夹具毕业论文_夹具设计毕业论文

夹具毕业论文由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“夹具设计毕业论文”。

目 录

第一章夹具的简单介绍………………………………………….3

1.1夹具的分类„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

31.2夹具设计的基本要求„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 第二章 汽车前拖钻孔夹具的作用及分析„„„„„„„„„„3

2.1汽车前拖勾钻孔夹具的作用……………………………………….3 2.2汽车前拖钩零件的分析…………………………………………….4 2.3夹具的分析及定案„„„„„„„„„„„„„„„„„„..4 第三章夹具的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4

3.1 导向装置设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 3.2钻套类型的选择与设计„„„„„„„„„„„„„„„„„4 3.3定位元件的确定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 3.4加紧装置„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 3.5 夹具体的结构设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7 3.6夹具的安装„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 ３.7误差分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 第四章 夹具使用注意事项、保养及维护„„„„„„„„„„9 结束语„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10

湖南科技工业职业技术学院

【前言】：选题背景

随着生活水平的提高，人们喜欢上了自己开车野外旅行，但这也是用到拖钩机率最大的时候，根据这一状况选择了汽车前拖钩钻孔夹具设计。同时我们也对夹具有一定的了解。

2设计目的通过对汽车前拖钩钻孔夹具设计，再通过在设计中在的一些规律进行探讨后，提出了在前拖钩钻孔夹具设计中所应该遵循的原则和基本条件。因为在现阶段的生产中，前拖钻孔夹具的设计充满了丰富的特殊性。不管在生产上的还是在使用方面要做到100%的满意是不可能的，所以在设计方面只可能尽量的使在生产或是在使用方来说，做到便捷化、简约化、消耗功率最小化。从而达到生产率的提高，给公司或企业带来更多利润。

2技能成就未来

湖南科技工业职业技术学院

第一章夹具的简单介绍

1.1夹具的分类

夹具的分类我们就以机床夹具为例，机床夹具的种类很多。

1）按使用机床类型分类，可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、加工中心夹具和其他机床夹具等。

2）按驱动夹具工作的动力源分类，可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具和自夹紧夹具等。

3）按专门化程度可分为以下几种类型的夹具：

a通用夹具 通用夹具是指已经标准化、无需调整或稍加调整就可以用来装夹不同工件的夹具。如三爪卡盘、四爪卡盘、平口虎钳和万能分度头等。这类夹具主要用于单件小批生产。

b 专用夹具 专用夹具指专为某一工件的某一加工工序而设计制造的夹具。结构紧凑，操作方便，主要用于固定产品的大批大量生产。

c 组合夹具 组合夹具是指按一定的工艺要求，由一套预先制造好的通用标准元件和部件组装而成的夹具。使用完毕后，可方便地拆散成元件或部件，待需要时重新组合成其他加工过程的夹具。适用于数控加工、新产品的试制和中、小批量的生产。

d可调夹具 可调夹具包括通用可调夹具和成组夹具，它们都是通过调整或更换少量元件就能加工一定范围内的工件，兼有通用夹具和专用夹具的优点。

１．２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 夹具在生产中投入使用时要承受多种力度的作用，所以工装夹具应具备足够的强度和刚度。

２)夹具应满足零件加工工序的精度 特别对有多次加工工序的工件，提高夹具的精度，以保证工件的尺寸公差和形状位置公差等。

3)夹具应达到加工生产率的要求 特别对于大批量生产中使用的夹具，应设法缩短加工的基本时间和辅助时间。

3、夹具的操作要方便、安全 按不同的加工方法，可设置必要的防护装置、挡屑板以及各种安全器具。

5、能保证夹具一定的使用寿命和较低的夹具制造成本 夹具元件的材料选择将直接影响夹具的使用寿命。因此，定位元件以及主要元件宜采用力学性能较好的材料。夹具的低成本设计，目前在世界各国都已相当重视。为此，夹具的复杂程度应与工件的生产批量相适应。在大批量生产中，宜采用如气压、液压等高效夹紧装置；而小批量生产中，则宜采用较简单的夹具结构。

