《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》課件 陳愛華 項(xiàng)目3-6 制訂工件夾緊方案-銑床夾具設(shè)計(jì)

學(xué)習(xí)任務(wù)三制定工件夾緊方案1.能確定夾緊動(dòng)力來源。2.能擬定夾緊方案。3.能繪制夾緊方案簡圖與受力圖。4.能估算夾緊力。5.能進(jìn)行良好的交流與合作。

如圖3-1所示，鋼套零件在本工序中需鉆5mm的孔，工件材料為Q235A鋼，批量N=2000件。加工要求如下：1.5mm孔軸線到端面B的距離為200.1mm。2.5mm孔對(duì)20H7孔的對(duì)稱度為0.1mm。上個(gè)任務(wù)我們已經(jīng)完成了定位方案的制定，本任務(wù)是設(shè)計(jì)鉆5mm孔的鉆床夾具的夾緊方案?！?-1認(rèn)識(shí)基本夾緊機(jī)構(gòu)

在圖3－1-1所示夾緊裝置工作過程實(shí)例，指出它是什么類型的夾緊機(jī)構(gòu)，并說明夾緊工作過程。圖3-1-1夾緊裝置工作過程實(shí)例1、2-壓板；3-螺母；4-壓套；5-套筒；6、8-固定小軸；7-螺桿；9-轉(zhuǎn)動(dòng)連板；10-拉桿

夾緊的目的是把工件壓緊、夾牢在定位元件上，使其在外力的作用下不移動(dòng)，保持已占據(jù)的正確位置。夾緊裝置是把工件在夾具中壓緊、夾牢的裝置。一、夾緊機(jī)構(gòu)的要求工件不移動(dòng)原則工件不變形原則

工件不振動(dòng)原則

夾緊裝置的基本要求

安全、方便、省力

自動(dòng)化、復(fù)雜化程度與生產(chǎn)綱領(lǐng)相一致

力源裝置

夾緊元件

中間遞力機(jī)構(gòu)

產(chǎn)生夾緊力的裝置

壓緊工件的元件；

介于力源裝置和夾緊元件之間的機(jī)構(gòu)。

作用：（1）改變夾緊作用力的方向：上例變水平力為垂直力；（2）改變夾緊作用力的大小：上例斜楔具有增力作用；（3）保證安全自鎖（在夾緊作用力去除后，仍不松開工件）：上例斜楔具有自鎖性。二、

夾緊裝置的組成三、基本夾緊機(jī)構(gòu)基本夾緊機(jī)構(gòu)斜楔夾緊機(jī)構(gòu)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)偏心夾緊機(jī)構(gòu)（一）

斜楔夾緊機(jī)構(gòu)

機(jī)構(gòu)特點(diǎn)：1.具有自鎖性

斜楔機(jī)構(gòu)主要用于機(jī)動(dòng)夾緊，且工件精度較高，在夾緊力要求不大，產(chǎn)品數(shù)量不多的個(gè)別情況下使用。

在原始作用力撤消情況下，在純摩擦力作用下自鎖（保持夾緊）的條件：，即在原始作用力存在情況下，（一）

斜楔夾緊機(jī)構(gòu)

機(jī)構(gòu)特點(diǎn)：1.具有自鎖性2.改變夾緊作用力方向3.可增力約2.5~3倍（二）螺旋夾緊機(jī)構(gòu)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于手動(dòng)夾緊中，結(jié)構(gòu)上具有以下特點(diǎn)：1.螺旋升角≤4°，自鎖性能更好，耐振。2.夾緊行程不受限制，但夾緊行程大時(shí)，操作時(shí)間長。3.增力比大。4.結(jié)構(gòu)簡單。圖3-1-5螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)（三）偏心夾緊機(jī)構(gòu)

偏心夾緊機(jī)構(gòu)一般用在切削力不大且無振動(dòng)的場合，對(duì)夾緊尺寸要求嚴(yán)格。在結(jié)構(gòu)上具有以下特點(diǎn)：1.夾緊行程S夾緊行程S范圍0~2e。2.升角是連續(xù)變化最大升角為3.自鎖條件【例3－3－1】如3－3－1偏心夾緊機(jī)構(gòu)，材料摩擦系數(shù)為0.1，偏心輪直徑20mm,若偏心距0.8mm,問是否能滿足自鎖要求？

圖3-1-1夾緊裝置工作過程實(shí)例1、2-壓板；3-螺母；4-壓套；5-套筒；6、8-固定小軸；7-螺桿；9-轉(zhuǎn)動(dòng)連板；10-拉桿2.轉(zhuǎn)動(dòng)螺母，一頭通過螺桿帶動(dòng)左側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)連板使拉桿下移，帶動(dòng)壓板1夾緊工件；另一頭通過壓套和錐套帶動(dòng)右側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)連板使拉桿下移，帶動(dòng)壓板2夾緊工件。1.屬于螺旋壓板夾緊裝置

在圖3－1-1所示夾緊裝置工作過程實(shí)例，指出它是什么類型的夾緊機(jī)構(gòu)，并說明夾緊工作過程?！菊n堂小結(jié)】一、夾緊的目的把工件壓緊、夾牢在定位元件上，使其在外力的作用下不移動(dòng)，保持已占據(jù)的正確位置?；緤A緊機(jī)構(gòu)斜楔夾緊機(jī)構(gòu)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)偏心夾緊機(jī)構(gòu)三、基本夾緊機(jī)構(gòu)的類型二、夾緊裝置的組成和要求1．組成：力源裝置、中間傳力裝置、夾緊元件2.夾緊裝置要求：（略）

制訂工件夾緊方案2025/5/29§315§3.2分析夾緊力視頻3.2-1：加工中夾緊力不夠工件飛出

§3.2.1

任務(wù)導(dǎo)入與分析

夾緊機(jī)構(gòu)通過施加夾緊力對(duì)工件進(jìn)行夾緊。那么如何選擇夾緊力方向、作用點(diǎn)？如何估算工件加工所需夾緊力的大小呢？這就是本次課學(xué)習(xí)的內(nèi)容。項(xiàng)目描述圖3-2-1所示銑削工件，切削力為F，工件與導(dǎo)向支承間的摩擦系數(shù)為f，切削力到支承5的距離為L，支承2、支承6到支承5的距離分別L1、L2，工件重力及壓板與工件之間的摩擦力可以忽略不計(jì)。試分析銑削平面時(shí)夾緊力夾緊力的方向與作用點(diǎn)的合理性，并估算所需的夾緊力FW的大小。1—壓板；2、6—導(dǎo)向支承；3—工件；4—銑刀；5—止推支承圖3-2-1銑削工件圖工件裝夾中如何施加合理的夾緊力？夾緊力的三要素選擇夾緊力的方向選擇夾緊力作用點(diǎn)估算夾緊力大小項(xiàng)目分析§3.2.2-1夾緊力的三要素夾緊力確定的總體要求：穩(wěn)、牢、小。圖3-2-1夾緊力夾緊力是矢量，包含力的大小、方向、作用點(diǎn)三個(gè)要素。夾緊力用字母Fw表示，其圖示可用帶箭頭線段表示，長短表示力的大小，箭頭所指方向?yàn)閵A緊力的方向，作用點(diǎn)用箭頭或箭尾表示。夾緊力是夾緊元件對(duì)工件的作用?！?.2.2相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)

夾緊力的方向主要和工件定位基準(zhǔn)的配置以及工件所受外力的作用方向有關(guān)。確定方向時(shí)應(yīng)遵循以下原則：（一）夾緊力應(yīng)垂直于主要定位基準(zhǔn)面在夾緊力作用下，應(yīng)保證工件主要定位基準(zhǔn)面與定位元件可靠接觸。§3.2.2-2夾緊力方向確定圖3-2-1夾緊力垂直于定位基準(zhǔn)面圖3-2-2夾緊力方向不當(dāng)（二）夾緊力的方向應(yīng)有利于減小夾緊力當(dāng)夾緊力和切削力、工件重力同向時(shí)，加工過程中所需的夾緊力最小。圖3-2-3夾緊力與切削力、重力反向§3.2.2-2夾緊力方向確定（三）夾緊力施加的方向應(yīng)是工件剛度較高的方向盡可能可避免工件發(fā)生嚴(yán)重變形?！?.2.2夾緊力方向確定圖3-2-4夾緊力方向視頻3.2-2：夾緊力作用點(diǎn)圖3-2-5夾緊力方向優(yōu)劣【想一想】

夾緊力作用點(diǎn)選擇，主要影響工件夾緊時(shí)的定位穩(wěn)定性和夾緊后的剛性。確定作用點(diǎn)時(shí)應(yīng)遵循以下原則：（一）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在支承元件上或落在幾個(gè)支承所形成的支承面內(nèi)夾緊力的作用點(diǎn)落在幾個(gè)支承所形成的支承面內(nèi)時(shí)，應(yīng)盡可能靠近支承面的幾何中心，這樣可使夾緊力均勻地分布在定位基準(zhǔn)面和定位元件的整個(gè)接觸面上?！?.2.2-3夾緊力作用點(diǎn)選擇圖3-2-5夾緊力作用點(diǎn)的選擇

(二）夾具力的作用點(diǎn)應(yīng)位于工件剛性較好的部位可以減小工件的夾緊變形?！?.2.2-3夾緊力作用點(diǎn)選擇圖3-2-6夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)位于工件剛性好的部位（三）夾具力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面可以減小切削力對(duì)夾緊點(diǎn)的力矩，減小工件加工時(shí)的振動(dòng)或彎曲變形?！?.2.3夾緊力作用點(diǎn)選擇圖3-2-6夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面

工件夾緊時(shí)所需夾緊力的大小，不僅與加工時(shí)作用在工件上的切削力相關(guān)，同時(shí)還工件的定位方案等因素有關(guān)，夾緊力大小的精確計(jì)算是很復(fù)雜的。因此，實(shí)際設(shè)計(jì)中常采用估算法、類比法和試驗(yàn)法來確定所需的夾緊力。試驗(yàn)法：通過切削試驗(yàn)，來進(jìn)一步驗(yàn)證夾緊力。估算法：靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力，再乘以安全系數(shù)。即，F(xiàn)WK=KFW

