20150329机床夹具设计
机床夹具设计方法与实例分析
机床夹具设计方法与实例分析1. 引言机床夹具是机械加工过程中不可或缺的工具，它能够稳定固定工件，使得加工过程更加精确和高效。
机床夹具设计的好坏直接影响到加工质量和生产效率。
本文将介绍机床夹具设计的一些常用方法和实例分析，旨在帮助读者了解机床夹具设计的基本原理和实际应用。
2. 机床夹具设计的基本原则2.1 稳定性原则机床夹具设计的首要原则是保证夹具对工件的稳定性。
稳定的夹具能够防止工件在加工过程中产生位移或者抖动，确保加工精度和表面质量。
为了提高稳定性，可以采用合理的夹持方式、合适的夹持力和稳定的夹持位置等方法。
2.2 安全性原则机床夹具设计必须考虑操作人员的安全。
夹具必须能够保护操作人员免受意外伤害，避免夹具本身或者工件脱落造成的意外事故。
合理的设计结构和使用材料能够提高夹具的安全性能。
2.3 便捷性原则机床夹具设计还需要考虑加工过程的便捷性。
合理的夹具设计可以提高工件的装夹和取卸的速度，从而提高生产效率。
夹具的设计应该尽量避免复杂的操作步骤和繁琐的调整过程。
3. 机床夹具设计的方法3.1 夹具定位和夹持方式的选择夹具定位和夹持方式是机床夹具设计的重要环节。
定位方式包括点定位、线定位和面定位等，可以根据工件的形状和加工要求来选择合适的定位方式。
夹持方式包括机械夹持、液压夹持和气动夹持等，可以根据工件的材料和尺寸来选择合适的夹持方式。
3.2 夹具结构设计夹具的结构设计要考虑到工件的形状和尺寸，以及加工过程中的力和热变形等因素。
夹具的结构应该尽量简洁紧凑，便于加工和装夹，同时要保证足够的刚度和稳定性。
合理的结构设计可以提高夹具的寿命和稳定性。
3.3 夹具夹持力的控制夹具的夹持力需要根据工件的材料和加工要求来进行控制。
夹持力过大会导致工件变形或者损坏，夹持力过小则无法稳定固定工件。
夹持力的控制可以通过选择合适的工作面材料、调整夹紧装置的参数和使用适当的夹紧手段等方法。
4. 实例分析4.1 水平加工中心的工件装夹夹具设计水平加工中心是一种常见的工件加工设备，其夹具设计直接关系到工件的加工精度和生产效率。
机床夹具设计步骤和实例
机床夹具设计步骤和实例机床夹具是用于在机床上夹持工件或刀具的装置，用于保持工件的位置稳定，使其能够被加工。
机床夹具设计的步骤主要包括需求分析、夹具类型选择、夹具基础结构设计、夹具强度计算、夹具定位系统设计、夹具操作系统设计、夹具零件设计和夹具组装等。
以下为机床夹具设计步骤和一个实例：步骤1：需求分析首先，需要了解加工工件的要求和工艺流程。
通过与工艺人员或工程师的交流，了解工件的形状、材料、尺寸等特性，以及工件的精度要求、加工工艺和工时要求等。
根据需求分析，明确夹具的基本功能、定位方式和操作方式。
步骤2：夹具类型选择根据加工工件的特性和加工工艺的要求，通过参考手册或专业书籍选择合适的夹具类型。
常见的夹具类型包括平板夹具、顶升夹具、转角夹具、滑块夹具、气垫夹具等。
根据不同的工件形状和加工要求，选择适合的夹具类型。
步骤3：夹具基础结构设计根据工件的形状和夹持要求，设计夹具的基础结构。
夹具的基础结构通常由夹紧装置、支撑装置和定位装置组成。
夹紧装置主要用于夹持工件，支撑装置用于保持工件的平衡和稳定，定位装置用于确保工件的位置准确。
步骤4：夹具强度计算根据夹具类型和加工工件的特性，计算夹具的强度。
夹具的强度计算包括静态强度和动态强度两个方面。
静态强度主要考虑夹具在夹持工件时的受力情况，包括切削力、惯性力等；动态强度主要考虑夹具在工件加工过程中的振动和冲击力，保证夹具结构能够承受夹持工件时的各种力。
步骤5：夹具定位系统设计根据工件的定位要求，设计夹具的定位系统。
夹具的定位系统应能够满足工件的精度要求，并确保工件的位置准确。
定位系统常采用定位销、定位块等形式，根据工件的形状和加工特点选择合适的定位方式。
步骤6：夹具操作系统设计根据夹具的使用要求，设计夹具的操作系统。
夹具的操作系统主要包括夹紧装置的控制方式和操作机构的设计。
