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目錄
機床夾具設計任務書 2
序言 3
一、零件的分析 4
1、零件的作用 4
2、零件的分析 4
3、零件的生產類型 5
1、確定毛坯的制造形式 5
2、基準的選擇 6
3、加工方法 6
4、制定工藝路線 7
5、工序內容設計 9
三、銑床夾具設計 12
1、設計任務 12
2、夾具方案分析 12
四、設計小結 13
參考文獻 13
機床夾具設計任務書
設計題目： 設計“殼體”某一工序專用夾具設計（生產綱領：中批）
設計要求：（上交電子文件和紙資文件）
零件圖 1張
工序圖 1張
專用夾具裝配圖 1張
夾具體零件圖 1張
設計說明書 1份
三、時間：一周(2010～2011學年度第一學期的第七周)
四、設計步驟及要求：
⑴計算年生產綱領，確定生產類型。
⑵對零件進行工藝分析，畫零件圖?！膊捎眯聡鴺恕?
⑶選定某一工序，畫工序簡圖。（工序尺寸、工序公差及技術要求）
⑷依據工序要求設計專用夾具，其主要工作是：確定定位方案，選擇定位基準和定位元件；確定夾緊方式，進行定位誤差分析和夾緊力計算。
（5）畫夾具裝配圖、夾具體零件圖
五、編寫設計說明書
主要參考吳拓、方瓊珊主編的《機械制造工藝與機床夾具設計指導》中的設計實例
序言
本設計是在學完了機械制造工藝及機床夾具和大部分專業(yè)課的基礎上進行的。
本設計是根據學生的實際能力以及結合現代技術的發(fā)展趨勢綜合考慮而做的，主要培養(yǎng)學生綜合運用學過的知識，獨立地分析和擬定一個零件的合理工藝路線，初步具備設計一個中等復雜程度零件的工藝規(guī)程的能力，能根據被加工零件的技術要求，運用夾具設計的基本原理和方法。學會擬定夾具設計方案，完成夾具結構設計，提高結構設計能力，培養(yǎng)學生熟悉和應用各種手冊、圖片、設計表格等技術資料，以便掌握從事工藝文件的方法和步驟，培養(yǎng)學生解決工藝問題的能力。
由于能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請老師給予指教。
一、零件的分析
1、零件的作用
殼體是一種起支撐、連接其他零件和承受負荷的零件。通過底面孔和上端面的孔、螺紋孔，側面的螺紋孔來與管道、其他殼體等零件連接在一起，并使這些零件之間保持正確的位置關系；通過殼體的孔進行液體或氣體的傳輸。
2、零件的分析
圖1.殼體零件圖
該殼體可以分成三組加工表面，且三者之間和其各內部之間存在有一定的位置關系，現分述如下:
（1） 底面，F7、F30孔和F48沉孔
這一組加工表面包括:底面，4個F7的孔，加工F30的孔和F48的沉孔
（2） 上端面，M6螺紋孔，F7孔和F12盲孔，
這一組加工表面包括:上端面，M6-7H的螺紋孔，6個F7孔，F12的盲孔
（3） 側面寬28的凹槽，M6的螺紋孔，F8的孔，F24的沉孔，F30的端面，F12的孔，F20的沉孔
這一組加工表面包括:側面寬28的開口槽，2XM6-H7的螺紋孔，F8的孔并加工F24的沉孔，F30的端面，F12的孔并加工F20的沉孔。
3、零件的生產類型
零件的生產綱領：根據機械設計制作工藝與機床夾具公式：
N零 = QN(1+a)(1+B) 公式2.1
說明：式中N零 ：零件生產綱領。
Q：產品的生產綱領
n ：每一產品包含該零件的數量
a : 零件的備用率一般情況下a = 4 %。
B : 零件的平均廢品率：取B=1%。
所以，4000 = Q×1(1+4%)(1+1%)
Q=3808件
根據機械制造工藝與機床夾具表1-3，可查得此零件生產為中批生產。
二、工藝規(guī)程設計
該零件形狀特殊，結構一般復雜，屬殼體類零件。其表面加工精度均較低，不需要高精度機床加工，通過銑削、鉆床的粗加工就可以達到加工要求，而主要加工表面雖然加工精度相對較高，但也可以再正常的生產條件下，采用較經濟的方法保質保量地加工出來。由此可見，該零件的工藝性較好。
該零件的主要加工表面為兩端面、中心孔，前端面孔，在設計工藝規(guī)程時應重點予以保證。
1.3確定零件的生產類型
按照教學要求，該零件生產類型為大批量生產。
2確定毛胚類型繪制毛胚簡圖
2.1選擇毛胚
