机床夹具设计6
机床夹具设计基础——例题解析
的限制。以避免重复
三爪卡盘夹持较短
X Y Z Y Z
Y Z
属于不完全定位， 如果只加工工件的外圆表面，而无轴向尺寸方面的要求，则定位是合理的， 如果工件有轴向尺寸要求时，则应该增加限制X方向移动的定位支撑点。
三爪卡盘夹持较短
X Y Z Y Z
Y Z
X
图示工件以底面及与其垂直的两圆柱孔为定位基准。若采用一个平面和两 个短圆柱销定位（如图a所示），则平面限制3个自由度 1限制2个自由度 ，短圆柱销2限制 2个自由度 ，短圆柱销 。其中自由度 被重
复限制，属过定位。此时，由于工件孔心距的误差和两定位销中心距的误差， 可能导致两定位销无法同时进入工件孔内。为解决这一过定位问题，可将两定 位销之一在定位干涉方向（Y向）上削边，做成菱形销（图b），以避免干涉。
已知：外径d为: 500 mm 0.03
0.05 内径D为: 300 mm
内外圆同轴度为0.02mm，
试计算用调整法加工这批工件时，
工序尺寸H的定位误差是多少？
解： 基准不重合误差： 基准位移误差：
同轴度误差：
w
c
0.05 0.025mm 2
TD 2 sin
2
0.03 0.021mm 90 2 sin 2
组合定位
1.几个定位元件组合起来定位时,限制的自由度是每个定位元件限 制的自由度数之和. 2.组合定位中的每个定位元件改变它单独定位所限制的自由度. 3.组合定位中,定位元件单独起限制移动自由度转为限制转动自由 度,不再起限制移动自由度,但是限制自由度数量不变. 消除组合定位中的过定位,把限制移动方向的自由度定位元件改 为能移动的定位元件. 消除组合定位中的过定位,也可以改变定位元件的结构.比如:一面 两孔中菱形销
机床夹具设计课程设计说明书(铣床或加工中心夹具设计)
摘要夹具制造的主要特点是在机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，已接受加工或检测并保证加工要求的机床附加装置，简称为夹具，在我们实际生产夹具的作用是将工件定位，已使加工工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠的夹紧。
在现代制造技术迅猛发展的今天，机床夹具无论在传统的机床上还是在数控机床上，加工中心上，仍是必不可少的重要工艺装备。
通过机床夹具设计，不仅可以培养分析运用已学知识的能力，而且可以得到工程设计的初步训练。
首先，对零件进行分析，主要是零件作用的分析和工艺分析，通过零件作用分析可以了解零件的基本情况，而工艺分析可以知道零件的加工表面和加工要求。
根据零件图提出的加工要求，确定毛坯的制造形式和尺寸的确定。
其次，进行基面的选择，确定加工过程中的粗基准和精基准。
根据选好的基准，制订工艺路线，通常制订两种以上的工艺路线，通过工艺方案的比较与分析，再选择可以使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理的保证的一种工序。
再次，根据已经选定的工序路线，确定每一步的切削用量及基本工时，并选择合适的机床和刀具。
对于粗加工，还要校核机床功率。
最后，提出设计问题，再选择定位基准，然后开始切削力、夹紧力的计算和定位误差的分析。
然后把设计的过程整理为图纸。
通过以上的概述 整个设计基本完成。
关键词:机械加工工艺、夹具设计、工序、定位目录摘要 (I)1设计任务 (1)2 零件的装夹 (1)2.1零件的工艺和精度分析 (3)2.2 定位设计 (4)2.3对刀引导装置 (6)2.4夹紧方案 (6)2.5 分度对定机构设计 (8)2.6 夹具体设计 (8)3夹具加工精度分析 (9)3.1 定位精度 (9)3.2 对刀精度 (9)3.3安装精度 (10)3.4夹具精度 (10)总结 (11)参考文献 (12)1设计任务1、明确设计任务每个学生按指导教师提供的夹具设计题目自己选题目。
课程设计分组进行，每组2个零件，设计出2种机床夹具；明确生产要求，确定零件的加工工艺，明确加工机床。
《机床夹具设计》课件(6)
2024/8/25
夹具设计教学课件
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2）钻套的尺寸、公差及材料
A、钻套导向孔的基本尺寸一般取刀具的最大极限尺寸， 采用基轴制间隙配合。
B、钻套的导向高度H＝1～2.5d（其中，d为钻套孔径）。 加工精度高或被加工孔径小时取较大值，反之取较小值。
C、排屑空间h越大，排屑越方便，但刀具的刚度和孔的加 工精度都会降低，一般根据工件的材料和精度来确定。
