第五章机床夹具设计原理第四节
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机床夹具设计基础
1．螺旋式定心夹紧机构
结构简单、工作行程大、通用性 好。但定心精度 不高，主要适用于粗加工或半精加工中需要行程大而 定心精度要求不高的工件。
螺旋式定心夹紧机构图例
2．斜楔-滑柱式定心夹紧机构
• 结构紧凑且传动准确，定心精度可达Φ0.02－ 0.07，比较适用于工件以内孔为定位基准的半 精加工。
4.气动夹紧装置的扩力机构
中间能扩力的传动机械称为扩力机构。
常的类型：楔块式、杠杆式、铰链连 杆式和气液压增力装置。
• 铰链夹紧机 构是一种增 力机构，由 于结构简单， 增力倍数大， 摩擦损失小， 故在气动夹 具中应用广 泛。
五、磁力装置
• 磁力装置按其磁力的来源， 分为永磁式和电磁式两类，永磁 式是由永久磁铁产生吸力将工件 夹紧，如常见的标准通用永磁工 作台。它的优点是不消耗电能， 经久耐用，但吸力没有电磁式的 大。 右图为车床用感应式电磁卡 盘。
按使用性能 ：通用分度装置 、专用分度装 置
分度装置的组成
• 回转分度装置由固定部分、转动部分、分度对定控制 机构、抬起锁紧机构以及润滑部分等组成。 • 分度对定机构及控制机构: 分度对定机构由分度盘和对 定销组成。其作用是在转盘转位后，使其相对于固定 部分定位。分度对定机构的误差会直接影响分度精度， 因此是分度装置的关键部分。设计时应根据工件的加 工要求，合理选择分度对定机构的类型。 • 抬起锁紧机构: 分度对定后，应将转动部分锁紧，以增 强分度装置工作时的刚度。大型分度装置还需设置抬 起机构。
第二部分为控制部分，第三部分为 执行部分。
2．液压夹紧 液压夹紧是利用液压油为工作介质 来传力的一种装置。它与气动夹紧 比较，具有夹紧力稳定、吸收振动 能力强等优点，但结构比较复杂、 制造成本高，因此适用于大量生产。 液压夹紧的传动系统与普通气压系 统类似。
《机床夹具设计》课程标准模板
《机床夹具设计》课程标准课程代码：适用专业：课程类别：先修课程：学时：考试方式：制订人：审核人：一、教学大纲说明（一）课程的性质、任务本课程是机械类专业的一门重要专业课程，具有较强的实践应用性，本课程主要研究机床夹具的设计和制造的基本知识。
学生学完本课程后应达到下列要求：1、掌握机床夹具的基本理论知识和设计计算方法，能对机床夹具进行结构设计和精度分析。
2、会查阅有关夹具设计的标准、手册、图册等技术资料。
3、掌握机床夹具设计的一般方法，具有设计一般复杂程度夹具的基本能力。
4、了解现代夹具设计的一般知识。
（二）课程的基本要求通过本课程的学习，应使学生了解机床夹具的基本组成及作用，理解机床夹具的工作原理，熟练掌握机床夹具设计的专业技能。
（三）本课程与相关课程的关系本课程是一门重要的专业课程，夹具是为满足机械加工工艺要求而进行的一种工装设计，同时它又是一项较为独立的生产实用技能。
本课程的学习需要有机床、刀具、公差与技术测量、机械制图、工程材料及热处理、机械设计基础等机械专业多门专业基础课程做支撑。
（四）课程教学方法与手段本课程教学主要采用老师讲授和课堂讨论相结合的方法，注重理论联系实际；注重现代化教学手段的应用，全课程采用PPT多媒体教学工具，帮助学生最大限度地实现学习的目标。
