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篇1：机床夹具设计
机床夹具是机械加工工艺系统的一个重要组成部分，为保证工件某工序的加工要求，必须使工件在机床上相对刀具的切削或成形运动处于准确的相对位置。当用夹具装夹加工一批工件时，是通过夹具来实现这一要求的。而要实现这一要求，又必须满足三个条件：①一批工件在夹具中占有正确的加工位置；②夹具装夹在机床上的准确位置；③刀具相对夹具的准确位置。这里涉及了三层关系：零件相对夹具，夹具相对于机床，零件相对于机床。工件的最终精度是由零件相对于机床获得的。所以“定位”也涉及到三层关系：工件在夹具上的定位，夹具相对于机床的定位，而工件相对于机床的定位是间接通过夹具来保证的。工件定位以后必须通过一定的装置产生夹紧力把工件固定，使工件保持在准确定位的位置上，否则，在加工过程中因受切削力，惯性力等力的作用而发生位置变化或引起振动，破坏了原来的准确定位，无法保证加工要求。这种产生夹紧力的装置便是夹紧装置。
壹 夹具一、机床夹具概述1.机床夹具的概念机床夹具是机床上用以装夹工件（和引导刀具）的一种装置。其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。2.机床夹具的分类机床夹具可根据其使用范围，分为通用夹具、专用夹具、组合夹具、通用可调夹具和成组夹具等类型。机床夹具还可按其所使用的机床和产生加紧力的动力源等进行分类。根据所使用的机床可将夹具分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具（钻模）、镗床夹具（镗模）、磨床夹具和齿轮机床夹具等，根据产生加紧力的动力源可将夹具分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、电磁夹具和真空夹具等。3.机床夹具的组成(1)定位元件(2)夹紧装置(3)对刀、引导元件或装置(4)连接元件(5)夹具体(6)其它元件及装置二、定位基准基准是用以确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的点，线，面。在加工中用以定位的基准称为定位基准。有时，作为基准的点、线、面在工件上不一定具体存在（例如孔的中心线和对称中心平面等），其作用是由某些具体表面（如内孔圆柱面）体现的，体现基准作用的表面称为基面。三、工件在夹具中的定位(一)六点定位原理任何未定位的工件在空间直角坐标系中都具有六个自由度。工件定位的任务就是根据加工要求限制工件的全部或部分自由度。工件的六点定位原理是指用六个支撑点来分别限制工件的六个自由度，从而使工件在空间得到确定定位的方法。(二)支承点与定位元件上图为常见定位方式中的定位元件所限制的自由度和相当的支承点数(三)完全定位与不完全定位工件的六个自由度完全被限制的定位称为完全定位。按加工要求，允许有一个或几个自由度不被限制的定位称为不完全定位。(四)欠定位与过定位按工序的加工要求，工件应该限制的自由度而未予限制的定位，称为欠定位。在确定工件定位方案时，欠定位时绝对不允许的。工件的同一自由度背二个或二个以上的支撑点重复限制的定位，称为过定位。在通常情况下，应尽量避免出现过定位。消除过定位及其干涉一般有两个途径：其一是改变定位元件的结构，以消除被重复限制的自由度；其二是提高工件定位基面之间及夹具定位元件工作表面之间的位置精度，以减少或消除过定位引起的干涉。四、组合夹具和随行夹具(一)组合夹具组合夹具是由一套预先制造好的标准元件和合件组装而成的专用夹具。(二)随行夹具随行夹具是大批量生产中在自动线上使用的一种移动式夹具。贰 夹具定位误差分析计算所谓定位误差，是指由于工件定位造成的加工面相对工序基准的位置误差。因为对一批工件来说，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。㈠ 引言&①△总≤δ其中△总为多种原因产生的误差总和，δ是工件被加工尺寸的公差，△总包括夹具在机床上的装夹误差，工件在夹具中的定位误差和夹紧误差，机床调整误差，工艺系统的弹性变形和热变形误差，机床和刀具的制造误差及磨损误差等。②△定+ω≤δ 其中，ω除定位误差外，其他因素引起的误差总和，可按加工经济精度查表确定。所以由①和②知道：△定≤δ-ω （是验算加工工件合格与否的公式）或者：△定≤1/3δ（也是验算加工工件合格与否的公式）㈡ 定位误差的组成1、定义：定位误差是工件在夹具中定位，由于定位不准造成的加工面相对于工序基准沿加工要求方向上的最大位置变动量。2、定位误差的组成：定位基准与工序基准不一致所引起的定位误差，称基准不重合误差，即工序基准相对定位基准在加工尺寸方向上的最大变动量，以△不表示。定位基准面和定位元件本身的制造误差所引起的定位误差，称基准位置误差，即定位基准的相对位置在加工尺寸方向上的最大变动量，以△基表示。故有：△定=△不+△基此外明确两点：①只用调整法加工一批零件才产生定位误差，用试切法不产生定位误差；②定位误差是一个界限值（有一个范围）。㈢ 定位误差的分析计算⑴工件以平面定位时的定位误差定位基准：平面 ；定位元件工作面：平面 ====>易加工平整，接触良好===>所以△基=0 △定=△不（注：若位毛坯面，则仍有△基）⑵工件以外圆柱面定位时的定位误差（以V形块为例）工序基准定位基准△定H1尺寸：A0△不≠0，△基≠0H2尺寸：00△不=0，△基≠0H3尺寸：B0△不≠0，△基≠0①对H2尺寸：△不=0，△基为定位基准线0的在加工方向的最大变动量，即OO''''所以△基=OO''''=OE-O''''E=[dmax/2sin（α/2）]-[dmin/2sin(α/2)]=δd/2sin(α/2）即：△定=△不+△基=0+δd/2sin(α/2）=δd/2sin(α/2）②对H1尺寸：△不=δd/2，△基=δd/2sin(α/2）或：△定=AA''''=AO+OO''''-A''''O''''=dmax/2+δd/2sin(α/2）-dmin/2=δd/2{1+[1/sin(α/2）]}③对H3尺寸：△定=BB''''=B''''O''''+OO''''-OB=(dmin/2)+[δd/2sin(α/2）]-dmax/2=δd/2{[1/sin(α/2）]-1}综上所述：△定（H3)<△定(H2)<△定(H1) ，所以标注尺寸H3最好。⑶工件以内孔表面定位时的定位误差①主要介绍工件孔与定位心轴（或销）采用间隙配合的定位误差计算△定=△不+△基a.心轴（或定位销）垂直放置，按最大孔和最销轴求得孔中心线位置的变动量为：△基=δD+δd+△min=△max (最大间隙）b.心轴（或定位销）水平放置，孔中心线的最大变动量（在铅垂方向上）即为△定△基=OO''''=1/2(δD+δd+△min)=△max/2或△基=(Dmax/2)-(dmin/2)=△max/2②工件孔与定位心轴(销)过盈配合时(垂直或水平放置)时的定位误差此时，由于工件孔与心轴(销)为过盈配合，所以△基=0，对H1尺寸:工序基准与定位基准重合,均为中心O ,所以△不=0对H2尺寸:△不=δd/2⑷工件以“一面两孔”定位时的定位误差①“1”孔中心线在X，Y方向的最大位移为：△定（1x)=△定(1y)=δD1+δd1+△1min=△1max（孔与销的最大间隙）②“2”孔中心线在X,Y方向的最大位移分别为:△定(2x)=△定(1x)+2δLd(两孔中心距公差)△定(2y)=δD2+δd2+△2min=△2max③两孔中心连线对两销中心连线的最大转角误差:△定(α)=2α=2tan-1[(△1max+△2max)/2L] (其中L为两孔中心距)以上定位误差都属于基准位置误差,因为△不=0。叁 工件的夹紧工件的夹紧与常用的夹紧装置一、工件的夹紧(一)夹紧装置1.夹紧装置的组成——动力装置、夹紧元件、中间传力机构2.夹紧装置的基本要求(1)夹紧既不应破坏工件的定位，或产生过大的夹紧变形，又要有足够的夹紧力，防止工件在加工中产生振动；(2)足够的夹紧行程，夹紧动作迅速，操纵方便、安全省力；(3)手动夹紧机构要有可靠的自锁性，机动夹紧装置要统筹考虑夹紧的自锁性和原动力的稳定性；(4)结构应尽量简单紧凑，制造、维修方便。(二)夹紧力的确定1.确定夹紧力作用方向的原则(1)夹紧力的方向应使定位基面与定位元件接触良好，保证工件定位准确可靠；(2)加紧力的方向应与工件刚度最大的方向一致，以减小工件变形；(3)加紧力的方向应尽量与工件受到的切削力、重力等的方向一致，以减小加紧力。2.确定夹具力作用点的原则(1)加紧力的作用点应正对支撑元件或位于支撑元件所形成的支撑面内；(2)夹具力的作用点应位于工件刚性较好的部位。(3)夹具力的作用点应尽量靠近加工表面，以减小切削力对夹紧点的力矩，防止或减小工件的加工振动或弯曲变形。二、常用的夹紧装置夹具中常用的夹紧装置有楔块,螺旋,偏心轮等,它们都是根据斜面夹紧原理而夹紧工件的。（一）楔块夹紧装置楔块夹紧装置是最基本的夹紧装置形式之一,其他夹紧装置均是它的变形。它主要用于增大夹紧力或改变夹紧力方向。⑴楔块夹紧装置特点:①自锁性(自锁条件α≤ψ1+ψ2)②斜楔能改变夹紧作用力方向③斜楔具有扩力作用,ip=θ/p=1/[tanψ2+tan(α+ψ1)]④夹紧行程小⑤效率低(因为斜楔与夹具体及工件间是滑动摩擦,所以夹紧效率低)所以适用范围:多用与机动夹紧装置中⑵夹紧力计算:θ=p/[tanψ2+tan(α+ψ1)] 其中p为原始力,α为楔块升角,常数6度--10度ψ1:工件与楔块的摩擦角 ψ2:夹具体与楔块的摩擦角⑶自锁条件:原始力P撤除后,楔块在摩擦力作用下仍然不会松开工件的现象称为自锁.α≤ψ1+ψ2 ,一般α取10--15度或更小⑷传力系数:夹紧力与原始力之比称为传力系数.用ip表示ip=θ/p=1/[tanψ2+tan(α+ψ1)]⑸楔块尺寸与材料:升角α确定后,其工作长度应满足夹紧要求,其厚度保证热处理不变形,小头厚应为75mm.材料一般用20钢或20Cr,渗碳厚为0.8--1.2mm.HRC:56--62.Ra为1.6μm.（二）螺旋夹紧装置螺旋夹紧装置是从楔块夹紧装置转化而来的,相当于吧楔块绕在圆柱体上,转动螺旋时即可夹紧工作.⑴螺旋夹紧装置特点:①结构简单,制造容易,夹紧可靠②扩力比ip大,夹紧行程S不受限制③夹紧动作慢,效率低应用场合:手动夹紧装置常采用.⑵螺杆夹紧力计算:θ=PL/r中tan(α+ψ1)+r1tanψ2其中:P是原始力,L是原始力作用点到螺杆中心距离,r中是螺旋中经的一半,α是螺旋升角,ψ1螺母于螺杆的摩擦角,r1摩擦力矩计算半径,ψ2工件与螺杆头部(或压块)间的摩擦角。