夹具第7章夹具设计步骤(2006)
夹具课程设计步骤
2、工艺路线的拟订
先面后孔 ---先加工面后加工孔
先粗后精 ----先粗加工后精加工,粗精分开,提高质量
先主后次 -----先主要表面加工,后次要表面加工
基准先行 ----先加工出基准面，再尽量以统一的基准定位加工 其余表面
3、机床和工艺装备的确定
选择的机床、夹具、刀具和量具的型 号、规格、精度，应与零件尺寸大小、精 度、生产规模和工厂的具体条件相适应。
构的偏心距、楔块的自锁升角 夹具与机床间的联系尺寸 序号、明细表、标题栏
4、零件图绘制
（1）对夹具总图中的非标准件均应绘制零 件图；
（2）零件图视图的选择应尽可能与零件在 总图上的工作位置相一致。
5、夹具设计示例
如图示为一用于加工连 杆零件的小头孔的工序 简图。
零件材料为45钢，毛 坯为模锻件，年产量为 500件，所用机床为立 式钻床Z525。
外形轮廓尺寸 配合尺寸 （1）定位元件与工件的配合
H6/g5,H6/f5,H7/g6,H7/f7 （2）导套与刀具的配合
G6/h5,F7/h5,G7/H6,F8/h6 （3）不采用紧固件的固定连接
H7/n6,H7/r6,H8/t7,H8/z8
相对尺寸 -------对刀元件与定位元件之间的联系尺寸 特性尺寸 -------用来保证夹具某项性能的尺寸，如偏心夹紧机
夹具课程设计步骤
二、设计要求
1.零件图一张 2.某一给定零件的机械加工工艺规程一套
(包括封面、工艺路线卡、多张工序卡片) 3.某一道工序的夹具总装图 4.夹具主要零件图 5.课程设计说明书
三、设计步骤
1. 确定生产类型(一般为中批或大批生产)，对零件 进行工艺分析，画零件图；
夹具设计流程
夹具设计流程夹具设计是制造业中非常重要的一环，它直接关系到产品的加工质量和效率。
一个合理的夹具设计可以大大提高生产效率，减少生产成本，提高产品质量。
因此，夹具设计流程显得尤为重要。
首先，夹具设计的第一步是需求分析。
在这一阶段，设计师需要和客户充分沟通，了解客户的需求和要求，包括产品的特点、加工工艺、工件的尺寸和形状等。
只有充分了解客户需求，才能为客户设计出满意的夹具。
其次，是夹具设计的方案制定。
在这一阶段，设计师需要根据需求分析的结果，制定夹具设计的方案。
这个方案需要考虑到夹具的结构、材料、加工工艺等因素，确保夹具设计符合客户的需求，同时又具有较高的成本效益。
接着，是夹具设计的详细设计。
在这一阶段，设计师需要根据方案制定的结果，进行夹具的详细设计。
这个设计需要考虑到夹具的每一个细节，包括夹具的尺寸、结构、零部件的选型等。
只有做到细节完善，才能确保夹具的性能和质量。
然后，是夹具的制造和调试。
在这一阶段，设计师需要把夹具的设计图纸交给制造部门进行制造。
制造部门需要根据设计图纸进行制造，并对制造出来的夹具进行调试。
只有经过调试，才能确保夹具的性能和质量。
最后，是夹具的使用和维护。
在这一阶段，设计师需要对客户进行夹具的使用培训，并告知客户夹具的日常维护方法。
只有做好使用和维护工作，才能延长夹具的使用寿命，保证夹具的性能和质量。
综上所述，夹具设计流程包括需求分析、方案制定、详细设计、制造和调试、使用和维护等几个阶段。
每个阶段都非常重要，都需要设计师认真对待。
只有做好每一个环节，才能设计出满意的夹具，提高生产效率，降低生产成本，提高产品质量。
机床夹具的设计步骤
机床夹具的设计步骤一、夹具的设计步骤1．设计准备工作——研究原始资料，明确设计要求和生产条件（1）生产纲领（生产类型）——了解生产批量和对夹具的需用情况；（2）零件图及工序图——了解工件情况、工序要求和加工状态；（3）零件的工艺规程——了解所用机床、刀具等的情况；（4）夹具制造能力——了解夹具制造车间的生产条件和技术现状（5）典型夹具结构及标准——同类型产品的夹具结构、有关夹具标准。
2．确定夹具的结构方案（总体方案）主要包括：（1）确定工件的定位方案，设计定位装置。
根据六点定位原理，确定工件的定位方式，选择和设计定位元件，计算定位误差。
（2）确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置。
确定夹紧力、夹紧机构及动力装置。
（3）确定对刀或导向方案，设计对刀或导向装置。
对刀块或钻套、镗套等的设计。
（4）确定其它元件或装置的结构形式。
定位键、分度装置、连接元件等。
（5）协调各装置、元件的布局，确定夹具在机床上的安装方式以及夹具体的结构型式。
3．绘制夹具装配图按照国家制图标准绘制，应清楚表达出夹具的结构及各装置、元件之间的位置关系。
主视图应取操作者实际工作时的位置。
具体方法和步骤如下：（1）在装配图上，工件看作透明体，用双点划线将工件的外形轮廓、定位基面、夹紧表面及加工表面绘制在各个视图的合适位置上。
（2）依次绘出定位元件或装置、夹紧元件或装置、对刀或导向元件、其它元件、夹具体及连接元件。
（3）标注必要的尺寸、公差和技术要求。
（4）编制夹具明细表及标题栏。
图5-69 实例(改错：图中的错误——①心轴；②开口垫；③辅助支承；④V形块移动手柄；⑤技术要求)4．绘制夹具零件图。
画出夹具中非标零件图，并按夹具装配图的要求确定零件的尺寸、公差及技术要求。
