第4章工件的定位夹紧与夹具设计
1、基本内容与学时分配（28学时）
（1）夹具的基本概念（2）；
（2）工件在夹具上的定位（8）；
（3）工件在夹具上的夹紧（7）；
（4）各种机床夹具举例（3）；
（5）实验（6）。
2、重点
（1）六点定位原理；
（2）定位与夹紧结构设计；
（3）各种机床夹具特点。
3、难点
（1）典型定位元件的定位分析与应用；
（2）夹紧与定位的关系；
（3）定位误差。
4、目的要求
掌握夹具、定位、夹紧的基本概念，具有分析定位、夹紧的能力和简单夹具设计的能力。
5、教学法
（1）从金工实习用过的虎钳、车床上的三爪夹盘的作用引出教学内容；
（2）用模型教学，区别定位与夹紧的概念和作用；
（3）补充夹具类型。
6、作业
从习题库和思考题中选作夹具定位原理、限制自由度分析等部分。
机床夹具设计课程设计 Prepared on 22 November 2020
机床夹具设计课程设计说明书课题名称: 机床夹具设计 专业：机械设计制造及其自动化 班级：13机械一班 姓名：阮吴祥 学号： 指导老师：张秀香 2017年 1月
目录 一、机床夹具课程设计任务书 (1) 二、机床夹具课程设计说明书 (2) 1.对加工件进行工艺分析 (2) 2.定位方案设计 (2) 3.导引方案设计 (4) 4.夹紧方案设计 (5) 5.夹具体设计 (6) 6.其它装置设计 (6) 7.技术条件制定 (6) 8.夹具工作原理(操作)简介 (6) 9.设计心得 (7) 三、参考文献 (8) 四、附录 (9)
一、机床夹具课程设计任务书
二、机床夹具课程设计说明书 1、对加工件进行工艺分析： 零件名称为通孔套,为铸件，本工序铣削加工直径22mm的孔，设计手动钻绞孔专用夹具。工件已加工过的孔径为φ22mm，厚度为50mm。 在加工槽时，槽的尺寸精度和表面粗糙度要求不是很高，由铣削直接加工就可以达到要求，其中槽的宽度由刀具的尺寸保证，槽的深度尺寸和位置精度由设计的夹具来保证。槽的位置包括如下两方面要求： 加工槽的宽度为12mm，且两个侧面相对于中心面A对称度； 加工槽的深度为30±。 2、定位方案设计： 根据加工孔两侧面相对于中心面对称要求，需要限制工件X方向转动自由度、Y方向转动自由度和Z方向转动自由度；根据加工孔宽度和深度要求，需要限制工件X方向移动自由度和Z方向移动自由度。但考虑到加工时工件定位的稳定性，可以将六个自由度全部限制。 工件相对中心面对称，要实现加工孔两侧面相对中心面对称的要求，且根据基准重合的原则应选A面作为定位基准，但A面实际不存在，故可选工件的两侧面M或N的任一面作为定位基准，限制三个不定自由度，此为第一定位基准。
典型机床夹具及其设计要点 1.车床夹具 车床夹具大部分是安装在机床的主轴上，用于加工回转成形面。 (1)车床夹具的结构类型及特点 1)角铁式车床夹具主要用在工件形状复杂，被加工表面的轴线与定位基面呈平行关系或构成一定角度。 图2-33为开合螺母车削工序图。图2-34是加工上述工件的车床夹具。 图2-33 开合螺母车削工序图 图2-34 角铁式车床夹具 2)心轴类车床夹具适合于工件以孔为定位基准的车削或磨削等工序中。 3)花盘式车床夹具对形状复杂的工件，在加工一个或几个与基准平面垂直的孔时，就可采用此类夹具。图2-35为齿轮泵壳体的加工工序图。图2-36为车齿轮泵壳体两孔的花盘式车床夹具。
图2-35 齿轮泵壳体工序图 图2-36 车齿轮泵壳体两孔的花盘式车床夹具 (2)车床夹具的设计要点 1)定位装置的设计加工回转表面时，要求工件加工面的轴线与车床主轴的旋转轴线重合，夹具上定位装置的结构和布置必须保证这一点。 2)夹紧装置的设计夹紧力必须足够，自锁性要好。 3)车床夹具与车床主轴的联接要求夹具的回转轴线与车床主轴轴线有尽可能高的同轴度。夹具与车床主轴的联接方式有：采用锥柄联接；采用过度盘联接。 4)夹具总体结构设计夹具的外形尺寸应尽量小，重心与回转轴线重合，以减小离心力和回转力矩的影响。悬伸长度L域外轮廓直径D之比为： D≤150mm的夹具，L/D≤1.25; D=150~300mm的夹具，L/D≤0.9; D≥300mm的夹具，L/D≤0.6。
（２）弹性斜定心夹紧机构利用定位、夹紧元件的均匀弹性变形来实现定心夹紧的．这种机构定心精度高，但变形量小，夹紧行程小，只适用于精加工中．根据弹性元件不同，有膜片夹具、碟形弹簧夹具、液压塑料薄壁套筒夹具等类型。
第11章机床夹具作 业
第11章机床夹具作业 1．何谓机床夹具，夹具有哪些作用？ 答：在加工中，为了保证工件加工精度，使之占有确定以接受加工或检测的工艺装备统称为机床夹具，简称夹具。 机床夹具的作用有： 保证加工质量：采用夹具装夹工件可以保证工件与机床（或刀具）之间的相对正确位置，容易获得比较高的加工精度和使一批工件稳定地获得同一加工精度，基本不受工人技术水平的影响。 提高生产率，降低生产成本：用夹具来定位、夹紧工件，就避免了用划线找正等方法来定位工件，缩短了安装工件的时间。 减轻劳动强度：采用夹具后，工件的装卸更方便、省力、安全。如可用气动、液压、电动夹紧。 扩大机床的工艺范围。 2．机床夹具有哪几个组成部分？各起何作用？ 答：机床夹具有定位元件、夹紧装置、导向元件和对刀装置、连接元件、夹具体、其它装置或元件组成。定位元件用来确定工件在夹具中的加工位置；夹紧装置是将定位后的工件压紧固定，以保证在加工时保持所限制和自由度；导向元件和对刀装置用于保证刀具相对于夹具的位置，对于钻头、镗刀等孔加工刀具导向元件，对于铣刀等用对刀装置；连接元件用于保证保证夹具和机床工作台之间的相对位置；夹具体是整个夹具的基座，在夹具体上要安装该夹具所需要的各种元件、机构等到使之组成一个整体；其它元件是根据工序的要求不同，在夹具体上的分度装置、靠模装置等。 3．什么叫“六点定位原则”？什么是欠定位？过定位？试分析图11-48中定位元件限制哪些自由度？是否合理？如何改进？ 答：工件在直角坐标系中有六个自由度，夹具用合理分布的六个支承点限制工件的六个自由度，即用一个支承点限制工件的一个自由度的方法，使工件在夹具中的位置完全确定。这就是六点定位原则。 欠定位指根据工件的加工要求，应该限制的自由度而没有完全被限制的定位，在实际加工中，欠定位是不允许的。 过定位是指同一个自由度被几个支承点重复限制的情况。一般，对于高精度面作为定位基准时，在一定条件下允许采用过定位。 主视图的坐标如图所示。
机床夹具设计课程设计 说明书 设计题目：钻床夹具设计 系别：机械与电子工程学院 专业：机械设计制造及其自动化
