教学方法
用固定式钻床
夹具模型讲解
第三章 机床常用夹具
第一节 概述 导入新课：机床夹具（简称夹具）--在机械加工过程中，根据工件
的夹工要求，使工件相对机床、刀具占有正确的位置，
并能讯速、可靠地夹紧工件的机床附加装置。
讲授新课：
一、机床夹具的主要功能 1、工件的安装 在金属切削机床上进行加工时，为了保证工件表面的尺寸，几何形状和相互位子精度等要求，在加工方法确定之后，需要解决的
主要问题之一是，使工件相对于刀具和机床占有正确的加工位置(即
工件的定位），并把工件压紧夹牢，以保持这个确定了的位置在加
工过程中稳定不变（即工件的夹紧），这就是工件在机床上的正确
安装。
在机床上安装工件的方法，一般有两种： 1 ）直接在机床工作台或花盘上安装工件。 2）使用各种通用的或专用的装备安装工件。 2、夹具安装工件包括两个过程：
1）使工件定位
定位是确定工件在机床或夹具中占有正确位置的过程。
2）夹紧
工件定位后，经夹紧装置势力施力于工件，将其固定夹牢，
使工件正确的定位位置保持不变。
工件装夹情况的好坏，直接影响工件加工精度。 以铣床、钻床夹具为例说明。
3、用夹具装夹工件的方法的特点:
1）工件在夹具中的正确定位,是通过工件上的定位基准面与夹具上的定位元件相接触而实现的。
2）由于夹具预先在机床上已调整好位置，因此，工件通过夹具对机床也就占有了正确的位置。
3）通过夹具上的对刀装置，保证了工件加工表面相对于刀具的正确位置。
二、机床夹具的分类
1、按夹具的通用特性分类
（1） 通用夹具：是指结构、尺寸已规格化，且具有一定通用性的
夹具。
（2） 专用夹具：是针对某一工件的某一工序的加工要求而专门设
计和制造的夹具。
（3） 可调夹具：是针对通用夹具和专用夹具的缺陷而发展起来的
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一类新型夹具。
（4） 组合夹具：是一种模块化的夹具。
（5）自动线夹具：一般分为两种：一种为固定式夹具，它与专用夹具相似；另一种为随行夹具，使用中夹具随着工件一起运动，并将工件沿着自动线从一个工位移至下一个工位进行加工。 2、按夹具使用的机床分类
3、按夹具动力源来分类：分为手动和机动夹具两大类。 三、机床夹具的组成 1、定位元件(定位装置)
定位元件的作用是确定工件在夹具中的正确位置。 2、夹紧装置
夹紧元件的作用是将工件压紧夹牢 ，并保证工件在加工过程中正确位置不变。
3、连接元件(确定夹具对机床相互位置)
4、对刀或导向元件(保证工件加工表面与刀具之间的正确位置)
根据应用情况又可分为两类:
（1）用于确定刀具位置并引导刀具进行夹工的元件,称为导
向元件。如钻套。 （2）用于确定刀具在夹工前正确位置的元件，成为对刀元件。
如对刀块。
5、其他装置或元件--如分度装置、上下料装置等
6、夹具体：是夹具的基本骨架
上述各组成部分，不是每个夹具都必须完全具备的。但一般来说，定位装置、夹紧机构、夹具体是夹具的基本组成部分。
四、机床夹具在机械夹工中的作用 1、保证工件的夹工精度,稳定产品质量 2、提高劳动生产率和降低夹工成本 3、扩大机床工艺范围和改变机床用途
4、改善工人劳动条件,减轻工人的劳动强度 五、机床夹具的现状及发展方向（略）
第二节 工件的定位
一、工件定位的基本原则 1、定位基准的基本慨念
定位基准是在加工中用作定位的基准。
如图3-5 说明选择定位基准是一个关键问题。
工件在定位时，作为定位基准的点和线，往往由某些具体表面体现出来，这种表面称为定位基面。 2、自由度的概念
任何一个工件在夹具中未定位前,都可以看成为在空间直角坐标系中的自由物体。
