典型钻床夹具的结构

（二）钻夹具设计要点1.钻模类型的选择钻模类型很多，在设计钻模时，首先要根据工件的形状、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，选择钻模类型和结构。

在选型时要注意以下几点：（1）工件被加工孔径大于10mm时，钻模应固定在工作台上（特别是钢件）。

因此其夹具体上应有专供夹压用的凸缘或凸台。

（2）当工件上加工的孔处在同一回转半径，且夹具的总重量超过100N时，应采用具有分度装置的回转钻模，如能与通用回转台配合使用则更好。

（3）当在一般的中型工件某一平面上加工若干个任意分布的平行孔系时，宜采用固定式钻模在摇臂钻床上加工。

大型工件则可采用盖板式钻模在摇臂钻床上加工。

如生产批量较大，则可在立式钻床或组合机床上采用多轴传动头加工。

（4）对于孔的垂直度允差大于0.1mm和孔距位置允差大于±0.15mm的中小型工件，宜优先采用滑柱式钻模，以缩短夹具的设计制造周期。

2.钻套类型的选择和设计钻套和钻模板是钻夹具上的特殊元件。

钻套装配在钻模板或夹具体上，其作用是确定被加工孔的位置和引导刀具加工。

（1）钻套的类型根据钻套的结构和使用特点，主要有四种类型。

①固定钻套图7-56所示为固定钻套的两种形式（图a为无肩，图b为带肩），该类钻套外圆以H7/n6或H7/r6配合，直接压入钻模板上的钻套底孔内。

在使用过程中若不需要更换钻套（据经验统计，钻套一般可使用1000~12000次），则用固定钻套较为经济，钻孔的位置精度也较高。

②可换钻套当生产批量较大，需要更换磨损的钻套时，则用可换钻套较为方便，如图7-57所示。

可换钻套装在衬套中，衬套是以H7/n6或H7/r6的配合直接压入钻模板的底孔内，钻套外圆与衬套内孔之间常采用F7/m6或F7/k6配合。

当钻套磨损后，可卸下螺钉，更换新的钻套。

螺钉还能防止加工时钻套转动或退刀时钻套随刀具拔出。

③快换钻套当被加工孔需依次进行钻、扩、铰时，由于刀具直径逐渐增大，应使用外径相同而内径不同的钻套来引导刀具，这时使用快换钻套可减少更换钻套的时间，如图7-58所示。

钻床夹具基本结构
钻床夹具的基本结构包括底座、夹具体、夹具片、夹具爪和夹具螺杆。

底座是夹具的支撑部分，通常由铸铁或钢材制成，具有足够的稳定性和刚性。

夹具体是底座上的可移动部分，通常由钢材制成，用于夹紧工件。

夹具体通常具有可调节的夹紧力，以确保工件在钻削过程中的稳定性和安全性。

夹具片是夹具体上的可替换部分，其形状和尺寸可以根据不同的工件要求进行定制。

夹具片通常由钢材制成，可以通过螺栓或快速接头固定在夹具体上。

夹具爪是夹具片上的可调节部分，用于夹持工件。

夹具爪通常由钢材制成，具有可调节的夹持力和夹持范围，以适应不同尺寸和形状的工件。

夹具螺杆是夹具体上的调节部分，通常由螺杆和手柄组成。

夹具螺杆用于调节夹具爪的位置和夹紧力，以确保工件的稳定夹持。

除了以上基本结构，钻床夹具还可以根据具体的加工要求添加一些附加装置，如工件定位装置、切割液供给装置等，以提高加工效率和质量。

任务2.4 机床夹具经典结构一、典型的机床夹具现在常用的典型的机床夹具有五种（一）车床夹具：车床夹具用于车床，方便工件在进行加工时的夹紧操作；（二）铣床夹具：铣床夹具用于铣床上，主要是便于工件的夹紧；（三）镗床夹具：镗床夹具用于镗床上，在工件进行镗孔的过程中，对工件进行夹紧操作；（四）.钻床夹具：钻床夹具用于钻床上，能保证工件在进行攻丝时不会发生偏移；（五）磨床夹具：磨床夹具用于磨床上，能保证工件工件的平行度，保证打磨效果。

