几种夹具设计常用机构
我们在组装车间手工装配线经常可以看到一些常用的机构的应用。通过使用这些机构，来实现零件的定位、夹紧以及装配，最终达到工艺装配要求。
下面简述几种常见的机构，并以实际使用的各种工艺装置作简单说明。
按夹具的使用功能分三种类型进行介绍。
1定位夹紧机构
在继电器零部件组装时，往往需要将夹具的定位型腔打开，便于快速取放零件。零件放置到位后，定位夹紧机构快速对零部件进行精确定位和夹紧，为随后的装配动作提供定位保证。
1）偏心轮
偏心轮夹紧机构是一种快速动作的夹紧机构，一般
采用手柄进行操作。结构简单，制造容易。如图（一）
所示，扳动手柄，带动滑块左右移动，从而实现夹紧。
因需要员工手工扳动手柄进行夹紧，增加员工劳动强
度。所以，这种结构已逐渐由其他方式替代。
图（一）偏心夹紧机构
2）螺旋机构
螺旋机构是利用转动螺旋副实现夹紧压块的移动，来实现夹紧功能。
图（二）是左右螺旋机构的集合使用。
转动手轮，带动丝杠（左右旋）转动，左右
夹紧块平行移动，可以确保零件定位夹紧的
同心位置。这种机构夹紧动作慢，辅助时间
长，工作效率较低，使用场合有局限性。
应用实例：通用搅胶装置
磁路铆接强度检测夹具图（二）螺旋机构
3）杠杆机构
杠杆机构在工艺装置夹具中广泛得到应用。可以实现零件定位夹紧、增力放大、受力方向的转换等。
图（三）利用杠杆的摆动位置对继电器底座进行定位夹紧，夹紧的力度由弹簧决定，可根据需要进行调整。夹具在装配工位时处于夹紧状态，确保零件的定位夹紧。完成装配动作后，夹具返回，利用工装的斜面接触杠杆的末端，使杠杆绕支点转动，夹具的夹紧功能得到释放，故而松开底座，方便零件的取放。这种夹紧结构非常适合在工装中使用。
图（三）杠杆夹紧机构
4）平面四杆机构
图（四）为四杆机构的一个应用实例。
使用操作时，按下手柄，利用机构的
运动特点，左右夹块会按要求左右滑
动，将夹具打开。放入工件后，松开
手柄，夹具在拉簧的作用下复位（拉
簧未画出），实现工件的夹紧。
这种夹具适用于单件的手工操作，可
实现快速装夹。
应用实例：通用检测夹具图（四）四杆机构
2增力放大机构
在工装夹具中，受安装尺寸限制，经常需要用到放大机构，利用杠杆原理来实现
工艺要求。以下为具体的几个实际应用例子。
图（五）杠杆机构A图（六）杠杆机构B图（七）杠杆机构C
通过应用杠杆机构和定滑轮结构，可将压力增大，同时也是一种变向机构，如图（五）。图（六）所示，动力臂是阻力臂的3倍，具体使用时，可使拉力表量程放大至3倍。
杠杆也可以是弯曲的，如图（七）。L形杠杆可以使受力方向发生变化。
3转换机构
在工装夹具的实际应用中，常需要进行机构转换，来改变运动方向或运动方式。
1）垂直运动转换为水平运动
这种运动转换机构在工艺装置中大量使用。通常是利用电动冲床或气动冲床的下压运动转换为夹具的水平运动，实现零部件的定位和装配等。如图（八）、图（九）。
图（八）运动转换A图（九）运动转换B图（十）移动凸轮
在实际使用中往往是多种机构组合使用。图（十）为移动凸轮与杠杆机构结合使用，来实现水平运动转换为垂直运动，再通过杠杆机构实现变向受力。
2）变向机构
图（十一）是典型的变向机构。按下手柄，夹具打开，
松开手柄，夹具实现夹紧功能。上述中的图（五）、图（六）
及图（十）也都是变向机构。
3）直线运动转换为旋转运动
齿轮齿条机构可直接实现这种运动的转换。
图（十二）齿轮齿条机构图（十三）端子打弯图（十四）端子复直
采用齿轮齿条结构可轻易实现工件的翻转，见图（十二）。
图（十三）、图（十四）是齿轮齿条的演变结构，可实现端子打弯或复直。
4）直线旋转运动转换为水平旋转运动
在右图中，转动手轮，带动水平轴转动，
通过平键联接，水平锥齿轮跟随转动，再通
过锥齿轮啮合传动，将水平旋转转换为垂直
旋转，从而实现夹具平台的旋转。
应用实例：触点扭矩检测夹具图（十五）锥齿轮传动
结束语
上文通过列举了大量的实例，来简单说明一些常用机构在工装设计中的应用。实际工作中，一些机构是交叉组合使用的。如何选择合适的机构来满足工艺装配要求，是工装设计师应逐步掌握的技能。因篇幅有限，上文仅罗列了工装中曾经使用过的一些机构。实际上，还有许多灵巧的机构在其他设备或自动化装置中也经常看到应用。
随着科技的发展，采用气动元件、步进/伺服系统及其他自动化元件与机构的相结合，是实际生产中最常用的方式。这种组合方式，可大幅简化机构，减少制造难度，方便后续修理维护，提供工作效率，能实现较好的经济性能。
Part 5 机床常用夹具及其设计 一、判断题（正确的在题后括号内划“√”，错误的划“×”。） 1．用六个支承点就可使工件实现完全定位。( ) 2．工件夹紧变形会使被加工工件产生形状误差。( ) 3．专用夹具是专为某一种工件的某道工序的加工而设计制造的夹具。( ) 4．随行夹具一般是用于自动线上的一种夹具。( ) 5．铰链夹紧机构是一种增力机构，其自锁性能好。( ) 6．斜楔夹紧的自锁条件是：楔角口应小于两接触面摩擦角之和。( ) 7．在大型、重型工件上钻孔时，可以不用夹具。( ) 8．在查找装配尺寸链时，一个相关零件有时可有两个尺寸作为组成环列入装配尺寸链。( ) 9．车床夹具应保证工件的定位基准与机床的主轴回转中心线保持严格的位置关系。( ) 10．机床、夹具、刀具三者就可以构成完整的工艺系统。( ) 11．采用机床夹具装夹工件，主要是为了保证工件加工表面的位置精度。( ) 12．工件加工时，采用完全定位、不完全定位都是允许的。( ) 13．采用机床夹具装夹工件，工件的加工表面与定位表面之间的相互位置关系主要由夹具来保证。 ( ) 14．机床夹具装夹工件主要是为了保证工件加工表面的位置精度。 ( ) 15．专为某一种工件的某道工序的加工而设计制造的夹具，称为组合夹具。( ) 16．工件以平面定位时的定位误差，只有基准位置误差。( ) 二、单项选择题（在每小题的四个备选答案中选出一个正确的答案，并将正确答案的标号填在题干的括号内。） 1．在车床上采用中心架支承加工长轴时，是属于哪种定位。（）A．完全定位B．不完全定位C．过定位D．欠定位 2．机床夹具中需要考虑静平衡要求的是哪一类夹具（）。 A．车床夹具B．钻床夹具C．镗床夹具D．铣床夹具 3．常用的夹紧机构中，自锁性能最可靠的是（）。