——尺寸及公差、形位公差、表面粗糙度等标注要完整、正确。
二、夹具精度校核使用专用夹具加工工件时，影响加工精度的误差因素主要有三个方面：①工件在夹具中的安装误差，包括定位误差、夹紧误差（工件及夹具的夹紧变形）、夹具制造误差、导向误差等；②对定误差，即夹具在机床上的安装误差；③加工过程误差，与切削过程有关的误差。
第七章 机床夹具的设计方法及步骤
第 七 章 机 床 夹 具 的 设 计 方 法 及 步 骤
在保证夹角45°±30’方面，工序基准是双孔中心线所在平面， 所以定位件采用圆柱销和--菱形销最为简便。由双孔定位的分 析，已知圆柱销和孔的定位精度总是比菱形销和孔的定位精度 精度高。由于槽开在大头端面上，槽的中心面应通过孔 Φ 42.6+0.1mm的中心线，这说明大头 孔还是槽口的对称中心面的工序基 准。因此，应选择太头孔Φ 42.6+0.1 mm作为主耍定位基准，定位元件选 择圆柱销(限制两个不定度)。而小 头孔Φ 15.3+0.1mm作次要定位基准， 定位元件选择菱形销(限制一个不 定度)，如图7-4a所示。
第 七 章 机 床 夹 具 的 设 计 方 法 及 步 骤
3 对刀元件与连接元件(或找正基面)间的位置要求，如图 4-1中对刀块的侧对刀面相对于两定向键侧面的平行度要求， 是为了保证所铣键槽与工件轴心线的平行度的。
第 七 章 机 床 夹 具 的 设 计 方 法 及 步 骤
4 定位元件与导引元件的位置要求，如图所示，若要求所钻 孔的轴心线与定位基面垂直，必须以钻套轴线与定位元件工 作表面A垂直、定位元件工作表面A与夹具体底面B平行为前提。 上述技术条件是保证 工件相应的加工要求所必 需的，其数值应取工件相 应技术要求所规定数值的 1/3～1/5。
第 七 章 机 床 夹 具 的 设 计 方 法 及 步 骤
(四)确定夹具的主要尺寸、公差和技术要求 在该夹具总图中需标注有关尺寸，公差及技术要求： 1 夹具总图上应标尺寸，公差 (1) 夹具的最大轮廓尺寸： (2) 定位元件的定位而尺寸及各定位元件间的位置尺寸； (3) 对刀元件的工作面与定位元件定位面间的位置尺寸； (4) 夹具定向槽与夹具定向键的配合； (5) 夹具体与定位元件的配合。 2 夹具总图应标注的技术条件 (1) 上定位面N对夹具体底面M的平行度公差。 (2) 定位元件对夹具底面的垂直度公差。
夹具设计步骤
专用夹具设计方法及步骤一、基本要求1.综合运用有关课程的知识来分析解决夹具设计问题；2.初步掌握夹具的论证及设计的方法、步骤；3.学会运用各种指导夹具设计的标准、手册、图册等。
4.设计的夹具应能满足加工工序的精度要求，能提高生产力，降低生产成本，且操作安全、省力，具有良好的结构工艺性。
二、设计方法及步骤（一）、收集原始资料，明确设计任务书1收集原始资料包括：收集各种图纸和技术资料；了解生产批量；收集有关机床、刀具方面的资料；了解本单位设计及制造夹具的资料。
2明确设计任务书包括：分析图纸上有关加工部位的尺寸、形位精度及表面粗糙度等技术要求。
（二）、确定夹具的定位方案1.从纯理论分析工件需要限制的自由度（）2.选择合理的定位元件，确定定位方案（1）组合定位中各定位元件限制自由度分析（）（2）确定定位元件的结构3.定位误差的分析计算△dw=∣△jb±△db∣（三）、确定夹具的夹紧装置1.确定夹紧力的大小、方向、作用点。
2.选择合理的夹紧机构。
3.计算夹紧力（1）理论夹紧力F W根据切削力F(刀具课讲)大小，按静力平衡(力学课讲)求出；（2）实际夹紧力(F Wk)：F Wk=K F W(K粗加工2.5～3；精加工1.5～2)。
（四）、确定夹具的对刀－导引元件1.确定夹具的对刀元件2.确定夹具的导引元件（五）、确定夹具的连接元件及连接表面1.铣床夹具：采用定位键及夹具体底面与机床连接2.钻床夹具：采用夹具体底面与机床连接3.车床夹具：应根据机床的主轴结构具体安排（六）、确定夹具体结构1. 夹具体采用整体式、焊接式或组装式2. 夹具体铸件壁厚8－25mm，钢板厚度6－10mm（七）、绘制总装图、标注尺寸、写技术要求1. 绘制总装图2. 标注尺寸（A、B、C、D、E五类尺寸）3. 写技术要求。
夹具设计步骤范文
夹具设计步骤范文夹具设计是一门综合性比较强的工程技术，它是物质生产设备和加工自动化的重要组成部分。
夹具设计步骤十分复杂，需要考虑多个因素，如工件的形状、尺寸、材质，加工方式，使用环境等等。
下面将详细介绍夹具设计的步骤。
第一步：明确设计目标和限制条件在开始夹具设计之前，需要明确设计的目标和限制条件。
设计目标可以是提高生产效率、降低成本、改善工作环境等，而限制条件包括工件的尺寸、材质、形状，加工方式，工艺流程等。
第二步：收集和分析工艺信息在进行夹具设计之前，需要收集和分析与工艺相关的信息。
这些信息可以来自工艺工程、制造工程和质量工程等。
通过分析这些信息，可以了解加工过程中夹具所起的作用和工件的具体要求，有助于夹具设计的决策。
第三步：定义工艺方案根据工艺信息的分析结果，可以定义出适合的工艺方案。
工艺方案可以包括夹具的类型、结构、布局和位置等。
需要根据工件的形状、尺寸和要求确定夹具的结构特点和机构形式。
