专用夹具设计

⑴在夹具总图上所标注的五类尺寸为：
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⑵在夹具总图上所标注的技术条件为：
①定位销4和档销20的位置尺寸及公差 23mm 0.03mm
1、3mm 0.03mm ；定位平面与夹具体底面的平行度公差
为0.05mm。 ②对刀块的侧对刀面相对于两定向键18侧面的平行度公差为 0.05mm等。 夹具总图绘制完毕后，还应在夹具设计说明书中，就夹具
式，进行定位误差的计算，标注合适的尺寸、公 差和技术要求，确保夹具能满足工件的加工精度 要求。 2.提高生产率、降低成本、提高经济性
应根据工件生产批量的大小设计不同复杂程度 的高效夹具，以缩短辅助时间提高生产效率。
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机床专用夹具设计的基本要求
3. 操作方便、省力和安全 专用夹具的操作应简便、省力、安全可靠，
靠其上斜槽的作用使压板向外 张开。夹紧机构的工作原理如图 3-5所示。
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图3-6 接头零件铣槽夹具总图 1-钩20形20压-3板-16；2-支座；3-对刀块；4-定位销；5-连接轴；6-螺母；7-气缸；8-螺钉；9-轴销；10-小轴；1111-箱体
12-浮动支轴；13-滑块；14-斜块；15-紧定螺钉；16-底座；17-螺钉；18-定向键；19-定位销；20-档销
为将气缸水平方向的夹紧力 转化为垂直方向，可利用气缸活 塞杆推动一滑块，滑块上开出斜 面槽，在滑块上斜槽的作用下， 使两钩形压板同时向下压紧工件。 为缩短工作行程，斜槽做成两个 升角，前端的大升角用于加大夹 紧空行程，后端的小升角用于夹 紧工件。为便于装卸工件，在钩 形压板上开有斜槽。当压板向上 运动松开工件时，
排屑应方便，必要时应有安全保护装置。 4.便于排屑 5. 结构工艺性要好
专用夹具的结构应简单、合理，便于加工、装 配、检验和维修。
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夹具设计的过程
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夹具设计的一般步骤
合理、有效的夹具设计步骤会对夹具的设 计质量及使用性能影响很大,同时也对机械零件 的加工效率起到事半功倍的作用，因此，夹具 的设计步骤非常关键。
③为了便于缩短工作行程，斜槽做成两个升
角，前端的大升角用于加大夹紧空行程，后端的小
升角用于夹紧工件。
④为便于装卸工件，在钩形压板上开有斜槽。
当压板向上运动松开工件时，靠其上斜槽的作用使
压板向外张开。
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该套夹具具有如下结构特点
⑤定位销4外圆柱表面与接头零件的内孔以任意边
相接触，能够保证所铣削加工的槽面相对于孔的对称
②收集所用机床、刀具、辅助工具、检验量具的 有关资料，了解它们主要的技术参数、性能特点以 及与所设计夹具有关的技术规格和性能资料。
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⑴ 明确设计任务，准备有关资料
③了解工具车间(或工段)的技术水平、工作条件 以及国内外制造和使用同类夹具的资料和经验，并 广泛征求有关人员的意见和建议，尽可能避免脱离 实际，并有所创新。
④准备夹具零部件标准(国标、部标、厂标)、典 型夹具结构图册、设计指导资料等。
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夹具（工艺装备）设计任务书
产品件号 工具号
工具名称 使用工序 使用机床 定位基面及工艺公差： 工艺要求及示意图：
装夹件数 合用件号 参考型式 制造套数 完工日期 加工部位：
工艺员
产品工艺员
工艺组长
年月日
10H 7 轴心线垂直，公差
亦为0.1mm。
⑵零件的加工 工艺过程安排
在加工两内侧面之前，除孔 10H 7 尚未
进行加工之外，其余各面均已加工达到
图纸要求。
⑶刀具和机床 ⑷夹具形式
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两内侧面的加工采用三面刃铣刀在卧 式铣床上进行加工。
夹具可采用固定式的
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卧式万能铣床
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⑶ 进行必要的分析计算
工件加工精度较高时，应进行加工误差分析； 有气压、液压等机械传动装置的夹具，需计算夹 紧力； 当有几种夹具设计方案时，可进行技术经济分析， 选择效益较高的方案。
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⑷ 绘制夹具装配总图
总图的比例一般取1:1，但若工件过大或过小， 可按制图比例缩小或放大；
它不影响夹具各元件的绘制。
③此后，围绕工件的几个视图依次绘出：定位元
件、对刀或导向元件，夹紧机构，力源装置等的具
体结构，绘制夹具体及连接件。
④标注有关尺寸、公差，形位公差和其它技术要
求。
⑤零件编号，编写标题栏和零件明细表。
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⑸ 绘制非标准零件的工作图 夹具中的非标准零件都需绘制零件图。在确定
夹具总图应有良好的直观性。
总图的绘制顺序如下 ①先用双点画线(或红色细实线)画出工件的外 形轮廓和主要表面。主要表面指定位基准面、夹 紧表面和被加工表面。被加工面上的加工余量可 用网纹线(或粗线)表示。
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⑷ 绘制夹具装配总图
总图的绘制顺序如下
②总图上的工件，是一个假想的透明体．因此，
这 零件的尺寸公差或技术条件时，应注意使其满 足夹具总图的要求。
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夹具总图上应标注的尺寸和公差
（1）最大轮廓尺寸(SL)
1一盘；2一套； 3一定位心轴； 4一开口垫圈； 5一夹紧螺母； 6一固定钻套； 7一螺钉； 8一垫圈； 9一锁紧螺母； 10一防转销；
11一调整垫圈
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的使用、维护注意事项给予简要说明。
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该套夹具具有如下结构特点
①夹具体即箱体11采用整体铸件结构，刚性 较好。
②定位销4和档销20均安装在支座2上，通过 支座2上的孔与底座16底面的垂直度来保证定位销 4与底座16底面的垂直度；同样通过支座2上的平 面来保证该面与底座的下平面平行。
该零件上尺寸为 28H11
的槽口时所使用 的夹具。
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o
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图3-1 接头零件图 4
