手动夹紧机构设计

诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。 本人签名： 年 月 日毕业设计任务书设计（论文）题目：手动夹紧机构设计系部： 机械工程系 专业： 机械制造及其自动化 学号：125011136 学生： 安正 指导教师（含职称）： 佘银柱 专业负责人：赵跃文 1 设计（论文）的主要任务及目标 本次设计的主要任务是设计一个手动夹紧机构本次手动夹紧机构设计最终实现将工件定位，更加精确和方便的完成钻孔工作，并保证夹紧工作，夹紧力要适中，不要使工件变形，又能保证工件所要求的加工精度。2 设计（论文）的基本要求和内容基本要求：本次毕业设计最终实现将工件定位，更加精确和方便的完成钻孔工作，并保证夹紧工作，夹紧力要适中，不要使工件变形，又能保证工件所要求的加工精度。内容： 1.手动夹紧装置的机构设计 2.手动夹紧装置的组成设计 3.手动夹紧装置夹紧力的确定3 主要参考文献1吴宗泽.罗圣国.机械设计项目训练手册.高等教育出版社.2李余庆.机械制造装备设计.机械工业出版社.3张海华.机械制造装备设计指导书.机械工业出版社.4薛源顺.机床夹具图册.机械工业出版社.4 进度安排设计（论文）各阶段名称起 止 日 期1查阅资料完成开题报告。2014.03.102014.03.312完成总体布局及结构方案2014.04.012014.04.303完成毕业设计撰写2014.05.012014.05.31手动夹紧机构设计摘要：机械设计是机械工程的重要组成部分，是决定机械性能的最主要因素。由于各产业对机械的性能要求不同而有许多专业性的机械设计。手动夹紧是机械工程的重要组成部分，是决定机械性能的最主要因素、由于各生产业对机械的性能要求不同而有许多专业性的机械设计。关键词：机械设计，手动夹紧，机械工程Manual clamping mechanism designAbstract：Mechanical design is an important part of mechanical engineering, is to determine the most important factor in the mechanical properties. Due to the performance requirements of the industry of mechanical different and has many professional mechanical design. Manual clamp is an important part of mechanical engineering, is to determine mechanical properties of the most important factor, because the production of mechanical performance requirements of different and there are a number of professional mechanical design.Key words: mechanical design, manual clamping, mechanical engineering目 录1 前言11.1机床夹具的现状11.2现代机床夹具的发展方向21.3机床夹具的作用可归纳为以下四个方面：21.4机械制造装备设计项目训练目的：32 手动夹紧机构概述42.1 夹紧机构目的42.1.1.保证工件的加工质量42.1.2. 提高生产率42.1.3扩大机床的工艺范围42.1.4改善操作者的劳动条件52.2夹紧机构的功能52.2.1.手动夹具的主要功能52.2.2.手动夹具的特殊功能52.3 夹紧机构的组成52.3.1.手动夹具的基础组成部分52.3.2.手动夹具的其他组成部分62.3.3.