车床夹具

– 花盘式车床夹具

车床夹具的主要类型

安装在拖板上或床身上的专用夹具
– 对于某些形状不规则和尺寸较大的工件，常
常把夹具安装在拖板上，刀具则安装在车床 主轴上作旋转运动，夹具作进给运动。
机床夹具设计要点

车床夹具的主要特点式夹具与机床主轴 联接，工作时由主轴带动其高速回转。 因此在设计车床夹具时除了保证工件达 到工序的精度要求外，还应考虑：



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。

了便于在加工过程中检验所加工端面的尺寸和被加工孔与定
位基准面的角度，靠近加工面处设计有测量基准面及工艺孔。 夹具体4上的基准圆A是找正圆。
如图23-1所示为角铁式车床夹具
2.花盘式车床夹具
如图23-2所示为齿轮泵壳体的工序图。图23-3所示为加工齿轮
泵壳体上两个φ 35孔所使用的花盘式专用夹具。工件以端面A、φ 70
课题二十三
【教学目的和要求】
车床夹具
通过本课题的学习，使学生了解车床夹具的种类、结构特点，掌握 车床夹具的设计要点。初步具备设计和使用专用车床夹具的能力。 【教学内容摘要】 本课题介绍了车床夹具类型与特点，以及一些典型的车床夹具。 【教学重点、难点】 教学重点为车床夹具类型与特点以及车床夹具的结构、组成部分。
二、专用车床夹具的典型实例

1、心轴类车床夹具
工件以内孔作为定位基准，加工外圆柱面的情况。
2、角铁式车床夹具（图8-4） 它常用于加工壳体、支座，接头类零件上的圆 柱面及端面。当被加工工件的主要定位基准是 平面，被加工面的轴线对主要位基准面保持一 定的位置关系（平行或成一定的角度）时，相 应地夹具上的平面定位件设在与车床主轴轴线 相平行或成一定角度的位置上。
（1）
（2）
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。 由于加工时夹具随同主轴旋转，如果夹具的总体结构不平衡，则 在离心力的作用下将造成振动，影响工件的加工精度和表面粗糙 度，加剧机床主轴和轴承的磨损。因此，车床夹具除了控制悬伸 长度外，结构上还应基本平衡。角铁式车床夹具的定位装置及其 它元件总是安装在主轴轴线的一边，不平衡现象最严重，所以在 确定其结构时，特别要注意对它进行平衡。 平衡的方法有两种：设置配重块或加工减重孔。 为保证安全，夹具上的各种元件一般不允许突出夹具体圆形轮廓 之外。此外，还应注意切屑缠绕和切削液飞溅等问题，必要时应 设置防护罩。
在车床夹具的夹具体上一般应设置有找正孔或找正圆， 如图23-1和图23-3所示
5.平衡措施
车床夹具应消除回转不平衡所引起的振动现象。平衡 措施有两种，一种是在较轻的一侧加平衡块（配重块）， 其位置距离回转中心越远越好，一种是在较重的一侧加工 减重孔，其位置距离回转中心越近越好。平衡块的位置和 重量最好可以调节。 为使操作安全，夹具上尽可能避免有尖角或突出夹具 体圆形轮廓之外的元件，必要时回转部分外面应加防护罩。
工第二个φ 35孔。专用夹具利用夹具体上的止口E通过过渡盘上的凸
缘与车床主轴联接，安装夹具时按找正圆K（代表夹具的回转轴线） 校正夹具与车床主轴的同轴度。
如图23-2所示为齿轮泵壳体的工序图
图23-3所示为加工齿轮泵壳体上两个φ 35孔所 使用的花盘式专用夹具。
3.定心夹紧夹具
对于回转体工件或以回转体表面定位的工件可以采用定心夹 紧夹具。常见的有弹簧套筒、液性塑料夹具等。如图23-4所示夹

