第五章 典型机床夹具设计解析
合集下载
机械制造技术基础第5章-3
（2）钻模板
作用：用于安装钻套。 类型：固定式、铰链式、分离式和悬挂式等。
固定式钻模板：钻模板直接固定在夹具体上，结构简单， 分离式钻模板：装卸工件方便，精度比铰链式高。
精度较高，但装卸工件困难。
1—钻模板；2—钻套；3—夹紧元件；4—工件
图5-62 分离式钻模板
铰链式钻模板：装卸工件方便，但铰链处存在间隙，故精
1—线圈；2—吸盘；3—隔磁体；4—铁芯；5—导磁体；6—工件；7—夹具体；8—过渡盘 图5-78 电磁卡盘
2．车床夹具设计要点
（1）车床夹具总体结构
夹具的结构应尽量紧凑，重心应尽
量靠近主轴端，一般要求夹具悬伸 不大于夹具轮廓外径。对于弯板式
车床夹具和偏重的车床夹具，应很
好地进行平衡。通常可采用加平衡 块（配重）的方法进行平衡。
当工件定位面较复杂或有其他特殊要求时（例如为了获 得高的定位精度或在大批量生产时要求有较高的生产率）， 应设计专用车床夹具。
如图所示为一弯板式车床夹具，用于加工壳体零件的孔和端面。
1—平衡块；2—防护罩；3—钩形压板
图5-76 弯板式车床夹具
返回第40页
如图所示为一种利用夹紧元件均匀变形实现自动定心夹紧 的心轴——液塑心轴。这种心轴有较好的定心精度，但由于 薄壁套扩张量有限，故要求工件定位孔精度在8级以上。
定位键与夹具体配合多采用H7/h6，为了提高夹具的安装精度，定 位键的下部（与工作台T形槽配合部分）可留有余量进行修配，或在 安装夹具时使定位键一侧与工作台T形槽靠紧，以消除间隙的影响。
夹具体
定位键
定位键
（2）对刀装置
对刀装置用以确定夹具相对于刀具的位置。铣床夹具的对刀 装置主要由对刀块和塞尺构成。
第五章 典型机床夹具设计解析
27
夹具体 定位键
定位键 28
定位键（GB/T2206-91）
29
夹具位置的找正
30
（2）对刀装置
➢ 对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定夹 具和刀具的相对位置。 ➢ 对刀装置的结构形式取决于加工表面的形状。
31
标准对刀块
32
图6-34 对刀装置
33
标准对刀塞尺
34
（3）夹具体的设计
镗套的主要技术要求： 1）镗套内径公差带、内孔与外圆的同轴度； 2）镗套内、外表面粗糙度值； 3）镗套用衬套的内、外径公差带；
78
4）衬套内孔与外圆的同轴度等
4、镗杆与浮动接头
（1）镗杆导引部分 ：整体式和镶条式。 （2）镗杆直径和轴向尺寸 （3）镗杆的材料及主要技术要求
79
图6-25 镗杆导引结构
72
固定式镗套
73
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。
74
回转式镗套
75
回转式镗套（内滚式）
76
图6-24 回转式镗套的引刀槽及刀尖健
77
（2）镗套的材料及主要技术要求
镗套的材料：常用20钢或20Cr钢渗碳，一般情况下， 镗套的硬度应低于镗杆的硬度。
靠模和滚柱的材料：T8A、T10A或20、20Cr渗碳淬硬至58～62HRC。 25
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
夹具体 定位键
定位键 28
定位键（GB/T2206-91）
29
夹具位置的找正
30
（2）对刀装置
➢ 对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定夹 具和刀具的相对位置。 ➢ 对刀装置的结构形式取决于加工表面的形状。
31
标准对刀块
32
图6-34 对刀装置
33
标准对刀塞尺
34
（3）夹具体的设计
镗套的主要技术要求： 1）镗套内径公差带、内孔与外圆的同轴度； 2）镗套内、外表面粗糙度值； 3）镗套用衬套的内、外径公差带；
78
4）衬套内孔与外圆的同轴度等
4、镗杆与浮动接头
