机床夹具设计实例

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。

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. 2mm；平行度为;③φ11孔与φ28H7孔的距离为15±0. 25mm;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885.0mm公差大,定位不可靠,会引起较大的定位误差;如图2-2-22a②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2-2-22b 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6728g 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2-2-24a 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2-2-24a 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.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;此方案能满足孔距15± mm 的定位要求; 4．确定夹紧方案参考夹具资料,采用M12螺杆在φ28H7孔上端面夹紧工件; 5．确定引导元件钻套的类型及结构尺寸 ⑴对φH9孔,为适应钻、铰选用快换钻套;主要尺寸由机床夹具零、部件国家标准GB/T2263－80, GB/T2265－80选取;钻孔时钻套内径φ10028.0013.0++mm 、外径φ15012.0001.0++mm ；衬套内径φ15034.0014.0++mm,衬套外径φ22028.0015.0++mm;钻套端面至加工面的距离取8mm;麻花钻选用φ9. 80022.0-mm;2对φ11孔,钻套采用快换钻套;钻孔时钻套内径φ11034.0016.0++mm 、外径φ18012.0001.0++mm,衬套内径φ18034.0016.0++mm,外径φ26028.0015.0++mm ；钻套端面至加工面间的距离取12mm;麻花钻选用φ10. 80027.0-mm;各引导元件至定位元件间的位置尺寸分别为15±mm 和18±0. 05mm,各钻套轴线对基面的直线度允差为;6．夹具精度分析与计算由图2-2-22可知,所设计夹具需保证的加工要求有：尺寸15±mm ；尺寸80±mm ；尺寸14mm 及φ10H9孔和φ28H7孔轴线间平行度允差等四项;除尺寸14mm,因精度要求较低不必进行验算外,其余三项精度分别验算如下;1尺寸80±mm的精度校核;定位误差ΔD,由前已计算,已知Δ＝;定位元件对底面的垂直度误差ΔA＝;钻套与衬套间的最大配合间隙ΔT1＝0. 033mm;衬套孔的距离公差ΔT2＝;麻花钻与钻套内孔的间隙X2＝;衬套轴线对底面F的垂直度误差ΔT3＝0. 05mm;因而该夹具能保证尺寸80±0. 2mm的加工要求;2尺寸15±0. 25mm的精度校核;ΔD＝0. 041mm,ΔA＝0. 03mm,ΔT1＝0. 033mm;衬套孔与定位元件的距离误差ΔT2＝;麻花钻与钻套内孔的间隙X＝;因而尺寸15±mm能够保证;3φ10H9轴线对φ25H7轴线的平行度的精度校核;ΔD＝0. 03mm,ΔA＝0. 03mm;衬套对底面F的垂直度误差ΔT＝0. 05mm;因而此夹具能保证两孔轴线的平行度要求;7．绘制夹具总图根据已完成的夹具结构草图,进一步修改结构,完善视图后,绘制正式夹具总装图,如图2-2-23所示;8．