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它在空间的位置是任意的，可沿三个垂直坐标轴放在任何位置。我们通常称为工件沿三个垂直坐标轴具有移动自由度；工件绕三个垂直坐标轴的传角位置也是任意的。 我们通常称为绕三个垂直坐标轴具有转动自由度。 3、六点定位原则
任何工件在直角坐标系中都有以上六个自由度。定位就是限制自由度，要使工件在夹具中占据一致的正确位置，就必须限制这六个自由度。
六点定位规则--在分析工件定位时，通常是用一个支承点限制工件的一个自由度，用合理分布的六个支承 点限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定，这就是常说的"六点定位规则"，简称"六点定则"。
分析p175-176中图4-7和图4-8，讲解不同形状特点的工件，其定位支承点的分布不同。
说明了六点定位规则的几个主要问题：
1）定位支承点与工件定位基准面此终保持接触，才能起到限制自由度的作用。
2）分析定位支承点的定位作用时，不考虑力的影响。 3）定位支承点是定位元件抽象而来的。 4、工件定位中的几种情况 （1）完全定位
是指不重复地限制了工件的六个自由度的定位。 （2）不完全定位
根据工件的夹工要求，并不需要限制工件的全部自由度。 （3）欠定位
根据工件的夹工要求，应该限制的自由度没有完全被限制的定位。
（4）超定位（过定位）
夹具上的两个或两个以上的定位元件重复限制同一个自由度的现象。
分析一面两孔超定位和两顶尖装夹中的超定位。 课堂小结：六点定位原则
作业布置：预习下一节内容。
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复习提问：什么是六点定位原则？
导入新课：在夹具中定位支承点是由具体定位元件和工件定位基面接触来体现的。设计时应根据工件基面的形状、精度及限制自由度的数量来选用定位元件。 讲授新课：
二、常用定位元件及选用 1、对定位元件的基本要求
（1）足够的精度 （2）较好的耐磨性 （3）足够的强度和刚度 （4）较好的工艺性 （5）便于清除切屑
2、常用定位元件所限制的自由度（讲解表4-1）
（1）用于平面定位的定位元件 （2）用于外圆拄面定位的定位元件 （3）用于孔定位的定位元件 3、常用定位元件的选用 （1）工件以平面定位
1)以面积较小、已经加工的基准平面定位选用支承钉（讲解图4-11）
2)面积较大、平面度精度较高的基准平面定位选用支承板（讲解图4-12）
3)毛坯面,阶梯平面和环形平面作基准平面定位选用自位支承。 4)以辅助支承提高支承刚度和稳定性，但不限制自由度。（讲解图4-13）
（2）工件以外圆拄定位常选用V 形块，V 形块对中性好。
当工件定位圆柱面精度较高时可选用定位套或半圆形定位座。
（3）工件以内孔定位
当内孔较小时常选用定位销；在套类、盘类零件的车削、磨削及齿轮加工中常选用心轴定位。
课堂练习：教材P222题4-5
课堂小结：定位元件的选用应考虑自由度的限制要求。 作业布置：预习下一节内容。
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复习提问：定位元件的应如何选用？
导入新课：工件加工中常用试切法或调整法。采用试切法生产效率较低，一般用在单件或小批量生产中。
在按调整法加工一批工件时，由于工件在夹具中定位不准确，会使工序基准在加工尺寸方向上产生偏移，引起加工误差。 讲授新课： 三、定位误差
工序基准在工序尺寸方向上的最大位置变动量,称为定位误差,用△位表示。
在工件的夹工中，还会因夹具在制造与安装、工件的夹紧、机床的工作精度、刀具的精度、受力变形、热变形等因素而产生误差，定位误差仅是夹工误差的一部分。
一般限定定位误差不超过工件的加工公差T 的1/5-1/3。即△位
≤（1/5-1/3）T
1、产生定位误差的原因
（1）定位基准发生位移产生定位误差（△Y ）
