机械制造装备设计 第四章 第4.6节 典型机床夹具设计要点.
第四章 机床夹具设计基础
•设计合理的定位方法、定位装置 •有足够的定位精度
六点定位原理
2、 六点定位原理
用适当分布的六个支承点消除 工件的六个自由度，使工件在夹具 中位置完全确定，这个原理称为六 点定位原理。（图示）
图2.36 工件在空间的自由度与工件六点定位
六点定位原理
1）定位支承点是定位元件抽象而来的。 2）定位支承点与工件定位基准面始终保持接触， 才能起到限制自由度的作用。 3)分析定位支承点的定位作用时，不考虑力的 影响。
（三）钻床夹具
在钻床上进行孔的钻、扩、铰、锪、攻螺纹加工所 用的夹具，称为钻床夹具。钻床夹具是用钻套引导刀 具进行加工的，所以简称为钻模。
1、钻床夹具的分类
钻床夹具的种类繁多，根据被加工孔的分布情 况和钻模板的特点，一般分为固定式、回转式、移动 式、翻转式、盖板式和滑柱式等几种类型。
1）固定式钻模
5）连接定向元件： 将夹具与机床连接并确定夹具对机床主 轴、工作台或导轨的相互位置。
6）其它装置或元件 根据加工需要，有些夹具上还设有分度 装置、靠模装置、上下料装置、工件顶出机 构、电动扳手和平衡块等，以及标准化了的 其它联接元件。
二、工件在夹具中的定位
1．自由度的概念
定位的任务
定位的原理
（4）安全可靠原则 （5）经济实用原则
3. 夹紧力作用点的选择
1）夹紧力的作用点应正对支承元件或位于支承元件所 形成的支承平面内（图2）； 2）夹紧力的作用点应位于工件刚性较好的部位（图3） 3）夹紧力的作用点应尽量靠近加工面，以减小切削力对 夹紧作用点的力矩，防止或减小工件的加工振动或弯曲 变形（图5）。
三、常见定位方式与定位元件
工件在夹具中要想获得正确定位，首先应正确选 择定位基准，其次是选择合适的定位方式、定位元件。
典型机床夹具设计说明书
回转式钻模
3、移动式钻模
移动式钻模用在立式钻床上，先后钻销工件 同一表面上的多个孔，属于小型夹具。移动的方 法有两种：一种式自由移动，另一种是定向移动 ，用专门设计的轨道和定程机构来控制移动的方 向和距离。
第三节 钻床夹具设计 钻床夹具简称钻模。这类夹具主要是用来保证 被加工孔的位置精度，还可用于某些镗床、组合机 床上。
钻模借助其上的钻套引导刀具和工件之间的相 对位置，提高了加工精度和生产率，在成批大量生 产中，已广泛采用钻模来进行加工。
一、钻床类夹具的主要类型
钻床夹具的种类繁多，根据工件的结构形状， 大小，被加工孔的分布情况和钻模板的特点，一般 分为固定式、回转式、移动式、翻转式、盖板式和 滑柱式等几种类型。
种心轴或其它专用夹具。加工时夹具随机床主轴一起 旋转，切削刀具作进给运动。 三爪自定心卡盘和四爪单动卡盘 拨动顶尖 心轴式
圆盘式 角铁式 花盘式
适用于形状复杂的大型工件 需要平衡配重 通过过渡盘与主轴头端连接 安装在滑板或床身上的夹具：用于某些形状不规 则和尺寸较大的工件，刀具安装在车床主轴上作旋 转运动，夹具作进给运动。
2）夹紧装置要有足够的强度和刚度，保证必需 的夹紧力，并有良好的自锁性能，一般在铣床夹具 上特别是粗铣，不宜采用偏心夹紧。
3）夹紧力应作用在工件刚度较大的部位上。工 件与主要定位元件的定位表面接触刚度要大。当从 侧面压紧工件时，压板在侧面的着力点应低于工件 侧面支承点。
4）为了调整和确定夹具与铣刀的相对位置，应 正确选用对刀装置，对刀装置在使用塞尺方便和易 于观察的位置，并应在铣刀开始切入工件的一端。
第4章 机床夹具设计(5)
28
4.6 机床夹具的设计方法
4.6.4 夹具精度的验算 1.工件在夹具中的装夹误差
定位误差 + 夹紧误差 2.夹具的对定误差 夹具在机床上的对定包括： (1)夹具的定位——夹具在机床上的定位（对切削成形运动） (2)夹具的对刀——夹具对刀具的对准
品改型和加工对象变换而造成夹具报废。 ❖ 节省设计和制造夹具所用工时费用、材料和相关费用。 ❖ 缩短了生产准备周期。 2.组合夹具元件精度高，容易满足加工精度，保证产品质量。 3.减少夹具库存量，改善仓库的管理工作。 4.可以扩大使用范围——组合夹具元件与部分自制专用件组
合，可以组装出通用可调整夹具。
组
通用基本部分
成 可调整部分
夹具体、传动装置、操纵机构， 使用中固定不变，通用。
定位、夹紧、导向等元件，不同 零件加工时需要调整和更换。
3
4.4 可调整夹具的设计
4.4.1 可调整夹具的特点 在加工一组不同形状和加工要求的工件时，可以通过调整、更
换部分元件组成所需要的夹具→减少了夹具重复设计，降低
4．绘制夹具零件图 画出夹具中非标零件图，并按夹具装配图的要求确定零件的 尺寸、公差及技术要求。 ——尺寸及公差、形位公差、表面粗糙度等标注要完整、正确。
