机械制造装备设计15

第五章机床夹具设计5.5机床夹具的其它装置一、孔加工刀具的导向装置二、对刀装置三、分度装置上一页下一页退出返回主页四、对定装置返回本章第五章机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页5.5.1孔加工刀具的导向装置刀具的导向是为了保证孔的位置精度，增加钻头和镗杆的支承以提高其刚度，减少刀具的变形，确保孔加工的位置精度。

1、钻孔的导向装置——钻套固定钻套:中小批量,只钻一次可换钻套:中批以上快换钻套:钻－扩－铰特殊钻套：特殊场合

钻套图53、特殊钻套图54第五章机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页5.5.1孔加工刀具的导向装置2、镗孔的导向——镗套

固定镗套：v≤20m/min图55

回转式镗套：v>20m/min图56

（1）内滚式镗套：尺寸大，精度高，后导向（2）外滚式镗套：尺寸小，精度低，前导向镗杆的螺旋导向：

镗孔直径大于镗套内径时，若镗刀在镗模外侧安装，则需加引刀槽。镗杆进入镗套时，导向槽进入镗杆的键槽中，此时，镗刀与镗套的引刀槽对正。第五章机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页5.5.2对刀装置

（铣床、刨床）

为调整刀具相对于工件的位置，可设置对刀装置。对刀块对刀面的位置应以定位元件的定位表面来标注，该位置尺寸加塞尺厚度等于工件加工面与定位基准面间的尺寸。试切法对刀时，不用对刀块。

第五章机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页5.5.3分度装置分度装置的作用：工件上有按一定角度分布的相同表面，需要在一次定位夹紧后加工出来，此时，需要分度装置。

斜面分度装置图59第五章机床夹具设计退出返回本节返回主页进入下一节5.5.4对定装置对定装置的作用：保证夹具相对于机床主轴或刀具、机床运动导轨有准确的位置和方向。第五章机床夹具设计5.6可调整夹具的设计

一、可调整夹具的特点二、可调整夹具的调整方式三、可调整夹具的设计上一页下一页退出返回主页四、成组夹具设计返回本章第五章机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页5.6.1可调整夹具的特点可调整夹具——为几个零件的相同工序设计，这些零件具有尺寸、结构和工艺相似的特点。成组夹具（专用可调整夹具）——专门为成组工艺中的一组零件设计。（较专用一些)结构：基础部分（夹具体，夹紧结构、操作机构等）可调整部分（定位元件、导向元件和夹紧元件等）

可调整夹具图62第五章机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页5.6.2可调整夹具的调整方式调节式：图62高度、径向；更换式：如上图中的钻套；更换组件；可更换定位板：联接孔位要一致综合式：上述两种方式兼而有之，取二者之长；组合式：适用工件品种少且批量较大的场合（同一夹具可加工不同零件）。用于三种杆形零件的花键孔的拉削加工。第五章机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页5.6.3可调整夹具的设计特殊性（1）按相似性原则归组（结构、工艺、尺寸、精度、定位基准面、夹紧方式、加工方式）；（2）总图设计：以组内最大和最小零件为依据；（3）精度计算：应满足组内精度最高零件的要求；（4）操作空间、材料性能；（5）调整方便；（6）编制调整卡。第五章机床夹具设计退出返回本节返回主页进入下一节5.6.4成组夹具设计成组夹具是在成组技术指导下，为实现成组工艺而设计的夹具。属于可调整夹具。其结构特点和调整方式与可调整夹具相同，设计方法基本一样。适用的工件必须是同一个成组零件族的、并在同一生产单元内进行同一工序的加工。又称专用可调整夹具。

成组车床夹具图65第五章机床夹具设计5.7组合夹具的设计上一页未完待续退出返回主页返回本章组合夹具是根据被加工工件的工艺要求，利用一套标准化的夹具元件进行组合而成的夹具。适用于单件、小批量生产，以及新产品试制。特点是灵活多变，万能性强，大大减少夹具的设计和制造工作量。但一次投入大，夹具往往体积较大、笨重。第五章机床夹具设计5.7组合夹具的设计上一页未完待续退出返回主页返回本章组合夹具：槽系组合夹具（图66）（各元件靠键槽、T形槽，由定位键定位，T形槽钉固定）孔系组合夹具（各元件依靠孔、销配合来定位，由螺钉来固定）第五章机床夹具设计5.7组合夹具的设计上一页下一页退出返回主页返回本章组合夹具组装过程：（1）熟悉技术资料（工序图、工序内容、要求）（2）设计组装方案（3）选件试装（检查构思合理性、修正）（4）连接、调整、固定（5）检查组装结果（6）试加工工件第五章机床夹具设计5.8机床夹具设计步骤

一、机床专用夹具的设计步骤二、夹具精度的验算三、夹具装配图上应标注的尺寸和技术条件上一页下一页退出返回主页四、高精度机床夹具设计返回本章第五章机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页5.8.1机床专用夹具的设计步骤1、准备工作

（1）明确工件的年生产纲领；（2）熟悉工件零件图和工序图；（3）了解本工序的加工内容。

2、总体方案的确定（1）定位方案；（2）夹紧方案（力的作用点、方向、大小；机构）；（3）夹具总体形式。

3、绘制夹具装配图

主视图按操作实际位置布置三视图要清楚表达夹具工作原理与结构

4、绘制夹具零件（非标准件）

夹具设计过程示例图69第五章机床夹具设计退出返回本节返回主页未完待续……5.8.2夹具精度的验算影响位置精度的主要因素：（1）工件在夹具中的安装误差:定位误差和夹紧误差（2）夹具在机床上对定误差（3）加工过程中出现的误差夹具精度验算是指前两项，其和不大于工件允差的2/3为合格。第五章机床夹具设计退出返回本节返回主页未完待续……5.8.2夹具精度的验算夹具精度验算实例，工件和夹具装配图691、验算中心距

