第六章机床夹具设计

1、第六章第六章机床夹具设计机床夹具设计第一节第一节 概述概述第二节第二节 工件在夹具中的定位工件在夹具中的定位第三节第三节 定位误差分析定位误差分析第四节第四节 工件在夹具中的夹紧工件在夹具中的夹紧第五节第五节 典型机床夹具典型机床夹具第六节第六节 机床夹具设计的基本步骤机床夹具设计的基本步骤一、夹具的作用一、夹具的作用1 1）保证稳定可靠地达到各项加工精度要）保证稳定可靠地达到各项加工精度要求；求；2 2）缩短加工工时，提高劳动生产率；）缩短加工工时，提高劳动生产率；3 3）降低生产成本；）降低生产成本；4 4）减轻工人劳动强度；）减轻工人劳动强度；5 5）可由较低技术等级的工人进行加工；）可

2、由较低技术等级的工人进行加工；6 6）能扩大机床工艺范围。）能扩大机床工艺范围。第一节第一节 概述概述图4-3 夹具分类表二、夹具的分类二、夹具的分类（1 1）按专门化分类）按专门化分类1 1）通用夹具）通用夹具 指已经标准化的，在一定范围内可用于加工不同工件指已经标准化的，在一定范围内可用于加工不同工件的夹具。例如，车床上三爪卡盘和四爪单动卡盘，铣床上的夹具。例如，车床上三爪卡盘和四爪单动卡盘，铣床上的平口钳、分度头和回转工作台等。这类夹具一般由专业的平口钳、分度头和回转工作台等。这类夹具一般由专业工厂生产，常作为机床附件提供给用户。其特点是适应性工厂生产，常作为机床附件提供给用户。其特点是

3、适应性广，生产效率低，主要适用于单件、小批量生产。广，生产效率低，主要适用于单件、小批量生产。 2 2）专用夹具）专用夹具 指专为某一工件的某道工序而专门设计的夹具。特点指专为某一工件的某道工序而专门设计的夹具。特点是结构紧凑，操作迅速、方便、省力，可以保证较高的加是结构紧凑，操作迅速、方便、省力，可以保证较高的加工精度和生产效率，但设计制造周期较长、制造费用也较工精度和生产效率，但设计制造周期较长、制造费用也较高。当产品变更时，夹具将由于无法再使用而报废。只适高。当产品变更时，夹具将由于无法再使用而报废。只适用于产品固定且批量较大的生产。用于产品固定且批量较大的生产。 3 3）通用可调夹具和

4、成组夹具）通用可调夹具和成组夹具 特点是夹具的部分元件可以更换，部分装置可以调整，特点是夹具的部分元件可以更换，部分装置可以调整，以适应不同零件的加工。相似零件的成组加工所用的夹具，以适应不同零件的加工。相似零件的成组加工所用的夹具，称为成组夹具。通用可调夹具与成组夹具相比，加工对象不称为成组夹具。通用可调夹具与成组夹具相比，加工对象不很明确，适用范围更广一些。很明确，适用范围更广一些。 4 4）组合夹具）组合夹具 组合夹具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的组合夹具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的标准元件和部件组装而成的夹具。特点是灵活多变，万能性标准元件和部件组装而成的夹具。特

5、点是灵活多变，万能性强，制造周期短、元件能反复使用，特别适用于新产品的试强，制造周期短、元件能反复使用，特别适用于新产品的试制和单件小批生产。制和单件小批生产。 5 5）随行夹具）随行夹具 是一种在自动线上使用的夹具。该夹具既要起到装夹工是一种在自动线上使用的夹具。该夹具既要起到装夹工件的作用，又要与工件成为一体沿着自动线从一个工位移到件的作用，又要与工件成为一体沿着自动线从一个工位移到下一个工位，进行不同工序的加工。下一个工位，进行不同工序的加工。 NoImage三、三、 夹具的组成夹具的组成（1 1）定位元件）定位元件 （2 2）夹紧元件）夹紧元件 （3 3）对刀、对刀、导向元件导向元件

6、（4）连接元件）连接元件 （5）其它元件及装置）其它元件及装置 （6 6）夹具体）夹具体 NoImage三、三、 夹具的组成夹具的组成（1 1）定位元件）定位元件 （2 2）夹紧元件）夹紧元件 （3 3）对刀、对刀、导向元件导向元件 （4）连接元件）连接元件 （5）其它元件及装置）其它元件及装置 （6 6）夹具体）夹具体 1.工件以平面定位工件以平面定位 2.工件以圆孔定位工件以圆孔定位 3.工件以外圆柱面定位工件以外圆柱面定位4.工件以组合表面定位工件以组合表面定位第二节第二节 工件在夹具中的定位工件在夹具中的定位 1.工件以平面定位 在机械加工中，利用工件上的一个或几个平面作为定位基面来定

7、位工件的方式，称为平面定位。(1)固定支承支撑钉和支撑板图4-9 固定支承板 a)A型 b)B型 它指顶端位置可在一定高度范围内调整的支承。多用于未加工平面的定位，以调节和补偿各批毛坯尺寸的误差，一般每批毛坯调整一次。(2)可调支承 指支承本身指支承本身的位置在定位过的位置在定位过程中，能自动适程中，能自动适应工件定位基准应工件定位基准面位置变化的一面位置变化的一类支承。一般只类支承。一般只限制一个自由度。限制一个自由度。(3)自位支承图4-11 自位支承NoImage（4 4）辅助支承）辅助支承 在工件定位后才参与支承的元在工件定位后才参与支承的元件，不限制自由度，主要用于提高工件的刚度和定

