车床夹具优化设计分析研究

车床专用夹具设计的分析与加工许自英（内江市技工学校 四川 内江 641000）摘 要： 在生产过程中，使生产对象（原材料，毛坯，零件或总成等）的质和量的状态发生直接变化的过程叫工艺过程，如毛坯制造，机械加工，热处理，装配等都称之为工艺过程。

在制定工艺过程中，要确定各工序的安装工位和该工序需要的工步，加工该工序的机车及机床的进给量，切削深度，主轴转速和切削速度，该工序的夹具，刀具及量具，还有走刀次数和走刀长度。

对整个车床夹具分析和夹具设计过程的编写。

在设计过程中必须掌握车床夹具的加工工艺和工装夹具的要求及其设计要点，明白利用更好的夹具可以保证加工质量，提高工作效率，降低成本，提高机床夹具的加工工艺范围等。

通过检索、分析、收集和整理典型车床夹具及工艺的有关资料，确定整体设计方案，进行工艺分析和工业的工装夹具设计，选择相关设备并设计相应加工工艺和夹具。

最终生成能切合实际的、较完整的夹具图纸实列。

在时间充足的情况下利用三维造型软件将该夹具进行三维实体造型。

主要讲述车床夹具的加工工艺过程，采用设备与夹具的设计过程。

即进行原始夹具资料的分析，确定加工工艺和需要的夹具，正确选用设备，合理选择夹具设计方案，进行合理尺寸和形位公差的夹具设计，编制成型零件制造工艺规程和夹具总装和加工工艺过程。

关键词： 车床夹具；定位方案；设计加工中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2012）0620130-02为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。

在加工汽车曲轴零部件时，需要设计相关的专用夹具。

根据任务要求中的设计内容，需要设计打中心孔的专用夹具，数控车床定位基准的夹具，加工（车）曲轴拐径的夹具，磨曲轴拐径的夹具，直油孔夹具，斜油孔夹具，定位销孔夹具，铣削曲轴小头端半圆键槽，扁方夹具，钻飞轮孔夹具，校直专用夹具等。

在专用夹具设计中，我们主要抽定位销孔夹具作为实列进行设计分析。

1 夹具的组成1.1 定位装置。

浅析异型零件车削加工的夹具设计及改进建议摘要：实际生产中，针对异型零件（非回转体零件）的车削加工均有一定难度，对单件和小批量生产往往采用四爪卡盘进行装夹，如果遇上大批量生产的零件，则需要采取一些相应的技术措施，如设计专用夹具、改进刀具和加工方法等解决生产中遇到的问题。

近年来，随着工业的发展，机械自动化程度不断在提高，为了提高某异型零件的车削加工质量和效率，本文对原来的夹具进行工艺分析，查找问题，并通过对使用设备、夹具和工艺等改进，解决原来夹具加工存在的问题，使其在批量生产中发挥最大的作用。

关键词：异型零件；夹具设计；改进引言从加工质量、金属去除量、生产率及设备使用率考虑，车削加工仍然是应用相对较广泛，且经济实用的一种机械加工方式。

然而，随着各种精密仪器、零件等的广泛使用，其加工精度与加工质量的要求越来越高，与此同时，在机械制造领域，各种难加工材料被日益广泛地使用以及车削加工数量的增多，使得车削加工的难度不断提高。

对于传统的车削工艺，由于在车削过程中通常伴随着切削力大、排屑困难、刀具磨损严重等问题，使得加工质量变差、加工效率降低、加工成本增高。

因此，完善加工工艺，优化夹具设计是提高生产效率保障企业经济效益的重要途径。

一、概述有些零件从几何角度看属异型面加工。

正如图1所示。

从图中可以看出：零件的加工精度较高，外型面互不垂直，应用通用夹具装夹有一定的难度，如果进行批量生产，可设计工装提高生产效率。

原有的加工方案是利用数控的插补功能使用三维实体软件造型（CAXA制造工程师）、编程、在线加工，使用这种方案避免了多次定位装夹，能满足加工要求，但是生产效率较低，表面粗糙度差，刀具路径过长，生产周期长，刀具耐用度降低，诸多因素使得生产成本居高不下。