根據零件材料為ZL102，零件結構一般復雜，生產類型為大批量生產，確定毛胚為鑄件。毛胚的鑄造方法選用砂型機器造型，由于孔需鑄出，故還應安放型芯，此外，為消除殘余應力，鑄造后應安排人工時效。
2.2確定毛胚尺寸和機加工余量
1. 鑄件尺寸公差等級
2. 根據鑄件采用砂型機器造型，材料為可鍛黑鑄鐵，其加工表面的鑄造尺寸精度等級由《機械制造技術基礎設計（高等教育版）》（以下簡稱參考一）表2.3鑄件毛胚圖
3. 零件毛胚圖一般包括鑄造毛胚形狀、尺寸及公差、加工余量與工藝余量、鑄造斜度及圓角、分型面、澆冒口殘根位置、工藝基準及其他有關技術要求等。根據主要毛胚尺寸，該鑄件毛胚圖如下圖（一）圖（二）所示
各表面加工方案
加工表面
尺寸及偏差/mm
尺寸精度等級
表面粗糙度/
加工方案
底面
IT12
12.5
銑
上表面
IT12
12.5
銑
F30孔
F30+0.0250
IT6
6.3
擴-粗鉸-精鉸
F48沉孔
F48
IT12
12.5
擴孔
F7孔
F7
IT10
25
鉆
F12盲孔
F12
IT12
25
鉆
M6-H7
F6
IT7
25
鉆-攻絲
左側面凹槽
IT12
12.5
粗銑
F8孔
F8
IT10
25
鉆
F12沉孔
F12
IT10
25
擴
F30端面
F30
IT12
12.5
粗銑
側面F12孔
F12
IT10
25
鉆
F20沉孔
F20
IT12
12.5
擴
1、確定毛坯的制造形式
考慮到零件的結構，生產年產量，經濟成本，選用沙型鑄造方法，材料選用ZL102。查《實用機械加工工藝手冊》表6-20，表6-30，單邊余量Zb=2.5，孔直徑為F28、F46。
2、基準的選擇
工件在最初加工時，只能以毛坯上未加工的表面作為定位基準，這個是粗基準，該零件應選用上端面作為粗基準來加工底面。以上選擇符合粗基準的選擇原則中的（如果必須保證零件某些重要表面的加工余量分布均勻，就應該選擇該表面做為粗基準，應該用毛坯的尺寸和位置可靠表面，而且平整具有足夠大的面積做基準）在以后的工序中，則使用經過加工的表面作為定位基準，底面和F30+0.025 0作為定位基準，這個基準就是精基準。在選精基準時采用有基準重合，基準統(tǒng)一，自為基準、便于裝夾。這樣定位比較簡單可靠，為以后加工重要表面做好準備。
3、加工方法
在市場經濟的前提下，一切都是為能創(chuàng)造出更多的財富和提高勞動率為目的，同樣的加工方法的選擇一般考慮的是在保證工件加工要求的前提下，譯稿工件的加工效率和經濟性，而在具體的選擇上，一般根據機械加工資料和工人的經驗來確定。由于方法的多種多樣，工人在選擇時一般結合具體的工件和現場的加工條件來確定最佳的加工方案。
同樣在該零件的加工方法的選擇中，我們考慮了工件的具體情況與我們學校的具體加工條件是我們按加工順序來闡述的加工方案，參考《機械制造手冊》表10-33、表10-34其加工方法選擇如下：
（1）、底面：
公差等級為自由公差，表面粗糙度為Ra12.5um，需要經過粗銑-半精銑
（2）、Φ30-0.025 0孔：
公差等級為IT7～8，表面粗糙度為Ra6.3um，毛坯鑄件有孔，故采用擴-粗鉸-精鉸
（3）、 F48沉孔：
公差等級為自由公差、表面粗糙度達到Ra6.3，故采用擴。
（4）、兩處倒角
公差等級為自由公差、表面粗糙度達到Ra25，故采用銑。
（5）、F7孔：
公差等級為自由公差、表面粗糙度達到Ra25，故采用鉆。
（6）、上表面：
公差等級為自由公差，表面粗糙度為Ra12.5um，故采用粗銑-半精銑。
（7）、Φ12盲孔：
公差等級為自由公差，表面粗糙度為Ra25um，故采用鉆。
（8）、M6-H7的螺紋孔：
中徑公差等級為IT7，故采用鉆-攻絲。
（9）、左側面凹槽：
公差等級為自由公差，壁、底面表面粗糙度都為Ra12.5um，，故采用粗銑-半精銑。
（10）、F8孔：
公差等級為自由公差，表面粗糙度為Ra25um，，故采用鉆
（11）、F12沉孔：
公差等級為自由公差，壁、底面表面粗糙度為Ra25um，，故采用擴。
（12）、F30端面：
公差等級為自由公差，壁、底面表面粗糙度為Ra12.5um，，故采用粗銑-半精銑。
（13）、側面F12孔：
公差等級為自由公差，表面粗糙度為Ra25um，，故采用鉆。