手动夹具的分类及设计要求63.1年生产纲领83.2生产条件83.3端盖成型工艺分析84.1 定位设计的基本原则104.2 对定位元件要求104.3 定位机构114.4夹紧机构124.5 导向装置的选择144.6手动夹具的总体形式164.7绘制夹具零件图174.8 绘制夹具装配图185 定位误差设计215.1误差分析215.1.1定位误差215.1.2产生定位误差的原因215.2定位误差的计算226 结论23参考文献24致谢25I太原工业学院毕业设计1 前言机械制造技术基础是机械设计制造及其自动化（或机械工程及自动化）专业的一门重要的专业基础课。机械设计是机械工程的重要组成部分，是决定机械性能的最主要因素。由于各产业对机械的性能要求不同而有许多专业性的机械设计。在机械制造厂的生产过程中,用来安装工件使之固定在正确位置上,完成其切削加工 、检验、装配、焊接等工作,所使用的工艺装备统称为夹具。如机床夹具、检验夹具、焊接夹具、装配夹具等。 手动夹紧是机械工程的重要组成部分，是决定机械性能的最主要因素、由于各生产业对机械的性能要求不同而有许多专业性的机械设计。手动夹紧机构与现有夹紧机构相比, 在三次增力后, 能获得较大的增力系数, 解决了手动夹紧机构夹紧力较小的问题; 并能部分替代耗能较高的液压与气压夹紧机构, 顺应制造技术绿色化的发展要求,具有广阔的发展前景。因此, 对其进行较为系统的研究与开发, 具有重要的现实意义。1.1机床夹具的现状据国际生产研究协会统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85%左右，而现代生产要求企业制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求和竞争。但是，一般企业仍习惯于大量采用传统的夹具。一般的，在具有中等生产能力的工厂中，大约拥有数千乃至近万套，而在多品种生产的企业中，每隔34年就会更新5080%左右的专用夹具，但夹具的实际磨损量仅为1020%左右。特别是近几年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统等新加工技术的应用，对机床的夹具也提出了新的要求：（1）能够迅速且方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本。（2）能够装夹一组具有相似性特征的工件。（3）能够适用于精密加工的高精度机床夹具。（4）能够适用于各种现代制造技术的新型机床夹具。（5）采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率。（6）提高机床夹具的标准化程度。1.2现代机床夹具的发展方向现代机床夹具的发展方向主要表现为标准化、精密化、高效化和柔性化等四个方面。（1）标准化 机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。目前，我国已有的夹具零件及部件的国家标准为：GB/T2148T225991以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。（2）精密化 随着机械产品精度的日益提高，势必会提高对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型有很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达0.1。（3）高效化 高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有自动化夹具、高速化夹具和具有夹紧力装置的夹具等等。例如在铣床上使用的电动虎钳来装夹工件，其效率可提高5倍左右。目前，除了在生产流水线、自动线配置相应的高效、自动化夹具外，在数控机床上，尤其是在加工中心上出现了各种自动装夹工件的夹具，以及自动更换夹具的装置，充分发挥了数控机床的效率。