专用夹具的设计方法
夹具设计原理与方法
夹具设计原理与方法夹具是一种用于夹住工件并保持其稳定以实现加工的工具。
它在制造业中起着至关重要的作用，能够提高生产效率和产品质量，降低生产成本。
夹具设计的原理与方法包括以下几个方面：1.夹具设计原理：（1）稳定性原理：夹具设计的首要原则是保持工件的稳定性，以确保加工精度和质量。
夹具应具有足够的刚性和稳定性，能够抵抗切削力、振动力和其他外力的影响，防止工件在加工过程中发生移动和变形。
（2）可靠性原理：夹具应具备良好的可靠性，能够确保工件在加工过程中的安全和稳定。
夹具的结构应简单合理，易于操作和调整，并能够适应工件的尺寸和形状变化。
（3）经济性原理：夹具设计中需考虑经济性，即在保证加工质量的前提下，尽量减少夹具的制造成本和使用成本。
合理选用材料、加工工艺和制造工艺，降低夹具的制造难度和成本。
2.夹具设计方法：（1）确定夹持方式：根据工件的形状、尺寸和加工要求，选择合适的夹持方式。
常见的夹持方式有机械夹持、液压夹持、气动夹持等。
夹持方式的选择应考虑工件的稳定性、加工精度和夹持力的需要。
（2）确定夹具结构：根据工件的形状和加工要求，设计夹具的结构。
夹具的结构应具备足够的刚度和稳定性，能够确保工件的稳定夹持和加工精度。
（3）考虑夹具的调整和定位：夹具应具备一定的调整和定位功能，以适应不同尺寸和形状的工件加工。
夹具的调整和定位装置应简单实用，操作方便，便于工件的快速调整和定位。
（4）分析夹具的应力和变形：通过有限元分析等方法，分析夹具在加工过程中受到的力和变形情况，确保夹具的稳定性和刚度满足加工要求，并合理设计加强结构和减小应力集中的措施。
（5）优化夹具的材料和制造工艺：选择合适的夹具材料和加工工艺，以确保夹具的刚度、韧性和耐磨性满足要求。
通过合理的制造工艺，提高夹具的生产效率和质量。
总之，夹具设计的原理与方法需要综合考虑工件的形状、尺寸和加工要求，以及夹具的稳定性、可靠性和经济性等因素。
只有充分了解工件的特点和要求，合理设计和制造夹具，才能确保加工质量、提高生产效率和降低生产成本。
专用夹具设计
二、专用夹具设计的方法步骤
1、已知条件：工艺人员提出的夹具设计任务书， 内容主要包含：工序加工尺寸、位置精度要求；定 位基准；夹紧力作用点、方向；机床、刀具、辅具； 所需夹具数量。
2、设计方法步骤
夹具设计生产过程一般可简单表示成下面框图
⑴准备阶段：明确设计要求、掌握第一 手资料
①收集各种图纸和技术资料 ②了解生产批量和夹具需要量 ③收集有关机床的资料 ④收集有关刀具方面的资料 ⑤收集有关夹具零部件标准 ⑥了解有关本单位制造和使用夹具的情况 ⑦收集国内外同类夹具的资料
④ 钻套下端面与工件加工面之间的空隙S确定
加工脆材：S=(0.3～0.6)d
加工塑材：S=(0.5～1)d
材料愈硬、S愈小；d愈小、S愈大 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 铰链式钻模板
③ 可卸式钻模板
+0.025 +0.014
+0.039 +0.022
+0.029 +0.016
+0.045 +0.026
H9级精度铰刀
+0.025 +0.014
+0.030 +0.017
+0.036 +0.020
+0.044 +0.025
+0.052 +0.030
+0.062 +0.036
+0.073 +0.042
带导柱铰刀 1－切削部分 2－钻套 3－导柱
b) 钻套导引刀具刃部时
工序
导孔基本 尺寸
机床专用夹具及其设计方法
要有快速对刀元件
2、铣床夹 具的构造 主要由夹 具体、定 位板、夹 紧机构、 对刀块、 定向键等 组成
3．铣床夹具的设计
铣床夹具的安装：主要依靠定向键和
百分表校正来提高安装精度。定位键 的结构尺寸已标准化，应按铣床工作 台的T形槽尺寸选定，它和夹具底座 以及工作台T形槽的配合为H7/h6、 H8/h8。两定位键的距离应力求最大
• • • •
1、分度盘锁紧螺母 2、分度盘 3、定位轴 4、压紧螺母
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。
滑柱式钻模
滑柱式钻模是一种标准化，规格化的 通用钻模。钻模体可以通用于较大范围 的不同工件。设计时，只需根据不同的 加工对象设计相应的定位。夹紧元件。 因此，可以简化设计工作。另外，这种 钻模不需另行设计专门的夹紧装置，夹 紧工件方便，迅速，适用于不同类型的 各种中小型零件的孔加工，生产中，尤 其是大批量生产中应用较广。
4、钻套的材料
性能要求：高硬度，耐磨 常用材料：T10A T12A CrMn 或20渗 碳淬火 D≤10mm CrMn D<25mm T10A T12A HRC58~64 D≥25mm 20渗碳淬火 HRC58~64
镗模
（一）镗模的特点及其组成 1、特点：镗床夹具称镗模，主要用于加工 箱体类零件上的孔或孔系通过布置镗套， 可加工出较高精度要求的孔或孔系。 与 钻模相比，它有相同之处，但箱体孔系 的加工精度一般要求较高，其本身精度 比钻模高。
l—台肩销 2—快换垫圈 3—螺母
