机床夹具设计

工件在机床上的装夹方式，取决于生产批量、工件大小及复杂程度、加工精度要求及定位的特点等，主要装夹形式有直接找正法和夹具装夹法。直接找正法:

用量具和量仪直接找正工件上某一表面，使工件处于正确的位置。在这种装夹方式中，被找正的表面就是工件的定位基准。

工件的装夹直接装夹图例使用夹具装夹：工件的定位表面与夹具上的限位表面接触，可迅速而正确的定位。夹具装夹图例第4讲机床夹具设计4.1概述4.2机床夹具定位机构的设计4.3机床夹具夹紧机构的设计4.4机床夹具的其它装置4.5机床夹具的设计方法4.6典型机床夹具的结构特点4.7可调整夹具的设计4.8组合夹具设计一、机床夹具的类型和组成通用夹具专用夹具组合夹具随行夹具可调夹具按通用特性分类4.1概述定位元件及定位装置夹紧元件及夹紧装置导向及对刀元件动力装置夹具体夹具的组成一、机床夹具的类型和组成4.1概述夹具的组成实例保证加工精度提高劳动生产率改善劳动条件夹具的功能扩大机床工艺范围二、机床夹具的功能和应满足的基本要求机床夹具是机床上用以装夹工件（和引导刀具）的一种装置。其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。4.1概述保证加工精度夹具的总体方案应于年生产纲领相适应安全、方便、减轻劳动强度夹具应满足的要求排屑顺畅应有良好的强度、刚度和结构工艺性4.1概述“定与不定”“怎样定”“准与不准”需解决的问题定位表面和定位元件的选择定位误差的分析计算定位原理4.2

机床夹具定位机构的设计XZY六点定位原理用6个点限制工件的6个自由度。合理分布的

4.2.1定位原理能否限制自由度?三个

XZY完全定位（2）几种定位情况槽底面槽侧面槽顶面ZYX不完全定位两种情况：根据工件加工要求，不需要限制某一个或某几个自由度。工件本身相对于某个点、线是完全对称的，则限制工件绕此点、线旋转的自由度没有意义。情况一：根据工件加工要求，不需要限制某一个或某几个自由度。YZX情况二：工件本身相对于某个点、线是完全对称的，则限制工件绕此点、线旋转的自由度没有意义。欠定位工件加工时必须限制的自由度未被完全限制。XZYBB（绝对不允许！）过定位工件某一个自由度被两个（或两个以上）约束点重复限制。ZYXa)2支承板：长销：挡销：一夹一顶，夹持部分较长

夹持较长卡盘相关于套筒限制: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

重复限制:Y、Z

方向转动自由度

过定位是否允许，要视而定X

Z

Y

Z

Y

X

具体情况

大端面限制: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

考虑定位方案时，先分析必须消除哪些自由度，再以相应定位点去限制。

注意：在分析定位时，除满足所应限制的自由度外，还应考虑位置精度的要求。

AA

AA以平面定位以圆柱孔定位以外圆柱面定位固定支承可调支承浮动支承圆柱销各种心轴V型块定位套辅助支承以一面、两孔定位圆柱销削边销4.2.2.典型的定位方式、定位元件固定支承（支承钉、定位分析）（1）平面定位4.2.2.典型的定位方式、定位元件

固定支承（支承钉、定位分析）（1）平面定位4.2.2.典型的定位方式、定位元件

固定支承（支承板、定位分析）（1）平面定位

固定支承（支承板、定位分析）（1）平面定位自位支承：支承本身可随工件定位基准面的变化而自动适应，是活动的或是浮动的，只起一个支承点的作用，只限制一个自由度。多用于刚度不足的毛坯表面或不连续的平面的定位。虽增加了接触点数目，但未发生过定位。（1）平面定位可调支承：顶端位置可在一定高度范围内调整的支承。多用于毛面定位，每批调整一次，以补偿各批毛坯误差；支承工件的粗基准面，限制一个自由度。

