《机械制造工艺学》课件-第三章 机床夹具设计

机械设计制造及其自动化专业核心课程《机械制造工艺学》第三章第三章

机床夹具设计原理主要讨论工件在夹具上的定位和夹紧问题。同时对各种夹具进行简要介绍，并着重介绍专用夹具的设计步骤与方法。第一节

机床夹具概述一、机床夹具及其组成1

机床夹具：在机床上用以装夹工件的一种装置，作用是使工件相对于机床或刀具有一个正确的位置，且在加工过程中保持这个位置不变。一、机床夹具及其组成2

机床夹具组成1)定位元件或装置2)刀具导向元件或装置4)连接元件3)夹紧元件或装置5)夹具体6)其它元件或装置夹具和机床、刀具、工件之间关系图二、机床夹具的功能1保证加工质量工件加工精度特别是位置精度主要靠夹具和机床保证，不再依赖于工人的技术水平2提高生产率，降低成本可减少辅助时间，易于实现多件、多工位加工3扩大机床工艺范围在机床上安装一些夹具可扩大其工艺范围4减轻工人劳动强度，保证生产安全如气动、电动夹紧三、机床夹具的分类1

从使用范围分:1)通用夹具2)专用夹具3)可调整夹具和成组夹具4)组合夹具5)随行夹具2

从使用机床的类型分:车床夹具、磨床夹具、钻床夹具、镗床夹具、铣床夹具、自动机床夹具、数控机床夹具等3

从动力来源分手动夹具、气动夹具、液动夹具、电磁夹具、真空夹具等。第二节

工件在夹具上的定位一、常用定位方法与定位元件1

定位方式主要有支承定位和定心定位2定位元件的要求足够定位精度、较低的粗糙度值，一定的耐磨性、硬度和刚度3定位元件的材料①低碳钢：如20或20Cr钢，表面渗碳淬火，硬度HRC55～65②高碳钢：如T7、T8、T10等，淬硬至HRC55～65③中碳钢(如45钢)，淬硬至HRC43～48一、常用定位方法与定位元件㈠

工件以平面定位支承定位,有支承钉和支承板两种形式：1固定支承支承的高矮尺寸固定，使用时不能调整高度1）支承钉2）支承板

用于较大精基准面台阶式斜槽式㈠

工件以平面定位2可调支承支承点位置可以调整，主要用于粗基准，以调节补偿各批毛坯尺寸误差。㈠

工件以平面定位3自位支承又称浮动承点，在定位过程中，支承本身可以随工件定位基准面的变化而自动调整并与之相适应，起一点定位作用，只限制一个自由度，常用于毛坯表面、断续表面、阶梯表面定位。㈠

工件以平面定位4辅助支承辅助支承是在工件实现定位后才参与支承的定位元件，不起定位作用，只能提高工件加工时刚度或起辅助定位作用。旋出式弹力式一、常用定位方法与定位元件㈡工件以圆柱孔定位定位方式：定心定位

(定位基准为孔的轴线)定位元件：心轴和定位销等1心轴

用于定位回转体零件⑴带突肩的压配合心轴心轴两端有顶尖孔，一端有方扁以便传递扭矩。这种心轴能轴向定位，故可限制五个自由度。心轴右端直径的基本尺寸与D相同但按动配合制造，起导向作用。两段直径之间有一段直径D1较小，以便于车削工件的端面。㈡工件以圆柱孔定位⑵压配合心轴1

心轴心轴不带突肩，两端有顶尖孔，只能限制四个自由度，心轴两段直径间有一段直径较小，便于车削工件的两端面，压入时，应保证工件的轴向位置。这种心轴会破坏工件的内孔表面⑶带螺母的心轴心轴与工件为动配合，有间隙，靠螺母锁紧的摩擦力来抵抗切削力。工件装卸方便，不会损伤工件的内孔表面，但定心精度较差。㈡工件以圆柱孔定位⑶带螺母的心轴㈡工件以圆柱孔定位⑷小锥度心轴1心轴为防工件在心轴上倾斜，心轴锥度较小；工件与心轴只配合一小段，靠斜楔作用的摩擦力来抵抗切削力，只能在精加工中使用，定位精度高。㈡工件以圆柱孔定位⑸弹性心轴1心轴又称涨胎心轴，工件装入后，靠薄壁弹性套变形，使工件既定心又夹紧；工件装卸方便，有很高的精度，但结构复杂。㈡工件以圆柱孔定位1心轴⑹液塑心轴使用液态塑料使薄壁涨出而定位夹紧，特点与弹性心轴相同。⑺花键心轴用于带花键孔的零件。当然也有平键心轴㈡工件以圆柱孔定位⑻自夹紧心轴1心轴心轴靠切削力夹紧，工件定位孔与三个滚柱接触，在切削开始的一瞬间，由于工件和心轴之间的相对运动，使滚柱挤入斜楔而夹紧，其定心和夹紧是同时进行的。㈡工件以圆柱孔定位