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4.6 机床夹具的设计方法
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4.6 机床夹具的设计方法
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4.6 机床夹具的设计方法
4.6.2 确定和标注夹具总图上有关尺寸和技术要求 一、夹具总图上应标注的尺寸、配合和技术要求 分为五类： 1.夹具的最大轮廓尺寸：夹具的长、宽、高
型槽的配合； ❖ 定位元件至夹具定位面尺寸、公差及位置公差（⊥、∥）； ❖ 用找正法调整夹具在机床上的位置时，应标注定位元件至找
机床夹具设计知识点总结
机床夹具设计知识点总结一、机床夹具的概念机床夹具是一种装置，用于固定工件或刀具，以便在加工过程中保持工件或刀具的位置。
它可以帮助工件准确加工，提高生产效率，保证加工质量。
机床夹具根据工件的形状、大小、工艺要求等不同，有不同类型的设计。
二、机床夹具的种类1. 机床夹具按功能分类（1）定位夹具：主要用于固定工件的位置，保证工件在加工过程中的精确位置。
（2）夹紧夹具：主要用于夹紧工件，保持工件在加工过程中的稳固状态。
（3）支撑夹具：用于支撑工件，保证工件不会变形或者垮塌，保证精度。
2. 机床夹具按结构分类（1）机械夹具：通过机械原理来夹紧工件。
（2）液压夹具：通过液压原理来夹紧工件，具有夹紧力大、精度高的特点。
（3）气压夹具：通过气压原理来夹紧工件，具有快速、便捷的特点。
3. 机床夹具按用途分类（1）强制夹具：在工艺中需要较大的夹紧力，用于夹紧较大工件。
（2）准确夹具：用于要求较高加工精度的工件。
三、机床夹具设计的要点1. 确定夹具的类型在进行机床夹具设计过程中，首先需要根据工件的形状、大小、加工要求等因素来确定夹具的类型。
根据工件的特点来选择定位夹具、夹紧夹具或支撑夹具，以及机械夹具、液压夹具或气压夹具。
2. 分析工件的加工特点在设计机床夹具的过程中，需要对工件的加工特点进行分析。
根据工件的材料、加工工艺、加工孔洞、表面要求等因素，确定夹具的结构和夹紧方式。
3. 合理选用夹具材料夹具材料的选用应根据工件的材料和加工条件来确定。
一般来说，夹具的材料应具有高强度、硬度和耐磨性，以保证夹具在长期使用中不易损坏。
4. 设计夹具的结构在设计机床夹具的过程中，需要根据工件的形状和加工要求来确定夹具的结构。
合理的夹具结构可以保证夹具的稳定性和可靠性，最大限度地满足工件的加工需求。
5. 考虑夹具的操作性在设计机床夹具时，还需要考虑夹具的操作性。
夹具的结构设计和夹紧方式应便于操作，以提高操作人员的工作效率，减少操作错误。
典型机床夹具及其设计要点
典型机床夹具及其设计要点1.车床夹具车床夹具大部分是安装在机床的主轴上，用于加工回转成形面。
(1)车床夹具的结构类型及特点1)角铁式车床夹具主要用在工件形状复杂，被加工表面的轴线与定位基面呈平行关系或构成一定角度。
图2-33为开合螺母车削工序图。
图2-34是加工上述工件的车床夹具。
图2-33 开合螺母车削工序图图2-34 角铁式车床夹具2)心轴类车床夹具适合于工件以孔为定位基准的车削或磨削等工序中。
3)花盘式车床夹具对形状复杂的工件，在加工一个或几个与基准平面垂直的孔时，就可采用此类夹具。
图2-35为齿轮泵壳体的加工工序图。
图2-36为车齿轮泵壳体两孔的花盘式车床夹具。
图2-35 齿轮泵壳体工序图图2-36 车齿轮泵壳体两孔的花盘式车床夹具(2)车床夹具的设计要点1)定位装置的设计加工回转表面时，要求工件加工面的轴线与车床主轴的旋转轴线重合，夹具上定位装置的结构和布置必须保证这一点。
2)夹紧装置的设计夹紧力必须足够，自锁性要好。
3)车床夹具与车床主轴的联接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。
夹具与车床主轴的联接方式有：采用锥柄联接；采用过度盘联接。
4)夹具总体结构设计夹具的外形尺寸应尽量小，重心与回转轴线重合，以减小离心力和回转力矩的影响。
悬伸长度L域外轮廓直径D之比为：D≤150mm的夹具，L/D≤1.25; D=150~300mm的夹具，L/D≤0.9; D≥300mm的夹具，L/D≤0.6。
（２）弹性斜定心夹紧机构利用定位、夹紧元件的均匀弹性变形来实现定心夹紧的．这种机构定心精度高，但变形量小，夹紧行程小，只适用于精加工中．根据弹性元件不同，有膜片夹具、碟形弹簧夹具、液压塑料薄壁套筒夹具等类型。