第二章 汽车前拖钻孔夹具的作用及分析

2.1汽车前拖勾钻孔夹具的作用

3技能成就未来

湖南科技工业职业技术学院

由于生产的需要，为了提高生产或运输的效率。在必要的情况下汽车的前拖勾钻孔夹具应运而生，其主要作用表现在以下几个方面： 1）缩短辅助时间，提高劳动生产率

准确、可靠的定位和夹紧，可以减轻甚至取消下料和划线工作。减小制品的尺寸偏差，提高了零件的精度和可换性。

2）降低对操作工人的技术要求和工人的劳动强度

由于多数专用夹具的夹紧装置只需工人操纵扳手、手柄即可实现对工件的夹紧，这在很大程度上减少了工人找正和调整工件的时间与难度，或者根本不需要找正和调整，所以，这些专用夹具的使用降低了对工人的技术要求并减轻了工人的劳动强度。

2.2汽车前拖钩零件的分析

根据图1可得基准面为上面的两台阶面所在的平面。我们的目的是要钻削φ17mm、φ13mm、Ra3.2粗糙度的两孔，工件材料45＃钢，数量为为中批量。两孔的中心距为74mm。拖钩两台阶边距长为103.5mm。两圆面为φ34mm和φ25mm。

2.3夹具的分析及定案

钻削两孔，主要是考虑的两中心孔距的确定，加紧装置，定位基准。根据零件图1的分析基准面必须为上面的两台阶面所在的平面，这样才能做到零件能够与车子很好的装配。这样我们推出上下加紧装置上面为固定的，下面为活动的螺钉锁紧装置。两中心孔距的确定需设计两钻套定位，其中心距刚好要与需要加工零件的两中心孔距一致。以圆弧面的两最大端和最左端确定纵向和横向定位。纵向的夹击用螺钉锁紧。如此六个自由度我们控制了五个，可以完全满足加工要求。

第三章夹具的设计

3.1 导向装置设计

根据产品加工图纸和产品技术要求,知此套夹具需要在上定位板1上钻两个φ17mm、φ13mm的钻套,其简图如图2所示：

3.2钻套类型的选择与设计

钻套是钻模上的特有元件，用来引导刀具以保证被加工孔的位置精度和提高工艺系统的刚度。

1.钻套类型。钻套可分为标准钻套和特殊钻套两大类。根据需要选用了标准钻套，其中标准钻套分为固定钻套、可换钻套和快换钻套三种。标准钻套其结构参数、材料、热处理等可查“夹具标准”、或“夹具手册”

4技能成就未来

湖南科技工业职业技术学院

图1

图2

根据汽车钱拖钩钻孔加工的需要选用了快换钻套，根据本工件需要及加工效率尺度精度的要求。钻套与钻模之间采用F7／M6或F7／K6配合，当钻完孔后，可换下螺钉，更换新的铰孔钻套，螺钉能防止加工时钻套能动或退钻头时随钻头拔出。

2钻套的导向长度钻套的高度H增大时，则导向性能好，刀具刚度提高，加工精度高,但钻套与刀具的磨损加剧。一般选取H=1-2.5d。（其中d为所加工钻套的孔径）。

3.钻套的尺寸选择：一般钻套导向孔的基本尺寸取刀具的最大极限尺寸，采用基轴制间隙配合，钻孔时取其公差F7或F8，粗铰孔时公差取G7,精铰孔时公差取G6。

4排屑空间h是指钻套底部与工件表面之间的空间。增大h值，排屑方便，但刀具的刚度和孔的加工精度都会降低。由于设计的夹具钻对HT200材料所设计。所以选用h=(0.7-1.5)d。

5钻套的材料选择

由于钻套孔径d≤26mm所以选用45号刚制造，热处理硬度为58-64HRC。生产技术要求为:1.d对D的径向跳动不大于0.01毫米;2.d公称尺寸系刀具的最大尺寸,其允许差为+0.003~+0.013;3.热处理：T10A,淬火HRC60~64;渗碳深度0.8~1.2mm。4.表面发蓝或其它的防锈处理,锐边无毛刺。