1心轴⑼毛面定心心轴用于粗基准孔的定心定位。由于基准孔没有加工过，故用两个斜面分别控制三个支承滑柱来定位，当转动螺母时，六个支承滑柱就会同时伸出，以孔壁上的六点定位，限制四个自由度，完成毛孔定心。此心轴不能重复安装，因是粗基准孔，每次安装的孔心会不一致。㈡工件以圆柱孔定位2

定位销主要用于零件上的中小孔定位，一般直径不超过50mm。限制2个移动自由度。⑴圆柱定位销防定位销受力折

带突肩,工件与突肩断,采用过渡圆角。接触,避免夹具磨损。定位销带套筒,磨损后便于更换。㈡工件以圆柱孔定位2

定位销⑴圆柱定位销⑵菱形销

限制一个自由度⑶圆锥销限制三个移动自由度浮动锥销限制两个自由度㈢工件以外圆面定位定位方式：定心定位

和支承定位定位元件：定位套、锥套、半圆套、支承和V形块等1定位套、锥套常用于精基准定位2

支承、半圆套㈢工件以外圆面定位3

V形块V形块有固定和活动之分，固定的长V形块(或两个短V形块的组合)

限制工件4个白由度，短V形块限制工件2个自由度。活动V形块除限制一个移动自由度，还具有夹紧作用。特点：1）对中性好，工件定位基准轴线对中在V形块两对称斜面的交线上2）粗、精基准，完整表面或局部圆圆弧面，都可用V形块定位。斜面夹角a取60°,90°,120°㈣工件以其它表面定位1工件以锥孔定位⑴锥度心轴限制工件除绕自身轴线转动之外的5个自由度。⑵顶尖死顶尖限制三个自由度；浮动顶尖轴向可绅缩，故限制两个自由度。车床、磨床等尾架用的死顶尖，由于尾架套筒带动顶尖移动，故也只能限制两个自由度。㈣工件以其它表面定位2工件(齿轮)以渐开线齿面定位夹具以3个定位圆柱均布(或近似均布)插入卤间以实现分度圆定位，用于齿轮热处理后的磨孔工序。㈤定位表面的组合定位点数最多的定位表面为第一定位基准面或主要定位面或支承面，定位点数次多的定位表面称为第二定位基准面或导向面，定位点数为l的定位表面称为第三定位基准面或止动面。1组合定位的自由度分析1）先分析限制自由度多的定位元件，再分析限制自由度少的定位元件。2）后分析定位元件考虑其限制的自由度是移动还是转动。㈤定位表面的组合2定位表面组合形式⑴一面两孔定位加工箱体类零件时常采用一面两孔组合定位，定位元件采用一个平面和两短圆柱销，存在过定位。由于两孔、两销的直径，两孔中心距和两销中心距都存在制造误差，故有可能使工件两孔无法套在两定位销上。解决的方法：①减小第二个销子的直径；②第二个销子采用菱形销；③使第二个销子可沿x方向移动菱形销宽度b的确定

：2

定位表面组合形式⑴一面两孔定位菱形销设计步骤：1）确定两销中心矩尺寸及其公差孔距为L±δ

，则销距为L±δ

,δ

＝(1/5～1/3)δ

，当孔距Ld

Ld公差大时，取小值；反之，取大值以便于制造。LDLD2）确定圆柱销直径及其公差孔直径为D

+δ

，则销直径为d1-δd1，δd1按g6或f7选取D113）确定菱形销宽度、直径及其公差①选取菱形销宽度b（参考表6-1）②按式(6-2)计算菱形销与配合孔的最小间隙△2min③菱形销直径d