根据夹紧力的大小和控制精度的要求，选择合适的液压夹紧系统或气动夹紧系统。
步骤7：夹具零件设计根据夹具的基础结构、定位系统和操作系统的设计要求，设计夹具的各个零件。
机床夹具的课程设计
机床夹具的课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解机床夹具的基本概念、分类及作用；2. 掌握机床夹具的组成、结构及其工作原理；3. 了解机床夹具在机械加工过程中的应用及选用原则。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析机床夹具的适用范围及优缺点；2. 提高学生运用机床夹具进行工件加工的操作能力；3. 培养学生通过查阅资料、开展讨论等方式，解决机床夹具使用过程中遇到的问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机床夹具在制造业中重要性的认识，激发学生学习兴趣；2. 培养学生严谨、细致的学习态度，养成良好的操作习惯；3. 增强学生的团队合作意识，提高沟通协调能力。
分析课程性质、学生特点和教学要求：本课程为机械制造及自动化专业的一门专业课程，旨在使学生掌握机床夹具的相关知识，提高操作技能。
学生处于本科阶段，具有一定的机械基础知识和动手能力。
教学要求注重理论与实践相结合，以培养学生的实际操作能力为主。
课程目标分解：1. 知识目标：通过课堂讲授、自主学习等方式，使学生掌握机床夹具的基本知识；2. 技能目标：通过实验、实训等环节，提高学生的实际操作能力；3. 情感态度价值观目标：通过小组讨论、案例分析等教学方法，培养学生的专业兴趣和团队协作能力。
二、教学内容1. 机床夹具概述- 机床夹具的定义、分类及作用- 机床夹具的发展历程及趋势2. 机床夹具的组成与结构- 夹具的主体结构及其功能- 常用夹具元件的类型及作用- 夹具的连接与调整方式3. 机床夹具的工作原理- 夹紧力产生及传递机制- 工件在夹具中的定位与导向- 夹具对加工精度的影响4. 机床夹具的应用与选用- 夹具在各类机床上的应用实例- 夹具选用的原则与方法- 夹具使用中的注意事项5. 机床夹具实训- 实训项目一：认识常见机床夹具及元件- 实训项目二：机床夹具的拆装与调整- 实训项目三：机床夹具的使用操作教学大纲安排：第一周：机床夹具概述第二周：机床夹具的组成与结构第三周：机床夹具的工作原理第四周：机床夹具的应用与选用第五周：机床夹具实训（含三个实训项目）教学内容与教材关联性：本教学内容与教材《机械制造工艺与设备》中关于机床夹具的章节内容密切相关，涵盖了机床夹具的基本概念、结构、工作原理、应用及实训等方面，确保了教学内容的科学性和系统性。
机床夹具设计
机床夹具设计夹具设计一般是在零件的机械加工工艺制定之后，按照某一工序的具体要求进行的。
夹具设计质量的高低应以能稳定地保证工件的加工精度，达到加工的生产效率要求，成本低，排屑方便，操作安全省力和制造维护容易等为衡量指标。
一、机床夹具设计的基本要求一个优良的机床夹具，必须满足下列基本要求：1、保证工件的加工精度保证工件加工精度的关键在于正确地选定定位基准、定位方法、定位元件以及夹紧装置，确定合适的夹具尺寸、公差和计数要求，并进行必要的夹具精度分析。
同时还要注意夹具中其他零部件的结构对工件加工精度的影响，确保夹具能满足工件的加工精度要求。
2、工艺性能好专用夹具应尽可能地采用标准元件和标准结构，力求结构简单，制造容易，便于装配、检验和维修。
当夹具最终精度由调整或修配保证时，夹具上应设置适当的调整间隙和可修磨的垫片等调整或修配结构。
3、达到加工的生产效率要求专用夹具的复杂程度应与生产批量相适应，应根据工件生产批量的大小选用不同复杂程度的快速高效装夹机构，以缩短辅助生产时间，提高生产效率。
4、使用性能好专用夹具的操作应简便、省力、安全可靠。
应尽可能采用气动、液压等快速高效夹紧装置，以减轻操作者的劳动强度。
夹具的操作位置应符合操作工人的操作习惯。
专用夹具应排屑方便，必要时应设置排屑结构，防止切屑破坏工件的正确定位和损坏刀具，防止切屑热量引起工艺系统变形。
