牛人共享工装夹具设计经典教材
工装夹具设计图解及实例ppt课件
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2）专用夹具
专用夹具是指专为某一工件的某道工序而专门设计 的夹具。
其特点是结构紧凑，操作迅速、方便、省力，可以 保证较高的加工精度和生产效率，但设计制造周期 较长、制造费用也较高。
当产品变更时，夹具将由于无法再使用而报废。
只适用于产品固定且批量较大的生产中。
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图2-34a所示为铣削长方体工件上平面工序， 要求保证Z方向上的高度尺寸及上平面与底面 的平行度，只需限制 、、3个自由度即可。
而图2-34b所示为铣削一个通槽，需限制除了 外的其他5个自由度。
图中c所示在同样的长方体工件上铣削一个键 槽，在三个坐标轴的移动和转动方向上均有 尺寸及相互位置的要求，因此，这种情况必 须限制全部的6个自由度，即完全定位。
这项工作便是对工件的装夹（安装）。 在成批加工工件时一般都通过夹具来进行。 机床夹具是机械加工工艺系统的一个重要 组成部分。
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2
这里涉及了三层关系：
工件相对夹具， 夹具相对于机床， 工件相对于机床。
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工件的最终精度是由工件件相对于机床 获得的。所以“定位”也涉及到三层关系： 工件在夹具上的定位； 夹具相对于机床的定位； 工件相对于机床的定位； 而工件相对于机床的定位是通过夹具来间接 保证的。
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钻床夹具
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 具体组成。
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镗床夹具
镗床夹具又称为镗模，主要用于加工箱体或 支座类零件上的精密孔和孔系。主要由镗模 底座、支架、镗套、镗杆及必要的定位和夹 紧装置组成。
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第一讲 工装夹具设计基础
三、工装夹具设计基本方法与步骤
4.工装夹具结构的工艺性：
（1）对夹具良好的工艺性要求： 1）整体夹具结构的组成，应尽量采用各种标准件和通用件，
制造专用件的比例应尽可能少，减少劳动量和降低费用。 2）各种专用零件和部件结构形状应容易制造和测量，装配
和调试方便。 3）便于夹具的维护和修理。
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第一讲 工装夹具设计基础
四、工装夹具设计方案的制订
2.拟定方案（报告）框架：
1）设计方案概述：指导思想、总体目标、项目方案背景、问 题的提出。 2）可行性分析、项目方案设计说明:方案设计原则及设计思路 （或设计思想）。 3）设计目标内容及性能指标。 4）设计依据及技术参数确定。 5）设计技术验证。 6）设计方案成果体现形式。 7）设计完成的论文、可行性分析报告、设计方案（报告）、 设计图纸、工艺技术文件、项目技术验证（检测、试车、调 试、安装）报告。 8）项目预期：经费预算及预期. 效果。
三、工装夹具设计方法步骤
6.工装夹具的维修工艺性： 进行工装夹具设计时应考虑到维 修方便的问题。
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第一讲 工装夹具设计基础
四、工装夹具设计方案的制订
1.制订前的准备工作 1）资料准备:工件零件图、毛坯图；装配工 艺规程、工艺卡；技术手册、行业标准； 2）所用设备、工具、量具；检测手段； 3）可行性分析报告； 4）项目实施计划方案； 5）工艺分析：结构性、可靠性。.第一讲 工装夹具设计基础
一、工装夹具设计概念
1.工装？ 工装是工艺装备的简称，工艺装备就是零 件或部件加工和装配至设计图样要求，所必 须具备的基本加工与装配条件和手段。
2.工装类型？ 工艺装备包括：装配和加工设备（标准 、专用和非标准设备）、夹具、磨具、量 具、刀具和工具等。
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2.工装类型？ 工艺装备包括：装配和加工设备（标准 、专用和非标准设备）、夹具、磨具、量 具、刀具和工具等。
