第六章夹具设计原理
夹具设计的原理
夹具设计的原理
夹具设计的原理是根据被加工工件的特点和加工要求，设计一种能够牢固固定工件并使其处于正确位置、方向和姿态的装置。
夹具的设计原理可概括为以下几点：
1. 刚性支撑：夹具必须具有足够的刚度和稳定性，以确保工件在加工过程中不发生位移或变形。
设计时要考虑工件的重量、形状和加工力等因素，并合理布置支撑点，增加夹具的刚性。
2. 合理定位：夹具的设计要保证工件能够准确地定位到所需加工位置。
通过设计合适的定位元件，如销子、定位块等，使工件能够在夹具中精确定位，并且能够快速、稳定地进行装夹和拆卸。
3. 稳定夹持：夹具应该能够牢固地夹持住工件，防止其在加工过程中发生滑动或转动。
常用的夹紧方式有机械夹紧、液压夹紧、气动夹紧等，根据工件的特点和加工要求选择适当的夹紧方式。
4. 安全可靠：夹具设计要考虑操作人员的安全因素，避免夹具在使用过程中发生意外伤害。
对于有旋转部件的夹具，应设计相应的防护装置，避免操作人员的手部接触到夹具中的旋转部件。
5. 经济实用：夹具设计要符合经济性原则，尽量减少成本同时满足加工要求。
夹具的制造和维护成本应合理控制，设计中要考虑所用材料的成本，加工工艺的复杂程度等因素。
综上所述，夹具设计的原理是通过刚性支撑、合理定位、稳定夹持、安全可靠和经济实用等方面的考虑，设计出一种能够有效固定工件并满足加工要求的装置。
夹具的设计应根据具体工件的特点和加工要求进行综合考虑，以实现高效、精确和安全的加工过程。
夹具的原理
夹具的原理夹具是一种用于夹持工件的工具，它在加工过程中起着非常重要的作用。
夹具的设计原理是为了保证工件在加工过程中能够稳定地固定在指定位置，以便进行精确加工。
夹具的原理涉及到力学、材料学等多个领域，下面我们将详细介绍夹具的原理。
首先，夹具的原理之一是稳固性原理。
夹具在夹持工件时必须保证工件的稳固性，即在加工过程中不会出现位移或者摆动，从而保证加工的精度和质量。
为了实现稳固性，夹具通常会采用合适的夹持方式，如机械夹持、液压夹持、气动夹持等，以及合理的夹持点和夹持力的设计，从而确保工件能够牢固地固定在夹具上。
其次，夹具的原理还涉及到适应性原理。
由于工件的形状、尺寸各异，夹具必须具有一定的适应性，能够适应不同形状和尺寸的工件夹持。
为了实现适应性，夹具通常会采用可调节的夹持方式，如可调节夹爪、可替换夹具等，以及灵活多变的夹持结构设计，从而确保夹具能够适应不同的工件形状和尺寸。
另外，夹具的原理还包括精度原理。
在加工过程中，工件的加工精度直接取决于夹具的精度。
因此，夹具必须具有一定的精度，能够确保工件在夹持后能够保持其原有的位置和形状。
为了实现精度，夹具通常会采用高精度的加工工艺和材料，如精密加工、高强度材料等，以及严格的质量控制和检测手段，从而确保夹具具有较高的精度。
最后，夹具的原理还涉及到安全性原理。
在加工过程中，夹具必须保证工件的安全夹持，避免因夹具失效或操作不当而导致工件脱落或损坏。
为了实现安全性，夹具通常会采用安全防护装置，如夹具保险装置、夹具固定装置等，以及严格的操作规程和安全教育培训，从而确保夹具在工件夹持过程中能够保证工件的安全。
总之，夹具的原理涉及到稳固性、适应性、精度和安全性等多个方面，这些原理相互作用，共同确保夹具能够有效地夹持工件，并保证加工的精度和质量。
通过对夹具原理的深入理解，能够更好地设计和使用夹具，提高加工效率和质量，满足不同工件加工的需求。
夹具设计原理
夹具设计原理夹具是一种用于固定工件、辅助加工的工具，其设计原理对于提高加工效率和产品质量具有重要意义。
夹具设计的核心在于确保工件的稳固固定，同时尽可能减少对工件的损坏和变形。
在夹具设计过程中，需要考虑工件的形状、尺寸、材料以及加工工艺等因素，以确保夹具的合理性和有效性。
首先，夹具设计需要充分了解工件的特性。
不同形状、尺寸和材料的工件需要采用不同的夹具设计方案。
例如，对于薄壁工件，需要采用柔性夹具以避免变形；对于复杂形状的工件，需要设计多点夹具以确保稳固固定。
因此，在夹具设计过程中，需要对工件的特性进行全面分析，以选择合适的夹具类型和结构。
其次，夹具设计需要考虑加工工艺的要求。
