机床夹具设计PPT课件

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1、第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社第3章 机床夹具设计3.1 概述3.2 工件在夹具中的定位3.3 工件在夹具中的夹紧3.4 夹具的其他元件3.5 典型机床夹具设计3.6 夹具的设计方法和步骤第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社3.1 概述机械制造过程中用来固定加工对象，使之在机床上占有正确机械制造过程中用来固定加工对象，使之在机床上占有正确的位置，以便进行机械加工或检测的装置被称为的位置，以便进行机械加工或检测的装置被称为机床夹具机床夹具，简称，简称夹具夹具。夹具设计夹具设计是直接为机械产品生产服务的一项生产准备工作。是直接为机械产品生产服务

2、的一项生产准备工作。机床夹具设计特点是周期要求短，夹具精度高。机床夹具设计特点是周期要求短，夹具精度高。夹具设计与机械加工工艺等关系密切。夹具设计与机械加工工艺等关系密切。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社三爪卡盘四爪卡盘万向平口钳回转工作台分度头图2-43 通用夹具第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社3.1.1工件的装夹工件的装夹1装夹的概念装夹的概念工件装夹工件装夹是将工件在机床上或夹具中定位、夹紧的过程。工是将工件在机床上或夹具中定位、夹紧的过程。工件装夹的包含了件装夹的包含了定位定位、夹紧夹紧两个方面内涵。两个方面内涵。工件定位工件定

3、位是工件在机床或夹具上占有正确的位置，使工件与是工件在机床或夹具上占有正确的位置，使工件与刀具及机床主轴、导轨之间具有正确的相对关系，从而保证被加刀具及机床主轴、导轨之间具有正确的相对关系，从而保证被加工工件的尺寸精度、形状精度及位置精度。工工件的尺寸精度、形状精度及位置精度。工件夹紧工件夹紧是工件定位后将其固定的正确位置上，使之不因切是工件定位后将其固定的正确位置上，使之不因切削力、惯性力、重力的作用而变化。削力、惯性力、重力的作用而变化。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社2装夹的方式装夹的方式在机床上，工件一般可采用如下几种装夹方式：在机床上，工件一般可采用如下

4、几种装夹方式：(1) 直接装夹直接装夹 直接装夹直接装夹是将工件的定位基准面直接密切贴合在机床的装夹面是将工件的定位基准面直接密切贴合在机床的装夹面上，不需找正即可完成定位，通过夹紧工件，使其在整个加工过程上，不需找正即可完成定位，通过夹紧工件，使其在整个加工过程中保持正确位置。中保持正确位置。在平面磨床的磁力工作台上固定工件等都是直接装夹。在平面磨床的磁力工作台上固定工件等都是直接装夹。第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社(2) 找正装夹找正装夹 是利用可调整工具将工件夹持在机床上，并使机床作慢速运动，是利用可调整工具将工件夹持在机床上，并使机床作慢速运动，利用划针或

5、千分表检测和调整工件的位置，使之处于正确位置的装夹利用划针或千分表检测和调整工件的位置，使之处于正确位置的装夹方式。方式。例如，在车床上加工一个具有较高同轴度要求的阶梯轴时，可采例如，在车床上加工一个具有较高同轴度要求的阶梯轴时，可采用四爪卡盘和千分表调整工件的位置，以提高和保证加工精度的工件用四爪卡盘和千分表调整工件的位置，以提高和保证加工精度的工件装夹过程是找正装夹。装夹过程是找正装夹。对于形状复杂，尺寸、重量均较大且精度较低的铸件和锻件毛坯，对于形状复杂，尺寸、重量均较大且精度较低的铸件和锻件毛坯，如果工件毛坯没有方便的找正表面，则可预先在毛还上划出待加工面如果工件毛坯没有方便的找正表面

6、，则可预先在毛还上划出待加工面的轮廓线，然后按照所划的轮廓线找正其位置完成工件装夹，这种工的轮廓线，然后按照所划的轮廓线找正其位置完成工件装夹，这种工件装夹方式也属于找正装夹。件装夹方式也属于找正装夹。第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社(3)夹具装夹夹具装夹 夹具装夹夹具装夹是将夹具预先安装在机床上并精确调整其位置，在机是将夹具预先安装在机床上并精确调整其位置，在机械加工过程中利用该夹具迅速而准确地装夹工件的方式。械加工过程中利用该夹具迅速而准确地装夹工件的方式。在上述三种工件装夹方式中，在上述三种工件装夹方式中，夹具装夹夹具装夹具有较高的定位精度，工件装夹操作方便、

7、简单和省具有较高的定位精度，工件装夹操作方便、简单和省时，适合大批量生产。时，适合大批量生产。找正装夹找正装夹亦具有较高定位精度，但操作费时、费力，仅适合单亦具有较高定位精度，但操作费时、费力，仅适合单件小批量生产。件小批量生产。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社3.1.2夹具的组成、分类和在机械加工中的作用夹具的组成、分类和在机械加工中的作用1机床夹具的组成机床夹具的组成机床夹具虽然多种多样，但是夹具一般包含如下几个组成部分：机床夹具虽然多种多样，但是夹具一般包含如下几个组成部分：(1) 定位装置定位装置其作用是确定工件在夹具中的位置。其作用是确定工件在夹具中的位

8、置。如：支撑钉、支承板、如：支撑钉、支承板、V型块等都是定位元件。型块等都是定位元件。(2) 夹紧装置夹紧装置 其作用是将工件压紧夹牢，保证工件在定位时所占据的位置在加其作用是将工件压紧夹牢，保证工件在定位时所占据的位置在加工过程中不因受外力而产生位移，同时防止或减少震动。工过程中不因受外力而产生位移，同时防止或减少震动。如：螺母和螺杆、螺旋压板等。如：螺母和螺杆、螺旋压板等。(3) 连接元件连接元件其作用是使夹具与机床装夹面连接，并确定夹具对机床的相互位其作用是使夹具与机床装夹面连接，并确定夹具对机床的相互位置。置。第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社 (4) 对刀元

9、件和导向元件对刀元件和导向元件 对刀元件用于确定刀具在加工前正确位置。如铣床夹具中的对刀元件用于确定刀具在加工前正确位置。如铣床夹具中的对刀块。导向元件用于确定刀具位置并引导刀具进行加工，如钻套。对刀块。导向元件用于确定刀具位置并引导刀具进行加工，如钻套。对刀元件和导向元件的共同作用是保证工件与刀具之间的正确位对刀元件和导向元件的共同作用是保证工件与刀具之间的正确位置。置。 (5) 夹具体夹具体夹具体是夹具的基座和基础件。夹具的其它装置或元件都安装在夹具体是夹具的基座和基础件。夹具的其它装置或元件都安装在夹具体上，使之成为一个整体。夹具体上，使之成为一个整体。(6) 其其他他装置或元件装置或元

10、件其他装置或元件主要有分度装置、排屑装置等。其他装置或元件主要有分度装置、排屑装置等。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社2机床夹具的分类机床夹具的分类夹具的分类方法比较多。夹具的分类方法比较多。机床夹具按机床夹具按应用范围、使用特点应用范围、使用特点可分为可分为通用夹具通用夹具、专用夹具专用夹具、可调夹可调夹具具、成组夹具成组夹具、组合夹具组合夹具和和随行夹具随行夹具等类型。等类型。通用夹具通用夹具指已经标准化的，在一定范围内可用于加工不同工件的夹具。指已经标准化的，在一定范围内可用于加工不同工件的夹具。如三爪或四爪卡盘、机器虎钳、回转工作台、万能分度头、磁力工作台

11、等。如三爪或四爪卡盘、机器虎钳、回转工作台、万能分度头、磁力工作台等。专用夹具专用夹具是指专为某一工件的某道工序的加工而设计制造的夹具。专是指专为某一工件的某道工序的加工而设计制造的夹具。专用夹具一般是在一定批量的生产中应用，通常说的工装夹具一般指专用夹用夹具一般是在一定批量的生产中应用，通常说的工装夹具一般指专用夹具。具。可调夹具和成组夹具可调夹具和成组夹具的共同特点是：在加工完一种工件后，经过调整的共同特点是：在加工完一种工件后，经过调整或更换个别元件，即可加工形状相似、尺寸相近或加工工艺相似的多种工或更换个别元件，即可加工形状相似、尺寸相近或加工工艺相似的多种工件。但件。但通用可调夹具通

12、用可调夹具的加工对象并不很确定，其通用范围大，如滑柱钻模、的加工对象并不很确定，其通用范围大，如滑柱钻模、带各种钳口的机器虎钳等即是这类夹具。而带各种钳口的机器虎钳等即是这类夹具。而成组夹具成组夹具则是专门为成组加工则是专门为成组加工工艺中某一组零件而设计的，针对性强，加工对象和使用范围明确，结构工艺中某一组零件而设计的，针对性强，加工对象和使用范围明确，结构更为紧凑。更为紧凑。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社组合夹具组合夹具是指按某一工件的某道工序的加工要求，用一套事先准是指按某一工件的某道工序的加工要求，用一套事先准备好的通用的标准元件和部件，通过它们的组合而

13、构成的夹具。备好的通用的标准元件和部件，通过它们的组合而构成的夹具。这种夹具用完之后可以拆卸存放，或待重新组装新夹具时再次使这种夹具用完之后可以拆卸存放，或待重新组装新夹具时再次使用。用。随行夹具随行夹具是在自动线或柔性制造系统中使用的夹具，工件安装在是在自动线或柔性制造系统中使用的夹具，工件安装在随行夹具上，由输送装置送往各机床，并在机床夹具或机床工作台上随行夹具上，由输送装置送往各机床，并在机床夹具或机床工作台上定位夹紧。定位夹紧。按照按照使用夹具的机床类型使用夹具的机床类型，夹具可分为，夹具可分为车床夹具车床夹具、铣床夹具铣床夹具、钻钻床夹具床夹具、镗床夹具镗床夹具等类型。等类型。按照按

14、照夹具的用途夹具的用途，可将夹具分为，可将夹具分为机床夹具机床夹具、装配夹具装配夹具、检测夹具检测夹具等。等。按照按照夹紧力的力源类型夹紧力的力源类型，夹具还可分为，夹具还可分为手动夹具手动夹具、气动夹具气动夹具、液液压夹具压夹具、电磁和电动夹具电磁和电动夹具等。等。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社三爪卡盘四爪卡盘万向平口钳回转工作台分度头图2-43 通用夹具第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社图2-44 专用夹具 4 3D L零件工序简图第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社零件工序简图43DLLD43D43LDL3

15、4DL43DL34图2-45 成组夹具KH1KH2KH3KH4第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社图2-46 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基础板第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社图2-46a 铣拨叉槽组合夹具1方形基础板 2小长方支承 3，14，20六角螺母 440圆形定位盘

16、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 1724圆形定位销 18圆螺母 19工件第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社图2-46b 组合夹具实例第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社气动虎钳 液压夹具第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社3夹具在机械加工中的作用夹具在机械加工中的作用夹具虽是机床的一种附加工艺装置，但是它在生产中发挥的作用夹具虽是机床的一种附加工艺装置，但是它在生产中发挥的作用很大。很大。采用夹具装夹工件，有助于

17、采用夹具装夹工件，有助于保证工件的加工件质量；保证工件的加工件质量；缩短辅助时间；缩短辅助时间；提高生产效率；提高生产效率；减轻工人劳动强度和降低对工人的技术水平要求；减轻工人劳动强度和降低对工人的技术水平要求；扩大机床工艺范围和改变机床用途。扩大机床工艺范围和改变机床用途。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社3.1.3工件在夹具中加工时加工误差的组成工件在夹具中加工时加工误差的组成利用夹具装夹工件进行加工，工件加工表面尺寸和位置误差包利用夹具装夹工件进行加工，工件加工表面尺寸和位置误差包含如下三个方面：含如下三个方面：(1) 工件装夹误差工件装夹误差(装夹装夹) 包

18、括定位误差包括定位误差定位和夹紧误差定位和夹紧误差夹紧。夹紧。定位误差定位误差是定位不准确是定位不准确而造成的加工误差；而造成的加工误差；夹紧误差夹紧误差是夹紧时引起工件和夹具变形造成的是夹紧时引起工件和夹具变形造成的加工误差。加工误差。(2) 夹具对定误差夹具对定误差(对定对定) 包括对刀误差包括对刀误差对刀和夹具位置误差对刀和夹具位置误差夹位。夹位。对刀误差对刀误差是与夹具是与夹具相对刀具位置有关的加工误差，相对刀具位置有关的加工误差，夹具位置误差夹具位置误差是夹具相对刀具成形是夹具相对刀具成形运动的加工误差。运动的加工误差。(3) 加工过程误差加工过程误差(过程过程) 包括加工过程中工艺

19、系统的受力变形、热变形及磨损等因素所包括加工过程中工艺系统的受力变形、热变形及磨损等因素所造成的加工误差。造成的加工误差。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社利用夹具装夹工件加工时，为了保证加工精度应使上述各项误差之利用夹具装夹工件加工时，为了保证加工精度应使上述各项误差之和不大于工件相应尺寸或位置要求的公差和不大于工件相应尺寸或位置要求的公差T，即，即装夹装夹+对定对定+过程过程T 上式被称为加工误差不等式。上式被称为加工误差不等式。通常，可粗略地平均分配加工误差，即通常，可粗略地平均分配加工误差，即装夹装夹T /3，对定对定T/3，过程过程T/3。也可以综合考虑夹

20、具造成的加工误差，使加工时满足加工不等式。也可以综合考虑夹具造成的加工误差，使加工时满足加工不等式。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社3.2 工件在夹具中的定位工件在夹具中工件在夹具中定位的目的定位的目的是使同一批工件在夹具中占有一致的是使同一批工件在夹具中占有一致的正确加工位置。但由于实际定位基准和定位元件存在制造误差，故正确加工位置。但由于实际定位基准和定位元件存在制造误差，故同批工件在夹具中所占据的位置不可能是完全一致的，这种位置的同批工件在夹具中所占据的位置不可能是完全一致的，这种位置的变化将导致加工尺寸产生误差。变化将导致加工尺寸产生误差。研究工件在夹具中