（3－6）

類比法：與生產(chǎn)部門中相類似切削條件的夾緊裝置的應(yīng)用情況相比較，來大致確定所需夾緊裝置的主要規(guī)格?！?.2.2-4夾緊力大小確定式中，F(xiàn)W—按工件受靜力平衡所需要的夾緊力；FWK—實(shí)際夾緊力；K——安全系數(shù)。K一般取1.5~3；用于粗加工取K=2.5~3，用于精加工取K=1.5~2。

如下圖所示，主切削力為Fz，工件與三爪之間摩擦系數(shù)為f,加工工件較短，求車削時(shí)所需的夾緊力。1一三爪自定心卡盤；2一工件；3一車刀圖3-2-7車削加工工件圖【例3-2-1】解：根據(jù)靜力平衡條件:當(dāng)d≈d0時(shí),【思路】依據(jù)FWK=KFW，應(yīng)用靜力平衡原理，先求FW，再考慮安全系數(shù)K,再求FWK。考慮安全系數(shù),每個(gè)卡爪實(shí)際所需夾緊力：切削力產(chǎn)生的力矩：夾緊力產(chǎn)生的力矩：3fFWd03fFWd0=FZd3fFW=FZ

FZd

如圖所示斜楔夾緊機(jī)構(gòu)，分析該斜楔夾緊機(jī)構(gòu)所能產(chǎn)生的夾緊力FW。圖3-2-9斜楔夾緊受力分析(一）斜楔夾緊機(jī)構(gòu)夾緊力估算圖3-2-8斜楔夾緊機(jī)構(gòu)

根據(jù)靜力平衡條件得:

1.分析自鎖性能自鎖。2.計(jì)算理論夾緊力FW解：【例3-2-2】圖3-2-8斜楔夾緊機(jī)構(gòu)

如圖所示螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，分析該螺旋夾緊機(jī)構(gòu)所能產(chǎn)生的夾緊力FW。

式中：（二）螺旋夾緊機(jī)構(gòu)夾緊力估算圖3-2-10螺旋夾緊受力分析圖3-2-11當(dāng)量摩擦半徑的計(jì)算（二）螺旋夾緊機(jī)構(gòu)夾緊力估算

如圖所示螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，螺桿M10,（中徑d2=9.02mm）螺旋升角為3.020，各面間摩擦系數(shù)0.1（），原始作用為100N,端部為圓環(huán)面接觸，D=20mm，D0=12mm。手柄長L=300mm,分析該螺旋夾緊機(jī)構(gòu)自鎖性，并在原始作用力下產(chǎn)生的計(jì)算夾緊力FW為多少？圖3-2-12螺栓夾緊機(jī)構(gòu)1.螺栓；2.螺母；3.壓塊；4.工件解：1.分析自鎖性螺旋升角＝3.020，,能自鎖。2.計(jì)算r′3.計(jì)算夾緊力FW【例3-2-3】

如圖所示銑削工件，切削力為F，工件與導(dǎo)向支承間的摩擦系數(shù)為f，切削力到支承5的距離為L，支承2、支承6到支承5的距離分別L1、L2，工件重力及壓板與工件之間的摩擦力可以忽略不計(jì)。試分析銑削平面時(shí)夾緊力夾緊力的方向與作用點(diǎn)的合理性，并估算所需的夾緊力FW的大小。圖3-2-13銑削工件圖1—壓板；2、6—導(dǎo)向支承；3—工件；4—銑刀；5—止推支承【項(xiàng)目實(shí)施】

解：【解題思路】依據(jù)FWK=KFW，應(yīng)用靜力平衡原理，先求FW，再考慮安全系數(shù)K，求FWK。切削力產(chǎn)生的力矩：FL夾緊力產(chǎn)生的力矩：

根據(jù)靜力平衡條件:

圖3-2-13銑削工件圖1—壓板；2、6—導(dǎo)向支承；3—工件；4—銑刀；5—止推支承【項(xiàng)目講評(píng)】視頻3.2-3：彈性接觸多點(diǎn)夾緊【知識(shí)拓展】§3.2

分析夾緊力夾緊力的三要素選擇夾緊力的方向選擇夾緊力作用點(diǎn)估算夾緊力大小課堂小結(jié)力的大小力的方向力的作用點(diǎn)應(yīng)垂直于主要定位基準(zhǔn)面應(yīng)有利于減小夾緊力應(yīng)是工件剛度較高的方向應(yīng)盡可能靠近支承面的幾何中心應(yīng)位于工件剛性較好的部位應(yīng)盡量靠近加工表面估算法實(shí)驗(yàn)法類比法2025/5/29作業(yè)布置

401.復(fù)習(xí)鞏固本次上課內(nèi)容；2.完成習(xí)題冊(cè)3-2分析夾緊力作業(yè)。2025/5/29下一講預(yù)告41

夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅要選擇夾緊機(jī)構(gòu)的類型，確定夾緊力的作用點(diǎn)與方向，還需合理設(shè)計(jì)夾緊元件等零件結(jié)構(gòu)尺寸。如何制訂夾緊方案，設(shè)計(jì)夾緊元件等零件結(jié)構(gòu)尺寸？請(qǐng)同學(xué)們查閱相關(guān)資料預(yù)習(xí)，疑惑之處，請(qǐng)聽下回分解。2025/5/29再見42

制訂工件夾緊方案§3.32025/5/2943§3.3制定工件夾緊方案1.能根據(jù)工序加工任務(wù)，確定夾緊動(dòng)力來源。2.能確定夾緊力的作用點(diǎn)和方向。3.能選擇夾緊結(jié)構(gòu)類型，擬定夾緊方案。4.能根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》查閱切削用量及切削功率。5.能根據(jù)《夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》查閱各種直徑的許用夾緊力及夾緊轉(zhuǎn)矩等參數(shù)。6.能用類比法或估算法確定螺栓直徑等夾緊元件主要規(guī)格。442025/5/29

§3.3.1

任務(wù)導(dǎo)入與分析

夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅要選擇夾緊機(jī)構(gòu)的類型，確定夾緊力的作用點(diǎn)與方向，還需合理設(shè)計(jì)夾緊元件等零件結(jié)構(gòu)尺寸。如何制訂夾緊方案，設(shè)計(jì)夾緊元件等零件結(jié)構(gòu)尺寸？這正是本次課所上的內(nèi)容。452025/5/29

圖3-3-1鋼套工件鉆孔工序圖項(xiàng)目描述462025/5/29一、樣例分析

如圖所示，為法蘭盤零件，材料為HT200，欲在其上加工4×φ26H11孔。根據(jù)工藝規(guī)程，本工序是最后一道機(jī)加工工序，采用鉆模分兩個(gè)工步加工，即先鉆φ24mm孔，后擴(kuò)至φ26H11孔，加工批量5件，試制定該工序的夾緊方案。圖3-3-1法蘭盤工件47一、樣例分析（一）定位方案分析

工件以A面作主要定位基準(zhǔn)，用支承板限制了3個(gè)自由度，分別是X軸轉(zhuǎn)動(dòng)、Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)、Z軸移動(dòng)。用短銷與孔配合限制了2個(gè)自由度，分別是X軸移動(dòng)、Y軸移動(dòng)。圖3-3-1法蘭盤工件圖3-3-2工件定位方案48一、樣例分析（二）切削力分析

鉆φ24mm孔所需夾緊力比擴(kuò)孔大，所以只需計(jì)算鉆孔條件下的夾緊力。加工φ24mm孔時(shí)，鉆削軸向力F作用于定位支承面上，即使沒有夾緊力的作用，工件也不會(huì)產(chǎn)生移動(dòng)。鉆削扭矩M會(huì)使工件繞短銷轉(zhuǎn)動(dòng)。為防止工件轉(zhuǎn)動(dòng)，夾具夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)有足夠的摩擦力矩克服工件繞短銷轉(zhuǎn)動(dòng)。

查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》，當(dāng)材料為HT200,

進(jìn)給量為0.25mm/r時(shí),鉆φ24mm的孔，鉆削扭矩M為27.66Nm。圖3-3-1法蘭盤工件圖3-3-2工件定位方案49一、樣例分析（三）確定夾緊力的作用點(diǎn)和方向

夾緊力的方向垂直主要定位基準(zhǔn)面，作用點(diǎn)在工件邊緣處。圖3-3-1法蘭盤工件圖3-3-2工件定位方案50一、樣例分析（四）確定夾緊機(jī)構(gòu)類型和夾緊力源鉆孔時(shí)鉆削扭矩對(duì)工件定位的影響最大，擬采用螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)。為保證夾緊可靠安全，擬采用兩個(gè)螺旋壓板。由于加工批量為5件，采用手動(dòng)力源。為了提高裝夾效率，采用雙圓頭槽移動(dòng)壓板，實(shí)現(xiàn)工件的快裝、快拆。圖3-3-1法蘭盤工件圖3-3-3法蘭盤夾緊方案51一、樣例分析（五）估算夾緊力和選擇夾緊裝置零件

根據(jù)靜力平衡條件得，每個(gè)壓板實(shí)際應(yīng)輸出的夾緊力為：工件與定位基準(zhǔn)面為圓環(huán)面接觸，其當(dāng)量摩擦半徑為r＇，即

螺母夾緊力F'w=2208×2=4418N取安全系數(shù)K=2，工件與夾具的摩擦系數(shù)f為0.15。圖3-3-3法蘭盤夾緊方案1.鉆削力矩

鉆頭直徑d0=20mm，進(jìn)給量f=0.25mm/r,根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》工件材料HT200,查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》鉆削扭矩M=27.66Nm。2.每個(gè)壓板實(shí)際應(yīng)輸出的夾緊力52一、樣例分析（五）估算夾緊力和選擇夾緊裝置零件

查《現(xiàn)代機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》，“各種螺母夾緊力”，當(dāng)手柄長為190mm、手柄作用力為100N時(shí)，M16螺母的夾緊力為5230N。因此，可采用M16螺栓。圖3-3-3法蘭盤夾緊方案3.選擇螺栓直徑4.校核

根據(jù)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》，當(dāng)螺栓公稱直徑為16mm時(shí)，許用夾緊力為10290N,因此，采用M16螺栓壓板結(jié)構(gòu)能滿足加工要求。532025/5/29（一）分析定位方案（二）分析切削力（三）確定夾緊力的作用點(diǎn)和方向（四）確定夾緊機(jī)構(gòu)類型和夾緊力源（五）估算夾緊力和選擇夾緊裝置零件二、制定夾緊方案的一般步驟

