车床夹具设计
课题：机床夹具及其设计方法
一、一、教学目的：通过各类机床专用夹具的基本特征和设计特
点的，掌握专用机床夹具的设计方法，了解不同机床
的夹具结构和类型
二、二、教学重点：车床夹具、钻床夹具的结构及设计特点。
三、三、教学难点：
四、教学时数： 2 学时，其中实践性教学学时。
五、习题：
六、教学后记：
第五章机床专用夹具及其设计方法
机床夹具一般由定位装置、夹紧装置、夹具体及其它装置或元件所组成。但是各类机床的加工工艺特点、夹具与机床的连接方式等不尽相同，因此夹具的具体结构和技术要求等方面也不相同。本章在各种装置和元件设计的基础上，结合实例对几类典型的机床夹具予以分析，以了解和掌握各类机床夹具的结构特点和设计要点。
第一节第一节各类机床夹具及其设计特点
一、一、车床夹具
车床主要用于加工零件的内、外圆柱面、圆锥面、回转成形面、螺纹以及端平面等。根据加工特点和夹具在机床上安装的位置，将车床夹具分为两种基本类型。
（一）车床夹具的类型
1、安装在车床主轴上的夹具
这类夹具，加工时夹具随机床主轴一起旋转，切削刀具作进给运动。
2、安装在滑板或床身上的夹具
对于某些形状不规则和尺寸较大的工件，常常把夹具安装在车床滑板上，刀具则安装在车床主轴上作旋转运动，夹具作进给运动。
加工回转成形面的靠模属于安装在床身上的夹具。
（二）、车床专用夹具的典型结构
1、心轴类车床夹具
心轴类车床夹具多用于工件以内孔作为定位基准，加工外圆柱面的情况。常见的车床心轴有圆柱心轴、弹簧心轴、顶尖式心轴等。
2．角铁式车床夹具
角铁式车床夹具的结构特点是具有类似角铁的夹具体。它常用于加工壳体、支座，接头类零件上的圆柱面及端面。当被加工工件的主要定位基准是平面，被
加工面的轴线对主要位基准面保持一定的位置关系（平行或成一定的角度）时，相应地夹具上的平面定位件设在与车床主轴轴线相平行或成一定角度的位置上。
3、花盘式车床夹具
花盘式车床夹具的夹具体为圆盘形。在花盘式夹具上加工的工件一般形状都较复杂，多数情况是工件的定位基准为圆柱面和与其垂直的端面。夹具上的平面定位件与车床主轴的轴线相垂直。
4、安装在拖板上车床夹具
通过机床改装（拆去刀架，小拖板）使其固定在大拖板上，工件直运动，刀具则转动。这种方式扩大车床用途，以车代镗，解决大尺寸工件无法安装在主轴上或转速难以提高的问题。
（三）车床夹具设计要点
1、定位装置的设计要求
在车床上加工回转面时要求工件被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。因此，对于轴套类和盘类工件，要求夹具定位元件工作表面的对称中心线与夹具的回转轴线重合。对于壳体、接头或支座等工件，被加工的回转面轴线与工序基准之间有尺寸联系或相互位置精度要求时，应以夹具轴线为基准确定定位元件工作表面的位置。
2、夹紧装置的设计要求
在车削过程中，由于工件和夹具随主轴旋转，除工件受切削扭矩的作用外，整个夹具还受到离心力的作用。此外，工件定位基准的位置相对于切削力和重力的方向是变化的。因此，夹紧机构必须产生足够的夹紧力，自锁性能要可靠。对于角铁式夹具，还应注意施力方式，防止引起夹具变形。
3．夹具与机床主轴的连接
车床夹具与机床主轴的连接精度对夹具的回转精度有决定性的影响。因此，要求夹具的回转轴线与主轴轴线应具有尽可能高的同轴度。
心轴类车床夹具以莫氏锥柄与机床主轴锥孔配合连接，用螺杆拉紧。有的心
根据径向尺寸的大小，其它专用夹具在机床主轴上的安
装连接一般有两种方式；
(1) 对于径向尺寸
D<140mm，或D<(2～3)d的小型夹具，一般用锥柄安装在车床主轴的锥孔中，并用螺杆拉紧。这种连接方式定心精度较高。
(2) 对于径向尺寸较大的夹具。一般通过过渡盘与车床主轴头端连接。过渡盘的使用，使夹具省去了与特定机床的联接部分，从而增加了通用性，即通过同规格的过渡盘可用于别的机床。同时也便于用百分表在夹具校正环或定位面上找正的办法来减少其安装误差。因而在设计圆盘式车床夹具时，就应对定位面与校正面间的同轴度以及定位面对安装平面的垂直度误差提出严格要求。