（14）、F20沉孔：
公差等級為自由公差，內孔表面的表面粗糙度為Ra12.5um、底面表面粗糙度為Ra25um，故采用擴。
4、制定工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。
4.1工藝路線方案一
工序10：粗、精銑上下表面。
工序20：車 粗車F40，F30孔 。
工序30：車 半精車F40，F30孔。
工序40：銑左端面槽。
工序50：鉆孔及攻螺紋M6。
工序60：鉆左端面階梯孔攻2XM6-H7螺紋。
工序70：銑前端面。
工序80：鉆前端面階梯孔。
工序90：鉆頂面孔、锪孔。
工序100：鉆底面孔、锪孔。
工序110：車 精車F40，F30孔。
工序120：終檢。
4.2工藝路線方案二：
工序10：粗、精銑上下表面
工序20：鉆、擴、鉸孔，倒1x45°角
工序30：銑前端面
工序40:鉆前端階梯孔。
工序50:鉆頂面孔、锪孔。
工序60:鉆底面孔、锪孔。
工序70:銑左端面面槽。
工序80:鉆各螺紋孔、攻螺紋。
工序90：擴鉸孔。
工序100
:終檢。
4.3工藝方案的比較與分析
上述兩個方案中，方案2主要按照外表面逐次加工完成后進行空的加工，但會帶來一個不利的因素，不利于限制零件自由度，其次雖兩方案都是按照孔定位進行加工，但方案2中有部分工序的公布不在同一平面上，會給加工帶來額外的不便。
另外，根據機床各種因素綜合考慮，選擇方案1的工藝路線進行加工。
5、工序內容設計
5.1加工設備選擇
根據機床的精度與工序要求的加工精度相適應，機床的工作區(qū)域尺寸應與零件的外形尺寸相適應，機床的功率，剛度和工作參數最合理的切屑用量相適應，機床的效率與產品生產類型相適應等關鍵需求的綜合分析后選用下列設備。
萬能回轉頭銑床x62w
工作臺面積：1600x400mm 快進速度：2300m/min
工作臺進給范圍：30-1500 主軸孔徑：29mm
進給量級數：16級 主軸轉速級數：16級
功率：10kw 外形尺寸：2556x2/59x1770mm
立式鉆床Z5140
最大鉆孔直徑：40mm 進給級數：9級
主軸轉速級數：12級 主軸轉速范圍：31.5-1400r/min
主軸行程：250mm 機床外形尺寸：1105x880x2508mm
工作臺面積：480x560mm
立式鉆床Z5163A
最大鉆孔直徑：63mm 進給級數：9級
主軸轉速級數：12級 主軸轉速范圍：22-10000r/min
主軸行程：315mm 機床外形尺寸：1200x970x2790mm
工作臺面積：550x650mm
3.5確立切削用量及基本工時
1.工序10——粗銑上下表面
該工序分兩個公步，公步1是以下表面定位，粗銑上端面；工步2是以上端面定位，粗銑下端面，它們所選用的背吃刀量、切削速度和進給量是一樣的。
（1）背吃刀量
由于切削量較小，故選擇 ==2mm。一次走刀即可完成。
（2）進給量
X51型立式銑床功率為4.5KW，查參考一表5.8高速鋼套式面銑刀粗銑平面進給量，按機床、工件、夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進給量取為0.08mm/z。
（3）銑削速度
由本工序采用高速鋼整體銑刀、=40mm，齒數=12。查參考一表5.8高速鋼整體銑刀銑削速度，確定銑削速度=44.9m/min，則
==357.3r/min
由本工序采用X51型立式銑床，查參考一表3.6，取轉速=380r/min，故實際切削速度
==47.7m/min
當=380r/min時，工作臺的每分鐘進給量==364.8mm/min
也可根據參考一表3.7查得機床的進給量為300mm/min。
（4）基本工時
由于該工序包括兩個工步，每個工步的基本加工時間計算查參考一表5.41銑削基本時間計算，。確定=14mm,=2mm，=24mm；則該工序的基本時間為
，
則該工序基本工時為16s。
工序20——車 粗車F40，F30孔
?由參考文獻[3]表1.1-47查得?f=1.4mm/r?b．?由參[3]表1.1-46查得νc=80m/min?由此算出轉速為n=1000νc/πD=106.157r/min?按車床的實際轉速取n=350r/min?
