新型机床夹具及其气控系统设计
机床夹具设计方法与实例分析
机床夹具设计方法与实例分析1. 引言机床夹具是机械加工过程中不可或缺的工具，它能够稳定固定工件，使得加工过程更加精确和高效。
机床夹具设计的好坏直接影响到加工质量和生产效率。
本文将介绍机床夹具设计的一些常用方法和实例分析，旨在帮助读者了解机床夹具设计的基本原理和实际应用。
2. 机床夹具设计的基本原则2.1 稳定性原则机床夹具设计的首要原则是保证夹具对工件的稳定性。
稳定的夹具能够防止工件在加工过程中产生位移或者抖动，确保加工精度和表面质量。
为了提高稳定性，可以采用合理的夹持方式、合适的夹持力和稳定的夹持位置等方法。
2.2 安全性原则机床夹具设计必须考虑操作人员的安全。
夹具必须能够保护操作人员免受意外伤害，避免夹具本身或者工件脱落造成的意外事故。
合理的设计结构和使用材料能够提高夹具的安全性能。
2.3 便捷性原则机床夹具设计还需要考虑加工过程的便捷性。
合理的夹具设计可以提高工件的装夹和取卸的速度，从而提高生产效率。
夹具的设计应该尽量避免复杂的操作步骤和繁琐的调整过程。
3. 机床夹具设计的方法3.1 夹具定位和夹持方式的选择夹具定位和夹持方式是机床夹具设计的重要环节。
定位方式包括点定位、线定位和面定位等，可以根据工件的形状和加工要求来选择合适的定位方式。
夹持方式包括机械夹持、液压夹持和气动夹持等，可以根据工件的材料和尺寸来选择合适的夹持方式。
3.2 夹具结构设计夹具的结构设计要考虑到工件的形状和尺寸，以及加工过程中的力和热变形等因素。
夹具的结构应该尽量简洁紧凑，便于加工和装夹，同时要保证足够的刚度和稳定性。
合理的结构设计可以提高夹具的寿命和稳定性。
3.3 夹具夹持力的控制夹具的夹持力需要根据工件的材料和加工要求来进行控制。
夹持力过大会导致工件变形或者损坏，夹持力过小则无法稳定固定工件。
夹持力的控制可以通过选择合适的工作面材料、调整夹紧装置的参数和使用适当的夹紧手段等方法。
4. 实例分析4.1 水平加工中心的工件装夹夹具设计水平加工中心是一种常见的工件加工设备，其夹具设计直接关系到工件的加工精度和生产效率。
机床夹具设计课程设计
机床夹具设计课程设计说明书设计题目：钻床夹具设计系别：机械与电子工程学院专业：机械设计制造及其自动化前言夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精细、智能、复合、环保方向开展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向开展。
本次的设计任务是加工零件〔板件〕上的两个孔。
零件属于大批量消费，钻孔要求精度高，所以需要设计一个专用夹具，保证零件加工质量。
由于夹具的利用率高，经济性好，使用元件的功能强而且数量少，配套费用低，降低消费本钱；采用夹紧装置，缩短停机时间，进步消费效率。
设计钻床夹具，首先要分析加工零件的技术要求，运用夹具设计的根本原理和方法，拟定夹具设计方案；在满足加工精度的条件下，合理的进展安装、定位、夹紧；完成草图后考虑零件间的连接关系和螺钉、螺母、定位销等的固定方式，设计合理构造实现零部件间的相对运动，根据零件要求选择材料。
完成钻床夹具的所有设计后，用AutoCAD进展二维图的绘制，首先画好零件图，最后进展装配，标注相关尺寸及技术要求，并用Pro/ENGINEER绘制最终三维效果图，最终进展说明书，任务书的撰写、整理、修改完成设计任务。
目录第一章对加工零件的工艺分析.......................................................... 错误!未定义书签。
1.1 夹具设计 .............................................................................. 错误!未定义书签。