实验三：机床夹具设计 姓名：谢银飞班级：机制152班学号：72（22） 姓名：朱嘉俊班级：机制152班学号：73（23） 一.明确设计任务 1.设计任务 加工拨叉上?孔(工件材料45钢）。工件以?孔、叉口及槽在定位轴2、削边销1、?偏心轮3上定位，由偏心轮夹紧工件，并利用偏心轮楔面的作用限制工件一个自由度。本夹具采用铰链式钻模板，放松锁锁紧螺钉6，即可回转钻模板，以便于装卸工件。图1所示为拨叉钻孔工序图。? 设计在Z525立式钻床上钻拨叉零件上?的钻床夹具。 图 1 零件图 图 2 三维实体图
2．杠杆臂加工工艺分析 （1）加工要求 加工φ10 和φ13 两孔；孔距为78±；U型槽14.20+0.1对称轴线与?轴线的水平尺寸为±，垂直尺寸为两孔垂直；?对?轴线平行度公差为；φ13对φ22 轴线垂直度公差为。Φ10 孔Ra 值为，Φ13 孔Ra 值为。 （2）加工工艺由于该工序中两个孔的位置关系为相互垂直，且不在同一个平面里，要钻完 一个孔后翻转90°再钻削另一个孔，因此要设计成翻转式钻夹具。分析零件图可知，该拔叉的叉角两端面厚度薄于连接的表面，但减少了加工面，使用淬火处理提供 局部的接触硬度。叉角两端面面积相对较大，可防止加工过程中钻头钻偏，保证 孔的加工精度，及孔与叉角两端面的垂直度。其它表面加工精度较低，通过铣削、钻床的粗加工就可达到加工要求；而主要工作表面虽然加工精度相对较高，但也 可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量地加工出来，可见该零件 工艺性好。 二．定位方案与定位元件 1.夹具设计要求 已知工件材料为45钢，毛坯为模锻件，所用机床为Z525型立式钻床，大 批生产规模。试为该工序设计一钻床夹具。 2、夹具的设计方案? 分析：? ①孔?为自由尺寸，可一次钻削保证。该孔在轴线方向的设计基准距离槽 14.20+0.1mm的对称中心线为±；在径向方向的设计基准是孔?的中心线，其对称 度要求为，该尺寸精度可以通过钻模保证。 ②孔：、槽14.20+0.1mm和拨叉槽口510+0.1mm是已完成的尺寸，钻孔?。 ③立钻Z525的最大钻孔直径为?25mm，主轴端面到工作台面的最大距离H 为700mm，工作台面尺寸为375mm×500mm，其空间尺寸完全能够满足夹具的布 置和加工范围的要求。 ④本工序为单一的孔加工，夹具可采用固定式。 方案设计:? 1、定位基准的选择：为了保证孔?对基准孔?垂直并对该孔中心线的对称度 符合要求，应当限制工件X的平移、Y轴旋转、Z轴旋转，三个自由度；为保证孔?处于拨叉的对称面内且不发生扭斜，应当限制Y轴旋转自由度； 根据零件的构造，最容易想到的是以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；用Φ22 孔口端面（底面） 限定零件的上下移动的自由度；用φ10 孔附近圆柱表面限定零件沿Φ22 中心 线转动的自由度就可以实现完全定位。 φ10 孔附近为悬壁梁结构,加工时容易变形,在φ10 孔口端面(底面)设辅助 支承,用来增加零件的刚性。
第六章机床夹具设计原理 本章主要介绍以下内容： 1．机床夹具概述 2．工件的定位原理及定位元件 3．定位误差分析计算 4．工件的加紧及夹紧装置 5．机床夹具的设计要求及设计步骤 6．机床夹具设计举例 课时分配：1、2，各一个学时，3、两个学时，4、5、6，共两个学时 重点：工件的定位原理及定位元件；定位误差分析计算 难点：定位误差分析计算 机床夹具是机械加工工艺系统的一个重要组成部分。为保证工件某工序的加工要求，必须使工件在机床上相对刀具的切削或成形运动处于准确的相对位置。当用夹具装夹加工一批工件时，是通过夹具来实现这一要求的。而要实现这一要求，又必须满足三个条件：①一批工件在夹具中占有正确的加工位置；②夹具装夹在机床上的准确位置；③刀具相对夹具的准确位置。这里涉及了三层关系：零件相对夹具，夹具相对于机床，零件相对于机床。工件的最终精度是由零件相对于机床获得的。所以“定位”也涉及到三层关系：工件在夹具上的定位，夹具相对于机床的定位，而工件相对于机床的定位是间接通过夹具来保证的。工件定位以后必须通过一定的装置产生夹紧力把工件固定，使工件保持在准确定位的位置上，否则，在加工过程中因受切削力，惯性力等力的作用而发生位置变化或引起振动，破坏了原来的准确定位，无法保证加工要求。这种产生夹紧力的装置便是夹紧装置。 6．1 夹具 一、机床夹具概述 1.机床夹具的概念 机床夹具是机床上用以装夹工件（和引导刀具）的一种装置。其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。 2.机床夹具的分类 机床夹具可根据其使用范围，分为通用夹具、专用夹具、组合夹具、通用可调夹具和成组夹具等类型。机床夹具还可按其所使用的机床和产生加紧力的动力源等进行分类。根据所使用的机床可将夹具分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具（钻模）、镗床夹具（镗模）、磨床夹具和齿轮机床夹具等，根据产生加紧力的动力源可将夹具分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、电磁夹具和真空夹具等。
机床夹具设计课程设计 说明书 设计题目：钻床夹具设计 系别：机械与电子工程学院 专业：机械设计制造及其自动化