圖3-3-1鋼套工件鉆孔工序圖項(xiàng)目實(shí)施552025/5/29（一）分析定位方案（二）分析切削力

假定，進(jìn)給量為0.04mm/r,查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》，在Q235A鋼上鉆φ5mm的孔，軸向切削力為321.82N,鉆削扭矩M=0.51Nm。由于工件和心軸是間隙配合，在不施加夾緊的情況下，工件可能會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)運(yùn)動(dòng)。一是鉆頭軸線與心軸軸線可能存在對(duì)稱度偏差，在軸向切削力的作用下工件會(huì)繞心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，但由于偏差小，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩也小，在分析夾緊力時(shí)不是主要的考慮對(duì)象。二是由于工件和芯軸之間有間隙，在鉆削扭矩作用下，工件在間隙范圍內(nèi)會(huì)繞著Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)，造成工件端面和夾具定位端面分離，不能貼緊。

采用心軸+端面定位，限制5了個(gè)自由度，分別是X軸移動(dòng)、Y軸移動(dòng)、Z軸移動(dòng)、Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)、Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)。圖3-3-1鋼套工件鉆孔工序圖圖3-3-4分析切削力562025/5/29項(xiàng)目講評(píng)（三）確定夾緊力的作用點(diǎn)和方向

采用軸向夾緊，夾緊力方向垂直定位端面，作用點(diǎn)位于工件端面剛性較好，可以減小工件裝夾變形。3-3-5夾緊裝置（四）確定夾緊機(jī)構(gòu)類型和夾緊力源

由于批量為2000件，數(shù)量不是很大，故采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，夾緊力源為手動(dòng)夾緊。為了提高裝夾效率，采用開口墊片，實(shí)現(xiàn)工件的快裝、快拆。572025/5/29（五）估算夾緊力和選擇夾緊裝置零件

由于鉆削扭矩為0.51Nm，通過受力分析可知，工件繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，作用在開口墊片上的力F=0.51×1000÷5=102N。

假定，取安全系數(shù)K=2.5，夾具需要產(chǎn)生Fm=2.5×102=255N的夾緊力，才能保證工件在加工過程中不產(chǎn)生位移。

查《現(xiàn)代機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》中各種螺母夾緊力表，當(dāng)手柄長為120mm、手柄作用力為70N時(shí)，M10螺母的夾緊力為2240N。

2240N＞255N，故選用M10螺母夾緊滿足要求。圖3-3-5夾緊裝置582025/5/29

在查表過程中我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，如果僅僅從力的角度考慮，M5以上螺母所產(chǎn)生的夾緊力都能滿足要求。為什么這里選M10螺母，主要基于兩方面的考慮。一是如果選小于M10的螺母，所需旋緊時(shí)間較長。二是如果選大于M10的螺母，螺母最大外徑尺寸e將大于工件內(nèi)孔直徑φ20，工件不能穿過螺母進(jìn)行裝夾，就起不到工件快裝、快拆的效果。【知識(shí)拓展】592025/5/29視頻3.3-1夾緊裝置（一）【知識(shí)拓展】602025/5/29視頻3.3-2夾緊裝置（二）【知識(shí)拓展】612025/5/29視頻3.3-3夾緊裝置（三）【知識(shí)拓展】622025/5/29（一）分析定位方案（二）分析切削力（三）確定夾緊力的作用點(diǎn)和方向（四）確定夾緊機(jī)構(gòu)類型和夾緊力源（五）估算夾緊力和選擇夾緊裝置零件課堂小結(jié)制定夾緊方案的一般步驟632025/5/29作業(yè)布置

1.復(fù)習(xí)鞏固本次上課內(nèi)容；2.完成習(xí)題冊(cè)3-3夾緊方案制訂。642025/5/29下一講預(yù)告

工件定位方案、夾緊方案制訂為機(jī)床夾具設(shè)計(jì)奠定了重要基礎(chǔ)，那么，如何進(jìn)行鉆床夾具的設(shè)計(jì)呢？請(qǐng)同學(xué)們查閱資料預(yù)習(xí)，疑惑之處，請(qǐng)聽下回分解。652025/5/29再見662025/5/29學(xué)習(xí)任務(wù)四鉆床夾具設(shè)計(jì)1.能指出鉆床夾具各零件的作用。2.能在鉆床夾具中對(duì)工件進(jìn)行裝夾、對(duì)刀。3.能識(shí)讀工件加工工序圖，并在師傅指導(dǎo)下完成工件加工。4.能描述典型鉆床夾具的特點(diǎn)及適用場所。5.能分析鉆床夾具位置誤差產(chǎn)生的原因，并計(jì)算鉆床夾具的位置誤差。6.能合理地設(shè)計(jì)鉆模結(jié)構(gòu)。7.能合理地設(shè)計(jì)鉆床夾具總體結(jié)構(gòu)。8．能正確繪制鉆床夾具總圖及零件圖，合理地標(biāo)注尺寸、公差及技術(shù)要求。9．能根據(jù)學(xué)習(xí)任務(wù)評(píng)價(jià)表進(jìn)行自評(píng)、互評(píng)。10．能進(jìn)行良好的交流與合作。

如圖4-0-1所示零件圖，材料為HT200，批量N=500件生產(chǎn)，已完成孔與端面的加工工序，工序圖見圖4-0-2，工件機(jī)械加工工藝卡見表4-1，現(xiàn)需完成鉆削孔的工序，采用Z4112A鉆床，現(xiàn)制訂鉆削專用夾具方案，具體要求如下：1.進(jìn)行工序分析；2.設(shè)計(jì)定位方案；3.設(shè)計(jì)夾緊方案；4.設(shè)計(jì)導(dǎo)引方案；5.分析夾具精度；6.繪制鉆床夾具的裝配圖與零件圖。圖4－0－1杠桿零件圖圖4－0－2杠桿加工工序圖學(xué)習(xí)活動(dòng)1實(shí)踐感知－在鉆床上使用夾具學(xué)習(xí)活動(dòng)2相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)活動(dòng)3樣例學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)活動(dòng)4任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)活動(dòng)5交流、評(píng)價(jià)、總結(jié)§4-1實(shí)踐感知－在鉆床上使用夾具1.能指出鉆床夾具各零件的作用。2.能對(duì)指定工件在夾具中進(jìn)行裝夾。3.能把夾具放置到鉆床上。4.能掌握鉆床安全操作規(guī)程。5.能識(shí)讀工件加工工序圖。6.能在師傅指導(dǎo)下完成工件加工。

圖4-1-1所示杠桿零件圖，材料HT200，中批量生產(chǎn)，已完成杠桿零件輪廓及總厚加工工序、φ30H8孔的鉸削工序，現(xiàn)需完成φ5mm孔的鉆削工序，采用Z4112A鉆床，加工工序卡片見表4-2，該任務(wù)要求學(xué)生在老師指導(dǎo)下完成零件裝夾、鉆套安裝等準(zhǔn)備工作并操作機(jī)床完成加工。通過加工回答以下問題：1.指出夾具各零件作用。2.工件在鉆床夾具中如何進(jìn)行定位？3.工件在夾具中如何夾緊？4.夾具與鉆床如何連接？5.工件如何實(shí)現(xiàn)導(dǎo)引對(duì)刀？6.影響夾具位置精度的因素有哪些？7.影響夾具對(duì)刀精度的因素有哪些？§4-2相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)1.了解鉆床夾具的類型與特點(diǎn)。2.了解鉆床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。3.能分析鉆床夾具位置誤差的產(chǎn)生原因。4.能合理地確定鉆套形式及對(duì)刀位置尺寸。5.能計(jì)算鉆床夾具的位置誤差。6.能計(jì)算分析工件在鉆床上的加工誤差。

在鉆床上進(jìn)行孔的鉆、擴(kuò)、鉸、锪及攻螺紋時(shí)用的夾具，稱為鉆床夾具，俗稱鉆模。一、鉆床夾具的類型與特點(diǎn)

鉆模的類型很多，有固定式、回轉(zhuǎn)式、移動(dòng)式、翻轉(zhuǎn)式、蓋板式和滑柱式等。圖4－2－1回轉(zhuǎn)式鉆模1—夾具體；2—對(duì)定銷；3—橫銷；4—螺套；5—手柄；6—轉(zhuǎn)盤；7—鉆套；8—定位件；9—滾花螺母；10—開口墊圈；11—轉(zhuǎn)軸圖4－2－2固定式鉆模1—螺釘；2—轉(zhuǎn)動(dòng)開口墊圈；3—拉桿；4—定位法蘭；5—快換鉆套；6—鉆模板；7—夾具體；8—手柄；9—圓偏心凸輪；10—彈簧圖4－2－3移動(dòng)式鉆模1—夾具體；2—固定V形塊；3—鉆模板；4，5—鉆套；6—支座；6—活動(dòng)V形塊；8—手輪；9—半月鍵；10—鋼球；11—螺釘；12，13—定位套圖4－2－4翻轉(zhuǎn)式鉆模1—定位銷；2—開口墊圈；3—螺母圖4－2－5蓋板式鉆模1—蓋板；2—圓柱銷；3—削邊銷；4—支承釘；5—把手模；圖4－2－6滑柱式鉆模l一滑柱；2一齒條滑柱；3一夾具體；4一鉆模板；5一齒輪軸；6一手柄；7一套環(huán)；二、鉆床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)（一）鉆套

鉆套是安裝在鉆模板或夾具體上的元件，其作用是用來確定工件上被加工孔的位置，引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工，并提高刀具在加工過程中的剛性和防止加工中的振動(dòng)。1.鉆套類型a）A型固定鉆套b）B型固定鉆套c）可換鉆套d）快換鉆套a）加長鉆套b）斜面鉆套c）小孔距鉆套d）可定位、夾緊鉆套圖4－2－8特殊鉆套（二）鉆模板1.固定式鉆模板（a）鉆模板與夾具體鑄成一體（c）用螺釘和銷釘聯(lián)接（b）鉆模板與夾具體焊接成一體2.鉸鏈?zhǔn)姐@模板圖4-2-10鉸鏈?zhǔn)姐@模板1—鉸鏈銷；2—夾具體；3—鉸鏈座；4—支承釘；5—鉆模板；6—菱形銷；3.可卸式鉆模板圖4-2-11可卸性鉆模板1—鉆模板；2—夾具體；3—圓柱銷；4—菱形銷4.懸掛式鉆模板圖4-2-12懸掛式鉆模板l—底座；2—鉆模板；3—彈簧；4—導(dǎo)向滑柱；5—橫梁（三）鉆床夾具對(duì)刀誤差的計(jì)算式中：B為工件厚度；H為鉆套高度；h為排屑空間的高度，單位mm。四、夾具的對(duì)定