第四步：进行夹具定型设计在夹具定型设计中，首先进行夹具的分段设计。
根据工艺方案，将夹具划分为若干个模块，并确定每个模块的功能和位置。
然后进行夹具的刚度计算和刚度校核，以保证其稳定性和刚性。
第五步：进行夹具的选择和优化在进行夹具选型和优化时，需要根据工件的特点和加工方式，选择适合的夹具类型和结构。
同时可以优化夹具的设计，减少夹具的重量和材料消耗，提高夹具的使用寿命和可靠性。
第六步：进行夹具的详细设计和制造在夹具的详细设计和制造过程中，需要进行夹具的零部件设计和装配设计。
可以使用计算机辅助设计（CAD）软件进行夹具的三维建模和装配。
然后根据夹具的设计图纸进行夹具的制造和装配。
第七步：进行夹具的试用和调试在夹具的试用和调试阶段，需要进行夹具的功能验证和性能测试。
可以通过对夹具的各个部位和功能进行测试，评估其工作的稳定性和可靠性。
同时还需要对夹具进行优化和改进，以满足加工要求。
第八步：进行夹具的验收和使用在夹具的验收和使用阶段，需要对夹具进行全面的检查和测试，确保其符合设计要求和技术规范。
夹具设计流程
夹具设计案例2(Fixture case 2)： NMC project Rear door GEO fixture. 1 manual X gun and 1 manual C gun weld 44 welding points. 19 Units. 1 operator.
焊装夹具常用典型部件（Fixture Unit sample)：
七、定位销 优先考虑使用固定销，其次是活动销。
八、 销子:
1、销与车身孔之间的间隙0.1mm公差 0 -0.05 2、对于薄的大的车身件，考虑取件方便用伸缩销 3、定位同一车身零件上的两个销孔：一个用圆销，另一个用菱形销 . 4、菱形销的定位方向应该在两孔中心连线垂直方向. 5、对于小的地方无法使用夹紧器可以用吸铁石或者吸盘进行夹紧. 6、限位块定位支点的距离不小于机构支点到夹紧点的1/3距离. 7、限位块的作用：防止工件压坏；夹臂左右转动，要保证重复精度. 8、设计定位销翻转机构时旋转点必须在销子中心线垂直的延长线上.
定位销 : a) 固定销： 确保零件在装配夹具中定位准确。 b) 活动定位销： 确保零件在装配夹具中定位准确。 可以装上和取下零件。
支座 : 连接底板与压头之间的机械分总成部件。
五、汽车坐标系 通过3个虚拟正交面建立坐标系以确定汽车上每一个零件的位置。
0
X O Z : Y平面，竖向，纵向平分车身 Y O Z : X平面，竖向，横向，垂直于XOZ面且通过前轮的轴线 X O Y : X O Z et Y O Z Z平面, 水平，垂直于 X O Z 和 Y O Z面 备注 : 这种坐标系标记的方式可以任意选择，它的使用不是固定不变的，但大多数情况下采用这种方 式。在一些情况下，可根据需要对汽车的某一部分创建新的坐标系。
夹具设计步骤【详解】
以下为工装夹具设计的一般步骤，一起来看看吧。
1、分析构件设计图纸，确定构件的装配方案。
2、在进行分析的基础上，提出夹具设计任务是。
设计任务书一般应包括工件图号、工件简图、夹具功能和用途、工件生产批量、对夹具的精度要求以及对夹具的结构形式提出参考性建议等。
3、设计人员根据任务书的要求，构思夹具的结构方案，并绘制草图，这是设计人员的重要步骤，包括以下几个任务。
①选择夹具的设计基准。
②设计各零件的定位方式及夹紧方法。
③夹具主体设计。
④完成设计草图。
4、绘制夹具工作总图。
绘制总图时应注意以下几点。
①主视图应尽量选择操作者正面相对的位置。
②应标注出装配尺寸、配合尺寸、外形尺寸还有安装尺寸。
③编写技术条件，包括制造、装配要求，调整、检验方法，夹具的使用方法及注意事项。
⑤审核。
由技术主管领导审核批准。
⑥绘制零件工作图。
⑦编写设计说明书。
说明书一般包括以下几个方面。
a、目录b、夹具设计任务书c、产品要求分析d、夹具设计技术条件e、夹具设计基准的确定f、夹具设计方案分析g、夹具技术经济分析h、夹具使用说明书夹具设计的要求方法和步骤：一、夹具设计的要求夹具设计时，应满足以下主要要求：1.夹具应满足零件加工工序的精度要求。
特别对于精加玉工序，应适当提高夹具的精度，以保证工件的尺寸公差和形状位置公差等。
2.夹具应达到加工生产率的要求。
特别对于大批量生产中使用的夹具，应设法缩短加工的基本时间和辅助时间。
3.夹具的操作要方便、安全。
按不同的加工方法，可设置必要的防护装置、挡屑板以及各种安全器具。
4.能保证夹具一定的使用寿命和较低的夹具制造成本。
夹具元件的材料选择将直接影响夹具的使用寿命。
因此，定位元件以及主要元件宜采用力学性能较好的材料。
夹具的低成本设计，目前在世界各国都已相当重视。
为此，夹具的复杂程度应与工件的生产批量相适应。
在大批量生产中，宜采用如气压、液压等高效夹紧装置；而小批量生产中，则宜采用较简单的夹具结构。
5.要适当提高夹具元件的通用化和标准化程度。
机床夹具设计的基本步骤
