项目十二典型铣床夹具
铣床夹具设计 (2)
铣床夹具设计简介铣床夹具是用于夹固定工件并使之达到精确位置，以便进行铣削加工的工具。
它在机械制造领域起着重要的作用，广泛应用于车间和工厂中。
在本文档中，我们将详细介绍铣床夹具的设计要点，包括夹具的类型、设计原则、选择材料以及制造工艺。
夹具的类型夹具的类型根据其功能和应用可以分为以下几类：1.平口夹具：用于夹持平面工件，通常由两个平面夹具板和夹紧螺钉组成。
2.V口夹具：用于夹持圆柱形工件，具有两个V形夹具板，可提供更好的工件夹持力。
3.U形夹具：适用于夹持较大的工件，采用U形夹具来固定工件并提供充分的夹持力。
4.弹性夹具：使用弹性材料制成，可以根据工件的形状进行夹持，适用于复杂形状的工件。
根据实际需求选择合适的夹具类型非常重要，不同类型的夹具具有不同的特点和适用范围。
设计原则在设计铣床夹具时，需要考虑以下几个原则：1.安全性：夹具在夹持工件时必须能够提供足够的夹持力，并防止工件在铣削过程中产生位移或脱离夹具的情况。
2.刚性：夹具的刚性越高，能有效避免工件的振动和变形，提高铣削加工的精度。
3.精确性：夹具设计应该考虑到工件的精度要求，并通过合适的夹持方式使工件达到所需的精度。
4.可靠性：夹具的设计应该保证长时间使用不发生故障，并且易于调整和维修。
以上原则是夹具设计的基本要素，设计师在设计过程中应该合理应用，并且根据具体情况进行优化。
材料选择夹具的材料选择主要考虑以下几个因素：1.强度：夹具需要具备足够的强度来夹持工件，因此选择具有高强度和刚性的材料是必要的。
2.耐磨性：夹具在长时间使用过程中，与工件接触会产生摩擦和磨损，选择具有良好耐磨性的材料能够延长夹具的使用寿命。
3.热稳定性：夹具在铣削过程中会受到热力的影响，因此选择具有良好热稳定性的材料可以避免夹具因温度变化而变形或失效。
4.加工性能：夹具的制造过程通常需要进行切削、铣削等加工过程，因此选择加工性能良好的材料对制造夹具也非常重要。
常见的夹具材料有钢材、铝合金等，具体选择应根据实际需求进行综合考虑。
铣床专用夹具有哪些【详解】
从广义上说，在工艺过程中的任何工序用来迅速、方便、安全地使用工件的装置，都可称为夹具。
通常夹具指的是机械制造过程中用来固定对象，使之占有正确的位置以接受施工或检测的装置。
在机床上切削工件时，为使工件的表面能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其他表面的相互位置精度等技术要求。
数控铣床夹具的类型：一、夹具的性能要求（1）夹具的开放性：为保证工件在本工序中所有需要完成工面充分暴露在外，夹具要做的尽可能开敞，因为夹紧机构元件和工面之间应保持一定的安全距离，同时要求夹紧机构元件能低则低，以防止夹具与铣床主轴套筒或刀套、刃具在过程中发生干涉。
（2）夹具的灵活性：为保持零件的方位与机床坐标系及编程坐标系方向的一致性，夹具应保证在机床上实现定向安装，还要求协调零件定位面与机床之间保持一定的坐标联系。
（3）夹具的稳定性：尽量不采用在过程中更换夹紧点的设计，当非要在过程中更换夹紧点时，要特别注意不能更换因更换夹紧点而破坏夹具或工件的定位精度。
二、常用夹具的种类（1）万能组合夹具：适合小批量或研制时的中小、小型工件在数控铣床上进行铣削。
（2）专用铣削夹具：这是特别为某一项或类似的几项工件设计制造的夹具，一般在量较大或研制时非要不可时采用。
其结构固定仅使用于一个具体零件的具体工序，这类夹具设计应力求简化，使制造时间尽量缩短。
（3）多工位夹具：可以同时装夹多个工件，可减少换刀次数便于边切削边装卸工件，有利于缩短辅助时间。
