车床夹具定位设计

数控车床的夹具设计原理
数控车床的夹具设计原理主要包括以下几个方面：
1. 夹紧原理：夹具的主要功能是夹住工件，确保工件在加工过程中的稳定性。

夹具通常采用机械夹紧、液压夹紧或气动夹紧等方式，在夹紧过程中要考虑到夹紧力的大小、分布均匀性以及夹紧方式的灵活性等因素。

2. 定位原理：夹具的另一个重要功能是确保工件在加工过程中的准确定位。

夹具设计中要考虑到工件的形状、尺寸以及零件间的相对位置关系，选择适当的定位方式，如销子定位、球锥定位、面板定位等。

3. 支撑原理：数控车床加工过程中，工件需要在夹具内得到合理的支撑，以避免工件在切削力作用下发生变形。

夹具设计中需要考虑到工件的几何特征，确定合适的支撑点，采用支撑块、支撑台等结构形式，提供稳定的支撑面。

4. 切削力分析：夹具设计中还需要考虑到切削过程中产生的切削力，并进行力学分析。

根据切削力的方向和大小，设计夹具的支撑结构，增加夹具的刚性和稳定性，以提高加工精度和表面质量。

5. 运动原理：数控车床加工过程中，夹具需要与机械手、工作台等设备协同工作。

因此，夹具设计中要考虑到夹具的运动特点，确保夹具的操作灵活、方便，与其他设备的运动相匹配。

总之，夹具设计原理在于确保夹具对工件进行牢固夹持和准确定位的同时，提供合理的支撑和增加刚性，以满足数控车床加工过程的要求。

第1章工件的定位●理解六点定位原理。

●常用定位元件限制的自由度。

●工件定位方式：完全定位、不完全定位、过定位和欠定位。

●常用定位元件的设计。

●定位误差的分析和计算。

●根据零件工序加工要求，确定定位方式。

●根据零件工序加工要求，确定定位方案。

●掌握定位元件的设计方法。

●掌握定位误差的分析和计算。

1.1工作场景导入【工作场景】如图1.1所示，钢套零件在本工序中需钻φ5mm孔，工件材料为Q235A钢，批量N=2000件。

钢套零件三维图如图1.2所示。

【加工要求】(1)φ5mm孔轴线到端面B的距离20±0.1mm。

(2)φ5mm孔对φ20H7孔的对称度为0.1mm。

本任务是设计钻φ5mm孔的钻床夹具定位方案。

图1.1钢套零件钻φ5mm工序图图1.2钢套零件三维图【引导问题】(1)仔细阅读图1.1，分析零件加工要求，各工序尺寸的工序基准是什么？(2)工件定位与夹紧的概念是什么？分析它们分别是由什么装置实现的？(3)六点定位原理是什么？(4)什么是完全定位、不完全定位、过定位和欠定位？(5)常用定位元件有哪些？定位元件限制的自由度？(6)定位方案设计的基本原则是什么？定位元件的要求是什么？(7)定位误差如何分析和计算？(8)企业生产参观实习。

①生产现场机床夹具的组成是什么？②生产现场机床夹具使用的定位元件有哪些？③生产现场机床夹具定位时限制几个自由度？1.2基础知识【学习目标】理解六点定位原理，分析常用定位元件限制的自由度，确定工件的定位方式，常用定位元件的设计，定位方案设计的基本原则，定位误差的分析和计算。

1.2.1工件定位的基本原理1.概述为了达到工件被加工表面的技术要求，必须保证工件在加工过程中的正确位置。

夹具保证加工精度的原理是加工需要满足3个条件：①一批工件在夹具中占有正确的位置；②夹具在机床上的正确位置；③刀具相对夹具的正确位置。

显然，工件的定位是极为重要的一个环节。

本章就要讨论工件的定位问题。

浅析车床工件的装夹与定位摘要：车床用于加工回转体零件，零件表面都是围绕机床主轴的旋转轴线而成形的，了解工件的夹紧与定位的概念，定位原理及方式对车削加工中减少定位误差具有一定意义。

关键词：工件装夹定位原则定位误差1、车床工件的装夹与定位1.1 工件的安装在机械加工过程中为确保加工精度，首先要将工件装在机床上，并占据一个正确的位置，这就是工件的定位。

