机床夹具课程设计说明书完整版正式版文档格式.docx
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（其中，b的值可查手册得值为3【3】）
菱形定位销圆柱部分的直径为：
dmin=Dmin-
Xmin=14-0.043=13.957mm
其公差按IT7选取，公差值为0.018mm，则：
0.043d=Φ14-
-0.061
2.对加工件进行工艺分析：
+0.018+0.021工件已加工过的大小孔径分别为Φ120mm和Φ270mm，两孔中心距为
0.0348±
0.03mm,厚度为26+
-0.03mm。
在加工槽时，槽的尺寸精度和表面粗糙度要求不是很高，由铣削直接加工
就可以达到要求，其中槽的宽度由刀具的尺寸保证，槽的深度尺寸和位置精
度由设计的夹具来保证。
槽的位置包括如下两方面要求：
1.1、加工槽的宽度为12mm，且两个侧面相对于中心面A对称度为0.1mm；
1.2、加工槽的深度为35±
0.3mm。
3.定位方案设计：
根据加工槽两侧面相对于中心面对称要求，需要限制工件X方向转动自由度、Y方向转动自由度和Z方向转动自由度；
根据加工槽宽度和深度要求，需要限制工件X方向移动自由度和Z方向移动自由度。
但考虑到加工时工件定位的稳定性，可以将六个不定度全部限制。
工件相对中心面对称，要实现加工槽两侧面相对中心面对称的要求，且根据基准重合的原则应选A面
作为定位基准，但A面实际不存
在，故可选工件的两侧面M或N
的任一面作为定位基准，限制三
个不定自由度，此为第一定位基
准。
由加工槽深度要求，
方案一：
如右图所示
孔O2及O1为第二和第三定位基
准，通过固定圆柱销及V形块实
现定位；
方案二：
如下图所示
可以选择孔O1及O2为第二和第
三定位基准，通过图中所示的固定
式圆柱销及菱形销实现定位。
经分析，第一种方案以圆柱和
V形块组合定位时，要受到外圆加
工精度的影响，由于外圆表面系毛
坯铸件不能保证工件的加工要求，
加上V形块比较薄且夹住工件一边，
不易夹紧。
所以采用第二种方案，
即以孔O1及O2为第二和第三定位基
准，对两孔采用固定式圆柱销及菱形销定位，此方案实现了工件的完全定位，无重复定位，方案可取。
3.1计算定位误差：
现选取工件上两孔与两定位销的配合均为H7/g6，
则圆柱销的直径尺寸为Φ12-0.006
-0.017mm,菱形销的圆弧部
分直径尺寸为Φ27-0.007
-0.020mm，b=5mm,B=d-3=24mm。
圆柱
销与菱形销之间的中心距为48±
0.03mm。
工件在夹具中定位产生的定位误差，其值应控制在工件相对尺寸或位置公差的13～1
5，为此需对每一
项工序加工要求逐一进行分析。
3.1.1对加工槽深尺寸A进行分析
加工槽的深度尺寸的工序基准为工件小孔外圆面
的上母线，定位基准为圆柱销中心线，则
定位（A）=位置+不重=0.035+0.04=0.075mm
因定位（A）值小于工序尺寸公差值（0.6mm）的15，故能满足工序加工要求。
2..1.2、
对加工槽两侧面对中心面A对称度进行分
析
加工槽的位置精度—对称度的工序基准是
中心面A，而定位基准为第一基准平面，这里忽略
基准的位移误差，则
定位（对称度）=位置+不重=0+0.03=0.03mm
因定位（对称度）值小于工序位置精度要求的公差值（0.1mm）的13，故能满足工序加工要求。
4.导引方案设计：
对此方案，我们采用每加工一批工件，只安装调整一次夹具，通过试切数个工件来对刀的，此种方案对导引方案的要求很高，如右图所示：
我们要保证的第一个精度是槽的宽度12mm关于工件厚度方向上的对称中心的对
称性如，第二个精度为槽的深度即尺寸A。
所以对导引元件初步设计方案为一个方形的块如右图所示，用于安装在夹具体上。
正确的安装方法见夹具装配图。
5.夹紧方案设计：
对此工件的铣削加工，我们所采用
的是一面和两个定位销的原理，而且我们
拟定采用的是手动夹紧，为了节约成本，
我们采用一个压块，一个螺母对其压紧，
夹紧方案的初步确定如右图所示（局部
图）：
根据工件上大孔的尺寸、菱形销、
螺杆的尺寸大小，我们选用m10的压紧螺
母，对压块的尺寸我们拟定为厚度5mm，
直径为35mm。
具体见附录中的零件图。
计算切削力
刀具：
高速钢直齿三面刃铣刀。
D=80mm.Z=18
Cf=30,Xf=1.0,yF=0.65,uF=0.83,wF=0,qF=0.83
ap=16mm,ae=8mm,af=0.15,KFZ=0.67.