⑶自锁性能:因为楔块的自锁条件为α≤11.5°-17°,而螺旋夹紧装的螺旋升角(α≤2°-4°)很小,所以自锁性很好.⑷传力系数:ip=θ/p=PL/r中tan(α+ψ1)+r1tanψ2》楔块的ip⑸多位或多件夹紧:为了减小夹压的辅助时间和提高生产率,可采用多位或多件夹紧装置。⑹压块的材料一般位45钢,HRC:43--48螺杆的材料一般位45钢,HRC:33--38（三）偏心夹紧装置偏心夹紧装置也是由楔块夹紧装的一种变形.（1）圆偏心夹紧力:theta;=PL/ρtan(α+ψ1)+tanψ2其中L为手柄长度,ρ支承轴中心(回转中心)到夹紧点距离ψ1,ψ2分别为偏心轮与支承轴及偏心轮与工件间的摩擦角.（2）传力系数ip:ip=L/ρtan(α+ψ1)+tanψ2,远小于螺旋夹紧的ip（3）特点及应用场合:偏心夹紧与螺旋夹紧相比,夹紧行程小,夹紧力小,自锁能力差,但夹紧迅速,结构紧凑,所以常用与切削力不大,振动较小的的场合,常与其他夹紧元件联合使用.（四）定心夹紧结构定心夹紧结构是一种利用定位夹紧元件等速移动或弹性变形来保证工件准确定心或对中的装置.使工件的定位和夹紧过程同时完成,而定位元件与夹紧元件合二为一.肆 机床夹具的基本要求和设计步骤机床夹具的基本要求和设计步骤一、对机床夹具的基本要求对机床夹具的基本要求可总括为四个方面：①稳定地保证工件的加工精度；②提高机械加工的劳动生产率；③结构简单，有良好的结构工艺性和劳动条件；④应能降低工件的制造成本。二、夹具设计的工作步骤⑴研究原始资料，明确设计任务⑵考虑和确定夹具的结构方案，绘制结构草图⑶绘制夹具总图⑷确定并标注有关尺寸和夹具技术要求⑸绘制夹具零件图伍 小结1.机床夹具是由定位元件,夹紧装置,对刀元件,夹具体部分组成,机床夹具设计也就是针对夹具组成的各个部分进行设计,其中定位与夹紧量个环节是夹具设计的重点。2.定位就是确定工件在夹具种的正确位置,是通过在夹具上设置正确的定位元件与工件定位面的接触来实现的.工件的定位有完全定位和不完全定位,要根据其具体加工要求而定,欠定位在夹具设计种是不容许的,而过定位则有条件地采用。3.通常，由于定位副制造不准确或采用了基准不重合定位等原因,定位过程中会引入定位误差,定位误差的计算要根据具体情况分析计算。4.夹紧是为了克服切削力等外力干扰而使工件在空间中保持正确的定位位置的一种手段.夹紧一般在定位步骤之后,有时定位与夹紧是同时进行的,入膨胀式定心夹紧机构。5.车,铣,钻,磨等不同的机床其夹具设计具有各自典型特点,应根据具体设计任务,遵循夹具设计的基本要求和步骤进行设计。篇2：车床夹具设计说明书
湖南工业职业技术学院
《机械制造工艺规程编制与实施》
课程设计任务书
系 名 称 专业及班级 博世10-1
学生姓名
学 号
课程设计题目
指 导 教 师
月 日
序言
课程设计在我们学完大学的全部基础课、技术基础课之后进行的，这是我们在进行课程设计对所学各课程的深入综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们的大学生活中占有重要的地位。另外在做完这次课程设计之后，我得到一次在课程工作前的综合性训练，我在想我能在下面几方面得到锻炼：
（1）运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。
（2）提高结构设计能力。通过设计夹具的训练，获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效，省力，经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。
（3）学会使用手册以及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称，出处，能够做到熟练的运用。 就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己发现问题、分析问题和解决问题的能力
1 1
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，主要用于拨叉零件孔工序的加工。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。
本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。
支座加工工艺规程及其夹具的设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。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
目 录
序 言???????????????????????? 1
摘 要 ................................................ 2
1 绪论 .................................................. 4
1.1 夹具概念 ................................................... 4
1.2 夹具的主要功能 ............................................. 4
1.3 夹具的分类 ................................................. 4
1.3.1按夹具的通用特性分类 ................................... 4
1.3.2按夹具的动力源分类 ..................................... 5
1.4 夹具的组成 ................................................. 5
1.5 常用定位元件及选用 ......................................... 6
1.5.1工件以平面定位 ......................................... 6
1.5.2工件以外圆柱定位 ....................................... 6
1.5.3工件以内孔定位 ......................................... 6
1.5.4对定位元件的基本要求 ................................... 7
1.5.5常用定位元件所能限制的自由度 ........................... 7
1.6 工件的夹紧 ................................................. 7
1.6.1夹紧装置的组成 ......................................... 7
1.6.2夹紧装置的设计原则 ..................................... 8
1.6.3定位夹紧力的基本原则 ................................... 8
1.6.4减小夹紧变形的措施 ..................................... 9
1.7 机床夹具的现状及发展方向 .................................. 11
1.7.1机床夹具的现状 ........................................ 11
1.7.2现代机床夹具的发展方向 ................................ 12
2 车床夹具设计 ......................................... 13
2.1 工件预加工内容 ............................................ 14
2.2 初定夹具结构方案 .......................................... 14
2.2.1工件定位方案及定位装置 ................................ 15
2.2.3工件夹紧装置 .......................................... 19
2.3 绘图 ...................................................... 19
结 论 ............................................... 22
心得体会 ............................................. 23
致 谢 ............................................... 24
参考文献 ............................................... 25 3
1 绪论
1.1 夹具概念
夹具是在机械制造过程中，用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受加工或检测并保证加工要求的机床附加装置，简称为夹具。在我们实际生产中夹具的作用是将工件定位，以使加工工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。
1.2 夹具的主要功能
在机床上加工工件的时候，必须用夹具装好夹牢所要加工工件。将工件装好，就是在机床上确定工件相对于刀具的正确位置，这一过程称为定位。将工件夹紧，就是对工件施加作用力，使之在已经定好的位置上将工件可靠地夹紧，这一过程称为夹紧。从定位到夹紧的全过程，称为装夹。
1.3 夹具的分类
夹具的种类很多，形状千差万别。为了设计、制造和管理的方便，往往按某一属性进行分类。
1.3.1按夹具的通用特性分类
目前中国常用夹具有通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具和自动线夹具等五大类。
1．通用夹具