由于定位副的制造误差或配合间隙导致定位基面在加工尺寸方向上发生位移。
a ）工件以内孔和圆柱心轴、圆柱定位销配合定位（为间隙配合时）
△Y =δD +δd +X min
若心轴为可涨心轴，则无配合间隙，此项误差也就不存在。 b ）用V 形块定心定位 △Y =δd /2sin(α/2)
V 形块的α角通常为90°， 因此△Y =0.707δd
此项误差出现在V 形块对称平面的方向上，若工序尺寸不
在此方向上（夹角为β），则△Y =0.707δd cos β
c ）工件以平面支承定位
由于工件加工后平面度一般较易保证，故△Y =0 （2）定位基准与工序基准不重合产生定位误差△B
由于工序基准和定位基准不重合，导致工序基准在加工尺寸方向上位置变动，即基准不重合误差。
计算基准不重合误差时，应注意判断定位基准和工序基准。此项误差的计算常涉及尺寸链的计算问题。此处不多作讲述。 2、定位误差的计算
（1）分别求出基准位移误差和基准不重合误差,再求出它们在加工尺寸方向上的矢量和。 通常△D =△Y + △B
V 形块定位时则分三种情形： a ） 以轴线为工序基准：△D =△Y =δd /2sin(α/2)
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b ）以下母线为工序基准：△D =△B - △Y =δd /2 -δd /2sin(α/2)
c ） 以上母线为工序基准：△D =△B + △Y =δ
d /2 +δd /2sin(α/2) （2）也可以按最不利情况计算，确定工序基准的两个极限位置，根据几何关系求出这两个位置的距离，将其投影到加工方向上，求出定位误差。
讲解例4-1和例4-2
课堂练习：教材P222题4-7
课堂小结：定位误差的产生原因分析 作业布置： 预习下一节内容。
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复习提问：定位误差产生的原因？ 导入新课：工件在夹具中正确定位后，为了保证在加工过程中受到各种力的作用不发生位移或振动，还必须对工件进行夹紧。 讲授新课：
第三节 工件的夹紧
一、夹紧装置的组成和设计要求
工件在夹工过程中保持定位位置不变的装置叫夹紧装置。 1、夹紧装置的组成（分析图4-27）
(1)动力源装置：分为手动夹紧和机动夹紧。
(2)传力机构：作用是改变作用力的方向；改变作用力的大小，具有一定的自锁性能（对于手动夹紧尤其重要） (3)夹紧元件：直接与工件接触，完成夹紧作用。 2、对夹紧装置的设计要求
(1)夹紧过程中,不改变工件定位后占据的正确位置。 （2）夹紧力的大小要可靠和适当。
（3）夹紧装置的自动化和复杂程度与生产纲领相适应。 （4）应有足够的夹紧行程。 （5）手动夹紧要有自锁性能。
（6）夹紧装置的操作应当方便、安全、省力并且有足够的强度和刚度。
二、夹紧力确定的基本原则
夹紧力的确定包括--夹紧力的方向、作用点和夹紧力的大小三个因素。
1、夹紧力的方向
1)夹紧力的方向应有助于定位稳定且主夹紧力应朝向主要定位基面。讲解图4-28
2)夹紧的方向应有利于减小夹紧力。 讲解图4-29 3)夹紧力的方向应是工件刚性较好的方向。 举例：车薄壁工件的外圆时最好沿轴向夹紧；镗薄壁内孔时用弹性套过渡装夹。 2、夹紧力的作用点
(1)夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内。讲解图4-30 (2)夹紧力的作用点应选在工件刚性较好的部位。讲解图4-31 (3)夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面。讲解图4-32 3、夹紧力的大小
夹紧力的大小要适合,过大了会使工件变形,过小了则在加工时工件松动造成报废甚至发生事故。