第七节机床夹具设计的基本步骤夹具设计的基本步骤：1. 研究原始资料，明确设计任务；2. 确定夹具的结构方案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. 绘制夹具零件图明确设计任务：1. 分析研究工件的结构特点、材料、生产规模和本工序加工的技术要求以及前后工序的联系2. 了解加工所用设备、辅助工具中与设计夹具有关的技术性能和规格；3. 了解工具车间的技术水平等。
必要时还要了解同类工件的加工方法和所使用夹具的情况，作为设计的参考确定夹具的结构方案，主要考虑以下问题：1.根据六点定位原理确定工件的定位方式，并设计相应的定位装置；2.确定刀具的导引方法，并设计引导元件和对刀装置；3.确定工件的夹紧方案并设计夹紧装置；4.确定其它元件或装置的结构形式，如定向键、分度装置等；5.考虑各种装置、元件的布局，确定夹具的总体结构；6.对夹具的总体结构，最好考虑几个方案，经过分析比较，从中选取较合理的方案。
绘制总装图的顺序是：1.用双点划线绘出工件的轮廓外形，示意出定位基准面和加工面的位置；2.把工件视为透明体，按照工件的形状和位置依次绘出定位、夹紧、导向及其它元件和装置的具体结构；3.最后绘制夹具体，形成一个夹具整体。
五类尺寸和四类技术要求：五类尺寸：包括夹具外形轮廓尺寸、工件与定位元件间的联系尺寸、夹具与刀具的联系尺寸、夹具与机床联系部分的联系尺寸、夹具内部的配合尺寸。
四类技术要求：包括定位元件之间的定位要求、定位元件与连接元件和（或）夹具体底面的相互位置要求、导引元件和和（或）夹具体底面的相互位置要求、导引元件与定位元件间的相互位置要求。
首先是为什么要设计这个工装？依据是什么？可以在多大的程度上来提高劳动生产率？自动化程度？预计的使用寿命？-----------------然后是：设计：定位夹紧结构与机床和其他的运动部件，机器的关系（例如：行车，铲车，运动的其他机器）。
安全和动力。
工人的操作舒适。
夹具设计步骤
外，还要保证与大头孔的中心距 120±0.05mm 和平行度 0.05mm。
本工序有一定位置精度要求，属于批量生
120±0.05
产，使用夹具加工是适当的。考虑到生产批量不
(40) 4
(18)
是很大，因此夹具结构应尽可能简单，以降低成 本（具体分析可参考 5.8 节，此处从略）。
2．拟定夹具结构方案，绘制夹具结构草图
或装置的布局，确定夹具的总体结构。为使设计的夹具先进、合理，常需拟定几种结构方案，
进行比较，从中择优。在构思夹具结构方案时，应绘制夹具结构草图，给出给出主要结构尺
寸和联系尺寸，为构建夹具实体模型作好准备。对于初学者，绘制夹具结构草图可以借助于
坐标纸，徒手按 1：1 比例画出，以检查方案的合理性和可行性。
头孔 φ18H7，见工序图 2-62。由于当前 3 维设计软件已广泛使用，且其具有直观、参数化、
全关联、易修改、可实现虚拟装配和干涉检验等优势，本例采用 3 维软件进行设计。
1．研究原始资料，明确设计要求，做经济性分析
由图 2-62 可见，该工序要求加工摇杆小头孔 φ18H7，除要保证孔径精度及表面粗糙度
2.6 专用机床夹具设计步骤和方法
2.6.1 专用机床夹具设计的基本要求
1）保证工件加工精度 这是夹具设计的最基本要求，其关键是正确地确定定位方案、 夹紧方案、刀具导向方式及合理确定夹具的技术要求。必要时应进行误差分析与计算。
2）夹具结构方案应经济合理 在大批量生产时应尽量采用快速、高效夹具结构，如多 件夹紧、联动夹紧等，以缩短辅助时间；对于中、小批量生产，则要求在满足夹具功能的前 提下，尽量使夹具结构简单、制造方便，以降低夹具制造成本。
体中其他相关零件的轮廓和位置来确定，当参考发生变化时，所建立的零件及特征也要相应
7.7夹具设计方法和步骤
刘英 副教授 重庆大学
7.7 夹具设计的方法和步骤
刘英 副教授 重庆大学
7.7.1 明确夹具的设计任务
1.生产纲领 1.生产纲领 2.零件图与工序简图 2.零件图与工序简图 1)零件图 1)零件图 2)工序简图 2)工序简图
7.7.1 明确夹具的设计任务
1.生产纲领 1.生产纲领
本例中，假设刀具与钻套配合为18H6/g5， 本例中，假设刀具与钻套配合为18H6/g5， 18H6/g5 可知Ｘmax=0.025mm。 可知Ｘmax=0.025mm。 H=30mm,h=12mm,B=18mm代人 式中， 代人e 将H=30mm,h=12mm,B=18mm代人e式中，可求 e=0.038mm。 出e=0.038mm。
7.7.5 夹具总图的绘制
夹具总图的绘制步骤： 夹具总图的绘制步骤：
3)由工件的位置依次绘出定位元件、导向元件或对刀元 3)由工件的位置依次绘出定位元件、 由工件的位置依次绘出定位元件 夹紧装置。（绘图时，应视工件为透明体。） 。（绘图时 件、夹紧装置。（绘图时，应视工件为透明体。）
7.7.5 夹具总图的绘制
(2)两孔平行度精度的验算 (2)两孔平行度精度的验算
1)工件定位孔 36H7与定位销ø36g6 1)工件定位孔ø36H7与定位销 36g6的配合间隙产生的 工件定位孔 36H7与定位销 36g6的配合间隙产生的 基准位移误差
X 1 max α1 = H1
假设: 尺寸为40mm，并根据ø36H7/g6 假设:H1尺寸为40mm，并根据 36H7/g6 配合后的最大间隙值 0.05mm,则 0.05mm,则