影响此项精度的因素：（1）定位误差主要是定位孔与定位销的间隙产生，最大间隙为0.05mm。（2）钻模板衬套中心与定位销中心距误差，装配图标注尺寸为,误差为0.02mm。（3）钻套与衬套的配合间隙,由可知，最大间隙为0.029mm。（4）钻套内与外圆的同轴度误差，对于标准钻套，精度较高，此项可以忽略。第五章机床夹具设计退出返回本节返回主页未完待续……5.8.2夹具精度的验算夹具精度验算实例，工件和夹具装配图691、验算中心距

影响此项精度的因素：

（5）钻头与钻套间的间隙会引偏刀具，产生中心距误差e，e由下式求出

式中，e为刀具引偏量（mm），H为排屑空间，钻套下端面与工件间的空间高度（mm），B为钻孔（mm），为刀具与钻套间的最大间隙。

上述各量可参见图70.

第五章机床夹具设计退出返回本节返回主页未完待续……5.8.2夹具精度的验算夹具精度验算实例，工件和夹具装配图691、验算中心距

影响此项精度的因素：

（5）图70.

该例中，设刀具与钻套的配合为，可知=0.025mm;将H=30mm,h=12mm,B=18mm代入，可求出e=0.038mm。第五章机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页5.8.2夹具精度的验算夹具精度验算实例，工件和夹具装配图691、验算中心距

影响此项精度的因素：

（5）图70.

由于上述各项都是按最大误差计算，实际上各项误差也不可能同时出现最大值，各误差方向也很可能不一致，因此综合误差按概率法求和

该项误差略大于中心距允差0.1

mm的2/3,勉强可用。应减小定位和导向的配合间隙。

第五章机床夹具设计退出返回本节返回主页未完待续……5.8.2夹具精度的验算夹具精度验算实例，工件和夹具装配图692、验算两孔平行度精度工件要求孔全长上允差0.05mm。

导致产生两孔平行度误差的因素有：（1）设计基准与定位基准重合，没有基准转换误差，但配合间隙及孔与端面的垂直度误差会产生基准位置误差，定位销轴中心与大头孔中心的偏斜角（rad）为式中，为处最大间隙（mm）;

为定位销轴定位面长度（mm）.第五章机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页5.8.2夹具精度的验算夹具精度验算实例，工件和夹具装配图692、验算两孔平行度精度工件要求孔全长上允差0.05mm。

导致产生两孔平行度误差的因素有：（2）定位销轴中心线对夹具底平面的垂直度，图中没有注明。（3）钻套孔中心与定位销轴的平行度，图中标注为0.02mm,

（4）刀具引偏量e产生的偏斜角，图70。因此，总的平行度误差合格。第五章机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页5.8.3夹具装配图上应标注的尺寸和技术条件在夹具装配图上标注尺寸和技术条件目的是为了检验本工序零件加工表面的形状，位置和尺寸精度在夹具中是否可以达到，为了设计夹具零件图，也为了夹具装配和装配精度的检测。1、尺寸标注（1）轮廓尺寸；（2）与机床的联系尺寸（安装）；（3）与刀具的联系尺寸；（4）配合尺寸、种类、精度；（5）各关键元件装配后的位置尺寸及公差。上述联系尺寸和位置尺寸的公差，一般取工件的相应公差1/3-1/10，最常用的是1/3。第五章机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页5.8.3夹具装配图上应标注的尺寸和技术条件2、技术要求标注（1）定位元件的定位表面间相互位置精度；（2）定位元件的定位表面与夹具安装基面、定向基面间位置精度；（3）定位表面与导向元件工作面间的位置精度；（4）各导向元件工作面间的位置精度；（5）定位表面、导向工作面与检测基准的位置精度。第五章机床夹具设计退出返回本节返回主页进入下一节5.8.4高精度机床夹具的设计高精度机床夹具设计也是按本节前述设计步骤进行，但更重视其高精度这一特点，为此应注意以下几个方面：（1）定位方案要符合六点定位原理和保证本工序的技术要求，减少定位误差；（2）提高夹具设计的技术要求；（3）提高对定精度；（4）提高定位的可靠性，减少夹紧力产生的工件和夹具的变形；（5）高精度机床夹具应具有高刚度和高精度；（6）高精度机床夹具要求装配后整体精度高，设计中有意识地对某些重要表面采用“合件加工”、“就地加工”方法。第五章机床夹具设计5.9典型机床夹具的设计要求一、钻床夹具二、镗床夹具三、铣床夹具上一页下一页退出返回主页四、车床夹具返回本章第五章机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页5.9.1钻床夹具1、钻模的结构形式

固定式钻模回转式钻模翻转式钻模盖板式钻模滑柱式钻模

2、钻模板的形式

固定式铰链式分离式（盖板式）悬挂式可调式

3、定位和定向

一般不设定位定向装置，只设固定位置第五章机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页5.9.2镗床夹具1、镗床导向支架的布置形式

（1）单面前导向：

D>60mmL/D<1通孔

（2）单面后导向：

D<60mm盲孔

L<D

、L>D

两种情况（3）单面双导向（4）双面单导向

L>1.5D或同轴多个短孔第五章机床夹具设计退出返回本节返回主页下一页5.9.2镗床夹具2、设计注意事项（1）若先调刀后入镗模——注意引刀问题（镗套）若多刀加工同轴多孔——注意引刀问题（毛孔）（2）镗模导向支架上不允许安装夹紧元件及其机构,

防止导向支架受力变形，影响加工孔的精度和孔系位置精度。第五章机床夹具设计退