第一讲 寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多
工装夹具设计基础
一、工装夹具设计概念
3.工装夹具设计的主要任务： 对工艺设计人员来讲，除了要消化设计图样和技术要求、进行产 品零件加工工艺文件的编制及现场生产服务外，还应有一个重要任 务，就是要根据工艺规程的要求，进行产品零件的加工和装配、检 测夹具等的设计工作。
4.工装夹具设计的一般要求： 工装夹具设计一般是在零部件机械加工及装配的工艺过程制订之后 按照某一工序的具体要求进行的。 制订工艺过程应充分考虑夹具实现的可能性； 而设计工装夹具时，如确有必要也可以对工艺过程提出修改意见； 工装夹具设计质量的高低，应以能否保证零部件稳定的加工和装配 质量，生产效率高成本低，排屑方便操作安全，省力和制造、维护容 易等衡量指标。
内容及课时安排: 寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多
主要内容
一、工装夹具设计基础： 8 课时 二、钳工工装夹具设计：8课时 三、综合工装夹具设计: 8课时
第一讲 寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多
工装夹具设计基础
----实物展示
第一讲 寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多
工装夹具(治具)设计培训课程
工装夹具(治具)设计培训课程工装夹具（治具）设计培训课程1. 引言工装夹具（治具）是机械加工、装配和检验过程中不可或缺的工具，其设计的合理性和准确性直接影响到产品的质量和生产效率。
为了提高工装夹具设计人员的专业素养，提升我国工装夹具设计水平，本课程将针对工装夹具设计的基本原理、方法和技巧进行系统培训。
通过本课程的学习，学员将能够掌握工装夹具设计的基本流程，运用相关软件进行设计，并具备一定的创新能力。
2. 课程目标（1）掌握工装夹具设计的基本原理和流程；（2）熟悉工装夹具的各类零部件及其功能；（3）学会运用相关软件进行工装夹具设计；（4）掌握工装夹具设计的优化方法和技巧；（5）具备一定的工装夹具设计创新能力。
3. 课程内容（1）工装夹具概述1.1 工装夹具的定义与分类1.2 工装夹具的作用和重要性1.3 工装夹具设计的基本原则（2）工装夹具设计基本原理2.1 夹紧力分析2.2 夹紧力计算2.3 夹紧元件选用与布局（3）工装夹具设计流程3.1 需求分析3.2 总体方案设计3.3 详细设计3.4 设计验证与优化（4）工装夹具零部件及其功能4.1 夹紧元件4.2 定位元件4.3 导向元件4.4 支承元件4.5 紧固元件（5）工装夹具设计软件应用5.1 CAD软件在工装夹具设计中的应用5.2 CAE软件在工装夹具设计中的应用（6）工装夹具设计优化方法与技巧6.1 夹紧力优化6.2 定位精度优化6.3 结构优化（7）工装夹具设计创新能力培养7.1 创新思维训练7.2 设计方法创新7.3 新技术应用4. 课程安排本课程共计8周，每周2次课，每次课2小时。
课程安排如下：第1周：工装夹具概述、工装夹具设计基本原理第2周：工装夹具设计流程、工装夹具零部件及其功能第3周：工装夹具设计软件应用（一）第4周：工装夹具设计软件应用（二）第5周：工装夹具设计优化方法与技巧（一）第6周：工装夹具设计优化方法与技巧（二）第7周：工装夹具设计创新能力培养（一）第8周：工装夹具设计创新能力培养（二）5. 课程考核（1）平时成绩：50%，包括课堂表现、作业完成情况等；（2）期末考试：50%，采用闭卷形式，考试内容涵盖课程所学知识点。
工装夹具设计教材
工装夹具设计一、工装夹具的设计和使用目的a)可以稳定地保证零件的加工质量，减少废品率b)可以提高零件的生产率c)可以扩大加工设备的工艺范围d)可以改善劳动者的劳动条件使用工装的最根本目的就是在保证产品零件的质量稳定，满足技术要求的前提下，还要达到提高产品零件的生产率，获得较好经济效益的目的。
所以，设计工装夹具不仅是一个技术问题，而且还是一个经济问题，每当设计一套工装夹具时，都要进行必要的技术经济分析，使所设计的工装夹具获得更佳的经济效益。
二、工装夹具设计的基本方法和步骤2-1熟悉产品零件的技术要求，确定工装夹具的更佳设计方案在接到设计任务书后，要准备设计工装夹具所需要的资料，包括零件设计图样和技术要求、工艺规程及工艺图、有关加工设备等资料。
在了解了产品零件的基本结构、尺寸精度、形位公差等技术要求后，还要找出零件的关键和重要尺寸（必须要保证的尺寸），再基本确定工装夹具的设计方案。