3)钻套孔中心与定位销轴的平行度 3)钻套孔中心与定位销轴的平行度
α 3 = 0.02mm
第七章机床夹具的设计方法及步骤
骤 工件的工序尺寸、工序基准、已加工表面、待加工表面、工
序精度要求等等，它是设计夹具的主要依据。
第
七 章
(三) 零件工艺规程
机
了解零件的工艺规程主要是指了解该工序所使用的机床、
床 刀具、加工余量、切削用量、工步安排、工时定额、同时安
夹 具 的
装的工件数目等等。关于机床、刀具方面应了解机床主要技 术参数、规格、机床与夹具连接部分的结构与尺寸，刀具的
法 及
轴线是要与找正基面C
步 骤
保持平行的。否则无法
保证孔系的轴心线与山
形导轨面的平行度要求。
第
七 3 对刀元件与连接元件(或找正基面)间的位置要求，如图 章 4-1中对刀块的侧对刀面相对于两定向键侧面的平行度要求，
机 床
是为了保证所铣键槽与工件轴心线的平行度的。
夹
具
的
设
计
方
法
及
步
骤
第
七 4 定位元件与导引元件的位置要求，如图所示，若要求所钻 章 孔的轴心线与定位基面垂直，必须以钻套轴线与定位元件工
个部分的结构以及总体布局都会有几种不同方案可供选择，
机 床
应画出草图，经过分析比较，从中选取较为合理的方案。
夹 具
三、绘制夹具总图
的
绘制夹具总图时应遵循国家制图标准，绘图比例应尽量
设 计
取的合适，以便使图形有良好的直观性。总图中视图的布置
方 也应符合国家制图标准，在清楚表达夹具内部结构及各装置、
法 及
夹 具 的
动夹具，自动化程度高，同时夹紧的工件数量多，结构也比 较复杂。单件小批生产时，宜采用结构简单、成本低廉的手
设 动夹具，以及万能通用夹具或组合夹具，以便尽快投入使用。
机床夹具设计步骤
夹具的设计步骤： 夹具的设计步骤：
一、设计准备
1、研究被加工零件,明确夹具设计任务。 研究被加工零件,明确夹具设计任务。 分析零件的加工工艺过程。 2、分析零件的加工工艺过程。 了解所使用机床的性能、规格和运动情况。 3、了解所使用机床的性能、规格和运动情况。 了解零件的生产纲领等情况。 4、了解零件的生产纲领等情况。 收集有关设计资料。 5、收集有关设计资料。
二、总体设计
1、拟定夹具的结构方案,绘制结构草图 拟定夹具的结构方案,
确定工件的定位方案， 确定工件的定位方案，设计定位装置 确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置和引导方案 确定工件的夹紧方案， 确定其他元件或装置的结构型式,如定向键, 确定其他元件或装置的结构型式,如定向键,分度装置等 合理布置各元件或装置， 合理布置各元件或装置，确定夹具体的结构形式及在机 床上的安装方式
钻床夹具简称钻模。 钻床夹具简称钻模。钻模借助其上的钻套引导刀 具和工件之间的相对位置， 具和工件之间的相对位置，提高了加工精度和生产 在成批大量生产中，广泛采用钻模来进行加工。 率，在成批大量生产中，广泛采用钻模来进行加工。 钻模的结构形式很多，按工件的结构形状、 钻模的结构形式很多，按工件的结构形状、大小 和钻模的结构特点，钻模可分为以下几种： 和钻模的结构特点，钻模可分为以下几种：
2、钻套底部至工件表面间的距离h 钻套底部至工件表面间的距离h
正确选择钻套底部至工件表面间的距离h 正确选择钻套底部至工件表面间的距离h，对保证加工 质量和提高生产效率均有重要意义。钻削钢料时，如果h 质量和提高生产效率均有重要意义。钻削钢料时，如果h 过小，带状切屑不能及时排出， 过小，带状切屑不能及时排出，因而堵塞在工件与钻套 之间，当切屑过多时，会将钻套顶出，划伤工件表面， 之间，当切屑过多时，会将钻套顶出，划伤工件表面， 甚至折断钻头。 过大的话，会使刀具的引偏量过大， 甚至折断钻头。但h过大的话，会使刀具的引偏量过大， 降低加工精度。 降低加工精度。 h=(1~1/3)D
专用夹具设计步骤
（5）注意安全措施，不得有尖角和突出夹具体转盘外径的部分。
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铣床夹具
（一)铣床夹具的类型
根据进给方式，铣床夹具分为直线进给式、圆周进给式和仿
行进给式三类。
机
直线进给式：又有单工件、多工件之分，或单工位、多工位 床
夹
之分。多用于中、小批量生产。
具
圆周进给式：工作台同时安装多套相同的夹具，或多套粗、 设 计
精两种夹具。生产率较高，一般用于大批量生产。
床
（3）加工过程中出现的误差
夹 具
设
计
夹具精度验算：是指前两项，其和不大于工件允差的
2/3为算合格。
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夹具精度的验算
夹具精度验算实例：工件和夹具装配图
（一）验算中心距 120 0.05
影响此项精度的因素：
机
（1）定位误差主要是定位孔 3与6H定7位销
床
3的6间g 6隙产生，最大间隙为0.05mm；
也为了夹具装配和装配精度的检测。
（一）尺寸标注
机
（1）轮廓尺寸 ；
床
（2）与机床的联系尺寸（安装）；
夹
（3）与刀具的联系尺寸 ；
具
（4）配合尺寸、种类、精度 ；
设