前言 夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、智能、复合、 环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。 本次的设计任务是加工零件（板件）上的两个孔。零件属于大批量生产，钻孔要 求精度高，所以需要设计一个专用夹具，保证零件加工质量。由于夹具的利用率高， 经济性好，使用元件的功能强而且数量少，配套费用低，降低生产成本；采用夹紧装 置，缩短停机时间，提高生产效率。 设计钻床夹具，首先要分析加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方 法，拟定夹具设计方案；在满足加工精度的条件下，合理的进行安装、定位、夹紧； 完成草图后考虑零件间的连接关系和螺钉、螺母、定位销等的固定方式，设计合理结 构实现零部件间的相对运动，根据零件要求选择材料。 完成钻床夹具的所有设计后，用 AutoCAD进行二维图的绘制，首先画好零件图，最 后进行装配，标注相关尺寸及技术要求，并用 Pro/ENGINEER绘制最终三维效果图，最 终进行说明书，任务书的撰写、整理、修改完成设计任务。
目录 第一章对加工零件的工艺分析 .......................................................错误！未定义书签。 1.1夹具设计 ...........................................................................错误！未定义书签。 1.2零件分析 ...........................................................................错误！未定义书签。 1.2.1零件图 (1) 1.2.2加工零件图分析 (2) 第二章定位方案及误差分析 ...........................................................错误！未定义书签。 2.1拟定定位方案 .....................................................................错误！未定义书签。 2.1.1定位方案拟定 (2) 2.1.2定位方案选定 (2) 2.2定位误差分析 .....................................................................错误！未定义书签。 2.2.1相关概念 (3) 2.2.2定位误差分析 (4) 第三章对刀导向方案 .......................................................................错误！未定义书签。 3.1对刀导向方案 .....................................................................错误！未定义书签。 3.2对刀导向元件详细参数 .....................................................错误！未定义书签。 第四章夹紧方案及夹紧力分析 (5) 4.1 夹紧方案分析 .............................................................................错误！未定义书签。 4.2夹紧力分析 .........................................................................错误！未定义书签。 4.2.1夹紧力估算 .....................................................................错误！未定义书签。 第五章夹具体设计及连接元件选型 ...............................................错误！未定义书签。 5.1夹具体设计 ..........................................................................错误！未定义书签。 5.2连接元件选型 ......................................................................错误！未定义书签。 5.2.1标准件 .............................................................................错误！未定义书签。 5.2.2非标准件 .........................................................................错误！未定义书签。 第六章夹具零件图和装配图及标注 ...............................................错误！未定义书签。 6.1零件图 (8) 6.2钻模板零件图 ...................................................................................................... 1 1 6.3装配图 .................................................................................................................. 2 1第七章三维效果图...........................................................................错误！未定义书签。 14 总结 .................................................................. 14 参考文献 ..............................................................
