机床夹具设计
机械制造技术基础课件机床夹具设计原理
消除或减少过定位的方法主要有：
(1) 提高工件定位基准之间及定位元件工作表面之间的位置精度，减少过定位对加 工精度的影响，使不可用过定位变为可用过定位；
(2) 改变定位方案，避免过定位。改变定位元件的结构，如圆柱销改为菱形销、长 销改为短销等；或将其重复限制作用的某个支承改为辅助支承（或浮动支承）。
4．过定位
图4．5 连杆大头孔加工时工件在夹具中的定位
如图4．5所示的连杆定位方案，长销限制了
、 4个自由度，支承板
限制了
、 3个自由度，其中 被两个定位元件重复限制，这就产生了过定
位。当连杆小头孔与端面有较大的垂直度误差时，夹紧力F将使长销弯曲或使连杆
变形，见图4.5(ｂ)、(ｃ)，造成连杆加工误差，这时为不可用过定位。若采用图4.5
4.1 机床夹具概述
4.1.4 机床夹具的功能
（1）保证工件的加工精度，稳定产品质量。机床夹具的首要任务是 保证加工精度，特别是保证被加工工件的加工面与定位面之间以及被加工 表面相互之间的尺寸精度和位置精度。使用夹具后，这种精度主要靠夹具 和机床来保证，不再依赖于工人的技术水平。
（2）提高劳动生产率、降低成本。使用夹具后可减少划线、找正等 辅助时间，而且易于实现多件、多工位加工。在现代夹具中，广泛采用气 动、液压等机动夹紧等装置，还可使辅助时间进一步减小。因而可以提高 劳动生产率、降低生产成本。
（3）通用可调夹具和成组夹具
（4）组合夹具
（5）随行夹具
4.1 机床夹具概述
4.1.2 机床夹具的分类
2）按使用的机床分类
按所使用的机床不同，夹具可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹 具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具和其他机床夹具等。
3）按夹紧动力源分类
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。
第六章机床夹具设计091130
划线找正定位：用划针根据毛坯或半成品上所划的线为基准，
找正它在机床上正确位置的一种装夹方法。生产率低，适用于单 件、小批量生产或毛坯精度较低、大型工件的粗加工，对工人技 术水平要求较高。
夹具中定位：效率高、易于保证质量、广泛用于批量生产。
6.2.1 六点定位原理
六点定位原理
六点定位原理
是指合理布置 六个支承点，使工 件上的定位基面与 其接触，一个支承 点限制工件一个自 由度，使工件的六 个自由度被完全限 制，在空间得到唯 一确定的位置的定 位方法。
6.2.1 六点定位原理
定位的分类 工件加工时必须限制的自由度未被完全限制，称为欠定 位。欠定位不能保证工件的正确安装，因而是不允许的。
限制除 X 以外的5个自由度
Z Y X
B
B
a） 图1-16 欠定位示例
b）
6.2.1 六点定位原理
定位的分类 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）约束点约束，称为过定位。 过定位是否允许，要视具体情况而定： 1）如果工件的定位面经过机械加工，且形状、尺寸、 位置精度均较高，则过定位是允许的。有时还是必要 的，因为合理的过定位不仅不会影响加工精度，还会 起到加强工艺系统刚度和增加定位稳定性的作用。 2）反之，如果工件的定位面是毛坯面，或虽经过机械 加工，但加工精度不高，这时过定位一般是不允许的， 因为它可能ห้องสมุดไป่ตู้成定位不准确，或定位不稳定，或发生 定位干涉等情况。
定位是使工件占有一个正确的位置 夹紧是使工件保持这个正确的位置
我们认为工件在某个方向 的自由度被限制了，就是在该 方向上有了正确的位置，并不 表示在受到脱离支承点的外力 的作用下也不运动
6.2.1 六点定位原理
简明机床夹具设计手册
简明机床夹具设计手册
1.夹具设计的目的