（5）各关键元件装配后的位置尺寸及公差。
计
上述联系尺寸和位置尺寸的公差，一般取工件的相应
公差1/3-1/10，最常用的是1/3。
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夹具精度验算实例：工件和夹具装配图
（一）验算中心距 120 0.05
影响此项精度的因素：
第七节 夹具设计的方法和步骤-修改
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二、定位基准的分析和定位方 案的确定
• (一) 定位基准的分析
• （二）定位方案的确定
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(一) 定位基准的分析
• 一般情况下，定位基准在制定工艺 规程时已确定。定位基准的选择对 保证加工精度和夹具结构的复杂程 度均有很大影响。因此，在夹具设 计时应分析定位基准选择的正确性。 如果选择的不当，应与有关人员协 商修改。 • 本例选择了如图所示的定位系统， 为提高生产率，每次装夹两件。为 保证对称度，工件外圆以两个平行 放置的V形块定位，限制工件四个 自由度，在轴的右端放置一个支承 钉限制轴的轴向移动，这样就满足 了工件定位要求。 • 由于作为轴向定位的端面与工序基 准不重合，对洗削两端面时的工序 尺寸(350mm)及公差应加以控制。
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三、对刀元件和导向元件的选择
• 经过上述分析，本例选择右 图夹具。 • 对刀元件在夹具上的安装或 放置应使调整刀具方便迅速， 并使其相对于定位元件的位 置准确，否则将导致加工表 面的位置发生变化，造成加 工尺寸误差，即产生对刀误 差。 • 要计算和标注对刀尺寸，对 刀尺寸H和L按工序图的相应 尺寸的中间值及塞尺厚度 （本例选塞尺为30-0.014mm）计 算决定。
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六、有关尺寸和夹具技术要求 的标注
• 在夹具总图上应标注出轮廓尺寸，必要的装配、 检验尺寸及其偏差，主要元件之间的公差等技 术要求。通常应标注如下五种基本尺寸及位置 公差。 • 1.夹具的轮廓尺寸 • 标注出夹具的长、宽、高三个轮廓尺寸。 对于升降式夹具还标注出升降的最大活功范围， 回转式夹具要标注出回转半径或直径。这样可 以检验夹具的活动范围，是否会与机床，刀具 发生干涉，以及夹具在机床上安装的可能性。
夹具第7章夹具设计步骤(2006)
机床夹具设计讲稿目录1 机床夹具概述1.1 工件的装夹与机床夹具1.2 夹具的分类与作用1.3 机床夹具设计研究的内容2 工件在夹具中的定位2.1 工件定位原理2.2 定位元件的选择与设计2.3 定位误差的分析与计算2.4 工件定位方案设计及定位误差计算举例3 工件在夹具中的夹紧3.1 夹紧装置的组成及其设计要求3.2 夹紧力确实定3.3 夹紧机构设计3.4 夹紧动力装置设计3.5 夹紧装置设计实例4 夹具在机床上的定位、对刀和分度4.1 夹具在机床上的定位4.2 夹具在机床上的对刀4.3 夹具的转位和分度装置5 各类机床夹具的结构特点5.1 钻床夹具5.2 镗床夹具5.3 铣床夹具5.4 车床和圆磨床夹具5.5 齿轮加工机床夹具6 可调夹具及组合夹具设计6.1 概述6.2 通用可调夹具和成组夹具6.3 组合夹具7 机床夹具的设计方法及步骤7.1 机床夹具设计的一般步骤7.2 机床夹具设计举例7.3 机床夹具电脑辅助设计简介7.4 夹具体的设计7.5 夹具结构的工艺性7机床夹具的设计方法与步骤7.1机床夹具设计的一般步骤本章主要介绍专用夹具的设计方法与步骤，并讨论与此有关的一些问题。
7.1.1专用夹具设计的基本要求机床专用夹具设计的基本要求可概括为以下几个方面：1〕保证工件的加工精度；这是家具夹具设计的最基本要求，其关键是正确地确定定位方案、夹紧方案、刀具导向方式及合理制定夹具的技术要求。
必要时应进行误差分析与计算。
2〕夹具总体方案应与生产纲领相适应；3〕操作方便，工作安全，能减轻工人劳动强度；4〕便于排屑；5〕有良好的结构工艺性。
7.1.2专用夹具设计的一般步骤〔1〕研究原始资料，明确设计要求〔2〕拟定夹具结构方案，绘制夹具结构草图〔3〕绘制夹具总图，标注有关尺寸及技术要求夹具总图应按国家标准绘制，比例尽量取1：1，这样可使所绘制的夹具图有良好的直观性。
对于很大的夹具，可使用1：2和1：5的比例，夹具很小时可使用2：1的比例。
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。
