分度式钻夹具结构及加工工艺设计
目 录
一、绪论 1
（一）机床夹具的概念及现状 1
（二）机床夹具的发展方向 1
（三）机床夹具的组成及作用 1
（四）机床夹具的设计要求 3
二、分度式钻夹具的总体设计 3
（一）设计任务 3
（二）夹具的设计步骤 4
（三）分度式钻夹具的设计 4
三、工具的工作原理及结构设计 7
（一）对定位元件的基本要求 7
（二）定位方案和夹紧方案 7
（三）钻削切削力与夹紧力的计算 7
（四）误差分析与计算 10
（五）夹具的使用方法 11
四、分度式钻夹具三维建模 11
（一）夹具零件列表 11
（二）非标零件的三维建模 13
（三）夹具的装配图及爆炸图 15
五、分度式钻夹具非标零件的制造 17
（一）编写零件的工艺过程卡 17
（二）零件的加工 17
（三）夹具的装配 27
总结 29
致谢 30
参考文献 31
附录 32
一、绪论
（一）机床夹具的概念及现状
机床夹具是一种在金属切削机床上使用的夹具。在现代生产中，机床夹具是不可或缺的工艺装备，其影响着加工工艺精度、产品制造成本和生产率等。
18世纪后期夹具就已经出现。在科学技术的不断发展和进步下，夹具从辅助工具发展成门类齐全的工艺装备。
随着技术条件的发展和完善，如加工中心、柔性制造系统、成组技术等一系列新的加工技术的应用，对机床夹具的功能有了近一步的要求：
（1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
）能提高机床夹具的标准化程度；
（2）能装夹一组类似特征的工件；
（3）能适用新技术、新转型的机床夹具；
（4）能适用精密加工；
（5）能改善加工条件，以降低生产成本、减轻劳动强度和提高劳动生产率。
（二）机床夹具的发展方向
机床夹具的发展方向主要表现为五化，即标准化、高效化、精密化、柔性化和模块化。
（1）标准化 标准化有利于夹具的商品化生产，以缩短生产周期，降低生产成本。
（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。
（3）高效化 减少工件的加工和辅助时间，以降低劳动强度和提高劳动生产率。
（4）柔性化 通过调整、组合机床夹具，适应不同工艺的能力。
（5）模块化 建立机床夹具的模块化，便于对夹具进行优化设计及归档。同时利用模块化的设计，可以节省时间，减轻劳动强度等。
（三）机床夹具的组成及作用
机床夹具的组成如下：
(1)定位元件
工件的定位基准面与定位元件的工作面接触或配合时，实现工件的定位。
(2)夹紧装置
用于夹紧工件，使工件在夹具中保持正确的位置。
(3)对刀、引导元件或装置
如对刀元件，导引元件。作用是保证工件与刀具之间的正确位置。
(4)连接元件
使夹具与机床相连接的元件，用以确定夹具在机床上的工作位置。
(5)夹具体
夹具体是夹具的基体、骨架，通过它将夹具的全部元件装配成一个整体。夹具体上的表面作为与机床的连接表面，使夹具连接在机床适当的位置上。
(6)其它元件及装置
根据需要，有些夹具要有分度装置、靠模装置、顶出器等。
并不是每种机床夹具都需要以上这些组成部分，但是任何夹具都必须有定位元件和夹紧装置。定位元件和夹紧装置可以保证工件定准、夹牢。
机床夹具的作用主要表现在以下五个方面：
（1）保证加工精度
用夹具装夹工件，能稳定地保证加工精度，减少操作误差；减少对其他生产条件的依赖性，满足加工的技术要求。
（2）提高劳动生产率
使用夹具后，保证工件迅速地定位和夹紧，明显地减少工件加工时间，提高了劳动生产率。
（3）降低生产成本
在批量生产中使用夹具，可明显地降低生产成本。
（4）改善工人的劳动条件
用夹具装夹工件方便、安全、省力。采用液压、气压等夹紧动力装置时，可改善工人的劳动条件。
（5）获得良好经济效益
现代制造企业的生产模式和夹具的使用，提高了夹具在生产中的经济效益。
（四）机床夹具的设计要求
在进行机床夹具的设计时，要满足的要求如下：