則實際切削速度νc=πDn/1000=263.76m/min
工序30——車 半精車F40，F30孔
由參考文獻[3]表1.1-47查得f=1.4mm/r?由參[3]表1.1-46查得νc=80m/min?
由此算出轉速為n=1000νc/πD=110.77r/min?
按車床的實際轉速取n=350r/min?則實際切削速度?
νc=πDn/1000=252.77m/min?
加工時間
T= = =1.56min
工序40——銑左端面槽
所選用的背吃刀量、切削速度和進給量是一樣的。
（1）背吃刀量
由于切削量較小，故選擇 ==2mm。一次走刀即可完成。
（2）進給量
X51型立式銑床功率為4.5KW，查參考一表5.8高速鋼套式面銑刀粗銑平面進給量，按機床、工件、夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進給量取為0.08mm/z。
（3）銑削速度
由本工序采用高速鋼整體銑刀、=40mm，齒數=12。查參考一表5.8高速鋼整體銑刀銑削速度，確定銑削速度=44.9m/min，則
==357.3r/min
由本工序采用X51型立式銑床，查參考一表3.6，取轉速=380r/min，故實際切削速度
==47.7m/min
當=380r/min時，工作臺的每分鐘進給量==364.8mm/min
也可根據參考一表3.7查得機床的進給量為300mm/min。
（4）基本工時
由于該工序包括兩個工步，每個工步的基本加工時間計算查參考一表5.41銑削基本時間計算，，確定=14mm,=2mm，=62mm；則該工步的基本時間為，該工序基本工時為32s。
工序50——鉆F12孔及攻螺紋M6
該工序分兩個公步，公步1是鉆F12孔；工步2是攻螺紋M6，
背吃刀量的確定????ap=20?mm?
進給量的確定：取每轉進給量f=0.20mm/r???3).切削速度的計算工件材料ZL102條件選取，切削速度v=15m/min，得n=1000×15/3.14×20=238.73?r/min。選取Z550立式鉆床主軸轉速n=250r/min?？汕髮嶋H鉆削速度v=πdn/1000=π×20×250/1000=15.71?m/min.?4).?根鉆孔的基本時間可由tj=（l+l1+l2）/fn求的。式中l(wèi)=80㎜l2=1㎜,L1=D/2cotKr+1=20/2×cot54°+1=10×0.72+1=8.18㎜?，f=0.20㎜/r,n=250r/min,?所以基本時間：tj=（l+l1+l2）/fn=（80+8.18+1）/0.2×250=1.78?min=107.2s（2）擴孔?
背吃刀量的確定????ap=2?mm?
進給量的確定取每轉進給量f=0.7?mm/r???3).切削速度的計算選取切削速度v=92.9?m/min?
得n=1000×92.9/3.14×22=1344.14?r/min，選取Z550立式鉆床主軸轉速n=1400?r/min。再將此轉速代入公式（5-1）可求實際切削速度v=πdn/1000=π×22×1400/1000=96.76m/min.?
