机床夹具定位机构的设计

机床夹具设计步骤和实例机床夹具是用于在机床上夹持工件或刀具的装置，用于保持工件的位置稳定，使其能够被加工。

机床夹具设计的步骤主要包括需求分析、夹具类型选择、夹具基础结构设计、夹具强度计算、夹具定位系统设计、夹具操作系统设计、夹具零件设计和夹具组装等。

以下为机床夹具设计步骤和一个实例：步骤1：需求分析首先，需要了解加工工件的要求和工艺流程。

通过与工艺人员或工程师的交流，了解工件的形状、材料、尺寸等特性，以及工件的精度要求、加工工艺和工时要求等。

根据需求分析，明确夹具的基本功能、定位方式和操作方式。

步骤2：夹具类型选择根据加工工件的特性和加工工艺的要求，通过参考手册或专业书籍选择合适的夹具类型。

常见的夹具类型包括平板夹具、顶升夹具、转角夹具、滑块夹具、气垫夹具等。

根据不同的工件形状和加工要求，选择适合的夹具类型。

步骤3：夹具基础结构设计根据工件的形状和夹持要求，设计夹具的基础结构。

夹具的基础结构通常由夹紧装置、支撑装置和定位装置组成。

夹紧装置主要用于夹持工件，支撑装置用于保持工件的平衡和稳定，定位装置用于确保工件的位置准确。

步骤4：夹具强度计算根据夹具类型和加工工件的特性，计算夹具的强度。

夹具的强度计算包括静态强度和动态强度两个方面。

静态强度主要考虑夹具在夹持工件时的受力情况，包括切削力、惯性力等；动态强度主要考虑夹具在工件加工过程中的振动和冲击力，保证夹具结构能够承受夹持工件时的各种力。

步骤5：夹具定位系统设计根据工件的定位要求，设计夹具的定位系统。

夹具的定位系统应能够满足工件的精度要求，并确保工件的位置准确。

定位系统常采用定位销、定位块等形式，根据工件的形状和加工特点选择合适的定位方式。

步骤6：夹具操作系统设计根据夹具的使用要求，设计夹具的操作系统。

夹具的操作系统主要包括夹紧装置的控制方式和操作机构的设计。

根据夹紧力的大小和控制精度的要求，选择合适的液压夹紧系统或气动夹紧系统。

步骤7：夹具零件设计根据夹具的基础结构、定位系统和操作系统的设计要求，设计夹具的各个零件。

机床夹具设计第三章机床夹具设计教学时数：计划14学时教学目的：1、掌握定位误差计算2、掌握夹紧力计算3、掌握专用夹具设计要点，灵活运用定位元件和夹紧机构，根据生产实际和可能设计专用夹具。

教学重点： 1、工件的定位及定位误差计算2、工件的夹紧及夹紧力计算3、夹具的设计及装置合理选择。

教学难点： 1、定位误差计算中基准不重合误差和基准位移误差的计算和分析2、工件的受力分析及夹紧力的计算。

第一节概述一、夹具的功能和分类1.机床夹具的功用：实现工件定位和夹紧；使工件加工时相对于机床刀具有正确的位置；以保证工件的加工精度。

图3-1：异形杠杆简图图3-2：车床夹具异形杠杆加工需限制的自由度？工件用何定位元件限制了哪些自由度？为何V型块2固定，V形块6可调？且V型块2和V型块6开口方向不同？图3-3：盖板简图图3-4：钻床夹具盖板钻孔（通，盲孔）应限制自由度？夹具用何定位元件来限制各自由度？这里圆柱销，挡销，菱形销，各起什么作用？这里用左侧面和后侧面定位，是否用右侧面和前侧面定位？为什么？机床夹具在加工中的作用：保证加工精度；提高劳动生产率；改善工人劳动条件；降低生产成本；扩大工艺范围。

2、机床夹具的分类和发展(1)分类图3-5: 机床夹具的分类按使用范围和特点分：通用夹具、专用夹具、组合夹具、可调夹具按使用的机床分：车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具。

(2) 发展应适用于产品品种和更新换代快的要求，其方向为柔性化、精密化、高效、自动化。

二、夹具的组成1.定位元件定位：使工件在夹具中占据正确的位置。

2.夹紧装置压紧夹牢：使工件不应受力而脱离已占据的正确位置。

3.夹具体基础件4.其它装置分度装置、对刀装置、导向元件、连接元件。

第二节工件在夹具中的定位夹具设计的任务：首先是选择和设计相应的定位元件来实现工序图上（工艺文件）所要求的定位方案。

主要定位面：主要限位面：一、工件以平面定位1.主要支承：限制工件自由度，起定位作用。

《机床夹具设计》课程标准课程名称：机床夹具设计参考学时：56适用专业：机械制造与自动化一、课程定位《机床夹具设计》服务于机械加工职业工作中“机床夹具设计”这一典型工作任务。