（4）柔性化 机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、组合等方式，以适应工艺可变因素的能力。工艺的可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。而具有柔性化特征的新型夹具的种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块化夹具、数控夹具等等。为适应现代机械工业多品种、中小批量生产的需求，扩大夹具的柔性化程度，将专用夹具的不可拆结构改变为可拆结构，发展可调夹具结构，都见识当前夹具发展的主要方向。1.3机床夹具的作用可归纳为以下四个方面：（1）保证加工精度 机床夹具可准确确定工件、刀具和机床之间的相对位置，可以保证加工精度。（2）提高生产效率 机床夹具可快速地将工件定位和夹紧，减少辅助时间。（3）减少劳动强度 采用机械、气动、液动等夹紧机构，可以减轻工人的劳动强度。（4）扩大机床的工艺范围 利用机床夹具，可使机床的加工范围扩大，例如在卧式车床刀架处安装镗孔夹具，可对箱体孔进行镗孔加工。1.4机械制造装备设计项目训练是机械设计中的一个重要的实践性教学环节，也是机械类专业学生较为全面的机械设计训练。其目的在于：（1）培养学生综合运用机械设计基础以及其他先修课程的理论知识和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力，通过课设训练可以巩固、加深有关机械课设方面的理论知识。（2）学习和掌握一般机械设计的基本方法和步骤。培养独立设计能力，为以后的专业课程及毕业设计打好基础，做好准备。（3）使学生具有运用标准、规范手册、图册和查询有关设计资料的能力。 绿色设计与制造是制造业实施可持续发展战略、解决环境污染问题的必由之路。机床夹具是制造业中不可缺少的工艺装备,目前, 手动夹具耗能较小, 但夹紧力也较小。为此, 在参照国内外机床夹具夹紧机构先进设计理念的基础上, 结合国内企业现状, 开发设计了一种可以在多种机床夹具上使用的冲击式手动夹紧机构, 其能耗低、夹紧力大、自锁性好、无需调节、操作简单、无污染, 在机械加工行业具有广阔的应用前景。我国的装备制造业尽管已有一定的基础，规模也不小，实力较其它发展中国家雄厚。但毕竟技术基础薄弱，滞后于制造业发展的需要。我们要以高度的使命感和责任感，采取更加有效的措施，克服发展中存在的问题，把我国从一个制造业大国建设成为一个制造强国，成为世界级制造业基础地之一。2 手动夹紧机构概述2.1 夹紧机构目的2.1.1.保证工件的加工质量 使用夹具可以稳定的保证工件的加工质量，减少废品。具体的说，使用夹具所能保证的只是工件加工表面的位置精度。只有夹具设计合理、制造合格，既具有一定的精度，又有良好的技术状态，在正常操作情况下，就可以排除工人技术等级和主观因素对加工质量的影响，稳定的保证工件的加工精度。只有高精度的夹具，才能保证加工出高精度的零件；有了高精度的零件，才能装配出高质量的机器；有了高质量的机器才会创造出巨大的经济效益。2.1.2. 提高生产率一般，夹具多是为了加工工件的某一道工序专门设计的，工件的安装夹紧十分方便可靠，因而大大缩短了安装工件的辅助时间。夹具的导向及对刀装置，使刀具和工件始终保持最佳的相对位置，从而避免了工人的对刀时间和反复试切的操作。除了采用高速切削和强力切削外，改进夹具结构采用高效夹具从来就是提高生产效率的一个重要途径。所以，每个工厂都十分重视夹具的结构设计和改进，把它作为技术改造的重要内容。在中小工厂，夹具的使用和改进能够使产量成倍增长。但是，应该注意夹具结构的先进性是相对的，大厂的先进夹具中小厂不一定欢迎；中小厂的先进夹具大厂也不一定满意。也就是说，夹具结构的合理性要因地而异。而且夹具的结构总是在不断的洗手新技术而发展变化，技术人员要不断的改进夹具结构，促进生产率的提高。此外，生产中大量专用夹具的采用还未生产过程的机械化和自动化创造了前提，为机械手和机器人的使用提供了条件。