夹具的主要目的是固定或对工件进行定位，以便进行切削和加工等操作。
夹具设计需要考虑到工件尺寸、形状、材料特性以及加工方式等因素。
2.夹具设计的原则
夹具设计需要注重以下几个原则：夹紧力的均匀分配、夹持面的平整度、夹具的刚性和稳定性、夹具的精度和重复性、易于操作和维护等。
3.夹具的类型
夹具主要分为机械夹具和液压夹具两种类型。
机械夹具适合于简单形状的工件，液压夹具适合于复杂形状的工件。
在选择夹具类型时需要考虑夹紧力、精度和成本等因素。
4.夹具的结构和零件
夹具通常由基座、夹紧装置、定位装置、支撑装置和操作装置等几个部分组成。
这些部分需要满足夹具设计的目的和原则，并且需要满足操作的方便性和维护的便利性。
5.夹具设计的流程
夹具设计的流程通常包括以下几个步骤：确定夹具类型和工件特性、确定夹紧力和精度要求、进行夹具结构和零件的设计、制造和加工夹具零件、组装和调试夹具、测试夹具性能和精度。
6.夹具的维护和保养
夹具的维护和保养需要定期进行，主要包括清洁、检查和润滑等工作。
同时需要注意夹具使用方式和工作环境，以保证夹具的稳定性和持久性。
机床夹具及其设计方法
机床夹具及其设计方法机床夹具是用于固定工件以及使其达到所需位置和姿态的装置。
其设计方法需要考虑工件的形状、尺寸和加工要求，以及加工过程中的精度要求和安全性。
一、机床夹具的设计方法：1.确定夹具类型：根据工件形状和加工要求，选择合适的夹具类型，如平板夹具、钳式夹具、真空吸盘夹具等。
2.分析工件形状和尺寸：根据工件的几何形状和尺寸，确定夹具的支撑点和固定点，考虑夹持力的传递和均衡。
3.考虑工件加工要求：根据工件的加工要求，确定夹具的定位点和定位方式，使工件在加工过程中保持所需位置和姿态。
4.设计夹具的基准面：确定夹具的基准面，用于定位和固定工件，同时保证夹具的刚性和稳定性。
5.选择夹具元件：选择合适的夹具元件，如夹具座、夹具钳爪、定位销等，根据工件的特点和夹具的使用要求进行选择。
6.考虑夹持力和阻尼：设计夹具时要考虑夹持力和阻尼的大小和分布，避免在加工过程中产生振动和变形，保证加工质量和稳定性。
7.考虑夹具的刚性和稳定性：设计夹具时要考虑夹具的刚性和稳定性，避免在加工过程中产生变形和松动，保证加工精度和安全性。
8.进行夹具的装配和调试：根据夹具设计图纸，进行夹具的装配和调试，确保夹具的各个部分正常工作和配合精度满足要求。
9.进行夹具的试运行和修改：进行夹具的试运行，检查夹具在加工过程中的实际工作情况，根据需要进行夹具的修改和调整。
二、机床夹具的设计要点：1.夹具设计应满足工件加工的要求，保证工件在加工过程中的位置和姿态稳定可靠。
2.夹具设计应符合机床工艺规范和安全规定，保证加工过程中的安全性。
3.夹具设计应考虑加工精度要求，保证工件加工的精度和质量。
4.夹具设计应考虑加工效率要求，尽可能减少夹具更换和调整的时间和工作量。
5.夹具设计应考虑夹具耐用性和易维护性，方便夹具的维修和更换。
6.夹具设计应遵循经济性原则，尽可能降低夹具的制造和运行成本。
机床夹具的设计方法是一个复杂而重要的工作，需要综合考虑多个因素，如工件形状和尺寸、加工要求、精度要求、安全性等。
典型机床夹具设计
典型机床夹具设计导言：机床是一种用于加工金属材料的设备，而夹具则是用于固定工件以便进行加工的装置。
夹具的设计对于提高加工效率、保证加工质量具有重要意义。
在本文中，我将详细说明典型机床夹具的设计要点和流程。
一、夹具设计的基本原理1.根据工件形状确定夹具类型：夹具类型可以分为夹持式夹具和定位式夹具两种。
夹持式夹具是通过夹紧力将工件固定在工作台上，而定位式夹具则是通过夹紧力和力矩将工件在工作台上定位。
2.确定夹具夹持点和定位点：夹具夹持点是指夹具夹持工件的位置，定位点是夹具将工件定位在工作台上的位置。
对于复杂形状的工件，夹持点和定位点的确定需要考虑工件的刚性和稳定性。
3.设计夹具夹持和定位元件：夹具夹持和定位元件是夹具中用于夹持和定位工件的部件。