不同的加工工艺对夹具的要求也不同。
例如，对于精密加工工艺，夹具需要具有高精度和稳定性；对于重复加工工艺，夹具需要具有高效率和易操作性。
因此，在夹具设计过程中，需要充分考虑加工工艺的要求，以确保夹具能够满足加工的需要。
另外，夹具设计还需要考虑安全性和可靠性。
夹具在使用过程中需要能够确保工件的稳固固定，同时要避免对工件的损坏和变形。
因此，在夹具设计过程中，需要充分考虑夹具的结构强度、刚度和稳定性，以确保夹具在使用过程中能够安全可靠地固定工件。
最后，夹具设计还需要考虑生产效率和成本控制。
夹具设计应该尽可能简化结构，提高生产效率，同时要合理控制成本。
因此，在夹具设计过程中，需要充分考虑材料的选择、加工工艺的优化以及生产成本的控制，以确保夹具设计既能够满足加工的需要，又能够控制成本。
综上所述，夹具设计是一项复杂的工程，需要充分考虑工件特性、加工工艺、安全性和可靠性、生产效率和成本控制等因素。
只有在充分考虑这些因素的基础上，才能设计出合理、有效的夹具，提高加工效率，保证产品质量。
(完整版)机床夹具设计原理
第六章机床夹具设计原理本章主要介绍以下内容：1．机床夹具概述2．工件的定位原理及定位元件3．定位误差分析计算4．工件的加紧及夹紧装置5．机床夹具的设计要求及设计步骤6．机床夹具设计举例课时分配：1、2，各一个学时，3、两个学时，4、5、6，共两个学时重点：工件的定位原理及定位元件；定位误差分析计算难点：定位误差分析计算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。
6．1 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。
机械制造技术基础_机床夹具设计原理
机械制造技术基础_机床夹具设计原理机床夹具是指夹持加工工件并固定在机床上进行加工的装置，是机床加工的重要组成部分。
机床夹具的设计是机械制造技术基础之一，它对于机床加工的质量和效率都有着重要的影响。
本文将从机床夹具的基本原理、工作原理和设计流程三个方面进行介绍和论述。
一、机床夹具的基本原理（1）夹紧原理夹持工件的夹头在受力时会产生位移，通过位移实现夹紧的作用，使工件在加工过程中不发生位移和震动，从而保证了加工精度。
夹持力是由夹紧件对夹头产生的强制位移力和摩擦力共同作用产生的，夹紧力的大小应根据工件的材质、形状、尺寸和加工要求进行合理选择。
（2）定位原理夹具在夹持工件时除了要保证工件的轴向位置和旋转轴线的垂直于加工表面以外，还要保证工件的平面位置和工件表面与刀具切削面的相对位置。
安全可靠地完成加工，达到要求的加工精度和效率。
（3）导向原理夹紧件在夹持过程中还要起到定位和导向作用，防止工件在加工过程中产生转动或晃动。
这种导向作用应根据夹紧件的位置、数量、形状和加工要求的不同进行合理选择。
机床夹具的工作原理是将外部力通过夹紧件传递到工件上，产生夹紧力，在夹紧力的作用下夹紧工件。
夹紧力的大小，由夹紧件的结构和夹紧元件的材料、尺寸、形位公差和夹紧力大小等多种因素决定。
机床夹具的加工过程包括制造、调试和使用三个阶段。
在制造初期，要根据工件加工要求和机床的工作情况进行设计，并考虑夹头的形状、定位方式、导向方式和夹紧件的数量和位置等因素。
在调试阶段，要根据工件的尺寸精度、形位公差和加工表面的质量对夹具进行调整，确定夹头结构、夹紧力和夹紧方式等参数，以满足工件的加工要求。
在使用阶段，要考虑机床、刀具和加工工件之间的配合情况，制定加工方案，调节夹具的结构和参数，进行夹紧和定位，严格执行安全操作规程，为实现高效、高精度的加工效果提供保障。
三、机床夹具的设计流程机床夹具的设计流程一般包括以下几个步骤：（1）确定加工零件的形状、尺寸、数量和精度等要求。
数控车床的夹具设计原理
数控车床的夹具设计原理
数控车床的夹具设计原理主要包括以下几个方面：
1. 夹紧原理：夹具的主要功能是夹住工件，确保工件在加工过程中的稳定性。
夹具通常采用机械夹紧、液压夹紧或气动夹紧等方式，在夹紧过程中要考虑到夹紧力的大小、分布均匀性以及夹紧方式的灵活性等因素。
2. 定位原理：夹具的另一个重要功能是确保工件在加工过程中的准确定位。