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2、铣床夹具的设计要点
（1）定位元件和夹紧装置的设计要点
定位元件：除遵循一般的设计原则外，布置时应尽量 使主要支承面积大些。工件加工部位呈悬臂状态时， 应采用辅助支承。
夹紧装置：应保证足够的夹紧力，并具有良好的自锁性 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。
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固定式镗套
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2） 回转式镗套
镗套随镗杆一起转动，与镗杆之间 只有相对移动而无相对转动。这种镗套 大大减少了磨损，也不会因摩擦发热而 “卡死”。因此，它适合于高速镗孔。
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回转式镗套
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夹具设计教学课件
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（2）镗杆直径和轴向尺寸
镗杆直径d及长度L主要是根据所镗孔的直径D 及刀具截面尺寸B×B来确定。镗杆直径d应尽 可能大，其双导引部分的L/d≤10为宜；而悬伸 部分的L/d≤4～5，以使其有足够的刚度来保证 加工精度。
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机床夹具设计
机床夹具设计夹具设计一般是在零件的机械加工工艺制定之后，按照某一工序的具体要求进行的。
夹具设计质量的高低应以能稳定地保证工件的加工精度，达到加工的生产效率要求，成本低，排屑方便，操作安全省力和制造维护容易等为衡量指标。
一、机床夹具设计的基本要求一个优良的机床夹具，必须满足下列基本要求：1、保证工件的加工精度保证工件加工精度的关键在于正确地选定定位基准、定位方法、定位元件以及夹紧装置，确定合适的夹具尺寸、公差和计数要求，并进行必要的夹具精度分析。
同时还要注意夹具中其他零部件的结构对工件加工精度的影响，确保夹具能满足工件的加工精度要求。
2、工艺性能好专用夹具应尽可能地采用标准元件和标准结构，力求结构简单，制造容易，便于装配、检验和维修。
当夹具最终精度由调整或修配保证时，夹具上应设置适当的调整间隙和可修磨的垫片等调整或修配结构。
3、达到加工的生产效率要求专用夹具的复杂程度应与生产批量相适应，应根据工件生产批量的大小选用不同复杂程度的快速高效装夹机构，以缩短辅助生产时间，提高生产效率。
4、使用性能好专用夹具的操作应简便、省力、安全可靠。
应尽可能采用气动、液压等快速高效夹紧装置，以减轻操作者的劳动强度。
夹具的操作位置应符合操作工人的操作习惯。
专用夹具应排屑方便，必要时应设置排屑结构，防止切屑破坏工件的正确定位和损坏刀具，防止切屑热量引起工艺系统变形。
5、经济性好除考虑专用夹具本身结构简单、标准化程度高、成本低廉外，还应根据生产批量对夹具进行必要的经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益。
以上基本要求中保证工件的加工精度是最重要的。
在此前提下，要处理好其他要求的辩证统一关系。
二、机床夹具设计的一般步骤1、明确设计要求，收集和研究有关资料工艺人员在编制零件的工艺规程时，提出了相应的夹具设计任务书，对其中的定位基准、夹紧方案及有关要求作出说明。
夹具设计人员则应根据夹具设计任务书进行夹具的结构设计。
为了使所设计的夹具能够满足上述要求，设计前要认真收集和研究如下有关资料。
《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。
机床夹具设计课后习题答案
机床夹具设计课后习题答案机床夹具设计课后习题答案在机床加工过程中，夹具是一种非常重要的工具，它能够固定工件并提供稳定的加工环境。
机床夹具设计是机械工程专业中的一门重要课程，通过学习这门课程，我们能够掌握夹具的设计原理和方法，提高工作效率和产品质量。
下面是一些机床夹具设计课后习题的答案，希望对大家的学习有所帮助。
1. 什么是机床夹具？机床夹具是一种用于固定和定位工件的装置，它能够提供稳定的加工环境，保证工件在加工过程中的精度和质量。
夹具通常由底座、夹持装置和定位装置组成，根据不同的工件形状和加工要求，夹具的结构和形式也会有所不同。