夹持元件一般包括夹爪、夹头和夹具床身等，而定位元件则包括定位销、定位块和工作台等。
二、典型机床夹具设计要点1.确定夹具夹持方式和原理：根据工件的形状和加工要求，选择合适的夹持方式和夹持原理。
常用的夹持方式有机械夹持、气动夹持和液压夹持等。
2.考虑夹具的可靠性和稳定性：夹具设计要考虑夹具在加工过程中的可靠性和稳定性。
夹具的夹持力应该足够强，以确保工件在加工过程中不会发生位移或变形。
3.考虑夹具的操作便利性：夹具的设计还应考虑操作的便利性。
夹具的结构要简单，易于调整和操作。
夹具上的操作手柄和调节螺母等部件应该方便操作人员进行调整和操作。
4.考虑夹具的生产成本：夹具的设计还应考虑生产成本。
夹具的设计要尽量简化，减少使用材料和加工工序，以降低生产成本。
三、典型机床夹具设计流程1.分析工件形状和加工要求：首先要对工件的形状和加工要求进行分析，确定工件的夹持和定位需求。
2.选择夹持方式和原理：根据工件的形状和加工要求，选择合适的夹持方式和夹持原理。
3.确定夹持点和定位点：根据工件的形状和加工要求，确定夹具的夹持点和定位点。
4.设计夹持和定位元件：根据夹持方式和原理，设计夹具的夹持和定位元件。
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。
机床夹具设计手册(教程)
机床夹具设计手册(教程)概述此手册旨在为机床夹具的设计提供指导。
机床夹具是机械加工中的重要工具，它对于工件的定位和固定起着至关重要的作用。
一个好的机床夹具能够提高加工精度，提高加工效率，降低成本，同时保证加工过程中的安全。
设计原则机床夹具的设计需要考虑以下原则：1、精度原则。
夹具的精度必须满足其工作要求。
精度需根据不同工件的不同要求来选取。
对于要求精度较高的工件，夹具的精度也要更高。
2、坚固耐用原则。
机床夹具要经常使用，需要经受高强度的力和振动，因此应该考虑到其耐用性。
夹具的制作材料要具有足够的强度和硬度。
3、方便快捷原则。
夹具的安装和拆卸应该方便快捷。
4、安全原则。
夹具的设计要有效地保障工人的安全。
如在夹具设计时要考虑操作安全，避免夹手等安全事故。
设计步骤1、明确加工工件的要求。
夹具的设计必须满足工件的要求。
2、确定夹具的种类。
夹具种类有很多，根据加工工件的不同需选择合适的种类。
3、进行夹具的结构设计。
夹具的结构应该根据加工工件的形状和特点进行设计。
4、考虑夹具的加工工艺。
夹具的制作要考虑到加工工艺和制作工艺，以便于夹具的加工和制作。
5、绘制夹具图纸。
夹具设计完成后，需要绘制夹具的图纸，方便加工制作。
结论机床夹具是机械加工中不可缺少的工具。
设计好夹具能够提高生产效率和产品的质量。
设计夹具需要遵循精度、坚固耐用、方便快捷和安全等原则。
对于不同种类的夹具，需要根据工件的形状和特点进行设计，最终成功的完成夹具的制作。
夹具设计
jy
（2）单边接触
dw
1 ( Dmax Dmin ) 2
2.微分方法
（1）工序尺寸H1 此时，定位基准 与工序基准重合
o1 o o2
jy o1o2
o1o2 o1 p o2 p
o1 p d max /(2 sin o2 p d min /(2 sin
O
d Td
式中 Fj—工件获得的夹紧力（N）； Fs—施加在斜楔上的原始作用力（N）； α —斜楔的斜角（°）； φ 1—工件与斜楔之间的摩擦角，摩擦系数f1=tgφ 1； φ 2—夹具体与斜楔之间的摩擦角，摩擦系数f2=tgφ 2。
φ1 FJ
F1
代入上式，得：
F2
α
α -φ 2 FJ’
tg1 tg ( 2 )
2.夹紧力作用点的选择原则
①夹紧力作用点应正对支承元件 或位支承元件所形成的支承面内， 以保证工件已获得的定位保持不 变。
工件
②夹紧力作用点应处于工件刚性好的部位。 ③夹紧力作用点应尽量靠近加工表面。
②夹紧力作用点应处于工件刚性好的部位。
③夹紧力作用点应尽量靠近加工表面。