专用夹具设计方法【步骤】
以下为专用夹具的设计方法，一起了解一下吧。
一、专用夹具的设计步骤（一）.研究原始资料明确任务书中的设计要求，收集下列资料：1) 工件图、毛坯图和工艺规程等技术文件。
了解该工序的加工技术要求，定位和夹紧方案，毛坯情况，加工时使用的机床、刀具、加工和切削用量等2) 了解生产批量和对夹具的需用情况，以确定所采用夹具结构的合理性和经济性。
3) 了解机床的主要技术参数、规格、安装夹具的有关连接部分的尺寸等。
4) 了解刀具的主要结构尺寸、制造精度、主要技术条件等。
5) 收集有关夹具零部件标准（国标、部标、企标、厂标），典型夹具结构、夹具设计资料等。
6) 了解本公司制造夹具能力和经验，了解用户有无压缩空气站等。
7) 3D图形的转换。
（二）确定夹具的结构1 定位要则1) 选择合理的定位基准——定位基准必须与工艺基准重合，并尽量与设计基准重合，以减小定位误差，获得最大加工允差，降低夹具制造精度。
当定位基准和工艺基准或设计基准不重合时，需进行必要的加工尺寸及其允差的换算。
——应选择工件上最大的平面，最长的圆柱面或圆柱轴线为定位基准，以提高定位精度，并使定位稳定、可靠。
——在选择定位元件时，要防止出现过定位现象。
——在工件各加工工序中，力求采用同一基准，以必免因基准更换而降低工件各表面相互位置的准确度。
——当铸、锻件以毛坯面作为第一道工序的基准时，应选用比较光整表面作基准面，避开浇冒口或分型面等凸起不平整的部位。
2) 限制工件的自由度——工件在夹具上进行定位时，为保证加工面位置尺寸或位置精度，以及承受切削力和夹紧力等的需要，必须限制住工件的六个自由度。
——如果工件以已加工过的光滑平面定位，必要时可以用六个以上的点定位，但各定位面上支承点的表面必须在同一平面上，或其中的几个支承点采用辅助支承。
3) 对定位元件的要求——工件定位基准与定位元件接触或配合后，能限制住必须由其限制的工件的自由。
——由其产生的定位误差最小。
——定位表面应具有较高的尺寸精度、配合精度、表面粗糙度和硬度。
专用夹具的设计
第一节 专用夹具旳基本要求和设计环节
1、求。 （2）能够提升机械加工旳生产效率。 （3）能够降低工件旳生产成本。 （4）夹具旳操作要以便、安全。（5）尽量提升夹具元件旳通用化和原则化程度。 （6）具有良好旳构造工艺性，以便于夹具旳制造、使用和维修。
绘图旳环节
（1）用双点划线绘出工件轮廓线；（2）绘制定位元件旳详细构造；（3）绘制对刀导向元件；（4）绘制夹紧装置；（5）绘制其他元件或装置；（6）绘制夹详细。（7）标注视图符号、尺寸、技术要求，编制明细表。
1、五类尺寸（1）夹具外形轮廓尺寸；（2）工件与定位元件间旳联络尺寸；（3）夹具与刀具旳联络尺寸；（4）夹具与机床联络部分旳联络尺寸；（5）夹具内部旳配合尺寸。
（3）焊接构造 旳夹详细
焊接构造是国际上某些工业国家常用旳措施。此类构造易于制造，制造周期短，成本低，使用也较灵活。当发觉夹详细刚度不足时，可补焊肋和隔板。 焊接件材料旳可焊性要好，合用材料有碳素构造钢Q195、Q215、Q235，优质碳素构造钢20钢、15Mn等。焊接后需经退火处理，局部热处理旳部位则需在热处理后进行低温回火。
1、夹详细旳作用及其基本要求
（1）夹详细旳作用 夹详细是夹具旳基础元件，在加工过程中，夹详细要承受工件重力、夹紧力、切削力、惯性力和振动力旳作用。
1）夹详细旳构造形式应根据机床旳有关参数和加工方式来定。2）有一定旳精度和良好旳构造工艺性。3）足够旳强度和刚度。4）在机床工作台上安装旳夹具，其重心尽量低、高度尺寸要小。5）夹详细旳构造应简朴、紧凑，尺寸要稳定，残余应力要小。6）要有合适旳容屑空间和良好旳排屑性能。7）要有很好旳外观。8）在夹详细合适部位用钢印打出夹具编号，以便于工装旳管理。
4．夹具总图旳绘制夹具总图一般可按定位元件、夹紧装置以及夹详细等构造顺序绘制。尤其应注意体现清楚定位元件、夹紧装置等与夹详细旳装配关系。夹具总图绘制完毕，还应在夹具设计阐明书中，就夹具旳使用、维护和注意事项等予以简要旳阐明。
专用夹具设计方法和步骤
1、明确设计任务，收集设计资料
2、拟订夹具结构方案，绘制夹具草图
（1）确定工件的定位方案，设计定位装置，并对夹紧力进行估算，以确保夹紧可靠
（2）确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置
（3）确定刀具的引导方式，选择或设计引导元件或对刀元件
（4）确定其他元件或装置的结构形式，如定位键、分度装置等
（5）确定夹具的总体结构及夹具在机床上的安装方式。
对夹具的总体结构最好能拟订出几个不同的方案，画出草图，经过分析比较，选择最佳方案
3、绘制夹具总图
（1）选择操作者工作时正对的位置为主视图
（2）用双点划线将工件的外形轮廓、定位基面、夹紧表面以及加工表面画在各视图相应的位置上，待加工面上的加工余量可用网纹线表示。
在夹具总图中，工件可看作透明体，不遮挡后面的线条
（3）依次画出定位、夹紧、导向元件或装置的具体结构，再画出夹具体，将各元件或装置连成一个整体
