第二章24 机床夹具之夹具设计
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用一个定位销与叶轮上的孔 相配合,以此消除X,Y的平动 自由度。
定位方法：
圆柱孔定位和平面定位
对刀方案
对刀块的选用
加工槽的铣刀需要两个方向 对刀，故采用直角对刀块。
配合1mm的塞尺使用（1h8）
第三步，绘制夹具总装配图 ➢ 选择视图关系，绘制夹具总装配图。
通常主视图尽可能选取与操作者对着的位置，以利于装配、检查。 用双点划线绘制出被加工零件的轮廓及加工、定位、夹紧表面，用网纹 线绘制出加工余量；夹紧机构应处在夹紧位置。 ➢ 标注总装配图上的尺寸和技术要求。如外形轮廓尺寸、可动部分的 极限位置尺寸、配合尺寸、相关尺寸、特性尺寸、联系尺寸等。
2020/8/7
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定位方案的确定
确定要限制的自由度
根据加工工序的尺寸,形状和位置精度要求，工件 定位时需限制五个方向的自由度: 沿X,Y,Z方向的 水平运动以及绕X,Y轴向转动。
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Z X
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确定定位方案：
将加工过的叶轮底面放置在 一个圆形定位盘上,以大平面 定位,消除X,Y方向的转动自 由度和Z方向的平动自由度。
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1、夹具设计的基本要求
能稳定保证工件的加工精度； 能提高劳动生产率,降低工件的制造成本； 结构简单,操作方便,安全和省力； 便于排屑； 有良好的结构工艺性,便于夹具的制造、装配、
检验、调整和维修。
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2、夹具设计的步骤
第一步， 明确设计要求，收集有关资料 ➢ 熟悉加工零件图，毛坯图和工艺规程等文件；掌握本工序的加工
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铣床夹具的主要类型
直线进给铣床夹具
可加工平面、直角面和各种槽等。
圆周进给的铣床夹具
配合采用气动或液压等高效夹紧装置，生产率高， 可加工平面，适用于大批量生产。
靠模仿形铣床夹具
机床工作台的主进给运动和由靠模获得的辅助运动形 成的仿形运动，采用靠模夹具可在一般万能铣床上加工出 所需的成形面。
夹具的重心应尽量低，高度与宽度之比应不大于11.25；
要有足够的排屑空间。切屑和冷却液能顺利排除，必 要时可设计排屑孔。
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铣床夹具的设计特点和要求
为了调整和确定夹具相对于机床的位置及工件相 对于刀具的位置，铣床夹具应设置定位键和对刀装置：
定位键与工作台T型槽可用单面贴合，当定位精度要求高或是重 型夹具，可在夹具体的侧面设置一个找正基面； 小型夹具可只用一个长的矩形键； 两定位键的距离应尽量远一些； 加工没有相对位置要求的平面时，不需设置定位键，但若铣削扭 矩较大时，设置定位键可减轻夹紧螺栓的负荷； 对刀装置应设计在便于对刀的位置，并应在工件的切入一端。
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铣轴端槽的夹具
机床夹具
铣床夹具的设计特点和要求
由于铣削过程不是连续切削，极易产生铣削振 动。铣削的加工余量一般较大，铣削力也较大，且方 向是变化的，因此设计时要注意：
夹具要有足够的刚度和强度；
夹具要有足够的夹紧力，夹紧装置自锁性要好
夹紧力应作用在工件刚度较大的部位上，且作用点和 施力方向要恰当；
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连接元件
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对刀装置
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铣床夹具设计Leabharlann Baidu例
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研究原始资料,明确设计任务
工件为一水泵叶轮，要求设计一副铣床夹具,用在卧 式铣床上加工两条互成90°的十字槽，如图所示：
相关尺寸是指在夹具上的对刀元件与定位元件之间的联系尺寸；对 刀元件与对刀元件之间的联系尺寸；定位元件与定位元件之间的联系尺 寸等。
特性尺寸是夹具设计中用来保证夹具的某项功能的尺寸，如偏心 夹紧机构的偏心距、楔块的自锁升角、削边销的销边尺寸等。
