夹具拼装及设计项目训练教程

前    言

　　机床夹具设计是机械制造类专业学生的专业核心技能，要求学生能够完成典型零件的工艺工装设计。该课程实践性强、应用范围广，在企业尤其是中小企业的生产中，夹具在保证零件加工精度、减少加工成本、提高劳动生产率方面起着非常重要的作用。目前生产企业采用的非通用夹具有专用夹具、组合夹具和可调夹具等多种常用类型，针对夹具课程教学中存在的课时少，学生对机械结构认知和动手能力差，理论与实践联系不够的现象，便携拼装式夹具模型在专用夹具的基础上，将组合夹具的零部件易拆装、可反复使用，可调夹具的零件可进行调整的优点结合起来，经过创新设计，使得三种夹具的工作特点在教学中都有所体现，因此夹具教学模型的使用范围更广。

　　“便携式专用夹具拼装教学模型”是已获得国家实用新型专利的创新型夹具教学模型。本教材中以此夹具模型为操作学习平台，针对连杆、拨叉、传动轴等典型零件和加工工艺，通过夹具模型拼装展现夹具常用定位夹紧元件的结构、使用方法、适用场合，并通过拼装构成钻、铣、镗等各种常用机床使用的夹具类型，实现了从结构理解入手，先动手实践，再对照实物提高理论知识的学习方法，为教师教学演示及学生进行夹具知识学习与创新设计，提供了一种新型、有效的教学模式。

　　本教材由宋晓英、胡林岚、成小英、王传红、高艳编著。具体编写分工如下：项目指南部分：宋晓英(项目1、2)、成小英(项目3、4)、胡林岚(项目5、6)；附录部分：夹具拼装项目实例(宋晓英、胡林岚、高艳)、拼装夹具模型元件明细表和装箱图(宋晓英、王传红)。建议教学课时为30～50课时，采用理论与实践同步进行的方式进行教学，也可用于工艺及夹具类课程的实验、实训及课程设计环节。教学中可参照教学实例，要求学生搭建相近零件和工序的夹具模型并进行专用夹具的设计。

　　在本教材的编写过程中，参考了《机械制造工艺学课程设计指导书(第2版)》(赵家齐编，机械工业出版社)和《机床专用夹具图册(第2版)》(李旦等著，哈尔滨工业大学出版社)中零件和夹具的案例，并参考了大量有关机床夹具技术方面的论著及资料，在此对文献作者表示感谢。在本教材的编写过程中，龙青、沈鹏、蒋洪勇、梁为柯、杨芳、季洪波、张晓强、郝梦婷等同学参与了教学素材的制作，在此一并表示感谢。

　　由于编者水平有限，书中的不足之处在所难免，恳请同行与读者批评指正。

　　编  者  

《夹具拼装及设计项目训练教程》针对机床夹具技术课程应用性与综合性强的特点，以获得国家实用新型专利技术的“便携式专用夹具拼装教学模型”作为操作学习平台，系统地介绍了夹具基础知识、相应夹具模型的拼装使用方法和专用夹具的设计要点。

《夹具拼装及设计项目训练教程》共分两部分。项目训练指南：按照夹具类型给出钻、铣、镗、铣断、车等夹具模型的拼装方法和过程，以及相应专用夹具的设计要点，可在分析不同夹具之间联系和区别的基础上，进行专用夹具的设计训练；附录：按被加工零件的工艺流程，给出连杆、拨叉、传动轴等零件加工工艺中30多道工序的夹具拼装项目实例供学习参考，并给出了便携拼装式夹具模型的零件明细表和装箱图。

