1、$5 機床夾具設計方法機床夾具設計方法機床夾具的設計方法 夾具的基本要求能穩定保證工件的加工精度;能提高機械加工的勞動生產率,降低工件的制造成本;經濟性好：結構簡單,操作方便,安全和省力;使用性好：便于排屑;工藝性好：有良好的結構工藝性,便于夾具的制造、裝備、檢驗、調整和維修. 設計時應在保證加工精度的前提下設計時應在保證加工精度的前提下,綜合考慮生產率、綜合考慮生產率、經濟性和勞動條件等項因素經濟性和勞動條件等項因素.機床夾具的設計方法 夾具的設計步驟1.1.研究原始資料研究原始資料, ,明確設計任務明確設計任務2.2.確定夾具的結構方案確定夾具的結構方案, ,繪制結構草圖繪制結構草圖確定工

2、件的定位方案、夾緊方案確定工件的定位方案、夾緊方案確定其他元件或裝置的結構型式確定其他元件或裝置的結構型式,如導向、如導向、分度裝置等分度裝置等合理布置各元件或裝置合理布置各元件或裝置,確定夾具的總體結確定夾具的總體結構，繪草圖構，繪草圖3.3.進行必要計算。進行必要計算。4.4.審查方案，改進設計。審查方案，改進設計。5 5繪制夾具總裝配圖繪制夾具總裝配圖總裝配圖的比例應盡量采用總裝配圖的比例應盡量采用1:1的比例的比例總裝配圖視圖的選擇，總裝配圖視圖的選擇，主視圖應選面對操作者的工主視圖應選面對操作者的工作位置作位置繪制總裝配圖的順序，繪制總裝配圖的順序，先先用雙點劃線將工件的外形用雙點劃

3、線將工件的外形輪廓、定位基面、夾緊表面及加工表面繪制在各個輪廓、定位基面、夾緊表面及加工表面繪制在各個視圖上視圖上;視工件為透明體，視工件為透明體，再再繪出定位、對刀引導、繪出定位、對刀引導、夾緊元件及其它元件或裝置夾緊元件及其它元件或裝置;其次其次，標注有關的尺寸、，標注有關的尺寸、公差和技術要求；公差和技術要求；最后最后繪出夾具體，并填寫明細表繪出夾具體，并填寫明細表及標題欄及標題欄.6.6.繪制夾具零件圖繪制夾具零件圖夾具總裝配圖中的非標準零件均要繪制零件圖夾具總裝配圖中的非標準零件均要繪制零件圖, 并并按夾具總裝配圖的要求按夾具總裝配圖的要求,確定各零件的尺寸、公差及確定各零件的尺寸、

4、公差及技術要求技術要求.夾具總圖上的尺寸和公差最大輪廓尺寸影響定位精度的尺寸和公差影響對刀精度的尺寸和公差影響對刀精度的尺寸和公差影響夾具制造精度的尺寸和公差其他重要尺寸和公差夾具總圖上的技術要求四類技術要求四類技術要求：包括定位元件之間的定位要求、定位元件與連接元件和（或）夾具體底面的相互位置要求、導引元件和和（或）夾具體底面的相互位置要求、導引元件與定位元件間的相互位置要求。夾具總圖上公差值的確定直接影響工件加工精度的夾具公差直接影響工件加工精度的夾具公差 夾具公差取工件公差的1/21/5，工件產量大，精度低時，取小值；反之取大值。與工件上未注公差的加工尺寸對應的夾具公差與工件上未注公差的

5、加工尺寸對應的夾具公差 工件的加工尺寸未注公差時，工件公差視為ITl41T12，夾具上的相應尺寸公差按IT11IT9標注；工件上的位置要求未注公差時，工件位置公差L視為911級，夾具上相應位置公差按7 9級標注；工件上加工角度末注公差時，工件公差視為土土30土10，夾具上相應角度公差標為土10土3。工件在夾具上加工的精度分析影響加工精度的因素影響加工精度的因素定位誤差對刀誤差安裝誤差夾具制造誤差加工方法誤差保證加工精度的條件保證加工精度的條件夾具的制造特點及其保證精度的方法夾具的制造特點夾具的制造特點單件生產，制造周期短，精度高，常采用修配法。保證夾具制造精度的方法保證夾具制造精度的方法在夾具