通用夹具是指结构、尺寸已规格化，且具有一定通用性的夹具。其优点是适应性强、不需要调整或稍加调整即可装夹一定形状和尺寸范围内的各种工件。这类夹具已商品化。如三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、台虎钳、万能分度头、顶尖、中心架、电磁吸盘等。采用这类夹具可缩短生产准备周期，减少夹具品种，从而减低生产成本。其缺点是夹具的加工精度不高，生产力较低且较难装夹形状复杂的工件，故适用于单件小批量生产中。
2．专用夹具
专用夹具是针对某一工件的某一道工序的加工要求而专门设计和制造的夹具。特点是针对性强。适用与产品相对稳定、批量较大的生产中，可获得较高的生产率和加工精度。
3．可调夹具
夹具的某些元件可调整或可更换，已适应多中工件的夹具，称为可调夹具。它还分通用可调夹具和成组夹具两类。
4．组合夹具
组合夹具是由可循环使用的标准夹具零部件（或专用零部件）组装成易于连接和拆卸的夹具。根据被加工零件的工艺要求可以很快地组装成专用夹具，夹具使用完毕，可以方便地拆开。夹具主要应用在单件，中、小批多品种生产和数控加工中，是一种较经济的夹具。
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。
1.3.2按夹具的动力源分类
按夹具夹紧动力源可将夹具分为手动夹具和机动夹具两大类。为减轻劳动强度和确保安全生产，手动夹具应有扩力机构与自锁性能。常用的机动夹具有气动夹具、液压夹具、气液夹具、电动夹具、电磁夹具、真空夹具和离心力夹具等。
上述各分类中：最常用的分类方法是，按通用，专用和组合进行分类。
1.4 夹具的组成
虽然夹具的种类繁多，但它们的工作原理基本上是相同的。将各类夹具中，作用相同的结构或元件加以概括，可得出夹具一般所共有的以下几个组成部分，这些组成部分既相互独立又相互联系。
1．定位支承元件
定位支承元件的作用是确定工件在夹具中的正确位置并支承工件，是夹具的主要功能元件之一。定位支承元件的定位精度直接影响工件加工的精度。
2．夹紧装置
夹紧元件的'作用是将工件压紧夹牢，并保证在加工过程中工件的正确位置不变。
3．连接定向元件
这种元件用于将夹具与机床连接并确定夹具对机床主轴、工作台或导轨的相互位置。
4．对刀元件或导向元件
这些元件的作用是保证工件加工表面与刀具之间的正确位置。用于确定刀具在加工正确位置的元件称为对刀元件，用于确定刀具位置并引导刀具进行加工的元件称为导向元件。
5．其它装置或元件
根据加工需要，有些夹具上还设有分度装置、靠模装置、上下料装置、工件顶出机
构、电动扳手和平衡块等，以及标准化了的其它联接元件。
6．夹具体
夹具体是夹具的基体骨架，用来配置、安装各夹具元件使之组成一整体。常用的夹具体为铸件结构、锻造结构、焊接结构和装配结构，形状有回转体形和底座形等形状。 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。
1.5 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。
1.5.1工件以平面定位
1.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。
2.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。
3.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一个支承点。
4.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。
5.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。
1.5.2工件以外圆柱定位
1.当工件的对称度要求较高时，可选用V形块定位。V形块工作面间的夹角α常取60°、90°、120°三种，其中应用最多的是90°V形块。90°V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。V形块结构有多种形式，有的V形块适用于较长的加工过的圆柱面定位；有的V形块适于较长的粗糙的圆柱面定位；有的V形块适用于尺寸较大的圆柱面定位，这种V形块底座采用铸件，V形面采用淬火钢件，V块是由两者镶合而成。
2.当工件定位圆柱面精度较高时（一般不低于IT8），可选用定位套或半圆形定位座定位。大型轴类和曲轴等不宜以整个圆孔定位的工件，可选用半圆定位座。
1.5.3工件以内孔定位
1.工件上定位内孔较小时，常选用定位销作定位元件。圆柱定位销的结构和尺寸标准化，不同直径的定位销有其相应的结构形式，可根据工件定位内孔的直径选用。当工件圆柱孔用孔端边缘定位时，需选用圆锥定位销。当工件圆孔端边缘形状精度较差时，选用圆锥定位销；当工件需平面和圆孔端边缘同时定位时，选用浮动锥销。
2.在套类、盘类零件的车削、磨削和齿轮加工中，大都选用心轴定位，为了便于夹紧和减小工件因间隙造成的倾斜，当工件定位内孔与基准端面垂直精度较高时，常以孔和端面联合定位。因此，这类心轴通常是带台阶定位面的心轴，当工件以内花键为定位基准时，可选用外花键轴，当内孔带有花键槽时，可在圆柱心轴上设置键槽配装键块；当工件内孔精度很高，而加工时工件力矩很小时，可选用小锥度心轴定位。
综上：正确定位，必须选对定位基准。
1.5.4对定位元件的基本要求
1.限位基面应有足够的精度。定位元件具有足够的精度，才能保证工件的定位精度。
2.限位基面应有较好的耐磨性。由于定位元件的工作表面经常与工件接触和磨擦，容易磨损，为此要求定位元件限位表面的耐磨性要好，以保持夹具的使用寿命和定位精度。
3.支承元件应有足够的强度和刚度。定位元件在加工过程中，受工件重力、夹紧力和切削力的作用，因此要求定位元件应有足够的刚度和强度，避免使用中变形和损坏。
4.定位元件应有较好的工艺性。定位元件应力求结构简单、合理，便于制造、装配和更换。
5.定位元件应便于清除切屑。定位元件的结构和工作表面形状应有利于清除切屑，以防切屑嵌入夹具内影响加工和定位精度。
1.5.5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：
1.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。
2.用于外圆柱面定位的定位元件：括V形架，定位套和半圆定位座等。
3.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。
1.6 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一定的夹紧装置将工件可靠地夹牢。工件定位后，将工件固定并使其在加工过程中保持定位位置不变的装置，称为夹紧装置。
1.6.1夹紧装置的组成
夹紧装置的组成由以下三部分组成。
第一部分：动力源装置
它是产生夹紧作用力的装置。分为手动夹紧和机动夹紧两种。手动夹紧的力源来自人力，用时比较费时费力。为了改善劳动条件和提高生产率，目前在大批量生产中均采用机动夹紧。机动夹紧的力源来自气动、液压、气液联动、电磁、真空等动力夹紧装置。
第二部分：传力机构
它是介于动力源和夹紧元件之间传递动力的机构。传力机构的作用是：改变作用力的方向；改变作用力的大小；具有一定的自锁性能，以便在夹紧力一旦消失后，仍能保证整个夹紧系统处于可靠的夹紧状态，这一点在手动夹紧时尤为重要。
第三部分：夹紧元件
它是直接与工件接触完成夹紧作用的最终执行元件。
1.6.2夹紧装置的设计原则
在夹紧工件的过程中，夹紧作用的效果会直接影响工件的加工精度、表面粗糙度以及生产效率。因此，设计夹紧装置应遵循以下原则：
1.工件不移动原则
夹紧过程中，应不改变工件定位后所占据的正确位置。
2.工件不变形原则
夹紧力的大小要适当，既要保证夹紧可靠，又应使工件在夹紧力的作用下不致产生加工精度所不允许的变形。
3.工件不振动原则
对刚性较差的工件，或者进行断续切削，以及不宜采用气缸直接压紧的情况，应提高支承元件和夹紧元件的刚性，并使夹紧部位靠近加工表面，以避免工件和夹紧系统的振动。
4.安全可靠原则
夹紧传力机构应有足够的夹紧行程，手动夹紧要有自锁性能，以保证夹紧可靠。
5.经济实用原则
夹紧装置的自动化和复杂程度应与生产纲领相适应，在保证生产效率的前提下，其结构应力求简单，便于制造、维修，工艺性能好；操作方便、省力，使用性能好。
1.6.3定位夹紧力的基本原则
设计夹紧装置时，夹紧力的确定包括夹紧力的方向、作用点和大小三个要素。
1.6.3.1夹紧力的方向
夹紧力的方向与工件定位的基本配置情况，以及工件所受外力的作用方向等有关。选择时必须遵守以下准则：
1.力的方向应有助于定位稳定，且主夹紧力应朝向主要定位基面。
2.紧力的方向应有利于减小夹紧力，以减小工件的变形、减轻劳动强度。
3.力的方向应是工件刚性较好的方向。由于工件在不同方向上刚度是不等的。不同的受力表面也因其接触面积大小而变形各异。尤其在夹压薄壁零件时，更需注意使夹紧力的方向指向工件刚性最好的方向。
1.6.3.2夹紧力的作用点
夹紧力作用点是指夹紧件与工件接触的一小块面积。选择作用点的问题是指在夹紧方向已定的情况下确定夹紧力作用点的位置和数目。夹紧力作用点的选择是达到最佳夹紧状态的首要因素。合理选择夹紧力作用点必须遵守以下准则：
1.力的作用点应落在定位元件的支承范围内，应尽可能使夹紧点与支承点对应，使夹紧力作用在支承上。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。
2.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。
3.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。
1.6.3.3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一个刚性系统。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
Fwk=KFw （1-11） 式中 Fwk――实际所需夹紧力，单位为N；
Fw――在一定条件下，由静力平衡算出的理论夹紧力，单位为N； K――安全系数，粗略计算时，粗加工取K＝2.5～3，精加工取K＝1.5～2。
夹紧力三要素的确定，实际是一个综合性问题。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。
1.6.4减小夹紧变形的措施