＝D

－△

；其公差δ

按h6或h7选取d22

22min2

定位表面组合形式⑴一面两孔定位一面两孔时活动销定位机构㈤定位表面的组合2

定位表面组合形式②止口和小孔组合定位两孔直径不等的典型定位方式就是止口和小孔定位，这时定位元件为一个环形平面支承、一个大直径短销和一个小直径的菱形销。③一个平面和一个与其垂直的孔的组合用带台阶的心轴定位，即一个定位销和一个与它垂直的环形平面组合。二、定位误差的计算1定位误差的组成定位误差△定是由于工件在夹具上定位不准确所引起的加工误差，在采用调整法加工时，对一批工件来说，刀具经调整后位置是不动的，即被加工表面的位置相对于定位基准是不变的，所以工件的定位误差实质上就是工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量。⑴定位基准与工序基准不一致所引起的定位误差称基准不重合误差，即工序基准相对定位基准在加尺寸方向上的最大变动量，以△不表示。⑵定位基准面和定位元件的制造误差所引起的定位误差称基准位置误差，即定位基准的相对位置在加工尺寸方向上的最大变动量，以△基表示。△

＝△

＋△定不基2各种定位方法的定位误差计算(1)工件以平面定位时的定位误差例:右图为镗床上加工箱体的A、B两通孔时的定位情况(因是通孔，所以不需要止动定位基准),要保证尺寸A

、A

B

、B

。12、

12加工时刀具位置经调整好不再改变，对加工一批工件来说,被加工的A、B二孔表面相对夹具位置不变。二、定位误差的计算(1)工件以平面定位时的定位误差①加工孔A时，尺寸A1的工序基准和定位基准均是D面，基准重合，所以△

A

＝0不(

1)定位基准面D有角度制造误差土δβ，根据基准位置误差的定义有：△

A

＝2H·tanδβ基(

1)△

A

＝△

A

＋△

A

＝△

A

＝2

H

·tanδ定(

1)不(

1)基(

1)基(

1)β尺寸A2的工序基准是E面，定位基准是C面，基准不重合，根据基准不重合误差的定义有△

A

＝δL不(

2)2△

A

＝0基(

2)所以

△

A

＝△

A

＋△

A

＝△

A

＝δL定(

2)不(

2)基(

2)不(

2)2二、定位误差的计算(1)工件以平面定位时的定位误差②加工孔B时，尺寸B1的工序基准是F面，定位基准是D面，基准不重合，根据定义有：△

B

＝δL不(

1)1△

B

＝2H·tanδβ基(

1)所以

△

B

＝△

B

＋△

B

＝δL

＋2H·tanδ定(

1)不(

1)基(

1)1β尺寸B2的工序基准和定位基准均是C面，基准重合，此时有：△

B

＝0不(

2)△

B

＝0基(

2)△

B

＝△

B

＋△

B

＝0定(

2)不(

2)基(

2)二、定位误差的计算(2)工件以内孔表面定位时的定位误差若工件孔与定位心轴(或销)采用间隙配合，且以中心线为工序基准。当工件装夹到心轴上时，因工序基准是中心线，定位基准也是中心线，基准重合，则

△不＝0因工件孔和心轴是间隙配合又都有制造误差，因而存在孔中心线的位置变化，即基准位置误差，得△

＝△

＋△

＝△基定不基假定孔尺寸为D+δD，心轴尺寸为d

，最小配合间隙为△

，－δdmin根据工件装夹时心轴放置的位置不同，定位误差分两种情况：二、定位误差的计算(2)工件以内孔表面定位时的定位误差①心轴垂直放置时最大孔和最小轴求得孔中心线位置的变动量②心轴水平放置时由于自重，工件始终靠往心轴一边下垂，此时孔中心线的变动是铅垂方向，其最大值为双边接触(3)工件以“一面两孔”定位时的定位误差“1”孔中心线在x、y方向的最大位移为：“2”孔中心线在x、y方向的最大位移分别为两孔中心连线对两销中心连线的最大转角误差二、定位误差的计算(4)工件以外圆柱定位的定位误差①外圆面在V形块上定位的定位误差圆柱面上加工一平面，设V形块夹角无制造误差，外圆面直径公差为δd加工尺寸A，工序基准为Ol中心线，定位基准为Ml、N1母线，因此基准不重合。加工一批工件时，工件从最小尺寸d-δd变到最大尺寸d，工序基准O