4、总体结构设计要求
车床夹具一般是在悬臂的状态下工作，为保证加工的稳定性，夹具的结构应力求紧凑、轻便，悬伸长度要短，使重心尽可能靠近主轴。
由于加工时夹具随同主轴旋转，如果夹具的总体结构不平衡，则在离心力的作用下将造成振动，影响工件的加工精度和表面粗糙度，加剧机床主轴和轴承的磨损。因此，车床夹具除了控制悬伸长度外，结构上还应基本平衡。角铁式车床夹具的定位装置及其它元件总是安装在主轴轴线的一边，不平衡现象最严重，所以在确定其结构时，特别要注意对它进行平衡。
平衡的方法有两种：设置配重块或加工减重孔。
为保证安全，夹具上的各种元件一般不允许突出夹具体圆形轮廓之外。此外，还应注意切屑缠绕和切削液飞溅等问题，必要时应设置防护罩。
（四）车床夹具的安装误差
夹具的安装误差值与下列因素有关：
（1）夹具定位元件与本体安装基面的相互位置误差。
（2）夹具安装基面本身的制造误差以及与安装面的连接误差。
1）对于心轴。夹具的安装误差就是心轴工作表面轴线与中心孔或者心轴锥柄轴线间的同轴度误差。
2）对于其它车床专用夹具，一般使用过渡盘与主轴轴颈连接。当过渡盘是与夹具分离的机床附件时，产生夹具安装误差的因素是：定位元件与夹具体止口轴线间的同轴度误差，或者相互位置尺寸误差；夹具体止口与过渡盘凸缘间的配合间隙，过渡盘定位孔与主轴轴颈间的配合间隙。
二、二、钻床夹具
钻床夹具：用干各种钻床（镗床组合机床）上的夹具，又称钻模，镗模。主要目的保证孔的精度（位置）
（一）（一）钻床夹具的主要类型
1、1、固定式：夹具与机床上位置固定不变，用于立钻，摇臂钻加工大件等
2、2、回转式：用于同一圆周上的孔系加工。它包括立轴、卧轴和斜轴回转三种基本型式。
3、3、移动式：钻模移动，用于加工同一表面上的多个孔中小型工件
4、翻转式：钻模板转动一定角度，用于加工不同表面上的孔，翻转点力，
5、盖板式：没有夹具体，模板盖在工件上加工
6、滑柱式：升降钻模板的通用可调夹具
（二）（二）钻床夹具设计要点
1、1、钻模类型选择
钻模类型多，在设计时，要根据工件的形状、重量、加工要求和批量来选型：（1）（1）被钻孔径>10mm，或加工精度较高时，宜用固定钻模
（2）（2）不同表面上的孔，总G<100N，中、小型工件，宜用翻转钻模（3）（3）当分布在不同心圆周上的孔系，总G<150N，宜用回转式钻模当G>150N,宜用固定钻模，在摇臂钻加工，量大时用立钻多轴加工。（4）（4）垂直度与孔间距要求不高时，用滑柱式钻模。
（5）（5）若加工大件上的小孔时，宜用盖式钻模。
2、2、钻套的选择与设计
（1）钻套的选择
钻套和钻模板是钻床夹具的特殊元件。钻套的作用是确定被加工孔的位置和引导刀具加工，钻套装配在模板上，用钻套比不用钻套可减少50%以上的误差。其结构尺寸已标准化
1）固定钻套：配合H7/n6,H7/r6,结构简单，精度高，适用于单孔或小批生产。
2）可换钻套：H7/g5,H7/g6，间隙配合装入衬套内，用螺钉固定
3）快换钻套：配合H7/g5,H7/g6,结构与上述不同，不用固定螺钉便可更换。适用于加工多，更换不同孔经的钻套。
上述钻套标准化。
4）特殊钻套：适用于工件结构形状和被加工孔的位置特殊性，标准钻套不满足时用的钻套。
加长钻套斜面钻套小孔距钻套可定位、夹紧钻套
（2）钻套的尺寸、公差配合的选择
钻套内径基本尺寸=引导刀具的最大极限尺寸
1）1）钻套内径基本尺寸：钻头、扩孔钻，铰刀是标准化定尺寸刀具，所以内径刀与刀具按基轴制选。钻套与刀具之间按一定的间隙配合，以防刀具使用时咬孔或长使一般根据刀具精度选套孔的公差：钻（扩孔）选F7，粗铰G7，精铰G6。若引导的是刀具导柱部分不是切削部分，可按孔制选取：H7/f7，,H7/g6，,H6/g5等。
2）钻套高度H：
H=（1~3）D 斜孔H=（4~6）D
H过长，磨损严重
3）排屑空间：h措钻套底部与工件表面之间的空间。h过大要引偏，过小不能排屑.
