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1.3 夹具的特点
1）保证工件的加工精度
专用夹具应有合理的定位方案，合适的尺寸，公差和技术要求，并进行必要的精度分析，确保夹具能满足工件的加工精度要求。 2）提高生产效率
专业夹具的复杂程度要与工件的生产纲领相适应，应根据工件生产批量的大小选用不同复杂程度的高效夹紧装置，以缩短辅助时间，以提高生产效率。 3）工艺性好
专用夹具的结构简单，合理，便于加工，装配，检验和维修。专用夹具的生产属于小批量生产。 4）使用性好
专用夹具的操作应简单，省力，安全可靠，排屑应方便，必要时可设置排屑机构。 5）经济型好
除考虑专用夹具本身结构简单，标准化程度高，成本低廉外，还应根据生产纲领对夹具方案进行必要的经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益。
1.4 夹具的设计要点
确定各表面加工方案，在选择各表面孔的加工方法时，需综合考虑以下因素： （1）要考虑各表面的精度和质量要求，根据各加工表面的技术要求，选择加工方法及分几次加工。
（2）根据生产类型来选择，在大批量生产中可使用专用的高效率的设备；在单件小批量生产中则使用常用设备和一般加工方法。
（3）要考虑被加工材料的性质。
（4）要考虑工厂或车间的实际情况，同时也应考虑不断改进现有的加工方法和设备，推广新技术，提高工艺水平。
（5）此外，还要考虑一些其他因素，如加工表面的物理机械性能的特殊要求，工件形状和重量等。
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第2章 钻床夹具的总体设计
2.1 课程设计任务
本设计的主要任务是设计一个摇臂钻床夹具，在零件端面上钻一个直径为12的孔，为了使钻孔的位置精确，必须对零件进行固定定位，提高加工精度，使之满足使用要求。专用夹具设计，方便加工及装卸，节省时间，提高工作效率。被加工零件如下图：
图2-1 被加工零件及需要加工的孔
如2-1所示，被加工零件材料为铸铁，厚度为15mm，总长为172.5mm，在零件端面上钻一个孔，孔的直径为12mm，孔的上偏差为0.000mm，下偏差为-0.027mm，表面粗糙度都为3.2。
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2.2 夹具的设计步骤
1）明确设计任务书与收集设计材料
夹具设计的第一步是在已知生产纲领的前提下，研究被加工零件的零件图、工序图、工艺规程和设计任务书，对工件进行工艺分析。其内容主要是了解工件的特点、材料；确定本工序的加工表面、加工要求、加工余量、定位基准和夹紧表面及所用的机床、刀具、量具等。
其次是根据设计任务书收集有关材料，如机床的技术参数，夹具零部件的国家标准、部颁标准和装订标准，各类夹具图册、夹具设计手册等，还可收集一些同类夹具的设计样图，并了解该厂的工装制造水平，以供参考。 2）拟定夹具结构方案与绘制夹具草图
A）确定工件的定位方案，设计定位装置。 B）确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置。 C）确定对刀或导向方案，设计对刀或导向装置。
D）确定夹具与机床的连接方式，设计连接元件及安装基面。
E）确定和设计其它装置及元件的结构型式，如分度装置、定位装置及吊装元件等。
F）确定夹具体的结构型式及夹具在机床上的安装方式。 G）绘制夹具草图，并标注尺寸、公差及技术要求。 3）进行必要的分析计算
工件的加工精度较高时，应进行工件加工精度分析。有动力装置的夹具，需计算夹紧力。当有几种夹具方案时，可进行经济分析，选用经济效益较好的方案。 4）审查方案与改进设计
夹具草图画出后，应征求有关人员的意见，并送有关部门审查，然后根据他们的意见对夹具方案作进一步修改。 5）绘制夹具装配总图
夹具的总装配图应按国家标准绘制。绘图比例尽量采用1:1. 主视图按夹具面对操作者的反向绘制。总图应把夹具的工作原理、各种装置的结构及其相互关系表达清楚。
夹具总图的绘制次序如下：
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A）用双点划线将工件的外形轮廓、定位基面、夹紧表面及加工表面绘制在各个视图的合适位置上。在总图中，工件可看作透明体，不遮挡后面夹具的线条。
B）依次绘出定位装置、夹紧装置、对刀或导向装置、其它装置、夹具体及连接元件和安装基面。
C）标注必要的尺寸、公差和技术要求。 D）编制夹具明细表及标题栏
完整的夹具装配总图可参阅夹具图册。 6）绘制夹具零件图
夹具中的非标准零件均要画零件图，并按夹具总图的要求，确定零件的尺寸、公差及技术要求。
2.3 钻床夹具的设计
钻床夹具装配图，如图所示。
如图钻床夹具装配图的主视图，采用铸造型的夹具体，基础角铁、长方形基础板7 ，材料均为灰铸铁（HT200）；两个压紧螺钉3的作用是，实现基础角铁与长方形基础板的固定；其中2为沉槽钻模板 ，3为小头台阶定位销，目的是把钻套和钻模板固定。这个连杆的定位是典型的一面两孔定位，其中基础角铁限制一个自由度，菱形定位销限制了三个自由度，一个活节螺栓限制了两个自由度。 通过螺栓与螺母，菱形定位销的紧固作用，连杆完全被固定在基础角铁上。
图2-2 夹具主视图
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第3章 夹具的工作原理与结构设计
3.1 对定位元件的基本要求
1) 足够的精度
由于工件的定位是通过定位副的接触（或配合）实现的，定位元件上限位基面的精度直接影响工件的定位精度，因此，限位基面应有足够的精度，以适应加工的要求。
2) 足够的强度和刚度
定位元件不仅限制工件的自由度，还有支撑元件、承受夹紧力和切削力的作用，因此，因有足够的强度和刚度，以免使用中变形或损毁。
3) 耐磨性好
工件的装卸会磨损定位元件的限位基面，导致定位精度下降。定位精度下降到一定程度时，定位元件必须更换，否则，夹具不能继续使用。为了延长定位元件的更换周期，提高夹具的使用寿命，定位元件应有较好的耐磨性。
4) 工艺性好
定位元件的结构应力求简单、合理，便于加工、装配和更换。
3.2 定位方案与定位元件
工件在夹具中定位的任务是：使同一工序中的一批工件都能在夹具中占据正确的位置，工件位置的正确与否，用加工要求来衡量，能满足加工要求的为正确，不能满足加工要求的为不正确。一批工件逐个在夹具上定位时，各个工件在夹具中占据的位置不可能完全一致，也不必要求它们完全一致，但各个工件的位置变动量必须控制在加工误差所允许的范围之内。
该设计为了满足钻孔的需要，只要把工件定位到基础角铁上，上面直径27的孔采用菱形销定位，下面的直径18的孔，采用带螺纹的圆柱定位销进行固定。这样就可以完全把连杆立起来靠在基础角铁上面。具体的定位方案见 图3-1 零件的定位。
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