夹具设计中要考虑到工件的形状、尺寸以及零件间的相对位置关系，选择适当的定位方式，如销子定位、球锥定位、面板定位等。
3. 支撑原理：数控车床加工过程中，工件需要在夹具内得到合理的支撑，以避免工件在切削力作用下发生变形。
夹具设计中需要考虑到工件的几何特征，确定合适的支撑点，采用支撑块、支撑台等结构形式，提供稳定的支撑面。
4. 切削力分析：夹具设计中还需要考虑到切削过程中产生的切削力，并进行力学分析。
根据切削力的方向和大小，设计夹具的支撑结构，增加夹具的刚性和稳定性，以提高加工精度和表面质量。
5. 运动原理：数控车床加工过程中，夹具需要与机械手、工作台等设备协同工作。
因此，夹具设计中要考虑到夹具的运动特点，确保夹具的操作灵活、方便，与其他设备的运动相匹配。
总之，夹具设计原理在于确保夹具对工件进行牢固夹持和准确定位的同时，提供合理的支撑和增加刚性，以满足数控车床加工过程的要求。
夹具设计知识点
夹具设计知识点夹具设计是机械制造中的重要环节，广泛应用于各种生产过程中，它的设计质量直接关系到产品的质量和生产效率。
本文将介绍夹具设计的主要知识点，包括夹具的基本原理、设计要点、常见类型以及设计注意事项。
一、夹具的基本原理夹具是用来固定和夹持工件，以保证工件在加工过程中的稳定性和精度。
夹具设计的基本原理包括以下几点：1. 确定夹持位置：根据产品的工艺要求和加工过程的特点，确定夹持工件的位置和方式。
夹具的位置应使得工件能够稳定地固定在加工位置上，并保证加工刀具的正常使用。
2. 选择夹持方式：根据工件的形状和加工要求，选择适合的夹持方式。
常见的夹持方式有机械夹持、液压夹持、气动夹持等，具体选择取决于工件的特点和加工条件。
3. 确定夹紧力：夹具对工件施加的夹紧力应能够保证工件的稳定性和加工精度，但又不能过大，以免对工件造成损坏。
夹具的夹紧力需根据工艺要求和加工材料的特性进行合理估算。
4. 考虑工件的变形：在夹具设计过程中，需考虑工件受到夹持力的影响而产生的变形问题。
通过合理布置夹具支撑点和增加弹性元件等方式，可以有效减小工件的变形。
二、夹具设计要点夹具设计的关键在于满足工件的保持、定位和夹持要求，以及简化夹具的结构、提高夹持效果。
以下是夹具设计的一些要点：1. 合理选材：夹具的材料应具有足够的强度和刚性，以承受加工过程中的力和压力。
常用的夹具材料有优质钢材、硬质合金等。
2. 精确定位：夹具的定位部件应设计精确，能够准确定位工件，并保证工件在加工过程中的位置稳定。
3. 提高刚性：夹具的结构应尽量增加刚性，以减小振动和变形，提高加工精度。
合理设计夹具的支撑结构和增加加强筋等方式可以有效提高夹具的刚性。
4. 具备调节功能：夹具应具备一定的调节功能，以适应不同形状和尺寸的工件。
通过加装调节装置或使用可调节的夹具元件，可以实现对工件的有效夹持。
三、常见夹具类型夹具设计根据不同的工件形状和加工要求，可以采用不同的夹具类型。
机械制造工艺学机床夹具设计原理课件
数字化
利用数字化技术实现产品设计 、工艺规划和生产过程的数字 化管理，提高生产效率和产品 质量。
精密化
采用高精度加工设备和工艺技 术，提高产品精度和表面质量 ，满足高精度和高性能产品的
需求。
02 机床夹具设计原理
机床夹具的分类与特点
通用夹具
专用夹具
适用于一定范围内的各种零件的加工，如 三爪卡盘、四爪卡盘等。特点为结构简单 ，通用性强，但效率较低。
涉及船舶的制造，包括 船体结构、推进系统和
船舶设备的制造。
电子工业
涉及电子产品的制造， 如集成电路、电子元件
和显示器的制造。
机械制造工艺学的发展趋势
智能化
利用人工智能、大数据和云计 算等技术手段，实现机械制造
过程的智能化和自动化。
绿色化
注重环保和可持续发展，采用 清洁能源和绿色制造技术，降 低能耗和减少废弃物排放。
定位误差的产生与计算
定位误差的产生是由于工件在夹具中的定位基准与加工要求不一致所引 起的。
定位误差的计算方法包括极值法和概率法，极值法适用于定位元件为刚 性、无弹性的情况，概率法适用于定位元件有一定弹性、工件尺寸有一
定分散性的情况。