有时，一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，以及一些薄壁零件的夹持等，均不易找到合适的夹紧点。这时可以采取以下措施减少夹紧变形。
1.均匀的对称变形，以便获得变形量的统计平均值，通过调整刀具适当消除部分变形量，也可以达到所要求的加工精度。）增加辅助支承和辅助夹紧点 。 若高支座可采用增加一个辅助支承点及辅助夹紧力，就可以使工件获得满意的夹紧状态。
2.分散着力点 ，用一块活动压板将夹紧力的着力点分散成两个或四个，从而改变着力点的位置，减少着力点的压力，获得减少夹紧变形的效果。
3.增加压紧件接触面积，在压板下增加垫环，使夹紧力通过刚性好的垫环均匀地作用在薄壁工件上，避免工件局部压陷。
4.利用对称变夹具的夹紧设计，应保证形状在加工薄壁套筒时，采用加宽卡爪，如果夹紧力较大，仍有可能发生较大的变形。因此，在精加工时，除减小夹紧力外，工件能产生。
5.其它措施 对于一些极薄的特形工件，靠精密冲压加工仍达不到所要求的精度而需要进行机械加工时，上述各种措施通常难以满足需要，可以采用一种冻结式夹具。这类夹具是将极薄的特形工件定位于一个随行的型腔里，然后浇灌低熔点金属，待其固结后一起加工，加工完成后，再加热熔解取出工件。低熔点金属的浇灌及熔解分离，都是在生产线上进行的。
1.7 机床夹具的现状及发展方向
夹具最早出现在18世纪后期。随着科学技术的不断进步，夹具已从一种辅助工具
发展成为门类齐全的工艺装备。 1.7.1机床夹具的现状
有关统计表明，目前的中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85％左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具；另一方面，在多品种生产的企业中，每隔3～4年就要更新50～80％左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为10～20％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（FMS）等新加工技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求：
1．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； 2．能装夹一组具有相似性特征的工件； 3．能适用于精密加工的高精度机床夹具；
4．能适用于各种现代化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。 1.7.2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。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准：GB/T2148～T2259－91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±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。例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高5倍左右；在车床上使用高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在试验转速为9000r/min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。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。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、模块化夹具、数控夹具等。为适应现代机械工业多品种、中小批量生产的需要，扩大夹具的柔性化程度，改变专用夹具的不可拆结构为可拆结构，发展可调夹具结构，将是当前夹具发展的主要方向。
篇3：车床夹具设计说明书
1. 零件的工艺分析
该共有三组加工表面，表面间无位置度要求
一个是φ40H7的内孔表面：由于零件是模锻件，已有φ30的毛坯孔且精度要求不是很高，故采用粗镗及半精镗即可
一个是图示A表面及B表面：由两φ30h7的圆柱凸台端面面组成。有较高的精度要求，故采用粗铣加半精铣。
还有图示C表面及D表面：及圆柱间的连接槽面，由于表面质量要求不高，采用粗铣即可。
其中主要加工表面及其加工方法如表1-1所示：
表1-1 各加工表面加工要求表
2. 毛坯的确定
2.1确定毛坯的制造形式及热处理 2.1.1 制造形式
零件材料为:HT200在工作过程中起支撑作用,所受的动载荷和交变载荷较小，由于零件的生产类型是中批量生产,而且零件的轮廓尺寸不大,故可以采取金属模机械砂型铸造成型，这样有助于提高生产率,保证加工质量。 2.1.2 毛坯的热处理
灰铸铁（HT200）中的碳全部或大部分以片状石墨方式存在铸铁中，由于片状石墨对基体的割裂作用大，引起应力集中也大，因此，使石墨片得到细化，并改善石墨片的分布，可提高铸铁的性能。可采用石墨化退火，来消除铸铁表层和壁厚较薄的部位可能出现的白口组织（有大量的渗碳体出现），以便于切削加工。 2.2毛坯结构的确定
根据零件材料确定毛坯为铸件。由参考文献可知，其生产类型为中批生产。毛坯的铸造方法选用金属模机械砂型铸造成型。又由于支座零件?40孔需铸出，故还应安放型芯，此外，为清除残余应力，铸造后应安排人工时效。 由参考文献可知，该种铸件的尺寸公差等级CT为8～10级，加工余量等级MA为G级，故选取尺寸公差等级CT为10级，加工余量等级MA为G级。 铸件的分型面选择通过从基准孔轴线，且与侧面平行的面。浇冒口位置分别位于?40孔的上顶面。
由参考文献用查表法确定参考面的总余量如表1-2所示：
表1-2 各加工表面总余量（mm）
2.3 毛坯尺寸的确定
根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
1．厚度60mm 考虑到φ40H7孔端面的加工方便性，故将φ40H7孔端面铸造高度跟两φ30h7圆柱凸台端面平齐，这样便于装夹和加工， 厚度方向的余量查《工艺手册》表2.2~2.5，其余量值为2.0~2.5mm，现取2mm。又因A、B面都要经过粗铣、精铣， 故
厚度毛坯值为60mm。
2．长度210mm 按照《工艺手册》表2.2~2.5，加工面其余量值为2.0~2.5mm，取加工量为2.5mm。
3．φ40H7孔 考虑到φ40H7的孔比较大，若铸成实心将既不便于加工也浪费材料；因此采用将φ40H7的孔铸成φ30的通孔，留余量10mm。 4.基面的选择
4.1 工序顺序的安排的原则
1.对于形状复杂、尺寸较大的毛坯，先安排划线工序，为精基准加工提供找正基准。
2.按“先基准后其他”的顺序，首先加工精基准面。 3.在重要表面加工前应对精基准进行修正。 4.按“先主后次，先粗后精”的顺序。
5.对于与主要表面有位置精度要求的次要表面应安排在主要表面加工之后加工。 4.2 基面的选择
1.粗基准的选择 对于本零件而言，按照粗基准的选择原则，选择本零件的的两个?30h7的圆柱凸台的一边端面（B面）作为粗基准，采用V形块夹两?30h7的圆柱凸台侧面定位用虎钳加紧铣削A面；
2.精基准的选择 用经(1)中已加工好的A面作为精基准，用于加工B毛坯面；然后用加工好的B面再做精基准，用于加工?40H7内孔表面。
5. 制定工艺路线
制定加工工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批量生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用的夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效益，以便使生产成本尽量下降。 5.1 工艺路线
工序1 以毛坯B面为粗基准，铣D面。 工序2 铣A面
工序3 调头以加工后的A面为精基准，铣C面。 工序4 铣B面
工序5 调头以加工好的B面为精基准，镗?40H7的孔。
5.2 工艺过程卡片
2.1 工件预加工内容
1.该工件其他部位都已经加工完毕，工件所待加工的部位为钻Φ40的孔 ；零件的形状、尺寸及其位置如零件图2-1所示。
2.零件生产批量10000件，属中小批量生产。
图2-1 设计
图2-1 设计
2.2 初定夹具结构方案 2.2.1工件定位方案及定位装置 2.2.1.1定位方案
根据加工工序的尺寸，形状和位置精度要求，工件定位时需要限制四个方向的自由度：沿X,Y方向的水平运动以及轴向转动。
固定V形块：限制X方向的移动，Y方向的移动和转动。 活动V形块：限制X方向的转动。 如图2-2。
（V型块定位） 图2-2 定位
2.2.3工件夹紧装置
工件夹紧装置如图2-5。 夹紧方案及装置：
1根据零件的定位方案，采用移动压板式螺旋夹紧机构。因为工件是在卧式车床上进行加工，加工力及震动较大，要求夹紧装置具有足够的强度，因此，需在工件两边同时用螺母进行夹紧以防工件旋转松动。
2.当需要夹紧工件进行加工时只要旋紧螺杆就可以实现工件的夹紧了。加工完后旋开螺母在旋开压板和V型块，再把另一边的的螺母拧开就可以卸下工件。
图2-5 工件夹紧装置
2.3 绘图
完善夹具总草图上应标注主要尺寸、公差配合等，如图2-7。
图2-7 装配图
结 论
本夹具设计课程实践环节即将结束，课题是根据零件的加工内容所设计的车床专用夹具。从零件的结构特点及加工内容初步拟定定位方案，夹紧方案，绘制草图，修改方案，最终确定方案。这期间巩固复习了以前学习过的内容并进行了综合运用，提高了我们综合运用所学知识以及理论结合实际的能力。
通过此次的学习不仅使我对课本内容有了更深入的认识，培养了我分析问题的能力。对灵活运用工具手册解决问题的能力有了明显地提高。我基本掌握了专用夹具设计的方法和步骤。
由于自己的能力所限，设计中还有许多不足之处，以后还要继续不断的学习改进。
课程设计的心得体会
时至今日，课程设计终于可以画上一个句号了，但是现在回想起来做课程设计的整个过程，颇有心得，其中有苦也有甜，不过乐趣尽在其中呀！没有接受任务以前觉得课程设计只是对这几年来所学知识的单纯总结（这是我以前的一种想法），但是通过这次做课程设计发现自己的看法有点太片面、太偏激了。课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。下面我对整个课程设计的过程做一下简单的总结。