模块1机床夹具概述 【知识目标】 机床夹具的基本概念； 机床夹具的基本结构及其分类方法； 机床夹具的发展方向。 【技能目标】 掌握生产一线工件在机床夹具中的装夹方法； 能够辨别生产一线常见的机床夹具类型； 初步具备辨识常见机床夹具的能力。 用来固定加工对象，使其处于正确位置，以接受加工或检测的装置，统称为夹具。它广泛地应用于机械制造过程中，如焊接过程中用于拼焊的焊接夹具，零件检验过程中用的检验夹具，装配过程中用的装配夹具，机械加工过程中用的机床夹具等，都属于这一范畴。在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。机床夹具就是在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。在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着零件加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等。本模块所讲述的仅限于机床夹具，以后简称为夹具。 【任务描述】 如图1-1所示为生产一线常见的钻床夹具示意图，试分析如何正确去使用该夹具。 图1-1生产一线常见的钻床夹具示意图 1—钻模板；2—压紧螺母；3—压板；4—工件；5—长方形基础板； 6—方形支撑；7—V型块 【任务分析】 图1-1是生产一线常见的钻床夹具示意图，要正确使用该夹具，必须明确该夹具的基本组成、工作原理、工作特性以及装夹方式。要想进一步了解并认识此夹具的设计过程及其在 生产中的作用，就要学习本模块的内容。 【任务引导】 （1）该钻床夹具在生产中有什么作用？ （2）该钻床夹具作为机床夹具的典型代表，其基本组成是什么？
（3）便于认识和更好的使用机床夹具，如何对机床的夹具进行分类？ （4）生产一线对机床夹具还有什么新的要求？ （5）在生产实习时，应对常见机床夹具的基本结构及其分析有所认识。 【知识准备】 学习情境 1.1机床夹具 1.1.1机床夹具的基本概念 工件在机床上进行加工时，为了保证其精度要求，工件的加工表面与刀具之间必须保持 一定的位置关系。机床夹具就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。 因此，工件必须借助于夹具占有正确位置。夹具是指夹持工件的工具，如卡盘、顶尖、 平口钳等。刀具也必须借助于辅具使其保持一定位置。辅具是指夹持刀具的工具，如钻夹头、丝锥夹头及刀夹等，如图1-2所示为丝锥夹头。 图1-2丝锥夹头 1.1.2机床夹具在机械加工中的作用 在机械加工中，工件通过定位元件在夹具中占有正确的位置，工件和夹具通过连接元件 在机床上占有正确位置，工件和夹具通过对刀元件相对于刀具占有正确位置，从而保证了工件相对于机床位置正确、工件相对于刀具位置正确，最终保证工件的加工要求。因此，机床夹具在机械加工中应具有以下作用： 1.能稳定地保证工件的加工精度 使用机床夹具来对工件定位，可以准确地确定工件与机床、刀具之间的相互位置。工件的位置精度完全由夹具保证，不受工人技术水平的影响，使一批工件的加工精度趋于一致， 保证工件加工精度高且稳定。 2.能减少辅助工时，提高劳动生产率 由于机床夹具的存在，无需找正便能使工件迅速地定位和夹紧，显著地减少了辅助工时；用夹具装夹工件提高了工件的刚性，因此，可增大切削用量；可以使用多件、多工位夹具装 夹工件，并采用高效夹紧机构，这些因素均有利于提高劳动生产率。另外，采用夹具后，产 品质量稳定，废品率下降，可以安排技术等级较低的工人，明显降低了生产成本。 3.能扩大机床的使用范围，实现“一机多能” 根据加工机床的成形运动，附以不同类型的夹具，即可扩大机床原有的工艺范围。例如，在车床的溜板上或摇臂钻床工作台上装上镗模，就可以进行箱体零件的镗孔加工了。 4.能减轻工人的劳动强度 用夹具装夹工件方便、快速，当采用液压、气动等夹紧装置时，可减轻工人的劳动强度。
第七节机床夹具设计的基本步骤 夹具设计的基本步骤： 1. 研究原始资料，明确设计任务； 2. 确定夹具的结构方案 3. 绘制夹具总图 4. 确定并标注有关尺寸和夹具技术要求 5. 绘制夹具零件图 明确设计任务： 1. 分析研究工件的结构特点、材料、生产规模和本工序加工的技术要求以及前后工序的联系 2. 了解加工所用设备、辅助工具中与设计夹具有关的技术性能和规格； 3. 了解工具车间的技术水平等。 必要时还要了解同类工件的加工方法和所使用夹具的情况，作为设计的参考 确定夹具的结构方案，主要考虑以下问题： 1.根据六点定位原理确定工件的定位方式，并设计相应的定位装置； 2.确定刀具的导引方法，并设计引导元件和对刀装置； 3.确定工件的夹紧方案并设计夹紧装置； 4.确定其它元件或装置的结构形式，如定向键、分度装置等； 5.考虑各种装置、元件的布局，确定夹具的总体结构； 6.对夹具的总体结构，最好考虑几个方案，经过分析比较，从中选取较合理的方案。 绘制总装图的顺序是： 1.用双点划线绘出工件的轮廓外形，示意出定位基准面和加工面的位置； 2.把工件视为透明体，按照工件的形状和位置依次绘出定位、夹紧、导向及其它元件和装置的具体结构； 3.最后绘制夹具体，形成一个夹具整体。 五类尺寸和四类技术要求： 五类尺寸：包括夹具外形轮廓尺寸、工件与定位元件间的联系尺寸、夹具与刀具的联系尺寸、夹具与机床联系部分的联系尺寸、夹具内部的配合尺寸。 四类技术要求：包括定位元件之间的定位要求、定位元件与连接元件和（或）夹具体底面的相互位置要求、导引元件和和（或）夹具体底面的相互位置要求、导引元件与定位元件间的相互位置要求。
