机床“羊角”拨叉加工工艺及(孔加工工序)夹具设计.doc

机床“羊角”拨叉加工工艺及孔加工工序夹具设计

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本 科 生 毕 业 论 文（设 计）

题 目：机床“羊角”拨叉加工工艺及孔加工工序夹具设计

学习中心：
层 次：
专 业： 机械设计及其自动化
年 级：
学 号：
学 生：
指导教师：
完成日期：

II

内容摘要

本论文完成了对机床羊角拨叉零件图及夹具的设计。在设计的前一部分，主要进行工艺卡的填写，首先对零件进行工艺分析，画出零件图。然后选择毛胚的制造方式。最后制定零件的机械加工工艺路线。
第二阶段，进行夹具设计。纵观整条工艺路线，结合难易程度和夹具本身的特色，选定加工工序进行夹具的总体装配和夹具体的设计。首先，结合零件在该工序中需要达到的各项技术要求，初步拟定工件的定位、夹紧方案；然后，根据夹具设计原则以及夹紧力和夹紧点的确定原则进行局部零部件和夹具体的设计；最后，校核该夹具的精度。
夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，对工件进行机械加工时，为了保证加工要求，首先要使工件相对于刀具及机床有正确的位置，并使这个位置在加工过程中不因外力的影响而变动。为此，在进行机械加工前，先要将工件装夹好。工件的装夹方法有两种:一种是工件直接装夹在机床的工作台或卡盘上;另一种是工件装夹在夹具上。采用第一种方法装夹工件时，一般要先按图样要求在工件表面划线，划出加工表面的尺寸和位置，装夹时用划针或百分表找正后再夹紧。这种方法无需专用装备，但效率低，一般用于单件和小批量生产。批量较大时，大都用夹具装夹工件，因为它直接影响着工件加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等。机床夹具的使用有利于保证工件的加工精度、稳定产品质量；有利于提高劳动生产率和降低成本；有利于改善工人劳动条件，保证安全生产；有利于扩大机床工艺范围，实现“一机多用”等。
在此过程中，运用到了自学的机械设计实体建模软件PRO/E进行零件和家具的实体建模，以便更容易发现问题，实现参数化，自动化的设计目的。运用到机构仿真，爆炸图等现代设计技术的特点，直观的检查设计的缺陷与校核。

关键词：羊角拨叉；机械加工；工艺；切削；夹具设计 PRO/E

目 录
内容摘要 1
引 言 3
1.1 羊角拨叉的功用 4
1.2 设计任务 4
2 零件工艺规程设计 5
2.1 产量的确定 5
2.1.1 生产类型的确定 5
2.1.2 日生产量的确定 5
2.2 毛坯的选择及毛坯图的绘制 5
2.2.1 毛坯的选择 5
2.2.2 毛坯-零件综合图的绘制方法 6
2.3 定位基准的分析与选择 6
2.3.1 基准的概念 6
2.3.2 基准选择原则 6
2.3.3 定位基准的选择 6
2.4 工艺路线的制定 6
2.5 工艺卡的填写 7
3 夹具设计 8
3.1 夹具的整体设计 8
3.1.1夹具设计分析 8
3.1.2 夹具结构方案的确定 8
3.1.3 夹具的具体设计 8
3.2 夹具的装配 8
3.3 夹具的经济性分析 8
结 论 10
参考文献 11
引 言