于结构不对称的夹具，必须采用平衡措施。
2.钻床夹具(1)钻床夹具的结构类型1)固定式钻模；2)分度式钻模；3)翻转式钻模；4)盖板式钻模；5)滑柱式钻模(2) 钻床夹具的设计要点1)钻模类型的选择2)钻套钻套的作用是确定钻头、铰刀等刀具的轴线位置，防止刀具在加工中发生偏斜。
第4章 机床夹具设计(3)
∴
d0 tg ( 1 ) r tg 2 2 W—螺杆对工件的夹紧力；
W
d0 QL Wtg ( 1 ) Wtg 2 r 0 2 QL
—斜楔升角（°）；
Q —加在螺杆上的原始作用力（N）；
2 —螺杆端部与工件间的摩擦角（°）；
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4.2
夹紧装置的设计
15
4.2
夹紧装置的设计
(2)设计特殊形状的夹爪、压脚等分散作用夹紧力，增大工件受 力面积。 图5-31：
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4.2
夹紧装置的设计
3．夹紧力的作用点应尽量靠近工件，减小加工中的振动， 特别是对低刚度工件。
不能满足上述要求时，可以增设辅助支承，以提高定位稳 定性、承受夹紧力和切削力等。如图所示：
夹紧装置的设计 W=KW０
K—安全系数，与加工性质（粗、精加工）、切削特 点（连续、断续切削）、夹紧力来源（手动、机动夹紧）、 刀具情况有关：
一般取K＝1.5～3。粗加工时 K＝2.5～3；精加工时 K＝1.5～2.5。 各种典型切削方式所需夹紧力的静平衡方程式可参考 《机床夹具手册》。 夹紧力需准确的场合——类比法确定夹紧力或通过试 验确定夹紧力。
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4.2 1．计算切削力
夹紧装置的设计
2．求出理论夹紧力W０
根据加工过程中，工件受到切削力F（按对夹紧最不 利的加工条件确定）、夹紧力W０、大型工件的重力、高 速运动的工件的惯性力、高速旋转的工件的离心力、支承 反力及摩擦力的作用处于静力平衡状态 → 求出理论夹紧 力W０。
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4.2 3．求出实际夹紧力W
4
4.2
夹紧装置的设计
图示为采用液压夹紧的铣床夹具：
5
4.2
机床夹具设计设计的知识点
机床夹具设计设计的知识点机床夹具是机床加工中必不可少的辅助工具，它能够固定和支撑工件在加工过程中，提高加工质量和效率。
机床夹具设计是机械设计中的一个重要环节，下面将介绍机床夹具设计的知识点。
一、工件定位原则在机床夹具设计中，工件的定位是至关重要的。
工件定位的主要目的是确保工件正确的位置和方向，以便于加工操作的进行。
工件定位原则包括以下几点：1. 三点法定位：在夹具设计过程中，通常采用三点法进行工件的定位。
即通过三个定位台与工件接触，确保工件在加工过程中的稳定性和准确性。
2. 可靠性要求：工件的定位应具备可靠性，确保工件在加工过程中不会位移或产生振动。
定位精度应能满足工件加工的要求，提高产品质量。
3. 确定定位基准：夹具设计中需要确定定位基准，通常选择工件上的特定面或特征，以确保工件在加工过程中的一致性。
二、夹紧原则夹紧是机床夹具设计中的重要环节，它保证了工件在加工过程中的稳定性和安全性。
夹紧原则包括以下几点：1. 夹紧力的确定：夹紧力应根据工件的材料、形状和加工要求来确定。
夹紧力应足够大，以确保工件在加工过程中不会滑动或移位。
2. 夹紧方式的选择：根据工件的形状和材料，选择合适的夹紧方式，如机械夹紧、液压夹紧或气压夹紧等。
夹紧方式应能满足工件加工的要求。
3. 防止变形和损坏：夹紧力应适当，以防止工件的变形和损坏。
特殊形状的工件应设计相应的夹具形状，以避免工件变形或损坏。
三、刀具布置原则刀具布置是机床夹具设计的关键环节，它直接影响到加工效率和质量。
刀具布置原则包括以下几点：1. 刀具的合理布置：根据工件的形状和加工要求，合理布置刀具位置和数量。
刀具布置应尽量减少加工过程中的空转和空程，提高加工效率。
2. 刀具固定方式：刀具固定方式应牢固可靠，以确保刀具在加工过程中不会松动或脱落。
可以采用夹紧、固定螺栓等方式来固定刀具。
3. 刀具的刃具选择：根据加工要求选择合适的刀具刃具，以确保加工质量和工艺要求。
机床夹具设计总结
机床夹具设计总结一、背景介绍机床夹具是机床的重要附件之一，用于夹紧工件以保证其在加工过程中的稳定性和精度。
机床夹具设计是机械制造领域中的一个重要研究方向，其设计质量直接影响到加工效率和加工精度。