（1）平面定位辅助支承：不作定位元件，不限制自由度，只用以增加工件在加工过程中的刚性。

（1）平面定位辅助支承的应用工件以平面定位定位元件的选用面积较小的基准平面选用支承钉面积较大、平面度精度较高的基准平面定位选用支承板毛坯面、阶梯平面和环形平面作基准平面定位时，选用自位支承毛坯面作基准平面，调节时可按定位面质量和面积大小分别选用可调支承当工件定位基准面需提高定位刚度、稳定性和可靠性时，可选用辅助支承（1）平面定位（2）孔定位（圆柱孔）圆柱销主要用于直径小于50mm的中小孔定位。4.2.2.典型的定位方式、定位元件圆锥销

常用于工件孔端的定位，可限制三个自由度

心轴（2）孔定位（圆锥孔）4.2.2.典型的定位方式、定位元件工件以内孔定位时定位方式的选择①工件上定位内孔较小时，常选定位销②在套类、盘类零件的车削、磨削和齿轮加工中，大都选用心轴4.2.2.典型的定位方式、定位元件（2）孔定位（3）外圆柱面定位自定心卡头4.2.2.典型的定位方式、定位元件套筒定位（3）外圆柱面定位半圆孔定位（3）外圆柱面定位V型块定位ozyxZ、YYZ、、ZY、ozyx（3）外圆柱面定位V型块定位（3）外圆柱面定位V形块具有对中性工件上定位基准轴线与V型块两斜面的对称中心平面重合，起对中作用。

活动V形块的应用

V形块的设计（4）定位表面的组合4.2.2.典型的定位方式、定位元件组合表面定位易产生过定位

使定位元件在产生过定位的方向上可移动，以消除该方向的移动过定位组合表面定位产生过定位的解决方法

采用自位支承消除定位元件绕某个坐标轴转动方向的过定位组合表面定位产生过定位的解决方法改变定位元件的结构形式来消除过定位组合表面定位产生过定位的解决方法组合表面定位元件设计(一面两销)“一面两孔”定位的特点：

a、容易实现基准统一；

b、位置精度高；

c、存在过定位现象（支承平面限制三个自由度，每根短销限制两个自由度）D2最小，d2销最大假定孔1与轴（销）1轴线重合，当孔距最大，销距最小,不产生干扰。

销、孔安装时，必须有一定的间隙，此时

dmax=Dmin–Xmind—轴径；D—孔径；X—间隙A.二圆销一平面定位第二定位销装入的条件：

①当孔径、销径为：D1min、D2min、d1max、d2max

孔间距最小、销间距最大：(L–

LD)、(L+

Ld),第一销孔中心到第二孔径的最大距离为：L–

LD+D2min/2=L+

Ld+d2max/2+X2min/2即：d2max=D2min–2(

LD+Ld+X2min/2)②

当孔径、销径为：

D1min、D2min、d1max、d2max，孔间距最大、销间距最小：(L+

LD)、(L–

Ld)，第一销孔中心到第二孔径的最小距离为：

L+

LD–D2min/2=L–

Ld–d2max/2–X2min/2

即：d2max=D2min–2(

LD+Ld+X2min/2)

由此可知，只要将定位销的直径缩小到：

d2max=D2min–2(

LD+Ld+X2min/2)即可

实际定位时上述两种极限情况的机会是很少的，因此通常第二定位销孔不预留间隙，即X2min=0；此外，第一定位销、孔的最小配合间隙起补偿中心距偏差的作用。于是得到：

d2max=D2min–2(

LD+Ld

–X1min/2)

或：X2min=2(

LD+Ld–X1min/2)由于销2直径减小较多，两个定位销与两定位孔上下错移接触，使工件上两孔轴线相对于夹具上两轴连线偏转一个角度，影响工件定位精度。采用削边销（菱形销），可做得尽可能大，孔2与销2之间有必要的最小配合间隙即可。①削边销的形成组合表面定位元件设计(一面两销)

一圆销、一削边销

及一平面定位为了保证销的强度，通常使用菱形销。图a用于直径很小时图b用于直径为3~50mm时图c用于直径大于50mm时组合表面定位元件设计(一面两销)②削边销尺寸的确定组合表面定位元件设计(一面两销)BAC孔最小销最大4.2.3定位误差的分析与计算