夾具的對(duì)定包括三個(gè)方面：一是夾具的定位；二是夾具的對(duì)刀或刀具的導(dǎo)向；三是分度定位。圖4-2-14夾具定位五、夾具圖的繪制（一）夾具總圖的繪制內(nèi)容和要求表4-1夾具總圖的繪制要求繪制要求相關(guān)說明1.圖樣繪制應(yīng)符合國家制圖要求制圖必須合乎標(biāo)準(zhǔn)，尤其對(duì)于一些常用簡化畫法、標(biāo)準(zhǔn)件的畫法及有關(guān)制圖方面的最新標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)嚴(yán)格遵守執(zhí)行2.盡量采用1:1的繪圖比例用1：1的繪圖比例，可使較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有較好的直觀性，也為直接繪制圖樣和后階段拆畫零件提供方便3.局部結(jié)構(gòu)視圖不宜過多視圖安排，以能清楚地表達(dá)結(jié)構(gòu)、裝配關(guān)系為原則，并留出零件明細(xì)表、標(biāo)題欄和裝配技術(shù)要求的空間位置，主視圖一般按照夾具的安裝方向，選擇面向操作者的視圖，或最能反映內(nèi)部裝配結(jié)構(gòu)、動(dòng)作原理的方向繪制4.反復(fù)進(jìn)行局部結(jié)構(gòu)的調(diào)整和完善在一些重要的結(jié)構(gòu)參數(shù)（如軸徑）沒有確定之前，夾具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)只是一個(gè)臨時(shí)性的方案。一些祥細(xì)結(jié)構(gòu)，還有待于后面的計(jì)算參數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)件的結(jié)構(gòu)尺寸的支持，才能最后確定?？傃b配圖的設(shè)計(jì)過程，往往是邊設(shè)計(jì)、邊計(jì)算、邊查表、邊修改的反復(fù)調(diào)整過程。（二）夾具總圖的繪制步驟1.繪制工件視圖的外輪廓線2.由里向外繪制各部分結(jié)構(gòu)3.標(biāo)注總裝圖上的尺寸和技術(shù)要求4.完成夾具組成的零件、標(biāo)準(zhǔn)件編號(hào)，編寫夾具裝配零件明細(xì)表表4-2夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注的尺寸尺寸類型相關(guān)說明夾具外形的最大輪廓尺寸（A類尺寸）長、寬、高(不包含被加工工件、定位鍵)，當(dāng)夾具結(jié)構(gòu)中有可動(dòng)部分時(shí)，應(yīng)包括可動(dòng)部分處于極限位置時(shí)在空間所占的尺寸工件與定位元件的聯(lián)系尺寸(B類尺寸)把工件順利裝入夾具所涉及到的尺寸，與工件尺寸相關(guān)。一是工件與定位元件的配合尺寸：配合標(biāo)注或只標(biāo)定位元件的尺寸；二是定位元件之間的位置尺寸。夾具與刀具的聯(lián)系尺寸（C類尺寸）這類確定夾具上對(duì)刀、引導(dǎo)元件對(duì)定位元件的位置。如銑床中對(duì)刀塊與定位元件間的位置尺寸及塞尺尺寸；鉆床夾具中鉆套與刀具引導(dǎo)部分的配合尺寸及它們與定位元件間的位置尺寸夾具與機(jī)床的聯(lián)系尺寸（D類尺寸）把夾具順利裝入機(jī)床所涉及到的尺寸，與機(jī)床尺寸相關(guān)。車夾具：夾具與車床主軸端部圓柱面配合的配合尺寸。銑夾具：定位鍵與銑床T型槽的配合尺寸。其它裝配尺寸（E類尺寸）在上述幾類尺寸之外的裝配尺寸。一是夾具內(nèi)部的配合尺寸；二是有相互位置要求的裝配尺寸。表4-3夾具總裝配圖上公差配合的確定原則尺寸類型相關(guān)說明夾具尺寸公差直接與加工尺寸公差有關(guān)夾具尺寸公差可取相應(yīng)尺寸公差的1/5~1/2，常用的比值范圍為1/3~1/2。具體選用時(shí)要結(jié)合工件的加工精度要求、生產(chǎn)批量的大小等因素綜合考慮。在標(biāo)注與加工尺寸直接相關(guān)的夾具尺寸時(shí)，一般應(yīng)將工件的加工尺寸換算成平均尺寸作為夾具相應(yīng)尺寸的基本尺寸，然后再將經(jīng)確定的尺寸公差值按雙向?qū)ΨQ分布公差值標(biāo)注夾具尺寸公差與加工尺寸公差無直接關(guān)系這類尺寸表示夾具中各元件間的相互配合性質(zhì)，應(yīng)按其在夾具中的功用與裝配要求選用。如導(dǎo)向元件（如鉆套）與刀具的配合，定位元件與夾具體的配合等這類尺寸公差一般可以參照有關(guān)夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)選取§4-3樣例學(xué)習(xí)1.能分析夾定位形式及定位原件所限定工件的自由度。2.能分析夾緊機(jī)構(gòu)選擇的合理性。3.能分析鉆模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、公差配合的合理性。4.能分析鉆床夾具精度。5.能分析鉆床夾具總圖尺寸標(biāo)注、公差配合及技術(shù)要求的合理性。

如圖4-3-1所示杠桿零件圖，材料HT200，中批量生產(chǎn)，已完成杠桿零件輪廓及總厚加工工序、φ30H8孔的鉸削工序，現(xiàn)需完成φ5mm孔的鉆削工序，采用Z4112A鉆床，工序卡見表4-2，現(xiàn)制訂鉆削專用夾具方案。具體要求如下：1.進(jìn)行工序分析；2.分析定位方案；3.分析夾緊方案；4.分析導(dǎo)引裝置；5.分析夾具精度6.繪制夾具總裝圖。一、工序分析（二）限制自由度分析二、設(shè)計(jì)定位方案（一）定位基準(zhǔn)和加工要求分析（三）定位方案設(shè)計(jì)

圖4－3－3定位元件布置1-V型塊；2-工件；3-心軸定位銷（四）定位誤差分析對(duì)于位置尺寸孔φ30H8與定位銷配合,允許定位誤差：結(jié)論：該定位方案滿足加工可行。三、設(shè)計(jì)夾緊方案四、設(shè)計(jì)導(dǎo)引方案圖4－3－5固定鉆套結(jié)構(gòu)

（一）確定鉆套導(dǎo)引孔內(nèi)徑尺寸d鉆套與鉆模板的配合查取。

固定鉆套結(jié)構(gòu)尺寸查閱《機(jī)床夾具手冊(cè)》，結(jié)構(gòu)如圖4-3-4所示，其中H=12mm鉆套導(dǎo)引孔內(nèi)徑尺寸d為（二）確定鉆套位置尺寸LL=60±0.1/4=60±0.025（三）對(duì)刀誤差計(jì)算鉆套導(dǎo)引孔內(nèi)徑尺寸d為，麻花鉆五、設(shè)計(jì)夾具與機(jī)床聯(lián)接裝置（一）夾具與機(jī)床的聯(lián)接取定位端面所在工作面與夾具體底面平行度誤差≯0.02:100mm。（二）夾具位置誤差計(jì)算六、夾具精度分析對(duì)于加工要求60±0.1mm：七、設(shè)計(jì)夾具體鉆孔鉆模采用鑄造夾具體，材料選用HT200，進(jìn)行時(shí)效處理。八、繪制夾具總圖（一）繪制夾具裝配圖（二）尺寸、技術(shù)條件標(biāo)注1.尺寸最大外形輪廓尺寸（A類尺寸）工件與定位元件的聯(lián)系尺寸（B類尺寸）夾具與刀具的聯(lián)系尺寸（C類尺寸）60±0.025:180、70、95mm2.技術(shù)條件定位端面等高允差≯0.02mm；定位端面所在工作面與夾具體底面平行度誤差≯0.02:100mm；定位銷對(duì)夾具體底面垂直度誤差≯φ0.05:100mm；鉆套中心線與夾具體底面垂直度誤差≯φ0.05:100mm；安裝鉆模板時(shí)采用調(diào)整法，保證鉆套位置尺寸60±0.025。3.編寫零件明細(xì)表4.繪制非標(biāo)準(zhǔn)夾具零件圖

鉆床夾具設(shè)計(jì)2025/5/29

§41032025/5/29104§4.2鉆床夾具設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)2025/5/29105鉆床夾具的類型與特點(diǎn)鉆床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)目錄§4.2.2§4.2.1§4.2.3鉆床夾具的對(duì)刀誤差§4.2.4§4.2.5夾具圖紙繪制夾具的對(duì)定§4.2.1鉆床夾具的類型與特點(diǎn)

在鉆床上進(jìn)行孔的鉆、擴(kuò)、鉸、锪及攻螺紋時(shí)用的夾具，稱為鉆床夾具，俗稱鉆模。視頻4.1-1鉆床加工一、鉆床夾具的主要類型（一）回轉(zhuǎn)式鉆模1—夾具體；2—對(duì)定銷；3—橫銷；4—螺套；5—手柄；6—轉(zhuǎn)盤；7—鉆套；8—定位件；9—滾花螺母；10—開口墊圈；11—轉(zhuǎn)軸

