取。钻套内径采用基(2.5 3.5)Hd 轴制G7的公差。 22 加工IT7、IT8级精度的孔和孔距精度要求在0.060.10时，钻套的高 度取。(1.25 1.5)H ()hLA b 钻套与工件表面的距离 钻套与工件间留有一定的距离h，如表2- 4的简图。如果h太大，会增大钻头的倾斜量，使钻套不能很好的导向。h过小 ，切屑排出困难（特别使钢件），不仅会增大工件加工表面的粗糙度，有时还 可能将钻头折断。 h值可按表5选取 材料越硬，则式中的系数应取小值，钻头直径越小，也即钻头刚性越差， 式中的系数取最大值，以免切屑堵塞而使钻头折断。 但是下面几种特殊情况需另考虑： a 在斜面上钻孔（或钻斜孔）时，钻头最易引偏，为保证起钻良好，h应尽可能小 一些（）。0.3hd b 孔的位置精度要求高时，可取h=0，以保证钻套有较好的导引作用，而让切屑 从钻头的螺旋槽中排出。这样，排屑条件反比只留很小h值的要好，但此时钻套 磨损严重。 c 钻深孔（孔的长径比）时，要求排屑畅快，可取h1.5d.5B d 此外，各种钻套内孔合外圆的同轴度不应大于0.005mm。 23 因此钻套与工件表面的距离h取h1.5d。 5 5 夹具体的设计夹具体的设计 夹具体一般是夹具上最大和最复杂的基础元件。在夹具体上，要安放组成 该夹具所需要的各种元件、机构、装置，并且还要考虑便于装卸工件以及在机 床上的固定。因此夹具体的形状和尺寸应满足一定要求，它主要取决于工件的 外廓尺寸和各类元件与装置的布置情况以及加工性质等。所以在专用夹具中， 夹具体的形状和尺寸很多是非标准的。 夹具的制造属单件生产性质，为缩短设计和制造周期，减少设计和制造费 用，所以夹具体设计一般不作复杂计算。通常都是参照类似的夹具结构，按经 验类比法估计确定。实际上在绘制夹具总图时，根据工件、定位元件、夹紧装 置、对刀导引元件以及其他辅助机构和装置在总体上的配置，夹具体的外形 尺寸便已大体确定。 6 6 夹具在机床上的定位夹具在机床上的定位 1) 夹具在机床上定位的目的 为了保证工件的尺寸精度和位置精度，工艺系统各个环节之间必须具有正 确的几何关系13。一批工件通过其定位基准面和夹具定位表面的接触或配合， 占有一致的、确定的位置，这是满足上述要求的一个方面。夹具的定位表面相 对于机床工作台和导轨或主轴轴线具有正确的位置关系，是满足上述要求另一 24 个极为重要的方面。只有满足这两方面的要求，才能使夹具定位表面以及工件 加工表面相对刀具及切削成型运动处于理想位置。 夹具在机床上的定位，其本质是夹具定位元件对刀具切削成型运动的定位 。为此，就要解决好夹具与机床连接与配合问题以及正确规定定位元件定位面 对夹具安装面的位置要求。 2) 夹具在机床上的定位方式 夹具通过连接元件实现其在机床上的定位，根据机床的结构与加工特点， 夹具在机床上的连接定位通常有两种方式：夹具连接定位在机床的工作台面上 （如铣、刨、镗、钻床及平面磨床等）及夹具连接定位在机床的主轴上（如车 床，内、外圆磨床等）。 夹具在工作台面上的连接定位 夹具在工作台面上是用夹具安装面及定向键定位的。为了保证夹具安装面 与工作台面有良好的接触，夹具安装面的结构形式及加工精度都应有一定的要 求。 除夹具安装面之外，一般还通过两个定向键或定位销与工作台上的T型槽相配合 ，以限制夹具在定位时所应限制的不定度，并承受部分切削力矩，增强夹具在 工作过程中的稳定性。 图10（a）是定向键的标准结构，图10（b）为定向键相配合零件的尺寸。 25 图10标准定向键结构 在小型夹具中，为了制造简便，可用圆柱定位销代替定向键。图2- 15为圆柱销直接装配在夹具体的圆孔中（过盈配合）。其螺纹孔是供取出定位 销用的。 为了提高定向精度，定向键与T型槽应有良好的配合（一般采用,76Hh ） 88Hh ,必要时定向键宽度可按机床工作台T型槽配作。两定向键之间的距离在夹具底 座的允许范围内尽可能远些。另外在夹具安装时应对T型槽精度进行检测，选择 精度高的使用（一般工作台中间处T型槽精度较高），或使定向键靠向T型槽的 一侧，以减少间隙造成的误差。定向键的材料常用45钢，淬火HRC4045。 3) 夹具在机床上的定位误差 夹具安装在机床上时，由于夹具定位元件对夹具体安装几面存在位置误差 ，夹具安装面本身有制造误差，家具安装面与机床装卡面有连接误差，这就使 夹具定位元件相对机床装卡面 26 存在位置误差。为提高工件在夹具中加工时的加工精度，必须研究各类夹具定 位误差的计算方法及减少这些误差的措施。 为减小夹具在机床上的定位误差，设计夹具时，定位元件定位面对夹具在 机床上的安装面的位置要求，应在夹具装配图上标出，作为夹具验收标准之一 。 设计小结 经过这次曲轴箱盖钻孔夹具课程设计，对所设计的夹具有一定的了解，同时对 制造技术基础和机械制图中的部分知识有所复习，结合实际画图，对 我们掌握CAD和PROE的能力有所巩固。此课程设计是我们学完了大学的绝大多数 基础课、专业基础课以及大部分专业课之后进行的，这是我们在进行毕业设计 之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训 练。 此次课程设计对给定的零件工序图分析进行分析并设计加工所用夹具，其 中考察了定位基准的选择，零件表面加工方法的选择，定位元件的选择，夹紧 机构的选择，切削力、夹紧力的计算，对刀元件或者引导元件的选择，夹具的 总体设计等相关知识，利用两周的时间进行课程设计，加深了对所学知识的理 解，有助于今后工作。本次课程设计使我学会了解决机械加工中分析设计夹具 的能力，提高结构设计能力，熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料的 能力，同时还具备了识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能。 27 整体来说，在此次设计中学习到了很多以前没有用心学过的知识，同时也 有对课外知识的自主学习，因此在设计中巩固和学习了一部分知识，对以后我 们的实际工作都有很现实的意义。 因为此次是首次进行有关制造设计夹具的课程设计，对中间所需要的知识 掌握不够牢固，同时缺少实际经验，因此设计中间难免会出现不合理和错误的 地方，但是这些不合理和错误的地方将是我们在以后实际工作值得借鉴的地方 ，因此还请老师多多指导。