专用机床夹具设计的全过程

• 以上的设计步骤是一般程序，在实际工作中其 顺序是可以交叉的。在夹具总体设计的全过程 中，各部分的设计将是不断完善。 • 我建议：要想设计好夹具最好多研究几个成熟 的夹具，搞清别人的设计意图。然后自已再动 手设计。总之，多研究几个夹具比较好。
• 这是一个角铁式夹具，要考虑夹具与车床 主轴的连接方式。 • 是否考虑动平衡？ • 悬臂长度要尽可能短。现状若短不了该如 何采取办法？
2、夹具总图设计
（1）夹具体的选取（结构、材料及热处理）： 铸件、锻件和焊接件，以铸件居多。 （2）连接元件的设置（大多是标准件）。 （3）对刀、导向装置的考虑等。 （4）总体布局，画装配图。
2.2夹具总图上尺寸、公差配合和技术要求的标注
总图应标注的尺寸（和公差配合）： • ①、夹具外形的最大轮廓尺寸。 • ②、工件与定位元件之间的联系尺寸。 • ③、对刀导向元件与定位元件之间的联系 尺寸。 • ④、与夹具位置有关的尺寸。 • ⑤、其它装配尺寸。
• 夹具体最好采用铸件。
圆盘类车夹具:
• 工件图
夹具的设计要求：
• 1）保证工件的加工精度要求。即夹具要满 足：工件在夹具中的正确定位；夹具在机 床上的正确位置；刀具（相对于工件）的 正确位置。 • 2）达到加工的生产率要求。 • 3）机床夹具结构要紧凑，便于安装、维修； 便于工人操作方便、安全、省力。 • 4）满足夹具一定的使用寿命和经济性要求。
2.3.3
夹具的其它要求：
• 如夹具的平衡与密封，装配性能要求，有 关机构的调整参数、主要零件的磨损范围 和极限以及使用中的注意事项。 • 这些应在夹具设计总图上标注清楚。
夹具体的设计
1、夹具体的作用及基本要求：
夹具体是夹具的基本元件。夹具的基面与机床连接，其它工 作表面则装配各种元件和装置，以组成夹具的总体。 基本要求： 1）夹具体的结构形式一般由机床的有关参数和加工方式而定。 2）有一定的精度和良好的结构工艺性。 夹具体有三个重要表面：夹具体在机床上的安装面、装配 定位元件表面和装配对刀或导向元件的表面。一般应以夹 具体的基面为主要设计基准及工艺基准。这样有利于制造、 装配、使用和维修。 3）要有足够的强度和刚度。 对于铸件夹具体其壁厚一般取15—30mm。焊接夹具体的壁 厚取8—15 mm。若需用加强肋的则厚度取为壁厚的0.7— 0.9倍。 4）在机床工作台上安装的夹具，应使其重心尽量低，夹具体 的高度尺寸要小。
夹具的设计步骤：
• 工件的定位方案设计，要注意满足： • 定位设计应遵循的3项基本原则： • 1）依循基准重合原则。使定位基准与工 序基准重合。 • 2）合理选择主要定位基准。 • 3）便于工件的装夹和加工，并使夹具的 结构简单。
对定位元件的要求：
• 1）足够的精度：指定位元件的制造精度要高。 • 2）足够的耐磨性：定位元件要耐磨、可靠，使用 寿命长。 • 3）足够的强度和刚度。 • 4）良好的结构工艺性。 • 5）定位元件与夹具体的连接既要紧固，又要打上 定位销。钻模板与夹具体也是如此；对刀块与夹 具体也上如此；镗模的镗套支架与夹具体也是如 此。
• 定位装置的方案设计：
应限制几个自由度，定位方案的布置、有多个 方案时还应注意方案的比较、筛选，定位元件的 确定。
夹紧方案的设计：
• 夹紧装置、机构的考虑，要能满足生产率 要求。 • ①、夹紧过程中，不改变工件定位后所占 据的正确位置。 • ②、夹紧力的大小要可靠适当，即要稳固， 又要不产生过大的夹紧变形。 • ③、在保证生产率的前提下，其结构力求 简单，便于加工、维修。 • ④、夹紧装置应操作方便、安全、省力。
4、绘制夹具零件图
（1）零件图、标题栏； （2）明细表。 （3）写计算设计说明书（含精度误差分析）。
3、夹具制造的工艺性
1）保证制造精度的方法：修配法、调整法。
夹具体的设计