（五）教材与参考书建议使用教材：《机床夹具设计》哈尔滨工业大学主编上海科学技术出版社参考书：《机械制造工程》，郧建国主编，机械工业出版社，2004二、课程的教学内容、重点、难点、要求第一章夹具设计概论1、内容：机床夹具的分类；工件的装夹与找正；机床夹具的组成；加工误差的组成；课程教学内容、目的、安排及要求。
第二章工件的在夹具中的定位1、内容：定位基准的概念；定位的基本原理；定位单个典型表面的定位元件；组合定位中各定位元件限制自由度分析；定位误差的分析计算。
2、重点：工件的在夹具中的定位第三章工件的夹紧1、内容：夹紧装置的组成和基本要求；设计夹紧装置的基本准则；典型夹紧机构；联动夹紧机构；定心夹紧机构。
第五章机床夹具
①螺旋式：结构简单，易顶起工件，用限力板手，逐个调整、
效率低、常用于单件小批生产中
②自位式：效率高，弹簧力不可太大，tgа＜f，保证自锁 ③推引式： 适用于工件 较重，切削 负荷大的场
合
（二）工件以内孔定位
工件以内孔定位时，常用的有：定位销、定位心轴、 自动定心机构（如三爪卡盘、弹簧心轴等〕。 1）定位销 分固定式和可换式，圆柱销和菱形销
(5)随行夹具：切削加工中隨帶安裝好 的工件在各工位间被自动送转移动的 机床夹具。隨行夹具主要用于自动生 产线﹑加工中心、柔性生产线。
7 6 5 4 3 2 1
8
9
10
11
12
13 14
15 16 17
18
组合夹具
1—加筋角铁（2） 2—槽用螺栓（6） 3—平键（10） 4—方形支承 5—定位支承 6—方 形支承 7—平垫圈 8—六角螺母（8） 9 —槽用螺栓 10—钻套螺钉 11—快换钻套 12— 钻模板 13—圆形定位销 14—工件 15—方形支承 16—角铁 17—压紧螺钉 18—基础板
②支承板
用于较大已加工平面的定位，所以常出现在精基准定位
中，一个支承板的作用，相当于两个支承钉，消除两个自由 度。
a.结构形式及应用场合：
A型 制造简单，常用于底面定位 B型 切有斜槽，易于清屑，常用于侧面定位
b.应用场合：用于难以用支承钉布置成合适的、稳定的定位中。
①工件刚度不足，定位面又小,并且切削力不能恰好作用在支承上。 图(a) ②薄板上钻孔，支承钉使工件变形。图(b) ③承受较大力的 场合，保护精加 工表面。 ④方便安装：如
根据加工要求应限制 X , Y , X , Y
2. 分析定位元件所能限制的自由度 Z , X ,Y 1）大平面限制
效率低、常用于单件小批生产中
②自位式：效率高，弹簧力不可太大，tgа＜f，保证自锁 ③推引式： 适用于工件 较重，切削 负荷大的场
合
（二）工件以内孔定位
工件以内孔定位时，常用的有：定位销、定位心轴、 自动定心机构（如三爪卡盘、弹簧心轴等〕。 1）定位销 分固定式和可换式，圆柱销和菱形销
(5)随行夹具：切削加工中隨帶安裝好 的工件在各工位间被自动送转移动的 机床夹具。隨行夹具主要用于自动生 产线﹑加工中心、柔性生产线。
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组合夹具
1—加筋角铁（2） 2—槽用螺栓（6） 3—平键（10） 4—方形支承 5—定位支承 6—方 形支承 7—平垫圈 8—六角螺母（8） 9 —槽用螺栓 10—钻套螺钉 11—快换钻套 12— 钻模板 13—圆形定位销 14—工件 15—方形支承 16—角铁 17—压紧螺钉 18—基础板
②支承板
用于较大已加工平面的定位，所以常出现在精基准定位
中，一个支承板的作用，相当于两个支承钉，消除两个自由 度。
a.结构形式及应用场合：
A型 制造简单，常用于底面定位 B型 切有斜槽，易于清屑，常用于侧面定位