铸铁：S=（0.3~0.7）D 小孔取小值
钢：S=(0.7~1.5) D 大孔取大值
斜孔：S=（0~0.2）D
4）材料：
性能要求：高硬度，耐磨
常用材料：T10A T12A CrMn 或20渗碳淬火
D≤10mm CrMn
D<25mm T10A T12A HRC58~64
D≥25mm 20渗碳淬火HRC58~64
（3）钻模板的设计
1）钻模板类型
钻模板通常装配在夹具体或支架上，或与夹具上的其它元件相连接。常见的
有如下几种类型：
A 固定式钻模板：钻模板和夹具体或支架是用固定方法相连接，一般
采用两个圆锥销和螺钉装配连接；对于简单的结构也可采用整体的铸造或
焊接结构。
B 铰链式钻模板： 当钻模板妨碍工件装卸等工作时，可用活动铰链把
钻模板与夹具体相连接。
C 可卸式钻模板
D 悬挂式钻模板： 在立式钻床上采用多轴传动头进行平行孔系加工
时，所用的钻模板就连接在传动箱上，并随机床主轴往复移动。这种钻模
板简称为悬挂式钻模板。
2）设计特点
A 钻模板上安装钻套的孔之间及孔与定位元件的位置应有定够的精度
B 刚性一定要好，不能太厚、太重、不承受夹具反力
C 稳定性能好
（4）导向误差分析
用钻模加工时，被加工孔的位置精度主要受定位误差△D 和导向误差△T 的
影响。钻模上的导向装置对定位元件的位置不准确，将导致刀具位置发生变化，
由此而造成的加工尺寸误差△T 即为导向误差。主要包括：
δ：钻模板底孔轴线至定位元件的尺寸公
差；
e 1一快换钻套内、外圆的同轴度公差；
e 2：衬套内、外圆的同轴度公差；
X 1：快换钻套和衬套的最大配合间隙。
X 2：刀具（引导部位）与钻套的最大配合
间隙。
X 3：刀具在钻套中的偏斜量，
??? ?
?++=22
3H h B H x X 这引些误差以随机误差变量按概率法合成：
()2
321222122x x e e T ++++=?δ。
课题：机床夹具及其设计方法
四、四、教学目的：通过各类机床专用夹具的基本特征和设计特
点的，掌握专用机床夹具的设计方法，了解不同机床
的夹具结构和类型。掌握专用机床夹具的设计方法。
五、五、教学重点：镗床夹具，铣床夹具的结构及设计特点。
六、六、教学难点：
四、教学时数： 2 学时，其中实践性教学学时。
五、习题：
六、教学后记：
三、镗模设计
（一）（一）镗模的特点及其组成
1、1、特点：镗床夹具称镗模，主要用于加工箱体类零件上的孔或孔系通过布置
镗套，可加工出较高精度要求的孔或孔系。与钻模相比，它有相同之处，但箱体孔系的加工精度一般要求较高，其本身精度比钻模高。
2、2、组成
一般镗模由下述四部分组成：
1）定位装置。
2）夹紧装置。
3）导向装置（镗套和镗模支架等）
4）镗模底座。
（二）（二）镗模导向装置的布置方式和
特点：
1、单面导向式：
（1）（1）单面前导式：镗模支架布置在刀具前方，镗杆与主轴刚性联接。
适用于加工：D>60mm, L 一般情况下h=(0.5~1)D，h不小于20mm，H=(1.5~3)d （2）（2）单面后导式：支架布置在刀具后方，镗杆与主轴刚性连接。 适用于D<60mm通孔成盲孔。 1）加工孔距精度高和孔的长度L＜D时如图所示，镗杆导向部分的直径d 可大于所加工孔的直径D。这样，镗杆的刚性好，加工精度较高。 2）加工L＞D的长孔时，如图所示，镗杆导向部分的直径d应小于所加工孔的直径D。这样，镗杆导向部分进人孔内，可以缩短距离h，减小镗杆的悬伸量，保证镗杆具有一定的刚度，以免镗杆变形或产生振动，影响加工精度。 h值的大小应根据更换刀具、装卸和测量工件及排屑是否方便来考虑。在卧式螳床上镗孔时，一般取h＝60～100mm。在立式镗床上镗孔时，一般与钻模情况相似。镗套高度H=(1.5～3)d，或按最大悬伸量选取，即取H＞h十L。 （3）单面双导向：工件一侧装两个支架，镗杆与机床浮动连接，所镗孔的位置精度主要取决于镗模支架上镗套位置的准确度，而不受机床工作精度的影响，因此两镗套必须严格同轴。 为了保证导向精度，在设计时，导向长 度L＞(0.5~5)l；镗套高度H1= H2=(1~2)d。为 保证镗杆刚度，镗杆的悬伸量L l＜5d。 2．双面导向式 （1）（1）双面单导向：支架分布在工件两侧 双面单导：镗杆与主轴浮动连接，支架分布在工件两侧 （2）（2）双面双导向：工件的两侧都装有两个镗模支架。 （三）、镗套的设计与选择 1、镗套的结构与尺寸： 固定式 （1）镗套的形式 回转式 结构与尺寸具体见教材或手册。 （2）镗套材料及技术要求： 1）镗套的材料： 常用20钢或20Cr钢渗碳，渗碳深度为0.8～1.2mm，淬火硬度为55～60HRC。 也用青铜做固定式镗套，适用高速镗孔。大直径镗套可采用铸铁HT200。 一般情况下，镗套的硬度应低于镗杆的硬度。 2）镗套的主要技术要求，一般规定为： A镗套内径公差为H6或H7。外径公差，粗加工采用g6，精加工用g5。 