专用机床夹具设计
机床专用夹具的设计与定位方法(ppt 59页)
第４章 机床夹具
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1-90°圆形基础板; 2-直角槽方支承; 3、11-螺钉; 4、6、9、10-长、圆形支承; 5-简式方支承; 7、12-螺母; 8-V形支承; 13图 4-4 组合夹具
第４章 机床夹具
2. 按夹具的使用机床分类 这是专用夹具设计所用的分类方法。如在车床、铣床、 钻床、镗床等机床上使用的夹具，就称为车床夹具、铣床 夹具、钻床夹具、镗床夹具等。 3. 按夹具的动力源分类 来自 www.372按夹中具国最所大使的资用料的库下动载力源可分为：手动夹具、气动夹具、 液动夹具、气液夹具、电动夹具、电磁夹具等。 各种夹具不论结构如何，其基本原理都是一致的。本 章主要介绍专用夹具的结构设计原理。
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件以φ20h7外圆为定位基准面，在V形块2上定位，用可 调V形块6作辅助支承，采用铰链压板1和两个螺钉5夹紧， 保证尺寸50±0.01 mm 和平行度公差的要求。
第４章 机床夹具
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1-铰链压板; 2-V形块; 3-夹具体; 4-支架; 5-螺钉; 6-可调V形块; 7图 4-2 加工杠杆零件的车床夹具
第４章 机床夹具
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图 4-3 可调夹具
第４章 机床夹具
4) 组合夹具 组合夹具是一种模块化的夹具。标准的模块化元件具 有较高的精度和耐磨性，可组装成各种夹具，夹具使用完 后即可拆卸，留待组装新的夹具。 如图4-4所示为车削管状工件的组合夹具，组装时选用 来自 w9w0w°.372圆2.c形n 中基国最础大板的资1为料库夹下具载 体，以长、圆形支承4、6、9和直 角槽方支承2、简式方支承5等组合成夹具的支架，工件在 支承9、10和V形支承8上定位，用螺钉3、11夹紧，各主要 元件由平键和槽通过方头螺钉紧固连接成一体。
专用夹具设计
二、专用夹具设计的方法步骤
1、已知条件：工艺人员提出的夹具设计任务书， 内容主要包含：工序加工尺寸、位置精度要求；定 位基准；夹紧力作用点、方向；机床、刀具、辅具； 所需夹具数量。
2、设计方法步骤
夹具设计生产过程一般可简单表示成下面框图
⑴准备阶段：明确设计要求、掌握第一 手资料
①收集各种图纸和技术资料 ②了解生产批量和夹具需要量 ③收集有关机床的资料 ④收集有关刀具方面的资料 ⑤收集有关夹具零部件标准 ⑥了解有关本单位制造和使用夹具的情况 ⑦收集国内外同类夹具的资料
④ 钻套下端面与工件加工面之间的空隙S确定
加工脆材：S=(0.3～0.6)d
加工塑材：S=(0.5～1)d
材料愈硬、S愈小；d愈小、S愈大 特殊情况： 在斜面上钻孔，S取小值；孔位精度高时、S=0； 钻L/d＞5的深孔、S=1.5d
⑵ 钻模板：安装钻套的板
①固定式钻模板
② 铰链式钻模板
③ 可卸式钻模板
+0.025 +0.014
+0.039 +0.022
+0.029 +0.016
+0.045 +0.026
H9级精度铰刀
+0.025 +0.014
+0.030 +0.017
+0.036 +0.020
+0.044 +0.025
+0.052 +0.030
+0.062 +0.036
+0.073 +0.042
带导柱铰刀 1－切削部分 2－钻套 3－导柱
b) 钻套导引刀具刃部时
工序
导孔基本 尺寸
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
《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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机床夹具设计步骤和实例