一些重要的工装夹具的设计方案，还需要进行充分的讨论和修改后再确定。
这样，才能保证此工装设计方案能够适应生产纲领的要求，是更佳的设计方案。
2-2-1 夹具上的定位基准的确定每设计一套工装，都应该将零件的关键和重要尺寸部位，作为工装夹具上的定位部位（定位设计），还要确定理想的定位设计（精度设计），确定主要的定位基准（第一基准）和次要的定位基准（第二基准）。
第一基准原则上应该与设计图保持一致。
若不能保证时，则可以通过计算，将设计基准转化为工艺基准，但最终必须要保证设计的基准要求。
定位基准的选择应该具备二个条件：应该选择工序基准作为定位基准，这样做能够达到基准重合，基准重合可以减少定位误差；应该选择统一的定位基准，不仅能够保证零件的加工质量，提高加工效率，还能够简化工装夹具的结构（一般用孔和轴作为定位基准为佳）。
如在进行夹具的工装设计时，工装设计人员在选择定位基准时，先要看设计图的定位基准在哪里，再看工艺加工定位基准（工艺规程上已确定）在哪里，这两者确定的定位基准是否一致，若不一致时，则要通过计算，将设计基准转化为工艺基准，但最终必须要保证设计的基准要求。
工装夹具设计课程整体教学设计
《工装夹具设计》课程整体教学设计
（2015-2016学年第 2 学期）
一、管理信息
二、课程设计
1．课程目标
能力目标：
（1）能用六点定位原理分析限制工件自由度的情况；
（2）能选用钻套(drill bushing)、衬套、对刀块等导向、对刀元件;
（3）能选用支承钉、支承板、V型块、心轴、定位销等定位元件；
（4）能选用压板(pressure plate)、螺钉等夹紧元件；
（5）能合理布置定位(locate)、夹紧(clamping)元件；
（6）能完成夹具(fixture)工程总图及零件图，并提出合理的技术要求；
知识目标：
（1）自由度，六点定位原理
（2）定位元件（V型块、支承板、支承钉、顶尖、心轴等），对刀、导向元件（3）夹紧，夹紧力，夹紧装置
（4）夹具总体技术要求及零件技术要求
（5）夹具设计步骤和方法。
2．课程教学活动设计
2．1课程内容设计
2．2能力训练项目设计
3．教学进度表
三、教学材料
1、机床夹具设计（肖继德主编）
2、简明机床夹具设计手册（吴拓编著）
3、机床夹具设计（王启平主编）
四、教学组织形式
教师提供实例展示、多媒体图片，学生自行设计，教师辅导
五、考核方案
六、需要说明的其他问题
本课程考核方式为平时考核与期末考试相结合，具体见考核方案。
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这项工作便是对工件的装夹（安装）。
在成批加工工件时一般都通过夹具来进行。
机床夹具是机械加工工艺系统的一个重要
组成部分。
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这里涉及了三层关系：
工件相对夹具， 夹具相对于机床，
工件相对于机床。
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工件的最终精度是由工件件相对于机床 获得的。所以“定位”也涉及到三层关系：
的相互位置关系。
(5)夹具体
用于连接或固定夹具上各元件及装置，使其成为一
个整体的基础件。
它与机床有关部件进行连接、对定，使夹具相对机
床具有确定的位置。
如图中的夹具体7。
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(6) 其它元件及装置
有些夹具根据工件的加工要求，要有分度机构，铣
床夹具还要有定位键等。
以上这些组成部分，并不是对每种机床夹具都是缺
2 ）能减少辅助工时，提高劳动生产率
著地减少辅助工时；
使用夹具装夹工件方便、快速，工件不需要划线找正，可显
工件在夹具中装夹后提高了工件的刚性，可加大切削用量； 可使用多件、多工位装夹工件的夹具，并可采用高效夹紧机
构，进一步提高劳动生产率。
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3）能扩大机床的使用范围，实现一机多能
出位置线、加工线和找正线，装夹工件时，先按找
正线找正工件的位置，然后夹紧工件。
划线找正装夹不需要专用设备，通用性好，但
效率低，精度也不高，通常划线找正精度只能达到 0.1～0.5mm。
此方法多用于单件小批生产中铸件的粗加工工序。
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3）使用夹具装夹