夹紧力与很多因素有关,计算很复杂,实际上常采用估算法。 F wk = KF w
粗加工时K = 2.5~3 ，精加工时K = 1.5~ 2
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三、常用的夹紧机构及选用 1、斜楔夹紧机构
特点：具有增力作用和自锁性，但夹紧行程小，手动操作不便，常与气压、液压传动装置联合使用。 2、螺旋夹紧机构
特点：夹紧行程大，具有增力使用和自锁性，操作较方便，但夹紧不够迅速，装夹时间较长。 3、偏心夹紧机构
特点：结构简单，夹紧迅速，操作方便；但自锁性不好，无增力作用，不耐振，夹紧行程不大。 四、夹紧动力源装置（略讲）
人力夹紧、气动夹紧、液压夹紧、气---液组合夹紧 课堂练习：教材P223题4-11、4-12 课堂小结：夹紧力的设计要求 作业布置：教材P223题4-10
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复习提问： 夹紧力的设计要求，常用的夹紧装置有哪几种？ 导入新课： 本节课主要目的是了解常用机床夹具的设计特点。 讲授新课：
第四节 常用机床夹具
了解车床夹具、铣床夹具、钻床夹具的设计特点。 一、车床夹具
1、车床夹具的分类
(1)安装在车床主轴上的夹具 (2)安装在滑板或床身上的夹具
按使用范围车床夹具又可分--通用夹具、专用夹具和组合夹具 2、车床常用通用夹具的结构
(1)三爪自定心卡盘--适用于装夹外形规则的中、小型工件 (2)四爪单动卡盘--适用于装夹大型或形状部规则的工件 (3)拨动顶尖--用于装夹轴类工件 3、车床专用夹具的典型结构
(1)心轴类车床夹具--心轴宜用于以孔作定位基准的工件 (2)角铁式车床夹具 主要应用于两种情况：
第一是形状较特殊，被加工表面的轴线要求与定位基准面平行或成一定角度；
第二是工件的形状虽不特殊，但却不宜设计成对称式夹具时，也可采用角铁式结构。 4、车床夹具的设计特点
(1)因为整个车床夹具随机床主轴一起回转，所以要求它结构紧
凑、轮廓尺寸尽可能小、重量要尽量轻、重心尽可能靠近回转轴线，以减小惯性力和回转力矩。
(2)应有消除回转中的不平衡现象的平衡措施，以减小震动等不利
影响。
(3)与主轴联接部分是夹具的定位基准，应有较准确的圆柱孔（或
圆锥孔），其结构形式和尺寸，依照具体使用的机床而定。 (4)为使夹具使用安全，应尽可能避免有尖角或凸起部分必要时回
转部分外面可加防护罩。夹紧力要足够大，自锁要可靠。 二、铣床夹具
1、铣床夹具的分类 (1)按使用范围。 (2)按加工运动特点。
(3)按自动化程度和夹紧力来源不同。 (4)按装夹工件数量的多少。
通常分类是按通用、专用、组合进行分类。 2、铣床常用通用夹具的构造
(1)机床用平口虎钳(包括液压平口虎钳)
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分析结构组成
3、典型铣床专用夹具结构
(1)铣削键槽用V 形 块 分析图4-48 (2)加工壳体的铣床夹具 分析图4-49 4、铣床夹具的设计特点
(1)夹具的安装 (2)对刀装置
(3)夹具体要有足够的强度和刚度,还应尽可能降低夹具的重心,提高夹具的稳定性.
三、钻床夹具
1、钻床夹具的分类
钻床夹具种类繁多,根据被加工孔的分布情况和钻模板的特点,一般分为:固定式、回转式、移动式、翻转式、盖板式和滑拄式。演示模型。
2、钻床夹具的设计特点
钻床夹具的主要特点是:都有一个安装钻套的钻模板.
(1)钻套的类型 钻套按其结构和使用特点可分为以下四种类型:讲解图4-59、图4-60）
1)固定钻套 2)可换钻套 3)快换钻套 4)特殊钻套 (2)钻模板应有一定的强度和刚度.