（4）在总图上标注尺寸（包括轮廓尺寸、联系尺寸、重要的配合尺寸等）、公差和技术要求
（5）绘制夹具零件图。
在夹具中的非标准零件都要绘制零件图，并按总图要求确定零件的尺寸、公差及技术条件
三、夹具总图技术要求的制订
1、夹具总图上应标注的尺寸和公差
（1）夹具外形的最大轮廓尺寸
（2）影响定位精度的尺寸
（3）影响对刀精度的尺寸和公差
（4）影响夹具在机床上安装精度的尺寸和公差
（5）影响夹具精度的尺寸和公差
（6）其他装配尺寸及公差
2、夹具总图上公差值的确定
（1）与加工尺寸有直接对应关系的夹具公差δJ （2）其他装配尺寸的配合性质及公差等级
3、夹具总图上应标注
4、的技术要求。
专用夹具设计范文
专用夹具设计范文一、引言夹具是用于固定和定位工件，以保证其在加工过程中的精度和稳定性的工具。
专用夹具是根据特定工件的形状、尺寸和工艺要求设计制造的一种夹具。
本文将以设计一个专用夹具为例，讨论夹具设计的关键要点和步骤。
二、夹具设计的关键要点1.工件形状和尺寸：夹具设计的首要任务是根据工件的形状和尺寸确定夹具的结构和布局。
需要考虑工件的外形、内孔、凹凸面等特征，以及工件的尺寸范围和公差要求。
2.夹持方式：根据工件的特点和加工要求，选择合适的夹持方式。
常见的夹持方式包括机械夹持、真空吸附、气压夹紧等。
需要综合考虑夹持力、夹持稳定性、夹持效率等因素。
3.夹具结构和材料：夹具的结构和材料选择直接影响到夹具的刚度、稳定性和寿命。
需要根据工件的加工要求和使用环境选择合适的结构形式和材料，如钢铁、铝合金、塑料等。
4.夹具定位和对心：夹具设计中的另一个重要考虑因素是工件的定位和对心要求。
需要确定工件在夹具中的位置和方向，以保证加工过程中的精度和一致性。
三、夹具设计步骤夹具设计通常包括以下几个步骤：1.工件分析：分析工件的形状、尺寸和加工要求，了解工件的特点和关键要求。
如有必要，可以通过测量和三维建模来获取准确的工件数据。
2.夹具结构设计：根据工件分析的结果，确定夹具的结构形式和布局。
考虑夹持方式、夹持力、夹持稳定性等因素，设计夹具的主要部件，如夹持装置、定位装置等。
3.夹具材料选择：根据夹具的结构和使用要求，选择合适的材料。
考虑刚度、耐磨性、耐腐蚀性等因素，选择适合的材料，如优质钢材、铝合金等。
4.夹具定位和对心设计：确定工件在夹具中的位置和方向。
根据工件的形状和加工要求，设计适当的定位和对心装置，以确保工件在加工过程中的精度和一致性。
5.夹具制造和调试：根据设计图纸制造夹具的主要部件，进行组装和调试。
在调试过程中，需要检验夹具的夹持力、夹持稳定性和定位精度等指标，以确保夹具的性能符合设计要求。
四、结论夹具设计是一项复杂的工程任务，需要综合考虑工件的形状、尺寸和加工要求，选择合适的夹持方式和材料，设计合理的结构和定位装置。
夹具设计方法范文
夹具设计方法范文夹具是用来固定、支撑和定位工件，以便进行加工、组装和检测等工序的工具。
夹具设计的质量直接影响到工件的加工质量和生产效率。
因此，夹具设计方法的选择和使用对工件的加工质量和生产效率具有重要意义。
本文将介绍几种常用的夹具设计方法。
第一种方法是经验法。
经验法是指根据经验和专业知识进行夹具设计的方法。
这种方法在夹具设计实践中经常使用，因为设计者可以根据以往的经验和知识选择合适的构造和参数。
然而，经验法存在主观性较强的问题，不能保证设计结果的有效性和可靠性。
第二种方法是试验法。
试验法是指通过试验和测试来确定夹具设计参数的方法。
设计者根据工件的特点和加工要求进行试验，然后根据试验结果进行夹具设计。
这种方法的优点是能够根据实际情况调整夹具设计参数，提高夹具的适应性和稳定性。
然而，试验法需要花费较多的时间和成本，对于时间紧迫和成本敏感的项目可能不适用。
第三种方法是仿真法。
仿真法是指通过计算机仿真和模拟来进行夹具设计的方法。
设计者利用计算机软件对夹具进行建模和分析，可以模拟夹具在使用过程中的各种情况和变化。
这种方法的优点是能够实现快速、精确和经济的夹具设计，提高设计效率和准确度。
然而，仿真法需要设计者具备一定的计算机技术和专业知识，对于技术水平较低的设计者可能有一定的难度。
第四种方法是优化法。
优化法是指通过数学优化模型和方法来进行夹具设计的方法。
设计者根据夹具的设计目标和约束条件，利用优化算法寻找最优的设计方案。
这种方法的优点是能够综合考虑夹具的各种指标和限制，实现夹具设计的最优化。
然而，优化法需要设计者具备较高的数学和计算机技术，对于一般的夹具设计项目可能不适用。
除了上述几种常用的夹具设计方法外，还有一些辅助方法可以提高夹具设计效率和质量。
例如，标准化和模块化设计可以提高夹具的通用性和重复利用性，减少设计和制造的工作量和成本。
另外，夹具设计中的人因工程、安全工程和可靠性工程等方法也可以应用于夹具设计中，以提高夹具的人机工效学、安全性和可靠性。
专用夹具设计方法
专用夹具设计方法专用夹具是指为了实现特定工件的加工、测试、装配等工序，而根据工件的特点和工艺要求，特别设计的夹具。
专用夹具的设计方法十分重要，它直接影响到夹具的可靠性、稳定性、使用寿命和生产效率等。
以下将介绍几种常用的专用夹具设计方法。