第2节机床夹具设计实例一、钻夹具的设计实例图2-2-20所示为杠杆类零件图样。
图2-2-21所示为本零件工序图。
1．零件本工序的加工要求分析①钻、扩、铰φ10H9孔及φ11孔。
②φ10H9孔与φ28H7孔的距离为(80±0. 2)mm；平行度为0.3mm。
③φ11孔与φ28H7孔的距离为(15±0. 25)mm。
④φ11孔与端面K距离为14mm。
本工序前已加工的表面如下。
①φ28H7孔及两端面。
②φ10H9两端面。
本工序使用机床为Z5125立钻，刀具为通用标准工具。
2．确定夹具类型本工序所加工两孔(φ10H9和φ11)，位于互成90°的两平面内，孔径不大，工件质量较小、轮廓尺寸以及生产量不是很大，因此采用翻转式钻模。
3．拟定定位方案和选择定位元件(1)定位方案。
根据工件结构特点，其定位方案如下。
①以φ28H7孔及一组合面(端面K和φ10H9一端面组合而成)为定位面，以φ10H9孔端外缘毛坯面一侧为防转定位面，限制六个自由度。
这一定位方案，由于尺寸885.0mm公差大，定位不可靠，会引起较大的定位误差。
如图2-2-22(a)所示。
②以孔φ28H7孔及端面K 定位，以φ11孔外缘毛坯一侧为防转定位面，限制工件六个自由度。
为增加刚性，在φ10H9的端面增设一辅助支承，如图2-2-22 (b)所示。
比较上述两种定位方案，初步确定选用图2-2-22(b)所示的方案。
(2)选择定位元件。
①选择带台阶面的定位销，作为以φ28H7孔及其端面的定位元件，如图2-2-23所示。
定位副配合取6728g H φ。
②选择可调支承钉为φ11孔外缘毛坯一侧防转定位面的定位元件，如图2-2-24(a)所示。
也可选择如图2-2-24 (b)所示移动V 形块。
考虑结构简单，现选用图2-2-24(a)所示结构。
(3)定位误差计算①加工φ10H9孔时孔距尺寸(80±0.2)mm 的定位误差计算。
机床夹具的设计步骤
机床夹具的设计步骤一、夹具的设计步骤1．设计准备工作——研究原始资料，明确设计要求和生产条件（1）生产纲领（生产类型）——了解生产批量和对夹具的需用情况；（2）零件图及工序图——了解工件情况、工序要求和加工状态；（3）零件的工艺规程——了解所用机床、刀具等的情况；（4）夹具制造能力——了解夹具制造车间的生产条件和技术现状（5）典型夹具结构及标准——同类型产品的夹具结构、有关夹具标准。
2．确定夹具的结构方案（总体方案）主要包括：（1）确定工件的定位方案，设计定位装置。
根据六点定位原理，确定工件的定位方式，选择和设计定位元件，计算定位误差。
（2）确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置。
确定夹紧力、夹紧机构及动力装置。
（3）确定对刀或导向方案，设计对刀或导向装置。
对刀块或钻套、镗套等的设计。
（4）确定其它元件或装置的结构形式。
定位键、分度装置、连接元件等。
（5）协调各装置、元件的布局，确定夹具在机床上的安装方式以及夹具体的结构型式。
3．绘制夹具装配图按照国家制图标准绘制，应清楚表达出夹具的结构及各装置、元件之间的位置关系。
主视图应取操作者实际工作时的位置。
具体方法和步骤如下：（1）在装配图上，工件看作透明体，用双点划线将工件的外形轮廓、定位基面、夹紧表面及加工表面绘制在各个视图的合适位置上。
（2）依次绘出定位元件或装置、夹紧元件或装置、对刀或导向元件、其它元件、夹具体及连接元件。
（3）标注必要的尺寸、公差和技术要求。
（4）编制夹具明细表及标题栏。
图5-69 实例4．绘制夹具零件图。
画出夹具中非标零件图，并按夹具装配图的要求确定零件的尺寸、公差及技术要求。
——尺寸及公差、形位公差、表面粗糙度等标注要完整、正确。
二、夹具精度校核使用专用夹具加工工件时，影响加工精度的误差因素主要有三个方面：①工件在夹具中的安装误差，包括定位误差、夹紧误差（工件及夹具的夹紧变形）、夹具制造误差、导向误差等；②对定误差，即夹具在机床上的安装误差；③加工过程误差，与切削过程有关的误差。