為加工同一圓周上的平行孔系、同一截面內(nèi)徑向孔系或同一直線上的等距孔系時(shí)，鉆模上應(yīng)設(shè)置分度裝置。帶有回轉(zhuǎn)式分度裝置的鉆模稱為回轉(zhuǎn)式鉆模。圖4-6回轉(zhuǎn)式鉆床夾具一、鉆床夾具的主要類型（二）固定式鉆模1—螺釘；2—轉(zhuǎn)動(dòng)開口墊圈；3—拉桿；4—定位法蘭；5—快換鉆套；6—鉆模板；7—夾具體；8—手柄；9—圓偏心凸輪；10—彈簧在使用的過程中，固定式鉆模在機(jī)床上的位置是固定不動(dòng)的。其主要用于立式鉆床上加工直徑大于10mm的單孔，或在搖臂鉆床上加工較大的平行孔系。圖4-7固定式鉆床夾具一、鉆床夾具的主要類型（三）移動(dòng)式鉆模1—夾具體；2—固定V形塊；3—鉆模板；4，5—鉆套；6—支座；6—活動(dòng)V形塊；8—手輪；9—半月鍵；10—鋼球；11—螺釘；12，13—定位套這類鉆模用于鉆削中、小型工件同一表面上的多個(gè)孔。移動(dòng)式鉆模如圖所示，使用時(shí)可沿鉆床工作臺(tái)面移動(dòng)，讓鉆頭通過鉆套進(jìn)行鉆孔加工。圖4-8移動(dòng)式鉆床夾具一、鉆床夾具的主要類型（四）翻轉(zhuǎn)式鉆模1—定位銷；2—開口墊圈；3—螺母翻轉(zhuǎn)式鉆模主要用于加工中、小型工件分布在不同表面上的孔，如圖所示，工件以內(nèi)孔及端面，用開口墊圈2、螺母3夾緊，加工工件上夾角為60o的兩組孔系后，翻轉(zhuǎn)鉆模加工另一組孔系。

圖4-9翻轉(zhuǎn)式鉆床夾具

一、鉆床夾具的主要類型（五）蓋板式鉆模

圖4-10蓋板式鉆床夾具1—蓋板；2—圓柱銷；3—削邊銷；4—支承釘為加工車床溜板箱上的孔系而設(shè)計(jì)的蓋板式鉆模。這種鉆模沒有夾具體，使用時(shí)鉆模像蓋子一樣蓋在工件上，定位元件、夾緊裝置都安裝在鉆模板上。一、鉆床夾具的主要類型（六）滑柱式鉆模1一滑柱；2一齒條滑柱；3一夾具體；4一鉆模板；5一齒輪軸；6一手柄；7一套環(huán)滑柱式鉆模是帶有升降鉆模板的通用可調(diào)夾具。該鉆模的鉆模板與鉆模本體通過兩導(dǎo)柱確定相互位置，通過圓柱斜齒輪、斜齒輪條傳遞運(yùn)動(dòng)，圓柱斜齒輪軸上設(shè)計(jì)有兩相反方向圓錐體，用于夾緊、松開工件時(shí)鉆模板的鎖緊，通過墊圈可調(diào)整鎖緊間隙。

圖4-11滑柱式鉆床夾具二、鉆床夾具類型的選擇1.在立式鉆床上加工直徑小于10mm的小孔或孔系、鉆模重量小于15kg時(shí)，一般采用移動(dòng)式普通鉆模。2.在立式鉆床上加工直徑大于10mm的單孔，或在搖臂鉆床上加工較大的平行孔系，或鉆模重量超過15kg時(shí)，加工精度要求高時(shí)，一般采用固定式普通鉆模。3.翻轉(zhuǎn)式鉆模適用于加工中、小型工件，包括工件在內(nèi)所產(chǎn)生的總重力不宜超過100N。4.對(duì)于孔的垂直度和孔距要求不高的中、小型工件，有條件時(shí)宜優(yōu)先采用滑柱鉆模。5.對(duì)于鉆模板和夾具體為焊接式的鉆模，因焊接應(yīng)力不能徹底消除，精度不能長期保持，故一般在工件孔距公差要求不高(大于±0.1mm)時(shí)才采用。6.床身、箱體等大型工件上的小孔的加工一般采用蓋板式鉆模。三、鉆床夾具的特點(diǎn)2.使用鉆模可提高孔及孔系間的位置精度，其結(jié)構(gòu)簡單、制造方便，因此鉆模在各類機(jī)床夾具中所占的比重較大。1.鉆模主要用于加工中等精度、尺寸較小的孔或孔系?！?.2.2鉆床夾具設(shè)計(jì)要點(diǎn)一、鉆套鉆套是安裝在鉆模板或夾具體上的元件，其作用是用來確定工件上被加工孔的位置，引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工，并提高刀具在加工過程中的剛性和防止加工中的振動(dòng)。圖4-22鉆床夾具1-V型塊；2-工件；3-心軸定位銷§4.2.3鉆床夾具設(shè)計(jì)要點(diǎn)（一）鉆套類型a）A型固定鉆套b）B型固定鉆套c）可換鉆套d）快換鉆套

圖4-12標(biāo)準(zhǔn)鉆套鉆套標(biāo)準(zhǔn)鉆套特殊鉆套固定鉆套可換鉆套快換鉆套a）A型固定鉆套

b）B型固定鉆套c）可換鉆套d）快換鉆套

圖4－12標(biāo)準(zhǔn)鉆套a）加長鉆套b）斜面鉆套c）小孔距鉆套d）可定位、夾緊鉆套圖4－13特殊鉆套因工件的形狀或被加工孔的位置需要而不能使用標(biāo)準(zhǔn)鉆套時(shí)，需自行設(shè)計(jì)鉆套，此種鉆套稱為特殊鉆套(二)鉆套的尺寸、公差

一般鉆套導(dǎo)向孔的基本尺寸取刀具的最大極限尺寸,鉆套配合以基軸制選取。類

型

公稱尺寸鉆孔時(shí)鉆套公差帶擴(kuò)孔時(shí)鉆套公差帶鉸孔時(shí)鉆套公差帶一般情況F7或F8F7或F8G7或G6加工孔為基準(zhǔn)孔F7或F8F7或F8F7或E7表4-1鉆套公差帶選取

鉆套高度（H）是指鉆套導(dǎo)引孔的有效高度。鉆套的高度H增大時(shí)，則導(dǎo)向性能好，刀具剛度提高，加工精度高，但鉆套與刀具的磨損加劇。一般取H=(1～2.5)d。

排屑空間(h)是指鉆套底部與工件表面之間的空間。增大h值，排屑方便，但刀具的剛度和孔的加工精度都會(huì)降低。鉆削易排屑的鑄鐵時(shí)，常取h=(0.3～0.7)d；鉆削較難排屑的鋼件時(shí)，常取h=(0.7～1.5)d；工件精度要求高時(shí)，可取h=0，使切屑全部從鉆套中排出。圖4－13-1鉆套高度2025/5/29121鉆套的材料可參看《夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》：1.當(dāng)鉆套孔徑d≤26mm時(shí)，用T10A綱制造，熱處理硬度為58～64HRC；2.當(dāng)鉆套孔徑d＞26mm時(shí)，用20鋼制造，滲碳深度為0.8～1.2mm，熱處理硬度為58～64HRC。(三)鉆套的材料二、鉆模板1.鉆模板上安裝鉆套的孔之間及孔與定位元件的位置應(yīng)有足夠的精度。2.鉆模板應(yīng)具有足夠的剛度，以保證鉆套位置的準(zhǔn)確性，但又不能設(shè)計(jì)得太厚太重。注意布置加強(qiáng)肋以提高鉆模板的剛度。鉆模板一般不應(yīng)承受夾緊反力。3.為保證加工的穩(wěn)定性，懸掛式鉆模板導(dǎo)桿上的彈簧力必須足夠，以便鉆模板在夾具上能夠維持足夠的定位壓力。（一）鉆模板設(shè)計(jì)要點(diǎn)（二）鉆模板類型

圖4-14固定式鉆模板（a）鑄成一體（b）焊接成一體（c）用螺釘和銷釘聯(lián)接1.固定式固定在夾具上的鉆模板稱為固定式鉆模板。（二）鉆模板類型

圖4-15鉸鏈?zhǔn)姐@模板1—鉸鏈銷；2—夾具體；3—鉸鏈座；4—支承釘；5—鉆模板；6—菱形銷；當(dāng)鉆模板妨礙工件裝卸或鉆孔后需加工螺紋時(shí)，可采用的鉸鏈?zhǔn)姐@模板2.鉸鏈?zhǔn)姐@模板（二）鉆模板類型該鉆模板是指鉆模板與夾具體分離，鉆模板在工件上定位，并與工件一起裝卸。使用這類鉆模板時(shí)，裝卸較費(fèi)力，且位置精度低。故當(dāng)其他鉆模板不便于裝夾工件時(shí)才采用可卸式鉆模板。

圖4-16可卸性鉆模板1—鉆模板；2—夾具體；3—圓柱銷；4—菱形銷3.可卸式鉆模板（二）鉆模板類型在立式鉆床上用多軸傳動(dòng)頭加工平行孔系時(shí)，鉆模板連接在機(jī)床主軸的傳動(dòng)箱上，隨機(jī)床主軸上下移動(dòng)，靠近或離開工件圖4-2-12懸掛式鉆模板l—底座；2—鉆模板；3—彈簧；4—導(dǎo)向滑柱；5—橫梁4.懸掛式§4.1.3鉆床夾具對(duì)刀誤差的計(jì)算式中：B為工件厚度；H為鉆套高度；h為排屑空間的高度，單位mm。

刀具與鉆套的最大配合間隙

的存在會(huì)引起刀具的偏斜，將導(dǎo)致加工孔的偏移量

圖4-18鉆模對(duì)刀誤差工件厚度大時(shí)，按

計(jì)算對(duì)刀誤差，；工件薄時(shí)，按

計(jì)算對(duì)刀誤差，?！纠?.1-1】

H=18mm,h=6mm,B=25mm求：計(jì)算對(duì)刀誤差解：根據(jù)

Xmax先求Xmax=0.050-0.020=0.03mm

Xmax

2025/5/29129§4.1.4夾具的對(duì)定圖4-19銑削鍵槽夾具在機(jī)床上定位

工件的定位確定了工件相對(duì)于夾具的位置。而工件相對(duì)于刀具及切削成形運(yùn)動(dòng)的位置還需要通過夾具的對(duì)定來實(shí)現(xiàn)。2025/5/29130夾具的對(duì)定夾具定位：通過夾具定位表面與機(jī)床配合和連接，確定夾具相對(duì)于機(jī)床所要完成的切削成形運(yùn)動(dòng)的位置。夾具對(duì)刀或刀具引導(dǎo):確定夾具相對(duì)于刀具的位置。分度定位：即在分度或轉(zhuǎn)位夾具中，確定各加工面間的相對(duì)位置關(guān)系§4.1.5夾具圖紙繪制

