机床夹具设计

机床夹具设计

第三章机床夹具设计

教学时数：计划14学时

教学目的：1、掌握定位误差计算

2、掌握夹紧力计算

3、掌握专用夹具设计要点，

灵活运用定位元件和夹紧机构，根据生

产实际和可能设计专用夹具。

教学重点： 1、工件的定位及定位误差计算

2、工件的夹紧及夹紧力计算

3、夹具的设计及装置合理选择。

教学难点： 1、定位误差计算中基准不重合误差和基准位移误差的计算和分析

2、工件的受力分析及夹紧力的计算。

第一节概述

一、夹具的功能和分类

1.机床夹具的功用：

实现工件定位和夹紧；

使工件加工时相对于机床刀具有正确的位置；

以保证工件的加工精度。

图3-1：异形杠杆简图

图3-2：车床夹具

异形杠杆加工需限制的自由度？工件用何定位元件限制了哪些自由度？

为何V型块2固定，V形块6可调？且V型块2和V

型块6开口方向不同？

图3-3：盖板简图

图3-4：钻床夹具

盖板钻孔（通，盲孔）应限制自由度？夹具用何定位元件来限制各自由度？

这里圆柱销，挡销，菱形销，各起什么作用？

这里用左侧面和后侧面定位，是否用右侧面和前侧面定位？为什

么？

机床夹具在加工中的作用：

保证加工精度；

提高劳动生产率；

改善工人劳动条件；

降低生产成本；

扩大工艺范围。

2、机床夹具的分类和发展

(1)分类

图3-5: 机床夹具的分类

按使用范围和特点分：通用夹具、专用夹具、组合夹具、可调夹

具

按使用的机床分：车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具。

(2) 发展

应适用于产品品种和更新换代快的要求，

其方向为柔性化、精密化、高效、自动化。

二、夹具的组成

1.定位元件定位：使工件在夹具中占据正确的位置。

2.夹紧装置压紧夹牢：使工件不应受力而脱离已占据的正确位

置。

3.夹具体基础件

4.其它装置分度装置、对刀装置、导向元件、连接元件。

第二节工件在夹具中的定位

夹具设计的任务：首先是选择和设计相应的定位元件来实现工序

图上（工艺文件）

所要求的定位方案。

主要定位面：

主要限位面：

一、工件以平面定位

1.主要支承：限制工件自由度，起定位作用。

固定支承：支承钉：

图3-6:支承钉

A平头

（精基

准）；

B球头

（粗基

准）；

C齿纹头（侧面防滑）

支承板：

图3-7:支承板

A无斜槽

（侧面、顶

面）；

B带槽（底

面）。

调节支承：

图3-8:调节支承

图3-9:调节支承的应用

每个工件一调或每批工件一调。

注意：调好后应锁紧。

自位支承（浮动支承）：

图3-10:自位支承

能自动调节位置，只限制一个自由度。

二点式自位支承：

三点式自位支承：

２、辅助支承提高装夹刚度和稳定性，不起定位作用。

图3-11:辅助支承

注意：在工件定位后才与工件接触，然后锁紧，否则会产生过定位。

（1）螺旋式辅助支承

（2）自位式辅助支承

（3）推引式辅助支承。

二、工件的圆柱表面定位

１、工件以圆孔定位

（1）圆柱销（定位销）：

图3-12:定位销

（2）圆柱芯轴：

图3-13:圆柱心轴

a.间隙配合心轴Dmin ,公差h6,g6,f7，

结构简单精度低常孔端面组合定位；

b.过盈配合芯轴，

c.花键芯轴由定心方式来确定心轴结构。

（3）圆锥销限制三个自由度。

图3-14:圆锥销定位

单独定位易倾斜，一般由其它元件组合定位，定心精

度高。

图3-15:圆锥销组合定位

（4）锥度芯轴（小锥度芯轴）定心精度高，轴向位移大。

尺寸计算。

图3-16:小锥度心轴

表3-1 小锥度心轴的尺寸计算

表3-1 小锥度心轴的尺寸计算表3-2 高精度心轴锥度推荐值

表3-2 高精度心轴锥度推荐值2．工件以外圆柱面定位

图3-17:Ｖ型块

图3-18:活动Ｖ形块

图3-19：Ｖ形块结构尺寸

（１）V型块对中心性好，适用于粗、精基准面，圆柱面和圆弧面；

V型块两斜面夹角为60°、90°、120°。90°

最常用。

（２）定位套

（３）半圆套

三、组合定位方式（工件以一面两孔定位）

一面两孔定位符合基准统一原则，定位简单，夹紧方便。

一面二孔定位过定位干涉的最坏情况：

图3-20:削边销尺寸计算

二孔直径最小D１min，D２min。

二销直径最大d１max，d２max。

孔心距最大，销心距最小，或孔心距最小，销心距最大，

中心距误差应由削边销补偿。销、孔的中心偏差在二种最坏情况同为：

表3-3 削边销尺寸

表3-3 削边销尺寸

设计示例（略）

图3-21:连杆盖工序图

T Ld=(1/3～1/5)T LD

四、定位误差的分析与计算

定位误差：因工件定位而产生的工序基准在工序尺寸上的最大变

动量△Ｄ。

（一）定位误差的组成

1.基准不重合误差△Ｂ：定位基准与工序基准不重合引起的误差。

大小：等于定位尺寸公差。

定位尺寸：定位基准与工序基准之间的尺寸。

基准不重合误差分析：在工序图上寻找定位尺寸的公差。