机床夹具设计原理ppt课件.ppt

机床机床夹具具设计原理原理本章要点机床夹具概述定位原理与定位误差工件的夹紧公用夹具设计方法和步骤典型机床夹具设计特点机械制造技机械制造技术根底根底 机床机床夹具具设计原理原理5.1 机床机床夹夹具概述具概述5.1.1 5.1.1 机床机床夹夹具的作用具的作用•1) 工件易于正确定位，保证加工精度；工件易于正确定位，保证加工精度；•2) 缩短安装时间，提高劳动消费率；缩短安装时间，提高劳动消费率；•3) 扩展机床工艺范围，实现一机多能；扩展机床工艺范围，实现一机多能；•4) 操作方便、平安、可降低对工人的技术操作方便、平安、可降低对工人的技术要求，还可减轻工人的劳动强度要求，还可减轻工人的劳动强度1〕通用夹具：三爪、四爪卡盘，平口钳等，普通由专业厂消费，常作为机床附件提供应用户2〕公用夹具：为某一工件特定工序专门设计的夹具，多用于批量消费中3〕通用可调整夹具及成组夹具：夹具的部分元件可以改换，部分安装可以调整，以顺应不同零件的加工4〕组合夹具：由一套预先制造好的规范元件组合而成根据工件的工艺要求，将不同的组合夹具元件像搭积木一样，组装成各种公用夹具运用后，元件可拆开、洗净后存放，待需求时重新组装。

组合夹具特别适用于新产品试制和单件小批消费5〕随行夹具：在自动线或柔性制造系统中运用的夹具◆◆按按夹夹具运用范具运用范围围划分划分5.1.2 机床夹具的分类通用夹具三爪卡盘四爪卡盘万向平口钳回转任务台分度头图5-1通用夹具图5-2 公用夹具 4 3φD L零件工序简图公用夹具零件工序简图43φDLLφD43φD43LφDL34φDL43φDL34图5-3 成组夹具KH1KH2KH3KH4成组夹具图5-4 组合夹具1234567891011121314151617181—加筋角铁〔2〕 2—槽用螺栓〔6〕 3—平键〔10〕 4—方形支承 5—定位支承 6—方形支承 7—平垫圈 8—六角螺母〔8〕 9 —槽用螺栓 10—钻套螺钉 11—快换钻套 12—钻模板 13—圆形定位销 14—工件 15—方形支承 16—角铁 17—压紧螺钉 18—根底板组合夹具图5-5 铣拨叉槽组合夹具1—方形根底板 2—小长方支承 3，14，20—六角螺母 4—φ40圆形定位盘 5—大长方支承 6—螺钉 7—右支承角铁 8，10—厚六角螺母 9—垫圈 11—槽用螺栓 12—侧中孔定位支承 13—小长方支承 15—回转压板 16—双头螺栓 17—φ24圆形定位销 18—圆螺母 19—工件图5- 6 组合夹具实例组合夹具可分为钻床夹具、铣床夹具、车床夹具、磨床夹具等。

◆◆按运用机床划分按运用机床划分可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、真空夹具、电动夹具等◆◆按按夹紧夹紧力源划分力源划分5.1.2 机床夹具的分类气动虎钳 液压夹具图5-9 铣轴端槽夹具1 — V型块 2 — 支撑套 3 — 手柄 4 — 定向键 5 — 夹详细 6 — 对刀块5.1.3 夹具的组成1〕 〕定位元件及安装定位元件及安装1236 646〕 〕其他元件及安其他元件及安装装〔 〔防防护护、防、防错错、、分度分度…〕 〕5〕 〕夹详细夹详细4〕 〕衔衔接元件接元件3〕 〕对对刀及刀及导导向元向元件件2〕 〕夹紧夹紧元件及安装元件及安装5.2 工件在工件在夹夹具中的定位具中的定位•5.2.1 定位的概念定位的概念•定位定位:工件在加工前相对于刀具和机床切削成工件在加工前相对于刀具和机床切削成形运动必需形运动必需 占有正确的加工位置占有正确的加工位置•定位的作用：使工件占据定位元件所规定的定位的作用：使工件占据定位元件所规定的位置，并且使一批逐次加工的工件在夹具中位置，并且使一批逐次加工的工件在夹具中占据正确的位置。

