第18次专用夹具设计方法

1、第十八讲专用夹具设计方法夹具与工作台、刀具、工件的关联装置 定位键 对刀装置 分度装置定位键定位键-夹具体底面的主要秘密： (a)为四周接触为四周接触 (b)为两边接触，以上两形状用于安装定位键时用。为两边接触，以上两形状用于安装定位键时用。 (c)为四角接触，夹具侧面设找正基准时用或钻床为四角接触，夹具侧面设找正基准时用或钻床 夹具体用。夹具体用。铣床夹具以铣床夹具以夹具体底面夹具体底面、定位键侧面定位键侧面与铣与铣床工作台面、床工作台面、T型槽侧面接触定位，然后型槽侧面接触定位，然后用螺栓压板把夹具压紧在铣床工作台面上。用螺栓压板把夹具压紧在铣床工作台面上。 定位键 定位键：铣床、刨床、钻

2、床、镗床夹具，为了确定夹具相对于机床的位置，一般用两个定位键定位，夹具体上设计几个开口耳座，用T形槽螺栓和螺母进行夹紧。 定位键有矩形和圆形两种，圆形定位键容易加工，但较易磨损，故使用不多。 矩形定位键，其上部与夹具体底面上的槽配合，下部与机床工作台上的T形槽配合。 钻床夹具一般不固定，如果孔比较大，或用摇臂钻床加工时，可用压板固定或用开口耳座固定，但钻床夹具不用定位键。定位键：定位键：一般情况下，每个铣床夹具装有一般情况下，每个铣床夹具装有两个定两个定位键位键，标准结构见下图：，标准结构见下图： 定位键形状及尺寸定位键：用螺钉紧固在夹具体上。定位键：用螺钉紧固在夹具体上。A型：键与型：键与T

3、型槽：型槽：B=T型槽名义宽度型槽名义宽度 h6或或h8 键与夹具体：键与夹具体： 、B型：键与夹具体：型：键与夹具体： 、 键与键与T型槽：型槽： 按按T型槽实际宽度配作型槽实际宽度配作 h6或或h8867、hhHB866、hhJSB867、hhHB866、hhJSB形槽实宽TB 15 . 01 BBU型耳座：用于夹紧夹具，一般在夹具体的纵用于夹紧夹具，一般在夹具体的纵向中线处两边各设置一个，大型夹具在接近四角处各向中线处两边各设置一个，大型夹具在接近四角处各设置一个。设计时可查阅夹具设计手册。也有不设计设置一个。设计时可查阅夹具设计手册。也有不设计U型耳座的，直接用螺栓压板夹紧夹具。型耳座

4、的，直接用螺栓压板夹紧夹具。 对刀的方法通常有三种：对刀的方法通常有三种：v试切法试切法：v调整法调整法：每加工一批工件，安装调整一：每加工一批工件，安装调整一次夹具，刀具相对元件定位面的正确位置次夹具，刀具相对元件定位面的正确位置都是通过试切数个工件来对刀的。都是通过试切数个工件来对刀的。v用样件或对刀装置对刀用样件或对刀装置对刀：只是在制造样：只是在制造样件和调整对刀装置时，才需要试切一些工件和调整对刀装置时，才需要试切一些工件，而在每次安装使用夹具时，不需要再件，而在每次安装使用夹具时，不需要再试切工件。这种方法最简便。试切工件。这种方法最简便。夹具的对刀夹具的对刀 铣床夹具的对刀装置

5、(a)平面塞尺厚度平面塞尺厚度S常用常用1、3、5mm， (b)圆柱塞尺圆柱塞尺d常用常用3、5mm。 塞尺尺寸公差均为塞尺尺寸公差均为h6 对刀块与塞尺r特点：对刀方便、迅速，但对准精度一般比试切法低 。r铣床对刀装置一般安排在铣刀开始进给的一方钻床夹具的对刀装置钻床夹具的对刀装置钻套钻套- -在钻模板上，其作用是确定被加在钻模板上，其作用是确定被加工孔的位置和引导刀具工孔的位置和引导刀具 钻套内孔、外轴的尺寸及精度规定 1. 钻套内孔 钻套内孔（又称导向孔）直径的基本尺寸应为所用刀具的最大极限尺寸，钻孔或扩孔时其公差取F7或F8，粗铰时取G7，精铰时取G6。若钻套引导的是刀具的导柱部分，则