8、件，不限制自由度，主要用于提高工件的刚度和定位稳定性。位稳定性。NoImage ( (二二) ) 工件以孔定位常用定位元件工件以孔定位常用定位元件 1.1.定位销定位销 主要用于直径小于主要用于直径小于50mm的中小孔定的中小孔定位。位。分固定式和可换式，圆柱销和菱形销分固定式和可换式，圆柱销和菱形销 NoImage圆锥销圆锥销 常用于工件孔端的定位，可限制三个自由度常用于工件孔端的定位，可限制三个自由度 ( (二二) ) 工件以孔定位常用定位元件工件以孔定位常用定位元件 NoImage2.2.定位心轴定位心轴 主要用于主要用于盘套类零件盘套类零件的定位。的定位。 ( (二二) ) 工件以孔定

9、位常用定位元件工件以孔定位常用定位元件 NoImage1.1.定位套定位套 ( (三三) ) 工件以外圆定位常用定位元件工件以外圆定位常用定位元件NoImage2.2.半圆套半圆套 将同一圆周面的孔分成两半圆，下半圆部分装在夹具体上，将同一圆周面的孔分成两半圆，下半圆部分装在夹具体上，起定位作用，上半圆部分装在可卸式或铰链式盖上，起夹起定位作用，上半圆部分装在可卸式或铰链式盖上，起夹紧作用。常用于大型轴类工件的定位。紧作用。常用于大型轴类工件的定位。 ( (三三) ) 工件以外圆定位常用定位元件工件以外圆定位常用定位元件NoImage3. V3. V形块定位形块定位 结构尺寸已标准化，斜面夹角

10、有结构尺寸已标准化，斜面夹角有60609090120120( (三三) ) 工件以外圆定位常用定位元件工件以外圆定位常用定位元件NoImage4. 4. 组合表面定位组合表面定位 1 1）一个平面和与其垂直的两个孔组合）一个平面和与其垂直的两个孔组合( (三三) ) 工件以外圆定位常用定位元件工件以外圆定位常用定位元件 在箱体、连杆、盖板等类零件加工中，常采用这种组合定位，俗称“一面两孔”定位。一面两孔定位时所用的定位元件是：平面采用支承板，两孔采用定位销，故又称为“一面两销”，如图所示。NoImage( (三三) ) 工件以外圆定位常用定位元件工件以外圆定位常用定位元件这种定位属于过定位这种

11、定位属于过定位 4. 4. 组合表面定位组合表面定位 1 1）一个平面和与其垂直的两个孔组合）一个平面和与其垂直的两个孔组合NoImage解决办法是：解决办法是： 将销将销2 2做成做成 削边销削边销 ( (三三) ) 工件以外圆定位常用定位元件工件以外圆定位常用定位元件4. 4. 组合表面定位组合表面定位 1 1）一个平面和与其垂直的两个孔组合）一个平面和与其垂直的两个孔组合NoImage长春理工大学机械工程系长春理工大学机械工程系4. 4. 组合表面定位组合表面定位 2 2）一平面和与其垂直的两外圆柱面组合）一平面和与其垂直的两外圆柱面组合( (三三) ) 工件以外圆定位常用定位元件工件以

12、外圆定位常用定位元件NoImage长春理工大学机械工程系长春理工大学机械工程系4. 4. 组合表面定位组合表面定位 3 3）一孔和一平行于孔中心线的平面组合）一孔和一平行于孔中心线的平面组合( (三三) ) 工件以外圆定位常用定位元件工件以外圆定位常用定位元件定位误差的分析和计算定位误差的分析和计算分析、计算的目的n一批工件逐个在机床夹具中加工时，不一批工件逐个在机床夹具中加工时，不但要定位，而且要定准。但要定位，而且要定准。n工件和定位元件存在制造误差，各个工工件和定位元件存在制造误差，各个工件在夹具上所占据的位置不可能完全一件在夹具上所占据的位置不可能完全一致，加工后各工件的加工尺寸必然存

13、在致，加工后各工件的加工尺寸必然存在误差。误差。n因工件定位不准确而产生的加工误差，因工件定位不准确而产生的加工误差，称为称为定位误差定位误差，用，用D表示。表示。 定位误差产生的原因n1）基准不重合误差）基准不重合误差B定位基准与工序基准不重合定位基准与工序基准不重合B定位基准与工序基准之间尺寸的公差。定位基准与工序基准之间尺寸的公差。如果如果定位尺寸的方向与加工尺寸方向不同，则基准不重定位尺寸的方向与加工尺寸方向不同，则基准不重合误差应为定位尺寸公差在加工尺寸方向的投影。合误差应为定位尺寸公差在加工尺寸方向的投影。 n2）基准位移误差）基准位移误差Y由于由于工件上的定位基面工件上的定位基面

14、与夹具上与夹具上定位元件上的限位定位元件上的限位基面基面存在制造公差和最小配合间隙，从而存在制造公差和最小配合间隙，从而定位基准定位基准相对于相对于限位基准限位基准发生位置移动，此位置的移动就会发生位置移动，此位置的移动就会造成加工尺寸的误差，这个误差称为造成加工尺寸的误差，这个误差称为基准位移误差。基准位移误差。大小等于大小等于定位基准相对于限位基准在定位基准相对于限位基准在工序尺寸方向工序尺寸方向的最大变动量。的最大变动量。1.定位基准与工序基准不重合产生的定位误差图4-26 基准不重合产生的定位误差基准不重合误差基准位移误差的示例说明n一批工件定位基准的最大变动量应为 = Y =minm

15、axAAi222maxminminmaxdDTTdDdD2dDTT定位误差的计算方法（一）n有两项因素决定有两项因素决定基准不重合误差基准不重合误差B基准位移误差基准位移误差Yn几种情况：几种情况：1） Y 0，B =0时，时， D= Y ；2） Y =0， B 0时，时，D = B ；3） Y 0、B 0时，此时两者的合成要看工序基准是否在时，此时两者的合成要看工序基准是否在定位基面上：定位基面上：（1）如果工序基准不在定位基面上，则）如果工序基准不在定位基面上，则D = Y + B ；（2）如果工序基准在定位基面上，则）如果工序基准在定位基面上，则D = Y B 。式中式中“、”号判断的方