机床夹具教学大纲 1.课程定位 本课程是机械制造专业课程，重点在于培养学生进行一般机床夹具综合分析、简单设计的能力，为继续学习专业技术、解决生产实际问题和职业生涯的发展奠定基础。 先修课程：《机械制图》、《机械基础》等，为后续实习工作打下基础。 2.课程目标 通过本课程学习养成严谨的学风，以便今后工作时养成勤学好问吃苦耐劳的职业精神，良好职业情感，提高适应职业变化和发展的能力。包括： （1）会机床夹具的结构组成、设计要求，能读懂中等复杂程度的夹具总图，明确夹具的作用； （2）会六点定则，熟悉常用定位元件，并能根据定位表面选择合适的定位元件。具备一定的定位方案分析、定位方案选择和定位误差计算能力，并能对常用定位方案进行定位综合分析，以适应实际加工的需要； （3）会常用的夹紧装置、夹紧力的确定及夹具的对定，能根据工件的实际情况，选择夹紧装置； （4）会典型夹具设计步骤，具有简单夹具总图、夹具零件图绘制能力。 3.学习内容与学时 本课程的主要教学内容包括：机床夹具基础知识、工件的定位、工件的夹紧、典型夹具设计,专用夹具图的绘制等。具体内容见下表。
4.考核方案 该课程的考核方法分平时成绩和期末考试成绩两部分：平时成绩约占总成绩的40%，为40分，主要对学生的学习过程进行考核。具体项目包括学习态度及考勤60%，作业40%。期末考试约占总成绩的60%，为60分，采用闭卷全校统一考试的方式。 5.教学建议 （1）考虑到学生的知识基础和课程特点，教学中除使用PPT教学外，注意安排较多的习题课,讨论课,课外作业和思考题,从简单到复杂，逐步掌握机床夹具的有关知识。 （2）本课程的实用性很强，教学中必须充分注意与生产实际的结合，认真分析，精心讲解；尽可能利用与本专业相关的案例或实物等组织教学。 （3）注意贯彻机床夹具零件的有关标准，强化学生的标准化意识。
机床夹具设计 夹具设计一般是在零件的机械加工工艺制定之后，按照某一工序的具体要求进行的。 夹具设计质量的高低应以能稳定地保证工件的加工精度，达到加工的生产效率要求，成本低，排屑方便，操作安全省力和制造维护容易等为衡量指标。 一、机床夹具设计的基本要求 基本要求：一个优良的机床夹具，必须满足下列 1、保证工件的加工精度 保证工件加工精度的关键在于正确地选定定位基准、定位方法、定位元件以及夹紧装置，确定合适的夹具尺寸、公差和计数要求，并进行必要的夹具精度分析。同时还要注意夹具中其他零部件的结构对工件加工精度的影响，确保夹具能满足工件的加工精度要求。 2、工艺性能好 专用夹具应尽可能地采用标准元件和标准结构，力求结构简单，制造容易，便于装配、检验和维修。当夹具最终精度由调整或修配保证时，夹具上应设置适当的调整间隙和可修磨的垫片等调整或修配结构。 3、达到加工的生产效率要求 专用夹具的复杂程度应与生产批量相适应，应根据工件生产批量的大小选用不同复杂程度的快速高效装夹机构，以缩短辅助生产时间，提高生产效率。 4、使用性能好 专用夹具的操作应简便、省力、安全可靠。应尽可能采用气动、液压等快速高效夹紧装置，以减轻操作者的劳动强度。 夹具的操作位置应符合操作工人的操作习惯。 专用夹具应排屑方便，必要时应设置排屑结构，防止切屑破坏工件的正确定位和损坏刀具，防止切屑热量引起工艺系统变形。 5、经济性好 除考虑专用夹具本身结构简单、标准化程度高、成本低廉外，还应根据生产批量对夹具进行必要的经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益。 保证工件的加工精度是最重要的。在此前提下，要处理好其以上基本要求中他要求
《机床夹具设计与应用》课程标准 课程编码： 适用专业：模具、数控专业 学时：64 开课学期:2014年下学期（大二上学期） 一、课程性质 《机床夹具设计与应用》是高等职业技术学院数控技术与模具设计与制造的核心课程之一，本课程属于职业能力必修课，是在学生掌握机械图样的表达知识、常用的工程材料与热处理知识、公差相关理论知识、机构知识、机械加工方法和设备知识、模具制造工艺知识以及识图和制图技能、材料识别与选择技能、机构设计技能、金属切削加工技能和钳工技能的基础上，为培养学生的正确选择和设计模具加工所需夹具的能力而开设的。其目的是为今后在实际工作中从事模具零件加工工种的工作打下基础。 本课程适用对象：高职院校数控技术与模具设计与制造（3年制）学生。 二、课程培养目标 本课程的培养目标是 通过理论与实训教学相结合的教学方式，使学生以基本概念、专业术语为切入口，进一步拓宽自己在计算、设计、应用方面的知识面。 （一）知识目标 1.掌握夹具的组成及功用。 2.掌握工件的定位原理，掌握夹具定位元件的结构及应用，初步掌握定位误差的分析方法，能设计定位方案。 3.掌握夹紧装置的组成和设计要求，了解常用夹紧机构的结构及应用，能设计夹紧方案。 4.了解各类普通机床夹具的结构特点，了解专用夹具的设计要求.方法和步骤，能设计简单的专用夹具。 （二）素质目标 通过理论实践一体化课堂学习，使学生获得较强的实践动手能力，使学生具备必要的基本知识，具有一定的查阅图书资料进行自学、分析问题、提出问题的能力。