6.3.3 常用夹紧机构 1.斜楔夹紧机构
1.钻模的类型
(1)固定式钻模 (2)回转式钻模 (3)盖板式钻模 (4)滑柱式钻模
(5)翻转式钻模
组成：钻模板、钻套、定位元件、夹紧装置、夹具体
§6.4 各类机床夹具举例
6.4.1钻床夹具
1.钻模的类型
(1)固定式钻模 (2)回转式钻模 (3)盖板式钻模 (4)滑柱式钻模
(5)翻转式钻模
(1)固定式钻模 相对于工件位置保持 不变的钻模。
工件
工件
第二章 机床夹具设计
5
3．工件装夹的方法 1）直接找正法 2）划线找正法
3）夹具装夹：
6
表： 各种装夹方法的比较
直接找正 夹具类型 生产率、成 本 通用夹具 费时、成本较高、划线更甚 取决于量仪精度工人技术水平方法是否 得当 定位精度 一般不高使用高精 度量仪、 技术高，也可达到 很高 形状简单、加工面 少 一般不高约 0.2～0.5 还与划线粗细等 有关 形状复杂、加工 面多、 位置要求不高、 大重件 可达0.01较高且稳 定 划线找正 定位元件法
5．夹具通过其他装置，完成其他要求
6．夹具体把上述的几种元件组合成一个整体。
17
§2-2 工件在夹具中的定位
一．定位的原理
1．自由物体：
2．六个自由度： 沿x轴移动自由度 沿y轴移动自由度 沿z轴移动自由度 沿x轴转动自由度 视频：
沿y轴转动自由度 沿z轴转动自由度
18
3．定位支承点（约束点）如图2-6所示
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
28
1、工件以平面定位
平面定位的主要形式是支承定位。常用的定位 元件有支承钉、支承板、夹具支承件和夹具体的凸 台及平面等。下图给出了平面定位的几种情况。 1）支承钉
A、 结构
A型是平头支承钉： B型是球头支承钉： C型是齿纹顶面的 支承钉：
机床夹具及加工工艺设计
机床夹具及加工工艺设计1. 引言机床夹具是机床加工中必不可少的工具，它们的设计对于加工工艺的顺利进行至关重要。
本文将介绍机床夹具的设计原则以及常见的夹具类型，并探讨在加工工艺设计中夹具的选择和使用。
2. 机床夹具的设计原则机床夹具的设计需要遵循以下几个原则：•稳定性：夹具应能够稳定地夹持工件，确保加工过程中工件不会移动或变形。
•刚性：夹具的刚性要足够高，以减少加工过程中的振动和变形。
•高精度：夹具的结构和定位装置应设计得足够精确，以保证工件的加工精度。
•易于操作：夹具的设计应方便操作，使得夹具在切换和使用过程中能够快速且准确地完成工作。
•可靠性：夹具的设计应考虑其使用寿命和可靠性，以确保在长时间使用中不出现故障。
3. 常见的夹具类型3.1 机械夹具机械夹具是最常见的一种夹具类型，它们通过机械力来夹持工件。
常见的机械夹具包括卡盘、机床刀具等。
机械夹具的设计原理简单，使用方便，但加工精度相对较低。
3.2 液压夹具液压夹具利用液压缸提供的力来夹持工件，其具有较高的夹持力和加工精度。
液压夹具在重型加工中常常使用，其结构复杂，需要配合控制系统来实现操作。
3.3 气动夹具气动夹具利用气动缸提供的力来夹持工件，其结构简单，使用方便。
气动夹具适用于小型零件的加工，其加工精度一般较低。
3.4 电磁夹具电磁夹具利用电磁原理来夹持工件，其结构简单、紧凑。
电磁夹具可实现快速夹持和释放工件，并具有较高的夹持力和加工精度。
4. 夹具的选择和使用夹具的选择和使用要根据具体的加工工艺和工件要求来确定。
以下是一些注意事项：•工件形状和尺寸：夹具的设计应适应工件的形状和尺寸，确保工件可以被夹持牢固并且不会变形。
•加工表面要求：夹具的接触面应平整，不得对工件表面造成损伤或变形。
•切削力和振动：夹具的设计应考虑工件在加工过程中产生的切削力和振动，以保证夹具的稳定性和刚性。
•装夹方式：根据工件的特点和加工要求，选择合适的装夹方式，如夹爪、夹盘、定位销等。
第四章 机床夹具原理与设计
随行夹具
三、通用可调夹具和成组夹具
2、成组夹具
四、数控机床夹具
