车床夹具设计要点

床 产的中、小零件加工。它可按先后加工，平行加工，
夹 具
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。
如图所示为双工位直线进给铣床夹具。夹具1、2安装在双工位转台3上， 当夹具1工作时，可以在夹具2上装卸工件。夹具1上的工件加工完毕，可 将工作台5退出，然后将工位转台转180°，这样可以对夹具2上的工件进 行加工，同时在夹具1上装卸工件。
2）弹簧心轴
第 一 节
车
床
夹
图（a)为前推式弹簧心轴。转动螺母1，弹簧筒夹2前移，使工件定
具 心夹紧。这种结构不能进行轴向定位。图（b)为带强制退出的不动式弹
簧心轴。转动螺母3，推动滑条4后移，使锥形拉杆5移动而将工件定心
夹紧。反转螺母，滑条前移而使筒夹6松开。此处筒夹元件不动，依靠
其台阶端面对工件实现轴向定位。该结构形式常用于以不通孔作为定位
知识点
车床夹具 铣床夹具 钻床夹具
技能点
车床夹具的特点及主要类型 车床夹具设计要点 铣床夹具的主要类型 铣床夹具设计要点 钻床夹具的主要类型 钻床夹具设计要点
在车床上用来加工工件内、外回转面及端面的夹具称为车床夹 具。车床夹具多数安装在主轴上；少数安装在床鞍或床身上。
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。由于铣削加工通常是夹具随工作台一起作进给运 动，按进给方式不同铣床夹具可分为直线进给式、圆周进给式和靠 模进给式三种类型。
3．复杂、异形、精密工件的装夹
四、数控车床夹具
数
常
控
用
车 削
装
工
夹
件 的
方
装 夹
式
三爪自定心 卡盘装夹
两顶尖之 间装夹
卡盘和顶 尖装夹
双三爪定心 卡盘装夹
通用夹具装夹
四、数控车床夹具
卡盘
三爪卡盘
弹簧卡头
三爪卡盘示意图
加工软爪
软爪卡盘适用于 已加工表面作为 定位精基准，在 大批量生产时进 行工件的半精车 与精车。
钻床夹具简称钻模，主要用于加工孔及螺纹。它主要由钻套、 钻模板、定位及夹紧装置、夹具体等组成 。由于钻床进给运动较少， 钻头结构特点，钻削加工 往往精度较低，在进行多孔加工时孔距精 度难以保证，因此，钻床夹具是保证钻削精度的重要保证，钻床夹 具也是所有夹具中应用最广的机床夹具。
车削加工、铣削加工和钻削加工都是最重要的金属切削加工方 法，车床夹具、铣床夹具和钻床夹具在金属切削过程中起着重要的 作用，学习这些夹具是十分必要的。
一、车床夹具的类型与特点
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，因此车床夹具一般安装在车床主轴上，
第
加工时夹具随机床主轴一起旋转，切削刀具作进给运
一
动。
节
（1）安装在车床主轴上的夹具
车 床
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他专用夹具。
三、车床夹具设计要点
2.夹紧装置的设计要点
第
一 节
A.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。
车
床
B.对于角铁式夹具，还应注意施力方式，防止
夹
具
引起夹具变形。
三、车床夹具设计要点
3.夹具与机床的连接方式
第
由于加工中车床夹具随车床主轴一起回转，夹具与
一 节
主轴的连接精度直接影响夹具的回转精度，故要求车床
第 780mm范围内。 一 节
车 床 夹 具
2.角铁式车床夹具
角铁式车床夹具的结构特点是具有类似角铁的夹具体。
在角铁式车床夹具上加工的工件形状较复杂。它常用于加工
第 一
壳体、支座、接头等类零件上的圆柱面及端面。当被加工工
节 件的主要定位基准是平面，被加工面的轴线对主要定位基准
平面保持一定的位置关系(平行或成一定的角度)时，相应地
具
立式铣床
(X52W)
这
就
第 二
是 常
节用
铣的
床龙
夹 具
门
铣
床
它是加工大型和 重型工件常用的 机床,它的特点 是工件不动,铣 刀相对于工件运 动.