（1）镗杆导引部分 ：整体式和镶条式。 （2）镗杆直径和轴向尺寸 （3）镗杆的材料及主要技术要求
79
图6-25 镗杆导引结构
72
固定式镗套
73
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。
74
回转式镗套
75
回转式镗套（内滚式）
76
图6-24 回转式镗套的引刀槽及刀尖健
77
（2）镗套的材料及主要技术要求
镗套的材料：常用20钢或20Cr钢渗碳，一般情况下， 镗套的硬度应低于镗杆的硬度。
靠模和滚柱的材料：T8A、T10A或20、20Cr渗碳淬硬至58～62HRC。 25
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
项目五-机床夹具设计-车床、铣床夹具
CA6140 普通卧式车床
一、车床（磨床）夹具的类型与特点
1.安装在车床主轴上的夹具 这类夹具中，除了各种卡盘、花盘、顶尖等通用夹具或机 床附件外，还可根据加工需要设计各种心轴或其它专用夹具， 加工时夹具随同机床主轴一起旋转，刀具作进给运动。 2.安装在车床床鞍上的夹具 对于某些形状不规则和尺寸较大的工件，常常把夹具安装 在车床床鞍上。刀具安装在车床主轴上作旋转运动，夹具作
图5.9 圆周进给式铣床夹具工作原理 1－转台 2－夹具 3－粗铣刀 4－精铣刀
3） 靠模进给的铣夹具
带有靠模装置的铣床夹具，用于专用或通 用铣床上加工各种成形面（直线、曲线和立体）。 靠模夹具的作用是使主进给运动和由靠模 获得的辅助运动合成加工所需要的仿形运 动。 按照主进给运动的运动方式，靠模铣床夹 具可分为直线进给、圆周进给两种。
单工位夹具
这类夹具安装在铣床工作台上，随工作台一起 作直线进给运动。按照在夹具上一次装夹工件 的数目，它可分为单工位夹具和多工位夹具。 图5-7为单工位加工铣夹具。在卧式铣床上加 工分离叉4的两个内侧面。工件以锥头顶销2 和柱头定位销5及右支座6的端面在孔中定位 限制5个自由度；工件背面靠在支承板上，形 成完全定位。拧紧螺母夹紧工件。
（2）对于径向尺寸较大的夹具，用过渡盘连接，过
渡盘的结构如图2-28b、c所示。
对于径向尺寸D ＜ 140mm，或 D ＜ （2~3）d的小 型夹具，其联接结构如图5－28a所示。
4.找正孔或找正圆
在车床夹具的夹具体上一般应设置有找正孔或找正圆， 如图5-1和图5-27所示。找正孔或找正圆既是车床夹具在 车床主轴上安装时，保证车床夹具与车床主轴同轴度的 找正基准，也是车床夹具装配时的装配基准，还常常是 夹具体本身加工过程中的工艺基准。
第五章机床夹具
①螺旋式：结构简单，易顶起工件，用限力板手，逐个调整、
效率低、常用于单件小批生产中
②自位式：效率高，弹簧力不可太大，tgа＜f，保证自锁 ③推引式： 适用于工件 较重，切削 负荷大的场
合
（二）工件以内孔定位
工件以内孔定位时，常用的有：定位销、定位心轴、 自动定心机构（如三爪卡盘、弹簧心轴等〕。 1）定位销 分固定式和可换式，圆柱销和菱形销
(5)随行夹具：切削加工中隨帶安裝好 的工件在各工位间被自动送转移动的 机床夹具。隨行夹具主要用于自动生 产线﹑加工中心、柔性生产线。
7 6 5 4 3 2 1
8
9
10
11
12
13 14
15 16 17
18
组合夹具
1—加筋角铁（2） 2—槽用螺栓（6） 3—平键（10） 4—方形支承 5—定位支承 6—方 形支承 7—平垫圈 8—六角螺母（8） 9 —槽用螺栓 10—钻套螺钉 11—快换钻套 12— 钻模板 13—圆形定位销 14—工件 15—方形支承 16—角铁 17—压紧螺钉 18—基础板
②支承板
用于较大已加工平面的定位，所以常出现在精基准定位
中，一个支承板的作用，相当于两个支承钉，消除两个自由 度。
a.结构形式及应用场合：
A型 制造简单，常用于底面定位 B型 切有斜槽，易于清屑，常用于侧面定位
b.应用场合：用于难以用支承钉布置成合适的、稳定的定位中。