（4）气动或液压夹具：适合批量较大的场合，但此类夹具结构较复杂而且制造周期较长。
（5）通用铣削夹具：有通用可调夹具、虎钳、分度头和三爪卡盘等。
三、高速切削的油品选用影响超高速切削精度的因素大致有切削定位基准、切削刀具的精度、切削走刀的合理性、工件原料的质量、切削油的性能等方面，如何选用切削油也是金属切削工艺的一项重要课题：（1）硅钢切削油：硅钢是比较容易切削的材料，一般为了工件成品的易清洗性，在防止切削毛刺产生的前提下会选用低粘度的切削油。
铣工工艺第十四章铣床夹具ppt课件.ppt
3. 重复定位结构的改善措施
（1） 提高工件定位表面的加工精度 （2） 修改夹具的重复定位结构
平面长销重复定位的改善
平面双销重复定位结构的改善
4. 重复定位的合理利用
（1） 可简化定位结构， 有利于提高定位元件的 结构刚度
（2） 可以增加工件与夹具间的接触面积， 提高 接触刚度
§ 14-3 工件的夹紧
8. 组合件
组合件又称合件， 是由数个元件组成的独立部件。 合件是组合夹具的重要部件， 具有结构合理、使用方 便、用途广泛的特点。合件按其用途不同有定位合件、 分度合件、支撑合件、导向合件、夹紧合件等； 按其 结构则有顶尖座、回转顶尖、可调Ｖ 形座、折合板、 分度盘、可调支座、可调角度转盘等。
三、组合夹具的组装步骤
（2） 六个不定度及其符号
六个不定度
（3） 不定度的消除与工件的定位 当工件具有全部的六个不定度时， 是工件在空间 的位置不确定的最高程度。工件具有的不定度越少， 说明工件的空间位置确定性越好。当工件的六个不定 度都被消除时， 它在这一空间的位置即被完全确定 下来， 具有位置的唯一性。
2. 六点定位基本原理
1. 基本定位体
夹具对工件的定位约束作用， 是靠夹具上设置的 各种形状定位元件的定位几何形面来实现的。为了准 确地分析夹具定位元件对工件定位所起的实际约束作 用， 把各类定位元件的常用定位几何形面归纳为10种 基本定位体， 夹具定位元件的定位面都是由这些最基 本的几何形体所组成。
2. 基本定位体的定位约束作用
1. 基础件
基础件分为圆形、方形、长方形基础板和基础角 铁等几种外形， 它是整个组合夹具的夹具体， 作为 其他元件的安装基础。基础件需具备一定的刚度， 并设置有供元件安装的T形槽系统。
铣工技术铣床夹具
底与A面的平行度就不能保证。
图 3-15 欠定位 铣工技术
4.重复定位
工件的一个或几个自由度被不同的定位元件重复限制的定位称为重复定位或
过定位。它会造成定位干涉、定位不稳或增大误差，使工件或定位元件受力产生
铣工技术
3.工件以圆柱孔定位
工件以圆柱孔为定位基面时，常用圆柱体和圆锥体作为定位元件。 1）圆柱销 从长度上看，圆柱销（又称为定位销）可分为短圆柱销和长圆柱销两 种。短圆柱销可限制两个自由度，而长圆柱销可限制四个自由度。从结构 上看，圆柱销一般可分为固定式和可换式两种。如图3-11所示为固定式 圆柱销的几种典型结构，固定式圆柱销是直接用过盈配合装在夹具体上使 用的。
配x、合y、间 x、隙 y 较这小四，个则自长由圆度柱。销此实时际，上孔可中限心制线连的杆方的向
由长圆柱销决定，而不由支承板的平面决定。
图3-16 连杆的定位分析 1－短圆柱销；2－挡销；3－支承板
铣工技术
3.3 工件夹紧
工件在加工前除了定位外，还需要夹紧，夹紧是工 件装夹过程中的一个重要组成部分。它必须在工件 定位后利用一种机构产生的夹紧力把工件压紧在定 位元件上，让工件保持原有的准确确定位置，不会 因为切削力、工件重力、离心力或惯性力等作用而 产生变化和振动，从而确保加工精度和安全操作。 能够产生夹紧力的这种机构就称为夹紧装置。
图3-11 固定式圆柱销 铣工技术