6、可按基孔制的相应配合选取，如H7/f7、H7/g6或H6/g5等。 2. 钻套外圆 固定钻套 该类钻套外圆以H7/n6或H7/r6配合，直接压入钻模板上的钻套底孔内。钻孔的位置精度也较高。 可换钻套 可换钻套装在衬套中，衬套是以H7/n6或H7/r6的配合直接压入钻模板的底孔内，钻套外圆与衬套内孔之间常采用F7/m6或F7/k6配合。快换钻套 快换钻套的有关配合与可换钻套的相同。镗床夹具的对刀装置镗床夹具的对刀装置分度装置部件功能介绍回转分度装置常由固定部分、转动部分、分度对定机构、抬起锁紧机构以及润滑部分组成。各主要部分功能如下：1)固定部分：它是分度装置的基体，常和夹具体连为一体。2)转动

7、部分：工作夹具装在其上，由其实现工件的转位3)分度对定机构：由分度盘和对定销组成，保证转位后工件正确的分度位置，并完成插销、拔销动作。4)抬起锁紧机构：分度对定后，锁紧转动部分，增强分度装置工作时的刚度。分度对定控制装置分度对定装置锁紧装置典型例子专用夹具设计的基本要求保证工件的加工精度。这是夹具设计的最基本要求，其关键是正确地确定定位方案、夹紧方案、刀具导向方式及合理制定夹具的技术要求。必要时应进行误差分析与计算。夹具总体方案应与生产纲领相适应。在大批量生产时，应尽量采用各种快速、高效结构，如多件夹紧、联动夹紧等，以缩短辅助时间，提高生产率；在中、小批量生产中，则要求在满足夹具功能的前题下，

8、尽量使夹具结构简单、容易制造，以降低夹具制造成本。操作方便，工作安全，能减轻工人劳动强度。如采用气动、液压等机械化夹紧装置，以减轻工人的劳动强度；并可较好地控制夹紧力。夹具操作位置应符合操作工人的习惯，必要时应有安全保护装置，以确保使用安全。便于排屑。切屑积集在夹具中，会破坏工件正确的定位；切屑带来的大量热量会引起夹具和工件的热变形，影响加工质量；切屑的清扫又会增加辅助时间，降低工作效率；切屑积集严重时，还会损伤刀具或造成工伤事故。因此排屑问题在夹具设计时必须给予充分的注意，在设计高效机床夹具时尤为重要。有良好的结构工艺性。设计的夹具应便于制造、检验、装配、调整、维修等。专用夹具设计的一般步骤

9、 研究原始资料，明确设计要求研究原始资料，明确设计要求在接到夹具设计任务书后，首先要仔细地阅读被加工零件的零件图和装配图，清楚地了解零件的作用、结构特点、材料及技术要求；其次要认真地研究零件的工艺规程，充分了解本工序的加工内容和加工要求。必要时还应了解同类零件所用过的夹具及其使用情况，作为设计时的参考。工序图工序图则给出了夹具所在工序的零件的工序则给出了夹具所在工序的零件的工序基准、工序尺寸、已加工表面、待加工表面、基准、工序尺寸、已加工表面、待加工表面、相应加工精度要求，以及本工序的定位、夹相应加工精度要求，以及本工序的定位、夹紧原理方案，这是夹具设计的直接依据紧原理方案，这是夹具设计的直接

10、依据 。了解工艺规程中本工序的加工内容。机床、刀了解工艺规程中本工序的加工内容。机床、刀具、切削用量、工步安排、工时定额，同时具、切削用量、工步安排、工时定额，同时加工的零件数。这些是在考虑夹具总体方案、加工的零件数。这些是在考虑夹具总体方案、操作、估算夹紧力等方面必不可少的。操作、估算夹紧力等方面必不可少的。机床专用夹具的设计步骤机床专用夹具的设计步骤专用夹具设计的一般步骤 拟定夹具结构方案，绘制夹具结构草图拟定夹具结构方案，绘制夹具结构草图拟定夹具结构方案时应主要考虑以下问题： 根据零件加工工艺所给的定位基准和六点定位原理，确定工件的定位方法并选择相应的定位元件； 确定刀具导向方式，并设计

11、导向装置或对刀装置； 确定工件的夹紧方法，并设计夹紧机构； 确定其他元件或装置的结构形式； 考虑各种元件和装置的布局，确定夹具体的总体结构。为使设计的夹具先进、合理，常需拟定几种结构方案，进行比较，从中择优。在构思夹具结构方案时，应绘制夹具结构草图，以帮助构思，并检查方案的合理性和可行性，同时也为进一步绘制夹具总图作好准备v夹具总图应遵循国家标准绘制，图形大小的比例尽夹具总图应遵循国家标准绘制，图形大小的比例尽量取量取l l；1 1，使所绘的夹具总图有良好的直观性，如，使所绘的夹具总图有良好的直观性，如工工件过大时可用件过大时可用1 1：2 2或或1 1：5 5的比例，的比例，过小时可用过小时

