第9章 机床夹具设计

1、第第9章章 机床夹具设计机床夹具设计主要要求：主要要求： 掌握工件的定位原理、自由掌握工件的定位原理、自由度分析，定位误差的计算；度分析，定位误差的计算； 了解常见夹紧机构的特点了解常见夹紧机构的特点1 概述概述一、夹具的分类和作用l夹具预先在机床上已调整好位置夹具预先在机床上已调整好位置l工件在夹具中正确定位工件在夹具中正确定位 =工件对于机床占有正确位置工件对于机床占有正确位置l夹具上的对刀或引导装置夹具上的对刀或引导装置, ,保证工件加工面对于刀具的保证工件加工面对于刀具的正确位置正确位置 =工件对刀具占有正确位置工件对刀具占有正确位置直接保证的直接保证的工序尺寸工序尺寸图 钻床夹具1-

2、钻套；2-衬套；3-钻模板； 4-开垫圈；5-螺母；6-定位销：7夹具体 关于夹具装配图的两点说明：关于夹具装配图的两点说明：零件轮廓用双点划线画出零件轮廓用双点划线画出零件假想为透明的，不阻挡夹具图线零件假想为透明的，不阻挡夹具图线2. 2. 机床夹具的分类机床夹具的分类通用夹具通用夹具专用夹具专用夹具通用可调夹具和成组夹具通用可调夹具和成组夹具组合夹具组合夹具按夹具的应用按夹具的应用范围和特点分范围和特点分车床夹具车床夹具铣床夹具铣床夹具钻床夹具钻床夹具镗床夹具镗床夹具按所使用的按所使用的机床分机床分手动夹具手动夹具气动夹具气动夹具液压夹具液压夹具电动夹具电动夹具按产生夹紧力按产生夹紧力的

3、动力源分的动力源分3. 3. 夹具的作用夹具的作用二、夹具的组成二、夹具的组成.2 工件的定位工件的定位 定位的目的：使一批工件中的每一个都能在机床或夹具中占据同一正确位置。一、确定定位方案1、几个概念定位基准定位基准在机械加工中用作定位的基准。在机械加工中用作定位的基准。定位基面定位基面工件定位时，作为定位基准的点和线，工件定位时，作为定位基准的点和线，往往由某些具体表面体现出来，这种表面称为定往往由某些具体表面体现出来，这种表面称为定位基面。位基面。 自由度的概念所谓自由度，即空间位置的不确定性所谓自由度，即空间位置的不确定性一个位于空间自由状态的物体，对于空间一个位于空间自由状态的物体，

4、对于空间直角坐标系来说，具有六个自由度：三个直角坐标系来说，具有六个自由度：三个位移自由度和三个旋转自由度。位移自由度和三个旋转自由度。六点定位原理l通常，一个支承点限制工件的一个通常，一个支承点限制工件的一个自由度。自由度。l使用合理设置的六个支承点，与工使用合理设置的六个支承点，与工件的定位基准相接触，以限制工件件的定位基准相接触，以限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全被确定的方法，称为六点位置完全被确定的方法，称为六点定位法则。定位法则。2、需要限制的自由度、需要限制的自由度l加工工件上的某些表面时，可能并不需要全部限制其六个自由度，此时就要分析理

5、论上所应限制的自由度l在分析时注意：判断依据是工件在该运动方向的位置是否需要确定。根据加工要求分析理论上应限制哪些自由度根据加工要求分析理论上应限制哪些自由度1.在球形工件上铣削平面，保证距钻处的下母线的距离为H 2.图示工件铣削通槽 3 钻图示零件d孔3、定位方式、定位方式l完全定位：不重复地限制了工件的六个自由度的定位。不重复地限制了工件的六个自由度的定位。3、定位方式、定位方式l完全定位：不重复地限制了工件的六个自由度的定位。不重复地限制了工件的六个自由度的定位。l不完全定位：根据实际加工要求，并不需要限制工件根据实际加工要求，并不需要限制工件全部自由度的定位。全部自由度的定位。3、定位

