铣槽夹具毕业设计

铣槽夹具毕业设计（通用7篇）

篇1：铣槽夹具毕业设计

目

录

前言 ··································1 设计任务书 ·······························2

一、设计思想和方案对比 ·························3 1.1设计思想 ····························3 1.2定位夹紧方案对比选择 ······················3 1.3对刀装置选择 ··························5 1.4夹具体选择 ···························5

二、定位分析与定位误差计算 ·······················5 2.1定位分析 ····························5 2.2定位误差计算 ··························5

三、对刀及导引装置设计 ·························6

四、夹紧机构设计与夹紧力计算 ······················6 4.1夹紧机构设计 ··························6 4.2夹紧力计算 ···························6

五、夹具操作说明 ····························7 心得体会 ································8 参考文献 ································9 装配图级零件图 ························（见附图）

机械设计（减速箱轴键槽铣床夹具设计）

前 言

通过机床工艺及夹具设计，汇总所学专业知识如一体(如《公差于配合》、《机械制造装备设计》、《机械制造技术基础》等)。让我们对所学的专业课得以巩固、复习及实用，在理论与实践上有机结合，使我们对各科的作用更加深刻的熟悉与理解，并为以后的实际工作奠定坚实的基础！

设计的目的：

机械制造技术基础课程设计,是在学完机械制造技术基础及夹具设计原理课程，取得感性知识后进行的一项教学环节；在老师的指导下，要求在设计中能初步学会综合运用以前所学过的全部课程，并且独立完成的一项工程基本训练。同时，也为以后搞好毕业设计打下良好基础。通过课程设计达到以下目的：

1、能熟练的运用机械制造技术基础的基本理论和夹具设计原理的知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及合理制订工艺规程等问题，培养学生分析问题和解决问题的能力。

2、通过对零件某道工序的夹具设计，学会工艺装备设计的一般方法。通过学生亲手设计夹具（或量具）的训练，提高结构设计的能力。

3、课程设计过程也是理论联系实际的过程，并学会使用手册、查询相关资料等，增强学生解决工程实际问题的独立工作能力。

4、培养学生独立思考和独立工作的能力，为毕业后走向社会从事相关技术工作打下良好的基础。

机械设计（减速箱轴键槽铣床夹具设计）

《机械制造综合课程设计》

设计任务书

设计题目：电器操纵盒键槽铣床夹具 设计要求：设计槽宽20mm键槽的铣床夹具 生产类型：中批量生产 毛坯类型：铸造件

说明：

进行本工序前，定位基准面B已加工达到要求。

工序加工要求：

1、键槽宽分别为20mm，深度分别为29mm；

2、键槽两侧面与底面B的垂直度误差为0.1/100，粗糙度为1.6。

一、设计思想

1.1设计思想

设计前先要明确工件的年生产纲领，它是夹具总体方案确定的依据之一，它决定了夹具的复杂程度和自动化程度。如大批量生产时，尽量采用快速、高效的定位、夹

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紧机构和动力装置，提高自动化程度，符合生产节拍要求。在中、小批量生产时，夹具应有一定的可调性，以适应多种工件的加工。

设计中要考虑机床夹具应满足的基本要求，包括以下几个方面：

1﹚保证加工精度。这是必须做到的最基本要求。其关键是正确的定位、夹紧和导向方案，夹具制造的技术要求，定位误差的分析和验算。

2﹚夹具的总体方案应与年生产纲领相适应。

3﹚安全、方便、减轻劳动强度。机床夹具要有工作安全性考虑，必要时加保护装置。要符合工人的操作位置和习惯，要有合适的工件装卸位置和空间，使工人操作方便。大批量生产和工件笨重时，更需要减轻工人劳动强度。

4﹚排屑顺畅。机床夹具中积累切屑会影响到工件的定位精度，切屑的热量使工件和夹具产生热变形，影响加工精度。

5﹚机床夹具应有良好的强度、刚度和结构工艺性。机床夹具设计时，要方便制造、检测、调整和装备，有利于提高夹具的制造精度。

根据所给的零件图，设计铣直径为20mm的一个键槽的夹具。依次选择确定定位、夹紧、导向、夹具体的方案。1.2定位、夹紧方案的比较选择

工件在夹具中的定位是通过工件上的定位基准表面与夹具的定位元件的工作表面接触或配合来实现的，因此设计中选用的定位方法与定位元件的具体结构应与工件的定位基准表面相适宜。

夹紧方案的确定

夹紧力方向原则：

1）夹紧力的作用方向不应破坏工件的既定位置； 2）夹紧力的作用方向应使所需夹紧力尽可能小； 3）夹紧力的作用方向应使工件的夹紧变形最小。夹紧作用点原则：

1）夹紧里的作用点应正对夹具定位支撑元件或位于支撑元件所形成的稳定受力区域内，以免工件产生位移和偏转；

2）夹紧力的作用点应正对工件刚性较好的部位上，以使夹紧变形尽可能少，有时可采用增大工件受力面积或合理分布夹紧点位置等措施来实现；

3）夹紧力的作用点应尽可能靠近工件的加工表面，以保证夹紧力的稳定性和可靠性，减少工件的夹紧力，防止加工过程中可能产生振动。

根据以上要求，考虑加工零件的特点及定位方式，确定定位及夹紧方式。

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工件是电器操纵盒，根据六点定位原理，要对凸台面和凸台上面的孔定位，最后限制工件绕凸台中心旋转。对外凸台面上的孔定位时，常用的定位元件有定位套，圆柱销等。我选择用短圆柱销定位，以B面为第一基准面，用挡销进行定位，用压板夹紧，螺旋夹紧工件，以及限制工件绕凸台中心旋转。我有两种方案：