第一，接到任务以后进行选题。选题是课程设计的开端，选择恰当的、感兴趣的题目，这对于整个课程设计是否能够顺利进行关系极大。好比走路，这开始的第一步是具有决定意义的，第一步迈向何方，需要慎重考虑。否则，就可能走许多弯路、费许多周折，甚至南辕北辙，难以到达目的地。而学校发布了指导老师所指导的学生名单，题目以在指导老师手中，现在的任务就是去找指导老师那里要课程设计的题目。
第二，题目确定后就是找资料了。查资料是做课程设计的前期准备工作，好的开端就相当于成功了一半，到院图书馆、书店、去虽说是比较原始的方式，但也有可取之处的，还有就是在网上寻找资料。总之，不管通过哪种方式查的资料都是有利用价值的，要一一记录下来以备后用。
第三，通过上面的过程，已经积累了不少资料，对题目也大概有了一些了解，这一步就是在这样一个基础上，综合已有的资料来更透彻的分析题目。
我的心得也就这么多了，总之，不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。还得出一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。
在此要感谢我的指导老师对我悉心的指导，感谢老师给我这样的机会锻炼。在整个课程设计过程中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中的探索的艰难和成功的喜悦。虽然这个项目还不是很完善，但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富，使我终身受益。
致 谢
本论文是在李楷模老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，李老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。在此谨向李楷模老师致以诚挚的感谢和崇高的敬意。搞毕业设计也是一个新学习和检验学习知识的过程，充分将学习的知识应用于实际的设计中，温故而知新，有助于我们更好的掌握所学的内容。
在此次论文写作中，我去图书馆查资料，在网上搜集资料，经过数天的精心准备，在李楷模老师的指导下我终于把论文底稿给定了下来，在此要感谢所有曾在论文写作期间对我提供一臂之力的同学和朋友。最后再次感谢我的指导李楷模老师，他严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；他循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。在这里请接受我诚挚的谢意。在设计中我深刻的体会到：无论做什么，都要做一个自始自终的人，尽力把每一个章节都做好，一切按照要求做，充分发挥自己的想象空间和创造能力。
虽然自己将要告别学生生活，但自己在以后工作中还要需要更加的努力学习，我坚信大学搞毕业论文设计工作的过程中，我增长了知识的同时也深刻的发现自己知识的欠缺，自己在学校的书本上学的知识，还远远不能满足以后的需生活，将成为我人生中的一笔宝贵的财富。最后，感谢湖南工业职业技术学院的各位老师三年来对我们的教育，感谢学院能给我们提供这次非常好的学习实践机会！
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篇4：钻床专用夹具设计
目 录
目录... 1序言... 2第一章专用夹具设计... 31.1 设计前的准备工作... 31.1.1 明确工件的年生产纲领... 31.1.2 熟悉工件零件图和工序图... 31.1.3. 加工方法... 41.2 总体方案的确定... 41.2.1 定位方案... 41.2.2 选择加紧机构... 41.2.3 选择导向装置... 51.2.4 夹具体... 61.3 绘制夹具装配图... 61.3.1 制图比例1：1. 61.3.2 夹紧、导向，夹具体... 7第二章配图上应标注的尺寸和技术条件... 82.1 夹具装配图上标注的尺寸... 82.2 夹具装配图上应标注的技术要求... 9第三章夹具零件图上应标注的尺寸和技术条件，钻床专用夹具设计
。... 93.1 夹具零件图上标注的尺寸（夹具的底座）... 103.2 夹具零件图上应标注的技术要求... 10第四章方案设计论证... 10致谢... 12参考文献... 13序 言 机械制造装备设计课程设计是机械设计中的一个重要的实践性教学环节，也是机械设计与制造专业学生应该学习的一门主要专业课。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，通过课程设计可以巩固和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。 零件在工艺规程之后，就要按工艺规程顺序进行加工。在加工中除了需要机床、刀具、量具之外，成批生产时还要用机床夹具。它们是机床和工件之间的连接装置，使工件相对于机床获得正确的位置。机床夹具的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度和加工精度。通常把确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程，称为定位。当工件定位后，为了避免在加工中受到切削力、重力等的作用而使工件的既有位置遭到破坏，还应该用一定的机构或装置将工件加以固定。使工件在加工过程中保持定位位置不变的操作，称为夹紧。将工件定位、夹紧的过程称为装夹。工件装夹是否正确、迅速、方便和可靠，将直接影响工件的加工质量、生产效率、制造成本和操作安全。在成批、大量生产中，工件的装夹是通过机床夹具来实现的。 关键词：装备、 工艺、 夹紧、 安全第一章 专用夹具设计1.1 设计前的准备工作1.1.1 明确工件的年生产纲领工件是夹具总体方案确定的依据之一，它决定了夹具的复杂程度和自动化程度。如大批量生产时，一般选择机动、多工件同时加工，自动化程度高的方案，结构也随之复杂，成本也提高较多。1.1.2 熟悉工件零件图和工序图零件图给出了工件的尺寸、形状和位置、表面粗糙度等精度的总体要求，工序图则给出了夹具所在工序的零件的工序基准、工序尺寸、已加工表面、待加工表面、以及本工序的定位、夹紧原理方案，这是夹具设计的直接依据。如图1-1：目 录
目录... 1序言... 2第一章专用夹具设计... 31.1 设计前的准备工作... 31.1.1 明确工件的年生产纲领... 31.1.2 熟悉工件零件图和工序图... 31.1.3. 加工方法... 41.2 总体方案的确定... 41.2.1 定位方案... 41.2.2 选择加紧机构... 41.2.3 选择导向装置... 51.2.4 夹具体... 61.3 绘制夹具装配图... 61.3.1 制图比例1：1. 61.3.2 夹紧、导向，夹具体... 7第二章配图上应标注的尺寸和技术条件... 82.1 夹具装配图上标注的尺寸... 82.2 夹具装配图上应标注的技术要求... 9第三章夹具零件图上应标注的尺寸和技术条件。... 93.1 夹具零件图上标注的尺寸（夹具的底座）... 103.2 夹具零件图上应标注的技术要求... 10第四章方案设计论证... 10致谢... 12参考文献... 13序 言 机械制造装备设计课程设计是机械设计中的一个重要的实践性教学环节，也是机械设计与制造专业学生应该学习的一门主要专业课。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，通过课程设计可以巩固和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。 零件在工艺规程之后，就要按工艺规程顺序进行加工。在加工中除了需要机床、刀具、量具之外，成批生产时还要用机床夹具。它们是机床和工件之间的连接装置，使工件相对于机床获得正确的位置。机床夹具的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度和加工精度。通常把确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程，称为定位。当工件定位后，为了避免在加工中受到切削力、重力等的作用而使工件的既有位置遭到破坏，还应该用一定的机构或装置将工件加以固定。使工件在加工过程中保持定位位置不变的操作，称为夹紧。将工件定位、夹紧的过程称为装夹。工件装夹是否正确、迅速、方便和可靠，将直接影响工件的加工质量、生产效率、制造成本和操作安全。在成批、大量生产中，工件的装夹是通过机床夹具来实现的。 关键词：装备、 工艺、 夹紧、 安全第一章 专用夹具设计1.1 设计前的准备工作1.1.1 明确工件的年生产纲领工件是夹具总体方案确定的依据之一，它决定了夹具的复杂程度和自动化程度。如大批量生产时，一般选择机动、多工件同时加工，自动化程度高的方案，结构也随之复杂，成本也提高较多。1.1.2 熟悉工件零件图和工序图零件图给出了工件的尺寸、形状和位置、表面粗糙度等精度的总体要求，工序图则给出了夹具所在工序的零件的工序基准、工序尺寸、已加工表面、待加工表面、以及本工序的定位、夹紧原理方案，这是夹具设计的直接依据。如图1-1：确定夹紧力的方向、作用点，以及夹紧元件或夹紧机构，估算夹紧力大小，要选择和设计动力源。夹紧方案也需反复分析比较，并最终确定最佳设计方案。 方案一 使用铰链四杆压板夹紧机构；方案二 使用凸轮推杆滑块加紧机构； 由于工件批量小，宜用简单的手动装置。吊耳的轴向刚度比径向刚度好，因此夹紧力应指向Φ30孔的轴向端面。采用带有直槽的凸轮推杆滑块夹紧机构，使工件定位精度高、装卸迅速、方便。定位方案选择的是一心轴一L定位块，凸轮推杆滑块加紧机构合适于本方案，所以采用方案一较为合理。1.2.3 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，由于加工Φ10.5的孔只需要钻工序，为提高加工效率，故采用固定钻套。固定钻套图如下图所示：固定钻套（图）1.2.4 夹具体用来安装和固定定位元件，夹紧机构和钻模板的实体。具体大小根据整个机构的大小而调整，要保证机构的稳定，所以形位公差有较严格的要求。夹具体如图1-4所示：上述联系尺寸和位置尺寸的公差，一般取工件的相应公差的1/3~1/5大小。2.2 夹具装配图上应标注的技术要求 应标注的技术要求包括：相关元件表面间的位置精度，主要表面的形状精度，保证装配精度和检测的特殊要求，以及调整、操作等必要的说明。通常有以下几方面： （1）定位元件的定位表面间相互位置精度。 （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，订出该夹具的具体的技术要求。设计中可以参考机床夹具设计手册以及同类夹具的图样资料等。第三章 夹具零件图上应标注的尺寸和技术条件。零件图上应标注必要的尺寸和技术要求，标注的主要目的是保证夹具体各个零件之间的尺寸要求和安装配合后的精度要求，也是为了各夹具零件加工后进行安装配合能满足制造工件的要求。3.1 夹具零件图上标注的尺寸（夹具的底座）（1）夹具底座的外形尺寸（2）夹具体的底座上的各螺纹孔之间的位置尺寸要求，定位销的配做精度要求。3.2 夹具零件图上应标注的技术要求（1）夹具底座下表面和上表面的粗糙度要求，上表面本身的平面度要求，上下表面之间的平行度要求。 其中夹具体零件图如图3-1所示：