二、机床夹具的经典结构（一）卡盘卡盘是机床上用来夹紧工件的机械装置。

利用均布在卡盘体上的活动卡爪的径向移动，把工件夹紧和定位的机床附件。

卡盘一般由卡盘体、活动卡爪和卡爪驱动机构 3部分组成。

卡盘体直径最小为65毫米，最大可达1500毫米，中央有通孔，以便通过工件或棒料；背部有圆柱形或短锥形结构，直接或通过法兰盘与机床主轴端部相联接。

卡盘通常安装在车床、外圆磨床和内圆磨床上使用，也可与各种分度装置配合，用于铣床和钻床上。

（1）分类从卡盘爪数上面可以分为：两爪卡盘，三爪卡盘，四爪卡盘，六爪卡盘和特殊卡盘。

从使用动力上可以分为：手动卡盘，气动卡盘，液压卡盘，电动卡盘和机械卡盘。

从结构上面还可以分为：中空型和中实型。

（2）组成卡盘一般由卡盘体、活动卡爪和卡爪驱动机构 3部分组成。

1）卡盘卡盘体是三爪卡盘的结构主体，卡盘体用于装配活动卡爪和驱动机构，通过卡盘体三爪卡盘才能运行。

卡盘体的前端是活动卡爪的安装位置，可以更换不同规格的活动卡爪。

驱动机构则安装在卡盘体的内部，同时连接着活动卡爪，使活动卡爪能够自由移动。

如图 3-34。

图 2-342）活动卡爪活动卡爪是三爪卡盘的主要夹紧部位，通过活动卡爪与工件的接触，达到夹紧工件的效果。

活动卡爪的种类有很多，有阶梯状的活动卡爪，也有直的方形的的活动卡爪。

活动卡爪在长时间使用的过程中会慢慢磨损，在长时间使用后需要进行修复更换。

如图 3-35。

图 2-353）卡爪驱动机构卡爪驱动机构是三爪卡盘的主要驱动系统，通过驱动机构的传导才能控制卡爪的松开和夹持。

钻床夹具设计实例孔加工常用工艺装备3(铰刀的几何角度?主偏角前角 ?铰孔时一般余量很小，切屑很薄，切屑与前刀面接触长度很短，故前角的影响不显著。

为了制造方便，一般取均,0?。

加工韧性材料时，为减小切屑变形，可取,5?~10?。

钻床夹具设计实例孔加工常用工艺装备(3，?后角铰刀系精加工刀具，为使其重磨后径向尺寸不致变化太大，一般铰刀后角取,6?~8?。

?刃倾角一般铰刀的刃倾角,0?。

但刃倾角能使切削过程平稳，提高铰孔质量。

在铰削韧性较大的材料时，可在铰刀的切削部分磨出,15?~20?刃倾角，如图7,46a所示，这样可使铰削时切屑向前排出，不致于划伤已加工表面(见图7,46b)。

在加工盲孔时，可在这种带刃倾角的铰刀前端开出一较大的凹坑，以容纳切屑(见图7,46c)。

(四)孔加工复合刀具孔加工复合刀具是由两把或两把以上同类或不同类的孔加工刀具组合成一体，同时或按先后顺序完成不同工步加工的刀具。

1(复合刀具的种类复合刀具的种类较多，按工艺类型可分为同类工艺复合刀具和不同类工艺复合刀具两种。

同类工艺复合刀具如图7,47所示。

不同类工艺复合刀具如图7,48所示。

2.复合刀具的特点(1)能减少机床台数或工位数，工序集中，节省机动和辅助时间，因而可以提高生产率，降低成本。

(2)减少工件安装次数，容易各加工表面间的精度。

(3)复合刀具结构复杂，在制造、刃磨和使用中都可能会出现问题。

例如各单个刀具的直径、切削时间和切削条件悬殊较大，切屑的排出和切削液的输入不够畅快等。

3(复合刀具的合理使用由于复合刀具的结构特点及特殊的工作条件，在使用复合刀具时需注意几点特殊要求:(1)由于复合刀具刃磨困难，刀具安装、调整麻烦，故应制订较高的刀具耐用度，选择较低的切削速度。

(2)复合刀具中各单个刀具的直径往往差别很大，选择切削用量时需考虑主要矛盾。

如最小直径刀具的强度最弱，应按最小直径刀具选择进给量;又如最大直径刀具的切削速度最高，磨损最快，故应按最大直径刀具确定切削速度。

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Φ20H9孔的下端面和Φ24 mm短圆柱面均已加工，本工序要求钻铰Φ20H9孔，并要求保证该孔轴线到下端面的距离为25±0.05mm。