前言 夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、智能、复合、 环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。 本次的设计任务是加工零件（板件）上的两个孔。零件属于大批量生产，钻孔要 求精度高，所以需要设计一个专用夹具，保证零件加工质量。由于夹具的利用率高， 经济性好，使用元件的功能强而且数量少，配套费用低，降低生产成本；采用夹紧装 置，缩短停机时间，提高生产效率。 设计钻床夹具，首先要分析加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方 法，拟定夹具设计方案；在满足加工精度的条件下，合理的进行安装、定位、夹紧； 完成草图后考虑零件间的连接关系和螺钉、螺母、定位销等的固定方式，设计合理结 构实现零部件间的相对运动，根据零件要求选择材料。 完成钻床夹具的所有设计后，用 AutoCAD进行二维图的绘制，首先画好零件图，最 后进行装配，标注相关尺寸及技术要求，并用 Pro/ENGINEER绘制最终三维效果图，最 终进行说明书，任务书的撰写、整理、修改完成设计任务。
目录 第一章对加工零件的工艺分析 .......................................................错误！未定义书签。 1.1夹具设计 ...........................................................................错误！未定义书签。 1.2零件分析 ...........................................................................错误！未定义书签。 1.2.1零件图 (1) 1.2.2加工零件图分析 (2) 第二章定位方案及误差分析 ...........................................................错误！未定义书签。 2.1拟定定位方案 .....................................................................错误！未定义书签。 2.1.1定位方案拟定 (2) 2.1.2定位方案选定 (2) 2.2定位误差分析 .....................................................................错误！未定义书签。 2.2.1相关概念 (3) 2.2.2定位误差分析 (4) 第三章对刀导向方案 .......................................................................错误！未定义书签。 3.1对刀导向方案 .....................................................................错误！未定义书签。 3.2对刀导向元件详细参数 .....................................................错误！未定义书签。 第四章夹紧方案及夹紧力分析 (5) 4.1 夹紧方案分析 .............................................................................错误！未定义书签。 4.2夹紧力分析 .........................................................................错误！未定义书签。 4.2.1夹紧力估算 .....................................................................错误！未定义书签。 第五章夹具体设计及连接元件选型 ...............................................错误！未定义书签。 5.1夹具体设计 ..........................................................................错误！未定义书签。 5.2连接元件选型 ......................................................................错误！未定义书签。 5.2.1标准件 .............................................................................错误！未定义书签。 5.2.2非标准件 .........................................................................错误！未定义书签。 第六章夹具零件图和装配图及标注 ...............................................错误！未定义书签。 6.1零件图 (8) 6.2钻模板零件图 ...................................................................................................... 1 1 6.3装配图 .................................................................................................................. 2 1第七章三维效果图...........................................................................错误！未定义书签。 14 总结 .................................................................. 14 参考文献 ..............................................................