机械设计制造及其夹具设计是我们融会贯通专升本二年所学的知识，将理论与实践相结合，对专业知识的综合运用训练，为我们即将走向自己的工作岗位打下良好的基础。
机械加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法，是指导生产的重要的技术性文件。它直接关系到产品的质量、生产效率及其加工产品的经济效益，生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现，因此工艺规程编制的好坏，是生产该产品质量保证的重要依据。在编制工艺时须保证其合理性、科学性、完善性。
机床夹具是为了保证产品质量的同时提高生产的效率、改善工人的劳动强度、降低生产成本而在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。它们的研究对机械工业有着很重要的意义，因此在大批量生产中，常采用专用夹具。
本次对于拨叉加工工艺及夹具设计的主要任务是：
⑴ 完成拨叉零件加工工艺规程的制定；
⑵ 完成钻孔专用夹具的设计。
通过对拨叉零件的初步分析，了解其零件的主要特点，加工难易程度，主要加工面和加工粗、精基准，从而制定出拨叉加工工艺规程；对于专用夹具的设计，首先分析零件的加工工艺，选取定位基准，然后再根据切销力的大小、批量生产情况来选取夹紧方式，从而设计专用夹具。
1 设计任务说明
1.1 羊角拨叉的功用
设计机床羊角拨叉零件的机械加工工艺规程及其机床夹具。拨叉是一种辅助零件，通过拨叉控制滑套与旋转齿轮的接合。滑套上面有凸块，滑套的凸块插入齿轮的凹位，把滑套与齿轮固连在一起，使齿轮带动滑套，滑套带动输出轴，将动力从输入轴传送至输出轴。摆动拨叉可以控制滑套与不同齿轮的结合与分离，达到换档的目的。该零件图纸如下：

图1 机床羊角拨叉零件图

零件图实体图

1.2 设计任务
本次设计任务需完成毛坯选择、编排加工工艺、工装夹具设计、撰写产品说明书，以及图纸绘制等工作，图纸说明如下：
1．毛坯—零件综合图 1张
2．工艺过程卡片 1套
3．夹具装配图 1张
4．夹具体零件图 1张
5．说明书 1份

2 零件工艺规程设计
2.1 产量的确定
2.1.1 生产类型的确定

表1 生产类型的划分

生产类型
同类零件的年产量/件
重型零件
（质量>2000kg）
中型零件
（质量100～2000kg）
小型零件
（质量<100kg）
单件生产
5以下
10以下
100以下
成批生产
小批生产
5～100
10～200
100～500
中批生产
100～300
200～500
500～5000
大批生产
300～1000
500～5000
5000～50000
大量生产
1000以上
5000以上
50000以上
体积 = 1.1633077×10^5 毫米^3
曲面面积 = 2.8212068×10^4 毫米^2
密度 = 7.0000000×10^-9 千克 / 毫米^3
质量 = 8.1431537×10^-4 千克
已知零件质量m为8.1431537×10^-4 千克，由表1即可确定零件的生产性质。该零件的生产类型为 小型零件中批量生产 。
2.1.2 日生产量的确定
零件的年产纲领(件/年)： N=2000件/年
每台产品中该零件的数量(件/台)：n=1
备品率：a=2%
废品率：b=2%
1．年产量Q=N×n×(1+a)×(1+b)= 2000*1*（1+2%）*（1+2%）=2080
2．年工作日D=365-1×52-7×2=299
3．日产量q=Q/D=7
2.2 毛坯的选择及毛坯图的绘制
2.2.1 毛坯的选择
按照零件图纸的设计要求，该零件毛坯的材料为 HT200 ，毛坯种类为铸件。考虑到零件需加工表面少，精度要求不高，有强肋，且工作条件不差，既无交变载荷，又属于间歇工作，故选用金属型铸件，以满足不加工表面的粗糙度要求及生产要求。
零件形状简单，因此毛坯形状需与零件的形状尽量接近，因内孔很小，所以无法铸出。
铸件形状可以复杂，结构允许不对称，可以获得的残余应力小
2.2.2 毛坯-零件综合图的绘制方法
在选定毛坯和确定了毛坯的机械加工余量后，便可绘制毛坯-零件综合图。综合图的绘制方法是：
1．以实线表示毛坯表面的轮廓、以点划线画出零件的轮廓；在剖面图上用交叉线表示加工余量，加工余量为3～5mm。
2．标注毛坯尺寸和公差，毛坯的基本尺寸包括机械加工的余量在内，毛坯的尺寸公差参照有关资料。
3．标注机械加工的粗基准符号和有关技术要求。毛坯尺寸是根据工艺规程，机械加工各工序的加工余量与毛坯制造方法能到的精度决定的，因此毛坯图绘制和工艺规程的制订是反复交叉进行的。
2.3 定位基准的分析与选择
在制定零件加工工艺规程时，正确选择定位基准对保证加工表面的尺寸精度和相互位置精度的要求以及合理安排加工顺序都有重要的影响。
2.3.1 基准的概念
基准就是零件上用来确定点。线。。面。位置的基准，设计基准是该零件在产品结构的功用所决定的。
工艺基准是在加工和装配中使用的基准，按照用途又可分为：
定位基准：在加工中使工件在机床夹具中占有正确位置所采用的基准。
测量基准：在检验时所用的基准。
装配基准：装配时用来确定零件或部件在机器中位置所采用的基准。
调刀基准：在加工中用以调整加工刀具位置所采用的基准。