一. 铣床夹具的主要类型
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。
圆盘式车床夹具的夹具体为圆盘形。在圆盘式夹具上加工的工件 一般形状都较复杂，多数情况是工件的定位基准为与加工圆柱面垂直 的端面。夹具上的平面定位件与车床主轴的轴线相垂直。如下图所示，
第 为圆盘式车床夹具的具体应用。 一 节
车
1、3、4－定位套；
床
2－定位销
夹
具
三、车床夹具设计要点
1.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
心轴常用来作工件以内孔为定位基准加工圆柱面。 常见的有圆柱心轴、弹簧心轴、顶尖式心轴等。
第 一 节
车
床 夹
心轴类车夹具分类
具
A.圆柱心轴 B.弹簧心轴 C.顶尖式心轴
1）圆柱心轴
第 一 节 车 床 夹 具
(a)
(b)
1）圆柱心轴
第 一(a)(b) 节 车 床 夹 具
(c)
(d)
图5-1 心轴在机床上的安装形式
第 工件被加工面的轴线与车床主轴的旋转轴线重合。
一
节
➢ 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
车
在0.01mm之内；
床
夹
➢ 对于壳体、接头或支座等工件，被加工的回转面轴线与
具
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。
的影响。为了提高定心精度，可按找
正圆校正夹具与机床主轴的同轴度。
三、车床夹具设计要点
第
③对于车床主轴前端为圆锥体并
一
有凸缘的结构，如图所示，过渡盘
节
在其长锥面上配合定心，用活套在
主轴上的螺但
床
端面要求紧贴，制造上较困难。
夹
具
三、车床夹具设计要点
如图为升降台铣 床，它的主要特征
第 是带有升降台。升 二 降台可以沿着床身 节 上的导轨上下移动，
工作台安装在升降
铣 台上面，并能前后、 床 左右移动。所以升 夹 降台铣床加工工件 具 时很灵活，用途很
广。升降台铣床可 分为卧式升降台铣 床和立式升降台铣 床。
第 二 节
铣
这是在生产中
床 夹
广泛使用的
一. 铣床夹具的主要类型
第
二
铣床夹具按进给方式
节
分类
铣 床 夹 具
直线进给式铣床夹具 圆周进给式铣床夹具 靠模加工式铣床夹具
1.直线进给式铣床夹具特点
这类夹具安装在铣床工作台上，加工中随工作台
第 一起作直线进给运动。按照在夹具上装夹工件的数目，
二 节
它可分为单件夹具和一次多件安装夹具。
铣
一次多件安装的夹具广泛用于成批生产或大量生
铣 床 夹 具
2.圆周进给式铣床夹具
第 二
本零件是普通车床操纵机构中的变速拨叉。车床切 削速度的变化是通过操纵手柄拨动拨叉改变传动轴上
节 滑移齿轮的位置来实现的。不同的齿轮相互啮合，得
到不同的传动比。拨叉头以φ25H7孔套在轴上，拨叉
铣 脚夹在双联交换齿轮的槽中，变速操纵机构通过拨叉
床 头部的操纵槽带动拨叉与轴一起在变速箱中滑移，拨
夹 叉脚拨动双联交换齿轮在花键轴上移动，从而实现车 具 床的变速。
第 二 节
铣 床 夹 具
如图所示为一圆周进给的铣床夹具。工件1依次装夹在沿回转工件 台3圆周位置安装的夹具上，铣刀2不停地铣削，回转工作台3作连续 的回转运动，将工件依次送入切削。此例是用一个铣刀头加工的。根 据加工要求，也可用两个铣刀头同时进行粗、精加工。
车型面
车端面
切断
车螺纹
钻孔 车内孔 车锥面
四、数控车床夹具
数
控
车
削
基本特征
的
基
本
特
征
与
加工范围
加
工
范
围
数控车削时，工件做回转运动，刀具做直 线或曲线运动，刀尖相对工件运动的同时， 切除一定的工件材料从而形成相应的工件表 面。其中，工件的回转运动为切削主运动， 刀具的直线或曲线运动为进给运动。两者共 同组成切削成形运动
1-卡爪 2-螺杆 3-木板
a) 四爪单动卡盘 b) 四爪单动卡盘装夹工件
a) 普通顶尖 b) 活顶尖
两顶尖装夹工件
两顶尖车偏心轴
会
【实例1】 在角铁、花盘上装夹工件
1-连杆 2-圆形压板 3-压板 4-V形架 5-花盘
1-平衡铁 2-轴承座 3-角铁 4-划针盘 5-压板
【实例2】 薄壁工件装夹和夹具选择
夹具与主轴二者轴线有较高的同轴度，且要连接可靠。
车 根据夹具径向尺寸的大小，夹具在机床主轴上的安装连
床 夹
接一般有两种方式 ：
具 ➢ 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
三、车床夹具设计要点
① 夹具以锥柄与机床主轴的锥孔连接。对于径向尺 寸D<140或D<(2～3)d的小型夹具，一般用锥柄安装在车 第 床主轴的锥孔中，并用螺杆拉紧。如图 所示。这种连接 一 方式安装误差小，定心精度较高。 节 车 床 夹 具
