夹具(夹紧装置设计3-2)
第三章-工件在夹具中的夹紧
2．液压夹紧
液压夹紧是利用液压油为工作介质来传力的 一种装置。它与气动夹紧比较，具有夹紧力稳定、 吸收振动能力强等优点，但结构比较复杂、制造 成本高，因此适用于大量生产。液压夹紧的传动 系统与普通气压系统类似。
3、气-液组合夹紧
气-液组合夹紧的动力源为压缩空气，但要使用 特殊的增压器，比气动夹紧装置复杂。它的工作原理 如图所示，压缩空气进入气缸1的右腔，推动增压器 活塞3左移，活塞杆4随之在增压缸2内左移。因活塞 杆4的作用面积小，使增压缸2和工作缸5内的油压得 到增加，并推动工作缸中的活塞6上抬，将工件夹紧。
削扭矩M 将使工件绕中心旋转，当钻头的刃带进入切削时，
产生的钻削扭矩最大，此时应为工件夹紧的最不利情况。
2.按静力平衡原理列出平衡式并计算夹紧力W
由图可知，钻削扭矩M有使工件产生转动的趋势，这 需要由夹紧力W在夹紧点所产生的摩擦阻力矩及由钻削力P 和夹紧力W所产生的支承反力在工件和定位面间产生的摩 擦阻力矩相平衡，即有平衡式：
升角：是工件上受压面与旋转半径的法线行 程的夹角。从几何关系可知，它是由转轴中心O点 和偏心几何中心C点，分别与夹紧点的连线所形成 的夹角。
P
max
e r
2）圆偏心夹紧的自锁条件
P点夹紧时能自锁，则可保证其余各点均可自锁
自锁条件 αmax ≤ 1 + 2
1-圆偏心轮与工件处的摩擦角。 2-圆偏心轮与转轴处的摩擦角。 tgαmax ≤ tg e/r ≤ , 取μ=0.1~0.15,
M / Q/ l
/
QL Q/ l
M M/
Q/ Q L l
N N
H1
H2 F1
F2
W
W
Q// H2 F2 W H1
夹具(夹紧装置设计3-2)
垂直于螺旋面作用力R、摩擦力 F 1 ；
——分解螺杆轴向分力，与W平衡，
——周向分力作用在螺纹中径 d 0 上，对螺杆产生力矩：
T2 Wt(g1)d20
实用文档
矩形螺杆受力示意图
实用文档
建立静平衡方程式：
QW L( t g 1)d 2 0W2 t g r' 0
大斜角 2 一段使滑柱迅速上升，小斜角 1 一段确保自锁。
实用文档
4．斜楔夹紧的结构特点 （1）斜楔的自锁性； （2）斜楔可改变夹紧力方向； （3）斜楔具有增力作用； （4）斜楔夹紧在夹紧方向上的行程小； （5）斜楔夹紧效率低：
斜楔与夹具体、工件为滑动摩檫。 ——多用于机动夹紧装置中
实用文档
（二）螺旋夹紧机构 由螺钉、螺母、垫圈、压板等元件组成的夹紧机构。
◇图（a）夹紧力W与重力G、切削力F方向一致：可以不夹紧 或用很小的夹紧力，
W0
◇图（b）夹紧力W与切削力F垂直：夹紧力较小，
W F G
图（c）夹紧力W与切削力F成一夹角：夹紧力较大，
W F (co ssin ) G (si n co )s
实用文档
★图（d）夹紧力W与切削力F、重力G垂直：夹紧力最大， W F G
实用文档
摆动压块
实用文档
★快速夹紧机构： 单个螺旋夹紧机构夹紧动作慢，装卸工件费时，为了克服这 一缺点，出现了各种快速螺旋夹紧机构。
实用文档
使用了开口垫圈
实用文档
采用了快卸螺母
实用文档
夹紧轴1上的直槽连 着螺旋槽，先推动 手柄2，使摆动压 块迅速靠近工件， 继而转动手柄，夹 紧工件并自锁。
常见螺旋夹紧机构
夹具设计课程设计69页
夹具设计课程设计69页一、课程目标知识目标：1. 让学生理解夹具设计的基本原理，掌握夹具的组成部分及功能；2. 使学生掌握夹具设计的基本流程，包括需求分析、方案设计、详细设计和图纸绘制；3. 帮助学生了解夹具设计中涉及的力学知识，如力、力矩、强度和刚度等。
技能目标：1. 培养学生运用CAD软件进行夹具设计的能力；2. 培养学生根据实际需求，独立完成夹具设计方案的能力；3. 提高学生分析问题和解决问题的能力，使其能够针对夹具设计中的问题进行优化和改进。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对夹具设计学科的兴趣，激发其学习热情；2. 培养学生的团队协作精神，使其在小组讨论和设计中能够互相支持、共同进步；3. 增强学生的创新意识，鼓励他们在夹具设计中勇于尝试新思路和方法。
课程性质分析：本课程为工程技术类课程，旨在培养学生的实际操作能力和工程实践能力。
课程内容与实际生产密切相关，注重理论与实践相结合。
学生特点分析：学生处于高中阶段，具有一定的物理和数学基础，对工程技术有一定了解。
学生对新鲜事物充满好奇，但注意力容易分散，需要通过生动的教学方法和实践活动来提高其学习兴趣。
教学要求：1. 注重理论与实践相结合，让学生在实际操作中掌握夹具设计的方法和技巧；2. 采用项目式教学，引导学生主动参与，培养学生的自主学习能力；3. 注重过程评价，关注学生在学习过程中的表现，及时给予指导和反馈。