①工件刚度不足，定位面又小,并且切削力不能恰好作用在支承上。 图(a) ②薄板上钻孔，支承钉使工件变形。图(b) ③承受较大力的 场合，保护精加 工表面。 ④方便安装：如
根据加工要求应限制 X , Y , X , Y
2. 分析定位元件所能限制的自由度 Z , X ,Y 1）大平面限制
效率低、常用于单件小批生产中
②自位式：效率高，弹簧力不可太大，tgа＜f，保证自锁 ③推引式： 适用于工件 较重，切削 负荷大的场
合
（二）工件以内孔定位
工件以内孔定位时，常用的有：定位销、定位心轴、 自动定心机构（如三爪卡盘、弹簧心轴等〕。 1）定位销 分固定式和可换式，圆柱销和菱形销
(5)随行夹具：切削加工中隨帶安裝好 的工件在各工位间被自动送转移动的 机床夹具。隨行夹具主要用于自动生 产线﹑加工中心、柔性生产线。
7 6 5 4 3 2 1
8
9
10
11
12
13 14
15 16 17
18
组合夹具
1—加筋角铁（2） 2—槽用螺栓（6） 3—平键（10） 4—方形支承 5—定位支承 6—方 形支承 7—平垫圈 8—六角螺母（8） 9 —槽用螺栓 10—钻套螺钉 11—快换钻套 12— 钻模板 13—圆形定位销 14—工件 15—方形支承 16—角铁 17—压紧螺钉 18—基础板
②支承板
用于较大已加工平面的定位，所以常出现在精基准定位
中，一个支承板的作用，相当于两个支承钉，消除两个自由 度。
a.结构形式及应用场合：
A型 制造简单，常用于底面定位 B型 切有斜槽，易于清屑，常用于侧面定位
b.应用场合：用于难以用支承钉布置成合适的、稳定的定位中。
①工件刚度不足，定位面又小,并且切削力不能恰好作用在支承上。 图(a) ②薄板上钻孔，支承钉使工件变形。图(b) ③承受较大力的 场合，保护精加 工表面。 ④方便安装：如
根据加工要求应限制 X , Y , X , Y
2. 分析定位元件所能限制的自由度 Z , X ,Y 1）大平面限制
典型机床夹具设计
典型机床夹具设计导言：机床是一种用于加工金属材料的设备，而夹具则是用于固定工件以便进行加工的装置。
夹具的设计对于提高加工效率、保证加工质量具有重要意义。
在本文中，我将详细说明典型机床夹具的设计要点和流程。
一、夹具设计的基本原理1.根据工件形状确定夹具类型：夹具类型可以分为夹持式夹具和定位式夹具两种。
夹持式夹具是通过夹紧力将工件固定在工作台上，而定位式夹具则是通过夹紧力和力矩将工件在工作台上定位。
2.确定夹具夹持点和定位点：夹具夹持点是指夹具夹持工件的位置，定位点是夹具将工件定位在工作台上的位置。
对于复杂形状的工件，夹持点和定位点的确定需要考虑工件的刚性和稳定性。
3.设计夹具夹持和定位元件：夹具夹持和定位元件是夹具中用于夹持和定位工件的部件。
夹持元件一般包括夹爪、夹头和夹具床身等，而定位元件则包括定位销、定位块和工作台等。
二、典型机床夹具设计要点1.确定夹具夹持方式和原理：根据工件的形状和加工要求，选择合适的夹持方式和夹持原理。
常用的夹持方式有机械夹持、气动夹持和液压夹持等。
2.考虑夹具的可靠性和稳定性：夹具设计要考虑夹具在加工过程中的可靠性和稳定性。
夹具的夹持力应该足够强，以确保工件在加工过程中不会发生位移或变形。
3.考虑夹具的操作便利性：夹具的设计还应考虑操作的便利性。
夹具的结构要简单，易于调整和操作。
夹具上的操作手柄和调节螺母等部件应该方便操作人员进行调整和操作。
4.考虑夹具的生产成本：夹具的设计还应考虑生产成本。
夹具的设计要尽量简化，减少使用材料和加工工序，以降低生产成本。
三、典型机床夹具设计流程1.分析工件形状和加工要求：首先要对工件的形状和加工要求进行分析，确定工件的夹持和定位需求。
2.选择夹持方式和原理：根据工件的形状和加工要求，选择合适的夹持方式和夹持原理。
3.确定夹持点和定位点：根据工件的形状和加工要求，确定夹具的夹持点和定位点。
4.设计夹持和定位元件：根据夹持方式和原理，设计夹具的夹持和定位元件。