《机床夹具设计》课程标准
《机床夹具设计》课程标准课程名称：机床夹具设计参考学时：56适用专业：机械制造与自动化一、课程定位《机床夹具设计》服务于机械加工职业工作中“机床夹具设计”这一典型工作任务。
掌握机床的操作、刀具的选择与使用、机械制造工艺的编制、机床专用夹具的设计、量具的使用是从事机械加工生产所必须具备的技能，机床专用夹具设计是非规则零件成批加工生产时需要设计制造的工艺装备，工装的设计制造最终影响机械零件的加工精度、生产效率及生产成本，为此，机械加工工作人员要具有一定的设计专用夹具的能力和分析生产中与夹具有关的技术问题的能力。
通过本课程的学习，学生可以从事机械加工操作中机床专用夹具设计制造工作及与机床夹具相关的工作，经过1—2年的努力可以胜任机床夹具设计现场技术员工作。
《机床夹具设计》的前修课程为《机械制图及CAD》、《机械制造基础》、《机械设计》、《公差配合与技术测量》、《金属切削原理及刀具》、《机械加工设备》、《机械制造工艺学》，后续课程为《机械维修技术》、《先进制造技术》。
二、学习目标学生在教师引导下，根据给定的零件工序加工要求、工厂生产条件和企业需求，并借助机床夹具设计手册等技术资料，进行零件定位方案与夹紧方案的设计，计算定位误差和夹紧力，根据机械加工设备类型设计夹具体和其它对刀导向装置、连接元件及夹具体，分析归纳影响机械零件加工质量的相关因素，进行设计方案对比和评价，最终绘制出机床夹具总图。
学习完本课程后，学生应当能够从事机床夹具设计的工作。
具体包括：1.根据被加工零件的结构特点和加工工序要求，能应用六点定位原理及夹紧原则，合理提出被加工工件某道工序的定位、夹紧方案；2.能根据机械加工设备情况设计机床夹具的对刀导向装置、分度装置、连接元件及夹具体；3.会查阅有关夹具设计的标准、手册、图册等技术资料；4.具有常用机床夹具的使用能力；5.了解现代夹具设计的一般知识；6.具备分析解决与夹具有关的技术问题的能力；7.对机械零件加工的工艺方案提出合理化建议。
31-典型机床专用夹具设计综合实训PPT模板
（2）夹具装配图上应标注的技术要求
① 加工孔的中心线对基准C的对称度为0.03mm。 ② 加工孔的中心线对基准D的垂直度公差为 0.03mm。 ③ 芯轴对基准D的平行度公差为0.05mm。
二、实训总结
通过对钢套钻孔夹具的设计，掌握机床夹具的 基础知识、机床夹具的设计和钻模的设计要点等m。 200.007 0.02
根据夹具上常用配合的参考表所示，选择定位元
件与夹具体的连接用过渡配合H7/r6。
（2）钻套及其尺寸的确定
为了确定刀具相对于工件的位置，夹
具上应设置钻套作为引导元件。由于只需
要加工φ5mm孔，且生产批量不大，所以可 采用固定钻套，如右图所示。钻套安装在
钻模板上，钻模板采用固定式钻模板。
机械制造技术
典型机床专用夹具设计综合实训
下图所示为钢套钻孔工序图，零件材料为Q235A 钢，生产批量为500件，所用机床为Z525型立式钻床， 所用钻头外径为φ5mm。其他尺寸均已精加工完毕， 现需钻φ5mm的孔，其加工精度为IT9级，
表面粗糙度Ra为6.3μm。 要求设计钻φ5mm孔的夹 具（定位元件均有较高精 度，能满足要求）。
典型车床夹具有卡盘式车床夹具和角铁式车床 夹具等。
车床夹具的设计要点主要包括定位元件、夹紧 装置、车床夹具与车床主轴的连接和夹具的总体结 构四部分。
2．铣床夹具
按铣削加工进给方式的不同，铣床夹具可分为 直线进给式、圆周进给式和仿形进给式三种。
铣床夹具的设计要点主要包括保证工件定位的 稳定性和夹紧的可靠性、定向键和对刀装置三部分。
应注意，定位芯轴与工件上φ5mm孔接触 的部位应铣平，用来让刀，避免钻孔后的毛刺 妨碍工件装卸。
② 定位元件尺寸的确定
取定位孔φ 2000.02m1 m直径的最小值为定位芯轴的基 本尺寸。由于需要加工的φ5mm孔表面粗糙度Ra为
《机床夹具设计》PPT课件
按照夹具的用途，可将夹具分为机床夹具、装配夹具、检测夹具 等。
按照夹紧力的力源类型，夹具还可分为手动夹具、气动夹具、液 压夹具、电磁和电动夹具等。
