夹具设计步骤要点

夹具设计步骤要点

一、机床夹具设计要求

1．保证工件加工的各项技术要求

要求正确确定定位方案、夹紧方案，正确确定刀具的导向方式，合理制定夹具的技术要求，必要时要进行误差分析与计算。

2．具有较高的生产效率和较低的制造成本

为提高生产效率，应尽量采用多件夹紧、联动夹紧等高效夹具，但结构应尽量简单，造价要低廉。

3．尽量选用标准化零部件

尽量选用标准夹具元件和标准件，这样可以缩短夹具的设计制造周期，提高夹具设计质量和降低夹具制造成本。

4．夹具操作方便安全、省力

为便于操作，操作手柄一般应放在右边或前面；为便于夹紧工件，操纵夹紧件的手柄或扳手在操作范围内应有足够的活动空间；为减轻工人劳动强度，在条件允许的情况下，应尽量采用气动、液压等机械化夹紧装置。

5．夹具应具有良好的结构工艺性

所设计的夹具应便于制造、检验、装配、调整和维修。

二、机床夹具设计的内容及步骤

1．明确设计要求，收集和研究有关资料

在接到夹具设计任务书后，首先要仔细阅读加工件的零件图和与之有关的部件装配图，了解零件的作用、结构特点和技术要求；其次，要认真研究加工

件的工艺规程，充分了解本工序的加工内容和加工要求，了解本工序使用的机床和刀具，研究分析夹具设计任务书上所选用的定位基准和工序尺寸。

2．确定夹具的结构方案

1）确定定位方案，选择定位元件，计算定位误差。

2）确定对刀或导向方式，选择对刀块或导向元件。

3）确定夹紧方案，选择夹紧机构。

4）确定夹具其他组成部分的结构形式，例如分度装置、夹具和机床的连接方式等。

5）确定夹具体的形式和夹具的总体结构。

在确定夹具结构方案的过程中，应提出几种不同的方案进行比较分析，选取其中最为合理的结构方案。

3．绘制夹具的装配草图和装配图

夹具总图绘制比例除特殊情况外，一般均应按1：1绘制，以使所设计夹具有良好的直观性。总图上的主视图，应尽量选取与操作者正对的位置。

绘制夹具装配图可按如下顺序进行：用双点划线画出工件的外形轮廓和定位面、加工面；画出定位元件和导向元件；按夹紧状态画出夹紧装置；画出其他元件或机构；最后画出夹具体，把上述各组成部分联结成一体，形成完整的夹具。在夹具装配图中，被加工件视为透明体。

4．确定并标注有关尺寸、配合及技术要求

1）夹具总装配图上应标注的尺寸

① 工件与定位元件间的联系尺寸，例如，工件基准孔与夹具定位销的配合尺寸。

夹具在机床上的对定（对定装置实现）

包括三方面的内容夹具的对刀（对刀块实现）

夹具的转位及其分度位置的确定（设计）

二、夹具与机床的连接

两种连接形式：

1、安装在工作台面上——有工作台的机床

如铣床夹具

1）、用定位键

为了确定夹具与机床工作台的相对位置，在夹具体的底面上应设置定位键。

用沉头螺钉固定在夹具体底面纵向槽的两端，通过定位键与铣床工作台上的T 形槽配合，确定了夹具在机床上的正确位置。两定位键的距离尽可能布置得远些。小型夹具也可使用一个断面为矩形长键。定位键可承受铣削产生的扭转力矩，可减轻夹具的螺栓的负荷，加强夹具在夹紧过程中的稳固性。因此，在铣

12-34所示。

常用的是矩形定位键，其结构尺寸已标准化，可参阅“夹具标准”

（GB/T2206—91）。

⑴矩形定位键矩形定位键有两种结构型式：A型（图12-34a）和B型（图

12-34b）。A型定位键的宽度，按统一尺寸B制作，其公差为h6或h8，适用于夹具的定向精度要求不高场合，B型定位键的侧面开有沟槽，沟槽的上部与夹具体的键槽配合，其宽度尺寸B按H7/ h6或JS6/h6与键槽相配合，沟槽的下部宽度为B1，与铣床工作台T形槽配合，因为T形槽公差为H8或H7，故B1一般按h8或h6制造，为了提高夹具的定位精度，在制造定位键时，B1应留有磨量