21、的定位可以从研究工件在夹具中的定位可以从定位基本原理定位基本原理、定位方法与定定位方法与定位元件位元件、定位精度定位精度三个方面研究。三个方面研究。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社3.2.1工件定位的基本原理工件定位的基本原理1.六点定位原理六点定位原理在夹具中未定位以前，任何一个工件都可以看成为在空间直角坐标在夹具中未定位以前，任何一个工件都可以看成为在空间直角坐标系中的自由物体。系中的自由物体。如图所示的方形工件，它在空间的位置是任意的，可沿三个垂直坐如图所示的方形工件，它在空间的位置是任意的，可沿三个垂直坐标轴放在任意位置，通常称为工件沿三个垂直坐标轴具有平

22、动自由度，标轴放在任意位置，通常称为工件沿三个垂直坐标轴具有平动自由度，分别以表示分别以表示 、 、 表示。表示。此外，工件绕三个垂直坐标轴的此外，工件绕三个垂直坐标轴的转角位置也是任意的，通常称之为转角位置也是任意的，通常称之为绕三个垂直坐标轴具有转动自由度，绕三个垂直坐标轴具有转动自由度，分别以分别以 、 、 表示。表示。要使工件在夹具中占据正确位置，要使工件在夹具中占据正确位置，就必须恰当地限制工件在空间上的就必须恰当地限制工件在空间上的六个自由度。六个自由度。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社用于空间定位的用于空间定位的六个支承点六个支承点的分布必须遵循一定

23、的规则的分布必须遵循一定的规则。如图如图3.2(a)所示的平行六面所示的平行六面体上加工键槽时，体上加工键槽时，为保证加工尺寸为保证加工尺寸 需限制工件的需限制工件的 、 、 三个三个自由度；自由度；为保证为保证 ，还需限，还需限制制 、 两个自由度，两个自由度，为保证为保证 ，最后还需限制最后还需限制 自由度。自由度。 在进行工件定位分析时，通常是用一个支承点限制工件的一个自在进行工件定位分析时，通常是用一个支承点限制工件的一个自由度，用合理分布的六个支承点限制工件的六个自由度，使工件在夹由度，用合理分布的六个支承点限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全正确，这就是的具中的位置完全正

24、确，这就是的“六点定位原理六点定位原理”。第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社在夹具上布置了六个支承点，当在夹具上布置了六个支承点，当工件基准面安置在这六个支承点工件基准面安置在这六个支承点上时，就限制了它的全部自由度，上时，就限制了它的全部自由度，见图见图3.2(b)。工件底面（工件底面（M面）紧贴在支承点面）紧贴在支承点1、2、3上，限制了工件的上，限制了工件的 、 、 三个自由度；三个自由度；工件侧面（工件侧面（N面）紧靠在支点面）紧靠在支点4、5上，限制了上，限制了 、 两个自由度；两个自由度；工件的端面（工件的端面（P面）在支承点面）在支承点6上，上，限制了限

25、制了 自由度。自由度。第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社工件上布置三个支承点的工件上布置三个支承点的M面称为面称为主要定位基准主要定位基准。三个支承点布置。三个支承点布置得越远，所组成的三角形就越大，工件定位就越稳定。得越远，所组成的三角形就越大，工件定位就越稳定。布置两个支承点的布置两个支承点的N面称为面称为导向定位基准导向定位基准。应选取工件上窄长表面。应选取工件上窄长表面作为导向定位基准。作为导向定位基准。工件上布置一个支承点的工件上布置一个支承点的P面称为面称为止推定位基准止推定位基准。由于它只和一个。由于它只和一个支承点接触，工件在加工时，常常还要承受加工过

26、程中的切削力和冲击支承点接触，工件在加工时，常常还要承受加工过程中的切削力和冲击等，因此可选工件上窄小且与切削力方向相对的表面作为止推定位基准。等，因此可选工件上窄小且与切削力方向相对的表面作为止推定位基准。在夹具结构中，在夹具结构中，支承点支承点是用定位元件来实现的，如图是用定位元件来实现的，如图3.2(c)中设置了中设置了六个支撑钉。六个支撑钉。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社例如例如为如图所示为在环状工件上钻孔的工序，为如图所示为在环状工件上钻孔的工序，设计定位结构。设计定位结构。第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社夹具上布置了六个支

27、承点，见图夹具上布置了六个支承点，见图3.3(b)，工件端面紧贴在支承点工件端面紧贴在支承点1、2、3上，限制上，限制 、 、 三个自由度；三个自由度；工件内孔紧靠支承点工件内孔紧靠支承点4、5，限制，限制 、 两个自由度；两个自由度；键槽侧面靠在支承点键槽侧面靠在支承点6上，限制上，限制 自由度。自由度。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社图图3.3(c)是实现图是实现图3.3(b)中六个支承点所采用定位元件的具体结构。中六个支承点所采用定位元件的具体结构。以台阶面以台阶面A代替代替1、2、3三个支承点；三个支承点；短销短销B代替代替4、5两个支承点；两个支承点；嵌

28、入键槽中防转销嵌入键槽中防转销C代替支承点代替支承点6。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社如图如图3.4(a)为车床上加工轴的通孔，为车床上加工轴的通孔，根据加工要求，不需要限制根据加工要求，不需要限制 和和 自由度，故使用三爪卡盘限制其余四自由度，故使用三爪卡盘限制其余四个自由度即可。个自由度即可。2.限制工件自由度与加工要求的关系限制工件自由度与加工要求的关系1) 完全定位完全定位工件的六个自由度全部被限制的定位称为完全定位。当工件在工件的六个自由度全部被限制的定位称为完全定位。当工件在x、y、z三个坐标方向上均有尺寸要求或位置精度要求时，一般采用这种定位方三个

29、坐标方向上均有尺寸要求或位置精度要求时，一般采用这种定位方式。式。2) 不完全定位和欠定位不完全定位和欠定位根据工件加工要求，并不需要限制其全部自由度的定位称为根据工件加工要求，并不需要限制其全部自由度的定位称为不完全定不完全定位位。第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社图图3.4(b)为平板工件在平磨床上采用电磁工作台定位磨平面，工件只有厚为平板工件在平磨床上采用电磁工作台定位磨平面，工件只有厚度及平行度要求，故只需要限制度及平行度要求，故只需要限制 、 、 三个自由度即可。三个自由度即可。欠定位欠定位是应该限制的自由度是应该限制的自由度没有被加以限制的定位。没有被加以

30、限制的定位。在满足加工要求的前提下，在满足加工要求的前提下，采用不完全定位是允许的采用不完全定位是允许的。但是但是欠定位不允许的欠定位不允许的。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社3) 过定位过定位工件的同一个或几个自由度被重复限制的定位称为工件的同一个或几个自由度被重复限制的定位称为过定位过定位。过定位在生产中是被限制使用的过定位在生产中是被限制使用的。图图3.5(a)所示为加工连杆小头孔的正确定位方案。所示为加工连杆小头孔的正确定位方案。用用平面平面限制限制 、 、 三个自由度；三个自由度；用用短圆柱销短圆柱销限制限制 、 两个自由度；两个自由度；用用防转销防转销

31、限制限制 自由度，属完全定位。自由度，属完全定位。第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社如果短圆柱销换为长圆柱销，则会造成过定位现象。如果短圆柱销换为长圆柱销，则会造成过定位现象。由于长圆柱销限制了由于长圆柱销限制了 、 、 、 四个自由度，其中被限制四个自由度，其中被限制的的 、 两个自由度与平面限制的自由度重复，因此出现了两个自由度与平面限制的自由度重复，因此出现了过定位过定位情况。情况。 通常有两种消除或减小过定位方法：通常有两种消除或减小过定位方法：提高定位基准之间以及定位元件工作表面之间的位置精度；提高定位基准之间以及定位元件工作表面之间的位置精度；改变定位元件

32、的结构，使定位元件在重复限制自由度的部分不起定位作改变定位元件的结构，使定位元件在重复限制自由度的部分不起定位作用。用。第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社3.2.2 工件定位方式及其所用定位元件工件定位方式及其所用定位元件生产中定位的方法很多，常用的定位方案主要有生产中定位的方法很多，常用的定位方案主要有工件工件以平面定位以平面定位；工件工件以圆柱孔定位以圆柱孔定位；工件工件以外圆表面定位以外圆表面定位。1工件以平面定位工件以平面定位在机械加工中，箱体、机座、支架等工件都常用平面作为定位基在机械加工中，箱体、机座、支架等工件都常用平面作为定位基准。依据是否起限制自由度

33、作用以及能否实现调整等，常用的平面准。依据是否起限制自由度作用以及能否实现调整等，常用的平面定位元件可分为如下几种：定位元件可分为如下几种：主要支承主要支承主要支承是起限制自由度作用的支承，它又分为主要支承是起限制自由度作用的支承，它又分为固定支承固定支承、可调可调支承支承、自位支承自位支承等。等。第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社(1) 固定支承固定支承固定支承固定支承主要是各种主要是各种支承钉支承钉和和支撑板支撑板，如图，如图3.6和图和图3.7所示。所示。当定位基准面是粗糙不平的毛坯表面时，采用布置较远的三个球头当定位基准面是粗糙不平的毛坯表面时，采用布置较远的

34、三个球头支承钉，使其与毛面接触良好，支承钉，使其与毛面接触良好，C型齿纹头支撑钉用于侧面定位，它能增型齿纹头支撑钉用于侧面定位，它能增大摩擦系数，防止工件受力后滑动。大摩擦系数，防止工件受力后滑动。第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社工件以加工后的平面作为定位基准时，一般采用图工件以加工后的平面作为定位基准时，一般采用图3.6(a)所示所示的的A型的平头支承钉和型的平头支承钉和3.7(a)所示的支撑板。所示的支撑板。A型支撑板的结构简单，制造方便。但孔边缘切屑不易清除干型支撑板的结构简单，制造方便。但孔边缘切屑不易清除干净，故适用于侧面和顶面定位。净，故适用于侧面和顶面

35、定位。B型支撑板结构如图型支撑板结构如图3.7(b)所示，其特点是易于保证工作表面所示，其特点是易于保证工作表面清洁，故适用于底面定位。清洁，故适用于底面定位。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社(2) 可调支承可调支承可调支承如图可调支承如图3.8所示，能够调整支承的高度尺寸。所示，能够调整支承的高度尺寸。可调支承在一定范围内可以改变支撑尺寸，常用于粗加工夹具、可调支承在一定范围内可以改变支撑尺寸，常用于粗加工夹具、毛坯表面定位支撑。毛坯表面定位支撑。第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社可调支承可调支承也可用于同一夹具加工形状相同而尺寸不同的

36、工件，也可用于同一夹具加工形状相同而尺寸不同的工件，如图如图3.9所示销轴端部铣槽。采用可调支承轴向定位。通过调整其高所示销轴端部铣槽。采用可调支承轴向定位。通过调整其高度位置，可以加工不同长度的销轴类工件。度位置，可以加工不同长度的销轴类工件。在通用可调整夹具及成组在通用可调整夹具及成组夹具中，可调支承的应用更广夹具中，可调支承的应用更广泛。泛。可调支承在一批工件加工可调支承在一批工件加工前调整一次。在同一批工件加前调整一次。在同一批工件加工中，其作用相当于固定支承。工中，其作用相当于固定支承。所以，可调支承在调整后都需所以，可调支承在调整后都需用锁紧螺母锁紧。用锁紧螺母锁紧。 第3章 机床

37、夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社(3) 自位支承自位支承自位支承自位支承（或浮动支承）是具有几个活动工作点的支承件，当压（或浮动支承）是具有几个活动工作点的支承件，当压下其中一点，则其余的点上升直至全部与工件定位基准接触为止，其下其中一点，则其余的点上升直至全部与工件定位基准接触为止，其作用仍相当于一个固定支承点。图示是常见自位支承。作用仍相当于一个固定支承点。图示是常见自位支承。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社2) 辅助支承辅助支承生产中，由于工件形状以及夹紧力、切削力、工件重力等原因可能生产中，由于工件形状以及夹紧力、切削力、工件重力等原因可能

38、使工件在定位后还产生变形或定位不稳定。使工件在定位后还产生变形或定位不稳定。为了提高工件的安装刚性和稳定性，常需设置辅助支承。为了提高工件的安装刚性和稳定性，常需设置辅助支承。如图如图3.11所示，工件以平面所示，工件以平面A定位，铣削上平面定位，铣削上平面C。在。在B处设置辅助处设置辅助支承，则可以增加工件的安装刚度，但此支承不起限制自由度的作用，支承，则可以增加工件的安装刚度，但此支承不起限制自由度的作用，也不允许破坏原有的定位。也不允许破坏原有的定位。因此，因此，辅助支承必须逐个工件进行调整，以适应工件支承表面（辅助支承必须逐个工件进行调整，以适应工件支承表面（B面）的位置误差。面）的位

39、置误差。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社辅助支承的结构形式应视生产批量和具体生产条件而定。在单件小辅助支承的结构形式应视生产批量和具体生产条件而定。在单件小批生产中常用批生产中常用螺旋式辅助支承螺旋式辅助支承，见图，见图a；生产批量较大时可用生产批量较大时可用自位式辅助支承自位式辅助支承，见图，见图b，也可用也可用推引式辅助支承推引式辅助支承，见图，见图c。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社2工件以圆柱孔定位工件以圆柱孔定位在加工中，工件以孔作为定位基准的应用很广，如连杆、套筒、在加工中，工件以孔作为定位基准的应用很广，如连杆、套筒、法

40、兰盘和各种杂件等。法兰盘和各种杂件等。实现定位的方法有：实现定位的方法有：在圆柱体上定位在圆柱体上定位和和在圆锥体上定位在圆锥体上定位等。等。1) 在圆柱体上定位在圆柱体上定位在圆柱体上定位常用定位元件有定位销和定位心轴。在圆柱体上定位常用定位元件有定位销和定位心轴。第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社图图3.13为常用定位销结构。为常用定位销结构。定位销工作部分的直径可根据工件的具体情况按定位销工作部分的直径可根据工件的具体情况按g5、g6、f6、f7制造。定位销可用小过盈配合压入夹具体孔中。制造。定位销可用小过盈配合压入夹具体孔中。当定位销需要经常更换时，可采用图当