FZ=9.81⨯30⨯16⨯0.15⨯0.65⨯8⨯0.83⨯18⨯K∙fz80⨯0.83
F=Fr=2448N校核定位销：
σ
==2248
π⨯11⨯10
=0.60MPa<
[45]σ
根据公式：
W=Q∙L可知直径为10mm的螺杆和m10的螺母能'
'
）d0/2+r'
tgϕ2tg（α+ϕ1
满足夹紧力的要求。
夹紧力：
由于工作状态原因，切削力与夹紧力在空间上是相互垂直的。
螺母提供的夹紧力足以夹紧，故无须验算。
6.其它装置设计：
铣床夹具依靠夹具体底面和定向键侧面与
机床工作台上平面及T型槽相连接，以保证定位
元件对工作台和导轨具有正确的相对位置。
为了
减小安装时的偏斜角∆β的误差，安装定向键时
应当使它们靠向T型槽的同一侧。
对定向键的设计方案如右图所示（局部图）：
对定向键的直角部分都倒2*45°
的倒角，在夹具体与定向键的连接部分中的直角开出凹槽，如图中的小凹槽。
定向键与夹具体采用螺钉连接，至于定向键的大小要根据铣床工作台是具体情况而定，在此我们就不对定向键的尺寸大小进行说明。
7.夹具体设计：
在夹具体设计方面，我们采用了一个直角块，来进行大体上的定位，而且要设置导引装置的安装位置，对各个面的要求见零件图，（右图为夹具体的立体图）夹具体通过安装在夹具体上的定向键进而与铣床的工作台连接，从而实现对夹具的固定。
此夹具在有加强筋的情况下，具有足够的刚度与强度，安放稳定，工艺性好，
实用安全。
8.技术条件制定：
1、定位元件φ15和φ20相对于夹具底平面的平行度公差在100mm上为0.03mm。
2、夹具上与短销凸肩接触的垂直面相对于夹具底平面的垂直度公差在全长上为0.03mm。
9.夹具工作原理（操作）简介：
对此夹具各个零件的装配关系见下图，下面我们来分析与说明它的工件原理：
短销通过夹具体上的孔、本身的螺栓、螺母与夹具体紧紧连接。
菱形销也是能过同样的方法与夹。
具体连接而得到固定，菱形销上设置一长螺纹
用于压紧螺母对工件的夹紧。
在夹具体的底平面上安装定向键用于与铣床工件台面的连接与定位。
工件时，只要把压紧螺母、压块卸下，即可把工件套上去。
利用一面二孔进行定位，当工件套上去后，先装入压块，再用压紧螺母进行夹紧。
这时铣刀在导引装置的引导下对待加工工件进行加工，并且在导引装置的作用下完成铣床对工件的铣槽工序。
本夹具操作简单，省时省力，装卸工件时只需靠压板紧定螺栓的松紧即可轻松实现。
10.主要元件的设计与ProE建模
1，夹具体
（1）
2.夹具体
（2）
3.锥齿轮
4.丝杠
5.螺母
6.定位板
7.短销
8.菱形销
9.垫圈
8夹具体
11.具三维总装图：
夹具总装图
12.夹具二维装配总图
三、参考文献
1、《机床夹具设计手册》王光斗、王春福主编上海科学技术出版社1980年
2、《机床夹具设计》林正焕、陈本通主编国防工业出版社1987年
3、《机床夹具设计》王启平主编哈尔滨工业出版社1996年
4、《机械制造基础》严霖元主编中国农业出版社2004年
5、《图学基本教程》谭建荣、张树有等编高等教育出版社1999年
6、《理论力学》哈儿滨工业大学理论力学教研室编高等教育出版社2002年
7、《材料力学》刘鸿文主编高等教育出版社2004年
四、附录（非标准零件图及夹具体图）
电气控制及PLC课程设计
双面卧式组合机床电气控制系统设计
某某某086*******
2011/6/31
一、机床电气控制系统的原理图
1.主电路图
2.PLC的I/O接线图
二、控制系统程序
1.I/O地址表
2.梯形图
3.语句表
三、电气元件清单
四、机床操作说明书
M13~FR1KM1