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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夹具第7章夹具设计步骤(2006)机床夹具设计讲稿目录1 机床夹具概述1.1 工件的装夹与机床夹具1.2 夹具的分类与作用1.3 机床夹具设计研究的内容2 工件在夹具中的定位2.1 工件定位原理2.2 定位元件的选择与设计2.3 定位误差的分析与计算2.4 工件定位方案设计及定位误差计算举例3 工件在夹具中的夹紧3.1 夹紧装置的组成及其设计要求3.2 夹紧力的确定3.3 夹紧机构设计3.4 夹紧动力装置设计3.5 夹紧装置设计实例4 夹具在机床上的定位、对刀和分度4.1 夹具在机床上的定位4.2 夹具在机床上的对刀4.3 夹具的转位和分度装置5 各类机床夹具的结构特点5.1 钻床夹具5.2 镗床夹具5.3 铣床夹具5.4 车床和圆磨床夹具5.5 齿轮加工机床夹具6 可调夹具及组合夹具设计6.1 概述6.2 通用可调夹具和成组夹具6.3 组合夹具7 机床夹具的设计方法及步骤7.1 机床夹具设计的一般步骤7.2 机床夹具设计举例7.3 机床夹具计算机辅助设计简介7.4 夹具体的设计7.5 夹具结构的工艺性要求夹具总图应按国家标准绘制，比例尽量取1：1，这样可使所绘制的夹具图有良好的直观性。
对于很大的夹具，可使用1：2和1：5的比例，夹具很小时可使用2：1的比例。
夹具总图在清楚表达夹具工作原理和结构的情况下，视图应尽可能少，主视图应取操作者实际工作位置。
绘制夹具总图可参照如下顺序进行：用假想线（双点划线）画出工件轮廓（注意将工件视为透明体，不挡夹具），并应画出定位面、夹紧面和加工面；画出定位元件及刀具引导元件；按夹紧状态画出夹紧元件及夹紧机构（必要时用假想线画出夹紧元件的松开位置）；绘制夹具体和其它元件，将夹具各部分连成一体；标注必要的尺寸、配合、技术条件；对零件进行编号，填写零件明细表和标题栏。
（4）绘制零件图对夹具总图中的非标准件均应绘制零件图，零件图视图的选择应尽可能与零件在总图上的工作位置相一致。
7.2机床夹具设计举例7.2.1 设计实例下图所示为一夹具设计过程示例。
该夹具用于加工连杆零件的小头孔。
零件材料为45钢，毛坯为模锻件，年产量为500件，所用机床为立式钻床Z525。
设计的主要过程如下：1）精度与批量分析。
本工序有一定位置精度要求，属于中批生产，使用夹具加工是适当的。
但考虑到生产批量不大，因而夹具结构应尽可能简单，以减少夹具制造成本。
2）确定夹具结构方案。
①确定定位方案，选择定位元件。
②确定导向装置。
③确定夹紧机构。
④确定其它装置和夹具体。
3）在绘制夹具草图的基础上绘制夹具总图，标注尺寸和技术要求。
4）对零件进行编号，填写明细表和标题栏，绘制零件图。
7.2.2夹具设计中的几个重要问题（1）夹具设计的经济性分析在零件加工过程中，对于某一工序而言，是否要使用夹具，应使用什么类型的夹具（通用夹具、专用夹具、组合夹具等），以及在确定使用专用夹具的情况下应设计什么档次的夹具，这些问题在夹具设计前必须加以认真的考虑。
除了从保证加工质量的角度考虑外，还应作经济性分析，以确保所设计的夹具在经济上合理。
具体内容可参考文献。
（2）成组设计思想的采用以相似性原理为基础的成组技术在设计、制造、管理等各方面均有广泛的应用，夹具设计也不例外。
在夹具设计中应用成组技术的主要方法是根据夹具的名称、类别、所用机床、服务对象、结构形式、尺寸规格、精度等级对夹具及夹具零部件进行分类编码，并将设计图纸及有关资料分类存放。
当设计新夹具时，首先对已有的夹具进行检索，找出编码相同或相近的夹具，或对它进行小的修改，或取其部分结构，或供设计时参考。
在设计夹具零部件时，亦可采用相同的方法，或直接将已有的夹具零部件拿来使用，或在原来图纸基础上作些小的改动。
不论采用哪知方法，均可大大减小设计工作量，加快设计速度。
此外，在夹具设计中采用成组技术原理，有利于夹具设计的标准化和通用化。
（3）夹具总图上尺寸及技术条件的标注夹具总图上标注尺寸及技术要求的目的主要是为了便于拆零件图，便于夹具装配和检验。
为此应有选择地标注尺寸及技术要求。
具体讲，夹具总图上应标注以下内容：①夹具外形轮廓尺寸；②与夹具定位元件、导向元件及夹具安装基准面有关的配合尺寸、位置尺寸及公差；③夹具定位元件与工件的配合尺寸；④夹具导向元件与刀具的配合尺寸；⑤夹具与机床的连接尺寸及配合；⑥其它重要配合尺寸。
如上图。
夹具上有关尺寸公差和形位公差通常取工件上相应公差的1/5～1/2。
当生产批量较大时，考虑夹具的磨损，应取较小值，为使夹具制造不十分困难，可取较大值。
当工件上相应的公差为自由公差时，夹具上有关尺寸常取±0.1mm或±0.05mm，角度公差（包括位置公差）常取±10’或±5’。
确定夹具公差带时，还应注意保证夹具的平均尺寸与工件上相应的平均尺寸一致，即保证夹具上有关尺寸的公差带刚好落在工件上相应尺寸公差带的中间。
夹具总图上标注的技术要求通常有以下几方面：1）定位元件与定位元件表面之间的相互位置精度要求；2）定位元件的面与夹具安装面之间的相互位置精度要求；3）定位元件的面与引导元件工作表面之间的相互位置精度要求；4）引导元件与引导元件工作表面之间的相互位置精度要求；5）位元件的定位表面或引导元件的工作表面对夹具找正基准面的位置精度要求；6）与保证夹具装配精度有关的或与检验方法有关的特殊的技术要求。
（4）夹具结构工艺性分析在分析夹具结构工艺性时，应重点考虑以下问题：①夹具零件的结构工艺性。