掌握机床的操作、刀具的选择与使用、机械制造工艺的编制、机床专用夹具的设计、量具的使用是从事机械加工生产所必须具备的技能，机床专用夹具设计是非规则零件成批加工生产时需要设计制造的工艺装备，工装的设计制造最终影响机械零件的加工精度、生产效率及生产成本，为此，机械加工工作人员要具有一定的设计专用夹具的能力和分析生产中与夹具有关的技术问题的能力。

通过本课程的学习，学生可以从事机械加工操作中机床专用夹具设计制造工作及与机床夹具相关的工作，经过1—2年的努力可以胜任机床夹具设计现场技术员工作。

《机床夹具设计》的前修课程为《机械制图及CAD》、《机械制造基础》、《机械设计》、《公差配合与技术测量》、《金属切削原理及刀具》、《机械加工设备》、《机械制造工艺学》，后续课程为《机械维修技术》、《先进制造技术》。

二、学习目标学生在教师引导下，根据给定的零件工序加工要求、工厂生产条件和企业需求，并借助机床夹具设计手册等技术资料，进行零件定位方案与夹紧方案的设计，计算定位误差和夹紧力，根据机械加工设备类型设计夹具体和其它对刀导向装置、连接元件及夹具体，分析归纳影响机械零件加工质量的相关因素，进行设计方案对比和评价，最终绘制出机床夹具总图。

学习完本课程后，学生应当能够从事机床夹具设计的工作。

具体包括：1.根据被加工零件的结构特点和加工工序要求，能应用六点定位原理及夹紧原则，合理提出被加工工件某道工序的定位、夹紧方案；2.能根据机械加工设备情况设计机床夹具的对刀导向装置、分度装置、连接元件及夹具体；3.会查阅有关夹具设计的标准、手册、图册等技术资料；4.具有常用机床夹具的使用能力；5.了解现代夹具设计的一般知识；6.具备分析解决与夹具有关的技术问题的能力；7.对机械零件加工的工艺方案提出合理化建议。

摘要机床夹具设计课程设计是在全部学完机械制造工艺学及机床夹具设计,并进行了生产实习的基础是进行的一个教学环节。

它要求学生全面地综合运用本课程及其有关先修课的理论和实践知识进行工艺及结构的设计，也为以后进行一次预备训练。

此课程设计的目的：(1）能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,初步具备设计出高效、省力、经济合理并能保证加工质量的专用夹具的能力。

（2)培养学生熟悉并运用有关手册、标准、图表等技术资料的能力。

（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。

此次是对一种大批量生产的拨叉类零件进行铣槽。

所设计的夹具必须保证这个通槽的各种尺寸精度,并且以最经济、最省时省力的方法来设计此套夹具。

通过对定位误差的分析,确定出采用大端面小心轴定位，夹紧装置采用螺旋压板夹紧机构。

对于我本人来说,希望能通过本次课程设计学习，学会将所学理论知识和工艺课程实习所得的实践知识结合起来,并应用于解决实际问题之中，从而锻炼自己分析问题和解决问题的能力。

关键字:夹具设计、制图、机械目录摘要................................................................................ 错误!未定义书签。

1设计任务............................................................................ 错误!未定义书签。

2 零件的定位.......................................................................... 错误!未定义书签。

２.1 零件的工艺和精度分析ﻩ错误!未定义书签。

2．2 定位设计...................................................................................... 错误!未定义书签。

专用夹具的设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，机床使用说明书降低劳动强度，需要设计专用的夹具。

车床夹具设计要点：（1）定位装置的设计要求在车床上加工回转面时要求工件被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。