占据正确的位置•定位是工件安装过程的一部分，曾经定位的定位是工件安装过程的一部分，曾经定位的工件尚需经过夹紧使工件固定下来工件尚需经过夹紧使工件固定下来• 定位和夹紧是两个不同的概念既不能只定定位和夹紧是两个不同的概念既不能只定位不夹紧，也不能用夹紧替代定位位不夹紧，也不能用夹紧替代定位5.2.2 工件的定位根本原理工件的定位根本原理 图 5-10 六点定位原理XZY 六点定位原理六点定位原理 要确定其空间位置，就需求限制其 6 个自在度 将 6 个支承笼统为6个“点〞，6个点限制了工件的6 个自在度，这就是六点定位原理 一个在空间处于自在的物体具有6个自在度,即沿三个垂直坐标轴的挪动、绕三个垂直坐标轴的转动图 5-11 工件以平面3点定位XYZØ 与实际力学、机构学自在度概念差别Ø ——位置不定度Ø ——夹紧与定位概念分开Ø ——工件、夹具是弹性体 留意：Ø“点〞的含义Ø ——对自在度的限制，与实践接触点不同 正确了解工件定位原理的几点本卷须知正确了解工件定位原理的几点本卷须知•定位支撑点与工件定位基准要一直坚持严密接触或配合，才干起到限制自在度的作用；•分析支撑点的定位作用时，不思索外力的作用；•一个自在度由对应的一个支撑点限制，每个支撑点限制的自在度不允许反复或相互关涉；•工件在夹具中实践定位时，是根据工件上已被选作定位基准的外形而采用相应构造外形的定位元件来实现的。

Ø工件的6个自在度均被限制，称为完全定位工件6个自在度中有1个或几个自在度未被限制，称为不完全定位完全定位与不完全定位完全定位与不完全定位Ø不完全定位主要有两种情况：Ø ①工件本身相对于某个点、线是完全对称的，那么工件绕此点、线旋转的自在度无法被限制〔即使被限制也无意义〕例如球体绕过球心轴线的转动，圆柱体绕本身轴线的转动等Ø ②工件加工要求不需求限制某一个或某几个自在度如加工平板上外表，要求保证平板厚度及与下平面的平行度，那么只需限制 3 个自在度就够了定位原理定位原理 完全定位与不完全定位完全定位与不完全定位ZYXa〕ZYXb〕ZYXc〕ZYXd〕 e〕ZYXf〕ZYX图5-12 工件应限制的自在度欠定位欠定位ØØ工工件件加加工工时时必必需需限限制制的的自自在在度度未未被被完完全全限限制制，，称称为为欠欠定定位欠定位不能保位欠定位不能保证证工件的正确安装，因此是不允工件的正确安装，因此是不允许许的图5-13 欠定位例如XZYa〕b〕BB B定位原理定位原理 过过定位定位ØØ 过过定定位位————工工件件某某一一个个自自在在度度〔 〔或或某某几几个个自自在在度度〕 〕被被两两个个〔 〔或两个以上或两个以上〕 〕约约束点束点约约束，称束，称为过为过定位。

定位ØØ 过过定位能否允定位能否允许许，要，要视详细视详细情况而定：情况而定：ØØ1 1〕 〕假假设设工工件件的的定定位位面面经经过过机机械械加加工工，，且且外外形形、、尺尺寸寸、、位位置置精精度度均均较较高高，，那那么么过过定定位位是是允允许许的的有有时时还还是是必必要要的的，，由由于于合合理理的的过过定定位位不不仅仅不不会会影影响响加加工工精精度度，，还还会起到加会起到加强强工工艺艺系系统刚统刚度和添加定位度和添加定位稳稳定性的作用定性的作用ØØ2 2〕 〕反反之之，，假假设设工工件件的的定定位位面面是是毛毛坯坯面面，，或或虽虽经经过过机机械械加加工工，，但但加加工工精精度度不不高高，，这这时时过过定定位位普普通通是是不不允允许许的的，，由由于于它它能能够够呵呵斥斥定定位位不不准准确确，，或或定定位位不不稳稳定定，，或或发发生生定位干涉等情况定位干涉等情况 定位原理定位原理  过定位分析〔桌子与三角架〕图5-14 过定位分析 定位原理定位原理  过定位分析图5-15 过定位例如a〕ZYXYc〕ZYXY定位原理定位原理 b〕ZYYX 过定位分析图5-16 过定位例如XYa〕ZYb〕ZYXY定位原理定位原理  一面两孔定位分析D1D2d2d1b图5-17 一面两孔定位干涉分析定位原理定位原理 刀柄主轴拉杆涨套 过定位运用图5-18 HSK刀柄与传统刀柄构造HSK刀柄传统刀柄1:107:24间隙主轴拉杆刀柄定位原理定位原理 定位端面配合锥面 过定位讨论ØØ如如图图示示，，齿齿轮轮坯坯以以内内孔孔和和一一小小端端面面定定位位，，车车削削外外圆圆和和大大端端面面。