2. 机床夹具设计的基本原则有哪些？机床夹具设计的基本原则包括以下几点：- 确定夹持点和定位点：根据工件的形状和加工要求，确定夹持点和定位点的位置和数量，保证工件在加工过程中的稳定性和精度。
- 选择合适的夹持方式：根据工件的形状和加工要求，选择合适的夹持方式，如机械夹持、液压夹持或气压夹持等，确保夹持力的均匀分布和可靠性。
- 考虑工件的加工工艺：在夹具设计过程中，要考虑工件的加工工艺，如切削力的大小和方向，以及切削液的供给等，保证夹具在加工过程中的稳定性和安全性。
- 优化夹具结构：夹具的结构设计要简单、紧凑，尽量减小夹具的重量和体积，提高夹具的刚性和稳定性，降低加工成本。
3. 如何选择合适的夹具材料？选择合适的夹具材料是机床夹具设计中的关键一步。
夹具材料应具备以下几个方面的特点：- 高强度和刚性：夹具材料应具备足够的强度和刚性，能够承受工件加工过程中的各种力和振动，保证夹具的稳定性和可靠性。
- 耐磨性和耐热性：夹具材料应具备良好的耐磨性和耐热性，能够在高速切削和高温环境下长时间使用，延长夹具的使用寿命。
- 低热膨胀系数：夹具材料的热膨胀系数应尽量小，以减小夹具在加工过程中的热变形，提高加工精度和质量。
- 易加工性和可焊性：夹具材料应具备良好的加工性能和可焊性，便于夹具的制造和维修。
第六章机床夹具设计091130
划线找正定位：用划针根据毛坯或半成品上所划的线为基准，
找正它在机床上正确位置的一种装夹方法。生产率低，适用于单 件、小批量生产或毛坯精度较低、大型工件的粗加工，对工人技 术水平要求较高。
夹具中定位：效率高、易于保证质量、广泛用于批量生产。
6.2.1 六点定位原理
六点定位原理
六点定位原理
是指合理布置 六个支承点，使工 件上的定位基面与 其接触，一个支承 点限制工件一个自 由度，使工件的六 个自由度被完全限 制，在空间得到唯 一确定的位置的定 位方法。
6.2.1 六点定位原理
定位的分类 工件加工时必须限制的自由度未被完全限制，称为欠定 位。欠定位不能保证工件的正确安装，因而是不允许的。
限制除 X 以外的5个自由度
Z Y X
B
B
a） 图1-16 欠定位示例
b）
6.2.1 六点定位原理
定位的分类 过定位——工件某一个自由度（或某几个自由度）被两 个（或两个以上）约束点约束，称为过定位。 过定位是否允许，要视具体情况而定： 1）如果工件的定位面经过机械加工，且形状、尺寸、 位置精度均较高，则过定位是允许的。有时还是必要 的，因为合理的过定位不仅不会影响加工精度，还会 起到加强工艺系统刚度和增加定位稳定性的作用。 2）反之，如果工件的定位面是毛坯面，或虽经过机械 加工，但加工精度不高，这时过定位一般是不允许的， 因为它可能ห้องสมุดไป่ตู้成定位不准确，或定位不稳定，或发生 定位干涉等情况。
定位是使工件占有一个正确的位置 夹紧是使工件保持这个正确的位置
我们认为工件在某个方向 的自由度被限制了，就是在该 方向上有了正确的位置，并不 表示在受到脱离支承点的外力 的作用下也不运动
6.2.1 六点定位原理
第6章 机床夹具
与夹具体的配合为：H7/r6，H7/n6。
第六章 机床夹具设计 支承板：多用于工件上已加工平面的定位，一般用2个～3个M6～M12 的螺钉紧固在夹具体上。在受力较大或支承板有移动趋势时，应增加圆锥 销或将支承板嵌入夹具槽内。 支承板的结构有三种，见图。(a)型结 构简单、制造方便，故常适用于侧面和顶 面定位。(c)型结构易于保证上表面清洁， 可用于底面定位。 当工件定位基准面较大时（如箱体类 零），夹具上常设置多个支承板，用它们 的工作面组合成大的定位支承面，为确保 各支承板工作面的等高性，工艺上是用装 配后再统一“终磨”一次保证的。
第六章 机床夹具设计 平头支承钉常用于定位面较平整的工件。圆头支承钉与定位平面为点接触， 可保证接触点位置的相对稳定、但它易磨损，且使定位面产生压陷，给工件夹 紧后带来较大的安装误差，装配时也不易使几个支承处于所需的同一平面上， 故园头支承仅适用于未经加工的平面定位。网纹头支承钉与定位面间的摩擦 力较大，阻碍工件移动，加强定位的稳定性，但槽内易积切屑，常用在粗糙表 面的侧面定位。
用合理分布的六个支承点，即 可限制工件的六个自由度，使工件 的空间位置完全确定下来，这一原 理称为六点定位原理。
注意：在加工过程中并不一定 要求要将工件的六个自由度全部限 制，这要根据加工要求而定。
第六章 机床夹具设计
完全定位
如图a所示，为满足加工要求，工件的六个自由度都必须被限制。像这种 工件的六个自由度都被限制的情况，称为完全定位。
第六章 机床夹具设计