（3）基本工時
由于該工序包括兩個工步，它們所選用的背吃刀量、切削速度和進給量是一樣的，所以兩工步基本工時也相同。偏角，查參考一表5.41銑削基本時間計算，，，確定=14mm,=2mm，=15mm；則每個工步工序的基本時間為
，該工序基本工時為16s。
工序60鉆左端面階梯孔攻2XM6-H7螺紋
（1）切削用量
由工件材料為ZL102、孔F8mm、查參考二表10-22麻花鉆，選定直徑F8的麻花鉆，查參考一表5.19高速鋼麻花鉆鉆削碳鋼的切削用量得，切削速度=20m/min，進給量=0.20mm/r，取=8.7mm，則
=r/min=732.1r/min
由本工序采用Z525型立式鉆床，由表3.17得，轉速=680r/min，故實際切削速度為
==18.58m/min
（2）基本工時
由參考一表5.39，工步，則該工序的基本時間為
工序70銑前端面
該面精度要求不太高，可直接由高速鋼銑刀一次銑完
根據金屬機械加工工藝人員手冊第三版表12-2查得 ZL102材料鑄件總加工余量為6mm，故工序尺寸及公差為，由表14-69可查得銑削進給量=0.3mm/z；由表14-76查得銑削時切削速度V=40m/min，由此可算出轉速：
n==250r/min
根據機床的主軸變速級數可取實際轉速為263r/min，則實際線速度為r===41.4m/min
由表8-55可查得x62w主軸轉速范圍為30-1500r/min；機床功率為10kw， 由表14-67可得切削功率為：
=4.76kw<10kw,所以所選機床適用。
工序80鉆前端面階梯孔
該工序分為兩個工步：1.先鉆F12 2.鉆F20
該孔由高速鋼擴鉆鉆頭擴鉆后再鉸刀鉸。由機械加工工藝手冊表13-16查得鉸孔時加工余量為0.4mm，故擴鉆加工余量為Z=6-0.4=5.6mm
鉆孔的工序尺寸為12mm
擴孔的工序尺寸為20mm
由表14-37查得擴孔進給量=0.8mm/r，由表14-41查得擴孔時切削速度r=20.1m/min，所以計算得到轉速
n=
==134.4r/min
根據機床實際變速級數取實際轉速n=178r/min，則實際切削速度：
V=
=26.6m/min
扭矩M=222.75N/mm
由表8-26查得此機床最大扭矩為1200x10N/mm，所以所選機床適用。
（4）基本工時
由參考一表5.37孔基本時間的計算 ，因此基本工時為11s，半 精鏜工步基本工時為46s。
工序90鉆頂面6X7孔、锪孔
此孔由高速鋼鉆頭一次鉆出，由機械加工工藝人員手冊表14-34可查得鉆孔進給量=0.15mm/r，鉆孔余量為7mm，鉆孔尺寸及公差為，由表14-36可查得鉆孔時的切削速度r=21m/min，由此可計算得到轉速n:
n==954.9r/min
由機床實際轉速可取實際轉速為n=990r/min，則實際速度：
V=
=21.8m/min
由表14-30可查得
=1113N
M=3265N.mm
由表8-26查得此機床最大進給力為16000N,最大扭矩為400xN.mm，此機床適用。
工序100 底面4-7孔
此孔由高速鋼鉆頭一次鉆出，由機械加工工藝人員手冊表14-34可查得鉆孔進給量=0.15mm/r，鉆孔余量為7mm，鉆孔尺寸及公差為，由表14-36可查得鉆孔時的切削速度r=21m/min，由此可計算得到轉速n:
n==954.9r/min
由機床實際轉速可取實際轉速為n=990r/min，則實際速度：
V=
=21.8m/min
由表14-30可查得
=1113N
M=3265N.mm
由表8-26查得此機床最大進給力為16000N,最大扭矩為400xN.mm，此機床適用。
3）基本工時
由于該工序包括兩個工步，它們所選用的背吃刀量、切削速度和進給量是一樣的，所以兩工步基本工時也相同。偏角，查參考一表5.41銑削基本時間計算，，，確定=14mm,=2mm，=6mm；則每個工步工序的基本時間為
，該工序基本工時為10s。
工序110 車 精車F40，F30孔
根據《工藝手冊》中表3-19，查得=1mm，f=0.4mm/z。根據表3-30，查得v=0.5m/s
加工轉速
= = =6.29r/s