1.工艺分析法：在设计专用夹具之前，首先要进行工艺分析，分析加工工艺中的主要环节、关键节点、工艺要求，以及工艺中可能出现的问题和难点等。
通过充分了解工艺流程，可以从工艺的角度确定夹具所承担的功能、形式和结构等方面的要求。
2.参数分析法：夹具设计的一个重要环节是参数分析，通过对待加工工件的尺寸、形状、材料性质等参数进行分析，确定夹具所需的夹紧力、工件定位方式、夹紧装置的形式等。
同时还要分析工艺中可能带来的变量，如材料误差、温度变化等，以此来确定夹具的可靠性和稳定性。
3.结构设计法：专用夹具的结构设计是实现工艺要求和夹具功能的关键。
在设计过程中，需要考虑夹具的结构形式、材料选择、刚度和刚性等问题。
对于复杂工件，可以采用多级夹紧、多点定位等结构形式，以增加夹具对工件的稳定性和可靠性。
4.可制造性设计法：夹具的可制造性是指夹具在制造过程中是否能够方便、经济地加工、装配和调整。
在夹具设计之初，应考虑夹具组件的加工工艺、装配顺序和方式，以及关键部件的制造工艺可行性等因素。
合理考虑夹具的可制造性可以减少制造成本和交货周期。
5.模块化设计法：对于一些常规或批量生产的工件，可以采用模块化设计的方法。
模块化设计主要包括模块化结构设计和标准化件设计两个方面。
通过将夹具设计为可拆卸的模块，可以方便维护和更换，并且能够减少设计和制造的工作量。
6.仿生设计法：仿生设计是指通过模拟生物体结构和运动方式，进行工程设计的一种方法。
在专用夹具设计中，可以通过仿生设计的方法来优化夹具的结构和功能。
例如，可以借鉴生物体的抓握原理，设计具有可调节抓握力和适应不同形状工件的夹具。
7.系统集成设计法：专用夹具经常作为一个工件加工流程的一部分进行设计，因此，夹具设计应与其他设备和系统相集成。
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。
专用夹具设计说明书
专用夹具设计说明书一、概述本夹具设计说明书旨在为专用夹具的设计、制造和使用提供全面的指导。
夹具是一种重要的工艺装备，用于在生产过程中对工件进行定位和夹紧，以保证加工质量和效率。
本说明书将详细介绍专用夹具的设计思路、结构特点、使用方法及注意事项。
二、设计思路1. 定位准确：夹具应能准确定位工件，确保工件在加工过程中位置稳定，提高加工精度。
2. 夹紧力适中：夹具应能在保证工件稳定的前提下，施加适中的夹紧力，避免工件变形或损坏。
3. 结构简单：夹具结构应简单明了，便于制造、安装和调试，同时降低制造成本。
4. 操作方便：夹具应便于操作，能够快速完成工件的定位和夹紧，提高生产效率。
三、结构特点1. 定位元件：根据工件的具体形状和加工要求，选用合适的定位元件，如平面定位块、V型块等，确保工件准确定位。
2. 夹紧机构：采用可靠的夹紧机构，如气动夹紧、液压夹紧等，实现快速、稳定、适中的夹紧力。
3. 导向元件：为提高工件加工精度，可设置导向元件，如导轨、滑块等，减小工件在加工过程中的振动和误差。
4. 辅助元件：根据实际需要，可添加一些辅助元件，如定位销、限位开关等，提高夹具的稳定性和可靠性。
四、使用方法1. 安装调试：按照说明书要求，将夹具安装到机床上，并进行必要的调试，确保夹具定位准确、夹紧力适中。
2. 工件定位：将工件放置在夹具的定位元件上，确保工件稳定可靠。
3. 工件夹紧：操作夹具的夹紧机构，对工件施加适中的夹紧力，确保工件在加工过程中保持稳定。
4. 加工操作：启动机床进行加工操作，注意观察工件加工质量和夹具运行状态，如有异常及时调整。
5. 拆卸工件：加工完成后，松开夹紧机构，将工件从夹具上拆卸下来，清理现场。
五、注意事项1. 使用前应仔细阅读说明书，了解夹具的结构、使用方法和注意事项。
2. 夹具应妥善保管，避免磕碰和损坏。
3. 使用过程中应定期检查夹具的定位元件、夹紧机构等关键部件的磨损情况，如有异常应及时维修或更换。
专用夹具设计步骤
专用夹具设计步骤专用夹具是用于固定或夹紧特定工件的设备，它在制造业中起着非常重要的作用。
为了设计出有效和可靠的专用夹具，需要经过一系列的步骤。
以下是专用夹具设计的典型步骤。
第一步：了解工件和工序要求在开始专用夹具设计之前，需要充分了解要加工的工件和相关的工序要求。
这包括工件的尺寸、形状、装配要求等。
同时，还需要了解工件的材料特性，例如硬度、磨损性等，以便选择适当的夹具材料和设计夹具的夹紧力。
此外，还需了解工艺过程中的姿态要求，以便考虑夹具的调整和定位功能。
第二步：确定夹紧方式和夹紧点根据工件的特点和工艺要求，选择适当的夹紧方式和夹紧点。
夹紧方式可以选择固定夹紧、弹性夹紧、液压夹紧等。
夹紧点的选择要考虑到工件的结构特点和关键尺寸，以确保夹具能够稳定固定工件并保持其准确位置。
第三步：绘制草图和制定设计概念绘制夹具的初步草图是设计过程中的重要步骤。
在草图中，需要考虑夹具的整体结构、夹紧装置和调整装置的布置、夹具材料和加工工艺等因素。
通过多个设计概念的比较和评估，选择最合适的设计方案。
第四步：进行3D模型设计在确定了最终的设计方案后，开始进行3D模型设计。