联系尺寸是夹具与机床之间的联系尺寸，如夹具与车床主轴连接 的定位面尺寸、与铣床T形槽连接的定向键尺寸等。
标注有关的尺寸、公差和技术要求。
4) 绘制夹具零件图
夹具总装配图中的非标准零件均要绘制零件图, 并按夹 具总装配图的要求,确定各零件的尺寸、公差及技术要求。
11th
3、机床夹具设计实例
铣床夹具 钻床夹具
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(1) 铣床夹具设计
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§2-3 机床夹具
一、夹具概述 二、基准及其分类 三、工件在夹具中的定位 四、常见的定位方式及定位元件 五、定位误差分析 六、工件在夹具中的夹紧 七、夹具设计
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七、夹具设计
1、夹具设计的基本要求 2、夹具设计的步骤 3、夹具设计实例
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技术要求。 ➢ 了解所用机床、刀具、辅助工具、检验量具的有关情况； ➢ 了解生产批量。 ➢ 掌握有关零部件标准（国标、部标、厂标），典型夹具图册等。 ➢ 了解有关本企业制造、使用夹具情况，了解本厂制造夹具的能力
与经验等。
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第二步，确定夹具结构方案，绘制结构草图
第四步，编写零件序号和标准件的明细表 第五步，绘制夹具零件图 主要是绘制夹具上专用零件的工作图。在确定这些零件的尺寸、公 差或技术要求时，要符合夹具总图的要求。
3) 绘制夹具总装配图
总装配图视图的选择，主视图应选面对操作者的工作 位置。
绘制总装配图的顺序，先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 上；视工件为透明体，再绘出定位、对刀引导、夹紧 元件及其它元件或装置;最后绘出夹具体，并填写明细 表及标题栏。
(1) 确定工件的定位方案，计算定位误差，确定定位装置； (2) 确定工件的夹紧方案，计算夹紧力，确定夹紧机构形式； (3) 确定夹具其它组成部分（如对刀装置、分度装置等）的结构方案； (4) 绘制草图。 确定夹具结构方案的过程中，应注意夹具的精度和经济性。
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定位方法：
圆柱孔定位和平面定位
对刀方案
对刀块的选用
加工槽的铣刀需要两个方向 对刀，故采用直角对刀块。
配合1mm的塞尺使用（1h8）
第三步，绘制夹具总装配图 ➢ 选择视图关系，绘制夹具总装配图。
通常主视图尽可能选取与操作者对着的位置，以利于装配、检查。 用双点划线绘制出被加工零件的轮廓及加工、定位、夹紧表面，用网纹 线绘制出加工余量；夹紧机构应处在夹紧位置。 ➢ 标注总装配图上的尺寸和技术要求。如外形轮廓尺寸、可动部分的 极限位置尺寸、配合尺寸、相关尺寸、特性尺寸、联系尺寸等。
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定位方案的确定
确定要限制的自由度
根据加工工序的尺寸,形状和位置精度要求，工件 定位时需限制五个方向的自由度: 沿X,Y,Z方向的 水平运动以及绕X,Y轴向转动。
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Z X
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确定定位方案：
将加工过的叶轮底面放置在 一个圆形定位盘上,以大平面 定位,消除X,Y方向的转动自 由度和Z方向的平动自由度。
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1、夹具设计的基本要求
能稳定保证工件的加工精度； 能提高劳动生产率,降低工件的制造成本； 结构简单,操作方便,安全和省力； 便于排屑； 有良好的结构工艺性,便于夹具的制造、装配、
检验、调整和维修。
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2、夹具设计的步骤
第一步， 明确设计要求，收集有关资料 ➢ 熟悉加工零件图，毛坯图和工艺规程等文件；掌握本工序的加工
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铣床夹具的主要类型
直线进给铣床夹具
可加工平面、直角面和各种槽等。
圆周进给的铣床夹具
配合采用气动或液压等高效夹紧装置，生产率高， 可加工平面，适用于大批量生产。
靠模仿形铣床夹具
机床工作台的主进给运动和由靠模获得的辅助运动形 成的仿形运动，采用靠模夹具可在一般万能铣床上加工出 所需的成形面。
夹具的重心应尽量低，高度与宽度之比应不大于11.25；