《夹具拼装及设计项目训练教程》可作为应用型本科院校、高职高专等各类大中专院校机械、机电等专业相关课程的教学用书，也可作为师生创新创业活动的参考资料。

目    录

绪论         1

项目1  夹具拼装基础知识 3

1.1  拼装夹具模型的设计原理   3

1.2  拼装夹具模型元件的分类与应用        4

1.2.1 
定位元件及定位机构         4

1.2.2 
夹紧元件及夹紧装置         5

1.2.3 
导向元件及对刀元件         5

1.2.4 
夹具体         6

1.3  夹具模型拼装的工作过程   6

1.3.1 
夹具模型拼装的工作步骤         7

1.3.2 
夹具模型拼装案例    7

1.4  专用夹具设计的步骤   9

项目寄语         11

思考与练习     12

项目2  拼装铣夹具      13

2.1  项目案例        13

2.1.1 
铣拨叉831007上表面夹具       13

2.1.2 
铣拨叉831002槽平面夹具       15

2.2  夹具定位及结构设计   17

2.2.1 
工件定位的基本原理         17

2.2.2 
常用定位元件及选用         22

2.3  专用铣床夹具的设计要点   28

2.3.1 
定位键         28

2.3.2 
对刀装置    29

2.3.3 
夹具体设计         30

2.4  专用铣床夹具设计案例        31

项目寄语         33

思考与练习     34

项目3  拼装钻夹具      35

3.1  项目案例        35

3.1.1 
连杆钻扩铰小头连 25孔夹具  35

3.1.2 
钻连杆体小头端钻 6油孔

夹具         37

3.2  夹具设计精度分析        39

3.2.1 
定位误差分析与计算         40

3.2.2 
夹具在机床上的安装误差         44

3.2.3 
对刀或导向误差         46

3.3  钻夹具的结构设计要点        47

3.3.1 
钻模的结构形式及选用    47

3.3.2 
钻套类型与设计         48

3.3.3 
钻模板的设计    50

3.4  专用钻床夹具设计案例        51

项目寄语         53

思考与练习     53

项目4  拼装镗夹具      54

4.1  项目案例：镗拨叉(831007)(55孔

夹具         54

4.2  夹具工程图绘制步骤   56

4.2.1 
绘制夹具总装图的主要

注意点     56

4.2.2 
绘制夹具总装图的步骤    57

4.2.3 
夹具总装图上的技术标注         57

4.2.4 
夹具公差与配合的选择    58

4.2.5 
夹具装配图上其他技术要求的

制定         59

4.2.6 
绘制夹具零件图         60

4.3  镗夹具的结构设计要点        60

4.3.1 
镗套的结构选择         60

4.3.2 
底座的设计         62

4.3.3 
镗杆的设计         63

4.4  专用镗床夹具设计案例        65

项目寄语         68

思考与练习     68

项目5  拼装铣断夹具 70

5.1  项目案例：拨叉831006铣断夹具      70

5.2  典型夹紧机构的结构设计   72

5.2.1 
夹紧装置的组成         73

5.2.2 
夹紧装置设计的基本要求         73

5.2.3 
典型夹紧机构    73

5.3  夹紧力的设计原则        78

5.3.1 
确定夹紧力的作用点         79

5.3.2 
确定夹紧力的作用方向    79

5.3.3 
确定夹紧力的大小    80

5.4  夹紧的动力源装置        82

5.4.1 
气动夹紧装置    82

5.4.2 
液压夹紧装置    83

5.4.3 
气液增压装置    83

5.5  铣槽夹具设计案例        84

项目寄语         86

思考与练习     86

项目6  组合车夹具拼装      88

6.1  组合夹具的基本知识   88

6.1.1 
组合夹具的特点         88

6.1.2 
组合夹具的分类         88

6.1.3 
组合夹具的主要元件         89

6.2  项目案例：车削连接座内孔及内螺纹

的组合夹具     89

6.3  专用车夹具的结构设计要点        93

6.3.1 
车床夹具的种类         93

6.3.2 
车床夹具设计要点    95

6.4  专用车夹具设计案例   97

项目寄语         99

思考与练习     99

附录A  夹具拼装项目实例 100

A.1  连杆加工拼装夹具        100

A.1.1 
铣上平面夹具    100

A.1.2 
钻扩铰小头孔夹具    101

A.1.3 
铣大头孔两侧夹具    102

A.1.4 
铣大头孔配重端夹具         103

A.1.5 
扩大头孔夹具    104

A.1.6 
连杆铣断夹具    105

A.1.7 
铣连杆体结合面夹具         106

A.1.8 
钻连杆体小端油孔夹具    107

A.1.9 
钻连杆体螺纹孔底孔夹具         108

A.1.10 
铣连杆端盖结合面夹具  109

A.2  拨叉(零件号831002)加工拼装

夹具         110

A.2.1 
铣铣 25表面夹具       110

A.2.2 
铣铣 72表面夹具       111

A.2.3 
钻扩铰钻 25孔夹具  112

A.2.4 
铣槽平面夹具    113

A.2.5 
镗镗 55孔夹具  114

A.2.6 
铣断夹具    115

A.2.7 
铣螺纹端面夹具         116

A.2.8 
钻螺纹底孔夹具         117

A.3  拨叉(零件号831006)加工拼装

夹具         118

A.3.1 
铣铣 40上表面夹具  118

A.3.2 
铣铣 72下表面夹具  119

A.3.3 
铣铣 72上表面夹具  120

A.3.4 
钻扩铰钻 25孔夹具  121

A.3.5 
镗镗 55孔夹具  122

A.3.6 
铣断夹具    123

A.3.7 
铣槽面夹具         124

A.4  拨叉(零件号831007)加工拼装

夹具         125

A.4.1 
铣铣 40上表面夹具  125

A.4.2 
铣铣 72上表面夹具  126

A.4.3 
钻扩铰钻 25孔夹具  127

A.4.4 
镗镗 55孔夹具  128

A.4.5 
钻M6螺纹底孔夹具      &n