2.1.3扩大机床的工艺范围在通用机床上采用夹具可以扩大机床的工艺范围，充分发挥机床的潜力，达到一机多用的目的。2.1.4改善操作者的劳动条件 由于气动、液压、电磁等动力源在夹具中的应用，一方面减轻了工人的劳动强度；另一方面，保证了夹紧工件的可靠性，并能实现机床的互锁，避免事故，保证了操作者和机床设备的安全。2.2夹紧机构的功能手动夹具的主要功能是使工件定位和夹紧。然而，由于各类手动夹紧方式的不同，有的夹具还有对刀、导向、分度等特殊功能。2.2.1.手动夹具的主要功能1 定位。确定工件在夹具中占有正确位置的过程。正确的定位可以保证工件加工面的尺寸和位置精度要求。2 夹紧。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操作。由于受到各种力的作用，工件在加工时如不将工件夹紧，工件会松动而不能保证加工精度。从定位到夹紧的整个过程，称为装夹。2.2.2.手动夹具的特殊功能1 对刀。调整刀具切削刃相对于工件或夹具的正确位置，如铣床夹具中的对刀块，它能迅速确定铣刀相对于夹具的正确位置。2 导向。如钻床夹具中的钻套，能迅速确定钻头的位置，并引导其进行钻削。3 分度。工件一次装夹后，在加工过程中进行分度。2.3 夹紧机构的组成2.3.1.手动夹具的基础组成部分 虽然夹具的结构不同，但其基本组成部分都有定位元件、夹紧装置和夹具体三大部分。1 定位元件定位元件是夹具的主要功能元件之一，用于确定工件在夹具中的正确位置。2 夹紧装置夹紧装置是夹具的主要功能元件之一，用于夹紧工件，使工件在受到外力作用后仍能保持既定位置不变。3 夹具体夹具体是夹具的基本骨架，通过它将夹具所有元件连成一个整体。2.3.2.手动夹具的其他组成部分1 对刀元件与引刀元件用于确定或引导刀具，使其与夹具的定位元件保持某一正确的相对位置关系。对刀元件常见于铣床夹具的对刀，引导元件主要指钻模的钻模板、钻套，镗模的镗模支架、镗套等。它们确定刀具的位置并引导刀具进行切削。2 连接元件用于保证夹具与机床间相对位置的元件。连接元件有两种形式：一种是安装在工作台上的，另一种是安装在机床主轴上的。3 其他元件及装置根据工件的加工要求，某些夹具具有分度装置、靠模装置、工件的抬起装置等。2.3.3.手动夹具的分类及设计要求1 手动夹具的分类（1）按专业化程度分类通用夹具。指已经标准化的，在一定范围内可用于加工不同的工件夹具。它们有很大的通用性，一般已标准化，由专业工厂生产，并作为机床附件供给用户。这类夹具主要用于单件，小批量生产。专用夹具。指专为某一工件的某道工序而专门设计的夹具。专用夹具结构紧凑，操作方便，采用各种省力机构或动力装置，可以保证较高的加工精度和生产效率。但是，专用夹具需要根据工件的加工要求自行设计与制造，周期长，费用高，产品一旦变更只能报废，因而只适用于产品固定且产量较大的生产中。可调夹具。指根据不同的尺寸或种类的工件，夹具的某些元件可调整或更换，以适应多种工件加工的夹具。它的通用范围较大，适用于多品种，小批量的生产。成组夹具。指专为加工某一组零件而设计的可调夹具。经过调整夹具可以用来定位，夹紧一组零件。组合夹具。指按某一工件中的某道工序的加工要求，由一套事先制造好的标准元件和部件组装而成的专用夹具。这种夹具拆卸后可重新组装新夹具，故具有组装迅速，周期短，能反复使用的特点，适用于单件，小批量生产，在新产品试制和数控加工中，是一种比较经济的夹具。自动化生产用夹具。自动化生产用夹具主要分自动线夹具和数控机床用夹具两大类。自动线夹具有两种：一种是固定式夹具；另一种是随行夹具。数控机床夹具还包括加工中心用夹紧和柔性制造系统用夹具。随着制造的现代化，在企业中数控机床夹具的比例正在增加，以满足数控机床的加工要求。数控机床夹具的典型结构是拼装夹具。它是利用标准的模块组装成的夹具。（2）按使用夹具的机床分类 这是专用夹具的分类方法，可分为车床夹具，铣床夹具，钻床夹具，刨床夹具，镗床夹具，磨床夹具，拉床夹具等。（3）根据夹具所采用的夹具动力源分类 可分为手动夹具，气动夹具，液压夹具，电磁夹具，真空夹具，自夹紧夹具等。