(3)为减少夹具底面与机床工作台的接触面积,使夹具放置平稳,一般都在相对钻头送进方向的夹具体上设置四个支脚。
课堂练习：教材P223题4-15 课堂小结：夹紧力的设计要求 作业布置：教材P224题4-21
机床夹具复习题 一、填空与选择题 1、机床夹具的种类，组成 2、定位原理 3、机床夹具的夹紧机构主要有斜楔夹紧机构、螺旋夹紧机构和偏心夹紧机构三种。 4、机床夹具的夹紧装置由动力源、中间传力机构和夹紧机构所组成。 5、定位误差产生的原因有基准不重合误差和基准位移误差 6、生产中最常用的正确的定位方式有完全定位和不完全定位两种。 1、钻床上钻孔时，进给运动是：---------------------------------------------（ B ） A. 钻头旋转 B. 钻头轴向运动 C . 工件的移动D.都不对 2、下列四种切削液中,冷却性能最好的是--------------- ------------------( C ) A乳化液B极压乳化液 C水溶液D矿物油 3、工件定位时，绝对不能采用：-----------------------------------------------（ D ） A 完全定位； B 不完全定位； C 过定位；D欠定位。 4、基准不重合误差大小与有关。-----------------------（ B ） A．本道工序要保证的尺寸大小和技术要求； B．只与本道工序设计〔或工序〕基准与定位基准之间位置误差； C．定位元件和定位基准本身的制造误差。 D．以上都不对 5、在加工箱体零件时，定位元件常选择一大平面及两销（一短圆柱销和一短菱形销）其共限制了工件的自由度数为-----------------------（ D ） A2个 B3个 C5个 D6个 6、加工大中型工件的多个孔时，应选用的机床是-----------------------( D ) A卧式车床B台式钻床 C立式钻床D摇臂钻床 三、名词解释 1、六点定位原理：用“3、 2、1”合理分布的六个支承点来限制工件的六个自由度，其中 一个支承点限制工件的一个自由度，把工件的六个自由度都限制了的定位方法。 2、定位基准：用于定位的工件上的点、线、面。 3、完全定位：合理分布的六个支承点来限制工件的六个自由度，其中一个支承点限制工件 的一个自由度，把工件的六个自由度都限制了的定位方法。 4、机床夹具：在机床上用于确定工件相对与机床和刀具的相对位置的辅助工艺装备 5、工序基准：用以确定本工序加工表面加工位置的点、线、面。 四、分析计算题 1、什么叫六点定位规则？工件在夹具中的定位是否一定要完全限制其六个自由度才算合理？ 答：六点定位原理：用“3、2、1”合理分布的六个支承点来限制工件的六个自由度，其中一个支承点限制工件的一个自由度，把工件的六个自由度都限制了的定位方法。
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 ..............................................................
教学方法 用固定式钻床 夹具模型讲解 第三章 机床常用夹具 第一节 概述 导入新课：机床夹具（简称夹具）--在机械加工过程中，根据工件 的夹工要求，使工件相对机床、刀具占有正确的位置， 并能讯速、可靠地夹紧工件的机床附加装置。 讲授新课： 一、机床夹具的主要功能 1、工件的安装 在金属切削机床上进行加工时，为了保证工件表面的尺寸，几何形状和相互位子精度等要求，在加工方法确定之后，需要解决的 主要问题之一是，使工件相对于刀具和机床占有正确的加工位置(即 工件的定位），并把工件压紧夹牢，以保持这个确定了的位置在加 工过程中稳定不变（即工件的夹紧），这就是工件在机床上的正确 安装。 在机床上安装工件的方法，一般有两种： 1 ）直接在机床工作台或花盘上安装工件。 2）使用各种通用的或专用的装备安装工件。 2、夹具安装工件包括两个过程： 1）使工件定位 定位是确定工件在机床或夹具中占有正确位置的过程。 