（三）能力目标 1.了解各类普通机床夹具的结构特点，了解专用夹具的设计要求.方法和步骤，能设计简单的专用夹具。 2.了解数控机床夹具等现代机床夹具的特点，能根据模具零件加工加工要求，合理选用或设计相应夹具。 3.能根据工件的结构特点.加工要求.加工中的受力状况，合理确定夹紧方案。 4.初步具备根据工件的加工要求，合理选择或设计夹具的能力。 三、与前后课程的联系 （一）与前续课程的联系 在大一学习的基础上的深入再学习 （二）与后续课程的联系 是为后面学习其他专业核心课的基础，是进行实践的关键。 四、课程内容标准和要求 根据专业课程目标和涵盖的工作任务要求，确定课程内容和要求，说明学生应获得的知识、技能与态度。
3、按驱动夹具工作的动力源分类 可分为:手动夹具、液压夹具、气动夹具、电动夹具等。 3.1.3 机床夹具的组成 夹具的组成 ?定位元件 (图) ?定位元件保证工件在夹具中处于正确的位置。 (2)夹紧装置 (图) ?夹紧装置的作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中受到外力(切削力等)作用时不离开已经占据的正确位置。 (3) 对刀或导向装置 ?对刀或导向装置用于确定刀具相对于定位元件的正确位置。 (4) 连接元件 ?连接元件是确定夹具在机床上正确位置的元件。 (5) 夹具体 ?夹具体是机床夹具的基础件， (6) 其它装置或元件 ?它们是指夹具中因特殊需要而设置的装置或元件。 ?若需加工按一定规律分布的多个表面时，常设置分度装置；为了能方便、准确地定位，常设置预定位装置；对于大型夹具，常设置吊装元件等。 3.1.4 机床夹具的作用 1、保证加工精度，稳定加工质量。 2、扩大机床的功能 3、提高劳动生产率。 4、降低生产成本。 5、改善劳动条件，降低对工人的技术要求。 1、工件常用的定位方法： （1) 直接找正法 ?概念：用划针、百分表等工具直接找正工件位置并加以夹紧的方法称直接找正法。 ?特点：生产率低，精度取决于工人的技术水平和测量工具的精度
?V形架可分为固定式和活动式。 (2) 定位套 ?一般适用于精基准定位，常与端面联合定位。 ?工件以外圆柱面定位，有时也可用半圆套或锥套作定位元件。 1．夹紧装置的组成（如下图） (1) 力源装置 ?产生夹紧作用力的装置。所产生的力称为原始力 (2) 中间传力机构 ?介于力源和夹紧元件之间传递力的机构 (3) 夹紧元件 ?夹紧装置的最终执行件，与工件直接接触完成夹紧作用 2．对夹具装置的要求： （1）夹紧时应保持工件定位后所占据的正确位置。 （2）夹紧力大小要适当。 （3）夹紧机构的自动化程度和复杂程度应和工件的生产规模相适应，并有良好的结构工艺性，尽可能采用标准化元件。 （4）夹紧动作要迅速、可靠，且操作要方便、省力、安全。 3、．夹紧力方向和作用点的选择 （1）夹紧力的作用方向应垂直于主要定位基准面。 V型块定位图 夹紧装置组成示意图 1—气缸2—连杆
ZQ350减速器传动轴键槽铣夹具设计文献综述机械电子工程专业机械A1321班李雪指导老师：张玉英 前言 夹具最早出现在18世纪后期，随着人们生活水平的提高，科学的不断发展进步，从辅助工具慢慢发展为门类齐全的加工装备的夹具，在机械加工焊接，热处理，装配中有着不可取代的地位，在机械加工过程中，为了保证加工精度，固定工件，使之占在正确位置以接受加工或检测的工艺装备称为机床夹具。其组成包括定位元件、夹紧装置、夹具与机床之间的连接元件、对刀或导向元件、其他装置或元件、夹具体。使用机床夹具可以保证工件的加工精度，减少辅助工时，大幅提高生产效率，还能扩大机床使用范围，实现“一机多能”。机床夹具在机械加工中起着重要的作用，它直接影响着机械加工的质量、生产效率和成本。夹具不仅用于金属切削加工，还可以应用在检验、装配、焊接零件、生产线制造等过程中，是机械加工过程中必不可少的工艺装备。机床夹具设计的效率和质量对产品的上市时间和质量的影响很大，在产品生产制造中具有重要的意义，各个企业都在不断地增加人力和物力来加快其设计和生产速度。 机床夹具的功能 （1）保证加工精度工件加工过程通过机床夹具进行定位、加紧，以保证加工表面稳定的位置精度。 （2）缩短辅助时间，提高生产率夹具的使用，可以减少划线、找正、对刀等辅助时间，多件，多工位的夹具及气动、液动的夹紧装置能进一步减少辅助时间，提高生产率。 （3）扩大了机床的使用范围有的机床夹具实质上对机床进行了局部改造，扩大了原来机床的功能和使用范围。 （4）降低了对工人技术水平的要求和减轻工人的劳动强度，保证生产安全。夹具的发展历程,大约可以分为三个阶段: 第一个阶段主要表现在夹具与人的结合上,这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具,使得加工过程进一步提高效率和趋于完善.这一阶段使用夹具旨在提高生产率。 第二阶段,夹具成为人与机床之间的桥梁,夹具的机能发生变化,它主要用于工件的定位和夹紧。 第三阶段表现为夹具与机床的结合,夹具作为机床的一部分,成为机械加工中不可缺少的工艺装备，夹具是实现工艺的手段之一。 夹具分类 随着机械制造业的不断发展，机床夹具的种类日趋繁多，常可按照应用范围、使用机床、夹具动力源来分类。 （1）按夹具的应用范围分类 根据夹具在不同生产类型中的通用特性，机床夹具可分为通用夹具、专用夹具、可调整夹具和组合夹具等。