3 设计方案3.1年生产纲领 工件的年生产量是确定机床夹具总体方案的重要依据之一。如工件的年生产量很大，可采用多工件加工、机动夹紧或自动化程度较高的设计方案，采用此方案时，机床夹具的结构较复杂，制造成本较高；如工件的年生产量不大，可采用单件加工，手动夹紧的设计方案，以减小机床夹具的结构复杂程度及夹具的制作成本。如5万件以上夹具复杂用全自动化的设备，5000件小批量生产用手动设备。3.2生产条件 直径从1毫米以下至120毫米的所有规格钻头都可以使用钻床加工。台式钻床的加工范围通常在15毫米以下。立式钻床的最大加工范围通常在1575毫米之间。摇臂钻的最大加工范围在25120毫米之间。各种钻床主轴的锥孔型号和功率不同。最小的高速台钻的功率只有200W，最大的摇臂钻的功率可以达到25KW。台钳常用在立式钻床和台式钻床上，只能夹持小型零件，大中型零件通常在摇臂钻上加工，直接夹紧在工作台上。 Z5025型号立式钻床，最大钻孔直径25mm，主轴端至底面距离1000mm，主轴级数9级，主轴转速范围500-2000转每分钟，主轴行程200mm，外形尺寸10506871980。3.3端盖成型工艺分析 本次课设是要为此图3-1中的端盖设计一个钻2-8孔的夹具，最终实现将工件定位，更加精确和方便的完成钻孔工作，并保证能夹紧工件，夹紧力要适中，不要使工件变形，又能保证工件所要求的加工精度。零件图标出了工件的尺寸、形状和位置、表面粗糙度等总体要求，它决定了工件在机床夹具中的放置方法，是设计机床夹具总体结构的依据,本工件放置方法应如图3-1所示。工序图给出了零件本工序的工序基准、已加工表面、待加工表面，以及本工序的定位、夹紧原理方案。工件的工序基准、已加工表面决定了机床夹具的方位方案，如选用平面定位、孔定位以及外圆面定位等；定位方案的选择依据六点定位原理和采用的机床加工方法，定位方案不一定要定六个自由度，但要完全定位。工件的待加工表面是选择机床、刀具的依据。确定夹紧机构要依据零件的外型尺寸，选择合适的定位点，确保夹紧力安全、可靠同时夹紧机构不能与刀具的运动轨迹相冲突。 图3-1 端盖 4 手动夹紧结构设计4.1 定位设计的基本原则为满足夹具设计的要求，定位设计应遵循以下原则：1 遵循基准重合原则。使定位基准与工序基准重合，在多工序加工时还应遵循基准统一原则。2 合理选择主要定位基准。主要定位基准应有较大的支撑面，较高的精度。3 便于工件的装夹和加工，并使夹具的结构简单。4.2 对定位元件要求1 足够的精度 由于定位误差的基准位移误差直接与定位元件的定位表面有关，因此，定位元件的定位表面应有足够的精度，以保证工件的加工精度。2 足够的储备精度 由于定位是通过工件的定位基准与定位元件的定位表面相接触来实现，而工件的装卸将会使定位元件磨损，使定位精度下降。因此，为了提高夹具的使用寿命，定位元件表面应有较高的硬度和耐磨性。特别是在产品较固定的大批量生产中，应注意提高定位工件的耐磨性，以使夹具有足够的储备精度。通常工厂可以按生产经验和工艺资料对主要定位元件。3 足够的强度和刚度通常对定位工件的强度和刚度是不作校核的，但是在设计时仍应该注意定位元件危险断面的强度，以免使用者损坏；而定位元件的刚度也往往是影响加工精度的因素之一。因此，可用类比法来保证定位元件的强度和刚度，以缩短夹具设计的周期。4 应协调好与有关元件的关系在定位设计时，还应处理，协调好与夹具体，夹紧装置，对刀导向元件的关系。有时定位元件还需要留出排屑空间等，以便于刀具进行切削加工。5 良好的结构工艺性 定位元件的结构应符合一般标准化要求，并应满足便于加工，装配，维修等工艺性要求。通常标准化的定位元件有良好的工艺性，设计时应优先标准定位元件。 4.3 定位机构 图4-1定位心轴 图4-2大平面在夹具设计中，定位方案不合理，工件的加工精度就无法保证。工作定位方案的确定是夹具设计中首先要解决的问题。根据工序图给出的定位元件方案，按有关标准正确选择定位元件或定位的组合。