FU1
M23~FR2KM2
FU2
M33~FR3KM3
FU3
M43~
FR4
KM4
FU4
380V
L2L1L3
QSPE液压泵电机左主轴电机右主轴电机
冷却电机
总开关及保护SB1SA1SA2SA3SB2SB3SB4SB5SB6SB7SB8X000X001X002X003X004X005X006X007X010X011X012X013X014X015X016X017SB9SB10SB11SQ1SQ2SQ3SQ4SQ5SQ6SQ7SP1
X020X021X022X023X024X025P
KM1YV1YV2KM2KM3KM4YV3YV4YV5YV6YV7YV8HL1HL2HL3HL4HL5Y000Y001Y002Y003Y004Y005Y006Y007Y010Y011Y012Y013Y014Y015Y016Y017Y020Y021Y022
HL6HL7
110V
COM1,2
COM
FX2N-48MR
总停启动工作方式左机接通右机接通夹具夹紧夹具松开冷却电机左滑台快进左滑台快退右滑台快进右滑台快退左主轴电机右主轴电机左滑台原位左滑台工进左滑台终点右滑台原位右滑台工进右滑台终点松开信号夹紧信号
油泵电机夹具夹紧夹具松开冷却电机左主轴电机右主轴电机左滑台快进左滑台工进左滑台快退右滑台快进右滑台工进右滑台快退运行指示灯半自动指示灯调整指示灯左原位指示灯右原位指示灯左滑台工作指示灯右滑台工作指示灯
一、机床电气控制系统的原理图1、主电路图
2、PLC的I/O接线图
1、I/O地址表
输入设备PLC
输入继电器输出设备PLC
输出继电器
代号功能代号功能
SB1总停按钮X000KM1油泵电机接触器Y000SB2启动按钮X001YV1夹具夹紧电磁阀线圈Y001SA1半自动/调整X002YV2夹具松开电磁阀线圈Y002SA2左机接通旋钮X003KM2冷却电机接触器Y003SA3右机接通旋钮X004KM3左主轴电机接触器Y004SB3夹具夹紧按钮X005KM4右主轴电机接触器Y005SB4夹具松开按钮X006YV3左滑台快进电磁阀线圈Y006SB5冷却电机点动按钮X007YV4左滑台工进电磁阀线圈Y007SB6左滑台点动快进按钮X010YV5左滑台快退电磁阀线圈Y010SB7左滑台点动快退按钮X011YV6右滑台快进电磁阀线圈Y011SB8右滑台点动快进按钮X012YV7右滑台工进电磁阀线圈Y012SB9右滑台点动快退按钮X013YV8右滑台快退电磁阀线圈Y013SB10左主轴电机点动按钮X014HL1运行指示灯Y014SB11右主轴电机点动按钮X015HL2半自动指示灯Y015SQ1左滑台原位行程开关X016HL3调整指示灯Y016SQ2左滑台工进行程开关X017HL4左原位指示灯Y017SQ3左滑台终点行程开关X020HL5右原位指示灯Y020SQ4右滑台原位行程开关X021HL6左滑台工作指示灯Y021SQ5右滑台工进行程开关X022HL7右滑台工作指示灯Y022SQ6右滑台终点行程开关X023
SQ7夹具松开行程开关X024
SP1夹具夹紧检测压力继电器X025
Y20Y17X25X21X16X2SETS22
SETY15SETY1STL
S21SETS21
X4
X3
X2
X5
X21X16Y0
Y13Y10Y12Y11Y7Y6Y1Y2X21
X13Y0
X16X11Y0X23
X12Y0X20
X10Y0
X5Y0X25
X6Y5
Y3Y0X7X15
X14Y4X2
Y20X21Y17
X16X2
Y15X4X3RSTY14RSTY0X3X0X0SETY14SETY0Y0X0