第2节机床夹具设计实例 一、钻夹具的设计实例 图2-2-20所示为杠杆类零件图样。图2-2-21所示为本零件工序图。 1．零件本工序的加工要求分析 ①钻、扩、铰φ10H9孔及φ11孔。 ②φ10H9孔与φ28H7孔的距离为(80±0. 2)mm；平行度为0.3mm。 ③φ11孔与φ28H7孔的距离为(15±0. 25)mm。 ④φ11孔与端面K距离为14mm。 本工序前已加工的表面如下。 ①φ28H7孔及两端面。 ②φ10H9两端面。 本工序使用机床为Z5125立钻，刀具为通用 标准工具。 2．确定夹具类型 本工序所加工两孔(φ10H9和φ11)，位于互 成90°的两平面内，孔径不大，工件质量较小、 轮廓尺寸以及生产量不是很大，因此采用翻转式 钻模。 3．拟定定位方案和选择定位元件 (1)定位方案。根据工件结构特点，其定位方 案如下。
①以φ28H7孔及一组合面(端面K 和φ10H9一端面组合而成)为定位面，以φ10H9孔 端外缘毛坯面一侧为防转定位面，限制六个自由度。这一定位方案，由于尺寸885 .00+mm 公 差大，定位不可靠，会引起较大的定位误差。如图2-2-22(a)所示。 ②以孔φ28H7孔及端面K 定位，以φ11孔外缘毛坯一侧为防转定位面，限制工件六个自由度。为增加刚性，在φ10H9的端面增设一辅助支承，如图2-2-22 (b)所示。 比较上述两种定位方案，初步确定选用图2-2-22(b)所示的方案。 (2)选择定位元件。 ①选择带台阶面的定位销，作为以φ28H7孔及其端面的定位元件，如图2-2-23所示。定位副配合取6 7 28 g H φ。
2009—2010学年第二学期《机床夹具设计》期末考试试卷A 卷答 案 一、 填空题：(每空2分，共 计30分) 1、工件六个自由度完全限制称为完全定位，按加工要求应限制的自由度没有被限制的定位称为欠定位，夹具上的两个或两个以上的定位元件重复约束同一个自由度的现象，称为过定位。 2、夹紧机构被称为基本夹紧机构的有斜楔夹紧机构、螺旋夹紧机构和偏心轮夹紧机构。 3、工件在夹具中造成定位误差的原因为基准位移误差和基准不重合误差两种。 4、工件的装夹指的是工件的定位和夹紧。 5、斜楔自锁条件是： 21Φ+Φ<α手动夹紧机构一般取α=6度~8度。 6、夹紧装置主要由动力源装置、传力机构、夹紧元件三部分组成。 二、 判断题：(每题1分，共 计10分) 1、零件在加工工艺过程中采用的基准称为工艺基准。（√） 2、在零件图上，用以表达相关 尺寸的基准称为设计基准。（×） 3、欠定位在实际生产中是允许出现的（×） 4、辅助支撑可以提高工件的装 5、定位误差是由于夹具定位元件制造不准确所造成的加工误差（×） 6、夹具装夹广泛应用于各种生产类型（√） 7、组合夹具特别适用于新产品的试制（√） 8、专用夹具是专为某一工件的某道工序的加工而设计制造的夹具（√） 9、圆偏心轮夹紧机构，夹紧行程大、自锁可靠性强。（×） 10、螺旋夹紧机构，夹紧可靠， 自锁性能好，夹紧力和夹紧行程大。（√） 三、多项选择（每题2分共20分） 1、造成定位误差的原因是：（ac ）。 a 、定位基准与工序基准不 姓名 ----------------------------- 班级 -----------------------学 号
《机床夹具设计》课程设计指导书 机械工程学院 2007年3月
一、课程设计的目的 《机床夹具设计》课程设计是在学完了《机床夹具设计》课程后进行的一个实践性教学环节。其目的是： 1、培养学生综合应用《机床夹具设计》课程及其它有关先修课程的理论知识，把理论知识和生产实际密切结合，能够根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计，进一步提高结构设计能力。 2、培养学生熟悉并运用有关手册、图表、规范等有关资料文献的能力。 3、进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能。 4、培养学生独立思考和独立工作的能力，为毕业后走向社会从事相关技术工作打下良好的基础。 二、课程设计的要求与内容 本次设计按学号顺序（或者自由组合）分组进行，每6人一组，每组一个题目。要求每组根据提供的零件工序图，设计一种专用夹具（车、铣、钻夹具），并撰写设计说明书。 学生应在教师指导下，按本指导书的规定，认真地、有计划地按时完成设计任务。必须以负责的态度对待自己所作的技术决定、数据和计算结果。注意理论与实践的结合，以期使整个设计在技术上是先进的，在经济上是合理的，在生产上是可行的。 具体内容如下：（1）绘制夹具装配总图和关键零件图一张；（2）撰写设计说明书一份。 三、设计方法和步骤 1、制订设计方案，绘制结构草图 设计方案的确定是一项十分重要的设计程序，方案的优劣往往决定了夹具设计的成败。因此，宁可在这里多花一点时间充分地进行研究、讨论，而不要急于绘图、草率从事。最好制订两种以上的结构方案，进行分析比较，确定一个最佳方案。 （1）确定定位方法，选择定位元件。定位应符合“六点定则”。定位元件尽可能选用标准件，必要时可在标准元件结构基础上作一些修改，以满足具体设计的需要。 （2）确定夹紧方式，设计夹紧机构。夹紧可以用手动、气动、液压或其他力源形式。重点应考虑夹紧力的大小、方向、作用点，以及作用力的传递方式，看是否会破坏定位，是否会造成工件过量变形，是否能满足生产率的要求。对于气动、液压夹具，应考虑气（液压）缸的形式、安装位置、活塞杆长短等。 （3）确定夹具整体结构方案。定位、夹紧确定之后，还要确定其他机构，如对刀装置、导引元件、分度机构、顶出装置等。最后设计夹具体，将各种元件、机构有机地连接在一起。 （4）夹具精度分折。在绘制的夹具结构草图上，标注出初步确定的定位元件的公差配合关系及相互位置精度，然后计算定位误差，根据误差不等式关系检验所规定的精度是否满足本工序加工技术要求，是否合理。否则应采取措施后（如重新确定公差，更换定位元件，改变定位基准，必要时甚至改变原设计方案）重新分析计算。 （5）夹具夹紧力分析。首先应计算切削力大小，它是计算夹紧力的主要依据。通常确定切削力有以下三种方法： 1）由经验公式算出；