b.应用场合：用于难以用支承钉布置成合适的、稳定的定位中。
①工件刚度不足，定位面又小,并且切削力不能恰好作用在支承上。 图(a) ②薄板上钻孔，支承钉使工件变形。图(b) ③承受较大力的 场合，保护精加 工表面。 ④方便安装：如
根据加工要求应限制 X , Y , X , Y
2. 分析定位元件所能限制的自由度 Z , X ,Y 1）大平面限制
夹具夹紧机构(重要)
特点，而且螺纹升角
≤4°，自锁性能更
好，耐振；夹紧行程 不受限制，但夹紧行 程大时，操作时间长。
图3.15单个螺旋夹紧机构
a) 结构简单，但易压伤工件表面，易带动工件旋 转；b)带有摆动压块，克服了上述不足
⑶应用：广泛用在手动夹紧中。
图a)减力增大行程
图b)改变力向 图c) 增力减小行程
特点：P295
避免 支承 反力 与夹 紧力 构成 力偶
b)、 c)正确
d)错误
2.有利减小变形 ： a)作用点位于工件刚性较好部位 b)变集中作用为分散作用
可造成工件薄壁底部较大的变形
改进后的结构
a) c)正确，b) d) e)错误
(3) 有利减小振动 ：
夹紧力的作用点和支承点尽可能靠近切削部位，以提高工件 切削部位的刚度和抗振形。
转动偏心轮，γ =0°～180 °， h从（R- e )变 到（R+ e )——就是偏心轮夹紧原理。
h= R- e conγ
以a点夹紧时，γ= 0°，升角 α=0 ° ，相对于斜楔的楔角为0。
当转至P点夹紧， O1 O的连线 与O1 P之间的夹角γ=9 0°时， aP 达最大.
αPmax=tg-1e/R
（二）夹紧力作用点的选择 （图30、图31、图32、图33） （加图3-10、3-11）
⑴保证定位稳定可靠：
⑵ 有利减小变形 ： a)作用点位于工件刚性较好部位定可靠：
夹紧力的作用点应与支承点“点与点”对 应，或在支承点确定的区域内.
等）或 力矩的静力平衡方程式求出；
实际夹紧力:Fwk =KFw K粗加工2.5～3；精加工1.5～2。
P293铣销的分析方法计算过程 （图34、表5-3）
三、常用夹紧机构
≤4°，自锁性能更
好，耐振；夹紧行程 不受限制，但夹紧行 程大时，操作时间长。
图3.15单个螺旋夹紧机构
a) 结构简单，但易压伤工件表面，易带动工件旋 转；b)带有摆动压块，克服了上述不足
⑶应用：广泛用在手动夹紧中。
图a)减力增大行程
图b)改变力向 图c) 增力减小行程
特点：P295
避免 支承 反力 与夹 紧力 构成 力偶
b)、 c)正确
d)错误
2.有利减小变形 ： a)作用点位于工件刚性较好部位 b)变集中作用为分散作用
可造成工件薄壁底部较大的变形
改进后的结构
a) c)正确，b) d) e)错误
(3) 有利减小振动 ：
夹紧力的作用点和支承点尽可能靠近切削部位，以提高工件 切削部位的刚度和抗振形。
转动偏心轮，γ =0°～180 °， h从（R- e )变 到（R+ e )——就是偏心轮夹紧原理。
h= R- e conγ
以a点夹紧时，γ= 0°，升角 α=0 ° ，相对于斜楔的楔角为0。
当转至P点夹紧， O1 O的连线 与O1 P之间的夹角γ=9 0°时， aP 达最大.
αPmax=tg-1e/R
（二）夹紧力作用点的选择 （图30、图31、图32、图33） （加图3-10、3-11）
⑴保证定位稳定可靠：
⑵ 有利减小变形 ： a)作用点位于工件刚性较好部位定可靠：
夹紧力的作用点应与支承点“点与点”对 应，或在支承点确定的区域内.