6、方式、定位方式l完全定位：不重复地限制了工件的六个自由度的定位。不重复地限制了工件的六个自由度的定位。l不完全定位：根据实际加工要求，并不需要限制工件根据实际加工要求，并不需要限制工件全部自由度的定位。全部自由度的定位。l欠定位：定位点少于应消除的自由度、工件定位不足定位点少于应消除的自由度、工件定位不足的定位。的定位。固定顶尖活动顶尖3、定位方式、定位方式l完全定位：不重复地限制了工件的六个自由度的定位。不重复地限制了工件的六个自由度的定位。l不完全定位：根据实际加工要求，并不需要限制工件根据实际加工要求，并不需要限制工件全部自由度的定位。全部自由度的定位。l欠定位：定位点少于应消除的自由度

7、、工件定位不足定位点少于应消除的自由度、工件定位不足的定位。的定位。l过定位：工件同一个自由度分别被几个支承点重复限工件同一个自由度分别被几个支承点重复限制的定位。制的定位。二、 常见定位元件主要定位基面主要定位基面: :（一）、平面一）、平面（二）、内圆孔（二）、内圆孔（三）、内锥孔（三）、内锥孔（四）、外圆柱面（四）、外圆柱面组合表面定位组合表面定位（一）以平面定位时的定位元件（一）以平面定位时的定位元件 平面定位限制三个自由度，工件以平面为定平面定位限制三个自由度，工件以平面为定位基准定位时，常用支承钉和支承板作定位元件位基准定位时，常用支承钉和支承板作定位元件来实现定位。来实现定位。分

8、类分类主要支承主要支承辅助支承辅助支承固定支承：固定支承：支承钉支承钉、支承板、支承板可调支承可调支承自位支承自位支承 只限制一个自由度只限制一个自由度不限制自由度不限制自由度支承钉支承钉 平头支承钉：接触面积大，用于精基准。 球头支承钉：用于粗基准表面，使定位稳定齿纹头支承钉：增大磨擦系数,防止工件受力,用于毛坏面定位,常用于侧面定位。 一个支承钉限制一个自由度一个支承钉限制一个自由度支承板支承板 lA型：结构简单，便于制造，但不利于清除切屑，型：结构简单，便于制造，但不利于清除切屑，适用于侧面适用于侧面 lB型：易保证工作表面清洁型：易保证工作表面清洁,适用于底面定位。适用于底面定位。 一

9、个支承板限制二个自由度一个支承板限制二个自由度可调支承可调支承 l可调支承是指支承的高度可以进行调节。可调支承是指支承的高度可以进行调节。 两点式自位支承两点式自位支承l两点式自位支承与工件有两个支承点，可两点式自位支承与工件有两个支承点，可用于断续表面或阶梯表面用于断续表面或阶梯表面只限制一个自由度只限制一个自由度球面三点式球面三点式l球面三点式自位支承，球面三点式自位支承，当定位基面在两个方向当定位基面在两个方向上均不平或倾斜时，能上均不平或倾斜时，能实现三点接触。实现三点接触。只限制一个自由度只限制一个自由度辅助支承的类型辅助支承的类型 螺旋式辅助支承螺旋式辅助支承 螺旋式辅助支承结构简

10、螺旋式辅助支承结构简单，操作费时，效率低，单，操作费时，效率低，适用于小批生产。适用于小批生产。 不限制自由度不限制自由度自位式辅助支承自位式辅助支承 l 所谓自位，就是辅助所谓自位，就是辅助支承销与工件表面的接触，支承销与工件表面的接触，由弹簧的弹力来保证，弹由弹簧的弹力来保证，弹力的大小要能保证支承销力的大小要能保证支承销弹出且始终与工件接触，弹出且始终与工件接触，但又不能顶起工件而破坏但又不能顶起工件而破坏定位。定位。推引式辅助支承推引式辅助支承 l推引式辅助支承适用于工件较重、切削负荷较大的推引式辅助支承适用于工件较重、切削负荷较大的情况情况液压锁紧的辅助支承液压锁紧的辅助支承 l辅助

11、支承结构紧凑，辅助支承结构紧凑，操作方便，但必须有液操作方便，但必须有液压动力源才能使用压动力源才能使用l 辅助支承，不限制工辅助支承，不限制工件的自由度，严格来说，件的自由度，严格来说，辅助支承不能算是定位辅助支承不能算是定位元件元件（二）以圆柱孔定位的定位元件（二）以圆柱孔定位的定位元件l工件以圆柱孔定位应用较广。如各类套筒、盘类、杠杆、拨叉等。所采用的定位元件有圆柱销和各种心轴。 l基本特点是：定位孔与定位元件之间处于配合状态，并要求确保孔中心线与夹具规定的轴线相重合。孔定位还经常与平面定位联合使用。 常用定位元件常用定位元件1、圆柱销2、圆锥销4、圆柱心轴5、圆锥心轴3、菱形销固定式圆