2）夹具的结构工艺性：注意加工和维修的工艺性；注意装 配测量的工艺性；注意夹具的使用性能。
4、现代机床夹具简介
现代机床夹具的发展方向：精密化、高效化、柔性化和标 准化。 成组夹具：在成组技术里面使用到，在民用工业里不多见， 在兵器工业里有。 通用可调夹具：通用可调虎钳、通用可调三爪卡盘、通可 调钻模等。 组合夹具：主要用于加工中心机床上。有点象小孩子玩玩 具——搭积木。 随行夹具：主要用于组合机床生产线上。特别是中小型零 件的加工生产线上。
专用机床夹具设计的全过程
• 夹具设计是在对零件进行工艺规程设计 （简称排工艺）的基础上进行的。 • 夹具设计是针对工艺过程中的某一道工序 的加工要求来进行的。 • 设计的依据是工序图上的加工技术要求 （尺寸精度、位置精度）。
热处理
• 调质:HB230--269
修整螺纹
• 板牙M20X1.5 回丝
2.3.2 公差配合的选择：
（1）对于工作时有相对运动，但无精度要求 H9 H 11 的部分，可选用 d 9 、c11 等配合； H7 H7 H7 （2）对于需要固定的构件可选用 n6 、p6 、 r6 等配合； 7 H7 H7 （3）若用 H 、 、 等配合，则应加紧固定 js6 m6
k6
螺钉使构件固定。见教案。
图2电机转子轴铣键槽工序图
专用机床夹具设计的全过程
1、拟定夹具的结构方案； 2、夹具总图设计； 3、夹具精度的校核； 4、绘制夹具零件图。
机床夹具设计
1、拟定夹具的结构方案 （1）选择定位方案 （2）设计定位元件 （3）设计夹紧装置（夹紧方案：施力方向、 力的作用点、是否考虑辅助夹紧、辅助支 承等。） （4）考虑夹具的总体布局。 （5）夹具与机床的对定、连接（夹紧）方式。 （6）考虑到夹具装拆、起吊、定位元件的更 换用夹具的维修方便。 （7）夹具体的结构设计。 （8）对刀、导向装置的设计。 （9）其它元件及装置的设计。
夹具体的设计
5）夹具的结构应简单、紧凑，尺寸要稳定，残余应力要小。 6）要有适当的容屑空间和良好的排屑性能。 7）要有较好的外观。
2、夹具体的设计：
1）铸造结构。首先要符合铸造工艺性。材料一般用HT150或 HT200。展示书中的几个图。 2）锻造结构。一般都是采及自由锻制成的。材料用40、 40Cr等。热处理用调质、正火或回火。形状一般比较简单。 3）焊接结构。有些夹具结构不是太复杂，要求制造成周期 短，此时采用焊接的方法较好。夹具材料用：Q235、20 钢等。焊接后要注意退火以消除焊接应力。 4）拼装结构（略讲）。
总图应标注的位置公差：
①、定位元件之间的位置公差。 ②、连接元件（含夹具体基面）与定位元件之间的 位置公差。 ③、对刀或导向元件的位置公差。 公差数值的确定：一般可按以下方式选取： k 。 ①、夹具上的尺寸公差和角度公差取（1/2-1/5） 。 ②、夹具上的位置公差取（1/2-1/3） ③、当加工工件尺寸为未标注公差时，夹具取。 ④、工件为未标注形位公差的加工面时，按GB1184 中7、8级精度的规定选取。 从夹具的生产经验来看，对生产规模较大，要求夹 具有一定使用权用寿命时，夹具的有关公差可取 得小些；对加工精度较低的夹具则可取较的公差。
k
2.3 总图应标注的位置公差：
①、定位元件之间的位置公差。 ②、连接元件（含夹具体基面）与定位元件 之间的位置公差。 ③、对刀或导向元件的位置公差。
2.3.1公差数值的确定：一般可按以下方式选取
①、夹具上的尺寸公差和角度公差取工件尺寸公差的（1/21/5）。 ②、夹具上的位置公差取工件尺寸公差的（1/2-1/3）。 ③、当加工工件尺寸为未标注公差时，夹具取正负0.1mm。 ④、工件为未标注形位公差的加工面时，按GB1184中7、8 级精度的规定选取。 从夹具的生产经验来看，对生产规模较大，要求夹具有一定 使用权用寿命时，夹具的有关公差可取得小些；对加工精 度较低的夹具则可取较大的公差。