一般來說，夾具的設(shè)計(jì)可分為前期準(zhǔn)備、制定結(jié)構(gòu)方案、繪制夾具總裝配圖、繪制夾具零件圖四個(gè)階段。在夾具的各局部結(jié)構(gòu)和總體方案確定后，即可著手夾具圖繪制工作。手工畫圖CAD畫圖夾具總裝配圖必要的尺寸一組圖形定位裝置夾緊機(jī)構(gòu)對(duì)刀裝置和導(dǎo)引裝置回轉(zhuǎn)分度其他輔助裝置夾具體夾具的安裝、對(duì)定裝置技術(shù)要求標(biāo)題欄、零件序號(hào)、明細(xì)欄總裝配圖的繪制內(nèi)容裝配圖的繪制要求繪制要求相關(guān)說明1.圖樣繪制應(yīng)符合國家制圖要求制圖必須合乎標(biāo)準(zhǔn)，尤其對(duì)于一些常用簡化畫法、標(biāo)準(zhǔn)件的畫法及有關(guān)制圖方面的最新標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)嚴(yán)格遵守執(zhí)行2.盡量采用1:1的繪圖比例用1：1的繪圖比例，可使較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有較好的直觀性，也為直接繪制圖樣和后階段拆畫零件提供方便3.主視圖選擇應(yīng)合理視圖安排，以能清楚地表達(dá)結(jié)構(gòu)、裝配關(guān)系為原則，并留出零件明細(xì)表、標(biāo)題欄和裝配技術(shù)要求的空間位置，主視圖一般按照夾具的安裝方向，選擇面向操作者的視圖，或最能反映內(nèi)部裝配結(jié)構(gòu)、動(dòng)作原理的方向繪制4.反復(fù)進(jìn)行局部結(jié)構(gòu)的調(diào)整和完善

在一些重要的結(jié)構(gòu)參數(shù)（如軸徑）沒有確定之前，夾具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)只是一個(gè)臨時(shí)性的方案。一些祥細(xì)結(jié)構(gòu)，還有待于后面的計(jì)算參數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)件的結(jié)構(gòu)尺寸的支持，才能最后確定?？傃b配圖的設(shè)計(jì)過程，往往是邊設(shè)計(jì)、邊計(jì)算、邊查表、邊修改的反復(fù)調(diào)整過程。裝配圖的繪制步驟繪制加工零件外輪廓線用雙點(diǎn)劃線（或紅色細(xì)實(shí)線）繪出工件視圖的外輪廓線和工件上的定位、夾緊以及被加工表面

由里向外繪制各部分結(jié)構(gòu)將工件假想為透明體，即工件和夾具的輪廓線互不遮擋，然后按照工件的形狀和位置，依此畫出定位元件、對(duì)刀—導(dǎo)向元件、夾緊機(jī)構(gòu)、力源裝置及其他輔助元件的具體結(jié)構(gòu)，最后繪制出夾具體，把夾具的各部分聯(lián)成一個(gè)整體。夾具總裝配圖的標(biāo)注尺寸、公差配合和技術(shù)要求的標(biāo)注，是夾具設(shè)計(jì)過程中一項(xiàng)重要內(nèi)容。因?yàn)樗鼈兣c夾具的制造、裝配、檢驗(yàn)及安裝有著密切的關(guān)系，直接影響夾具的制造難度和經(jīng)濟(jì)效益，所以必須予以合理標(biāo)注。其他要素繪制完成夾具組成的零件、標(biāo)準(zhǔn)件編號(hào)，編寫夾具裝配零件明細(xì)表2025/5/29135總結(jié)與拓展§4.2鉆床夾具設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)鉆床夾具的類型與特點(diǎn)12345鉆床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)鉆床夾具的對(duì)刀誤差?yuàn)A具的對(duì)定夾具圖紙繪制2025/5/29作業(yè)布置

1361.復(fù)習(xí)鞏固本次上課內(nèi)容；2.完成習(xí)題冊(cè)4-2相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)作業(yè)。2025/5/29下一講預(yù)告137

我們學(xué)習(xí)了鉆床夾具主要類型、特點(diǎn)、設(shè)計(jì)要點(diǎn)及鉆床夾具對(duì)刀誤差計(jì)算，那么針對(duì)本次課提出的任務(wù)，如何進(jìn)行鉆床專用夾具設(shè)計(jì)呢？請(qǐng)同學(xué)們查閱資料預(yù)習(xí)，疑惑之處，請(qǐng)聽下回分解。2025/5/29再見2025年5月29日138

鉆床夾具設(shè)計(jì)2025/5/29

§41392025/5/29140§4.2鉆床夾具設(shè)計(jì)樣例學(xué)習(xí)

§4.3.1

任務(wù)導(dǎo)入與分析

我們學(xué)習(xí)了鉆床夾具主要類型、特點(diǎn)、設(shè)計(jì)要點(diǎn)及鉆床夾具對(duì)刀誤差計(jì)算，那么，如何進(jìn)行鉆床專用夾具設(shè)計(jì)呢？2025/5/29142

圖4-3杠桿零件圖

如圖4-1所示杠桿零件圖，材料HT200，中批量生產(chǎn)，已完成杠桿零件輪廓及總厚加工工序、

孔的鉸削工序，現(xiàn)需完成φ5mm孔的鉆削工序，采用Z4112A鉆床，工序卡見表4-1，現(xiàn)設(shè)計(jì)鉆削專用夾具。項(xiàng)目描述具體要求如下：1.進(jìn)行工序分析；2.分析定位方案；3.分析夾緊方案；4.分析導(dǎo)引裝置；5.分析夾具精度；6.繪制夾具總裝圖。2025/5/29143零件名稱杠桿零件工藝流程1.鑄造;2.銑側(cè)面保證厚度;3.鉆底孔mm;4.鉸削

mm;5.鉆φ5mm孔;保證位置尺寸60±0.1

mm;6.入庫質(zhì)檢零件圖號(hào)2018-0804第5道工序工序卡車間（鉆）當(dāng)前工序號(hào)5工序名稱鉆

φ5

mm孔毛坯種類鑄件材料牌號(hào)HT200單位工時(shí)<4min機(jī)床名稱立式鉆床型號(hào)Z4112A編號(hào)040201夾具圖號(hào)夾具名稱工序號(hào)工步名稱進(jìn)給量mm/r轉(zhuǎn)速r/min機(jī)動(dòng)時(shí)間min輔助時(shí)間min工具、刀具、量具1鉆φ5

mm孔，保證位置尺寸手動(dòng)進(jìn)給8000.51

φ5

mm麻花鉆、游標(biāo)卡尺2檢查，拆卸工件

專用檢具2025/5/29144項(xiàng)目分析前期準(zhǔn)備結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)夾具精度分析夾具圖紙繪制145§4.2.1設(shè)計(jì)前準(zhǔn)備1.該零件為異形零件，材料為HT200，強(qiáng)度較好，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。中批量生產(chǎn)。

2.零件外形尺寸較小，本工序鉆φ5mm孔，鉆孔切削力較小，夾緊力要求不高；3.該零件除φ5mm孔未加工外，其余表面均已完成加工，本工序孔徑要求不高但加工位置精度有一定要求，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，其精度和復(fù)雜程度不宜太高、盡可能以降低制作成本為出發(fā)點(diǎn)；4.本工序加工要求：形狀要求φ5mm；位置要求為尺寸60±0.1mm。

圖4-3杠桿零件圖一、工序分析二、準(zhǔn)備設(shè)計(jì)資料三、進(jìn)行實(shí)際調(diào)查§4.2.1設(shè)計(jì)前準(zhǔn)備生產(chǎn)原始資料工具用書生產(chǎn)過程加工設(shè)備同類夾具2025/5/29§4.3.2擬定夾具結(jié)構(gòu)方案夾具的結(jié)構(gòu)方案包括了定位、夾緊、連接、夾具體等設(shè)計(jì)方案。一、定位方案設(shè)計(jì)定位基準(zhǔn)分析限制自由度分析定位元件選擇與設(shè)計(jì)定位誤差分析2025/5/29148

從機(jī)械加工工序卡片知：

本工序定位基準(zhǔn)為典型的兩孔一面，即

孔底平面定位限制3個(gè)自由度，孔

定位限制2個(gè)自由度，R7.5輪廓定位限制1個(gè)自由度?；鶞?zhǔn)選擇遵循基準(zhǔn)重合原則。

（一）定位基準(zhǔn)分析

圖4-3杠桿工序圖一、定位方案設(shè)計(jì)2025/5/291491.φ5mm孔形狀尺寸由定尺寸刀具保證；2.保證位置尺寸60±0.1mm，需要限制

；3.保證φ5mm孔與

孔底面垂直度，需要限制

；4.保證φ5mm孔的壁厚均勻，需要限制

；

工件為通孔，沿Z方向自由度理論上不需要消除，但實(shí)際上工件以

孔底面定位時(shí)，必須消除該方向的自由度，因此，應(yīng)按照完成定位消除工件自由度。工序定位方案合理。二、限制自由度分析圖4-21限制自由度分析一、定位方案設(shè)計(jì)2025/5/29150（三）定位元件設(shè)計(jì)1-V型塊；2-工件；3-心軸定位銷圖4-22定位元件布置定位心軸：ZXY0短心軸端面：活動(dòng)V型塊：心軸與孔配合：一、定位方案設(shè)計(jì)2025/5/29151對(duì)于位置尺寸60±0.1mm：