方案：以凸台面上的孔为定位基准面，用短圆柱销定位，以工件尾部侧面为定位基准面，用挡销定位。

图 1.1

1.3 短圆柱销尺寸的确定

取定位孔Φ35H7直径的最小值为圆柱销的基本尺寸，销与孔按H7/g6配合，则圆柱销的直径和公差为Φ35 1.4 挡销尺寸的确定

尺寸为Φ15 两销与夹具体连接选用过渡配合ΦH6/f5。1.5 夹紧方案的确定

根据工件的定位方案，考虑夹紧力的作用点及方向，采用如图1.1所示的方式比较好。因它的夹紧点在大孔端面，接近被加工面，增加了工件的刚度，切削过程中不易产生震动，工件的夹紧变形也小，夹紧可靠。但对夹紧机构的高度要加以限制，以防和铣刀杆相碰。由于工件较小，批量又不大，为使夹具结构简单，采用了手动的螺旋压板夹紧机构。1.6对刀装置的选择

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因为此工序为铣键槽，故选用直角对刀块。对刀装置是由对刀块和塞尺构成。塞尺用于检查刀具与对刀块之间的间隙，避免刀具与对刀块直接接触。对刀块采用销钉定位，螺钉紧固的方式与夹具体连接。具体结构参见图1.1。1.7 夹具在机床上的安装方式

夹具可通过定向键与机床工作台T形槽的配合实现在铣床上的定位，用通过T形槽螺栓将夹具固定在工作台上，如图1.1所示。1.8 夹具体及总体设计

夹具体的设计应通盘考虑，使各组成部分通过夹具体有机地联系起来，形成一个完整的夹具。从夹具的总体设计考虑，由于铣削加工的特点，在加工中易产生振动，故要求夹具体及其上个组成部分的所有元件的刚度、强度要足够。夹具体及夹具总体结构参见图1.1。

二、夹具总图设计

1）夹具总图上应标注的尺寸及公差配合（1）夹具的外轮廓尺寸280mm*170mm*100mm。

（2）两定位销的尺寸为：Φ15与（3）挡销到中心线距离分别为

和。

和

（4）对刀块工作表面与定位元件表面间的尺寸（5）其它配合尺寸。圆柱销及挡销与夹具体装卸孔的配合尺寸Φ20H7/n6和Φ10H7/n6。

（6）夹具定位键与夹具体的配合尺寸18H7/h6。

2）夹具总图上应标注的技术要求

（1）圆柱销、挡销的轴心线相对定位面B的垂直度公差为0.05mm。

（2）定位面B相对夹具底面的平行度公差为0.02mm。

（3）对刀快与对刀工作面相对定位键侧面的平行度公差为0.05mm。

三、定位分析与定位误差计算

2.1 定位分析：根据工序图上的要求。要保证距槽两侧面与底面B的垂直度为0.1/100。键槽深度尺寸为29+0.2；平键槽长度51mm，键槽宽度20+0.52。前两项是靠工件在夹具中定位来保证的；后三项分别是靠小拖板运动实现和键槽铣刀(定尺寸刀具)来保证的。

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2.2 定位误差的计算：机械加工中，产生加工误差的原因很多。在这些因素中，有一项因素与机床夹具有关。使用夹具时，加工表面的位置误差与夹具在机床上的对定及工件在夹具中的定位密切相关。为了满足工序的加工要求，必须使工序中各项加工误差之总和等于或小于该工序所规定的工序公差。

jg

式中j为与机床夹具有关的加工误差；为与工序中除夹具外其他因素有关的误差；g为工序公差。由式可知，使用夹具加工工件时，应尽量减小与夹具有关的加工误差，在保证工序加工要求情况下，留给加工过程中其他误差因素的比例大一些，以便较易控制加工误差。

与机床夹具有关的加工误差j，一般可用下式表示：

jWZDADWJJJM

由上式可知，正确地计算出工件在夹具中的定位误差和减小其他各项误差，是设计必须认真考虑的重要问题。

定位误差是指工序基准在加工方向上的最大位置变动量所引起的加工误差。设计的夹具要从分考虑此定位方案的定位误差的大小是否在允许的范围内。一般定位误差应控制在工件允许误差的1/5~1/3之内。

由定位基准外圆查表可知：尺寸为别为0.016mm和0.04。

11，其中2sin2 和，则公差分 定位误差为H90，则H10.006mm。H20.004mm，满足条件。

三、对刀及导引装置设计

对刀装置是由对刀块和塞尺构成。直角对刀块用于加工键槽，塞尺用于检查刀具与对刀块之间的间隙，避免刀具与对刀块直接接触。由于对刀块与塞尺都已经标准化，则选用直角对刀块和对刀平塞尺。

四、夹紧机构设计与夹紧力计算

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4.1夹紧机构的设计

对此工件的铣削加工，我所采用的是螺旋与压板组合实现夹紧工作的夹紧机构，而且我拟定采用的是手动夹紧，此夹紧机构结构简单，夹紧可靠，通用性大。夹紧方案的初步确定如右图所示（局部图）： 4.2夹紧力的计算

初步选定压紧螺母的尺寸为M20，选择铣刀尺寸为直径d=10mm的铣刀，齿数z2。

计算切屑力：根据刀具用高速钢，工件材料为可锻铸铁，则切削力为

FCap0.66fz0.72D0.66BzK

其中C为在用高速钢铣刀铣削时，考虑工件材料及铣刀类型的系数，其值取294；ap为铣削深度，按18mm的键槽来算，取7mm；由d=10mm的铣刀，查得，铣削速度Vc22m/min，每分钟进给量f19mm，由铣刀转速n100022389r/min，ffzZn，得到fz0.024mm；D=10mm；B为18切削宽度，取10；K为用高速钢铣削时，考虑工件材料机械性能不同的修正系数，取0.9。计算得切削力F=1050N。