12、柱销6、花键心轴工件上定位内孔较小时，常选定位销工件上定位内孔较小时，常选定位销在套类、盘类零件的车削、磨削和齿在套类、盘类零件的车削、磨削和齿轮加工中，大都选用心轴轮加工中，大都选用心轴1 1、固定式定位圆柱销固定式定位圆柱销固定式定位圆柱销限制二个自由度 。D310 D1018 D182 2圆锥销圆锥销l圆锥销限制了工件的三个自由度。l特点：定心性能好单个使用不稳成对组合使用 3、菱形销、菱形销 l菱形销：限制一个自由度，主要用于定位干涉（过定位）的情况。 4、(1)不带轴肩过盈配合心轴不带轴肩过盈配合心轴 l不带轴肩过盈配合心轴可同时加工外圆和两端面，限制四个自由度。l这种心轴会破坏工件

13、的内孔表面。 4、(2)带螺母间隙配合心轴带螺母间隙配合心轴 l带螺母间隙配合心轴：因有间隙,靠螺母压紧的摩擦力来抵抗切削力。工件装卸时不会损伤工件内孔表面,但定心精度较差 。5、小锥度心轴、小锥度心轴 l小锥度心轴定心精度高，装卸方便，不破坏内孔表面。常用锥度为1：10001：5000。工件靠心轴上的一段斜楔作用产生的磨擦力带动工件回转，不需另行夹紧，但因传递的扭矩较小，切削力不能太大。l适用于精加工，内孔精度不低于IT7级6、花键心轴、花键心轴 l用于有花键的工件。三、内锥孔定位三、内锥孔定位 l工件以圆锥孔作为定位基准面时，相应的定位元件为圆锥心轴，顶尖等。l圆锥面与圆锥面接触，要求锥孔

14、和圆锥心轴的锥度相同，接触良好，因此定心精度与角向定位精度均较高。 锥形心轴锥形心轴 l锥形心轴定位限制五个自由度 顶尖顶尖 l中心孔即为圆锥孔。中心孔与顶尖配合，即为锥孔与锥销配合。 l固定项尖限制3个自由度，活动顶尖限制2个自由度。 四、外圆柱面定位四、外圆柱面定位 l当工件对称度要求较高时，选用当工件对称度要求较高时，选用V形块形块l当工件定位圆柱面精度较高时，可选用定位当工件定位圆柱面精度较高时，可选用定位套或半圆套套或半圆套V V形块的结构形块的结构 lV形块又可分为固定式和活动式。lV形块上两斜面间的夹角，一般选用60、90和120，其中90应用最多。 1、应用最广泛的是、应用最广

15、泛的是V形块。形块。 V V形块定位的特点形块定位的特点 l固定式短V形块限制二个自由度;l活动式短V形块限制一个自由度l长V形块四个自由度。2 2、定位套、定位套 l定位时，工件的轴心线可能产生径向位移或倾斜。为了保证轴向定位精度，常与端面联合定位。 3、半圆套、半圆套 l当工件尺寸较大,或在整体式定位衬套内定位装卸不便时,多采用此种定位方法。此时定位基准的精度不低于IT8-IT9。l下半圆起定位作用，上半圆起夹紧作用。由于上半圆孔可卸去或掀开，不需留配合间隙。l短半圆套限制2个自由度l长半圆套限制4个自由度4、圆锥孔中定位、圆锥孔中定位 l工件以圆柱面为定位基准面在圆锥孔中定位时，相应的定

16、位元件通常用反顶尖。 l限制3个自由度工件以组合表面定位工件以组合表面定位组合表面定位: 工件有两或以上定位基面.l组合定位中各定位元件限制自由度分析:按各定位元件限制自由度数量多少排序, 先分析限制自由度多的,最后分析限制自由少的.l常用的组合表面定位有以下两种:lA.孔与端面组合定位lB.一面两孔组合定位一面两销一面两销即采用两个短圆柱定位销与两孔配合，a所示。这种定位是过定位，沿连心线方向的自由度被重复限制了。只能用于加工要求不高的场合，使用较少。例题例题1 大端面限制:X 方向的移动自由度Y、Z的转动自由度 短销限制:Y、Z方向的移动自由度 防转销限制:X 方向转动自由度例题例题2 大