B镗套内孔与外圆的同轴度：当内径公差为H7时，为Φ0.01mm；当内径公差为H6时，为Φ0.005mm（外径≤85mm时）或Φ0.01mm（外径≥85mm时）。内孔的圆度、圆柱度允差一般为0.01～0.002mm。 C镗套内孔表面粗糙度值为Ra0.8~0.4um；外圆表面粗糙度值为Ra0.8 um。 D镗套用衬套的内径公差：粗加工采用H7，精加工采用H6。衬套的外径公差为n6。 E衬套内孔与外圆的同轴度：当内径公差带为H7时，Φ0.01mm。当内径公差带为H6时，为Φ0.005mm(外径≤52mm时)或Φ0.01mm（外径≥52mm时） 三、铣床夹具 铣床夹具：主要指用于加工零件的平面，沟槽，花键及成形面等夹具，适用于铣床，平面磨床。 特点：切削力大，刀齿不连续切削，易受冲击，振动，夹紧力大 1、1、铣床夹具的构造 定位元件，夹紧装置，对刀块，定向键（确定在机床工件台上位置） 2、2、铣床夹具的安装 夹具安装在工件台T形槽内，定向键为标准尺寸， 定向键尺寸要求尽力最大 3、3、对刀装置：由对切块+塞尺组成 第二节第二节专用夹具设计全过程 一、一、拟定夹具的结构方案 1、1、明确设计要求和生产条件 （1）（1）了解工件情况，工序要求和加工状态：结构、材料、相关尺寸精度，前后工序关系，工序内容、 （2）（2）了解机床刀具：机床合格，技术参数，运动情况，安装结构刀具的结构，精度联接方式等 （3）（3）了解生产批量 （4）（4）了解工厂的生产条件和技术水平 （5）（5）资料准备、收集 二、二、拟定结构方案 （1）（1）定位方案：根据加工对象的精度 （2）（2）夹紧方案 （3）（3）分度（转工位）方案 （4）（4）对刀导向方案 （5）（5）安装方式 三、三、夹具图设计 比例1：1（最好） 1、1、总图设计步骤 先用双点划线把工件在加工位置状态时的形状在图低上依次给制定位件，夹紧装置和夹紧件，对刀或导向元件，夹具体及多连接件 2、2、标注尺寸 3、3、精度校核 4、4、绘制零件图 四、夹具总图设计 设计步骤与要求： 1、1、图纸比列：1：1 主视图：取操作者正对的位置 2、设计步骤（绘图顺序） ①①工件透明化（双点划线）颜色线、 ②②定位元件 ③③夹紧元件与装置 ④④刀具对刀、导向元件 ⑤⑤夹具体 （2）尺寸标注1）尺寸 ①①夹具轮廓尺寸（升降）运动范围 ②②定位元件上定位表面的尺寸以及各定位表面之间尺寸 ③③定位表面对刀、导向元件尺寸 ④④主要配合尺寸、定位元件与夹具体等 ⑤⑤夹具与机床的联系 2）主要元件公差与工件公差相应的大取小小取大 3）技术要求的规定 ①①定位件之间的相互位置 ②②定位件与导元件之间的相互位置要求 ③③对刀件与校正面间的位置（定向键） ④④夹具与机床上安装的位置精度 1）1）编写零件照细表 2、2、设计要求： （1）（1）元件设计尽可能标准化，通用化 （2）（2）防误操作设计 （3）（3）运动机构要娄活，准确 （4）（4）夹具各零部件有良好的结构工艺性（5）（5）便于维修和更换零件 （6）（6）尽可能地通用化设计。 五、夹具精度校核 六、绘制零件图 课题：夹具拆装 七、七、 八、八、教学重点： 九、九、教学难点： 四、教学时数：学时，其中实践性教学 2 学时。 五、习题： 六、教学后记： 实验三夹具拆装与结构分析 一、实验目的和要求 通过实验，了解各部分组成的安装方法，及其相互位置的确定形式，加深对专用夹具的印象。 二、实验内容和原理 分组拆装车、铣、钻等专用夹具各一套，要求正确拆下各部分装置、零件，正确安装好各部分零件。 三、实验所用仪器及材料 1．车床、铣床、钻床、镗床专用夹具各一套（或备用几套），工作台四块。 2．拆装工具，各类扳手、开刀、套筒扳手、小锤、防锈油等。 四、实验方法及步骤 1．学生分组，一般分3－4人为一组。要求先观察了解相应一套专用夹具各部分组成及安装方式后，确定拆解顺序及安装次序。 2．拆解各部分零件，要求每位学生都动手配合，按拆解顺序在工作台上依次排列。 3．拆解完毕后，观察夹具体上的孔及台阶，随后依次安装各部分零件。最 后涂上防锈油。 十、十、对学生的要求： 1、1、向学生讲解分析定位、夹紧、分度机构、对刀导向机构的工作原理。 2、2、讲解拆卸的基本原则——先外后内、先上后下。 3、3、要求学生仔细观察夹具的结构组成，确定拆装的顺序。 4、4、要求每位学生动手拆卸夹具，按拆解顺序把夹具零件放置在工作台上， 不要混乱。 5、5、观察夹具体、定位元件、分度机构等组成零件的结构及各表面的功能。 6、6、绘制夹具装配草图。 7、7、整理实验报告。 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。 车床组合夹具设计 摘要 根据六点定位原理和定位基准的选择原则，采用长V型块，支承块和定位挡铁定位。长V型块置于拱形肋板后限制x轴的两自由度和z轴的两自由度，挡铁置于孔端限制绕y轴旋转的自由度，支承块置于肋板下方限制沿y轴移动的自由度。依据相关原理计算定位误差。