工件定位后，为了使其在加工过程中始终保持这一位置，必须把它压紧夹牢，这称为工件的夹紧，从定位到夹紧的整个过程称为对工件的安装。

常用的车床工件安装方法有以下几种：用顶尖安装工件；用三爪卡盘装夹工件；用其它附件安装工件；心轴安装工件等。

安装工件的主要要求是位置准确、装夹牢固。

1.1.1 工件安装的基本原则在车床上安装工件的原则是要合理地选择定位基准和夹紧方案。

为了提高车削的加工效率，应注意以下几点：一是力求基准统一，以减少基准不重合误差和数控编程中的计算工作量；二是尽量减少装夹次数，提高加工表面之间的相互位置精度；三是当零件批量不大时，应尽量采用组合夹具、可调夹具和其他通用夹具，以缩短生产准备时间；四是装夹零件要方便可靠，避免采用占机人工调整的装夹方式，以提高生产效率。

1.2.2 工件的安装方式工件的安装有一次安装法和多次安装法。

一次安装法是用专用夹具装夹实现的。

多次安装法是在工件的加工中，经常采用的方法。

[1]1.2 工件的夹紧车削中为保证工件定位时确定的正确位置，防止工件在切削力、离心力、惯性力或重力等作用下产生位移和振动，必须将工件夹紧。

1.2.1 对工件夹紧的基本要求夹紧要求有四点：一是工件在夹紧过程中，不能改变工件定位后所占据的正确位置；二是夹紧力的大小适当，即防止产生大的夹紧变形，也要使得加工振动现象尽可能小；三是操作方便、安全、省力；四是夹紧装置的自动化程度及复杂程度，应与工件的批量大小相适应。

1.2.2 夹具的选择一般机床夹具都有一个夹紧装置，为保证工件定位时所确定的正确加工位置。

CA6140车床手柄轴夹具设计CA6140车床手柄轴夹具设计一、引言CA6140是一种经典的卧式车床，广泛应用于机械加工领域。

手柄轴是车床操作中不可或缺的一部分，它的夹具设计对于提高加工效率和保证加工质量具有重要意义。

本文旨在设计一种适用于CA6140车床的手柄轴夹具，以提高加工的稳定性和精度。

二、夹具设计1.定位装置为了确保工件的加工精度，首先需要对手柄轴进行准确定位。

我们采用圆柱定位的方式，根据手柄轴的外形特点，设计一个与其相匹配的圆柱定位套。

定位套的尺寸精度和表面粗糙度需要严格控制，以确保与手柄轴的配合精度。

2.夹紧装置夹紧装置是夹具设计的关键部分，它要求具有一定的刚性和稳定性，以确保在加工过程中不会出现松动或变形。

我们采用液压夹紧的方式，设计一个液压缸和夹紧套筒组成的夹紧装置。

液压缸可以提供稳定的夹紧力，夹紧套筒则与定位套配合，将手柄轴紧紧固定在定位套中。

3.导向装置为了提高加工的精度和稳定性，我们需要设计一个导向装置，使刀具能够精确地沿着手柄轴的轴线进给。

我们采用双导轨的设计方式，上下导轨均与工作台固定，形成一条精确的直线导轨。

通过调整刀具与导轨的距离和角度，可以实现对手柄轴的精确加工。

4.防护装置为了防止加工过程中出现安全隐患，我们设计了一个防护装置。

该装置主要由防护罩和安全开关组成，防护罩可以有效地防止切屑和冷却液溅出，安全开关则可以在发生危险时立即切断电源。

三、夹具使用说明1.将待加工的手柄轴放置在定位套中，确保手柄轴与定位套对齐；2.启动液压系统，将液压缸中的压力油注入夹紧套筒，实现对手柄轴的夹紧；3.根据加工需要，调整刀具与导轨的距离和角度，确保刀具沿手柄轴的轴线进给；4.启动车床主轴，进行加工；5.在加工过程中，操作人员需佩戴防护眼镜和防护服，确保安全；6.加工完成后，关闭液压系统，松开夹紧套筒，取下手柄轴。