17、端面限制:Z 方向的移动自由度X、 Y 的转动自由度短销限制:X、 Y 方向的移动自由度 防转菱形销限制:Z 方向转动自由度例题例题3 应该限制:Z方向的移动自由度X、 Y 的转动自由度例题例题4 夹持较长卡盘相当于套筒限制:Y、Z方向的移动自由度Y、Z的转动自由度 顶尖限制:Y、Z 方向转动自由度一夹一顶夹持部分较长 重复限制:Y、Z 方向转动自由度自由度分析总结自由度分析总结l1、先总体上分析整套定位方案限制的自由度（可用排除法）l2、对各定位元件按限制自由度的多少排序l3、由限制自由度最多的定位元件开始，对照定位方案所限制的自由度分析该元件限制的自由度实例分析实例分析l分析以下各定位方案

18、中各定位元件所消除自由度实例分析实例分析实例分析实例分析实例分析实例分析实例分析实例分析实例分析实例分析实例分析实例分析实例分析实例分析三、定位误差计算三、定位误差计算1、定位误差与加工误差的关系一般要求D /3加工误差定位误差D夹具安装误差A调刀误差T工艺系统误差G基准不重合误差B基准位移误差Y定位误差是指一批工件的工序基准在加工工序尺寸定位误差是指一批工件的工序基准在加工工序尺寸方向上的最大变动范围方向上的最大变动范围 2 2、定位误差计算、定位误差计算1）基准不重合误差B 把工序基准与定位基准之间的联系尺寸称定位尺寸定位尺寸，B的值就是定位尺寸的公差在加工尺寸方向上的投影 2）基准位移误

19、差Y 产生原因：产生原因：由于工件上的定位基准与夹具定位元件的限位基准不重合，使工件的定位基准在加工方向上产生变动。 计算计算：定位副公差在加工方向上的投影3）定位误差D一般: D =B+ Y设计基准位于定位基面上时即定位基面为回转表面,且设计基准为回转体的素线D =|B Y|讨论:此时基准是否一定重合?定位基面为平面与为回转表面时结果相同吗?为什么?定位误差是指一批工件的工序基准在加工工序定位误差是指一批工件的工序基准在加工工序尺寸方向上的最大变动范围尺寸方向上的最大变动范围 即若角为零,即定位尺寸与工序尺寸方向一致的情况。)90cos(cos21121OOOONOMOB)90cos(2co

20、s2abB返回MO1O2N图示工件以A、B两面定位，欲加工其上面，保证尺寸h，试求其基准不重合误差设计基准设计基准定位基准定位基准定位尺寸定位尺寸l加台阶面（上表面已加工好，且有尺寸加台阶面（上表面已加工好，且有尺寸H如图）如图）l如果要保证尺寸如果要保证尺寸A: 则基准不重合误差则基准不重合误差B = 0l如果要保证尺寸如果要保证尺寸B:则基准不重合误差则基准不重合误差B = H定位尺寸与工序尺寸夹角不为0时把工序基准与定位基准把工序基准与定位基准之间的联系尺寸称定位之间的联系尺寸称定位尺寸，尺寸，B的值就是定位的值就是定位尺寸的公差在加工尺寸尺寸的公差在加工尺寸方向上的投影方向上的投影定位

21、尺寸定位尺寸将定位基准相对于限位基准在加工尺寸方向将定位基准相对于限位基准在加工尺寸方向上的最大位置变动范围称为基准位移误差上的最大位置变动范围称为基准位移误差下一步注意注意: :以平面定位时不存在基准位移误差以平面定位时不存在基准位移误差设计基准定位基准限位基准在x方向：Y = 0在y方向：Y =(D+d)/2返回1 1如图钻如图钻12孔，试分析孔，试分析 工序尺工序尺寸的定位误差。寸的定位误差。01 . 0901、先找出设计基准与定位基准，再分析二者是否重合。、先找出设计基准与定位基准，再分析二者是否重合。 如果重合则如果重合则B=0; 如不重合则先找出二基准之间的尺寸如不重合则先找出二基