5、经济性好除考虑专用夹具本身结构简单、标准化程度高、成本低廉外，还应根据生产批量对夹具进行必要的经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益。
以上基本要求中保证工件的加工精度是最重要的。
在此前提下，要处理好其他要求的辩证统一关系。
二、机床夹具设计的一般步骤1、明确设计要求，收集和研究有关资料工艺人员在编制零件的工艺规程时，提出了相应的夹具设计任务书，对其中的定位基准、夹紧方案及有关要求作出说明。
夹具设计人员则应根据夹具设计任务书进行夹具的结构设计。
为了使所设计的夹具能够满足上述要求，设计前要认真收集和研究如下有关资料。
第6章 机床夹具设计(三)
分度式钻模
加工同一圆周上的平行孔系、同一截面内的径向孔 系或同一直线上的等距孔系时，钻模上应设置分 度装置。 分度式钻模：带有分度装置的钻模。 一、分度装置 工件一次装夹后，能按一定规律依次改变工件加 工位置的装置，称为分度装置。 分度装置分为两类：直线及回转分度装置。 回转分度装置又根据回转轴相对于夹具体安装基面 的位置分为立式分度、卧式分度及斜式分度三种。 1、组成 2、分度对定机构 3、锁紧机构 分度误差： 分度装置分度时，最大分度值与最小分 度值之差为分度误差。
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机械制造工艺学
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第2章 机床夹具设计
Design of Machine Tool Fixture
浙江师范大学交通学院
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机械制造工艺学
第2章 机床夹具设计
Design of Machine Tool Fixture
2.4 各类机床夹具 All Kinds of Machine Tools Fixture
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普通钻模
结构上除设置钻套相钻模板之外，没有其它独特特点的钻模、称 为普通钻模。 一、非固定式普通钻模 在立式钻床上加工直径小于10mm的小孔或孔系、钻模重量小 于15kg时，由于钻削扭矩较小，加工时人力可以扶得住它，因 此钻模不需要固定在钻床上。这类可以自由移动的钻模，称非 固定式钻模。 二、固定式普通钻模 在立式钻床上加工直径大于10mm的单孔或在摇臂钻床上加 工较大的平行孔系，或钻模重量超过15kg时，因钻削扭矩较大 及入力移动费力，故站模需固定在钻床上。这种加工一批工件 时位置固定不动的钻模，称为固定式钻模。 若在结构上无独特的持点，则称为固定式普通钻模。
机床夹具设计课程设计
机床夹具设计课程设计课程设计目的和背景机床夹具是机械加工中必不可少的设备，是保证工件紫外任务中正确位置及保证切削工具正确运动轨迹的关键元件。
本课程设计旨在让学生通过设计机床夹具，加深对机床夹具的理解，理解夹具设计的重要性，掌握夹具设计的基本技能，并培养工程实践能力。
课程设计要求一、课程设计内容：1.选定图样设计机床夹具；2.设计机床夹具的定位元件；3.设计机床夹具的夹紧元件；4.绘图、实现结构设计。
二、参考要求：1.课程设计采用实物来展示结果；2.采用Solidworks软件进行结构设计；3.绘制夹具的三维模型图；4.输出夹具的工程图。
三、评分标准：1.设计的夹具完全符合图样要求；2.设计的夹具齐全、完整、美观；3.设计过程中的思路清晰，操作技巧熟练；4.设计结果的展示质量。
课程设计实施步骤第一步：选定图样设计机床夹具根据实际工程需要，选定符合图样要求的机床夹具进行设计。
第二步：设计机床夹具的定位元件根据夹具的实际需要以及图样要求，设计夹具的定位元件，确保工件在加工过程中具有稳定的定位能力。