16、法和步骤如下：号判断的方法和步骤如下：n分析定位基面直径由小变大（或由大变小）时，定位基分析定位基面直径由小变大（或由大变小）时，定位基准的变动方向；准的变动方向；n当定位基面直径作相同变化时，设定位基准的位置不动，当定位基面直径作相同变化时，设定位基准的位置不动，分析工序基准的变动方向；分析工序基准的变动方向；n如果两者的变动方向相同时，取如果两者的变动方向相同时，取“”号，如果两者的号，如果两者的变动方向相反时，则取变动方向相反时，则取“”号。号。定位误差的计算方法（二）n定位误差为工序基准相对于限位基准在工定位误差为工序基准相对于限位基准在工序尺寸方向上的最大偏移量。序尺寸方向上的最大偏

17、移量。在金刚镗床上镗活塞销在金刚镗床上镗活塞销孔示意图，活塞销孔轴孔示意图，活塞销孔轴线对活塞裙部内孔轴线线对活塞裙部内孔轴线的对称度要求为的对称度要求为0.2mm0.2mm。现以裙部内孔及端面定现以裙部内孔及端面定位，内孔与定位销的配位，内孔与定位销的配合为合为 ，求对称度，求对称度的定位误差。的定位误差。 6g7H95铣图示工件上的键槽，以圆柱面在铣图示工件上的键槽，以圆柱面在 的的V V形块上形块上定位，求加工尺寸分别为定位，求加工尺寸分别为A A1 1、A A2 2、A A3 3时的定位误差。时的定位误差。 90.用题用题4-5图所示定位方案图所示定位方案铣削连杆的两个侧面铣削连杆的两

18、个侧面A、B，试计算其工序尺寸的，试计算其工序尺寸的定位误差。定位误差。 用题用题4-6图所示定位方案在台阶轴上铣平面，图所示定位方案在台阶轴上铣平面，工序尺寸工序尺寸 mm，试计算定位误差。，试计算定位误差。 016. 029 A作业：按图作业：按图6-576-57所示定位方式铣轴平面，要求保所示定位方式铣轴平面，要求保证尺寸证尺寸A A。已知：轴径。已知：轴径d= mm, B= d= mm, B= 试求此工序的定位误差。试求此工序的定位误差。011. 016,103 . 00mm451.1.力源装置力源装置2.2.中间传力机构中间传力机构n改变力的方向改变力的方向n改变力的大小改变力的大小

19、n使夹紧实现自使夹紧实现自锁锁3.3.夹紧元件夹紧元件第四节第四节 工件在夹具中的夹紧工件在夹具中的夹紧一、夹紧装置的组成及基本要求NoImage2 2对夹紧装置的要求对夹紧装置的要求 1 1）夹紧过程不得破坏工件在夹具中占有的定）夹紧过程不得破坏工件在夹具中占有的定位位置；位位置； 2 2）夹紧力要适当，既要保证工件在加工过程）夹紧力要适当，既要保证工件在加工过程中定位的稳定性，又要防止因夹紧力过大损伤中定位的稳定性，又要防止因夹紧力过大损伤工件表面或使工件产生过大的夹紧变形；工件表面或使工件产生过大的夹紧变形； 3 3）操作安全、省力；）操作安全、省力； 4 4）结构应尽量简单，便于制造，

20、便于维修。）结构应尽量简单，便于制造，便于维修。 1.夹紧力方向的确定4-30 夹紧力作用方向不垂直于主要定位基准面二、夹紧力的确定(1)夹紧力的作用方向应垂直于主要定位基准面(2)夹紧力作用方向应使所需夹紧力最小图4-31 夹紧力方向与夹紧力大小的关系最理想的夹紧力的作用方向是与重力、切削力方向一致。最理想的夹紧力的作用方向是与重力、切削力方向一致。(3)夹紧力作用方向应使工件变形尽可能小图4-32 套筒夹紧2.夹紧力作用点的确定(1)夹紧力的作用点应落在支承元件或几个支承元件形成的稳定受力区域内图4-33 夹紧力作用点应在支承面内 a)不合理 b)合理不合理合理(2)夹紧力作用点应落在工件

21、刚性好的部位图4-34 夹紧力作用点应落在刚 性较好部位 a)不合理 b)合理不合理合理(3)夹紧力作用点应尽可能靠近加工面图4-35 夹紧力应靠近加工表面3.夹紧力的大小 夹紧力的大小可根据切削力、工件重力的大小、方向和相互夹紧力的大小可根据切削力、工件重力的大小、方向和相互位置关系具体计算。为安全起见，计算出的夹紧力应乘以安全系位置关系具体计算。为安全起见，计算出的夹紧力应乘以安全系数数K K（粗加工时取粗加工时取k=2.5k=2.53 3，精加工时取，精加工时取k=1.5k=1.52 2），故实际夹紧），故实际夹紧力一般比理论计算值大力一般比理论计算值大2-32-3倍。倍。 进行夹紧力计

22、算时，通常将夹具和工件看作一刚性系统，以简进行夹紧力计算时，通常将夹具和工件看作一刚性系统，以简化计算。根据工件在切削力、夹紧力化计算。根据工件在切削力、夹紧力( (重型工件要考虑重力，高速重型工件要考虑重力，高速时要考虑惯性力时要考虑惯性力) )作用下处于静力平衡，列出静力平衡方程式，即作用下处于静力平衡，列出静力平衡方程式，即可算出理论夹紧力。可算出理论夹紧力。 加工过程中切削力的作用点、方向和大小可能都在变化，估算加工过程中切削力的作用点、方向和大小可能都在变化，估算夹紧力时应按最不利的情况考虑。夹紧力时应按最不利的情况考虑。1.斜楔夹紧三、典型夹紧机构图4-36 斜楔夹紧原理及受力分析