22、准之间的尺寸(即定位尺寸即定位尺寸),此时此时B=定位尺寸的公差定位尺寸的公差;2、再看定位面是孔或外圆还是平面。、再看定位面是孔或外圆还是平面。 如果是平面则如果是平面则Y=0;如果是外圆则要分情况讨论如果是外圆则要分情况讨论Y3、 定位误差定位误差D=B+Y1 1如图钻如图钻12孔，试分析孔，试分析 工序尺工序尺寸的定位误差。寸的定位误差。01 . 090解：解：1、钻、钻12孔时的工序尺寸孔时的工序尺寸90，它的设计基准是，它的设计基准是20孔的中心线；孔的中心线；定位基准也是定位基准也是20孔的中心线。基准重合，故孔的中心线。基准重合，故B=02、定位面是孔，限位面是外圆，且单边接触、

23、定位面是孔，限位面是外圆，且单边接触二者是间隙配合，最小间隙为二者是间隙配合，最小间隙为0.02，最大间隙为，最大间隙为0.14孔与销中心偏心距最小孔与销中心偏心距最小0.01,最大最大0.07,且在同一方向且在同一方向导致工序尺寸导致工序尺寸90的定位基准左右移动的定位基准左右移动,移动范围即移动范围即Y=0.07-0.013、 定位误差定位误差D=B+Y=0.062如图铣平面保证如图铣平面保证h, ,已知两圆的同轴度已知两圆的同轴度 0.1，其它已知条件见图其它已知条件见图, ,试分析工序尺寸试分析工序尺寸h的定位误差。的定位误差。解：解：1、对工序尺寸、对工序尺寸h，它的设计基准是圆柱下

24、母线；定位基准，它的设计基准是圆柱下母线；定位基准是是 25外圆的中心线。基准不重合。外圆的中心线。基准不重合。 二基准间的定位尺寸二基准间的定位尺寸=大圆半径大圆半径+偏心距；偏心距； 故故B=定位尺寸的公差定位尺寸的公差=0.1+0.12、定位面是外圆，限位面是孔，且自动定心、定位面是外圆，限位面是孔，且自动定心 由于定位基准不会上下移动由于定位基准不会上下移动 故故Y=03、定位误差、定位误差D=B+Y=0.23如图车外圆如图车外圆, ,要求外圆对内孔有同轴度要求要求外圆对内孔有同轴度要求, ,已知心已知心轴直径为轴直径为 , ,计算工件内外圆的同轴度的定位误计算工件内外圆的同轴度的定位

25、误差差D。009. 0025. 030解：解：1、对同轴度尺寸，它的设计基准是内孔轴线；定位基准也、对同轴度尺寸，它的设计基准是内孔轴线；定位基准也是内孔轴线。是内孔轴线。基准重合基准重合B= 0。2、定位面是孔，限位面是外圆，且单边接触、定位面是孔，限位面是外圆，且单边接触二者是间隙配合，最小间隙为二者是间隙配合，最小间隙为0.009，最大间隙为，最大间隙为0.048孔与轴中心偏心距最小孔与轴中心偏心距最小0.0045,最大最大0.024,且在同一方向且在同一方向外圆的定位基准上下移动外圆的定位基准上下移动,移动范围即移动范围即Y=0.024-0.00453、定位误差、定位误差D=B+Y=0

26、.0195l4).常见定位误差的计算常见定位误差的计算(1)工件以平面定位工件以平面定位(P361倒数第四行倒数第四行)若平面为精基准则若平面为精基准则Y=0(2)工件孔在心轴上定位工件孔在心轴上定位过盈配合间隙配合基准位移误差一般为定位基准与限位基准间尺寸的公基准位移误差一般为定位基准与限位基准间尺寸的公差差基准不重合误差一般等于定位基准与工序基准间尺寸基准不重合误差一般等于定位基准与工序基准间尺寸的公差的公差(3)工件以外圆在V形块上定位lV形块的限位基准可以认为是其V形面的交点l当工序基准为外圆轴线时l当工序基准为外圆下母线时l当工序基准为外圆上母线时限位基准C定位基准OACOBA例:钻