取n=6.3r/s，則
切削速度
v= = =1.50m/s
1. 確定車削時間
T= = =82.14s
工序120去毛刺，終檢。
5.3工裝夾具
（1）、工裝夾具：
第一次裝夾：即加工底面、43F7，以上表面作為粗基準，采用壓板壓住。
第二次裝夾：即加工上表面，63F7，F12盲孔等，以底面定位，采用帶螺紋圓柱銷夾緊。
第三次裝夾：即加工內孔F30+0.025 0表面與F48沉孔等，以上表面作為精基準，用帶螺紋圓柱銷夾緊。
第四次裝夾：即倒內孔F30+0.025 0的倒角，以底面定位，采用帶螺紋圓柱銷夾緊。
（2）、刀具：
①粗銑平面：刀具號T0101,可轉位面銑刀，刀具直徑為F100，刀片型號為SNKN1204ENN，刀具型號為FM75-100SD08ALML200-Z5
②鉆中心孔：刀具號T0202,高速鋼中心鉆，d=3.15,d 1=8.0,l=50,l 1=3.9
③鉆F7孔：刀具號T0303,高速鋼直柄短麻花鉆，d=7, l=74,l 1=34
④鉆螺紋孔底孔F5：刀具號T0404，攻螺紋前鉆孔用直柄階梯麻花鉆，d=5, l=62,l 1=26
⑤鉆F12盲孔：刀具號T0505，高速鋼直柄麻花鉆，d=12, l=151,l 1=101
⑥擴F30孔：刀具號T0606，莫氏錐柄擴孔鉆，d=29.8, l=296,l 1=175
⑦擴F48孔：刀具號T0707，莫氏錐柄擴孔鉆，d=48, l=369,l 1=220
⑧粗鉸F30孔：刀具號T0808，莫氏錐柄長刃機用鉸刀，d=29.93, L=251,l=124
⑨精鉸F30孔：刀具號T0909，莫氏錐柄長刃機用鉸刀，d=30, L=251,l=124
⑩倒角：刀具號T1010,直柄燕尾槽銑刀，d=20, L=67，θ=45°Z=8
5.5工序尺寸及公差
由機械加工工藝人員手冊12-5查得該種鑄件的尺寸公差等級為9級，機械加工余量等級為6-8級，故取為8級，最大為7級。
由表12-4可查得鑄件的主要尺寸的公差，由表12-2可查得各表面的總余量，但由于用查表法確定的總余量與生產實際情況有些差距，故做相應調整，現將調整后的主要毛坯尺寸及公差列入下表：
主要尺寸
零件尺寸
總余量
毛坯尺寸
公差
30前端面
36
6
42
48孔
48
5.6+0.4
42
底面4-7孔
7
7
三、銑床夾具設計
1、設計任務
此次設計主要分為兩部分，一是對零件的機加工進行工藝規(guī)程設計，二是對工序進行專用夾具設計。
此次夾具設計選擇殼體前端面加工進行專用夾具設計。
2、夾具方案分析
2.1工件的定位方案分析
零件下表面有足夠的寬度且下表面的寬度寬于待加工平面，若以上表面為定位面，則不利于前端面的銑削，所以選擇下表面為主要定位基準面，限制兩個旋轉自由度和一個移動自由度，根據零件前端的設計基準為孔軸線，所以以孔進行定位，作為導向定位基準面限制工件的另外兩個移動自由度，再采用一個菱形定位銷在工件的底面進行定位，限制工件的另外一個旋轉自由度。
2.2夾緊方案分析
因為采用限制工件的自由度，所以可以將定位心軸的長度尺寸加長，在末端攻上螺紋，采用開口墊片與螺母相互結合的方式夾緊，不僅方便簡單而且可保證工件的快捷安裝。
（1）定位元件尺寸及公差確定。
夾具的主要定位元件為一圓孔和一面，孔與面隙配合。
（2）工件的工序基準為孔心，當工件孔徑為最大，定位孔的孔徑為最小時，孔心在任意方向上的最大變動量等于孔與其配合的最大間隙量。本夾具是用來在立式鉆床上加工，所以工件上圓柱與夾具上的定位孔保持固定接觸。此時可求出孔心在接觸點與圓柱中心連線方向上的最大變動量為孔徑公差多一半。工件的定位基準為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點和圓柱中心連線方向相同，則其定位誤差為：Td=Dmax-Dmin
本工序采用一孔，一圓柱端面定位，工件始終靠近定位孔的一面，而圓柱的偏角會使工件自重帶來一定的平行于夾具體底版的水平力，因此，工件不在定位圓柱正上方，進而使加工位置有一定轉角誤差。但是，由于加工是自由公差，故應當能滿足定位要求。