四、结论本文设计的CA6140车床手柄轴夹具具有定位准确、夹紧稳定、导向精度高和安全可靠等特点。

车床左支座加工工艺及夹具设计一、工艺流程：1.材料准备：选择合适的材料，根据设计需求确定材料规格和尺寸。

2.钻孔：根据图纸要求，在车床上进行钻孔操作，确保孔径和孔位的准确性。

3.镗孔：使用合适的刀具，在车床上进行镗孔操作，将孔的直径和深度加工到设计要求的尺寸。

4.外圆面车削：使用合适的刀具进行车削操作，将左支座的外圆面加工到设计要求的尺寸和精度。

5.面铣：将支座上需要铣削的平面加工出来，保持平面的平整度和垂直度。

6.螺纹加工：根据设计要求，在车床上进行内螺纹或外螺纹的加工，确保螺纹的牙距和牙型符合标准。

7.车削测量：对完成的左支座进行质量检验，使用测量工具检查尺寸和精度是否符合要求。

8.清洗与打磨：清洗完成的左支座，确保表面干净无杂质，然后进行打磨，提高左支座的表面粗糙度。

9.检验和包装：对加工完成的左支座进行最终质量检验，确保产品的质量和外观无缺陷，然后进行包装。

二、夹具设计：1.材料选择：选择合适的材料制作夹具，通常使用高强度的合金钢或不锈钢。

2.结构设计：根据左支座的形状和尺寸，设计夹具的结构，确保夹具能够牢固地固定左支座，并提供稳定的加工环境。

3.定位设计：确定左支座在夹具中的位置和角度，并设计相应的定位孔或定位块，确保左支座在加工过程中保持正确的位置。

4.夹紧设计：设计夹具的夹紧方式，通常使用螺杆或卡簧等夹紧装置，确保左支座在加工过程中不会移动或变形。

5.其他设计：根据具体需求，设计夹具的其他功能和部件，例如刀具固定装置、冷却液供应装置等。

6.制造和装配：根据夹具设计图纸进行制造和装配，确保夹具的质量和精度。

7.调试和测试：对制造完成的夹具进行调试和测试，确保夹具的操作和功能正常。

8.使用和维护：使用夹具时要注意正确的操作方式，定期检查夹具的状态，并进行必要的维护和修理。

以上是车床左支座加工工艺及夹具设计的简要介绍，具体的加工工艺和夹具设计要根据具体产品的要求和工艺特点进行详细设计和调整。

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。

数控车床的夹具设计原理数控车床的夹具设计原理是指在数控车床加工过程中，为使工件在加工过程中保持稳定、可靠地固定在车床上进行加工，从而确保加工质量和效率。

夹具设计原理主要包括夹紧力原理、位置定位原理、刚度要求原理和加工工艺要求原理等。

1. 夹紧力原理夹具设计的首要原理是夹紧力原理。

工件在车床上进行加工时，需要通过夹具夹持住，使其在加工过程中保持稳定的位置。

因此，夹具设计需要考虑夹紧力的大小和方向。

夹紧力的大小应根据工件在加工过程中的切削力和振动力，选择合适的夹紧力大小以确保工件不会移动或变形。

夹紧力的方向应根据工件的形状和加工要求来确定，以保证工件加工过程中的稳定性和可靠性。

2. 位置定位原理夹具设计的第二个原理是位置定位原理。

在数控车床上进行加工时，工件需要相对于刀具或定位辅助工具具有准确定位，以保证加工精度。

夹具设计需要根据工件的加工要求和加工工艺，选择合适的定位方式和定位工具。

常见的定位方式包括平面定位、直线定位和角度定位等。

夹具设计还需要考虑工件的对称性和形状特点，以确保工件在夹具中的位置定位准确。

3. 刚度要求原理夹具设计的第三个原理是刚度要求原理。

在数控车床加工过程中，夹具不仅需要夹紧工件，还需要具有足够的刚度来抵抗切削力和振动力的影响。

夹具设计需要考虑夹具结构的合理设计和材料的选择，以提高夹具的刚度。

同时，夹具设计还需要合理布置夹紧点、添加支撑和限位等辅助措施，以增加夹具的刚度和稳定性。

4. 加工工艺要求原理夹具设计的第四个原理是加工工艺要求原理。

夹具设计需要根据工件的加工要求和加工工艺，选择合适的夹具结构和夹紧方式。

夹具设计还需要考虑加工过程中可能出现的工艺问题，如加工刀具的接近度、冷却液的流动和切屑排出等。

夹具设计需要充分考虑这些因素，以确保加工质量和效率。

综上所述，数控车床的夹具设计原理涉及夹紧力原理、位置定位原理、刚度要求原理和加工工艺要求原理等多个方面。

夹具设计需要根据工件的特点和加工要求，选择合适的夹具结构和夹紧方式，以确保工件在加工过程中的稳定性和可靠性，提高加工质量和效率。

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。