通过使用CAD 软件，可以对夹具的具体细节进行设计和优化。
在设计过程中，需要考虑夹具的刚度、强度、重量以及易于操作和维修等因素。
第五步：结构分析和优化完成3D模型设计后，进行结构分析并进行必要的优化。
使用有限元分析等方法，对夹具的各个部件进行应力分析，确保其在工作过程中的可靠性和安全性。
如果有必要，进行结构的重构和优化，以便在满足要求的情况下减少夹具的重量和成本。
第六步：制造和组装完成夹具的设计后，开始进行制造和组装。
根据设计图纸和规范，选择合适的加工工艺和材料，制造夹具的各个部件。
然后，进行夹具的组装和调试，确保各个部件的配合精度和夹具的正确性。
第七步：测试和调整完成夹具的制造和组装后，进行测试和调整。
通过对工件进行加工试验，验证夹具的性能和精度。
如果需要，对夹具进行必要的调整和改进，以满足工件加工的要求。
专用夹具的设计方法
专用夹具的设计方法专用夹具是一种用于固定工件在加工、装配、检测等工艺过程中的装置。
它的设计方法涉及到工件形状的分析、夹持方式的选择、夹具结构的设计等方面。
下面将从这些方面详细介绍专用夹具的设计方法。
1.工件形状的分析在设计专用夹具之前，首先需要对工件形状进行仔细的分析。
通过分析工件的尺寸、几何形状、表面特征等，确定需要夹持的部位和夹持方式。
此外，还需要考虑工件的重心位置、刚度等因素，以便在设计夹具时能够合理分配夹持力和支撑力，确保夹具能够稳定夹紧工件。
2.夹持方式的选择根据工件形状的分析结果，可以选择合适的夹持方式。
常见的夹持方式包括机械夹持、电磁吸盘夹持、真空吸盘夹持等。
机械夹持是通过机械手段将工件夹紧，可以选择合适的夹具夹持工件，适用于形状规则的工件。
电磁吸盘夹持是利用电磁原理将工件吸附在吸盘上，适用于平面或带有一定吸附特性的工件。
真空吸盘夹持是利用负压将工件吸附在吸盘上，适用于平面或带有一定吸附特性的工件。
3.夹具结构的设计夹具结构的设计是专用夹具设计的核心。
在设计夹具结构时，首先需要根据工件的形状和夹持方式确定夹具的整体结构。
然后，根据夹持力和支撑力的分配要求，设计合适的夹持装置、支撑装置和调整装置。
夹持装置通常包括夹具床、定位销、定位块等，可根据工件的形状和夹持方式进行合理设计。
支撑装置通常包括支撑块、支撑架等，用于支撑工件以增加稳定性。
调整装置通常包括调整螺钉、调整销等，用于调节夹具的夹持力和支撑力。
4.夹具材料的选择夹具材料的选择要考虑到夹具的强度、耐磨性、耐腐蚀性等性能要求。
通常情况下，选择材料时应尽量选择硬度高、强度大的材料，以确保夹具的寿命和稳定性。
常用的夹具材料包括合金钢、硬质合金、铸铁等。
此外，还需要根据工件的材质选择合适的夹具材料，避免相互之间产生腐蚀或损伤。
5.夹具的加工和装配设计完成后，需要对夹具进行加工和装配。
加工过程中要确保夹具的精度和尺寸符合设计要求，以保证夹具的使用效果。
第5章 其他夹具及专用夹具设计方法
机械制造工艺装备
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1）成型电加工用成型工具电极，需进行专门 设计与制造。其加工尺寸、形状、位置精度要求 达到零件成型件设计要求，或比其要求高。 2）成型工具电极的制造，一般需装夹在专用 夹具上进行；当制造完成成型工具电极后，连同 专用夹具一起装夹于电加工机床主轴上，则可进 行成型电火花加工。 制造成型工具电极用的专用夹具，与进行成 型电加工时用的装夹电极的专用夹具，应视为同1 个专用夹具，是同一个定位基准。
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图5.3 组合夹具组装与分解图
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图5.1 钻轴类零件径向孔的通用可调夹具
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5.2.2 成组夹具
图5.2 按零件相似性分组
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5.3 组合夹具 5.3.1 组合夹具特点 组合夹具是由一套预先制好的各种不同状、 不同规格、不同尺寸、具有完全互换性和高耐磨 性、高精度的标准元件及合件，按照不同工件的 工艺要求，组装成加工所需的夹具。使用完毕后， 可方便地拆散，洗净后将其存放，并分类保管， 以便下次组装另一形式的夹具。如此周而复始地 循环下去，直至组合夹具元件用到磨损极限而报 废为止。在正常情况下，组合夹具元件能使用15 年左右。
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电火花线切割用夹具具有以下要求与特点： 1）必须保证在切割直壁工件时，其工具电极 （金属丝）与工作台面的垂直精度。 2）必须保证在夹具的定位基准面与x，y运动 方向（全程内）的平行与垂直精度。 3）当放电切割斜面时，被切割工件主要定位 基准面（即凹模刃口所在平面）必须与工具电极 线架的摆动圆心O点在同一高度上。即O点需在刃 口所在的平面上，则圆心O点的运动轨迹，必是数 控程序所规定的切割线路。