2.3.2 基准选择原则
粗基准选择原则：即当零件有不加工表面时，应以不加工表面作为粗基准；若零件有几个不加工表面时 ，应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面做为粗基准。
基准面的选择是工艺规程设计的重要过程之一。基面的选择正确，可以使加工质量的到保证，生产效率提高，否则，不但加工工艺过程漏洞百出，更有甚者，会使零件大批量地报废，使用无法进行，难以在工期内完成加工任务。
粗基准的选择对于本拨叉来说是至关重要的，对于一般零件而言，应以粗加工的表面为粗基准，零件端面，它是毛坯铸造出来之后等待加工的第一个面，此面将作为粗基准正好符合要求。
精基准选择原则：主要考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应以该尺寸进行换算。对于精基准而言，主要应考虑到基准重合的问题，当设计基准与工艺基准不重合时，应该进行尺寸换算，在此设计中我们以40和20处的端面为精基准，基本满足要求。

2.3.3 定位基准的选择
（1）．分析零件各加工平面、孔、倒角等的位置精度
1 20D6孔与2-直径14D6的孔 在水平线上平行度为0.10/150mm关键在于B1,A1与B2,A2的面平行。
2 直径20 与5D6 的平行不大于0.07/100mm
3 5D6与孔中心线偏移不大于0.08mm
（2）．确定零件的粗、精基准；
粗基准以R44为基准，精基准以切削的两面作为基准。
（3）．确定零件各表面的加工顺序。）
切销两面做为第一，第二部为钻孔，第三为5D6的健槽的插铣。
2.4 工艺路线的制定
制定工艺路线的出发点，应当是使零件的加工精度（尺寸精度、形状精度、位置精度）和表面质量等技术要求能得到合理的保证。
在生产纲领已经确定为中批量生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。
第一以R44做为粗基准切削两面做为精基准。第二 以上步工序做为精基准面钻直径20的孔。第三大孔为基准用夹具钻小孔
方案1
①以尺寸82为粗基准，铣尺寸88处两端面为精基准，再由尺寸88处两端为精基准铣110处端面。
②以上步工序作为精基准面钻直径20的孔。
③以直径20的孔为基准用夹具钻孔14
方案2
①以尺寸R44为粗基准切削两端面尺寸88和110，以88为精基准。
②以上步工序为精基准，钻20的孔。
③以20为基准钻14的孔

上述两个方案对比可得，在毛坯定位两端面88和110两个尺寸时，使用第二方案较容易控制88和110的中心尺寸，选择第二方案较为理想。
2.5 工艺卡的填写
1．叙述切削用量的概念
切削用量是切削时各运动参数的总称，包括切削速度、进给量和背吃刀量（切削深度）。
①切削速度vc 是指刀具切削刃上选定点相对于工件待加工表面在主运动方的瞬时速度单位为M/min。
它是刀刃上选定点相对于弓箭的主运动线速度。刀刃上各点的切削速度可能是不同的。当主运动是旋转运动时，切削速度为其最大线速度，由下式确定：

式中：-----工件待加工表面的最大直径
-----工件主运动的转速，r/min或r/s
若主运动为王府直线运动（如刨削，插削等），则以平均速度为切削速度，由下式确定

式中：L -----往复行程长度
-----主运动每秒或每分钟的往复次数
②进给量f 在主运动每转一转或每一行程时（或单位时间内），刀具与工件之间沿进给运动方向的相对位移，单位mm/s
进给量f是工件或刀具的主运动每转一转或每完成一次行程时，亮着在进给运动方向上的相对位移量。如外圆车削时f的单位为mm/r；平面刨削时为mm/st。
进给量分为每转或每行程进给量f和每齿进给量（mm/z）
进给速度是刀刃上选定点相对于工件的进给运动速度，单位为mm/s。若刀具吃书为z则每转进给量与进给速度，每齿进给量得关系为