根据夹紧方式的选择原则，选择夹紧元件为压板压头和V型块，然后通过切削力进行夹紧力的计算。夹紧的动力装置选用手动压紧装置。按照定位元件和夹紧元件设计连接件。 以所选元件和装置为基础确定夹具总体布局和夹具体的结构形式，并确定好定位元件在夹具体上的位置。绘制夹具方案设计，进行工序精度分析。对以上设计进行审核。最后设计夹具总装配图。 关键词：组合夹具；定位；夹紧；三通接头 Lathe modular jig and fixture design Abstract According to six localizations principles and selection principle of the localization datum, using the long V block, the supporting block and the localization comes true the hard localization. The long V block putted in the arch ribbed plate to limit two degrees of freedom in the x axis and the z axes two degrees of freedom, the iron putted in the hole end limit to the degree of freedom which circle the y rotation of axis, the supporting block putted under the ribbed plate to limit degree of freedom along the y axis migration. Position error is reckoned by the correlation principle. According to the way of the selection principle, discharge head and V block is selected to clamp the part. Then computation of the strength is achieved by carrying on through the cutting force clamps. The power of clamps is from the hydraulic unit. Design of bridge piece is according to the location part and the clamp part. The guide part designing in this topic is not requested because the cutter bar is short. Other parts and equipment are designed following last process. The jig overall arrangement and concrete structure of the body clamp are determined with the above part and the equipment. The position of the components in the kits specific location must be guaranteed, and then design the jig, carry on the working procedure precision analysis. The design review is following. Finally the jig assembly drawing is achieved. Keywords: Modular jig and fixture; location; clamp; union tee 机床夹具设计期末考试试卷A,B卷答案 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】 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夹 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 （√） 姓名-----------------------------班级--------- --------------学号----------------- 江苏XX 学院2007/2008学年第1学期期末考试 《机床夹具设计》 期末试卷（A ） 出卷人： 校对人： 考试时间：100分钟 一、 选择题（每题2分，共30分） 1．