第五章机床夹具设计原理
普通高等教育“九五”国家级 重点教材
机械制造技术
夹具
夹具
• 机床夹具概述 • 定位基准 • 工件在夹具中的定位 • 工件的夹紧 • 组合夹具和随行夹具
5.1 机床夹具概述
【本章目的】 •（１）理解机床夹具基本知识；
【本章要目】 •（１）机床夹具的组成 •（２）机床夹具的分类 •（３）机床夹具的功用
础件使其联接成为一个整体，这个基础件称 为夹具体。
• (4)对刀、导向元件 为了调整刀具的位置，在夹具上设有确定
刀具（如铣刀等）位置或引导刀具（孔加工用 刀具）方向的元件。
• (5)其它元件及装置 如分度装置等。
机床夹ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的分类1
根据所使用的机床可将夹具分为： • 车床夹具 • 铣床夹具 • 钻床夹具（钻模） • 镗床夹具（镗模） • 磨床夹具 • 齿轮机床夹具等
【本章要目】 • （１）工件的定位； • （２）工件定位的基本原理
5.2.1 工件定位的基本原理
• 六点定位原理 • 支承点与定位元件 • 完全定位与不完全定位 • 欠定位与过定位
一 、定位基准
• 基准： 是用以确定生产对象上几何要素间的几何
关系所依据的点，线，面。 • 定位基准：在加工中用以定位的基准。 • 基面：
图2－107 完全定位与不完全定位
完全定位
• 工件的六个自由度完全被限制的定位称 为完全定位。
不完全定位
• 按加工要求，允许有一个或几个自由度 不被限制的定位称为不完全定位。
欠定位与过定位
• 按工序的加工要求，工件应该限制的自 由度而未予限制的定位，称为欠定位。 在确定工件定位方案时，欠定位时绝对 不允许的。
• 标准化结构 • 三爪卡盘、四爪卡盘、平口钳、万能分
机械制造技术
夹具
夹具
• 机床夹具概述 • 定位基准 • 工件在夹具中的定位 • 工件的夹紧 • 组合夹具和随行夹具
5.1 机床夹具概述
【本章目的】 •（１）理解机床夹具基本知识；
【本章要目】 •（１）机床夹具的组成 •（２）机床夹具的分类 •（３）机床夹具的功用
础件使其联接成为一个整体，这个基础件称 为夹具体。
• (4)对刀、导向元件 为了调整刀具的位置，在夹具上设有确定
刀具（如铣刀等）位置或引导刀具（孔加工用 刀具）方向的元件。
• (5)其它元件及装置 如分度装置等。
机床夹ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的分类1
根据所使用的机床可将夹具分为： • 车床夹具 • 铣床夹具 • 钻床夹具（钻模） • 镗床夹具（镗模） • 磨床夹具 • 齿轮机床夹具等
【本章要目】 • （１）工件的定位； • （２）工件定位的基本原理
5.2.1 工件定位的基本原理
• 六点定位原理 • 支承点与定位元件 • 完全定位与不完全定位 • 欠定位与过定位
一 、定位基准
• 基准： 是用以确定生产对象上几何要素间的几何
关系所依据的点，线，面。 • 定位基准：在加工中用以定位的基准。 • 基面：
图2－107 完全定位与不完全定位
完全定位
• 工件的六个自由度完全被限制的定位称 为完全定位。
不完全定位
• 按加工要求，允许有一个或几个自由度 不被限制的定位称为不完全定位。
欠定位与过定位
• 按工序的加工要求，工件应该限制的自 由度而未予限制的定位，称为欠定位。 在确定工件定位方案时，欠定位时绝对 不允许的。
• 标准化结构 • 三爪卡盘、四爪卡盘、平口钳、万能分
模块5典型机床夹具设计《机床夹具设计》教案
模块5 典型机床夹具设计【知识目标】常见的典型机床夹具结构(车床夹具、铣床夹具、镗床夹具及钻床夹具)特点；典型机床夹具一般是由定位装置、夹紧装置、夹具体及其它装置或元件所组成；常见的典型机床夹具工作特性。