第三步：设计机床夹具的夹紧元件根据夹具的实际需要以及图样要求，设计夹具的夹紧元件，确保工件在加工过程中不会发生移动或失稳。
第四步：绘图、实现结构设计使用Solidworks软件进行夹具结构设计，包括绘制夹具的三维模型图和输出夹具的工程图。
第五步：展示设计结果学生应该把设计的结果呈现给评分的教师，评分的教师会通过对结果的评估来给出分数。
另外，学生还可以展示设计结果给同学或者其他对此感兴趣的人。
课程设计注意点为了保证课程设计的质量，学生应该注意以下几点：1.要充分了解夹具的设计要求及其使用要求；2.在设计夹具时，要考虑图样的要求、工件的形状和尺寸等因素；3.在进行Solidworks操作时，要掌握软件的基础知识，如：图形操作、尺寸关系、材料等基础知识；4.在进行结构设计时，要注意设计的合理性、美观性和质量；5.在展示设计结果时，要清晰明了、简洁易懂、详细全面。
机床夹具的设计方法及步骤(精)
A
A-A 其余
序差位基较精准大度是(高0双.于4)孔菱，
A
中而形心δ销线不，重所槽较在口小平在
面(大0，.圆1)故上，选，故用故选一将取 圆加大柱工孔销槽用和对圆一面柱菱那销 形个位定销端基位定面准；位作；最为佳定；
A
第29次课 教学课型：理论课
机床夹具设计
第四章 机床夹具的设计方法及步骤
§4-2 机床夹具设计实例
二、确定夹具的结构方案
确定工件的定位方式，选择定位元件；
确定顺序 确定刀具的对刀－导引方式，选择刀具的对刀－导
引元件； 确定工件的夹紧方式，选择夹紧元件； 确定其它元件或装置的结构形式； 协调各装置、元件的布局，确定夹具体的结构尺寸 及总体结构。
！ 若有几种不同方案，则应分别画出草图，经分析比
第29次课 教学课型：理论课
机床夹具设计
第四章 机床夹具的设计方法及步骤
评价机床夹具设计质量高低的指标是： 能稳定地保证工件的加工质量； 生产率高、成本低； 排屑方便； 操作安全、省力，制造、维修方便等。 §4-1 机床夹具设计的一般步骤 §4-2 机床夹具设计实例
第29次课 教学课型：理论课
⑶对刀元件与定位元件定位面之间的位置尺寸
7.85±0.02、 8.05±0.02。 基本尺寸 Es Ei
7.85的计算过程如下：
14.3
0
-0.1
A
+0.4 +0.1
3.2
+0.4 0
减去间隙3mm并取平均值即得7.85。
8.05的计算过程如下：
槽宽
平均值的一半为5.05，加间隙3mm后为8.05。
夹具的设计任务由工艺人员提出，夹具设计人员应 根据设计任务书进行结构设计。
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。
机床夹具设计步骤
机床夹具设计步骤
一、机床专用夹具的设计步骤
（一）设计前的预备工作
1）明确工件的年生产纲领。
2）熟识工件的零件图和工序图。
3）了解工艺规程中本工序的加工内容、机床、刀具、切削用量、工时定额和同时加工工件数。
（二）总体方案的确定
1）定位方案——依据工序图分析本工序的工序内容和加工精度要求，根据六点定位原理拟定定位方案和选择定位元件。
要拟定几种详细方案进行分析比较，通过分析和计算定位误差，从中确定合理的方案。
2）夹紧方案——确定夹紧力的方向、作用点，选择和确定夹紧元件或夹紧机构，估算夹紧力大小，选择和设计动力源。
夹紧方案也需反复分析比较。
3）夹具的总体形式——一般应依据工件的外形、大小、加工内容及选用机床等因素来确定。
（三）绘制夹具装配图——总装配图应按比例1:1 绘制，主视图应按操作实际位置布置，三视图要能完整清晰地表示出夹具的工作原理和结构。
机床专用夹具的设计步骤及绘制夹具装配图的一般挨次：
（四）绘制夹具零件图
装配图中的非标准零件均应绘制零件图，视图尽可能与装配图上的位置全都，尺寸及公差、形位公差、协作精度及表面粗糙度等要标注完整。
二、夹具精度的验算
1）工件在夹具中的定位误差和夹紧误差。
2）夹具在机床上的对定误差。
3）加工过程中的其他误差。
机床夹具设计
5.1.2 机床夹具应满足的要求
1、保证加工精度（最基本）