机床夹具设计课程设计说明书课题名称: 机床夹具设计 专业:机械设计制造及其自动化班级:13机械一班 姓名:阮吴祥 学号:2013080832 指导老师:张秀香 2017年 1月
目录 一、机床夹具课程设计任务书 (1) 二、机床夹具课程设计说明书 (2) 1、对加工件进行工艺分析 (2) 2、定位方案设计 (2) 3、导引方案设计 (4) 4、夹紧方案设计 (5) 5、夹具体设计 (6) 6、其它装置设计 (6) 7、技术条件制定 (6) 8、夹具工作原理(操作)简介 (6) 9、设计心得 (7) 三、参考文献 (8) 四、附录 (9)
一、机床夹具课程设计任务书 姓名阮吴祥班级机械1 学号2013080832 计题目钻铰孔专用夹具指导老师张秀香 零件名称通孔套材料ZG 生产类型大批量生产毛坯铸件 生产纲领 设计任务零件简图如下,本工序铣削加工直径22 mm 的孔,设计手动钻铰孔专用 夹具。
机床夹具设计课程设计 二、机床夹具课程设计说明书 1、对加工件进行工艺分析: 零件名称为通孔套,为铸件,本工序铣削加工直径22mm的孔,设计手动钻绞 孔专用夹具。工件已加工过的孔径为φ22mm,厚度为50mm。 在加工槽时,槽的尺寸精度与表面粗糙度要求不就是很高,由铣削直接加工 就可以达到要求,其中槽的宽度由刀具的尺寸保证,槽的深度尺寸与位置精度由 设计的夹具来保证。槽的位置包括如下两方面要求: 加工槽的宽度为12mm,且两个侧面相对于中心面A对称度0、1mm; 加工槽的深度为30±0、2mm。 2、定位方案设计: 根据加工孔两侧面相对于中心面对称要求,需要限制工件X方向转动自由 度、Y方向转动自由度与Z方向转动自由度;根据加工孔宽度与深度要求,需要限 制工件X方向移动自由度与Z方向移动自由度。但考虑到加工时工件定位的稳 定性,可以将六个自由度全部限制。 工件相对中心面对称,要实现加工孔两侧面相对中心面对称的要求,且根据 基准重合的原则应选A面作为定位基准,但A面实际不存在,故可选工件的两侧 面M或N的任一面作为定位基准,限制三个不定自由度,此为第一定位基准。 方案一:孔O2及O1为第二与第三定位基准,通过固定圆柱销及V形块实现 定位;
机床夹具设计5大注意事项 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、自动化、数字无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 随着科学技术的迅猛发展，市场需求的变化多端及商品竞争的日益激烈，使机械产品更新换代的周期愈来愈短，多品种、小批量生产的比例愈来愈高。为了适用这种形势的需要，出现了各种新型数控机床夹具。 同样一款机床，为何生产效率却相差好几倍？得出的结论是：数控机床选用的夹具不合适，从而使数控机床的生产效率大幅降低。如何提高数控机床利用率？通过技术分析，夹具的使用有很大的关系。 据不完全统计，国内企业数控机床选用夹具不合理的比例高达50%以上。至2010年底，中国数控机床保有量近一百万台，也就是说有50万台以上的数控机床由于夹具选择不合理或应用不当，而出现了“窝工”现象；从另外一个角度来讲，在数控机床夹具的选择与应用
上大有文章可做，因为其中蕴含枱可观的潜在经济效益。 机床夹具的组成 1、定位元件及定位装置：用于确定工件在夹具中的位置，通过使工件加工时相对于刀具及切削成形运动处于正确位置。 常用的定位元件：定位心轴、支承板、支承钉、V形块等。 2、夹紧装置：用于保持工件在夹具中的既定位置，使在重力、惯性力以及切削力等作用下不致产生位移。 夹紧装置在夹具中由动力装置(气缸、油缸等)、中间传力机构(杠杆、螺纹、斜面等)和夹紧元件(夹爪、压板等)组成的装置。 3、对刀及导引元件：用于确定刀具相对于定位元件的正确位置。 注意：铣床夹具(对刀块)、钻床夹具(钻套)、镗床夹具(镗套)上必须设计对刀元件。 4、夹具体：用于连接夹具各元件及装置，使其成为一个整体的基础零件。 5、其元件及装置：定向键、分度转位装置等用来确定夹具在机床有关部位的方向或实现工件在夹具同一次安装中分度转位等特殊功用的元件或装置。 下面介绍几种现代数控机床夹具。 一、可调夹具 可调夹具分为通用可调夹具和成组夹具（也称专用可调夹具）两类。它们共同的特点是，只要更换或调整个别定位、夹紧或导向元件，即可用于多种零件的加工，从而使多种零件的单件小批生产变为一组零件在同一夹具上的“成批生产”。产品更新换代后，只要属于同一类型的零件，就仍能在此夹具上加工。由于可调夹具具有较强的适应性和良好的继承性，所以
机床夹具设计步骤和实 例 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