③背吃刀量（切削深度） 待加工表面与已加工表面之间的垂直距离，单位mm
外圆车削的被吃刀量为

2．工序内容。
粗铣直径26 和直径40的端面
切削速度=94.2m/min 每转进给=0.14mm 转速r=375m/min
采用镶齿套面铣刀 YG8 (GB/T7954-1999) D=80mm,L=36mm,D=27mm,齿数=10，
采用硬质合金镶齿套面铣刀，dw=80mm 齿数=10
n=1000*v/pi*dw=1000*94.2/3.14*80=375r/min

2工序卡

工序1
安装
工步
加工内容
加工表面号
基面号
机床
夹具
加工面尺寸
加工余量
切削用量
每一零件
加工时
（min）
名称
规格
直径
长
宽
切入和超出
计算长度
切深
走刀次数
切削速度
每分钟转速
每转进给
每分进给
单件核算时间
第一次装夹
1
粗铣A1A2两面各留2-3mm
A1
A2
面
B1
B2
面
立式铣床
XD5302
(长春第二机床厂)
专用夹具
40
26
40
26
40
26
21
3
87
5
3
1
94.2
375
0.14
375
0.298（min）
第二次装夹
2
粗铣B1B2面各留2-3mm
B1
B2
面
A1
A2
面
立式铣床
XD5302
(长春第二机床厂)
专用夹具
40
26
40
26
40
26
21
3
87
5
3
1
94.2
375
0.14
375
0.459
3
半精铣B1B2面各留0.8-1mm
B1
B2
面
A1
A2
面
立式铣床
XD5302
(长春第二机床厂)
专用夹具
40
26
40
26
40
26
21
3
87
2
1
1
110.4
440
0.08
351
0.2

安装
工步
加工内容
加工表面号
基面号
机床
夹具
加工面尺寸
加工余量
切削用量
每一零件
加工时
（min）
名称
规格
直径
长
宽
切入和超出
计算长度
切深
走刀次数
切削速度
每分钟转速
每转进给
每分进给
单件核算时间
第三次装夹
4
半精铣A1A2面，面各留0.8-1mm
A1
A2
面
B1
B2
面
立式铣床
XD5302
(长春第二机床厂)
专用夹具
40
26
40
26
40
26
21
3
87
2
1
1
110.。4
440
0.08
351
0.2
（min）
5
精铣A1A2面成品表面粗糙度达
A1
A2
面
B1
B2
面
立式铣床
XD5302
(长春第二机床厂)
专用夹具
40
26
40
26
40
26
21
3
87
1
1
1
188.4
525
0.08
525
0.152
第四次装夹
6
精铣B1B2面表面粗糙度达3.2与A1A2面不平行度小于0.1
B1
B2
面
A1
A2
面
立式铣床
XD5302
(长春第二机床厂)
专用夹具
40
26
40
26
40
26
21
3
87
1
1
1
188.4
525
0.08
525
0.152

工序2
安装
工步
加工内容
加工表面号
基面号
机床
夹具
加工面尺寸
加工余量
切削用量
每一零件
加工时
（min）
名称
规格
直径
长
宽
切入和超出
计算长度
切深
走刀次数
切削速度
每分钟转速
每转进给
每分进给
单件核算时间
第一次装夹

1
钻N孔至17
N
孔
B1
B2
面
立式钻床
Z518（合肥锻压机床厂）
专用夹具
17
88

6
2
23
88
17
1
188.4
525
0.3
180
0.755（min）
2
扩N孔至19.7
N
孔
B1
B2
面
立式钻床
Z518（合肥锻压机床厂
专用夹具
19.7
88

1
1.5
20.7
88
0.3
1
27
425
0.5
212.5
0.6
3
铰N孔只要求尺寸20D6
N
孔
B1
B2
面
立式钻床
Z518（合肥锻压机床厂
专用夹具
20D6
88

1.9
1.5
20
88
0.3
1
15
225
0.5
63.5
0.655
工序3
安装
工步
加工内容
加工表面号
基面号
机床
夹具
加工面尺寸
加工余量
切削用量
每一零件
加工时
（min）
名称
规格
直径
长
宽
切入和超出
计算长度
切深
走刀次数
切削速度
每分钟转速
每转进给
每分进给
单件核算时间
第一次装夹