工件的定位基面和定位元件的限位基面合称为定位副。当工件有几个定位基面时，限制自由度最多的定位基面称为主要定位面，相应的限位基面称为主要限位面。定位副一批工件逐个在夹具上定位时，各个工件所占据的位置不完全一致，加工后，各工件的加工尺寸必然大小不一，这种由于工件定位引起的使工序基准在工序尺寸方向上的最大位置变动量，称为定位误差，用ΔD表示。

在工件的加工中，还会因夹具在制造与安装、工件的夹紧、机床的工作精度、刀具的精度、受力变形、热变形等因素而产生误差，定位误差仅是加工误差的一部分。一般限定定位误差不超过工件加工公差T的1/5～1/3，即

ΔD≤(1/5～1/3)T

1.定位误差及其产生原因

由于工序基准与定位基准不重合所导致的工序基准在加工尺寸方向上的最大位置变动量，称为基准不重合误差,用ΔB表示（1）基准不重合误差BAEF基准不重合误差等于从工序基准到定位基准之间的距离公差。CSmaxAmaxSminAmin

图5-26（a）所示工序简图，在圆柱面上铣槽，加工尺寸为A和B。图5-26（b）是加工示意图，工件以内孔D在圆柱心轴上定位，O是心轴轴线，C是对刀尺寸。

由于定位副的制造误差或定位副配合间隙所导致的定位基准在加工尺寸方向上最大位置变动量，称为基准位移误差，用ΔY表示（2）基准位移误差ABO工件垫圈螺母心轴小端面基准位移误差的大小应等于因定位基准与调刀基准不重合造成的加工尺寸的变动范围Dmaxd0mino1o’o’o2AmaxAmincDmind0maxABO(1)合成法

2.定位误差的计算工序基准在定位基面上否“+”是定位基面直径由小变大（或由大变小）定位基准的变动方向定位基准的位置不变，工序基准的变动方向相同“+”是否“-”符号确定方法:(2)极限位置法也可以按最不利情况，确定工序基准的两个极限位置，根据几何关系求出这两个位置的距离，将其投影到工序尺寸方向上，求出定位误差。

图5-27所示，（a）为工件工序简图，（b）是工件在夹具中的加工简图。工件以A平面为主要定位基准，B平面为导向基准，同时加工D、C平面1、工件以平面定位时的定位误差计算

工件以圆柱孔在心轴（或定位销）上定位与工件以外圆柱面在定位套上定位时所产生的基准位移误差的计算方法相同，应按圆孔与外圆柱面固定边接触和非固定边接触两种情况分别计算。2、工件和夹具间以圆孔、外圆柱面为定位副时的定位误差计算1）固定边接触HE2）非固定边接触O1O2O2O1例1

钻铰如图5-29（a）所示凸轮的两小孔2-¢16，定位方式如图所示。定位销直径为，求加工尺寸（100±0.1)mm的定位误差.解a）分析

定位基准与工序基准重合同为¢22轴线。定位基面与限位基面间有间隙，定位基准与限位基准不重合，△y≠0。虽然定位销垂直布置，但定位时活动V形块将工件推向左边，使孔、销右边固定接触。定位基准移动方向与加工尺寸方向间的夹角。

b）计算例2图5-30所示工件以Φ80mm±0.05mm外圆柱面在定位元件的止口中定位，加工宽11mm的槽，求槽对称度的定位误差。

解a)分析对称度的工序基准为Φ12H8的轴线，与定位基准Φ80mm±0.05mm的轴线不重合，△B≠0。定位基准与限位基准（）不重合，△y≠0。定位基准可任意方向移动。