2、夹具的总体方案应与年生产纲领相适应 3、安全、方便、减轻劳动强度 4、排屑顺畅 5、有良好的强度、刚度和结构工艺性
第 五 章 机 床 夹 具 设 计
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5.2
机床夹具的类型和组成
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一、机床夹具的类型
二、机床夹具的基本组成
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未完待续……
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5.3.1 工件的定位
第 五 章 机 床 夹 具 设 计
3、定位的正常情况和非正常情况 过定位允许特例 工件刚度很差：可采用过定位提高工件局部 刚度，减少变形； 工件定位表面和定位元件的精度很高时：不 会影响定位精度，有利提高刚度。 平面的过定位 图5-6 过定位及其改进 图5-7 定位方案分析 图5-8
第六节
第七节 第八节 第九节
机床夹具设计
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可调整夹具的设计
组合夹具设计 机床夹具设计步骤 典型机床夹具的设计要求
第 五 章 机 床 夹 具 设 计
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5.1
机床夹具的功能和应满足的要求
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一、机床夹具的功能
二、机床夹具应满足的要求
第 五 章 机 床 夹 具 设 计
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第 五 章 机 床 夹 具 设 计
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5.3.3 定位误差的分析与计算
2、定位误差产生的原因 （1）基准不重合带来的定位误差（夹具定位基准与工 序基准不重合） 平面定位情形（图5-23）
△N=△A1+△A2 △A1——基准转换带来的加工误差； △A2——本工序的加工误差。
典型机床——夹具设计
四．专用夹具的组成（如图）
1．定位元件 2．夹紧装置 3．对刀引导元件 4．连接元件 5．夹具体 6．其它件
钻床夹具
16
1．工件通过定位元件在夹具上占有一个正确的 位置
2．工件通过夹紧元件保证加工过程中始终保持
原有的正确位置
3．夹具通过对刀元件相对刀具保持正确位置
4．夹具通过连接元件，相对于机床保持一个正 确位置
36
2）菱形销
A 结构
B 定位分析如前图
37
3）圆锥销 A 结构
B 定位分析
38
4）定位心轴
A 结构
B 定位分析
39
3、工件圆锥孔定位
工件以圆锥孔定位时，所用定位元件为圆 锥心轴或圆锥销以及双顶尖。圆锥心轴限制工件 5个自由度，圆锥销限工件四个自由度。 A 定位形式
40
B 定位分析
41
双顶尖定位
b）图 解： 1）定位原理分析： 右边两短V形块相当于一长V X、 Y形 、 X、 Y 块，限制：
Z、 Z
左边短V形块限制：
70
3、组合定位时过定位现象的消除方法
（1）使定位元件在产生过定位的方向上可移动 ，以消 除该方向的移动过定位。（如活动顶尖不能限制 ）
a)
b)
过定位消除方法之一
Y
支承 板
Y X
58
解：写出各定位元件所限制的自由度： 支承板限制工件三个自由度： Z 、 X、 Y 短銷限制工件二个自由度：X 、 Y 挡銷限制工件一个自由度：Z 故 定位性质：为完全定位。
59
2、部分定位（不完全定位） 限制了影响工件加工精度的自由度，且又 少于六点的定位方法称为部分定位。
机床夹具设计课程设计_(2)
（二）生产类型及工艺特征
零件的生产纲领：
N=Qn(1+a)(1+b)