等）或 力矩的静力平衡方程式求出；
实际夹紧力:Fwk =KFw K粗加工2.5～3；精加工1.5～2。
P293铣销的分析方法计算过程 （图34、表5-3）
三、常用夹紧机构
《机床夹具设计》课件(4)
21
4.4 减小夹紧变形的方法
1、合理确定夹紧力的方向、作用点和大小。
2024/8/25
夹具设计教学课件
22
4.4 减小夹紧变形的方法
2、在可能条件下采用机动夹紧，并使各接触 面上所受的单位压力相等。
2024/8/25
夹具设计教学课件
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4.4 减小夹紧变形的方法
3、提高工件和夹具元件的装夹刚度 。
2024/8/25
夹具设计教学课件
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4.5 基本夹进机构（二）螺旋夹紧机构
（1）简单螺旋夹紧机构
2024/8/25
夹具设计教学课件
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4.5 基本夹进机构（二）螺旋夹紧机构
摆动压块
2024/8/25
夹具设计教学课件
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4.5 基本夹进机构（二）螺旋夹紧机构
（2）螺旋压板夹紧机构
2024/8/25
2024/8/25
夹具设计教学课件
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4.5 基本夹进机构（一） 斜楔夹紧机构
斜楔夹紧机构
1、夹紧力计算 2、增力比计算 3、行程比 4、自锁条件 5、升角α的选择 6、结构特点 7、适用范围
2024/8/25
夹具设计教学课件
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4.5 基本夹进机构（一） 斜楔夹紧机构 1、夹紧力计算
2024/8/25
紧 固 件
紧固件在夹具系统中所占的比例较大，数量约占一半以上，主 要用于连接夹具系统中的各类元件及紧固被加工工件。
2024/8/25
夹具设计教学课件
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4.5 基本夹紧机构（二）螺旋夹紧机构 工件的夹紧
2024/8/25
夹具设计教学课件
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4.5 基本夹紧机构（二）螺旋夹紧机构
5第五章 机床夹具设计原理
由工序简图知，加工尺寸20 ±0.15工序基准（也是设计基准）是A面， 而定位基准是B面，出现定位基准与工序基准不重合，必然存在基准不重 合误差。这时的定位尺寸是40 ±0.14，与加工寸方向一致。所以基准不 重合误差的大小就是定位尺寸的公差 ，即△b =0.28mm。若定位基准 B面制造得比较平整光滑，则同批工件的定位基准位置不变，不会产生基 准位移误差，即△j=0。所以有 △d = △b +△j= △b =0.28mm，而加工尺 寸20 ±0.15 的公差为：δ=0.30mm，此时 △b =0.28mm> δ/3=0.10mm。 可知，定位误差太大， 而留给其它加工误差的 允差值就太小了，只有 0.02mm，在实际加工 中容易出现废品。 所以此方案不宜采用。
第五章 机床夹具设计原理
第一节 概述
机床夹具通过使工件在机床上相对刀具占有正确的位置的过程— 定位，以及克服切削过程中工件受外力的作用保持工件的准确位置的 过程—夹紧，来实现工件装夹。定位和夹紧两个过程的综合称为装夹, 完成工件装夹的工艺装备称为机床夹具。 一、机床夹具的功用 1.能稳定地保证工件的加工精度
△d+△∑≤ δ
(5-4)
式中 △d—工件在夹具中的定位误差，一般小于δ /3； △∑—除定位误差以外，其它因素所引起的误差总和(如机床、刀具 制造误差及磨损误差，工艺系统变形误差等)，可按加工经济精度查 表确定。
（一）定位误差及其产生原因 所谓定位误差△d ，是指由于工件定位造成的加工面相对工序基准的位 置误差。因为对一批工件来说，刀具经调整后位置是不动的，即被加工 表 面的位置相对于定位基准是不变的，所以： 定位误差就是工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量。 定位误差的组成及产生原因有以下两个方面： ① 定位基准与工序基准不一致所引起的定位误差，称基准不重合误差， 即工序基准相对定位基准在加工尺寸方向上的最大变动量，以△b表示。 ② 定位副制造误差及其配合间隙所引起的定位误差，称基准位移误差，
机械制造装备设计大连理工大学机械工程学院
A型定位键的宽度，按 统一尺寸B（h6或h8） 制作，适用于夹具定 向精度要求不高的场 合。
大连理工大学 机械工程学院