加加工工后后检检测测发发现现大大端端面面与与内内孔孔垂垂直直度度超超差差试试分分析析缘缘由，提出改良意由，提出改良意见见4A0.02 A间隙配合刚性心轴图5-19 过定位例如定位原理定位原理 图5-20 过定位引起夹紧变形定位原理定位原理 橡胶橡胶垫垫图5-21 过定位处置分析 定位原理定位原理  讨论ØØ分析分析图图示定位方案：示定位方案：ØØ①①各方案限制的自在度各方案限制的自在度ØØ②②有无欠定位或有无欠定位或过过定位定位ØØ③③对对不不合合理理的的定定位位方方案案提出改良意提出改良意见见 b〕〕XZYXc〕〕XZYXa〕〕YXZ图5-22 过定位分析定位原理定位原理 a〕〕YXZa1〕〕YXZa2〕〕YXZa3〕〕YXZ图5-23a 过定位例如分析 定位原理定位原理 b〕〕XZYXb1〕〕XZYXXZb2〕〕YXXZb3〕〕YX图5-23b 过定位例如分析定位原理定位原理 c〕〕XZYXc’〕 〕XZYXc1〕〕YXXZ图5-23c 过定位例如分析定位原理定位原理 ZXYZXYZXYZXY图5-24 工件以平面定位平面定位的主要方式是支承定位。

常用的定位元件有支承钉、支承板、夹具支承件和夹详细的凸台及平面等图5-24给出了平面定位的几种情况ZXYZXY5.2.3 定位方法与定位元件定位方法与定位元件 工件以平面定位工件以平面定位l     工件以平面定位〔〔1〕固定支承：支承钉〔限〕固定支承：支承钉〔限1个自在度〕个自在度〕支承板〔限制支承板〔限制2个自在度〕个自在度〕〔〔2 2〕可调支承〕可调支承〔〔3〕自位支承〕自位支承 〔浮动支承〕〔浮动支承〕〔〔4〕辅助支承〕辅助支承〔不限制自在度〔不限制自在度〕〕图5-25 工件以圆孔定位工件以圆孔定位多属于定心定位〔定位基准为圆柱孔轴线〕常用定位元件是定位销和心轴定位销有圆柱销、圆锥销、菱形销等方式；心轴有刚性心轴〔又有过盈配合、间隙配合和小锥度心轴等〕、弹性心轴之分工件以圆孔定位所限制的自在度见图 5-25XYZXYZXYZXYZXYZXYZ5.2.3 定位方法与定位元件定位方法与定位元件 工件以工件以圆圆孔定位孔定位图5-26 工件以外圆柱面定位工件以外圆柱面定位两种方式：定心定位和支承定位工件以外圆柱面定心定位的情况与工件以圆孔定位的情况相仿〔用套筒和卡盘替代心轴或柱销〕。

工件以外圆柱面支承定位的元件常采用V型块，短V型块限制2个自在度，长V型块〔或两个短V型块组合〕限制4个自在度XYZXYZXYZXYZXYZ5.2.3 定位方法与定位元件定位方法与定位元件 工件以外工件以外圆圆柱面定位柱面定位除平面、圆孔、外圆柱面外，工件有时还能够以其它外表〔如圆锥面、渐开线齿面、曲面等〕定位图5-27为工件以锥孔定位的例子，锥度心轴限制了除绕工件本身轴线转动外的 5个自在度图5-27 工件以锥孔定位5.2.3 定位方法与定位元件定位方法与定位元件 工件以其他外表定位工件以其他外表定位ØØ在在多多个个外外表表同同时时参参与与定定位位情情况况下下，，各各定定位位外外表表所所起起作作用用有有主主次次之之分分通通常常称称定定位位点点数数最最多多的的外外表表为为主主要要定定位位面面或或支支承承面面，，称称定定位位点点数数次次多多的的外外表表为为第第二二定定位位基基准准面面或或导导向向面，称定位点数面，称定位点数为为 1 1 的外表的外表为为第三定位基准面或止第三定位基准面或止动动面5.2.3 定位方法与定位元件定位方法与定位元件 定位外表的定位外表的组组合合XZY图5-28 工件在两顶尖上定位ØØ在在分分析析多多个个外外表表定定位位情情况况下下各各外外表表限限制制的的自自在在度度时时，，分分清清主主次次定定位位面面很很重重要要。