6、制造中常用調整法和修配法來保證精度 修配法：裝配時修去制定零件上預留的修配量達到裝配精度的方法調整法：用改變可調整零件的相對位置或選用合適的調整件已達到裝配精度的方法。（可動、固定）機床夾具設計實例分析鉆床夾具鏜床夾具銑床夾具車床夾具鉆床夾具設計 指導第一部分 鉆床夾具簡介鉆床夾具設計實例指導 鉆床夾具的主要類型鉆床夾具簡稱鉆模。鉆模借助其上的鉆套引導刀具和工件之間的相對位置，提高了加工精度和生產率，在成批大量生產中，已廣泛采用鉆模來進行加工。鉆床夾具設計實例指導 鉆床夾具的主要類型鉆模的結構形式很多，按工件的結構形狀，大小和鉆模的結構特點，鉆模可分為以下幾種：固定式鉆模這類鉆模多為大型鉆模，

7、一般在立鉆或搖臂鉆床上使用，加工工件上較大的孔或軸線相互平行（用搖臂鉆）的孔系，鉆模需要固定在機床工作臺。回轉式鉆模回轉式鉆模的結構形式按其轉軸的位置可分為立軸式，臥軸式和斜軸式三種。這類鉆模的引導元件鉆套，一般是固定不動的，為了實現工件在一次安裝中進行多工位加工的目的，鉆模一般采用回轉式分度裝置。當工件上的幾個被加工的孔，是軸線互相平行的軸向孔或是分布在圓柱面上的徑向孔時，使用回轉式鉆模是很方便的，即可保證加工精度，又可以提高生產效率。 鉆床夾具設計實例指導鉆床夾具的主要類型翻轉式鉆模 這類鉆模的特點就是整個工件和夾具可以一起翻轉，可以用來加工同方向的平行孔系，也可以用來加工不同方向的孔。這

8、類鉆模是一種小型夾具，在操作過程中，需要用人工進行翻動，為了減輕工人的勞動強度，這類鉆模的總質量最好不要超過10KG，對于稍大一些的工件用翻轉鉆模時，必須設計專門的托架。支柱式鉆模是這類鉆模的典型結構之一，他用于鉆同方向上的孔系。結構特點是用四個支腳來支撐鉆模。 鉆床夾具設計實例指導鉆床夾具的主要類型蓋板式鉆模 大中型工件上加工孔時，常用蓋板式鉆模。可將鉆套直接裝在鉆模板上，無須夾具體，因經常搬動，有時需要把手或吊耳。鉆床夾具設計實例指導鉆床夾具的主要類型滑柱式鉆模 滑柱式鉆模是一種標準化，規格化的通用鉆模。鉆模體可以通用于較大范圍的不同工件。設計時，只需根據不同的加工對象設計相應的定位。夾緊

9、元件。因此，可以簡化設計工作。另外，這種鉆模不需另行設計專門的夾緊裝置，夾緊工件方便，迅速，適用于不同類型的各種中小型零件的孔加工，生產中，尤其是大批量生產中應用較廣。 鉆床夾具設計實例指導鉆床夾具的主要類型移動式鉆模移動式鉆模用在立式鉆床上，先后鉆銷工件同一表面上的多個孔，屬于小型夾具。移動的方法有兩種：一種是自由移動，另一種是定向移動，用專門設計的軌道和定程機構來控制移動的方向和距離。固定式鉆模回轉式鉆模翻轉式鉆模鉆床夾具設計實例指導 鉆床夾具設計要點鉆模類型的選擇在設計鉆模時，首先需要根據工件的形狀、尺寸、重量和加工要求，并考慮生產批量、工廠工藝裝備的技術狀況等具體條件來選擇夾具的結構類

