机床夹具设计

生变形和振动。为此，需增加辅助支承，减小变形，以提
高刚性和稳定性。
2
3 1
辅助支承的作用
A +TA 0
b.作用：由于辅助支承是在工件定位后才参与支承，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。
(3).夹紧元件：确定夹具与机床或夹具与刀具的元件。
(4) .连接元件：用以确定夹具在机床上的位置并与机床相连接。
(5).夹具件：基础件，用于安装其它元件，形成整体 (4).其它辅件：夹紧用的扳手，操作手柄，分度机构等。 如下图所示：
二、机床夹具的分类 1、分类方法：
1)按夹具的应用范围：通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合 夹具、随行夹具； 2)按加工类型：车床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、 数控机床夹具等； 3)按夹紧力来源：手动夹具、气动夹具、液压夹具、电磁夹具、 真空夹具。 机床夹具通常按夹具的应用范围进行。
削边销的宽度计算 削边销的宽度计算，应考虑在图纸规定公差范围内的任一 工件，都能保证装到夹具的两定位销上，这要分析可能出定位 干涉的极限情 况。图中为工 件装在夹具上 的一种极限位 置，这时为： （O1为孔1及 销1的中心； O2为销2的中 心，O2 ’为销2 的中心）
(2)可调支承 可调支承:适用于毛坯分批制造，其形状和尺寸变化较
大的粗基准定位并适用于同一夹具加工形状相同而尺寸
不同的工件及专用可调夹具或组合夹具中。 方法： 一批工件调
整一次，调
整后应锁紧。
(3)自位支承 （浮力支承）
(a)
1
2
3
(b)
(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
孔用涨紧套
（四）工件以组合表面定位
以上所述的定位方法，全指工件以单一表面定位。
实际上，零件往往是以几个表面同时定位的，例如:用两
个平行孔、两个平行阶梯表面、阶梯轴的两个外圆等等， 这都称为“工件以组合表面定位”。 工件以组合表面定位时，几个定位表面间的相互位置， 总是具有一定的误差，若将所有的支承元件都做成固定的，
A 型
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 侧面定位 B型 切有斜槽，易于 清屑，常用于底面定位
B 型
支承板
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，支随钉使工件变形。图(b)
(5)随行夹具：切削加工中隨帶安裝 好的工件在各工位間被自動運送轉 移的機床夾具。隨行夾具主要是在 自動生產線﹑加工中心中、柔性生 产线。
三、机床夹具的作用 (1)保证加工精度，降低工人等级 加工精度包括：①尺寸精度、②几何形状精度、③表面相互位置 精度。使用夹具最有利于保证表面相互位置精度。 如：在摇臂钻加工孔系 ①夹具：可达0.10～0.20mm ②划线找正：0.4～1.0mm
(1)通用夹具：指已标准化，通用化好，可用于加工同一类型，不
同尺寸工件加工的夹具。 如：三爪长盘、四爪长盘、平口钳、回转工 作台、万能分度头、磁铁吸盘。 适用场合：广泛用于单件，小批量生产中。
(2)专用夹具：指的是专为某一工件的某道工序而设计制造夹具， 这种夹具“刚性”大，即当产品变换或工序内容变更后，往住 无法使用。因此适用于产品固定、工艺相对稳定、批量 大的加 工过程。 (3)可调夹具：是指经调
b.圆柱形心轴：工件与心 轴定位部分为过盈配合采 用r6、s6配合，轴向位置 较固定（通过限位套）前 编加有导向部分，与工件 为间隙配合的保证工件用 手能自由套入
c.心轴：工件与心轴为间隙配合，心轴采用h6、g6、f7制造， 同心度不高，装卸方便，端部夹紧。
d.花键心轴
3.内圆定心夹紧机构 用于内孔的定心夹紧机构，其作用原理与外圆定位 时是一样的。区别仅在于孔定位时，支承等速远离中心 移动，与工件孔表面接触。
a. V形块结构：(已标 准化） ①а常取90°或120° ②工艺槽：降低应力 集中，便于v形工作面 加工。
③支承面和底面精度 要求较高
④安装时，需采用定 位销孔(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
(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：