变到O

，定位基准从M

变到M

，工序1212基准O1在加工尺寸方向的最大变动量，根据定义为：二、定位误差的计算(4)工件以外圆柱定位的定位误差②尺寸标注方法对定位误差的影响分别以母线Cl和D1为工序基准，计算B、h尺寸的定位误差如下：显然△

＜△

＜△

，因此，以母定(B)定(h)定(A)线D1的尺寸标注方法最好3定位误差计算实例套筒上铣槽，如图(a)所示，要求保持尺寸10-0.08、8-0.17，其它尺寸已在前工序完成。若采用图(b)的定位方案，孔与销子配合按H7／g6，问能否保持加工精度要求?(定位误差不大于工件尺寸公差的1/3)，否则应如何改进?(25~30g6:-0.007/-0.020)二、定位误差的计算3定位误差计算实例按H7／g6的配合精度，则销子直径应为

25−00..000270−

，因销子为水平放置，故有：①对于尺寸8-0.17，可满足尺寸8-0.17的要求。二、定位误差的计算3定位误差计算实例②对于尺寸10-0.08不能满足尺寸10-0.08的要求二、定位误差的计算3

定位误差计算实例③采用图(c)的改进方案，以端面A和右端孔为定位基准，销子

与孔的配合仍然按H7／g6，则销子直径为

30−0.007−0.020可满足尺寸8-0.17的要求。可满足尺寸10-0.08的要求。第三节

工件的夹紧一、对夹紧装置的要求1.夹紧装置的组成(1)夹紧元件(2)中间传力机构作用是传递动力源装置的力到夹紧元件来完成夹紧①改变夹紧力的大小②改变夹紧力的方向③使夹紧具有自锁性能(3)动力源装置产生夹紧力的动力源，所产生的力称为原始力，有气动、液压、电动等。一、对夹紧装置的要求2对夹紧装置的基本要求(1)夹紧过程应能保持工件定位时所获得的正确位置。(2)夹紧应可靠和适当，夹紧力的大小应能保证工件在加工时的位置不变，同时又不能使工件产生变形。(3)夹紧力方向应和切削力方向相适应，使夹紧力能减小。(4)夹紧装置应操作方便、省力、安全。(5)夹紧装置的复杂程度和自动化程度应与工件的生产批量和生产方式相适应。第三节

工件的夹紧二、夹紧力的确定㈠夹紧力方向的选择1)

夹紧力的作用方向应有利于工件的准确定位，而不能破坏定位。主要夹紧力应垂直指向主要定位面。2)夹紧力的作用方向应尽量与工件刚度最大的方向一致，以减小工件变形。㈠夹紧力方向的选择3)夹紧力的作用方向应尽可能与切削力、工件的重力相适应，有利于减小夹紧力㈡夹紧力作用点的选择⑴夹紧力作用点应正对支承元件或位于支承元件所形成的支承面内，以保证工件获得的定位不变。㈡夹紧力作用点的选择⑵夹紧力的作用点应处在工件刚性较好的部位，以减小工件的夹紧变形。⑶夹紧力的作用点应尽可能靠近工件被加工表面，以便减小切削力对工件造成的翻转力矩。二、夹紧力的确定㈢夹紧力大小的估算1估算夹紧力的一般方法将工件视为分离体，分析作用在工件上的各种力；根据力系平衡条件，确定保持工件平衡所需的最小夹紧力；将此最小夹紧力乘以适当的安全系数，即可得到所需的夹紧力。安全系数k常取1.5～3。粗加工取2.5～3,精加工取1.5～2。2计算夹紧力的典型实例⑴车削：（自学）⑵铣削：（自学）二、夹紧力的确定㈢夹紧力大小的估算⑶钻削：钻孔时产生轴向力和扭矩，轴向力可以帮助夹紧。右图(1)是用压板压紧工件钻孔，假设钻削扭矩全部由夹紧力Fj克服M