1
钻M孔至12
M
孔
B1
B2
面
立式钻床
Z518（合肥锻压机床厂）
专用夹具
12
110

3
1.5
15
5.5
5.5
1
21.8
630
0.5
315
0.12（min）
2
扩M孔至要求14D4
M
孔
B1
B2
面
立式钻床
Z518（合肥锻压机床厂
专用夹具
14
110

0.3
2
14
9
9
1
34.3
600
0.3
180
0.15

工序4
安装
工步
加工内容
加工表面号
基面号
机床
夹具
加工面尺寸
加工余量
切削用量
每一零件
加工时
（min）
名称
规格
直径
长
宽
切入和超出
计算长度
切深
走刀次数
切削速度
每分钟转速
每转进给
每分进给
单件核算时间
第一次装夹

1
C
槽
C
槽
B1
B2
面
立式拉床
L5310
(长沙机床厂)
专用夹具

88
5
5
2
93
5.5
5.5
1
21.8
630
0.5
315
0.12（min）

3 夹具设计
3.1 夹具的整体设计
3.1.1夹具设计分析
1．机床夹具
机床上用来装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有一个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。
夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，对工件进行机械加工时，为了保证加工要求，首先要使工件相对于刀具及机床有正确的位置，并使这个位置在加工过程中不因外力的影响而变动。为此，在进行机械加工前，先要将工件装夹好。工件的装夹方法有两种:一种是工件直接装夹在机床的工作台或卡盘上;另一种是工件装夹在夹具上。采用第一种方法装夹工件时，一般要先按图样要求在工件表面划线，划出加工表面的尺寸和位置，装夹时用划针或百分表找正后再夹紧。这种方法无需专用装备，但效率低，一般用于单件和小批量生产。批量较大时，大都用夹具装夹工件。用夹具装夹工件的优点如下:
(l)稳定地保证工件的加工精度。用夹具装夹工件时，工件相对于刀具及机床的位置精度由夹具保证，不受工人技术水平的影响，使一批工件的加工精度趋于一致。
(2)提高劳动生产率。使用夹具装夹工件方便、快速，工件不需要划线找正，可显著地减少辅助工时，提高劳动生产率;工件在夹具中装夹后提高了工件的刚性，因此可加大切削用量，提高劳动生产率;可使用多件、多工位装夹工件的夹具，并可采用高效夹紧机构，进一步提高劳动生产率。
(3)扩大机床的使用范围。在通用机床上采用专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。例如，使用专用夹具可以在普通车床上很方便地加工小型箱体类工件。甚至在车床上拉出油槽，减少了昂贵的专用机床，降低了成本，这对中小型工厂尤其重要。
(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;另一方面也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。
(5)降低成本。在批量生产使用夹具后，由干劳动生产率的提高，使技术等级较低的工人以及废品率下降等原因，明显地降低了生产成本。
夹具制造成本分摊在一批工件上，每个工件增加的成本是极少的，远远小于由于提高劳动生产率而降低的成本。工件批量愈大，使用夹具所取得的经济效益就愈显著。

