第五节各类机床夹具

第五节各类机床夹具简介一、车床夹具装在车床主轴上回转车床夹具的设计特点：1、结构2、平衡3、定位4、安全花盘角铁式车床夹具二、铣床夹具按工件的进给，分三类(1)直线进给式铣床夹具

这类夹具安装在作直线进给运动的铣床工作台上(2)圆周进给式铣床夹具用于立式圆工作台铣床(3)靠模铣床夹具用在一般万能铣床上加工成形曲面铣床夹具的设计特点：

1)铣床加工中切削力较大，振动也较大，故需要较大的夹紧力，夹具刚性也要好。

2)借助对刀元件确定刀具相对夹具定位元件的位置，此装置一般固定在夹具体上。

对刀元件由对刀块和塞尺寸组成.图a为对刀平塞尺，s=1～5mm，公差取h8；图b为对刀圆柱塞尺，d=3～5mm，公差取h8。各种对刀块使用铣成形面的特殊对刀块3）借助定位键确定夹具在工作台上的位置。4）降低加工辅助时间。(１)固定式钻模三、钻床夹具专用夹具

43φDL零件工序简图A-AB-B(２)滑动式钻模(3)回转式钻模(５)翻转式钻模(４)移动式钻模

用于加工小型工件不同方向上的孔，适合于中小批量工件的加工。由于加工时钻模需要在工作台上翻转，因此夹具的重量不宜过重，一般应小于10kg。加工Φ6以下孔时，由于切削力小，钻模在钻床工作台上不用压紧，直接用手扶持，甚为方便。(６)盖板式钻模钻模坂钻模坂分类：固定式、铰链式、可卸式、悬挂式钻模板

夹具体

导柱

多轴传动头

图中钻模板3由锥端紧定螺钉固定在导柱5上，导柱上部装在多轴传动头的导孔中，因此钻模板就被悬挂起来。导柱的下端和夹具体6为间隙配合，以确定钻模板对夹具体的相对位置，随着多轴头下降，钻模板借助弹簧的压力将工件压紧。多轴头继续送进钻头从导套孔伸出开始加工工件。钻削完毕，钻模板随多轴头上升，直至钻头退出工件，敞开了空间，使装卸工件清除切屑十分方便。钻套特殊钻套第六节现代机床夹具一、随行夹具一、随行夹具二、组合夹具1234567891011121314151617181—加筋角铁（2）2—槽用螺栓（6）3—平键（10）4—方形支承5—定位支承6—方形支承7—平垫圈8—六角螺母（8）9—槽用螺栓

10—钻套螺钉11—快换钻套12—钻模板13—圆形定位销14—工件15—方形支承16—角铁17—压紧螺钉18—基础板组合夹具三、成组夹具零件工序简图43φDLLφD43φD43LφDL34φDL43φDL34KH1KH2KH3KH4成组夹具四、数控机床夹具数控加工用夹具的特点：（1）通用网格板夹具（2）真空夹具第七节机床夹具设计的基本步骤如图所示,为钢套钻孔工序图,工件材料为Q235A钢,生产批量N=500件,需设计钻φ5mm孔的夹具。1.明确设计任务，收集原始材料

需要加工的孔为φ5mm为未注公差尺寸，表面粗糙度Ra6.3um，孔与基准面B的距离为20＋０.1mm，这三项要求不高。此外孔的中心线对基准A的对称度0.1mm。且外圆面φ30、孔φ20H7，总长尺寸均已加工过。本工序所使用的设备Z525立钻。收集有关的原始资料，包括被加工零件的设计和工艺资料，即零件的设计图，装配该零件部件图及该零件的工艺规程。收集机床、刀具、量具资料，及有关夹具设计资料。2.确定定位方案，设计定位元件