机械制造装备设计
• 与B型定位键 • 相配件尺寸 • 与圆柱形定 • 位键
大连理工大学 机械工程学院
机械制造装备设计
• 图5-41 b)、c）
大连理工大学 机械工程学院
机械制造装备设计
大连理工大学 机械工程学院
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2．定位键或定向键 为确定夹具与机床工作台的相对位置，在夹具体的底面上应设置定
位键或定向键。 ◇铣床夹具通过两个定位键与机床工作台上的T形槽配合，确定夹具
在机床上的正确位置。 ◇定位键有矩形和圆柱形两种，如图所示。常用的是矩形定位键，其
结构尺寸已标准化，可参阅“夹具零部件标准”（GB/T2206-91）。 矩形定位键有A型和B型两种结构型式。
机械制造装备设计 5.5.1 孔加工刀具的导向装置
1．镗孔的导向
（2）回转式镗套 这种镗套与镗杆之间的磨损很小，能避免它们之间发热咬死的现
象，但对回转部分的润滑要充分保证。 根据回转部分安装位置的不同，回转镗套可分为“内滚式”和
“外滚式”。这两种镗套又按使用的轴承不同，分为滑动回转镗套和 滚动回转镗套。
大连理工大学 机械工程学院
机械制造装备设计 5.5.1 孔加工刀具的导向装置
4．对定装置
对定装置的作用： 保证夹具相对于机床主轴或刀具、机床运动轨道有准确的位置
和方向。
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3.3.4 对定装置 对定: 即夹具在机床上的定位，使夹具相对于机床主轴（或刀具） 及机床成形运动具有准确的位置和方向。
（3）钻套下端面与加工表面间空隙值 h=(0.7-1.5)d
五夹具设计的基本原理
(3)自位支承 （浮力支承）
(a)
1
2
3
(b)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(c)
自 位 支 承
特点：有定位元件有多个工作点与工件接触，定 位元件在定位过程中 所处的位置，随工件定位基准
面位置的变化而自动与之适应，其作用相当于一个固
定支承，因此，只限制一个自由度。由于增加了与工
件定位基准面接触的点数，故可提高工件的安装刚
性，适用于以粗基准定位，刚性不足或不连续表面的
销孔(有定位销孔和安装
孔)
b.特点：
①对中性好（水平方向） ②所定位的水平轴中心位置（垂直方向），随V形块 夹角 及工件直径的误差而发生变化 ③V形块装在夹具体C时，除用螺钉紧固外，还要加装
定位销
c. 材料：
20钢, 热处理：渗碳深度0.8-1.2mm, 淬硬HRC6064，大型V形块，可用铸铁在支承面C镶以碎硬耐磨 的钢板
承，因此不起任何消除自由度作用，只起减小工件变
形和振动的作用。各种辅助支承在每次卸下工件后，
必须松开，装上工件后再进行调整和锁紧，另外，辅
助支承不应破坏原有定位。
c.应用场合：
① 起预定位作用
② 提高夹具工件的稳定性 ③ 提高工件的刚性
d.结构形式：
①螺旋式：结构简单，易顶起工件，用限力板手，逐
个调整、效率低、常用于单件小批生产中 ②自位式：效率高，弹簧力不可太大，tgа＜f，保证 自锁
(a )
(b)
(c )
(d)
定 位 销
另外还有一种定位销：圆锥销 特点：定心好，轴向定位精度不高，常用于浮动定位中
削边销
圆锥销
2.刚性心轴 根据工件的形状和用途的不同，定位心轴的 结论形式很多，常用的有下列几种形式：
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
P142 5-7 工件在夹具中央紧时对夹紧力有何要求? P147-149 5-8 试分析三种基本夹紧机构的优缺点及其应用。P150-
154
结束
5-9 根据六点定位原理，分析图5—47所示各种定位方案 中定位元件所限制的自由度。
结束
结束
消除了一个间 隙 又形成一个, 不 过配合精度可 提高。
图5—47 题5—9图 1一小锥度心轴 2一中心架 3一活动锥销
结束
复习思考题
5-l 什么是机床夹具? 举例说明夹具在机械加工中的作用。 P130
5-2 机床夹具通常由哪几部分组成? 各起何作用? P132 5-3 什么是六点定位原理? 什么是完全定位、不完全定位、
欠定位、过定位? P132-134 5-4 常见的定位方式、定位元件有哪些? P134
结束
5-5 辅助支承与自位支承有何不同? P135 5-6 什么是定位误差? 试述产生定位误差的原因。P141-
图5—49 题5一11图 1一夹紧件 2一铣刀 3一定位件 4一三爪自定心卡盘 5一V形块
5—12有一批工件，如图5—50a所示，采用钻模夹具钻 削工件上直径分别为Ф5 mm和Ф8 mm的两孔，除保证图 样尺寸要求外，还须保两孔的连心线通过 600-0.1 mm的轴 线，其偏移量公差为0.08mm。现可采用如图5—50b、c、 d三种方案。若定位误差不得大于加工允差的1/2，试问 这三种定位方案是否可行(α=90°)?