23、一般一般1 =2 = =57， 故当故当1014时自时自锁，取锁，取=68斜楔夹紧机构：采用斜斜楔夹紧机构：采用斜楔作为传力元件或夹紧楔作为传力元件或夹紧元件的夹紧机构。元件的夹紧机构。 q斜楔的自锁条件：斜楔的自锁条件：斜楔的升角小于斜楔与工件、斜楔与斜楔的升角小于斜楔与工件、斜楔与夹具体之间的摩擦角之和。夹具体之间的摩擦角之和。q斜楔夹紧的特点：斜楔夹紧的特点： 1 1）有增力作用，扩力比）有增力作用，扩力比 i = i = F FQ Q / / F FP P ，约等于约等于3,3,自锁自锁性能好性能好； 2 2）受斜楔长度和其升角限制，受斜楔长度和其升角限制，夹紧行程小夹紧行程小, ,h

24、/sh/s = =tantan，故故 h h 远小于远小于 s s ； 3 3）结构简单，但操作不方便。）结构简单，但操作不方便。 主要用于机动夹紧，且毛坯质量较高的场合。主要用于机动夹紧，且毛坯质量较高的场合。1斜楔夹紧机构NoImage1斜楔夹紧机构2.螺旋夹紧机构图4-37 单螺旋夹紧1螺杆 2螺母 3螺钉 4压块n螺旋夹紧机构：采用螺杆作中间传螺旋夹紧机构：采用螺杆作中间传力元件的夹紧机构力元件的夹紧机构 n特点：结构简单、夹紧可靠、通用特点：结构简单、夹紧可靠、通用性好，而且由于螺旋升角小，自锁性好，而且由于螺旋升角小，自锁性能好，夹紧力和夹紧行程都较大，性能好，夹紧力和夹紧行程都较

25、大，是手动夹具上用的最多的一种夹紧是手动夹具上用的最多的一种夹紧机构。机构。2螺旋夹紧机构 图图 快速螺旋夹紧装置快速螺旋夹紧装置 1螺旋轴 2手柄 3摆动压块图图 螺旋压板机构螺旋压板机构3.偏心夹紧n偏心夹紧机构是由偏心件作为夹紧元件，直接夹紧或偏心夹紧机构是由偏心件作为夹紧元件，直接夹紧或与其它元件组合实现对工件的夹紧，常用的偏心件有与其它元件组合实现对工件的夹紧，常用的偏心件有圆偏心和轴偏心两种。圆偏心和轴偏心两种。n特点：操作方便，夹紧迅速，缺点是夹紧力和夹紧行特点：操作方便，夹紧迅速，缺点是夹紧力和夹紧行程都小程都小, ,一般用于切削力不大、振动小、没有离心力一般用于切削力不大、振

26、动小、没有离心力影响的加工中。影响的加工中。 1.气动夹紧四、夹紧动力源装置 图4-39 典型气压传动系统1雾化器 2减压阀 3止回阀 4换向阀5调速阀 6气压表 7气缸活塞式气缸：工作行程较长，作用力大活塞式气缸：工作行程较长，作用力大小不受工作行程长度影响。但其结构尺小不受工作行程长度影响。但其结构尺寸较大，制造维修困难，寿命短，且易寸较大，制造维修困难，寿命短，且易漏气。漏气。2.液压夹紧 液压夹紧相比气动夹紧另有其本身的优点: (1)工作压力高(可达56.5MPa)，比气压高出十余倍，故液压缸尺寸比气缸小得多。因传动力大，通常不需增力机构，使夹具结构简单、紧凑。 (2)油液不可压缩，因

27、此夹紧刚性大、工作平稳、夹紧可靠。 (3)噪声小，劳动条件好。n液压夹紧适用于重力切削或加工大型工件时的多处夹紧。3.气液压组合夹紧 图4-41 气液压组合夹紧工作原理1气缸 2增压缸 3活塞 4活塞杆 5工作缸 6活塞第五节第五节 各类机床夹具各类机床夹具一、车床夹具 车床主要用于加工零件的内、外圆柱面、圆锥面、回车床主要用于加工零件的内、外圆柱面、圆锥面、回转成形面、螺纹以及端平面等。根据加工特点和夹具在机转成形面、螺纹以及端平面等。根据加工特点和夹具在机床上安装的位置，将车床夹具分为两种基本类型。床上安装的位置，将车床夹具分为两种基本类型。（一）车床夹具的类型（一）车床夹具的类型 1 1

28、、安装在车床主轴上的夹具、安装在车床主轴上的夹具 这类夹具，加工时夹具随机床主轴一起旋转，切削刀这类夹具，加工时夹具随机床主轴一起旋转，切削刀具作进给运动。具作进给运动。 2 2、安装在滑板或床身上的夹具、安装在滑板或床身上的夹具 对于某些形状不规则和尺寸较大的工件，常常把夹具对于某些形状不规则和尺寸较大的工件，常常把夹具安装在车床滑板上，刀具则安装在车床主轴上作旋转运动，安装在车床滑板上，刀具则安装在车床主轴上作旋转运动，夹具作进给运动。夹具作进给运动。 加工回转成形面的靠模属于安装在床身上的夹具。加工回转成形面的靠模属于安装在床身上的夹具。 （二）、车床专用夹具的典型结构（二）、车床专用夹

29、具的典型结构 1 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。床心轴有圆柱心轴、弹簧心轴、顶尖式心轴等。 2 2角铁式车床夹具角铁式车床夹具 具有类似角铁的夹具体。常用于加工壳体、支座，接头类零件的圆具有类似角铁的夹具体。常用于加工壳体、支座，接头类零件的圆柱面及端面。当被加工工件的主要定位基准是平面，被加工面的轴线对柱面及端面。当被加工工件的主要定位基准是平面，被加工面的轴线对主要基准面保持一定的位置关系（平行或成一定的角度）时，相应地夹主要基