绘制夹具零件图样从略;9．编写设计说明书 从略;二、铣床夹具设计实例图2-2-25所示为轴套类零件的零件图样;现需设计铣两槽52.00+mm 的铣夹具;1．零件本工序的加工要求分析本工序的加工要求,在实体上铣出两通槽,槽宽为52.00+mm,槽深为2703.0-mm,两槽在圆周方向互成60°±30′角度,表面粗糙度为Ra1. 25μm;本工序之前,外圆φ60021.0002.0++mm 、内孔φ32039.00+mm 及两端面均已加工完毕; 本工序采用φ5mm 标准键槽铣刀在X5l 立式铣床上,一次装夹六件进行加工; 2．确定夹具类型本工序所加工的是两条在圆周互成60°角的纵向槽,因此宜采用直线进给带分度装置的铣夹具;3．拟定定位方案和选择定位元件 1定位方案;①以φ32039.00+mm 内孔作为定位基准,再选孔端面为定位基准,限制工件五个自由度;如图2-2-26a 所示;为定②以φ60021.0002.0++mm 外圆位基准 以长V 形块为定位元件,限制4个自由度;如图2-2-26 b 所示;方案②由于V 形块的特性,所以较易保证槽的对称度要求,但对于实现多件夹紧和分度较困难;方案①的不足之处是由于心轴与孔之间有间隙、不易保证槽的对称度,且有过定位现象;但本工序加工要求井不高,而工件孔和两端面垂直精度又较高,故过定位现象影响不大;经上述分析比较,确定采用方案①;2选择定位元件;根据定位方式,采用带台肩的心轴;心轴安装工件部分的直径为φ32g6009.0025.0--mm,考虑同时安装6个工件,所以这部分长度取112mm,由于分度精度不高,为简化结构,在心轴上做出六方头,其相对两面间的距离尺寸取28g6007.0020.0+-mm,与固定在支座上的卡块槽28H7021.00+mm 相配合；加工完毕一个槽后,松开并取下心轴,转过相邻的一面再嵌入卡块槽内即实现分度;心轴通过两端φ25H6mm 柱部分安装在支座的V 形槽上,并通过M16螺栓钩形压板及锥面压紧,压紧力的方向与心轴轴线成45°角;mm 定位误差分析如下;3定位误差计算;工序尺寸270-5.0由于基准重合ΔB＝0由于定位孔与心轴为任意边接触,则因此定位精度足够;由于加工要求不高,其他精度可不必计算;4．确定夹紧方案根据图2-2-26所示心轴结构,用M30螺母把工件轴向夹紧在心轴上;心轴的具体结构如图2-2-27所示;5．确定对刀装置1根据加工要求,采用GB/T2242－80直角对刀块；塞尺符合GB/T2244－mm;80,基本尺寸及偏差20014-.02计算对刀尺寸H和B如图2-2-28所示,计算时应把尺寸化为双向对称偏差,即6．夹具精度分析和计算本夹具总图上与工件加工精度直接有关的技术要求如下;定位心轴表面尺寸φ32g6;定位件与对刀间的位置尺寸±mm,±mm;定位心轴安装表面尺寸φ25h6;mm;对刀塞尺厚度尺寸20-014.0分度角度60°±10′;定位心轴轴线与夹具安装面、定位键侧平面间的平行度公差为0. lmm;分度装置工作表面对定位表面的对称度公差为0. 07mm;分度装置工作表面对夹具安装面垂直度公差为;对刀装置工作表面对夹具安装面的平行度和垂直度公差为0. 07mm;mm的精度分析;1尺寸270-5.0ΔD＝0. 064mm定位误差前已计算;ΔT＝0. 16mm定位件至对刀块间的尺寸公差;ΔA＝1.0×20mm＝定位心轴轴线与夹具底面平行度公差对工件尺寸的影233响;mm尺寸;故此夹具能保证270-5.02对60°±30′的精度分析;分度装置的转角误差可按下式计算;故此分度装置能满足加工精度要求;7．绘制夹具总图图2-2-27所示为本夹具的总装图样;8．绘制夹具零件图样从略;9．编写设计说明书从略;。

