组合夹具

目录
一、实践目的与要求 (1)
1. 实践目的 (1)
2. 实践要求 (1)
二、车偏心用组合夹具组装 (1)
1. 偏心轴零件的简图 (1)
2. 工艺分析（毛坯→成品过程） (2)
3. 定位方法和定位元件的选用 (2)
4. 定位误差的计算 (2)
5. 基础件和支承件的选用和组装 (3)
6. 夹紧件的选用和组装 (3)
7. 偏心距的调整 (3)
8. 重点考虑的问题 (3)
三、铣槽用组合夹具组装 (3)
1. 传动轴零件的简图 (3)
2. 工艺分析（工艺路线） (3)
3. 定位方法和定位元件的选用 (4)
4. 基础件和支承件的选用和组装 (4)
5. 手动夹紧件的选用和组装 (5)
6. 导向件的选用和组装 (6)
7. 对刀尺寸的调整 (6)
8. 气动夹紧件的选用和组装 (6)
9. 重点考虑的问题 (6)
四、钻孔用组合夹具组装 (7)
1. 端盖零件的简图 (7)
2. 工艺分析（工艺路线） (7)
3. 定位方法和定位元件的选用 (8)
4. 定位误差的计算 (8)
5. 基础件和支承件的选用和组装 (9)
6. 夹紧件的选用和组装 (9)
7. 导向件的选用和组装 (10)
8. 对刀尺寸的调整 (10)
9. 重点考虑的问题 (10)
五、加工中心上镗孔用组合夹具组装 (11)
1. 支座零件的简图 (11)
2. 工艺分析（工艺路线） (11)
3. 定位方法和定位元件的选用 (11)
4. 定位误差的计算 (11)
5. 基础件和支承件的选用和组装 (12)
6. 夹紧件的选用和组装 (13)
7. 尺寸的调整 (13)
8. 重点考虑的问题 (13)
组合夹具实践
一、实践目的与要求
1.实践目的
（1）熟悉组合夹具的应用场合和各种元件；
（2）巩固夹具设计方面的基础知识；
（3）掌握组合夹具的设计方法；
（4）锻炼组合夹具的组装技能；
（5）培养综合运用工艺规程设计、组合夹具设计等方面知识的能力。

2.实践要求
（1）根据指定零件图中需加工的表面及技术要求，确定合理的工件表面加工方法；
（2）根据选定的表面加工方法，确定合理的工件定位和夹紧方案；
（3）根据选定的夹紧方案，设计并组装出符合要求的组合夹具；
（4）根据组装出的组合夹具，分析其特点并画出夹具装配草图。

二、车偏心用组合夹具组装
1. 偏心轴零件的简图
要加工工件的工序简图如图2-1所示
图2-1 偏心轴零件图
本工序要求加工偏心轴零件的右边偏心圆柱φ48mm和不偏心圆柱φ35mm及右端面，要求以中间圆柱φ35mm和左端面为定位基准，圆柱φ35mm与圆柱φ48mm 有偏心4.8mm，中间圆柱φ35mm与左面圆柱φ35mm无偏心。

2.工艺分析（毛坯→成品过程）
工序Ⅰ：毛坯铸造
工序Ⅱ：时效处理
工序Ⅲ：车φ35mm的外圆和右端面（粗车→半精车）
工序Ⅳ：以φ35mm的外圆为基准，粗车其余的外圆和端面
工序Ⅴ：夹紧工件车削并钻孔夹紧右端面精车左端面
工序Ⅵ：调质处理
工序Ⅶ：以左端面为定位基准精车使其他外圆和端面达到所需精度
工序Ⅷ：车偏心圆柱：V形支承定位夹紧左Ф35mm圆柱，销定位左端面和工艺孔，工件偏移4.8mm，对φ48mm的外圆粗车，半精车和精车工序Ⅸ：检验
3.定位方法和定位元件的选用
使用V形支撑板与工件中间圆柱φ35mm构成4点定位，使用支承钉与工件左端面构成1点定位（见车偏心组合夹具简图2-2），在工艺孔上插入一根长销构成一点定位。

图2-2 车偏心组合夹具简图
4.定位误差的计算
此定位属于工件以外圆柱φ35k6mm为定位基准面，定位元件采用V形块，工序基准在圆柱中心，偏心距定位误差Δ的计算如下。