二、教学内容1. 夹具设计基本原理及分类- 夹具的作用、分类及选用原则- 夹具的基本组成部分及其功能2. 夹具设计基本流程- 需求分析：了解工件加工要求，确定夹具设计需求- 方案设计：根据需求，设计夹具结构方案- 详细设计：完成夹具零部件设计，确定尺寸和配合关系- 图纸绘制：使用CAD软件绘制夹具总装图及零部件图3. 夹具设计中涉及的力学知识- 力、力矩、力的合成与分解- 强度、刚度、稳定性计算- 夹紧力计算及夹紧装置设计4. 夹具设计实例分析- 分析典型夹具设计案例，了解实际应用中的设计技巧- 学习夹具设计中常见问题及解决方案5. 夹具设计实践操作- 运用CAD软件进行夹具设计实践- 按照项目要求，完成夹具设计方案并绘制图纸6. 夹具设计评价与优化- 评价夹具设计方案，提出优化措施- 分析优化效果，总结设计经验教学安排与进度：本教学内容共分为6个部分，按照以下进度进行：1. 第1周：夹具设计基本原理及分类2. 第2周：夹具设计基本流程3. 第3周：夹具设计中涉及的力学知识4. 第4周：夹具设计实例分析5. 第5-6周：夹具设计实践操作6. 第7周：夹具设计评价与优化教材章节：本教学内容对应的教材章节为第3章“夹具设计原理及方法”、第4章“夹具设计实例”和第5章“夹具设计CAD软件应用”。
第三章 工件的夹紧及夹紧装置(夹具设计)
速，但自锁能力较差，增力比小，（取决于L/ρ的 比值）。常用在切削平稳且切削力不大的场合。
机械学院
第二节 基本夹紧机构
2.偏心夹紧机构-适用范围
几种常见偏心夹紧机构
机械学院
第二节 基本夹紧机构
3.螺旋夹紧机构-分类
直接夹紧式螺旋夹紧机构：拉紧式和压紧式 移动压板式螺旋夹紧机构：支点式和内嵌式 铰链压板式螺旋夹紧机构：遮盖式、杠杆式、翻转式、联动式 可拆卸压板式螺旋夹紧机构：直拆式和旋拆式
机械学院
移动式压板端面偏心轮夹紧机构
移动式压板端面偏心轮夹紧机构：主要由两个端面凸轮在不同的旋 转角度上产生的轴向位移来实现夹紧动作。它的结构简单、紧凑， 占用空间小，操作方便，但自锁性能差一些，因此，其夹紧行程受 到一定限制。
机械学院
转动式压板端面偏心轮夹紧机构
转动式压板端面偏心轮夹紧机构：主要由端面凸轮和滑动杆在转动 一定角度时产生的位移来实现夹紧动作。它的结构也比较简单，操 作方便，由于是利用杠杆原理进行夹紧，其夹紧力比较大，但占用 的空间要大一些。
夹紧力作用点的选择
2)作用在工件刚度高的部位
机械学院
第一节 夹紧机构原理
3.确定夹紧力的基本原则
夹紧力的作用点与工件变形 a）工件底面产生夹紧变形 b）改进方案
机械学院
第一节 夹紧机构原理
3.确定夹紧力的基本原则
夹紧力作用点的选择
3）夹紧力的作用点和支承点尽可能靠近切削部位，以提高工件 切削部位的刚度和抗振性。
机械学院
第二节 基本夹紧机构
6.斜楔夹紧机构-适用范围
斜楔夹紧装置常用在尺寸公差较小的夹紧装置中，主要用 于机动夹紧，且毛坯质量较高的场合。
机械加工工艺与工装夹具 2.3 机床夹具的设计案例(教材)
任务2.3 机床夹具的设计案例一、机床夹具的设计思路（一）设计原因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。
因此简单来说设计夹具的目的就是为了将工件摆放在正确位置上。
但由于不同工件有相应的特异性，因此传统的通用夹具无法满足定位夹紧的需求，这个时候就需要设计出一套只供工件使用的专用夹具，来实现工件的定位夹紧。
夹具就是在这样的背景下才会被设计出来。
在设计夹具前首先要对工件进行分析，了解工件的外观、作用、加工精度、加工要求，根据工件进行专用夹具的分析。
最主要的是用于什么工艺，如何根据工件确定夹紧位置和何如进行定位。
同时还要明确该工件用途是什么，怎么进行加工，这样才能设计出一套符合加工要求同时还能体现出作用的夹具。
（二）设计的基本要求（1）保证工件的加工精度。
工件加工工序的技术要求，包括工序尺寸精度、形位精度、表面粗糙度和其他特殊要求。
夹具设计首先要保证工件被加工工序的这些质量指标。
其关键在于正确地按六点定位原则去确定定位方法和定位元件，必要时进行误差的分析和计算。
同时，要合理地确定夹紧点和夹紧力，尽量减小因加压、切削、振动所产生的变形。
为此，夹具结构要合理，刚性要好。
（2）提高生产率、降低成本、提高经济性。
尽量采用多件多位、快速高效的先进结构，缩短辅助时间，条件和经济许可时，还可采用自动操纵装置，以提高生产效率。
在此基础上，要力求结构简单，制造容易，尽量采用标准元件和结构，以缩短设计和制造周期，降低夹具制造成本，提高其经济性。
（3）操作方便、省力和安全。
夹具的操作要尽量使之方便。
若有条件，尽可能采用气动、液压以及其他机械化、自动化的夹紧装置，以减轻劳动强度。
同时，要从结构上、控制装置上保证操作的安全，必要时要设计和配备安全防护装置。
（2）便于排屑。
排屑是一个容易被忽视的问题。
排屑不畅，将会影响工件定位的正确性和可靠性;同时，积屑热量将造成系统的热变形，影响加工质量;清屑要增加辅助时间;聚屑还可能损坏刀具以至造成工伤事故。
3第三章工件在夹具中的夹紧
3、圆偏心夹紧的自锁条件 P点夹紧时能自锁，则可保证其余 各点均可自锁 自锁条件 αp ≤ Φ1＋Φ2 tanαp=2e/D≈αp 为安全起见取Φ1 =0 2e/D ≤Φ2≈μ2, 取μ2=0.1~0.15, D/e≥14～20自锁, D/e叫偏心轮的偏心特性，表示偏心轮 的工作可靠性
(4) 弹簧筒夹式定心夹紧机构
弹性夹头和弹性心轴 1夹具体；2弹性筒夹；3锥套；4螺母；5心轴
(5) 波纹套定心夹紧机构