如如图图5-285-28所所示示工工件件在在两两顶顶尖尖上上的的定定位位，，应应首首先先确确定定前前顶顶尖尖限限制制的的自自在在度度，，他他们们是是 然然后后再再分分析析后后顶顶尖尖限限制制的的自自在在度度此此时时，，应应与与前前顶顶尖尖一一同同综综合思索，可以确定其限制的自在度是合思索，可以确定其限制的自在度是 定位实例分析定位实例分析1 定位实例分析定位实例分析 2定位实例分析定位实例分析 3定位实例分析定位实例分析 4思索题思索题1 1、试述机床夹具的类型、特点和运用范围试述机床夹具的类型、特点和运用范围2 2、试阐明机床夹具的组成，各组成部分的作用？、试阐明机床夹具的组成，各组成部分的作用？3 3、什么是定位？定位和夹紧概念的区别？、什么是定位？定位和夹紧概念的区别？4 4、试述六点定位原理的根本内容试述六点定位原理的根本内容5 5、只需有六个定位支承点，工件的六个自在度就可以完全被限、只需有六个定位支承点，工件的六个自在度就可以完全被限制了，这种说法对吗？制了，这种说法对吗？6 6、什么是完全定位？什么是不完全定位？、什么是完全定位？什么是不完全定位？7 7、什么是过定位和欠定位？能否均不允许存在？举例阐明。

什么是过定位和欠定位？能否均不允许存在？举例阐明8 8、试阐明工件以平面定位基准时，其主要支承的类型和选用原、试阐明工件以平面定位基准时，其主要支承的类型和选用原 那么是什么？那么是什么？9 9、可调支承、辅助支承有什么区别？运用是应留意什么问题？、可调支承、辅助支承有什么区别？运用是应留意什么问题？1010、会分析保证工件加工精度所需求限制的自在度〔表、会分析保证工件加工精度所需求限制的自在度〔表5-15-1〕〕1111、掌握常用定位元件所能限制的自在度〔表、掌握常用定位元件所能限制的自在度〔表5-25-2〕〕5.2.4 定位误差分析定位误差分析► 基准的概念及其分基准的概念及其分类类 基准：用来确定消基准：用来确定消费对费对象上的几何要素之象上的几何要素之间间的几何的几何关系所根据的那些点、关系所根据的那些点、线线、面 •基面：基准不一定基面：基准不一定详细可可见〔如孔的中心〔如孔的中心线等等〕，在零件上通常是〕，在零件上通常是经过有关有关详细外表表外表表现出出来的，来的，这些外表称些外表称为基面 基准的分类：5.2.4 定位定位误误差差 定位定位误误差的概念差的概念ØØ 例例如如在在轴轴上上铣铣键键槽槽，，要要求求保保证证槽槽底底至至轴轴心心的的间间隔隔H H。

假假设设采采用用V V 型型块块定定位位，，键键槽槽铣铣刀刀按按规规定定尺尺寸寸H H调调整整好好位位置置〔 〔图图5-295-29〕 〕实实践践加加工工时时，，由由于于工工件件直直径径存存在在公公差差，，会会使使轴轴心心位位置置发发生生变变化化不不思思索索加加工工过过程程误误差差，，仅仅由由于于轴轴心心位位置置变变化化而而使使工工序序尺尺寸寸H H也也发发生生变变化化此此变变化化量量〔 〔即即加加工工误误差差〕 〕是是由由于于工工件件的的定定位位而而引引起起的的，，故故称称为为定定位位误误差图5-29 定位误差HOAO1O2ΔDWØØ定位定位误误差是由于工件在差是由于工件在夹夹具上〔或机床上〕定位不准确具上〔或机床上〕定位不准确而引起的加工而引起的加工误误差1〕由于工件定位外表或夹具定位元件制造不准确引起的定位误差，称为基准位置误差，如图5-29所例如子2〕由于工件的工序基准与定位基准不重合而引起的定位误差，称为基准不重合误差ØØ 图图5-305-30所所示示工工件件以以底底面面定定位位铣铣台台阶阶面面，，要要求求保保证证尺尺寸寸a a，，即即工工序序基基准准为为工工件件顶顶面面。

如如刀刀具具已已调调整整好好位位置置，，那那么么由由于于尺尺寸寸b b的的误误差差会会使使工工件件顶顶面面位位置置发发生生变变化化，，从从而而使使工工序序尺尺寸寸a a产产生生误误差bΔDWa图5-30 由于基准不重合引起的定位误差工序基准 定位基准5.2.4 定位定位误误差差 定位定位误误差的来源差的来源5.2.4 定位定位误误差差 定位定位误误差差计计算算在采用调整法加工时，工件的定位误差本质上就是工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量因此计算定位误差，首先要找出工序尺寸的工序基准，然后求其在工序尺寸方向上的最大变动量即可用几何方法计算定位误差通常要画出工件的定位简图，并在图中夸张地画出工件变动的极限位置；然后运用三角几何知识，求出工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量，即为定位误差1 1〕 〕 〕 〕 用几何方法用几何方法用几何方法用几何方法计计计计算定位算定位算定位算定位误误误误差差差差 当工件孔径为最大，定位销的直径为最小时，孔心在恣意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间隙量，即无论工序尺寸方向如何，只需工序尺寸方向垂直于孔心轴线，其定位误差均为： ΔDW = Dmax－ dmin 〔5-6〕式中 ΔDW ——定位误差 Dmax——工件定位孔最大直径 dmin——夹具定位销最小直径【解】5.2.4 定位定位误误差差 【例5-4】图5-31所示为孔与销间隙配合的情况，假设工件的工序基准为孔心，试确定其定位误差。