（1）
5.
基础件和支承件的选用和组装
使用圆形基础板作为基础件，使用方形支承连接基础件和定位件（见图2-3）
6. 夹紧件的选用和组装 使用V 形支承板及压板、螺栓、螺钉及螺母构成夹紧件（见图2-3）
图2-3车偏心组合夹具元件爆炸图
1-螺钉、螺母 2—连接板 3-螺栓 垫圈 4-圆形基础板5-定位键、螺钉 6-V 形支承板 7—螺母8—工件9—方形支承 10—螺栓、垫圈 11—方形垫板
7. 偏心距的调整
车削φ48mm 圆柱时，要求偏心4.8mm ，此时先应将右边V 形支撑板与压板之间距离从初始13mm 粗调到13+5.6=18.6mm ，应将作为定位的V 形支承板与压板之间距离从初始13mm 粗调到13-4.8=8.2mm ，然后精调V 形支承板与压板之间距离以满足偏心4.8mm 的要求。

8. 重点考虑的问题
如何保证偏心距为4.8mm ？
答：车削φ48mm 圆柱时，要求偏心4.8mm ，此时先应将右边V 形支撑板与压板之间距离从初始13mm 粗调到13+5.6=18.6mm ，应将作为定位的V 形支承板与压板之间距离从初始13mm 粗调到13-4.8=8.2mm ，然后精调V 形支承板与压板之间距离以满足偏心4.8mm 的要求。

三、铣槽用组合夹具组装
1. 传动轴零件的简图
要加工工件的工序简图如图3-1所示
mm D 011.045
sin 2016.02sin 2=⨯==∆ αδ
图3-1 传动轴零件简图
本工序要求加工传动轴零件上二个键槽14mm和12mm和1个孔φ10，要求以左右两个φ45mm的轴段和右端面为定位基准。

2. 工艺分析（工艺路线）
工序Ⅰ：铸造
工序Ⅱ：时效处理
工序Ⅲ：车外圆（粗车→半精车→精车）
工序Ⅳ：上铣床，钻出φ10mm的工艺孔
工序Ⅴ：在铣床上，翻转φ10mm孔90度，根据工艺孔定位装夹，铣键槽工序Ⅵ：检验
3. 定位方法和定位元件的选用
使用两个V形角铁和一个支承钉为定位元件，每个V形角铁与工件φ45mm 的轴段构成2点定位，支承钉与工件右端面构成1点定位（见铣传动轴上键槽组合夹具简图3-2）
图3-2 铣传动轴上键槽组合夹具工程简图
4. 定位误差的计算
此定位属于工件以外圆柱φ45k6mm 为定位基准面，定位元件采用V 形块，工序基准在圆柱的最低处，键槽底部至圆柱最低处定位误差Δ的计算如下。

（2）
5. 基础件和支承件的选用和组装
使用方形基础板作为基础件，其与V 形角铁和支承钉的组装方式见图3-3、3-4。

图3-3铣传动轴上键槽组合夹具轴测图
mm D D 003.02016.045sin 2016.022sin 2=-⨯=-=∆ δα
δ
图3-4 铣传动轴上键槽组合夹具元件爆炸图
6. 手动夹紧件的选用和组装
使用压板、螺栓、螺钉及螺母构成夹紧件，其组装方式见图3-3、3-4。

7. 导向件的选用和组装
使用方形支承钉构成对刀件、其组装方式见图3-3、3-4。

8. 对刀尺寸的调整
铣键槽时将铣刀中心调整到相应夹具定位键槽的中心。

钻孔时将钻头中心调整到相应夹具定位键槽的中心。

9. 气动夹紧件的选用和组装
使用气缸、连接板、压板、螺栓、螺钉及螺母构成夹紧件，其组装方式见3-5
图3-5 铣传动轴上键槽组合夹具三维轴测图（气动夹紧）
10. 重点考虑的问题
（1）如何保证键槽和孔成90°位置？
在铣床上装夹好已加工完外圆和端面的传动轴，不控制轴向的旋转的自由度，用铣床对φ10mm的孔进行加工，加工完成后，翻转φ10mm的孔90度，使用定位销定位，使孔的轴线水平于铣床平台，然后再使用铣刀加工键槽。