典型机床夹具及其设计要点 1.车床夹具 车床夹具大部分是安装在机床的主轴上，用于加工回转成形面。 (1)车床夹具的结构类型及特点 1)角铁式车床夹具主要用在工件形状复杂，被加工表面的轴线与定位基面呈平行关系或构成一定角度。 图2-33为开合螺母车削工序图。图2-34是加工上述工件的车床夹具。 图2-33 开合螺母车削工序图 图2-34 角铁式车床夹具 2)心轴类车床夹具适合于工件以孔为定位基准的车削或磨削等工序中。 3)花盘式车床夹具对形状复杂的工件，在加工一个或几个与基准平面垂直的孔时，就可采用此类夹具。图2-35为齿轮泵壳体的加工工序图。图2-36为车齿轮泵壳体两孔的花盘式车床夹具。
图2-35 齿轮泵壳体工序图 图2-36 车齿轮泵壳体两孔的花盘式车床夹具 (2)车床夹具的设计要点 1)定位装置的设计加工回转表面时，要求工件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。 2)夹紧装置的设计夹紧力必须足够，自锁性要好。 3)车床夹具与车床主轴的联接要求夹具的回转轴线与车床主轴轴线有尽可能高的同轴度。夹具与车床主轴的联接方式有：采用锥柄联接；采用过度盘联接。 4)夹具总体结构设计夹具的外形尺寸应尽量小，重心与回转轴线重合，以减小离心力和回转力矩的影响。悬伸长度L域外轮廓直径D之比为： D≤150mm的夹具，L/D≤1.25; D=150~300mm的夹具，L/D≤0.9; D≥300mm的夹具，L/D≤0.6。
（２）弹性斜定心夹紧机构利用定位、夹紧元件的均匀弹性变形来实现定心夹紧的．这种机构定心精度高，但变形量小，夹紧行程小，只适用于精加工中．根据弹性元件不同，有膜片夹具、碟形弹簧夹具、液压塑料薄壁套筒夹具等类型。
模块1机床夹具概述 【知识目标】 机床夹具的基本概念； 机床夹具的基本结构及其分类方法； 机床夹具的发展方向。 【技能目标】 掌握生产一线工件在机床夹具中的装夹方法； 能够辨别生产一线常见的机床夹具类型； 初步具备辨识常见机床夹具的能力。 用来固定加工对象，使其处于正确位置，以接受加工或检测的装置，统称为夹具。它广泛地应用于机械制造过程中，如焊接过程中用于拼焊的焊接夹具，零件检验过程中用的检验夹具，装配过程中用的装配夹具，机械加工过程中用的机床夹具等，都属于这一范畴。在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。机床夹具就是在机床上用以装夹工件（和引导刀具）的一种装置，其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着零件加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等。本模块所讲述的仅限于机床夹具，以后简称为夹具。 【任务描述】 如图1-1所示为生产一线常见的钻床夹具示意图，试分析如何正确去使用该夹具。 图1-1生产一线常见的钻床夹具示意图 1—钻模板；2—压紧螺母；3—压板；4—工件；5—长方形基础板； 6—方形支撑；7—V型块 【任务分析】 图1-1是生产一线常见的钻床夹具示意图，要正确使用该夹具，必须明确该夹具的基本组成、工作原理、工作特性以及装夹方式。要想进一步了解并认识此夹具的设计过程及其在 生产中的作用，就要学习本模块的内容。 【任务引导】 （1）该钻床夹具在生产中有什么作用？ （2）该钻床夹具作为机床夹具的典型代表，其基本组成是什么？
（3）便于认识和更好的使用机床夹具，如何对机床的夹具进行分类？ （4）生产一线对机床夹具还有什么新的要求？ （5）在生产实习时，应对常见机床夹具的基本结构及其分析有所认识。 【知识准备】 学习情境 1.1机床夹具 1.1.1机床夹具的基本概念 工件在机床上进行加工时，为了保证其精度要求，工件的加工表面与刀具之间必须保持 一定的位置关系。机床夹具就是机床上用以装夹工件和引导刀具的一种装置。其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。 因此，工件必须借助于夹具占有正确位置。夹具是指夹持工件的工具，如卡盘、顶尖、 平口钳等。刀具也必须借助于辅具使其保持一定位置。辅具是指夹持刀具的工具，如钻夹头、丝锥夹头及刀夹等，如图1-2所示为丝锥夹头。 图1-2丝锥夹头 1.1.2机床夹具在机械加工中的作用 在机械加工中，工件通过定位元件在夹具中占有正确的位置，工件和夹具通过连接元件 在机床上占有正确位置，工件和夹具通过对刀元件相对于刀具占有正确位置，从而保证了工件相对于机床位置正确、工件相对于刀具位置正确，最终保证工件的加工要求。因此，机床夹具在机械加工中应具有以下作用： 1.能稳定地保证工件的加工精度 使用机床夹具来对工件定位，可以准确地确定工件与机床、刀具之间的相互位置。工件的位置精度完全由夹具保证，不受工人技术水平的影响，使一批工件的加工精度趋于一致， 保证工件加工精度高且稳定。 2.能减少辅助工时，提高劳动生产率 由于机床夹具的存在，无需找正便能使工件迅速地定位和夹紧，显著地减少了辅助工时；用夹具装夹工件提高了工件的刚性，因此，可增大切削用量；可以使用多件、多工位夹具装 夹工件，并采用高效夹紧机构，这些因素均有利于提高劳动生产率。另外，采用夹具后，产 品质量稳定，废品率下降，可以安排技术等级较低的工人，明显降低了生产成本。 3.能扩大机床的使用范围，实现“一机多能” 根据加工机床的成形运动，附以不同类型的夹具，即可扩大机床原有的工艺范围。例如，在车床的溜板上或摇臂钻床工作台上装上镗模，就可以进行箱体零件的镗孔加工了。 4.能减轻工人的劳动强度 用夹具装夹工件方便、快速，当采用液压、气动等夹紧装置时，可减轻工人的劳动强度。