因此，对于轴套类和盘类工件，要求夹具定位元件工作表面的对称中心线与夹具的回转轴线重合。

对于壳体、接头或支座等工件，被加工的回转面轴线与工序基准之间有尺寸联系或相互位置精度要求时，应以夹具轴线为基准确定定位元件工作表面的位置。

（2）夹紧装置的设计要求在车削过程中，由于工件和夹具随主轴旋转，除工件受切削扭矩的作用外，整个夹具还受到离心力的作用。

此外，工件定位基准的位置相对于切削力和重力的方向是变化的。

因此，夹紧机构必须产生足够的夹紧力，自锁性能要可靠。

对于角铁式夹具，还应注意施力方式，防止引起夹具变形。

（3）夹具与机床主轴的连接车床夹具与机床主轴的连接精度对夹具的回转精度有决定性的影响。

因此，要求夹具的回转轴线与主轴轴线应具有尽可能高的同轴度。

心轴类车床夹具以莫氏锥柄与机床主轴锥孔配合连接，用螺杆拉紧。

有的心根据径向尺寸的大小，其它专用夹具在机床主轴上的安装连接一般有两种方式：1) 对于径向尺寸D<140mm，或D<(2～3)d的小型夹具，一般用锥柄安装在车床主轴的锥孔中，并用螺杆拉紧。

这种连接方式定心精度较高。

2) 对于径向尺寸较大的夹具。

一般通过过渡盘与车床主轴头端连接。

过渡盘的使用，使夹具省去了与特定机床的联接部分，从而增加了通用性，即通过同规格的过渡盘可用于别的机床。

同时也便于用百分表在夹具校正环或定位面上找正的办法来减少其安装误差。

因而在设计圆盘式车床夹具时，就应对定位面与校正面间的同轴度以及定位面对安装平面的垂直度误差提出严格要求。

（4）总体结构设计要求车床夹具一般是在悬臂的状态下工作，为保证加工的稳定性，夹具的结构应力求紧凑、轻便，悬伸长度要短，使重心尽可能靠近主轴。

摘要这次专业设计是专业的一个十分重要的学习环节，是对入学以来所学的机械方面的知识进行了一次全面的检查、巩固和提高。

这次课程设计是应用所学基础理论、专业知识与技能去分析和解决生产实际问题的一次综合训练。

把所学的知识能够综合运用到实际零件的加工中。

通过本次设计使我巩固了已学的知识，加深了印象，使自己能够运用所学的机械加工知识解决一些具体的问题。

此次课程设计涉及的知识面有夹具设计、零件安装、加工工艺、数值计算、刀具的性能、测量技术、CAD制图外还涉及到金属材料、公差配合及加工设备等多方面的知识。

通过这次课程设计我发现了自己还有许多知识还没有掌握牢固。

但更多的是通过这次设计使我提高、巩固、扩大了自己所学到的理论知识与技能，提高自己设计计算、制图、编写技术文件的能力‘学会正确使用技术资料、标准、手册等工具书’并在这次设计中培养了我对机械设计的独立工作能力、初步树立了正确的实际思想，掌握了一定的机械加工设计方法步骤和思路为以后的学习和设计工作打下了良好的基础。

同时，也使我体会到了老师平时对我们的谆谆教导、用心良苦。

由于本人水平有限，设计还有许多不足之处，希望时老师给予批评和指正！关键词工件的定位及定位元件；工件的夹紧夹紧装置；夹具体分度装置；夹具的设计ABSTRACTThe professional design is one of the important link of the study, it is learned since admission knowledge of mechanical conducted a comprehensive examination, consolidate and enhance. This course is designed to apply their basic theory and specialty knowledge and skills to analyze and solve practical problems of production. Combine the knowledge to use to the actual machining. Through the design that I have learned knowledge consolidated, deepen the impression, make oneself can use some specific knowledge of mechanical processing.This course design involves knowledge have clamp design, installation, processing, parts of numerical calculation, tools and measuring technology, the properties of the CAD drawing was involved in metal materials, tolerance and processing equipment, etc.Through this course design, I found the oneself still have many knowledge has not mastered the firm. But more and more are through this design makes me improve, consolidate and expand their knowledge to the theoretical knowledge and skills, improve their design calculation, drawings, writing ability of technical documents to correctly use the technical data ", standard, manual tool in the design of "and I trained on mechanical design of the ability to work independently, set up the correct actual preliminary thoughts, grasped certain mechanical processing design methods and steps for the future study and design work, and laid a good foundation. At the same time, also make me realize teacher usually teach in our earnestly, good intentions.Because of my limited, design has many shortcomings, hope the teacher give criticism and correct!KEYWORDSThe machine tool's fixture, workpiece position and orientation of clamping workpiece components, and clamping device, concrete and indexing device, fixture design.目录摘要 (Ⅰ)关键词 (Ⅰ)ABSTRACT (Ⅰ)KEYWORDS (Ⅰ)绪论 (1)1.机床夹具概述 (2)2.工件的定位及定位元件 (3)2.1 工件在夹具中的定位 (3)2.2 定位误差分析 (4)3.工件的夹紧和夹紧装置 (4)3.1 夹紧装置的组成 (4)3.2 夹紧力的确定 (5)4.夹具体及分度装置 (5)4.1 夹具体 (5)4.2 分度装置 (6)5.阀体零件工艺分析 (6)5.1 零件的功用、材料和性能 (6)5.2 形体分析 (7)5.3 技术要求分析 (7)5.4 零件的加工工艺性分析 (8)5.5 安排加工工艺路线 (8)6.阀体零件的车床夹具设计 (10)6.1 车床夹具的主要类型 (11)6.2车床夹具的设计要点 (11)6.3阀体零件的车床专用夹具的加工误差分析...... (12)6.4阀体零件的车床夹具的加工误差分析 (12)结论 (14)致谢 (15)参考文献 (15)绪论随着科学技术的不断进步，机械制造业向着高柔性、高效率、高自动化迅猛发展。

