车床夹具设计
车床夹具课程设计
车床夹具课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解车床夹具的基本概念、分类及功能，掌握其结构组成和工作原理；2. 学生能够描述车床夹具在机械加工中的重要性，了解其在生产实践中的应用；3. 学生掌握车床夹具的安装、调整及使用方法，了解相关安全操作规程。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析并解决车床加工中常见的夹紧问题；2. 学生能够根据加工需求，合理选择和使用车床夹具，提高加工效率和加工质量；3. 学生能够运用车床夹具进行简单的零件加工，具备一定的动手操作能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械加工领域的兴趣，激发他们学习相关知识的热情；2. 培养学生严谨、细致的学习态度，使他们认识到车床夹具在加工过程中的重要作用；3. 培养学生的团队协作意识，使他们能够在实际操作中互相配合、共同完成任务。
课程性质：本课程为专业技术课程，结合理论教学和实际操作，培养学生的专业技能和实践能力。
学生特点：学生处于中等职业教育阶段，具备一定的机械基础知识和动手能力，对实际操作有较高的兴趣。
教学要求：结合课程内容和学生的学习特点，注重理论与实践相结合，强化操作技能训练，提高学生的实际应用能力。
在教学过程中，注重启发式教学，引导学生主动参与、积极思考，培养他们的创新意识和解决问题的能力。
通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际工作中，为未来的职业生涯打下坚实基础。
二、教学内容1. 车床夹具概述- 夹具的定义、分类及其在机械加工中的作用；- 车床夹具的组成、结构特点及工作原理。
2. 车床夹具的类型与选用- 常见车床夹具的类型及适用范围；- 根据加工需求选择合适的车床夹具；- 夹具的安装、调整及使用方法。
3. 车床夹具的应用实例- 分析典型零件加工中夹具的应用；- 实际操作演示，让学生了解夹具在加工过程中的作用；- 夹具使用注意事项及安全操作规程。
4. 车床夹具操作技能训练- 设计实践操作环节，让学生动手操作，熟悉夹具的使用；- 培养学生根据加工要求，合理选择和安装夹具的能力；- 提高学生运用夹具进行加工的效率和质量。
机床专用夹具及其设计方法
要有快速对刀元件
2、铣床夹 具的构造 主要由夹 具体、定 位板、夹 紧机构、 对刀块、 定向键等 组成
3．铣床夹具的设计
铣床夹具的安装：主要依靠定向键和
百分表校正来提高安装精度。定位键 的结构尺寸已标准化，应按铣床工作 台的T形槽尺寸选定，它和夹具底座 以及工作台T形槽的配合为H7/h6、 H8/h8。两定位键的距离应力求最大
• • • •
1、分度盘锁紧螺母 2、分度盘 3、定位轴 4、压紧螺母
移动式钻模
• 移动式钻模用在立式钻床上，先后钻销 工件同一表面上的多个孔，属于小型夹 具。移动的方法有两种：一种式自由移 动，另一种是定向移动，用专门设计的 轨道和定程机构来控制移动的方向和距 离。
滑柱式钻模
滑柱式钻模是一种标准化，规格化的 通用钻模。钻模体可以通用于较大范围 的不同工件。设计时，只需根据不同的 加工对象设计相应的定位。夹紧元件。 因此，可以简化设计工作。另外，这种 钻模不需另行设计专门的夹紧装置，夹 紧工件方便，迅速，适用于不同类型的 各种中小型零件的孔加工，生产中，尤 其是大批量生产中应用较广。
4、钻套的材料
性能要求：高硬度，耐磨 常用材料：T10A T12A CrMn 或20渗 碳淬火 D≤10mm CrMn D<25mm T10A T12A HRC58~64 D≥25mm 20渗碳淬火 HRC58~64
镗模
（一）镗模的特点及其组成 1、特点：镗床夹具称镗模，主要用于加工 箱体类零件上的孔或孔系通过布置镗套， 可加工出较高精度要求的孔或孔系。 与 钻模相比，它有相同之处，但箱体孔系 的加工精度一般要求较高，其本身精度 比钻模高。
l—台肩销 2—快换垫圈 3—螺母
车床夹具设计要求
车床夹具设计要求
1. 稳定性：车床夹具要能够固定原料，保证加工时的稳定性，防止原料晃动影响加工精度。
2. 刚性：车床夹具要有足够的刚性，能够承受加工时的剧烈冲击与振动，确保加工质量。
3. 精度：车床夹具的夹紧力要能够均匀、合适，确保加工精度和表面质量。
