第4章 典型机床夹具
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01 02 03 04 05 06
添加目录项标题 机床夹具概述
典型机床夹具介绍 机床夹具的设计与选用 机床夹具的制造与使用
典型案例分析
01
添加目录项标题
02
机床夹具概述
定义与作用
机床夹具是一种 辅助工具，用于 在加工过程中固 定工件
特点：磨床夹具具有高 精度、高刚性和高稳定 性等特点，能够保证工 件在磨削过程中的精度 和稳定性。
应用：磨床夹具广泛 应用于机械制造、汽 车制造、航空航天等 领域，是磨削加工中 不可或缺的重要工具。
04
机床夹具的设计与选用
夹具的设计步骤
确定夹具类型和结构形式
确定定位方案和夹紧方式
确定夹具元件的布局和连接方 式
工作原理：车床夹具通过夹紧机构将工件夹紧在机床工作台上，确保工件 在加工过程中的稳定性和精度。
应用范围：车床夹具广泛应用于机械加工领域，尤其在汽车制造、航空航 天、模具制造等领域有着广泛的应用。
铣床夹具
定义：用于装夹工件，实现工件在铣床上定位和固定的装置 分类：按结构可分为通用夹具和专用夹具；按使用范围可分为铣床夹具、钻床夹具等 组成：主要由定位元件、夹紧装置、连接元件、对刀装置等部分组成 特点：具有结构简单、操作方便、定位精种类：金属、 非金属等
材料的选择原则： 根据工件材料、加 工要求、夹具结构 等因素综合考虑
材料的性能要求： 耐磨性、耐腐蚀性、 耐高温性等
材料的加工工艺： 铸造、锻造、焊接 等
05
机床夹具的制造与使用
夹具的制造工艺流程
选择合适的材料和加工方法
按照设计图纸进行加工和制 造
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01 02 03 04 05 06
添加目录项标题 机床夹具概述
典型机床夹具介绍 机床夹具的设计与选用 机床夹具的制造与使用
典型案例分析
01
添加目录项标题
02
机床夹具概述
定义与作用
机床夹具是一种 辅助工具，用于 在加工过程中固 定工件
特点：磨床夹具具有高 精度、高刚性和高稳定 性等特点，能够保证工 件在磨削过程中的精度 和稳定性。
应用：磨床夹具广泛 应用于机械制造、汽 车制造、航空航天等 领域，是磨削加工中 不可或缺的重要工具。
04
机床夹具的设计与选用
夹具的设计步骤
确定夹具类型和结构形式
确定定位方案和夹紧方式
确定夹具元件的布局和连接方 式
工作原理：车床夹具通过夹紧机构将工件夹紧在机床工作台上，确保工件 在加工过程中的稳定性和精度。
应用范围：车床夹具广泛应用于机械加工领域，尤其在汽车制造、航空航 天、模具制造等领域有着广泛的应用。
铣床夹具
定义：用于装夹工件，实现工件在铣床上定位和固定的装置 分类：按结构可分为通用夹具和专用夹具；按使用范围可分为铣床夹具、钻床夹具等 组成：主要由定位元件、夹紧装置、连接元件、对刀装置等部分组成 特点：具有结构简单、操作方便、定位精种类：金属、 非金属等
材料的选择原则： 根据工件材料、加 工要求、夹具结构 等因素综合考虑
材料的性能要求： 耐磨性、耐腐蚀性、 耐高温性等
材料的加工工艺： 铸造、锻造、焊接 等
05
机床夹具的制造与使用
夹具的制造工艺流程
选择合适的材料和加工方法
按照设计图纸进行加工和制 造
机床夹具
机床夹具
(1) 主要支承。工作时起到限制自由度作用的支承称
为主要支承。根据其结构和应用方式不同又分为： ① 固定支承。支承高度固定不变的支承称为固定支承， 有支承钉和支承板两种形式，如图4-5所示。其中图(b)球 头支承钉和图(c)齿纹头支承钉主要用于粗基准定位, 前者 通过减少接触面来保证接触点位置相对稳定; 后者能增大 接触面间的摩擦力，以防工件受力偏移。图(a)平头支承钉、 图(d)光面支承板和图(e)带斜槽支承板用于精基准定位。平 头支承钉用于接触面积较小处，支承板用于接触面积较大 处。图(d)所示支承板的结构简单，制造方便，但切屑不易 清除干净，故适用于侧面和顶面定位; 而图(e)所示支承板 易于清理切屑，适用于底面定位。
第４章
机床夹具
4. 其他装置或元件 除了定位元件、夹紧装置和夹具体外，各种夹具还根
据需要设置一些其他装置或元件，如分度装置、引导装置、 对刀元件等。图4-1中的钻套2和钻模板1就是为了引导钻 头而设ห้องสมุดไป่ตู้的引导装置。
第４章
机床夹具