考虑是大批量生产，结合零件自身的特点以及生产效率等因素，可改变生产加工工艺。

设计了几套工装夹具，在满足零件生产要求和保证质量的前提下，既提高了劳动生产率，又降低了生产成本。

机床夹具设计改进的思路探究机床夹具在机械制造业中应用很广。

由机床夹具和机床、刀具、工件组成的加工工艺系统，能够根据工艺要求，迅速实现工件的定位和夹紧，并在加工过程中保持它们之间相对位置的正确。

毫无疑问，使用夹具，可提高劳动生产率和加工精度。

随着生产规模的不断扩大，近年各家齿轮制造公司从国内外引进了大量的数控加工设备，并推行精益生产方式。

新技术、新设备、新的管理方法的应用，使机械加工的现场条件发生了很大变化。

面对这些变化，如何与时俱进地进行机床夹具的设计，成为工艺设计人员不可回避的问题。

一.双工位倒档齿压铜套夹具在汽车变速器齿轮的中，常有在内孔中镶铜套的齿轮。

这些齿轮的加工工艺过程一般有：制齿→硬化处理→压铜套→车（磨）内孔。

设计安全高效的压铜套夹具，离不开对其工艺过程的仔细分析。

1.问题的提出压铜套工序的设备放置在热前加工区域，为与热前压其它齿轮的同步器接合齿环共用的设备，由同一人操作。

根据精益生产布线需要，为减少不必要的搬运浪费，并平衡工作量，需将压铜套工序调整到热后加工区域，由其下一工序（车内孔）的操作者完成。

2.问题的分析通过对原来的压铜套工序过程进行分析，认为有以下几点不能满足调整后的要求：1）动作过于复杂，致使工序节拍过长，不能满足一人多机的要求。

原来的压铜套工序使用的工装，其工序过程的内容为：右手取工件→将工件放工作台上→左手取铜套→将铜套对准齿轮孔口→右手取压具→将压具装入铜套孔中→左手持压具→右手操作压床手把→压入→检查（是否压到位或存在切边）→拿走工件。

由此可见，一次成功的压铜套操作需要11个动作才能完成，动作复杂，操作者劳动强度大，熟练的操作需要15秒。

2）不能可靠地保证工序质量。

3）在压入的过程中，一手持压具，一手操作设备，存在安全隐患。

3.新设计方案对以上动作过于复杂的原因进行分析，主要是由于原来的夹具在工序进行的过程中不具备定位、导向的功能，完全靠操作者保证工件在加工过程中的相对位置的正确性。

关键词：夹具设计；相似夹具；推广应用0引言“工欲善其事，必先利其器”，随着工业的不断发展，产品需求转变成多样性，夹具成为产品加工过程中的利器。

如何优化夹具设计，保证对产品加工进行有效的控制，提升产品加工效率，成为工艺工程师亟待解决的问题。

本文作者选取公司加工的典型产品，介绍了产品在珩磨加工过程中装夹方法，通过对夹具优化、相似性夹具应用，有效减少了产品加工过程中夹具的数量，并通过合理夹具设计提升了产品加工效率和加工精度，使产品的工艺性、经济型得到了显著提高。

1产品改进前状态珩磨作为内孔表面精磨加工的一种工艺方法，在筒体类产品加工过程中广泛使用，它能有效地提高尺寸精度、形状精度及减小Ra值。

我公司目前使用的是善能SV-490立式珩磨机。

在机床验收时，作为验收标准中的一项，厂家提供了产品3360-2以及687完整的夹具图纸。

以产品3360-2为例，厂家分别提供了65工序粗珩以及92工序精珩夹具，如表1。

表1中可以看出：两道珩磨工序仅仅是定位形状的改变，就重新设计与产品定位形状相适应的定位法兰，有几道工序就会有几种不同的定位法兰；为了和机床附带的基座相配合，定位法兰的尺寸都比较大，最大包络直径为囟197，长度则因产品不同而不同。