式中N——零件的生产纲领，件／年； Q——产品的年产量，台／年； n——每台产品中包含该零件的数量； a——该零件备件的百分率，％； b——该零件废品的百分率，％。
（三）定位基准的选择
为保证各轴颈的同轴度要求，在基准 选择时采用基准统一的原则，即粗、精 加工各主轴颈时都采用顶尖孔作为定位 基准。对于连杆轴颈的加工，为保证连 杆轴颈轴线与主轴颈的轴线之间的平行， 在基准选择时应采用定位基准和装配基 准重合的原则，即粗、精加工连杆轴颈 时都采用两个主轴颈作为定位基准。
（四）工艺路线的拟定
工艺路线的拟定一般需要做两个方面 的工作：一是根据生产纲领确定加工工 序和工艺内容，根据工序的集中和分散 程度划分工艺；二是选择工艺基准，即 主要选择定位基准和检验基准。在生产 纲领已确定为批量生产的条件下，可以 考虑采用万能机床、组合机床和专用夹 具，并尽量采用工序集中的原则，减少 安装的次数来提高生产率。
拟定的工艺路线如下：
10 铸造 15 正火 20 铣两端面（保证总长），打中心孔 30 粗车扇形面外圆及侧面 40 粗车长轴端外圆及侧面 45 粗车锥面1：10 50 粗车短轴端外圆及侧面 60 精车长轴端外圆及侧面 70 精车短轴端外圆及侧面 80 铣扇形侧面 90 铣连杆轴颈 100 钻φl9孔，扩孔φ25，攻2-G1/2螺纹
（1）零件的作用
曲轴在轴类零件分类中属于异形轴，是传 动发动机动力的相关零件，它可以接受活塞 与连杆传来的能量，传递于活塞，使活塞不 间断的进行着往返运动，不停地将发动机所 作的功传递出去。
本次设计的零件是柴油机厂生产的曲轴零件，材 料是球墨铸铁（QT60—2），毛坯采用铸件。
机床夹具设计
⒉分度对定机构
⒊时，最大分度值与最小分度值之差 称为分度误差。 1.直线分度误差
影响分度误差的主要因素如下： X1——对定销与分度套的最大间隙； X2——对定销与固定套的最大间隙； e——分度套内外圆的同轴度； 2δ ——分度盘两相邻孔距的公差值。
?
F
? 2X3 4R
?F ?2
?
2
?
X12
?
X
2 2
?
e2
式中
△a ——回转分度误差； amax ——相邻两孔最大分度角 amin ——相邻两孔最小分度角； △F——菱形销在分度套中的对定误差； 2δ a 分度盘相邻两孔的角度公差；
2δ—— 2δa 在分度套中心处所对应的弧长， 2δa = 2δa πR/180o X3——分度盘回转轴与轴承间的最大间隙； R——回转中心到分度套中心的距离。
二、固定式普通钻模
在立式钻床上加工直径大于 10mm的单孔或摇臂钻床上加工较大的 平行孔系，或钻模重量超过 15kg时，由于钻削扭矩较大或人力移动费 力，因此钻模需要固定在钻床上。这类位置固定不动的钻模，称非固 定式钻模。若在结构上五独特的特点，则称为固定式普通钻模。
三、钻套
⒈钻套类型： 标准钻套
3)工艺孔尺寸应选用标准心棒的尺寸。
四、夹具总图上尺寸、公差及技术要求的标注
1)最大轮廓尺寸SL； 2)影响工件定位精度的尺寸、公差 SD； 3)影响导向精度的尺寸、公差ST； 4)影响夹具精度的尺寸、公差SJ； 5)其它重要尺寸； 6)需标注的技术要求。
五、工件的加工精度分析
⑴定位误差△D ⑵对刀误差△T ⑶安装误差△A ⑷夹具误差△J ⑸加工方法误差△ G
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(2) 定位销
圆孔尺寸较小选a) ；尺寸较大选b) ；圆孔与端 面组合定位选c)；
工作部分根据加工要求和装夹方便按g5,g6,g7,f7 制造，尾柄部分与夹具体过盈配合。
长圆柱销限制四个自由度，短圆柱销限制二个
自由度，锥销限制三个自由度，短削边销限制一 个自由度，浮动锥销限制二个自由度。
2.1.4 工件在夹具中加工时加工误差的组成 工件的加工误差是指工件加工后的实际几何 参数(尺寸、形状、相互位置)偏离理想几何 参数的大小。
1．工件安装误差
2．夹具对定误差 动的误差
定位误差+夹紧误差
对刀误差+切削成形运