a.带小锥度的心轴（1/5000～1/1000）：限5个自由度，定心 精度高，可达0.005～0.01mm，但轴向位移大，传递扭矩 小，使用于精加工中。
（b）
△L g △Lx
解决办法：
(1)右孔与右销间给予较大的配合间隙，足以补偿工件两孔和
两销中心距的误差，但这样定位误差较大有时也会造成工件位
置的偏斜。 (2)将右边定位销在两销连心线的垂直方面削去两边，做成削 边销，这样在此连心线方向上获得间隙补偿；能使工件两孔与 两销顺利安装且使定位较准确。 比较：方法1简单，但增大转角误差。 方法2更为科学。
整或更换个别元件，即
可加工多种工件的夹具。 这种夹具主要用了加工 形状相似，尺寸相近的 工件的加工。
(4)组合夹具（拼装夹具）：这种夹具是在夹具零部件完全标准 化的基 础上，根据积木化原理，针对不同的工件 对象和加 工要求，拼装组合则成夹具。构 成夹具的各零部件，在工 件加工完后，可拆散成各种元件，组合成适用其它产品加工 要求的夹具。（图示见下页） 当今生产发展趋势：多品种、小批量。由此导致对生产 装备的要求是高效、快捷的柔性系统。
装入后再用螺钉拧紧
剖分套筒
主要用于大型轴类零件的精密 轴经定位，以便于安装。 结构:下半孔起定位作用 上半孔起夹紧作用
剖分套筒
3.外圆定心夹紧机构
（三）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：通常结合端面定位 结构形式： a. d＜10 d太小，不宜开退刀槽， 轴肩下埋； b. d＞10 带有台肩，端面定位可避 免夹具体磨损； c. d＞16 凸肩与退刀槽合二为一； d. 可换式：用于大量生产中，易于 更换，更换时为避免 破坏夹具体 加上衬套，定位销与衬套配合 H7/js6、H7/n7
③承受较大力的
场合，保护精加
工表面。 ④方便安装： 如侧面支承板取 代两支承钉，可
(a) (b) 不宜用三个钉支承定位的情况
避免长死。
c. 材料： ①D≤12的支承钉和小型支承板，用较好的T7A钢，淬硬
HRC60-64
②对D＞12的支承钉和大型支承板，一般用20#钢渗碳淬火， 渗碳深度为0.8～1.2mm,硬度至HRC60～64 d.注意 ①为保持几块支承板在同一平面上，在装配后应将顶部进行统 磨。 ②有精度要求或使支承板装配牢固，需加定位销。
工件将不能正确定位甚至无法定位。因而，在组合表面定
位时，必须将其中的一个（或几个）支承做成浮动的，或 虽是固定的，但能补偿其定位面间的误差。
1.以轴心线平行的两孔定位（一面两孔）
工件以 两孔定位的 方式，在生 产中普遍用 于箱体类大、 中型零件的 加工中，如 机床主轴箱、 发动机机体。
以一面两孔定位
(2) 提高劳动生产率，降低加工成本 无找正，对刀等时间，工件装卸迅速，从而大大减少了工件 安装的辅助时间，同时易于实现多件加工，多工位加工，特别 适用于加工时间短，辅助时间长的中、小工件的加工。
(3) 扩大机床工艺范围 扩大机床的功能，实现一机多用。如在车床上利用镗夹具， 进行镗孔。利用铣夹具，进行铣槽。 (4) 减轻工人劳动强度，保证安全生产。
a
D
h
H
H+D/2
2.定位套筒及剖分套筒
定位套筒 特点： ①元件结构简单，定心精度 不变；
②当工件外圆与定位圆孔配
合较松时，易使工件倾斜，
可考虑利用套筒内孔及端
面一起定位； ③当端面大时，定位孔应短 些，以避免产生过定位。
定位套与夹具体配合：
①小：H7/r6或H7/s6 较紧
②大：N7/R6或H7/js6 较松，
一、机床夹具及其组成
1、机床夹具
机床夹具是在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用 是使工件相对于机床或刀具有个正确的位置，并在加工过程 中保持这个位置不变。
2、机床夹具的组成
(1).定位元件：确定工件在夹具中位置的元件。
(2).导向元件：用以引导刀具或调整刀具相对于夹具的位置。
如：钻套、对刀块。
支 承 钉
b.支承钉尾部与基体孔的配合： 过盈配合：H7/r6 或H7/n6 加中间套(可换)：套与夹具体上孔为过盈配合，套与支承钉 尾部可选过渡配合H7/js6
c.支承钉布置原则：三点：组成的平面面积尽可能大 二点：距离尽可能长 一点：应与切削力方向对应
②支承板 用于较大已加工平面 的定位，所以常出现在精
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
或不连续表面的定位。
注意：设计自位支承时，应考虑可动部分有
足够的摆动余动。
2、辅助支承
a. 特点：根据六点定位原理，工件定位原理，工件定位夹紧 后，若工件刚性很差，在切削力和夹紧力的影响下，会发