节
A.设计时应采用平衡装置以减少由离心力产生的振动及主
车
轴轴承的磨损；
床
B.夹具结构应力求简单紧凑，轻便且安全，悬伸长度尽量
夹 具
小，使重心靠近主轴前支承。
C.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。
四、数控车床夹具
数 控 车 削 的加 基工 本范 特围 征 与 加 工 范 围
车外圆 切槽
数控车床主要用于轴类和盘类回转体零件 的多工序加工，具有高精度、高效率、高柔性 化等综合特点，其加工范围较普通车削广，不 仅可以进行车削还可以铣削，具体见后
四、数控车床夹具
1．圆周定位夹具
数 控
（1）三爪自定心卡盘：
车 （2）软爪：
削 夹
（3）弹簧夹套：
具 （4）四爪单动卡盘： 的
选 择
2．中心孔定位夹具
第 二 节
铣 床 夹 具
直线进给式
第 二 节 铣 床 夹 具
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
第 间与辅助时间重叠，是一种高效铣床夹具，常用于大批量生产。 二 节
锥孔联接
三、车床夹具设计要点
② 夹具通过过渡盘与机床主轴的轴颈连接。适用于径向
尺寸较大的夹具。过渡盘与主轴配合处的形状取决于主轴前
端的结构。 第 一 如图所示的过渡盘上，有一个定位圆 节 孔按H7/h6或H7/js6与主轴轴颈相配合，
并用螺纹和主轴连接。为了防止停车
车 床 夹 具
和倒车时因惯性作用使两者松开，可 用压板将过渡盘压在主轴上。专用夹 具则以其定位止口按H7/h6或H7/js6装 配在过渡盘的凸缘上，用螺钉紧固。 这种连接方式的定心精度受配合间隙
车 床
夹具上的平面定位件设置在与车床主轴轴线相平行或成一定
夹 角度的位置上。如下图所示，为角铁式车床夹具的具体应用。
具
第 一 节 车 床 夹 具
1-过渡盘；2-夹具体；3-联接块；4-销钉；5-杠杆；6-拉杆；7-定位销 8-钩形压板；9-带肩螺母；10-平衡块；11-楔块；12-摆动压块
3.圆盘式车床夹具
薄壁工件 加工分析
(1)增加装夹接触面 (2)应采用轴向夹紧夹具 (3)增加工艺肋
薄壁零件容易变形，普通
薄 三爪卡盘受力点少，采用开缝
壁 套筒或扇形软卡爪，可使工件
数
零 件
均匀受力，减小变形。
的
控
装
车
夹
削
工
也可以改变夹紧力的作用
件
点，采用轴向夹紧的方式。
的
装 夹
这是在生产中广泛使用的卧式铣床(X62W)
第 一
如图所示是以主轴前端短锥面与 过渡盘连接的方式。过渡盘推入
节
主轴后，其端面与主轴端面只允
许有0.05～0.1mm的间隙，用螺
车
钉均匀拧紧后，产生弹性变形，
床
使端面与锥面全部接触，以使定
夹
心准确、刚度好，但加工精度要
具
求高。
主轴外锥+端面
三、车床夹具设计要点
4.车床夹具的平衡及结构要求
第 一
对角铁式、圆盘式等结构不对称的车床夹具：
复杂异形精密工件的装夹四数控车床夹具四数控车床夹具三爪自定心三爪自定心卡盘装夹卡盘装夹三爪自定心三爪自定心卡盘装夹卡盘装夹两顶尖之两顶尖之两顶尖之两顶尖之双三爪定心双三爪定心卡盘装夹卡盘装夹双三爪定心双三爪定心卡盘装夹卡盘装夹卡盘和顶卡盘和顶卡盘和顶卡盘和顶通用夹具装夹四数控车床夹具四数控车床夹具卡盘三爪卡盘弹簧卡头四数控车床夹具四数控车床夹具三爪卡盘示意图加工软爪2螺杆3木板软爪卡盘适用于已加工表面作为定位精基准在大批量生产时进活顶尖两顶尖装夹工件两顶尖车偏心轴实例1在角铁花盘上装夹工件1连杆2圆形压板3压板4v形架5花盘1平衡铁2轴承座3角铁4划针盘5压板实例2薄壁工件装夹和夹具选择薄壁工件加工分析1增加装夹接触面2应采用轴向夹紧夹具3增加工艺肋也可以改变夹紧力的作用点采用轴向夹紧的方式
夹 （2）安装在车床床鞍上的夹具
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，夹具作进给运动。
这里主要介绍应用最为广泛的安装在车床主轴上的夹具。
二、典型的车床专用夹具
第 一 节
车夹具分类
车 床 夹 具
A.心轴类 B.角铁式 C.圆盘式
1、心轴类车床夹具
基准的工件。
2)弹簧心轴
第 一 节
车 床 夹 具
图（c)为加工长薄壁工件用的分开式弹簧心轴。心轴体12和7分别置 于车床主轴和尾座中，用尾座顶尖套顶紧时，锥套8撑开筒夹9，使工 件右端定心夹紧。转动螺母11，使筒夹10移动，依靠心轴体12的 30°锥角将工件另一端定心夹紧。
3）顶尖心轴结构
工件以孔口60°角定位车削外圆表面。当旋转螺母6，活动顶尖套4 左移，从而使工件定心夹紧。顶尖式心轴的结构简单、夹紧可靠、操作 方便，适用于加工内、外圆无同轴度要求，或只需加工外圆的套筒类零 件。被加工工件的内径ds一般在32～llOmm范围内，长度Ls在120～