1.2 零件分析 .............................................................................. 错误!未定义书签。
1.2.1 零件图 (1)1.2.2 加工零件图分析 (2)第二章定位方案及误差分析 .............................................................. 错误!未定义书签。
数控机床全自动夹紧系统的设计设计
毕业设计（论文）任务书专业数控班级姓名一、课题名称：数控机床全自动夹紧系统的设计二、主要技术指标:1、定位精度（±0.02）2、换装时间10秒3、夹持力不小于200N4、外形尺寸：500X400X100三、工作内容和要求：本项目从实现工艺装备自动化的途径液压传动技术工装结构出发，以机械制造中轴类零件的工装夹具的自动化夹紧系统设计为目标，研究如何能将工艺装备与数控加工设备柔和成一个整体，实现二者的互控互动，缩短工件的换装时间，提高数控机床的综合利用率。
要求对夹具的机械部分从液压基本回路特点、类型和工作原理出发。
四、主要参考文献：___________________________________________________________1、2、3、4、学生（签名） 2011年 9 月25日指导教师（签名）年月日教研室主任（签名）年月日系主任（签名）年月日毕业设计（论文）开题报告目录封面摘要（Abtract） (7)引言 (9)第一章绪论1.1课题研究的背景及意义1.1.1研究背景及课题来源 (10)1.1.2数控加工工艺装备的研究意义 (11)1.2国内外工艺装备目前的发展情况1.2.1夹具的应用范围分类 (11)1.2.2夹具上的动力源分类 (14)1.2.3夹具的作用 (15)第二章数控机床自动夹紧系统的设计2.1全自动夹具设计方案的确定2.1.1设计目标分析 (15)2.1.2夹具的设计 (17)2.2三爪卡盘液压系统2.2.1液压系统设计要求、工况分析 (26)2.2.2负载的组成和计算 (27)2.2.3液压系统的主要参数 (27)2.2.4拟定液压系统图 (28)2.2.5选择液压元件 (30)2.3数控机床其它液压系统2.3.1回转刀架动作 (31)2.3.2尾座套筒伸缩动作 (32)2.3.3电磁阀电磁铁动作 (33)2.4数控机床液压系统特点 (34)第三章现代机床夹具的发展方向3.1现代机床夹具发展 (34)结束语答谢词参考文献摘要随着数控技术在机械零件加工中的飞速发展和日益及，数控机床及其工装的设计和制造在确保机械零件的生产质量和提高生产率、缩短新产品研究周期等方面越来越重要。
机床夹具设计步骤和实例
机床夹具设计步骤和实例机床夹具是用于在机床上夹持工件或刀具的装置，用于保持工件的位置稳定，使其能够被加工。
机床夹具设计的步骤主要包括需求分析、夹具类型选择、夹具基础结构设计、夹具强度计算、夹具定位系统设计、夹具操作系统设计、夹具零件设计和夹具组装等。
以下为机床夹具设计步骤和一个实例：步骤1：需求分析首先，需要了解加工工件的要求和工艺流程。
通过与工艺人员或工程师的交流，了解工件的形状、材料、尺寸等特性，以及工件的精度要求、加工工艺和工时要求等。
根据需求分析，明确夹具的基本功能、定位方式和操作方式。
步骤2：夹具类型选择根据加工工件的特性和加工工艺的要求，通过参考手册或专业书籍选择合适的夹具类型。
常见的夹具类型包括平板夹具、顶升夹具、转角夹具、滑块夹具、气垫夹具等。
根据不同的工件形状和加工要求，选择适合的夹具类型。
步骤3：夹具基础结构设计根据工件的形状和夹持要求，设计夹具的基础结构。
夹具的基础结构通常由夹紧装置、支撑装置和定位装置组成。
夹紧装置主要用于夹持工件，支撑装置用于保持工件的平衡和稳定，定位装置用于确保工件的位置准确。