LkM＝F

μL，

F

＝kjj图(2)所示是在用三爪卡盘夹紧工件时钻孔，这时钻削扭矩和轴向力全部由三个爪的夹紧力承受。k(F

＋M/D)＝3F

μ轴jF

＝k(F

D＋M)/3μDj轴三、常用夹紧机构夹具中常用的夹紧机构有楔块、螺旋、偏心轮等形式，它们都是根据斜面夹紧原理来夹紧工件的。㈠

斜楔夹紧机构斜楔夹紧机构主要用于增大夹紧力或改变夹紧力方向。㈠

斜楔夹紧机构1斜楔夹紧力计算取斜楔为分离体，原始力Fs，工件与夹具体给斜楔的作用力为F

和N；工件和夹具体与斜楔的摩擦力F

和F

，相应的摩擦角分j1

2别为φ

、φ

。F

和F

的合力为F

′，N和F

的合力为R。斜楔对12

j

1j2工件的夹紧力Fj为斜楔夹紧受力分析2斜楔的自锁条件当原始力Fs撤除后，斜楔在摩擦力作用下仍然不会松开工件的现象称为自锁。斜楔的自锁条件㈠

斜楔夹紧机构3斜楔夹紧的特点及应用范围(1)有自锁性条件:α≤φ

＋φ

，α＝6°～8°(手动)，斜度为1∶1012(2)有增力作用α角愈小，增力比愈大，其增力比一般为2～5。(3)能改变夹紧力的方向(4)夹紧行程较小α角愈小，自锁性愈好，夹紧行程愈小。4应用场合斜楔夹紧机构结构简单，工作可靠，但由于它的机械效率较低，很少直接应用于手动夹紧，而常用在工件尺寸公差较小的机动夹紧机构中㈡

螺旋夹紧机构螺旋夹紧机构是从斜楔夹紧机构转化而来的，相当于把斜楔绕在圆柱体上，转动螺旋时即可夹紧工件。1螺旋夹紧结构⑴简单螺旋夹紧机构用螺钉夹紧，若螺钉端部直接与工件接触，易损坏工件表面。且在转旋螺钉时，还会带动工件偏转而破环定位，因此螺钉头部常装有各种压块。㈡

螺旋夹紧机构⑴简单螺旋夹紧机构压块与工件接触表面可做成光面、环面或带槽表面，以用于不同的工件表面。㈡

螺旋夹紧机构⑴简单螺旋夹紧机构⑵压板式螺旋夹紧机构螺旋夹紧常和压板结合在一起形成复合夹紧机构钩形板螺旋夹紧机构㈡

螺旋夹紧机构2螺旋夹紧机构夹紧力计算螺杆可视为斜楔，因此，可从斜楔的夹紧力计算公式直接导出螺旋夹紧力的计算公式其中d0为螺纹的中经;φ1′为螺纹副的当量摩擦角，螺纹形状不同其计算公式不同，详见教材表6-3；r´为螺杆(或螺母)端部与工件(或压块)的当量摩擦半径，压块形状不同其计算公式不同，详见教材表6-4。准确地确定螺旋夹紧力时，通常要求采用实验的方法。3螺旋夹紧特点及应用范围(1)自锁性好，夹紧可靠，结构简单，应用十分广泛。(2)增力比较大，可达65～140倍。常用螺纹为M8～M24。(3)夹紧行程不受限制，夹紧行程长操作费时，常采用快速螺旋夹紧机构。㈢

偏心夹紧机构偏心夹紧机构靠偏心轮回转时其半径逐渐增大而产生夹紧力来夹紧工件的。其夹紧原理与斜楔夹紧机构相似，只是斜楔夹紧的楔角不变，而偏心夹紧的楔角是变化的。1偏心夹紧结构偏心轮夹紧工件偏心压板夹紧工件㈢

偏心夹紧机构1偏心夹紧结构移动式压板转动式压板㈢

偏心夹紧机构2偏心夹紧作用原理楔角变化自锁条件夹紧力㈢

偏心夹紧机构3偏心夹紧的特点及应用范围(1)动作迅速，操作简便，因此应用比较广泛。(2)夹紧行程较小，对工件的相应尺寸精度要求较高。(3)自锁性能较差，自锁性能与偏心特性D／e

有关，当D／e小于14时，自锁性能就不好。一般多用于振动不大的工序。(4)