数控机床夹具对机床坐标原点有严格位置要
求，是通用可调夹具和组合夹具的结合与发展。
第七节 机床夹具设计的基本步骤
1、研究原始资料，明确设计任务
2、确定夹具结构方案，绘制结构草图
3、绘制夹具总图
4、确定并标注有关尺寸和夹具技术要求
5、绘制夹具零件图
(3)夹紧力应尽量靠近加工面
3、夹紧力大小
夹紧力大小估算：
一般只有机动夹紧时需计算夹紧力，把加工系统
看成刚体，根据工件在最不利情况下切削力的平
衡状态求夹紧力，再乘以安全系数K。
K值在粗加工时取2.5～3、精加工时取1.5～2。
三、典型夹紧机构 1．斜楔夹紧
斜楔夹紧的特点
1）斜楔夹紧的自锁条件：
对刀块
一、车床夹具
定位键
三、钻床夹具
（1）固定式钻模 （2）滑动式钻模
（3）回转式钻模
（4）移动式钻模
（5）翻转式钻模
（6）盖板式钻模
钻模板与钻套
可卸式钻 模板
钻套
（1）固定钻套
钻套
（2）可换钻套
钻套
（3）快换钻套
钻套
（4）特殊钻套
第六节 现代机床夹具
一、自动线夹具 固定夹具
随行夹具
测量基准—检验时用来确定被测量零件在度量工具上位置的基准；
装配基准—装配时用来确定零件或部件在机器上位置的基准。
二、调刀基准的概念
调刀基准往往选在夹具定位元件的某个
定位工作面，尽可能不受夹具定位元件的制
造误差影响。
三、定位误差及其产生原因
工件上被加工表面的设计基准（工
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
机床夹具设计机床夹具是机械加工工艺系统的一个重要组成部分。
为保证工件某工序的加工要求，必须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。
当用夹具装夹加工一批工件时，是通过夹具来实现这一要求的。
而要实现这一要求，又必须满足三个条件：①一批工件在夹具中占有正确的加工位置；②夹具装夹在机床上的准确位置；③刀具相对夹具的准确位置。
这里涉及了三层关系：零件相对夹具，夹具相对于机床，零件相对于机床。
工件的最终精度是由零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，而工件相对于机床的定位是间接通过夹具来保证的。
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。
这种产生夹紧力的装置便是夹紧装置。
壹夹具一、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。
2.机床夹具的分类机床夹具可根据其使用范围，分为通用夹具、专用夹具、组合夹具、通用可调夹具和成组夹具等类型。
机床夹具还可按其所使用的机床和产生加紧力的动力源等进行分类。
根据所使用的机床可将夹具分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具（钻模）、镗床夹具（镗模）、磨床夹具和齿轮机床夹具等，根据产生加紧力的动力源可将夹具分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、电磁夹具和真空夹具等。
3.机床夹具的组成(1)定位元件(2)夹紧装置(3)对刀、引导元件或装置(4)连接元件(5)夹具体(6)其它元件及装置二、定位基准基准是用以确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的点，线，面。
在加工中用以定位的基准称为定位基准。
有时，作为基准的点、线、面在工件上不一定具体存在（例如孔的中心线和对称中心平面等），其作用是由某些具体表面（如内孔圆柱面）体现的，体现基准作用的表面称为基面。
三、工件在夹具中的定位(一)六点定位原理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。