41、定位销需要经常更换时，可采用图3.13d)的结构形式。的结构形式。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社定位心轴主要用在车、铣、磨、齿轮加工等机床上加工套筒和盘定位心轴主要用在车、铣、磨、齿轮加工等机床上加工套筒和盘类零件。定位基准可为已加工过的圆柱孔或花键孔。心轴的结构型式类零件。定位基准可为已加工过的圆柱孔或花键孔。心轴的结构型式较多，图较多，图3.14为几种常见的圆柱心轴。为几种常见的圆柱心轴。图图3.14(a)为间隙配合心轴，其工作表面一般按基孔制为间隙配合心轴，其工作表面一般按基孔制h6、g6或或f7制造。这种心轴结构简单，装卸工件方便，但定心精度低，仅在工件

42、制造。这种心轴结构简单，装卸工件方便，但定心精度低，仅在工件同轴度要求不高时采用。同轴度要求不高时采用。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社图图b为过盈配合心轴。过盈配合心轴有引导部分、工作部分和传动为过盈配合心轴。过盈配合心轴有引导部分、工作部分和传动装置（如鸡心夹头等）相联系的部分组成。引导部分的作用是使工件迅装置（如鸡心夹头等）相联系的部分组成。引导部分的作用是使工件迅速而正确地套入心轴，其直径按速而正确地套入心轴，其直径按e8制造，长度约为基准孔长度的一半。制造，长度约为基准孔长度的一半。工作部分直径按工作部分直径按r6制造。当工件孔的长径比制造。当工件孔的长

43、径比L/D1时，心轴工作部分应时，心轴工作部分应稍带锥度。心轴上的凹槽是供车削工件端面时退刀用的。稍带锥度。心轴上的凹槽是供车削工件端面时退刀用的。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社图图c是花键心轴，它用于加工以花键孔为定位基准的工件。是花键心轴，它用于加工以花键孔为定位基准的工件。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社2) 在圆锥体上定位在圆锥体上定位在圆锥体上定位常用定位元件是小锥度心轴和圆锥销。在圆锥体上定位常用定位元件是小锥度心轴和圆锥销。小锥度心轴上定位如图小锥度心轴上定位如图3.15所示。小锥度心轴的定心精度较高，但所示。小锥度心

44、轴的定心精度较高，但其轴向基准位移误差较大，工件还有倾斜。小锥度心轴是以工件孔与心其轴向基准位移误差较大，工件还有倾斜。小锥度心轴是以工件孔与心轴表面的弹性变形夹紧工件，故传递的扭矩较小，装卸工件不方便，且轴表面的弹性变形夹紧工件，故传递的扭矩较小，装卸工件不方便，且不能加工端面。一般用于工件定位孔的精度不低于不能加工端面。一般用于工件定位孔的精度不低于IT7的精车和磨削加的精车和磨削加工。工。设计小锥度心轴，主要是确定锥度设计小锥度心轴，主要是确定锥度K。生产推荐。生产推荐K=1/10001/5000，选择锥度，选择锥度K值越小，定心精度越高，且夹紧越可靠。值越小，定心精度越高，且夹紧越可靠

45、。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社如图如图3.16所示，圆锥销限制工件的所示，圆锥销限制工件的 、 、 三个自由度。三个自由度。图图a 圆锥销用于粗基准，图圆锥销用于粗基准，图b圆锥销用于精基准。圆锥销用于精基准。 、第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社工件以单个圆锥销定位时容易倾斜，故应和其它定位元件组合定位。工件以单个圆锥销定位时容易倾斜，故应和其它定位元件组合定位。如图如图3.17所示，以上三种组合定位方式，均限制了工件的五个自由度。所示，以上三种组合定位方式，均限制了工件的五个自由度。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等

46、清华大学出版社3工件以外圆柱面定位工件以外圆柱面定位工件以外圆定位时，常用工件以外圆定位时，常用V型块、半圆定位块、定位套、自动定心机构型块、半圆定位块、定位套、自动定心机构等。其中等。其中V型块应用最广。型块应用最广。常用的常用的V型块见图型块见图3.18，图，图a结构为短结构为短V型块，限制了两个自由度，即型块，限制了两个自由度，即 、 。图。图b结构表示了长结构表示了长V型块，或相当于两个短型块，或相当于两个短V型块的组合，它限制四个型块的组合，它限制四个自由度，即自由度，即 、 、 和和 。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社V型块用于工件定位主要使用其对中作

47、用型块用于工件定位主要使用其对中作用，即能使工件外圆轴线与，即能使工件外圆轴线与V型块两斜面的对称平面重合。型块两斜面的对称平面重合。V型块两斜面的夹角一般选用型块两斜面的夹角一般选用60、90和和120，其中最常用的是夹角为，其中最常用的是夹角为90的的V型块。型块。V型块的结构和基本尺寸，均已标准化。型块的结构和基本尺寸，均已标准化。 起定位作用的起定位作用的V型块，通常都是型块，通常都是做成固定式的做成固定式的。兼起夹紧作用兼起夹紧作用V型块常常做成可型块常常做成可移动式的移动式的。典型应用实例如图典型应用实例如图3.19所示。所示。工件以其底面与支承环平面接工件以其底面与支承环平面接触

48、，限制三个自由度；触，限制三个自由度；工件左端圆弧与固定短工件左端圆弧与固定短V型块接型块接触，限制两个自由度；触，限制两个自由度；工件右端圆弧与可移动短工件右端圆弧与可移动短V型块型块接触，限制一个自由度。接触，限制一个自由度。可移动可移动V型块起到限制转动自由型块起到限制转动自由度的作用，同时又借助螺杆而起夹度的作用，同时又借助螺杆而起夹紧元件的作用。紧元件的作用。第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社4.工件以一组表面定位工件以一组表面定位在实际生产中，通常都是以两个或两个以上表面作为定位基准，采在实际生产中，通常都是以两个或两个以上表面作为定位基准，采取组合定位方

49、式。取组合定位方式。其中以其中以“一面两孔一面两孔”定位为最常见的组合位方式，其示意图如图定位为最常见的组合位方式，其示意图如图3.20所示。这时，所示。这时，支承板限制了支承板限制了3个自由度个自由度 、 和和 ；短圆柱销限制了短圆柱销限制了2个自由度个自由度 和和 ；还剩下一个绕还剩下一个绕z轴线的转动自由度由菱形销限制。轴线的转动自由度由菱形销限制。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社3.2.3 定位误差的分析和计算定位误差的分析和计算1.定位误差产生的原因定位误差产生的原因采用调整法加工一批工件时，工件在定位过程中，会遇到由于定位采用调整法加工一批工件时，工件

50、在定位过程中，会遇到由于定位基准与工序基准不重合，以及工件的定位基面与定位元件工作表面存在基准与工序基准不重合，以及工件的定位基面与定位元件工作表面存在制造误差等情况，这些情况都引起加工误差，它们被称为制造误差等情况，这些情况都引起加工误差，它们被称为定位误差定位误差，并，并用用d表示。表示。定位误差定位误差是指由于定位不准确造成的某一工序的工序基准在工序尺是指由于定位不准确造成的某一工序的工序基准在工序尺寸方向上的最大位移量。寸方向上的最大位移量。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社在卧式铣床上，加工如图在卧式铣床上，加工如图3.21(a)所示的盘状零件上的槽，要求

51、保证尺寸所示的盘状零件上的槽，要求保证尺寸为为 及及 。工件装夹在图工件装夹在图3.21(b)所示的夹具心轴上，心轴直径为所示的夹具心轴上，心轴直径为 。尺。尺寸寸b是由铣刀宽度直接保证的，与定位无关，尺寸是由铣刀宽度直接保证的，与定位无关，尺寸e是由工件相对于刀具正确是由工件相对于刀具正确定位得到的。定位得到的。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社图图3.21(b)中，孔中心线是工序基准，内孔表面是定位基面。从理论中，孔中心线是工序基准，内孔表面是定位基面。从理论上分析，当工件内孔与心轴的直径完全相同时（无间隙配合），内孔表上分析，当工件内孔与心轴的直径完全相同时（

52、无间隙配合），内孔表面与轴外圆重合，两者中心线也重合。因此，可以看作以内孔中心线作面与轴外圆重合，两者中心线也重合。因此，可以看作以内孔中心线作为定位基准。由此，为定位基准。由此，凡工件以圆柱表面定位时，都以其中心线作为定位凡工件以圆柱表面定位时，都以其中心线作为定位基准基准。 要保证工件加工要求要保证工件加工要求 ，需要分，需要分析铣刀外圆和工序基准位置变动的大小。析铣刀外圆和工序基准位置变动的大小。刀具经一次调整后，相对于轴的位置是刀具经一次调整后，相对于轴的位置是保持不变的。保持不变的。如果定位副没有制造误差，也不留如果定位副没有制造误差，也不留安装间隙，则工序基准和心轴中心线重安装间隙

53、，则工序基准和心轴中心线重合，没有定位误差合，没有定位误差, 见图见图3.22(a) 。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社由于机床夹具必须装卸工件方便，以提高生产率。工件定位孔与由于机床夹具必须装卸工件方便，以提高生产率。工件定位孔与圆柱心轴之间必须存在一定配合间隙，故工件圆孔中心和心轴中心不可圆柱心轴之间必须存在一定配合间隙，故工件圆孔中心和心轴中心不可能同轴。若心轴水平安置，因重力等影响工件将以定位孔单边支撑在心能同轴。若心轴水平安置，因重力等影响工件将以定位孔单边支撑在心轴的母线上，如图轴的母线上，如图3.22(b)所示所示。 此时，刀具的位置未变，此时，刀具

54、的位置未变，而同批工件的定位基准却在而同批工件的定位基准却在O1和和O2之间变动，从而导致工序之间变动，从而导致工序基准也发生变化，使一批工件基准也发生变化，使一批工件中加工尺寸中加工尺寸e产生了误差。产生了误差。这种由于定位副存在误差这种由于定位副存在误差引起的定位基准在加工方向上引起的定位基准在加工方向上的最大位置变动范围称为的最大位置变动范围称为基准基准位置移误差位置移误差，以，以w w 表示。表示。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社如果设计图纸要求键槽的尺寸为如果设计图纸要求键槽的尺寸为 ，如图，如图3.23(a)所示，该尺寸设计基准为所示，该尺寸设计基准为

55、圆柱体下母线圆柱体下母线B。即使仍然采用图。即使仍然采用图3.21(b）所示的夹具定位，定位误差产生）所示的夹具定位，定位误差产生情况也会有所不同。情况也会有所不同。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社假设工件孔与心轴为无间隙配合，见假设工件孔与心轴为无间隙配合，见图图3.23(b），定位基准没有位移，不产生），定位基准没有位移，不产生基准位移误差。基准位移误差。但由于工件外圆有制造误差，当外直但由于工件外圆有制造误差，当外直径在径在dmin和和dmax范围内变化时，工序基准范围内变化时，工序基准在在B1和和B2范围内变动，引起加工尺寸在范围内变动，引起加工尺寸在C1

56、和和C2之间变动。之间变动。造成加工尺寸这一变动的原因是工序造成加工尺寸这一变动的原因是工序基准（工件外圆下母线）和定位基准（工基准（工件外圆下母线）和定位基准（工件孔中心）不重合。这种因工序基准和定件孔中心）不重合。这种因工序基准和定位基准不重合而引起的加工方向上的最大位基准不重合而引起的加工方向上的最大位置变动范围，称为位置变动范围，称为基准不重合误差基准不重合误差，以，以b b表示。在本例中表示。在本例中 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社当工件以孔与心轴采用间当工件以孔与心轴采用间隙配合时，则同时存在隙配合时，则同时存在w w和和b b两项误差，使同批工件加工

57、后两项误差，使同批工件加工后的加工尺寸在的加工尺寸在C1和和C3之间变动，之间变动，见图见图c。上述两上述两项误差皆是由于定差皆是由于定位引起的。位引起的。这种因种因基准不重合基准不重合和和基准位移基准位移而引起的加工尺寸而引起的加工尺寸的最大的最大变动范范围，称，称为定位定位误差差，以，以d。d=w+b。第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社2.典型定位方式的定位误差的计算典型定位方式的定位误差的计算机床夹具常常采用机床夹具常常采用平面定位平面定位、内圆表面定位内圆表面定位、外圆定位外圆定位等典型定等典型定位方式。因此，分析计算定位误差，可以首先探讨典型定位方式的定位方

58、式。因此，分析计算定位误差，可以首先探讨典型定位方式的定位误差计算。位误差计算。1）工件以）工件以平面定位平面定位时的定位误差时的定位误差工件以平面定位时的定位误差同样分为两个部分：基准位置移误工件以平面定位时的定位误差同样分为两个部分：基准位置移误差和基准不重合定位误差。差和基准不重合定位误差。工件以平面定位时可能产生的基准位置移误差是由于定位副制造工件以平面定位时可能产生的基准位置移误差是由于定位副制造不准确而造成的。主要体现在定位表面的不平整误差。当以加工过的不准确而造成的。主要体现在定位表面的不平整误差。当以加工过的平面定位时，一般可以不予考虑。由于不允许重复使用毛坯表面作粗平面定位时

59、，一般可以不予考虑。由于不允许重复使用毛坯表面作粗基准，也可以忽略使用毛坯表面作定位基准对定位精度的影响。上述基准，也可以忽略使用毛坯表面作定位基准对定位精度的影响。上述分析可知：应严格控制定位基准面的加工质量，避免其产生定位误差。分析可知：应严格控制定位基准面的加工质量，避免其产生定位误差。在实际工作中，由于工件结构复杂等因素，加工过程中基准不重在实际工作中，由于工件结构复杂等因素，加工过程中基准不重合是常见情况，因此，工件以平面定位时可能产生的定位误差主要是合是常见情况，因此，工件以平面定位时可能产生的定位误差主要是由基准不重合定位误差引起的。由基准不重合定位误差引起的。 第3章 机床夹具

60、设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社2）工件）工件以内圆表面定位以内圆表面定位时的定位误差时的定位误差工件以内圆表面（圆孔）定位产生的定位误差的情况比较复杂。工件以内圆表面（圆孔）定位产生的定位误差的情况比较复杂。例如工件以圆孔在圆柱定位心轴上定位时（一般地，心轴轴向例如工件以圆孔在圆柱定位心轴上定位时（一般地，心轴轴向处于水平方向），当处于水平方向），当工件与定位心轴为过盈配合工件与定位心轴为过盈配合时，因为工件圆孔时，因为工件圆孔与心轴是过盈配合的，所以定位副间无径向间隙，即这时不存在配与心轴是过盈配合的，所以定位副间无径向间隙，即这时不存在配合间隙引起的定位误差。合间隙引起的定位