增力比一般为12～14。(5)阿基米德曲线和对数曲线偏心夹紧机构，其楔角α变化小，可使工件夹紧稳定可靠，但制造困难。㈣

铰链夹紧机构铰链夹紧机构动作迅速，增力大，易于改变力的作用方向；但自锁性能差，一般用于气动、液压夹紧中。(1)单臂铰链夹紧机构(2)双臂单作用铰链夹紧机构㈣

铰链夹紧机构(3)双臂双作用铰链夹紧机构㈤

定心夹紧机构定心夹紧机构是一种同时实现对工件定心定位和夹紧的夹紧机构，即在夹紧过程中，能使工件相对于某一轴线或某一对称面保持对称性。定心夹紧机构中的定位元件同时又是夹紧元件。按工作原理可以分为两大类：(1)以等速移动原理工作的定心夹紧机构：㈤

定心夹紧机构(1)以等速移动原理工作的定心夹紧机构：这类定心夹紧机构的特点是制造方便，夹紧力和夹紧行程较大，但由于制造误差和组成元件间的间隙较大，故定心精度不高，常用于粗加工和半精加工。㈤

定心夹紧机构(2)以均匀弹性变形原理工作的定心夹紧机构----定心精度较高①弹簧夹头㈤

定心夹紧机构(2)以均匀弹性变形原理工作的定心夹紧机构②蝶型弹簧定心夹紧机构。③液塑定心夹紧机构。㈤

定心夹紧机构(2)以均匀弹性变形原理工作的定心夹紧机构④鼓膜定心夹紧机构②蝶型弹簧定心夹紧机构。㈥

联动夹紧机构一处施力，可同时在几处对一个或几个工件同时进行夹紧。1多点（多向）夹紧2多件夹紧3动作联动夹紧联动夹紧机构的浮动环节偏心夹紧机构铰链夹紧机构（1）铰链夹紧机构（2）压板式螺旋夹紧机构第四节

各类机床夹具一、车床与磨床夹具车床与磨床夹具主要用于加工零件的内外圆柱面、圆锥面、回转成形面、螺纹及端平面等。1、车床夹具的类型与典型结构1)以工件外圆定位的车床夹具，如各类卡盘和夹头。2)以工件内孔定位的车床夹具，如各种心轴。3)以工件顶尖孔定位的车床夹具，如顶尖、拨盘等。4)加工非回转体的车床夹具，如弯板式、花盘式车床夹具。一、车床与一、车床与磨床夹具一、车床与磨床夹具2、车床夹具的设计要点1）车床夹具总体结构夹具结构应尽量紧凑，重心应尽量靠近主轴端。对于弯板式和偏重的车床夹具，应进行配重调平衡。2）夹具与机床的联接联接方式取决于主轴轴端的结构以及夹具的体积和精度要求⑴用莫氏锥度配合夹具体以长锥柄安装在主轴孔内，其定位精度高，定位迅速方便，但刚度低，适于轻切削。2、车床夹具的设计要点2）夹具与机床的联接⑵用圆柱定位面定位夹具以端面A和圆柱孔D在主轴上定位，螺纹连接，并用两个压块防松保险。主轴与夹具常采用间隙配合，定位精度低，制造容易。⑶用短锥和端面定位夹具以端面T和短锥面K定位，螺钉夹紧。定位精度高，接触刚度好，但有过定位。2、车床夹具的设计要点2）夹具与机床主轴的联接⑷用过渡盘定位过渡盘与主轴端部是用短锥和端面定位，夹具体用止口与过渡盘定位(大平面加短圆柱面)，用螺钉夹紧。3磨床夹具车床夹具的设计要点同样适合于内圆磨床和外圆磨床所用的夹具二、钻床夹具1、钻模的类型与典型结构钻床夹具因大都具有刀具导向装置，习惯上又称为钻模。钻模一般由钻模板、钻套、定位元件、夹紧装置和钻模体等组成。固定钻套可换钻套固定式铰链式固定式钻模回转式钻模钻套钻模板钻模