12、可用2 2：1 1的的比例。比例。v主视图应取操作者实际工作时的位置，以作为装配主视图应取操作者实际工作时的位置，以作为装配夹具时的依据并供使用时参考。夹具时的依据并供使用时参考。 v总图中的视图应尽量少，但必须能够总图中的视图应尽量少，但必须能够清楚地表示出清楚地表示出夹具的工作原理和构造，表示各种装置或元件之间夹具的工作原理和构造，表示各种装置或元件之间的位置关系等。的位置关系等。3夹具装配图的绘制夹具装配图的绘制v绘制总图的顺序是：绘制总图的顺序是： 先用先用双点划线双点划线绘出工件的轮廓外形，并绘出工件的轮廓外形，并显示显示出加工余量出加工余量；然后把；然后把工件工件视为视为透明体透明

13、体，按照工件，按照工件的形状及位置依次绘出的形状及位置依次绘出定位、导向、夹紧及其它定位、导向、夹紧及其它元件元件或装置的具体结构；最后绘制夹具体，形成或装置的具体结构；最后绘制夹具体，形成一个夹具整体。一个夹具整体。 v标注尺寸、技术条件标注尺寸、技术条件 v编写零件明细表编写零件明细表3夹具装配图的绘制夹具装配图的绘制专用夹具设计的一般步骤 绘制零件图对夹具总图中的非标准件均应绘制零件图，零件图视图的选择应尽可能与零件在总图上的工作位置相致。1、夹具装配图上应标注的几类尺寸、夹具装配图上应标注的几类尺寸 外形轮廓尺寸外形轮廓尺寸(A类尺寸类尺寸)：长、宽、高(不包含被加工工件、定位键)，当

14、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工件与定位元件的联系尺寸(B类尺寸类尺寸)：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)定位元件之间的位置尺寸。定位元件之间的位置尺寸。 确定夹具的主要尺寸、公差和技术要求确定夹具的主要尺寸、公差和技术要求 钻夹具：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：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车床夹具无此类尺寸 夹具与刀具的联系尺寸

15、夹具与刀具的联系尺寸(C类尺寸类尺寸) ：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：车夹具：夹具与主轴端部圆柱配合的配合尺寸。铣夹具：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夹具与机床的联系尺寸(D类尺寸类尺寸)：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以上尺寸若以配合形式标注，要用双点划线画出主轴端部、轴端部、T型槽形状。型槽形状。钻夹具无此类尺寸钻夹具无此类尺寸。 其它装配尺寸其它装配尺寸(E类尺寸类尺寸)：不在上述几类尺寸之内的：1) 夹具内部的配合尺寸；2) 有相互位置要求的装配尺寸。铣床夹具尺寸

16、标注示例铣床夹具尺寸标注示例 钻床夹具尺寸标注示例钻床夹具尺寸标注示例举例说明设计过程设计一夹具用于加工连杆零件的小头孔，图a所示为工序简图。零件材料为45钢，毛坯为模锻件，年产量为500件，所用机床为立式钻床Z525。设计过程分析 第一，进行精度与批量分析。 本工序有一定位置精度要求，属于批量生产，使用夹具加工是适当的。但考虑到生产批量不是很大，因而夹具结构应尽可能的简单，以减小夹具制造成本（具体分析从略）设计过程分析第二：确定夹具结构方案确定定位方案，选择定位元件。 本工序加工要求保证的位置精度主要是中心距尺寸1200.05 mm及平行度公差0.05mm。根据基准重合原则，应选36H7孔为

17、主要定位基准，即工序简图中所规定的定位基准是恰当的。为使夹具结构简单，选择间隙配合的刚性心轴加下端面的定位方式（若端面B与孔A垂直度误差较大，则端面处应加球面垫圈）。又为保证小头孔处壁厚均匀，采用活动V形块来确定工件的角向位置，参考图b。设计过程分析第二：确定夹具结构方案确定导向装置。本工序小头孔加工的精度要求较高，一次装夹要完成钻扩粗铰精铰个工步，故采用快换钻套（机床上相应地采用快换夹头）；又考虑到要求结构简单且能保证精度，采用固定式钻模板，参考图c。设计过程分析第二：确定夹具结构方案确定夹紧机构。 理想的夹紧方式应使夹紧力作用在主要定位面上，本例中可采用可涨心轴、液塑心轴等，但这样做夹具结