机床夹具设计课程设计 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
机床夹具设计课程设计说明书课题名称: 机床夹具设计 专业：机械设计制造及其自动化 班级：13机械一班 姓名：阮吴祥 学号： 指导老师：张秀香 2017年 1月
目录 一、机床夹具课程设计任务书 (1) 二、机床夹具课程设计说明书 (2) 1.对加工件进行工艺分析 (2) 2.定位方案设计 (2) 3.导引方案设计 (4) 4.夹紧方案设计 (5) 5.夹具体设计 (6) 6.其它装置设计 (6) 7.技术条件制定 (6) 8.夹具工作原理(操作)简介 (6) 9.设计心得 (7) 三、参考文献 (8) 四、附录 (9)
一、机床夹具课程设计任务书
二、机床夹具课程设计说明书 1、对加工件进行工艺分析： 零件名称为通孔套,为铸件，本工序铣削加工直径22mm的孔，设计手动钻绞孔专用夹具。工件已加工过的孔径为φ22mm，厚度为50mm。 在加工槽时，槽的尺寸精度和表面粗糙度要求不是很高，由铣削直接加工就可以达到要求，其中槽的宽度由刀具的尺寸保证，槽的深度尺寸和位置精度由设计的夹具来保证。槽的位置包括如下两方面要求： 加工槽的宽度为12mm，且两个侧面相对于中心面A对称度； 加工槽的深度为30±。 2、定位方案设计： 根据加工孔两侧面相对于中心面对称要求，需要限制工件X方向转动自由度、Y方向转动自由度和Z方向转动自由度；根据加工孔宽度和深度要求，需要限制工件X方向移动自由度和Z方向移动自由度。但考虑到加工时工件定位的稳定性，可以将六个自由度全部限制。 工件相对中心面对称，要实现加工孔两侧面相对中心面对称的要求，且根据基准重合的原则应选A面作为定位基准，但A面实际不存在，故可选工件的两侧面M或N的任一面作为定位基准，限制三个不定自由度，此为第一定位基准。
第七节机床夹具设计的基本步骤 夹具设计的基本步骤： 1. 研究原始资料，明确设计任务； 2. 确定夹具的结构方案 3. 绘制夹具总图 4. 确定并标注有关尺寸和夹具技术要求 5. 绘制夹具零件图 明确设计任务： 1. 分析研究工件的结构特点、材料、生产规模和本工序加工的技术要求以及前后工序的联系 2. 了解加工所用设备、辅助工具中与设计夹具有关的技术性能和规格； 3. 了解工具车间的技术水平等。 必要时还要了解同类工件的加工方法和所使用夹具的情况，作为设计的参考 确定夹具的结构方案，主要考虑以下问题： 1.根据六点定位原理确定工件的定位方式，并设计相应的定位装置； 2.确定刀具的导引方法，并设计引导元件和对刀装置； 3.确定工件的夹紧方案并设计夹紧装置； 4.确定其它元件或装置的结构形式，如定向键、分度装置等； 5.考虑各种装置、元件的布局，确定夹具的总体结构； 6.对夹具的总体结构，最好考虑几个方案，经过分析比较，从中选取较合理的方案。 绘制总装图的顺序是： 1.用双点划线绘出工件的轮廓外形，示意出定位基准面和加工面的位置； 2.把工件视为透明体，按照工件的形状和位置依次绘出定位、夹紧、导向及其它元件和装置的具体结构； 3.最后绘制夹具体，形成一个夹具整体。 五类尺寸和四类技术要求： 五类尺寸：包括夹具外形轮廓尺寸、工件与定位元件间的联系尺寸、夹具与刀具的联系尺寸、夹具与机床联系部分的联系尺寸、夹具内部的配合尺寸。 四类技术要求：包括定位元件之间的定位要求、定位元件与连接元件和（或）夹具体底面的相互位置要求、导引元件和和（或）夹具体底面的相互位置要求、导引元件与定位元件间的相互位置要求。
【课后作业】2 、填空题 (1) 由刚体运动的规律可知，在空间一个自由刚体有且仅有六个自由度。 (2) 工件在夹具中定位时，若几个定位支承点重复限制同一个或几个自由度， 称为过定位。 (3) 要确定零件上点、线、面的位置，必须以一些指定的点、线、面作为依据, 这些作为依据的点、线、面称为基准。 (4) 工艺基准是指在制造零件和装配机器的过程中所使用的基准。工艺基准又 分为工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。 (5) 在最初的每一道工序中，只能用毛坯上未经加工的表面作为定位基准，这 种定位基准称为粗基准。经过加工的表面所组成的定位基准称为精基准。 根据定位误差分析计算的结果，便可看出影响定位误差的因素，从而找到 减小定位误差 和提高夹具工作精度的途径。 (9)实际生产中，常用几个定位元件组合起来同时定位工件的几个定位面，以 达到定位要求，这就是组合面定位。 (10)定位基准的选择应尽可能遵循基准重合原则，并尽量选用精基准定位。 、选择题 (1) 在机械制造中，工件的 6个自由度全部被限制而在夹具中占有完全确定的 唯一位置，称为【A 】定位。 A.完全 B.不完全 C.过定位 D.欠定位 (6) 工件以圆孔定位时，心轴用来定位回转体零件。 (7) 工件以外圆柱面定位有支承定位和定心定位两种。 (8)