30、准面保持一定的位置关系（平行或成一定的角度）时，相应地夹具上的平面定位件设在与车床主轴轴线相平行或成一定角度的位置上。具上的平面定位件设在与车床主轴轴线相平行或成一定角度的位置上。 3 3、花盘式车床夹具、花盘式车床夹具 夹具体为圆盘形。在花盘式夹具上加工的工件一般形状都较复杂，夹具体为圆盘形。在花盘式夹具上加工的工件一般形状都较复杂，多数情况是工件的定位基准为圆柱面和与其垂直的端面。夹具上的平面多数情况是工件的定位基准为圆柱面和与其垂直的端面。夹具上的平面定位件与车床主轴的轴线相垂直。定位件与车床主轴的轴线相垂直。 4 4、安装在拖板上车床夹具、安装在拖板上车床夹具 通过机床改装（拆去刀架，

31、小拖板）使其固定在大拖板上，工件直通过机床改装（拆去刀架，小拖板）使其固定在大拖板上，工件直运动，刀具则转动。这种方式扩大车床用途，以车代镗，解决大尺寸工运动，刀具则转动。这种方式扩大车床用途，以车代镗，解决大尺寸工件无法安装在主轴上或转速难以提高的问题。件无法安装在主轴上或转速难以提高的问题。 一、车床夹具1-1-削边销削边销 2-2-圆柱销圆柱销 3-3-过度盘过度盘 4-4-夹具体夹具体 5-5-定程基面定程基面 6-6-导向套导向套 7-7-平衡块平衡块 8-8-压板压板 9-9-工件工件车床夹具与车床主轴的连接形式车床夹具与车床主轴的连接形式1 1）利用前后顶尖安装）利用前后顶尖安装

32、 夹具以前后中心孔为安装面，在机床前、后顶尖上定位，夹具以前后中心孔为安装面，在机床前、后顶尖上定位，由拨盘和鸡心夹带动。较长定位心轴常采用这种安装方式，由拨盘和鸡心夹带动。较长定位心轴常采用这种安装方式，多用于车床或磨床上。多用于车床或磨床上。2 2）利用主轴莫氏锥孔安装）利用主轴莫氏锥孔安装 夹具以莫氏锥柄为安装面，在机床主轴的莫氏锥孔中定夹具以莫氏锥柄为安装面，在机床主轴的莫氏锥孔中定位，用拉杆从主轴尾部将其拉紧，起防松保护作用。这种方位，用拉杆从主轴尾部将其拉紧，起防松保护作用。这种方式定位精度高，安装迅速方便，但刚度低，只适于在车床上式定位精度高，安装迅速方便，但刚度低，只适于在车床

33、上安装小型夹具。安装小型夹具。 车床夹具与车床主轴的连接形式车床夹具与车床主轴的连接形式3 3）夹具与机床主轴端部直接连接）夹具与机床主轴端部直接连接 图图b b用主轴端部圆柱面定位，螺纹连接，并用两个压块用主轴端部圆柱面定位，螺纹连接，并用两个压块防松，防止机床反转时将夹具甩出而发生事故。由于圆柱体防松，防止机床反转时将夹具甩出而发生事故。由于圆柱体配合存在间隙，这种安装方式定心精度较低。图配合存在间隙，这种安装方式定心精度较低。图c c用机床主用机床主轴端部的短圆锥面和端面定位，螺钉紧固，这种连接方式定轴端部的短圆锥面和端面定位，螺钉紧固，这种连接方式定位精度高，接触刚度好，但有过定位，所

34、以要求连接部位定位精度高，接触刚度好，但有过定位，所以要求连接部位定位面之间的尺寸和位置精度很高。位面之间的尺寸和位置精度很高。1-防松压板防松压板 2-夹具体夹具体 车床夹具与车床主轴的连接形式车床夹具与车床主轴的连接形式4 4）利用过渡盘安装）利用过渡盘安装 对于尺寸较大的车床类夹具，常通过过渡盘与机床主轴对于尺寸较大的车床类夹具，常通过过渡盘与机床主轴连接。过渡盘装在机床主轴的端部，它们之间的连接方式随连接。过渡盘装在机床主轴的端部，它们之间的连接方式随主轴端部结构而异，夹具以夹具体上的端面和止口为安装面主轴端部结构而异，夹具以夹具体上的端面和止口为安装面装在过渡盘上，用螺钉紧固。此法简

35、化了夹具体的结构，提装在过渡盘上，用螺钉紧固。此法简化了夹具体的结构，提高了其通用性。高了其通用性。 3-过渡盘过渡盘 2铣床夹具 铣削加工属断续切削，易产生振动，铣床夹具的受力部件要有足够的强度和刚度，夹紧机构所提供的夹紧力应足够大，且要求有较好的自锁性能。 对刀块和定位键是铣床夹具的特有元件。对刀块是用来确定铣刀相对于夹具定位元件位置关系的；定位键是用来确定夹具相对于机床位置关系的。 1 1直线进给式铣床夹具直线进给式铣床夹具 这类铣床用得最多。夹具安装在铣床工作台上，加工中随工这类铣床用得最多。夹具安装在铣床工作台上，加工中随工作台按直线进给方式运动。作台按直线进给方式运动。 根据工件质