18、构较复杂，制造成本较高。为简化结构，确定采用螺纹夹紧，即在心轴上直接做出一段螺纹，并用螺母和开口垫圈锁紧，参考图c。设计过程分析第二：确定夹具结构方案确定其他装置和夹具体。 为了保证加工时工艺系统的刚度和减小加工时工件的变形，应在靠近工件的加工部位增加辅助支承。夹具体的设计应通盘考虑，使上述各部分通过夹具体能有机地联系起来，形成一个完整的夹具。此外，还应考虑夹具与机床的联接。因为是在立式钻床上使用，夹具安装在工作台上可直接用钻套找正并用压板固定，故只需在夹具体上留出压板压紧的位置即可。又考虑到夹具的刚度和安装的稳定性，夹具体底面设计成周边接触的形式，参考图e设计过程分析绘图 第三，在绘制夹具草

19、图的基础上绘制夹具总图，标注尺寸和技术要求，参考上图。 第四，对零件进行编号，填写明细表和标题栏，绘制零件图（从略）。夹具设计中的几个重要问题 夹具设计的经济性分析在零件加工过程中，对于某一工序而言，是否要使用夹具，应使用什么类型的夹具（通用夹具、专用夹具、组合夹具等），以及在确定使用专用夹具的情况下应设计什么挡次的夹具，这些问题在夹具设计前必须加以认真的考虑。除了从保证加工质量的角度考虑外，还应作经济性分析，以确保所设计的夹具在经济上合理。夹具设计中的几个重要问题 成组设计思想的采用 以相似性原理为基础的成组技术在设计、制造、管理等各方面均有广泛的应用，夹具设计也不例外。在夹具设计中应用成组

20、技术的主要方法是根据夹具的名称、类别、所用机床、服务对象、结构形式、尺寸规格、精度等级等对夹具及夹具零部件进行分类编码，并将设计图纸及有关资料分类存放。当设计新夹具时，首先对已有的夹具进行检索，找出编码相同或相近的夹具，或对它进行小的修改，或取其部分结构，或供设计时参考。在设计夹具零部件时，亦可采用相同的方法，或直接将已有的夹具零部件拿来使用，或在原有图纸基础上作些小的改动。不论采用哪种方式，均可大大减小设计工作量，加快设计进度。夹具设计中的几个重要问题3、尺寸的形位公差要求： 夹具上有关尺寸公差和形位公差通常取工件上相应公差的1/51/2。当生产批量较大时，考虑夹具的磨损，应取较小值；当工件

21、本身精度较高，为使夹具制造不十分困难，可取较大值。当工件上相应的公差为自由公差时，夹具上有关尺寸公差常取0.1mm或0.05mm，角度公差（包括位置公差）常取10或5。确定夹具公差带时，还应注意保证夹具的平均尺寸与工件上相应的平均尺寸一致，即保证夹具上有关尺寸的公差带刚好落在工件上相应尺寸公差带的中间。（1）直接与工件的加工尺寸公差有关）直接与工件的加工尺寸公差有关r在确定这类公差时，一般可取夹具的公差为工件相应加工尺在确定这类公差时，一般可取夹具的公差为工件相应加工尺寸公差的（寸公差的（1/31/5）。在具体选取时，必须结合工件的加工）。在具体选取时，必须结合工件的加工精度要求、批量大小以及

22、工厂在制造夹具方面的生产技术水平精度要求、批量大小以及工厂在制造夹具方面的生产技术水平等因素进行细致分析和全面考虑。等因素进行细致分析和全面考虑。r在夹具总装图上标注这类尺寸公差时，一律采用在夹具总装图上标注这类尺寸公差时，一律采用双向对称分双向对称分布公差制布公差制。因此，在按工件加工尺寸公差来确定夹具的尺寸公。因此，在按工件加工尺寸公差来确定夹具的尺寸公差时，都必须首先将工件的尺寸公差换算成双向对称分布公差。差时，都必须首先将工件的尺寸公差换算成双向对称分布公差。否则，便不可能保持工件加工尺寸的精度。否则，便不可能保持工件加工尺寸的精度。（2）与工件加工尺寸公差无关）与工件加工尺寸公差无关

23、例如：定位元件与夹具体的配合尺寸公差、夹紧机构上各组成例如：定位元件与夹具体的配合尺寸公差、夹紧机构上各组成零件间的配合尺寸公差等。这类尺寸公差主要是零件间的配合尺寸公差等。这类尺寸公差主要是根据零件的功根据零件的功用和装配要求，而按照一般的公差配合标准来决定。用和装配要求，而按照一般的公差配合标准来决定。夹具设计中的几个重要问题夹具总图上标注的技术要求通常有以下几方面：定位元件与定位元件定位表面之间的相互位置精度要求；定位元件的定位表面与夹具安装面之间的相互位置精度要求；定位元件的定位表面与导向元件工作表面之间的相互位置精度要求；导向元件与导向元件工作表面之间的相互位置精度要求；定位元件的定