(2)加工时确定零件在机床或夹具中位置所依据的那些点、线、面称为【B】基准，即确定被加工表面位置的基准。 A.工序 B.定位 C.测量 D.装配 (3)在机械加工中，支承板与支承钉的结构已经标准化，其对工件定位基面的 形状通常是【A】。 A.平面 B.外圆柱面 C.内孔 D.锥面 (4)常见典型定位方式很多，当采用宽V形块或两个窄V形块对工件外圆柱面 定位时，限制自由度的数目为【D】个。 A.1 B.2 C.3 D.4 (5)工件在夹具中定位时，由于定位误差由基准不重合误差也B和基准位移纠组 成。因此，有以下【ABCD】种情况。 A.当人B =0卫丫工0时，产生定位误差的原因是基准位移，故 B.当 A B H 0严丫 = 0时，产生定位误差的原因是基准不重合, C.当也B 工0,也丫=0时，如果工序基准不在定位基准面上，则 D.当人B 工0严丫 = 0时，如果工序基准在定位基面上，则 A D = A 丫 -也B 三、简答题 1?简述六点定位原理、完全定位、不完全定位、欠定位及过定位的基本概念，并 举例说明。 答：(1)六点定位原理：在夹具中采用合理的六个定位支承点，与工件的定位 基准相接触，来限制工件的六个自由度，称为六点定位原理。 (2)完全定位：工件的六个自由度全部被限制而在夹具中占有完全确定的位置。 举例：在长方体上加工不通孔，属于完全定位。
机床夹具设计步骤和实 例 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
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。 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885.0 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6 7 28 g 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2-2-24(a)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. 03mm 。 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。
机床夹具设计（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。 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。 Z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，X由于ф20H7孔的轴心线是定位基 准，故必须采用定心夹紧机构， X Y 以实现夹紧力方向作用于主要定位基面。但孔ф20H7的直径较小，受结构限制不易实现，因此，采用如图3.4（b）所示的沿轴向夹紧的方案较为合适。 在一般情况下，为满足夹紧力应主要作用于第一定位基准的要求， 就应将定位方案改为以上端面A作为第一定位基准。此时，ф20H7孔轴心线以及另一外侧面则为第二，第三定位基准。若以上端面A为主要定位基准，虽然符合“基准重合”原则，但由于夹紧力需自下而 上布置，将导致夹具结构复杂化。 考虑到孔ф20H7下端面B及端台C均是在 一次装夹下加工的，它们之间有一定的位置 精度，且槽口深度尺寸40mm为一般公差，故 改为以B或C面为第一定位基准，也能满足 加工要求。为使定位稳定可靠，故宜选取面 积较大的C面为第一定位基准。定位元件则可相应选取一个平面（限
机床夹具设计课程设计说明书课题名称: 机床夹具设计 专业:机械设计制造及其自动化班级:13机械一班 姓名:阮吴祥 学号:2013080832 指导老师:张秀香 2017年 1月
目录 一、机床夹具课程设计任务书 (1) 二、机床夹具课程设计说明书 (2) 1、对加工件进行工艺分析 (2) 2、定位方案设计 (2) 3、导引方案设计 (4) 4、夹紧方案设计 (5) 5、夹具体设计 (6) 6、其它装置设计 (6) 7、技术条件制定 (6) 8、夹具工作原理(操作)简介 (6) 9、设计心得 (7) 三、参考文献 (8) 四、附录 (9)
一、机床夹具课程设计任务书 姓名阮吴祥班级机械1 学号2013080832 计题目钻铰孔专用夹具指导老师张秀香 零件名称通孔套材料ZG 生产类型大批量生产毛坯铸件 生产纲领 设计任务零件简图如下,本工序铣削加工直径22 mm 的孔,设计手动钻铰孔专用 夹具。