篇5：分析车身焊接夹具的设计规律论文
在我国的汽车研制以及生产过程中，焊装过程、总装过程以及涂装过程都是其中非常关键的核心内容。在汽车焊接装配的过程中，为了有效地保障车身的焊接质量，要对焊接夹具的质量进行有效的控制以及把关。作为焊接装配的重要组成部分，焊接夹具的质量直接关系到汽车车身的具体形状以及精度和尺寸。因此在汽车设计过程中我们要对汽车焊接夹具的设计以及生产质量给予足够的重视。只有在汽车制造过程中有效地控制汽车夹具的质量和精度，才能够保障汽车车身的制造质量，保障车身的最终精度要求和汽车的生产周期的控制。
1 我国汽车行业中汽车车身的主要结构特点
在汽车车身制作过程中，我们通常采用的结构是由内外覆盖件以及骨架件部分构成的。车身覆盖件的钢板厚度通常控制在0.8mm到1.2mm，骨架件的钢板厚度控制在1.2mm 到2.5mm，在设计以及制作过程中上述的部件厚度是一个非常严峻的挑战。
1.1 汽车车身的结构较为复杂，对于汽车车身的绘制以及造型有很大的难度
汽车车身构件都是薄板冲压件，这些相关的零件多是拉延而成的多维曲面体，结构比较复杂，在装焊成组件或壳体的时候，还需要考虑到车身造型，同时由于组件或壳体刚性的限制，给设计中的图纸绘制和三维造型带来难度。
1.2 汽车车身没有很强的刚性，对于车身的形状保持以及固定有很大的难度
薄板的加工工艺是冲压，这种制造方法会造成产品刚性不足，和普通机械加工件对比刚性相差较大，这种过于柔韧的冲压件不利于固定和保持形状，因此设计焊接夹具必须保证工序件焊装的要求，同时也需要保证整体焊接精度，满足装配的基本要求，这给焊接工作也带来了困难。
1.3 在汽车车身的设计过程中利用三维特征会出现焊接尺寸标准的问题
汽车车身的焊接具有非常强的三维空间特征，而且三维跨度非常大，这给焊接夹具设计中的尺寸标注带来了一定的困难。为保证夹具能符合要求，必须对车身进行空间坐标标注，为夹具的空间尺寸特征提供必要的'参数。三维坐标标注非常困难，相应的精度要求也更高。根据实际生产经验，部分焊接夹具的失误就源自三维坐标的标定失误。
2 汽车车身在焊装过程中焊接夹具的主要特点
2.1 汽车车身焊接夹具的主要结构特点
汽车焊接夹具的主要特点有两个，首先是汽车焊接夹具的体积非常大，其次是汽车焊接夹具的结构较为复杂。在实际的设计以及生产过程中为了便于车身加工以及装配，同时也有利于后期的使用维修等，我们通常采用焊接夹具分解的方式来进行设计以及生产。汽车焊接夹具在装配过程中主要有三个基准装配点。首先是左围板基准;其次是右围板基准，最后是底板基准。我们要在相关的平面上进行坐标线的设定，基准槽的设定，只有按照相应的坐标线基准以及基准槽进行装配作业以及检测，同时还要将每一个相关的分体部件组合起来，才是一个合格、达标的车身焊接夹具，才能够在生产装配过程中进行使用。
2.2 汽车车身焊接夹具的主要定位特点
在汽车焊接夹具中，定位元件的外形大多数是不规则的，因此在汽车焊接夹具中，标准件的使用少之又少，基本没有应用的空间和条件。在焊接夹具的使用过程中，定位是一个非常重要的加工环节，我们要将被焊接的部件进行夹具定位，这样能够有效地保证各个部件之间不出现干涉情况。关于定位问题在设计过程中要求充分利用和挖掘各个元件在工作过程中的配合关系，在实际的使用过程中我们通常采用定位支撑进行定位。需要强调的一点是，如果在车身装配的过程中对施工要求不高，可以在操作过程中不使用焊接夹具。
2.3 汽车车身焊接夹具的主要夹紧特点
在生产过程中，车身冲压经常采用电阻焊接的方式。在点焊加压的方向和加工件受力方向一致，同时保证焊接压力不导致焊接件变形，在工件的定位基准以及装配位置不受焊接压力影响的情况下，我们可以忽略夹紧机构在加工过程中的作用。焊接的过程主要是针对两个相邻工件，这样就说明夹紧点在加工过程中较多。这种情况下，电阻焊的焊接工艺应用会很大程度上提升焊接加工的加工效率，有利于装卸时间的减少。在针对薄板进行夹紧操作的过程中，重点就是要准确地找到支撑点，这是由于冲压件在受力的作用下，夹紧参数会出现变化，因此焊接夹具的夹紧要保障工件在加工过程中不出现变形问题。焊接夹具的夹紧器材的材质，我们通常使用碳钢材质以及不锈钢材质。这些材质的夹紧效果在实际的生产过程中较为明显、可靠。
篇6：分析车身焊接夹具的设计规律论文
3.1 在焊接夹具的设计过程中要对精度进行有效的控制
在焊接夹具的设计过程中我们要对焊接夹具的精度进行有效的控制，主要分为了两个方面。首先是要保障焊接夹具的精度标准在设计过程中得到有效的落实;其次是要保障设计提出的精度要求在装配过程中能够有效的实现。
3.2 在焊接夹具的设计过程中要遵循设计过程的六点定则
焊接夹具的设计六点定则主要就是要对六个方向的自由度进行有效的控制，我们在设计过程中要通过相邻件的相互制约以及夹紧的定位来有效地控制运动自由度。在设计过程中要保障夹具的精度范围在产品的装配精度要求内。在定位面的选择上要尽量选择多面定位，保障焊接夹具的精度达到标准要求。
3.3 在焊接夹具的设计过程中要对分块定位给予足够的重视
在车身焊接夹具的设计过程中要充分的考量车身分块定位问题，设计过程中遵循的设计原则主要有三点。首先是焊接装配过程中要保障底板加强梁加工以及位置精度;其次是要对车身的前后两个风窗口的装配尺寸精度进行设计保障以及要求;最后是要对车身门洞的装配尺寸进行设计保障。
3.4 在焊接夹具的设计过程中要对结构的夹紧设计给予足够的重视
在汽车车身的夹具特征中，有两个相同的特征，其中之一就是结构特点，另外一个是夹紧特征。我们在设计过程中必须要合理地利用上述两个特征进行设计，这样才能够提升我们在设计过程中的工作效率。
篇7：数控车床专用夹具的设计
针对车削加工某种特殊零件或某个特殊位置，用三爪或四爪卡盘夹持零件，存在不足或无法满足加工。根据多年的加工经验，对于这类零件的加工，根据加工特性和使用要求进行了综合分析。在本道工序加工时，主要应考虑如何保证外形尺寸的条件下，提高劳动生产率，降低劳动强度。经过分析后，自己动手设计制造了一套夹具，充分发挥原有设备的能力，通过现场使用，达到了预期的效果。
摘 要：夹具是加工时用来迅速紧固工件，使机床、刀具、零件保持正确相对位置的工艺装置。工装夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。
关键词：车削 专用夹具 设计 应用
夹具又称卡具：在工艺过程中的任何工序，用来迅速、方便、安全地安装工件的装置，都可称为夹具。例如焊接夹具、检验夹具、装配夹具、机床夹具等。其中机床夹具最为常见，常简称为夹具。在机床上加工零件时，为使零件能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其他的'相互位置精度等技术要求，加工前必须将零件装好(定位)、夹牢(夹紧)。
1 、加工零件与加工技术分析
最近接到一批外加工零件(铝件)，需要在有限的时间里完成(如图l所示)。这批零件虽然简单，但图中M38X1.5螺纹不好加工。按过去的加工方式，用螺纹铣刀加工虽然也能做到，但是加工质量不好保证，同时加工也麻烦。
2、 零件加工设想
能否设计出一种夹具，专门用于加工图中M38X1.5螺纹，在使零件的加工过程在保证质量的前提下，变得简单又快捷。
篇8：数控车床专用夹具的设计
专用夹具制造批量极少，一般不经过试制阶段，它的设计全过程，分为两个阶段：第一阶段是从调查研究到图纸设计的阶段，第二阶段是经过制造，调整到修改完善原设计图纸的阶段。
对夹具进行设计需要做到以下几个方面：
(1)熟悉零件图纸，了解其形状，尺寸，精度，技术要求;
(2)熟悉工艺，了解各工序之间的相互关系，本工序前有关表面粗糙度及位置尺寸，本工序的工艺要求;
(3)了解所用设备的特性，精度，有关尺寸及其与夹具连接处的形式;
(4)了解所用刀具的有关尺寸及其与夹具配合的要求;
(5)了解加工特性。
篇9：数控车床专用夹具的设计
4.1 专用夹具的设计
在生产实践中，灵活应用夹具的定位原理和夹紧原理解决生产中的难题，使加工的零件完全达到工艺要求，保证了产品质量，且大大提高了工作效率，减少了辅助时间。构思设计制作了这套应用于数控车床设备，用三爪卡盘定位，六角螺栓夹紧的专用夹具(如图2)。可满足零件定位，夹紧的要求。
4.2 专用夹具的结构组成和定位原理
结构组成：专用夹具的夹具体、内六角螺栓。
定位原理：先把零件放于夹具内腔并贴紧，通过内六角螺栓把零件压紧。这种装夹方式使夹紧着力点靠近切削力点，增加工件的刚性，有效地减少了工件在加工过程中切削力影响而产生变形。
上述所具备的压紧元件和定位方式可以满足定位需求，使装夹工作变得很轻松，可靠。
4.3 专用夹具的制造
根据夹具的设计尺寸，选用合适的材料(45号钢)，在加工中心机床上加工完成(数控铣床也可以)。
4.4 专用夹具的安装
把Φ64圆柱(夹具后端)夹于三爪卡盘中，用百份表调整零件的公差范围内并夹紧。
4.5 专用夹具的应用
安装完夹具后，就可以安装零件。如图5所示，把放置于夹具的内腔并贴紧，通过内六角螺栓夹紧，注意夹紧力度，防止夹伤。
5 、结语
生产中常常会碰到一些批量的，要求不一的零件。由于零件的形状使装夹定位比较困难。灵活地运用一些小型夹、辅具，只要设计得合理，运用得巧妙，既能满足加工零件的质量和技术要求，又能降低生产成本，提高工作效率，减少废品的发生。此类方式可广泛地运用于车、钳、铣、磨等工序，都能取得满意的效果。
参考文献：
[1]《机床夹具设计》.华中理工大学.机械工业出版社，1993.