27、直径为 10的孔，采用两种定位方案，试分别计算定位误差。钻直径为 10的孔，计算定位误差。对对10孔其工序尺寸为孔其工序尺寸为30.11、对工序尺寸，它的工序基准是、对工序尺寸，它的工序基准是30外圆的中心线；定位基准外圆的中心线；定位基准是工件的底面。基准不重合。是工件的底面。基准不重合。 二基准间的尺寸二基准间的尺寸=工件总高工件总高-外圆半径；外圆半径； 故故B=基准间尺寸的公差基准间尺寸的公差=（0.05+0.05）+0.05/2=0.1252、定位面是工件下平面，限位面夹具上的平面，、定位面是工件下平面，限位面夹具上的平面， 由于定位基准不会上下移动由于定位基准不会上下移动 故故Y=

28、03、定位误差、定位误差D=B+Y=0.125钻直径为 10的孔，计算定位误差。对对10孔其工序尺寸为孔其工序尺寸为30.11、对工序尺寸，它的工序基准是、对工序尺寸，它的工序基准是30外圆的中心线；定位基准外圆的中心线；定位基准也是也是30外圆的中心线。基准重合。外圆的中心线。基准重合。 故故B=02、定位基准是、定位基准是30外圆的中心线，限位基准是外圆的中心线，限位基准是V形面交线，形面交线， 定位基准会根据外圆的实际大小上下移动定位基准会根据外圆的实际大小上下移动,基准位移误差等基准位移误差等于二基准间尺寸的公差于二基准间尺寸的公差 故故Y=0.05/2sin(a/2)3、定位误差、定

29、位误差D=B+Y=0.05/2sin(a/2)l1、先找出工序基准与定位基准，分析二者是否重合。、先找出工序基准与定位基准，分析二者是否重合。 l 如果重合则如果重合则B=0;l 如不重合则找出二基准之间的尺寸如不重合则找出二基准之间的尺寸,此时此时B=该该尺寸的公差尺寸的公差;l2、再看定位面是孔或外圆还是平面。、再看定位面是孔或外圆还是平面。l 如果是平面则如果是平面则Y=0;l 如果是外圆或孔如果是外圆或孔,则找出定位基准与限位基准则找出定位基准与限位基准, Y=定位基准与限位基准间尺寸的公差定位基准与限位基准间尺寸的公差l3、 一般情况下定位误差一般情况下定位误差D=B+YP396习题

30、53 工件的夹紧工件的夹紧一、夹紧装置的组成的设计要求一、夹紧装置的组成的设计要求1.组成组成 动力源：产生夹紧力的装置动力源：产生夹紧力的装置 夹紧元件：压紧工件的元件夹紧元件：压紧工件的元件 中间递力机构：介于中间递力机构：介于、之间的机构之间的机构 作用：改变夹紧作用力的方向、大小，保证作用：改变夹紧作用力的方向、大小，保证安全自锁。安全自锁。 图 夹紧装置的组成1气缸 2斜楔 3滚子 4压板 5工件返回 确保工件与定位元件接触,不得破坏定位； 应具有相应的浮动环节,以适应工件尺寸A的误差；(如下图所示的结构因无浮动环节而无法调整,当工件尺寸偏大时就无法安装) 能自锁，原动力去掉不因外力

31、而松动； 结构简单、紧凑、操作方便迅速；-定位正确-能浮动-定位牢固-简单快速2、 夹紧装置的工作要求返回二二.对夹紧力的要求对夹紧力的要求1、夹紧力的方向、夹紧力的方向夹紧力的方向应有助于定位 a)错误，b)正确 夹紧力应指向主要定位基面 b)、c)错误，d)正确 主要夹紧力方向应尽量垂直主要定位面。 减小夹紧力的大小 夹紧力方向与夹紧力大小的关系 FW 夹紧力；F切削力；G工件自重夹紧力方向应与切削力方向一致夹紧力方向应与切削力方向一致 夹紧力的方向应是工件刚性较好的方向，避夹紧力的方向应是工件刚性较好的方向，避免受力变形。免受力变形。 2、夹紧力的作用点、夹紧力的作用点 夹紧力应落在支承