鉆床專用夾具的設計
2.2.1. 設計前的準備工作
（1）明確工件的年生產綱領
機床夾具是在機床上裝加工件的一種裝置，其作用是使工件相對機床和刀具有一個正確的位置，并在加工過程中保持不變。它是夾具總體方案確定的依據之一，它決定了夾具的復雜程度和自動化程度。本次加工的工件需大批量生產，此時，一般選擇機動、多工件同時加工，自動化程度高的方案，結構也隨之復雜，成本也提高較多。
（2）熟悉工件零件圖和工序圖
零件圖給出了工件的尺寸、形狀和位置、表面粗糙度等精度的總體要求，工序圖則給出了夾具所在工序的零件的工序基準、工序尺寸、已加工表面、待加工表面、以及本工序的定位、夾緊原理方案，這是夾具設計的直接依據。
已知待加工工件如圖2-1所示，加工φ35H7的孔（前工序已將各部尺寸加工完成）。
2.2.2. 加工方法
了解工藝規(guī)程中本工序的加工內容，機床、刀具、切削用量、工步安排、工時定額，同時加工零件數。這些是在考慮夾具總體方案、操作、估算夾緊力等方面必不可少的，根據零件圖可知，本道工序的內容是鉆、擴、鉸φ35H7的孔。
2.3. 總體方案的確定
2.3.1. 定位方案
工件在機床上的定位實際上包括工件在夾具上的定位和夾具在機床上的定位兩個方面。工序圖只是給出了原理方案，此時應仔細分析本工序的工序內容
2.3.3. 加緊機構的選擇
（1）對工件加緊裝置的要求
① 在加緊過程中應保持工件定位時所獲得的正確位置 。
② 在切削過程中，切削力不應破壞工件的正確位置，并使平衡切削力所需的夾緊力最小。
③ 在切削過程中，應避免工件產生不能允許的振動。
④ 加緊裝置應操作方便、省力、安全。
⑤ 夾緊裝置的復雜程度和制動化程度應與生產批量和生產方式相適應。
（2）夾緊力的方向
夾緊力的方向要有利于工件的定位，并注意工件的剛性方向，不能使工件有脫離定位表面的趨勢，防止工件在夾緊力的作用下產生變形。
（3）夾緊力的作用點
夾緊力的作用點應選擇在定位元件支承點的作用范圍內，以及工作剛度高的位置，確保工件定位準確、不變形。
（4）選擇夾緊機構
在確定夾緊力的方向、作用點的同時，要確定相應的夾緊機構。確定夾緊機構要注意以下幾方面的問題：
① 安全性。夾緊機構應具備足夠的強度和夾緊力，以防止以外傷及夾具操作人員。
② 手動夾具夾緊機構的操作力不應過大，以減輕操作人員的勞動強度。
③ 夾緊機構的行程不宜過長，以提高夾具的工作效率。
夾緊機構的原理是用固定扳手擰開上方螺母，這個過程中螺母下方的夾緊體在彈簧作用下自動升起，從而達到松開工件的作用。原理簡單，操作簡單
2.3.4選擇導向裝置
刀具的導向是為了保證孔的位置精度，增加鉆頭的支撐以提高其剛度，減少刀具的變形，保證孔加工的位置精度，常用的幾種鉆套如下圖所示。
圖2-5快換鉆套
夾具裝配圖上的尺寸和技術條件
夾具裝配圖上應標注必要的尺寸和技術要求，主要目的是為了檢驗本工序零件加工表面的形狀，位置和尺寸精度在夾具中是否可以達到，為了設計夾具零件圖，也為了夾具裝配和裝配精度的檢測。
3.1. 夾具裝配圖上標注的尺寸
1）夾具總體外形輪廓尺寸，總長200mm，總寬180mm，總高164mm。
2）夾具與鉆模套導向的配合關系，如鉆模套對襯套所需要的配合尺寸為Φ20F7/k6，夾具與襯套所需的配合為Φ26H7/n6。
4）各定位元件之間，定位元件與工件之間，與卡具體之間裝配后的位置尺寸及公差，如心軸與孔配合為Φ30H7/r6，，定位大平面與夾具體基準平面間的平行度為0.03mm。
上述聯系尺寸和位置尺寸的公差，一般取工件的相應公差的1/3~1/5,最常用的是1/3。
3.2. 夾具裝配圖上應標注的技術要求
應標注的技術要求包括：相關元件表面間的位置精度，主要表面形狀精度，保證裝配精度和檢測的特殊要求，以及調整、操作等必要的說明。通常有以下幾方面：
1）定位元件的定位表面間相互位置精度。
2）定位元件的定位表面與夾具安裝基面、定向基面間的相互位置精度。
3）導向元件工作面與安裝基面間的相互位置精度。
4）寫明需要鉗工配作的元件。
對于不同的機床夾具，對于夾具的具體結構和使用要求，應進行具體分析，訂出該夾具的具體的技術要求。設計中可以參考機床夾具設計手冊以及同類夾具的圖樣資料。