4. 安全性：车床夹具必须能够避免操作人员受伤，包括具有安全保护装置，夹紧力不易失控等。
5. 易于操作：车床夹具的操作应该方便简单，能够快速、准确地夹紧原料和更换原料。
6. 耐用性：车床夹具应该选用优质材料和耐磨性较好的制造工艺，耐用性好，使用寿命长。
7. 尺寸适配：车床夹具应该能够根据实际的加工需求来设计夹具的尺寸，确保加工精确度。
车床夹具设计案例
。 0
－ 0.1
车床夹具设计案例
1.3 设计
（2）限制自由度分析 建 立坐标关系如图所示：
1）形状尺寸
φ90.3
0 －
0.022与限制自由度无
关；
2）保证同轴度φ0.05，
需要限制
；
3）保证位置尺寸5.2
需要限制
；
综合结果应限制
，
工序定位方案合理。
车床夹具设计案例
1.3 设计
（3）定位方案设计
根据工序图要求，采用定心夹紧机构。
车床夹具设计案例 1.3 设计
弹性定心 夹紧机构
车床夹具设计案例
1.3 设计
4.连接元件设计： 本工序所选用的
设备为CA6140，因 切削力不大，夹具 与车床之间采用莫 氏锥度连接，螺杆 拉紧，如图所示。
车床夹具设计案例
1.3 设计
4.连接元件设计 根据车床夹具的结构特点，把连接元件和定位元
件设计为一个整体零件，构成了本夹具的夹具体。 根据《机床夹具设计手册》查得，CA6140主轴的锥 孔为莫氏6号，所以夹具连接部分设计为莫氏6号锥 柄，其轴向尺寸取主轴锥孔轴向尺寸的3/4。锥柄端 部螺孔的大小，依据机床附件拉杆头部螺纹大小确定。 考虑夹具的位置精度，取弹性心轴中心线与莫氏6号 锥柄轴线的同轴度为工件工序同轴度要求的五分之一， 即φ0.05×1/5 = φ0.01。取弹性心轴轴肩端面与莫氏 6号锥柄轴线的垂直度为位置尺寸5.2 公差－0的0.1 五分 之一，即0.1×1/5 = 0.02。
选用带小轴肩的长弹性心轴与工件内孔及端
面接触定位，限制
。
定位基准内孔的尺寸为φ79.8 H7，选与
弹性心轴的配合为φ79.8 H7/ g6。零件的轴
《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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（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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数控车床的夹具设计原理
数控车床的夹具设计原理
数控车床的夹具设计原理主要包括以下几个方面：
1. 夹紧原理：夹具的主要功能是夹住工件，确保工件在加工过程中的稳定性。
夹具通常采用机械夹紧、液压夹紧或气动夹紧等方式，在夹紧过程中要考虑到夹紧力的大小、分布均匀性以及夹紧方式的灵活性等因素。
2. 定位原理：夹具的另一个重要功能是确保工件在加工过程中的准确定位。
夹具设计中要考虑到工件的形状、尺寸以及零件间的相对位置关系，选择适当的定位方式，如销子定位、球锥定位、面板定位等。
3. 支撑原理：数控车床加工过程中，工件需要在夹具内得到合理的支撑，以避免工件在切削力作用下发生变形。
夹具设计中需要考虑到工件的几何特征，确定合适的支撑点，采用支撑块、支撑台等结构形式，提供稳定的支撑面。
4. 切削力分析：夹具设计中还需要考虑到切削过程中产生的切削力，并进行力学分析。
根据切削力的方向和大小，设计夹具的支撑结构，增加夹具的刚性和稳定性，以提高加工精度和表面质量。
5. 运动原理：数控车床加工过程中，夹具需要与机械手、工作台等设备协同工作。
因此，夹具设计中要考虑到夹具的运动特点，确保夹具的操作灵活、方便，与其他设备的运动相匹配。
总之，夹具设计原理在于确保夹具对工件进行牢固夹持和准确定位的同时，提供合理的支撑和增加刚性，以满足数控车床加工过程的要求。
车床夹具设计要点概要
车床夹具设计要点
w w w . xp c .e du . c n
车床专用夹具的典型结构
专用夹具的典型结构
1.心轴类车床夹具 -多用于工件以内孔作为定位基准，加 工外圆柱面的情况。 -常见的车床心轴有圆柱心轴、弹簧心 轴、顶尖式心轴。
车床专用夹具的典型结构
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角铁式车床夹具 •夹具体呈角铁状的车床夹具称之为角铁式 车床夹具。 •特点：结构不对称。 •应用：用于加工壳体、支座、杠杆、接头 等零件上的回转面和端面。.
