（全套CAD）改善工艺系统刚性的夹具结构设计（终稿）

导向如钻床夹具中的钻模板的钻套，能迅速地确定钻头的位置，并引导其进行钻削。

导向元件制成模板形式，故钻床夹具常称为钻模。

镗床夹具镗模也具有导向功能。

.机床夹具的发展趋势随着科学技术的巨大进步及社会生产力的迅速提高，夹具已从种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。

机床夹具的现状国际生产研究协会的统计表明，目前中小批多品种生产的工作品种已占工件种类总数的左右。

现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈的竞争。

然而，般企业仍习惯于大量采用传统的专用夹具。

另方面，在多品种生产的企业中，约年就要更新左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为左右。

特别是近年来，数控机床加工中心成组技术柔性制造系统等新技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求能迅速而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。

能装夹组具有相似性特征的工件。

适用于精密加工的高精度机床夹具。

适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具。

采用液压或气压夹紧的高效夹紧装置，以进步提高劳动生产率。

提高机床夹具的标准化程度。

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精密化高效化柔性化标准化四个方面。

精密化随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。

精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达.用于精密车削的高精度三爪卡盘，其定心精度为精改善，改良，工艺，系统，刚性，夹具，结构设计，毕业设计，全套，图纸西安科技大学高新学院毕业设计论文系别机电信息学院专业机械设计制造及其自动化学生姓名学号设计论文题目改善工艺系统刚性的夹具结构设计起迄日期年月日年月日设计论文地点西安科技大学高新学院指导教师专业教研室负责人日期年月日摘要本论文是结合目前实际生产中，常常发现仅用通用夹具不能满足生产要求，用通用夹具装夹工件生产效率低劳动强大，加工质量不高，而且往往需要增加划线工序，而专门设计夹具车床夹具，主要包括夹具的定位方案，夹紧方案对刀方案，夹具体与定位键的设计及加工精度等方面的分析。

本设计车床夹具有良好的加工精度，针对性强，主要用于零件孔工序的加工。

其具有夹紧力装置，具备现代机床夹具所要求的高效化和精密化的特点，可以有效的减少工件加工的基本时间和辅助时间，大大提高了劳动生产力，从而可以有效地减轻工人的劳动强度和增加劳动效率。

因此，对夹具知识的认识和学习以及设计新式的适合实际生产的夹具在今天显得尤为重要起来。

在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件夹紧元件引导元件夹具体与机床的连接部件以及其它部件计算出夹具定位是产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。

关键词工艺工序切削用量夹紧定位误差夹具的主要类型.车床夹具的设计要点.定位机构.夹紧机构.零件的车床夹具的加工误差分析.零件的车床专用夹具的总体设计总结参考文献致谢第章绪论.夹具概述夹具是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，机床夹具是种不可缺少的工艺装备，它直接影响着加工的精度劳动生产率和产品的制造成本等，帮机床夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的地位。

机床夹具设计是项重要的技术工作。

随着科学技术的发展，各种新材料新工艺和新技术不断涌现，机械制造工艺正向着高质量高生产率和低成本方向发展。

各种新工艺的出现，已突破传如夹紧力作用在支承面范围之外，会使工件倾斜或移动，夹紧时将破坏工件的定位。

.力的作用点应选在工件刚性较好的部位。

这对刚度较差的工件尤其重要，如将作用点由中间的单点改成两旁的两点夹紧，可使变形大为减小，并且夹紧更加可靠。

.力可的作用点应尽量靠近加工表面，以防止工件产生振动和变形，提高定位的稳定性和靠性。

夹紧力的大小夹紧力的大小，对于保证定位稳定夹紧可靠，确定夹紧装置的结构尺寸，都有着密密切的关系。

夹紧力的大小要适当。

夹紧力过小则夹紧不牢靠，在加工过程中工件可能发生位移而破坏定位，其结果轻则影响加工质量，重则造成工件报废甚至发生安全事故。

夹紧力过大会使工件变形，也会对加工质量不利。

理论上，夹紧力的大小应与作用在工件上的其它力力矩相平衡而实际上，夹紧力的大小还与工艺系统的刚度夹紧机构的传递效率等因素有关，计算是很复杂的。

因此，实际设计中常采用估算法类比法和试验法确定所需的夹紧力。

当采用估算法确定夹紧力的大小时，为简化计算，通常将夹具和工件看成个刚性系统。

根据工件所受切削力夹紧力大型工件应考虑重力惯性力等的作用情况，找出加工过程中对夹紧最不利的状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力，最后再乘以安全系数作为实际所需夹紧力，即式中实际所需夹紧力，单位为在定条件下，由静力平衡算出的理论夹紧力，单位为安全系数，粗略计算时，粗加工取.，精加工取.。