波纹套定心心轴 1螺母；2波纹套；3垫圈；4工件；5支承圈
(6) 液性塑料定心夹紧机构
液性塑料定心夹紧机构 1夹具体；2簿壁套筒；3液性塑料； 4滑柱；5螺钉；6限位螺钉
六、 联动夹紧机构 单件多位（联动）夹紧机构 多件多位（联动）夹紧机构
4、有效工作区域：一般常选下面两种工作区域： 1) β=±30°～±45°，为P点左右，楔角变化 小，工作较稳定，α大自锁性能差； 2) β=－15°～75°，楔角变化大，工作不稳 定，但夹紧时α小，自锁性能好。
e
L
P
B1 A
C贮 C间
A1
ρ
α Q 1x
α α
Q P C 垫块
工件
B Q1
T
图 6 . 47 圆偏心轮的设计
应用：广泛用在手动夹紧中。
图a)减力增大行程
图b)改变力向
图c) 增力减小行程
图3.18
万能可调节压板
三、圆偏心夹紧机构
工作原理：利用转动中心与几何中心偏移的圆盘 或轴作为夹紧元件 夹紧特点： • 结构简单，制造方便，夹紧迅速，操作灵活，行 程小，增力小，自锁能力差。适合夹紧力小、振 动小的场合。
五、 定心、对中夹紧机构
夹具设计方案
夹具设计方案一、背景介绍夹具是一种用于固定工件并提供加工和组装所需位置的工具。
在制造业中，夹具起着至关重要的作用，它能够保证工件的稳定和精确加工，从而提高生产效率和质量。
本文将介绍一种夹具设计方案，旨在满足特定工件的加工需求。
二、需求分析针对特定工件的加工要求，我们需要设计一个夹具，满足以下需求：1. 稳定性：夹具需要能够牢固地固定工件，避免在加工过程中发生移动或滑动。
2. 精度要求：工件具有一定的加工精度要求，夹具需要提供准确的定位和固定，确保加工精度。
3. 加工效率：夹具应设计合理，方便加工人员操作，提高工作效率。
三、设计方案基于以上需求分析，我们提出以下夹具设计方案：1. 结构设计：(1) 选择合适的夹具类型：根据工件的形状和加工要求，选择合适的夹具类型，如夹具钳、夹具板等。
(2) 夹具构架设计：设计夹具的构架和定位装置，确保夹具与工件的匹配和稳定性。
(3) 强度计算：根据工件的重量和加工力，进行夹具的强度计算，确保夹具具有足够的承载能力。
2. 定位与固定设计：(1) 定位装置设计：根据工件的特点和加工要求，设计夹具的定位装置，确保工件的准确定位。
(2) 固定方式选择：根据工艺要求和工件特点，选择合适的固定方式，如夹紧、螺旋固定等。
3. 操作性与安全性设计：(1) 操作便捷性：考虑到加工效率，设计夹具时应尽量减少操作步骤，方便操作人员快速固定工件。
(2) 安全性设计：夹具的设计应符合相关安全标准，确保操作人员和设备的安全。
4. 材料选择：选择适合夹具的使用条件的材料，如钢材、铝材等，确保夹具的稳定性和耐用性。
四、效果评估设计完成后，需对夹具进行效果评估，包括以下方面：1. 稳定性评估：通过实际使用和试验，评估夹具的稳定性，检查工件加工时是否有移动或滑动。
2. 加工精度评估：测量加工后工件的尺寸精度，评估夹具是否满足加工精度要求。
3. 操作效率评估：通过实际操作，评估夹具的操作便捷性和加工效率，检查是否需要进行进一步的改进。
夹具设计_精品文档
夹具设计引言夹具是工业生产中常用的辅助工具，用于固定、定位和支撑工件，以便进行加工、检测或装配。
夹具设计的质量和效果直接影响到生产效率和产品质量。
本文将介绍夹具设计的基本原则、设计流程以及一些常见的夹具类型和应用场景。
夹具设计的基本原则夹具设计应遵循以下基本原则：1.合理性原则：夹具设计要符合实际生产需求和工艺要求，满足生产过程中的定位、固定和支撑等功能。
2.适用性原则：夹具设计应能适应不同形状、尺寸和材料的工件，具有一定的适应性和通用性。
3.稳定性原则：夹具应具有足够的刚性和稳定性，保持工件的位置不变，并能在加工过程中承受剧烈的力和振动。
4.安全性原则：夹具设计要考虑操作人员的安全，设计合理的安全装置和防护措施，减少事故的发生。
5.经济性原则：夹具设计要尽可能减少成本，提高生产效率，减少浪费，降低生产成本。
夹具设计的流程夹具设计的流程可以分为以下几个步骤：1.分析工件特征：首先需要对待加工的工件进行分析，包括形状、尺寸、材料等特征，以确定夹具的基本结构和功能需求。
2.确定定位方式：根据工件特征和加工要求，确定夹具的定位方式，包括点定位、线定位、面定位等，以确保工件的位置和姿态准确稳定。
3.设计夹具结构：根据定位方式和加工要求，设计夹具的结构，包括夹具底座、夹具架、夹具夹持部件等，确保夹具具有足够的刚性和稳定性。
4.确定夹紧力：根据工件材料和加工要求，确定夹具的夹紧力，以确保工件在加工过程中不会发生位移或变形。
5.设计安全装置：根据工艺要求和安全标准，设计夹具的安全装置，以确保操作人员的安全，如防护罩、限位装置等。
6.优化设计：对夹具设计进行优化，考虑稳定性、精度、工艺性等因素，使夹具的效率和效果达到最佳状态。
7.制作和调试：根据夹具设计图纸进行制作，然后进行夹具的调试和测试，确保夹具能够正常使用。
常见夹具类型和应用场景1.夹具工作台：用于固定和支撑工件，提供稳定的工作平台，适用于钻孔、铣削、打磨等加工工序。
夹具设计说明书
专用夹具的设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，机床使用说明书降低劳动强度，需要设计专用的夹具。