尺寸
⑴槽
口两
表面 质量
侧面
的要
求是
形位
误差
保持宽度28H11，深度 40mm
表面粗糙度侧面为 Ra 3.2um， 底面为 Ra 6.3um
两侧面相对于孔 20H 7 的
轴心线对称，公差为0.1mm； 两侧面相对于孔
度要求。
⑥档销20的使用保证了槽口与已加工表面相垂直。
⑦夹紧时，通过气缸活塞的运动，带动斜块14的
左右运动，进而带动钩形压板1松开或夹紧工件，其工
作可靠。 ⑧该套铣床夹具的定向键18通过螺钉17固联在了
底座16上，同时定向键18又和铣床的T形槽相配合，
保证了槽口与三面刃铣刀的相对位置关系。
该套夹具对工件定位考虑合理，且采用斜楔夹紧机构使工 件既定位又夹紧。简化了夹具结构，适用于批量生产。
图 型材夹具体钻模
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（2) 影响定位精度的尺寸和公差(SD)
图 车床夹具尺寸标注示意图
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⑶ 影响对刀精度的尺寸和公差(ST)
它们主要
指刀具与
对刀或导
向元件之
间的尺寸、
公差，如
图中标注
的钻套导
向孔的尺
寸φ5F7。
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图 型材夹具体钻模
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⑷影响夹具在机床上安装精度的尺寸和公差(SA)
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⑵ 构思夹具结构方案，绘制结构草图
⑥草绘结构总图，协调各元件、装置的布局。确 定夹具体的总体结构和尺寸。
绘制时，先要绘出一些准备性的草图，如：主要 部分或重要部分的结构详图，各元件的形状和尺寸， 元件间的连接方式，标注必要的尺寸、公差配合并提 出技术要求；
确定视图的数量，剖面位置以及布图方式；
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年月日 年月日
年月 日
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⑵ 构思夹具结构方案，绘制结构草图
①工件的定位方案 确定其定位方法和定位件。 ②刀具的对刀或导引方案 确定对刀装置或刀具 导引件的结构形式和布局(导引方式)。 ③对工件的夹紧方案 确定其夹紧方法和夹紧装 置。 ④变更工位的方案 决定是否采用分度装置，若 采用分度装置时，要选定其结构形式。 ⑤夹具在机床上的安装方式以及夹具体的结构形 式。
工过的两外侧面互成 90 ，因
此工件定位时还必须考虑限制
绕孔 20H 7 轴心线的旋转自
由度
Z
共限制六个自由度，工件得到X、完X全ˆ、定Y位、：Yˆ、Z、Zˆ
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图3-2
20H 7
接头零件的定位
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40
工件的安装分定位和夹紧两个部分
√ ×
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a) 图3-3
b) 接头零件的夹紧方案
三面刃铣刀
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卧式万能铣床
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工件的安装分定位和夹紧两个部分 ⑴定位基准的选择 首先应考虑加工要求
主要应满足加工面与孔 20H 7轴心线的对称度0.10mm要求
基准重合原则
保证尺寸40mm 零件工作性能
20H 限制
7X、轴心Y、线为X、第 Y一 定位基准
应限制自由度 Z
需要加工的两内侧面应与已加
图 车床夹具尺寸标注示意图
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⑸影响夹具精度的尺寸和公差(SJ)
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图 型材夹具体钻模
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⑹ 其他重要尺寸和公差
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图 型材夹具体钻模
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夹具设计的一般步骤 ⑴ 明确设计任务，准备有关资料 ⑵ 构思夹具结构方案，绘制结构草图 ⑶ 进行必要的分析计算 ⑷ 绘制夹具装配总图 ⑸ 绘制非标准零件的工作图
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⑴ 明确设计任务，准备有关资料
①根据设计任务书，明确本工序的加工技术要求 和任务，熟悉工艺规程、零件图、毛坯图和有关的 装配图；了解定位基准的状况、工件的结构特点、 材料性能、本工序的加工余量及切削用量、生产规 模、生产周期以及前后工序的情况等。
图3-4 接头零件的夹紧方案
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工件的安装分定位和夹紧两个部分
⑴定位基准的选择 首先应考虑加工要求
图3-5 夹紧机构的工作原理图 1-气缸体；2-活塞杆；3-浮动支轴；4-定位元件 5-工件；6-钩形压板；7-滑块；8-箱体；9-底座
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工件生产批量较大，为提高 生产效率，减轻工人的劳动强度， 宜采用气动夹紧即以压缩空气为 动力源。
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任务2 夹具设计的基本要求和步骤
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能力目标
能根据加工要求进行夹具的规范设计
知识目标
1、掌握夹具设计的基本要求。 2、夹具设计的一般步骤。
思想目标
具体问题 具体分析
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机床专用夹具设计的基本要求
1.保证工件的加工精度 确定夹具定位方案、夹紧方案、刀具的导向方
专用夹具的设计
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任务1
夹具总体结构设计 及夹具的规范设计
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能力目标
能根据加工要求进行夹具的规范设计
知识目标
夹具设计的一般步骤。
思想目标
具体问题 具体分析
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图3-1为 CA6l40车床上的
28H1 1
接头零件图。该 零件系成批生产， 材料为45钢，毛 坯采用模锻件。 现要求设计加工