2）夹紧 工件定位后，经夹紧装置势力施力于工件，将其固定夹牢， 使工件正确的定位位置保持不变。 工件装夹情况的好坏，直接影响工件加工精度。 以铣床、钻床夹具为例说明。 3、用夹具装夹工件的方法的特点: 1）工件在夹具中的正确定位,是通过工件上的定位基准面与夹具上的定位元件相接触而实现的。 2）由于夹具预先在机床上已调整好位置，因此，工件通过夹具对机床也就占有了正确的位置。 3）通过夹具上的对刀装置，保证了工件加工表面相对于刀具的正确位置。 二、机床夹具的分类 1、按夹具的通用特性分类 （1） 通用夹具：是指结构、尺寸已规格化，且具有一定通用性的 夹具。 （2） 专用夹具：是针对某一工件的某一工序的加工要求而专门设 计和制造的夹具。 （3） 可调夹具：是针对通用夹具和专用夹具的缺陷而发展起来的
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。
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。
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。
第四章机床常用夹具 第一节机床夹具概述 机床夹具是在机械制造过程中，用来固定加工对象，使之占有正确位置，以接受加工或检测并保证加工要求的机床附加装置，简称为夹具。 一、机床夹具的主要功能 在机床上加工工件时，必须用夹具装好夹牢工件。将工件装好，就是在机床上确定工件相对于刀具的正确位置，这一过程称为定位。将工件夹牢，就是对工件施加作用力，使之在已经定好的位置上将工件可靠地夹紧，这一过程称为夹紧。从定位到夹紧的全过程，称为装夹。机床夹具的主要功能就是完成工件的装夹工作。工件装夹情况的好坏，将直接影响工件的加工精度。 工件的装夹方法有找正装夹法和夹具装夹法两种。 找正装夹方法是以工件的有关表面或专门划出的线痕作为找正依据，用划针或指示表进行找正，将工件正确定位，然后将工件夹紧，进行加工。如图4-1所示，在铣削连杆状零件的上下两平面时，若批量不大，则可在机用虎钳中，按侧边划出的加工线痕，用划针找正。 这种方法安装方法简单，不需专门设备，但精度不高，生产率低，因此多用于单件、小批量生产。 夹具装夹方法是靠夹具将工件定位、夹紧，以保证工件相对于刀具、机床的正确位置。图4-2所示为铣削连杆状零件的上下两平面所用的铣床夹具。这是一个双位置的专用铣床夹具。毛坯先放在I位置上铣出第一端面（A面），然后将此工件翻过来放入II位置铣出第二端面（B面）。夹具中可同时装夹两个工件。 图4-3所示为专供加工轴套零件上φ6H9径向孔的钻床夹具。工件以内孔及其端面作为定位基准，通过拧紧螺母将工件牢固地压在定位元件上。
通过以上实例分析，可知用夹具装夹工件的方法有以下几个特点： 1）工件在夹具中的正确定位，是通过工件上的定位基准面与夹具上的定位元件相接触而实现的。因此，不再需要找正便可将工件夹紧。 2）由于夹具预先在机床上已调整好位置（也有在加工过程中再进行找正的），因此，工件通过夹具对于机床也就占有了正确的位置。 3）通过夹具上的对刀装置，保证了工件加工表面相对于刀具的正确位置。 4）装夹基本上不受工人技术水平的影响，能比较容易和稳定地保证加工精度。 5）装夹迅速、方便，能减轻劳动强度，显著地减少辅助时间，提高劳动生产率。 6）能扩大机床的工艺范围。如要镗削图4-4所示机体上的阶梯孔，若没有卧式镗床和专用设备，可设计一夹具在车床上加工。 二、机床夹具的分类 机床夹具的种类很多，形状千差万别。为了设计、制造和管理的方便，往往按某一属性进行分类。 1．按夹具的通用特性分类 按这一分类方法，常用的夹具有通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具和自动线夹具等五大类。它反映夹具在不同生产类型中的通用特性，因此是选择夹具的主要依据。 （1）通用夹具通用夹具是指结构、尺寸已规格化，且具有一定通用性的夹具，如三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、台虎钳、万能分度头、中心架、电磁吸盘等。