10、型。在選擇時，應注意以下幾點：加工孔徑大于10mm的中小型工件時，由于鉆削扭矩大，宜采用固定式鉆模。翻轉式和自由移動式鉆模適用于加工中小件，包括工件在內的總質量不宜10kg。否則，應采用具有回轉式或直線分度裝置的鉆模。當加工幾個不在同心圓周上的平行孔系時，如工件和夾具的總質量超過15kg，宜采用固定式鉆模在搖臂鉆床上加工。鉆床夾具設計實例指導 鉆床夾具設計要點對于孔的垂直度和孔距精度要求不高的中小型工件，宜優先采用滑柱鉆模，以縮短夾具的設計制造周期。如孔的垂直度公差小于0.1mm，孔距位置公差小于0.15mm時，如不采取特殊措施，一般不宜采用這類鉆模。若鉆模板和夾具體為焊接結構的鉆模，因焊接應

11、力 不能徹底消除，精度不能長期保持，故一般只在工件孔距公差要求不高（大于0.15mm）時才采用。當工件被加工孔與定位基準的孔距公差小于0.05mm時，以采用固定式鉆模和固定式側面進行加工。在大型工件上加工位于同一平面上的孔時，為簡化夾具結構，可采用蓋板式鉆模。鉆床夾具設計實例指導鉆床夾具設計要點 鉆套類型與設計鉆套又稱為導套，他的作用是確定刀具的位置和方向，即引導刀具進入正確的加工位置，并防止刀具在加工過程中發生偏斜，提高刀具的剛性，防止加工過程中的振動，從而保證工件的加工質量。由此可見，鉆套的選用和設計正確與否，直接影響工件的加工質量。 鉆床夾具設計實例指導鉆床夾具設計要點 鉆套的種類鉆套按

12、其結構和使用情況可分為：固定鉆套固定鉆套分為無肩鉆套和帶肩鉆套兩種形式。這種鉆套的外圓用H7/r6或H7/n6的過盈配合壓入鉆模板或夾具體的底孔內。 可換鉆套可換鉆套用H7/g5或H7/g6的間隙配合壓入襯套孔內，襯套外圓與鉆模板底孔的配合采用H7/n6或H7/r6的過盈配合。為了防止鉆套隨刀具轉動或被切削頂出，常用螺釘固緊。可換鉆套用于大批量生產中，由于鉆套外圓與襯套內孔采用間隙配合的關系，其加工精度不如固定式鉆套。 鉆床夾具設計實例指導鉆床夾具設計要點快換鉆套 快換鉆套更換迅速，只要將鉆套逆時針轉動一下，即可從鉆模板中取出。他與襯套的配合采用H7/g6或H6/g5的間隙配合。 適用于在一個

13、工序中使用幾種刀具（指鉆，擴，鉸）依次連續加工的情況。 特種鉆套當工件的結構形狀或工序加工條件均不允許采用上述幾種標準鉆套時，就應視具體情況設計各種形式的特種鉆套。 鉆床夾具設計實例指導鉆床夾具設計要點 鉆套的設計 鉆套設計主要指鉆套引導部分長度H的確定；鉆套底部與工件表面的距離s的確定；鉆套內徑的基本尺寸和公差的確定；鉆套孔中心線位置尺寸和公差的確定及鉆套材料和熱處理的選擇等。 鉆床夾具設計實例指導鉆床夾具設計要點 鉆套引導部分長度H 鉆套引導部分長度H由工件被加工孔的位置精度和深度，刀具的剛性和工件表面的形狀等因素決定。鉆套引導部分短，則引導性不好，降低引導精度；過長的話，則增加刀具與鉆套

14、之間的摩擦，加速刀具和鉆套的磨損，降低使用壽命。 鉆套底部至工件表面間的距離S 正確選擇鉆套底部至工件表面間的距離S，對保證加工質量和提高生產效率均有重要意義。鉆削鋼料時，如果s過小，帶狀切削不能及時排出，因而堵塞在工件與鉆套之間，當切削過多時，會將鉆套頂出，劃傷工件表面，甚至折斷鉆頭。但s過大的話，會使刀具的引偏量過大，降低加工精度。 鉆套內徑的基本尺寸和公差的確定鉆套的內徑與刀具間的配合間隙過大的話，直接影響工件上被加工孔的位置精度，間隙過小的話，又會加劇刀具與鉆套的磨損。因此，鉆套內徑的基本尺寸應等于所引導刀具的最大極限尺寸。鉆床夾具設計實例指導鉆床夾具設計要點 鉆模板的設計 用以安裝鉆