61、误差。当工件与定位心轴为间隙配合当工件与定位心轴为间隙配合时，因为工件圆孔与心轴之间存时，因为工件圆孔与心轴之间存在配合间隙，该配合间隙将会引起的定位误差。但是由于重力等因在配合间隙，该配合间隙将会引起的定位误差。但是由于重力等因素影响，工件以圆孔在圆柱定位心轴上定位时可能出现工件圆孔与素影响，工件以圆孔在圆柱定位心轴上定位时可能出现工件圆孔与心轴始终固定单边接触的情况，故此时相当于定位副间只存在单边心轴始终固定单边接触的情况，故此时相当于定位副间只存在单边间隙。间隙。同样以内圆表面定位，工件以圆孔用定位销定位（一般地，定同样以内圆表面定位，工件以圆孔用定位销定位（一般地，定位销轴向通常会处于

62、铅垂方向）时，如果工件与定位销为间隙配合位销轴向通常会处于铅垂方向）时，如果工件与定位销为间隙配合时，工件圆孔与定位销之间存在配合间隙，定位圆孔与圆柱定位销时，工件圆孔与定位销之间存在配合间隙，定位圆孔与圆柱定位销在任意母线上接触都是可能的，工件圆孔与定位销间的配合间隙影在任意母线上接触都是可能的，工件圆孔与定位销间的配合间隙影响不再等效为单边间隙。响不再等效为单边间隙。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社综合考虑金属切削加工过程中，切削力、夹紧力、重力等多方面影响综合考虑金属切削加工过程中，切削力、夹紧力、重力等多方面影响因素，考虑多种金属切削加工的异同，以及现实工

63、程问题中的不确定性，因素，考虑多种金属切削加工的异同，以及现实工程问题中的不确定性，探讨工件以圆孔用定位销定位情况（通常为间隙配合）更具代表性。探讨工件以圆孔用定位销定位情况（通常为间隙配合）更具代表性。下面以图下面以图3.21所示套筒铣削键槽所示套筒铣削键槽加工为例，简述工件以内圆表面定位加工为例，简述工件以内圆表面定位时的定位误差的分析方法，定位销直时的定位误差的分析方法，定位销直径尺寸为径尺寸为 。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社对于工序尺寸对于工序尺寸H1，取定位销尺寸最小，工件内孔最大的情况。，取定位销尺寸最小，工件内孔最大的情况。分别使工件内孔与定位销

64、上、下母线相接触，如图分别使工件内孔与定位销上、下母线相接触，如图3.24(b)所示，则所示，则可知定位误差为：可知定位误差为： 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社工序尺寸工序尺寸H2的情况同上，如图的情况同上，如图3.24(c)所示，分析结果为所示，分析结果为 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社对于工序尺寸对于工序尺寸H3，取定位销尺寸最小，工件内孔最大的情况。分别，取定位销尺寸最小，工件内孔最大的情况。分别使工件内孔与定位销上、下母线相接触，如图所示，则可知定位误差为使工件内孔与定位销上、下母线相接触，如图所示，则可知定位误差为 第3章

65、机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社菱形销菱形销是一种特殊的定位销，如图是一种特殊的定位销，如图3.25所示，仅限制一个自由度。所示，仅限制一个自由度。在该自由度上定位误差计算方法与圆柱定位相同。在该自由度上定位误差计算方法与圆柱定位相同。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社3）工件以外圆柱面（）工件以外圆柱面（V形块）定位时的定位误差形块）定位时的定位误差加工过程中，外圆表面定位的方式常采用定位套筒、支承钉、支加工过程中，外圆表面定位的方式常采用定位套筒、支承钉、支承板及承板及V型块等定位。型块等定位。采用定位套筒定位外圆柱面的情况与工件以圆孔用定位

66、销定位等采用定位套筒定位外圆柱面的情况与工件以圆孔用定位销定位等情况相似情况相似。以支承钉、支承板等定位外圆柱面的情况与工件以平面定以支承钉、支承板等定位外圆柱面的情况与工件以平面定位情况相似位情况相似。下面以在圆柱体上铣键槽为下面以在圆柱体上铣键槽为例来说明用例来说明用V形块定位时，定位形块定位时，定位误差的计算。误差的计算。由于键槽槽底（工序尺寸由于键槽槽底（工序尺寸H）的工序基准不同，而可能出）的工序基准不同，而可能出现如图所示的三种情况。现如图所示的三种情况。第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社(1) 以轴线以轴线O为工序基准为工序基准在外圆上铣削工序尺寸为在外

67、圆上铣削工序尺寸为H1的键槽（图的键槽（图3.26(b)。这时，工序基准为外。这时，工序基准为外圆的轴线圆的轴线O1，而定位基准也为外圆，而定位基准也为外圆O1，两者是重合的。因此，不存在基准，两者是重合的。因此，不存在基准不重合误差。但是，由于一批工件的定位基面不重合误差。但是，由于一批工件的定位基面外圆有制造误差。定位误外圆有制造误差。定位误差可通过与的关系求差可通过与的关系求 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社(2) 以外圆下的母线以外圆下的母线A为工序基准为工序基准铣键槽时，保证的工序尺寸为铣键槽时，保证的工序尺寸为H2，见图，见图3.26(c)。这时，除了存

68、在。这时，除了存在的上述定位基面制造误差而产生的基准位移误差外，还存在基准不重合的上述定位基面制造误差而产生的基准位移误差外，还存在基准不重合误差。此时的定位误差为误差。此时的定位误差为 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社(3) 以外圆上母线以外圆上母线B为工序基准为工序基准如图如图3.26(d)所示，需保证的工序尺寸为所示，需保证的工序尺寸为H。与以外圆下的母线。与以外圆下的母线A为为工序基准的情况相同，定位误差也是由于基准不重合和基准位移误差共工序基准的情况相同，定位误差也是由于基准不重合和基准位移误差共同引起的。此时的定位误差为同引起的。此时的定位误差为 第3章

69、 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社由上述分析可知，外圆在由上述分析可知，外圆在V形块上定位铣键槽时，键槽深度的工形块上定位铣键槽时，键槽深度的工序基准不同，其定位误差也是不同的，即序基准不同，其定位误差也是不同的，即 。从减。从减少定位误差来考虑，标注尺寸少定位误差来考虑，标注尺寸h2为最佳。为最佳。定位误差大小还与定位基面的尺寸公差和定位误差大小还与定位基面的尺寸公差和V型块的型块的夹角有关。夹角有关。 角越大，定位误差越小，但其定位稳定性也降低。角越大，定位误差越小，但其定位稳定性也降低。用用V形块定位，键槽宽度的对称度的定位误差为零。所以形块定位，键槽宽度的对称度的定

70、位误差为零。所以V形块形块具有良好的对中性。具有良好的对中性。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社4）一面两销定位时的定位误差）一面两销定位时的定位误差工件以组合表面定位时，其定位误差计算是较为复杂的，工件以组合表面定位时，其定位误差计算是较为复杂的，必须针对必须针对定位元件的作用，分清主次关系定位元件的作用，分清主次关系，具体问题具体分析。，具体问题具体分析。下面以一面两销定位为例，说明组合定位时的定位误差计算方法。下面以一面两销定位为例，说明组合定位时的定位误差计算方法。由图由图3.20可知，当工件以两个孔一个大平面进行组合定位时，夹具可知，当工件以两个孔一个大平

71、面进行组合定位时，夹具上通常是一个定位平面，其上垂直安装一个短圆柱销和一个菱形销。如上通常是一个定位平面，其上垂直安装一个短圆柱销和一个菱形销。如图图3.27所示，工件的转角误差为所示，工件的转角误差为第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社依据一面两销定位时的定位元件的功能，一面两销定位误差包含如依据一面两销定位时的定位元件的功能，一面两销定位误差包含如下几个方面：下几个方面：(1) 工件以平面定位方式的定位误差。工件以平面定位方式的定位误差。 、 和和 自由度的定位精自由度的定位精度取决于平面定位精度，该项定位误差分析方法如前所述。度取决于平面定位精度，该项定位误差分析

72、方法如前所述。(2) 内圆表面与定位销方式的定位误差。内圆表面与定位销方式的定位误差。 和和 自由度的定位误自由度的定位误差主要取决于短圆柱销的定位精度，分析方法如前所述。差主要取决于短圆柱销的定位精度，分析方法如前所述。(3) 内圆表面与菱形销方式的定位误差。内圆表面与菱形销方式的定位误差。 自由度的定位误差主要自由度的定位误差主要取决于短圆柱销的定位精度、菱形销定位精度以及两定位销之间距离取决于短圆柱销的定位精度、菱形销定位精度以及两定位销之间距离L。第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社3.3 工件在夹具中的夹紧第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学

73、出版社3.3.1 工件的夹紧及对夹紧装置的基本要求工件的夹紧及对夹紧装置的基本要求在加工过程中，工件会受到切削力、惯性力等力的作用而发生位置变化在加工过程中，工件会受到切削力、惯性力等力的作用而发生位置变化或产生振动。为保证加工精度和安全，工件定位以后必须采用一定的装置把或产生振动。为保证加工精度和安全，工件定位以后必须采用一定的装置把工件压紧夹牢在定位元件上，这种把工件压紧夹牢的装置，称为工件压紧夹牢在定位元件上，这种把工件压紧夹牢的装置，称为夹紧装置夹紧装置。夹紧工件的方式是多种多样的，夹紧装置的结构形式也种类繁多。夹紧工件的方式是多种多样的，夹紧装置的结构形式也种类繁多。一般夹紧装置由动

74、力装置、中间传动机构和夹紧元件组成，见图一般夹紧装置由动力装置、中间传动机构和夹紧元件组成，见图3.28。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社动力装置动力装置是产生夹紧力的动力源，它产生原始动力。是产生夹紧力的动力源，它产生原始动力。夹紧力来自气动、液压和电力等动力源的，称为夹紧力来自气动、液压和电力等动力源的，称为机动夹紧机动夹紧；夹；夹紧力来自人力的，则称为紧力来自人力的，则称为手动夹紧手动夹紧。中间传动机构中间传动机构是变原始作用力为夹紧力的中间传力环节，亦称是变原始作用力为夹紧力的中间传力环节，亦称为为中间传力机构中间传力机构，如铰链杠杆等。，如铰链杠杆等。夹

75、紧元件夹紧元件是直接与工件接触的元件，如各种螺杆、压板等。是直接与工件接触的元件，如各种螺杆、压板等。有时把夹紧元件和中间传动机构统称有时把夹紧元件和中间传动机构统称夹紧机构夹紧机构。夹紧机构一般应满足以下要求：夹紧机构一般应满足以下要求：夹紧时不能破坏工件的定位夹紧时不能破坏工件的定位；夹紧力应保证工件在整个加工过程中的位置稳定不变夹紧力应保证工件在整个加工过程中的位置稳定不变，不允许，不允许产生振动、变形和表面损伤；产生振动、变形和表面损伤；夹紧机构的复杂程度、工作效率与生产类型适应，尽量做到结夹紧机构的复杂程度、工作效率与生产类型适应，尽量做到结构简单，操作安全省力、方便构简单，操作安全

76、省力、方便；具有良好的自锁性能具有良好的自锁性能。为满足以上要求，必须正确设计夹紧机构。为满足以上要求，必须正确设计夹紧机构。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社必须合理地确定夹紧力的三要素：作用点、方向和大小。必须合理地确定夹紧力的三要素：作用点、方向和大小。1夹紧力作用点的选择夹紧力作用点的选择夹紧力作用点是指夹紧时，夹紧元件与工件表面的接触位置。夹紧力作用点是指夹紧时，夹紧元件与工件表面的接触位置。它对工件夹紧的稳定性和变形有很大的影响。选择夹紧力作用点时，它对工件夹紧的稳定性和变形有很大的影响。选择夹紧力作用点时，可从下面几点考虑。可从下面几点考虑。(1) 夹

77、紧力作用点应处于支承元件上或几个支承元件所形成的支夹紧力作用点应处于支承元件上或几个支承元件所形成的支承平面内承平面内。如图如图a所示夹紧力作用在支承面之外，会使工件倾斜或变形；而所示夹紧力作用在支承面之外，会使工件倾斜或变形；而图图b是合理的。是合理的。第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社(2) 夹紧力作用点应处于工件刚性较强的部位上夹紧力作用点应处于工件刚性较强的部位上。刚性差工件的。刚性差工件的夹具尤应如此。如图夹具尤应如此。如图3.30所示，作用点中间单点改为在两侧的两点，可所示，作用点中间单点改为在两侧的两点，可避免工件变形，且夹紧也较为可靠。避免工件变形，且

78、夹紧也较为可靠。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社(3) 夹紧力作用点应尽可能靠近加工面，可以增加工艺系统刚度。夹紧力作用点应尽可能靠近加工面，可以增加工艺系统刚度。如图如图3.31所示，同样的夹紧力所示，同样的夹紧力Fc作用于作用于O1点时比作用于点时比作用于O2点夹紧点夹紧牢固。牢固。第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社2夹紧力方向的选择夹紧力方向的选择夹紧力的方向是与工件定位基准所处的位置，以及工件所受外力的作夹紧力的方向是与工件定位基准所处的位置，以及工件所受外力的作用方向等有关。用方向等有关。考虑夹紧力方向时，应遵循的原则是：考虑夹

79、紧力方向时，应遵循的原则是：(1) 垂直于工件的主要定位基面，以保证加工精度。垂直于工件的主要定位基面，以保证加工精度。(2) 有利于减少所需要的夹紧力。有利于减少所需要的夹紧力。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社(1) 垂直于工件的主要定位基面，以保证加工精度垂直于工件的主要定位基面，以保证加工精度图图3.32所示为工件在支架上镗孔的简图。被加工孔与端面所示为工件在支架上镗孔的简图。被加工孔与端面A有一定有一定的垂直度要求，夹紧力的垂直度要求，夹紧力Fc垂直作用于主要定位基准垂直作用于主要定位基准A，如图，如图a和图和图b所示，所示，从而保证定位要求，又使工件定位