32、元件的支承范围内夹紧力作用点应落在刚性好的部位上。夹紧力作用点应落在刚性好的部位上。 有利减小振动 ： 作用点应尽量靠近工件加工部位 a) c)合理，b) d)不合理 3、夹紧力的大小、夹紧力的大小 夹紧力的大小要适当，过大了会使工件变形，太小了则在加工时工件会松动造成报废甚至发生事故。因此，工件夹紧力的大小要根据实际情况经过计算来确定。三三. . 常用的夹紧机构常用的夹紧机构下一内容1、斜楔夹紧机构 楔块夹紧动画 增力比与夹紧行程增力比与夹紧行程 由夹紧力的计算公式，可得增力比 通常 取57, 取6-8,一般i=2.83.3自锁条件：自锁条件：1+2特点特点: 结构简单，升程小，扩力倍数不大

33、，与机动装置联合应用较广。)(112tgtgFFiQJ返回图2-58 可转位压板 图2-60 螺旋夹紧动画 2.特点特点：夹紧力大FJ（60120)FQ，自锁性能好，工作安全可靠。但夹紧行程大，操作费力费时，难以实现机动。基本结构基本结构摆动压块快速夹紧快速夹紧返回返回返回5 5 定心夹紧机构定心夹紧机构返回6 6 联动夹紧机构联动夹紧机构返回第第4节节 夹具在机床上的安装与对刀夹具在机床上的安装与对刀l一、夹具安装方式 l二、对刀装置与调刀一、夹具的安装一、夹具的安装1、夹具在机床工作台上的安装、夹具在机床工作台上的安装一、夹具的安装一、夹具的安装1、夹具在机床工作台上的安装、夹具在机床工作

34、台上的安装 采用两个定位键+T形螺栓螺母连接T形螺栓螺母连接形螺栓螺母连接l为便于夹具的紧固，需要在夹具体上开2-4个开口耳座2、夹具在机床主轴上的安装、夹具在机床主轴上的安装 l利用前后顶尖l利用主轴莫氏锥孔l利用过渡盘二、对刀引导装置与调刀二、对刀引导装置与调刀引导装置引导装置l钻套钻套导向高度H排屑间隙h1P384l镗套镗套对刀装置 l对刀块l塞尺分度装置 第5节 机床夹具设计方法 夹具的基本要求l能稳定保证工件的加工精度;l能提高机械加工的劳动生产率,降低工件的制造成本;l结构简单,操作方便,安全和省力;l便于排屑;l有良好的结构工艺性,便于夹具的制造、装备、检验、调整和维修. 设计时

35、应在保证加工精度的前提下设计时应在保证加工精度的前提下,综合考虑生产综合考虑生产率、经济性和劳动条件等因素率、经济性和劳动条件等因素.机床夹具的设计方法机床夹具的设计方法 夹具的设计步骤1.1.研究原始资料研究原始资料, ,明确设计任务明确设计任务2.2.确定夹具的结构方案确定夹具的结构方案, ,绘制结构草图绘制结构草图l确定工件的定位方案、夹紧方案和引导方案确定工件的定位方案、夹紧方案和引导方案l确定其他元件或装置的结构型式确定其他元件或装置的结构型式,如定向键如定向键,分度装置等分度装置等l合理布置各元件或装置合理布置各元件或装置,确定夹具体和夹具的总体结构确定夹具体和夹具的总体结构3.3

36、.绘制夹具总装配图绘制夹具总装配图l总装配图的比例应尽量采用总装配图的比例应尽量采用1:1的比例的比例l总装配图视图的选择，总装配图视图的选择，主视图应选面对操作者的工作位置主视图应选面对操作者的工作位置l绘制总装配图的顺序，绘制总装配图的顺序，先先用双点划线将工件的外形轮廓、定位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;视工件为透明视工件为透明体，体，再再绘出定位、对刀引导、夹紧元件及其它元件或装置绘出定位、对刀引导、夹紧元件及其它元件或装置;最最后后绘出夹具体，并填写明细表及标题栏绘出夹具体，并填写明细表及标题栏.l标

37、注有关的尺寸、公差和技术要求标注有关的尺寸、公差和技术要求4.4.绘制夹具零件图绘制夹具零件图l夹具总装配图中的非标准零件均要绘制零件图夹具总装配图中的非标准零件均要绘制零件图, 并按夹具总装并按夹具总装配图的要求配图的要求,确定各零件的尺寸、公差及技术要求确定各零件的尺寸、公差及技术要求.专用夹具设计示例专用夹具设计示例 l如图所示，本工序需在钢套上钻5mm孔，应满足如下加工要求：l1、5mm孔轴线到端面B的距离200.1mml2、5mm孔对20H7孔的对称度为0.1 mm。l3、已知 工件材料为Q235A钢，批量N=500件。l试设计钻5mm孔的钻床夹具。 解：解：l一、定位方案l按基准重

