夹具设计步骤【详解】

夹具设计流程夹具设计是制造业中非常重要的一环，它直接关系到产品的加工质量和生产效率。

在夹具设计过程中，需要考虑多种因素，包括产品的形状、材料、加工工艺等。

下面将介绍夹具设计的整个流程。

首先，夹具设计的第一步是需求分析。

在这一阶段，设计师需要与客户充分沟通，了解客户对产品的要求和需求。

这包括产品的尺寸、形状、材料等方面的要求。

同时，还需要考虑产品的加工工艺，以及生产线的实际情况。

第二步是方案设计。

在这一阶段，设计师需要根据需求分析的结果，制定夹具的设计方案。

这包括夹具的整体结构设计、夹具的工作原理、以及夹具的材料选择等。

设计师需要充分考虑产品的特点，以及生产线的实际情况，制定出最合理的设计方案。

第三步是细化设计。

在这一阶段，设计师需要对夹具的各个部件进行细化设计。

这包括夹具的各个零部件的尺寸设计、结构设计、以及材料选择等。

设计师需要充分考虑夹具的使用情况，以及生产线的实际情况，制定出最合理的细化设计方案。

第四步是制造加工。

在这一阶段，设计师需要将设计方案转化为实际的夹具产品。

这包括对夹具各个部件的加工制造，以及对夹具的组装调试等。

设计师需要充分考虑夹具的制造工艺，以及生产线的实际情况，确保夹具的制造质量。

第五步是试用调整。

在这一阶段，设计师需要对制造好的夹具进行试用调整。

这包括对夹具的使用情况进行测试，以及对夹具的性能进行调整。

设计师需要充分考虑夹具的使用效果，以及生产线的实际情况，确保夹具的使用效果达到预期。

最后一步是完善改进。

在这一阶段，设计师需要根据试用调整的结果，对夹具进行完善改进。

这包括对夹具的各个部件进行改进设计，以及对夹具的制造工艺进行改进。

设计师需要充分考虑夹具的实际使用情况，以及生产线的实际情况，确保夹具的性能达到最佳状态。

总之，夹具设计是一个复杂而又重要的工作，需要设计师充分考虑产品的特点，以及生产线的实际情况，制定出最合理的设计方案。

只有这样，才能确保夹具的质量和性能达到最佳状态，为产品的加工质量和生产效率提供最大的保障。

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。

专用夹具的设计方法一、专用夹具的设计步骤（一）.研究原始资料明确任务书中的设计要求，收集下列资料：1) 工件图、毛坯图和工艺规程等技术文件。

了解该工序的加工技术要求，定位和夹紧方案，毛坯情况，加工时使用的机床、刀具、加工和切削用量等2) 了解生产批量和对夹具的需用情况，以确定所采用夹具结构的合理性和经济性。

3) 了解机床的主要技术参数、规格、安装夹具的有关连接部分的尺寸等。

4)了解刀具的主要结构尺寸、制造精度、主要技术条件等。

5)收集有关夹具零部件标准（国标、部标、企标、厂标），典型夹具结构、夹具设计资料等。

6)了解本公司制造夹具能力和经验，了解用户有无压缩空气站等。

7) 3D图形的转换。

（二）确定夹具的结构1 定位要则1) 选择合理的定位基准——定位基准必须与工艺基准重合，并尽量与设计基准重合，以减小定位误差，获得最大加工允差，降低夹具制造精度。

当定位基准和工艺基准或设计基准不重合时，需进行必要的加工尺寸及其允差的换算。

——应选择工件上最大的平面，最长的圆柱面或圆柱轴线为定位基准，以提高定位精度，并使定位稳定、可靠。

——在选择定位元件时，要防止出现过定位现象。

——在工件各加工工序中，力求采用同一基准，以必免因基准更换而降低工件各表面相互位置的准确度。

——当铸、锻件以毛坯面作为第一道工序的基准时，应选用比较光整表面作基准面，避开浇冒口或分型面等凸起不平整的部位。

2)限制工件的自由度——工件在夹具上进行定位时，为保证加工面位置尺寸或位置精度，以及承受切削力和夹紧力等的需要，必须限制住工件的六个自由度。

——如果工件以已加工过的光滑平面定位，必要时可以用六个以上的点定位，但各定位面上支承点的表面必须在同一平面上，或其中的几个支承点采用辅助支承。

3) 对定位元件的要求——工件定位基准与定位元件接触或配合后，能限制住必须由其限制的工件的自由。

——由其产生的定位误差最小。

——定位表面应具有较高的尺寸精度、配合精度、表面粗糙度和硬度。

1、明确设计任务，收集设计资料
2、拟订夹具结构方案，绘制夹具草图
（1）确定工件的定位方案，设计定位装置，并对夹紧力进行估算，以确保夹紧可靠
（2）确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置
（3）确定刀具的引导方式，选择或设计引导元件或对刀元件
（4）确定其他元件或装置的结构形式，如定位键、分度装置等
（5）确定夹具的总体结构及夹具在机床上的安装方式。

对夹具的总体结构最好能拟订出几个不同的方案，画出草图，经过分析比较，选择最佳方案
3、绘制夹具总图
（1）选择操作者工作时正对的位置为主视图
（2）用双点划线将工件的外形轮廓、定位基面、夹紧表面以及加工表面画在各视图相应的位置上，待加工面上的加工余量可用网纹线表示。

在夹具总图中，工件可看作透明体，不遮挡后面的线条
（3）依次画出定位、夹紧、导向元件或装置的具体结构，再画出夹具体，将各元件或装置连成一个整体
（4）在总图上标注尺寸（包括轮廓尺寸、联系尺寸、重要的配合尺寸等）、公差和技术要求
（5）绘制夹具零件图。