二、专用夹具设计 1．专用夹具的基本要求 (1)稳定地保证工件的加工精度 (2)提高生产率，降低成本，提高经济性 (3)操作方便、省力和安全 (4)有良好的结构工艺性
结束
钻模夹具(视频)
结束
2．专用夹具的设计步骤 (1)研究原始资料，明确设计任务 (2)考虑和确定夹具的结构方案，绘制结构草图 (3)绘制夹具总图 (4)绘制夹具零件图
结束
结束
• 技术要求 1．钻套孔中心线对夹具体底面M的垂直度公差在
100mm不大于O．03mm； 2．心轴中心线对夹具体底面M的平行度公差在100mm
不大于O．03mm； 3．钻套孔中心线对心轴中心线的对称底公差为
O．02mm： 4．心轴中心线对爽具体端面N的垂直度公差在100mm
不大于0．03mm。
结束
本章小结
机床夹具由定位元件(定位装置)、夹紧元件(夹紧装 置)、对刀与导引元件和夹具体等部分组成。通过本章 的学习，学会利用六点定位原理，根据工件的具体结 构特点和工序加工精度要求去正确选择定位方式、进 行定位误差的分析与计算。 工件常见的定位方式有以平面、外圆、圆孔和组合表 面定位，要掌握常见定位元件及其限制自由度情况。
结束
(2)夹具总图的技术要求： 1)定位元件定位面之间的相互位置精度； 2)定位元件定位表面与夹具安装面间的相互位置精度； 3)定位表面与引导元件工作表面之间的相互位置精度； 4)各导引元件工作表面之间的相互位置精度； 5)定位表面或引导元件的工作表面对夹具找正基准面的 位置精度； 6)与保证夹具装配精度有关的或与检验方法有关的特殊 的技术要求。
结束
5—10 图5—48所示的零件以平面3和两个短V形块1、2 进行定位，试分析该定位方案是否合理? 各定位元 件应分别限制哪些自由度? 如何改进?
图5—48
题5—10图
1、2一短v形块 3一平面
5—11 有一批直径为Ф50mm的轴类工件，铣工件键 槽的定位方案如图5—49a、b、c所示。试计算各种定 位方案下影响尺寸A、B的定位误差各为多少?
结束
(3)夹具体设计图5—46b的轴套钻铰孔夹具采用铸 造夹具体，定位心轴5及钻模板2均安装在夹具体6上， 夹具体6上的N面作为安装基面。此方案结构紧凑、安 装稳定、刚性好，但制造周期较长，成本略高。
结束
3．夹具总图绘制 (1)夹具总图的尺寸 1)夹具的外形轮廓尺寸 2)影响定位精度的尺寸 3)影响对刀精度的尺寸 4)夹具与机床的联接尺寸 5)其他重要配合尺寸
三、专用夹具设计举例 1．夹具设计任务 图5—46a为在轴套上钻铰Ф6H7mm孔的工序简图，需 满足如下加工要求： Ф6H7mm 孔 轴 线 到 端 面 B 的 距 离 为 3 7 . 5 ± 0 ． 0 2 mm， Ф6H7mm孔对Ф25H7mm孔的对称度为0.08。已知轴套外 圆柱面、各端面和孔Ф25H7mm均已精加工，工件材料为 Q235 钢 ， 批 量 N=500 件 ， 年 产 量 6 0 0 0 件 ， 需 设 计 钻 铰 Ф6H7mm孔的钻床夹具。
结束
但由于工件定位端面B与定位孔Ф525H7mm均精加工过， 其垂直度要求比较高，另外定位心轴与台阶端面垂直 度要求更高，一般需要磨削加工。因此一批工件在定 位心轴上安装时不会产生干涉现象，这种过定位是可 以采用的。定位心轴的右上部铣平，用来让刀和避免 钻孔后的毛刺妨碍工件装卸。
结束
(2)导向和夹紧方案以及其他元件的设计为了确定刀 具相对于工件的位置，夹具上应设置导引元件。由于孔 加工精度高，需采用钻铰工序，故设计快换钻套。如图 5—46b所示，快换钻套1安装在固定式钻模板2上，钻模 板与工件要留有排屑空间，以便于排屑。另外，轴套的 轴向刚度比径向刚度好，因此夹紧力应指向限位台阶面 N，如图5—46b所示，采用带开口垫圈3的螺旋夹紧机构， 使工件装卸迅速、方便。
结束
2．确定夹具结构方案 (1)确定定位方案，选择和定位元件从图5—46a可知， 钻Ф6H7mm孔的工序基准为端面B及Ф25H7mm孔的轴线， 按基准重合原则选B面及Ф25H7mm孔为定位基准。
结束Leabharlann 图5—46轴套钻孔工序简图及其夹具 l一快换钻套 2一钻模板 3一开口垫圈 4一夹紧螺母 5一定位心轴 6一夹具体
结束