定位误差的大小对加工精度和产品质量有重要影响，因此需要对其进行 控制和补偿。
设计夹具体和零部件
根据结构方案，设计夹具体的各个零部件 ，并确定其尺寸、材料和热处理要求等。
03 夹具材料的选择与处理
夹具材料的种类与特性
钢材
硬度高、耐磨性好，适用于需要承受较大夹 紧力和切削力的夹具。
铝合金
轻便、易于加工，适用于需要快速装夹和轻 量化的夹具。
铸铁
具有良好的耐磨性和抗冲击性，适用于粗加 工和重型夹具。
第6章 机床夹具
与夹具体的配合为：H7/r6，H7/n6。
第六章 机床夹具设计 支承板：多用于工件上已加工平面的定位，一般用2个～3个M6～M12 的螺钉紧固在夹具体上。在受力较大或支承板有移动趋势时，应增加圆锥 销或将支承板嵌入夹具槽内。 支承板的结构有三种，见图。(a)型结 构简单、制造方便，故常适用于侧面和顶 面定位。(c)型结构易于保证上表面清洁， 可用于底面定位。 当工件定位基准面较大时（如箱体类 零），夹具上常设置多个支承板，用它们 的工作面组合成大的定位支承面，为确保 各支承板工作面的等高性，工艺上是用装 配后再统一“终磨”一次保证的。
第六章 机床夹具设计 平头支承钉常用于定位面较平整的工件。圆头支承钉与定位平面为点接触， 可保证接触点位置的相对稳定、但它易磨损，且使定位面产生压陷，给工件夹 紧后带来较大的安装误差，装配时也不易使几个支承处于所需的同一平面上， 故园头支承仅适用于未经加工的平面定位。网纹头支承钉与定位面间的摩擦 力较大，阻碍工件移动，加强定位的稳定性，但槽内易积切屑，常用在粗糙表 面的侧面定位。
用合理分布的六个支承点，即 可限制工件的六个自由度，使工件 的空间位置完全确定下来，这一原 理称为六点定位原理。
注意：在加工过程中并不一定 要求要将工件的六个自由度全部限 制，这要根据加工要求而定。
第六章 机床夹具设计
完全定位
如图a所示，为满足加工要求，工件的六个自由度都必须被限制。像这种 工件的六个自由度都被限制的情况，称为完全定位。
第六章 机床夹具设计
第六章 机床夹具设计 ③锥度心轴：为了消除工件与心轴的配合间隙，提高定心定位精度，在 夹具设计中还可选用如图所示的小锥度心轴。为防止工件在心轴上定位 时的倾斜，此类心轴的锥度通常取K=1/1000～1/5000，心轴的长度则根 据被定位工件圆孔的长度、孔径尺寸公差和心轴锥度等参数确定。 定位时，工件楔紧在心轴锥面上，楔紧后由于孔的局部弹性变形， 使它与心轴在一定长度上产生过盈配合，从而保证工件定位后不致倾斜。 此外，加工时也靠此楔紧所产生的过盈部分带动工件，而不需另外再夹 紧工件。
生产线的夹具设计原理
生产线的夹具设计原理
生产线夹具设计原理是指为工件加工过程中的定位、固定、支撑和辅助操作等需求，设计适当的夹具设备来实现的原理。
夹具设计原理主要包括以下几个方面：
1. 定位原理：夹具设计要确保工件的位置和姿态，使其与刀具或工作台等工艺设备的位置关系符合要求，从而保证加工精度和一致性。
2. 固定原理：夹具设计要确保工件在加工过程中不会发生位移或滑动，保持稳定的工作状态，以免影响加工质量和安全。
3. 支撑原理：夹具设计要确保工件的轴线、面和边缘等充分支撑，避免工件发生变形或开裂等情况，以提高加工精度和工件的强度。
4. 辅助操作原理：夹具设计要考虑到工件装夹、卸夹、更换工件等操作的便捷性和安全性，以提高工作效率和操作员的工作环境。
5. 适应性原理：夹具设计要考虑到工厂的批量生产需求和产品多样性，使夹具具有一定的通用性和灵活性，以适应不同工件的加工要求。
综上所述，生产线夹具设计原理主要包括定位、固定、支撑和辅助操作等方面，旨在提高加工精度、工作效率和操作员的工作环境。
数控车床的夹具设计原理
数控车床的夹具设计原理数控车床的夹具设计原理是指在数控车床加工过程中，为使工件在加工过程中保持稳定、可靠地固定在车床上进行加工，从而确保加工质量和效率。
夹具设计原理主要包括夹紧力原理、位置定位原理、刚度要求原理和加工工艺要求原理等。
1. 夹紧力原理夹具设计的首要原理是夹紧力原理。
工件在车床上进行加工时，需要通过夹具夹持住，使其在加工过程中保持稳定的位置。
因此，夹具设计需要考虑夹紧力的大小和方向。