车床夹具设计要点：（1）定位装置的设计要求在车床上加工回转面时要求工件被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。
因此，对于轴套类和盘类工件，要求夹具定位元件工作表面的对称中心线与夹具的回转轴线重合。
对于壳体、接头或支座等工件，被加工的回转面轴线与工序基准之间有尺寸联系或相互位置精度要求时，应以夹具轴线为基准确定定位元件工作表面的位置。
（2）夹紧装置的设计要求在车削过程中，由于工件和夹具随主轴旋转，除工件受切削扭矩的作用外，整个夹具还受到离心力的作用。
此外，工件定位基准的位置相对于切削力和重力的方向是变化的。
因此，夹紧机构必须产生足够的夹紧力，自锁性能要可靠。
对于角铁式夹具，还应注意施力方式，防止引起夹具变形。
（3）夹具与机床主轴的连接车床夹具与机床主轴的连接精度对夹具的回转精度有决定性的影响。
因此，要求夹具的回转轴线与主轴轴线应具有尽可能高的同轴度。
心轴类车床夹具以莫氏锥柄与机床主轴锥孔配合连接，用螺杆拉紧。
有的心根据径向尺寸的大小，其它专用夹具在机床主轴上的安装连接一般有两种方式：1) 对于径向尺寸D<140mm，或D<(2～3)d的小型夹具，一般用锥柄安装在车床主轴的锥孔中，并用螺杆拉紧。
这种连接方式定心精度较高。
2) 对于径向尺寸较大的夹具。
一般通过过渡盘与车床主轴头端连接。
过渡盘的使用，使夹具省去了与特定机床的联接部分，从而增加了通用性，即通过同规格的过渡盘可用于别的机床。
同时也便于用百分表在夹具校正环或定位面上找正的办法来减少其安装误差。
因而在设计圆盘式车床夹具时，就应对定位面与校正面间的同轴度以及定位面对安装平面的垂直度误差提出严格要求。
（4）总体结构设计要求车床夹具一般是在悬臂的状态下工作，为保证加工的稳定性，夹具的结构应力求紧凑、轻便，悬伸长度要短，使重心尽可能靠近主轴。
夹具的定位夹紧与夹具设计
安装一般有三种方式: 1.直接找正安装 工件的定位过程可以由操作工人直接在机床
采用6个按一定规则布置的约束点，可以限制工件 的6个自由度，实现完全定位，称为六点定位原理。
2.典型定位元件及限制的自由度 （1）定位元件：用于代替约束点的定位元件的
种类很多，常用的有：支承钉、支承板、长销、短 销、菱形销、长V形块、短V形块、长定位套、短定 位套、固定锥销、浮动锥销等。
（2）限制自由度以及分析 从表4-2中可以看出，有时候研究定位元件及其 组合能限制哪些自由度不如研究它们不能限制哪些 自由度更方便。
2.工件以圆柱孔定位 工件以圆柱孔定位大都属于定心定位(定位基准
为孔的轴线)，夹具上相应的定位元件是心轴和定位 销。
(1)心轴
(2)定位销 圆柱定位销通常限制工件的2个移动自由度。
当要求孔销配合只在一个方向上限制工件自由度 时，可用菱形销，如图4-21(a)所示。
工件也可以用圆锥销定位，如图4-2l(b)和(c)所示。 图示圆锥销定位限制了工件的3个移动自由度。
(5) 随行夹具 用于自动线上，工件安装在随行夹具上，随行夹具 由运输装置送往各机床，并在机床夹具或机床工作 台上进行定位夹紧。
2.从使用机床的类型来分 可分为车床夹具、磨床夹具、钻床夹具(包括钻模)、
镗床夹具(包括镗模)、铣床夹具等。 3.从用途来分 可分为机床夹具、装配夹具和检验夹具等。 4.从动力来源分 可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液夹具、
夹紧机构设计
夹紧机构设计全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：夹紧机构设计是一种常见的机械设计方案，它一般用于夹紧或固定两个物体，保证它们之间的连接不松动。
夹紧机构设计可以用于各种领域，比如制造业、建筑业、汽车工业等等。
在不同的应用场景下，夹紧机构设计有不同的设计原则和要求，本文将重点介绍夹紧机构设计的基本原理、常见类型以及设计要点。
一、夹紧机构设计的基本原理夹紧机构设计的基本原理是利用一定的力学原理，通过外力使两个物体之间产生一定的摩擦力或压力，从而实现夹紧或固定的作用。
常见的夹紧机构设计原理包括：1. 摩擦原理：通过增加两个物体之间的摩擦力，实现夹紧或固定的作用。
这种原理适用于不需要精确夹紧的场合，比如木工制品的组装。
以上是夹紧机构设计的基本原理，不同实际应用场景中，设计人员可以根据具体情况选择合适的设计原理。
夹紧机构设计根据其结构和工作原理的不同，可以大致分为以下几种常见类型：1. 螺纹夹紧：通过旋转螺纹，使夹紧力产生，从而实现夹紧或固定的作用。
这种类型的夹紧机构设计在机械制造领域应用广泛。
在进行夹紧机构设计时，设计人员需要注意以下几个要点：1. 确定夹紧力：根据连接物体的重量和工作环境的要求，确定夹紧力的大小。
夹紧力过大容易损坏物体，过小则无法确保连接的牢固。
2. 选择合适的夹紧机构类型：根据连接物体的形状和工作环境的要求，选择合适的夹紧机构类型。
不同类型的夹紧机构有不同的工作原理和适用范围，需要根据具体情况进行选择。