4.1.2 机床夹具的作用 1. 保证工件的加工精度 采用夹具后，工件各有关表面的相互位置精度是由夹 具来保证的，比划线找正所达到的精度高很多，并且质量 稳定。 2. 提高劳动生产率 采用夹具后，能使工件迅速地定位和夹紧，不仅省去 了划线找正所花费的大量时间，而且简化了工件的安装工 作，显著地提高了劳动生产率。
第４章
机床夹具
② 可调支承。支承点位置可根据需要调整的支承称为
可调支承。图4-6所示为几种常见的可调支承结构。这类 可调支承的结构基本上都是螺钉、螺母形式。图(a)所示的 支承结构可直接用手或扳杆拧动圆柱头来进行调节，一般 适用于轻型工件; 图(b)、(c)所示的支承结构需用扳手进行 调节，适用于重型工件; 图(d)所示的支承结构用来在侧面 进行调节。可调支承一般每加工一批工件需要调整一次， 高度一经调好，就相当于一个固定支承，另外还必须用锁 紧螺母锁紧，以防止松动。
第四章 夹具在机床上的定位
§4-1夹具在机床上的定位
一、夹具在在机床上定位的目的
二、夹具在机床上的定位方式
（一）夹具在工作台面上的连接定位
定向、定位键
U形槽结构
（二）夹具在机床主轴上的连接
（a）主轴锥孔连接 (b)端面B和圆柱孔D (c)短锥面K和端面B （d）过渡盘以锥孔 定位
三、夹具在机床上的定位误差
（一）车床夹具的定位误差
1.心轴： 同轴度误差 2.专用夹具：
（二）铣床夹具的定位误差
（三）钻床夹具的定位误差
四、提高夹具在机床上定位的措施
（一）对夹具进行找整安装 （二）对定位元件定位面进行就地加工
对于铰孔、镗孔、绗孔、拉孔刀具进行浮动连接
§4-2夹
（五）影响对刀精度的因素
§4-3夹具的转位和分度装置
一、分度装置的基本形式
1.轴向分度装置
2.径向分度装置
二、分度装置的对定机构
分度误差
三、分度装置的拔销及锁紧装置
四、精密分度装置
一夹具在在机床上定位的目的第四章夹具在机床上的定位对刀和分度41夹具在机床上的定位二夹具在机床上的定位方式一夹具在工作台面上的连接定位定向定位键u形槽结构二夹具在机床主轴上的连接a主轴锥孔连接b端面b和圆柱孔dc短锥面k和端面b定位三夹具在机床上的定位误差一车床夹具的定位误差1
第四章 夹具在机床上的定位、对刀和分度
1.测量误差 2.定位元件定位面相对对刀装置的位置误差
二、钻床夹具中刀具的对准和导向 （一）钻套的四种形式 1.固定钻套 2.可换钻套 3.快换钻套
4.特殊钻套
（二）钻套引导尺寸和公差的确定
（三）钻套高度和钻套与工件距离
1.钻套高度 钻一般非配合孔，H=(1.5～2)d,钻套内径采用基轴制F8 的公差。 加工IT6、IT7级精度，孔在Ф 12mm以上或加工孔距精度要求在 ±0.10～ ±0.15mm时，H=（2.5～3.5）d。 加工IT7、IT8级精度的孔，孔距精度要求在±0.0.06～ ±0.10mm时 H=（1.25～1.5）(h+B)。 2.钻套与工件的距离
一、夹具在在机床上定位的目的
二、夹具在机床上的定位方式
（一）夹具在工作台面上的连接定位
定向、定位键
U形槽结构
（二）夹具在机床主轴上的连接
（a）主轴锥孔连接 (b)端面B和圆柱孔D (c)短锥面K和端面B （d）过渡盘以锥孔 定位
三、夹具在机床上的定位误差
（一）车床夹具的定位误差
1.心轴： 同轴度误差 2.专用夹具：
（二）铣床夹具的定位误差
（三）钻床夹具的定位误差
四、提高夹具在机床上定位的措施
（一）对夹具进行找整安装 （二）对定位元件定位面进行就地加工
对于铰孔、镗孔、绗孔、拉孔刀具进行浮动连接
§4-2夹
（五）影响对刀精度的因素
§4-3夹具的转位和分度装置
一、分度装置的基本形式
1.轴向分度装置
2.径向分度装置
二、分度装置的对定机构
分度误差
三、分度装置的拔销及锁紧装置
四、精密分度装置
一夹具在在机床上定位的目的第四章夹具在机床上的定位对刀和分度41夹具在机床上的定位二夹具在机床上的定位方式一夹具在工作台面上的连接定位定向定位键u形槽结构二夹具在机床主轴上的连接a主轴锥孔连接b端面b和圆柱孔dc短锥面k和端面b定位三夹具在机床上的定位误差一车床夹具的定位误差1
第四章 夹具在机床上的定位、对刀和分度
1.测量误差 2.定位元件定位面相对对刀装置的位置误差
二、钻床夹具中刀具的对准和导向 （一）钻套的四种形式 1.固定钻套 2.可换钻套 3.快换钻套
4.特殊钻套
（二）钻套引导尺寸和公差的确定
（三）钻套高度和钻套与工件距离