对于V形块定位压板夹紧方案，为防止工件移动而需要的夹紧力为：

KFsinWK22

1sin2其中，K为安全系数，取2.4。1和2分别为工件与压板间的轴向摩擦因数和工件与V形块的轴向摩擦因数，取为0.4。则计算得需要的夹紧力根据公式：W1289N

QLtg(1)d0/2rtg2可知直径为10mm的螺杆和m10的螺母夹紧力为3925N，因为WWK,故能满足夹紧力的要求。

由于工作状态原因，切削力与夹紧力在空间上是相互垂直的。螺母提供的夹紧力足以夹紧，故无须验算。

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五、夹具操作说明

在加工前，需要先将夹具安装在铣床上的正确位置，夹具在铣床上的安装是通过夹具体上安装基面与铣床上相应表面的接触和配合实现的。铣床夹具通过定位键与铣床工作台T形槽的配合来确定夹具在机床上的方位。为方便夹具在工作台上固定，夹具体上设计有耳座，两端各设置两个耳座。

压板通过铰连接固定在夹具体上，可以通过铰连接以连接点为中心做圆周运动。螺杆固定在压板活动的另一端的夹具体上，压板上开有孔，可以使之穿过螺杆，并可以以螺母夹紧固定。动作过程如下：工作时，将压板打开，把工件放在短圆柱销上，工件的一端顶在挡销上，确定好工件的准确位置，然后将压板压下，先装入压块，再用压紧螺母进行夹紧。这时铣刀在进行对刀后，就可以对工件进行加工，铣键槽，换刀，完成铣床铣两个键槽的工序。

本夹具操作简单，省时省力，装卸工件时只需靠压板紧定螺栓的松紧即可轻松实现。

心 得 体 会

通过这次课程设计，使我对机械装备课程有了更进一步的了解。装备在现在工业中有着重要的作用。当然，我们现在对机械设计只不过时一个初步的了解，这门课程还有更多的知识等着我们去学习，在这一次课程设计里，我学会了一些机械设计的最基本的理论，同时也对机械装备产生了浓厚的兴趣。

机械设计贯穿设计、制造、使用、维护的整个过程，设计时的疏忽总会在这些方面反映出来，方案成功与否很容易判断。

通过这次设计，我能够熟练运用CAD、CAXA、等软件，在这次课程设计过程中，我发现自己还有很多不足之处，在设计和计算过程中也出现了各种各样的错误，在同学和老师的帮助下也都尽量改正了，虽然还存在或多或少的问题，这也是我今后努力的方向，我会继续努力学习，来丰富自己的知识。

虽然过程中我们遇到了遇到困难，但是在老师的指点下，同学们都的十分的努力。我们把我们所学的知识运用到现实中来了，这对同学们加深对课本知识的理解很有好处。同时学会了对于不同的待加工原件，设计不同的夹具，对于夹具的各种标准件学

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会了如何查标准件手册、如何使用它们。这些都是在老师的帮助下，我们才能完成的。在此衷心感谢老师们的帮助！

参 考 文 献

［1］张世昌，李旦，高航等．机械制造技术基础［M］．北京：高等教育出版社，2007.5 ［2］余承辉，姜晶等．机械制造工艺与夹具[M]．上海：上海科学技术出版社。2010.7 ［3］关慧贞，冯辛安等．机械制造装备设计（第3版）[M]．北京：机械工业出版社，2009.11 ［4］陈立德．机械制造技术基础课程设计[M]．北京：高等教育出版社，2009.5

篇2：铣槽联动夹具的设计

连杆、螺塞等零件是拖拉机、联合收割机等农用机械的常用零件。而铣连杆槽、螺塞一字槽的传统加工是用平口钳在铣床上单件装夹铣槽, 生产效率低, 精度不高。平口钳是铣、钳、数控、加工中心装夹工件的主要附件, 其构造简单, 夹紧牢固, 使用方便。加工一般零件的平面、台阶、斜面、沟槽、钻孔等, 都可以用平口钳装夹加工, 但若一次加工多个有位置尺寸要求的工件, 平口钳则显得“力不从心”。为此, 设计了高效联动的夹具。下面就铣螺塞一字槽, 对该夹具做个简单介绍。

图1是铣螺塞一字槽的直线进给式联动夹具结构示意图, 其三维效果如图2。工件以孔在定位销上定位, 拧紧螺母, 通过活节螺栓带动浮动杠杆, 使两副压板均匀地同时夹紧两个工件。该夹具可同时加工8个工件, 将夹具体底面上的两个定位键与铣床工作台上的T形槽相配合, 确定夹具在机床上的正确位置。两定位键间的距离越大, 定向精度越高。除定位之外, 定位键还能承受部分切削转矩, 减轻夹具固定螺栓的负荷, 增加夹具的稳定性。夹具体上的两个耳座方便了夹具在铣床工作台上的固定。如果零件的精度要求较高, 可在夹具体一端设置对刀块, 来确定刀具与夹具的相对位置。