3. 考虑安全性：在进行夹紧机构设计时，设计人员需要考虑工作中可能出现的安全隐患，并设计相应的安全保护措施，确保使用过程中不会发生意外事故。
4. 考虑便捷性：在进行夹紧机构设计时，设计人员需要考虑操作的便捷性，设计出易于使用和维护的夹紧机构，提高工作效率和使用便利性。
以上是夹紧机构设计的要点，设计人员在进行具体设计时，可以根据这些要点进行参考，确保设计出合理、实用的夹紧机构。
总结：第二篇示例：夹紧机构在机械领域中是非常重要的一种机构，它可以在零件加工、装配、运输等过程中确保零件的夹紧和固定，从而保证加工质量和生产效率。
机械制造工艺学课程设计3夹具设计
定位元件特点
定位销 （心轴）
短销（短心轴） 长销（长心轴）
圆孔
单锥销
（续）
限制的自由度 、
、 、
、、
短圆锥销
1—固定销 2—活动销
1— 、 、 2— 、
工件定位基准面 定位元件
定位方式简图
定位元件特点
（续）
限制的自由度
支承钉或 支承板
支承板或两个支承钉
、
外圆柱面 V形块
窄V形块
、
、 宽V形块或两个窄V形块
⒈工序基准为工件轴心线
此时为定位基准与工序基准重合，则基准不重合误差为零，而基准位移 的方向又与加工尺寸方向一致，所以加工尺寸B2的定位误差为
DB2
Y
d 2sin
2
⒉工序基准为外圆上母线
此时为定位基准与工序基准不重合。不仅有基准位移误差，而且还有基 准不重合，又定位尺寸与加工尺寸方向一致，所以尺寸B1的定位误差为
的设计基准作为定位基准，以避免定位基准与 设计基准不重合而引起的基准不重合误差。
基准不重合误差示例
2）基准统一原则：应尽可能使多个加工表面 和加工工序采用同一组定位基准，这就是基准统 一原则。
3）互为基准原则：当对工件上位置精度要求高的 表面进行加工时，需要用两个表面互为基准，反复加工 的原则。
4）自为基准原则：某些要求加工余量小而均匀的 精加工工序，选择加工面本身作为定位基准，称为自为 基准原则。
（4）对刀或导向元件。 （5）夹具体。 （6）其他元件及装置。
3．机床夹具在机械加工中的作用 （1）保证加工精度。 （2）提高生产率，降低成本。 （3）扩大机床工艺范围。 （4）减轻工人的劳动强度。
夹具元件间常用的配合选择
夹具设计方案
夹具设计方案概述：夹具是一种工具，用于固定、支撑或夹紧工件，以便在制造、加工或组装过程中进行精确操作。
本文将介绍夹具设计方案的要点和步骤，以及如何根据特定工件和作业需求来选择和设计适用的夹具。
一、需求分析在进行夹具设计方案之前，首先需要对具体的工件和作业需求进行全面的分析。
这包括确定工件的形状、尺寸、材料以及加工过程的要求等。
二、夹具类型选择根据工件的特性和作业需求，选择合适的夹具类型是设计方案的重要一步。
以下是常见的夹具类型：1. 手动夹具：适用于简单加工和组装，操作便捷，成本相对较低，但精度相对较低。
2. 浮动夹具：具有更高的精度和稳定性，适用于对工件位置要求更高的加工过程。
3. 液压夹具：通过液压系统提供稳定的夹紧力，适用于大型和重型工件加工。
4. 自动夹具：配有自动化控制系统，能够自动调整夹紧力和工件位置，适用于高精度和大批量生产。
三、夹具设计步骤根据具体的工件和作业需求，以下是一个一般的夹具设计步骤：1. 确定夹具定位方式：根据工件的形状和尺寸，确定夹具的定位方式，包括点定位、面定位和边定位等。
2. 设计夹具夹具装夹方式：根据工件的特点和作业需求，选择合适的夹具装夹方式，如机械夹紧、气动夹紧或液压夹紧等。
3. 确定夹具材料和结构：根据工件的材料和加工过程的要求，选择合适的夹具材料，如钢材、铝合金或塑料等。
同时，设计夹具的结构，确保夹具的强度和刚度。
4. 添加辅助装置：根据特定的工艺要求，设计和添加辅助装置，如刀具接触检测装置、夹紧力监测装置或自动化控制装置等。
5. 进行夹具装配和调试：根据设计图纸，进行夹具的装配和调试，确保夹具的正常工作和稳定性。
6. 进行夹具试用和验证：在实际的生产环境中进行夹具的试用和验证，对夹具的性能和稳定性进行评估和优化。
四、夹具设计注意事项夹具设计过程中，需要注意以下事项以确保设计的可靠性和效率：1. 可拆卸性：夹具的设计应具备可拆卸性，方便夹具的维护和更换。
机床夹具设计（实例）
夹具设计（实例）图3-2所示为CA6140车床上接头的零件图。
该零件系大批量生产，材料为45号钢，毛坯采用模锻件。
现要求设计加工该零件上尺寸为28H11的槽口所使用的夹具。
图3-2 CA6140车床上接头的零件图零件上槽口的加工要求是：保证宽度28H11，深度40mm，表面粗糙度侧面为Ra3.2μm，底面为Ra6.3μm。
并要求两侧面对孔ф20H7的轴心线对称，公差为0.1mm；两侧面对孔ф10H7的轴心线垂直，其公差为0.1mm。
零件的加工工艺过程安排是在加工槽口之前，除孔ф10H7尚未进行加工外，其他各面均已加工达到图纸要求。
槽口的加工采用三面刃铣刀在卧式铣床上进行。
一、工件装夹方案的确定工件装夹方案的确定，首先应考虑满足加工要求。
槽口两侧面之间的宽度28H11取决于铣刀的宽度，与夹具无关，而深度40mm则由调整刀具相对夹具的位置保证。
两侧面对孔ф10H7轴心线的垂直度要求，因该孔尚未进行加工，故可在后面该孔加工工序中保证。
为此，考虑定位方案，主要应满足两侧面与孔ф20H7轴心线的对称度要求。