机床夹具设计课程设计 二、机床夹具课程设计说明书 1、对加工件进行工艺分析: 零件名称为通孔套,为铸件,本工序铣削加工直径22mm的孔,设计手动钻绞 孔专用夹具。工件已加工过的孔径为φ22mm,厚度为50mm。 在加工槽时,槽的尺寸精度与表面粗糙度要求不就是很高,由铣削直接加工 就可以达到要求,其中槽的宽度由刀具的尺寸保证,槽的深度尺寸与位置精度由 设计的夹具来保证。槽的位置包括如下两方面要求: 加工槽的宽度为12mm,且两个侧面相对于中心面A对称度0、1mm; 加工槽的深度为30±0、2mm。 2、定位方案设计: 根据加工孔两侧面相对于中心面对称要求,需要限制工件X方向转动自由 度、Y方向转动自由度与Z方向转动自由度;根据加工孔宽度与深度要求,需要限 制工件X方向移动自由度与Z方向移动自由度。但考虑到加工时工件定位的稳 定性,可以将六个自由度全部限制。 工件相对中心面对称,要实现加工孔两侧面相对中心面对称的要求,且根据 基准重合的原则应选A面作为定位基准,但A面实际不存在,故可选工件的两侧 面M或N的任一面作为定位基准,限制三个不定自由度,此为第一定位基准。 方案一:孔O2及O1为第二与第三定位基准,通过固定圆柱销及V形块实现 定位;
一、车床夹具的主要类型 在车床上用来加工工件内、外回转面及端面的夹具称为车床夹具。车床夹具多数安装在主轴上；少数安装在床鞍或床身上。后一类属机床改装范畴，应用较少，不做介绍。车床夹具按工件定位方式不同分为：定心式、角铁式和花盘式等。 1.定心式车床夹具 在定心式车床夹具上，工件常以孔或外圆定位，夹具采用定心夹紧机构。 2．角铁式车床夹具 在车床上加工壳体、支座、杠杆、接头等零件的回转端面时，由于零件形状较复杂，难以装夹在通用卡盘上，因而须设计专用夹具。这种夹具的夹具体呈角铁状，故称其为角铁式车床夹具。 3．花盘式车床夹具 这类夹具的夹具体称花盘，上面开有若干个T形槽，安装定位元件、夹紧元件和分度元件等辅助元件，可加工形状复杂工件的外圆和内孔。这类夹具不对称，要注意平衡。 二、车床夹具设计要点 1．车床夹具与主轴的连接方式 由于加工中车床夹具随车床主轴一起回转，夹具与主轴的连接精度直接影响夹具的回转精度，故要求车床夹具与主轴二者轴线有较高的同轴度，且要连接可靠。通常连接方式有以下几种： （1）夹具通过主轴锥孔与主轴连接 （2）夹具通过过渡盘与机床主轴连接 2。对定位及夹紧装置的要求 （1）为保证车床夹具的安装精度，安装时应对夹具的限位表面进行仔细找正。
（2）设置定位元件时应考虑使工件加工表面的轴线与主轴轴线重合。 （3）车床夹具的平衡及结构要求 对角铁式、花盘式等结构不对称的车床夹具，设计时应采用平衡装置以减少由离心力产生的振动及主轴轴承的磨损。 车床夹具一般都是在悬臂状态下工作的，为保证加工过程的稳定性；夹具结构应力求简单紧凑，轻便且安全，悬伸长度尽量小，使重心靠近主轴前支承。为保证安全，夹具体应制成圆形，加具体上的各元件不允许伸出夹具体直径之外。此外，夹具的结构还应便于工件的安装、测量和切屑的顺利排出或清理。 1 ．设计定位装置时应使加工表面的回转轴线与车床主轴的回转轴线重合。 2 ．设计夹紧装置时一定要注意可靠，安全。因为夹具和工件一起随主轴旋转，除了切削力还有离心力的影响。因此夹紧机构所产生的夹紧力必须足够，自锁要可靠，以防止发生设备及人身事故。 图 6-29 为夹紧力实施方案的比较。图 6-29b 的夹紧方案安全可靠性优于图 6 -29a 的夹紧方案。 3 ．夹具与车床主轴的连接方式，根据夹具体径向尺寸的大小，一般有两种方法： （ 1 ）对于径向尺寸 D ＜ 140mm , 或 D ＜ (2—3)d 的小型夹具，一般用锥柄安装在主轴的锥孔中，并用螺栓拉紧。如图 6— 30a 所示。
机床夹具设计 夹具设计一般是在零件的机械加工工艺制定之后，按照某一工序的具体要求进行的。 夹具设计质量的高低应以能稳定地保证工件的加工精度，达到加工的生产效率要求，成本低，排屑方便，操作安全省力和制造维护容易等为衡量指标。 一、机床夹具设计的基本要求 基本要求：一个优良的机床夹具，必须满足下列 1、保证工件的加工精度 保证工件加工精度的关键在于正确地选定定位基准、定位方法、定位元件以及夹紧装置，确定合适的夹具尺寸、公差和计数要求，并进行必要的夹具精度分析。同时还要注意夹具中其他零部件的结构对工件加工精度的影响，确保夹具能满足工件的加工精度要求。 2、工艺性能好 专用夹具应尽可能地采用标准元件和标准结构，力求结构简单，制造容易，便于装配、检验和维修。当夹具最终精度由调整或修配保证时，夹具上应设置适当的调整间隙和可修磨的垫片等调整或修配结构。 3、达到加工的生产效率要求 专用夹具的复杂程度应与生产批量相适应，应根据工件生产批量的大小选用不同复杂程度的快速高效装夹机构，以缩短辅助生产时间，提高生产效率。 4、使用性能好 专用夹具的操作应简便、省力、安全可靠。应尽可能采用气动、液压等快速高效夹紧装置，以减轻操作者的劳动强度。 夹具的操作位置应符合操作工人的操作习惯。 专用夹具应排屑方便，必要时应设置排屑结构，防止切屑破坏工件的正确定位和损坏刀具，防止切屑热量引起工艺系统变形。 5、经济性好 除考虑专用夹具本身结构简单、标准化程度高、成本低廉外，还应根据生产批量对夹具进行必要的经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益。 保证工件的加工精度是最重要的。在此前提下，要处理好其以上基本要求中他要求