图3-12 工件以圆柱心轴上定位
2）圆柱心轴 圆柱心轴是以外圆柱面为定心，以端面压 紧来装夹工件的。如图3-12所示，圆柱心 轴和工件孔一般采用间隙配合，所以工件 能很方便地套在心轴上。但是，由于配合 间隙太大，一般只能保证同轴度0.02 mm 左右。
机械制造装备设计-铣槽12铣床专用夹具设计
课题名称: 铣槽12铣床专用夹具设计专业：班级：姓名：学号：指导老师：2015年 01月目录序言 (3)一、机械制造装备设计课程设计任务书 (4)二、机械制造装备设计课程设计说明书 (5)1.对加工件进行工艺分析 (5)2.定位方案设计 (5)3.导向方案设计 (8)4.夹紧方案设计 (9)5.对定装置设计 (9)6.夹具体设计 (10)7.技术条件制定 (11)8.夹具工作原理(操作)简介 (11)9.绘制夹具的零件图与总装图 (12)10.夹具总装图预览 (12)11．绘制夹具的零件图与总装图 (13)三、参考文献 (13)四、附录（非标准零件图及夹具体图） (13)结束语 (14)序言机械制造装备设计是一个非常重要的学习环节，它一方面要求我们通过设计能获得综合应用过去所学过的全部课程进行工艺及结构设计的基本能力，另外，这也是为了以后能做好毕业设计而进行的一次综合训练和准备。
为了保证工件的加工精度, 稳定产品质量，提高劳动生产率和降低加工成本，扩大机床使用范围，减轻劳动强度，改善工人劳动条件在加工批量较大的情况下，需要做一种专用夹具。
我们已经学习了《机械制造装备设计》，对夹具设计有了初步的了解。
对于一种批量较大的产品可设计制造专用夹具，操作迅速方便，减少了工人的劳动量，还能获得较高的加工精度和生产率，对工人的技术水平要求也相对较低。
但专用夹具设计制造周期长、夹具制造费用较高。
专用夹具的针对性极强、没有通用性，很明显只能适用于产品相对稳定的大批量生产中。
由于作者水平有限，在设计过程中难免会有许多错误和不足，恳请老师批评指正！学生：3110644909 段俞廷3110644916 周红2015年1月一、机械制造装备设计课程设计任务书计题目铣槽12专用夹具指导老师严天祥零件名称传力杆材料ZG（铸钢）生产类型中批量生产毛坯铸件生产纲领年生产量5000 件设计任务零件简图如下，本工序铣削加工12 mm 的直通槽，设计手动铣床专用夹具。
铣床夹具
• 装配三维结构图 （夹具体与定位键 配置）
夹具总装配图
总装配图三维结构图 工程图
工件加工精度分析
定位误差ΔD：
–由于本设计加工时,定位基准和加工基准都 是中心轴,因此基准不重合误差为零 ．
–所以定位误差来自于基准位移误差,其计算 公式为:
孔：Φ12H8 ES=+27μm EI=0μm 轴：Ф12g6 es=-6μm ei=es-IT6=-17μm
图 9-75 多件加工的直线进给式铣床夹具 1 —小轴 2 —活动 V 形块 3 —弹簧 4 —夹紧元件 5 —薄膜式汽缸 6 —支承钉 7 —导向柱 8 —定位键 9 —对刀块
图 9-76 双向进给铣床夹具 1 、 3 —夹具 2- 铣刀 4 —铣床工作台
• （ 2 ）圆周进给铣床夹具 圆周进给铣 床夹具多用在回转工作台或回转鼓轮 的铣床上，依靠回转台或鼓轮的旋转 将工件顺序送入铣床的加工区域，实 现连续切削。在切削的同时，可在装 卸区域装卸工件，使辅助时间与机动 时间重合，因此它是一种高效率的铣 床夹具。
–设计一个分度盘,盘底有四段 斜槽,分度盘与定位盘之间用 螺钉固定
– 在夹具体上开一沉头孔,孔中 放入销套,销套与定位销配合, 底部有弹簧.这样,当分度盘转 动时,销始终在斜槽中运动.每 转过90°,销就在弹簧的作用 上升至最高点,反靠夹紧.