步骤4：夹具强度计算根据夹具类型和加工工件的特性，计算夹具的强度。
夹具的强度计算包括静态强度和动态强度两个方面。
静态强度主要考虑夹具在夹持工件时的受力情况，包括切削力、惯性力等；动态强度主要考虑夹具在工件加工过程中的振动和冲击力，保证夹具结构能够承受夹持工件时的各种力。
步骤5：夹具定位系统设计根据工件的定位要求，设计夹具的定位系统。
夹具的定位系统应能够满足工件的精度要求，并确保工件的位置准确。
定位系统常采用定位销、定位块等形式，根据工件的形状和加工特点选择合适的定位方式。
步骤6：夹具操作系统设计根据夹具的使用要求，设计夹具的操作系统。
夹具的操作系统主要包括夹紧装置的控制方式和操作机构的设计。
根据夹紧力的大小和控制精度的要求，选择合适的液压夹紧系统或气动夹紧系统。
步骤7：夹具零件设计根据夹具的基础结构、定位系统和操作系统的设计要求，设计夹具的各个零件。
机床夹具气压控制
机床夹具气压控制在机械制造行业中，机床夹具是非常重要的工具。
机床夹具的作用是夹住工件，将其固定在想要的位置上，以便进行加工。
机床夹具的质量直接影响到加工质量，因此，选择合适的夹具非常重要。
在机床夹具中，气压控制是一种常用的夹紧方式。
使用气压控制的夹具具有快速夹紧和松开、稳定性高、抗震性强等优点。
本文将从机床夹具气压控制的原理、气路设计、气控元件选型等方面进行介绍。
一、机床夹具气压控制的原理机床夹具的气压控制原理是通过气体进行控制。
一般来说，夹具中都会装有一个气动缸，通过气路控制气动缸的进气和排气，使得夹具能够夹紧和松开工件。
当气路中的气体通过电磁阀调整时，气缸中的活塞也会相应地前后移动，从而实现夹紧和松开的目的。
二、气路设计气路设计是机床夹具气压控制中非常重要的一环。
合理的气路设计可以使夹具实现更好的夹紧效果，减少气缸对工件表面的摩擦和磨损。
在气路设计中，需要考虑的因素有气压大小、气缸的缸径和行程、驱动电磁阀的电源等。
另外，还需要考虑夹具本身的结构，比如夹具的杆长、活塞面积、弹性变形等因素。
为了保证夹具的稳定性，还需要在气路中添加缓冲器，以减少气缸在夹紧和松开时的冲击力，延长夹具的使用寿命。
三、气控元件选型在机床夹具气压控制中，常用的气控元件有气缸、电磁阀、压力表、滤波器、快速接头等。
这些元件都扮演着不同的角色，协作起来，使机床夹具的气压控制变得更加精准、稳定、高效。
在选型时，需要考虑夹具本身的性能、夹紧力大小、气动缸的行程大小、温度等环境因素。
同时，还需要考虑这些元件的材料、连接方式、尺寸等因素，以确保整个系统能够平稳运行，并且能够保证操作人员的安全。
四、总结机床夹具气压控制是机械制造行业中不可或缺的技术。
合理的气路设计和气控元件选型，可以使得夹具的夹紧效果更加稳定、高效、安全。
在机床制造中，推广气压控制技术，发挥机床夹具的效能，将是一个重要的发展方向。
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。
一种气动夹具设计方法
一种气动夹具设计方法
气动夹具设计方法是通过使用气动装置来实现夹持和释放工件的一种设计方法。
以下是一种常见的气动夹具设计方法：
1. 确定夹具需求：根据工件的形状、尺寸和夹持要求，确定夹具的主要功能和性能指标，例如夹持力、夹持方式等。
2. 设计夹具结构：根据工件的形状和夹持要求，设计夹具的结构，包括定位元件、夹持元件和控制元件等。
3. 选择气动装置：根据夹具的主要功能和性能指标，选择合适的气动装置来提供夹持和释放的动力。
常见的气动装置包括气缸、气动夹头等。
4. 设计控制系统：设计夹具的控制系统，包括气动装置的控制阀、压力调节器和传感器等。
通过控制系统实现夹具的夹持和释放操作。
5. 进行夹具测试：制作夹具样机，并进行夹持和释放测试，检验夹具的性能指标是否符合要求。