【技能目标】掌握典型机床夹具结构的及其应用；在各种装置和元件设计的基础上，能对典型的机床夹具予以分析；培养学生查阅“设计手册”和资料的能力，逐步提高学生处理实际工程技术问题的能力。
通过前面几个模块的学习，讲述了机床夹具的基本设计思路、方法以及特点等方面的知识。
对于设计好的每一套专用夹具如何更好地去发挥它自身的作用，即考虑该夹具与哪类机床（车床、铣床、镗床及钻床等）工作台或主轴装配才能加工出合格的机械零部件。
因此,本模块主要介绍各类机床夹具的典型结构、工作原理及工作特性。
【任务描述】如图5-1所示连杆类零件，需要在车床加工φ40 mm的孔，请设计机床上所使用的专用工装夹具。
图5-1 连杆类零件加工φ40 mm孔工序图【任务分析】图5-1为连杆类零件加工φ40mm孔工序图，要设计一套机床夹具来满足加工要求。
首先要分析工件的定位方式及应限制的自由度，其次根据零件的加工要求选择典型机床夹具的类型，最后要对设计的夹具进行精度分析及经济性分析。
【任务引导】(1)工件定位与夹紧概念是什么？工件夹紧是由什么装置实现的？(2)典型车床夹具夹紧装置的组成和基本要求是什么？(3)夹紧力确定的基本原则是什么？(4)钻床夹具基本夹紧机构有哪些？主要结构特点是什么？(5)生产现场典型车床夹具的类型有哪些？【知识准备】学习情境5.1 车床夹具设计在车床上用来加工工件的内外圆柱面、圆锥面、回转成形面、螺旋面及端面等的夹具称为车床夹具。
车床夹具大多安装在车床主轴上，少数安装在车床床鞍或床身上（应用很少，本节不作介绍）。
安装在车床主轴上的夹具除三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、花盘、前后顶尖以及拨盘与鸡心夹头的组合通用车床夹具外(这些夹具已标准化，并可作为机床附件独立配置)，通常还需设计专用车床夹具。
机械制造工艺与机床夹具第5章
工件的六个自由度
2、六点定位原则 定位，即限制自由度。用合理设置的6个支承点，限制工件 定位，即限制自由度。用合理设置的6个支承点， 个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定， 的6个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定，即工件定 位的“六点定位原理” 位的“六点定位原理”。
矩形工件的定位
轴类零件的定位
（二）工件以孔定位 常用的定位元件有圆柱销和各种心轴；定位基准为孔的中心线。 常用的定位元件有圆柱销和各种心轴；定位基准为孔的中心线。
圆柱定位销
长销限制4个自由度；短销限制2个自由度。 长销限制4个自由度；短销限制2个自由度。 L/d<0.5视为短 L/d>1.2视为长 视为短； 视为长。 L/d<0.5视为短；L/d>1.2视为长。
3、工件定位中的几种情况 1）完全定位 指工件的六个自由度全部被限制。 指工件的六个自由度全部被限制。
2）不完全定位 根据加工要求，并不需要限制工件的全部自由度。 根据加工要求，并不需要限制工件的全部自由度。
在车床上加工轴的通孔，使用三爪卡盘夹外圆，限制工件的4个自由度， 在车床上加工轴的通孔，使用三爪卡盘夹外圆，限制工件的4个自由度，采 用四点定位可以满足加工要求。 用四点定位可以满足加工要求。 工件在平面磨床上采用电磁工作台装夹磨平面，且只有厚度及平行度要求， 工件在平面磨床上采用电磁工作台装夹磨平面，且只有厚度及平行度要求， 故只用三点定位。 故只用三点定位。
螺钉压板
第二节 工件的定位原则及定位元件
一、工件定位的基本原理
自由度，六点定位原则， 自由度，六点定位原则，工件定位中的几种情况
本节内容 二、定位方法及定位元件
分别以平面、 分别以平面、孔、外圆定位
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3）夹具的结构还应便于工件的安装、测量和切屑的顺利 排出或清理。
13
第二节 铣床夹具
铣床夹具主要用于加工零件上的平面、凹槽、键槽、花 键、缺口及各种成形面。