• 装配三维结构图（分度 装置配置）
夹具体与定位键
• 为保证夹具在工作 台上安装稳定，应 按照夹具体的高度 比不大于1.25的原 则确定其宽度，并 在两端设置耳座， 以便固定。
图 9-81 对刀塞尺
第二部分 铣床夹具设计实例分析
ห้องสมุดไป่ตู้
研究原始资料,明确设计任务
铣床夹具原理
铣床夹具原理
铣床夹具原理是通过夹具夹持工件，使得工件与铣刀在铣床上相对运动，完成各种加工操作的设备。
夹具通过紧固工件，使其在铣床上具有稳定的位置和姿态，以保证加工的精度和效率。
夹具的原理是依靠夹紧力和支撑力来固定工件。
夹紧力是夹具对工件产生的压力，通过夹具上的螺旋机构或液压系统调节，可以使工件受到夹持并保持稳定。
支撑力是夹具提供给工件的支撑力，可以防止切削力产生的振动和变形，保证加工质量。
夹具的结构设计要考虑工件的形状、尺寸和工艺要求。
常见的夹具类型有平口夹具、万能夹具、分度头夹具等。
平口夹具适用于平面、孔加工等工艺；万能夹具适用于各种形状和尺寸的工件；分度头夹具适用于旋转对称的工件加工。
夹具的使用要注意安全和操作规范。
工件必须正确放置在夹具上，并且夹具的螺旋机构或液压系统必须正常工作，确保工件受到足够的夹紧力和支撑力。
操作人员要根据加工要求选择合适的夹具，并进行必要的调整和维护。
1_第八章 铣 床 夹 具
第一节
铣床夹具的作用、分类和组成
5.导向件
在夹具上起引导刀具作用的零部件，加工时起导向作用，使刀具
相对工件保持正确的位置。 6.其他元件 由于对工件的加工要求不同，夹具上有时还需要增加一些其他元 件。
第二节
工件定位原理和定位元件
一、工件定位基本原理
1.工件的六个自由度
工件在空间直角坐标系中共有六个自由度，即沿x、y及z三个坐
依靠夹具，能大量减少工件的找正时间和装卸时间，缩短辅助时 间，从而提高劳动生产率。
第一节
铣床夹具的作用、分类和组成
3.扩大通用机床的工艺范围
采用专用夹具可以扩大通用机床的工艺范围，做到一机多用，从
而缓解机床负荷不均或设备短缺的矛盾。 4.降低对操作工人的技术等级要求 夹具的应用使工件的装夹、操作大为简化，使一些技术等级低的 技工有可能胜任技术水平要求较高的复杂工件加工任务。 5.减轻操作者的劳动强度和保证生产安全
第三节
常用装夹方法中的定位和定位误差
(1)圆柱销和定位套轴线处于铅垂位置时的定位误差 如图8-25所 示，一般定位元件都和平面联合定位，限制工件的五个自由度。
图8-25 用销或轴定位时的定位误差
第三节
常用装夹方法中的定位和定位误差
(2)圆柱销和定位套轴线处于水平位置时的定位误差 在轴线处于 水平位置时，由于工件的重力作用，间隙处在下方的几率较多， 但也有机会处在其他方位。
第四节
工件的夹紧和夹紧机构
1)主要夹紧力的方向应尽量指向工件的主要定位基准表面。 2)夹紧力的方向应尽量与切削力、重力方向一致，这样有利于减
小夹紧力。
3)夹紧力的方向应使工件变形尽可能小。 2.夹紧力作用点的确定
图8-26 夹紧力作用点的合理选择 a)不合理 b)、c)合理
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图6.8 定位键(GB／T 2206—1991)
图6.9 夹具位置的找正
对于位置精度要求高的夹具，常不设置定位键(或 定向键)，而用找正的方法安装夹具，中的V形块上放入 精密心棒，通过用固定在床身或主轴上的百分表1进行 找正，夹具就可获得所需的准确位置。因为这种方法是 直接按成形运动确定定位元件的位置的，避免了中间环 节的影响。
机床夹具设计
项目十二 典型铣床夹具设计
项目引入
如图6.1所示，连杆零件在本工序中需铣 45mm槽。工件材料为45钢，毛坯为锻件，中 批量生产。
加工要求： (1)45 mm槽与 Ф13H8孔中心的距离 为38.5±0.05mm。 (2) 45mm槽距顶面 距离为10mm。 本任务设计连杆零件 铣45mm槽的铣床夹 具。
1) 直线进给靠模铣床夹具（如图6.7(a)所示 ）
2) 圆周进给靠模铣床夹具图（如图6.7(b)所示 ）
6.2 基 础 知 识
图6.7 靠模铣削夹具 1—滚柱；2一靠模板；3一铣刀；4一工件； 5一铣刀滑座；6一滚柱滑座；7一回转台；8一滑座
铣床夹具的设计要点
1. 定位元件和夹紧装置的设计要点
7一对刀块；8一定位键；9一定位销；10一钩形压板
直线进给单件夹具