第3章 机床夹具设计
机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社
三爪卡盘
四爪卡盘
万向平口钳
回转工作台
图2-43 通用夹具
分度头
第3章 机床夹具设计
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机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社
L φD
4 零件工序简图
图2-44 专用夹具
第3章 机床夹具设计
机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社
KH1 KH2 KH3
KH4
L φD
L φD
3ห้องสมุดไป่ตู้
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4 L
φD
4 L
φD
第3章 机床夹具设计
机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社
2．装夹的方式 在机床上，工件一般可采用如下几种装夹方式： (1) 直接装夹 直接装夹是将工件的定位基准面直接密切贴合在机床的装夹面 上，不需找正即可完成定位，通过夹紧工件，使其在整个加工过程 中保持正确位置。 在平面磨床的磁力工作台上固定工件等都是直接装夹。
机械制造过程中用来固定加工对象，使之在机床上占有正确 的位置，以便进行机械加工或检测的装置被称为机床夹具，简称 夹具。
夹具设计是直接为机械产品生产服务的一项生产准备工作。 机床夹具设计特点是周期要求短，夹具精度高。
夹具设计与机械加工工艺等关系密切。
第3章 机床夹具设计
机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社
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4 L φD
5机床夹具设计步骤与方法
5.6 机床夹具设计步骤与方法本节着重介绍专用机床夹具的设计步骤与方法，并讨论与此有关的一些问题。
5.6.1 专用夹具设计的基本要求机床专用夹具设计的基本要求可概括为以下几方面：1．保证工件的加工精度这是夹具设计的最基本要求，其关键是正确地确定定位方案、夹紧方案、刀具导向方式及合理制定夹具的技术要求，必要时应进行误差分析与计算。
2．夹具总体方案应与生产纲领相适应在大批量生产时，应尽量采用各种快速、高效结构，如多件夹紧、联动夹紧等，以缩短辅助时间，提高生产率；在中小批量生产中，则要求在满足夹具功能的前题下，尽量使夹具结构简单、容易制造、以降低夹具制造成本。
3．操作方便，使用安全所设计的夹具应能减轻工人劳动强度，如采用气功、液压等机械化夹紧装置，以减轻工人的劳动强度，并可较好地控制夹紧力。
夹具操作位置应符合操作工人的习惯，必要时应有安全保护装置，以确保使用安全。
4．便于排屑切屑积聚在夹具中，会破坏工件正确的定位；切屑带来的大量热量会引起夹具和工件的热变形，影响加工质量；切屑的清扫又会增加辅助时间，降低工作效率；切屑积聚严重时，还会损伤刀具或造成工伤事故。
因此排屑问题在夹具设计时必须给予充分的注意，在设计高效机床夹具时尤为重要。
5．有良好的结构工艺性所设计的夹具应便于制造、检验、装配、调整、维修等。
5.6.2 专用夹具设计的一般步骤专用夹具设计的一般步骤如下：1．研究原始资料，明确设计要求，收集设计资料在接到夹具设计任务书后，首先要仔细地阅读被加工零件的零件图和装配图，清楚地了解零件的作用、结构特点、材料及技术要求。
其次要认真地研究零件的工艺规程，充分了解本工序的加工内容和加工要求、加工余量、定位基准及所使用的工艺装备。
收集有关资料，如机床的技术参数，夹具部件的国家标准、部颁标准、企业标准和厂定标准，典型夹具结构图册，夹具设计指导资料等。
必要时还应了解同类零件所用过的夹具及其使用情况，作为设计时的参考。