篇3：试论机床夹具设计

【关 键 词】机床 夹具 经济 设计

【中图分类号】TG751【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）02-0182-02

在机械加工的过程中，为了能够保证工件的加工精度，使之相对于机床、刀具占有确定的位置，并能迅速可靠地夹紧工件，以接受加工或检测的工艺装备称为机床夹具，简称夹具。夹具设计中主要要基于夹具的特点，从夹具体、定位元件、夹紧装置、联接元件、对刀或导向元件、其他装置或元件以及标准化了的其他联接元件中设计。

1、机床夹具设计的必要

机床夹具是在机床上用以定位装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有一个正确的位置，保证加工精度、提高劳动生产率、扩大机床的使用范围和保证生产安全，因此，机床夹具在机械制造中占有很重要的地位。随着现代机械加工的日趋完善和各种高精加工机床的出现，这要求与之配套的机床附件更加精确和可靠，而机床夹具的性能直接影响加工工件的安装、定位及制造精度。因此，良好的机床夹具设计是保证高精度机床加工的前提条件。

2、机床夹具设计

2.1 高精、高效

为了提高机床的加工精度，机床夹具应具有较高的定位安装精度和转位、定位精度。工件在夹具的定位实际上包括工件在夹具上的定位和夹具在机床上的定位两个方面。设计中常用的定位方法与定位元件如下。

2.1.1工件以平面定位

平面定位的主要形式是支承定位。夹具上常用的支承元件有以下几种：

1）固定支承。固定支承有支承钉和支承板两种形式。

2）可调支承。支承点位置可以调整的支承称为可调支承。当工件定位表面不规整以及工件批于批之间毛坯尺寸变化较大时，设计中使用可调支承。有时，可调支承也可用作成组夹具的调整元件。

3）自位支承。自位支承在定位过程中，支承本身可以随工件定位准面的变化而自动调整并与之相适应。自位支承一般只起一个自由度的定位作用，即一点定位，毛坯表面、断续表面、阶梯表面的定位以及有角度误差的平面定位，设计中多采用自位支承。

4）辅助支承。辅助支承是在工件定位后才参与支承的元件，它不起定位作用，设计中可选择相对廉价的材料。

夹具设计中，选择不同支承定位，要根据不同的设计课题入手， 从怎样限制零件的自由度；怎样夹紧；设计的夹具怎样排削；怎样使夹具使用合理，便于装卸等几方面综合考虑。

在加工回转体类工件时，要考虑夹具的可靠及通用性，使用可调支承加工不同尺寸的相似工件，这样可以使夹具最大范围地发挥其使用和通用性。而在选择定位支承时，可以根据不同工件定位面来选取。

2.1.2 工件以圆柱孔定位

工件以圆柱孔定位大都属于定心定位（定位基准为孔的轴线）， 夹具上相应的定位元件是心轴和定位销。

2.1.3 工件以心轴定位

心轴的结构形式很多，工件安装时轻轻敲入或压入，通过孔和心轴接触表面的弹性变形来夹紧工件。设计中使用小锥度心轴定位可获得较高的定位精度。除了刚性心轴以外，在生产中为安装夹紧方便可采用弹性心轴，液塑心轴，自动定心心轴等。这些心轴在工件定位的同时将工件夹紧，使用起来很方便。

2.1.4 工件以定位销定位

定位销与夹具体的连接可采用过盈配合，也可采用间隙配合。 设计中当要求孔销配合只在一个方向上限制工件自由度时，可使用菱形销，工件也可用原柱销定位。

2.1.5 工件以外圆表面定位

工件以外圆表面定位有两种形式，一种是定心定位，一种是支承定位。工件以外圆表面定位的情况与工件与圆柱孔定位的情况相仿， 只是用套筒或卡盘代替心轴或柱销，以锥套代替了锥销。

工件以外圆表面支承定位设计中优先选择V形块。因为V形块对中性好，是可用于非完整外圆表面的定位。V形块两斜面之间的夹角一般取60°，90°和120°，设计中以90°为主，90°夹角V形块结构已标准化。

2.1.6 工件以其他表面定位

工件除了以平面、圆孔和外圆表面定位外，设计中也可以锥孔定位，以渐开线齿面定位。

2.1.7 快速装夹工件，提高机床的生产效率

设计中要以各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动、液压夹紧和多件装夹的夹具等为主，并要根据装夹要求选择不同的夹具附件，如对切削时间较长的工件夹紧，选择液压夹具时应在夹紧系统中附加储能器，以防止泄液；若对自锁性要求较严格时，则多选择快速螺旋夹紧机构，并利用高速风动扳手辅助安装。

夹紧装置是夹具的重要组成部分。在设计夹紧装置时，应满足以下基本要求：

1）在夹紧过程中应能保持工件定位时所获得的正确位置。夹紧应可靠和适当。夹紧机构一般要有自锁作用，保证在加工过程中不会产生松动或振动。夹紧工件时，不允许工件产生变形和表面损伤。

2）夹紧装置应操作方便、省力、安全。

3）夹紧装置的复杂程度和自动化程度应与工件的生产批量和生产方式相适应。结构设计应力求简单、紧凑，并尽可能采用标准化元件。

2.1.8 夹具应有良好的机动性和安全可靠性

夹具设计不但要保证加工精度、提高劳动生产率、扩大机床的使用范围，而且应有良好的机动性和安全可靠性，保证生产安全。

2.2 模块、组合

夹具元件模块化是实现组合化的基础。利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件，快速组装成各种夹具，已成为夹具技术开发的基点。省工、省时，节材、节能，体现在各种先进夹具系统的创新之中。模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础，应用CAD/CAM、CAXA、Pro＼E等技术，可建立元件库、典型夹具库、标准和用户使用档案库，进行夹具优化设计，为用户三维实体组装夹具。模拟仿真刀具的切削过程，既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案，又能积累使用经验，了解市场需求，不断地改进和完善夹具系统。模块化夹具与组合夹具之间有许多共同点。它们都具有方形、矩形和圆形基础件。在基础件表面有坐标孔系。两种夹具的不同点是组合夹具的万能性好，标准化程度高；而模块化夹具则为非标准的，一般是为本企业产品工件的加工需要而设计的。

