1.序言
根据教学计划安排，本次课程设计集中 2 周时间进行。本课程设计是《 机械制造技术基础 》课程教学的重要组成部分。通过本次课程设计，使同学们进一步加深对本门课程的认识，接触一下实际工程的实例，培养同学的理论联系实际、自己动手解决实际问题的能力，为今后参加工作打下良好的基础。旨在： （1）培养学生运用机械制造技术基础及有关课程（工程材料与热处理、机械设计、互换性与测量技术、金属切削原理与刀具等）的知识，结合生产实践中学到的知识，独立地分析和解决工艺问题。
（2）能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会，拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计，初步具备设计出高效、省力、经济合理并能保证加工质量的专用夹具的能力。
（3）培养学生熟悉并运用有关手册、标准、图表等技术资料的能力。 （4）进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能。 对于我本人来说，希望能通过本次课程设计学习，学会将所学理论知识和工艺应用于解决实际问题之中，加深对理论知识的理解，同时锻炼自己分析问题和解决问题的能力。
2.夹具概述
2.1夹具特点
机床夹具通常是指装夹工件用的装置。按照机床夹具的应用范围,一般可分为:(1)通用夹具，(2)专用夹具。
（1）通用夹具：通用夹具就是已经标准化了的，具有一定通用性的,可以用来安装一定形状尺寸范围内的各种工件而不需要进行特殊调整的一类夹具。在普通机床上一般都附有通用夹具,如车床上的卡盘,铣床上的回转工作台,分度头,顶尖座等。
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（2）专用夹具：在实际生产中,通用夹具常常不能够满足各种零件加工的需要，或者因为生产率低而必须把通用夹具进行适当的改进，或者由于工件的形状加工的要求的不同须专门设计制造一种专用夹具,以解决生产实际的需要。专用夹具是为了适应某一工件的某一工序加工的要求而专门设计制造的。 专用夹具优点:
1．保证工件被加工表面的位置精度。
例如与其他表面间的距离精度,平行度,同轴度等。对于外行比较复杂,位置精度要求比较高的工件,使用通用夹具进行加工往往难以达到精度要求。
2．缩短了工序时间,从而提高了劳动生产率。
进行某一工序所需要的时间,其中主要包括加工工件所需要的机动时间和装卸工件等所需要的辅助时间两部分。采用专用夹具后,安装工件和转换工位的工作都可以大为简化,不再需要画线和找正,缩短了工序的辅助时间并且节省了画线这个工序,从而提高了劳动生产率.在生产中由于采用了多工件平行加工的夹具,使同时加工的几个工件的机动时间将与加工一个工件的机动时间相同。采用回转式多工位连续加工夹具,可以在进行切削加工某个工件的同时,进行其它工件的装卸工作,从而使辅助时间与机动时间相重合。总之,随着专用夹具的采用和进一步改善,可以有效地缩短工序时间,满足生产不断发展的需要。
3．采用专用夹具还能扩大机床的工艺范围。
例如在普通车床上附加镗模夹具后,便可以代替镗床工作;装上专用夹具后可以车削成型表面等,以充分发挥通用机床的作用。
4．减轻劳动强度,保障安全生产。
根据生产需要,采用一些气动,液压或其它机械化,自动化程度较高的专用夹具,对于减轻工人的劳动强度,保障生产安全和产品的稳质高产都有很大作用。加工大型工件时,例如加工车床床身上,下两面上的螺孔,需要把床身工件翻转几次进行加工,劳动强度大而且不安全。采用电动回转式钻床家具后,就能够达到提高生产效率,减轻劳动强度,保障生产安全的目的。 专用夹具缺点：
1．增加了产品的成本。由于夹具的设计,制造和材料等都要消耗一定的费用，所以不适合小批量生产。
2．专用夹具的专用性和产品多样性之间存在矛盾。由于专用夹具只适用于一个工件加工的某一个工序,因而随着产品品种的不断增多,夹具数量也不断上
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升,造成存放和管理上的困难;而当某产品不再进行生产时,原来的夹具一般都无法重新利用,造成浪费.同时,专用夹具的设计生产时间周期长,与生产的迅速发展也有矛盾。但是在当前成批生产的机械工厂中,多数还是采用通用机床加上专用夹具进行工件的机械加工。
2.2夹具设计步骤
按在夹具中的作用,地位结构特点,组成夹具的元件可以划分为以下几类: (1)定位元件及装置；
(2)夹紧元件及装置(夹紧机构)； (3)夹具体；
(4)引导元件及装置； (5)动力装置； (6)分度,对定装置；
(7)其它的元件及装置(包括夹具各部分相互连接用的以及夹具与机床相连接用的紧固螺钉,销钉,键和各种手柄等)；
在专用夹具设计中，除要考虑工件的定位、夹紧和夹具结构外，还需要进行夹具总图上尺寸公差及技术要求的标注，工件在夹具中的加工的精度分析，夹具的经济分析等。
2.2.1对专用夹具的基本要求
（1）能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）能提高生产率。
专用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快速高效定位与夹紧装置，以缩短辅助时间，提高生产效率。
（3）其加工工艺性好。
专用夹具的结构应简单、合理、便于加工、装配、检验和维修。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，夹具上应设置修配结构，如适当的调整间隙、可修磨的垫片等。
（4）其使用性好。
专用夹具的操作应简单、省力、安全可靠，排屑方便，必要时应设置排屑结构。
（5）其经济性好。
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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惊醒必要的经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益。 2.2.2专用夹具设计步骤
（1）明确设计任务与收集设计资料。
夹具设计的第一步是在以知生产纲领的前提下，研究工件的零件图、工序图、工艺规程和设计任务书，对工件进行工艺分析。了解工件的结构特点、材料；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收集有关资料，如机床的技术参数，夹紧零部件的国家标准、部颁标准和厂定标准，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图样，并了解该厂的工状制造水平，以供参考。
（2）拟订夹具结构方案，绘制夹具草图。 确定工件的定位方案，设计定位装置。 确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置。
确定其它装置及元件的结构形式，如导向装置。 确定夹具体的结构形式及夹具在机床上的安装方式。 绘制夹具草图。
（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，且计算定位误差。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，选用经济效益较高的方案。
（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制图标准绘制。绘图比例尽量采用1：1。主视图按夹具面对操作者的方向绘制。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。
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