根据基准重合的原则，应选孔ф20H7的轴心线为第一定位基准。
由于要保证一定的加工深度，故工件沿高度方向的不定度也应限制。
此外，从零件的工作性能要求可知，需要加工的两侧面应与已加工过的两外侧面互成90度，因此在工作定位时还必须限制绕孔ф20H7的轴心线的不定度。
故工件的定位基准的选择如图3.3所示，除孔ф20H7（限制沿x,y轴和绕x,y轴的不定度）之外，还应以一端面（限制沿z轴的不定度）和一外侧面（限制绕z轴的不定度）进行定位，共限制六个不定度，属于完全定位。
工件定位方案的确定除了考虑加工要求外，还应结合定位元件的结构及夹紧方案实现的可能性而予以最后确定。
对接头这个零件，铣槽口工序的夹紧力方向，不外乎是沿径向或沿轴向两种。
如采用如图 3.4（a）所示的沿径向夹紧的方案，由于ф20H7孔的轴心线是定位基准，故必须采用定心夹紧机构，XYZX以实现夹紧力方向作用于主要定位基面。
毕业设计论文----_机床夹具的设计
摘要我国社会主义现代化要求机械制造工业为国民经济各部门的技术进步、技术改造提供先进、高效的技术装备，它首先要为我国正在发展的产业包括农业、重工业、轻工业以及其它产业提供质量优良、技术先进的技术装备，同时还要为新材料、新能源、机械工程等新技术的生产和应用提供基础装备。
本论文是结合目前实际生产中，通用夹具不能满足生产要求，用通用夹具装夹工件效率低、劳动强度大、加工质量不高，而且往往需要增加划线工序，而专门设计的一种铣床夹具，主要包括夹具的定位方案，夹紧方案、对刀方案，夹具体与定位键的设计及加工精度等方面的分析。
该夹具具有良好的加工精度，针对性强，主要用于拔叉零件铣槽工序的加工。
本夹具具有夹紧力装置，具备现代机床夹具所要求的高效化和精密化的特点，可以有效的减少工件加工的基本时间和辅助时间，大大提高了劳动生产力，有效地减轻了工人的劳动强度。
本夹具能在加工常规零件的时候使质量进一步提升，并降低劳动强度，能在保证产品质量加工精度的同时批量生产，从而降低生产成本。
从而夹具的使用在某种程度上提高实际生产中企业的效益。
因而对夹具知识的认识和学习，在今天显的优为重要起来。
关键词：装备，制造，机床夹具目录摘要 (I)目录 (III)1 机床夹具概论 (1)1.1机床夹具及其功用 (1)1.2工件的定位 (7)1.3定位误差分析 (13)1.4工件的组合定位 (16)2 工件的夹紧 (19)2.1夹紧装置的组成及其设计原则 (19)2.2确定夹紧力的基本原则 (20)2.3夹紧机构的设计要求 (24)3 铣床夹具设计 (26)3.1定位方案 (27)3.2夹紧方案 (31)3.3对刀方案 (31)3.4夹具体与定位键 (31)3.5夹具总图上的尺寸、公差和技术要求 (32)3.6夹具精度分析 (33)4 各类铣床夹具 (35)4.1铣床夹具 (35)4.2典型数控机床夹具 (36)致谢 (40)参考文献 (41)1 机床夹具概论1.1机床夹具及其功用1.1.1机床夹具的概述定位：工件在机床上加工时，为保证加工精度和提高生产率，必须使工件在机床上相对刀具占有正确的位置，这个过程称为定位。
夹具设计
1绪论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。
机床夹具被广泛应用于机械制造业中。
大量专用机床夹具的采用为大批大量生产提供了必要的条件。
机床夹具是组成工艺系统的一个环节，是影响加工质量的重要因素。
一般情况下，使用机床夹具能稳定地保证产品质量，而不必过高的要求工人的技术等级。
先进高效的机床夹具不仅能减轻工人劳动强度，提高生产率，甚至能使生产过程实现自动化。
随着汽车、内燃机、摩托车、轴承等行业的规模化发展，对机床夹具的设计与制造不断提出新的课题。
深入研究机床夹具设计的理论和改进机床夹具的结构，无疑具有巨大的经济意义。
机床夹具设计一般包括结构设计和精度设计两个方面。
而人们通常习惯侧重于结构设计而忽视精度设计。
关于机床夹具的结构设计，不仅有大量的资料可供参考，而且还不断从其它学科吸收新的成果而向前发展。
诸如液性塑料夹具；各种弹性膜片式夹具；真空夹紧夹具；感应分度夹具等等。
关于机床夹具的精度设计，随着零件加工精度的提高，也日益受到人们的重视。
人们逐渐认识到，机床夹具设计工作应围绕精度设计这个中心来进行。
没有合理的精度设计不仅会给夹具制造带来困难，甚至会使制造出的夹具不能保证工件的加工精度。
因此，迫切需要全面的研究机床夹具的设计、制造、使用诸方面的定量关系；研究工件精度和夹具设计精度之间的合理联系。
机床夹具设计是用途极广的一门专业学科，熟悉它的内容和方法，对从事机械制造方面的工程技术人员来说是十分必要的。
毕业设计是我们在学习阶段的最后一个重要环节，要求我们能综合运用大学四年所学的专业知识和理论知识，结合实际，独立解决本专业一般问题,树立为生产服务，扎实肯干，一丝不苟的工作作风，为将来在机械方面工作打下良好的基础。
签于夹具的重要性,同时也为了培养我们综合设计地能力，进一步培养我们科学的思维方式和正确的设计思维，提高我们发现问题、分析问题、解决问题的实际能力，我们选用了邵阳汽车神风动力有限公司2108发动机机体作为毕业课题，对机体钻小侧面孔其进行夹具设计。