38、合原则定位基准确定为： lB面及20H7孔轴线。采用一平面和一心轴组合定位。二、导向方案二、导向方案l 为能迅速、准确地确定刀具与夹具的相对位置，钻夹具上都应设置引导刀具的元件钻套。钻套一般安装在钻模板上，钻模板与夹具体连接，钻套与工件之间留有排屑空间，如右图所示。 三、夹紧方案三、夹紧方案l由于工件批量小，宜用简单的手动夹紧装置。钢套的轴向刚度比径向刚度好，因此夹紧力应指向限位台阶面。如图右所示，采用带开口垫圈的螺旋夹紧机构。四、夹具体的设计l如右图所示采用铸造夹具体的钢套钻孔钻模。 五、绘制夹具装配总图六、夹具精度校核六、夹具精度校核l1、定位误差Dl 加工尺寸200.1mm的定位误差，D

39、=0。l 对称度0.1mm误差的基准不重合误差B=0 工件定位孔的尺寸为20H7 定位心轴的尺寸20f6 故其基准位移误差为Y=0.037 定位误差D=0.037021. 0020020. 0033. 020专用夹具设计示例专用夹具设计示例2总工序1.同时铣大小端面 X5025 2.同时铣大小另一端X50253.钻铰12H9孔并倒角Z51254.钻铰8H9孔并倒角 Z51255.钻7孔和螺纹底孔5 Z51256.铣2 mm槽 X60267.攻螺纹M6 Z5125为工序5设计专用夹具根据零件图和工艺过程确定工件定位夹紧方案根据零件图和工艺过程确定工件定位夹紧方案 工序工序 5 根据定位夹紧方案设

40、计夹具总体结构根据定位夹紧方案设计夹具总体结构 布置定位元件布置定位元件布置导引元件布置导引元件布置夹紧装置布置夹紧装置设设计计夹夹具具体，体，完完成成夹夹具具总总图图二、夹具总图上尺寸、公差配合、二、夹具总图上尺寸、公差配合、技术条件标注技术条件标注1、夹具总图上应标注的尺寸 （1）应标注五类尺寸 外形轮廓尺寸(A类尺寸)：长、宽、高(不包含被加工工件、定位键)，当夹具结构中有可动部分时，应包括可动部分处于极限位置时在空间所占的尺寸； 工件与定位元件的联系尺寸(B类尺寸)：把工件顺利装入夹具所涉及到的尺寸，与工件尺寸相关。1)工件与定位元件的配合尺寸：配合标注或只标定位元件的尺寸；2)定位元

41、件之间的位置尺寸。 夹具与刀具的联系尺寸(C类尺寸) ：指定位元件与对刀元件之间的位置尺寸，与工件尺寸相关。 钻夹具： 位置尺寸 钻套内径定位元件(对刀基准)钻套刀具 位置尺寸 铣夹具： 位置尺寸 塞尺尺寸定位元件(对刀基准)对刀块刀具 车床夹具无此类尺寸 夹具与刀具的联系尺寸(C类尺寸) ：指定位元件与对刀元件之间的位置尺寸，与工件尺寸相关。 车夹具：夹具与主轴端部圆柱配合的配合尺寸。铣夹具：定位键与T型槽的配合尺寸。 夹具与机床的联系尺寸(D类尺寸)：把夹具顺利装入机床所涉及到的尺寸，与机床尺寸相关。以上尺寸若以配合形式标注，要用双点划线画出主轴端部、T型槽形状。钻夹具无此类尺寸。 其它装配尺寸(E类尺寸)：不在上述几类尺寸之外的：1) 夹具内部的配合尺寸；2) 有相互位置要求的装配尺寸。 尺寸标注示例见图铣床夹具尺寸标注示例 表表 夹具总图上尺寸标注夹具总图上尺寸标注 目录目录下一节下一节本章小结本章小结本章属重点章本章属重点章,主要要求掌握以下内容主要要求掌握以下内容:l夹具的组成及功用夹具的组成及功用l常用定位元件及其