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6 7 28 g H φ。
2009—2010学年第二学期《机床夹具设计》期末考试试卷A 卷答 案 一、 填空题：(每空2分，共 计30分) 1、工件六个自由度完全限制称为完全定位，按加工要求应限制的自由度没有被限制的定位称为欠定位，夹具上的两个或两个以上的定位元件重复约束同一个自由度的现象，称为过定位。 2、夹紧机构被称为基本夹紧机构的有斜楔夹紧机构、螺旋夹紧机构和偏心轮夹紧机构。 3、工件在夹具中造成定位误差的原因为基准位移误差和基准不重合误差两种。 4、工件的装夹指的是工件的定位和夹紧。 5、斜楔自锁条件是： 21Φ+Φ<α手动夹紧机构一般取α=6度~8度。 6、夹紧装置主要由动力源装置、传力机构、夹紧元件三部分组成。 二、 判断题：(每题1分，共 计10分) 1、零件在加工工艺过程中采用的基准称为工艺基准。（√） 2、在零件图上，用以表达相关 尺寸的基准称为设计基准。（×） 3、欠定位在实际生产中是允许出现的（×） 4、辅助支撑可以提高工件的装 5、定位误差是由于夹具定位元件制造不准确所造成的加工误差（×） 6、夹具装夹广泛应用于各种生产类型（√） 7、组合夹具特别适用于新产品的试制（√） 8、专用夹具是专为某一工件的某道工序的加工而设计制造的夹具（√） 9、圆偏心轮夹紧机构，夹紧行程大、自锁可靠性强。（×） 10、螺旋夹紧机构，夹紧可靠， 自锁性能好，夹紧力和夹紧行程大。（√） 三、多项选择（每题2分共20分） 1、造成定位误差的原因是：（ac ）。 a 、定位基准与工序基准不 姓名 ----------------------------- 班级 -----------------------学 号
机床夹具设计 机自0802 郑顺欣 摘要：零件在工艺规程制定后，要按工艺规程的顺序进行加工。加工中除了需要机床，刀具，量具外，成批生产时还需要机床夹具。他们是机床和工件之间的连接装置，使工件相对于机床或刀具获得正确的位置。机床夹具的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度，所以机床夹具设计是装备设计中一项重要的工作，是加工过程中最活跃的因素之一。夹具在机床应用中占很高的地位.夹具最早出现在18世纪后期。 关键词：机床夹具车床铣床加工零件定位原理： 1．机床夹具的现状 国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85％左右。中国国际模具网 现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具；另一方面，在多品种生产的企业中，每隔3~4年就要更新50~80％左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为10~20％左右。特别是近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统（fms）等新加工技术的应用，对机床手轮夹具提出了如下新的要求：1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本； 2）能装夹一组具有相似性特征的工件； 3）能适用于精密加工的高精度机床夹具； 4）能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具； 5）采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率；
6）提高机床夹具的标准化程度。 2．现代机床夹具的发展方向 现代机床夹具的发展方向主要表现为标准化、精密化、高效化和柔性化等四个方面。 （1）标准化机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准：gb/t2148~t2259－91以及各类通用夹具、手轮、组合夹具标准等。机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。 （2）柔性化机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、组合等方式，以适应工艺可变因素的能力。工艺的可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块化夹具、数控夹具等。为适应现代机械工业多品种、中小批量生产的需要，扩大夹具的柔性化程度，改变专用夹具的不可拆结构为可拆结构，发展可调夹具结构，将是当前夹具发展的主要方向。 （3）精密化随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达±0.1"；用于精密车削的高精度三爪自定心卡盘，其定心精度为5μm。 （4）高效化高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间