在机床夹具的使用过程中，工件的批量越大，定位元件的磨损越快，选用标准定位元件增加了夹具零件的互换性，方便机床夹具的维修和维护。设计夹具是原则上应选该工艺基准为定位基准。无论是工艺基准还是定为基准，均应符合六点定位原理。由于该零件的加工是钻2-8孔并以30孔内表面作为定位面，属孔定位类型，因此本次设计采用的定位机构为圆柱销与大平面相结合。圆柱销定位的形式很多，短圆柱销定位限制Y，Z方向的移动，限制两个自由度；长圆柱销定位限制工件的Y，Z方向的转动和移动，限制四个自由度；两个短圆柱销与长圆柱销相同。大平面限制X，Y方向的转动及Z方向的移动。装夹工件时，通过工件孔和心轴接触表面的弹性变形夹紧工件。本次设计的定位选用的是短销与平面相结合，分别限制工件的X、Y方向的移动及转动自由度以及Z方向的旋转自由度。心轴定位的特点为结构简单、制造容易、夹紧可靠，自锁性好，夹紧动作慢、效率低。 4.4夹紧机构图4-3工件放置方式1 夹紧的目的： 使工件在加工过程中保持已获得的定位不被破坏，同时保证加工精度。2 夹紧力的方向的确定：（1）夹紧力的方向应有利于工件的准确定位，而不能破坏定位，一般要求主夹紧力应垂直于第一定位基准面。（2）夹紧力的方向应与工件刚度高的方向一致，以利于减少工件的变形。（3）夹紧力的方向尽可能与切削力、重力方向一致，有利于减小夹紧力。3 夹紧力的作用点的选择：（1）夹紧力的作用点应与支承点“点对点”对应，或在支承点确定的区域内，以避免破坏定位或造成较大的夹紧变形。（2）夹紧力的作用点应选择在工件刚度高的部位。（3）夹紧力的作用点和支承点尽可能靠近切削部位，以提高工件切削部位的刚度和抗振性。（4）夹紧力的反作用力不应使夹具产生影响加工精度的变形。4 选择夹紧机构：设计夹紧机构一般应遵循以下主要原则：（1）夹紧必须保证定位准确可靠，而不能破坏定位。（2）工件和夹具的变形必须在允许的范围内。（3）夹紧机构必须可靠。夹紧机构各元件要有足够的强度和刚度，手动夹紧机构（4）必须保证自锁，机动夹紧应有联锁保护装置，夹紧行程必须足够。（5）夹紧机构操作必须安全、省力、方便、迅速、符合工人操作习惯。（6）夹紧机构的复杂程度、自动化程度必须与生产纲领和工厂的条件相适应。 图4-4夹紧机构选用螺栓螺母夹紧机构来对被加工工件进行夹紧。螺栓螺母夹紧机构的特点：结构简单，制造方便加紧可靠施力范围大；自锁性能好操；扩力比80以上，行程S不受限制；加紧工作慢，效力低。 图4-5立柱4.5 导向装置的选择 导向装置是夹具保证加工精度的重要装置，如钻孔导向套、镗套、对刀装置、对定装置等，钻床夹具中钻头的导向采用钻套，钻套有固定钻套、可换钻套、快换钻套和特殊钻套四种。这些装置均已标准化，可按标准选择。综上分析，本次设计采用固定导向套加工工件，来提高其工作的连续性和其工作效率。选择导向装置： 导向装置是夹具保证加工精度的重要装置，如钻孔导向套、镗套、对刀装置、对定装置等，这些装置均已标准化，可按标准选择。图4-6钻模板 用于钻床零件加工的是可换钻套装置。换钻套时，只需将钻套逆时针转动，当缺口转到螺钉位置时即可取出，换套方便迅速。 钻夹具中的钻套,除要求它引导钻头，钻出正确的孔外，还要求它能在装卸时快而准确。一般在工厂中使用较多的是可换钻套，虽然这种钻套具有可换的优点，但在制造上较复杂；由于采用螺钉来压紧,所以占面大，而又增加制造步骤。钻模板与支柱之间用开口销连接。4.6手动夹具的总体形式 夹具的总体形式一般应根据工件的形状、大小、加工内容及选用机床等因素来确定。（1）夹具的组成归纳为：定位元件及定位装置 用于确定工件正确位置的元件或装置。夹紧元件及夹紧装置 用于固定元件已获得的正确位置的元件或装置。导向及对刀元件 用于确定工件与刀具相互位置的元件。动力装置在成批生产中，为了减轻工人劳动强度，提高生产率，常采用气动、液动等动力装置。夹具体用于将各种元件装置连接在一体，并通过它将整个夹具安装在机床上。其他元件及装置 根据加工需要来设置的元件或装置。