夹具的设计方法
第二章专用夹具的设计方法2.1 专用夹具的基本要求和设计步骤2.1.1对专用夹具的基本要求1、保证工件的加工精度专用夹具应有合理的定位方案，标注合适的尺寸、公差和技术要求，并进行必要的精度分析，确保夹具能满足工件的加工精度要求。
2．提高生产效率应根据工件生产批量的大小设计不同复杂程度的高效夹具，以缩短辅助时间，提高生产效率。
3、工艺性好专用夹具的结构应简单、合理，便于加工、装配、检验和维修．专用夹具的制造属于单件生产。
当最终精度由调整或修配保证时，夹具上应设置调整或修配结构，如设置适当的调整间隙，采用可修磨的垫片等。
4、使用性好专用夹具的操作应简便、省力、安全可靠，排屑应方便，必要时可设置排屑结构。
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，还应根据生产纲领对夹具方案进行必要的经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益。
2.1.2专用夹具设计步骤1. 明确设计任务与收集设计资料2．拟定夹具结构方案与绘制夹具草图1) 确定工件的定位方案，设计定位装置。
2) 确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置。
3) 确定对刀或导向方案，设计对刀或导向装置。
4) 确定夹具与机床的连接方式，设计连接元件及安装基面。
5) 确定和设计其它装置及元件的结构型式，如分度装置、预定位装置及吊装元件等。
6)确定夹具体的结构型式及夹具在机床上的安装方式。
7) 绘制夹具草图，并标注尺寸、公差及技术要求。
3．进行必要的分析计算工件的加工精度较高时，应进行工件加工精度分析。
有动力装置的夹具，需计算夹紧力。
当有几种夹具方案时，可进行经济分析，选用经济效益较高的方案． 4．审查方案与改进设计夹具草图画出后，应征求有关人员的意见，并送有关部门审查，然后根据他们的意见对夹具方案作进一步修改．5．绘制夹具装配总图夹具的总装配图应按国家制图标准绘制。
绘图比例尽量采用1：1。
主视图按夹具面对操作者的方向绘制。
总图应把夹具的工作原理、各种装置的结构及其相互关系表达清楚。
夹具设计方法及步骤
夹具设计方法及步骤一、设计前的准备工作1.生产纲领；（中批生产）--手动专用夹具2.零件图及工序图；(工艺卡上的工序简图)3.工序内容；(1)工序的具体内容(2)工序的精度要求(3)已加工的表面二、夹具总体方案的确定1.定位方案根椐定位基准面的形状与尺寸，首先选用标准定位元件，若无合适的，可参照标准定位元件自行设计。
(参考夹具设计手册）2.夹紧方案首先选用典型的夹紧机构，若无合适的，可参照典型的夹紧机构自行设计。
(参考夹具设计手册）3.夹具的型式在满足要求的前提下，选用的标准件越多越好，夹具越简单越好。
例：车床支架三、夹具装配草图的绘制1.绘制工件图：在可能的情况下，应该按1:1的比例绘出工件的三面投影图。
线型用细的双点划线，表示工件的假想位置。
工件应该是“透明”的，不遮挡夹具有关部分。
同时工件图只需绘出外形轮廓，以及与定位、夹紧有关部分，其他细部均可略去。
2.绘制定位元件：在绘制好工件轮廓图后，就可以按预定的定位方案，选用合适的标准定位元件，或是设计特殊定位元件，并合理布置，绘制成图。
3. 绘制导向元件及其他元件：画好定位元件后，便可进行导向元件、对刀元件、分度元件及有关装置的设计及绘图。
钻套与工件间距离：钢h =（0.7∼1.5）d铁h =（0.6∼0.7）d4. 设计夹紧机构：根据确定的夹紧方案，参考有关资料，按照夹紧力的大小，决定夹紧机构的尺寸及具体结构。
5. 绘制夹具体：当夹具的有关元件、机构、装置设计好了之后，最后用夹具体把它们联接起来，形成一个有机的整体。
夹具体有铸造及焊结两大类。
四、绘制夹具的装配图及零件图夹具草图画好后，应该经过审定修改，然后便可绘制正式的装配图，并拆出零件图。
在夹具装配图上，应该标注下列尺寸、偏差及配合。
1.轮廓尺寸，及夹具的长、宽、高尺寸。
2.配合尺寸及配合种类。
夹具上有配合要求的部位，均应标注其公称尺寸及配合种类。
3.联系尺寸及偏差。
夹具上各个定位元件之间，定位元件与导向元件、对刀元件、定向键之间，各导向元件之间等等，一般都有严格的尺寸要求，应该标注出它们的尺寸及偏差。
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专用夹具的设计方法夹具设计一般是在零件的机械加工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，而设计夹具时，如确有必要也可以对工艺过程提出修改意见。
夹具的设计质量的高低，应以能否稳定地保证工件的加工质量，生产效率高，成本低，排屑方便，操作安全、省力和制造、维护容易等为其衡量指标。