夾具零件圖上的尺寸和技術條件
零件圖上應標注必要的尺寸和技術要求，標注的主要目的是保證夾具體各個零件之間的尺寸要求和安裝配合后的精度要求，也是為了各夾具零件加工后進行安裝配合能滿足制造工件的要求，本設計所畫夾具零件圖為夾具體。
4.1夾具零件圖上標注的尺寸
1）夾具體的外形尺寸，總長為200mm，總寬180mm，總高164mm。
2）夾具體上各螺紋孔之間的位置尺寸要求，定位銷的配做精度要求。
4.2夾具零件圖上應標注的技術要求
1）零件圖中必須用規(guī)定的代號、數字和文字簡明地表示出在制造和檢驗時所應達到的技術要求。
方案設計論證
（1）根據所給工件的需要，選擇加工機床，選用立式鉆床加工比較合理。
（2）然后工件主要定位部分為平面、兩個銷，分析所要加工φ12的孔必須完全定位，設想用一面兩銷定位，正好滿足六點定位原理且結構簡單，所以這里就是選擇一面兩銷的優(yōu)點。
（3）最后將一面兩銷先固定在大平面上，以平面、心軸和菱形銷進行定位。一面兩銷把工件定位后，可利用螺旋夾緊機構來對工件進行夾緊，工件的夾緊力的方向應和工件待加工孔的軸線方向一致，并保證該軸線和夾具體底面有一定的垂直度要求。
5.1設計方法與結果
（1）對工件的加工要進行分析，已知工件上待加工φ12H7的孔，根據工件的形狀和加工要求和批量，采用立式搖臂鉆床比較合理。
（2）根據六點定位原理，選用一面、一短圓柱銷和一菱形銷定位，由于限制了六個自由度，所以只需要將工件夾緊就可以進行加工了，在工件加工方向上進行夾緊，可以螺旋夾緊機構，因為他們可以對工件快速加緊，且夾緊力的方向要有利于工件的定位。
（3）最后，對整個夾緊方案分析得出，定位符合六點定位原理，夾緊工件穩(wěn)定，所以此夾具設計可行。
四、設計小結
此次機械設計制造工藝及機床夾具設計主要是對殼體加工工藝規(guī)程與夾具設計，在設計過程中要通過對零件進行分析，選擇基準，擬定合理的工藝路線，再次選擇加工設備及切削用量，即而確定主要表面不同加工時的工序尺寸及公差，填寫過程卡，工序卡，通過相關文獻手冊的查閱，擬定合理的工件定位方案，并分析夾具方案，對刀方案的確定，設計出一套工件定位專用夾具，并完成對夾具體裝配圖，零件圖的繪制。
通過這次設計，使我對機械裝備有了更進一步的了解。裝備在現在工業(yè)中有著重要的作用，當然，我們現在對機械設計只不過時一個初步的了解，這門還有更多的知識等著我們去學習，在這兩周短暫的設計里，我學會了一些機械設計的最基本的理論，同時也對機械裝備產生了濃厚的興趣。
在這次設計過程中，我發(fā)現自己還有很多不足之處，在設計和計算過程中也出現了各種各樣的錯誤，在同學和老師的幫助下也都盡量改正了，雖然還存在或多或少的問題，這也是我今后努力的方向，我會繼續(xù)努力學習，來豐富自己的知識。
在這段時間的不懈努力下，我了解了在設計中應注意的問題：
1）注意與工藝規(guī)程的銜接，夾具設計應和工序設計統(tǒng)一
所需設計的夾具絕大多數用于零件加工的某一特定工序。在工藝設計環(huán)節(jié)中，對該工序的設計已要求設計其定位與夾緊方案，因此夾具設計的具體內容應與工序設計保持一致，不能相互沖突。
2）設計時要有整體觀念
夾具設計有其自身的特點：定位、夾緊等各種裝置在設計前是分開考慮的，設計后期通過夾具體的設計將各種元件聯系為一個整體。
3）設計中應學習正確運用標準與規(guī)范
對于國家標準的規(guī)范要嚴格要求和執(zhí)行。夾具設計過程中選擇各種功能元件時應注意盡可能選用標準件，減少非標準件的設計制造工作量，降低夾具成本。
另外我學到的理論知識，應用于實踐，學以致用，從中受益匪淺，使我明白了對零件加工時的流程，并大致了解了對相關標準件的查找及繪制，我更從此次設計中學到一絲不茍的工作作風，嚴謹，細致的工作態(tài)度。
在此要感謝在我設計過程中給我關心和幫助的老師同學們，謝謝！
參考文獻
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