（2）确定夹具体：夹具体上一般不设定位和定向装置，特别是台钻、立钻和摇臂钻上使用时，但夹具体底板上一般都设有翻边或留一些平台面，以便夹具在机床工作台上固定。夹具体一般是设计成平板式（有些夹具体铸造成特殊形状），保证具有足够的刚性。它用来固定定位元件、加紧机构和联接体，并于机床可靠联接。（3）确定联接体：联接体是将导向装置与夹具体联接的工件，设计时主要考虑联接体的刚性，合理布置联接体的位置，给定位元件、夹紧机构留出空间。此夹具体的联接装置通过内六角螺栓和圆柱销来定位，考虑到刚性问题，在相对应的位置上在用一个联接体支承钻套板，同样用内六角螺栓定位。（4）夹具体的总体设计图:图4-7总体图4.7绘制夹具零件图 对装配图中需加工的零件图均应绘制零件图，零件图应按制图标准绘制。视图尽可能与装配图上的位置一致。（1）零件图尽可能按1:1绘制。（2）零件图上的尺寸公差、形位公差、技术要求应根据装配图上的配合种类、位置精度、技术要求而定。（3）零件的其他尺寸，如尺寸、形状、位置、表面粗糙度等应标注完整。（4）零件图名称： 零件图1定位轴 零件图2支柱 零件图3夹具体 零件图4钻模板4.8 绘制夹具装配图 图 4-8 装配图1.装配图按1:1的比例绘制，用局部剖视图完整清楚地表示出夹具的主要结构及夹具的工作原理。2.视工件为透明体，用双点划线画出主要部分（如轮廓、定位面、夹紧面和加工表面）。画出定位元件、夹紧机构、导向装置的位置。3.按夹紧状态画出夹紧元件和夹紧机构。4.画出夹具体及其它联接用的元件（联接体、螺钉等），将夹具各组成元件联成一体。此机床夹具要用到的零件如下：（1）螺纹加紧机构压板 （2）六角螺母-C级 （3）钻模板145钢 （4）钻套用衬套A型 （5）可换钻套 （6）钻套螺钉 （7） 双头螺柱 （8） 定心轴1（9） 六角螺母-C级 （10）定位大平面（11）六角螺母-C级 （12）开口垫圈 8（13）销轴 （14）后支柱（15）内六角圆柱头螺钉 （16）后支柱 （17）内六角圆柱头螺钉 （18）圆柱销（19）开口销 （20）夹具体（21）圆柱螺旋压缩弹簧5 标注必要的尺寸、配合、公差等(1)夹具的外形轮廓尺寸，所设计夹具的最大长、宽、高尺寸。(2)夹具与机床的联系尺寸，即夹具在机床上的定位尺寸。如车床夹具的莫氏硬度、铣床夹具的对定装置等。(3)夹具与刀具的联系尺寸，如用对刀块塞尺的尺寸、对刀块表面到定位表面的尺寸及公差。(4)夹具中所有有配合关系的元件间应标注尺寸和配合种类。(5)各定位元件之间，定位元件与导向元件之间，各导向元件之间应标注装配后的位置尺寸和形位公差。6 夹具装备图上应标注的技术要求(1)定位元件的定位面间相互位置精度。 (2)定位元件的定位表面与夹具安装基面、定向基面间的相互位置精度。 (3)定位表面与导向元件工作面间的相互位置精度。 (4)各导向元件的工作面间的相互位置精度。 (5)夹具上有检测基准面的话，还应标注定位表面，导向工作面与该基准面间的位置精度。 对于不同的机床夹具，对于夹具的具体结构和使用要求，应进行具体分析，订出具体的技术要求。设计中可以参考机床夹具设计手册以及同类的夹具图样资料。7 对零件编号，填写标题栏和零件明细表： 每一个零件都必须有自己的编号，此编号是唯一的。在工厂的生产活动中，生产部件按零件编号生产、查找工作。 完整填写标题栏，如装配图号、名称、单位、设计者、比例等。 完整填写明细表，一般来说，加工工件填写在明细表的下方，标准件、装配件填写在明细表的上方。注意，不能遗漏加工工件和标准件、配套件。8 机床夹具应满足的基本要求包括下面几方面：1)保证加工精度 这是必须做到的最基本要求。其关键是正确的定位、夹紧和导向方案，夹具制造的技术要求，定位误差的分析和验算。2)夹具的总体方案应与年生产纲领相适应 在大批量生产时，尽量采用快速、高效的定位、夹紧机构和动力装置，提高自动化程度，符合生产节拍要求。在中、小批量生产时，夹具应有一定的可调性，以适应多品种工件的加工。3)安全、方便、减轻劳动强度 机床夹具要有工作安全性考虑，必要时加保护装置。