3.3定位元件的确定

在选择定位方案时，由于定位方式多种多样，对定位基准、限位基准的确定也有几种不同方

5技能成就未来

湖南科技工业职业技术学院

法，此处采用以下观点: 工件以台阶面上面平面、侧面和圆弧面为定位基准，工件以平面与定位元件接触，此平面就是定位基面，它的理想状态(平面度误差为零)是定位基准。但对于已经加工过的平面，通常忽略其平面度误差，所以认为，定位基面就是定位基准，二者重合；侧面和圆弧面以两v型槽来确定滴定位。即加紧装置为定位三面，夹紧两面，有一面未限定的正好与加工的方向反向。可以不作要求，在夹紧的时候，留有稍微大点的余量即可。其夹紧方式从总装图上可以清晰地看出，在此不在作过多的叙述。

工件的定位误差分析，是设计的重点和难点之一。基准位移误差如：基准不重合误差，构成了定位误差，这些基本概念定义准确严密，在实际的设计过程中需要费一定的时间，用实际例子来说明基准位移和基准不重合这两项误差产生的原因及对加工尺寸的影响，但一涉及到两项误差的合成问题，即定位误差对工序要求的影响，常常容易混淆。与其他定位误差相比较，此夹具取用最基本的定位方式。

定位v型槽加工要求：1.表面发蓝或其它的防锈处理；2.热处理:T10A，淬火HRC60~64；渗碳深度0.8~1.2mm；3.锐边无毛刺。

3.4加紧装置

3.4.1 夹紧基本原理理论

夹紧的目的是保证工件在夹具中的定位，不致因工时受切削力，重力或伴生离心力，惯性力，热应力等的作用产生移动或振动。夹紧装置是夹具完成夹紧作用的一个重要的而不可以缺少的组成部分，除非工件在加工过程中所受到的各种力不会使它离开定位时所需确定的位置，才可以没有夹紧装置。夹紧装置设计的优劣，对于提高夹紧的精度和加工作效率，减轻劳动强度都有很大的影响。

分析各类夹具的基本功能要求可以将夹紧装置概括为两类：第一类是性能要求，主要指定位唯一性、定位稳定性,夹紧稳定性及总体约束；第二类要求是夹具的结构刚性、成本及易操作性、易于维修等要求。本设计目录中功能项包括夹紧对象特征项、加工信息特征及夹紧要求特征。

夹紧对象特征项目：包括夹紧对象类型、材料、形状、体积、数量、物理特性、磁性、导电性、刚性等信息。

加工信息特征项：加工类型、机加工、装配、检测、焊接等、加工参数、切削参数、运动参数、几何参数等。

夹紧要求特征项：主要指性能要求，包括定位要求、定位基准选择，如特征点、特征面。夹

技能成就未来

湖南科技工业职业技术学院

紧力大小、夹紧方向、夹紧行程、夹紧松开速率，自锁性等。

元件功能分析：夹紧功能主要包括四种元功能：定位功能、传动功能、执行功能和分度功能等辅助功能。定位功能由定位元件完成，定位元件按定位面特征分为平面定位元件、圆孔定位元件、外圆定位元件。传动功能由中间递力机构完成，该机构一般有三个作用；改变作用力的力一向、大小和自锁作用。目前常用的有以下机构：斜楔机构、螺旋机构、圆偏心机构、杠杆铰链机构、连杆机构、联动机构、对中机构、定心机构等。设计夹紧装置时,应满足下述主要要求：

1）夹紧装置在对工件夹紧时，不应破坏工件的定位,为此，必须正确选择夹紧力的方向及着力点。

2）夹紧力的大小应该可靠，适当，要保证工件在夹紧后的变形和受压表面的损伤不致超出允许的范围。

3）夹紧装置结构简单合理，夹紧动作要迅速，操作方便省力，安全。4）夹紧力或夹紧行程在一定范围内可进行调整和补偿。

3.4.2加紧装置的设定

使用螺钉加紧，既简化夹具的成本又适应实际生产情况。计算螺钉的夹紧力：W=2QL/ D中/tg(α+φ1)。此公式采用中的数据以M16标准螺纹计算。

α为螺纹升角;tgα=S/лD中； φ1螺纹摩擦角；D中螺纹中径；Q人工作用力；其中有f=0.1(螺母端面与工件间的摩擦系数)，φ1=6°34'；计算W=836.8公斤力。很明显这个力足以使零件加紧。