b)计算△B=0.02mm（同轴度误差）△y=TD+Td+Xmin=0.03+0.10+0.02=0.15mm

或△y=Dmax-dmin=80.10-79.95=0.15mm△D=△y+△B=0.15+0.02=0.17mm

这种定位方式的定位误差太大，很难保证槽的对称度要求。其原因一方面是定位基准与工序基准不重合，另一方面是定位基面的公差太大。

解决以上问题的措施是：改用Φ12H8孔定位，使△B=0。同时，由于Φ12H8孔的公差较小，△y

也将缩小。提高定位基面的制造精度，缩小△y。如可将Φ80mm±0.05mm提高到Φ80mm±0.02mm，限位基面直径改为。即

（3）工件用V型块定位时的定位误差计算

由于圆柱面的加工误差，圆柱面尺寸最大时定位基准为O1，最小时为O2。定位基准的变动量：夹角90°o1Ao’H例：零件外圆直径，求H的定位误差△H△H=0例5-3铣如图5-32所示工件上的键槽，以圆柱面或在的V形块上定位，求加工尺寸分别为A1，A2，A3时的定位误差。解：

a分析定位基准是圆柱体轴线，A1尺寸的工序基准也是圆柱体轴线，基准重合；A2尺寸的工序基准是圆柱的下母线，在定位基面上，两者不重合，且定位基准的变动方向与工序基准变动方向相反；A3尺寸在定位基面上的上母线上，也不重合，工序基准变动方向与定位基准的变动方向相同。b计算A1的定位误差A2的定位误差A3的定位误差3．组合表面定位及其误差分析常见的组合方式有：一个孔及其端面一根轴及其端面一个平面及其上的两个圆孔LMN销2d2其移动定位误差角度大小LHMNN’4.2.4工件的定位方案分析与设计1、定位方案选择1、定位方案选择2、定位误差分析计算4.3工件的夹紧及夹紧机构设计工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的装置，称为夹紧装置

4.3.1夹紧机构应满足的基本要求步骤（1）合理选择夹紧点、夹紧力方向，夹紧力大小（2）设计合适的夹紧机构予以保证夹紧时不能破坏工件定位后获得的正确位置；夹紧力大小要合适，既要保证工件在加工过程中不移动、不转动、不振动，又不能使工件产生变形或损伤工件表面；夹紧动作要迅速、可靠，且操作要方便、省力、安全；自动化程度与生产纲领适应。结构紧凑，易于制造和维修。（1）夹紧力方向的确定

（a）应有利于工件定位，不能破坏定位（主夹紧力垂直第一定位基准）（b）与工件刚性高的方向一致（减少变形）（c）尽量与切削力、重力方向一致（减少夹紧力）

4.3.2夹紧力的确定(大小、方向、作用点)（2）夹紧力作用点的选择

（a）与支承点“点对点”对应（b）作用在工件刚度高的部位（c）尽量靠近切削部位（抗振性)

（d）夹紧力反作用力不应使夹具产生影响加工精度的变形

4.3.2夹紧力的确定(大小、方向、作用点)（3）夹紧力大小的确定

将夹具和工件看作刚性系统，以切削力的作用点、方向、大小处于最不利于夹紧时的状况为工件受力情况，计算理论夹紧力，乘以安全系数，作为实际所需夹紧力。安全系数：

K=K1×K2×K3×K4K1－一般安全系数、材料性质1.5－2；

K2－加工性质：粗1.2，精1；

K3－刀具钝化：1.1－1.3；

K4－断续切削：连续1，断续1.2粗略估算时，精加工K=1.5~2.5

粗加工K=2.5~3.0

4.3.2夹紧力的确定(大小、方向、作用点)计算实例1、斜楔夹紧机构4.3.3常用夹紧机构由静力平衡：F1+Rx=Q而F1=Wtanψ1Rx=Wtan(α+ψ2)

斜楔夹紧机构受力分析

斜楔夹紧机构受力分析自锁条件：

F1＞Rx，

一般钢铁的摩擦系数为0.1~0.15，取φ1=φ2=5~7°，故α≤10~14°为了安全可靠，取α=6~8°斜楔夹紧的特点：有增力作用（扩力比ip≈3，且α

越小，增力越大）夹紧行程小（α

越小，夹紧行程越小）结构简单，但操作不方便，夹紧和松开均需敲击。偏心轮、凸轮、螺钉为楔块的变种。2、螺旋夹紧机构螺旋相当于斜楔绕在圆柱体上形成，所以夹紧工件仍是楔紧作用。