翻转式钻模盖板式钻模快速钻套特殊钻套分离式悬挂式滑柱式钻模固定式钻模固定式钻模板快换钻套回转式钻模、固定式钻模板、快换钻套1、钻模的类型与典型结构回转式钻模、铰链式钻模板、快换钻套1、钻模的类型与典型结构翻转式钻模固定式钻模板快换钻套1、钻模的类型与典型结构盖板式钻模固定钻套2、钻模设计要点1）钻套刀具引导元件，装在钻模板上，确定刀具的位置和方向，⑴钻套类型：固定钻套、可换钻套、快换钻套、特殊钻套⑵钻套的尺寸和公差钻套内径根据所用刀具的外径来确定；钻套的高度H影响钻套的导向性能，同时影响刀具与钻套之间的摩削情况；钻套与工件之间应留有间隙2）钻模板钻模板用于安装钻套，与夹具体的联接方式有固定式、铰链式、分离式和悬挂式等几种。3）夹具体整个夹具的基础零件，一般多为铸件，也可用焊接件。夹具通过夹具体底面安放在钻床工作台上，可直接用钻套找正并用压板压紧(或在夹具体上设置耳座用螺栓压紧)。三、镗床夹具镗床夹具简称镗模，主要由镗套、镗模支架、镗模底座、以及必需的定位、夹紧机构组成，多用于在镗床、组合机床(也可在车床和摇臂钻床)上加工箱体、支座等零件上的精密孔或孔系。与钻模有很多相似之处。按其所使用的机床形式不同，镗床夹具可分为卧式和立式两类；按其导向支架的布置形式，可分为双支承镗模、单支承镗模和无支承镗模三类。采用镗模可以不受机床精度的影响而加工出较高精度的工件。1镗床夹具的典型结构形式1）双支承镗模1镗床夹具的典型结构形式1）双支承镗模1镗床夹具的典型结构形式1）双支承镗模1镗床夹具的典型结构形式2）单支承镗模镗杆在镗模中只有一个镗套引导，镗杆与机床主轴刚性联接，即镗杆插入机床主轴的莫式锥孔中，并保证镗套中心与主轴轴线重合，机床主轴的回转精度影响工件镗孔精度。3）无支承镗模工件在刚度好、精度高的金刚镗床、坐标镗床或数控机床、加工中心上镗孔时，夹具上不设镗模支承，加工孔的尺寸和位置精度由镗床保证。无支承夹具只需设计定位、夹紧装置和夹具体即可。2

镗床夹具的设计要点1）引导支架的布置形式引导支架用于安装镗套，可承受切削力，形式：单面前导向、单面后导向、单面双导向、双面单导向。2

镗床夹具的设计要点2）镗套⑴固定式镗套⑵回转式镗套：①内滚式镗套

②外滚式镗套3夹具体镗模底座上一般应设有耳座和起吊孔，分别用以安装和起吊镗模四、铣床夹具铣床夹具主要用于加工零件上的平面、键槽、缺口及成形表面等。它由定位元件、夹紧装置、对刀装置、连接元件和夹具体等组成。㈠铣床夹具的类型1直线进给式铣床夹具单件铣夹具和多件铣夹具2圆周式进给铣床夹具常用在具有回转工作台的铣床上，一般均采用连续进给，即工件加工时，机床工件台作回转运动3仿形铣夹具利用靠模来铣削工件的夹具为铣床夹具㈠铣床夹具的类型直线进给式单件铣夹具、联动夹紧㈠铣床夹具的类型直线进给式多件铣夹具、联动夹紧、浮动压块㈡

铣床夹具没计要点1夹具总体结构受力元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，且有较好的自锁性能。应尽可能采用机动夹紧机构和联动夹紧机构、采用多件夹紧和多件加工。2对刀装置由对刀块和塞尺构成，塞尺用于检查刀具与对刀块之间的间隙，避免刀具与对刀块直接接触而造成刀具或对刀块的损伤

。四、铣床夹具㈡

铣床夹具没计要点3夹具体铣床夹具常通过定向键与铣床工作台T形槽的配合来确定夹具在机床上的方位。夹具体上设计有耳座，并通过螺栓将夹具体牢固地紧固在机床工作台的T形槽上五、加工中心机床夹具加工中心是一种带有刀库和自动换刀功能的数控镗铣床，它所使用的夹具只需具备“定位”和“夹紧”两种功能。五、加工中心机床夹具加工中心机床夹具在机床上不仅要确定其角向位置，还要确定其坐标位置，即要实现完全定位。夹具类型优先选用：通用夹具、组合夹具和通用可调整夹具1)以侧面定位板定位利用侧定位板可直接计算出工件或夹具在工作上的位置，并能保证与回转中心的相对位置，定位安装十分方便。五、加工中心机床夹具2)以中心孔定位不管是利用工件的外径或内径进行定位，均能保证工件中心与工作台中心有较高的一致性。3)以中央T型槽定位用于立式加工中心。常把标准定位块插入T型槽，使安装的工件或夹具紧靠标准块，达到定位的目的。五、加工中心机床夹具4)以基准槽定位用于立式和卧式加工中心，工作台上除了有基准槽，还有供夹紧用的T型槽（螺孔），常是在基准槽中插入标准定位块或止动块，作为工件或夹具的定位基准。5)以基准销孔定位多在立式加工中心辅助工作台上采用。适合于多工件频繁半装卸的加工方法。钻床夹具第五节