24、位表面或导向元件的工作表面对夹具找正基准面的位置精度要求；与保证夹具装配精度有关的或与检验方法有关的特殊的技术要求。夹具设计中的几个重要问题夹具结构工艺性分析（）夹具零件的结构工艺性与一般机械零件的结构工艺性相同，首先要尽量选用标准件和通用件，以降低设计和制造费用；其次要考虑加工的工艺性及经济性。（）夹具最终精度保证方法。专用夹具制造精度要求较高，又属于单件生产，因此大都采用调整、修配、装配后加工以及在使用机床上就地加工等工艺方法来达到最终精度要求。 在设计夹具时，必须适应这一工艺特点，以利于夹具的制造、装配、检验和维修。夹具设计中的几个重要问题 夹具的精度分析夹具的主要功能是用来保证零件加工

25、的位置精度。使用夹具加工时，影响被加工零件位置精度的误差因素主要有个方面。夹具设计中的几个重要问题 夹具的精度分析夹具的主要功能是用来保证零件加工的位置精度。使用夹具加工时，影响被加工零件位置精度的误差因素主要有个方面。 夹具的精度分析之（）定位误差 ：工件安装在夹具上位置不准确或不一致性，用zw表示。夹具设计中的几个重要问题夹具的精度分析之 （）夹具制造与装夹误差 :包括夹具制造误差（定位元件与导向元件的位置误差、导向元件本身的制造误差、导向元件之间的位置误差、定位面与夹具安装面的位置误差等）、夹紧误差（夹紧时夹具或工件变形所产生的误差）、导向误差（对刀误差、刀具与导向元件偏斜误差等）以及夹

26、具装夹误差（夹具安装面与机床安装面的配合误差、装夹时的找正误差等）。该项误差用zx表示。夹具的精度分析之 （）加工过程误差: 在加工过程中由于工艺系统（除夹具外）的几何误差、受力变形、热变形、磨损以及各种随机因素所造成的加工误差，用gc表示。精度分析之结论式 上述各项误差中，第项与第项与夹具有关，第项与夹具无关。显然，为了保证零件的加工精度，应使 dwzxgcT 式中T是与零件有关的位置公差。 上式即为确定和检验夹具精度的基本公式。通常要求给gc留三分之一的零件公差，即应使与夹具有关的误差限定在零件相应公差三分之二的范围内。当零件生产批量较大时，为了保证夹具的使用寿命，在制定夹具的制造公差时，

27、还应考虑留有一定的夹具磨损公差。夹具体设计毛坯结构 开式、半开式、框式毛坯类型 铸、焊接、锻造、组合外形尺寸确定 一般不作复杂计算，类比法处理。实际上，在绘制夹具总图的过程中，根据工件、定位元件、夹紧装置、对刀-引导元件以及其它辅助机构和装置在总体上的配置，夹具体的外形尺寸便已大体确定。夹具体的技术要求 夹具体与各元件配合表面的尺寸精度和配合精度都较高。夹具体的排屑结构4.6.1钻床夹具钻床夹具 钻床夹具通常称钻模钻模，主要由定位元件、夹紧装置、钻模板、钻套、夹具体组成。 4.6 典型机床夹具的结构特点典型机床夹具的结构特点1.钻模的结构形式钻模的结构形式固定式钻模固定式钻模（2） 回转式钻模

28、回转式钻模（3）翻转式钻模）翻转式钻模（4）盖板式钻模）盖板式钻模（5） 滑柱式钻模滑柱式钻模2. 钻模板：安装钻套的板钻模板：安装钻套的板 固定式钻模板固定式钻模板 铰链式钻模板铰链式钻模板 2. 钻模板：安装钻套的板钻模板：安装钻套的板 可卸式钻模板可卸式钻模板 悬挂式钻模板悬挂式钻模板 在设计钻模时，首先需要根据工件的形在设计钻模时，首先需要根据工件的形状、尺寸、重状、尺寸、重量和加工要求量和加工要求，并，并考虑生产批量考虑生产批量、工厂工艺装备的技工厂工艺装备的技术状况术状况等具体条件来选择夹具的结构类型。在选择时，等具体条件来选择夹具的结构类型。在选择时，应注意以下几点：应注意以下几

29、点： 加工孔径大于加工孔径大于10mm的中小型工件的中小型工件时，由于钻削扭时，由于钻削扭矩大，宜采用矩大，宜采用固定式钻模固定式钻模。 翻转式钻模适用于加工中小件，包括工件在内的总翻转式钻模适用于加工中小件，包括工件在内的总重量重量不宜不宜10kg。否则，应采用具有回转式或直线。否则，应采用具有回转式或直线分度装置的钻模。分度装置的钻模。 当当加工几个不在同心圆周上的平行孔系加工几个不在同心圆周上的平行孔系时，如工件时，如工件和夹具的总重量超过和夹具的总重量超过15kg，宜采用固定式钻模在，宜采用固定式钻模在摇臂钻床上加工。摇臂钻床上加工。3.钻床夹具的选择钻床夹具的选择 对于对于孔的垂直度