2.3 通用、经济

夹具设计要大力提倡标准化、系列化的通用性设计，这样，才能提高设计质量，缩短设计周期，降低设计成本，提高其设计制造水平和质量，从而使夹具行业的整体劳动生产率得到提高。

3、结论

夹具设计中采用高精、高效、模块、组合、通用经济方向发展的思路，在组合夹具行业加强产、学、研协作的力度，加快用高新技术改造和提升夹具技术水平的步伐，充分利用现代信息和网络媒体，引进技术，争取合资与合作，与时俱进地创新和发展夹具技术，这是改造和发展我国组合夹具行业较为行之有效的途径。

参考文献

[1] 胡建新.机床夹具[M].中国劳动社会保障出版社，2001

[2] 冯道.机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册[M].安徽文化音像出版社，2003

篇4：机床夹具设计

工件在夹具中的定位就是要确定工件与夹具定位元件的相对位置, 并通过导向元件或对刀装置来保证工件与刀具之间的相对位置, 从而满足加工精度的要求, 工件在夹具中的定位一定要通过定位元件, 并以六点定位原理分析所限制工件的自由度。本夹具采用了大平面、挡销、心轴定位, 其中大平面限制了三个自由度分别是X、Y、Z方向的移动;挡销限制了一个旋转自由度;心轴限制了两个自由度。

工件在切削过程中会受到切削力、惯性力等作用, 因此必须夹紧以保证定位, 典型的夹紧装置是由夹紧元件、中间传力机构和动力源装置所组成。夹紧元件是执行夹紧的最终元件, 是直接与零件接触来完成夹紧的。中间传力机构是传递动力源装置的力到夹紧元件来完成夹紧, 它可以改变夹紧力的大小、方向和使夹具有自锁性能。动力装置是产生夹紧力的动力源, 所产生的力称为原始力。

夹紧装置在夹紧过程中有一定的要求:夹紧装置应保证工件定位, 而不能破坏工件的定位。夹紧力的大小应能保证工件在加工时的位置不变, 同时又不能使工件产生变形, 方向应和切削力方向相应, 使其减小。夹紧装置的动作应迅速、方便、安全, 结构应简单、合理、制造方便。

夹具的性能及优点: (1) 刚性好; (2) 应用范围广; (3) 精度保证较高。

夹具体的设计是整个夹具的基础零件, 定位元件、夹紧装置、连接元件、导向元件或对刀装置等都要求装在它上面, 因此夹具体是一个复杂而又重要的零件, 而且必须满足一定的要求:夹具体要有足够的刚度, 承受夹紧力及加工时的切削力, 一般夹具体为铸件, 但也可是焊接件。夹具体一般应考虑搬运的吊装问题, 以方便夹具的安装。对于小规模当然可以不考虑吊装, 但也应该考虑搬运的问题。夹具体上应考虑排屑和清理切屑方便, 结构尺寸应考虑夹具体的稳定性, 夹具底面可以做的稍大些。由于夹具体一般都比较复杂, 故要考虑结构工艺性, 对加工和安装都应该合理、方便。

根据国家标准的规定, 由《互换性与技术测量》表可知:取中等级, 即尺寸偏差为由《机床夹具设计手册》可得:①定位误差 (两个垂直平面定位) ;②夹紧误差:其中接触变形位移值;③磨损造成的加工误差;④ 夹具相对刀具位置误差:取误差总和。

夹具精度计算是一个非常重要的环节, 它是检验夹具是否合乎零件加工要求。这些联系环节中的任何误差, 都将以加工误差的形式直接影响工件的加工精度, 这些误差主要有:因工件在夹具中定位不准确, 使工件的原始基准偏离规定位置而产生工件定位误差Δdw。因夹具在机床上安装不准确, 使夹具的安装面偏离规定位置而产生夹具安装误差Δa。因刀具相对夹具位置不准确, 或刀具与导向、对刀元件之间的配合间隙引起的导向或对刀误差Δt。因机床精度、刀具制造精度和磨损, 加工调整、加工变形等因素引起的与加工方法有关的加工方法误差Δg。

为了使夹具能加工出合格的工件, 上述各项误差的总和应不超过工序尺寸 (或位置要求) 的公差Δk, 即Δdw+Δa+Δt+Δg<Δk 称为误差计算不等式, 其中各项误差都是在工序尺寸方向上的分量, 如果工序尺寸 (包括位置精度要求) 不止一个, 则只有在每个工序尺寸的误差计算不等式都能满足要求时, 所设计的夹具才能保证加工要求。对夹具而言:

1) 工件在夹具中的定位误差在前面已经分析, 即Δdw=0.07 mm。

2) 夹具的安装误差Δa, 是夹具在机床上安装时, 因夹具的安装面偏离了规定的位置, 从而使原始基准发生移动而在工序尺寸产生的偏差, 采用定位键进行定位, 则安装误差Δa=0.005 mm。

3) 刀具位置误差Δt的确定, 刀具位置误差是刀具相对于夹具位置不准确引起的误差, 或刀具与导向、对刀元件间的配合间隙引起的导向或对刀误差, 这项误差又称刀具调整误差, 则Δt=0.07 mm。