其特点是适用性强、不需调整或稍加调整即可装夹一定形状范围内的各种工件。这类夹具已商品化，且成为机床附件。采用这类夹具可缩短生产准备周期，减少夹具品种，从而降低生产成本。其缺点是夹具的加工精度不高，生产率也较低，且较难装夹形状复杂的工件，故适用于单件小批量生产中。 （2）专用夹具专用夹具是针对某一工件的某一工序的加工要求而专门设计和制造的夹具。其特点是针对性极强，没有通用性。在产品相对稳定、批量较大的生产中，常用各种专用夹具，可获得较高的生产率和加工精度。专用夹具的设计制造周期较长，随着现代多品种及中、小批生产的发展，专用夹具在适应性和经济性等方面已产生许多问题。 （3）可调夹具可调夹具是针对通用夹具和专用夹具的缺陷而发展起来的一类新型夹具。对不同类型和尺寸的工件，只需调整或更换原来夹具上的个别定位元件和夹紧元件便可使用。它一般又分为通用可调夹具和成组夹具两种。通用可调夹具的通用范围大，适用性广，加工对象不太固定。成组夹具是专门为成组工艺中某组零件设计的，调整范围仅限于本组内的工件。可调夹具在多品种、小批量生产中得到广泛应用。 （4）成组夹具这是在成组加工技术基础上发展起来的一类夹具。它是根据成组加工工艺的原则，针对一组形状相近的零件专门设计的，也是具有通用基础件和可更换调整元件组成的夹具。这类夹具从外形上看，它和可调夹具不易区别。但它与可调夹具相比，具有使用
第一章机床夹具基础知识 第一节机床夹具概述 一、填空题 1、通常，习惯把夹具按其通用化程度分为通用夹具、专用夹具、 拼装夹具三个大类。 2.机床夹具一般由定位装置、夹紧装 置、 夹具体三大主要部分组成。 ３。根据不同得使用要求,机床夹具还可以设置对刀 装置、 刀具引导装置、回转分度装置及其她辅助装置。 4.按夹具适用得机床及其工序内容得不同，可以分为车床夹具、 铣床夹具、钻床夹具、磨床 夹具、 镗床夹具、齿轮加工机床夹具、电加工机床夹具、数控机床夹具等. 二、选择题 1。工件在机床上加工时,通常由夹具中得A来保证工件相对于刀具处于一 个正确得位置。 A。定位装置 B．夹具体 C.夹紧装置 D.辅助装置 2．机用平口钳就是常用得 B . Ａ.专用夹具Ｂ。通用夹具 Ｃ。拼装夹具 D.组合夹具 ３．下列夹具中， D不就是专用夹具。 A.钻床夹具 B.铣床夹具 C。车床夹具 D．三爪自定心卡盘 4． C 不属于机床夹具得三大组成部分之一。 A.夹具体 B.定位装置
C.对刀装置 D。夹紧装置 ５。Ａ就是由预先制造好得各类标准元件与组件拼装而成得一类新型夹具。 A.拼装夹具B。专用夹具第三章工件得夹紧 Ｃ。通用夹具 D．数控机床夹具 6.在机床夹具中，V形块通常作为Ｄ使用。 Ａ。夹具体B。夹紧装置 C。辅助装置Ｄ．定位元件7。下列说法中， C 不正确。 A.一般情况下,机床夹具具有使工件在夹具中定位与夹紧两大作用 Ｂ．夹具相对于机床与刀具得位置正确性,要靠夹具与机床、刀具得对定来解决 C。工件被夹紧后，就自然实现了定位 D。定位与夹紧就是两回事 三、判断题 1。一般来说,通用夹具就是机床夹具中得主要研究对象。（×） 2．一般情况下，机床夹具具有使工件在夹具中定位与夹紧两大作用。( √） ３。工件安装时,采用找正定位比采用夹具定位效率更高、精度更高。（×）4。机床夹具只能用于工件得机械加工工序中。（× ) 5．机床夹具一般已标准化、系列化，并由专门厂家生产。 ( × ) 6。定位装置一般由各种标准或非标准定位元件组成，它就是夹具工作得核心部分。（√）７.自动、高效夹具得实际应用，可以相应地降低对操作工人得装夹技术要求。（√）8。在数控机床上加工零件,无须采用专用夹具。( ×） 9。所有机床夹具都必须设置夹紧装置。（×） １0．车床夹具中，花盘通常作为定位元件。（×） 四、简答题
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
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。