在金属切削机床上使用的夹具统称为（ ） A 机床装备 B 机床夹具 C 安全设施 D 机床本体 2．（ ）是确定工件在夹具中的占有正确位置的过程。 A 定位 B 夹紧 C 辅助 D 导向 3．用合理分布的六个支承点限制工件的六个自由度称为（ ）。 A 自由原则 B 夹紧原则 C 六点定位规则 D 不确定 4．长方体大表面由的三个支承点（不在同一直线）定位可限制（ ）个自由度。 A 一个 B 两个 C 三个 D 四个 5．一个尚未定位的工件其位置是不确定的，空间直角坐标系中有（ ）自由度。 A 一个 B 两个 C 三个 D 六个 6．下列定位方法中属于不正确的定位方式是（ ） A 不完全定位 B 完全定位 C 欠定位 D 自动定心定位 7．在各种类型的固定支承钉中（ ）适合于较大型的机体的粗基准面定位。 A B 型钉 B C 型钉 C A 型钉 D E 型钉 8．支承板比较适合于工件以（ ）平面定位。 姓名：______________ 班级：________________ 学号：_____________________ …………………………………………………………密……封……线……内……不……要……答…… A精基准B粗基准C铸造基准D不确定 9．关于浮动支承的说法正确的是（） A容易出现欠定位。 B对工件既起到支承作用又限制工件运动自由度。 C采用浮动支承会产生过定位。 D与工件的接触点虽然是两点或三点，但仍只限制工件的一个自由度。 10．工件以两孔一面组合定位时可限制工件（）个自由度。 A六个B两个C三个D四个 11．关于磁力夹紧装置说法正确的是（） A主要适用于铁磁性薄件加工和高精度的磨削。 B 适用于各种材质的工件夹紧。 C夹紧动作很慢，但稳定性好。 D结构复杂，安全性低。 12．关于径向分度说法正确的是（） A径向分度机构对定销运动方向与分度盘回转轴线平行。 B径向分度机构对定销运动方向与分度盘回转轴线垂直。 C径向分度机构对定销运动方向与分度盘回转轴线相交。 D不能确定。 13．下列对定机构中对定精度最低的结构型式是（） A双斜面楔形槽对定B单斜面楔形槽对定C钢球对定结构D正多面体对定 14．斜楔夹紧装置的自锁条件是（） A．斜楔的升角大于斜楔与工件、斜楔与夹具体之间的摩擦角之和。 B．斜楔的升角等于斜楔与工件、斜楔与夹具体之间的摩擦角之和。 C．斜楔的升角略大于斜楔与工件、斜楔与夹具体之间的摩擦角之和。 D．斜楔的升角小于斜楔与工件、斜楔与夹具体之间的摩擦角之和。 15．成组夹具中不属于可调部分的机构是（） A定位元件B动力装置C夹紧元件D分度装置 二、判断题（每题1分，共10分，正确用“√”错误用“Χ”） 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。 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。 设计轴承座零件的机加工工艺 （2×φ13孔底表面粗糙度R a,改成2×φ9的孔表面粗糙度R a,；轴承底座台阶面的平面度形状公差改成） （一）轴承座零件的功用 轴承座主要用于装夹轴承，给定动力从而实现轴承轴及轴上零件做确定的运动，故轴承座是支撑和固定轴承用的。轴承座的轴承孔φ30+ 装夹轴承，底座上的两个Φ9孔是和其它 紧固件一起其紧固作用的，有一定粗糙度要求的底座上两个φ8+ 孔是和其它配合件装配起限位作用的。φ6孔和φ4孔是轴承与轴承座配合是起润滑作用。 （二）加工技术要求分析 轴承座零件的主要技术要求分析见表1。 加工表面加工尺寸要求 /mm 主要尺寸精 度等级要求 表面质量要求 /μm 形位精度要求 /mm 备注 φ30+ 0孔 φ30+ ×38，两端 孔口倒角 IT7基准C 轴承座底面上φ6通孔，轴承底座左、右侧面，轴承底座前端面上φ4通孔。 二、确定轴承座零件加工毛坯 有轴承座零件图知道，材料是HT200。这也基本决定了轴承座的毛坯制造形式和毛坯图的结构。 （一）轴承座零件的毛坯类型 轴承座零件的毛坯制造形式选择砂型铸造。 （二）轴承座的毛坯图 图1 轴承座零件的毛坯图 三、设计轴承座零件的机加工工艺路线 轴承座零件的机加工工艺路线设计，从方法上是和轴零件的工艺路线设计思路相类似的。先确定单个加工表面的加工方案及热处理的位置安排，然后安排好加工面之间的加工顺序，就可以设计出工艺路线了。 （一）选择轴承座加工面加工方案 轴承座的结构面中，由除了轴承孔处R22的圆弧面不需要加工外，其余的加工面的几个方案选择结果见表所示。 表2 轴承座加工面的加工方案 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》期终考试试卷A卷 班级学号姓名 一、填空题（共20分，每空1分） 1、造成定位误差的原因有基准位移误差和基准不重误差 2 、采用布置恰当的六个支承点限制工件六个自由度的法则，称为六点定则。 3、工件的实际定位点数，如不能满足加工要求，少于应有的定位点数，称为欠定位。