30、和孔距精度要求不高的中小型工件孔的垂直度和孔距精度要求不高的中小型工件，宜优先采用宜优先采用滑柱钻模滑柱钻模，以缩短夹具的设计周期。如，以缩短夹具的设计周期。如孔的垂直度公差小于孔的垂直度公差小于0.1mm，孔距位置公差小于，孔距位置公差小于0.15mm时，如不采取特殊措施，一般不宜采用时，如不采取特殊措施，一般不宜采用这类钻模。这类钻模。若钻模板和夹具体为若钻模板和夹具体为焊接结构的钻模焊接结构的钻模，因焊接应力，因焊接应力 不能彻底消除，精度不能长期保持，故一般只在工不能彻底消除，精度不能长期保持，故一般只在工件件孔距公差要求不高（大于孔距公差要求不高（大于0.15mm0.15mm）时才采

31、用）时才采用。当工件被加工孔与定位基准的当工件被加工孔与定位基准的孔距公差小于孔距公差小于0.05mm0.05mm时，以时，以采用固定式钻模板和固定式钻套采用固定式钻模板和固定式钻套进行加工。进行加工。在在大型工件上加工位于同一平面上的孔大型工件上加工位于同一平面上的孔时，为简化时，为简化夹具结构，可采用夹具结构，可采用盖板式钻模盖板式钻模。3.钻床夹具的选择钻床夹具的选择研究原始资料,明确设计任务 加工零件：杠杆臂加工零件：杠杆臂 加工任务：加工杠加工任务：加工杠杆臂上两个相互垂杆臂上两个相互垂直 的直 的 1 0 m m 1 0 m m 和和13mm13mm孔。（如图孔。（如图所示）所示）

32、定位方案的确定 定位元件的选择：定位元件的选择：钻模板类型选择 根据工件和夹具体根据工件和夹具体的结构，选用的结构，选用固定固定式钻模板式钻模板。 固定式钻模板虽然固定式钻模板虽然有时装卸工件不便，有时装卸工件不便，但它结构简单、制但它结构简单、制造方便、定位精度造方便、定位精度高。高。钻套的选择 由于孔由于孔10mm和和13mm，一次钻，一次钻孔就可达到要求，孔就可达到要求，因此采用因此采用固定式固定式钻套钻套。 10mm选无肩选无肩 13mm选有肩选有肩夹紧方案的确定 根据零件的定位方案，根据零件的定位方案，采用锁紧螺母和开口采用锁紧螺母和开口垫圈来实现垫圈来实现快速锁紧快速锁紧夹紧机构夹

33、紧机构，它与一个，它与一个加工面位置靠近，增加工面位置靠近，增加了刚性，零件夹紧加了刚性，零件夹紧变形也小，但对于另变形也小，但对于另一个加工面较远，为一个加工面较远，为提高刚性，故采用辅提高刚性，故采用辅助定位元件来固定，助定位元件来固定，该设计采用了螺旋辅该设计采用了螺旋辅助支承。助支承。 夹具体选用铸造夹具体夹具总装配图最终装配图最终装配图 镗床夹具又称镗床夹具又称镗模镗模，是一种精密夹具，主要用于加工箱，是一种精密夹具，主要用于加工箱体类零件上的孔或孔系。体类零件上的孔或孔系。 镗床夹具镗床夹具1-支架支架 2-导导套套 3、4-定定位元件位元件 5、8-压板压板 6-夹夹紧螺钉紧螺钉

34、7-可可调支承调支承 9-镗模底座镗模底座 10-镗杆镗杆 11-浮动接浮动接头头内滚式：内滚式： 轴承安装在镗套内，工作时镗杆与镗套无相对轴承安装在镗套内，工作时镗杆与镗套无相对轴向移动，有相对转动。轴向移动，有相对转动。镗套的布置方式：取决于镗孔直径镗套的布置方式：取决于镗孔直径 D和深度和深度L 1.镗床夹具的主要类型镗床夹具的主要类型单面前导向单面前导向 D 60 mmL D通孔h=(0.51)Dh 20刚性连接：莫氏锥度连接 单面后导向单面后导向用于D60mmL 1.5D的通孔或同轴孔系，当的通孔或同轴孔系，当S 10d时，应设中间导引套时，应设中间导引套浮动浮动连接连接双面单导向双