二、设计目标机床夹具设计的目标是实现以下几个方面的要求：1. 夹紧力稳定：确保夹紧力在加工过程中不会发生明显变化。
2. 夹紧范围广：能够适应多种形状和尺寸的工件。
3. 加工精度高：确保加工精度符合要求。
4. 操作简便：易于安装、调整和更换。
三、设计流程机床夹具设计流程包括以下几个步骤：1. 确定夹紧方式：根据工件形状和大小选择合适的夹紧方式，如机械式、液压式、气动式等。
2. 确定夹具结构：根据夹紧方式确定夹具结构，如平板式、卡盘式等。
3. 设计零部件：根据夹具结构设计各个零部件，如夹紧块、夹紧杆、弹簧等。
4. 确定加工精度：根据工件要求确定加工精度，从而确定夹具的精度要求。
5. 进行材料选择：根据设计要求选择合适的材料，如高速钢、优质钢等。
6. 进行装配和调试：对设计好的夹具进行装配和调试，确保其符合设计要求。
四、设计要点机床夹具设计需要注意以下几个方面：1. 夹紧力控制：夹紧力是关键因素之一，需要通过合理的结构设计和零部件选择来保证其稳定性和准确性。
2. 加工精度控制：机床夹具的加工精度直接影响到加工件的精度。
因此，在设计过程中需要考虑到加工精度控制因素，并采取相应措施来保证其精度。
3. 材料选择：机床夹具需要承受较大的力和磨损，在材料选择上需要考虑到强度、硬度、韧性等因素，并选用合适的材料。
4. 结构设计：机床夹具结构应该简单明了，易于操作和维护。
同时，应该考虑到夹紧范围、夹紧力等因素，设计合理的结构。
5. 安全性：机床夹具需要具有良好的安全性能，防止意外伤害和设备损坏。
五、常见问题及解决方案1. 夹具夹紧力不稳定：可以通过增加弹簧数量或更换更高质量的弹簧来解决。
2. 夹具结构复杂：可以优化结构设计，采用简单明了的结构。
典型机床夹具设计
第三节 钻床夹具设计 钻床夹具简称钻模。这类夹具主要是用来保证 被加工孔的位置精度，还可用于某些镗床、组合机 床上。
钻模借助其上的钻套引导刀具和工件之间的相 对位置，提高了加工精度和生产率，在成批大量生 产中，已广泛采用钻模来进行加工。
一、钻床类夹具的主要类型
钻床夹具的种类繁多，根据工件的结构形状， 大小，被加工孔的分布情况和钻模板的特点，一般 分为固定式、回转式、移动式、翻转式、盖板式和 滑柱式等几种类型。
1、固定式钻模 这类钻模多为大型钻模，一般在立钻或摇臂钻床上 使用，加工工件上较大的孔或轴线相互平行（用摇 臂钻）的孔系，钻模需要固定在机床工作台。
固定式钻模
2、回转式钻模
回转式钻模的结构形式按其转轴的位置可分为 立轴式，卧轴式和斜轴式三种。这类钻模的引导元 件－钻套，一般是固定不动的，为了实现工件在一 次安装中进行多工位加工的目的，钻模一般采用回 转式分度装置。
2）夹紧装置要有足够的强度和刚度，保证必需 的夹紧力，并有良好的自锁性能，一般在铣床夹具 上特别是粗铣，不宜采用偏心夹紧。
3）夹紧力应作用在工件刚度较大的部位上。工 件与主要定位元件的定位表面接触刚度要大。当从 侧面压紧工件时，压板在侧面的着力点应低于工件 侧面支承点。
4）为了调整和确定夹具与铣刀的相对位置，应 正确选用对刀装置，对刀装置在使用塞尺方便和易 于观察的位置，并应在铣刀开始切入工件的一端。
当工件上的几个被加工的孔，是轴线互相平行 的轴向孔或是分布在圆柱面上的径向孔时，使用回 转式钻模是很方便的，即可保证加工精度，又可以 提高生产效率。
回转式钻模
3、移动式钻模
移动式钻模用在立式钻床上，先后钻销工件 同一表面上的多个孔，属于小型夹具。移动的方 法有两种：一种式自由移动，另一种是定向移动 ，用专门设计的轨道和定程机构来控制移动的方 向和距离。
第4章 机床夹具设计(4)
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4.3 机床夹具的其它装置设计 二、镗套
镗套结构
1．固定式镗套（图5-55） 在镗孔过程中不随镗 杆转动的镗套。这类 镗套的结构已经标准 化，设计时按标准选 用。
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4.3 机床夹具的其它装置设计 特点：
①结构紧凑，外形尺寸小；
②制造简单；③位置精度高； ④镗套易磨损。 ——适用于低速镗孔，一般摩擦面的线速度 v 0.3m / s
铣床夹具或刨床夹具一般有确定刀具位置的对刀装置。
1．作用 用来确定刀具与夹具（夹具的定位元件）的相对位置。 2.组成 一般由对刀块和塞尺组成。
对刀时，将塞尺放在刀具与对刀块的工作表面之间，凭抽 动塞尺的松紧感觉来确定刀具的位置。
3.常见的对刀装置
图5-58：
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4.3 机床夹具的其它装置设计