《机床夹具设计与应用》课程标准 课程编码： 适用专业：模具、数控专业 学时：64 开课学期:2014年下学期（大二上学期） 一、课程性质 《机床夹具设计与应用》是高等职业技术学院数控技术与模具设计与制造的核心课程之一，本课程属于职业能力必修课，是在学生掌握机械图样的表达知识、常用的工程材料与热处理知识、公差相关理论知识、机构知识、机械加工方法和设备知识、模具制造工艺知识以及识图和制图技能、材料识别与选择技能、机构设计技能、金属切削加工技能和钳工技能的基础上，为培养学生的正确选择和设计模具加工所需夹具的能力而开设的。其目的是为今后在实际工作中从事模具零件加工工种的工作打下基础。 本课程适用对象：高职院校数控技术与模具设计与制造（3年制）学生。 二、课程培养目标 本课程的培养目标是 通过理论与实训教学相结合的教学方式，使学生以基本概念、专业术语为切入口，进一步拓宽自己在计算、设计、应用方面的知识面。 （一）知识目标 1.掌握夹具的组成及功用。 2.掌握工件的定位原理，掌握夹具定位元件的结构及应用，初步掌握定位误差的分析方法，能设计定位方案。 3.掌握夹紧装置的组成和设计要求，了解常用夹紧机构的结构及应用，能设计夹紧方案。 4.了解各类普通机床夹具的结构特点，了解专用夹具的设计要求.方法和步骤，能设计简单的专用夹具。 （二）素质目标 通过理论实践一体化课堂学习，使学生获得较强的实践动手能力，使学生具备必要的基本知识，具有一定的查阅图书资料进行自学、分析问题、提出问题的能力。
（三）能力目标 1.了解各类普通机床夹具的结构特点，了解专用夹具的设计要求.方法和步骤，能设计简单的专用夹具。 2.了解数控机床夹具等现代机床夹具的特点，能根据模具零件加工加工要求，合理选用或设计相应夹具。 3.能根据工件的结构特点.加工要求.加工中的受力状况，合理确定夹紧方案。 4.初步具备根据工件的加工要求，合理选择或设计夹具的能力。 三、与前后课程的联系 （一）与前续课程的联系 在大一学习的基础上的深入再学习 （二）与后续课程的联系 是为后面学习其他专业核心课的基础，是进行实践的关键。 四、课程内容标准和要求 根据专业课程目标和涵盖的工作任务要求，确定课程内容和要求，说明学生应获得的知识、技能与态度。
介绍几种数控车床的常用夹具 同样一款数控车床，为何生产效率却相差好几倍？原因是数控车床选用的夹具不合适，从而使数控车床的生产效率大幅降低。下面介绍常见的数控车床夹具。 1.组合夹具 组合夹具又称为“积木式夹具”，它由一系列经过标准化设计、功能各异、规格尺寸不同的机床夹具元件组成，客户可以根据加工要求，象“搭积木”一样，快速拼装出各种类型的机床夹具。由于组合夹具省去了设计和制造专用夹具时间，极大地缩短了生产准备时间，因而有效地缩短了小批量生产周期，即提高了生产效率。另外，组合夹具还具有定位精度高、装夹柔性大、循环重复使用、制造节能节材、使用成本低廉等优点。故小批量加工，特别是产品形状较为复杂时可优先考虑使用组合夹具。 2.精密组合平口钳 精密组合平口钳实际上属于组合夹具中的“合件”，与其它组合夹具元件相比其通用性更强、标准化程度更高、使用更简便、装夹更可靠，因此在全球范围内得到了广泛的应用。精密组合平口钳具有快速安装（拆卸）、快速装夹等优点，因此可以缩短生产准备时间，提高小批量生产效率。 需要注意的是，这里所说的精密组合平口钳并不是老式机加虎钳，老式机加虎钳功能单一、制造精度低、无法成组使用、使用寿命短，不适宜在数控车床、加工中心上使用。这里所说的精密组合平口钳是专门针对数控车床、加工中心特点所设计的一系列新型平口钳，此类产品具有装夹柔性大、定位精度高、夹紧快速、可成组使用等特点，特别适合数控车床、加工中心使用。 3.电永磁夹具 电永磁夹具是以钕铁硼等新型永磁材料为磁力源，运用现代磁路原理而设计出来的一种新型夹具。大量的机加工实践表明，电永磁夹具可以大幅提高数控车床、加工中心的综合加工效能。
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。