3. 加工过程误差 工艺系统几何精度、受 力变形、受热变形及磨损等因素造成的误差
一面两孔(一面两销)定位
削边销尺寸已经标准化，可按表2—2所列数值直 接选取。
一面二销定位的设计步骤： 已知条件：D1min,D2min,孔距及公差L±TL工/2 ①确定两销中心距及公差 L±TL夹/2 其中： TL夹=(1/3~1/5) TL工 ②确定圆销直径d1max及其公差 d1max=D1min，公差取g6或f7 ③确定菱形销直径d2max、宽度b1及公差 查表2—2选定b1，按下式计算出菱形销与孔 配合最小间隙。
(2) 辅助支承— 在工件定位时不起定位作用， 只起提高工件支承刚性定位元件。 a) 结构简单，但转动支承1时，可能带动工件 b) 支承1只作上下运动，克服了a)的缺点 c) 自动调节支承，弹簧力大小可调。为防止锁 紧支承时将支承1顶出，α角7-10°。
辅助支承有些结构与可调支承相近，作用完 全不同。
位基准重合，基准位置误差与第一种情况一
样。 δH2定位=δ位置=(TD+Td)/2
对H3，定位基准与工序基准不重合、
δH3定位=δ位置+δ不重=(TD+Td)/2+Td1/2
(4)工件以一面二孔组合 定位 如图：销1为主要定位元 件。在理想状况下，两 定位孔中心O1和O2与定 位销中心Ox1、Ox2重合， 实际上O1、O2会在以Ox1、 Ox2为圆心，
图a)
是短定位套和长定位筒其内孔分别限制 二个自由度和四个自由度。
图b)为锥面定位套，限制三个自由度。
图c)
半圆定位套，限制自由度个数视工件插 入其长短而定。
(2)支承板
工件以外圆表面的侧母线定位时，常采用支承板， 此时属支承定位。
支承板与侧母线接触长限制二个自由度，接触短 限制一个自由度。
(3) V形块 V形块定位是外圆定位最常见的方式。无论 是完整的外圆面还是局部圆弧面均可以用它 定位。 最大特点是对中性好，只要定位面是圆弧形 状，尺寸的变化不会影响轴线与V形块的对称 线重合。 V形块夹角有60°、90°和120°三种，其中 90°V形块应用最广泛。夹角越小，稳定性越 好，定位位置误差越大。
当孔径最大、轴径最小时，定位基准O会移动到O2处， 当孔径最小、轴径最大时，定位基准O会移动到O1处， 因此O的变动量为O1O2 δ位置=O1O2=OO2-OO1=(Dmax-dmin )/2-(Dmin-dmax)/2
= (TD+Td+Xmin)/2 –Xmin=(TD&#的定位副具有不同的基准位置误差 ① 平面组合定位：工件以精基准在大平面上定 位，基准位置误差很小，对H而言δ位置=0 但对于工件上的第二定位基准B面，则由于与且A 面有角度偏差±α，将造成此定位基准的位置误 差δ位置和角度误差δ角度。
在水平方向，其位置误差 δ位置=± (H -H1) tanΔα δ角度=±Δα ② 间隙配合心轴定位 1) 心轴垂直放置 (孔与心轴任 意边接触)
A型为平头支承钉，用于已加工过的平面定位；
B型为球头支承钉，用于未加工的平面定位；
C型为网纹顶面支承钉，用于要求摩擦力大的侧
面定位。
各种支承板，主要用于精加工过的平面定位。 A型支承板结构简单，但积屑不易清除，多用于
工件侧平面定位；
B型支承板，易于清除切屑，广泛应用于加工过
的平面定位。
因为心轴垂直放置，定位孔与心轴可以在任意 方向接触，当孔径最大而轴最小时，定位孔的 中心O，在夹具中位置的变动量为O1O2 即为基准位置误差δ位置。
δ位置=O1O2=Dmax-dmin=(Dmin+TD)-(dmax-Td) =TD+Td+Xmin Xmin –孔与轴的最小配合间隙
2) 心轴水平放置(孔与心轴固定边接触)
对尺寸B，基准不重合且基准位置误差存在
(2) 心轴或定位销间隙配合，水平放置定位
如图心轴水平放置加工键槽，按三种工序基准
安排：定位基准均为孔心。此时存在基准位置 误差 δ基准=(TD+Td)/2
对 H1，基准重合 δH1定位=δ位置=(TD+Td)/2
对H2 ，可以看成是支承定位，工序基准与定
2 机床夹具设计
一、夹具的组成
二 夹具的作用及分类 1．夹具的作用