1.钻套高度 钻一般非配合孔，H=(1.5～2)d,钻套内径采用基轴制F8 的公差。 加工IT6、IT7级精度，孔在Ф 12mm以上或加工孔距精度要求在 ±0.10～ ±0.15mm时，H=（2.5～3.5）d。 加工IT7、IT8级精度的孔，孔距精度要求在±0.0.06～ ±0.10mm时 H=（1.25～1.5）(h+B)。 2.钻套与工件的距离
第4章(1) 机床夹具基础知识
第四章
机床夹具基础知识
案例导入
材料：Q235
2
常见的机床夹具
三爪卡盘
四爪卡盘
万向平口钳
回转工作台
分度头
3
组合夹具实例
4
气动虎钳
液压夹具
5
6
本章内容
第一节 第三节 第五节 机床夹具的作用和分类 定位方法与定位元件 工件的夹紧
第二节 工件的定位 第四节 定位误差
第一节
本节要点
机床夹具的作用和分类
图 设计基准示例
34
(2)工艺基准
零件在加工工艺过程中所采用的基准称为工艺 基准。 工艺基准按用途不同又可分:
工序基准 定位基准 测量基准 装配基准
35
① 工序基准
在工序图上，用以确定本工序被加工表面加工后的尺寸、 形状、位置的基准称为工序基准。 其所标注的加工面尺寸称为工序尺寸。
1 2 3
4
6）其他元件及 装置（防护、防 错、分度…）
图2-42 铣轴端槽夹具
1 — V型块 2 — 支撑套 3 — 手柄 4 — 定向键 5 — 夹具体 6 — 对刀块
30
夹具的组成 例2
图
后盖零件图及后盖钻夹具
31
a) 后盖零件图 b) 后盖钻夹具 1—菱形销 2—螺杆 3—螺母 4—开口垫圈 5—圆柱销 6—支承板 7—夹具体 8—钻模板 9—钻套
图 工序基准示例
36
工序基准举例
图 支座零件第1工序（车削）
37
② 定位基准
定位基准是指加工时使工件在机床上或夹具中占据一正确 位置所依据的基准。
38
作为定位基准的点、线、面，可能是工件上的某些面，也 可能是看不见摸不着的中心线、对称线、对称面、球心等。 工件定位时，往往需要通过某些表面来体现，这些面称为 定位基准面。 例如：用三爪自定心卡盘夹持工件外圆，体现以轴线 为定位基准，外圆面为定位基准面 严格地说，定位基准与定位基准面并不相同，但可以 替代，这中间存在一个误差问题。定位精度要求高时， 替代后需计入这个误差。
机床夹具基础知识
案例导入
材料：Q235
2
常见的机床夹具
三爪卡盘
四爪卡盘
万向平口钳
回转工作台
分度头
3
组合夹具实例
4
气动虎钳
液压夹具
5
6
本章内容
第一节 第三节 第五节 机床夹具的作用和分类 定位方法与定位元件 工件的夹紧
第二节 工件的定位 第四节 定位误差
第一节
本节要点
机床夹具的作用和分类
图 设计基准示例
34
(2)工艺基准
零件在加工工艺过程中所采用的基准称为工艺 基准。 工艺基准按用途不同又可分:
工序基准 定位基准 测量基准 装配基准
35
① 工序基准
在工序图上，用以确定本工序被加工表面加工后的尺寸、 形状、位置的基准称为工序基准。 其所标注的加工面尺寸称为工序尺寸。
1 2 3
4
6）其他元件及 装置（防护、防 错、分度…）
图2-42 铣轴端槽夹具
1 — V型块 2 — 支撑套 3 — 手柄 4 — 定向键 5 — 夹具体 6 — 对刀块
30
夹具的组成 例2
图
后盖零件图及后盖钻夹具
31
a) 后盖零件图 b) 后盖钻夹具 1—菱形销 2—螺杆 3—螺母 4—开口垫圈 5—圆柱销 6—支承板 7—夹具体 8—钻模板 9—钻套
图 工序基准示例
36
工序基准举例
图 支座零件第1工序（车削）
37
② 定位基准
定位基准是指加工时使工件在机床上或夹具中占据一正确 位置所依据的基准。
38
作为定位基准的点、线、面，可能是工件上的某些面，也 可能是看不见摸不着的中心线、对称线、对称面、球心等。 工件定位时，往往需要通过某些表面来体现，这些面称为 定位基准面。 例如：用三爪自定心卡盘夹持工件外圆，体现以轴线 为定位基准，外圆面为定位基准面 严格地说，定位基准与定位基准面并不相同，但可以 替代，这中间存在一个误差问题。定位精度要求高时， 替代后需计入这个误差。
《机械制造工程原理》第4章
如对孔系的加工，常用划针在毛坯上按零件图要求先划线，
画出中心线、对称线或各加工表面的加工位臵，然后，按
其划线找正工件在机床上的正确位臵。这种方法称为划线 特点:划线找正的误差较大，因为线宽约有0.2-0.5mm， 找正安装法。 且划线时也会有误差。划线时虽能兼顾各表面的加工余量、 壁厚和装配要求等因素，但由此也增加了划线时间，又需 技术水平高的划线工。这种安装法也仅在单件小批量生产 中使用