柔性夹具柔性夹具是指具有加工多种不同工件能力的夹具，包括组合夹具、可调夹具等。一、组合夹具1组合夹具的特点组合夹具是一种根据被加工工件的工艺要求，利用一套标准化的元件组合而成的夹具。夹具使用完毕后，元件可以方便地拆开、清洗后存放，待再次组装时使用。与专用夹具相比，往往体积较大，显得笨重。一次性投资较大。一、组合夹具2组合夹具的类型1）槽系组合夹具元件间靠键和槽(键槽和T形槽)定位，由八大类元件组成：基础件、支承什、定位件、导向件、夹紧什、紧固件、合件及其它件。2）孔系组合夹具各元件间通过孔与销来实现定位，也分为八大类元件，但没有导向件，增加了辅助件。孔系组合夹具具有精度高、刚性好、易于组装等特点，特别是它可以方便地提供数控编程的基准——编程原点，因此在数控机床上得到广泛应用。二、可调夹具可调夹具具有小范围的柔性，它通过调整部分装置或更换部分元件，以适应具有一定相似性的不同零件的加工。这类夹具在成组技术中得到广泛应用，此时又被称为成组夹具。1

可调整夹具的特点可调夹具在结构上由两大部分组成：基础部分和可调控部分1）基础部分成组夹具的通用部分，在使用中固定不变，通常包括夹具体、夹紧传动装置和操作机构等。2）可调整部分包括定位元件，夹紧元件和刀具引导元件等。更换工件品种，只需对该部分进行调整或更换元件，即可进行新的加工。2

可调夹具的调整方式调整方式：更换式、调节式、综合式和组成式。第六节

机床夹具设计步骤和方法一、专用夹具设计的基本要求:1、保证工件加工精度2、夹具结构方案应与生产纲领相适应3、操作方便、安全、省力4、便于排屑5、有良好的结构工艺性第六节

机床夹具设计步骤与方法二、夹具设计的一般步骤㈠

研究原始资料，明确设计要求㈡

拟定夹具结构方案，绘制夹具结构草图1、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2、确定刀具引导方式，并设计引导装置或对刀装置；3、确定工件的夹紧方法，并设计夹紧机构；4、确定其它元件或装置的结构，如定向键，分度装置等；5、考虑各种元件和装置的布局，确定夹具体的总体结构。二、夹具设计的一般步骤㈢

绘制夹具总图、标注有关尺寸及技术要求1、绘制夹具总图比例尽量取1∶1，主视图应取操作者实际工作位置1)用双点划线画出工件轮廓(工件视为透明体，不挡夹具)，并画出被定位面、夹紧面和加工面（用粗实线或网络线表示）；2)画出定位元件及刀具引导元件；3)按夹紧状态画出夹紧元件及夹紧机构；4)绘制夹具体和其它元件，将夹具各部分连成一体；5)标注必要的尺寸、配合，技术条件；6)对零件进行编号，填写零件明细表和标题栏。㈢绘制夹具总图、标注有关尺寸及技术要求2、夹具总图上尺寸标注1)夹具外形轮廓尺寸（长、宽、高）2)配合尺寸夹具总装图上的所有配合表面均应标出其尺寸与配合。3)与加工有关联的尺寸4)与机床有关联的尺寸3、夹具总图上技术要求标注1)定位元件与引导元件的位置精度2)定位元件间的位置精度3)引导元件间的位置精度4)定位元件与夹具安装面的位置精度5)定位元件、引导元件与夹具找正基面的位置精度6)保证夹具装配精度与检验方法有关的特殊的技术要求二、夹具设计的一般步骤㈣

绘制零件图非标准件均应绘制零件图，零件的尺寸、公差或技术条件应满足夹具总图的要求。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一致。举例：书中图6-73所示为一夹具设计过程示例。该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