夹紧力的大小应根据工件在加工过程中的切削力和振动力，选择合适的夹紧力大小以确保工件不会移动或变形。
夹紧力的方向应根据工件的形状和加工要求来确定，以保证工件加工过程中的稳定性和可靠性。
2. 位置定位原理夹具设计的第二个原理是位置定位原理。
在数控车床上进行加工时，工件需要相对于刀具或定位辅助工具具有准确定位，以保证加工精度。
夹具设计需要根据工件的加工要求和加工工艺，选择合适的定位方式和定位工具。
常见的定位方式包括平面定位、直线定位和角度定位等。
夹具设计还需要考虑工件的对称性和形状特点，以确保工件在夹具中的位置定位准确。
3. 刚度要求原理夹具设计的第三个原理是刚度要求原理。
在数控车床加工过程中，夹具不仅需要夹紧工件，还需要具有足够的刚度来抵抗切削力和振动力的影响。
夹具设计需要考虑夹具结构的合理设计和材料的选择，以提高夹具的刚度。
同时，夹具设计还需要合理布置夹紧点、添加支撑和限位等辅助措施，以增加夹具的刚度和稳定性。
4. 加工工艺要求原理夹具设计的第四个原理是加工工艺要求原理。
夹具设计需要根据工件的加工要求和加工工艺，选择合适的夹具结构和夹紧方式。
夹具设计还需要考虑加工过程中可能出现的工艺问题，如加工刀具的接近度、冷却液的流动和切屑排出等。
夹具设计需要充分考虑这些因素，以确保加工质量和效率。
综上所述，数控车床的夹具设计原理涉及夹紧力原理、位置定位原理、刚度要求原理和加工工艺要求原理等多个方面。
夹具设计需要根据工件的特点和加工要求，选择合适的夹具结构和夹紧方式，以确保工件在加工过程中的稳定性和可靠性，提高加工质量和效率。
机械制造技术基础机床夹具设计原理
机械制造技术基础机床夹具设计原理机床夹具是机械制造过程中非常重要的装置，用于固定和定位工件，确保其在加工过程中的稳定性和准确性。
机床夹具设计原理涉及材料选择、结构设计、力学分析等多个方面，下面将对其中几个关键原理进行详细阐述。
首先，机床夹具的材料选择是影响夹具性能的重要因素之一、夹具要能够承受工件加工过程中产生的各种力和振动，因此夹具材料需要具有足够的强度和刚度。
常见的夹具材料有高强度合金钢、铸铁、铝合金等，具体的选择要根据具体的加工要求和夹持工件的材料来确定。
其次，机床夹具的结构设计要考虑夹紧力的传递和调节原理。
夹具的夹持部分通常由夹紧机构和支撑机构组成。
夹紧机构是夹具中承受夹持力的部分，常用的夹紧机构有螺旋状弹簧、气缸、液压缸等。
在设计中要考虑到夹紧力的大小、传递过程中的变形等因素，以确保夹具的稳定性和可靠性。
另外，机床夹具的定位原理是保证工件加工精度的重要因素。
定位是指将工件放置在夹具上时确保其正确位置的过程。
夹具的定位部分通常由定位销、定位块、定位台等组成。
定位销是夹具中实现工件相对位置固定的关键部件，其设计要考虑到定位的精度和稳定性。
在实际设计中，可以采用多点定位和辅助定位等方法，以提高加工精度和生产效率。
此外，机床夹具的刚度分析也是设计过程中需要考虑的重要问题。
夹具需要具有足够的刚度来抵抗工件加工过程中产生的各种力和振动，以确保加工精度和表面质量。
在设计中需要分析夹具的刚度，考虑各种力和振动对夹具造成的影响，通过合理的结构设计和材料选择来提高夹具的刚度。
除了上述几个关键原理，机床夹具的设计还需要考虑到生产效率、安全性、可维护性等方面的要求。
设计师需要综合考虑多个因素，根据具体的加工要求和生产条件来确定最佳的夹具设计方案。
综上所述，机床夹具设计原理涉及材料选择、结构设计、力学分析等多个方面。
合理的夹具设计可以提高工件加工精度、生产效率和安全性，对于提高机械制造的质量和效益具有重要意义。
机械制造中的夹具设计工作原理
机械制造中的夹具设计工作原理夹具是机械制造中常用的工具，用于固定和定位工件，以便于进行加工、组装和检测等工作。
夹具设计是机械制造中的重要环节，它的设计原理关系着工作效率、产品质量和生产成本。
本文将介绍夹具设计的基本原理，并探讨在机械制造中的应用。
一、夹具的作用及分类夹具是一种用于夹紧工件并使其与机床相对固定位置的装置。
它的作用主要有三个方面：固定定位、保护工件和提高生产效率。
根据夹具的构造和使用方式，夹具可以分为以下几类：机械夹具、液压夹具、气动夹具、真空夹具等。