随着珩磨产品的不断增多，所有的珩磨夹具设计都沿袭了机床厂家提供的这种设计思路，如图1。

这就造成了改进前存在诸多问题，主要体现在以下三个方面：淤相似夹具越来越多。

从图1中可以看出，几乎所有的珩磨夹具结构都是相似的，并且大小尺寸也都很接近；于每种夹具使用频次不一。

由于产品订单的原因，部分夹具甚至只使用了一次，就闲置下来，造成了极大地浪费；盂产品材料和机加时间的浪费。

由于夹具结构相似，均为直径囟197，长度根据具体产品而定，而备料尺寸基本为囟200以上，所需的加工时间较长。

2产品改进措施通过前面的分析，珩磨夹具设计思路调整应着重注意以下三个方面因素：尽量减少大尺寸夹具的设计；充分利用已有夹具；尽量做到装夹方便。

机床夹具的应用与设计分析【摘要】机床夹具合理的运用关系到我们生产加工时的加工精度、劳动生产率、机床的使用范围和生产安全。

夹具设计要满足工件的技术要求，工序要求，工艺要求。

【关键词】夹具设计分析机床夹具是机械制造过程中最常用的一种工具，它是用于安装夹紧工件的装备。

在加工工件时，为了保证加工表面的尺寸、几何形状和相互位置精度，应首先保证工件相对于刀具和机床切削成形运动时能被很好的固定在机床上，再就是要便于生产加工，这些就是夹具所要达到的要求。

一、机床夹具的作用1、保证加工精度用夹具来装夹工件，能准确确定工件与刀具、机床之间的相对位置关系，可以保证零件的加工精度。

2、提高生产效率机床夹具能快速地将工件定位和夹紧，可以减少辅助时间，提高生产效率。

3、减轻劳动强度机床夹具采用机械、气动、液动夹紧装置，可以减轻工人的劳动强度。

4、扩大机床的工艺范围利用机床夹具，能扩大机床的加工范围，例如，在车床或钻床上使用镗模可以代替镗床镗孔，使车床、钻床具有镗床的功能。

二、夹具设计的要求1、保证工件加工的技术要求要求正确确定定位方案、夹紧方案，正确确定刀具的导向方式，合理制定夹具的技术要求。

必要时要进行误差分析与计算。

2、具有较高的生产效率和较低的制造成本为提高生产效率，应尽量采用多件夹紧、联动夹紧等高效夹具，但结构应尽量简单，造价要低廉。

尽量选用标准夹具元件和标准件，这样可以缩短夹具的设计制造周期，提高夹具设计质量和降低夹具制造成本。

3、夹具操作方便为便于操作，操作手柄一般应放在右边或前面；为便于夹紧工件，操纵夹紧件的手柄或扳手在操作范围内应有足够的活动空间；为减轻工人劳动强度，在条件允许的情况下，应尽量采用气动、液压等机械化夹紧装置。

4、夹具应具有良好的结构工艺性所设计的夹具应便于制造、检验、装配、调整和维修。

三、设计夹具的步骤分析1、明确设计要求，查阅有关资料夹具设计时，首先要仔细阅读加工件的零件图和与之有关的部件装配图，了解零件的作用、结构特点和技术要求；其次，要认真研究加工件的工艺规程，充分了解本工序的加工内容和加工要求，了解本工序使用的机床和刀具，研究分析夹具设计时所选用的定位基准和工序尺寸。

数控车床盘类零件工装夹具设计摘要：随着工业科技的高速发展，当今各行各业对各种产品零件的需求也层出不穷。

在零件的机械加工中单靠传统的常规装夹方式很难满足实际生产中一些零件的加工，因此，必须要为产品零件设计能顺利完成其装夹进行加工且成本低、加工效率高、满足精度要求的夹具。