孔φ30H8與定位銷配合

，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，得：

，

。在活動(dòng)V型塊作用下，孔φ30H8與定位銷為單邊固定接觸。（四）定位誤差分析結(jié)論：該定位方案滿足加工可行。允許定位誤差：

由于，

一、定位方案設(shè)計(jì)2025/5/29152

由于工件批量小，宜采用簡單手動(dòng)裝置。杠桿的軸向剛度比徑向剛度好，因此夾緊力應(yīng)指向臺(tái)階面。如圖所示，在大端用螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)和開口墊圈將工件壓緊。固定手柄壓緊螺釘以球形端面與活動(dòng)V型塊相接，由于加工位置與夾緊位置距離較大，設(shè)置輔助支撐10。二、夾緊方案設(shè)計(jì)1-心軸定位銷；2-螺母；3-開口墊圈；4-工件；5-鉆套；6-鉆模板；7-螺套；8-調(diào)節(jié)螺桿；9-V型塊；10-輔助支撐；11-夾具體；12-鎖緊螺釘圖4－23夾緊導(dǎo)引方案2025/5/29153根據(jù)中批生產(chǎn)的要求，同時(shí)考本工序只是鉆孔，為提高對(duì)刀精度，采用固定鉆模板、固定鉆套的方案。三、導(dǎo)引方案設(shè)計(jì)圖4－24固定鉆套結(jié)構(gòu)2025/5/29154三、導(dǎo)引方案設(shè)計(jì)（一）確定鉆套導(dǎo)引孔內(nèi)徑尺寸dφ5mm麻花鉆公差帶：鉆套導(dǎo)引孔內(nèi)徑尺寸d：鉆套與鉆模板的配合:

H=12mm查《機(jī)夾夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》,得2025/5/29155

鉆套左右方向位置尺寸的基準(zhǔn)均為圓柱定位銷中心線，鉆套位置尺寸直接與工序位置尺寸相關(guān)，所以L=60±0.1/4=60±0.025（二）確定鉆套位置尺寸L圖4－23夾緊導(dǎo)引方案圖B4－2工序圖2025/5/29156

該杠桿零件鉆φ5mm孔屬于薄件，鉆套導(dǎo)引孔內(nèi)徑尺寸d為

，麻花鉆

，得

=Xmax=0.022-（-0.018）=0.04mm。（三）對(duì)刀誤差計(jì)算

工件厚度大時(shí)，按X2計(jì)算對(duì)刀誤差，=X2；工件薄時(shí)，按刀具與鉆套的最大配合間隙Xmax計(jì)算對(duì)刀誤差，=Xmax

。圖4-18鉆模對(duì)刀誤差2025/5/29157移動(dòng)式鉆床夾具是通過夾具體與鉆床工作臺(tái)面直接接觸即可。此時(shí)取定位端面所在工作面與夾具體底面平行度誤差≯0.02:100mm。四、連接裝置設(shè)計(jì)（一）夾具與鉆床的連接臺(tái)式鉆床2025/5/29158對(duì)于鉆床夾具，定位元件定位面對(duì)夾具定位面的位置誤差產(chǎn)生較小，可忽略。主要是由于鉆套的位置尺寸公差為60±0.025mm，則夾具位置誤差（二）夾具位置誤差的計(jì)算圖4－23夾緊導(dǎo)引方案2025/5/29

鉆孔鉆模采用鑄造夾具體，材料選用HT200，進(jìn)行時(shí)效處理。夾具體底面作為安裝基準(zhǔn)面。五、夾具體設(shè)計(jì)2025/5/29160§4.2.3分析夾具精度對(duì)于加工要求60±0.1mm：得：

因此，該夾具精度滿足加工要求。定位誤差對(duì)刀誤差?yuàn)A具位置誤差§4.3.4夾具圖紙繪制一、裝配圖繪制以能清楚地表達(dá)結(jié)構(gòu)、裝配關(guān)系為原則，主視圖一般按照夾具的安裝方向，選擇面向操作者的視圖，或最能反映內(nèi)部裝配結(jié)構(gòu)、動(dòng)作原理的方向繪制。（一）一組圖形2025/5/29162最大外形輪廓尺寸（A類尺寸）：長、寬、高工件與定位元件的聯(lián)系尺寸（B類尺寸）：

、60±0.025；夾具與刀具的聯(lián)系尺寸（C類尺寸）：

（二）必要尺寸包括夾具外形的最大輪廓尺寸、工件與定位元件的配合尺寸，夾具與機(jī)床的聯(lián)系尺寸等。2025/5/29163

標(biāo)題欄與零件明細(xì)欄(三)填寫標(biāo)題欄與零件明細(xì)欄

首先將夾具上各個(gè)零件用序號(hào)引出，序號(hào)要按照視圖的順時(shí)針或是逆時(shí)針進(jìn)行擺放，擺放要整齊，間隔適中。再填寫明細(xì)欄。2025/5/29164定位端面等高允差≯0.02mm；定位端面所在工作面與夾具體底面平行度誤差≯0.02:100mm；定位銷對(duì)夾具體底面垂直度誤差≯φ0.05:100mm；鉆套中心線與夾具體底面垂直度誤差≯φ0.05:100mm；安裝鉆模板時(shí)采用調(diào)整法，保證鉆套位置尺寸60±0.025。應(yīng)標(biāo)注定位元件與夾具定位面、夾具定位面與機(jī)床定位面、定位元件之間等形位精度要求。（四）技術(shù)要求該鉆床夾具應(yīng)技術(shù)要求：2025/5/291652025/5/29166二、繪制夾具零件圖

從裝配體中選中相關(guān)零件，單獨(dú)打開零件，打開工程圖。零件圖包括圖形、尺寸、技術(shù)要求與標(biāo)題欄。該鉆床夾具應(yīng)繪制非標(biāo)零件：

根據(jù)夾具裝配圖，拆畫非標(biāo)準(zhǔn)夾具零件圖。由圖4-3-6可知，夾具體1、鉆模板3、心軸定位銷2屬于非標(biāo)準(zhǔn)零件，應(yīng)拆畫其零件圖。2025/5/291672025/5/29168前期準(zhǔn)備結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)夾具精度分析夾具圖紙繪制總結(jié)與拓展工序分析設(shè)計(jì)資料準(zhǔn)備及調(diào)研夾緊刀具引導(dǎo)夾具體定位裝配圖零件圖§4.3鉆床夾具設(shè)計(jì)樣例學(xué)習(xí)2025/5/29作業(yè)布置

1691.復(fù)習(xí)鞏固本次上課內(nèi)容；2.完成習(xí)題冊(cè)4-3樣例學(xué)習(xí)(P32—P33）。2025/5/29再見2025年5月29日170

車床夾具設(shè)計(jì)2025/5/29

§51715.能合理地標(biāo)注尺寸、公差及技術(shù)要求。1.能描述車床夾具的特點(diǎn)及類型。2.能合理地分析車床夾具精度。3.能合理地設(shè)計(jì)車床夾具總體結(jié)構(gòu)。4.能正確繪制車床夾具總圖及零件圖。2025/5/29173

如圖5-1所示零件圖，材料為45鋼，中批量生產(chǎn)，已完成隔套的左端面與內(nèi)孔

車削工序，現(xiàn)需完成車削隔套外圓及右端面的工序，工序圖見圖5-2，工件機(jī)械加工工藝卡見表5-1采用CA6140車床?，F(xiàn)設(shè)計(jì)車削專用夾具。圖5－1隔套零件圖項(xiàng)目描述6.繪制車床夾具裝配圖及零件圖。圖5-2隔套加工工序圖具體要求如下：1.進(jìn)行工序分析。2.設(shè)計(jì)定位方案。3.設(shè)計(jì)夾緊方案置。4.設(shè)計(jì)夾具與車床連接裝置。5.分析夾具的精度。任務(wù)描述學(xué)習(xí)活動(dòng)1車床夾具設(shè)計(jì)前期準(zhǔn)備1學(xué)時(shí)（線上）學(xué)習(xí)活動(dòng)2車床夾具設(shè)計(jì)樣例學(xué)習(xí)

1學(xué)時(shí)（線上）學(xué)習(xí)活動(dòng)3車床夾具繪制1學(xué)時(shí)（線上）學(xué)習(xí)活動(dòng)4項(xiàng)目實(shí)施

15學(xué)時(shí)（線下）學(xué)習(xí)活動(dòng)5項(xiàng)目評(píng)價(jià)

2學(xué)時(shí)

（線下）2025/5/29176§5.1實(shí)踐感知——在車床上使用夾具2025/5/29再見2025年5月29日177

車床夾具設(shè)計(jì)2025/5/29

§51782025/5/29179§5.2車床夾具設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)2025/5/29180車床夾具的類型與特點(diǎn)車床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)目錄§5.2.2§5.2.1§5.2.3車床夾具的精度分析§5.2.1車床夾具的類型與特點(diǎn)

車床夾具是指在車床上用來加工工件內(nèi)、外回轉(zhuǎn)面及端面的夾具。視頻5.2-1車削加工一、車床夾具的主要類型安裝在車床主軸上的夾具這類夾具中，除了各種卡盤、花盤、頂尖等通用夾具或機(jī)床附件外，還可根據(jù)加工需要設(shè)計(jì)各種心軸或其它專用夾具，加工時(shí)夾具隨同機(jī)床主軸一起旋轉(zhuǎn)，刀具作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。安裝在車床床鞍上的夾具對(duì)于某些形狀不規(guī)則和尺寸較大的工件，常常把夾具安裝在車床床鞍上。刀具安裝在車床主軸上作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，夾具作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。二、專用車床夾具的典型實(shí)例（一）角鐵式夾具1—定位銷；2—夾具體；3—支承板；4—壓塊；5—工件；6—平衡塊

工件用兩個(gè)燕尾面在固定支承板和活動(dòng)支承板上定位，以活動(dòng)削邊銷定位橫向移動(dòng)，屬于兩面一銷的定位方式。該夾具采用擺動(dòng)V形塊和回轉(zhuǎn)式螺旋壓板機(jī)構(gòu)夾緊。圖5-3角鐵式車床夾具二、專用車床夾具的典型實(shí)例（二）花盤式車床夾具1—平衡塊；2—定位銷；3—螺旋壓板；4—花盤；5—對(duì)定銷；6—過渡盤；7—分度滑塊

以工件底面及2個(gè)凹臺(tái)孔作為定位基準(zhǔn)，其中2個(gè)凹臺(tái)孔分別用圓柱銷和削邊銷來實(shí)現(xiàn)定位，屬于一面兩銷的定位方式。夾緊采用2副移動(dòng)式螺旋壓板夾壓在工件頂面兩端來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)加工好其中的一個(gè)孔后，拔出對(duì)定銷5，將過渡盤沿著分度滑塊進(jìn)行移動(dòng)，對(duì)定銷即在彈簧力作用下插入夾具體上另一橫向分度孔中，即可加工第二個(gè)孔。圖5-4花盤式車床夾具二、專用車床夾具的典型實(shí)例（三）定心夾緊夾具1—錐體；2—防轉(zhuǎn)銷；3—錐套；4—螺母；5—彈性筒夾對(duì)于回轉(zhuǎn)體工件或以回轉(zhuǎn)體表面定位的工件可以采用定心夾緊夾具。常見的有彈簧心軸、頂尖式心軸、液性介質(zhì)彈性心軸等。如圖所示夾具是彈簧心軸夾具，轉(zhuǎn)動(dòng)螺母4，錐體1、錐套3相向移動(dòng)，使彈性筒夾5外脹定心夾緊工件。圖5-5彈簧心軸車床夾具