(1)保证加工精度
(2)提高生产率
尺寸精度和位置精度
(3)减轻劳动强度
(4)扩大机床的工艺范围
2．夹具的分类
(1)按夹具使用范围来分
①通用夹具
2. 专用夹具
③可调或成组夹具
④组合夹具
⑤随行夹具
③ 定位误差计算公式是：
δ定位=δ位置cosα±δ不重cosβ
α—基准位置误差方向与工序尺寸方向间的夹 角 β—基准不重合误差与工序尺寸方向间的夹角
3．几种定位误差的计算
(1) 平面组合定位
对尺寸C，基准重合且基准位置误差不考虑
δC定位=0 δB定位=δ位置+δ不重= 2HtanΔα+TL
δ安装＋δ对定＋δ过程≤T
一般应给过程误差留下三分之一的零件公 差。在实践中，一般只能计算定位误差，因 此，定位误差只占公差的三分之一。
孔与端面联合定位 大端面可限制三个自由度 (Y、X、Z)，长销可限制四个自由度(X、 Z 、 X、Z)
一面两孔定位
大平面限制三个自由度(Z、X、
Y)， 两个短销均限制自由度Y，共同限制Z
③ V形块定位 V形块定位的定位基准是外圆中心，δ误差是一批工件 的圆心位置的最大变动量，方向是垂直向下。 当工件直径最大时，圆心在O处，当直径最小时，工 件下移直至与V块接触， 圆周上A点移到A1处， 相应圆心O移到O1。 δ误差是变动量OO1 Td 2sin(α/2)
δ误差=OO1=
(2) 基准不重合误差—工序基准与定位基准不重 合，导致工序基准相对定位基准的位置发生变动， 产生了基准不重合误差。
可调支承起定位作用，而辅助支承不起定位 作用，不限制自由度。 可调支承是一批工件只调整一次，调整后在 定位时不调整，相当于固定支承。 辅助支承是每装卸一次工件，就需调整一次。 次序是放开辅助支承，工件定位，夹紧工件， 最后调整辅助支承。
2．工件以孔定位 孔为定位基准时，定位元件是心轴与定位销 特点：定位孔和定位元件之间处于配合状态 (1)心轴定位 ①小锥度心轴
工件定位合理性
1) 能否满足工件加工要求所必须限制的自由 度； 2) 从承受切削力、设置夹紧机构以及提高生 产率的角度分析不完全定位中还应限制哪些 自由度；
3) 在定位方案中，是否存在欠定位和过定位 问题，能否允许过定位存在。
2.2.2 典型的定位方式及定位元件
1．工件以平面定位
(1)主要支承—工件定位时起主要的支承作用
2工件一圆柱孔定位
3工件以外圆表面定位
V形块定位
1 D N T H 2 sin / 2 tan / 2
900
T H 0.707 D 0.5N
4工件以其他表面定位
5.定位表面的组合
一面两孔定位
考虑两种极端情况：两孔中心距为最大 ，两销中心距最小，两孔直径为最小， 两销直径均为最大.
2.2.3 定位误差的分析与计算 1．定位误差的概念及组成 定位误差—同批工件在夹具中定位时，某工 序基准在工序尺寸方向的最大位移量。 定位误差由基准位置误差和基准不重合误差 组成。 (1)基准位置误差—定位副(工件的定位基准和 定位元件工作表面)的制造误差，引起同批工 件的定位基准在夹具中的位置的最大变动量
特点：外圆表面锥度K=1：1000~1：5000 磨床用圆锥心轴锥度K=1：5000~1：10000 定心精度高，可达 0.005~0.01mm。 限制工件五个自由度。 工件安装是从小端楔入，楔紧后孔表面产生 局部弹性变形，使其与心轴在长度Lk上产生 过盈配合，保证工件定位后不倾斜，同时工 件不需再夹紧。 要求工件定位孔精度不低于IT7，否则轴向位 置变化过大，工件轴向精度难于满足。
如图：铣槽A，保证尺寸B，该尺寸定位基准为F， 工序基准为 D，工序基准与定位基准不重合，存 在基准不重合误差 δ不重=2ΔL=TL
基准不重合误差是由于定位基准和工序基准 不重合造成的工序基准在工序尺寸方向上的 最大位置变动量。
其大小为两个基准之间尺寸的公差。
2．定位误差的计算 ① 定位误差只产生在用调整法加工的条件下， 按试切法加工时，则不存在定位误差。 ②定位误差是由于工件定位不准而产生的加 工误差。其产生原因为基准位置变动和基准 不重合。但两部分并不一定总是存在。