第五章 典型机床夹具设计解析

3）夹具的结构还应便于工件的安装、测量和切屑的顺利 排出或清理。
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第二节 铣床夹具
铣床夹具主要用于加工零件上的平面、凹槽、键槽、花 键、缺口及各种成形面。
铣削加工时，夹具通常随工作台一起作进给运动。
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卧式铣床
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立式铣床
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龙门铣床
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1、主要类型
（1）直线进给式 （2）圆周进给式 （3）靠模式
（1） 圆出工件成形面的准确外形。 （2）从工件的加工轮廓面或回转中心作均分的平行线或 辐射线。 （3）在平行线或辐射线上以铣刀半径r作与工件外形轮廓 相切的圆，得铣刀中心的运动轨迹。
（4）从铣刀中心沿各平行线或辐射线截取长度等于k的线 段，得到滚柱中心的运动轨迹，然后以滚柱半径R作圆弧， 再作这些圆弧的包络线，即得靠摸板的轮廓曲线。
靠模和滚柱的材料：T8A、T10A或20、20Cr渗碳淬硬至58～62HRC。 25
2、铣床夹具的设计要点
（1）定位元件和夹紧装置的设计要点
定位元件：除遵循一般的设计原则外，布置时应尽量 使主要支承面积大些。工件加工部位呈悬臂状态时， 应采用辅助支承。
夹紧装置：应保证足够的夹紧力，并具有良好的自锁性
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（1）直线进给式铣床夹具
这类夹具安装在铣床工作台上，加工中随工 作台一起作直线进给运动。按照在夹具上装夹工 件的数目，它可分为单件夹具和多件夹具。
多件夹具广泛用于成批生产或大量生产的中、 小零件加工。它可按先后加工，平行加工，或平 行—先后加工等方式设计铣床夹具，以节省切削 的基本时间或使切削的基本时间重合。
➢ 夹具体上各种装置的布置应紧凑，加工面尽可能靠近工
作台面，以降低夹具的重心，一般夹具的高宽之比应限制
在H／B≤1～1.25范围内。
➢ 夹具体应具有足够的刚度和强度，必要时设置加强肋。
➢ 夹具体上应合理地设置耳座，以便与工作台连接。
➢ 夹具体应具有足够的排屑空间，并注意切屑的流向，使
清理切屑方便。
➢ 对于重型铣床夹具，在夹具体上应设置吊装孔或吊环，
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夹具体 定位键
定位键 28
定位键（GB/T2206-91）
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夹具位置的找正
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（2）对刀装置
➢ 对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定夹 具和刀具的相对位置。 ➢ 对刀装置的结构形式取决于加工表面的形状。
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标准对刀块
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图6-34 对刀装置
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标准对刀塞尺
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（3）夹具体的设计
第二篇
机床夹具设计
主讲：陶福春
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第五章 典型机床夹具设计
第一节 钻床夹具 第二节 镗床夹具 第三节 铣床夹具 第四节 车床夹具
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第一节 车床夹具
车床主要用于加工零件的内外圆柱面、圆 锥面、螺纹以及端平面等。上述表面都是围绕 机床主轴的旋转轴线而成形的，因此车床夹具 一般都安装在车床主轴上，加工时夹具随机床 主轴一起旋转，切削刀具作进给运动。
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（3）花盘式车床夹具
1、3、4－定位套；2－定位销
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2、车床夹具设计要点
（1）夹具与机床的连接方式
由于加工中车床夹具随车床主轴一起回转，夹 具与主轴的连接精度直接影响夹具的回转精度，故 要求车床夹具与主轴二者轴线有较高的同轴度，且 要连接可靠。根据夹具径向尺寸的大小，夹具在机 床主轴上的安装连接一般有两种方式 ：
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（3）夹紧装置的设计要点
➢ 夹紧机构必须产生足够的夹紧力，自锁性 能要良好。优先采用螺旋夹紧机构。 ➢ 对于角铁式夹具，还应注意施力方式，防 止引起夹具变形。
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（4）车床夹具的平衡及结构要求
对角铁式、花盘式等结构不对称的车床夹具：
1）设计时应采用平衡装置以减少由离心力产生的振动及 主轴轴承的磨损； 2）夹具结构应力求简单紧凑，轻便且安全，悬伸长度尽 量小，使重心靠近主轴前支承。
（3）靠模铣床夹具
带有靠模装置的铣床夹具，用于专用或通用 铣床上加工各种成形面。靠模夹具的作用是使主 进给运动和由靠模获得的辅助运动合成加工所得 需的仿形运动。
按照主进给运动的运动方式，靠模铣床夹具 可分为直线进给和圆周进给两种。
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（a）直线进给
（b）圆周进给
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靠模铣床夹具
靠模板轮廓曲线的绘制过程
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1、主要类型
（1）心轴类 （2）角铁式 （3）花盘式
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（1）心轴类车床夹具
心轴类车床夹具多用于工件以内孔作 为定位基准，加工外圆柱面的情况。常见 的车床心轴有圆柱心轴、弹簧心轴、顶尖 式心轴等。
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工件
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弹簧心轴
（2）角铁式车床夹具
1－削边销；2－圆柱销；3－过渡盘；4－夹具体；
5－定程基面；6－导向套；7－平衡块；8－压板；9－工件
能，以防止夹紧机构因振动而松夹。施力的方向和作用
点要恰当，并尽量靠近加工表面，必要时设置辅助夹紧
机构，以提高夹紧刚度。
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（2）特殊元件设计
1）定位键 ➢ 定位键安装在夹具底面的纵向槽中，一般
使用两个，用开槽圆柱头螺钉固定。 ➢ 定位键有矩形和圆形两种，常用定位键的断 面为矩形。 ➢ 对于位置精度要求高的夹具，常不设置定位 键，而用找正的方法安装夹具。
以便于搬运。
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图6-35 夹具体和耳座
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第三节 钻床夹具
（1）固定式钻模
1、主要类型
（2）回转式钻模 （3）翻转式钻模
（4）盖板式钻模
（5）滑柱式钻模
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（1）固定式钻模
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1－夹具体；2－支承板；3－削边销；4－圆柱销；5－快夹螺母；6－快换钻套
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直线进给式铣床夹具
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（2）圆周进给式铣床夹具
圆周进给式铣床夹具一般在有回转工作台的 专用铣床上使用。在通用铣床上使用时，应进行 改装，增加一个回转工作台。
这种夹具结构紧凑，操作方便，在不停车的 情况下装卸工件，机动时间与辅助时间重叠，是 高效铣床夹具，使用于大批量生产。
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图6-30 圆周进给式铣床夹具
➢ 夹具通过主轴锥孔与主轴连接
➢ 夹具通过过渡盘与机床主轴连接 9
车床夹具与机床主轴的连接
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（2）定位元件的设计要点
加工回转面时，定位元件的结构和布置必须保证 工件被加工面的轴线与车床主轴的旋转轴线重合。
➢ 对于同轴的轴套类和盘类工件，要求夹具定位元件工 作表面的中心轴线与夹具的回转轴线重合，同轴度误差应 控制在0.01mm之内； ➢ 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，则应 以夹具轴线为基准确定定位元件工作表面的位置。