（2）如何调整对刀尺寸？
具体问题具体分析如：
铣键槽时将铣刀中心调整到相应夹具定位键槽的中心。

钻孔时将钻头中心调整到相应夹具定位键槽的中心。

四、钻孔用组合夹具组装
1. 端盖零件的简图
要加工工件的工序简图如图4-1所示。

图4-1 端盖零件简图
2. 工艺分析（工艺路线）
工序Ⅰ：铸造
工序Ⅱ：时效处理
工序Ⅲ：以外圆为基准粗车左端面和镗中心孔
工序Ⅳ：精加工左端面和中心孔
工序Ⅴ：以左端面和中心孔为定位基准六个钻孔（使用专用夹具）
工序Ⅵ：检验
3. 定位方法和定位元件的选用
使用定位接头为定位元件，定位接头的顶面与工件左端面构成3点定位，定位接头销与工件中心孔构成2点定位（见钻端盖上分布孔组合夹具工程简图4-2、钻端盖上分布孔组合夹具三维轴测图4-3和钻端盖上分布组合夹具元件爆炸图4-4）
图4-2 钻端盖上分布孔组合夹具工程简图
4. 定位误差的计算
此定位属于工件以内孔φ21H7mm为定位基准面，定位元件采用短销，轴线垂直放置，孔中心距的定位误差Δ的计算如下，其中孔的公差0.021mm，轴的公差0.013mm（组合夹具元件的精度为6级），最小间距为0.007（H7/g6）。

δ
+
=
+
∆δ
min=
+
+
∆
021
.0
d
mm
.0
D041
007
013
.0
.0
5. 基础件和支承件的选用和组装
使用长方形基础板和上抬式端齿分度台作为基础件，其与定位接头的组装方式见图4-3和图4-4。

图4-3钻端盖上分布孔组合夹具三维轴测图
图4-4钻端盖上分布组合夹具元件爆炸图
6. 夹紧件的选用和组装
使用开口压板、螺栓、螺钉和螺母构成夹紧件，其组装方式见图4-3和图4-4。

7. 导向件的选用和组装
使用钻模板、钻模、压板、螺栓、螺钉及螺母构成导向件，使用方形垫板、连接板、空心长方形支承为连接件，其组装方式见图4-3和图4-4。

8. 对刀尺寸的调整
径向尺寸的调整：用螺钉调整钻模板与连接板之间的距离12.5mm（上抬式端齿分度台60mm，再加上方形垫板厚度20mm，减去工件孔中心距36mm，减去钻模中心至边缘距离139mm）。

角度尺寸的调整：先将上抬式端齿分度台的定位刻度对准0度，逆时针方向旋转分度台，使定位刻度对准18度，钻第1个孔，逆时针方向旋转分度台，使定位刻度对准71度，钻第2个孔，逆时针方向旋转分度台，使定位刻度对准180-51=129度，钻第3个孔，逆时针方向选族分度台，使定位刻度对准180度，钻第4个孔，逆时针方向旋转分度台，使定位刻度对准180+53=233度，钻第5个孔，逆时针方向旋转分度台，使定位刻度对准360-36=324度，钻第6个孔。

9. 重点考虑的问题
（1）选用哪一个孔作为基准？
为了减少装夹次数，应该尽量少的选择定位基准，选择所有孔中位于最外边的孔作为基准，减少分度台的移动，在一次定位装夹好后，只用每次调整分度台的角度，使其达到加工要求的角度，再加工其他孔。

（2）如何方便工加工后取出？
设计一个可以上升和下降的装置，装夹好工件后，上升到一个位置则不再产生移动，再加工好后，按一下下降开关，可以下降到初始位置，初始位置的搞的应是一个方便工件取出
的高度。

五、加工中心上镗孔用组合夹具组装
1. 支座零件的简图
要加工工件的工序简图如图5-1所示。

图5-1 支座零件简图
2. 工艺分析（工艺路线）
基面的选择:从零件图中可知基本的尺寸都是以下端面为设计基准，因此，根据“基准重合”和“基准统一”的原则必须首先加工出下端面，作为后续工序的精基准。