36、量、结构及生产批量，将夹具设计成单件多点、根据工件质量、结构及生产批量，将夹具设计成单件多点、多件平行和多件连续依次夹紧的联动方式，有时还要采用分度机多件平行和多件连续依次夹紧的联动方式，有时还要采用分度机构，均为了提高生产效率。构，均为了提高生产效率。 2 2圆周进给式铣床夹具圆周进给式铣床夹具 圆周进给铣削方式在不停车的情况下装卸工件，一般是多工圆周进给铣削方式在不停车的情况下装卸工件，一般是多工位，在有回转工作台的铣床上使用。位，在有回转工作台的铣床上使用。 这种夹具结构紧凑，操作方便，机动时间与辅助时间重叠，这种夹具结构紧凑，操作方便，机动时间与辅助时间重叠，是高效铣床夹具，使用于大批

37、量生产。是高效铣床夹具，使用于大批量生产。 3. 3.靠模铣床夹具靠模铣床夹具 这种带有靠模的铣床夹具用在专用或通用铣床上加工各种非这种带有靠模的铣床夹具用在专用或通用铣床上加工各种非圆曲面。靠模的作用是使工件获得辅助运动，形成仿形运动。按圆曲面。靠模的作用是使工件获得辅助运动，形成仿形运动。按主进给运动方式，靠模铣床夹具可分为直线进给和圆周进给两种。主进给运动方式，靠模铣床夹具可分为直线进给和圆周进给两种。长春理工大学机械工程系长春理工大学机械工程系2铣床夹具 长春理工大学机械工程系长春理工大学机械工程系2铣床夹具 对刀装置对刀装置 对刀块塞尺对刀调整工作通过塞尺（平面型或对刀调整工作通过塞

38、尺（平面型或圆柱型）进行，这样可以避免损坏圆柱型）进行，这样可以避免损坏刀具和对刀块的工作表面。塞尺的刀具和对刀块的工作表面。塞尺的厚度或直径一般为厚度或直径一般为 35mm，按国，按国家标准家标准 h6 的公差制造，在夹具总的公差制造，在夹具总图上应注明塞尺的尺寸。图上应注明塞尺的尺寸。 1-夹具体夹具体 2-支承板支承板 3-压板压板 4-螺母螺母 5-对刀块对刀块 6-定位销定位销 7-支承钉支承钉 一、钻床夹具的主要类型一、钻床夹具的主要类型 钻床夹具简称钻模，主要用于加工孔及螺纹。它主要由钻套、钻模板、钻床夹具简称钻模，主要用于加工孔及螺纹。它主要由钻套、钻模板、定位及夹紧装置夹具体

39、组成。其主要类型有以下几种。定位及夹紧装置夹具体组成。其主要类型有以下几种。（1 1）固定式钻模）固定式钻模 使用中钻模在机床上的位置固定不动，加工精度较高，使用中钻模在机床上的位置固定不动，加工精度较高，主要用于立式钻床上加工直径较大的单孔或摇臂钻床加工平行孔系。主要用于立式钻床上加工直径较大的单孔或摇臂钻床加工平行孔系。（2 2）回转式钻模）回转式钻模 钻模上有分度装置，可在工件上加工出若干个绕轴线分钻模上有分度装置，可在工件上加工出若干个绕轴线分布的轴向或径向孔系。布的轴向或径向孔系。（3 3）翻转式钻模）翻转式钻模 主要加工小型工件不同表面上，孔径小于主要加工小型工件不同表面上，孔径小

40、于 88 10mm10mm的孔。的孔。可减少安装次数，提高被加工孔的位置精度。其结构较简单，加工钻模一可减少安装次数，提高被加工孔的位置精度。其结构较简单，加工钻模一般手工进行翻转，所以夹具及工件应小于般手工进行翻转，所以夹具及工件应小于10kg10kg为宜。为宜。（4 4）盖板式钻模）盖板式钻模 这种钻模无夹具体，其定位元件和夹紧装置直接装在钻这种钻模无夹具体，其定位元件和夹紧装置直接装在钻模板上。钻模板在工件上装夹，适合于体积大而笨重的工件上的小孔加工。模板上。钻模板在工件上装夹，适合于体积大而笨重的工件上的小孔加工。夹具、结构简单轻便，易清除切屑；但是每次夹具需从工件上装卸，较费夹具、结

41、构简单轻便，易清除切屑；但是每次夹具需从工件上装卸，较费时，故此钻模的质量一般不宜超过时，故此钻模的质量一般不宜超过10kg10kg。（5 5）滑柱式钻模）滑柱式钻模 滑柱式钻模是带有升降钻模板的通用可调夹具。结构简滑柱式钻模是带有升降钻模板的通用可调夹具。结构简单、操作方便、动作迅速、制造周期短，生产中应用较广。单、操作方便、动作迅速、制造周期短，生产中应用较广。三、钻床夹具1钻床夹具 （一）钻模的主要类型及其结构特点1 固定式钻模 1钻床夹具 （一）钻模的主要类型及其结构特点2 回转式钻模 长春理工大学机械工程系长春理工大学机械工程系1钻床夹具 （一）钻模的主要类型及其结构特点3翻转式钻模

42、 长春理工大学机械工程系长春理工大学机械工程系1钻床夹具 （一）钻模的主要类型及其结构特点4滑柱式钻模 钻套安装在钻模板或夹具体上，用来确定工件上加工钻套安装在钻模板或夹具体上，用来确定工件上加工孔的位置，引导刀具进行加工，提高加工过程中工艺系统孔的位置，引导刀具进行加工，提高加工过程中工艺系统的刚性并防振。钻套可分为标准钻套和特殊钻套两大类。的刚性并防振。钻套可分为标准钻套和特殊钻套两大类。 （二）钻套（1）固定钻套（1 1）固定钻套）固定钻套（2 2）可换钻套）可换钻套 （3 3）快换钻套）快换钻套 （4 4）特殊钻套）特殊钻套 长春理工大学机械工程系长春理工大学机械工程系（2）可换钻套1