文章对机床夹具中圆偏心夹紧装置的设计进行了研究分析，以供参考。

关键词：机床夹具；夹紧装置；设计前言机床夹具行业迄今已发展起来，可分为三个阶段。

第一阶段主要由夹具和人的组合来表示。

此时，夹具主要用作人体加速和完善加工过程的简单辅助工具。

在第二阶段，夹具成为人与机床之间的桥梁。

夹具的功能发生变化，主要用于工件的定位和夹紧。

人们越来越认识到操作者和机床性能的提高密切相关，因此夹具备受关注;第三阶段是夹具和机床的组合，夹具成为机床的一部分并成为加工不可或缺的工艺设备。

在夹具设计过程中，设计人员主要考虑加工零件定位和夹紧问题。

然而，夹具设计经常遇到一些小问题。

如果这些问题处理不当，会给夹具的使用带来很多不便，甚至影响工件的加工精度。

我们总结了多年来设计夹具时遇到的一些小问题：①清理根部的问题，在设计夹具端面和定位内孔时，会遇到清除根部的问题。

具体定位端面和定位外圆。

当端面和定位外圆被分成两个主体时，不会引起这个问题。

应根据工件的结构确定是否应移除夹具。

如果零件定位内孔的倒角很小或没有倒角，则必须清除根部。

如果零件定位孔的倒角很大或没有孔，则不需要根部，并且接头可以是圆形的。

当定位端面和外圆时，它与上面相同。

②让刀问题，当设计用于盘式工具（例如铣刀，砂轮等）的夹具时，应考虑铣刀或砂轮切削或磨削后铣刀或砂轮的退回位置。

铣刀或砂轮的位置应根据所用铣刀或砂轮的直径确定，并应超过刀具半径。

③更换问题，在设计一系列具有相同或相似结构和不同尺寸的产品零件和夹具时，为了降低生产成本并提高夹具的利用率，夹具通常设计为通用夹具，仅替换一个或几个部分。

1 机床夹具中定位与夹紧的研究1.1工件定位方案机床夹具的组成主要有以下几个部分组成:(1)定位元件，是夹具中确定工件位置的装置，主要的定位结构有支撑钉、V形块等;(2)夹紧装置，该装置是对工件进行夹持，保持工件在加工的时候不发生移动;(3)导向、对刀装置，是保证零件在加工的时候具有正确的位置;(4)夹具体，该装置是夹具的整个基础，是承载各种零件的基座;(5)其他装置，上下料装置、顶出器等。

浅淡自动化加工中机床夹具设计【摘要】现代制造业中，自动化加工技术已经成为提高生产效率和产品质量的重要手段。

而机床夹具作为自动化加工中不可缺少的一环，其设计质量直接影响了加工效率和成品质量。

本文首先介绍了机床夹具设计的基本原则，包括稳固性、精度和易用性等方面。

随后分析了自动化加工对机床夹具设计的需求，探讨了如何在自动化加工中更好地应用机床夹具。

然后提出了一些机床夹具设计的方法，并通过实际案例进行了分析。

展望了机床夹具设计的智能化发展趋势，强调了智能化技术在未来机床夹具设计中的重要性。

通过本文，读者可以更全面地了解机床夹具设计在自动化加工中的重要性，以及未来的发展方向。

【关键词】机床夹具设计，自动化加工，原则，需求，方法，案例分析，智能化，发展趋势，总结，展望未来1. 引言1.1 研究背景机床夹具设计在自动化加工中起着至关重要的作用。

随着制造业的发展和智能化水平的提高，对机床夹具设计的要求也越来越高。

传统的机床夹具设计往往存在着效率低下、精度不高、适应性差等问题，难以满足现代制造业的需求。

对机床夹具设计进行深入研究和改进，成为当前研究的热点之一。

通过科学的机床夹具设计，可以提高加工效率，提高加工精度，降低成本，提高生产质量等。

目前对机床夹具设计的研究仍存在一些局限性，如对自动化加工需求的不完全理解、机床夹具设计方法的不够系统和规范、案例分析的不够充分等。

有必要对机床夹具设计进行进一步的探讨和完善，以更好地适应自动化加工的发展趋势。

1.2 问题提出在自动化加工生产中，机床夹具设计是至关重要的环节。

在实际生产中，往往会出现一些问题，如何更好地应对这些问题是当前亟需解决的难题。

现有的机床夹具设计存在着不够灵活、适应性差的问题，无法满足不同工件的加工需求。

传统的机床夹具设计缺乏智能化和自适应性，无法适应现代自动化生产的要求，使生产效率和质量无法有效提升。

机床夹具设计过程中常常会出现误差和不稳定性，给生产过程带来一定的风险和不确定性。

管理学家2014.0399一、引言在工业生产过程中首先确定各加工工序的机车和机床的进给量以及切削深度，保证主轴的转速与切削速度适应，同时确定工序的夹具、刀具和量具等。

所以在车床夹具的设计过程中要掌握车床夹具的加工工艺，以及夹具的功能和特点，只有设计出符合需求的夹具才能保证车床的加工质量，从而提高车床的工作效率，达到提高经济效益的目的。