（1）夹具设计时，把握以下三个方面来保证加工精度的要求：
1）工件在夹具中的准确定位；
2）夹具在机床上的准确位置；
3）刀具相对夹具的准确位置。
（2）夹具的低成本设计，即满足设计的经济性要求。
（3）保证劳动生产率的要求。
（4）保证操作安全、使用方便和省力。
（5）保证夹具具有一定的使用寿命。
二、分度式钻夹具的总体设计
（一）设计任务
本设计的主要任务是设计一个钻床夹具，在扇形零件的圆弧面钻三个大小相同的等分径向孔。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。被加工零件如下图1-1所示。
图2-1 被加工零件
如图2-1所示，被加工零件材料为HT200，孔的直径为8mm。为了要满足批量生产的要求，需要设计一个分度式钻床夹具。专用夹具的设计，方便加工及装卸，节省时间，提高工作效率。
（二）夹具的设计步骤
(1) 明确任务书与搜集材料
通过研究设计任务书，明确被加工件的零件图，工序图等，了解工件的材料、特点及技术要求。然后搜集与设计任务书有关的材料，如夹具相关零部件的国家标准、夹具设计手册等等。
（2）确定夹具的结构方案并绘制夹具草图
1）明确工件的定位和夹紧方案，并设计定位和夹紧装置。
2）明确对刀或导向方案并设计其装置。
3）明确夹具与机床如何连接，并根据连接方式来设计连接元件和安装基面。
4）根据需要确定和设计其它装置和元件的结构。
5）明确夹具体的结构，并确定夹具如何在机床上安装。
6）绘制夹具一系列的草图。
（3）分析与计算
对工件的加工精度进行分析和必要的精度计算。
（4）审查和改进
根据审查的结果，进行适当的修改。
（5)绘制夹具装配图
按照国家标准绘制装配图。
装配图绘制步骤：
手动夹紧的手柄位置 操作方便 1.0
操作不方便 1.2
仅有力矩使工件回转时，工件与支撑面接触的情况 接触点稳定 1.0
其中：L=93mm Q=50(N)
所以夹紧力：
一、绪论 1
（一）机床夹具的概念及现状 1
（二）机床夹具的发展方向 1
（三）机床夹具的组成及作用 1
（四）机床夹具的设计要求 3
二、分度式钻夹具的总体设计 3
（一）设计任务 3
（二）夹具的设计步骤 4
（三）分度式钻夹具的设计 4
三、工具的工作原理及结构设计 7
（一）对定位元件的基本要求 7
（二）定位方案和夹紧方案 7
（三）钻削切削力与夹紧力的计算 7
（四）误差分析与计算 10
（五）夹具的使用方法 11
四、分度式钻夹具三维建模 11
（一）夹具零件列表 11
（二）非标零件的三维建模 13
（三）夹具的装配图及爆炸图 15
五、分度式钻夹具非标零件的制造 17
（一）编写零件的工艺过程卡 17
（二）零件的加工 17
（三）夹具的装配 27
总结 29
致谢 30
参考文献 31
附录 32
一、绪论
（一）机床夹具的概念及现状
机床夹具是一种在金属切削机床上使用的夹具。在现代生产中，机床夹具是不可或缺的工艺装备，其影响着加工工艺精度、产品制造成本和生产率等。
18世纪后期夹具就已经出现。在科学技术的不断发展和进步下，夹具从辅助工具发展成门类齐全的工艺装备。
随着技术条件的发展和完善，如加工中心、柔性制造系统、成组技术等一系列新的加工技术的应用，对机床夹具的功能有了近一步的要求：
（1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
）能提高机床夹具的标准化程度；
（2）能装夹一组类似特征的工件；
（3）能适用新技术、新转型的机床夹具；
（4）能适用精密加工；
（5）能改善加工条件，以降低生产成本、减轻劳动强度和提高劳动生产率。
（二）机床夹具的发展方向
机床夹具的发展方向主要表现为五化，即标准化、高效化、精密化、柔性化和模块化。
（1）标准化 标准化有利于夹具的商品化生产，以缩短生产周期，降低生产成本。
（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。