4) 加工方法误差Δg, 因为加工方法误差具有很大的偶然性, 很难进行精确的计算, 因此常取 (1/3～1/2) Δk作为加工方法和精度储备之用, 则g=0.3 m。

篇5：浅谈组合夹具设计应用

[关键词]组合夹具；特点分析；工作原理；应用设计

[中图分类号]TG75

[文献标识码]A

[文章编号]1672—5158（2013）05—0173—01

在我国，组合夹具是一种先进的工艺装备，它是由一套预先制造好的各种不同的形状、不同规格、不同尺寸、具有互换性、高耐磨性和高精度的标准元件组成，其结构灵活多变，适应性广，元件可长期循环使用，目前已为众多制造行业所采用。就目前来说，组合夹具分为槽系和孔系两个系列。

在加工工件前，笔者认为，要酌情根据工件的工艺要求采用设备和夹具设计原则，选取夹具元件、确定元件间的位置关系、组装出机械加工使用的工装夹具。在现实使用中由于组合夹具应变能力强、设计和制造周期短、成本低、适应产品更新换代的要求，提高了企业的竞争力，所以日益受到企业的喜欢。

1组合夹具特点

根据笔者多年来的实际工作经验总结得知：组合夹具的基本特点要满足标准化、系列化、通用化三个特点，具有组合性、可调性、柔性、应急性和经济性，使用寿命长，能适应产品加工中的周期短、成本低等要求，比加工中心较适合加工中心应用机床配件。总体说来优点可以归纳为节约钢材和降低成本，能不断缩短生产准备周期，提高企业工艺装备系数等。

2基本结构

在这里笔者按在组合夹具中的作用，地位结构特点，把组合夹具的元件划分为夹具体，夹紧元件及定位装置（或者称夹紧机构），定位元件及定位装置及对刀，引导元件及装置，分度，对定装置等。但要注意，每个夹具不一定所有的各类元件都具备，如手动夹具就没有动力装置，一般的车床夹具不一定有刀具导向元件及分度装置。反之，按照加工等方面的要求，有些夹具上还需要设有其它装置及机构。

3定位原理

它的定位原理主要是6点定位，在这里面以6个自由度的消除，以便找出较合适的定位夹紧方案.一个物体在空间可以有6个独立的运动，即沿X、y、z轴的平移运动，分别记为。X1、Y1、z1；绕X、Y、Z轴的转动，记为X、y、z，习惯上，把上述6个独立运动称作6个自由度.如果采用一定的约束措施，消除物体的6个自由度，则物体被完全定位.例如讨论长方体工件时，可以在底面布置3个不共线的约束点，侧面布置2个约束点，端面布置一个约束点，则底面约束点可以限制X2、Y2、Z2 3个自由度，侧面约束点限制X1、Z12个自由度，端面约束点限制_vc这个自由度，就完全限制了长方体工件6个自由度。

4组合夹具设计应用

在我国，组合夹具设计应用比较广泛，笔者现在根据工作性质对其做一论述，以便在今后的工作中借鉴参考。

5在数控机床中应用

目前，随着机械制造业发展，对于组合夹具数控机床有许多不同于普通机床的特殊要求，这就要求组合夹具元件能大、中融合一体，安装在同一块基础板上，以适应单件或多件同时加工等。孔系夹具靠销孔定位，这就要求坐标孔系一定，组装程度简单，无需测量调整就能确定工件在机床坐标中的位置。当使用多夹具基础板时，既可组装单个大零件夹具，又可组装多个中小零件夹具，工效高，柔性好。

5.1动态虚拟装配应用设计。在这里，加工工件在组合夹具上的定位夹紧和最终装配是该设计应用的关键部分。这通过使用软件在计算机上完成产品零部件的实体造型、虚拟装配、干涉分析等多次协调的设计过程，以杜绝由于零件设计的错误积累而导致产品的返工现象。

笔者认为，Inventor完成这项工作非常容易，只须定义出工件与各组合夹具组件之间的关系，系统就会根据给出的约束关系将工件和夹具组件自动安装到位，如果改变原有设计，与其相关的夹具组件位置也会自动改变。Inventor自适应的功能使得夹具组件的一些在零件设计阶段难以确定的尺寸可以在装配中加入关系或进行约束来自动改变，从而真正实现了设计的互动。

5.2加工特殊工件中的应用。在组合夹具使用过程中，针对一些形状复杂、尺寸较大、要求精度较高、定位压紧有困难的零件，单纯用组合夹具无法完成的，笔者建议可以采取以下方法：设计专用零件配合组合夹具元件使用。使用最多也最常用的是设计制造专用定位心轴和钻模板。因工件孔定位时，多数情况下不是最后工序，孔没有做到尺寸，都留有磨量。由于产品图样和工艺要求不一样，孔所留的磨量各异，组合夹具元件不能满足要求，为保证定位精度，设计制造专用定位心轴或者定位盘，下面与组合夹具元件一级精度配合，上面和零件孔配合，从而解决了定位精度问题。

结束语

不管怎么说，组合夹具的设计应用，决定着加工元件的技术和经济效果。为使组合夹具既能保证精度要求，又有高效率和低成本的性能，设计时应满足下列要求。

第一，应注意减少积累误差，保证有足够刚度。故应减少配合层次，做到结构紧凑合理，可按加工元件精度要求设置检验装置。

第二，应有良好的继承性，不因产品更新换代而报废，能适应于不断增加同类型新产品零件的加工。因此在设计组合夹具前，要求对同类型零件的结构要素、工艺特征、尺寸精度等做详细地调查、分析，了解产品功能及发展方向，从而使组合夹具的设计对现有产品有很高的适应性，对新产品的发展有良好的继承性。