从所加工的孔位置尺寸20＋０.1mm及对称度来看，该工序的工序基准为端面B及φ20H7的孔。定位方案如图,采用一台阶面加一个轴定位，心轴限制X、Y、Z，台阶面限制三个自由度X、Y、Z，故重复限制Y、Z，属过定位。但由于工件定位端面B与定位孔φ20H7均精加工过，其垂直度要求比较高，另定位心轴及台阶端面垂直度要求更高，一般的要磨削加工。这种过定位是可以采用的。定位心轴在上部铣平，用来让刀，避免钻孔后的毛刺妨碍工件装卸。

3.导向和夹紧方案，及其元件的设计

为了确定刀具相对于工件的位置，夹具上应设置导引元件钻套。由于只需钻φ5这一个工步，且生产批量较小，所以我们采用固定式钻套。钻套安装在钻模板上，钻模板采用固定式钻模板，钻模板与工件要留有排屑空间，便于排屑。由于工件的批量不大，宜用简单的手动夹紧装置。如图，采用带开口垫圈的螺旋夹紧机构，使工件装卸迅速、方便。4.夹具体设计

夹具的定位、导引，夹紧装置装在夹具体上，使其成为一体，并能正确地安装在机床上。图采用铸造夹具体的钢套钻孔钻模。夹具体1的B面作为安装基面，定位心轴2与夹具体1采用过渡配合，用锁紧螺母把其夹紧在夹具体上，用防转销钉7保证定位心轴缺口朝上。钻模板3与夹具体1用两个螺钉，两个销钉连接。夹具装配时，待钻模板位置调整准确后，再拧紧螺钉，然后配钻，钻铰销钉孔打入销钉定位。此方案结构紧凑，安装稳定，具有较好的抗压强度和抗振性，但生产周期长，成本略高，型材夹具体的钻模图夹具体由盘1及套2组成，其是由棒料、管料等型材加工装配而成。定位心轴安装在盘1上，套2下部为安装基面B，上部兼做钻模板。套2与盘1采用过渡配合，并用三个螺钉7紧固，用修磨调整垫圈11的方法，保证钻套的正确位置。此方案取材容易，制造周期短，成本较低，且钻模刚度好，重量轻。ABCD42

5.夹具装配总图及尺寸标注

在上述方案确定基础上绘制夹具草图，征求各方意见，对设计方案进行改进，在方案正式敲定基础上，绘制夹具总装配图。标注尺寸及技术要求，根据其提供的方法及原理，可按下列步骤进行标注。

(1)标注夹具轮廓尺寸

如图所示，其最大轮廓尺寸（SL)为84mm（长），φ70mm(宽），60mm（高）。

(2)影响定位精度尺寸如图所示，心轴与工件配合尺寸φ20H7/f6，该尺寸及公差影响定位精度，其公差选取按表选取。

绘制夹具总装图及零件图

应按国家规定标准绘制，尽量采用1：1的比例，工件用双点划线绘制，并把工件视为透明体，尽量清楚表明夹具的定位原理及各元件的位置关系。夹具总图绘制顺序为：工件→定位元件→导引元件→夹紧装置→其它装置→夹具体→标注必要尺寸公差及技术要求→编制夹具明细表及标题栏。对于夹具非标准零件要按总图提出要求，画出零件图，并标注出全部尺寸，表面粗糙度、尺寸和形位公差、材料及热处理和技术要求。夹具总图上尺寸、公差和技术要求

1.夹具的外形轮廓尺寸这类尺寸表示夹具长、宽、高最大外形尺寸，对于活动部分，应表示其在空间的最大尺寸。这样可避免机床、夹具、刀具发生干涉。如图尺寸A为夹具最大轮廓尺寸。2．影响定位精度的尺寸这类尺寸表示工件定位表面与定位元件的定位工作面的配合尺寸和定位元件之间位置尺寸，其配合精度及位置尺寸公差对定位误差产生很大的影响，一般是依据工件在本道工序的加工技术要求，并经定位误差验算后，方可进行标注。图中B属此类尺寸。