第2节机床夹具设计实例 一、钻夹具的设计实例 图2-2-20所示为杠杆类零件图样。图2-2-21所示为本零件工序图。 1．零件本工序的加工要求分析 ①钻、扩、铰φ10H9孔及φ11孔。 ②φ10H9孔与φ28H7孔的距离为(80±0. 2)mm；平行度为。 ③φ11孔与φ28H7孔的距离为(15±0. 25)mm。 ④φ11孔与端面K距离为14mm。 本工序前已加工的表面如下。 ①φ28H7孔及两端面。 ②φ10H9两端面。 本工序使用机床为Z5125立钻，刀具为通用标准工具。 2．确定夹具类型 本工序所加工两孔(φ10H9和φ11)，位于互成90°的两平面内，孔径不大，工件质量较小、轮廓尺寸以及生产量不是很大，因此采用翻转式钻模。 3．拟定定位方案和选择定位元件 (1)定位方案。根据工件结构特点，其定位方案如下。 ①以φ28H7孔及一组合面(端面K和φ10H9一端面组合而成)为定位面，以φ10H9孔端外缘毛坯面一侧为防转定位面，限制六个自由度。这一定位方案，由于尺寸885.0 mm 公差大，定位不可靠，会引起较大的定位误差。如图2-2-22(a)所示。
②以孔φ28H7孔及端面K 定位，以φ11孔外缘毛坯一侧为防转定位面，限制工件六个自由度。为增加刚性，在φ10H9的端面增设一辅助支承，如图2-2-22 (b)所示。 比较上述两种定位方案，初步确定选用图2-2-22(b)所示的方案。 (2)选择定位元件。 ①选择带台阶面的定位销，作为以φ28H7孔及其端面的定位元件，如图2-2-23所示。定位副配合取6 7 28 g H φ。 ②选择可调支承钉为φ11孔外缘毛坯一侧防转定位面的定位元件，如图2-2-24(a)所示。也可选择如图2-2-24 (b)所示移动V 形块。考虑结构简单，现选用图2-2-24(a)所示结构。 (3)定位误差计算 ①加工φ10H9孔时孔距尺寸(80±mm 的定位误差计算。 由于基准重合，故ΔB ＝0。 基准位移误差为定位孔(φ38021.00+mm)与定位销(φ38007 .0002.0--mm)的最大间隙，故ΔY ＝＋0. 007＋mm ＝。 由此可知此定位方案能满足尺寸(80±mm 的定位要求。 ②加工φ10H9孔时轴线平行度的定位误差计算。 由于基准重合，故ΔB ＝0。 基准位移误差是定位孔φ28H7与定位面K 间的垂直度误差。故ΔY ＝0. 03mm 。 此方案能满足平行度0. 3mm 的定位要求。 ③加工φ11孔时孔距尺寸(15±mm 。加工φ11孔时与加工φ10H9孔时相同。
【课后作业】2 一、填空题 （1）由刚体运动的规律可知，在空间一个自由刚体有且仅有六个自由度。 （2）工件在夹具中定位时，若几个定位支承点重复限制同一个或几个自由度，称为过定位。 （3）要确定零件上点、线、面的位置，必须以一些指定的点、线、面作为依据，这些作为依据的点、线、面称为基准。 （4）工艺基准是指在制造零件和装配机器的过程中所使用的基准。工艺基准又分为工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。 （5）在最初的每一道工序中，只能用毛坯上未经加工的表面作为定位基准，这种定位基准称为粗基准。经过加工的表面所组成的定位基准称为精基准。 （6）工件以圆孔定位时，心轴用来定位回转体零件。 （7）工件以外圆柱面定位有支承定位和定心定位两种。 （8）根据定位误差分析计算的结果，便可看出影响定位误差的因素，从而找到减小定位误差和提高夹具工作精度的途径。 （9）实际生产中，常用几个定位元件组合起来同时定位工件的几个定位面，以达到定位要求，这就是组合面定位。 （10）定位基准的选择应尽可能遵循基准重合原则，并尽量选用精基准定位。二、选择题 （1）在机械制造中，工件的6个自由度全部被限制而在夹具中占有完全确定的唯一位置，称为【A】定位。 A.完全 B.不完全 C.过定位 D.欠定位
（2）加工时确定零件在机床或夹具中位置所依据的那些点、线、面称为【B 】基准，即确定被加工表面位置的基准。 A.工序 B.定位 C.测量 D.装配 （3）在机械加工中，支承板与支承钉的结构已经标准化，其对工件定位基面的形状通常是【A 】。 A.平面 B.外圆柱面 C.内孔 D.锥面 （4）常见典型定位方式很多，当采用宽V 形块或两个窄V 形块对工件外圆柱面定位时，限制自由度的数目为【D 】个。 A.1 B.2 C.3 D.4 （5）工件在夹具中定位时,由于定位误差由基准不重合误差B ?和基准位移Y ?组成。因此，有以下【ABCD 】种情况。 A.当0,0≠?=?Y B 时，产生定位误差的原因是基准位移，故Y D ?=? B.当0,0=?≠?Y B 时，产生定位误差的原因是基准不重合，故B D ?=? C.当0,0=?≠?Y B 时，如果工序基准不在定位基准面上，则B Y D ?+?=? D.当0,0=?≠?Y B 时，如果工序基准在定位基面上，则B Y D ?-?=? 三、简答题 1.简述六点定位原理、完全定位、不完全定位、欠定位及过定位的基本概念，并举例说明。 答：（1）六点定位原理：在夹具中采用合理的六个定位支承点，与工件的定位基准相接触，来限制工件的六个自由度，称为六点定位原理。 （2）完全定位：工件的六个自由度全部被限制而在夹具中占有完全确定的位置。 举例：在长方体上加工不通孔，属于完全定位。