(二)支承点与定位元件上图为常见定位方式中的定位元件所限制的自由度和相当的支承点数(三)完全定位与不完全定位工件的六个自由度完全被限制的定位称为完全定位。
按加工要求，允许有一个或几个自由度不被限制的定位称为不完全定位。
(四)欠定位与过定位按工序的加工要求，工件应该限制的自由度而未予限制的定位，称为欠定位。
在确定工件定位方案时，欠定位时绝对不允许的。
工件的同一自由度背二个或二个以上的支撑点重复限制的定位，称为过定位。
在通常情况下，应尽量避免出现过定位。
消除过定位及其干涉一般有两个途径：其一是改变定位元件的结构，以消除被重复限制的自由度；其二是提高工件定位基面之间及夹具定位元件工作表面之间的位置精度，以减少或消除过定位引起的干涉。
四、组合夹具和随行夹具(一)组合夹具组合夹具是由一套预先制造好的标准元件和合件组装而成的专用夹具。
(二)随行夹具随行夹具是大批量生产中在自动线上使用的一种移动式夹具。
贰夹具定位误差分析计算所谓定位误差，是指由于工件定位造成的加工面相对工序基准的位置误差。
因为对一批工件来说，刀具经调整后位置是不动的，即被加工表面的位置相对于定位基准是不变的，所以定位误差就是工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量。
㈠引言&①△总≤δ其中△总为多种原因产生的误差总和，δ是工件被加工尺寸的公差，△总包括夹具在机床上的装夹误差，工件在夹具中的定位误差和夹紧误差，机床调整误差，工艺系统的弹性变形和热变形误差，机床和刀具的制造误差及磨损误差等。
②△定+ω≤δ其中，ω除定位误差外，其他因素引起的误差总和，可按加工经济精度查表确定。
所以由①和②知道：△定≤δ-ω（是验算加工工件合格与否的公式）或者：△定≤1/3δ（也是验算加工工件合格与否的公式）㈡定位误差的组成1、定义：定位误差是工件在夹具中定位，由于定位不准造成的加工面相对于工序基准沿加工要求方向上的最大位置变动量。
2、定位误差的组成：定位基准与工序基准不一致所引起的定位误差，称基准不重合误差，即工序基准相对定位基准在加工尺寸方向上的最大变动量，以△不表示。
定位基准面和定位元件本身的制造误差所引起的定位误差，称基准位置误差，即定位基准的相对位置在加工尺寸方向上的最大变动量，以△基表示。
故有：△定=△不+△基此外明确两点：①只用调整法加工一批零件才产生定位误差，用试切法不产生定位误差；②定位误差是一个界限值（有一个范围）。
㈢定位误差的分析计算⑴工件以平面定位时的定位误差定位基准：平面；定位元件工作面：平面 ====>易加工平整，接触良好===>所以△基=0 △定=△不（注：若位毛坯面，则仍有△基）⑵工件以外圆柱面定位时的定位误差（以V形块为例）工序基准定位基准△定①对H2尺寸：△不=0，△基为定位基准线0的在加工方向的最大变动量，即OO''''所以△基=OO''''=OE-O''''E=[dmax/2sin（α/2）]-[dmin/2sin(α/2)]=δd/2sin(α/2）即：△定=△不+△基=0+δd/2sin(α/2）=δd/2sin(α/2）②对H1尺寸：△不=δd/2，△基=δd/2sin(α/2）或：△定=AA''''=AO+OO''''-A''''O''''=dmax/2+δd/2sin(α/2）-dmin/2=δd/2{1+[1/sin(α/2）]}③对H3尺寸：△定=BB''''=B''''O''''+OO''''-OB=(dmin/2)+[δd/2sin(α/2）]-dmax/2 =δd/2{[1/sin(α/2）]-1}综上所述：△定（H3)<△定(H2)<△定(H1) ，所以标注尺寸H3最好。