图1所示为在立式钻床上钻铰支架上Φ20H9孔的钻模。

工件以Φ20H9孔的下端面、Φ24 mm短圆柱面和R24mm外圆弧面为定位基准，通过夹具上定位套1的孔、定位套的端面和一个摆动V形块2实现六点定位。

为了装卸工件方便，采用铰链式压板4和摆动V形块2夹紧工件。

该夹具定位结构简单，装卸工件方便，夹紧可靠。

机床夹具总图中应正确标注出影响定位误差、安装误差和调整误差的有关尺寸和技术要求。

该夹具的上述尺寸和技术要求的分析如下：定位副的制造误差应是影响定位误差的因素,因此在夹具总图上应标注出定位元件的精度和技术要求，如定位套孔径Φ24 mm，定位套与夹具体配合尺寸Φ35H7/n6。

定位元件工作表面与机床连接面之间的技术要求是影响安装误差的因素，而该钻夹具与机床的连接面是夹具体底面A，因此定位元件工件表面与夹具体底面的技术要求应标出，如衬套端面对夹具体底面A的垂直度0.02mm。

定位元件工作面与刀具位置之间的技术要求是影响调整误差的因素，对钻夹具而言，钻套轴线的位置即为孔加工刀具的位置，因此钻套轴线与定位元件工作面之间应标出必要的技术要求。

如钻套轴线与夹具体底面A的垂直度0.02mm，钻套轴线与定位套端面的距离尺寸精度25±0.015mm，钻套内径的尺寸公差Φ20F7，钻套与衬套之间、衬套与钻模板之间的配合精度Φ26F7/m6、Φ32H7/n6等。

钻夹具的调整误差也称导向误差。

第四章机床常用夹具第一节机床夹具概述机床夹具是在机械制造过程中，用来固定加工对象，使之占有正确位置，以接受加工或检测并保证加工要求的机床附加装置，简称为夹具。

一、机床夹具的主要功能在机床上加工工件时，必须用夹具装好夹牢工件。

将工件装好，就是在机床上确定工件相对于刀具的正确位置，这一过程称为定位。

将工件夹牢，就是对工件施加作用力，使之在已经定好的位置上将工件可靠地夹紧，这一过程称为夹紧。

从定位到夹紧的全过程，称为装夹。

机床夹具的主要功能就是完成工件的装夹工作。

工件装夹情况的好坏，将直接影响工件的加工精度。

工件的装夹方法有找正装夹法和夹具装夹法两种。

找正装夹方法是以工件的有关表面或专门划出的线痕作为找正依据，用划针或指示表进行找正，将工件正确定位，然后将工件夹紧，进行加工。

如图4-1所示，在铣削连杆状零件的上下两平面时，若批量不大，则可在机用虎钳中，按侧边划出的加工线痕，用划针找正。

图4-1 在机用虎钳上找正和装夹连杆状零件这种方法安装方法简单，不需专门设备，但精度不高，生产率低，因此多用于单件、小批量生产。

夹具装夹方法是靠夹具将工件定位、夹紧，以保证工件相对于刀具、机床的正确位置。

图4-2所示为铣削连杆状零件的上下两平面所用的铣床夹具。

这是一个双位置的专用铣床夹具。

毛坯先放在I位置上铣出第一端面（A面），然后将此工件翻过来放入II位置铣出第二端面（B面）。

夹具中可同时装夹两个工件。

图4-3所示为专供加工轴套零件上φ6H9径向孔的钻床夹具。

工件以内孔及其端面作为定位基准，通过拧紧螺母将工件牢固地压在定位元件上。

通过以上实例分析，可知用夹具装夹工件的方法有以下几个特点：1）工件在夹具中的正确定位，是通过工件上的定位基准面与夹具上的定位元件相接触而实现的。

因此，不再需要找正便可将工件夹紧。

2）由于夹具预先在机床上已调整好位置（也有在加工过程中再进行找正的），因此，工件通过夹具对于机床也就占有了正确的位置。

《机械制造工艺学》实验报告班级学号姓名实验一机床夹具拆装与结构分析（一）车床夹具零件名称支架夹具名称车支架内孔夹具工序简图夹具使用说明：工件以底面及两孔在定位板上完全定位，定位板再以底面及长侧面靠于角形架两垂直面，再用活动V型块夹于工件外圆限制最后一个自由度。