80、稳定可靠。从而保证定位要求，又使工件定位稳定可靠。如果被加工孔与端面如果被加工孔与端面B有一定的平行度要求，夹紧力有一定的平行度要求，夹紧力Fc垂直作用于垂直作用于主要定位基准主要定位基准B，如图，如图c和图和图d所示。所示。第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社图图 3.32 夹紧力应朝向主要定位基准夹紧力应朝向主要定位基准(2) 有利于减少所需要的夹紧力有利于减少所需要的夹紧力图图a中从工件上面夹紧，所需夹紧力小。中从工件上面夹紧，所需夹紧力小。图图b是从工件下面夹紧，所用夹紧力大。夹紧力小可以简化夹紧装置的是从工件下面夹紧，所用夹紧力大。夹紧力小可以简化夹紧装置的结

81、构和便于操作。结构和便于操作。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社3夹紧力的大小夹紧力的大小夹紧力的大小，对工件装夹的可靠性，工件和夹具的变形，夹紧装夹紧力的大小，对工件装夹的可靠性，工件和夹具的变形，夹紧装置的复杂程度等都有着很大的影响。因此，在夹紧力的作用点和方向确置的复杂程度等都有着很大的影响。因此，在夹紧力的作用点和方向确定之后，还要恰当确定夹紧力的大小。定之后，还要恰当确定夹紧力的大小。关于夹紧力大小计算，可按工件受力平衡条件，列出夹紧力的计算关于夹紧力大小计算，可按工件受力平衡条件，列出夹紧力的计算方程式，并从中求出所需的夹紧力。方程式，并从中求出所需的夹

82、紧力。实际工程中，准确计算夹紧力非常困难，这是因为这些作用力在平实际工程中，准确计算夹紧力非常困难，这是因为这些作用力在平衡力系中对工件所起的作用并不相同衡力系中对工件所起的作用并不相同。如如加工中、小工件起主要作用的是切削力；加工中、小工件起主要作用的是切削力；加工大型笨重工件时，还需要进一步考虑工件重力的作用；加工大型笨重工件时，还需要进一步考虑工件重力的作用；工件在高速运动时，不能忽视离心力或惯性力对夹紧的影响。工件在高速运动时，不能忽视离心力或惯性力对夹紧的影响。考虑到切削力在加工过程中也是变化的。因此，夹紧力的计算是非考虑到切削力在加工过程中也是变化的。因此，夹紧力的计算是非常复杂，

83、工程上普遍采用简化计算方法。常复杂，工程上普遍采用简化计算方法。第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社假设工艺系统是刚性的，切削过程是稳定不变的；只考虑切削力（或假设工艺系统是刚性的，切削过程是稳定不变的；只考虑切削力（或切削力矩）等主要作用力对夹紧力的影响，并然后找出加工过程中对夹紧切削力矩）等主要作用力对夹紧力的影响，并然后找出加工过程中对夹紧最不利的状态，按力平衡原理求出夹紧力；最后为保证夹紧力可靠，再乘最不利的状态，按力平衡原理求出夹紧力；最后为保证夹紧力可靠，再乘以安全系数以安全系数K作为实际所需的夹紧力数值，即作为实际所需的夹紧力数值，即 考虑到切削力的变化和

84、工艺系统变形等因素，一般在粗加工夹具取考虑到切削力的变化和工艺系统变形等因素，一般在粗加工夹具取K=2.53；精加工夹具取；精加工夹具取K=1.52。在实际夹具设计中，对夹紧力的大小并非在所有情况下都要用计算确在实际夹具设计中，对夹紧力的大小并非在所有情况下都要用计算确定。定。对手动夹紧机构，常根据经验或用类比的方法确定所需夹紧力。对手动夹紧机构，常根据经验或用类比的方法确定所需夹紧力。当需要较准确地确定夹紧力大小时，如气动、液压传动装置或夹紧容当需要较准确地确定夹紧力大小时，如气动、液压传动装置或夹紧容易变形的工件，对夹紧状态进行受力分析，估算夹紧力的大小。易变形的工件，对夹紧状态进行受力分

85、析，估算夹紧力的大小。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社3.3.2 常用典型夹紧机构常用典型夹紧机构 在确定所需夹紧力的作用点、方向和大小之后，接着需要具体设计在确定所需夹紧力的作用点、方向和大小之后，接着需要具体设计和选用夹紧装置来实现夹紧方案。和选用夹紧装置来实现夹紧方案。在各种夹紧装置中，不论采用何种力源（手动或机动）形式，一切在各种夹紧装置中，不论采用何种力源（手动或机动）形式，一切外加力的作用都要转化为夹紧力，并通过夹紧机构来实现夹紧。外加力的作用都要转化为夹紧力，并通过夹紧机构来实现夹紧。下面介绍几种常用夹紧机构的典型结构、作用原理和应用范围等。下面介绍

86、几种常用夹紧机构的典型结构、作用原理和应用范围等。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社图图3.34是具有斜楔夹紧机构的钻床夹具。斜楔在外力的作用下，以是具有斜楔夹紧机构的钻床夹具。斜楔在外力的作用下，以夹紧力直接夹紧工件。斜楔所产生的夹紧力夹紧力直接夹紧工件。斜楔所产生的夹紧力 式中，式中，Fc为夹紧力，单位为夹紧力，单位N；F为原始作用力，单位为原始作用力，单位N；1 1为工件与为工件与斜楔间的摩擦角，单位斜楔间的摩擦角，单位()；2为夹具体与斜楔间的摩擦角，单位为夹具体与斜楔间的摩擦角，单位()。第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社斜楔的自

87、锁条件是斜楔的自锁条件是 一般钢的摩擦系数约为一般钢的摩擦系数约为0.10.15，则，则=58，故，为了安全，通常，故，为了安全，通常取取=57。斜楔夹紧机构具有增力作用，当外加一个较小作用力时，可获得比斜楔夹紧机构具有增力作用，当外加一个较小作用力时，可获得比大好几倍的夹紧力。大好几倍的夹紧力。夹紧力和原始外力之比，称为扩力比（或称增力系数），即夹紧力和原始外力之比，称为扩力比（或称增力系数），即ic=Fc/F。斜楔夹紧机构的扩力比。斜楔夹紧机构的扩力比ic=3。升角愈小，增力越大；而升角的选取还与斜楔的夹紧行程有关。升角愈小，增力越大；而升角的选取还与斜楔的夹紧行程有关。夹紧力的增加倍数和

88、夹紧行程的缩小倍数正好相等，即夹紧力增大夹紧力的增加倍数和夹紧行程的缩小倍数正好相等，即夹紧力增大多少倍，夹紧行程就缩小多少倍，这是斜楔夹紧机构的一个重要特性。多少倍，夹紧行程就缩小多少倍，这是斜楔夹紧机构的一个重要特性。第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社在实际生产中，手工操作的简单斜楔夹紧机构应用较少。但是利用斜在实际生产中，手工操作的简单斜楔夹紧机构应用较少。但是利用斜楔与其它机构组合为夹紧工件的机构却用的比较普遍，如图楔与其它机构组合为夹紧工件的机构却用的比较普遍，如图3.35所示的气所示的气动斜楔夹紧机构。动斜楔夹紧机构。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学

89、常同立等 清华大学出版社2螺旋夹紧机构螺旋夹紧机构螺旋夹紧机构的结构简单，夹紧可靠，在夹具中得到广泛的应用。螺旋夹紧机构的结构简单，夹紧可靠，在夹具中得到广泛的应用。螺旋夹紧工件的形式有两种。螺旋夹紧工件的形式有两种。如图如图a所示，螺钉头部与工件表而直接接触，这种方式的缺点是容易使所示，螺钉头部与工件表而直接接触，这种方式的缺点是容易使工件产生移动。工件产生移动。如图如图b所示，螺杆的头部通过活动压块与工件接触，这种方式可以防止所示，螺杆的头部通过活动压块与工件接触，这种方式可以防止在夹紧时带动工件转动，并避免螺钉头部与工件接触面产生压痕。在夹紧时带动工件转动，并避免螺钉头部与工件接触面产生

90、压痕。螺旋夹紧的缺点是动作慢，夹紧费时。在生产中，它常与其它机构联合螺旋夹紧的缺点是动作慢，夹紧费时。在生产中，它常与其它机构联合使用，如组成螺旋压板夹紧机构，并采用快速装卸机构。使用，如组成螺旋压板夹紧机构，并采用快速装卸机构。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社较典型的三种螺旋压板夹紧机构。较典型的三种螺旋压板夹紧机构。图图a 所示机构的扩力比最小；所示机构的扩力比最小；图图b所示机构的扩力所示机构的扩力比适中比适中;图图c 所示机构的扩所示机构的扩力比最大，但结构力比最大，但结构受工件形状限制。受工件形状限制。第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大

91、学出版社螺旋夹紧机构的夹紧力为螺旋夹紧机构的夹紧力为 Fc为夹紧力，单位为夹紧力，单位N；F为原始作用力；为原始作用力；L为手柄长度；为手柄长度；r1 为螺钉头部与工件（或压块）间的当量摩擦半径；为螺钉头部与工件（或压块）间的当量摩擦半径；d0为螺纹中径；为螺纹中径；为螺旋升角，单位为螺旋升角，单位()；1为螺杆头部与工件（或压块）间的摩擦角，单位为螺杆头部与工件（或压块）间的摩擦角，单位()；2为螺旋副的摩擦角，单位为螺旋副的摩擦角，单位()。 螺旋夹紧机构也是扩力机构，其扩力比较大，一般可达螺旋夹紧机构也是扩力机构，其扩力比较大，一般可达=60100。第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常

92、同立等 清华大学出版社当量摩擦半径与螺钉端部的几何形状有关。当量摩擦半径与螺钉端部的几何形状有关。图图(a)为点接为点接触触r1 =0；图图(b)为平面接触为平面接触r1 =2r/3；图图(c)为锥面接触，为锥面接触， r1 =Rctg(/2)第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社3偏心夹紧机构偏心夹紧机构偏心夹紧机构是斜楔夹紧机构的又一种变型。它是通过偏心零件偏心夹紧机构是斜楔夹紧机构的又一种变型。它是通过偏心零件直接夹紧或与其它元件组合而实现夹紧工件的。直接夹紧或与其它元件组合而实现夹紧工件的。偏心零件一般有圆偏心和曲线偏心两种，常用的是圆偏心（偏心偏心零件一般有圆偏

93、心和曲线偏心两种，常用的是圆偏心（偏心轮或偏心轴）。圆偏心夹紧机构具有结构简单，动作迅速等优点，但轮或偏心轴）。圆偏心夹紧机构具有结构简单，动作迅速等优点，但它的夹紧行程受偏心矩的限制，夹紧力也较小，故一般适用于工件被它的夹紧行程受偏心矩的限制，夹紧力也较小，故一般适用于工件被夹压表面的尺寸公差较小和切削过程中振动不大的场合。夹压表面的尺寸公差较小和切削过程中振动不大的场合。第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社圆偏心的特性可用图圆偏心的特性可用图3.40来说明，圆偏心直径为来说明，圆偏心直径为D，其旋转中，其旋转中心心O2与外圆中心与外圆中心O1间的距离为偏心距间的距离

94、为偏心距e。当转动手柄后，由于转动。当转动手柄后，由于转动轴心轴心O2至圆偏心轮工作表面上各点的距离是不相等的，就相当于一至圆偏心轮工作表面上各点的距离是不相等的，就相当于一个弧形楔卡紧在基圆和工件受压表面之间而产生夹紧作用。个弧形楔卡紧在基圆和工件受压表面之间而产生夹紧作用。P点为偏心转轴中心与圆心连线处于水平位置时的夹紧接触点点为偏心转轴中心与圆心连线处于水平位置时的夹紧接触点,如图如图3.40(a)所示。所示。 图图3.40(a)第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社将偏心的弧形楔轮廓线展开，得到如图将偏心的弧形楔轮廓线展开，得到如图3.40(b)所示的曲线斜楔。所

95、示的曲线斜楔。曲线上任意点的斜率即为该点的斜楔升角，其数值是一变值。曲线上任意点的斜率即为该点的斜楔升角，其数值是一变值。M点的升点的升角最小，随着圆偏心旋转角度的增加，升角逐渐增大，当转动到角最小，随着圆偏心旋转角度的增加，升角逐渐增大，当转动到P点附点附近时，升角为最大值。近时，升角为最大值。一般常取一般常取P点左右点左右30作为偏心轮的工作表面。因为这段曲线接近作为偏心轮的工作表面。因为这段曲线接近于直线，升角的变化较小，夹紧较稳定。于直线，升角的变化较小，夹紧较稳定。 图图3.40(b)第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社分析计算圆偏心的夹紧力时，可将圆偏心近似

96、看成假想的斜楔。分析计算圆偏心的夹紧力时，可将圆偏心近似看成假想的斜楔。则，作用于手柄上的原始力矩见下式则，作用于手柄上的原始力矩见下式 Fc为夹紧力，单位为夹紧力，单位N；F为偏心圆手柄上的原始作用力，单位为偏心圆手柄上的原始作用力，单位N；L为转动轴心至原始作用力作用点的距离，单位为转动轴心至原始作用力作用点的距离，单位m；为转动轴心至夹紧点为转动轴心至夹紧点P间的回转半径，单位间的回转半径，单位m；1为圆偏心轮与工件间的摩擦角，单位为圆偏心轮与工件间的摩擦角，单位()；2为圆偏心转轴处摩擦角，单位为圆偏心转轴处摩擦角，单位()。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版

97、社如取如取 ， 而而力臂力臂L(22.5)D，则扩力比则扩力比，第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社圆偏心偏心夹紧机构也必机构也必须具有自具有自锁功能。功能。圆偏心偏心夹紧自自锁条件是条件是一般钢的摩擦系数一般钢的摩擦系数圆偏心夹紧自锁条件为圆偏心夹紧自锁条件为第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社4定心夹紧机构定心夹紧机构定心夹紧机构（亦称自动定心机构），它能在实现定心（定位基准与定心夹紧机构（亦称自动定心机构），它能在实现定心（定位基准与工序基准重合）作用的同时，又起着将工件夹紧的作用。在定心夹紧机构工序基准重合）作用的同时，又起着将工件夹紧的