第六章 机床夹具设计 ③锥度心轴：为了消除工件与心轴的配合间隙，提高定心定位精度，在 夹具设计中还可选用如图所示的小锥度心轴。为防止工件在心轴上定位 时的倾斜，此类心轴的锥度通常取K=1/1000～1/5000，心轴的长度则根 据被定位工件圆孔的长度、孔径尺寸公差和心轴锥度等参数确定。 定位时，工件楔紧在心轴锥面上，楔紧后由于孔的局部弹性变形， 使它与心轴在一定长度上产生过盈配合，从而保证工件定位后不致倾斜。 此外，加工时也靠此楔紧所产生的过盈部分带动工件，而不需另外再夹 紧工件。
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课程设计题目四
如图4所示，设计加工挡环上Φ10H7小孔的钻孔夹具。图中其他各表面均已加工完毕。
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（3）翻转式钻模
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（4）盖板式钻模
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（5）滑柱式钻模
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2、镗模导向装置的布置方式和特点
（1）单支承引导
A、单支承前引导 B、单支承后引导
（2）双支承引导
A、双支承前后引导 B 、双支承后引导
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（1）单支承引导
在镗模中只布置一个位于刀具前方或后方的 导向装置引导镗杆。
A、设有镗套，以引导镗杆进行镗孔。 B、可以加工出有较高精度要求的孔或孔系。 C、可广泛用于镗床和组合机床上，也可通过使 用镗床夹具来扩大车床、摇臂钻床的加工范围。
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（2）镗模的组成
A、定位元件； B、夹紧装置； C、导向装置（镗套和镗模支架等）； D、镗模底座。
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（4）支脚设计
1）支脚必须有四个。
2）矩形支脚的宽度或圆柱支脚的直径必 须大于机床工作台T形槽的宽度。
3）夹具的重心、钻削压力必须落在四个 支脚所形成的支承面内。
4）钻套轴线应与支脚所形成的支承面垂 直或平行。
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钻床夹具的支脚
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各类钻模板
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悬挂式钻模扳
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设计钻模板时应注意以下几点：
1）钻模板上安装钻套的孔之间及孔与定位元 件的位置应有足够的精度。
2）钻模板应具有足够的刚度。 3）为保证加工的稳定性，悬挂式钻模板导杆 上的弹簧力必须足够，以使钻模板在夹具上维 持足够的定位压力。
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2）钻套的尺寸、公差及材料
A、钻套导向孔的基本尺寸一般取刀具的最大极限尺寸， 采用基轴制间隙配合。
Bቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ钻套的导向高度H＝1～2.5d（其中，d为钻套孔径）。 加工精度高或被加工孔径小时取较大值，反之取较小值。
C、排屑空间h越大，排屑越方便，但刀具的刚度和孔的加 工精度都会降低，一般根据工件的材料和精度来确定。
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2、钻模的设计要点 （1）钻模类型的选择
1）孔径大于10mm或加工精度较高时，宜采用固定式钻模。 2）翻转式钻模适用于加工中、小型工件。 3）加工分布不在同心圆周上的平行孔系，宜采用固定钻模。 4）孔的垂直度和孔距要求不高时，宜优先采用滑柱钻模。 5）焊接式钻模，一般用于工件孔距公差要求不高的场合。
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（2）钻套的选择和设计
1）钻套类型
A. 固定钻套； B. 可换钻套； C. 快换钻套； D. 特殊钻套。