这在加工中是不允许的。 4、机床夹具由定位装置、夹紧装置、对刀或导向装置连接元件、夹具体和其它装置或元件组成） 5、主要支承用来限制工件的自由度起定位作用。辅助支承用来提高工件的装夹刚度和稳定性，不起定位作用。。 6、定位和夹紧两个过程综合称为装夹，完成工件装夹的工艺装备称为机床夹具。 7、夹具体的结构形式分为开式结构、半开式结构和框架式结构。 8、夹具总图上标注公差值的原则是：在满足加工要求的前提下，尽量降低夹具的制造精度。 9、影响加工精度的因素有定位误差、对刀误差、安装误差、夹具误差和加工方法误差组成. 10、斜楔的自锁条件是斜楔的升角小于斜楔与工件、斜楔与夹具体之间的摩擦角之和。 二、选择题（共20分，每小题2分） 1、机床上的卡盘，中心架等属于（ A ）夹具。 A．通用 B. 专用 C. 组合、 2、在夹具中，用一个平面对工件进行定位，可限制工件的（ B ）自由度。 A．两个 B. 三个 C. 四个 3、决定某种定位方法属几点定位，主要根据（ B ）。 A 、有几个支承点与工件接触 B 、工件被消除了几个自由度 C 、工件需要消除几个自由 D 、夹具采用几个定位元件 4、确定夹紧力方向时，应该尽可能使夹紧力方向垂直于（ A ）基准面。 A 、主要定位 B 、辅助定位 C 、止推定位 5、在车床上加工轴，用三爪卡盘安装工件，相对夹持较长，它的定位是：（ C ） A、六点定位 B、五点定位 C、四点定位 D、三点定位 6、在保证夹紧的前提下，夹紧行程最大的基本夹紧机构是（ B ） A、斜楔夹紧机构 B、螺旋夹紧机构 C、偏心夹紧机构 7、工件以短锥孔在活动顶针上定位，被限制的自由度是（ A ）自由度 A、二个转动 B、三个移动 C、一个移动及二个转动 8、绘制夹具总装配图时尽量采用（ A）的比例。 A、1:1 B、2:1 C、1:2 9、工件被夹紧后不能发生位置变动时，即说明工件（ C ）完全定位 课程名称 机床夹具设计期末考试题 试卷卷别 A 卷 3、 定位元件的材料一般选（A D F ） A 、20钢渗碳淬火； B 、铸铁； D 合金钢； E 、T7A 钢； 4、 工件在夹具中安装时，绝对不允许采 用， A 、完全定位 B 、不完全定位 （多选，3分） 、中碳钢； 、中碳钢淬火; C ） 、欠定位 D 、判断题（对的画0,错的画X ）（共10分，每小题1分）。 1、长的V 形块可限制四个自由度。短的 V 形块可限制二个自由度。 2、为了防止工件变形，夹紧部位要与支承对应，不能在工件悬空处夹 紧。 3、组合夹具是由一套完全标准化的元件，根据工件的加工 要求拼装成的不同结构和用途的夹具。 4、如右图所示定位方式是合理的。 5、浮动支承是为了增加工件的刚性和定位稳定性，并不 限制工件的自由度。 V ) V ) ) ) f 2 _ ，斗 6在车床上用三爪自定心卡盘多次装夹同一工件时，三爪 定心卡盘的对中精度将直接影响工件上被加工表面的位置精度 7、采用欠定位的定位方式，既可保证加工质量，又可简化夹具结 构。 8、为了保证工件达到图样所规定的精度和技术要求，夹具上的定位基准应与工件上设计 基准、测量基准尽可能重合。 9、固定式普通钻模主要用于加工直径小于 10mm 勺孔。 10、成组夹具是成组工艺中为一组零件的某一工序而专门设计的夹 具。 分 得 、选择题（共24分，除注明分数外，每小题2分）。 1、 在夹具中，用一个平面对工件进行定位，可限制工件的（ B ）自由度。 A 、两个 B 、三个 C 、四个 2、 三爪自定心卡盘夹住一端，另一端搭中心架钻中心孔时，如果夹住部分较短, 属于（A ）。 A 、部分定位 B 、完全定位 C 、重复定位 P1 5、 下列工件定位面与定位元件一般限制两个自由度的是：（ A 、外圆柱面与长支承平板 C 圆柱孔与固定锥销 D 6、 决定某种定位方法属几点定位， A 、有几个支承点与工件接触 C 工件需要消除几个自由度 、过定位 A 、C 、E ）（多选、3 B 、外圆柱面与一短V 型铁 、圆柱 孔与短圆柱销 E 、 主要根据（ B ）。 、工件被消除了几个自由 度 、夹具采用几个定位元件 C ）个自由度。 D 长轴与两个半圆孔定位座 B D 7、轴类零件用双中心孔定位，能消除（ A 、三 B 、四 C 8在简单夹紧机构中，（E ）夹紧机构一般不考虑自锁；（ D ）夹紧机构既可增力 又可（ C ）夹紧机构实现工件定位作用的同时，并将工件夹紧； （A ）夹紧机构 夹紧行程与自锁性能有矛盾。（4分） A 、斜楔； B 、螺旋； C 、定心； D 杠杆； E 、铰链； F 、偏心 9、 基准不重合误差的大小主要与哪种因素有关： A 、本工序要保证的尺寸大小 B C 工序基准与定位基准间的位置误差 D 10、 铣床上用的平口钳属于（ A 、通用夹具 、四 、五 、六 （C ） 、本工序要保证的尺寸精度 、定位元件和定位基准本身的制造精度 A ）。 