图5-31 孔与销间隙配合时的定位误差DmaxdminOΔDWO1O25.2.4 定位定位误误差差 ØØ某某些些情情况况，，工工件件孔孔与与夹夹具具定定位位销销坚坚持持固固定定边边接接触触〔〔图图5-325-32〕〕，，此此时时孔孔心心在在接接触触点点与与销销子子中中心心连连线线方方向向上上的的最最大大变变动动量量为为孔孔径径公公差差的的一一半半假假设设工工件件的的定定位位基基准准仍仍为为孔孔心心，，且且工工序序尺尺寸寸方方向向与与接接触触点点和和销销子子中中心心连连线线方方向向一一样样，，那那么么其其定位定位误误差差为为：：图5-32 孔与销间隙配合固定边接触时定位误差DmaxO1DminOΔDWO2 ΔDW = 〔〔Dmax－－ Dmin〕〕 = TD1212ØØ此此时时，，孔孔在在销销上上的的定定位位已已由由定定心心定定位位转转化化为为支支承承定定位位的的方方式式，，定定位位基基准准也也由由孔孔心心变变成成了了与与定定位位销销固固定定边边接接触触的的一一条条母母线线这这种种情情况况下下，，定定位位误误差差是是由由于于定定位位基基准准与与工工序序基基准准不不重重合合所所呵呵斥斥的的，，属属于于基基准准不不重重合合误误差，与定位差，与定位销销直径无关。

直径无关5.2.4 定位定位误误差差 2 2〕 〕 〕 〕用微分方法用微分方法用微分方法用微分方法计计计计算定位算定位算定位算定位误误误误差差差差【例5-5】工件在V型块上定位铣键槽，计算定位误差【解】要求保证的工序尺寸和工序要求：①槽底至工件外圆中心的间隔H〔或槽底至外圆下母线的间隔H1，或槽底至外圆上母线的间隔H2 〕；②键槽对工件外圆中心的对称度 OA =Sin(α/ 2)OB =Sin(α/ 2)d对上式求全微分，图5-33 外圆外表在V型块上的定位误差HBαOAØØ 对对于于第第1 1项项要要求求，，思思索索第第1 1种种情情况况〔 〔工工序序基基准准为为圆圆心心O O，，见见图图5-335-33〕 〕，写出，写出O O点至加工尺寸方向上点至加工尺寸方向上某某一一固固定定点点〔〔如如V V型型块块两两斜斜面面交交点点A A〕的〕的间间隔：隔：以微小增量替代微分，并将尺寸误差视为微小增量，且思索到尺寸误差可正可负，各项误差均取最大值，得到工序尺寸H的定位误差： 5.2.4 定位定位误误差差 定位式中 Td —— 工件外圆直径公差； Tα—— V型块两斜面夹角角度公差。

假设忽略V型块两斜面夹角的角度公差，可以得到用V型块对外圆外表定位，当工序基准为外圆中心时，在垂直方向〔图5-33中尺寸H方向〕上的定位误差为： ØØ对对于于第第2 2项项要要求求，，假假设设忽忽略略工工件件的的圆圆度度误误差差和和V V型型块块角角度度偏偏向向，，可可以以以以为为工工序序基基准准〔〔工工件件外外圆圆中中心心〕〕在在程程度度方方向向上上的的位位置置变变动动量量为为零零，，即即使使用用V V型型块块对对外外圆圆外外表表定定位位时时，，在在垂垂直直于于V V型型块对块对称面方向上定位称面方向上定位误误差差为为零5.2.4 定位定位误误差差 假设工件工序基准为外圆下母线或上母线时，用同样方法可求出其定位误差分别为：图5-34 外圆外表在V型块上的定位误差b〕a〕H2BdOH1BOAC例：同轴度误差分析例：同轴度误差分析 如下图，以外圆和平面定位加工内如下图，以外圆和平面定位加工内孔，试计算加工后与外圆的最大同轴度孔，试计算加工后与外圆的最大同轴度误差。