与一般机械零件的结构工艺性相同，首先要尽量选用标准件和通用件，以降低设计和制造费用；其次要考虑加工的工艺性及经济性，详见第一章有关的内容②夹具最终精度保证方法。
专用夹具制造精度要求较高，又属于单件生产，因此大都采用调整、整修、装配后加工以及在使用机床上就地加工等工艺方法来达到最终精度要求。
在设计夹具时，必须适应这一工艺特点，以利于夹具的制造、装配、检验和维修。
2-85.JPG 例如图2－85所示镗模，要求保证工件定位面A与夹具底面L 平行。
若直接通过加工装配来保证，则根据尺寸链原理，支承板3的高度及上下表面的平行度、夹具底板4上下表面的平行度均要求很好地保证，这往往会给加工带来一定的困难。
若将支承板安装在夹具底板上以后再加工A面，则不但可以很容易地保证A面对L面的平行度要求，而且可以降低夹具制造费用。
又如该夹具中轴线C与支承面A距离尺寸H平行度要求，均通过对镗模支架1和2的调整及装配来达到。
这样作既给加工带来很大方便，也使夹具最终精度易于保证。
③夹具的测量与检验。
在确定夹具结构尺寸及公差时，应同时考虑夹具上有关尺寸及形位公差的检验方法。
夹具上有关位置尺寸及其误差的测量方法通常有三种，即直接测量方法、间接测量方法和辅助测量方法。
例如在图2－85中，测量轴线C支承面A的位置尺寸H，可以在两镗模支架孔中插一检验棒，然后测量检验棒上母线至A面的距离，再减去检验棒的半径值，即可得到尺寸H的数值。
这种方法属于直接测量法。
当采用直接测量法有困难时，可采用间接测量方法。
例如要测量图2-62.JPG 2－85中B面与轴线C的平行度，直接测量比较困难，此时可利用夹具底板上的找正基面D进行间接测量，即先测出B面对D面的平行度误差，在测量出C对D面的平行度误差，最后经计算可得到B面对轴线C的平行度误差。
当采用上述两种测量方法均有困难时，还采用辅助测量方法。
在使用夹具加工工件上的斜面或斜孔时经常会出现这样的情况，此时零件图上所给的尺寸在夹具上无法测量，需在夹具上设置辅助的测量基准，进行辅助测量。
例如图2－62 所示铣夹具，用于加工工件上与定位面成16‘30‘角的斜面，并保证斜面上M点坐标尺寸67mm 和93mm。
与这两个相对应的夹具尺寸无法测量，为此在夹具上设置了一个直径为8mm的工艺孔。
此工艺孔设在工件主轴线的延长线上，并与定位面保持一定的距离x。
若对刀块顶面至工艺孔中心O点的距离已经确定，则通过简单的几何关系，可求出x的值。
④⑤⑥（5）夹具的精度分析夹具的主要功能是用来保证零件加工的位置精度。
使用夹具加工时，影响被加工零件位置精度的误差因素主要有三个方面：1）定位误差。
工件安装在夹具上位置不准确或不一致，用Δdw表示，如前所述。
2）夹具制造与装夹误差。
包括夹具制造误差（定位元件与导向元件的位置误差、导向件作本身的制造误差、导向元件之间的位置误差、定位面与夹具安装面的位置误差等）、夹紧误差（夹紧时夹具或工件变形所产生的误差）、导向误差（对刀误差、刀具与引导元件偏斜误差等）以及夹具装夹误差（夹具安装面与机床安装面的配合误差，装夹时的找正误差等）。
该项误差用Δzz 表示。
3）加工过程误差2-84.JPG 2-86.JPG 在加工过程中由于工艺系统（除夹具外）的几何误差、受力变形、热变形、磨损以及各种随机因素所造成的加工误差，用表示。
上述各项误差中，第一项与第二项与夹具有关，第三项与夹具无关。
显然，为了保证零件的加工精度，应使式中T为零件有关的位置公差。
式（2－22）即为确定和检验夹具精度的基本公式。
通常要求给留三分之一的零件公差，即应使与夹具有关的误差限定在零件相应三分之二的范围内。
当零件生产批量较大时，为了保证夹具的使用寿命，在制定夹具的制造公差时，还应考虑留有一定的夹具磨损公差。
7.3夹具体设计7.3.1 夹具体设计的基本要求夹具体一般是夹具上最大和最复杂的基础元件。
在夹具体上，要安放组成该夹具所需要的各种元件、机构、装置，并且还要考虑便于装卸工件以及在机床上的固定。
因此夹具体的形状和尺寸应满足一定的要求，它主要取决于工件的外廓尺寸和各类元件与装置情况以及加工性质等。
所以在专用夹具中，夹具体的形状和尺寸很多是非标准的。
夹具体设计时应满足以下基本要求：（1）有足够的强度和刚度在加工过程中，夹具体要承受切削力、夹紧力、惯性力，以及切削过程中产生的冲击和振动，所以夹具体应有足够的刚度和强度。
为此，夹具体要有足够的壁厚，并根据受力情况适当布置加强筋或采用框式结构。
一般加强筋厚度取壁厚的0.3～0.9倍，筋的高度不大于壁厚的5倍。
（2）减轻重量、便于操作在保证一定的强度和刚度的情况，应尽可能使体积小、重量轻。
在不影响刚度和强度的地方，应开窗口、凹槽，以便减轻其重量。
特别对于手动、移动或翻转夹具，通常要求夹具总重量不超过十公斤，以便于操作。
（3）安放稳定、可靠夹具体在机床上的安放应稳定，对于固定在机床上的夹具应使其重心尽量底，对于不固定在机床上的夹具，则其重心和切削力作用点，应落在夹具体在机床上的支承面范围内。
夹具越高，支承面积应越大。
为了使接触面接触紧密，夹具体底面中部一般应挖空。
对于较大的夹具体应采用周边接触（7－10a）、两端接触（7－10b）或四脚接触（7－10c）等方式。