2．工件定位的四种方式 （限制工件自由度与加工要求的关系） 工件在夹具中的定位问题，是夹具设计中首先要解 决的主要问题。在分析工件定位的问题时，定位基准 的选择是一个关键问题。工件定位基准一旦被选定， 则其定位方案也基本被确定了。定位基准一般在工艺 规程中选定，设计夹具时可直接引用。但当工艺规程 选定的定位基准不合理时，夹具设计者应会同工艺人 员共同协商进行改选，以使所设计出的夹具结构合理， 操作简便。必须指出，与定位支承点相接触的工件表 面称为定位基面。工件的定位是通过工件定位基面与 定位支承点相接触来实现的。
2. 机床夹具的分类
1）按夹具的使用范围可分为： 通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具等。 2）按所用的机床不同夹具可分为： 钻床夹具、镗床夹具、车床夹具、磨床夹具、拉床夹具等。 3）按夹具上所采用的夹紧动力装置不同可分为： 手动夹具、气动夹具、液压夹具、磁力夹具等。
三爪卡盘
四爪卡盘
万向平口钳
回转工作台
常见定位分析
完全定位：
侧挡销 短圆柱销
平面支承 图2-54 连杆钻孔定位方案
常见定位分析
不完全定位：
侧挡销 短圆柱销
平面支承 图2-54 连杆钻孔定位方案
Z
Y X Z X a）
Z Y X b） Z
第四章_车削加工、车床、车刀
整体式
焊接式
机夹式
可转位式
图4-4 目前数控车削刀具主要采用机夹可转位刀具。
硬质合金涂层刀片
金属陶瓷 螺纹车刀 切断和切槽 刀片 片 刀片 硬质合金刀片
图4-5
图4-6
图4-7 可转位车刀组成 1.刀片 2.刀垫 3.卡簧 4.杠杆 5.弹簧 6.螺钉 7.刀柄
图4.8 可转位车刀的结构 返回目录
图4-13
• 3）在两顶尖之间顶两头装夹
对于长度尺寸较大或加工工序较多、同轴度要求比较高 且需要调头加工的轴类工件，为保证每次装夹时的装夹精 度，可用两顶尖装夹（如图4-14）。其前顶尖为普通顶尖， 装在主轴孔内，并随主轴一起转动，后顶尖为活顶尖装在 尾架套筒内。两顶尖装夹工件方便，不需找正，装夹精度 高，但必须先在工件两端面钻出中心孔，工件利用中心孔 被顶在前后顶尖之间，通过拨盘和卡箍随主轴一起转动 （如图4-15）。 • 如下图所示： •
• 4) 用卡盘和顶尖一夹一顶装夹 • 用两顶尖装夹工件虽然精度高，但刚性较差。因此，车削 质量较大的工件时要一端用卡盘夹住，另一端用后顶尖支撑 （如图4-16）。 为了防止工件由于切削力的作用而产生轴向 位移，必须在卡盘内装一限位支承（注：限位支承比夹持工件 直径稍小，通常采用圆盘料或隔套）或利用工件的台阶面限位 （如下图所示），这样比较安全，能承受较大的轴向切削力， 且安装刚性好，轴向定位准确，因此应用比较广泛。
定心夹紧 车床夹具
1）弹簧夹头 2）液性塑料夹头
1）弹簧夹头 利用弹性筒夹的弹性变形将工件夹紧。（如图4-20所示） 可实现定心夹紧，定心精度一般可达0.02---0.05mm.
图4-20
2）液性塑料弹性夹头
1—夹具体 2—薄壁套筒
第四章 机床夹具原理与设计
三、夹具的分类与组成 机床夹具按通用性程度分类： （1）机床附件类夹具 （2）可调夹具 （3）随行夹具 （4）组合夹具 （5）专用夹具
2、夹具的组成： （1）定位元件 （2）夹紧装置 （3）对刀元件 （4）导引元件 （5）联接元件 （6）夹具体 （7）其它装置
－、工件的自由度 －个尚未定位的工件，其位置是不确定的，它有 六个自由度。定位的实质就是消除工件的自由度。
3、圆锥销
4、圆锥心轴（小锥度心轴）
三、工件以外圆柱面定位时的定位元件 1、V形块
2、定位套
3、半圆套 下面的半圆套是定位元件，上面的半圆套起夹紧 作用。这种定位方式主要用于大型轴类零件及不 便于轴向装夹的零件。
4、圆锥套 常用的反顶尖，由顶尖体1、螺钉2和圆锥套3组 成
四、组合定位分析 ˉ • 实际生产中工件的形状千变万化各不相 同，往往不能用单一定位元件定位单个 表面就可解决定位问题的，而是要用几 个定位元件组合起来同时定位工件的几 个定位面。因此一个工件在夹具中的定 位，实质上就是把前面介绍的各种定位 元件作不同组合来定位工件相应的几个 定位面，以达到工件在夹具中的定位要 求，这种定位分析就是组合定位分析。