误差例：同轴度误差分析例：同轴度误差分析 计计算以外算以外圆圆和平面定位和平面定位加工内孔加工内孔时产时产生的与外生的与外圆圆的的同同轴轴度度误误差外圆圆φ80变变化化时时，，轴轴心心线变线变化化为为OO’=δ’尺寸尺寸30变化化时，，轴心心线变化化为O’O〞〞=δ〞〞合成后合成后: 练习题:什么是定位误差？定位误差产生的条件是什么？图示工件用α=90°的V形块和挡块定位铣削阶梯平面，要求保证尺寸 和 试计算该定位方案的定位误差〔假设两外圆同轴〕？如要求定位误差控制在工序公差的1/3以内，判别能否满足加工要求？ 练习题: 在图所示工件上加工键槽，工件内孔 ，外圆 ，要求保证尺寸 现有3种定位方案，分别如图b，c，d所示，其中心轴直径 试分别计算3种方案的定位误差，并选择最正确方案〔不思索工件内外圆同轴度误差〕〔a〕零件图 〔b〕V形块定位 〔c〕垂直心轴定位 d〕支承板定位►提高工件定位精度的措施提高工件定位精度的措施1 1〕消除或减少基准不重合误差〕消除或减少基准不重合误差 要正确选择定位基准，尽能够与工序基准重合。

要正确选择定位基准，尽能够与工序基准重合2 2〕消除或减少基准位移误差〕消除或减少基准位移误差 〔〔1 1〕选择精度高、位置误差小的外表为定位〕选择精度高、位置误差小的外表为定位基准，尤其是组合定位中的第一基准，位置误差基准，尤其是组合定位中的第一基准，位置误差要小；要小； 〔〔2 2〕选用基准位置误差小的定位元件，提高〕选用基准位置误差小的定位元件，提高定位元件间的位置精度；定位元件间的位置精度； 〔〔3 3〕提高工件定位外表与定位元件的配合精〕提高工件定位外表与定位元件的配合精度，减小或消除配合间隙来减小基准位移误差度，减小或消除配合间隙来减小基准位移误差5.3 工件的夹紧工件的夹紧5.3.15.3.1夹紧安装设计根本要求夹紧安装设计根本要求: :〔〔1 1〕保证加工精度，不破坏工件定位或产〕保证加工精度，不破坏工件定位或产生不允许的夹紧变形；生不允许的夹紧变形；〔〔2 2〕保证消费率、力求夹紧迅速；〕保证消费率、力求夹紧迅速；〔〔3 3〕构造简单紧凑，制造维修方便，尽量〕构造简单紧凑，制造维修方便，尽量采用规范件；采用规范件；〔〔4 4〕操作方便、省力、平安。

〕操作方便、省力、平安夹紧力的方向力的方向: : 〔〔1 1〕〕夹紧力的方向力的方向应使定位基准面与定位元件使定位基准面与定位元件严密接触，保密接触，保证定位准确、可靠；定位准确、可靠； 〔〔2 2〕〕夹紧力的方向力的方向应指向工件指向工件刚性最大的方向，性最大的方向，以减少工件以减少工件夹紧变形；形； 〔〔3 3〕〕夹紧力的方力的方应尽量与切削力、重力方向一尽量与切削力、重力方向一致，以减小所需的致，以减小所需的夹紧力夹紧力作用力点确实定夹紧力作用力点确实定〔〔1 1〕作用力点应针对或位于支承元件所构成的支承〕作用力点应针对或位于支承元件所构成的支承面内，防止夹紧破坏定位；面内，防止夹紧破坏定位；〔〔2 2〕作用力点应位于工件刚性最好的部位，以减少〕作用力点应位于工件刚性最好的部位，以减少夹紧变形；夹紧变形；〔〔3 3〕夹紧应接近加工外表，以减小切削力对夹紧点〕夹紧应接近加工外表，以减小切削力对夹紧点的力矩，添加可靠性，防止振动和变形的力矩，添加可靠性，防止振动和变形5.3.2 夹紧夹紧力的大小确力的大小确实实定定　　确定　　确定夹紧夹紧力的大小，通常把工件和力的大小，通常把工件和夹夹具看成具看成刚刚性系性系统统，把工件看成是在切削力、，把工件看成是在切削力、夹紧夹紧力、重力、力、重力、惯惯性力等作用下的平衡体，性力等作用下的平衡体，经过经过力平衡求出力平衡求出夹紧夹紧力，力，再乘以平安系数ｋ，作再乘以平安系数ｋ，作为实为实践践夹紧夹紧力。