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4.3 机床夹具的其它装置设计
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4.3 机床夹具的其它装置设计 图c）是斜面钻套，用 于在斜面或圆弧面上钻 孔，排屑空间的高 度 h 0.5mm ，可增 加钻头刚度，避免钻头 引偏或折断。
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4.3 机床夹具的其它装置设计 3．设计钻套时应注意的问题——钻套尺寸的确定 （1）钻套导向孔的基本尺寸取刀具的最大极限尺寸。 （2）对于标准的定尺寸刀具，钻套导向孔与刀具的配合应按基 轴制选取。 （3）钻套导向孔与刀具之间，应保证一定的配合间隙，以防止 卡住和咬死。 钻、扩孔——F7或F8；粗铰——G7；精铰G6
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4.3 机床夹具的其它装置设计 4.3.3 分度装置
工件上如有一些按一定角度分布的相同表面，需要一次定 位夹紧后加工出来，则该夹具需要有分度装置，或把夹具 安装在通用的回转工作台实现分度。
图5-59 斜面分度装置的结构：
第四章 机床夹具设计基础
第二节 工件的定位原则及定位元件
支承钉 支承钉限制一个自由度。图示为常用的平面定位的支承钉， 利用顶面对工件进行定位。 图a平顶支承钉，用于精基准面的定位。 图b圆顶支承钉，用于粗基准面的定位。 图c齿纹头支承钉，用在要求较大摩擦力的侧面定位。 以上支承钉与夹具体孔的配合用H7/r6或H7/n6 图d带衬套支承钉，便于拆卸和更换，用于批量大、磨损快、需常修理 的场合。衬套与夹具体孔的配合用H7/n6或H7/r6，衬套内径与支承钉 的配合用H7/js6
第一节
概述
二、机床夹具的分类和组成
（一) 机床夹具的分类 1.按夹具的应用范围分类 1）通用夹具 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。 如，车床上三爪卡盘和四爪单动卡盘，铣床上的平口钳、分度 头和回转工作台等。这类夹具一般由专业工厂生产。特点：适 应性广，效率低，主要适于单件、小批生产。 2）专用夹具 指专为某一工件的某道工序而专门设计的夹具。 特点：结构紧凑，操作迅速、方便、省力，可保证较高加工精 度和效率，但设计制造周期长、制造费用高。适于产品固定且 大批生产。
第一节
概述
• 2.用专用夹具定位的安装
靠夹具来保证工件相对于刀具及机床所需的位置，并夹紧。 优点：１）保证工件加工精度 工件相对于刀具和机床的位置精 度由夹具保证，不受工人技术水平影响，能使工件的加工精度趋 向一致； ２）提高劳动生产率 使用夹具装夹工件方便、快捷，不 需划线正，减少辅助工时； ３）扩大机床使用范围 4）改善了操作者的劳动条件 一方面减轻了劳动强度，另 方面保证了夹紧工件的可靠性； 5）降低了成本 缺点：①夹具设计制造周期长；②对毛坯质量要求较高； 专用夹具适用于生产批量较大，产品品种相对稳定的场合
典型机床夹具设计
典型机床夹具设计引言：机床夹具设计是机械加工中重要的一部分，它的设计质量直接影响到加工产品的质量和生产效率。
典型机床夹具设计包括夹具的选择、夹具的结构设计和夹具的加工制造等方面。
本文将就典型机床夹具设计的一般步骤进行分析，并以五轴加工中心的夹具设计为例进行详细说明。
一、典型机床夹具设计的步骤：1、确定加工要求：首先根据产品的加工要求确定夹具的使用条件，包括工件的形状、尺寸和材料等方面的要求。
2、选择夹具类型：根据加工要求选择合适的夹具类型，例如，对于平面加工，通常可以选择钳工钳或万能钳等；对于多工序加工，可以选择支承式夹具或分度式夹具等。
3、进行夹具结构设计：基于夹具类型和加工要求，进行夹具的结构设计。
夹具结构设计的关键点包括夹紧方式的选择、定位方式的选择和夹紧行程的设计等。
4、进行夹具零件设计：根据夹具的结构设计将其分解为各个零件，并对各个夹具零件进行详细设计。
夹具零件设计的要求包括零件的强度、刚度和耐磨性等方面。
5、进行夹具装配设计：根据夹具零件设计的结果对夹具进行装配设计，包括各个零件的位置和安装方式等。
工制造。
加工工艺的选择和机械设备的使用对夹具的加工质量和加工效率都有影响。
7、进行夹具试用和调整：在夹具制造完成后，对夹具进行试用和调整。
通过试用和调整可以获得夹具的工作性能和使用效果等信息。