车床专用夹具的典型结构
卡盘式车床夹具 •特点：用一个以上的卡爪来夹紧工件，多 采用定心夹紧机构，结构对称。 •应用：用于以外圆（或内圆）及端面定位 的回转体的加工。
1-主轴 2-过渡盘 3-专用夹具 4-压块
车床夹具的设计要点
2. 找正基面的设置 1）限位面与主轴同轴 直接找正。 2）限位面偏离回转中心
在夹具体上专门制一孔（或外圆）作为 找正基面。
车床夹具的设计要点
3. 定位元件的设置 应考虑使工件加工表面的轴线与主轴轴线重 合。 a.回转体或对称零件：采用心轴或定心夹紧 式夹具。 b.形状复杂工件：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。
车床夹具的设计要点
1. 在主轴上的安装方式 1）通过主轴锥孔与机床主轴连接。 a.夹具体两端有中心孔时，安装在车床的前 后顶尖上。 b.夹具体带有锥柄时，通过莫氏锥柄直接安 装在主轴锥孔中，并用螺栓拉紧。
车床夹具的设计要点
1. 在主轴上的安装方式 2）通过过渡盘与机床主轴连接。 适用于径向尺寸较大的夹具。 特点：定心准确，刚性好，但加工精度要 求高。
车床夹具的设计要点
CA6140车床手柄轴夹具设计
CA6140车床手柄轴夹具设计CA6140车床手柄轴夹具设计一、引言CA6140是一种经典的卧式车床，广泛应用于机械加工领域。
手柄轴是车床操作中不可或缺的一部分，它的夹具设计对于提高加工效率和保证加工质量具有重要意义。
本文旨在设计一种适用于CA6140车床的手柄轴夹具，以提高加工的稳定性和精度。
二、夹具设计1.定位装置为了确保工件的加工精度，首先需要对手柄轴进行准确定位。
我们采用圆柱定位的方式，根据手柄轴的外形特点，设计一个与其相匹配的圆柱定位套。
定位套的尺寸精度和表面粗糙度需要严格控制，以确保与手柄轴的配合精度。
2.夹紧装置夹紧装置是夹具设计的关键部分，它要求具有一定的刚性和稳定性，以确保在加工过程中不会出现松动或变形。
我们采用液压夹紧的方式，设计一个液压缸和夹紧套筒组成的夹紧装置。
液压缸可以提供稳定的夹紧力，夹紧套筒则与定位套配合，将手柄轴紧紧固定在定位套中。
3.导向装置为了提高加工的精度和稳定性，我们需要设计一个导向装置，使刀具能够精确地沿着手柄轴的轴线进给。
我们采用双导轨的设计方式，上下导轨均与工作台固定，形成一条精确的直线导轨。
通过调整刀具与导轨的距离和角度，可以实现对手柄轴的精确加工。
4.防护装置为了防止加工过程中出现安全隐患，我们设计了一个防护装置。
该装置主要由防护罩和安全开关组成，防护罩可以有效地防止切屑和冷却液溅出，安全开关则可以在发生危险时立即切断电源。
三、夹具使用说明1.将待加工的手柄轴放置在定位套中，确保手柄轴与定位套对齐；2.启动液压系统，将液压缸中的压力油注入夹紧套筒，实现对手柄轴的夹紧；3.根据加工需要，调整刀具与导轨的距离和角度，确保刀具沿手柄轴的轴线进给；4.启动车床主轴，进行加工；5.在加工过程中，操作人员需佩戴防护眼镜和防护服，确保安全；6.加工完成后，关闭液压系统，松开夹紧套筒，取下手柄轴。
四、结论本文设计的CA6140车床手柄轴夹具具有定位准确、夹紧稳定、导向精度高和安全可靠等特点。
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图Ⅷ−10 工件的装配
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图Ⅷ−11 立柱1 的装配
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图Ⅷ−12 立柱2 与螺母的装配
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图Ⅷ−13 压板的装配
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图Ⅷ−14 夹紧机构其余零件的装配
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图Ⅷ−15 夹紧机构的阵列
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图Ⅷ−16 平衡块的装配
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项目8 车床夹具设计
• 任务工单 • 任务1 卡盘式车床夹具设计 •
任务工单
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任务1 卡盘式车床夹具设计