（3）高效化 减少工件的加工和辅助时间，以降低劳动强度和提高劳动生产率。
（4）柔性化 通过调整、组合机床夹具，适应不同工艺的能力。
（5）模块化 建立机床夹具的模块化，便于对夹具进行优化设计及归档。同时利用模块化的设计，可以节省时间，减轻劳动强度等。
（三）机床夹具的组成及作用
机床夹具的组成如下：
(1)定位元件
工件的定位基准面与定位元件的工作面接触或配合时，实现工件的定位。
(2)夹紧装置
用于夹紧工件，使工件在夹具中保持正确的位置。
(3)对刀、引导元件或装置
如对刀元件，导引元件。作用是保证工件与刀具之间的正确位置。
(4)连接元件
使夹具与机床相连接的元件，用以确定夹具在机床上的工作位置。
(5)夹具体
夹具体是夹具的基体、骨架，通过它将夹具的全部元件装配成一个整体。夹具体上的表面作为与机床的连接表面，使夹具连接在机床适当的位置上。
(6)其它元件及装置
根据需要，有些夹具要有分度装置、靠模装置、顶出器等。
并不是每种机床夹具都需要以上这些组成部分，但是任何夹具都必须有定位元件和夹紧装置。定位元件和夹紧装置可以保证工件定准、夹牢。
机床夹具的作用主要表现在以下五个方面：
（1）保证加工精度
用夹具装夹工件，能稳定地保证加工精度，减少操作误差；减少对其他生产条件的依赖性，满足加工的技术要求。
（2）提高劳动生产率
使用夹具后，保证工件迅速地定位和夹紧，明显地减少工件加工时间，提高了劳动生产率。
（3）降低生产成本
在批量生产中使用夹具，可明显地降低生产成本。
（4）改善工人的劳动条件
用夹具装夹工件方便、安全、省力。采用液压、气压等夹紧动力装置时，可改善工人的劳动条件。
（5）获得良好经济效益
现代制造企业的生产模式和夹具的使用，提高了夹具在生产中的经济效益。
（四）机床夹具的设计要求
在进行机床夹具的设计时，要满足的要求如下：
（1）夹具设计时，把握以下三个方面来保证加工精度的要求：
1）工件在夹具中的准确定位；
2）夹具在机床上的准确位置；
3）刀具相对夹具的准确位置。
（2）夹具的低成本设计，即满足设计的经济性要求。
（3）保证劳动生产率的要求。
（4）保证操作安全、使用方便和省力。
（5）保证夹具具有一定的使用寿命。
二、分度式钻夹具的总体设计
（一）设计任务
本设计的主要任务是设计一个钻床夹具，在扇形零件的圆弧面钻三个大小相同的等分径向孔。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。被加工零件如下图1-1所示。
图2-1 被加工零件
如图2-1所示，被加工零件材料为HT200，孔的直径为8mm。为了要满足批量生产的要求，需要设计一个分度式钻床夹具。专用夹具的设计，方便加工及装卸，节省时间，提高工作效率。
（二）夹具的设计步骤
(1) 明确任务书与搜集材料
通过研究设计任务书，明确被加工件的零件图，工序图等，了解工件的材料、特点及技术要求。然后搜集与设计任务书有关的材料，如夹具相关零部件的国家标准、夹具设计手册等等。
（2）确定夹具的结构方案并绘制夹具草图
1）明确工件的定位和夹紧方案，并设计定位和夹紧装置。
2）明确对刀或导向方案并设计其装置。
3）明确夹具与机床如何连接，并根据连接方式来设计连接元件和安装基面。
4）根据需要确定和设计其它装置和元件的结构。
5）明确夹具体的结构，并确定夹具如何在机床上安装。
6）绘制夹具一系列的草图。
（3）分析与计算
对工件的加工精度进行分析和必要的精度计算。
（4）审查和改进
根据审查的结果，进行适当的修改。
（5)绘制夹具装配图
按照国家标准绘制装配图。
装配图绘制步骤：
手动夹紧的手柄位置 操作方便 1.0
操作不方便 1.2
仅有力矩使工件回转时，工件与支撑面接触的情况 接触点稳定 1.0
其中：L=93mm Q=50(N)
所以夹紧力：
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