3、花盘式专用夹具
直的端面。夹具上的平面定位件与车床主轴的轴线相垂直。
花盘式车床夹具的夹具体为圆盘形。在花盘式夹具上加工的工件一 般形状都较复杂，多数情况是工件的定位基准为圆柱面和与其垂

4、安装在拖板上车床夹具
通过机床改装（拆去刀架，小拖板）使其固定在大拖板 上，工件直运动，刀具则转动。这种方式扩大车床用 途，以车代镗，解决大尺寸工件无法安装在主轴上或 转速难以提高的问题。
（2）对于径向尺寸较大的夹具，用过渡盘连接，过
渡盘的结构如图23-6b、c所示。
对于径向尺寸D<140mm，或D<（2~3）d的小型夹具，其 联接结构如图23－6a所示。
4.找正孔或找正圆
在车床夹具的夹具体上一般应设置有找正孔或找正圆， 如图23-1和图23-3所示。找正孔或找正圆既是车床夹具 在车床主轴上安装时，保证车床夹具与车床主轴同轴度 的找正基准，也是车床夹具装配时的装配基准，还常常 是夹具体本身加工过程中的工艺基准。
具。
4.组合夹具 组合夹具是采用预先制造好的标准夹具元件，根据设计好的 定位夹紧方案组装而成的专用夹具。它既有专用夹具的优点，又 具有标准化、通用化的优点。产品变换后，夹具的组成元件可以 拆开清洗入库，不会造成浪费，适用于新产品试制和多品种小批
量的生产。在大量采用数控机床、应用CAD/CAM/CAPP技术的现代
第二部分 车床夹具设计实例分析
研究原始资料,明确设计任务

如图所示，需要加工φ40的孔。
工件三维结构图
定位方案的确定
确定要限制的自由度
企业机械产品生产过程中具有独特的优点。图23-5所示是一个典 型的车床组合夹具。
如图23-4所示夹具。
图23-5所示是一个典型的车床组合夹具。
三、车床夹具的结构特点
1.定位装置 在车床上加工回转表面时，要求工件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。 2.夹紧装置 由于车削时工件和夹具一起随主轴作旋转运动，故在加工过程中， 工件除受切削扭矩的作用外，整个夹具还受到离心力的作用，转速越 高离心力越大，会影响夹紧机构产生的夹紧效果，此外，工件定位基 准的位置相对于切削力和重力的方向来说是变化的。因此，夹紧机构 所产生的夹紧力必须足够，自锁性能要好，以防止工件在加工过程中 脱离定位元件的工作表面。
外圆表面及小孔φ 9内圆表面为定位基准，在转盘2的N面、圆孔φ 70 和削边销4上定位，用两副螺旋压板5夹紧。转盘2则由两副螺旋压板
6压紧在夹具体1上。当加工好其中的一个φ 35 孔后，拔出对定销3
并松开两副螺旋压板6，将转盘连同工件一起回转180°，对定销即 在弹簧力作用下插入夹具体上另一分度孔中，再夹紧转盘后即可加
三、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。
进给运动。
这里主要介绍应用最为广泛的安装在车床主轴上的夹具。
二、专用车床夹具的典型实例
1.角铁式夹具 2.花盘式车床夹具 3.定心夹紧夹具
4.组合夹具
1.角铁式夹具
如图23-1所示为角铁式车床夹具。工件以一面两孔为定
位基准在夹具倾斜的定位支承板和一个圆柱销及一个菱形销 上定位，用两个钩形压板夹紧。被加工表面是孔和端面，为
3.车床夹具与机床主轴的联接
车床夹具与机床主轴的联接精度对夹具的 回转精度有决定性的影响。因此，要求夹具的 回转轴线与车床主轴轴线有尽可能高的同轴度 根据车床夹具径向尺寸的大小，其在机床主轴
上的安装一般有两种方式：
（1）对于径向尺寸D<140mm，或D<（2~3）d的小型 夹具，其联接结构如图23－6a所示。
车床夹具设计 指导
第一部分 车床夹具简介
车床夹具的主要类型
车床夹具有两种类型，一种是安装在主 轴上的夹具，另一种是安装在车床拖板 上或车身上的夹具。 安装在车床主轴上的夹具，这类夹具工 作时随主轴一起旋转，刀具作进给运动。 根据其结构的差异又可分为以下几种：