• 当某个自由度被重复限制是“过定位”， 过定位一般是不允许的，但当工件定位 面精度较高，位置已有保证时，过定位 往往可提高刚性，也是允许的。
• 值得注意的是，所限制自由度少于六个 时也可能是过定位，但不一定是欠定位。 若支承点分布不合理，欠定位、过定位 可能同时出现。
第二节 常用定位方法及定位元件
jw D d X min
四、定位误差的计算 通常，定位误差可按下述方法进行分析计算： • 一是先分别求出基准位移误差和基准不重合 误差，再求出其在加工尺寸方向上的代数和， 即△dw＝△jb+△jw； • 二是按最不利情况，确定一批工件设计基准 的两个极限位置，再根据几何关系求出此二 位置的距离，并将其投影到加工尺寸方向上， 便可求出定位误差。
机械制造 第四章机床夹具设计原理
3、快换 钻套
4、特殊钻套
（三）钻模板 1、固定式钻模板
2、铰链式钻模板
3、可卸式 钻模板
4、悬挂式钻模板
第六节 各类机床夹具简介 一、车床夹具
二、铣床夹具 （一）直线进给式铣床夹具 1、多件装夹的铣床夹具
2、多工位加工的铣床夹具
3、摆式铣的铣床夹具
4、双工位回转铣的铣床夹具
二、定位的基本原理 要使每个工件相对夹具（机床、刀具） 都占有同一正确加工位置，则就要限制工 件的六个自由度，即X位移、Y位移、Z位 移、和X旋转、Y旋转、Z旋转，这就称为 工件的“六点定位原则”。如图示。
三、定位的类型 （一）完全定位 工件的六个自由度全部被限制而在空间占 有完全确定的唯一位置，称为完全定位。
（2）多向联动夹紧机构
（3）多件联动夹紧机构
（七）定心夹紧机构 1、按定位-夹紧元件的等速移动来实现定心 夹紧
2、按定位-夹紧元件均匀弹性变形来实现定 心夹紧
3、液性塑料夹具
四、夹紧动力源装置 （一）气动夹紧装置
（二）液压夹紧装置 工作原理与结构和气动夹紧装置相似。 和气动夹紧装置相比液压夹紧装置有如下 特点。 1、工作压力高、结构间单，紧凑。 2、夹紧刚性大，工作平稳。 3、噪声小。劳动条件好。
第四章
机床夹具设计原理
第一节 概述 一、夹具的定义及组成 在机械加工中,根据工件的加工要求,使工 件相对机床、刀具占有正确位置（定位）， 并能快速，可靠地夹紧工件（夹紧）的装 置称为夹具。
夹具由以下部分组成 （一）定位元件：使工件相对机床、刀具占 有正确位置的元件。 （二）夹紧装置：快速，可靠地夹紧工件的 装置。 （三）对刀——引导元件：保证刀具与工件 加工表面有正确相对位置的装置。 （四）连接元件：保证夹具相对机床有正确 位置的元件。 （五）夹具体：将夹具各部分连接在一起的 零件。
第四节 各类机床夹具
液压三爪 自定心卡盘
1．数控铣床夹具 ． 对数控铣床夹具的基本要求
夹具应能保证在机床上实现定向安装， 夹具应能保证在机床上实现定向安装，还 要求能协调零件定位面与机床之间保持一 定的坐标尺寸联系。 定的坐标尺寸联系。 夹紧机构元件与加工面之间应保持一定的 安全距离， 安全距离，同时要求夹紧机构元件能低则 从防止夹具与铣床主轴套筒或刀套、 低，从防止夹具与铣床主轴套筒或刀套、 刀具在加工过程中发生碰撞。 刀具在加工过程中发生碰撞。 夹具的刚性与稳定性要好。 夹具的刚性与稳定性要好。
加工磨床尾座 的镗套
镗套：其结构对于孔的几何形状、 镗套：其结构对于孔的几何形状、尺寸精
度及表面粗糙度影响很大， 度及表面粗糙度影响很大 ， 其结构决定了 镗套位置的准确度和稳定性
分为固定式镗套（ 钻套类似） 分为固定式镗套（和 钻套类似 ） 和 回 固定式镗套 转式镗套 随镗杆转动） 镗套（ 转式镗套（随镗杆转动）
机械制造工程——第四章 ——第四章
第四节
各类 机床 夹具
一、车床夹具
1．车床夹具的分类 ． 车床主要用于加工零件的内、 车床主要用于加工零件的内、外圆柱 面、回转成形面、螺纹以及端平面等 回转成形面、 根据夹具的安装位置分为
安装在车床主轴上的夹具 安装在滑板或床身上的夹具
按使用范围分为
通用车夹具、专用车夹具、 通用车夹具、专用车夹具、组合夹具
固定模板式钻模
专用 回转式 钻模
专用 移动式 钻模
60º翻转式钻模 翻转式钻模
盖板式钻模
滑柱 钻模的 通用 结构
2．钻床夹具的设计特点 ．
钻床夹具的设计主要考虑钻套的设计。 钻床夹具的设计主要考虑钻套的设计。 钻 套是用来引导钻头、扩孔钻、 套是用来引导钻头 、扩孔钻、铰刀等孔加 工刀具，加强刀具刚度， 工刀具，加强刀具刚度， 并保证加工孔和 工件其它表面有准确的相对位置
现代机械制造基础-典型机床夹具