要有足够的排屑空间。切屑和冷却液能顺利排除，必 要时可设计排屑孔。
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铣床夹具的设计特点和要求
为了调整和确定夹具相对于机床的位置及工件相 对于刀具的位置，铣床夹具应设置定位键和对刀装置：
定位键与工作台T型槽可用单面贴合，当定位精度要求高或是重 型夹具，可在夹具体的侧面设置一个找正基面； 小型夹具可只用一个长的矩形键； 两定位键的距离应尽量远一些； 加工没有相对位置要求的平面时，不需设置定位键，但若铣削扭 矩较大时，设置定位键可减轻夹紧螺栓的负荷； 对刀装置应设计在便于对刀的位置，并应在工件的切入一端。
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铣轴端槽的夹具
机床夹具
铣床夹具的设计特点和要求
由于铣削过程不是连续切削，极易产生铣削振 动。铣削的加工余量一般较大，铣削力也较大，且方 向是变化的，因此设计时要注意：
夹具要有足够的刚度和强度；
夹具要有足够的夹紧力，夹紧装置自锁性要好
夹紧力应作用在工件刚度较大的部位上，且作用点和 施力方向要恰当；
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连接元件
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对刀装置
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17/56
铣床夹具设计Leabharlann Baidu例
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研究原始资料,明确设计任务
工件为一水泵叶轮，要求设计一副铣床夹具,用在卧 式铣床上加工两条互成90°的十字槽，如图所示：
相关尺寸是指在夹具上的对刀元件与定位元件之间的联系尺寸；对 刀元件与对刀元件之间的联系尺寸；定位元件与定位元件之间的联系尺 寸等。
特性尺寸是夹具设计中用来保证夹具的某项功能的尺寸，如偏心 夹紧机构的偏心距、楔块的自锁升角、削边销的销边尺寸等。
联系尺寸是夹具与机床之间的联系尺寸，如夹具与车床主轴连接 的定位面尺寸、与铣床T形槽连接的定向键尺寸等。
标注有关的尺寸、公差和技术要求。
4) 绘制夹具零件图
夹具总装配图中的非标准零件均要绘制零件图, 并按夹 具总装配图的要求,确定各零件的尺寸、公差及技术要求。
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3、机床夹具设计实例
铣床夹具 钻床夹具
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(1) 铣床夹具设计
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§2-3 机床夹具
一、夹具概述 二、基准及其分类 三、工件在夹具中的定位 四、常见的定位方式及定位元件 五、定位误差分析 六、工件在夹具中的夹紧 七、夹具设计
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七、夹具设计
1、夹具设计的基本要求 2、夹具设计的步骤 3、夹具设计实例
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技术要求。 ➢ 了解所用机床、刀具、辅助工具、检验量具的有关情况； ➢ 了解生产批量。 ➢ 掌握有关零部件标准（国标、部标、厂标），典型夹具图册等。 ➢ 了解有关本企业制造、使用夹具情况，了解本厂制造夹具的能力
与经验等。
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第二步，确定夹具结构方案，绘制结构草图
第四步，编写零件序号和标准件的明细表 第五步，绘制夹具零件图 主要是绘制夹具上专用零件的工作图。在确定这些零件的尺寸、公 差或技术要求时，要符合夹具总图的要求。
3) 绘制夹具总装配图
总装配图视图的选择，主视图应选面对操作者的工作 位置。
绘制总装配图的顺序，先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 上；视工件为透明体，再绘出定位、对刀引导、夹紧 元件及其它元件或装置;最后绘出夹具体，并填写明细 表及标题栏。
(1) 确定工件的定位方案，计算定位误差，确定定位装置； (2) 确定工件的夹紧方案，计算夹紧力，确定夹紧机构形式； (3) 确定夹具其它组成部分（如对刀装置、分度装置等）的结构方案； (4) 绘制草图。 确定夹具结构方案的过程中，应注意夹具的精度和经济性。
2020/8/7
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