二、五轴加工中心夹具设计的实例分析：五轴加工中心用于加工一种具有复杂曲面的零件，加工要求为高精度、高效率和高稳定性。
根据加工要求，选择采用分度式夹具。
具体步骤如下：1、确定加工要求：产品要求加工精度达到0.02mm，加工速度达到60m/min。
2、选择夹具类型：根据加工要求选择分度式夹具，该夹具可以实现对产品进行分度加工，满足产品的加工精度要求。
3、进行夹具结构设计：夹具结构设计应包括基座、夹紧装置、定位装置和支撑装置等。
其中，基座用于将夹具固定在加工中心上，夹紧装置用于固定工件，定位装置用于确定工件在加工中心上的位置，支撑装置用于支撑和稳定工件。
机床夹具设计
机床夹具设计机床夹具是机床加工的必备工具，它是确保工件牢固固定在机床夹具上，保证加工准确度的关键。
因此，机床夹具的设计至关重要，一个好的机床夹具不仅可以提高加工效率，还能保证产品质量。
本文将从机床夹具的设计要素、设计方法以及机床夹具的应用等几个方面进行论述。
一、机床夹具的设计要素1.夹紧原理：机床夹具的主要作用是夹紧工件，所以夹紧原理是机床夹具设计的核心。
夹紧力大小是影响夹件牢固度的关键。
夹紧力，是指夹具对工件施加的合力，在保证工件牢固的前提下要尽可能小，以免对工件造成形变和损伤。
2.夹持方式：夹持方式主要有机械夹持、液压夹紧以及气动夹紧三种方式。
机械夹持的结构简单、夹紧力大、可靠性高；液压夹紧速度较快，夹紧力平稳，适合大功率机床的夹紧；气动夹持需要气源，并且夹紧力不够，一般用于中小型机床。
3.夹具形式：夹具形式根据工件的形状和尺寸来选择。
常用的夹具形式有平行口、V口、卡盘等。
4.夹紧方式：根据不同的夹紧需求，夹具可分为空心夹具和实心夹具。
空心夹具适用于外形尺寸小于夹具口径的工件；实心夹具适用于外形尺寸大于夹具口径的工件。
由此可见，机床夹具设计的要素包括夹紧原理、夹持方式、夹具形式和夹紧方式。
二、机床夹具的设计方法1.根据工件形状和尺寸选择夹具的形式：工件有不同的形状和尺寸，因此，在设计夹具时，应根据工件的特点选择相应的夹具形式。
2.根据夹紧力大小确定夹具类型：夹具的夹紧力大小对加工效果有直接影响，因此，应根据工件的材料、形状和尺寸等要素确定夹具类型，并尽可能减小夹紧力。
3.合理设计夹具的夹紧方式：夹具的夹紧方式除了要考虑夹紧力的大小，还要考虑其可靠性、灵活性等因素。
因此，在设计夹具的夹紧方式时，需权衡各种因素，务求达到最佳效果。
4.夹具材料的选择：夹具的材料选择直接影响夹具的生产成本和使用寿命。
在选择夹具材料时，应根据工件的特点、加工要求以及工作环境等因素来决定。
三、机床夹具的应用机床夹具广泛应用于各个行业的生产中，如汽车制造、医疗器械制造、电子设备制造、航空和航天制造等。
机械制造技术--机床夹具设计
机械制造技术–机床夹具设计1. 引言机床夹具是用于在机床加工过程中固定工件的装置，它在现代机械制造中起着至关重要的作用。
机床夹具的设计直接关系到加工精度、生产效率和成本控制，因此，合理的机床夹具设计是机械制造技术中必不可少的一环。
2. 机床夹具设计的基本原则机床夹具设计需要遵循一些基本原则，以确保夹具的可靠性、稳定性和高效性。
2.1. 合理布置夹具元件夹具元件的布置应符合工件加工的要求，使得夹具能够有效地固定工件、定位工件和限制工件的运动。
合理布置夹具元件可以提高加工精度和生产效率。
2.2. 强度和刚度要求机床夹具需要具备足够的强度和刚度，以承受加工过程中的各种力和振动。
通过合理的结构设计和优质的材料选择，可以确保机床夹具的强度和刚度。
2.3. 综合考虑生产效率和成本机床夹具的设计需要综合考虑生产效率和成本。
合理设计的夹具可以提高生产效率，减少操作人员的工作量，并降低生产成本。
因此，在设计夹具时，需要充分考虑工艺流程、加工要求和性能要求，以便在实际生产中能够发挥最大的作用。
3. 机床夹具设计的步骤机床夹具设计通常包括以下几个步骤：3.1. 确定工件的加工要求在开始夹具设计之前，需要明确工件的加工要求。
这包括工件的尺寸、形状、材料和加工工艺等方面的要求。
只有明确了工件的加工要求，才能够设计出满足这些要求的夹具。
3.2. 选择夹具类型根据工件的特点和加工要求，选择合适的夹具类型。
夹具类型可以分为夹紧式夹具、定位式夹具和组合式夹具等。
各种类型的夹具在夹持方式、定位方式和适用范围等方面有不同的特点，设计时需要根据具体情况选择合适的夹具类型。
3.3. 设计夹具结构根据工件的特点和夹具类型，设计夹具的结构。
夹具结构包括夹具架、夹具座、夹具定位元件和夹具夹持元件等。
在设计夹具结构时，需要考虑夹具的稳定性、强度和刚度，并保证夹具能够满足工件的加工要求。
3.4. 选择夹具材料选择合适的夹具材料是夹具设计的重要一步。