铣削加工时，夹具通常随工作台一起作进给运动。
14
15
卧式铣床
16
立式铣床
17
龙门铣床
1、主要类型
（1）直线进给式 （2）圆周进给式 （3）靠模式
7
（3）花盘式车床夹具
1、3、4－定位套；2－定位销
8
2、车床夹具设计要点
（1）夹具与机床的连接方式
由于加工中车床夹具随车床主轴一起回转，夹 具与主轴的连接精度直接影响夹具的回转精度，故 要求车床夹具与主轴二者轴线有较高的同轴度，且 要连接可靠。根据夹具径向尺寸的大小，夹具在机 床主轴上的安装连接一般有两种方式 ：
（1） 圆出工件成形面的准确外形。 （2）从工件的加工轮廓面或回转中心作均分的平行线或 辐射线。 （3）在平行线或辐射线上以铣刀半径r作与工件外形轮廓 相切的圆，得铣刀中心的运动轨迹。
（4）从铣刀中心沿各平行线或辐射线截取长度等于k的线 段，得到滚柱中心的运动轨迹，然后以滚柱半径R作圆弧， 再作这些圆弧的包络线，即得靠摸板的轮廓曲线。
➢ 夹具通过主轴锥孔与主轴连接
➢ 夹具通过过渡盘与机床主轴连接 9
车床夹具与机床主轴的连接
10
（2）定位元件的设计要点
加工回转面时，定位元件的结构和布置必须保证 工件被加工面的轴线与车床主轴的旋转轴线重合。
➢ 对于同轴的轴套类和盘类工件，要求夹具定位元件工 作表面的中心轴线与夹具的回转轴线重合，同轴度误差应 控制在0.01mm之内； ➢ 对于壳体、接头或支座等工件，被加工的回转面轴线 与工序基准之间有尺寸联系或相互位置精度要求时，则应 以夹具轴线为基准确定定位元件工作表面的位置。
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。
26
（2）特殊元件设计
1）定位键 ➢ 定位键安装在夹具底面的纵向槽中，一般
使用两个，用开槽圆柱头螺钉固定。 ➢ 定位键有矩形和圆形两种，常用定位键的断 面为矩形。 ➢ 对于位置精度要求高的夹具，常不设置定位 键，而用找正的方法安装夹具。
➢ 夹具体上各种装置的布置应紧凑，加工面尽可能靠近工
作台面，以降低夹具的重心，一般夹具的高宽之比应限制
在H／B≤1～1.25范围内。
➢ 夹具体应具有足够的刚度和强度，必要时设置加强肋。
➢ 夹具体上应合理地设置耳座，以便与工作台连接。
➢ 夹具体应具有足够的排屑空间，并注意切屑的流向，使
清理切屑方便。
➢ 对于重型铣床夹具，在夹具体上应设置吊装孔或吊环，
27
夹具体 定位键
定位键 28
定位键（GB/T2206-91）
29
夹具位置的找正
30
（2）对刀装置
➢ 对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定夹 具和刀具的相对位置。 ➢ 对刀装置的结构形式取决于加工表面的形状。
31
标准对刀块
32
图6-34 对刀装置
33
标准对刀塞尺
34
（3）夹具体的设计
靠模和滚柱的材料：T8A、T10A或20、20Cr渗碳淬硬至58～62HRC。 25
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
以便于搬运。
35
图6-35 夹具体和耳座
36
第三节类型
（2）回转式钻模 （3）翻转式钻模
（4）盖板式钻模
（5）滑柱式钻模
37
（1）固定式钻模
38
1－夹具体；2－支承板；3－削边销；4－圆柱销；5－快夹螺母；6－快换钻套
（3）靠模铣床夹具
带有靠模装置的铣床夹具，用于专用或通用 铣床上加工各种成形面。靠模夹具的作用是使主 进给运动和由靠模获得的辅助运动合成加工所得 需的仿形运动。
按照主进给运动的运动方式，靠模铣床夹具 可分为直线进给和圆周进给两种。
23
（a）直线进给
（b）圆周进给
24
靠模铣床夹具
靠模板轮廓曲线的绘制过程
3
1、主要类型
（1）心轴类 （2）角铁式 （3）花盘式
4
（1）心轴类车床夹具