二、夹具设计的基本原理1. 工件夹紧原理：夹具的主要任务是夹紧工件，使其保持稳定的位置和姿态。
夹具的夹紧原理可以分为机械夹紧、液压夹紧、气动夹紧和真空吸附等。
不同的夹紧方式需根据工件材质、形状和加工要求来选择，并确保夹紧力合适以避免对工件造成损伤。
2. 定位原理：夹具的定位是保证工件在加工过程中相对于机床精确位置的一项重要功能。
通过采用定位元件，如销、楔块、滑块等，将工件准确地定位在夹具上，从而使得加工精度得以保证。
3. 刚性原理：夹具设计的关键之一是确保夹具具有足够的刚性。
夹具的刚性直接影响加工精度和加工质量。
夹具刚性的提高可以通过增加材料的厚度、合理设计夹具结构、减少连接部位的松动等方式来实现。
4. 重心平衡原理：在夹具设计中，应考虑工件的重心平衡问题。
工件重心的偏移会导致夹具产生不均匀的应力分布，从而影响加工精度。
为了保证夹具的均衡性，可以采用负重块、调整工件位置或添加补偿装置等方法。
5. 安全原理：夹具的设计中应注重操作人员的安全。
夹具结构要合理、稳定，夹紧力要适当，以免出现夹紧力过大、夹具松动或发生夹具故障等情况。
此外，夹具的表面和边缘也需进行光滑处理，以免划伤或伤害操作人员。
三、夹具设计的应用夹具设计在机械制造中具有广泛的应用。
以下是几个常见的例子：1. 钳工夹具：用于金属加工中的钳工工艺，如钳工刀具（钳工夹具加工具）的夹持和定位。
夹具设计原理
夹具设计原理
夹具设计原理需要考虑以下几个方面：
1. 确定夹具的使用场景和目的：在进行夹具设计之前，需要明确夹具的使用场景和目的。
这将有助于确定夹具需要承受的力和压力等因素。
2. 选择合适的夹具材料：夹具需要具有足够的强度和硬度来承受使用中的力和应力。
因此，在夹具设计中，合适的材料选择至关重要。
常见的夹具材料包括金属合金、塑料和陶瓷等。
3. 考虑夹紧力和稳定性：夹具设计中，确保夹具能够提供足够的夹紧力和稳定性是非常重要的。
夹具必须能够夹紧工件，防止其在加工过程中发生移动或变形。
4. 考虑夹具的易用性和操作性：夹具设计应该考虑夹具的易用性和操作性。
夹具应该方便工人使用和操作，减少操作错误的可能性，并提高工作效率。
5. 采用模块化设计思想：为了方便夹具的维护和更换，夹具设计中可以采用模块化设计思想。
通过模块化设计，可以将夹具设计为由多个独立的模块组成，这样当某个模块发生故障或需要更换时，只需更换该模块即可，而不需要更换整个夹具。
6. 借鉴先进的夹具设计理念和技术：夹具设计可以借鉴先进的夹具设计理念和技术。
通过了解和学习先进的夹具设计思想和技术，可以不断提高夹具设计的水平和效果。
以上原则是夹具设计的基本考虑因素，设计人员在实际设计过程中应该结合具体应用情况进行合理的权衡和设计，以确保夹具设计的效果和性能满足要求。
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从结果看出，e定与v形块 夹角α有关，α越大，e定越 小，但α太大时，v形块对中 性差，故常取a=90°。
(3)工件以内孔表面定位时的定位误差 当工件装夹到心轴上时，工序基准、定位基准都是中心线， 基准重合；工件孔和心轴是间隙配合，有制造误差，则：
e不=0 e定=e不+e基=e基 。
定 绪 位 误 论 差
设孔尺寸为D+TD，心轴尺寸为d-Td，最小配合间隙为Cmin， 工件装夹时心轴放置的位置不 同，定位误差分两种情况： ① 心轴垂直放置，按最大孔和 最小轴求得孔中心线位置的变动量为
TD Td Cmin e定 2o1o2 2 TD Td Cmin Cmax 2 2 2
② 心轴水平放置，如图6.22(b)所示，由于自重， 工件始终靠往心轴一边下垂，此时孔中心线的变动是 铅垂方向，其最大值为： 1 1 e定 o1o 2 TD Td Cmin Cmax (6.25) 2 2
定 绪 位 误 论 差
定 绪 位 误 论 差
(4)工件以“一面两孔”定位时的定位误差 当采用一平面、两短圆柱销的定位元件时，此时平面限制 三个自由度，第一个销 和第二个销各限制两个 自由度，因此过定位， 在两销连心线方向过定 位。 设两孔直径分别、 孔心距，两销直径、销 心距分别为：