夹紧力计算受力分析见图示：

—原始力矩，M1—螺母阻止螺钉转动的力矩，M2—工件阻止螺钉转动的力矩MQ－M1－M2＝0

↓FW—夹紧力(N)；FQ—原始作用力(N)L—作用力臂(mm)；d2—螺纹中径(mm)；

—螺纹升角(°)；

—螺纹处摩擦角(°)—螺钉端部摩擦角(°)—螺钉端部当量摩擦半径(mm)

结构特点：结构简单，夹紧可靠扩力比大（ip＝80）夹紧行程不受限制夹紧动作慢，辅助时间长，效率低应用场合：手动夹紧2、螺旋夹紧机构2、螺旋夹紧机构3、偏心夹紧机构结构特点：夹紧力小，自锁性能差夹紧行程小夹紧动作快，效率高应用场合：切削力小，无振动，工件尺寸公差不大的场合铰链夹紧机构4、其它夹紧机构定心夹紧机构定心夹紧机构联动夹紧机构联动夹紧机构4.3.4夹紧机构的动力装置4.4夹具的其他装置4.4.1夹具对切削成形运动的定位4.4.2夹具的对刀

4.4.3分度装置4.4.1夹具对切削成形运动的定位

1、

夹具与机床的连接形式

2、夹具对切削成形运动的定位分析

3、定位元件对夹具定位面的位置要求

4、夹具位置误差的分析1、夹具与机床的连接形式夹具安装在机床工作台面上：如铣、钻、镗床夹具；夹具安装在机床回转主轴上：如车床夹具，内、外圆磨床夹具。（1）铣床夹具与机床的连接

如图所示，铣床夹具以夹具体底面、定位键侧面与铣床工作台面、T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。①夹具体底面：

(a)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。

(c)为四角接触，夹具侧面设找正基准时用或钻床夹具体用。②定位键：一般情况下，每个铣床夹具装有两个定位键，标准结构见下图：

②注意：一般工作台中间T型槽精度较高，常与键配合，靠同侧接触，且两键尽量相互远离。

③U型耳座：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。⑵车床夹具与机床的连接2、夹具对切削成形运动的定位分析

⑴几个概念元件定位面：定位元件上与工件定位基准接触的工作面夹具定位面：夹具在机床上安装时的定位面机床定位面：与夹具定位面接触的机床上的工作面成形运动：机床的旋转运动、进给运动键槽底面对工件底面的平行度：元件定位面∥夹具底面∥工作台面∥进给运动槽侧面素线对工件侧面的平行度：元件定位面∥夹具定位键侧面∥T型槽侧面∥进给运动⑵夹具对成形运动的定位分析

结论：影响夹具对成形运动的定位因素有：1)元件定位面对夹具定位面的位置误差；2)夹具定位面与机床定位面的连接配合误差；3)机床定位面对成形运动的位置误差。

上述1)、2)条属设计夹具解决的问题，3)条属设计机床解决的问题。∴夹具在机床上安装主要是保证元件定位面对机床定位面的位置要求。

3、元件定位面对夹具定位面的位置要求直接取工件上对应要求的1/3～1/5例如图：心轴∥夹具底面=(1/3~1/5)0.2

心轴∥定位键侧面=(1/3~1/5)0.2几种特例：

①直接找正定位元件定位面与成形运动的位置要求；

这种方法是直接按成形运动来确定元件定位面的位置，避免了前述很多中间环节的影响，而且元件定位面与夹具定位面的相对位置也不需要严格要求，方便了夹具的制造。为了找正方便，可在夹具体上专门加工出找正用基准，用以代替对元件定位面的直接测量，此时，元件定位面与找正基准有严格的相对位置要求。②对定位元件定位面临床加工，用成形运动形成定位元件定位面；