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 式心轴等。
5
工件
6
弹簧心轴
（2）角铁式车床夹具
1－削边销；2－圆柱销；3－过渡盘；4－夹具体；
5－定程基面；6－导向套；7－平衡块；8－压板；9－工件
第二篇
机床夹具设计
主讲：陶福春
1
第五章 典型机床夹具设计
第一节 钻床夹具 第二节 镗床夹具 第三节 铣床夹具 第四节 车床夹具
2
第一节 车床夹具
车床主要用于加工零件的内外圆柱面、圆 锥面、螺纹以及端平面等。上述表面都是围绕 机床主轴的旋转轴线而成形的，因此车床夹具 一般都安装在车床主轴上，加工时夹具随机床 主轴一起旋转，切削刀具作进给运动。
11
（3）夹紧装置的设计要点
➢ 夹紧机构必须产生足够的夹紧力，自锁性 能要良好。优先采用螺旋夹紧机构。 ➢ 对于角铁式夹具，还应注意施力方式，防 止引起夹具变形。
12
（4）车床夹具的平衡及结构要求
对角铁式、花盘式等结构不对称的车床夹具：
1）设计时应采用平衡装置以减少由离心力产生的振动及 主轴轴承的磨损； 2）夹具结构应力求简单紧凑，轻便且安全，悬伸长度尽 量小，使重心靠近主轴前支承。
19
直线进给式铣床夹具
20
（2）圆周进给式铣床夹具
圆周进给式铣床夹具一般在有回转工作台的 专用铣床上使用。在通用铣床上使用时，应进行 改装，增加一个回转工作台。
这种夹具结构紧凑，操作方便，在不停车的 情况下装卸工件，机动时间与辅助时间重叠，是 高效铣床夹具，使用于大批量生产。
21
22
图6-30 圆周进给式铣床夹具
18
（1）直线进给式铣床夹具
这类夹具安装在铣床工作台上，加工中随工 作台一起作直线进给运动。按照在夹具上装夹工 件的数目，它可分为单件夹具和多件夹具。
多件夹具广泛用于成批生产或大量生产的中、 小零件加工。它可按先后加工，平行加工，或平 行—先后加工等方式设计铣床夹具，以节省切削 的基本时间或使切削的基本时间重合。
13
第二节 铣床夹具
铣床夹具主要用于加工零件上的平面、凹槽、键槽、花 键、缺口及各种成形面。
铣削加工时，夹具通常随工作台一起作进给运动。
14
15
卧式铣床
16
立式铣床
17
龙门铣床
1、主要类型
（1）直线进给式 （2）圆周进给式 （3）靠模式
7
（3）花盘式车床夹具
1、3、4－定位套；2－定位销
8
2、车床夹具设计要点
（1）夹具与机床的连接方式
由于加工中车床夹具随车床主轴一起回转，夹 具与主轴的连接精度直接影响夹具的回转精度，故 要求车床夹具与主轴二者轴线有较高的同轴度，且 要连接可靠。根据夹具径向尺寸的大小，夹具在机 床主轴上的安装连接一般有两种方式 ：
（1） 圆出工件成形面的准确外形。 （2）从工件的加工轮廓面或回转中心作均分的平行线或 辐射线。 （3）在平行线或辐射线上以铣刀半径r作与工件外形轮廓 相切的圆，得铣刀中心的运动轨迹。
（4）从铣刀中心沿各平行线或辐射线截取长度等于k的线 段，得到滚柱中心的运动轨迹，然后以滚柱半径R作圆弧， 再作这些圆弧的包络线，即得靠摸板的轮廓曲线。
➢ 夹具通过主轴锥孔与主轴连接
➢ 夹具通过过渡盘与机床主轴连接 9
车床夹具与机床主轴的连接
10
（2）定位元件的设计要点
加工回转面时，定位元件的结构和布置必须保证 工件被加工面的轴线与车床主轴的旋转轴线重合。
➢ 对于同轴的轴套类和盘类工件，要求夹具定位元件工 作表面的中心轴线与夹具的回转轴线重合，同轴度误差应 控制在0.01mm之内； ➢ 对于壳体、接头或支座等工件，被加工的回转面轴线 与工序基准之间有尺寸联系或相互位置精度要求时，则应 以夹具轴线为基准确定定位元件工作表面的位置。
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。
26
（2）特殊元件设计
1）定位键 ➢ 定位键安装在夹具底面的纵向槽中，一般
使用两个，用开槽圆柱头螺钉固定。 ➢ 定位键有矩形和圆形两种，常用定位键的断 面为矩形。 ➢ 对于位置精度要求高的夹具，常不设置定位 键，而用找正的方法安装夹具。