机床夹具应用案例机床夹具是机械加工过程中用于夹持工件和刀具的重要工具。

在机械加工中，使用合适的机床夹具可以提高加工精度和效率，降低磨损和损坏，保证加工质量和工作安全。

下面将介绍几个机床夹具的应用案例。

案例一：数控车床内六角螺母加工在数控车床上加工内六角螺母的过程中，需要用到刀具和工件夹持器，夹具的设计和制造对加工精度有直接影响。

在一家机床夹具制造公司，他们采用的是三爪卡盘自动夹头。

这种夹具有精度高、重复性好、安装方便等优点，可以满足大批量的生产需求。

案例二：加工江苏Q公司测绘设备配件江苏Q公司是一家专业从事测绘设备生产的公司，他们需要一种特殊的机床夹具，用于加工旋转件。

这种夹具需要能够承载大重量，有较高的精度和可靠性，并且符合人类工程学要求。

机床夹具制造公司给出了设计方案，并根据Q公司的要求进行了量身定制。

夹具使用后，加工效率和质量都获得了明显改善。

案例三：针对生产材料的特殊需求某企业需要加工一种特殊材料，这种材料硬度高，易碎，加工时需要高度稳定性和保护性。

机床夹具制造公司通过研究材料性质，设计了一个特殊的真空吸盘夹具。

这种夹具可以稳定地夹住材料，避免因夹持力不均引起的损坏，同时可以灵活地进行位置调整，扩大了工件加工的范围和可能性。

案例四：加工船舶零部件某船舶制造公司需要加工一些重型零部件，这些零部件尺寸较大，形状复杂，需要多次加工。

机床夹具制造公司设计了一种可调式定位夹具，在满足夹持力和精度的前提下能够实现快速的定位和释放，减少了加工时间和人力成本，提高了工作效率。

这些案例充分展示了机床夹具在实际生产中的关键作用。

不同加工对象需要的夹具种类和形式也会有所不同，为了满足市场需求，机床夹具制造企业需要不断创新和变革，不断提升设计和制造能力。

同时，用户也需要选择合适的机床夹具，保证加工质量和安全，提高效率和竞争力。

夹具设计（实例）图3-2所示为CA6140车床上接头的零件图。

该零件系大批量生产，材料为45号钢，毛坯采用模锻件。

现要求设计加工该零件上尺寸为28H11的槽口所使用的夹具。

图3-2 CA6140车床上接头的零件图零件上槽口的加工要求是：保证宽度28H11，深度40mm，表面粗糙度侧面为Ra3.2μm，底面为Ra6.3μm。

并要求两侧面对孔ф20H7的轴心线对称，公差为0.1mm；两侧面对孔ф10H7的轴心线垂直，其公差为0.1mm。

零件的加工工艺过程安排是在加工槽口之前，除孔ф10H7尚未进行加工外，其他各面均已加工达到图纸要求。

槽口的加工采用三面刃铣刀在卧式铣床上进行。

一、工件装夹方案的确定工件装夹方案的确定，首先应考虑满足加工要求。

槽口两侧面之间的宽度28H11取决于铣刀的宽度，与夹具无关，而深度40mm则由调整刀具相对夹具的位置保证。

两侧面对孔ф10H7轴心线的垂直度要求，因该孔尚未进行加工，故可在后面该孔加工工序中保证。

为此，考虑定位方案，主要应满足两侧面与孔ф20H7轴心线的对称度要求。

根据基准重合的原则，应选孔ф20H7的轴心线为第一定位基准。

由于要保证一定的加工深度，故工件沿高度方向的不定度也应限制。

此外，从零件的工作性能要求可知，需要加工的两侧面应与已加工过的两外侧面互成90度，因此在工作定位时还必须限制绕孔ф20H7的轴心线的不定度。

故工件的定位基准的选择如图3.3所示，除孔ф20H7（限制沿x,y轴和绕x,y轴的不定度）之外，还应以一端面（限制沿z轴的不定度）和一外侧面（限制绕z轴的不定度）进行定位，共限制六个不定度，属于完全定位。

工件定位方案的确定除了考虑加工要求外，还应结合定位元件的结构及夹紧方案实现的可能性而予以最后确定。

对接头这个零件，铣槽口工序的夹紧力方向，不外乎是沿径向或沿轴向两种。

如采用如图 3.4（a）所示的沿径向夹紧的方案，由于ф20H7孔的轴心线是定位基准，故必须采用定心夹紧机构，XYZX以实现夹紧力方向作用于主要定位基面。

网络高等教育本科生毕业论文（设计)题目：机床夹具设计学习中心：层次：专业:年级： 2014 年春/秋季学号:学生：指导教师：完成日期: 年月日工件的工艺规程设计（一道工序）夹具设计内容摘要在机械制造各行业的工艺过程中广泛应用着各种不同的，用以固定加工对象，使之占有正确位置，以便接受施工的一种工艺装备,统称为夹具.因此，无论是在机械加工,装配，检验，还是在焊接，热处理等冷,热工艺中，以及运输工作中都大量采用夹具。

但在机械加工中应用最为广泛的是金属切削机床上使用的夹具，我们称其为机床夹具。

它在保证产品优质，高产，低成本，充分发挥现有设备的潜力，以便工人掌握复杂或精密零件加工技术，以减轻繁重的体力劳动等诸方面起着巨大的作用.因此，机床夹具的设计和使用是促进生产迅速发展的重要工艺措施之一。

为此,在本次毕业论文选择了机床夹具设计.本文主要围绕机床钻孔夹具设计为中心。

用以钻HBC6700方向机壳体,首先通过参观实习让我们对夹具设计有了初步的了解,特别是对盖板式钻模夹具设计的了解更为深刻。

然后,在导师的指导下，对夹具设计方案进行分析和选择。

选定方案后，通过查阅相关夹具设计书籍、相关图例和相关文献后完成夹具的总体设计。

关键词：机械；夹具；钻模；加工机床夹具设计目录内容摘要 ............................................................. 引言 0第1章钻孔夹具设计的要求 (1)1。

1 钻孔夹具方案设计 (1)1。

2 了解夹具总体设计的要求［2］ (1)第2章钻床夹具设计特点 02.1 确定夹具的类型［1］ 02。

2 钻模的主要类型 02.3 盖板式夹具特点［2］ (1)第3章工件的夹紧计算及其选择 (3)3。

1 工件的夹紧 (3)3。

1。

1 夹紧基本原理理论[1］ (3)3.1。

2 夹紧座[2］［4］［6] (4)3.1.3 夹紧压板 (4)3.1。

4 夹紧螺钉［1] ［4] (5)3.2 夹紧力的选择 (6)3。