– 心轴类车床夹具 以内孔为定位基准，外园需要加工的工件，多以 心轴类车床夹具进行加工。
车床夹具的主要技术要求


与工件配合的圆柱面（即定位表面）对回转中 心线的同轴度； 工件与夹具心轴为双重配合时（如阶梯圆柱面 配合），应提出双重配合部分的同轴度； 定位表面与其轴向定位台肩的垂直度； 夹具定位表面对夹具在机床上安装定位基面的 垂直度或平行度； 定位表面的直线度和平面度或等高性； 各定位表面间的垂直度或平行度。
– 夹具的结构应力要求紧凑，轮廓尺寸尽可能小，
重量轻，且重心尽可能靠近回转轴线。 – 夹具应有平衡措施，以减小振动等不利影响。 平衡块的位置可根据需要进行调节。 – 夹紧装置除应使夹紧迅速、可靠外，还应注意 夹具旋转的惯性力不应使夹紧力由较小的趋势， 以防回转过程种夹紧元件松脱。
机床夹具设计要点
– 夹具上的定位、夹紧元件及其他装置的不知不
应大于夹具体的直径；靠近夹紧外缘的元件， 不应该有突出的棱角，必要时应加防护罩。 – 车床夹具与主轴联接精度对夹具的回转精度有 决定性的影响。因此回转轴线与车床主轴轴线 要有尽可能高的同轴度。 – 当主轴有高速转动、急刹车等情况时，夹具与 主轴之间的联接应该有放松装置。 – 在加工过程中，工件在夹具上应能用量具测量。 切削能顺利排出或清理。
【教学方法和使用教具】
教学方法：讲授法、讨论法 使用教具：夹具实物、课件
【教学时数】
2+2学时
一、车床夹具的类型与特点
1.安装在车床主轴上的夹具 这类夹具中，除了各种卡盘、花盘、顶尖等通用夹具或机 床附件外，还可根据加工需要设计各种心轴或其它专用夹具， 加工时夹具随同机床主轴一起旋转，刀具作进给运动。 2.安装在车床床鞍上的夹具 对于某些形状不规则和尺寸较大的工件，常常把夹具安装 在车床床鞍上。刀具安装在车床主轴上作旋转运动，夹具作
车床夹具的主要类型
– 卡盘类车床夹具

用卡盘类车床夹具加工的零件来自百度文库大都是回转体或对称零件， 因而卡盘类车床夹具的结构基本上是对称的，回转时的不 平衡影响较小。
– 角铁式车床夹具
角铁式夹具主要使用于以下两种情况：


工件的主要定位基准是平面，要求被加工表面的轴线对定 位基准面保持一定地热位置关系。 工件定位基准虽然不是与被加工表面的轴线平行或成一定 角度的平面，但由于工件外形的限制，不适宜采用卡盘式 夹具，而必须采用半圆孔或V形块定位件的情况。 花盘式车床夹具的基本特征式夹具体为一个大园盘形零件。 在花盘式夹具上加工的工件一般形状比较复杂。工件的定 位基准多数式用圆柱面与其垂直的端面，因而夹具对工件 多数也是端面定位和轴向夹紧的。
第六章 机床夹具
§ 6.2车床夹具（1） 一、车床夹具的类型与特点 安装在车床主轴上的夹具（图8—5）

加工时夹具随机床主轴一起旋转，切削刀具作进给运动。

安装在车床滑板或床鞍上的夹具
对于某些形状不规则和尺寸较大的工件，常常把夹具安装在车床 滑板上，刀具则安装在车床主轴上作旋转运动，夹具作进给 运动。 加工回转成形面的靠模属于安装在床身上的夹具。
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