[2]《金属切削原理》.华中理工大学.机械工业出版社，1993.
篇10：毕业夹具设计开题报告
一、选题的依据及意义
拨叉是一种辅助零件，通过拨叉控制滑套与旋转齿轮的啮合，用来推动变速器齿轮，改变齿轮位置的工具，通过将齿轮改变位置来改变齿比，以达到变速的目的，变速器的齿轮都是装在主轴和副轴上，通过拨叉来推动它们的前进或后退，就可以改变齿比。高度发达的制造业和先进的制造技术，已成为衡量一个国家实力和技术水平的重要标志之一，成为一个国家在竞争激烈的国际市场上获胜的关键因素。
机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品质、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。然而夹具又是制造系统的重要组成部分，不论是传统制造，还是现代制造系统，夹具都是十分重要的。因此，好的夹具设计可以提高产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品生产在保证精度的前提下提高效率、降低成本。当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求，企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。
二、国内外研究现状及发展趋势（含文献综述）
夹具的发展200已经有多年的历史，大致经历了三个阶段：第一阶段，夹具在工件加工、制造的各工序中作为基本的夹持装置，发挥着夹固工件的最基本功用。第二阶段，随着军工生产及内燃机，汽车工业的不断发展，夹具逐渐在规模生产中发挥出其高效率及稳定加工质量的优越性，各类定位、夹紧装置的结构也日趋完善，夹具逐步发展成为机床―工件―工艺装备工艺系统中相当重要的组成部分。这一阶段夹具发展的主要特点是高效率。第三阶段，在现代化生产的今天，各类高效率，自动化夹具在高效，高精度及适应性方面，已有了相当大的提高。随着电子技术，数控技术的发展，现代夹具的自动化和高适应性，已经使夹具与机床逐渐融为一体，使得中，小批量生产的生产效率逐步趋近于专业化的大批量生产的水平。这一阶段，夹具的主要特点是高精度，高适应性。可以预见，夹具在不一个阶段的主要发展趋势将是逐步提高智能化水平。
三、本课题研究内容
（1）、设计内容：制订年产5000台ca6140机床拨叉80-08的加工工艺；
（2）、设计零件的加工夹具；
内容：提交夹具装配图、零件图、加工工艺卡片、设计说明书及精度分析等相关设计分析结果。
四、本课题研究方法
工序的划分和定位基准的选择，在开始的时候，要认真分析零件图，了解拨叉的结构特点和技术要求。加工表面的平行度、粗糙度、垂直度，注意零件各孔系自身精度（同轴度，圆度，粗糙度等）和它们的相互位置精度，采用autocad软件绘制零件图，一方面增加我们对零件的了解认识，另一方面增加我们对autocad软件的熟悉。
工序的划分确定加工顺序和工序内容，安排工艺的加重和分散程度，划分工序阶段，与生产纲领有密切联系，具体可以根据生产类型，零件的结构特点，技术要求和机床设备。定位基准的选择根据粗基准的选择原则：遵循基准同意，基准重合。
夹具设计要确定工件定位是否正确，定位精度是否满足要求，工件夹紧是否可靠等等。工件在夹具中的定位精度，主要是定位基准是否与工序基准重合，定位基准与定位元件的配合状况等因素有关，可提高夹具的制造精度，减少配合间隙，就能提高夹具在机床上的定位精度，夹具中出现过的定位时，可通过撤销多余定位元件，使多余定位元件失去限制重复自由度的能力，增加定位元件与定位基准的配合间隙等办法来解决，夹紧必须可靠，但夹紧力不可过大，一面工件或夹具产生过大变形，可采用多点夹紧或在工件刚性薄弱部位安放适当的辅助支撑，夹具的设计必须要保证夹具的定位准确的机构合理，考虑夹具的定位误差和安装误差。我们将通过对工件与夹具的认真分析，结合一些夹具的具体设计事例，查阅相关的夹具设计资料，联系在工厂看到的一些加工的夹具来解决这些问题。
五、研究目标、主要特色及工作进度
（一）、研究目标、主要特色：
①能熟练的运用机械制造工艺学的基本理论和夹具设计原理的知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及合理制定工艺流程等等问题的方法。
②通过对零件某道工序的夹具设计，学会工艺装备设计的一般方法。
③课程设计过程也是理论联系实际的过程，并学会使用手册、查询相关资料等，增强自己的解决工程实际问题的能力。
（二）、工作进度：
①调研，收集资料，查阅相关文献，了解拨叉的基本结构。
②掌握机械加工工艺设计的基本思路，初步拟定拨叉零件的工艺过程，完成开题报告。
③总结前期工作，分析拨叉的作用并绘制零件图。
④加工方案论证；确定加工工艺；编制零件的机械制造工艺规程和机械加工工艺卡片。
⑤设计关键工序的夹具，绘制夹具装配图和只要零件工作图。
⑥通过与老师讨论，对零件的主要技术条件进行分析，对制定的工艺规程进行修改和完善。
⑦总结前面的工作，开始撰写论文。
⑧完成论文初稿，与老师交流，修订初稿。
⑨终稿完成，打印装订，准备答辩。
1.毕业设计开题报告
2.毕业设计开题报告
3.包装设计毕业开题报告
4.毕业论文开题报告设计
5.高校毕业设计开题报告
6.毕业设计主题开题报告
7.毕业设计开题报告格式
8.土建毕业设计开题报告
9.室内设计毕业设计开题报告
10.设计类开题报告
篇11：磨床高精度夹具的设计
磨床高精度夹具的设计
薄壁件加工精度要求很高.此类工件热前加工容易夹紧变形,热处理变形又是较难控制的问题,给热后加工带来了很大的.难题,对于普通的夹具设计方案难以满足产品要求.下面介绍一种热后薄壁件外圆高精加工的磨床夹具设计方案.
作 者：袁培峰 作者单位：天津天海同步器有限公司 刊 名：汽车工艺与材料 英文刊名：AUTOMOBILE TECHNOLOGY & MATERIAL 年，卷(期)： “”(2) 分类号：U4 关键词：篇12：汽车焊接夹具设计规范化
摘要：从“N－2－1”定位原理、基准统一、定位结构等各方面论述汽车焊接夹具定位设计贵规范化，重点描述定位结构规范化，制定非标设计设计规范，缩短汽车焊接夹具设计周期，降低设计成本。
Auto Welding Jigs Design of Orientation standardization
Abstract: Discuss on auto welding jigs design of orientation from “N-2-1”principle of orientation、benchmark unite、structure of orientation. Especially for describing structure of orientation standardization, establish nonstandard of design into standardization, in order to shorten period of auto welding jigs design, reduce design cost.
Key words: Auto welding jigs, Benchmark，Orientation of design, Structure of standardization
1 前言
国内汽车行业近几年的快速增长，带动了国内汽车焊接夹具制造业的快速成长。基本每个新车型投产，均需要投入相应的焊接夹具。按目前市场情况看，从新车型开发到推进市场，要求周期短，进而对焊接夹具设计、制造、调试提出更高的要求。
汽车焊接夹具的功能是为了实现车身零件的正确装配，保证零件正确搭配和完成焊接。工程上通常从装配精度、缩短制造周期和可调整性等方面来评价汽车焊接夹具设计的优劣。定位是焊接夹具最基本的元素，也是设计过程主要考虑元素，定位设计规范化在很大程度上提高焊接夹具的性能，缩短周期，提高效益。
2 “N－2－1”定位原理
一般的物体定位按照六点定位原则，即可确定正确位置。对于车身柔性零件的定位，如果仅靠六点定位规则定位，将无法保证零件的正确位置和形状，因此，在汽车焊接夹具的设计中，经常有过定位的方式定位，即N大于3。“N－2－1”定位原理更加适合汽车焊接夹具设计，防止薄板变形，在汽车焊接夹具上已广泛应用。根据汽车零件的形状和考虑焊接夹具制造成本、焊接可操作性等考虑，夹具定位元件的数量N一般选取4－6。
3 定位基准统一
基准统一是机械加工工艺设计的基本思想之一，焊接夹具设计定位基准统一要求保证两点，第一、保证焊接夹具设计基准与车身设计基准、冲压基准、检测基准的统一；第二、保证焊接夹具设计基准在分总成、总成、车身焊接总成的各总成之间保持前后统一。基准统一保证了车身焊接精度，便于查找质量问题原因，提高管理水平。
4 定位结构规范化
汽车焊接夹具基本结构，见图1，包括：固定平台式底座；定位部件；紧固件连接；气动－杠杆复合夹紧；操作高度可调。
图1
4.1 固定平台式底座
固定平台式底座有2种，一种是Q235平板式，见上图1的固定平台。选用平板式的原则：夹具固定平台面积在1200×500以下的，一般选用平板式。另一种是焊接件式，见图2。选用该结构的原则：夹具固定平台面积在1200×500以上的，一般选用焊接件式。焊接件由基板、槽钢、垫板焊接而成，结构规范化。
图2
4.2定位部件：
定位部件是焊接夹具最基本单元，定位部件规范化设计是焊接夹具定位设计规范化重要方面。定位部件的结构一般由角支座
摘要：从“N－2－1”定位原理、基准统一、定位结构等各方面论述汽车焊接夹具定位设计贵规范化。重点描述定位结构规范化，制定非标设计设计规范，缩短汽车焊接夹具设计周期，降低设计成本。
Auto Welding Jigs Design of Orientation standardization
Abstract: Discuss on auto welding jigs design of orientation from “N-2-1”principle of orientation、benchmark unite、structure of orientation. Especially for describing structure of orientation standardization, establish nonstandard of design into standardization, in order to shorten period of auto welding jigs design, reduce design cost.