夹具的夹紧装置设计图文详解
图 夹紧力作用点应在支撑面内
图 夹紧力作用点应在刚性较好部位
图 夹紧力作用点 应靠近被加工表面
夹紧力的大小主要影响工件定位的可靠性、工件夹紧变形以及夹紧装置的 结构尺寸和复杂性，夹紧力大小要适当，过大了会使工件变形，过小了则在加 工时工件会松动，造成报废甚至发生事故。
在实际设计中确定夹紧力大小的方法有两种：经验类比法和分析计算法。
1、采用经验类比法时，如手动夹紧，可凭人力来控制夹紧力的大小，一 般不需要算出所需夹紧力的确切数值，只是必要时进行概略的估算。
2、采用分析计算法，一般将夹具和工件看做一刚性系统，以简化计算。
斜楔夹紧机构主要用于增大夹紧力或改变夹紧力方向。
螺旋夹紧机构是从斜楔夹紧机构转化而来的，相当于将斜楔面绕 在圆柱体上，转动螺旋时即可夹紧工件。
偏心夹紧机构是靠偏心轮回转时其半径逐 渐增大而产生夹紧力来夹紧工件的，偏心夹 紧机构常与压板联合使用。
在中夹紧机 构设计中，有时 需要对一个工件 上的几个点或多 个工件同时进行 夹紧。一次加紧 动作能十几个点 同时夹紧工件的 机构成为联动夹 紧机构或多位夹 紧机构。
在中夹紧机构设计中，有时需 要对一个工件上的几个点或多个工 件同时进行夹紧。一次加紧动作能 十几个点同时夹紧工件的机构成为 联动夹紧机构或多位夹紧机构。
•
(5)结构简单，易于制造。
1.夹紧力的作用方向应垂直于主要定位基准面
图 夹紧力方向对镗孔垂直度的影响
2.夹紧力作用方向应使所需夹紧力最小 3.夹紧力作用方向应使工件变形最小
图 加紧方向与夹紧力大小的关 系
图 夹紧力方向与工件的关系
• 1.夹紧力作用点应落在支承元件上或几个支承元件所形成的支承面内 • 2.夹紧力作用点应落在工件刚性好的部位上 • 3.夹紧力作用点应尽可能靠近被加工表面，以减小切削力对工件造成
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辅助支承和辅助夹紧
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4．夹紧力的反作用力不应使夹具产生影响加工精度的变形 →导向、定位与夹紧支架分开（精加工夹具）
例1:发动机机体精镗主轴孔、凸轮轴夹具： 导向与夹紧支架分开。
例2: 存在的问题：夹紧力作用于导向支架上， 夹紧力的反作用力 引起导向支架变形，影响导向精度； 改进措施：导向支架与夹紧机构分开，让夹紧力的反作用力 不再作用在导向支架上。
图（e）夹紧力W与切削力F、重力反向：夹紧力较大。
WFG
图（a）、（b）优先选用，图（c）、（e）次之，图 （ｄ）最差，避免不用。
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夹紧力与切削力、重力的关系
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3．夹紧力方向应与工件刚度高的方向一致，以减少夹紧变形。 如薄壁套加工改径向夹紧→轴向夹紧。
薄壁套筒的夹紧
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机械制造装备设计
主讲人：李爱芝
3.2 夹紧装置的设计
3.2.1 夹紧装置的组成及基本要求 3.2.2 夹紧力的确定 3.2.3 常用的夹紧机构 3.2.4 夹紧机构的动力装置
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3.2.1 夹紧装置的组成及基本要求 夹紧：将工件定位后的位置固定下来。保持工件在定
位中所获得的正确位置，使其在外力作用下， 不发生移动和振动。 夹紧装置设计内容： 夹紧力的确定；夹紧机构设计； 夹紧动力装置的设计或选择。
1．夹紧力的方向应有助于定位，而不应破坏定位。 （1）只有一个夹紧力，夹紧力应垂直于主要定位基面或使各定
位基面同时受到夹紧力的作用。
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例1：夹紧力的方向朝上主要定位面 图（a）：工件被镗的孔与左端面A有一定的垂直度要求。 图（ｂ）：夹紧力朝向主要定位面（Ｖ形块的Ｖ形面），使 工件的装夹稳定可靠。
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（一）夹紧装置的组成
1．动力源（动力装置）：产生原始作用力的部分。 夹紧力的来源：人力；某种动力装置。 常用的动力装置： 液压装置、气压装置、电磁装置、电动装置、 气一液联合装置、真空装置。 手动夹紧：用人力对工件进行夹紧。 机动夹紧：用液压装置、气压装置、电磁装置、电动 装置等动力装置进行夹紧。
◇图（a）夹紧力W与重力G、切削力F方向一致：可以不夹紧 或用很小的夹紧力，
W0
◇图（b）夹紧力W与切削力F垂直：夹紧力较小，
W F G
图（c）夹紧力W与切削力F成一夹角：夹紧力较大，
W F (co ssin ) G (si n co )s
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★图（d）夹紧力W与切削力F、重力G垂直：夹紧力最大， W F G