98、作用。在定心夹紧机构中，与工件接触的元件中，与工件接触的元件既是定位元件，又是夹紧元件既是定位元件，又是夹紧元件。这种机构能使定位夹紧元件等速趋近或退离工件，所以能将定位基面这种机构能使定位夹紧元件等速趋近或退离工件，所以能将定位基面的误差沿径向或沿对称面对称分布，从而使工件的轴线、对称中心不产生的误差沿径向或沿对称面对称分布，从而使工件的轴线、对称中心不产生位移，实现定心夹紧作用。常用的三爪卡盘就是一种定心夹紧夹具。位移，实现定心夹紧作用。常用的三爪卡盘就是一种定心夹紧夹具。定心夹紧机构的结构型式很多，但就其工作原理而言，可分为两大类。定心夹紧机构的结构型式很多，但就其工作原理而言，可分为两

99、大类。第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社1) 按定心夹紧元件等速移动原理工作的机构按定心夹紧元件等速移动原理工作的机构图图3.41所示为齿条传动的虎钳式定心夹紧机构，常在打中心孔机床上使所示为齿条传动的虎钳式定心夹紧机构，常在打中心孔机床上使用。主动齿条和被动齿条，分别与用。主动齿条和被动齿条，分别与V型块和气缸活塞杆联接，利用反向齿轮型块和气缸活塞杆联接，利用反向齿轮将两个齿条运动进行等速反向，当活塞杆向左移动时，两将两个齿条运动进行等速反向，当活塞杆向左移动时，两V形块获得对向运形块获得对向运动，从而定心并夹紧工件。松开时，其运动则相反。动，从而定心并夹紧工件。松

100、开时，其运动则相反。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社图图3.42为胀爪式定心夹紧机构，拉动（气动或液压）拉杆时，三为胀爪式定心夹紧机构，拉动（气动或液压）拉杆时，三滑块沿斜面张开，定心并夹紧工件。反之，则松开夹紧。滑块沿斜面张开，定心并夹紧工件。反之，则松开夹紧。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社2) 按定心夹紧元件均匀弹性变形原理工作的机构按定心夹紧元件均匀弹性变形原理工作的机构这类机构的共同特点是利用弹性元件受力后的弹性变形来实现定这类机构的共同特点是利用弹性元件受力后的弹性变形来实现定心夹紧作用。其定心精度比上一类高，适合于精加工

101、过程，常见的有心夹紧作用。其定心精度比上一类高，适合于精加工过程，常见的有下面几种类型。下面几种类型。 上述机构其定心精度都较低，但夹紧力和夹紧行程较大。适用于上述机构其定心精度都较低，但夹紧力和夹紧行程较大。适用于工件装夹定位精度要求较低，加工精度要求不高的情况。工件装夹定位精度要求较低，加工精度要求不高的情况。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社(1) 弹性筒夹定心夹紧机构弹性筒夹定心夹紧机构图示为用于带孔工件的弹簧胀套心轴。该机构的主要元件弹簧胀套为图示为用于带孔工件的弹簧胀套心轴。该机构的主要元件弹簧胀套为一个开有三、四条或更多条槽的锥面套筒，弹簧胀套因其圆锥

102、面受压迫而一个开有三、四条或更多条槽的锥面套筒，弹簧胀套因其圆锥面受压迫而产生向外扩张的弹性变形，使工件圆孔定心并夹紧。产生向外扩张的弹性变形，使工件圆孔定心并夹紧。弹性筒夹的变形不宜过大，所以夹紧力不大。其定心精度可保证在弹性筒夹的变形不宜过大，所以夹紧力不大。其定心精度可保证在0.02到到0.01mm之间，一般适用于精加工和半精加工工序。之间，一般适用于精加工和半精加工工序。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社(2) 液性塑料定心夹紧机构液性塑料定心夹紧机构图示为液性塑料心轴。工件以内孔为主要定位基准，套在薄壁套上，薄图示为液性塑料心轴。工件以内孔为主要定位基准，

103、套在薄壁套上，薄壁套的两端与夹具采取过盈配合，二者之间形成的环槽内注满液性塑料，作为壁套的两端与夹具采取过盈配合，二者之间形成的环槽内注满液性塑料，作为传力介质。拧动螺钉，滑柱对介质产生压力，迫使薄壁套均匀变形，对工件定传力介质。拧动螺钉，滑柱对介质产生压力，迫使薄壁套均匀变形，对工件定心夹紧。心夹紧。定心精度很高，定心误差可不大于定心精度很高，定心误差可不大于0.01mm，适合精车、磨削等加工过程，适合精车、磨削等加工过程采用。采用。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社液性塑料在常温下是一种半透明冻胶状物质，特性稳定，具有一定的液性塑料在常温下是一种半透明冻胶状物质

104、，特性稳定，具有一定的流动性，能将压力均匀传至薄壁上产生均匀的弹性变形，夹紧时，压强可流动性，能将压力均匀传至薄壁上产生均匀的弹性变形，夹紧时，压强可达达p30MPa。第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社5铰链杠杆增加机构铰链杠杆增加机构在需要较大夹紧力时，可采用中间传动机构来扩大夹具夹紧力。这在需要较大夹紧力时，可采用中间传动机构来扩大夹具夹紧力。这些增力机构，一般安置在夹紧元件和动力源（汽缸或液压油缸）之间。些增力机构，一般安置在夹紧元件和动力源（汽缸或液压油缸）之间。如图如图3.28单作用铰链杠杆夹紧机构。铰链杠杆夹紧机构具有扩力比单作用铰链杠杆夹紧机构。铰链杠杆

105、夹紧机构具有扩力比较大，摩擦损失小的优点，但自锁性能较差。较大，摩擦损失小的优点，但自锁性能较差。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社6多工件夹紧机构多工件夹紧机构有时需要同时需要对几有时需要同时需要对几个工件进行夹紧或同时在几个工件进行夹紧或同时在几个点对工件进行夹紧，可以个点对工件进行夹紧，可以采用各种多点或多件联动夹采用各种多点或多件联动夹紧机构。紧机构。图图3.45是两种多件平行是两种多件平行夹紧机构。它们都能够平行夹紧机构。它们都能够平行夹紧多个工件。夹紧多个工件。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社图图3.46是铣轴瓦两端面的多件

106、顺序地夹紧机构。是铣轴瓦两端面的多件顺序地夹紧机构。用于工件的加工表面和夹紧力方向相平行的场合。用于工件的加工表面和夹紧力方向相平行的场合。第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社图图3.47是多位夹紧机构，它采用浮动横杆夹紧实现多点夹紧的。是多位夹紧机构，它采用浮动横杆夹紧实现多点夹紧的。多位夹紧机构一般用于多夹紧点相距较远的场合，如箱体零件的夹多位夹紧机构一般用于多夹紧点相距较远的场合，如箱体零件的夹紧。紧。第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社3.4 夹具的其他元件夹具的其他元件3.4.1夹具的连接元件夹具的连接元件夹具与机床的连接形式有三种：夹

107、具与机床的连接形式有三种：夹具安装在平面工作台上，如铣床夹具和镗床夹具；夹具安装在平面工作台上，如铣床夹具和镗床夹具；夹具安装在机床的回转主轴上，如车床夹具和内孔圆磨床夹具；夹具安装在机床的回转主轴上，如车床夹具和内孔圆磨床夹具；夹具自由放在工作台上，如台钻等钻床夹具。夹具自由放在工作台上，如台钻等钻床夹具。1.安装在平面工作台上的夹具安装在平面工作台上的夹具工作台上安装的机床夹具一般设置两个定位键，用埋头螺钉把定位键工作台上安装的机床夹具一般设置两个定位键，用埋头螺钉把定位键固定在夹具体的底面键槽中。夹具在机床上安装时，常用定位键与工作台固定在夹具体的底面键槽中。夹具在机床上安装时，常用定位

108、键与工作台的的T型槽实现间隙配合，使夹具方向与机床走刀方向实现定向。型槽实现间隙配合，使夹具方向与机床走刀方向实现定向。在夹具体的底面上，设计带有在夹具体的底面上，设计带有U型槽的耳座，供型槽的耳座，供T型槽用螺栓穿过，将型槽用螺栓穿过，将夹具体紧固在工作台上。夹具体紧固在工作台上。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社2.安装在回转主轴上的夹具安装在回转主轴上的夹具安装在回转主轴上的夹具连接形式，取决于机床主轴端部的结构安装在回转主轴上的夹具连接形式，取决于机床主轴端部的结构形式。常见主轴端部形式为莫氏锥孔，夹具以锥孔与之相连接，可以靠形式。常见主轴端部形式为莫氏锥孔

109、，夹具以锥孔与之相连接，可以靠其自锁性传递扭矩，根据需要也可以在空心主轴内放上拉杆。其自锁性传递扭矩，根据需要也可以在空心主轴内放上拉杆。3.夹具的其它连接方式夹具的其它连接方式(1) 夹具靠找正基准校正，用螺钉紧固。这种夹具在其侧面设计有夹具靠找正基准校正，用螺钉紧固。这种夹具在其侧面设计有找正基面。夹具安装时，通过在找正基面打表调整夹具在走刀方向的位找正基面。夹具安装时，通过在找正基面打表调整夹具在走刀方向的位置。置。(2) 靠定位销定位的夹具。对专用机床上的专用夹具，常在调整好靠定位销定位的夹具。对专用机床上的专用夹具，常在调整好后用两个定位销定位，再用螺钉紧固。后用两个定位销定位，再用

110、螺钉紧固。(3) 不定位和不紧固的夹具。小型钻床夹具常采用不定位和不紧固不定位和不紧固的夹具。小型钻床夹具常采用不定位和不紧固的自由活动的方式，靠重力、切削力及操作者的扶持力固定其位置。的自由活动的方式，靠重力、切削力及操作者的扶持力固定其位置。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社3.4.2夹具的分度装置夹具的分度装置实际生产中，经常遇到零件上一组加工表面之间成等角度分布或实际生产中，经常遇到零件上一组加工表面之间成等角度分布或等间距分布，采用单刀加工时常用分度夹具达到改变加工表面的要求。等间距分布，采用单刀加工时常用分度夹具达到改变加工表面的要求。分度装置是由分度副

111、、分度操作机构等组成。分度装置是由分度副、分度操作机构等组成。1分度副的形式分度副的形式按照分度副和对定位销的相互位置关系，一般分为轴向分度和径按照分度副和对定位销的相互位置关系，一般分为轴向分度和径向分度两种。所谓轴向分度是指对定销沿着与分度盘的回转轴线相平向分度两种。所谓轴向分度是指对定销沿着与分度盘的回转轴线相平行方向进行工作的如图行方向进行工作的如图3.48所示；所示； 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社所谓径向分度是指对定销沿着与分度盘的半径方向进行工作所谓径向分度是指对定销沿着与分度盘的半径方向进行工作的，如图的，如图3.50所示。所示。 第3章 机床夹具

112、设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社分度对定机构的结构形式较多：分度对定机构的结构形式较多：(1) 钢球（球头销）对定钢球（球头销）对定如图如图3.49(a)及图及图3.51(a)所示。这种形式既可以用于轴向分度也可用所示。这种形式既可以用于轴向分度也可用于径向分度。它是靠弹簧将钢球或球头销压入分度盘锥坑内实现对定。该于径向分度。它是靠弹簧将钢球或球头销压入分度盘锥坑内实现对定。该形式的优点是机构简单、操作方便；缺点是分度精度不高，由于锥坑较浅形式的优点是机构简单、操作方便；缺点是分度精度不高，由于锥坑较浅（深度要小于钢球或球头销半径），故定位不可靠，只能用于切削负荷不（深度要小于钢球

113、或球头销半径），故定位不可靠，只能用于切削负荷不大，分度精度要求不高的场合，或作为分度装置的预定位。大，分度精度要求不高的场合，或作为分度装置的预定位。 图图3.49(a)图图3.51(a)第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社(2) 圆柱销对定圆柱销对定 如图如图3.49(b)所示，主要常用轴向分度。为提高其使用寿命，分度盘所示，主要常用轴向分度。为提高其使用寿命，分度盘孔中一般压入耐磨衬套，与圆柱对定销采用孔中一般压入耐磨衬套，与圆柱对定销采用H7/g6配合。这种形式的优点配合。这种形式的优点是结构简单，制造容易，使用时不易受碎屑污物的影响。缺点是无法补是结构简单，制

114、造容易，使用时不易受碎屑污物的影响。缺点是无法补偿孔销之间的配合间隙及中心距误差，故分度精度不高。偿孔销之间的配合间隙及中心距误差，故分度精度不高。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社(3) 菱形销菱形销 如图如图3.49(c)，此形式主要是针对上述圆柱销对定的缺点，将对，此形式主要是针对上述圆柱销对定的缺点，将对定销削边，使在同样条件下提高了分度精度，制造也不困难，故在定销削边，使在同样条件下提高了分度精度，制造也不困难，故在轴向分度中用得较多。轴向分度中用得较多。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社(4) 圆锥销、双斜面对定圆锥销、双斜面

115、对定 图图3.49(d)所示圆锥销对定用于轴向分度，图所示圆锥销对定用于轴向分度，图3.51(b)双斜面对定则双斜面对定则用于径向分度。这两种形式由于能消除配合间隙，故分度精度较高，但用于径向分度。这两种形式由于能消除配合间隙，故分度精度较高，但使用时当表面上沾有碎屑油污时，将直接影响分度精度，故结构上要考使用时当表面上沾有碎屑油污时，将直接影响分度精度，故结构上要考虑必要的防屑、挡尘措施。虑必要的防屑、挡尘措施。 图图3.49(d)图图3.51(b)第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社(5) 单斜面对定单斜面对定 图图3.51(c)所示单斜面对定用于径向分度。这种形式

116、由于斜面始终所示单斜面对定用于径向分度。这种形式由于斜面始终靠在相对应的一侧，使分度误差也始终分布在斜面的一侧。另外，当靠在相对应的一侧，使分度误差也始终分布在斜面的一侧。另外，当工作表面上即使沾有碎屑油污而引起对定销稍有后退，也不影响分度工作表面上即使沾有碎屑油污而引起对定销稍有后退，也不影响分度精度，故可用作一般精密分度。精度，故可用作一般精密分度。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社(6) 正多面体分度正多面体分度 图图3.51(d)所示，用于径向分度。这种形式的分度盘是利用正多面所示，用于径向分度。这种形式的分度盘是利用正多面体上各个面进行分度，用斜楔加以对定