四、典型机床夹具设计特点
1．钻床夹具 2．镗床夹具 3．铣床夹具 4．车床夹具
钻床夹具
组成： 钻模板、钻套、定 位元件、夹紧装置、 钻模体
固定式钻模
盖板式式钻模
回转式式钻模
钻床夹具中使用刀具导向元件----钻套
① 衬套与钻模板的配合H7/n6 。 ① 钻套与衬套的配合。 F7/m6 、F7/k6，间隙较大，更换 方便
五 夹具设计的步骤
3) 绘制夹具总图 4) 确定并标注有关尺寸、配合及技术条件 (1) 应标注的尺寸及配合 ① 工件与定位元件的联系尺寸； ② 夹具与刀具的联系尺寸； ③ 夹具与机床的联系尺寸； ④ 夹具内部的配合尺寸； ⑤ 夹具的外廓尺寸。 (2) 应标注的技术条件 ① 定位元件之间或定位元件与夹具体底面间的位置要求； ② 定位元件与连接元件间的位置要求； ③ 对刀元件与连接元件间的位置要求； ④ 定位元件与导引元件的位置要求。
(3) 确定夹紧机构。
采用螺母和开口垫片进行夹紧。
(4) 确定其它装置和夹具体。
(5) 绘制总装图。
(6) 标注有关尺寸、配合及技术条件。
夹具设计举例
工件的安装与加工过程
夹具设计举例
加工后工件的拆卸过程
夹具总图上尺寸标注
夹具上常用配合的选择
垂直度
长柱销限制 X、X、Z、 Z四个自由 度
Φ8
Z
0.08 14±0.1 A
3.2
中心线 位置
X
O Y
A
基准重合原 则选基准孔 基准重合原 则选基准面
小端面限 制Y自由度 靠销限制 Y自由度
需进行定位 误差计算
图2-48 需保证的工序尺寸
夹具设计举例
(2) 确定导向装置。 采用快换钻套，用固定钻模板支撑钻套。
1．钻床夹具 2．镗床夹具 3．铣床夹具 4．车床夹具
钻床夹具
组成： 钻模板、钻套、定 位元件、夹紧装置、 钻模体
固定式钻模
盖板式式钻模
回转式式钻模
钻床夹具中使用刀具导向元件----钻套
① 衬套与钻模板的配合H7/n6 。 ① 钻套与衬套的配合。 F7/m6 、F7/k6，间隙较大，更换 方便
五 夹具设计的步骤
3) 绘制夹具总图 4) 确定并标注有关尺寸、配合及技术条件 (1) 应标注的尺寸及配合 ① 工件与定位元件的联系尺寸； ② 夹具与刀具的联系尺寸； ③ 夹具与机床的联系尺寸； ④ 夹具内部的配合尺寸； ⑤ 夹具的外廓尺寸。 (2) 应标注的技术条件 ① 定位元件之间或定位元件与夹具体底面间的位置要求； ② 定位元件与连接元件间的位置要求； ③ 对刀元件与连接元件间的位置要求； ④ 定位元件与导引元件的位置要求。
(3) 确定夹紧机构。
采用螺母和开口垫片进行夹紧。
(4) 确定其它装置和夹具体。
(5) 绘制总装图。
(6) 标注有关尺寸、配合及技术条件。
夹具设计举例
工件的安装与加工过程
夹具设计举例
加工后工件的拆卸过程
夹具总图上尺寸标注
夹具上常用配合的选择
垂直度
长柱销限制 X、X、Z、 Z四个自由 度
Φ8
Z
0.08 14±0.1 A
3.2
中心线 位置
X
O Y
A
基准重合原 则选基准孔 基准重合原 则选基准面
小端面限 制Y自由度 靠销限制 Y自由度
需进行定位 误差计算
图2-48 需保证的工序尺寸
夹具设计举例
(2) 确定导向装置。 采用快换钻套，用固定钻模板支撑钻套。
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第二节 钻床夹具
固定钻套(GB/T 2263-1991)如图4一5(a),(b)所示 分 所示.分 固定钻套 如 一 所示 A,B型两种 型两种. 型两种 可换钻套(GB/T 2264-1991)如图4一5(c)所示。 所示。 可换钻套 如 一 所示 快换钻套(GB/T 2265-1991)如图4一5(d)所示。 所示。 快换钻套 如 一 所示 因工件的形状或被加工孔的位置需要而不能使用标准钻套时. 因工件的形状或被加工孔的位置需要而不能使用标准钻套时 需自行设计的钻套称特殊钻套常见的特殊钻套如图 所示。 需自行设计的钻套称特殊钻套常见的特殊钻套如图4-6所示。 所示
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第一节 车床夹具
3.夹具的安装误差 夹具的安装误差
∆ A = X 1max − X 2 max
式中 X1max一过渡盘与主轴间的最大配合间隙; 一过渡盘与主轴间的最大配合间隙 X2max一过渡盘与夹具体间的最大配合间隙 一过渡盘与夹具体间的最大配合间隙.