根据粗基准的保证相互位置的原则，选择铸件毛坯定位点作为粗基准来加工下端面，然后由下端面为基准加工定位孔，再以下端面和定位孔加工左右端面的孔。

工序Ⅰ：铸造
工序Ⅱ：时效处理
工序Ⅲ：铣底面（粗铣→半精铣→精铣）
工序Ⅳ：以底面为基准，钻φ12mm的定位孔
工序Ⅴ：铰φ12mm的定位孔使其达到所要求的精度
工序Ⅵ：铣两端面（粗铣→半精铣→精铣）
工序Ⅶ：粗镗φ62、φ65、φ68、φ120mm的孔
工序Ⅷ：调质处理
工序Ⅸ：精镗φ62、φ65、φ68、φ120mm的孔其达到所要求的精度
工序X：检验
3. 定位方法和定位元件的选用
使用两块长方形台阶支承顶面和工件底面构成3点平面定位，使用两块长方形台阶、侧装可调定位板、定位圆柱销和定位菱形销构成两销3点定位（见镗支座上孔组合夹具工程简图5-2、镗支座上孔组合夹具三维轴测图5-3和镗支座上孔组合夹具爆炸图5-4）。

图5-2镗支座上孔组合夹具工程简图
4. 定位误差的计算
此定位属于标准的一面两销（φ12H7）定位，定位元件采用平面、短圆柱销
和菱形销，轴线垂直放置，加工孔的中心定位误差Δ的计算如下，其中孔的公差0.021mm，轴的公差0.013mm（组合夹具元件的精度为6级），最小间隙为0.006mm （H7/g6）。

δ
+
=
min=
+
∆δ
.0
+
∆
+
D035
018
mm
.0
d
.0
006
011
.0
5. 基础件和支承件的选用和组装
使用长形基础板、长形台阶支承、方形螺孔调整板和切边圆柱支承作为基础件和支承件，其与定位件的组装方式见图5-2、图5-3和图5-4。

6. 夹紧件的选用和组装
使用伸长压板、螺栓、螺钉及螺母构成夹紧件，使用浮动支承合件、螺钉及螺母构成浮动支承，其组装方式图5-2、图5-3和图5-4。

图5-3镗支座上孔组合夹具三维轴测图
图5-4镗支座上孔组合夹具爆炸图
7. 尺寸的调整
镗刀中心高调整：用切边圆柱支承顶面为对刀块，调整镗刀中心与切边圆柱支承顶面的距离为80mm（切边圆柱支承与长方形台阶支承及侧装可调定位板等高，工件定位底面至要镗中心孔中心距离为80mm）。

镗刀中心左右位置的调整：用右边切边圆柱支承右端面为对刀块，调整镗刀中心与切边圆柱支承右端面的距离为200.5mm（切边圆柱支承宽度30mm，加上连接块宽度15mm，加上连接块与侧装可调定位板之间安装距离5mm，加上侧装可调定位板定位孔至端面68mm，加上工件定位孔至要镗中心孔中心距离82.5mm）。

8. 重点考虑的问题
如何设计夹紧装置？
1. 夹紧装置的设计要求：
1）夹紧力应有助于定位，而不应破坏定位；
2）夹紧力的大小应能保证加工过程中工件不发生移动和振动，并能在一定范围内调节；
3）工件在夹紧后的变形和受压表面的损伤不应超出允许的范围；
4）应有足够的夹紧行程，手动时要有一定的自锁作用；
5）结构紧凑、动作灵活，制造、操作、维护方便，省力、安全，并有足够的强度和刚度。

2. 常用夹紧装置（来源于百度百科）
1）楔块夹紧装置是最基本的夹紧装置形式之一,其他夹紧装置均是它的变形。

它主要用于增大夹紧力或改变夹紧力方向；
2）螺旋夹紧装置是从楔块夹紧装置转化而来的,相当于吧楔块绕在圆柱体上,转动螺旋时即可夹紧工作；
3）偏心夹紧装置也是由楔块夹紧装的一种变形；
4）定心夹紧结构是一种利用定位夹紧元件等速移动或弹性变形来保证工件准确定心或对中的装置.使工件的定位和夹紧过程同时完成,而定位元件与夹紧元件合二为一。