位 元 论 件
6.2.3 定位误差
六点定位原理，可以保证工件在夹具中的正确位置，但 是能否满足加工精度的要求，还需要进一步讨论定位的准确 性，即定位误差有多大。为了保证加工质量，应满足如下关 系： e总≤T (6.1) 式中 e总—各种因素产生误差的总和； T—工件被加工尺寸的公差。 上式又可写成： e定＋ω≤T (6.2) 式中 e定—定位误差； ω—除定位误差以外，其它因素所引起的误差总和(如 机床、刀具误差，工艺系统变形等)，可按加工经济精度查表 确定。
e定2 y TD2 Td 2 C2 min C2 max
两孔中心连线对两销中心连线的最大转角误差： 1 C1max C 2 man e定 2 2 tan
2L
定位销的直径公差一般按g6、f7配合选取，两定位销之间 的尺寸公差取两孔中心距公差的1/5～1/3。削角销的结构尺寸 可参考表6.2。削角销的截面形状见图6.26。 定 绪 位 表6.2削角销的结构尺寸 误 论 销子直径d 4~6 6~10 差
定 位 元 件
③定位销 对于既用平面又用与平面相垂直的圆柱孔定位 的工件，通常用定位销作定位元件。
定 位 元 件
(a)、(c) 固定式定位销， (b)、(d) 带村套的可换式定位销， (e) 可换的支承垫圈销
④ 定位心轴 用于以内孔表面为定位基准的工件，如套 筒、盘类等。 (a)是圆柱心轴， (b)是花键心轴， (c)为锥心轴，使用时 将工件轻轻压人，此种心轴用于磨削或精车。 定 位 元 件
内 容 提 要
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，必须通过一定的装置 把工件固定保持在准确定位的位置上。 本章主要讨论工件在夹具上的定位原理与定位误差、夹 紧装置的设计与计算。 本章内容主要包括： (1)工件定位基本原理； (2)基本定位元件对工件的定位； (3)定位误差的分析与计算； (4)夹紧力及夹紧装置设计的一般原则； (5)常用的夹紧机构； (6)典型机床夹具。
6.2 工件的定位
定位的目的是使工件在夹具中相对于机床、刀具都有一个
确定的正确位置。工件上用来定位的表面称为定位基准面。
工 6.2.1 六点定位原理 件 一个自由的物体相对于三个相互垂直的空间坐标系，有六 的 种活动的可能性(三种是移动，三种是转动)。因此空间任一自 定 由物体共有六个自由度。 位 这六个自由度为沿x、 y、z轴移动的三个自由度； 绕x、y、z轴转动的三个自
(1)工件以平面定位时的定位误差
以平面定位时，工件和定位元件的平面度误差都会产生 定位误差，用已加工表面作定位基面是，此项误差忽略不计。
(2)工件以外圆柱定位的定位误差
设V形块的夹角a无制造误差，外圆定位面的直径公差为Td。 定 根据定义为： 绪 po2 Td 1 位 e o1o2 误 2 sin sin 论 差 2 2
6.1
机床夹具概述
机床夹具通过使工件在机床上相对刀具占有正确的位置的
过程—定位，以及克服切削过程中工件受外力的作用保持工件
机 床 过程的综合称为装夹,完成工件装夹的工艺装备称为机床夹具。 夹 6.1.1 机床夹具的分类 具 机床夹具按通用化程度可分为两大类。 概 第一类通用夹具 述 此类夹具具有通用性，只需调整或更换少量零件就可用于 装夹不同的工件。如三爪、四爪卡盘、顶尖、平口钳等。通用 夹具的结构复杂，适用用于大批量生产，也适用于单件小批生 产，是使用最广泛的一类夹具。 的准确位置的过程—夹紧，来实现工件装夹。定位和夹紧两个
由度。
图6.3
用相当于六个支承点的定位元件与工件的定位基准面接 触，如图6.4所示。在底面xoy内，
三个支承点限制了x和y方向旋转自
六 点 定 位 原 理 由度、z 方向移动自由度；在侧面 yoz内，两个支承点限制了x方向
移动自由度、 z 方向旋转自由度；
在端面xoz内，一个支承点限制了 y方向移动自由度。
D
TD1 1
、D
TD 2 2
、LD TLD ; d
Td1 1
、d 2 Td 2、Ld TLd 。