• 8.1.1 卡盘式车床夹具分析
• 卡盘式车床夹具一般用一个以上的卡爪夹紧工件，多采用定心机构， 且多具有对称性结构，常用于以外圆（或内圆）及端面定位的回转体 的加工。广泛应用于通用车床、铣床、钻床及圆磨床上。三爪自定心 卡盘的结构如图Ⅷ−1 所示。
• 图Ⅷ−2 所示为四爪单动卡盘，卡盘的四个爪通过4 个螺杆独立移动 。它的特点是能装夹形状比较复杂的非回转体，如方形、长方形等， 并且夹紧力大。由于其装夹后不能自动定心，所以装夹效率较低，装 夹时必须用划线盘或百分表找正，使工件回转中心与车床主轴中心对 齐。
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任务1 卡盘式车床夹具设计
• 8.2.3 角铁式车床夹具装配过程
• （1）新建装配文件 • （2）夹具体与支撑板的装配
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任务2 角铁式车床夹具设计
• 夹具体与支撑板的装配过程如图Ⅷ−8 所示。 • （3）定位销的装配 • 定位销的装配过程如图Ⅷ−9 所示。 • （4）工件的装配 • 工件的装配过程如图Ⅷ−10 所示。 • （5）夹紧装置的装配 • 夹紧装置包括有立柱、压板、弹簧、螺母、垫片等零件，装配过程如
下。 • ① 立柱1 的装配。 • 立柱1 的装配过程如图Ⅷ−11 所示。
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任务2 角铁式车床夹具设计
• ② 立柱2 与螺母的装配。 • 立柱2 及螺母的装配过程与立柱1 的装配类似，这里不再叙述，装配
结果如图Ⅷ−12所示。 • ③ 压板的装配。 • 压板的装配过程如图Ⅷ−13 所示。 • ④ 压板上螺母与垫片的装配与前面相同，不再叙述；弹簧的装配可
• 8.1.2 卡盘式车床夹具装配思路
• 本任务以四爪单动卡盘的创建过程为例进行讲解，装配思路如图Ⅷ−3 所示。
• 8.1.3 卡盘式车床夹具装配过程
• （1）新建装配文件 • （2）进行夹具体与卡爪的装配，过程 • 夹具体与卡爪的装配过程如图Ⅷ−4 所示。 • （3）螺钉的装配与阵列 • 螺钉的装配与阵列操作过程如图Ⅷ−5 所示。 • （4）保存装配体文件
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图Ⅷ−1 三爪自定心卡盘
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图Ⅷ−2 四爪单动卡盘
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图Ⅷ−3 四爪单动卡盘装配思路
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图Ⅷ−4 夹具体与卡爪的装配过程
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图Ⅷ−5 螺钉的装配与阵列过程
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图Ⅷ−6 角铁式车床夹具
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图Ⅷ−7 角铁式车床夹具装配思路
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图Ⅷ−8 夹具体与支撑板的装配
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图Ⅷ−9 定位销的装配
使用弹簧轴线与立柱轴线重合、弹簧端面与压板底面重合约束进行装 配。装配效果如图Ⅷ−14 所示。 • ⑤ 夹紧机构的阵列。
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任务2 角铁式车床夹具设计
• 夹紧机构的阵列过程如图Ⅷ−15 所示。 • （6）平衡块的装配 • 平衡块的装配过程如图Ⅷ−16 所示。 • （7）保存装配文件
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任务2 角铁式车床夹具设计
• 8.2.1 角铁式车床夹具分析
• 夹具体呈角铁状的车床夹具称为角铁式车床夹具，其结构不对称，用 于加工壳体、支座、杠杆、接头等零件上的回转面和端面。角铁式车 床夹具结构如图Ⅷ−6 所示。
• 8.2.2 角铁式车床夹具装配思路
• 角铁式车床夹具装配思路如图Ⅷ−7 所示。