6. 优化设计：根据夹具测试结果和实际使用情况，对夹具的结构和控制系统进行优化设计，提高夹具的性能和稳定性。
7. 制造夹具：根据最终优化的设计方案，制造夹具，并进行工件的试夹和试运行。
8. 调试和使用：进行夹具的调试和使用培训，确保夹具能够正常使用并满足工件的夹持要求。
以上是一种常见的气动夹具设计方法，具体的设计过程和步骤可以根据实际情况进行调整。
机床夹具设计实例
机床夹具设计实例机床夹具是用于固定和定位工件的装置，用于加工过程中保证工件的稳定性和精确性。
下面介绍一个机床夹具设计的实例。
设计背景：工厂需要生产一种特殊型号的零件，该零件具有复杂的形状和尺寸要求。
为了满足零件的加工需求，设计了一款多功能机床夹具。
设计思路：1.确定工件特点：首先，需要对待加工的零件进行分析，了解其特点。
该零件较长，且具有多个复杂的曲面和孔洞，同时需要保证加工的精度和效率。
2.设计夹具结构：根据对工件的分析，制定夹具结构设计方案。
考虑到零件的形状复杂，需要设计一个多功能的夹具，可以在同一个夹具上完成多道工序的加工，提高加工效率。
夹具结构包括底座、夹持部件和定位部件。
3.设计固定夹持部件：设计固定夹持部件来夹持工件，保证工件的稳定性。
根据零件的形状和尺寸要求，设计了多个夹持点，分布在不同的夹持面上。
夹持部件采用可调式夹持方式，根据工件尺寸进行调节，确保夹持力均匀分布，避免工件变形。
4.设计定位部件：设计定位部件用来确保工件在夹持过程中的正确定位，以保证加工精度。
根据零件的特点，设计了多个定位销和定位块，与工件上的定位孔和定位台配合使用，确保工件的位置和姿态准确无误。
5.考虑工艺要求：考虑到零件加工的要求，设计了适合加工该零件的加工工艺。
在夹具上加装刀具支撑和冷却装置，以确保加工过程中的稳定性和切削效果。
6.进行夹具的综合性能检验：对设计出的机床夹具进行综合性能检验。
测试夹具对工件的夹持力和定位精度，检测夹具的刚性和稳定性。
根据测试结果对夹具进行调整和改进，以达到设计要求。
该机床夹具设计实例充分考虑了工件的特点和加工要求，通过综合运用夹持和定位原理，设计了满足复杂形状零件加工需求的多功能机床夹具。
设计过程中注重夹持力的均匀分布和定位的准确性，以满足零件加工的精度和效率要求。
在设计完成后进行了综合性能检验，确保夹具的稳定性和可靠性。
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新型机床夹具及其气控系统设计
杨铁林王永昌刘志艳
1 引言
夹具是工件加工过程中，对工件进行夹紧的装置。
夹具应满足以下使用要求：
(1)在夹紧过程中应能保持工件的既定位置，更好地使工件得到定位。
(2)夹紧应可靠和适当。
既要使工件在加工过程中不产生移动和振动，同时又不使工件产生不允许的变形和表面损伤。
(3)操作安全、方便、省力。
本着上述使用要求，本文设计了桶盖自动夹具。
生产实践表明，该专用自动夹具操作方便，安全可靠，自动化程度高。
与原普通夹具相比，该自动夹具使桶盖生产效率提高了3倍。
2 夹具的设计
(1)结构设计
由于桶盖壁薄等特殊结构限制，使夹具的夹紧方式只能采用外胀型式，以对桶盖的内圆、外圆及端面进行切削。
夹具结构如图1所示。
1.拉杆
2.锁紧螺母
3.导向套
4.底盖
5.套筒
6.弹簧
7.端盖
8.胀爪
9.锥体
图1 夹具结构图
为使工件在夹紧过种中实现自动定心定位，该夹具采用了斜面定心夹紧机构。
夹紧时利用旋转气缸通过拉杆拉动锥体向左移动，通过锥面使三个胀爪同时伸出，对工件进行定心和夹紧。
(2)夹紧力的计算
桶盖切削过程中，夹紧的作用是防止工件在主切削力P
z
的作用下发
生转动和在轴向力P
y
作用下发生轴向移动。
因为桶盖的轴向由夹紧机构的端盖定位，因此夹紧力只须克服主切削力即可。
设每个胀爪的夹紧力为F，则
F＝KP
z
/(3f)
式中：F—每个胀爪夹紧力;
P z —主切削力，由单位切削力计算得P