5.6 机床夹具设计步骤与方法本节着重介绍专用机床夹具的设计步骤与方法，并讨论与此有关的一些问题。

5.6.1 专用夹具设计的基本要求机床专用夹具设计的基本要求可概括为以下几方面：1．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。

2．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，尽量使夹具结构简单、容易制造、以降低夹具制造成本。

3．操作方便，使用安全所设计的夹具应能减轻工人劳动强度，如采用气功、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。

4．便于排屑切屑积聚在夹具中，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；切屑积聚严重时，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。

5．有良好的结构工艺性所设计的夹具应便于制造、检验、装配、调整、维修等。

5.6.2 专用夹具设计的一般步骤专用夹具设计的一般步骤如下：1．研究原始资料，明确设计要求，收集设计资料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、加工余量、定位基准及所使用的工艺装备。

收集有关资料，如机床的技术参数，夹具部件的国家标准、部颁标准、企业标准和厂定标准，典型夹具结构图册，夹具设计指导资料等。

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。

摘要我国社会主义现代化要求机械制造工业为国民经济各部门的技术进步、技术改造提供先进、高效的技术装备，它首先要为我国正在发展的产业包括农业、重工业、轻工业以及其它产业提供质量优良、技术先进的技术装备，同时还要为新材料、新能源、机械工程等新技术的生产和应用提供基础装备。

本论文是结合目前实际生产中，通用夹具不能满足生产要求，用通用夹具装夹工件效率低、劳动强度大、加工质量不高，而且往往需要增加划线工序，而专门设计的一种铣床夹具，主要包括夹具的定位方案，夹紧方案、对刀方案，夹具体与定位键的设计及加工精度等方面的分析。

该夹具具有良好的加工精度，针对性强，主要用于拔叉零件铣槽工序的加工。

本夹具具有夹紧力装置，具备现代机床夹具所要求的高效化和精密化的特点，可以有效的减少工件加工的基本时间和辅助时间，大大提高了劳动生产力，有效地减轻了工人的劳动强度。

本夹具能在加工常规零件的时候使质量进一步提升，并降低劳动强度，能在保证产品质量加工精度的同时批量生产，从而降低生产成本。

从而夹具的使用在某种程度上提高实际生产中企业的效益。

因而对夹具知识的认识和学习，在今天显的优为重要起来。

关键词：装备，制造，机床夹具目录摘要 (I)目录 (III)1 机床夹具概论 (1)1.1机床夹具及其功用 (1)1.2工件的定位 (7)1.3定位误差分析 (13)1.4工件的组合定位 (16)2 工件的夹紧 (19)2.1夹紧装置的组成及其设计原则 (19)2.2确定夹紧力的基本原则 (20)2.3夹紧机构的设计要求 (24)3 铣床夹具设计 (26)3.1定位方案 (27)3.2夹紧方案 (31)3.3对刀方案 (31)3.4夹具体与定位键 (31)3.5夹具总图上的尺寸、公差和技术要求 (32)3.6夹具精度分析 (33)4 各类铣床夹具 (35)4.1铣床夹具 (35)4.2典型数控机床夹具 (36)致谢 (40)参考文献 (41)1 机床夹具概论1.1机床夹具及其功用1.1.1机床夹具的概述定位：工件在机床上加工时，为保证加工精度和提高生产率，必须使工件在机床上相对刀具占有正确的位置，这个过程称为定位。