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标准钻套
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(a)、(b) 固定钻套 (c) 可换钻套 (d) 快速钻套
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特殊钻套
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（2）双支承引导
在镗模中布置两个导向装置引导镗杆，镗 杆和机床主轴采用浮动联接，镗孔的位置精度 主要取决于镗模支架上镗套位置的精度，而不 受机床精度的影响。
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图6-21 双支承前引导
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（1）固定式钻模
1－夹具体；2－支承板；3－削边销；4－圆柱销；5－快夹螺母；6－快换钻套
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（2）回转式钻模
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课程设计题目一
如图1所示，设计加工链子板上2-Φ22mm孔的钻床夹具。图中其他各表面均已加工完毕。
镗杆与机床主轴刚性连接，镗杆的一端直接 插入机床主轴的莫氏锥孔中，并通过调整使镗套 轴线与主轴轴线重合。
这种方式的调整工作比较费时，且机床的精 度影响镗孔精度，一般适于小孔和短孔的加工。
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图6-19 单支承前引导
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图6-20 单支承后引导
320 ± 0.2
1.6
全部
40
140± 0. 04
50 25
2-φ22
400
2
-
φ
1
6
+
0 0
.
1
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课程设计题目二
图2所示为盖扳简图，在钻床上钻9-φ5mm孔，盖板的厚度为20mm。
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课程设计题目三
如图3所示，设计加工端盖上6×Φ6mm小孔的钻孔夹具。图中其他各表面均已加工完毕。
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图6-22 双支承前后引导
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3、镗套的选择和设计
《机床夹具设计》课件
第六部分 典型机床夹具
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6.1 钻床夹具 6.2 镗床夹具 6.3 铣床夹具 6.4 车床夹具 6.5 齿轮加工机床夹具
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6.1 钻床夹具 1、主要类型
（1）固定式钻模 （2）回转式钻模 （3）翻转式钻模 （4）盖板式钻模 （5）滑柱式钻模
D、钻套材料必须有很高的耐磨性。当钻套孔径d≤26mm时， 用T10A钢制造；当d＞26mm时，用20钢制造。
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钻套的尺寸
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（3）钻模板设计
A. 固定式钻模板 B. 铰链式钻模板 C. 可卸式钻模扳 D. 悬挂式钻模扳
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6.2 镗床夹具
1、镗床夹具的特点和组成 2、镗模导向装置的布置方式和特点 3、镗套的选择和设计 4、镗杆与浮动接头
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1、镗床夹具的特点和组成
镗床夹具又称为镗模，主要用于加工箱体或支座 类零件上的孔和孔系。 （1）镗床夹具的特点