第一节专用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加工精度的关键，首先在于正确地选定定位基准、定位方法和定位元件，必要时还需进行定位误差分析，还要注意夹具中其他零部件的结构对加工精度的影响，确保夹具能满足工件的加工精度要求。
（2）提高生产效率专用夹具的复杂程度应与生产纲领相适应，应尽量采用各种快速高效的装夹机构，保证操作方便，缩短辅助时间，提高生产效率。
（3）工艺性能好专用夹具的结构应力求简单、合理，便于制造、装配、调整、检验、维修等。
专用夹具的制造属于单件生产，当最终精度由调整或修配保证时，夹具上应设置调整和修配结构。
（4）使用性能好专用夹具的操作应简便、省力、安全可靠。
在客观条件允许且又经济适用的前提下，应尽可能采用气动、液压等机械化夹紧装置，以减轻操作者的劳动强度。
专用夹具还应排屑方便。
必要时可设置排屑结构，防止切屑破坏工件的定位和损坏刀具，防止切屑的积聚带来大量的热量而引起工艺系统变形。
（5）经济性好专用夹具应尽可能采用标准元件和标准结构，力求结构简单、制造容易，以降低夹具的制造成本。
因此，设计时应根据生产纲领对夹具方案进行必要的技术经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益。
第二节专用夹具设计的规范化程序一、夹具设计规范化概述1．夹具设计规范化的意义研究夹具设计规范化程序的主要目的在于：（1）保证设计质量，提高设计效率夹具设计质量主要表现在：1）设计方案与生产纲领的适应性；2）高位设计与定位副设置的相容性；3）夹紧设计技术经济指标的先进性；4）精度控制项目的完备性以及各控制项目公差数值规定的合理性；5）夹具结构设计的工艺性；6）夹具制造成本的经济性。
有了规范的设计程序，可以指导设计人员有步骤、有计划、有条理地进行工作，提高设计效率，缩短设计周期。
（2）有利于计算机辅助设计有了规范化的设计程序，就可以利用计算机进行辅助设计，实现优化设计，减轻设计人员的负担。
利用计算机进行辅助设计，除了进行精度设计之外，还可以寻找最佳夹紧状态，利用有限元法对零件的强度、刚度进行设计计算，实现包括绘图在内的设计过程的全部计算机控制。
（3）有利于初学者尽快掌握夹具设计的方法近年来，关于夹具设计的理论研究和实践经验总结已日见完备，在此基础上总结出来的夹具规范化设计程序，使初级夹具设计人员的设计工作提高到了一个新的科学化水平。
2．夹具设计精度的设计原则要保证设计的夹具制造成本低，规定零件的精度要求时应遵循以下原则：（1）对一般精度的夹具1）应使主要组成零件具有相应终加工方法的平均经济精度；2）应按获得夹具精度的工艺方法所达到的平均经济精度，规定基础件夹具体加工孔的形位公差。
对一般精度或精度要求低的夹具，组成零件的加工精度按此规定，既达到了制造成本低，又使夹具具有较大精度裕度，能使设计的夹具获得最佳的经济效果。
（2）对精密夹具除遵循一般精度夹具的两项原则外，对某个关键零件，还应规定与偶件配作或配研等，以达到无间隙滑动等。
二、夹具设计的规范程序工艺人员在编制零件的工艺规程时，便会提出相应的夹具设计任务书，经有关负责人批准后下达给夹具设计人员。
夹具设计人员根据任务书提出的任务进行夹具结构设计。
现将夹具结构设计的规范化程序具体分述如下。
1．明确设计要求，认真调查研究，收集设计资料（1）仔细研究零件工作图、毛坯图及其技术条件。
（2）了解零件的生产纲领、投产批量以及生产组织等有关信息。
（3）了解工件的工艺规程和本工序的具体技术要求，了解工件的定位、夹紧方案，了解本工序的加工余量和切削用量的选择。
（4）了解所使用量具的精度等级、刀具和辅助工具等的型号、规格。
（5）了解本企业制造和使用夹具的生产条件和技术现状。
（6）了解所使用机床的主要技术参数、性能、规格、精度以及与夹具连接部分结构的联系尺寸等。
（7）准备好设计夹具用的各种标准、工艺规定、典型夹具图册和有关夹具的设计指导资料等。
（8）收集国内外有关设计、制造同类型夹具的资料，吸取其中先进而又能结合本企业实际情况的合理部分。
2．确定夹具的结构方案在广泛收集和研究有关资料的基础上，着手拟定夹具的结构方案，主要包括：（1）根据工艺的定位原理，确定工件的定位方式，选择定位元件。
（2）确定工件的夹紧方案和设计夹紧机构。
（3）确定夹具的其它组成部分，如分度装置、对刀块或引导元件、微调机构等。
（4）协调各元件、装置的布局，确定夹具体的总体结构和尺寸。
在确定方案的过程中，会有各种方案供选择，但应从保证精度和降低成本的角度出发，选择一个与生产纲领相适应的最佳方案。
3．绘制夹具总图绘制夹具总图通常按以下步骤进行：（1）遵循国家制图标准，绘图比例应尽可能选取1﹕1，根据工件的大小时，也可用较大或较小的比例；通常选取操作位置为主视图，以便使所绘制的夹具总图具有良好的直观性；视图剖面应尽可能少，但必须能够清楚地表达夹具各部分的结构。
（2）用双点划线绘出工件轮廓外形、定位基准和加工表面。
将工件轮廓线视为“透明体”，并用网纹线表示出加工余量。
（3）根据工件定位基准的类型和主次，选择合适的定位元件，合理布置定位点，以满足定位设计的相容性。