③成形运动轨迹由夹具确定，此时元件定位面对机床定位面无严格位置要求。

对刀的方法通常有三种：试切法：调整法：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都是通过试切数个工件来对刀的。用样件或对刀装置对刀：只是在制造样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，不需要再试切工件。这种方法最简便。本节主要讲解用对刀装置对刀。

4.4.2夹具的对刀

1、对刀装置⑴对刀装置的组成①铣床夹具的对刀装置

(a)平面塞尺厚度S常用1、3、5mm，

(b)圆柱塞尺d常用3、5mm。塞尺尺寸公差均为h6

特点：对刀方便、迅速，但对准精度一般比试切法低1、对刀装置⑴对刀装置的组成

②钻床夹具的对刀装置1、对刀装置⑴对刀装置的组成

③镗床夹具的对刀装置2、对刀装置的尺寸标注

⑴对刀基准：对专用夹具来讲，就是确定刀具与夹具相对位置的基准，X(Y)向的对刀基准，一般选X(Y)向与定位基准重合的定位元件上的要素，即为确定对刀、导引装置位置的尺寸基准。⑵对刀装置的位置尺寸：为X(Y)向对刀基准到对刀块工作表面或钻套中心线(理解为钻模板底孔中心线)的位置尺寸，简称对刀尺寸。对应加工零件上的尺寸为直接保证的尺寸。⑶对刀装置位置尺寸标注示例

例1：如图（a）所示在工件上铣平面，保证H-δH

，对刀装置如图(b)，试标注对刀装置位置尺寸。解：①对刀基准：为V型块中心线(工件平均尺寸定位后的中心线)。②对刀装置的位置尺寸：V型块中心线到对刀块工作面间的位置尺寸。③对刀装置位置尺寸HJ±δH/2确定：1)工序尺寸H-δH为对刀直接保证的尺寸：a)把工序尺寸换算成平均尺寸、对称偏差：

±δH/2b)HJ=－S(塞尺厚度)；

δH

J=（1/5～1/3）δH，并对称分布：±δHJ/2

2)若工序尺寸为H1，为加工间接保证：先解工序尺寸H1为封闭环的尺寸链：计算出

±δH/2，再按上述步骤计算。

例2：如图(a)钻孔保证L+δL，导引装置如图(b)，试标注导引装置位置尺寸。

解：左右方向对刀基准为左支承工作面，对刀尺寸为左支承工作面到钻套中心线位置尺寸，工序尺寸L+δL为直接保证的尺寸，对刀尺寸LJ±δLJ/2确定方法同上。3、对刀误差△DA的计算

⑴对铣床夹具：产生对刀误差的因素有：δH、δS、塞尺测量松紧误差。△DA≈δH+δS。

(2)对钻床夹具：产生对刀误差的因素较多，见下图，主要有：δ1——钻模板底孔中心线到定位元件的位置尺寸e1——快换钻套内、外圆同轴度公差e2——衬套内、外圆同轴度公差X1——快换钻套与衬套间最大配合间隙X2——刀具与钻套间最大配合间隙X3——刀具钻出工件偏斜量，tgα=X2/H=→→所以X3=(B+h+0.5H)因各项误差同时出现最大或最小的可能性较小，故对这些随机变量按概率法合成为：△jd=4、结论

对刀就是确定刀具与夹具定位元件之间的相对位置，目的就是把刀具对到工件相应尺寸公差带的中间位置。对刀尺寸标注：

例1.铣槽(塞尺厚度选3mm)例2.铣槽对刀尺寸标注(s=3mm)，并标出元件定位面对夹具定位面的位置要求。例3.铣槽(塞尺厚度选3mm)例4.钻孔钻套位置尺寸标注，并标出元件定位面对夹具定位面的位置要求。