1-对刀块 2-支承钉 3-防转销 4-夹具体 5-开口压板 6-螺母 7-定位销 8-定位键
直线进给式单件铣床夹具
1-夹具体 2-定向键 3-定位支承板 4-偏心轮 5-工件 6-V型块 7-对刀块
直线进给多件夹具
1—夹具体； 2一定向键； 3一手柄； 4一回转座； 5一楔块； 6一夹紧螺母； 7一压板； 8一V形块
图6.13 常见的耳应结构
图6.1 连杆零件工序简图
铣床夹具
铣床主要用于加工零件上的平面，沟槽，缺口， 花键以及成型面等。
铣床夹具按照铣削的进给方式分为三类： 直线进给式 圆周进给式 靠模铣床夹具要类型
1. 直线进给式铣床夹具
直线进给式铣床夹具安装在铣床工作台上，随工作台一 起作直线进给运动。
多件装夹的铣床夹具 1－工件 2－定位V型块 3－侧向夹紧螺钉
2. 圆周进给式铣床夹具
圆周进给式铣床夹 具一般在有回转工作 台的专用铣床上使用。 在通用铣床上使用时， 应进行改装，增加一 个回转工作台。
图6.5 圆周进给式铣床夹具 l—拉杆；2一定位销；3一快换垫圈；4一挡销；5一转台；6一液压缸
按装夹 工件数 目不同 可分为
单件夹具 多件夹具
使用与单件小批生产。
适用于成批生产或大量生产 的中、小零件加工。
可按先后加工、平行加工或平行—先后加工等方式设计， 以节省切削的基本时间或使切削的基本时间重合。
直线进给单件夹具
图6.3 在杠杆零件上铣出斜面的工序简图
单件铣床夹具 l—夹具体；2、3一卡爪；4一连接杆；5一锥套；6一可调支承；
为保证工件定位的稳定性，除应遵循一般的设计原则 外，铣床夹具定位元件的布置还应尽量使主要支承面积大 些。若工件的加工部位呈悬臂状态，则应采用辅助支承， 增加工件的安装刚度，防止振动。
设计夹紧装置应保证足够的夹紧力，且具有良好的自 锁性能，以防止夹紧机构因振动而松夹。施力的方向和作 用点要恰当，并尽量靠近加工表面，必要时设置辅助夹紧 机构，以提高夹紧刚度。对于切削用量大的铣床夹具，最 好采用螺旋夹紧机构。
图6.10 标准对刀块及对刀装置
1—对刀块； 2一对刀平塞尺； 3一对刀圆柱塞尺
使用对刀装置对刀时，在刀具和对刀块之间用塞尺进 行调整，以免损坏切削刃或造成对刀块过早磨损。
图6.11 常用标准塞尺
换算时应取工件相应尺寸的平均值计算。
图6.12 对刀尺寸标注
3. 夹具的总体设计及夹具体
为了提高铣床夹具在机床上安装的稳固性和动态下的抗 振性能，在进行夹具的总体结构设计时，各种装置的布置应紧 凑，加工面应尽可能靠近工作台面，以降低夹具的重心，一般 夹具的高宽之比应限制在H/B≤1～1.25范围内。 • 铣床夹具的夹具体应具有足够的刚度和强度，必要时设 置加强肋。 • 应合理地设置耳座，以便与工作台连接。（常见的耳座 结构如图6.13所示 ） • 夹具应具有足够的排屑空间，并注意切屑的流向，使清理 切屑方便。 • 对于重型铣床夹具，在夹具体上应设置吊环，以便于搬运。
2) 对刀装置
对刀装置主要由对刀块和塞尺组成，用以确定夹具与刀具 间的相对位置。对刀块的结构形式取决于加工表面的形状。
图6.10(a)所示为圆形对刀块，用于加工平面； 图6.10(b)所示为方形对刀块，用于调整组合铣刀的位置； 图6.10(c)所示为直角对刀块，用于加工两相互垂直面或铣 槽时的对刀； 图6.10(d)所示为侧装对刀块，亦用于加工两相互垂直面 或铣槽时的对刀。 这些标准对刀块的结构参数均可从有关手册中查取。
立式双头回转铣床 上加工柴油机连杆 端面的情形，夹具 沿圆周排列紧凑， 使铣刀的空程时间 缩短到最低限度， 且因机床有两个主 轴，能顺次进行粗 铣和精铣，因而大 大提高了生产效率。
图6.6 立式双头回转铣床
3. 靠模铣床夹具 带有靠模装置的铣床夹具用于专用或通用铣床上加工
各种成形面。靠模铣床夹具的作用是使主进给运动和由靠 模获得的辅助运动合成加工所需要的仿形运动。按照主进 给运动的运动方式，靠模铣床夹具可分为直线进给和圆周 进给两种。
2. 特殊元件设计
1) 定位键
定位键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个， 用开槽圆柱头螺钉固定。小型夹具也可使用一个断面为矩 形的长键。通过定位键与铣床工作台上T形槽的配合，确定 夹具在机床上的正确位置。定位键还可承受铣削时可产生 的切削扭矩，以减轻夹具固定螺栓的负荷，加强夹具在加 工过程中的稳固性。