通常粗加工力通常粗加工取ｋ＝２．５～３，取ｋ＝２．５～３， 精加工取ｋ＝１．５～２精加工取ｋ＝１．５～２5.3.35.3.3常用夹紧机构常用夹紧机构•斜楔夹紧机构斜楔夹紧机构•螺旋夹紧机构螺旋夹紧机构•圆偏心夹紧机构圆偏心夹紧机构•铰链夹紧机构铰链夹紧机构•定心、对中夹紧机构定心、对中夹紧机构•联动夹紧机构联动夹紧机构5.3.3 常用夹紧机构常用夹紧机构斜楔的楔角斜楔的楔角是斜楔是斜楔夹紧机构的主要参数，它机构的主要参数，它对斜楔的增力比、自斜楔的增力比、自锁性、性、夹紧行程及操作性行程及操作性能都起决能都起决议性的作用性的作用 自自锁条件是条件是压力角力角( (此此处是斜楔升角是斜楔升角) )小于摩擦角小于摩擦角  < <1+1+2 25.3.3 5.3.3 常用夹紧机构常用夹紧机构•螺旋夹紧机构：由螺钉、螺母、垫圈、压板等元件螺旋夹紧机构：由螺钉、螺母、垫圈、压板等元件组成的夹紧机构，增力比很大，自锁性很好组成的夹紧机构，增力比很大，自锁性很好 偏心夹紧机构自锁条件：偏心夹紧机构自锁条件：5.3.3 5.3.3 常用夹紧机构常用夹紧机构•偏心夹紧机构：偏心夹紧的本质还是斜楔的作用。

偏心夹紧机构：偏心夹紧的本质还是斜楔的作用 5.3.3 5.3.3 常用夹紧机构常用夹紧机构•联动夹紧机构联动夹紧机构夹紧的的动力：人工手力：人工手动、气、气动、液、液压、、电动等5.3.3 5.3.3 常用夹紧机构常用夹紧机构•铰链夹紧机构铰链夹紧机构•定心、对中夹紧机构定心、对中夹紧机构• 设计设计特点和要求特点和要求• 〔 〔1〕 〕因因夹夹具要回具要回转转，要求构造，要求构造紧紧凑，尺寸小，分量凑，尺寸小，分量轻轻，重心尽能，重心尽能够够接近回接近回转轴线转轴线，减小，减小惯惯性力 • 〔 〔2〕 〕应应有平衡措施，消除回有平衡措施，消除回转转不平衡引起的振不平衡引起的振动动景景象，普通象，普通设计设计平衡平衡块块的位置可的位置可调调，便于，便于调调整• 〔 〔3〕 〕为为了操作平安，了操作平安，夹夹具尽能具尽能够够防止尖角或突出部防止尖角或突出部位，必要位，必要时时回回转转部分外面部分外面应应加防加防护护罩• 〔 〔4〕 〕夹夹具与机床主具与机床主轴轴定位面定位面间间必需有良好的配合和必需有良好的配合和可靠的可靠的联联接5.4 5.4 各类机床夹具设计特点各类机床夹具设计特点 5.4.1 车床及磨圆夹具 车床和磨圆夹具通常安装在机床的主轴上，与主轴一同回转。

• 构造方式：心构造方式：心轴轴式、式、圆盘圆盘式、角式、角铁铁式等式等5.4.2 5.4.2 铣床夹具铣床夹具铣床床夹具具设计时特特别留意：留意：铣削加工切削力削加工切削力较大，又是断大，又是断续切削，加工中易引起切削，加工中易引起振振动，因此，因此夹紧机构要有足机构要有足够的的夹紧力和力和较好的自好的自锁性，且受力元件要有足性，且受力元件要有足够的的强度和度和刚性铣削加工普通是定距加工，削加工普通是定距加工，为了便于了便于调整刀具，通常整刀具，通常要要设置置对刀安装对刀刀块和刀具之和刀具之间要放要放对刀塞尺，刀塞尺，以防止刀具与以防止刀具与对刀刀块直接接触，而碰直接接触，而碰伤刀刃刀刃获对刀刀块铣床床夹具在机床上要定位，要使具在机床上要定位，要使夹具上定位元件任具上定位元件任务面与面与铣削运削运动方向有一准确位置常采用方向有一准确位置常采用导向向键与与机床任机床任务台台T T形槽相配合来形槽相配合来实现• 钻钻套套• 分度机构分度机构5.4.3 钻床夹具钻床夹具•钻夹具的特点钻夹具的特点• 〔〔1 1〕夹具放在任务台上，钻孔时钻头回转和进〕夹具放在任务台上，钻孔时钻头回转和进给，夹具和工件不动。