4.4.3分度装置分度装置，就是能够实现角向或直线均分的装置。因直线分度是转角分度的展开形式，所以下面主要介绍转角分度装置。

分度副：把分度盘和分度定位器合称分度副。分度精度主要取决于分度副的精度，而分度副的精度主要取决于分度盘和分度定位器的相互位置和结构形式。

在分度盘直径相同下，分度孔距回转中心愈远，分度精度愈高，所以径向分度精度高。4.5.1

夹具设计的工作步骤1、设计前准备（1）明确工件的年生产纲领。（2）了解产品零件图及装配图；了解工序图分析零件的作用、形状和结构特点、材料及毛坯获得的方法及技术要求。工序图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、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。（3）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。4.5机床专用夹具的设计方法2．总体方案的确定（1）定位方案（2）夹紧方案（3）对定方案（4）夹具的总体形式4.5.1

夹具设计的工作步骤4.5机床专用夹具的设计方法夹具总图应遵循国家标准绘制，图形大小的比例尽量取l；1，使所绘的夹具总图有良好的直观性，如工件过大时可用1：2或1：5的比例，过小时可用2：1的比例。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。

总图中的视图应尽量少，但必须能够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的位置关系等。

3．夹具装配图的绘制绘制总图的顺序是：先用双点划线绘出工件的轮廓外形，并显示出加工余量；然后把工件视为透明体，按照工件的形状及位置依次绘出定位、导向、夹紧及其它元件或装置的具体结构；最后绘制夹具体，形成一个夹具整体。

标注尺寸、技术条件编写零件明细表3．夹具装配图的绘制4．绘制非标准夹具零件图1、夹具装配图上应标注的几类尺寸①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；②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)定位元件之间的位置尺寸。4.5.2确定夹具的主要尺寸、公差和技术要求钻夹具：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③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。④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。⑤其它装配尺寸(E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。见图6.4铣床夹具尺寸标注示例

钻床夹具尺寸标注示例

2、夹具的公差（1）直接与工件的加工尺寸公差有关在确定这类公差时，一般可取夹具的公差为工件相应加工尺寸公差的（1/3～1/5）。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。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。（2）与工件加工尺寸公差无关例如：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。3、夹具总图上应标注的技术要求①定位元件之间或定位元件与夹具定位面之间的相互位置要求；②定位元件与导向元件间的相互位置要求；③导向元件之间的相互位置要求；④定位元件、导向元件与夹具找正基准面之间的相互位置关系；⑤与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；夹具的装配、调整方法，如几个支承钉应装配后修磨达到等高、装配时调整某元件或临床修磨某元件的定位表面等，以保证夹具精度；工艺孔的设置和检测；夹具使用时的操作顺序；夹具表面的装饰要求等。

设计实例1

4.5.4夹具设计实例设计实例1

设计实例1

设计实例1

设计实例1

设计实例1

设计实例1

设计实例2

设计实例2

设计实例2

设计实例2

设计实例2

设计实例3

图示为连杆加工小头孔工序简图（材料45，毛坯为模锻件，年产量500件，所用加工机床立式钻床Z5025设计实例3

4.6.1钻床夹具钻床夹具通常称钻模，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1.钻模的结构形式⑴固定式钻模（2）回转式钻模（3）翻转式钻模（4）盖板式钻模（5）滑柱式钻模2.钻模板：安装钻套的板

①固定式钻模板②铰链式钻模板

2.钻模板：安装钻套的板

③可卸式钻模板④悬挂式钻模板在设计钻模时，首先需要根据工件的形状、尺寸、重量和加工要求，并考虑生产批量、工厂工艺装备的技术状况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：加工孔径大于10mm的中小型工件时，由于钻削扭矩大，宜采用固定式钻模。翻转式钻模适用于加工中小件，包括工件在内的总重量不宜>10kg。否则，应采用具有回转式或直线分度装置的钻模。当加工几个不在同心圆周上的平行孔系时，如工件和夹具的总重量超过15kg，宜采用固定式钻模在摇臂钻床上加工。3.钻床夹具的选择对于孔的垂直度和孔距精度要求不高的中小型工件，宜优先采用滑柱钻模，以缩短夹具的设计周期。如孔的垂直度公差小于0.1mm，孔距位置公差小于±0.15mm时，如不采取特殊措施，一般不宜采用这类钻模。若钻模板和夹具体为焊接结构