Key words: Auto welding jigs, Benchmark，Orientation of design, Structure of standardization
1 前言
国内汽车行业近几年的快速增长，带动了国内汽车焊接夹具制造业的快速成长。基本每个新车型投产，均需要投入相应的焊接夹具。按目前市场情况看，从新车型开发到推进市场，要求周期短，进而对焊接夹具设计、制造、调试提出更高的要求。
汽车焊接夹具的功能是为了实现车身零件的正确装配，保证零件正确搭配和完成焊接，
工程上通常从装配精度、缩短制造周期和可调整性等方面来评价汽车焊接夹具设计的优劣。定位是焊接夹具最基本的元素，也是设计过程主要考虑元素，定位设计规范化在很大程度上提高焊接夹具的性能，缩短周期，提高效益。
2 “N－2－1”定位原理
一般的物体定位按照六点定位原则，即可确定正确位置。对于车身柔性零件的定位，如果仅靠六点定位规则定位，将无法保证零件的正确位置和形状，因此，在汽车焊接夹具的设计中，经常有过定位的方式定位，即N大于3。“N－2－1”定位原理更加适合汽车焊接夹具设计，防止薄板变形，在汽车焊接夹具上已广泛应用。根据汽车零件的形状和考虑焊接夹具制造成本、焊接可操作性等考虑，夹具定位元件的数量N一般选取4－6。
3 定位基准统一
基准统一是机械加工工艺设计的基本思想之一，焊接夹具设计定位基准统一要求保证两点，第一、保证焊接夹具设计基准与车身设计基准、冲压基准、检测基准的统一；第二、保证焊接夹具设计基准在分总成、总成、车身焊接总成的各总成之间保持前后统一。基准统一保证了车身焊接精度，便于查找质量问题原因，提高管理水平。
4 定位结构规范化
汽车焊接夹具基本结构，见图1，包括：固定平台式底座；定位部件；紧固件连接；气动－杠杆复合夹紧；操作高度可调。
图1
4.1 固定平台式底座
固定平台式底座有2种，一种是Q235平板式，见上图1的固定平台。选用平板式的原则：夹具固定平台面积在1200×500以下的，一般选用平板式。另一种是焊接件式，见图2。选用该结构的原则：夹具固定平台面积在1200×500以上的，一般选用焊接件式。焊接件由基板、槽钢、垫板焊接而成，结构规范化。
图2
4.2定位部件：
定位部件是焊接夹具最基本单元，定位部件规范化设计是焊接夹具定位设计规范化重要方面。定位部件的结构一般由角支座
、连接板、定位块、压块、压板、调整垫片、销、销支架、限位、气缸等零部件组成（见图3）。每个零部件可规范化，在设计时形成规范化设计。图3
角支座：也称定位部件底座，焊接件，见图4。材料Q235钢，厚16mm，结构和装配尺寸可规范化，高度尺寸根据设计要求具体确定，按50mm递增减等级选用。
图4
连接板：连接作用，见图5，材料Q235钢，厚16mm。连接板功能是与角支座连接，安装气缸、定位块、压板、限位等，根据装配功能尺寸要求，图示气缸安装尺寸、角支座安装尺寸、定位块安装尺寸已规范化，其它尺寸根据设计要求具体确定。
图5
定位块：定位零件作用，见图6，材料45号钢，厚16mm，热处理HRC38－43。根据装配功能尺寸要求，图示安装尺寸已规范化，型面定位尺寸根据设计要求具体选定确定。
图6
压块：夹紧零件作用，见图7，材料45号钢，厚16mm，热处理HRC38－43。根据装配功能尺寸要求，图示装配尺寸已规范化，型面定位尺寸根据设计要求具体选定确定。
图7
压板：气缸驱动压紧零件的连接机构，焊接件，见图8，材料Q235钢。根据装配功能尺寸要求，图示气缸、连接板的装配尺寸已规范化，其它尺寸根据设计要求确定。按经验设计法，两孔距离L等于气缸工作行程的一半，气缸张开角度位置最佳。
图8
调整垫片：通过增减垫片达到夹具微调目的，组合件，厚度有1mm、0.5mm，见图9，材料Q235钢。根据装配功能尺寸要求，图示尺寸已规范化，其它尺寸根据设计要求具体确定。
图9
销：零件主定位作用，一般有圆销和菱形销，圆销起主定位，菱形销起副定位作用。见图10，材料45号钢，热处理HRC38－43，销径d为孔径D－0.05mm，有效长度优先采用L大于等于20，并且其工作表面应高于工件6－8mm。根据装配功能尺寸要求，图示尺寸已规范化，其它尺寸根据设计要求具体确定。
图10
销支架：连接销作用，见图11，材料45号钢，热处理HRC38－43，与销配合安装。根据装配功能尺寸要求，图示与连接板装配、销配合尺寸已规范化，其它尺寸根据设计要求具体确定。
图11
限位：限位作用，见图12，组合件，由凸凹件配合，材料45号钢，热处理HRC38－43。与连接板、压板连接方式使用沉头内六角螺栓，图示装配尺寸已规范化，其它尺寸根据设计要求具体确定。
图12
气缸：外购件，在气动行业已形成标准化产品，根据行程和夹紧力设计需要选择。国内外厂家有德国的FESTO、日本的SMC、中国的江都永坚，可根据客户需要选择。
5 结束语
根据“N－2－1”定位原理和基准统一原则，建立汽车焊接夹具定位部件规范化设计库，科学进行汽车焊接夹具设计，可缩短设计周期，降低生产成本，为企业创造利润。
参考文献
林忠钦，汽车车身制造质量控制技术，北京，机械工业出版社，.1
王政，焊接工装夹具及变位机械——性能、设计、选用，北京，机械工业出版社，.6
篇13：工装夹具设计的基本知识
1．夹具设计的基本要求 （1）工装夹具应具备足够的强度和刚度 （2）夹紧的可靠性 （3）焊接操作的灵活性 （4）便于焊件的装卸 （5）良好的工艺性 2．工装夹具设计的基本方法与步骤 （1）设计前的准备 夹具设计的原始资料包括以下内容： 1）夹具设计任务单； 2）工件图样及技术条件； 3）工件的装配工艺规程； 4）夹具设计的技术条件； 5）夹具的标准化和规格化资料，包括国家标准、工厂标准和规格化结构图册等， （2）设计的步骤 1）确定夹具结构方案 2）绘制夹具工作总图阶段 3）绘制装配焊接夹具零件图阶段 4）编写装配焊接夹具设计说明书 5）必要时，还需要编写装配焊接夹具使用说明书，包括机具的性能、使用注意事项等内容。 3．工装夹具制造的精度要求 夹具的制造公差，根据夹具元件的功用及装配要求不同可将夹具元件分为四类： 1）第一类是直接与工件接触，并严格确定工件的位置和形状的，主要包括接头定位件、V形块、定位销等定位元件，
2）第二类是各种导向件，此类元件虽不与定位工件直接接触，但它确定第一类元件的位置。 3）第三类属于夹具内部结构零件相互配合的夹具元件，如夹紧装置各组成零件之间的配合尺寸公差。 4）第四类是不影响工件位置，也不与其它元件相配合，如夹具的主体骨架等。 4．夹具结构工艺性 （1）对夹具良好工艺性的基本要求 1）整体夹具结构的组成，应尽量采用各种标准件和通用件，制造专用件的比例应尽量少，减少制造劳动量和降低费用。 2）各种专用零件和部件结构形状应容易制造和测量，装配和调试方便。 3）便于夹具的维护和修理。 （2）合理选择装配基准 1）装配基准应该是夹具上一个独立的基准表面或线，其它元件的位置只对此表面或线进行调整和修配。 2）装配基准一经加工完毕，其位置和尺寸就不应再变动。因此，那些在装配过程中自身的位置和尺寸尚须调整或修配的表面或线不能作为装配基准。 （3）结构的可调性 经常采用的是依靠螺栓紧固、销钉定位的方式，调整和装配夹具时，可对某一元件尺寸较方便地修磨。还可采用在元件与部件之间设置调整垫圈、调整垫片或调整套等来控制装配尺寸，补偿其它元件的误差，提高夹具精度。 （4）维修工艺性 进行夹具设计时，应考虑到维修方便的问题。