35、面单导向1.镗床夹具的主要类型镗床夹具的主要类型L15d 浮动连接单面双导向单面双导向1.镗床夹具的主要类型镗床夹具的主要类型2. 镗床夹具设计注意事项镗床夹具设计注意事项（1）若镗刀是调整好后伸入镗模进行加工，）若镗刀是调整好后伸入镗模进行加工，必必须注意镗刀从镗套中穿过时的刀具引入问题须注意镗刀从镗套中穿过时的刀具引入问题。若。若镗杆上是多刀加工工件上同轴线的多孔情况，必镗杆上是多刀加工工件上同轴线的多孔情况，必须注意刀具从未加工毛孔中穿过问题，一般处理须注意刀具从未加工毛孔中穿过问题，一般处理方法是刀尖都准确停在刀杆上部，将工件先抬高，方法是刀尖都准确停在刀杆上部，将工件先抬高，刀具进入

36、到加工开始位置后，工件再落下，夹紧刀具进入到加工开始位置后，工件再落下，夹紧固定。固定。（2）夹紧元件及其机构）夹紧元件及其机构镗模导向支架上不允许安装夹紧元件及其机构，镗模导向支架上不允许安装夹紧元件及其机构，防止导向支架受力变形，影响加工孔的精度和孔防止导向支架受力变形，影响加工孔的精度和孔系位置精度。系位置精度。2、镗套：主要用来导引镗杆、镗套：主要用来导引镗杆 (a) 固定式镗套固定式镗套 (2)镗杆与浮动接头镗杆与浮动接头：图为常用浮动接头结构。：图为常用浮动接头结构。 4、镗模支架、镗模支架5、镗模底座、镗模底座镗床夹具设计注意事项镗床夹具设计注意事项 （1 1）若先调刀后入镗模）

37、若先调刀后入镗模注意引刀问题（镗套）注意引刀问题（镗套） 若多刀加工同轴多孔若多刀加工同轴多孔注意引刀问题（毛孔）注意引刀问题（毛孔） （2 2）镗模导向支架上不允许安装夹紧元件及其机构）镗模导向支架上不允许安装夹紧元件及其机构, ,以防止导向支架受力变形，影响加工孔的精度和孔系位以防止导向支架受力变形，影响加工孔的精度和孔系位置精度。置精度。研究原始资料,明确设计任务定位方案的确定 确定要限制的自由度，并确定要限制的自由度，并选择定位元件选择定位元件加工工件需限制加工工件需限制5个方向的自由度：个方向的自由度：Z向的转动，向的转动，X、Y向的移动和转动，但向的移动和转动，但为了进给的方便，也

38、应限制为了进给的方便，也应限制Z向的移动。向的移动。定位方案的确定导向装置的选择 本夹具采用本夹具采用导向轴导向轴代替镗套，使工件安装方便，代替镗套，使工件安装方便，夹具结构简单。夹具结构简单。夹紧方案的确定 分别拧四个螺母，分别拧四个螺母，通过四个通过四个钩形压板钩形压板夹紧工件。夹紧工件。夹具总装配图1、铣床夹具的主要类型、铣床夹具的主要类型（1）直线进给式）直线进给式图图 多件直线进给式铣床夹具多件直线进给式铣床夹具1工件工件2定位定位V型块型块3侧向夹紧螺钉侧向夹紧螺钉图图5.9 圆周进给式铣床夹具工作原理圆周进给式铣床夹具工作原理1转台转台 2夹具夹具 3粗铣刀粗铣刀 4精铣刀精铣刀

39、（2）圆周进给式）圆周进给式（3）仿形进给式）仿形进给式 多用于立式铣床多用于立式铣床2铣床夹具设计注意事项铣床夹具设计注意事项（1）铣床夹具的受力元件及夹具体要有）铣床夹具的受力元件及夹具体要有足够的足够的强度和刚度。强度和刚度。（2）铣床夹具一般均）铣床夹具一般均设置对刀装置和定向键设置对刀装置和定向键，保证工件与刀具、工件与进给运动方向之间的位保证工件与刀具、工件与进给运动方向之间的位置精度。置精度。（3）铣床夹具一般应在工作台上对定后固定，）铣床夹具一般应在工作台上对定后固定，对于矩形铣床工作台，一般是通过两侧对于矩形铣床工作台，一般是通过两侧T形槽形槽用用T形槽螺钉来固定夹具形槽螺钉

40、来固定夹具，因此夹具体底板两端平台，因此夹具体底板两端平台上应开有两个上应开有两个U形口，形口，U形口中心和定向键中心距形口中心和定向键中心距必须与选用机床工作台上必须与选用机床工作台上T形槽的中心距相符。形槽的中心距相符。研究原始资料,明确设计任务 工件为一水泵叶轮，工件为一水泵叶轮，要求设计一副铣床夹要求设计一副铣床夹具具, ,用在卧式铣床上用在卧式铣床上加工两条互成加工两条互成9090的的十字槽，如图所示：十字槽，如图所示：定位方案的确定 确定要限制的自由度确定要限制的自由度定位方案的确定定位方案的确定夹紧方案的确定分度机构的设计 分度装置的确定分度装置的确定该工件选用一个该工件选用一个