第三，夹具上的可调节和可更换元件，应能保证装夹同一工件组内任何零件，在调节时操作简单、快速，组合整件与基体间的配合应注意采取措施避免靠摩擦力来承受作用力。

参考文献

篇6：机床夹具的设计

1 机床夹具的作用

机床夹具的主要功能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, 无论是对于传统制造, 或者现代制造, 机床夹具都是十分重要的。它对加工质量、生产率和产品成本都有直接影响, 其作用主要体现在:

(1) 保证加工精度, 控制产品质量。

采用机床夹具装夹工件, 可以准确地保证工件与机床、刀具之间的相互位置, 从而保证工件的位置精度, 使同批工件的加工精度基本一致, 而不受工人技术水平影响, 工件加工精度稳定。

(2) 提高生产率、降低成本, 同时节约加工时间。

用夹具装夹工件方便、快捷, 减少划线、拉表找正等工序, 工件可迅速地定位和夹紧, 显著地减少了加工时间, 并且能提高工件的刚性, 可加大切削用量, 如果使用气动、液压等夹紧装置, 可减轻工人的劳动强度。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操作, 降低生产成本。

(3) 加大机床的使用范围。

使用专用夹具可以改变原机床的用途和扩大机床的使用范围, 实现一机多能。例如, 在车床或摇臂钻床上安装镗模夹具后, 就可以对箱体孔进行镗削加工;通过专用夹具可将台钻改成攻丝机、车床改为精研磨床或拉床使用等, 充分扩大通用机床的加工范围。

2 机床夹具的分类

(1) 根据夹具的通用性分类:通用夹具、专用夹具、通用可调夹具和成组夹具、组合夹具、随行夹具等。

(2) 按使用机床分类:车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具和其他机床夹具等。

(3) 按夹紧分类:手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具等。

3 机床夹具的组成

虽然加工工件的形状、技术要求不同, 所使用的机床种类也不同, 但机床夹具通常由以下五个部分组成:

(1) 定位装置 (定位元件) 。工件的定位基准面与夹具上的定位元件相接触或配合, 确定工件在夹具中的正确位置, 保证同一批工件加工时, 工件相对于刀具和机床加工运动间的相对位置正确并基本一致。

(2) 夹紧装置。用于夹紧工件, 在切削时使工件在夹具中保持已确定位置, 并承受加工过程中各种力的作用而不发生任何变化。

(3) 对刀及引导元件。在夹具中, 用来确定加工时所使用刀具位置的元件称为对刀及引导元件, 这些元件的作用是保证工件与刀具之间的正确位置。

(4) 夹具体。在夹具中, 用于连接或固定上述各元件及装置, 或是夹具与机床相连接、对定的元件, 能保证机床与夹具之间的相互位置关系的统称为夹具体。

(5) 其它元件及装置:除上述各元件以外, 能根据工件的加工要求, 确定夹具在机床有关部位的方向或实现工件在夹具同一次装夹中的分度转位的元件及装置, 如分度转位装置、铣床夹具、定位键等。

4 机床夹具的设计

车床常用设备备件铜螺母1、2如图1所示, 材质为ZQSn6-6-3, 与车床横进刀丝杠配合, 为了便于调整消除间隙, 采用楔形双螺母结构, 当在丝杠上安装两螺母时, 中间有一定间隙。通常该零件加工梯形螺纹Tr22×5-6H后, 再切单件, 然后需成对放好, 否则装配时不能互换, 如利用夹具, 可解决该问题。

根据工艺规程, 在加工梯形螺纹之前, 工件的各面已加工好, 所以该工序的要求为:加工零件1和2, 使零件1和2的梯形螺纹与相配合的丝杠具有互换性。

根据加工要求, 设计车床夹具, 如图2所示。该夹具体是一个大圆盘, 由夹具体、法兰盘端盖、螺钉组成, 加工时通过车床卡盘夹紧夹具, 再将外形加工完毕的单个螺母放入夹具内, 左端靠紧夹具内孔左面, 交替紧固两个螺钉, 根据夹具外螺纹对刀, 车削铜螺母的梯形螺纹。设计原则:

(1) 定位装置:根据加工要求和基准重合原则, 应以下面及左端面定位。

(2) 夹紧装置:由于零件精度不高, 不必采用复杂的动力装置, 采用两螺钉手动夹紧即可。

(3) 对刀及引导元件:将夹具体上外螺纹, 设计成Tr100×5-6h, 作为对刀引导元件。

(4) 夹具的安装:通过三爪卡盘将夹具安装在该车床上。

(5) 工件质量:利用夹具进行加工后, 螺母与丝杠进行装配时, 互换性较好, 不存在卡死、过松等现象。

5 结语

篇7：基于车床夹具加工与设计研究

关键词：工装 夹具 组合夹具

笔者结合实际操作重点就夹具的设计步骤和方法进行了分析，设计了一套符合夹具的设计思路，并在保证工件加工质量的前提下，提高了生产效率，降低了生产成本，且操作方便、工作安全和减轻了工人的劳动强度。类似的夹具设计在生产车间是会经常碰到的，因此，在平时生产过程中，应注意积累和总结，在需要时才能设计出简单、适用的专用夹具，为社会主义建设作出应有贡献。

1、夹具的分类

按照使用的机床种类可以分为：车床夹具、钻床夹具、铣床夹具、磨床夹具和镗床夹具等。按照其通用性格和使用特点，通常可以分为通用夹具、专用夹具和组合夹具三类。其中专用夹具是为某工件的某一工序的加工要求专门设计制造的夹具。这种夹具结构紧凑、操作方便。