0.5mm，以便与工作台T形槽修配。

⑵圆形定位键如图12-34d所示，圆形定位键小型夹具中，这种定位键制造

方便，但容易磨损，定位稳定性不如矩形定位键好，故应用不多。

2）、定向键

与定位键不同的是：定位键安装在夹具体上，专用；定向键安装在机床的T 形槽中。

3）、直接调装

用找正夹具的方法安装（需找正三个方向），需实际工作经验，费时，但精度高（可消除其他中间环节的影响）。

2、安装在机床主轴上（以车床为例）

因为夹具的回转精度主要是由夹具同车床主轴的联接精度来决定的。所以，要求夹具的回转轴线与车床主轴轴线，有尽可能高的同轴度。根据车床夹具径向尺寸大小，其在机床主轴的安装一般有两种方式：

(1)用锥柄联接对于径向尺寸D小于140mm，或D<（2-3）d的小型夹具，一

般通过锥柄安装在车床主轴锥孔中，并用螺栓拉紧。这种联接方式定心精度较高。

(2)用过渡盘联接（CA6140、CW6140等新式车床的连接形式）

对于径向尺寸较大的夹具，一般通过过渡盘与车床主轴轴颈联接。这种联接结构如图所示。夹具体通过定位面按最小间隙为零的间隙配合（H7/h6）或者过渡配合（H7/js6）装配在过渡盘的凸缘上，然后用螺钉紧固。过渡盘与车床

主轴的联接形式取决车床主轴的前端结构。图b的联接形式是：过渡盘上与机床主轴相配合的定位内孔按（H7/h6）或（h7/js6）与主轴轴颈相配合，并同时有螺纹与主轴相联接。为了安全，可在此基础上采用其它措施，把过渡盘和主轴固紧在一起，防止倒车时使过渡盘与主轴的联接松开。

1—过渡盘2—平键3—螺母 4—夹具 5—主轴

如果主轴前端为圆锥体并有凸缘结构，如图c所示，则过渡盘1以锥体定心，用套在主轴上的螺母3锁紧。旋转运动的转矩则由平键2传递给过渡盘。这种结构定心精度高。

（3）用平面短销连接

C620、C630车床用这种连接形式。

（4）平面短锥销连接

利用主轴前端的短锥体及轴肩端面实现的对定连接，而且是利用重复定位实现两者间的稳固连接。

§4—2 夹具的对刀

夹具一般多用于大批量、高效率生产中，而高效率往往伴随

着刀具的高效磨损，特别是在工件粗加工过程当中，换刀、调刀

对刀成为正常生产的主要内容。

1、定义：夹具的对刀：是指夹具的定位系统相对刀具应满足

本工序对刀尺寸的要求。这一工作称为夹具的对刀。

2、对刀方法：

找正调整对刀

专用样板调刀

试件检验对刀

专门对刀装置对刀

3．对刀装置（以铣床夹具为例）

对刀装置（根据情况，自行设计）

1）、组成专用对刀块（可采用标准对刀块，亦可自行设计）

对刀塞尺

2）、对刀元件

对刀元件是用来确定刀具与夹具的相对位置的元件。其由对刀块和塞尺寸组成。如（4-1）中铣床对刀块2

b，调整铣刀两相互垂直凹面。直角对刀块图c 调整刀具两相互垂直凸面，侧装对刀块图d，装在夹具侧面，在加工两相互垂直面或铣槽时作对刀用。具体结构尺寸可参阅“夹具标准”（

对刀时，铣刀不能与对刀块的工作表面直接接触，以免损坏切削刃或造成对刀块过早磨损，而应通过塞尺来校准它们之间的相互位置，即将塞尺放在刀具与

种对刀块使用情况。图cd是用于铣成形面的特殊对刀块。

下图cd是用于铣成形面的特殊对刀块。

各种对刀块使用举例

对于加工精度要求较高的工件，要检首件，最后确定刀具的位

是否准确置。或者不设置对刀元件采用找正法确定定位元件相对

刀具位置，或采用试切法。