43、钻床夹具 长春理工大学机械工程系长春理工大学机械工程系（3）快换钻套1钻床夹具 长春理工大学机械工程系长春理工大学机械工程系（4）专用钻套1钻床夹具 长春理工大学机械工程系长春理工大学机械工程系（二）钻床夹具设计要点2钻模板 钻模板用于安装钻套，确保钻套在钻模上的正确位置，钻模板多装在夹具体或支架上，常见的钻模板有固定式、铰链式、可卸式、悬挂式等四种结构形式。（1）固定式钻模板（2）铰链式钻模板 钻模板通过铰链与夹具体或固定钻模板通过铰链与夹具体或固定支架连接在一起的，钻模板可绕铰链支架连接在一起的，钻模板可绕铰链轴翻转。铰链轴和钻模板上相应孔的轴翻转。铰链轴和钻模板上相应孔的配合为基轴制间隙

44、配合配合为基轴制间隙配合(G7/h6)(G7/h6)，铰链，铰链轴和支座孔的配合为基轴制过盈配合轴和支座孔的配合为基轴制过盈配合(N7/h6)(N7/h6)，钻模板和支座两侧面间的配，钻模板和支座两侧面间的配合则按基孔制间隙配合合则按基孔制间隙配合(H7/g6)(H7/g6)。当钻。当钻孔的位置精度要求较高时，应予配制，孔的位置精度要求较高时，应予配制，并将钻模板与支座侧面间的配合间隙并将钻模板与支座侧面间的配合间隙控制在控制在0.010.010.02mm0.02mm之内。同时还要之内。同时还要注意使钻模板工作时处于正确位置。注意使钻模板工作时处于正确位置。这种钻模板常采用蝶形螺母锁紧，这种钻

45、模板常采用蝶形螺母锁紧，装卸工件比较方便，对于钻孔后还需装卸工件比较方便，对于钻孔后还需要进行锪平面、攻丝等工步尤为适宜。要进行锪平面、攻丝等工步尤为适宜。但该钻模板可达到的位置精度较低，但该钻模板可达到的位置精度较低，结构也较复杂。结构也较复杂。 可拆卸式钻模板可拆卸式钻模板 铰链式钻模板铰链式钻模板 盖板式钻模板盖板式钻模板可拆卸式钻模板与夹具体是分离的，并成为一个独立部分，且钻模可拆卸式钻模板与夹具体是分离的，并成为一个独立部分，且钻模板对工件要确定定位要求。工件在夹具体中每装卸一次，钻模板也板对工件要确定定位要求。工件在夹具体中每装卸一次，钻模板也要装卸一次。该钻模板钻孔精度较高，但装

46、卸工件的时间较长，因要装卸一次。该钻模板钻孔精度较高，但装卸工件的时间较长，因而效率较低。而效率较低。 长春理工大学机械工程系长春理工大学机械工程系（3）悬挂式钻模板钻模板悬挂在机床主轴或主轴钻模板悬挂在机床主轴或主轴箱上，随主轴的往复移动而靠箱上，随主轴的往复移动而靠紧工件或离开，它多与组合机紧工件或离开，它多与组合机床或多头传动轴联合使用。床或多头传动轴联合使用。图中钻模板图中钻模板2 2由锥端紧定螺钉由锥端紧定螺钉将其固定在导柱将其固定在导柱4 4上，导柱上，导柱4 4的的上部伸入多轴传动头上部伸入多轴传动头5 5的座架的座架孔中，从而将钻模板孔中，从而将钻模板2 2悬挂起悬挂起来；导柱

47、来；导柱4 4的下部则伸入夹具的下部则伸入夹具体的导孔体的导孔1 1中，使钻模板中，使钻模板2 2准确准确定位。当多轴传动头定位。当多轴传动头5 5向下移向下移动进行加工时，依靠弹簧压缩动进行加工时，依靠弹簧压缩时产生的压力使钻模板时产生的压力使钻模板2 2向下向下靠紧工件。加工完毕后，多轴靠紧工件。加工完毕后，多轴传动头上升继而退出钻头，并传动头上升继而退出钻头，并提起钻模板恢复至原始位置。提起钻模板恢复至原始位置。 四、镗床夹具 镗床夹具又称为镗模，主要用于加工箱体或支座类零件上镗床夹具又称为镗模，主要用于加工箱体或支座类零件上的精密孔和孔系。主要由镗模底座、支架、镗套、镗杆及必要的精密孔

48、和孔系。主要由镗模底座、支架、镗套、镗杆及必要的定位和夹紧装置组成。镗床夹具的种类按导向支架的布置形的定位和夹紧装置组成。镗床夹具的种类按导向支架的布置形式分为双支承镗模、单支承镗模和无支承镗模。式分为双支承镗模、单支承镗模和无支承镗模。1 1导引方式及导向支架导引方式及导向支架镗杆的引导方式分为单、双支承引导。镗杆的引导方式分为单、双支承引导。p 单支承时，镗杆与机床主轴采用刚性连接，主轴回转精度影单支承时，镗杆与机床主轴采用刚性连接，主轴回转精度影响镗孔精度，故适于小孔和短孔的加工。响镗孔精度，故适于小孔和短孔的加工。p 双支承时，镗杆和机床主轴采用浮动联接。所镗孔的位置精双支承时，镗杆和

49、机床主轴采用浮动联接。所镗孔的位置精度取决于镗模两导向孔的位置精度，而与机床主轴精度无关。度取决于镗模两导向孔的位置精度，而与机床主轴精度无关。镗模导向支架主要用来安装镗套和承受切削力。因要求其有足够镗模导向支架主要用来安装镗套和承受切削力。因要求其有足够的刚性及稳定性，故在结构上一般应有较大的安装基面和必要的的刚性及稳定性，故在结构上一般应有较大的安装基面和必要的加强筋；而且支架上不允许安装夹紧机构来承受夹紧反力，以免加强筋；而且支架上不允许安装夹紧机构来承受夹紧反力，以免支架变形而破坏精度。支架变形而破坏精度。四、镗床夹具图图4-44 4-44 车床尾座孔镗模车床尾座孔镗模1-1-支架支架