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第一节 车床夹具
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第一节 车床夹具
2.找正基面的设置 找正基面的设置 为了保证车床夹具的安装精度.安装时应对夹具的限位表面进 为了保证车床夹具的安装精度 安装时应对夹具的限位表面进 行仔细地找正。若夹具的限位面为与主轴同轴的回转面.则直 行仔细地找正。若夹具的限位面为与主轴同轴的回转面 则直 接用限位表面找正它与主轴的同轴度. 接用限位表面找正它与主轴的同轴度 若限位面偏离回转中 则应在夹具体上专门制一孔(或外圆 作为找正基面.使该 心.则应在夹具体上专门制一孔 或外圆 作为找正基面 使该 则应在夹具体上专门制一孔 或外圆)作为找正基面 面与机床主轴同轴.同时 它也作为夹具的设计、 同时.它也作为夹具的设计 面与机床主轴同轴 同时 它也作为夹具的设计、装配和测量 基准. 基准 为保证加工精度.车床夹具的设计中心 即限位面或找正基面) 车床夹具的设计中心(即限位面或找正基面 为保证加工精度 车床夹具的设计中心 即限位面或找正基面 对主轴回转中心的同轴度应控制在Ф0.01㎜之内 限位端面 对主轴回转中心的同轴度应控制在 ㎜之内.限位端面 (或找正端面 对主轴回转中心的跳动量也不应大于 或找正端面)对主轴回转中心的跳动量也不应大于 或找正端面 对主轴回转中心的跳动量也不应大于0.01㎜。 ㎜
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第一节 车床夹具
4.夹紧装置的设置 夹紧装置的设置 车床夹具的夹紧装置必须安全可靠。夹紧力必须克服切削力、 车床夹具的夹紧装置必须安全可靠。夹紧力必须克服切削力、 离心力等外力的作用.且自锁可靠 对高速切削的车、磨夹具. 且自锁可靠。 离心力等外力的作用 且自锁可靠。对高速切削的车、磨夹具 应进行夹紧力克服切削力和离心力的验算。 应进行夹紧力克服切削力和离心力的验算。若采用螺旋夹紧 机构一般要加弹簧垫圈或使用锁紧螺母。 机构一般要加弹簧垫圈或使用锁紧螺母。 5.夹具的平衡 5.夹具的平衡 应有平衡措施.以消除回转不平衡产生的振动现象 以消除回转不平衡产生的振动现象。 应有平衡措施 以消除回转不平衡产生的振动现象。常采用配 重法来达到车床夹具的静平衡。 重法来达到车床夹具的静平衡。在平衡配重块上应开有弧形 以便调整至最佳平衡位置后用螺钉固定;也可一采用在夹 槽.以便调整至最佳平衡位置后用螺钉固定 也可一采用在夹 以便调整至最佳平衡位置后用螺钉固定 具体上加工减重孔来达到平衡。 具体上加工减重孔来达到平衡。
第四章 典型机床夹具
第一节 第二节 第三节 第四节 车床夹具 钻床夹具 铣床夹具 镗床夹具
第一节 车床夹具
一、车床夹具的典型结构
1.心轴类车床夹具 心轴类车床夹具 心轴类车床夹具多用于以内孔作为定位基准.加工外圆柱面的 心轴类车床夹具多用于以内孔作为定位基准 加工外圆柱面的 情况。常见的心轴有圆柱心轴、弹簧心轴、顶尖心轴、 情况。常见的心轴有圆柱心轴、弹簧心轴、顶尖心轴、液性 介质弹性心轴等. 介质弹性心轴等 为圆柱心轴、 为弹簧心轴、 图4一1为圆柱心轴、图4一2为弹簧心轴、图4一3为顶尖式 一 为圆柱心轴 一 为弹簧心轴 一 为顶尖式 心轴、 为液性介质弹性心轴。 心轴、图4一4为液性介质弹性心轴。 一 为液性介质弹性心轴 2.角铁式车床夹具 角铁式车床夹具 夹具体呈角铁状的车床夹具称为角铁式车床夹具.其结构不对 夹具体呈角铁状的车床夹具称为角铁式车床夹具 其结构不对 用于加工壳体、 称.用于加工壳体、支座、杠杆、接头等零件上的回转面和端 用于加工壳体 支座、杠杆、 面。
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第一节 车床夹具
6.夹具的结构要求 夹具的结构要求 (1)结构要紧凑 悬伸长度要短 结构要紧凑.悬伸长度要短 结构要紧凑 (2)车床夹具的夹具体应制成圆形 夹具上 包括工件在内 的 车床夹具的夹具体应制成圆形.夹具上 包括工件在内)的 车床夹具的夹具体应制成圆形 夹具上(包括工件在内 各元件不应伸出夹具体的轮廓之外.当夹具上有不规则的突出 各元件不应伸出夹具体的轮廓之外 当夹具上有不规则的突出 部分.或有切削液飞溅及切屑缠绕时 应加设防护罩。 或有切削液飞溅及切屑缠绕时.应加设防护罩 部分 或有切削液飞溅及切屑缠绕时 应加设防护罩。 (3)夹具的结构应便于工件在夹具上安装和测量 切屑能顺利 夹具的结构应便于工件在夹具上安装和测量.切屑能顺利 夹具的结构应便于工件在夹具上安装和测量 排出或清理。 排出或清理。
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第一节 车床夹具