要符合工人的操作位置和习惯，要有合适的工件装卸位置和空间，使工人操作方便。大批量生产和工件笨重时，更需要减轻工人劳动强度。4)排屑顺畅 机床夹具中积集切屑会影响到工件的定位精度，切屑的热量使工件和夹具产生热变形，影响加工精度。清理切屑将增加辅助时间，降低生产率。因此夹具设计中要给予排屑问题充分的重视。5)机床夹具应有良好的强度、刚度和结构工艺性 机床夹具设计时，要方便制造、检测、调整和装配，有利于提高夹具的制造精度。5 定位误差设计5.1误差分析5.1.1定位误差 工件的加工误差，是指工件加工后在尺寸，形状和位置三个方面偏离理想工件的大小，它是由三部分因素产生的：1）工件在夹具中的定位、夹紧误差。2）夹具带着工件安装在机床上，夹具相对机床主轴（或刀具）或运动导轨的位置误差，也称对定误差。3）加工过程中误差，如机床几何精度，工艺系统的受力、受热变形、切削振动等原因引起的误差。其中定位误差是指工序基准在加工方向上的最大位置变动量所引起爱的加工误差。5.1.2产生定位误差的原因(1)基准不重合来带的定位误差： 夹具定位基准与工序基准不重合，两基准之间的位置误差会反映到被加工表面的位置上去，所产生定位误差称之为基准转换误差。(2)间隙引起的定位误差 在使用心轴、销、定位套定位时，定位面与定位元件间的间隙可使工件定心不准产生定位误差。(3)与夹具有关的因素产生的定位误差定位基准面与定位元件表面的形状误差。导向元件、对刀元件与定位元件间的位置误差，以及其形状误差导致产生的导向误差和对刀误差。夹具在机床上的安装误差，即对定误差导致工件相对刀具主轴或运动方向产生的位置误差。夹紧力使工件与定位元件间的位置误差，以及定位元件、对刀元件、导向元件、定向元件等元件的磨损。 5.2定位误差的计算1.定位误差，此项主要是定位孔30H7与定位销30r6的间隙产生，最大间隙为-0.028mm。2.钻模板衬套中心与定位销中心距误差，装配图标注尺寸为15.30.015mm，误差为0.03mm。3.钻套与衬套的配合间隙，有18H7h6可知最大间隙为0.024mm。4.钻套内孔与外圆得同轴度误差，对于标准钻套，精度较高，此项可以忽 略。5.钻头与钻套间隙的间隙会引偏刀具，产生中心距误差e，由下式求出： e=( H/2 + h + b )max/He-刀具引偏量（mm）H-钻套导向高度（mm）h-钻套下断面与工件间的空间高度（mm）max-刀具与钻套的最大间隙 刀具与钻套的配合为30H7/r6，可知max=0.028mm；将H=36mm, h=20, B=30mm代入，可求得e=0.05mm。 由于上述各项都是按最大误差计算，实际上各项也不可能同时出现最大值，各误差方向也很可能不一致，因此，其最和误差可按概率法求和： 该项误差大于中心距允差0.1mm的2/3，可用。6 结论 在这次历时十六周的毕业设计中，发现自己在理论与实践中有很多的不足，自己知识中存在着很多漏洞，看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论到实践的能力还急需提高。让我认识到了仔细认真的重要性。 这次毕业设计让我们更能注意到细枝末节。这次设计使我对机床夹具设计有了更深刻的理解，特别使其中的技术要求。同时感觉到了细节的重要性。有时候我们我们错的并不是理论，而是我们很容易忽略的线型和该删掉的线我们没有删掉。作为一个设计者不仅应掌握良好的专业知识，有一个认真仔细的心态，还有有一个冷静的心态，遇到问题不能慌乱，不知所措。 首先根据工件的加工要求，我选择了钻床，因此加工方向式垂直与水平面的。然后工件主要定位部分为直径为30mm的中心孔和一侧端面，用长销小平面定五个自由度。虽然没有满足六个自由度的要求，但是不影响机床夹具的工作。因为被加工件需要钻2个孔不限制Z向的旋转会增进效率。最后是将定位销和支承板固定在夹具体上，利用销定位、螺柱、螺母和内六角螺钉进行定位、夹紧。这样将工件稳固的夹紧在机床上，能更方便，准确的进行钻孔加工。通过以上这些步骤，此机床夹具可以正常工作，此项