使用夹具装夹，工件在夹具中可迅速而正 确的定位和夹紧。
生产。
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5）随行夹具
随行夹具是一种在自动线上使用的夹具。 该夹具既要起到装夹工件的作用，又要与工件成为
一体沿着自动线从一个工位移到下一个工位，进行 不同工序的加工。
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（2）按使用的机床分类
由于各类机床自身工作特点和结构形式各不相同，
对所用夹具的结构也相应地提出了不同的要求。
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(3) 对刀、引导元件或装置
这些元件的作用是保证工件与刀具之间的正确位置。 用于确定刀具在加工前正确位置的元件，称为对刀
元件，如对刀块。
用于确定刀具位置并导引刀具进行加工的元件，称
为导引元件。
如图中的快换钻套1。
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(4) 连接元件
使夹具与机床相连接的元件，保证机床与夹具之间
置的不确定性。
这里特别要注意将定位与夹紧的概念区分开来。
工件一经夹紧，其空间位置就不能再改变，但这并
不意味着其空间位置是确定的。
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定位是工件在夹具中获得正确的位置；
夹紧是保证定好的位置不因外力的作用而发生改变。 例如，板状工件安放在平面磨床的磁性工作台上，
扳动磁性开关后，工件即被夹紧，其位置就被固定。 但工件放在工作台什么位置上并不确定，既可以放
夹具。
通用可调夹具与成组夹具相比，加工对象不很明
确，适用范围更广一些。
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4）组合夹具
组合夹具是指按零件的加工要求，由一套事先制造
好的标准元件和部件组装而成的夹具。
由专业厂家制造，
其特点是灵活多变，万能性强，制造周期短、元件
能反复使用，特别适用于新产品的试制和单件小批
将工件装在机床上，然后按工件的某个（或
某些）表面，用划针或用百分表等量具进行 找正，以获得工件在机床上的正确位置。
直接找正装夹效率较低，但找正精度可以很
高，适用于单件小批生产或定位精度要求特 别高的场合 。
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2）划线找正装夹
这种装夹方法是按图纸要求在工件表面上事先划
当用夹具装夹工件来对进行加工 时，必须满足三个条件：
1、这批工件在夹具中占有正确的加工 位置； 2、夹具安装在机床上应具有准确的位 置； 3、刀具相对夹具应具有准确的位置。
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第二章
工件装夹与夹具设计原理
为保证工件某工序的加工要求，必须在加
工前，使工件在机床上相对刀具的切削或 成形运动处于准确的相对位置。
工件在夹具上的定位；
夹具相对于机床的定位；
工件相对于机床的定位；
而工件相对于机床的定位是通过夹具来间接
保证的。
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工件定位以后必须通过一定的装置产生夹紧
力把工件固定，使工件在加工中保持在准确 定位的位置上，
否则，在加工过程中因受切削力，惯性力等
力的作用而发生位置变化或引起振动，破坏 了原来的准确定位，无法保证加工要求。
需限制哪几个自由度？
完全取决于加工技 术要求。
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图2-34a所示为铣削长方体工件上平面工序，
要求保证Z方向上的高度尺寸及上平面与底面 的平行度，只需限制 、、3个自由度即可。
而图2-34b所示为铣削一个通槽，需限制除了
外的其他5个自由度。
图中c所示在同样的长方体工件上铣削一个键
这个过程称为夹紧。 这种产生夹紧力的装置便是夹紧装置。
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一、机床夹具概述
1、机床夹具的概念
机床夹具是机床上用以装夹工件（和引导刀具）的
一种装置。
其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床和
刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。
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装夹 =
的过程。
定位 + 夹紧
一不可的，但是任何夹具都必须有定位元件和夹紧
装置，它们是保证工件加工精度的关键，目的是使
工件定准、夹牢。
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4、机床夹具的功用
1）能稳定地保证工件的加工精度
用夹具装夹工件时，工件相对于刀具及机床的位置精度由夹
具保证，不受工人技术水平的影响，使一批工件的加工精度 趋于一致。
定位的原理
六点定位原理
定位原理
学习要点：
定位是机械加工中一个极为重要的问题。
要深刻理解和牢固掌握定位原理，熟知常用的
定位方法。
深刻理解欠定位与过定位的概念，能正确分析 和处理有关欠定位与过定位的问题。 深刻理解定位误差的概念，能正确计算定位误 差。
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(一) 六点定位原理
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装夹的方式
1）直接找正装夹
效率低，找正精度 较高；适用单件小 批量中形状简单的 工件。 通用性好，但效率 低，精度不高；适 用于单件小批量中 形状复杂的铸件。 操作简单，效率高， 容易保证加工精度， 适用于各种生产类型 。
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2）划线找正装夹
3） 夹 具 装 夹
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1）直接找正装夹
较长、制造费用也较高。
当产品变更时，夹具将由于无法再使用而报废。 只适用于产品固定且批量较大的生产中。
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3）通用可调夹具和成组夹具
其特点是夹具的部分元件可以更换，部分装置可
以调整，以适应不同零件的加工。
用于相似零件的成组加工所用的夹具，称为成组
还可以减轻工人的劳动强度和降低对工人技 术水平的要求，因而广泛应用于各种生产类 型。
这种装夹方式效率高、定位精度好而可靠，
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2、机床夹具的分类
（1）按专门化程度分类
1）通用夹具
通用夹具是指已经标准化的，在一定范围内可用于
加工不同工件的夹具。
例如，车床上三爪卡盘和四爪单动卡盘，铣床上的
再如图2-34d所示过球体中心打一通孔，定位基面
为球面，则对三个坐标轴的转动自由度均无必要限 制，所以，限制 、2个移动就够了。
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若将图2-34的f与e对照：均是在圆柱体工件
上铣通槽，但图f的加工要求增加了一条，被 铣通槽与下端槽需对中。虽然，它们的定位 基面仍是外圆面，但图f需增加对 自由度的限 制，共需限制5个自由度才正确。
平口钳、分度头和回转工作台等。这类夹具一般由 专业工厂生产，常作为机床附件提供给用户。
其特点是适应性广，生产效率低，主要适用于单件、
小批量的生产中。
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2）专用夹具
专用夹具是指专为某一工件的某道工序而专门设计
的夹具。
其特点是结构紧凑，操作迅速、方便、省力，可以
保证较高的加工精度和生产效率，但设计制造周期
任何未定位的工件在空间直角坐标系中都具有六个
自由度。
工件定位的任务就是根据加工要求限制工件的全部
或部分自由度。
工件的六点定位原理是指用六个支撑点来分别限制
工件的六个自由度，从而使工件在空间得到确定定 位的方法。
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图
工件在空间的自由度与工件六点定位
几个需特别注意的问题
1）定位与夹紧的区别 机械加工中关于自由度的概念与力学中自由度 的概念不完全相同。 机械加工中的自由度实际上是指工件在空间位
在1的位置上，也可以放在2的位置上。
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2）六点定位原则中“点”的含义是限制自由度，不
要机械地理解成接触点。