给，夹具和工件不动• 〔〔2 2〕由于钻削力矩小，钻小孔时夹具常不固定〕由于钻削力矩小，钻小孔时夹具常不固定• 〔〔3 3〕钻床夹具用钻套引导钻头，防止钻头偏斜，〕钻床夹具用钻套引导钻头，防止钻头偏斜，用钻模板固定钻套，保证钻孔正确位置用钻模板固定钻套，保证钻孔正确位置5.4.4 镗床夹具镗床夹具•镗套的布置镗套的布置•〔〔1〕单支承前引导〕单支承前引导•〔〔2〕单支承后引导〕单支承后引导•〔〔3〕前后双支承引〕前后双支承引导导•〔〔4〕双支承后引导〕双支承后引导5.5 机床夹具设计5.5.1 公用夹具设计的根本要求1〕保证工件的加工要求正确定位、刀具导向、夹紧方案2〕提高加工效率、降低本钱构造简单、装夹快速3〕尽量选用规范化零部件4) 操作方便、便于排屑、任务平安5〕良好的构造工艺性5.5.2 公用夹具设计的步骤公用夹具设计的步骤1〕 〕明确明确义务义务，搜集和研，搜集和研讨讨有关有关资资料，了解消料，了解消费费条件；条件；2〕 〕拟拟定定夹夹具的构造方案，具的构造方案，绘绘制制夹夹具构造草具构造草图图；；〔 〔1〕 〕确定工件的定位方案，确定工件的定位方案，选择选择定位元件，定位元件，计计算定位算定位误误差；差；〔 〔2〕 〕确定确定对对刀或刀或导导向方式，向方式，选择对选择对刀刀块块或或导导向元件；向元件；〔 〔3〕 〕确定工件确定工件夹紧夹紧方案和方案和夹紧夹紧安装，必要安装，必要时计时计算算夹紧夹紧力；力；〔 〔4〕 〕确定确定夹夹具其它具其它组组成部分的构造，如分度安装，成部分的构造，如分度安装，夹夹具与机床的具与机床的衔衔接方式等；接方式等；〔 〔5〕 〕确定确定夹详细夹详细的方式和的方式和夹夹具的具的总总体构造。

体构造3〕 〕绘绘制制夹夹具装配具装配图图，，标标注有关尺寸、配合及技注有关尺寸、配合及技术术要求；要求；4〕 〕绘绘制零件制零件图图；；5〕 〕编编写写夹夹具具设计阐设计阐明明书书5.5.3 5.5.3 夹具公差与技术要求夹具公差与技术要求1〕 〕应标应标注的尺寸和技注的尺寸和技术术要求要求与普通机械装配与普通机械装配图图一一样样，要求，要求标标注注夹夹具具轮轮廓尺寸、配廓尺寸、配合尺寸、与机床合尺寸、与机床联联接尺寸及配合要求、接尺寸及配合要求、动动作极限作极限等定位元件之定位元件之间间、定位元件与引、定位元件与引导导元件元件间间位置精度要求位置精度要求装配、装配、检验检验及及调调整方法及特殊技整方法及特殊技术术要求等夹夹具操作、平衡及平安具操作、平衡及平安阐阐明2〕夹具公差〕夹具公差 确定夹具公差的原那么是保证零件的加工精度在不添加制造难度的情况下，夹具公差应尽量减少，提高可靠性，补偿运用中的磨损量 由于夹具消费为单件消费，高精度要求的夹具可采用调整法、修配法或组合法加工 通常夹具公差取相应零件公差的1/3～1/5，角度公差取1/2～1/5。

有配合要求的按普通配合原那么决议思索题思索题1 1、双孔定位中，定位元件为什么采用一个短圆柱销和一个、双孔定位中，定位元件为什么采用一个短圆柱销和一个削边销？削边应该从哪个方向削？削多少？削边销？削边应该从哪个方向削？削多少？2 2、工件以外圆柱做定位基准，为何常用、工件以外圆柱做定位基准，为何常用V V型块定位？为什么型块定位？为什么夹角为夹角为90 90 运用最多？运用最多？3 3、何谓定位误差？试述定位误差产生的缘由、条件及计算、何谓定位误差？试述定位误差产生的缘由、条件及计算方法4 4、夹紧安装应满足哪些根本要求？如何确定夹紧力的方向、、夹紧安装应满足哪些根本要求？如何确定夹紧力的方向、作用点、大小三要素？作用点、大小三要素？5 5、车床、钻床、铣床夹具设计各有什么特点？、车床、钻床、铣床夹具设计各有什么特点？6 6、公用夹具设计的根本要求、步骤公用夹具设计的根本要求、步骤°5.6 数控机床夹具5.6.1 数控机床夹具的设计要求精度要求：精度和刚度高于普通夹具，顺应延续多型面自动加工的要求定位要求：普通采用完全定位方式空间要求：满足各刀具均能接近一切待加工外表，夹具要开敞，不得影响加工中的走刀。

快速重调要求：在改换加工工件中能具有快速重调或改换定位元件的功能5.6.2 数控机床常用夹具u数控车床夹具：加工盘套类零件的自动定心三爪卡盘；加工轴类零件的拔盘与顶尖；自定心中心架与自动转塔刀架等u数控钻铣床和加工中心夹具：u通用类：u组合家具类：u公用类：。