15、套的鉆模板，按其與夾具體的連用以安裝鉆套的鉆模板，按其與夾具體的連接方式的不同，可分為接方式的不同，可分為： 固定式鉆模板鉆模板與鉆模體作成一體；或將鉆模板固定在鉆模體上。因此，鉆模板上的鉆套相對與夾具體上的定位元件間的位置固定不變，從而使工件被加工孔的位置精度高。由于是固定式結構，對某些工件的裝卸將不夠方便。鉆床夾具設計實例指導鉆床夾具設計要點 可卸式（分離式）鉆模板 鉆模板與夾具體分開而成為一個獨立的部分，工件在夾具中每裝卸一次，鉆模板也跟著裝卸一次。當鉆模板上設有定位元件和引導元件時，能保證被加工孔的位置精度；如果定位元件和引導元件做在夾具體上，則加工精度較低。 鉸鏈式鉆模板 鉆模板用鉸

16、鏈裝在夾具體上，鉆模板可以繞鉸鏈軸翻轉。由于鉸鏈軸與孔間的配合間隙（一般采用H8/h7），所以他的精度不如固定式的鉆模板高。但裝卸工件方便。 鉆床夾具設計實例指導鉆床夾具設計要點 懸掛式鉆模板鉆模板通過刀導柱、彈簧與多軸傳動頭連接，懸掛在機床主軸上，并隨機床主軸往復運動。 設計鉆模板時應注意以下問題：設計鉆模板時應注意以下問題：鉆模板上安裝鉆套的孔精度（形狀、尺寸和位置精度），直接與加工尺寸有關，應合理規定。如孔中心距的公差一般取工件相應公差的1/51/3。鉆模板應具有足夠的剛度，以保證鉆套位置的準確性，但也要考慮減輕重量。在實際使用中。鉆模板的厚度往往根據鉆套高度確定，一般在1530mm之間

17、。如果鉆套較長，可將鉆模板局部加厚，加強鉆模板的周邊和設置加強筋，以提高鉆模板的剛性。第二部分 鉆床夾具設計實例分析鉆床夾具設計實例指導研究原始資料,明確設計任務加工零件：杠桿臂加工任務：加工杠桿臂上兩個相互垂直的10mm和13mm孔。（如圖所示）鉆床夾具設計實例指導定位方案的確定分析工件并確定定位方案根據零件的構造，最容易想到的是以22mm的孔為定位基準，這樣可以避免基準不重合誤差，同時可以限定可以限定四個自由度。再用一個螺母限定零件的上下竄動的自由度和用一個支撐釘限定零件沿22mm中心線轉動的自由度就可以實現完全定位。 鉆床夾具設計實例指導定位元件的選擇：定位銷：插入22mm的孔，用來限制

18、X,Y方向的移動和轉動，共四個自由度可調支承釘：限定Z方向的轉動 用一輔助支承來提高工件的安裝剛度和定位的穩定性定位方法：圓柱孔定位圓柱孔定位鉆床夾具設計實例指導鉆模板類型選擇根據工件和夾具體的結構，選用固定固定式鉆模板式鉆模板。固定式鉆模板雖然有時裝卸工件不便，但它結構簡單、制造方便、定位精度高。鉆床夾具設計實例指導鉆套的選擇由于孔10mm和13mm，一次鉆孔就可達到要求，因此采用固定式固定式鉆套鉆套。 10mm選無肩13mm選有肩鉆床夾具設計實例指導夾緊方案的確定根據零件的定位方案，采用鎖緊螺母和開口墊圈來實現快速鎖緊快速鎖緊夾緊機構夾緊機構，它與一個加工面位置靠近，增加了剛性，零件夾緊變

19、形也小，但對于另一個加工面較遠，為提高剛性，故采用輔助定位元件來固定，該設計采用了螺旋輔助支承。 裝配三維結構圖夾具體選用鑄造夾具體鉆床夾具設計實例指導夾具總裝配圖總裝配圖三維結構圖鉆床夾具設計實例指導工件加工精度分析定位誤差：綠色是杠桿臂移動到最大間隙時的位置。此時最大間隙為TD+Td+det,其中det為銷和孔之間的最小間隙因此它產生的定位誤差是以銷的中心為圓心，最大間隙為半徑的圓。那么它在X方向的定位誤差為 Dx=TD+Td+det =0.28+0.033+ (0.04-0) =0.353mm鉆床夾具設計實例指導工件加工精度分析在Y方向的角度定位誤差為Dy Dy=2arctg =2arc