z
＝2814N;
K—安全系数，综合考虑加工性质、刀具钝化等因素，取K＝2.5;
f—胀爪与工件表面间的摩擦系数，取f＝0．4［1］；
计算得F＝5862N
(3)夹具主要参数的确定
综合考虑斜面的增力比和位移比，取楔角α＝8°，由此计算得夹具所需拉力
Q＝6065N
胀爪的初始外伸量取0.5mm，则斜面的最小位移量为
S＝3．6mm
3 旋转气缸的设计
(1)旋转气缸的结构设计
由于气动系统具有动作迅速，便于控制等许多优点，因此采用旋转气缸实现夹具的夹紧。
旋转气缸的结构如图2所示。
1.导气接头
2.导气轴
3.缸盖
4.活塞
5.活塞杆
6.缸体 A 、B.气道
图2 旋转气缸结构图
导气接头是固定在机床上不旋转的。
导气轴与气缸连在一起，可以在接头里旋转。
导气接头的内腔有两个环形的气槽，它们一边和外边的不动的气道相通，另一边与导气轴的两个气道相通。
环形的气槽保证了导气轴在旋转时，它的两个通向活塞前后腔的气道和外气源相通，控制活塞的往复动作。
(2)气缸主要参数的确定
气动系统的工作压力定为0.5MPa 。
气缸直径为
式中：D —气缸缸径，m ；
Q —夹具所需拉力，N ；
p —气缸工作压力，Pa ；
η—气缸负载率，η＝0.8
计算并圆整得 D ＝0.140m=140mm 。
为了使胀爪在磨损一定量后，夹具仍然能正常工作，提高夹具的使用寿命，取气缸行程S 1＝20mm 。
4 气动系统设计
气动控制系统原理图如图3所示。
系统中采用脚踏式换向阀控制气
缸动作，操作方便、灵活、可靠。
系统耗气量0.1m 3／min 。
图3 气动系统原理图
作者单位：燕山大学(秦皇岛市：066004)
参考文献
［1］哈尔滨工业大学主编.机床夹具设计.上海科学技术出版社，1980
［2］王绍俊主编.机械制造工艺设计手册.北京：机械工业出版社，1985
收稿时间：1997-10-28
出师表
两汉：诸葛亮
先帝创业未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。
然侍卫之臣不懈于内，忠志之士忘身于外者，盖追先帝之殊遇，欲报之于陛下也。
诚宜开张圣听，以光先帝遗德，恢弘志士之气，不宜妄自菲薄，引喻失义，以塞忠谏之路也。
宫中府中，俱为一体；陟罚臧否，不宜异同。
若有作奸犯科及为忠善者，宜付有司论其刑赏，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使内外异法也。
侍中、侍郎郭攸之、费祎、董允等，此皆良实，志虑忠纯，是以先帝简拔以遗陛下：愚以为宫中之事，事无大小，悉以咨之，然后施行，必能裨补阙漏，有所广益。
将军向宠，性行淑均，晓畅军事，试用于昔日，先帝称之曰“能”，是以众议举宠为督：愚以为营中之事，悉以咨之，必能使行阵和睦，优劣得所。
亲贤臣，远小人，此先汉所以兴隆也；亲小人，远贤臣，此后汉所以倾颓也。
先帝在时，每与臣论此事，未尝不叹息痛恨于桓、灵也。
侍中、尚书、长史、参军，此悉贞良死节之臣，愿陛下亲之、信之，则汉室之隆，可计日而待也。
臣本布衣，躬耕于南阳，苟全性命于乱世，不求闻达于诸侯。
先帝不以臣卑鄙，猥自枉屈，三顾臣于草庐之中，咨臣以当世之事，由是感激，遂许先帝以驱驰。
后值倾覆，受任于败军之际，奉命于危难之间，尔来二十有一年矣。
先帝知臣谨慎，故临崩寄臣以大事也。
受命以来，夙夜忧叹，恐托付不效，以伤先帝之明；故五月渡泸，深入不毛。
今南方已定，兵甲已足，当奖率三军，北定中原，庶竭驽钝，攘除奸凶，兴复汉室，还于旧都。
此臣所以报先帝而忠陛下之职分也。
至于斟酌损益，进尽忠言，则攸之、祎、允之任也。
愿陛下托臣以讨贼兴复之效，不效，则治臣之罪，以告先帝之灵。
若无兴德之言，则责攸之、祎、允等之慢，以彰其咎；陛下亦宜自谋，以咨诹善道，察纳雅言，深追先帝遗诏。
臣不胜受恩感激。
今当远离，临表涕零，不知所言。