用两个螺旋压板夹紧工件底板处。

定位元件工件定位基准底面定位板长侧面 45外圆限制的自由度zXYXZY定位元件角形铁架，活动V型块夹紧装置夹紧机构类型螺旋压板夹紧机构夹紧装置组成零件：螺旋压板夹紧组件，活动V型块组件夹具与机床联接方式相关零件：夹具体联接方法：夹具体背面止口与过渡盘定位，螺旋联接，过渡盘再与车床主轴联接XZY夹具的结构特点（设计要点）1.定位装置的设计特点：应用一块附加的底板，工件以底面及两孔在这块底位板上完全定位，再底板再定位于夹具上;2.夹具体背面止口与过渡盘定位，螺旋联接，过渡盘再与车床主轴联接;3.夹具找正基面的设置:在夹具体中心有一个找正孔作为夹具找正基面；4.用一个平衡块达到平衡夹具的作用。

（二）钻床夹具零件名称摆块夹具名称钻三径向孔分度夹具工序简图夹具使用说明：工件以Φ22H7及端面右侧面在定位销，定位板，挡销上定位。

拧紧螺母通过球面垫圈将工件夹紧。

钻完一孔后，拔出对定销，松开后螺母，摆动分度盘，将对定销分别插入分度盘的另外两个分度孔中，并拧紧后螺母，钻其余两孔。

定位元件工件定位基准Φ22H7孔右端面侧面限制的自由度z YXYZX定位元件定位销，定位板，挡销夹紧装置夹紧机构类型螺旋夹紧夹紧装置组成零件：定位销，球垫圈，螺母导向装置组成零件：钻模板，快换钻套组件，螺钉，定位销分度装置固定部分组成零件：夹具体及衬套转动部分组成零件：分度盘分度对定机构组成零件：对定销锁紧机构组成零件：轴，定位销，轴套，后螺母夹具与机床联接方式相关零件：夹具体联接方法：用压板压紧在工作台上XZY夹具的结构特点（设计要点）1、用快换钻套实现本工序的钻、铰；2、利用轴向分度，菱形对定销分度，分度精确可靠。

设计钻夹具、铣床、车床夹具的三个案例这里分别有钻床、铣床、车床夹具的设计案例，对杠杆臂、叶轮等工件做了详细的定位夹紧分析，相信你看了一定能够有所收获！Part.1 钻床夹具设计实例1、工件加工杠杆臂上两个相互垂直的φ10mm和φ13mm孔。

图1 杠杆臂2、确定定位方案根据零件的构造，以Φ22mm的孔为定位基准，这样可以避免基准不重合误差，同时可以限定四个自由度。

再用一个螺母限定零件的上下窜动的自由度和用一个支撑钉限定零件沿Φ22mm中心线转动的自由度，实现完全定位。

3、定位元件的选择定位销：插入Φ22mm的孔，用来限制X,Y方向的移动和转动，共四个自由度。

可调支承钉：限定Z方向的转动。

辅助支承：提高工件的安装刚度和定位的稳定性。

图2 圆柱孔定位4、钻模板类型选择选用固定式钻模板，制造方便、定位精度高。

图3 固定式钻模板5、钻模板类型选择由于孔φ10mm和φ13mm，一次钻孔就可达到要求，因此采用固定式钻套。

（Φ10mm选无肩；Φ13mm选有肩）。

图4 钻套6、确定夹紧方案根据零件的定位方案，采用锁紧螺母和开口垫圈来实现快速锁紧夹紧机构，它与一个加工面位置靠近，增加了刚性，零件夹紧变形也小，但对于另一个加工面较远，故采用辅助定位（螺旋辅助支承）元件来固定，提高刚性。

图5 夹紧三维结构图7、选用夹具体图6 铸造夹具体图7 钻床夹具总装配图Part.2 铣床夹具设计实例1、工件水泵叶轮，要求设计一副铣床夹具，用在卧式铣床上加工两条互成90°的十字槽。

图8 工件三维结构图2、定位方法工件定位时需完全限制六个方向的自由度: 沿X,Y,Z方向的水平运动以及轴向转动。

所以定位方案为将加工过的叶轮底面放置在一个大的圆形定位盘上，以大平面定位，消除X,Y方向的转动自由度和Z方向的移动自由度。

用一个定位销与叶轮上的孔相配合，以此消除X,Y的移动自由度。

图9利用两块开槽的压板从两个方向卡住叶片,并将它们固定在定位盘上，这样就消除了Z方向的转动自由度。