20、tg(detMax/2L) =2arctg (TD+Td+det)/2L =2arctg(0.353/(2*78)=0.264mm 其中L為兩孔間距 工件加工精度分析對刀誤差T：鉆套導向孔尺寸為10F7和13F7；鉆頭尺寸為10-0.028和13 -0.036；對刀誤差為：T(0.028+0.036)mm=0.064mm安裝誤差A：A0鉆床夾具設計實例指導結束放映回到選擇頁面鏜床夾具設計指導第一部分 鏜床夾具簡介鏜床夾具設計實例指導鏜床夾具的設計原理和設計要點導向支架的布置 鏜模的導向支架在布置上有多種形式，可分為：單面前導向：導向支架在刀具前方，鏜桿與機床主軸剛性連接。單面后導向：導向支架在

21、刀具后方，鏜桿與機床主軸剛性連接。刀桿剛性好，加工精度高。單面雙導向：兩個導向支架布置在工件的一側，鏜桿與機床主軸浮動連接。鏜床夾具設計實例指導鏜床夾具的設計原理和設計要點雙面單導向：導向支架分別裝在工件的兩側，鏜桿與機床主軸浮動連接。雙面雙導向：適用于專用雙面鏜床，效率高，在大批量生產中應用廣泛。 中間導向：鏜桿長L鏜桿直徑d十倍時或者當鏜桿懸伸量較大或L10d ，應增加中間導向裝置。 在用單刃刀具鏜削同一軸線上相同直徑的幾個孔時，鏜模應設計有讓刀裝置鏜床夾具設計實例指導鏜床夾具的設計原理和設計要點鏜套設計 鏜套有多種類型，通常可分為固定式和回轉式鏜套。鏜床夾具設計實例指導鏜床夾具的設計原理

22、和設計要點底座的設計在設計底座時有兩點需注意：底座上應有找正基面，以便于夾具的制造和安裝，找正基面的平面度為0.05mm；底座上應設置供起吊用的吊環螺釘或起重螺栓。鏜床夾具的設計原理和設計要點鏜桿和浮動卡頭鏜桿設計主要根據所鏜孔的直徑D和道具截面尺寸BXB來確定鏜桿直徑。 鏜桿結構有整體式和鑲條式兩種。鏜床夾具設計實例指導結束放映回到選擇頁面銑床夾具設計 指導第一部分 銑床夾具簡介銑床夾具設計實例指導銑床夾具的主要類型 直線進給銑床夾具由于工作臺按直線進給方式運動，可加工平面、直角面和各種槽等。 圓周進給的銑床夾具銑床工作臺做連續的回轉運動，配合采用氣動或液壓等高效夾緊裝置，生產率高，可加工平

23、面，適用于大批量生產。直線進給銑床夾具圓周進給的銑床夾具銑床夾具設計實例指導銑床專用夾具的設計特點和要求 由于銑削過程不是連續切削，極易產生銑削振動。銑削的加工余量一般較大，銑削力也較大，且方向是變化的，因此設計時要注意：夾具要有足夠的剛度和強度；夾具要有足夠的夾緊力，夾緊裝置自鎖性要好夾緊力應作用在工件剛度較大的部位上，且作用點和施力方向要恰當；夾具的重心應盡量低，高度與寬度之比應不大于11.25；要有足夠的排屑空間。切削和冷卻液能順利排除，必要時可設計排屑孔。銑床夾具設計實例指導銑床專用夾具的設計特點和要求 為了調整和確定夾具相對于機床的位置及工件相對于刀具的位置，銑床夾具應設置定位鍵和對