夹紧力三要素的确定，实际是个综合性问题。

必须全面考虑工件结构特点工艺方法定位元件的结构和布置等多种因素，才能最后确定并具体设计出较为理想的夹紧装置。

减小夹紧变形的措施有时，个工件很难找出合适的夹紧点。

如较长的套筒在车床上镗内孔和高支座在镗床上镗孔，以及些薄壁零上述各组成部分中，定位元件夹紧装置夹具体是夹具的基本组成部分。

.常用定位元件及选用工件在夹具中要想获得正确定位，首先应正确选择定位基准，其次是选择合适的定位元件。

工件定位时，工件定位基准和夹具的定位元件接触形成定位副，以实现工件的六点定位。

用定位元件选用时，应按工件定位基准面和定位元件的结构特点进行选择。

工件以平面定位.以面积较小的已经加工的基准平面定位时，选用平头支承钉，以基准面粗糙不平或毛坯面定位时，选用圆头支承钉，侧面定位时，可选用网状支承钉。

.以面积较大平面度精度较高的基准平面定位时，选用支承板定位元件，用于面定位时用不带斜槽的支承板，通常尽可能选用带斜槽的支承板，以利清除切屑。

.以毛坯面，阶梯平面和环形平面作基准平面定位时，选用自位支承作定位元件。

但须注意，自位支承虽有两个或三个支承点，由于自位和浮动作用只能作为个支承点。

.以毛坯面作为基准平面，调节时可按定位面质量和面积大小分别选用可调支承作定位元件。

.当工件定位基准面需要提高定位刚度稳定性和可靠性时，可选用辅助支承作辅助定位元件，但须注意，辅助支承不起限制工件自由度的作用，且每次加工均需重新调整支承点高度，支承位置应选在有利工件承受夹紧力和切削力的地方。

工件以外圆柱定位.当工件的对称度要求较高时，可选用形块定位。

形块工作面间的夹角常取三种，其中应用最多的是形块。

形块的典型结构和尺寸已标准化，使用时可根据定位圆柱面的长度和直径进行选择。

形块结构有多种形式，有的形块适用于较长的加工过的圆柱面定位有的形块适于较长的粗糙的圆柱面定位有的形块适用于尺寸较大的圆柱面定位，这种形块底座采用铸件，形面采用淬火钢件，块是由两者镶合而成。

.当工件定位圆柱面精度较高时般不低于，可选用定位套或半圆形定位座定位。

密心轴的同轴度公差可控制在内又如用于轴承套圈磨削的电磁无心夹具，工件的圆度公差可达。

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具有夹紧动力装置的夹具等。

例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高倍左右在车床上使用的高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在试验转速为的条件下仍能牢固地夹紧工件，从而使切削速度大幅度提高。

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拼装组合等方式，以适应可变因素的能力。

可变因素主要有工序特征生产批量工件的形状和尺寸等。

具有柔性化特征的新型夹具种类主要有组合夹具通用可调夹具成组夹具拼装夹具数控机床夹具等。

在较长时间内，夹具的柔性化将是夹具发展的主要方向。

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。

在制订典型夹具结构的基础上，首先进行夹具元件和部件的通用化，建立类型尺寸系列或变型，以减少功能用途相近的夹具元件和部件的型式，屏除些功能低劣的结构。

通用化方法包括夹具部件元件毛坏和材料的通用化。

夹具的标准化阶段是通用化的深入，主要是确立夹具零件或部件的尺寸系列，为夹具工作图的审查创造良好的条件。

目前我国已有夹具零件及部件的国家标准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。

第章课题研究内容及要求.设计内容设计的基本情况本设计的名称改善工艺系统刚性夹具的结构设计。

结构特点体积小重量轻旋转既能平衡又能保证安全。

用途确定工件在车床上的正确位置，并夹紧工件。

传统的依靠机械能切削力进行切削加工的范畴，可以加工各种难加工材料复杂的型面和些具有特殊要求的零件。

数控机床的问世，提高了更新频率的小批量零件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度。

特别是计算方法和计算机技术的迅速发展，极大地推动了机械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达到了个新的阶段。

“工欲善其事，必先利其器。

”工具是人类文明进步的标志。

自世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。

但工具含夹具刀具量具与辅具等在不断的革新中，其功能仍然十分显著。

机床夹具对零件加工的质量生产率和产品成本都有着直接的影响。

因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。

.机床夹具的功能在机床上用夹具装夹工件时，其主要功能是使工件定位和夹紧。

．机床夹具的主要功能机床夹具的主要功能是装工件，使工件在夹具中定位和夹紧。

定位确定工件在夹具中占有正确位置的过程。

定位是通过工件定位基准面与夹具定位元件面接触或配合实现的。

正确的定位可以保证工件加工的尺寸和位置精度要求。

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。

由于工件在加工时，受到各种力的作用，若不将工件固定，则工件会松动脱落。

因此，夹紧为工件提供了安全可靠的加工条件。

．机床夹具的特殊功能机床夹具的特殊功能主要是对刀和导向。

对刀调整刀具切削刃相对工件或夹具的正确位置。

屑嵌入夹具内影响加工和定位精度。

常用定位元件所能限制的自由度定位元件可按工件典型定位基准面分为以下几类.用于平面定位的定位元件括固定支承钉支承和板支承，自位支承，可调支承和辅支承。

.用于外圆柱面定位的定位元件括形架，定位套和半圆定位座等。

.用于孔定位的定位元件括定位销圆柱定位销和圆锥定位销，圆柱心轴和小锥度心轴。

.工件的夹紧在机械加工过程中，工件会受到切削力离心力惯性力等的作用。

为了保证在这些外力作用下，工件仍能在夹具中保持已由定位元件所确定的加工位置，而不致发生振动和位移，在夹具结构中必须设置定的夹紧装置将工件可靠地夹牢。