3.影响对刀精度的尺寸公差这类尺寸表示对刀元件或导引元件与刀具之间的尺寸，表示对刀元件或导引元件与定位元件之间的位置尺寸，导引元件之间位置尺寸。其作用是保证对刀精度。图中C尺寸为该尺寸。

4.夹具与机床连接部分的联系尺寸对于车床来说，夹具与车床的主轴端的联接尺寸。对铣床来说，其是夹具定位键、U形槽与机床工作台T形槽的联接尺寸。其作用是保证机床的安装精度。5.其它装配尺寸

该尺寸属于夹具内部各组成连接副的配合，各组成元件之间的位置关系等。如图中尺寸D就是此类尺寸。

元件名称部位及配合衬套外径与夹具体H7/r6或H7/n6支承钉与夹具体配合H7/r6或H7/n6固定支承钉与夹具体配合H7/r6或H7/n6与工件定位面配合H7/g6,H7/f6可换定位销与衬套配合H7/h6表夹具常用元件配合及公差

(3)影响对刀精度的尺寸钻套导向孔尺寸为φ5F7（φ5＋０．０２２＋０．０１０）mm。钻头尺寸为φ5h9（Φ5０－０．０３mm)，该尺寸确定查设计手册。尺寸20.05±0.025及对称度0.1，该尺寸的确定查设计手册。(4)影响夹具精度的技术要求其表示对刀、导引元件相对夹具体的位置要求，定位元件相对夹具体的位置要求。如图，钻套孔轴线相对夹具体B面垂直度60：0.03，定位心轴相对于安装基面B的平行度0.05mm，其取值是参照表所得。(5)其它装配尺寸如图，定位支撑心轴与夹具体配合尺寸φ14H7/r6，其配合及公差按表中选取。φ40H7/126，φ10H7/126也可参照表选择。6.工件在夹具中加工精度分析

本工序的主要加工要求是：尺寸20+0.1mm，对称度为0.1mm，其加工误差影响因素如下所述。

(1)定位误差△D

对于20+0.1mm来说，由于B面既是工序基准又是定位基准，所以△D=0。对于对称度0.1来说，其定位误差为工件定位孔与定位心轴配合的最大间隙。工件定位孔的尺寸为Φ20H7（φ20＋0.021mm），定位心轴的尺寸为φ20f6（φ20－0.020－0.033mm)。△D=Xmax=(0.021+0.033)mm=0.054mm(2)导引误差△T

如图，钻模板底孔至定位元件尺寸公差δL1=0.05mm，钻模板底孔相对定位心轴线对称度δL2=0.03mm,由于工件被加工的孔较浅，刀具的引偏量即为刀钻头与钻套的最大配合间隙Xz。钻套导向孔尺寸为φ5F7（φ5＋0.022＋0.010mm），钻头尺寸为φ5h9(０－0.03mm),则Xz=0.052mm，尺寸20+0.1mm导引误差为：△T1=对称度0.1mm导引误差为：△T2===0.06mm(3)夹具误差△J影响20+0.1mm,夹具误差为导向孔对安装基面的垂直度△Jt为0.03mm,影响对称度0.1mm的夹具误差仍为导向孔对安装基面的垂直度△J2=0.03mm，由于上节里已考虑钻模板底孔相对定位心轴对称度，其与垂直度在公差上兼容，只需计算其中较大一项即可，由于上节已考虑对称度，且对称度与垂直度公差值相等，所以可不考虑垂直度，即△J2=0。

(4)加工方法误差△G

取加工尺寸公差δk的1/3。对于尺寸20+0.1，加工方法误差△G1=0.033,对于对称度0.1，其加工方法误差同样也为△G2=0.033。由于夹具的安装基面为平面，因而没有安装误差，即△A=0，总加工误差∑△和精度储备Jc的计算见表。由计算结果可知，该夹具能保证加工精度，并有一定精度储备。加工要求误差计算误差名称

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