117、。其优点是结构简单，制造容体上各个面进行分度，用斜楔加以对定。其优点是结构简单，制造容易，但分度精度一般，分度数目不宜过多。易，但分度精度一般，分度数目不宜过多。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社2分度操作机构分度操作机构分度对定机构的可由手动和机动分度对定机构的可由手动和机动两种。两种。图图3.52(a)是是手拉式对定销手拉式对定销。将捏手向外拉即可将对定销从分将捏手向外拉即可将对定销从分度盘衬套孔中拔出。至横销脱离横槽度盘衬套孔中拔出。至横销脱离横槽后，可将捏手转过后，可将捏手转过90，使横销搁在，使横销搁在导套的顶端平面上，此时即可转动分导套的顶端平面上，此时

118、即可转动分度盘进行分度。当分度盘转过一定角度盘进行分度。当分度盘转过一定角度后，可将捏手重新转过度后，可将捏手重新转过90，使分，使分度盘转到下一分度衬套孔对准对定销度盘转到下一分度衬套孔对准对定销时，在弹簧作用下，对定销插入分度时，在弹簧作用下，对定销插入分度衬套孔中，便完成一次分度。衬套孔中，便完成一次分度。第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社图图3.52(b)是是齿条式对定销齿条式对定销这种结构形式的工作比较可靠，多用在较大工件的分度夹具中。这种结构形式的工作比较可靠，多用在较大工件的分度夹具中。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社3.4

119、.3 夹具体夹具体夹具体夹具体是将各种夹具装置或元件联接成一个完整夹具，它是夹具的是将各种夹具装置或元件联接成一个完整夹具，它是夹具的基座和骨架。在加工过程中夹具体需承受作用在夹具元件上的作用力，基座和骨架。在加工过程中夹具体需承受作用在夹具元件上的作用力，所以夹具体结构设计对于保证夹具的刚度、工作精度及安全生产等有重所以夹具体结构设计对于保证夹具的刚度、工作精度及安全生产等有重要作用。要作用。 夹具体结构设计应注意以下方面：夹具体结构设计应注意以下方面：(1) 应有足够的刚度和强度。保证在加工过程中在夹紧力、切削力应有足够的刚度和强度。保证在加工过程中在夹紧力、切削力作用下，不会发生不允许的

120、变形和振动。作用下，不会发生不允许的变形和振动。夹具体要有足够的壁厚，一般铸造夹具体壁厚为夹具体要有足够的壁厚，一般铸造夹具体壁厚为1530mm，焊接，焊接夹具体壁厚为夹具体壁厚为810mm。必要时，可采用加强筋或框式结构提高其刚性。必要时，可采用加强筋或框式结构提高其刚性。(2) 力求结构简单，尺寸稳定，在保证刚度和强度的前提下，尽可力求结构简单，尺寸稳定，在保证刚度和强度的前提下，尽可能使其重量轻，体积小，特别是手动翻转夹具要求连同工件的总重量不能使其重量轻，体积小，特别是手动翻转夹具要求连同工件的总重量不超过超过1015kg。(3) 具有良好的结构工艺性和装配工艺性，便于制造和装配。具有

121、良好的结构工艺性和装配工艺性，便于制造和装配。(4) 夹具体结构应便于切屑排除和便于清除切屑。夹具体结构应便于切屑排除和便于清除切屑。(5) 对于大型夹具体要考虑起吊装置，以便于运输。对于大型夹具体要考虑起吊装置，以便于运输。第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社3.5 典型机床夹具设计典型机床夹具设计机床夹具可以看作机床的附件。机床夹具可以看作机床的附件。夹具可以增强或拓展机床的功能，使通用机床具有一定的专用夹具可以增强或拓展机床的功能，使通用机床具有一定的专用机床的属性。机床的属性。机床类型往往决定了机床夹具设计，不同类型机床的夹具设计机床类型往往决定了机床夹具设计，

122、不同类型机床的夹具设计各具特点。各具特点。下面着重介绍常见的下面着重介绍常见的钻床夹具设计钻床夹具设计、车床夹具设计、车床夹具设计、镗床夹具镗床夹具设计设计以及以及铣床夹具设计铣床夹具设计。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社3.5.1 钻床夹具 在钻床上钻孔常采用划线法加工，其生产效率和加工精度较低，在钻床上钻孔常采用划线法加工，其生产效率和加工精度较低，故当生产批量较大时，常使用专用钻床夹具。故当生产批量较大时，常使用专用钻床夹具。在钻床夹具上，一般都装有一定尺寸的钻套，用以确定定位元件在钻床夹具上，一般都装有一定尺寸的钻套，用以确定定位元件距刀具的位置，故习惯上

123、称为钻模。通过钻套引导刀具进行加工。距刀具的位置，故习惯上称为钻模。通过钻套引导刀具进行加工。使用钻床夹具加工的优点：使用钻床夹具加工的优点：易于保证被加工孔对其定位基准和各孔之间的位置精度；易于保证被加工孔对其定位基准和各孔之间的位置精度；有助于提高刀具系统的刚度，防止钻头在切入后引偏；有助于提高刀具系统的刚度，防止钻头在切入后引偏；并有利于提高孔的尺寸精度和降低表面粗糙度。并有利于提高孔的尺寸精度和降低表面粗糙度。此外，由于不需划线和找正，工序时间大为缩短，显著提高了工作此外，由于不需划线和找正，工序时间大为缩短，显著提高了工作效率。效率。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清

124、华大学出版社1. 钻床夹具的类型钻床夹具的类型钻床夹具一般分为固定式、翻转式、可移式，回转式、盖板式和滑钻床夹具一般分为固定式、翻转式、可移式，回转式、盖板式和滑柱式等类型：柱式等类型：(1) 固定式钻模固定式钻模 在立钻上钻一个孔或在摇臂钻床上钻平行孔系的孔，常用固定钻模，在立钻上钻一个孔或在摇臂钻床上钻平行孔系的孔，常用固定钻模，这种夹具稳固，可钻较大的孔。这种夹具稳固，可钻较大的孔。(2) 翻转式钻模翻转式钻模 翻转式钻床夹具用于工件连同夹具不超过翻转式钻床夹具用于工件连同夹具不超过10kg重的小型零件加工，重的小型零件加工，特别适用多方向的孔系加工。特别适用多方向的孔系加工。(3) 可

125、移动式模钻可移动式模钻 可移动式模钻用于在单轴立式钻床上，钻削工件同一表面上的多个可移动式模钻用于在单轴立式钻床上，钻削工件同一表面上的多个孔。一般工件和加工孔径都不大，属于小型夹具。移动方式有两种：一孔。一般工件和加工孔径都不大，属于小型夹具。移动方式有两种：一种是自由移动；另一种是使用专门设计的导轨和定程机构来控制移动的种是自由移动；另一种是使用专门设计的导轨和定程机构来控制移动的方向和距离。方向和距离。第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社(4) 回转式钻模回转式钻模 加工工件需要均匀布于轴线四周的孔常采用回转式钻模。加工工件需要均匀布于轴线四周的孔常采用回转式钻模

126、。(5) 盖板式钻模盖板式钻模 加工大型工件局部位置的孔系常常采用只有钻模板的盖板式钻模。加工大型工件局部位置的孔系常常采用只有钻模板的盖板式钻模。然后按其上钻套孔位置钻削工件所需加工的孔。这类夹具结构简单、使然后按其上钻套孔位置钻削工件所需加工的孔。这类夹具结构简单、使用方便，但生产率不高。用方便，但生产率不高。(6) 滑柱式钻模滑柱式钻模 滑柱式钻模是一种通用可调夹具，其结构特点是钻模板装在可升降滑柱式钻模是一种通用可调夹具，其结构特点是钻模板装在可升降的滑柱上的钻模。滑柱式钻模的定位元件、夹紧元件和钻套等可根据工的滑柱上的钻模。滑柱式钻模的定位元件、夹紧元件和钻套等可根据工件不同进行更换

127、，而滑柱式钻模的其它部分可保持不变。件不同进行更换，而滑柱式钻模的其它部分可保持不变。滑柱式钻模适用于小型零件生产。滑柱式钻模适用于小型零件生产。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社2. 钻套钻套钻套是引导孔加工刀具的元件，其作用是确定刀具相对夹具定位元钻套是引导孔加工刀具的元件，其作用是确定刀具相对夹具定位元件的位置，引导钻头等孔加工刀具，提高其刚性，防止刀具在加工中发件的位置，引导钻头等孔加工刀具，提高其刚性，防止刀具在加工中发生偏斜。生偏斜。按钻套的结构和使用情况，可分为按钻套的结构和使用情况，可分为固定式固定式、可换式可换式、快换式快换式和和特殊特殊钻套钻套，

128、其前三种均已标准化。，其前三种均已标准化。固定式钻套结构已经标准化固定式钻套结构已经标准化图图3.53(a)、3.53(b)为固定式钻套的两种形式。为固定式钻套的两种形式。钻套外径以钻套外径以H7/n6配合直接压入钻模板的孔中。配合直接压入钻模板的孔中。固定式钻套固定式钻套多用于中小批生产，使用过程不需要更换钻套的场合。多用于中小批生产，使用过程不需要更换钻套的场合。固定式钻套结构简单，可获得较高精度。固定式钻套结构简单，可获得较高精度。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社图图3.53(c)为为可换式钻套可换式钻套。当生产量。当生产量较大，使用过程中需要更换磨损了的钻

129、套较大，使用过程中需要更换磨损了的钻套时，可使用这种钻套。可换式钻套装在衬时，可使用这种钻套。可换式钻套装在衬套中，衬套按套中，衬套按H7/n6的配合压入夹具体内，的配合压入夹具体内，可换式钻套外径与衬套内径一般采用可换式钻套外径与衬套内径一般采用H7/g6 或或H7/h6的配合，并用螺钉加以紧的配合，并用螺钉加以紧固，以防止在加工过程中钻头与钻套内径固，以防止在加工过程中钻头与钻套内径摩擦而使钻套发生转动，或退刀时随刀具摩擦而使钻套发生转动，或退刀时随刀具抬起。抬起。图图3.53(d)为为快换式钻套快换式钻套。在一次安。在一次安装中顺序进行钻、扩、铰孔，需要使用不装中顺序进行钻、扩、铰孔，需

130、要使用不同内径的钻套来引导刀具。使用时，只要同内径的钻套来引导刀具。使用时，只要将钻套逆时针方向转过一个角度，使得螺将钻套逆时针方向转过一个角度，使得螺钉的头部刚好对准钻套上的缺口，然后往钉的头部刚好对准钻套上的缺口，然后往上一拔，就可取下钻套。上一拔，就可取下钻套。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社图示为几种特殊结构的钻套。图示为几种特殊结构的钻套。图图a用于加深底面孔的加长钻套；用于加深底面孔的加长钻套；图图b用于加工曲面上的孔；用于加工曲面上的孔；图图c用于加工间距很小的孔。用于加工间距很小的孔。 3钻模板钻模板用于安装钻套的板叫钻模板，钻模用于安装钻套的板叫

131、钻模板，钻模板与夹具体的连接方式有固定式，铰链板与夹具体的连接方式有固定式，铰链式，可折式和悬挂式等几种。式，可折式和悬挂式等几种。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社3.5.2 镗床夹具镗床夹具镗床也是采用刀具回转加工方式，因此镗床夹具的重要特征是具镗床也是采用刀具回转加工方式，因此镗床夹具的重要特征是具有镗杆导向装置，被称为有镗杆导向装置，被称为镗套镗套，一般称为镗模。，一般称为镗模。在镗床夹具中，镗套要安装在镗模支架上，镗模支架连接在夹具在镗床夹具中，镗套要安装在镗模支架上，镗模支架连接在夹具体上。体上。镗床夹具设计的关键在设计镗套结构及其位置布置。镗床夹具设计

132、的关键在设计镗套结构及其位置布置。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社1镗套镗套镗套分为固定式镗套和回转式镗套镗套分为固定式镗套和回转式镗套等类型。等类型。固定式镗套结构固定式镗套结构与钻套类似，镗套与钻套类似，镗套被固定安装在夹具镗模支架上，不能随被固定安装在夹具镗模支架上，不能随镗杆一起转动，因此，在镗削过程中，镗杆一起转动，因此，在镗削过程中，镗杆在镗套中既有轴向的相对移动，又镗杆在镗套中既有轴向的相对移动，又有较高的相对转动。镗套容易摩擦磨损有较高的相对转动。镗套容易摩擦磨损而失去引导精度，只适用于线速度而失去引导精度，只适用于线速度v0.3 ms的低速情况下

133、使用。的低速情况下使用。回转式镗套结构回转式镗套结构较为复杂，包含有较为复杂，包含有滑动轴承或滚动轴承，镗套在镗孔过程滑动轴承或滚动轴承，镗套在镗孔过程中随同镗杆一起回转，因此镗套内壁与中随同镗杆一起回转，因此镗套内壁与镗杆没有相对转动，从而减少镗套内壁镗杆没有相对转动，从而减少镗套内壁的磨损和发热，可长期维持其引导精度，的磨损和发热，可长期维持其引导精度，比较适合于高速镗孔，一般应用于孔径比较适合于高速镗孔，一般应用于孔径较大、线速度较大、线速度v0.3 ms的场合。的场合。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社2镗套导向支架的布置镗套导向支架的布置镗套导向支架的布置

134、指的是镗套相对于镗刀的位置分布。镗套导向支架的布置指的是镗套相对于镗刀的位置分布。按照镗套相对刀具分布位置的不同，镗模导向装置的布置方式按照镗套相对刀具分布位置的不同，镗模导向装置的布置方式可分为单套前引导、单套后引导、双套单向引导、前后单套引导和可分为单套前引导、单套后引导、双套单向引导、前后单套引导和前后双套引导等五种结构形式。夹具设计时应根据零件结构、孔的前后双套引导等五种结构形式。夹具设计时应根据零件结构、孔的位置及孔径大小和孔深比等来选择镗模导向装置的布置方式。位置及孔径大小和孔深比等来选择镗模导向装置的布置方式。3镗床夹具设计关键镗床夹具设计关键(1) 镗床夹具设计须注意镗刀从镗套

