郑州信息科技职业学院毕业设计专用纸说明书
第三章 总体方案设计
3.1夹具的概念、基本要求和特点
3.1.1夹具的定义
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在机床上对工件进行切削加工，首先需要将工件夹紧。为了能加工出符合精度要求的工件，仅将工件进行夹紧，以进行加工切削是不够的，还需要使工件在机床上占有正确的位置，并使之夹紧的过程，称为工件的安装。用于安装工件的装置称为机床夹具。有时候习惯上还将一些用于扩大机床工艺范围的装置，如靠模，仿型装置也称为夹具。夹具的历史背景及发展趋势
3.1.2夹具的分类
（1）通用夹具
适用范围较大，无需调整或稍加调整就可以用于装夹不同工件。这类夹具已经标准化，在机床上一般都装配有，如车床上的三爪卡盘或四爪卡盘、顶尖和鸡心夹头；平口钳和回转台等。通用夹具主要用于单件小批量生产。 (2)专门化组装夹具
这类夹具是有预先制好的标准元件和组件组装而成，是针对一定的工件和一定的工序的专用夹具。只要有足够的种类和数量的标准件，就可以组装出各种各样的夹具。它具有专用夹具的优点和很大的通用性。用完可以拆卸并保存入库，不会存在专用夹具报废问题。因此这类夹具很适合于新产品试制和多品种小批量生产。对于没有夹具不能加工的单件生产，以及批量较大、但轮番周期较长的生产，用这类夹具是比较经济的。因为它具有缩短生产准备周期，减少专用夹具品种、数量和存放面积等优点。缺点是初期投资较大。 （3）专用可调夹具
此类夹具用于装夹和加工多品种‘中小批量生产中的一组工件。可以根据具体工件形状更换专用元件；或者是调节某些夹具元件的位置。这类夹具实在专用夹具基础上少量更换或调解夹具元件，因此能达到有限目标的通用化，及大地提高了专用夹具在多品种、中小批量生产中使用的经济性。 （4）专用夹具
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专用夹具是针对某一工件的一定工序而专门设计，不需要考虑通用性的问题，可以把夹具设计的结构紧凑，操作方便，并采用各种省力机构或动力装置。因此使用专用夹具可以保证较高的加工效率和生产效率，是根据工件的加工要求自行设计与制造的，其设计和制造周期较长，制造费用也较高，适用于固定的较大批量的生产。 （5）自动化生产用夹具
自动化生产专用夹具主要是自动线夹具，分固定式夹具和随行夹具两类。固定夹具和专用夹具类似；而随行夹具除了一般夹具所担负的装夹工件任务外，还担负着沿自动线输送工件的任务，及跟随被加工工件沿着自动线从一个工位移动到下一个工位的任务。
3.1.3夹具的作用
（1）保证加工精度
在机械加工中采用夹具安装工件，可以准确地确定工件与刀具、机床之间的相互位置，工件加工表面的尺寸精度和位置精度主要靠夹具保证。采用预先调好的机床和刀具来加工，不受划线质量和找正技术水平等主观因素的影响，所以加工精度稳定。
（2）提高劳动生产效率和降低成本
工件采用夹具安装，一般不需要划线找正，安装快捷，减少辅助时间。尤其是多件夹具或多工位夹具，可使辅助时间与加工基本时间重合，工件效率提高的更为显著。此外，由于采用夹具，工件安装更为稳定，可以加大切削用量，减少加工基本时间。这些都能提高劳动生产率，同时降低成本。 （3）扩大机床的工艺范围
每种机床的工艺范围是有限的，而且能达到精度范围是一定的。在批量不大、工件种类和规格较多、机床品种和数量有限的情况下，可采用机床夹具扩大机床的工艺范围，如在车床或铣床上安装镗孔夹具就能镗孔。 （4）平衡生产线的节拍
在生产线上，某一道工序所需要的加工时间性其他工序长，需要采取措施达到各工序的平衡生产时，可以使用高效率的快速夹具和多工位夹具加以解决。另外，在成批生产中，有时平均节拍较长，而每件加工一、二个表面所需的时间又
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很短，为了组织流水生产，就需要集中工序，否则机床负荷率过低。这就需要集中几个甚至更多表面加工于一个工序，采用完善的夹具可以帮助解决这个问题。 （5）减轻劳动强度及保证操作安全
使用专用夹具安装工件，定为方便，可以采用增力、机动夹紧等装置，因此可以减轻工人的劳动强度。根据加工条件，可以设计防护装置，确保操作者安全。
3.1.4夹具的组成
机床夹具的种类和结构虽然繁多，但它们的组成均可概括为以下几个部分，这些组成部分既相互独立又相互联系。 （1）定位元件
定位元件保证工件在夹具中处于正确的位置。 （2）夹紧装置
夹紧装置的作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中受到力（切削力等）作用时不离开已经占据的正确位置。 （3）对刀或导向装置