（一）车床夹具的概述1、夹具的组成部分。

夹具的组成元素包括以下几点：一、定位装置，这是保证工件在夹具中位置正确的元件。

二、夹紧装置。

这种装置的作用是压紧和紧固工件，保证工件在加工过程中受外力作用时不会偏离原来的正确位置[1]。

三、导向装置，其作用在于保证刀具与定位元件的相对位置的正确性。

四、连接装置，该装置主要用于夹具正确的固定在车床上。

五、夹具体，这是机床夹具的基础件，能够将所有的连接装置连接起来形成一个整体。

六、其他装置。

这种装置依据夹具的特殊性而设置。

如根据加工的需要，一些夹具需要安装上分度装置等，依据定位的需要给夹具设置预定位装置，或者大型的夹具需要安装吊装元件。

2、夹具的类型。

依照机床的不同，夹具可以分为：车床夹具、铣床夹具、钻床夹具等。

按照夹具的使用特点可以分为通用夹具、组合夹具以及专用夹具。

本文重点的论述的是专用夹具，这种夹具是专门根据某一工序的加工要求进行特殊的设计和制造出来的，具有结构紧凑和操作方便的特点。

3、车床专用夹具的作用（1）有利于加工精确度的提高。

车床采用专门的夹具后，保证了工件与机床和刀具的相对距离的准确性，从而提高了工件相关各个表面之间的位置的精确度，比划线找正的精确度高[2]。

这有利于同一批的加工工件在位置的精确度上保持一致性，保证了加工产品质量的稳定性。

（2）有利于提高生产率。

使用夹具后，可以节省工作时间，如省去了划线找正时间，提高了工件的刚性，确实提高切削用量，从而提高了车床的劳动生产率[3]。

如果夹具的采用启动和液压的驱动方式则劳动生产率提高的效果更为明显，这大大减轻了工人的劳动强度。

本文主要H绕车床孔加工夹具和钻床孔加工夹具设计为中心。

根据被加工阀体零件的指定工序要求，在车床上一次性装夹中镇削出三个孔，而钻床夹具的杠杆加工工序要求加工两个孔，是位于互成90。

角的平面内，并且它的孔径不大。

因此根据加工工序要求的不同夹具装置分别采用了旋转分度结构和翻转式钻模、最后逐步确定夹紧方式、定位方式、定位元件以及结构形式，并分析计算定位误差等步骤完成夹具的总体设计。

关键词：车床钻床夹具定位孔加工;AbstractThis paper, focusing on lathe hole processing fixture and drilling hole processing fixture design as the center. According to the specified by processing body parts on a lathe process requirements, one-time clamping Ita series in the three holes, and drilling fixture lever processing procedure request processing two holes, is located in a 90 ° Angle of each plane and its aperture in unlikely. Therefore according to the requirements of different processes are used for fixture device rotating indexing structure andtilting drill mold, finally gradually determine clamping mode, localization way, positioning components and structure form, and the positioning error analysis and calculation of the steps the overall design of complete jig.Key words: lathe； drilling ； fixture ； locating； hole processing;-16 -17Abstract第1章 设计背景及趋势 ..............L1研究内容，U 的意义 ........... L2夹具的国内外现状和发展趋势 L3机床夹具的作用 ...............机床夹具的功能 ............ 1.41夹具的主要类型 ......... 1.42车床夹具设计要点••… 1.43钻床夹具设汁特点 .......第2章 车床夹具设计 ................................2.1设讣LI 标分析 ...............................2. 11加工工件的零件图（如图2-1） ........... 2.12阀体工件的主要加工工艺过程（表2-1） 2.13设计任务书（表2-2） ................... 2. 14 一匸序简图（图2-2） ............... 2. 15分析原始资料 .......................... 2.2确定夹具的结构方案 .......................2.3制定夹具总图的尺寸、公差配合 ................ 2.4夹具精度分析汁算 ............................ 第3章钻床夹具设计 .................................3.1明确设计任务、收集分析原始资料 ..............3. 11加工工具的零件图（图3-1） ............. 3. 12杠杆工件主要加工工艺过程（表3-1）.. 3.13设计任务书（表3-2） ................... 3. 14 工序简图（图3-2） .................. 3. 15 分析原始资料 ........................ 3.2确定夹具的结构方案 .......................II-12 -13 -14 -14 -14 -14 -143.21根据六点定位规则确定工件的定位方式3.22选择定位元件，设计定位装置.............-16-1718 283. 23分析定位误差计算…3. 24确定工件的夹紧装置 3.25确定引导元件 ....... 3. 26确定其他结构 ...... 3.27制定夹具技术条件… 3. 3夹具精度分析 ........... 总结 ...........................参考文献 ....................... 致 谢 ..........................19 22 23 23 23 26 27第1章设计背景及趋势1・1研究内容，目的意义随着我国改革开放的不断深入，市场经济体系的不断完善，我国工业逐渐向成熟化发展。