针对第二个销子解决的方法有：①减小直径；②采用削角 销；③使其沿x方向移动。第三种方法结构复杂，一般采用前 两种方法消除过定位。
①减小第二个销子直径。见图，销子的大小应在 AB范围内，由图得：
b D2 · 2 min C 2TLD 2TLd－C1min (6.30)
b.定位误差的确定： “1”孔中心线在 x、y方向的最大位 移为：
e定1x e定1 y
定 绪 位 误 论 差
TD1 Td1 C1min C1max
“2”孔中心线在x、y方向的最大位移分别为： e定2 x e定1x 2TL D
2(mm)
10~18 5
18~30 8
30~50 12
50 14
b(mm)
2
3
B(mm)
d2－1
d2－2
d2－4
d2－6
d2 －
10
六 点 定 位 原 理
6.2.2 定位元件 夹具定位元件的结构和尺寸，主要取决于工件上 已被选定的定位基准面的结构形状、大小及工件的重 量等。 定位元件在夹具中的布置，既要符合六点定位原 理，又要能保证工件定位的稳定性。 6.2.2.1 定位元件的主要技术要求和常用材料 要求：定位精度、粗糙度、耐磨性、硬度和刚度。 常用的材料： ①低碳钢 如20钢或20Cr钢，工件表面经渗碳淬 火，深度0.8～1.2mm左右，硬度55～65HRC。 ②高碳钢 如T8、T10等，淬硬至55～65HRC。 ③中碳钢 如45钢，淬硬至43～48HRC。
定 位 元 件
6.2.2.4 辅助式支承元件 为了增加工 件的刚性和稳定 性，但又要避免 过定位，此时经 定 位 常采用辅助支承。
元 件
一般辅助支承是 在工件定位后才 参与工作，故不 起定位作用。
1、手轮或手柄 2、楔块 3、钢球 4、半圆键 5、支撑 （d）
6.2.2.5 浮动式定位支承当工件定位表面有几何形状误 差，或定位表面是断续表面、阶梯表面时，采用浮动 式支承可以增加与工件的接触点，提高刚度，又可避 免过定位。 (a)是两点浮动式支承；(b)、(c)是三点浮动支承； 定 (d)是杠杆式浮动支承；(e)是斜面式浮动支承。 绪
机 床 夹 具 概 述
第二类专用夹具 专用夹具是专门为某工件的某工序设计和制造的专用夹 具,其结构简单、紧凑、操作迅速方便，因设计和制造的周期 机 床 较长，批量少，所以成本较高。当产品变更时，因无法使用而 夹 报废，因此专用夹具适用于产品固定的成批或大量生产中。 具 6.1.2 夹具的作用和组成 的 分 下面以钻床夹具和铣床夹具为例进行分析。 类 6.1.2.1 夹具的作用 及 (1)可以缩短辅助时间，提高劳动生产率 作 (2)易于保证加工精度的稳定 用 (3)可扩大机床的使用范围 (4)可以减轻劳动强度，保证安全生产
②支承板 一般用作精基准面较大时的定位元件。
(a) 平板式支承板，结构简单、紧 凑，但不易清除落入沉头螺钉孔内 的碎屑； (b) 台阶式支承板，装夹螺钉的平 面低于支承面3～5mm，克服了不 易清屑的缺点，但结构不紧凑； (c) 斜糟式支承板，在支承面上开 两个斜糟为固定螺钉用，使清屑容 易又结构紧凑。 不论采用支承钉或支承板作为 定位元件，装入夹具体后，为使各 支承面在一个水平面内，应再修磨 一次。
6.2.2.2 固定式定位元件 ①支承钉 多用于以平面作定位基准时的定位元件。
定 位 元 件 (a)平顶支承钉，适用于己加工表面的定位； (b)圆顶支承钉，适用于毛坯面定位，但支撑钉容易磨损； (c) 花纹顶面支撑钉，用于工件的侧面定位，增大摩擦系数； (d) 带衬套支撑钉，批量大、磨损快时使用，便于拆卸。 支撑钉与夹具体的配合可用H7/r6或H7/n6。
定 位 误 差
定 位 误 差
6.2.3.1 定位误差的组成 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。 定位误差的组成及产生原因有以下两个方面： ① 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e不表示。 ② 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e基表示。故有 e定= e不+e基 (6.3) 此公式是在加工尺寸方向上的代数和。