3.定位元件的设置 定位元件的设置 设置定位元件时应考虑使工件加工表面的轴线与主轴轴线重 对于回转体或对称零件一般采用心轴或定心夹紧式夹具. 合。对于回转体或对称零件一般采用心轴或定心夹紧式夹具 以保证工件的定位基面、加工表面和主轴三者的轴线重合。 以保证工件的定位基面、加工表面和主轴三者的轴线重合。 对于壳体、支架、托架等形状复杂的工件.由于被加工表面与 对于壳体、支架、托架等形状复杂的工件 由于被加工表面与 工序基准之间有尺寸和相互位置要求.所以各定位元件的限位 工序基准之间有尺寸和相互位置要求 所以各定位元件的限位 表面应与机床主轴旋转中心具有正确的尺寸和位置关系。 表面应与机床主轴旋转中心具有正确的尺寸和位置关系。 为了获得定位元件相对于机床主轴轴线的准确位置.有时采用 为了获得定位元件相对于机床主轴轴线的准确位置 有时采用 床加工”的方法.即限位面的最终加工就在使用该夹具的 “临床加工”的方法 即限位面的最终加工就在使用该夹具的 机床上进行.加工完之后夹具的位置不再变动 加工完之后夹具的位置不再变动.避免了很多中 机床上进行 加工完之后夹具的位置不再变动 避免了很多中 间环节对夹具位置精度的影响。 间环节对夹具位置精度的影响。
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第二节 钻床夹具
一、钻床夹具的类型
1.固定式钻模 固定式钻模 固定式钻模.在使用的过程中 在使用的过程中.钻模在机床上的位置是固定不 固定式钻模 在使用的过程中 钻模在机床上的位置是固定不 动的这类钻模加工精度较高.主要用于立式钻床上加工直径较 动的这类钻模加工精度较高 主要用于立式钻床上加工直径较 大的单孔.或在摇臂钻床上加工平行孔系 或在摇臂钻床上加工平行孔系。 大的单孔 或在摇臂钻床上加工平行孔系。 2.回转式钻模 回转式钻模 加工同一圆周上的平行孔系、 加工同一圆周上的平行孔系、同一截面内径向孔系或同一直 线上的等距孔系时.钻模上应设置分度装置带有回转式分度装 线上的等距孔系时 钻模上应设置分度装置带有回转式分度装 置的钻模称为回转式钻模。 置的钻模称为回转式钻 钻床夹具
2.钻套的尺寸、公差及材料 钻套的尺寸、 钻套的尺寸 一般钻套导向孔的基本尺寸取刀具的最大极限尺寸.钻孔时其 一般钻套导向孔的基本尺寸取刀具的最大极限尺寸 钻孔时其 公差取F7或 粗铰孔时公差取G7精铰孔时公差取 精铰孔时公差取G6。若 公差取 或F8.粗铰孔时公差取 粗铰孔时公差取 精铰孔时公差取 。 被加工孔为基准孔(如 被加工孔为基准孔 如H7,H9)时.钻套导向孔的基本尺寸可 时 钻套导向孔的基本尺寸可 一取被加工孔的基本尺寸.钻孔时其公差取 钻孔时其公差取F7或 时 铰 一取被加工孔的基本尺寸 钻孔时其公差取 或F8时.铰H7 孔时取F7.铰H9孔时取 若刀具用圆柱部分导向 如接长扩 孔时取E7若刀具用圆柱部分导向 孔时取 铰 孔时取 若刀具用圆柱部分导向(如接长扩 孔钻、铰刀等)时 可一采用 配合. 孔钻、铰刀等 时.可一采用 H7/[f7(g6)]配合 配合
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第一节 车床夹具
三、车床夹具的加工误差
工件在车床夹具上加工时.加工误差的大小受工件在夹具上的 工件在车床夹具上加工时 加工误差的大小受工件在夹具上的 定位误差、夹具误差、 定位误差、夹具误差、夹具在主轴上的安装误差和加工方法 误差的影响。 误差的影响。
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第一节 车床夹具
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第一节 车床夹具
二、车床夹具设计要点
1.车床夹具在机床主轴上的安装方式 车床夹具在机床主轴上的安装方式 车床夹具与机床主轴的配合表面之间必须有一定的同轴度和 看可靠的连接 其通常的连接方式有以下几种。 靠的连接.其通常的连接方式有以下几种 看可靠的连接 其通常的连接方式有以下几种。 (1)夹具通过主轴锥孔与机床主轴连接。 夹具通过主轴锥孔与机床主轴连接。 夹具通过主轴锥孔与机床主轴连接 (2)夹具通过过渡盘与机床主轴连接。 夹具通过过渡盘与机床主轴连接。 夹具通过过渡盘与机床主轴连接
1.定位误差 定位误差 由于C面既是工序基准 又是定位基准.基准不重合误差为零 面既是工序基准.又是定位基准 基准不重合误差为零。 由于 面既是工序基准 又是定位基准 基准不重合误差为零。 工件在夹具上定位时.定位基准与限位基准是重合的 定位基准与限位基准是重合的.基准位 工件在夹具上定位时 定位基准与限位基准是重合的 基准位 移误差也为零.因此 尺寸(45士0.05) ㎜的定位误差等于零。 因此.尺寸 的定位误差等于零。 移误差也为零 因此 尺寸 士 2.夹具误差 夹具误差 夹具误差为限位基面与止口轴线间的距离误差. 夹具误差为限位基面与止口轴线间的距离误差