組合夾具是采用預(yù)先制造好的標(biāo)準(zhǔn)夾具元件，根據(jù)設(shè)計(jì)好的定位夾緊方案組裝而成的專用夾具。它既有專用夾具的優(yōu)點(diǎn)，又具有標(biāo)準(zhǔn)化、通用化的優(yōu)點(diǎn)。產(chǎn)品變換后，夾具的組成元件可以拆開清洗入庫，不會(huì)造成浪費(fèi)，適用于新產(chǎn)品試制和多品種小批量的生產(chǎn)。在大量采用數(shù)控機(jī)床、應(yīng)用CAD/CAM/CAPP技術(shù)的現(xiàn)代企業(yè)機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)過程中具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。（四）車床組合夾具圖5-6車床組合夾具§5.2.2車床夾具設(shè)計(jì)要點(diǎn)一、定位裝置

在車床上加工回轉(zhuǎn)表面時(shí)，要求工件加工面的軸線與車床主軸的旋轉(zhuǎn)軸線重合，夾具上定位裝置的結(jié)構(gòu)和布置，必須保證這一點(diǎn)。圖5-7花盤角鐵式車床夾具1—削邊定位銷；2—圓柱定位銷；3—軸向定程基面；4—夾具體；5—壓板；6—工件；7—導(dǎo)向套；8－平衡配重§5.2.2車床夾具設(shè)計(jì)要點(diǎn)二、夾緊機(jī)構(gòu)

由于車削時(shí)工件和夾具一起隨主軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，故在加工過程中，工件除受切削扭矩的作用外，整個(gè)夾具還受到離心力的作用，轉(zhuǎn)速越高離心力越大，會(huì)影響夾緊機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的夾緊效果，此外，工件定位基準(zhǔn)的位置相對(duì)于切削力和重力的方向來說是變化的。因此，夾緊機(jī)構(gòu)所產(chǎn)生的夾緊力必須足夠，且自鎖性要好。圖5-6彈性定心夾緊機(jī)構(gòu)

1—彈性筒夾；2—螺桿；3—隔套；4—壓塊；5—夾緊螺母；6—墊圈；7—彈簧三、車床夾具與機(jī)床主軸的連接1—過渡盤；2—平鍵；3—螺母；4—夾具；5—主軸圖5-8車床夾與機(jī)床主軸的連接車床夾具與機(jī)床主軸的聯(lián)接精度對(duì)夾具的回轉(zhuǎn)精度有決定性的影響。對(duì)于徑向尺寸D<140mm，或D<（2~3）d的小型夾具，其聯(lián)接結(jié)構(gòu)如圖5-2-5a所示；對(duì)于徑向尺寸較大的夾具，用過渡盤連接，過渡盤的結(jié)構(gòu)如圖5-2-5b、c所示。§5.2.2車床夾具設(shè)計(jì)要點(diǎn)四、找正孔或找正外圓

在車床夾具的夾具體上一般應(yīng)設(shè)置有找正孔或找正外圓，它既是車床夾具在車床主軸上安裝時(shí)，保證車床夾具與車床主軸同軸度的找正基準(zhǔn)，也是車床夾具裝配時(shí)的裝配基準(zhǔn)，還常常是夾具體本身加工過程中的工藝基準(zhǔn)。圖5-8角鐵式車床夾具1,11-螺栓；2-壓板；3-擺動(dòng)V型塊；4-過渡盤；5-夾具體；6-平衡塊；7-蓋板；8-固定支承板；9-活動(dòng)菱形銷；10-活動(dòng)支承板§5.2.3車床夾具設(shè)計(jì)要點(diǎn)五、平衡措施車床夾具應(yīng)消除回轉(zhuǎn)不平衡所引起的振動(dòng)現(xiàn)象。平衡措施有兩種，一種是在較輕的一側(cè)加平衡塊（配重塊），其位置距離回轉(zhuǎn)中心越遠(yuǎn)越好，一種是在較重的一側(cè)加工減重孔，其位置距離回轉(zhuǎn)中心越近越好。平衡塊的位置和重量最好可以調(diào)節(jié)。圖5-8角鐵式車床夾具1,11-螺栓；2-壓板；3-擺動(dòng)V型塊；4-過渡盤；5-夾具體；6-平衡塊；7-蓋板；8-固定支承板；9-活動(dòng)菱形銷；10-活動(dòng)支承板§5.2.3車床夾具位置精度分析

車床夾具的位置誤差是指在車床上安裝位置不準(zhǔn)確導(dǎo)致工件產(chǎn)生的位置誤差?yuàn)A具位置誤差定位元件與夾具定位面的位置誤差?yuàn)A具體定位面與機(jī)床的連接誤差圖5-8角鐵式車床夾具1,11-螺栓；2-壓板；3-擺動(dòng)V型塊；4-過渡盤；5-夾具體；6-平衡塊；7-蓋板；8-固定支承板；9-活動(dòng)菱形銷；10-活動(dòng)支承板【實(shí)例】如圖5-11所示的橫拉桿在車床夾具上加工M24×1.5H-6H螺紋孔時(shí)，工件以底面A、

內(nèi)孔定位，以鉤形壓板、螺母壓緊，夾具結(jié)構(gòu)如圖5-12所示，針對(duì)尺寸27±0.26mm，分析夾具精度。圖5-11橫拉桿接頭工序圖圖5－12橫拉桿接頭車削夾具圖1—過渡盤；2—夾具體；3—聯(lián)接塊；4—銷釘；5—杠桿；6—拉桿；7—定位銷；8—鉤形壓板；9—帶肩螺母；10—平衡塊；11—楔塊；12—擺動(dòng)壓塊圖5-11橫拉桿接頭工序圖圖5－12橫拉桿接頭車削夾具圖1—過渡盤；2—夾具體；3—聯(lián)接塊；4—銷釘；5—杠桿；6—拉桿；7—定位銷；8—鉤形壓板；9—帶肩螺母；10—平衡塊；11—楔塊；12—擺動(dòng)壓塊（一）分析定位誤差

針對(duì)工序尺寸27±0.26m工序基準(zhǔn)：A面

定位基準(zhǔn)：A面基準(zhǔn)不重合誤差工件在夾具上以平面定位基準(zhǔn)位移誤差因此，定位誤差

圖5-11橫拉桿接頭工序圖圖5－12橫拉桿接頭車削夾具圖1—過渡盤；2—夾具體；3—聯(lián)接塊；4—銷釘；5—杠桿；6—拉桿；7—定位銷；8—鉤形壓板；9—帶肩螺母；10—平衡塊；11—楔塊；12—擺動(dòng)壓塊針對(duì)工序尺寸27±0.26m1.夾具定位元件與夾具體基面位置誤差（二）夾具位置誤差

夾具上定位銷7的臺(tái)階平面與過渡盤定位圓孔軸線間的距離尺寸為27±0.08mm。（二）夾具位置誤差2.夾具體基面與機(jī)床連接位置誤差X1max為過渡盤與主軸間的最大配合間隙；X2max為過渡盤與夾具體間的最大配合間隙。X1max=0.035-（-0.011）=0.046mmX2max=0.040+0.0125=0.0525mm圖5－12橫拉桿接頭車削夾具圖1—過渡盤；2—夾具體；3—聯(lián)接塊；4—銷釘；5—杠桿；6—拉桿；7—定位銷；8—鉤形壓板；9—帶肩螺母；10—平衡塊；11—楔塊；12—擺動(dòng)壓塊過渡盤與車床主軸的配合尺寸:過渡盤止口與夾具體的配合尺寸：針對(duì)加工尺寸27±0.26mm，結(jié)論：該夾具滿足加工精度要求，方案可行。對(duì)于車床夾具，

＝0.347mm由于圖5－12橫拉桿接頭車削夾具圖1—過渡盤；2—夾具體；3—聯(lián)接塊；4—銷釘；5—杠桿；6—拉桿；7—定位銷；8—鉤形壓板；9—帶肩螺母；10—平衡塊；11—楔塊；12—擺動(dòng)壓塊（三）分析夾具精度2025/5/29198【課堂練習(xí)】如圖5-2-1所示為開合螺母車削工序圖。CA6140車床開合螺母零件在本工序中需精鏜φ40mm孔及車端面。工件材料為45鋼，毛坯為鍛件，中批量生產(chǎn)。假設(shè)過渡盤與車床主軸配合尺寸為

（

），假設(shè)夾具體與過渡盤配合尺寸為

（

）。1.φ40mm孔軸線到燕尾導(dǎo)軌底面C的距離為(45±0.05)mm。2.φ40mm孔軸線與燕尾導(dǎo)軌底面C的平行度為0.05mm。3.φ40mm孔與φ12mm孔的距離為(8±0.05)mm?，F(xiàn)設(shè)計(jì)夾具結(jié)構(gòu)如圖5-2-2所示，針對(duì)45±0.05mm，試計(jì)算夾具的定位與位置誤差。圖X5-2-1開合螺母車削工序圖2025/5/29199

圖X5-2-2開合螺母車削夾具1、1l一螺栓；2一壓板；3一擺動(dòng)V形塊；4一過渡盤；5一夾具體；6一平衡塊；7一蓋板；8一固定支承板；9一活動(dòng)菱形銷；10一活動(dòng)支承板2025/5/29200

夾具體與過渡盤止口的配合誤差X2max=0.04+0.0125=0.0525mm，解：1.定位誤差基準(zhǔn)重合又為平面定位定位誤差

=

02.夾具位置誤差

限位平面與止口軸線間的距離誤差為40±0.02過渡盤與車床主軸的配合誤差X1max=0.035+0.011=0.046mm，故

2025/5/29§5.1.5總結(jié)與拓展§5.2車床夾具