2、夹具的组成

定位装置作用是使工件在夹具中占据正确的位置。夹紧装置作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中受到外力（切削力等）作用时不离开已经占据的正确位置。对刀或导向装置作用是确定刀具相对定位元件的正确位置。连接元件作用是确定夹具在机床上的正确位置。夹具体是机床夹具的基础件，通过它将家具的所有连接元件连接成一个整体。其他元件或装置是指夹具中因为特殊需要而设置的元件或者装置。根据加工需要，有些夹具上设置分度装置、靠模装置；为能方便、准确定位，常设置预定位装置；对于大型夹具，常设置吊装元件等。以上各组成部分中，定位元件、夹紧装置和夹具体是机床夹具的基础组成部分。

3、专用夹具的作用

保证加工精度提高加工质量采用夹具后，由于工件相对于机床和刀具的正确位置由夹具保证，所以工件的加工过程中，各相关表面间的位置精度就可以得到保证，并比划线找正所能达到的位置精度高。同时每一批工件基本上都能达到相同的位置精度。因而不仅工件加工精度高，而且质量也稳定。提高劳动生产率降低生产成本采用夹具后，既省去了划线、找正等辅助时间，且定位、夹紧快捷；有些夹具还可以提高了工件或车刀的刚性，这样便可以提高切削用量，因面提高劳动生产率。若再采用气动或液压传动来驱动夹紧装置，则效果更为显著，同时可以大大减轻工人的劳动经度。在批量生产中使用夹具，可以保证加工精度、稳定产品，质量、提高劳动生产率、降低对工人技術水平的要求均利于降低生产成本。

解决车瘩加工装夹中的特殊困难有些工件不论数量多少，不用夹具是很难保证加工质量的，甚至无法加工。扩大机床的加工范围在单件小批量生产时，工件的种类多，而工艺过程较复杂，当机床的种类不齐全时，可对某种机床经过适当改造并加装适当的夹具，使机床“一机多用”。如在车床的中滑板上装上镗模，车床就可以当镗床使用。降低工人劳动强度及技术等级用夹具装工件方便、省力、安全。当采用气动、流动等夹紧装置时，可以减轻工人的劳动强度，保证安全生产。用夹具装夹时，工件的精度由夹具本身保证，因而可以降低对工人的技术要求。

4、专用夹具设计分析

夹具实例分析：钻、铰定位销孔夹具设计，夹具主要用来加工大头端面定位销孔的，在车床曲轴或船舶曲轴等中，定位销孔一直起着关键的作用。要标准才能对后工序飞轮孔加工保证其精度和位置差，才能让主机的跳动、点火和装配飞轮很稳定。定位销孔一直是一个精度和形位公差要求很高的部位，好比曲轴的咽喉。所以，需要有较好工装夹具来保证。为节约成成本，钻床采用一般的ZC40小钻床，钻夹头采用精度高的钻石牌钻夹头；考虑选择采用合理的装夹方式保证其稳定性和工装的耐磨、互换性：工装夹具零部件的材料、热处理和加工工艺能否可行等；对提供加工定位销孔的机床做主轴和主轴套跳动和间隙等；钻夹头的跳动，铰刀的锥度和跳动：工装夹具装配基准、坐标定向和装配校基准的难度。

5、定位元件确定

机床曲轴为大批量生产，采用手动夹紧的夹具不仅结构简单，在生产中的应用也比较广泛，另外，采用手动夹紧，原始夹紧力可以连续作用，加紧可靠，方便实用。曲轴属于轴类零件，在本道工序夹具的定位元件还是选用两个V形块，一个支承板来对曲轴轴向方向定位，采用一个靠山作为角度方向的定位。V形上用的抗磨块，因为它零件是线接触，容易磨损一处，就要采用热处理后，硬度较高的材料，实践证明，用Tl0A的材料的都容易磨损，也为节约成本，我们采用镶嵌白钢的方式，白钢成本较低，能耐磨。曲轴定位销孔的两个方向多的垂直度要求10：100mm，因此，对支承板的要求较高，其经常磨损的地方要进行热处理，同时，不能与轴颈R像干涉，保证装夹中不会存在抵触点。夹具体支承座，该部件采用HT200的材料，主要该材料经过失效处理后，稳定性好，不易变形，加工方便和可在利用价值高有点。

在设计中，支承座底部和背部做削器翻砂处理，便于加工平面过大，平面度达不到。两侧各有一加强劲。上面与套模版接触地方加宽，为了是接触更加稳定，支撑力更好。钻、铰套的设计，该工序因为要采用多次加工才能达到图纸尺寸，因此采用活动钻套和铰套。钻套和铰套都是采用的Cr12的材料，热处理后进行线切割加工，基准统一，才能达到同心的要求。上面采用活动可调式柄套，方便更换产品可用。根据工艺要求，钻定位销孔Ф5.7mm钻花，只需要加工深度达9mm，内孔不能大于5.8mm，即可完成加工。即用直柄钻花钻孔，根据GBl141-84的规定钻头上偏差为零，故钻套孔径为Ф5.7±0.021mm。定位销孔夹具体设计主要考虑零部件的形状及将上述一个主要零件联成一个整体。这些主要元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图。

本篇文章中，我们设计主要是机床夹具设计分析及加工工艺过程：在工艺部分中，我们涉及到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，夹具转速和切削速度，其中，机床的进给量，夹具转速和切削速度需要计算并查手册确定。

参考文献：

[1]李洪主编，机械加工工艺手册[M].北京：北京出版社，2009，12.