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夹紧力作用点与夹紧变形的关系
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◆设计特殊形状夹爪、压角等分散作用夹紧力，增大工件受力 面积。 采用具有较大弧面的夹爪来防止薄壁套筒变形；或采用弹簧 套筒夹紧。 采用球面支承代替固定支承，夹压环形工件。
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增大受力面积减少夹紧变形
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3．夹紧力的作用点应尽量靠近工件加工表面，以提高 定位稳定性和夹紧可靠性，减少加工中的振动（低 刚度工件）。
一力两用示例
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（2）用几个夹紧力分别作用时，朝向主要定位面的夹 紧力应是主要夹紧力，应注意几个夹紧力动作顺 序。
如三基面组合定位：W1 W2 W3
Ｗ１是主要夹紧力，朝向主要定位面，最后作用； Ｗ2、Ｗ3是帮助定位的，应首先作用。
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2．夹紧力的方向应方便装夹和有利于减小夹紧力：最好与切削 力F、重力G方向一致。
4．夹紧装置必须可靠 既要保证工件在加工过程中的
5．工艺性好
位置稳定不变，振动小，又要 使工件不产生过大的夹紧变形。
结构简单，便夹于紧制力造稳和定维可减少夹紧误差。
修；多用标准零部件；操
作方便、安全、省力
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3.2.2 夹紧力的确定
包括夹紧力的作用点、方向、大小三要素。 （一）夹紧力的方向
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液压夹紧铣床夹具：液压缸４、活塞５、活塞杆３组成了液压动 力装置，铰链臂２和压板１等组成了铰链夹紧机构，其中压板１ 是夹紧元件。
液压夹紧铣床夹具
１、压板，２、铰链臂，３、活塞杆，４，液压缸，５、活塞
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(二)对夹紧装置的基本要求
1．确能保证工件定位后占据的正确位置
2．夹紧力的大小要适手当动、夹稳紧自定锁、有机助动于夹定紧位联， 3．夹紧装置的复杂程锁度保与护生、产夹紧类行型不程相应足适破够应坏等定。。位.
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2．夹紧机构： 接受和传递原始作用力，使其变为夹紧力并执行夹紧任务 的部分。
◇中间递力机构： 把人力或动力装置产生的原始作用力传递给夹紧元件。 ①改变作用力的方向；②改变作用力的大小； ③具有一定的自锁性能，保证夹紧可靠性。
◇夹紧元件（执行元件）： 直接与工件接触，最终完成夹紧任务。 人力或动力装置（原始作用力）→中间递力机构→夹紧元 件→工件。
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例2：一力两用示例，使各 定位基面同时受到夹紧力作 用。 图（a）所示，可对第一定 位基面施加Ｗ１，对第二定 位基面施加Ｗ２； 图（ｂ）所示，施加Ｗ３代 替Ｗ１、Ｗ２，使两定位基 面同时受到夹紧力的作用。
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图（ｃ）所示，施加Ｗ３代替Ｗ１、Ｗ２，使两定位 基面同时受到夹紧力的作用。
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夹紧引起导向支架变形
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（三）夹紧力的大小：
夹紧力的大小必须适当：
过小，加工过程中发生移动或振动，破坏定位；
过大，使工件和夹具产生夹紧变形，影响加工质量。
夹紧力确定方法：实验法、估算法。
估算夹紧力通常将夹具和工件看成一个刚性系统以简化计算。
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（二）夹紧力的作用点 1．应能保持工件定位稳定，而不致引起工件发生位移或偏转。 →落在定位元件之上或支承范围内
夹紧力作用点的位置
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2．夹紧力的作用点应有助于减小夹紧变形。
◆夹紧力的作用点应落在工件刚性好的方向和部位，特别对低 刚度工件。 如发动机汽缸套加工，大多数工序采用轴向夹紧。 夹紧如图ｂ）所示薄壁箱体时： 夹紧力应作用在刚性好的凸边上； 若箱体无凸边时，可如图ｃ），将单点夹紧改为三点夹紧， 使着力点落在刚性好的箱壁上。