机械制造第四章 机床夹具设计
正确位置而产生定位误差与夹紧误差，需高度重视。
一、工件的装夹与机床夹具
直接找正装夹 找正装夹
划线找正装夹
夹具装夹
以工件某表面在通用夹具上定位与夹紧。 效率低，对操作者的技术水平要求高， 找正精度高，适用于单件小批生产或定 位精度要求特别高的场合。
定位方案，计算定位误差 对刀或导向 夹紧方案，选择夹紧机构 其它结构形式（分度、夹具与机床连接） 夹具体的形式和夹具的总体结构
标注尺寸、配合及技术要求 绘制夹具零件图 编写夹具设计说明书
主视图，尽量选取与操作者正对的位置。 绘制步骤： 用双点划线画出工件外形轮廓和定位面、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； 画出其它元件或机构； 画出夹具体，把上述各部分组合成一体，形成完 整的夹具。在夹具装配图中，工件视为透明体。
0x、0Y、0z
三个坐标轴转动，称为转动自由度，分别表示为
、
、
。
图4-6 工件的自由度
一、工件定位的基本原理
3.六点定位原则
由上可知，如果要使一个自由刚体在空间有一个确 定的位置，就必须设置相应的六个约束，分别限制刚体 的六个运动自由度。在讨论工件的定位时，工件就是我 们所指的自由刚体。如果工件的六个自由度都被限制了， 工件在空间的位置也就完全被确定下来了。因此，工件 定位实质上就是限制工件的自由度。 工件定位时，常用一个支承点限制工件的一个自由度。 六点定位原则——就是用合理设置的六个支承点，限制 工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定。
二、定位元件的选择与设计
1.对定位元件的基本要求
足够的精度 足够的强度和刚度 较高的耐磨性 良好的工艺性
第四章 机床夹具设计
1)基准不重合误差其大小等于工序基准与定位基
准间联系尺寸在该加工尺寸方向上的公差。
1)基准不重合误差其大小等于工序基准与定位基
准间联系尺寸在该加工尺寸方向上的公差。
2)基准位移误差
2)基准位移误差
4.3.3各种定位方法的定位误差计算
两种计算方法： 1.定位误差取为基准不重合误差和基准位移误差的矢 量和。 2.按最不利情况，确定一批工件工序基准的两个极限 位置，再根据几何关系求出此二位置的距离，并将其 投影到加工尺寸方向上，便可求出定位误差。
4.3 定位误差
4.3.1 定位误差的概念
定位误差:由于工件在夹具中定位的不准确造成的加工面相 对工序基准的位置误差，即工序基准在工序尺寸方向上的最 大位置变动量，以 dw 表示。
4.3 定位误差
4.3.2 定位误差的来源
1）由于工件的工序基准与定位基准不重合而引起的定位 误差，称为基准不重合误差 Δ
图4-11 过定位分析
4.2.1 定位原理
过定位分析 例4-4平面的过定位，如图4-12。
使用支承钉
使用支承板 图4-12 平面的过定位
注意！这种过定位只适于已加工表面，以加强刚度。
4.2.1 定位原理
过定位分析 例4-5 大端平面与长销组合产生的过定位，如图4-13。
大端面限制： Y、X、Z 长销限制： X、Z、X、Z
4.2.1 定位原理
欠定位 工件加工时必须限制的自由度未被完全限制，称为欠定 位。
Z
Y
X
B a）
B
欠定位不允许
图4-10 欠定位示例
b）
4.2.1 定位原理
过定位 过定位 —— 工件某一个自由度（或某几个自由度） 被两个（或两个以上）约束点重复限制的定位。
机床夹具设计第四章
2)按分度盘回转轴线分布位置的不同,可分为立轴式、 卧轴式和斜轴式 三种。一般可按机床类型以及工件被加工面的位置等具体条件设计。 3)按分度装置工作原理的不同,可分为机械分度、光学分度等类型。机 械分度装置的结构简单,工作可靠,应用广泛。光学分度装置的分度精度 较高,例如光栅分度装置的分度精度可达±10″,但由于对工作环境的要 求较高,故在机械加工中的应用受到限制。
正文
(2)分度装置的组成 回转分度装置由固定部分、转动部分、分度对定 机构及控制机构、抬起锁紧机构以及润滑部分等组成。 1)固定部分。它是分度装置的基体,其功能相当于夹具体。它通常采用 经过时效处理的灰铸铁制造,精密基体则可选用孕育铸铁。孕育铸铁有 较好的耐磨性、吸振性和刚度。
正文
2)转动部分。转动部分包括回转盘、衬套和转轴等。回转盘通常用45钢 经淬火至40~45HRC或20钢经渗碳淬火至58~63HRC加工制成。转盘工 作平面的平面度公差为0.01mm,轴向圆跳动公差为0.01~0.015mm,工作面 对底面的平行度公差为0.01~0.02mm。轴承的间隙一般应为0.005~0.008 mm,以减小分度误差。 3)分度对定机构及控制机构。分度对定机构由分度盘和对定销组成。其 作用是在转盘转位后,使其相对于固定部分定位。分度对定机构的误差 会直接影响分度精度,因此是分度装置的关键部分。设计时应根据工件 的加工要求,合理选择分度对定机构的类型。