41、立轴式回转分立轴式回转分度装置度装置,一般这样的分度采用棘一般这样的分度采用棘轮的比较普遍轮的比较普遍,但是由于该工件但是由于该工件的定位夹紧机构尺寸较大的定位夹紧机构尺寸较大,采用采用棘轮的化比较不方便棘轮的化比较不方便,因此应改因此应改用分度盘加定位销的分度方案用分度盘加定位销的分度方案,具体如下具体如下:设计一个分度盘设计一个分度盘,盘底有四段斜盘底有四段斜槽槽,分度盘与定位盘之间用螺钉分度盘与定位盘之间用螺钉固定固定在夹具体上开一沉头孔在夹具体上开一沉头孔,孔中放孔中放入销套入销套,销套与定位销配合销套与定位销配合,底部底部有弹簧有弹簧.这样这样,当分度盘转动时当分度盘转动时,销销始终

42、在斜槽中运动始终在斜槽中运动.每转过每转过90,销就在弹簧的作用上升至最高销就在弹簧的作用上升至最高点点,反靠夹紧反靠夹紧.夹具体与定位键夹具体与定位键 为保证夹具在工作为保证夹具在工作台上安装稳定，应台上安装稳定，应按照夹具体的高度按照夹具体的高度比不大于比不大于1.25的原的原则确定其宽度，并则确定其宽度，并在两端设置耳座，在两端设置耳座，以便固定。以便固定。 定位键位置如图所定位键位置如图所示。示。夹具总装配图夹具总装配图车床夹具车床夹具1、车床夹具的类型、车床夹具的类型安装在车床主轴上的夹具安装在车床主轴上的夹具 这类夹具中，除了各种卡盘、花盘、顶尖等通用夹具或机这类夹具中，除了各种卡

43、盘、花盘、顶尖等通用夹具或机床附件外，还可根据加工需要设计各种心轴或其它专用夹具，床附件外，还可根据加工需要设计各种心轴或其它专用夹具，加工时夹具随同机床主轴一起旋转，刀具作进给运动。加工时夹具随同机床主轴一起旋转，刀具作进给运动。安装在车床床鞍上的夹具安装在车床床鞍上的夹具 对于某些形状不规则和尺寸较大的工件，常常把夹具安装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床鞍上。刀具安装在车床主轴上作旋转运动，夹具作在车床床鞍上。刀具安装在车床主轴上作旋转运动，夹具作进给运动。进给运动。 这里主要介绍应用最为广泛的安装在车床主轴上的夹具。这里主要介绍应用最为广泛的安装在车床主轴上的夹

44、具。 2、车床夹具设计时应注意的问题、车床夹具设计时应注意的问题（1）夹具的结构应尽可能紧凑、轻便、悬臂尺寸尽可能短，）夹具的结构应尽可能紧凑、轻便、悬臂尺寸尽可能短，使重心靠近主轴端，以使重心靠近主轴端，以减少离心力和回转力矩减少离心力和回转力矩。（2）夹具重心应尽可能靠近回转线，凡形状或重量对回转）夹具重心应尽可能靠近回转线，凡形状或重量对回转中心不对称的夹具，中心不对称的夹具，应有平衡措施应有平衡措施，且平衡块位置应能根据需，且平衡块位置应能根据需要进行调节。要进行调节。（3）夹具上所有元件的布置和工件的）夹具上所有元件的布置和工件的外形不应超出夹具体外形不应超出夹具体的外轮廓的外轮廓，靠近外缘的元件不应有突出的棱角，必要时应，靠近外缘的元件不应有突出的棱角，必要时应加防加防护罩护罩。夹紧装置应注意夹具旋转的惯性力不应使夹紧力有减小。夹紧装置应注意夹具旋转的惯性力不应使夹紧力有减小的趋势，的趋势，防止回转时夹紧元件松脱防止回转时夹紧元件松脱。（4）车床夹具与主轴的连接，应保证夹具回转轴线与车床）车床夹具与主轴的连接，应保证夹具回转轴线与车床主轴轴线有尽可能高的同轴度。主轴轴线有尽可能高的同轴度。（5）加工过程中，工件在夹具上应能用量具测量，切屑能）加工过程中，工件在夹具上应能用量具测量，切屑能顺利排出及清理。顺利排出及清理。心轴类车床夹具心轴类车床夹具 静配合静配合