这里的加紧螺钉，根据公司的实际情况选用夹紧螺钉，在其上面做微小改变即可。如在横向加紧中需在螺钉上面焊接一个v形槽来定位加紧圆弧面；在上下加紧中可以直接旋紧使之加紧并起到承受主要压力的作用。这样可以节省成本，制造夹具的时间缩短并以国家标准的规格生产。

夹紧功能的原理方案设计目录是设计目录应用的具体体现，由于夹具种类繁多，如何对其进行抽象化整理，以利于运用设计目录的结构形式，还需要更深入的研究。建立原理方案设计目录涉及的知识面较广，难度较大，目录本身的构造规律也很复杂。这里仅作最基本的原理方案设计研究。

3.5 夹具体的结构设计

夹具体整体轮廓尺寸如下：底座尺寸即板1等于160x110x10毫米，上有4个螺钉孔，上螺

技能成就未来

湖南科技工业职业技术学院

钉柱之用，；上贴板尺寸160x110x10毫米, 两个分别为直径为19mm和直径23mm的钻套空孔；中间板2为160x110x10mm，上装有上下的紧固螺钉，m16的；各螺钉柱为m16,肩宽为10mm主要使三板牢固连接，并起到三块板的定位作用;V型槽尺寸为60x50x28mm,其用m10的螺钉固定与板2左端上用来定位零件的左端面；挡板40x40x28毫米也用m10螺钉固定于板2上，主要起到横向定位；此模型是取用最基本的，最简单的大众化模型。夹紧拟取方案：吃零件为钻床加工，所以其夹具所受到力不是很大，所以可以用螺钉加紧和支撑，此设计的好处是装夹工件方便。上贴板上还需焊接一个为m10的紧固螺钉。具体如后面图所示。

3.6夹具的安装

当夹具的各个零件生产出来后，就要对它进行安装。安装夹具看起来是非常简单的事情，但是不同的人安装同样的夹具，其安装的夹具误差都不一样。(从瑞士手表的安装准确度，其秒针走时误差一年相隔一秒与一星期相隔一秒的例子得启示)公司有专人安装夹具的队伍，在某些程度上提高了安装精度。在安装夹具的过程中要注意一些事项：

１）先把各个面上的零件根据制作标准装上去。

2)再一次连接好三块面，必须板与板之间要平行，跟据要使之达到设计要求。

３）垫铁留有余量，在安装上去后，等检验精度的时候再磨削部分余量至达到要求。按照磨损规则是尽量的初次磨削最少的余量，可以使使用时间加长,减少成本。

４）衬套用专用的夹钳装入，实际装入时应有一定的阻力，最佳效果是一次性装入。钻套以旋转的方式逐渐装入，当装入大约2/3时候旋出，再完全装入。

５）定位柱套入后即旋紧螺母，当需要调整精度时再作更换，一般情况是不需要调整和更换的。

３．7误差分析

3.7.1定位误差分析

工件的定位就是使同一工序中的所有工件逐次放置到夹具中，使之占有正确的位置的工艺过程。一批工件逐个在夹具中定位时，由于定位基准与工序基准不重合、定位副制造不准确等原因，使得各个工件在夹具中占据的位置不可能完全一致，势必产生定位误差，即工件在夹具中因定位不准确而产生的工件加工误差。

定位误差实际上是一批工件采用调整法加工时，由于定位所造成的工件加工面相对于工序基准的位置误差。假定在加工时，夹具相对于刀具及切削成形运动的位置经调整后不再变动，那么

技能成就未来

湖南科技工业职业技术学院

可以认为加工面的位置是固定的，这样工件加工面相对于其工序基准的位置误差就是由于工序基准的位置变动所引起的。所以，定位误差也就是工件定位时工序基准在工序加工要求(位置尺寸或位置精度)方向上的位置变动量。