正文
2.控制机构
图4-6a所示结构是已标准化的(JB/T 8021.1—1999)手拉式定位器 。将捏手5向外拉,即可将对定销1从分度盘衬套2的孔中拔出。当 横销4脱离槽B后,可将捏手5转过90°,使横销搁在导套3的A面上,此 时即可转位分度。本机构结构简单,工作可靠,主要参数d为8mm、 10mm、12mm、15mm四种。图4-6b所示为(JB/T 8021.2—1999)枪 柱式定位器。转动手柄7,利用对定销6上的螺旋槽E的作用,可移动 对定销。此机构操纵方便,主要参数d为 12mm、15mm、18mm。 图4-6c所示为齿轮齿条式操纵机构。转动小齿轮9,即可移动对定销 8进行分度,它操纵方便,工作可靠。
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② 结构形式 a) 固定钻套
固定在钻模板
上，使用过程中磨
损后不易拆卸，主
要用在小批生产的
单纯钻孔中。
b) 可换钻套
使用过程中 磨损后可换。 主要用于批量
较大的单纯钻
孔中。
c) 快换钻套
使用过程 中可快换。 主要用于同 一孔需多工 步加工。
d) 特殊钻套
钻套下端面与工件加工面之间的空隙S确定
4、车床夹具与车床的连接
5、车床夹具设计特点
（1）保证工件加工面的轴线与车床轴线的回 转轴线重合 ； （2）自锁性要好； （3）保证夹具的回转轴线与车床主轴轴线重合
4、设计时注意事项
（1）尽量缩短夹具的悬伸长度； （2）夹具重心尽可能靠近回转轴线，应设
有平衡重，并能调节；
（3）结构要紧凑，轮廓尺寸要小，不能超
加工脆材：S=(0.3～0.4)d
加工塑材：S=(0.5～1)d
特殊情况：在斜面上钻孔，S取小值；孔位精度高时、
S=0；钻L/d＞5的深孔、S=1.5d
⑵ 钻模板：安装钻套的板
①固定式钻模板
② 铰链式钻Βιβλιοθήκη 板③ 可卸式钻模板④悬挂式钻模板 4.54
⑶ 钻模用支脚
⑷设计钻模时，应注意钻孔孔口毛刺的 影响， 4.58
第4.4节 各类机床夹具及设计要点
本节重点介绍常见的车床、钻床、 铣床、镗床专用夹具
一、车床夹具
车床夹具一般都安装在车床主轴端部，加工时 夹具随机床主轴一起旋转，装在刀架上的切削刀具 作进给运动。
CA4140 普通卧式 车床
1、心轴类车床夹具 ⑴ 静配合圆柱心轴，
过盈配合心轴 1导向部分；2定位部分；3传动部分
3、角铁类车床夹具
花盘角铁式车床夹具 1-削边定位销；2-圆柱定位销；3-轴向定程基面； 4-夹具体；5-压板；6-工件；7-导向套；8-平衡配重
设计卡、花盘类车床夹具应注意事项：结 构要紧凑，轮廓尺寸要小，夹具重心尽可能 靠近回转轴线，以减少离心力和回转力矩； 应设有平衡重，并能调节；避免尖角、突出 部分，要加防护罩；夹紧装置应安全可靠。
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
靠模铣床夹具
2.铣床夹具的设计要点
（1） 对 刀 元 件：
（ 2 ） 连 接 元 件 ：
（3）铣床夹具的夹具体
一般控制夹具体 高度H与宽度B之 比≯1～1.25
（4）工件在夹具中的布置
应使 切销行 程最短
4.52
劣 优
出机床允许的回转尺寸；
（4）避免尖角、突出部分，要加防护罩；
夹紧装置应安全可靠。
二、铣床夹具
普通卧式铣床
立式铣床
1、铣床夹具的主要类型
（1）多件装夹的铣床夹具
多件装夹的铣床夹具 1－工件 2－定位V型块 3－侧向夹紧螺钉
（2）多工位装夹的铣床夹具
（3）双工位回转铣削的铣床夹具
（4）料仓式铣床夹具
⑸ 防止刀具与夹具碰撞
三、钻床夹具
钻床夹具通常称钻模，主要由定位元件、 夹紧装置、钻模板、钻套、夹具体组成。
台钻
立式钻床
摇臂钻床
1、钻模的结构形式及应用
⑴固定式钻模
（2）翻转式钻模
(3) 回转式钻模
（4）盖板式钻模
(5) 滑柱式钻模
2、钻模结构的设计要点
⑴ 钻套 ① 作用 a) 确定定尺寸刀具的轴线位置， 并导引 刀具； b) 保证孔系中各孔之间的位置精度。
(2) 间隙配合圆柱心轴，工件以内孔在心 轴上动配合H7/g4定位，通过开口垫圈、 螺母夹紧。
一般心轴是以两顶尖孔装在车床前后两顶尖上，用拨叉 或鸡心夹头传递动力
2、卡盘类车床夹具
喷油嘴壳体尾部和法兰端面的车床夹具 1-拉杆；2-弹簧；3-套筒；4-斜块；5-压板； 6-支承板；7-圆柱销；8-菱形销