24、刀裝置：定位鍵與工作臺T型槽可用單面貼合，當定位精度要求高或是重型夾具，可在夾具體的側面設置一個找正基面；小型夾具可只用一個長的矩形鍵；兩定位鍵的距離應盡量遠一些；加工沒有相對位置要求的平面時，不需設置定位鍵，但若銑削扭矩較大時，設置定位鍵可減輕夾緊螺栓的負荷；對刀裝置應設計在便于對刀的位置，并應在工件的切入一端。第二部分 銑床夾具設計實例分析銑床夾具設計實例指導研究原始資料,明確設計任務 工件為一水泵葉輪，要求設計一副銑床夾具,用在臥式銑床上加工兩條互成90的十字槽，如圖所示： 工件三維結構圖銑床夾具設計實例指導定位方案的確定 確定要限制的自由度根據加工工序的尺寸,形狀和位置精度要求，工件定

25、位時需完全限制六個方向的自由度: 沿X,Y,Z方向的水平運動以及軸向轉動。銑床夾具設計實例指導 確定定位方案：將加工過的葉輪底面放置在一個大的圓形定位盤上,以大平面定位,消除X,Y方向的轉動自由度和Z方向的移動自由度。用一個定位銷與葉輪上的孔相配合,以此消除X,Y的移動自由度。利用兩塊開槽的壓板從兩個方向卡住葉片,并將它們固定在定位盤上，這樣就消除了Z方向的轉動自由度. 定位方法：圓柱孔定位和平面定位圓柱孔定位和平面定位 銑床夾具設計實例指導對刀方案 對刀塊的選用加工槽的銑刀需要兩個方向對刀，故采用直角對刀塊直角對刀塊。配合1mm的塞尺使用（1h8） 對刀塊的位置如圖所示。銑床夾具設計實例指導

26、夾緊方案的確定 選用螺旋夾緊：工件以中心孔及底面在定位銷和定位盤的端面上定位,并使葉輪上的葉片與壓板頭部的缺口對中,旋轉螺母,通過杠桿使兩塊壓板同時夾緊工件。選用移動式彎曲壓板移動式彎曲壓板,它的優點是可以實現快速裝拆.銑床夾具設計實例指導分度機構的設計分度裝置的確定該工件選用一個立軸式回轉分立軸式回轉分度裝置度裝置,一般這樣的分度采用棘輪的比較普遍,但是由于該工件的定位夾緊機構尺寸較大,采用棘輪的化比較不方便,因此應改用分度盤加定位銷的分度方案,具體如下:設計一個分度盤,盤底有四段斜槽,分度盤與定位盤之間用螺釘固定在夾具體上開一沉頭孔,孔中放入銷套,銷套與定位銷配合,底部有彈簧.這樣,當分度

27、盤轉動時,銷始終在斜槽中運動.每轉過90,銷就在彈簧的作用上升至最高點,反靠夾緊.銑床夾具設計實例指導夾具體與定位鍵為保證夾具在工作臺上安裝穩定，應按照夾具體的高寬比不大于1.25的原則確定其寬度，并在兩端設置耳座，以便固定。定位鍵位置如圖所示。銑床夾具設計實例指導夾具總裝配圖總裝配圖三維結構圖 工程圖夾具裝配動畫銑床夾具設計實例指導工件加工精度分析 定位誤差D：由于本設計加工時,定位基準和加工基準都是中心軸,因此基準不重合誤差為零 所以定位誤差來自于基準位移誤差 對刀誤差T：對刀誤差等于塞尺厚度的公差 安裝誤差A:因加工尺寸在兩定位鍵之間，銑床夾具設計實例指導結束放映回到選擇頁面車床夾具設計 指導第一部分 車床夾具簡介車床夾具設計實例指導 車床夾具的主要類型車床夾具有兩種類型，一種是安裝在主軸上的夾具，另一種是安裝在車床拖板上或車身上的夾具。安裝在車床主軸上的夾具安裝在車床主軸上的夾具，這類夾具工作時隨主軸一起旋轉，刀具作進給運動。根據其結構的差異又可分為以下幾種：心軸類車床夾具以內孔為定位基準，外園需要加工的工件，多以心軸類車床夾具進行加工。車床夾具設計實例指導車床夾具的主要類型卡盤類車床夾具用卡盤類車床夾具加工的零件，大都是回轉體或對稱零件，因而卡盤類車床夾具的結構基本上是對稱的，