X1STL
S0ZRSTS0S30
M8002
SETY21RSTY21SETY22RSTY22X4X2Y16SETS02、梯形图
公
共程序
调整程序
夹具夹紧
启动液压泵、工作指示灯停止液压泵、工作指示灯
左右机接入
选择工作方式对
应的指示灯左右原位对应的指示灯
夹紧、置位半自动指示灯
左右原位对应的指示灯
滑台工进
滑台快进
滑
台快退
夹具松开
左滑台快进、左主轴工作右滑台快进、右主轴工作检测滑台是否在原位
启动冷却电
机、滑台工进滑台到达终点后延时2S左右滑台快退
夹紧复位、主轴停止工作夹具松开、左右原位检测松开行程开关检测,
T0Y12Y7Y3SETS24SETS25
Y10Y13Y20Y17RSTY5RSTY4RSTY1SETS0X24
X21X16STL
S25STL
S24X4X3
X21X16X4X3X4X3T0
X23X20X4X3STL
S23Y20Y17Y12Y11Y7Y6
SETS23
SETY5X4X22X3
X17X21
X16X4
SETY4STL
S22
K20Y2RETEND
（续
3、语句表
0LDM8002
1ZRSTS0S306SETS0
8STLS0
9LDX001
10ORY000
11ANIX000
12SETY000
13SETY014
14LDX000
15RSTY000
16LDX000
17RSTY014
18LDX003
19SETY021
20LDIX003
21RSTY021
22LDX004
23SETY022
24LDIX004
25RSTY022
26LDX002
27OUTY016
28LDIX002
29OUTY015
30LDX016
31OUTY017
32LDX021
33OUTY020
34LDX002
35MPS
36ANDX014
37OUTY004
38MRD39ANDX015
40OUTY005
41MRD
42ANDX007
43OUTY003
44MRD
45ANDY000
46ANDX006
47ANIX025
48OUTY002
49MRD
50ANDY000
51ANDX005
52OUTY001
53MRD
54ANDY000
55ANDX010
56ANIX020
57OUTY006
58OUTY007
59MRD
60ANDY000
61ANDX012
62ANIX023
63OUTY011
64OUTY012
65MRD
66ANDY000
67ANDX011
68ANIX016
69OUTY010
70MPP
71ANDY000
72ANDX013
73ANIX021
74OUTY013
75LDIX002
76ANDY000
77LDX016
78ORIX003
79ANB
80LDX021
81ORIX004
82ANB
83ANDX005
84SETS21
86STLS21
87SETY001
88LDIX002
89SETY015
90LDX016
91OUTY017
92LDX021
93OUTY020
94LDX024
95SETS22
97STLS22
98LDX003
99SETY004100OUTY006101OUTY007102LSX004103SETY005104OUTY011105OUTY012106LDX016107OUTY017108LDX021109OUTY020110LDX017111ORIX003
112LDX022
113ORIX004
114ANB
115SETS23
117STLS23
118OUTY003
119LDX003
120OUTY007