定位误差是由于基准不重合误差和基准位移误差共同 作用的结果，计算时要根据具体情况进行分析。 常用的夹紧机构有斜楔、螺旋、偏心等，它们都是根据 斜面夹紧原理来夹紧工件的。专用夹具设计应根据具体 设计任务，遵循夹具设计的基本要求和步骤进行。 本章学习要求：能根据加工要求正确选择通用机床夹具 并对专用夹具的设计有一定的能力。
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5-9 根据六点定位原理，分析图5—47所示各种定位方案 中定位元件所限制的自由度。
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消除了一个间 隙 又形成一个, 不 过配合精度可 提高。
图5—47 题5—9图 1一小锥度心轴 2一中心架 3一活动锥销
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复习思考题
5-l 什么是机床夹具? 举例说明夹具在机械加工中的作用。 P130
5-2 机床夹具通常由哪几部分组成? 各起何作用? P132 5-3 什么是六点定位原理? 什么是完全定位、不完全定位、
欠定位、过定位? P132-134 5-4 常见的定位方式、定位元件有哪些? P134
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5-5 辅助支承与自位支承有何不同? P135 5-6 什么是定位误差? 试述产生定位误差的原因。P141-
图5—49 题5一11图 1一夹紧件 2一铣刀 3一定位件 4一三爪自定心卡盘 5一V形块
5—12有一批工件，如图5—50a所示，采用钻模夹具钻 削工件上直径分别为Ф5 mm和Ф8 mm的两孔，除保证图 样尺寸要求外，还须保两孔的连心线通过 600-0.1 mm的轴 线，其偏移量公差为0.08mm。现可采用如图5—50b、c、 d三种方案。若定位误差不得大于加工允差的1/2，试问 这三种定位方案是否可行(α=90°)?
二、专用夹具设计 1．专用夹具的基本要求 (1)稳定地保证工件的加工精度 (2)提高生产率，降低成本，提高经济性 (3)操作方便、省力和安全 (4)有良好的结构工艺性
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钻模夹具(视频)
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2．专用夹具的设计步骤 (1)研究原始资料，明确设计任务 (2)考虑和确定夹具的结构方案，绘制结构草图 (3)绘制夹具总图 (4)绘制夹具零件图
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• 技术要求 1．钻套孔中心线对夹具体底面M的垂直度公差在
100mm不大于O．03mm； 2．心轴中心线对夹具体底面M的平行度公差在100mm
不大于O．03mm； 3．钻套孔中心线对心轴中心线的对称底公差为
O．02mm： 4．心轴中心线对爽具体端面N的垂直度公差在100mm
不大于0．03mm。
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本章小结
机床夹具由定位元件(定位装置)、夹紧元件(夹紧装 置)、对刀与导引元件和夹具体等部分组成。通过本章 的学习，学会利用六点定位原理，根据工件的具体结 构特点和工序加工精度要求去正确选择定位方式、进 行定位误差的分析与计算。 工件常见的定位方式有以平面、外圆、圆孔和组合表 面定位，要掌握常见定位元件及其限制自由度情况。
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(2)夹具总图的技术要求： 1)定位元件定位面之间的相互位置精度； 2)定位元件定位表面与夹具安装面间的相互位置精度； 3)定位表面与引导元件工作表面之间的相互位置精度； 4)各导引元件工作表面之间的相互位置精度； 5)定位表面或引导元件的工作表面对夹具找正基准面的 位置精度； 6)与保证夹具装配精度有关的或与检验方法有关的特殊 的技术要求。
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5—10 图5—48所示的零件以平面3和两个短V形块1、2 进行定位，试分析该定位方案是否合理? 各定位元 件应分别限制哪些自由度? 如何改进?