对刀或导向装置用于确定刀具相对定位元件的正确位置。 （4）连接元件
连接元件是确定夹具在机床正确位置的元件。因此，夹具体可兼做连接元件。车床夹具上的过度盘、铣床夹具上的定位键都是连接成一个整体。 （5）夹具体
夹具体是机床夹具的基础件，通过它将夹具体的所有元件连接成一整体。 （6）其他装置或元件
它们是指夹具中因特殊需要而设置的装置或元件。若需加工按一定规律分布的多个表面时，常设置分度装置：为了能方便、准确地定位，常设置预定装置：对于大型夹具，常设置吊装元件等。
3.1.5夹具的设计要求
（1）保证工件的加工精度保证加工精度的关键，首先在于正确地选择定位基准、定位方法和定位元件，必要时还需要进行定位误差的分析，还要注意夹具中其他零部件的结构对加工精度的影响，确保夹具能够满足工件的加工精度要求。
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（2）提高生产效率专用夹具的复杂程度应与生产纲领相适应，应尽量采用各种快速高效的装夹机构，保证操作方便，缩短辅助时间，提高生产效率。
（3）工艺性能好专用夹具的结构应力求简单、合理，便于制造、装配、调整、检验和维修等。专用夹具的制造属于单件生产，当最终精度由调整或修配保证时，夹具上应设置调整和修配机构。
（4）使用性能好的专用夹具的操作应简单、省力、安全可靠。在客观条件允许且有经济适用的前提下，应尽可能采用气动或液压等机械化夹紧机构，以减轻操作者的劳动强度。专用夹具还应排屑方便。必要时可设置排屑机构，以防止切屑破坏工件的定位和损坏刀具，防止切屑的积聚带来大量的热量而引起工艺系统变形。
（5）经济性好的专用夹具应尽可能采用标准元件和标准结构，力求结构简单、制造容易，以降低夹具的制造成本。因此，设计时应根据生产纲领对夹具方案进行必要的技术经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益。
3.1.6夹具设计精度的设计原则
要保证设计的夹具制造成本低，规定零件的精度要求时应遵循以下原则 （1）对一般精度的夹具
1）应使主要组成零件具有相应终加工方法的平均经济精度；
2）应按获得夹具精度的工艺方法所达到的平均经济精度，规定基础件夹具体加工孔的形位公差。
对一般精度或精度要求低的夹具，组成零件的加工精度按此规定，既达到了制造成本低，又使夹具具有较大精度裕度，能使设计的夹具获得最佳的经济效果。 （2）对精密夹具 除遵循一般精度夹具的两项原则外，对某个关键零件，还应规定与偶件配作或配研等，以达到无间隙滑动等。
3.1.7夹具设计的规范程序
在编制零件的工艺规程时，便会提出相应的夹具设计任务书，经有关负责人批准后下达给夹具设计人员。根据任务书提出的任务进行夹具结构设计。现将夹具结构设计的规范化程序具体分述如下。
1．明确设计要求，认真调查研究，收集设计资料 （1）仔细研究零件工作图、毛坯图及其技术条件。
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（2）了解零件的生产纲领、投产批量以及生产组织等有关信息。 （3）了解工件的工艺规程和本工序的具体技术要求，了解工件的定位、夹紧方案，了解本工序的加工余量和切削用量的选择。
（4）了解所使用量具的精度等级、刀具和辅助工具等的型号、规格。 （5）了解本企业制造和使用夹具的生产条件和技术现状。
（6）了解所使用机床的主要技术参数、性能、规格、精度以及与夹具连接部分结构的联系尺寸等。
（7）准备好设计夹具用的各种标准、工艺规定、典型夹具图册和有关夹具的设计指导资料等。
（8）收集国内外有关设计、制造同类型夹具的资料，吸取其中先进而又能结合本企业实际情况的合理部分。 2．确定夹具的结构方案
在广泛收集和研究有关资料的基础上，着手拟定夹具的结构方案，主要包括： （1）根据工艺的定位原理，确定工件的定位方式，选择定位元件。 （2）确定工件的夹紧方案和设计夹紧机构。
（3）确定夹具的其它组成部分，如分度装置、对刀块或引导元件、微调机构等。
（4）协调各元件、装置的布局，确定夹具体的总体结构和尺寸。 在确定方案的过程中，会有各种方案供选择，但应从保证精度和降低成本的角度出发，选择一个与生产纲领相适应的最佳方案。
3.1.8夹具设计的工作特点
1、定位准确可靠，尽量避开分模线，且与设计基准和检验基准统一； 2、夹紧力要牢靠； 3、装卸方便快捷； 4、出屑顺畅；
5、铣夹具还要考虑对刀装置； 6、便于装夹在机台上。
3.2夹具的总体设计
由零件图，11孔和M10螺纹孔不在同一面上，需要做两套钻模。
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