50、 2-2-镗套镗套 3 3、4-4-定位板定位板 5 5、8-8-压板压板 6-6-夹紧螺钉夹紧螺钉 7-7-可调支承钉可调支承钉 9-9-镗模底座镗模底座 10-10-镗刀杆镗刀杆 11-11-浮动接头浮动接头镗床夹具安装时一般不设定位键，而采用找正的方法来确定夹具的镗床夹具安装时一般不设定位键，而采用找正的方法来确定夹具的安装方向，这时，夹具上应加工出比较精密的找正基面。这种方法安装方向，这时，夹具上应加工出比较精密的找正基面。这种方法定位精度较高，但夹具每次安装均需要找正，如图所示镗床夹具中定位精度较高，但夹具每次安装均需要找正，如图所示镗床夹具中的的B B面就是找正面。面就是找正面。镗

51、套镗套l l）固定式镗套）固定式镗套 固定式镗套被固定安装在夹具镗模支架上，不能随镗杆一起转固定式镗套被固定安装在夹具镗模支架上，不能随镗杆一起转动，所以，镗削过程中，镗杆在镗套中既有轴向的相对移动，又有动，所以，镗削过程中，镗杆在镗套中既有轴向的相对移动，又有较高的相对转动，镗套容易摩擦磨损而失去引导精度，只适用于线较高的相对转动，镗套容易摩擦磨损而失去引导精度，只适用于线速度速度v v0.3m0.3ms s的低速情况下。的低速情况下。 A型 B型根据镗套润滑方式的不同，根据镗套润滑方式的不同，分为分为A A型、型、B B型两种；型两种；A A型为型为无润滑油槽式，需依靠模无润滑油槽式，需依

52、靠模杆上的供油系统或滴油来杆上的供油系统或滴油来润滑；润滑；B B型备有油杯、油槽型备有油杯、油槽结构，可实现较好的自润结构，可实现较好的自润滑。滑。 2 2）回转式镗套）回转式镗套 回转式镗套在镗孔过程中随同镗杆一起回转回转式镗套在镗孔过程中随同镗杆一起回转, ,所以镗套内壁与所以镗套内壁与镗杆没有相对转动，从而减少镗套内壁的磨损和发热，可长期维持镗杆没有相对转动，从而减少镗套内壁的磨损和发热，可长期维持其引导精度，比较适合于高速镗孔，一般应用于孔径较大、线速度其引导精度，比较适合于高速镗孔，一般应用于孔径较大、线速度v v0.3 m0.3 ms s的场合。的场合。 a) 滑动式回转镗套滑动

53、式回转镗套 b) 滚动式回转镗套滚动式回转镗套 c) 立式滚动回转式镗套立式滚动回转式镗套 滑动式回转镗套，其回转结构采用滑动轴承，径向尺寸小，结构紧凑，滑动式回转镗套，其回转结构采用滑动轴承，径向尺寸小，结构紧凑，回转精度很高，承载能力强，在充分润滑条件下，具有良好的减振性，回转精度很高，承载能力强，在充分润滑条件下，具有良好的减振性，常用于精镗加工；滚动式回转镗套，镗套与支架间由滚动轴承支承，允常用于精镗加工；滚动式回转镗套，镗套与支架间由滚动轴承支承，允许转速较高，径向尺寸较大，回转精度受到滚动轴承精度影响，承载能许转速较高，径向尺寸较大，回转精度受到滚动轴承精度影响，承载能力较低。力较

54、低。 镗模导向装置的布置方式镗模导向装置的布置方式按照镗套相对刀具设置位置的不同按照镗套相对刀具设置位置的不同 单套前引导单套前引导 单套后引导单套后引导 双套后引导双套后引导 前后单套引导前后单套引导 前后双套引导前后双套引导 n1明确设计任务，收集研究原始资料明确设计任务，收集研究原始资料 n在接到夹具设计任务书后，首先要仔细阅读加工在接到夹具设计任务书后，首先要仔细阅读加工件的零件图和与之有关的部件装配图，了解零件件的零件图和与之有关的部件装配图，了解零件的作用、结构特点和技术要求；其次，要认真研的作用、结构特点和技术要求；其次，要认真研究加工件的工艺规程，充分了解本工序的加工内究加工件

55、的工艺规程，充分了解本工序的加工内容和加工要求，了解本工序使用的机床和刀具，容和加工要求，了解本工序使用的机床和刀具，研究分析夹具设计任务书上所选用的定位基准和研究分析夹具设计任务书上所选用的定位基准和工序尺寸。工序尺寸。一、一、 机床夹具设计要求机床夹具设计要求n2拟定夹具结构方案，绘制夹具草图拟定夹具结构方案，绘制夹具草图 n拟定夹具的结构方案时，主要解决如下问题： n（1）确定工件的定位方式，设计定位装置；）确定工件的定位方式，设计定位装置； n（2）确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置；）确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置； n（3）确定对刀或引导方式，选择或设计对刀装置或引导元）确定对刀或引导方式，选择或设计对刀装置或引导元件；件； n（4）确定其它元件或装置的结构型式，如定位键，分度装）确定其它元件或装置的结构型式，如定位键，分度装置等；置等； n（5）确定夹具的总体结构及夹具在机床的安装方式。在确）确定夹具的总体结构及夹具在机床的安装方式。在确定夹具结构方案的过程中，应提出几种不同的方案，画出草定夹具结构方案的过程中，应提出几种不同的方案，画出草图，经比较分析，选取最佳方案。图，经比较分析，选取最佳方案。n3绘制夹具总图绘制夹具总图 n夹具总图绘制比例除特殊情况外，一般均应按夹具总图绘制比例除特殊情况外