应用夹具CAD系统设计夹具时，在未选定夹具定位方案的具体结构之前，尚不能建立定位尺寸链。在系统确定了夹具定位结构之后，就可以根据具体结构建立定位尺寸链进行正计算或反计算。a)正计算就是当已知定位结构中有关定位元件尺寸的公差时，用定位尺寸链求解封闭环公差(即定位误差)。如果所求的定位误差值在允许的公差范围之内，则表明所确定的定位元件的尺寸公差能满足精度要求。否则不能保证精度，就需调整定位结构中定位元件的尺寸公差。如果这些公差无调整的余地则需考虑重新确定定位结构。b)反计算就是已知封闭环的尺寸及公差,确定各组成环的公差,即将允许的定位误差合理地分配到各组成环中去。

3.7.2装备误差分析

“机床夹具装配调整及夹具精度检验”实验，认识到夹具制造工艺特点和工件加工精度的保证方法，认识到夹具总装图公差配合与技术要求的实际意义。从而使我在进行夹具设计时明白到底应标注哪些技术要求有其意义。

安装误差与定位误差：在应用夹具安装工件时,往往由于下列几种因数引起工件的安装误差： 1.夹具本身的误差;2.夹具在机床上的安装,调整误差;3.夹紧时,整个夹具或其它元件受力后产生弹性变形;4.工件的定位基准与定位元件接触后的变形;5.由于工件的定位基准与设计基准不重合而引起的误差;6.由于工件的定位基准面与定位元件之间的间隙引起的工件可能的最大的位移。

小结:在实际工作中，应多读些典型机床夹具总图，多调试一些夹具，多了解一些夹具结构方案，从中多学习一些结构工艺性方面的知识，使设计能力有所提高。

第四章 夹具使用注意事项、保养及维护

1）使用前对限位尺寸检查是否还保持正确位置；

2）如果挡销磨损超差，可以进行打磨修复；如果挡板、插销、定位锥头销磨损超差，可以

9技能成就未来

湖南科技工业职业技术学院

重新组装，错开磨损部位后继续使用。

3）使用后需要涂防锈油。

4)在操作中不得用锤子、扁錾或其它物品启动按钮和敲击夹具任何部位（夹具有塑料垫片的，工具可放在基准面上，但要轻拿轻放）。

5)严禁在夹具上堆积过多板件，破坏夹具或其它元件。

工装设计的质量，对生产效率、加工成本、产品质量以及生产安全等有直接的影响，为此，设计焊接工装时必须考虑实用性、经济性、可靠性、艺术性等。

在机械设计和制造过程中，普遍存在尺寸链问题。在把零件组装成机器的过程中，也就是将零件上有关的尺寸进行组合和积累。由于零件尺寸存在制造误差，因此装配时也就会有误差的综合和积累。累积后形成的总误差将会影响机器的工作性能和质量。这就形成了零件的尺寸误差和综合误差之间的相互影响关系。设计工装夹具也不例外。合理地确定零件的尺寸公差和形位公差显得很重要。

结束语：通过这一阶段的毕业设计，我受益匪浅，不仅锻炼了良好的逻辑思维能力，而且培养了弃而不舍的求学精神和严谨作风。回顾此次毕业设计，是大学三年所学知识很好的总结。此次的设计不仅重温了过去所学知识，而且学到了很多新的内容。相信这次毕业设计对我今后的工作会有一定的帮助。所以，我很用心的把它完成。在设计中体味艰辛，在艰辛中体味快乐。最后，我要衷心的感谢教育过和指导过我的各位老师，感谢给予我帮助的朋友们，谨献上我最真挚的祝福。

【参考资料】

1、《机床夹具设计》肖继德，陈宁平：北京机械工业出版社，2000年

2、《简明机械零件设计使用手册》胡佳秀，北京机械工业出版社，1999年

3、《机械设计基础》孙宝钧，北京机械工业出版社，1995年

4、《机械制图》周鹏翔，北京高等教育出版社，1993年

技能成就未来

湖南科技工业职业技术学院

夹紧螺钉

11技能成就未来

湖南科技工业职业技术学院

钻套

12技能成就未来

湖南科技工业职业技术学院

13技能成就未来