在夹具中的非标准零件都要绘制零件图，并按总图要求确定零件的尺寸、公差及技术条件
三、夹具总图技术要求的制订
1、夹具总图上应标注的尺寸和公差
（1）夹具外形的最大轮廓尺寸
（2）影响定位精度的尺寸
（3）影响对刀精度的尺寸和公差
（4）影响夹具在机床上安装精度的尺寸和公差
（5）影响夹具精度的尺寸和公差
（6）其他装配尺寸及公差
2、夹具总图上公差值的确定
（1）与加工尺寸有直接对应关系的夹具公差δJ （2）其他装配尺寸的配合性质及公差等级
3、夹具总图上应标注
4、的技术要求。

机床夹具的设计步骤一、夹具的设计步骤1．设计准备工作——研究原始资料，明确设计要求和生产条件（1）生产纲领（生产类型）——了解生产批量和对夹具的需用情况；（2）零件图及工序图——了解工件情况、工序要求和加工状态；（3）零件的工艺规程——了解所用机床、刀具等的情况；（4）夹具制造能力——了解夹具制造车间的生产条件和技术现状（5）典型夹具结构及标准——同类型产品的夹具结构、有关夹具标准。

2．确定夹具的结构方案（总体方案）主要包括：（1）确定工件的定位方案，设计定位装置。

根据六点定位原理，确定工件的定位方式，选择和设计定位元件，计算定位误差。

（2）确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置。

确定夹紧力、夹紧机构及动力装置。

（3）确定对刀或导向方案，设计对刀或导向装置。

对刀块或钻套、镗套等的设计。

（4）确定其它元件或装置的结构形式。

定位键、分度装置、连接元件等。

（5）协调各装置、元件的布局，确定夹具在机床上的安装方式以及夹具体的结构型式。

3．绘制夹具装配图按照国家制图标准绘制，应清楚表达出夹具的结构及各装置、元件之间的位置关系。

主视图应取操作者实际工作时的位置。

具体方法和步骤如下：（1）在装配图上，工件看作透明体，用双点划线将工件的外形轮廓、定位基面、夹紧表面及加工表面绘制在各个视图的合适位置上。

（2）依次绘出定位元件或装置、夹紧元件或装置、对刀或导向元件、其它元件、夹具体及连接元件。

（3）标注必要的尺寸、公差和技术要求。

（4）编制夹具明细表及标题栏。

图5-69 实例4．绘制夹具零件图。

画出夹具中非标零件图，并按夹具装配图的要求确定零件的尺寸、公差及技术要求。

——尺寸及公差、形位公差、表面粗糙度等标注要完整、正确。

二、夹具精度校核使用专用夹具加工工件时，影响加工精度的误差因素主要有三个方面：①工件在夹具中的安装误差，包括定位误差、夹紧误差（工件及夹具的夹紧变形）、夹具制造误差、导向误差等；②对定误差，即夹具在机床上的安装误差；③加工过程误差，与切削过程有关的误差。

毕业夹具设计夹具是指为了完成某一种或多种工艺过程，夹住工件和工艺工具，使之具有一定空间和方位关系，并在加工过程中保证工件位置、工艺工具位置、相互位置精度均保持稳定的装置。

夹具设计作为制造工艺的重要环节，直接影响着加工质量和效率。

下面我将介绍一下夹具设计的一般步骤和注意事项。

1. 夹具设计的一般步骤夹具设计的一般步骤包括以下几个方面：确定夹持原则、确定夹持形式、确定夹具类型、确定夹具定位原理、确定夹具结构、进行夹具零件设计、进行夹具总装。

2. 夹具设计的注意事项（1）确定夹持原则：根据工件的特点和工艺要求，确定夹持原则是夹具设计的第一步。

夹持原则直接影响着夹具的使用效果和加工质量。

在确定夹持原则时，需要考虑工件形状、尺寸、材料等因素。

（2）确定夹持形式：夹具的夹持形式多种多样，常见的有机械夹持、液压夹持、真空吸盘夹持等。

在确定夹持形式时，需要考虑工件的特点和工艺要求，选择最适合的夹持方式。

（3）确定夹具类型：根据工件的特点和工艺要求，选择适合的夹具类型。

常见的夹具类型有万能夹具、专用夹具、定位夹具等。

在确定夹具类型时，需考虑夹具的灵活性、可靠性和成本等因素。

（4）确定夹具定位原理：夹具的定位原理是夹具设计的重要环节，它直接影响着工件的定位精度和加工质量。

在确定夹具定位原理时，需要考虑工件的特点、加工要求和夹具结构等因素。

（5）确定夹具结构：夹具结构是夹具设计的核心内容，直接关系到夹具的使用效果和加工质量。

在确定夹具结构时，需要考虑夹具组成部件的形状、尺寸、材料等因素。

同时，还需要考虑夹具的拆装、调整和维护等方面的要求。

（6）进行夹具零件设计：夹具零件设计是夹具设计的具体实施过程，包括夹具底座、夹具活动件、夹具固定件等零部件的设计。

在进行夹具零件设计时，需要考虑夹具的材料、加工工艺和力学性能等因素。

（7）进行夹具总装：夹具总装是将夹具零部件按照设计要求进行装配组装的过程。

在进行夹具总装时，需要保证夹具组成部件之间的精度和配合度，确保夹具的使用效果和加工质量。

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2-2-24(a)所考虑结构简单，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±0.2)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 ＝(0.021＋0. 007＋0.013)mm ＝0.041rnm 。