2.机床夹具的分类
根据夹具在不同生产类型中的通用特性，机床夹具可分为通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具和自动线夹具等[1]。
（1）通用夹具是指结构、尺寸已规格化，而且具有一定通用性的夹具。这类夹具适应性强，可用来装夹一定形状和尺寸范围内的各种工件。
(2)专用夹具。这类夹具是专为零件的某一道工序的加工而设计和制造的。在产品相对稳定、批量较大的生产中，常用各种专用夹具，可获得较高的生产率和加工精度。
(3)可调夹具。可调夹具是针对通用夹具和专用夹具的缺陷而发展起来的一类新型夹具。对不同类型和尺寸的工件，只需调整或更换原来夹具上的个别定位元件和夹紧元件便可使用。
(4)组合夹具。组合夹具是一种模块化的夹具。标准的模块元件具有较高精度和耐磨性，可组装成各种夹具。夹具用毕可拆卸，清洗后留待组装新夹具。
（5）自动线夹具。自动线夹具一般分为两种:一种为固定式夹具，它与专用夹 具相似;另一种为随行夹具，使用中夹具随着工件一起运动，并将工件沿着自动线从一个工位移至下一个工位进行加工。
按使用机床可将夹具分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、齿轮机床夹具、数控机床夹具、自动机床夹具以及其他机床夹具等。这是专用夹具设计所用的分类方法。
按夹紧的动力源分类可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液增力夹具、电磁夹具、真空夹具、离心力夹具等。
3．工件装夹的实质
在机床上加工工件时，为使该工序所加工表面达到图纸规定的尺寸、几何形状及相对位置等技术要求，加工前必须将工件装好、夹牢。
把工件装好：
就是要在机床上确定工件相对于刀具只有一个正确的加工位置，工件只有在这一位置加工才能保证其加工表面达到工序所规定的各项技术要求，——定位
把工件夹牢：
指在已经定好的位置上将工件可靠的夹住，以防止加工时工件受切削力等冲击，振动等影响发生不应有的位移而破坏原有的定位。——夹紧
由此可知，工件装夹的实质是在机床上对工件进行定位和夹紧，装夹的目的是通过定位和夹紧使工件在加工过程中始终保持正确的加工位置，以保证该工序所规定的加工技术要求。
本文选择其中的 小孔加工 工序的夹具进行设计。因为 该工序精度要求较高，所以采用夹具一次装夹使其达到设计要求。
本工序是加工 钻孔，加工完成应达到图纸的技术要求。
3.1.2 夹具结构方案的确定
该夹具采用一面两销的定位思路，采用组合定位中的平面定位和内孔定位方式来实现其定位目的。
工件的定位基准是铣销的两个¢为20和¢40的孔端面和¢20D6的内孔做为定位面
夹具定位元件类型采用平面定位和小锥度心轴及调节支撑的定位元件

这样确定的方案，符合定位夹紧的选择原则，能够实现对中批量的加工。
3.1.3 夹具的具体设计
1、定位基准的选择
由零件图可知，工件的定位基准是铣销的两个¢为20和¢40的孔端面和¢20D6的内孔做为定位面。
2、定位误差分析
（1）定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为一个平面、以短圆柱销一个销边销，短圆柱销和销边销的尺寸与公差现规定与本零件φ22孔的尺寸与公差相同:即φ20D6
所谓定位误差，是指由于定位造成的加工面相对于工序基准的位置误差，因为对于一批工件而言，刀具经调整后位置是不动的，即被加工表面的位置相对于定位基准是不变的，所以定位误差就是工序基准在 加工尺寸方向上的最大变动量。
（2）造成定位误差的原因：
由于定位基准与工序基准不一定引起的定位误差，称基准不重合误差，即工序基准对定位基准在加工方向上的最大变动量，用ΔB表示。
由于定位副制造误差及其配合间隙所引起的定位误差，称为基准定位误差，即定位误差的相对位置在加工尺寸方向上的最大变动量。
3、夹紧装置的设计要求
夹紧装置是夹具的重要组成部分，合理设计夹紧装置有利于保证工件的加工质量。提高生产率和减轻工人的劳动强度，因此对夹紧装置提出以下要求：
（1）工件在夹紧过程中，不能破坏工件在定位时所获得的正确位置
（2）夹紧力的方向应可靠、适当。也就是即要保证工件在加工过程中不产生移动或震动，同时又必须使工件不产生不适当的变形和表面损伤
（3）夹紧动作要准确迅速，以便提高生产效率
（4）操作简便，省力，安全，以改善工人的劳动条件，减轻劳动强度
（5）结构简单，易于制造
4、夹紧力的方向
（1）夹紧力的作用方向应不破坏工件的准确性和可靠性，一般要求夹紧力的方向应指向主要定位基面，把工件压向定位元件的主要定位表面上。
（2）夹紧力方向应使工件变形尽可能变小，使工件的夹紧部分属于套筒零件，显然轴向夹紧要比要比径向夹紧使工件变形要小。
（3）夹紧力方向应使所需夹紧力可能小，在保证夹紧可靠的前提下，减小夹紧力可以减轻工人的劳动强度，提高生产效率，同时可以使机构轻便，紧凑以及减少工件变形，，为此，应使加紧力Q的方向最好与切削力下，工件重力G的方向，这时所需夹紧力为最小。
5、夹紧力的作用点
（1）夹紧力作用点应靠近支撑元件的几何中心，或几个支撑元件所形成的支撑面内
（2）夹紧力的作用点应落在工件刚度较好的部位上
（3）夹紧力的作用点应尽可能靠近被加工表面，这样可以减小切削力对工件造成的翻转力矩，必要时应在工件刚性差的部位增加辅助支撑并施加附加夹紧力。
该夹具夹紧机构需要满足Z方向的夹紧和Z方向的转动为目的，夹紧力的方向沿20的内孔轴线方向传递夹紧力。作用点刚好在20的轴线上且刚性大不容易引起工件的变形。Z方向的转动通过拧紧调节支撑来限制其转动。因其工件质量小且其孔切削量不大，故工件处于一个静力平衡状态。
因工件小且其切削量不大，螺母拧紧足有30N.M的转矩故其小于其钻头的切削引起的周向转矩。