121LDX004
122OUTY012
123LDX02
124ORIX003
125LDX023
126ORIX004
127ANB
128OUTT0K20131LDT0
132SETS24
134STLS24
135LDX003
136OUTY010
137LDX004
138OUTY013
139LDX016
140ORIX003
141LDX021
142ORIX004
143ANB
144SETS25
146STLS25
147RSTY001
148RSTY004
149RSTY005
150OUTY002
151LDX016
152OUTY017153LDX021154OUTY020155LDX025156SETS0158RET
159END
符号名称及用途符号名称及用途
SB1总停按钮KM1油泵电机接触器
SB2启动按钮YV1夹具夹紧电磁阀线圈
SA1半自动/调整YV2夹具松开电磁阀线圈
SA2左机接通旋钮KM2冷却电机接触器
SA3右机接通旋钮KM3左主轴电机接触器
SB3夹具夹紧按钮KM4右主轴电机接触器
SB4夹具松开按钮YV3左滑台快进电磁阀线圈
SB5冷却电机点动按钮YV4左滑台工进电磁阀线圈
SB6左滑台点动快进按钮YV5左滑台快退电磁阀线圈
SB7左滑台点动快退按钮YV6右滑台快进电磁阀线圈
SB8右滑台点动快进按钮YV7右滑台工进电磁阀线圈
SB9右滑台点动快退按钮YV8右滑台快退电磁阀线圈
SB10左主轴电机点动按钮HL1运行指示灯
SB11右主轴电机点动按钮HL2半自动指示灯
SQ1左滑台原位行程开关HL3调整指示灯
SQ2左滑台工进行程开关HL4左原位指示灯
SQ3左滑台终点行程开关HL5右原位指示灯
SQ4右滑台原位行程开关HL6左滑台工作指示灯
SQ5右滑台工进行程开关HL7右滑台工作指示灯
SQ6右滑台终点行程开关M1液压泵电机
SQ7工件松开检测行程开关M2左主轴电机
SP1工件夹紧检测压力继电器M3右主轴电机
FX2N-48MRPLC元件M4冷却电机
1、自动
1按下操作台上“启动”按钮,使泵站工作（指示灯亮。
2将“调整/半自动”转换旋钮旋至调整位置,检查调整指示灯HL3是否亮。
分别按下左右滑台点动快退按钮（SB7、SB9,将左右滑台返回原位。
检查指示灯（HL4、HL5是否亮。
3将“调整/半自动”转换旋钮旋至半自动位置,放入工件,按下夹“紧按”
钮,工件依次→夹具夹紧→滑台快进、主轴转动→冷却电机工作、滑台
工进→滑台到终点→延时2S→滑台快退→滑台到原位→主轴停止工作、
夹紧复位、夹具松开→取出工件,完成一次加工循环。
4若无需进入下一循环,按下“总停”按钮,使泵站停止工作指示灯灭。
5如遇紧急情况按下“紧停”按钮,则机床立即停止工作。
2、调整
3按下相应的点动按钮,进行滑台快进或快退、主轴电机、油泵电机的点
动工作。
《机床夹具设计》
课程设计说明书
课题:
缸底夹具设计
课题组长:
舒旦
指导教师:
杨德良
湘潭职业技术学院
2009年5月
《机床夹具设计》课程设计任务书
缸底夹具设计
内容：
1.零件图（CAD）1套
2.三维装配图（PROE）1张
3.课程设计说明书1份
班级：
机制07302班
组长：
舒旦
同组人姓名：
舒旦、黄小川
指导教师：
序言………………………………………………………………………………4
1、零件的分析…………………………………………………………………5
1.1零件的作用……………………………………………
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