图5—48
题5—10图
1、2一短v形块 3一平面
5—11 有一批直径为Ф50mm的轴类工件，铣工件键 槽的定位方案如图5—49a、b、c所示。试计算各种定 位方案下影响尺寸A、B的定位误差各为多少?
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(3)夹具体设计图5—46b的轴套钻铰孔夹具采用铸 造夹具体，定位心轴5及钻模板2均安装在夹具体6上， 夹具体6上的N面作为安装基面。此方案结构紧凑、安 装稳定、刚性好，但制造周期较长，成本略高。
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3．夹具总图绘制 (1)夹具总图的尺寸 1)夹具的外形轮廓尺寸 2)影响定位精度的尺寸 3)影响对刀精度的尺寸 4)夹具与机床的联接尺寸 5)其他重要配合尺寸
三、专用夹具设计举例 1．夹具设计任务 图5—46a为在轴套上钻铰Ф6H7mm孔的工序简图，需 满足如下加工要求： Ф6H7mm 孔 轴 线 到 端 面 B 的 距 离 为 3 7 . 5 ± 0 ． 0 2 mm， Ф6H7mm孔对Ф25H7mm孔的对称度为0.08。已知轴套外 圆柱面、各端面和孔Ф25H7mm均已精加工，工件材料为 Q235 钢 ， 批 量 N=500 件 ， 年 产 量 6 0 0 0 件 ， 需 设 计 钻 铰 Ф6H7mm孔的钻床夹具。
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但由于工件定位端面B与定位孔Ф525H7mm均精加工过， 其垂直度要求比较高，另外定位心轴与台阶端面垂直 度要求更高，一般需要磨削加工。因此一批工件在定 位心轴上安装时不会产生干涉现象，这种过定位是可 以采用的。定位心轴的右上部铣平，用来让刀和避免 钻孔后的毛刺妨碍工件装卸。
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(2)导向和夹紧方案以及其他元件的设计为了确定刀 具相对于工件的位置，夹具上应设置导引元件。由于孔 加工精度高，需采用钻铰工序，故设计快换钻套。如图 5—46b所示，快换钻套1安装在固定式钻模板2上，钻模 板与工件要留有排屑空间，以便于排屑。另外，轴套的 轴向刚度比径向刚度好，因此夹紧力应指向限位台阶面 N，如图5—46b所示，采用带开口垫圈3的螺旋夹紧机构， 使工件装卸迅速、方便。
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2．确定夹具结构方案 (1)确定定位方案，选择和定位元件从图5—46a可知， 钻Ф6H7mm孔的工序基准为端面B及Ф25H7mm孔的轴线， 按基准重合原则选B面及Ф25H7mm孔为定位基准。
结束Leabharlann 图5—46轴套钻孔工序简图及其夹具 l一快换钻套 2一钻模板 3一开口垫圈 4一夹紧螺母 5一定位心轴 6一夹具体
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定位误差是由于基准不重合误差和基准位移误差共同 作用的结果，计算时要根据具体情况进行分析。 常用的夹紧机构有斜楔、螺旋、偏心等，它们都是根据 斜面夹紧原理来夹紧工件的。专用夹具设计应根据具体 设计任务，遵循夹具设计的基本要求和步骤进行。 本章学习要求：能根据加工要求正确选择通用机床夹具 并对专用夹具的设计有一定的能力。