图3.1 夹具体夹紧机构

3.2 夹具的装配
（写出夹具装配需要注意的事项等。）
3.3 夹具的经济性分析
在夹具设计中在满足经济性的同事，必须先注意以下几个问题要同时满足方可进行设计：
（1）必须保证零件的加工精度
（2）选择夹具的类型与结构形式必须与零件的生产批量的大小相适应
（3）注意夹具的通用化和零部件的标准化
（4）注意夹具结构的工艺性
（5）注意夹具结构与零部件应具有足够的刚度和强度
（6）在设计夹具时，必须注意检查运动零部件是否发生位置干涉现象，机构能否达到预期的运动效果
（7）应保证夹具操作方便，夹紧可靠，使用安全，并有合理的装卸空间。
（8）必要时夹具上还要留有足够的容屑空间，开设适当的排屑通道，以免影响定位精度，或使机构动作失灵产生咬死现象。此外还应注意机构的密封，防尘等要求。
为了提高整个工艺加工的生产效率，在保证定位夹紧要求和零件的各项技术要求的前提下，对于夹具的选择也要满足一定的经济性。
1．在夹具设计中，应尽量采用标准件或推荐的元件，这样在夹具需更换元件时，可避免重复设计、重复制造带来的麻烦和浪费，减少更换时间，且降低了夹具成本。
2．尽量减小需精加工的平面的面积，降低夹具的制造成本。
3．为提高生产率，应尽量采用方便、简单的夹紧装置，这样不仅可以减少劳动强度，还可降低成本。
因工件质量轻结构简单且其精度要求不是很高，绝大部分采用标准件紧固件，故在结构设计已节省了大量成本。

夹具体总装图

夹具体总装实体图

图夹具体夹紧机构

结 论

夹具课程设计即将结束。回顾整个过程，经过老师和同学的帮助，还有自己不懈的努力，终于定时定量的完成了这次课程设计。课程设计作为机械制造与自动化专业的重点，使理论与实践结合，对理论知识加深了理解，使生产实习中的理解和认识也到了强化。

本次课程设计主要是机械加工工艺规程设计和专用夹具设计。机械加工工艺规程设计运用了基准选择等知识，夹具设计的运用了工件定位、夹紧机构等知识。通过此次设计，使我基本掌握了零件的加工过程分析、工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤等。学会了查相关手册、选择使用工艺装备等等。本次设计还存在很多不足之处。由于对知识的掌握不够扎实，在设计过程中不能全面地考虑问题。仍需要进一步研究和实践。
这次设计，让我对基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。提高了思考、解决问题，创新设计的能力。为以后的设计工作打下了较好基础。本设计存在很多不足之处，最后恳请各位老师批评指正！

参考文献
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[2].机床夹具图册，机床研究所编，机械工业出版社，1996.
[3].电子工业专用设备设计手册（自动化机构），国防工业出版社，1978
[4].形状和位置公差，技术标准出版社，1983
[5]..机械制造工艺学/陈明主编.——北京：机械工业出版社，2005.8。
[6].机械制造工艺设计简明手册/李益民主编.——北京：机械工业出版社，1993年6月。
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