专用夹具C 、成组夹具 三、填空题（共20分，每小题2分） 1、夹具按夹紧的动力源可分为 手动夹具 、气动夹具、一液压夹具 具、 电磁夹具 以及 真空夹具 等。 、气液增 2、机床夹具设计主要研究的是 P2 专用 夹具的设计。 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 .............................................................. 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 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 铣床夹具设计示例 如图3-60所示，要求铣一车床尾座顶尖套上的键槽和油槽，试设计大批生产时所用的铣床夹具。 图3-60 铣顶尖套双槽工序图 根据工艺规程，在铣双槽之前，其它表面均已加工好，本工序的加工要求是：1) 键槽宽12h11。槽侧面对φ70.8h6轴线的对称度为0.1o mm，平行度为0．08mm。槽深控制尺寸64.8mm。键槽长度60士0.4mm。 2) 油槽半径3mm，圆心在轴的圆柱面上。油槽长度170mm。 3) 键槽与油槽的对称面应在同一平面内。 1、定位方案 若先铣键槽后铣油槽，按加工要求，铣键槽时应限制五个自由度，铣油槽时应限制六个自由度。 因为是大批生产，为了提高生产率，可在铣床主轴上安装两把直径相等的铣刀，同时对两个工件铣键槽和油槽，每进给一次，即能得到一个键槽和油槽均已加工好的工件，这类夹具称多工位加工铣床夹具。图5—20所示为顶尖套铣双槽的两种定位方案。 图3-61顶尖套铣双槽定位方案 方案l：工件以φ70.8h6外圆在两个互相垂直的平面上定位，端面加止推销，如图3-61a所示。 方案ⅱ：工件以φ70.8h6外圆在v形块上定位，端面加止推销，如图3-61b所示。 为保证油槽和键槽的对称面在同一平面内，两方案中的第二工位(铣油槽工位)都需用一短销与已铣好的键槽配合，限制工件绕轴线的角度自由度。由于键槽和油槽的长度不等，要同时进给完毕，需将两个止推销沿工件轴线方向错开适当的距离。 比较以上两种方案，方案i使加工尺寸为64．8mm的定位误差为零，方案ⅱ则使对称度的定位误差为零。由于64.8mm未注公差，加工要求低，而对称度的公差较小，故选用方案ⅱ较好，从承受切削力的角度看，方案ⅱ也较可靠。 2、夹紧方案 根据夹紧力的方向应朝向主要限位面以及作用点应落在定位元件的支承范围内的原则， 如图3-62所示，夹紧力的作用线应落在β区域内(n′为接触点)，夹紧力与垂直方向的夹角应尽量小，以保证夹紧稳定可靠。铰链压板的两个弧形面的曲率半径应大于工件的最大半径。 由于顶尖套较长，须用两块压板在两处夹紧。如果采用手动夹紧，工件装卸所花时间较多，不能适应大批生产的要求；若用气动夹紧，则夹具体积太大，不便安装在铣床工作台上， 98工艺《机床夹具设计》期末考试试卷 A卷 一、名词解释（12分）： 1．调整法加工 2．基准 3．六点定位原则 4．欠定位 二、填空题： 1．夹具主要由、、、及翻转装卸装置等五部分组成，主要完成对工件的、。 2. 限制工件自由度最多的定位元件是，可同时限制工件的个自由度。 3. 定位误差是指 。产生定位误差的两个主要原因是， 。 4. 楔块夹紧机构的夹紧力计算公式为，为满足自锁，楔块的楔角在设计时应满足的条件为。 5.螺旋夹紧机构的工作特点为、、、。 6.偏心夹紧机构的压力角α最大为，最小为，其自锁条件为。 7．快换钻套与衬套见的配合代号一般为、，它们属于配合。 三、分析图示工件在加工时，必须限制的自由度是哪几个？并说明理由。 1．在一长方体上用成型铣刀铣一V形槽。 2．在一轴端铣一键槽。 四、说明题 1、在图示压板上依次钻两φ8的孔，试确定定位方案，并说明理由。 2、图示定位方案中有无过定位、欠定位？若有，试说明之。 3、图示夹紧方案有无错误之处？若有，试改正之。 五、计算题 1、如图所示，在一轴端钻一直径为φ6的孔，已知=φ30，V形块夹角=120，要求保证=10 ， 试计算图示三种定位方案的定位误差，并判定哪些定位方案合理。 2、如图所示，一工件采用一面两孔定位，在其上表面要求加工一φ10 的孔。已知圆柱销与孔之间的配合为φ12，第Ⅱ孔直径为φ20，采用菱形销与之配合，两孔中心距为L =100 试完成如下内容： （1）确定菱形销与孔之间的最小配合间隙及菱形销的尺寸。（已知菱形销宽度为） （2）确定φ10孔加工时的定位误差，并判断此定位方式是否合理。（3）试提出一些减少定位误差的措施。 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夹具设计实例
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