➢ 夹具体上各种装置的布置应紧凑，加工面尽可能靠近工
作台面，以降低夹具的重心，一般夹具的高宽之比应限制
在H／B≤1～1.25范围内。
➢ 夹具体应具有足够的刚度和强度，必要时设置加强肋。
➢ 夹具体上应合理地设置耳座，以便与工作台连接。
➢ 夹具体应具有足够的排屑空间，并注意切屑的流向，使
清理切屑方便。
➢ 对于重型铣床夹具，在夹具体上应设置吊装孔或吊环，
27
夹具体 定位键
定位键 28
定位键（GB/T2206-91）
29
夹具位置的找正
30
（2）对刀装置
➢ 对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定夹 具和刀具的相对位置。 ➢ 对刀装置的结构形式取决于加工表面的形状。
31
标准对刀块
32
图6-34 对刀装置
33
标准对刀塞尺
34
（3）夹具体的设计
靠模和滚柱的材料：T8A、T10A或20、20Cr渗碳淬硬至58～62HRC。 25
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
以便于搬运。
35
图6-35 夹具体和耳座
36
第三节类型
（2）回转式钻模 （3）翻转式钻模
（4）盖板式钻模
（5）滑柱式钻模
37
（1）固定式钻模
38
1－夹具体；2－支承板；3－削边销；4－圆柱销；5－快夹螺母；6－快换钻套
（3）靠模铣床夹具
带有靠模装置的铣床夹具，用于专用或通用 铣床上加工各种成形面。靠模夹具的作用是使主 进给运动和由靠模获得的辅助运动合成加工所得 需的仿形运动。
按照主进给运动的运动方式，靠模铣床夹具 可分为直线进给和圆周进给两种。
23
（a）直线进给
（b）圆周进给
24
靠模铣床夹具
靠模板轮廓曲线的绘制过程
3
1、主要类型
（1）心轴类 （2）角铁式 （3）花盘式
4
（1）心轴类车床夹具
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 式心轴等。
5
工件
6
弹簧心轴
（2）角铁式车床夹具
1－削边销；2－圆柱销；3－过渡盘；4－夹具体；
5－定程基面；6－导向套；7－平衡块；8－压板；9－工件
第二篇
机床夹具设计
主讲：陶福春
1
第五章 典型机床夹具设计
第一节 钻床夹具 第二节 镗床夹具 第三节 铣床夹具 第四节 车床夹具
2
第一节 车床夹具
车床主要用于加工零件的内外圆柱面、圆 锥面、螺纹以及端平面等。上述表面都是围绕 机床主轴的旋转轴线而成形的，因此车床夹具 一般都安装在车床主轴上，加工时夹具随机床 主轴一起旋转，切削刀具作进给运动。
11
（3）夹紧装置的设计要点
➢ 夹紧机构必须产生足够的夹紧力，自锁性 能要良好。优先采用螺旋夹紧机构。 ➢ 对于角铁式夹具，还应注意施力方式，防 止引起夹具变形。
12
（4）车床夹具的平衡及结构要求
对角铁式、花盘式等结构不对称的车床夹具：
1）设计时应采用平衡装置以减少由离心力产生的振动及 主轴轴承的磨损； 2）夹具结构应力求简单紧凑，轻便且安全，悬伸长度尽 量小，使重心靠近主轴前支承。
19
直线进给式铣床夹具
20
（2）圆周进给式铣床夹具
圆周进给式铣床夹具一般在有回转工作台的 专用铣床上使用。在通用铣床上使用时，应进行 改装，增加一个回转工作台。
这种夹具结构紧凑，操作方便，在不停车的 情况下装卸工件，机动时间与辅助时间重叠，是 高效铣床夹具，使用于大批量生产。
21
22
图6-30 圆周进给式铣床夹具
18
（1）直线进给式铣床夹具
这类夹具安装在铣床工作台上，加工中随工 作台一起作直线进给运动。按照在夹具上装夹工 件的数目，它可分为单件夹具和多件夹具。
多件夹具广泛用于成批生产或大量生产的中、 小零件加工。它可按先后加工，平行加工，或平 行—先后加工等方式设计铣床夹具，以节省切削 的基本时间或使切削的基本时间重合。