（4）根据定位对夹紧的要求，按照夹紧五原则选择最佳夹紧状态及技术经济合理的夹紧系统，画出夹紧工件的状态。
对空行和较大的夹紧机构，还应用双点划线画出放松位置，以表示出和其他部分的关系。
（5）围绕工件的几个视图依次绘出对刀、导向元件以及定向键等。
（6）最后绘制出夹具体及连接元件，把夹具的各组成元件和装置连成一体。
（7）确定并标注有关尺寸夹具总图上应标注的有以下五类尺寸：1）夹具的轮廓尺寸：即夹具的长、宽、高尺寸。
若夹具上有可动部分，应包括可动部分极限位置所占的空间尺寸。
2）工件与定位元件的联系尺寸：常指工件以孔在心轴或定位销上（或工件以外圆在内孔中）定位时，工件定位表面与夹具上定位元件间的配合尺寸。
3）夹具与刀具的联系尺寸：用来确定夹具上对刀、导引元件位置的尺寸。
对于铣、刨床夹具，是指对刀元件与定位元件的位置尺寸；对于钻、镗床夹具，则是指钻（镗）套与定位元件间的位置尺寸，钻（镗）套之间的位置尺寸，以及钻（镗）套与刀具导向部分的配合尺寸等。
4）夹具内部的配合尺寸：它们与工件、机床、刀具无关，主要是为了保证夹具装置后能满足规定的使用要求。
5）夹具与机床的联系尺寸：用于确定夹具在机床上正确位置的尺寸。
对于车、磨床夹具，主要是指夹具与主轴端的配合尺寸；对于铣、刨床夹具，则是指夹具上的定向键与机床工作台上的T型槽的配合尺寸。
标注尺寸时，常以夹具上的定位元件作为相互位置尺寸的基准。
上述尺寸公差的确定可分为两种情况处理：一是夹具上定位元件之间，对刀、导引元件之间的尺寸公差，直接对工件上相应的加工尺寸发生影响，因此可根据工件的加工尺寸公差确定，一般可取工件加工尺寸公差的1/3~1/5；二是定位元件与夹具体的配合尺寸公差，夹紧装置各组成零件间的配合尺寸公差等，则应根据其功用和装配要求，按一般公差与配合原则决定。
（8）规定总图上应控制的精度项目，标注相关的技术条件夹具的安装基面、定向键侧面以及与其相垂直的平面（称为三基面体系）是夹具的安装基准，也是夹具的测量基准，因而应该以此作为夹具的精度控制基准来标注技术条件。
在夹具总图上应标注的技术条件（位置精度要求）有如下几个方面：1）定位元件之间或定位元件与夹具体底面间的位置要求，其作用是保证工件加工面与工件定位基准面间的位置精度。
2）定位元件与连接元件（或找正基面）间的位置要求。
3）对刀元件与连接元件（或找正基面）间的位置要求。
4）定位元件与导引元件的位置要求。
5）夹具在机床上安装时位置精度要求。
上述技术条件是保证工件相应的加工要求所必需的，其数量应取工件相应技术要求所规定数值的1/3~1/5。
当工件没注明要求时，夹具上的那些主要元件间的位置公差，可以按经验取为（100﹕0.02）~（100﹕0.05）mm，或在全长上不大于0.03~0.05mm。
（9）编制零件明细表夹具总图上还应画出零件明细表和标题栏，写明夹具名称及零件明细表上所规定的内容。
4．夹具精度校核在夹具设计中，当结构方案拟定之后，应该对夹具的方案进行精度分析和估算；在夹具总图设计完成后，还应该根据夹具有关元件的配合性质及技术要求，再进行一次复核。
这是确保产品加工质量而必须进行的误差分析。
5．绘制夹具零件工作图夹具总图绘制完毕后，对夹具上的非标准件要绘制零件工作图，并规定相应在的技术要求。
零件工作图应严格遵照所规定的比例绘制。
视图、投影应完整，尺寸要标注齐全，所标注的公差及技术条件应符合总图要求，加工精度及表面光洁度应选择合理。
在夹具设计图纸全部完毕后，还有待于精心制造和实践和使用来验证设计的科学性。
经试用后，有时还可能要对原设计作必要的修改。
因此，要获得一项完善的优秀的夹具设计，设计人员通常应参与夹具的制造、装配，鉴定和使用的全过程。
6．设计质量评估夹具设计质量评估，就是对夹具的磨损公差的大小和过程误差的留量这两项指标进行考核，以确保夹具的加工质量稳定和使用寿命。
第三节夹具设计实例图5-1所示为壳体零件简图，该零件为中批生产。
现要求设计该零件在车床上加工φ145H10孔和两端面工序时所使用的夹具。
一、工件明确设计要求要求设计一车床夹具，加工壳体零件。
该零件的技术要求为：φ145H10孔的中心与壳体底面的距离尺寸为116±0.3mm；φ145H10孔的两端面距尺寸为90h13mm；φ145H10孔的左端面距对称中心45±0.2mm。
二、工件装夹方案的确定工件定位方案的确定，首先应考虑满足加工要求。
按基准重合原则，选用底平面和两个φ11H8孔为定位基准，定位方案如图5-2所示。
支承板限制工件的x、y、z三个自由度，圆柱销限制工件的x、y二个自由度，菱形销限制工件的z自由度。
工件夹紧方案的确定，可取四个夹紧点夹紧工件，采用钩形压板联动夹紧机构，如图5-3所示。
采用两对钩形压板通过杠杆将工件在两处夹紧，其结构紧凑、操作方便。
钩形压板选用：B M8×10GB/T2197。
固定式定位销分别选用：A 11f7×10GB/T2203；B 10.942h6×GB/T2203。
由于两端面需经过两次装夹进行加工，为控制尺寸90h13和45±0.2mm,故设置测量板如图5-3所示，取L=90±0.03mm，用以控制工件两端面的对称度。