⑶工件以内孔表面定位时的定位误差①主要介绍工件孔与定位心轴（或销）采用间隙配合的定位误差计算△定=△不+△基a.心轴（或定位销）垂直放置，按最大孔和最销轴求得孔中心线位置的变动量为：△基=δD+δd+△min=△max (最大间隙）b.心轴（或定位销）水平放置，孔中心线的最大变动量（在铅垂方向上）即为△定△基=OO''''=1/2(δD+δd+△min)=△max/2或△基=(Dmax/2)-(dmin/2)=△max/2②工件孔与定位心轴(销)过盈配合时(垂直或水平放置)时的定位误差此时，由于工件孔与心轴(销)为过盈配合，所以△基=0。
对H1尺寸:工序基准与定位基准重合,均为中心O ,所以△不=0对H2尺寸:△不=δd/2⑷工件以"一面两孔"定位时的定位误差①“1”孔中心线在X，Y方向的最大位移为：△定（1x)=△定(1y)=δD1+δd1+△1min=△1max（孔与销的最大间隙）②“2”孔中心线在X,Y方向的最大位移分别为:△定(2x)=△定(1x)+2δLd(两孔中心距公差)△定(2y)=δD2+δd2+△2min=△2max③两孔中心连线对两销中心连线的最大转角误差:△定(α)=2α=2tan-1[(△1max+△2max)/2L] (其中L为两孔中心距) 以上定位误差都属于基准位置误差,因为△不=0。
叁工件的夹紧工件的夹紧与常用的夹紧装置一、工件的夹紧(一)夹紧装置1.夹紧装置的组成——动力装置、夹紧元件、中间传力机构2.夹紧装置的基本要求(1)夹紧既不应破坏工件的定位，或产生过大的夹紧变形，又要有足够的夹紧力，防止工件在加工中产生振动；(2)足够的夹紧行程，夹紧动作迅速，操纵方便、安全省力；(3)手动夹紧机构要有可靠的自锁性，机动夹紧装置要统筹考虑夹紧的自锁性和原动力的稳定性；(4)结构应尽量简单紧凑，制造、维修方便。
(二)夹紧力的确定1.确定夹紧力作用方向的原则(1)夹紧力的方向应使定位基面与定位元件接触良好，保证工件定位准确可靠；(2)加紧力的方向应与工件刚度最大的方向一致，以减小工件变形；(3)加紧力的方向应尽量与工件受到的切削力、重力等的方向一致，以减小加紧力。
2.确定夹具力作用点的原则(1)加紧力的作用点应正对支撑元件或位于支撑元件所形成的支撑面内；(2)夹具力的作用点应位于工件刚性较好的部位。
(3)夹具力的作用点应尽量靠近加工表面，以减小切削力对夹紧点的力矩，防止或减小工件的加工振动或弯曲变形。
二、常用的夹紧装置夹具中常用的夹紧装置有楔块,螺旋,偏心轮等,它们都是根据斜面夹紧原理而夹紧工件的。
（一）楔块夹紧装置楔块夹紧装置是最基本的夹紧装置形式之一,其他夹紧装置均是它的变形。
它主要用于增大夹紧力或改变夹紧力方向。
⑴楔块夹紧装置特点:①自锁性(自锁条件α≤ψ1+ψ2)②斜楔能改变夹紧作用力方向③斜楔具有扩力作用,ip=θ/p=1/[tanψ2+tan(α+ψ1)]④夹紧行程小⑤效率低(因为斜楔与夹具体及工件间是滑动摩擦,所以夹紧效率低)所以适用范围:多用与机动夹紧装置中⑵夹紧力计算:θ=p/[tanψ2+tan(α+ψ1)] 其中p为原始力,α为楔块升角,常数6度--10度ψ1:工件与楔块的摩擦角ψ2:夹具体与楔块的摩擦角⑶自锁条件:原始力P撤除后,楔块在摩擦力作用下仍然不会松开工件的现象称为自锁.α≤ψ1+ψ2 ,一般α取10--15度或更小⑷传力系数:夹紧力与原始力之比称为传力系数.用ip表示ip=θ/p=1/[tanψ2+tan(α+ψ1)]⑸楔块尺寸与材料:升角α确定后,其工作长度应满足夹紧要求,其厚度保证热处理不变形,小头厚应为75mm.材料一般用20钢或20Cr,渗碳厚为0.8--1.2mm.HRC:56--62.Ra为1.6μm.（二）螺旋夹紧装置螺旋夹紧装置是从楔块夹紧装置转化而来的,相当于吧楔块绕在圆柱体上,转动螺旋时即可夹紧工作.⑴螺旋夹紧装置特点:①结构简单,制造容易,夹紧可靠②扩力比ip大,夹紧行程S不受限制③夹紧动作慢,效率低应用场合:手动夹紧装置常采用.⑵螺杆夹紧力计算:θ=PL/r中tan(α+ψ1)+r1tanψ2其中:P是原始力,L是原始力作用点到螺杆中心距离,r中是螺旋中经的一半,α是螺旋升角,ψ1螺母于螺杆的摩擦角,r1摩擦力矩计算半径,ψ2工件与螺杆头部(或压块)间的摩擦角。