135、中穿过时的刀具引入问题。镗床夹具设计须注意镗刀从镗套中穿过时的刀具引入问题。避免破坏已调整好的镗刀或碰伤已加工表面。避免破坏已调整好的镗刀或碰伤已加工表面。(2) 为了防止受力变形影响孔的加工精度和孔系位置精度，镗为了防止受力变形影响孔的加工精度和孔系位置精度，镗模导向支架上不允许设计夹紧机构等。模导向支架上不允许设计夹紧机构等。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社3.5.3 车床夹具车床夹具相比较，车床夹具较简单，有较多夹具实现了通用化和标准化。相比较，车床夹具较简单，有较多夹具实现了通用化和标准化。典型的车床夹具如以外圆定位的车床夹具如卡盘、卡头；以内孔定位典型的

136、车床夹具如以外圆定位的车床夹具如卡盘、卡头；以内孔定位的车床夹具如各类心轴；以中心孔定位的车床夹具如各类顶尖、拨盘的车床夹具如各类心轴；以中心孔定位的车床夹具如各类顶尖、拨盘等。等。车床夹具设计主要特点是由于夹具装在机床主轴上并带动工件回车床夹具设计主要特点是由于夹具装在机床主轴上并带动工件回转，因此夹具设计需要关注回转中心的同轴问题和平衡问题，特别是转，因此夹具设计需要关注回转中心的同轴问题和平衡问题，特别是零件不是回转体结构时，平衡问题更为突出。零件不是回转体结构时，平衡问题更为突出。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社一般地，车床夹具设计关键如下：一般地，车床夹

137、具设计关键如下：(1)夹具与主轴的连接，夹具与主轴的连接，定心精度要高定心精度要高，连接方式要与选用机床，连接方式要与选用机床主轴端部结构相符，定心后要压紧或拉紧，保证可靠与安全。主轴端部结构相符，定心后要压紧或拉紧，保证可靠与安全。(2) 车床夹具设计应注意夹具的回转轴线与机床主轴轴线有较高车床夹具设计应注意夹具的回转轴线与机床主轴轴线有较高的的同轴度同轴度。(3) 因车床夹具带动工件高速回转，受切削力、离心力等作用，因车床夹具带动工件高速回转，受切削力、离心力等作用，因此因此夹紧力应足够大夹紧力应足够大，且须有可靠的，且须有可靠的自锁自锁，以确保安全。，以确保安全。(4) 结构结构应尽量应

138、尽量紧凑紧凑，悬伸长度要短，夹具应制成圆形。当机构，悬伸长度要短，夹具应制成圆形。当机构非对称结构时，应注意非对称结构时，应注意动平衡动平衡，设置必要的配重并能调节，以免破坏，设置必要的配重并能调节，以免破坏主轴回转精度。主轴回转精度。(5) 因车床夹具跟随车床主轴高速回转，夹具各部分不得突出夹因车床夹具跟随车床主轴高速回转，夹具各部分不得突出夹具体转盘外径之外，且夹具工作中不能松动零件，以确保安全。具体转盘外径之外，且夹具工作中不能松动零件，以确保安全。(6) 注意切屑缠绕和冷却液飞溅等问题，必要时应设置防护罩。注意切屑缠绕和冷却液飞溅等问题，必要时应设置防护罩。外圆磨床夹具设计外圆磨床夹具

139、设计与车床夹具设计较为相似。与车床夹具设计较为相似。第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社3.5.4 铣床夹具1、铣床夹具的主要类型铣床夹具的主要类型专用铣床夹具是生产中应用很广泛的一种夹具。专用铣床夹具是生产中应用很广泛的一种夹具。在铣削过程中，多数铣床夹具与机床工作台一起作进给运动的。在铣削过程中，多数铣床夹具与机床工作台一起作进给运动的。铣床夹具的整体结构在很大程度上取决于铣床的工作方式、工件加铣床夹具的整体结构在很大程度上取决于铣床的工作方式、工件加工表面特征等。工表面特征等。按照铣削的进给方式，铣床夹具可分为：直线进给式铣床夹具、圆按照铣削的进给方式，铣床夹具可

140、分为：直线进给式铣床夹具、圆周进给式铣床夹具和仿形进给式铣床夹具等。周进给式铣床夹具和仿形进给式铣床夹具等。按在夹具同时装夹的工件数量，铣床夹具可分为单件加工铣床夹具按在夹具同时装夹的工件数量，铣床夹具可分为单件加工铣床夹具和多件加工铣床夹具等。和多件加工铣床夹具等。按夹具的工位数量，铣床夹具可分为单工位铣床夹具、双工位铣床按夹具的工位数量，铣床夹具可分为单工位铣床夹具、双工位铣床夹具和多工位铣床夹具等。夹具和多工位铣床夹具等。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社2定位键定位键铣床夹具底面上常常装有定位键，定位键可用来确定夹具相对机铣床夹具底面上常常装有定位键，定位键

141、可用来确定夹具相对机床进给方向的正确位置。床进给方向的正确位置。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社3. 对刀元件对刀元件为迅速确定刀具相对夹具的相对位置，铣削夹具常使用对刀元件。为迅速确定刀具相对夹具的相对位置，铣削夹具常使用对刀元件。它由对刀块及塞尺组成，如图它由对刀块及塞尺组成，如图3.55所示。所示。当对刀具要求高或夹具不便设置对刀元件时，也可以采用试切法当对刀具要求高或夹具不便设置对刀元件时，也可以采用试切法或接样板对刀。或接样板对刀。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社4. 铣床夹具设计关键铣床夹具设计关键由于铣削时切削力较大，且

142、为不连续切削，易产生振动，因此铣床夹由于铣削时切削力较大，且为不连续切削，易产生振动，因此铣床夹具应具有具应具有足够的强度和刚度足够的强度和刚度，应使工件的加工表面尽可能地靠近工作台面，应使工件的加工表面尽可能地靠近工作台面，以降低夹具重心。通常夹具体的高度与宽度之比限制在以降低夹具重心。通常夹具体的高度与宽度之比限制在H/B11.5范围内。范围内。根据实际情况还设置必要的加强筋，以提高夹具的刚性和抗振性。根据实际情况还设置必要的加强筋，以提高夹具的刚性和抗振性。铣床夹具一般设置铣床夹具一般设置对刀装置对刀装置，方便对刀操作。设置定位键，保证工件、，方便对刀操作。设置定位键，保证工件、机床、刀

143、具等之间的位置精度机床、刀具等之间的位置精度铣床夹具往往铣床夹具往往固定在工作台固定在工作台上使用，一般采用上使用，一般采用T形螺栓利用工作台形螺栓利用工作台T形形槽固定。铣床夹具侧面一般设置两个槽固定。铣床夹具侧面一般设置两个U形口，形口，U形口中心和定向键中心与工形口中心和定向键中心与工作台作台T形槽相一致。形槽相一致。此外，铣削加工时切屑较多，夹具应有足够的此外，铣削加工时切屑较多，夹具应有足够的排屑空间排屑空间。清理切屑要。清理切屑要安全方便，并注意切屑的流向。安全方便，并注意切屑的流向。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社3.6 夹具的设计方法和步骤夹具的设

144、计方法和步骤第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社3.6.1 对机床夹具的基本要求对机床夹具的基本要求对机床夹具的基本要求可以总括为四个方面：对机床夹具的基本要求可以总括为四个方面：稳定地保证工件的稳定地保证工件的加工精度加工精度；提高机械加工的提高机械加工的劳动生产率劳动生产率；结构简单结构简单，有良好的结构工艺性和劳动条件；，有良好的结构工艺性和劳动条件；应能降低工件的应能降低工件的制造成本制造成本。 设计夹具时必须使设计夹具时必须使加工质量加工质量、生产率生产率、劳动条件劳动条件和和经济性经济性等几个方面进等几个方面进行权衡。其中保证加工质量是最基本的要求。行权衡。

145、其中保证加工质量是最基本的要求。为了提高生产率采用先进的结构，往往会增加夹具的制造成本，但当工为了提高生产率采用先进的结构，往往会增加夹具的制造成本，但当工件的批量增加到一定规模时，将因单件工时的下降所获得的经济效益而使增件的批量增加到一定规模时，将因单件工时的下降所获得的经济效益而使增加的成本得到补偿，从而降低工件的制造成本。因此所设计的夹具其复杂程加的成本得到补偿，从而降低工件的制造成本。因此所设计的夹具其复杂程度和工作效率必须与生产规模相适应，才能获得良好的经济效果。度和工作效率必须与生产规模相适应，才能获得良好的经济效果。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社设

146、计夹具时，对加工质量、生产率、劳动条件和经济性几个方面有设计夹具时，对加工质量、生产率、劳动条件和经济性几个方面有时要有所侧重。时要有所侧重。如如对位置精度要求很高的加工，往往着眼于保证加工精度；对位置精度要求很高的加工，往往着眼于保证加工精度；对于位置加工精度要求不高而加工批量较大的情况，则侧重考虑提对于位置加工精度要求不高而加工批量较大的情况，则侧重考虑提高夹具的工作效率。高夹具的工作效率。在设计过程中必须深入生产实际进行调查研究，广泛在设计过程中必须深入生产实际进行调查研究，广泛征求操作者意征求操作者意见见，注意，注意吸取国内外的先进经验吸取国内外的先进经验，在此基础上拟出初步设计方案，

147、经过，在此基础上拟出初步设计方案，经过讨论，然后确定合理的方案，开展结构设计。讨论，然后确定合理的方案，开展结构设计。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社3.6.2 夹具的设计步骤夹具的设计步骤第一步第一步， 明确设计要求，收集有关资料明确设计要求，收集有关资料熟悉熟悉加工零件图加工零件图，毛坯图毛坯图和和工艺规程工艺规程等文件；掌握本工序的等文件；掌握本工序的加工加工技术要求技术要求。了解所用了解所用机床机床、刀具刀具、辅助工具辅助工具、检验量具检验量具的有关情况；的有关情况； 了解生产批量。了解生产批量。掌握有关掌握有关零部件标准零部件标准（国标、部标、厂标），（

148、国标、部标、厂标），典型夹具图册典型夹具图册等。等。了解有关本了解有关本企业制造企业制造、使用夹具使用夹具情况，了解本厂制造夹具的能力情况，了解本厂制造夹具的能力与经验等。与经验等。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社第二步第二步，确定夹具结构方案，绘制结构草图，确定夹具结构方案，绘制结构草图进一步，可以进一步，可以依次细分依次细分为如下内容：为如下内容：(1) 确定工件的确定工件的定位方案定位方案，计算定位误差，确定定位装置；，计算定位误差，确定定位装置；(2) 确定工件的确定工件的夹紧方案夹紧方案，计算夹紧力，确定加紧机构形式；，计算夹紧力，确定加紧机构形式； (

149、3) 确定夹具确定夹具其它组成部分其它组成部分（如对刀装置、分度装置等）的结构（如对刀装置、分度装置等）的结构方案；方案；(4) 绘制绘制草图草图。确定夹具结构方案的过程中，应注意夹具的精度和经济性。确定夹具结构方案的过程中，应注意夹具的精度和经济性。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社第三步第三步，绘制夹具总装配图，绘制夹具总装配图选择视图关系，绘制夹具总装配图。选择视图关系，绘制夹具总装配图。通常主视图尽可能选取与操作者对着的为置，以利于装配、检查。通常主视图尽可能选取与操作者对着的为置，以利于装配、检查。一般绘图比例采用一般绘图比例采用1：1，有较好的直观性。，

150、有较好的直观性。用细双点划线绘制出被加工零件的轮廓及加工、定位、夹紧表面，用细双点划线绘制出被加工零件的轮廓及加工、定位、夹紧表面，用粗线或网文线绘制出加工余量；夹紧机构应处在加夹位置；把工件看用粗线或网文线绘制出加工余量；夹紧机构应处在加夹位置；把工件看成透明体，即工件对夹具的轮廓线，不要不遮挡。成透明体，即工件对夹具的轮廓线，不要不遮挡。标注总装配图上的尺寸和技术要求。如外形轮廓尺寸、可动部分的标注总装配图上的尺寸和技术要求。如外形轮廓尺寸、可动部分的极限位置尺寸、配合尺寸、相关尺寸、特性尺寸、联系尺寸等。极限位置尺寸、配合尺寸、相关尺寸、特性尺寸、联系尺寸等。相关尺寸相关尺寸是指在夹具上

151、的对刀元件与定位元件之间的联系尺寸；对是指在夹具上的对刀元件与定位元件之间的联系尺寸；对刀元件与对刀元件之间的联系尺寸；定位元件与定位元件之间的联系尺刀元件与对刀元件之间的联系尺寸；定位元件与定位元件之间的联系尺寸等寸等 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社特性尺寸特性尺寸是夹具设计中用来保证夹具的某项功能的尺寸，如偏心是夹具设计中用来保证夹具的某项功能的尺寸，如偏心夹紧机构的偏心距、楔块的自锁升角、削边销的销边尺寸等。夹紧机构的偏心距、楔块的自锁升角、削边销的销边尺寸等。联系尺寸联系尺寸是夹具与机床之间的联系尺寸，如夹具与车床主轴连接是夹具与机床之间的联系尺寸，如夹具

152、与车床主轴连接的定位面尺寸、与铣床的定位面尺寸、与铣床T形槽连接的定向键尺寸等。形槽连接的定向键尺寸等。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社第四步第四步，编写零件序号和标准件的明细表，编写零件序号和标准件的明细表第五步第五步，绘制夹具零件图，绘制夹具零件图主要是绘制夹具上专用零件的工作图。在确定这些零件的尺寸、公主要是绘制夹具上专用零件的工作图。在确定这些零件的尺寸、公差或技术要求时，要符合夹具总图的要求。差或技术要求时，要符合夹具总图的要求。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社3.6.3 夹具设计实例夹具设计实例1.题目题目加工如图加工如图

153、3.56所示锥台零件，生产类型为成批成产，试设计钻所示锥台零件，生产类型为成批成产，试设计钻5mm的专用夹具。的专用夹具。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社2.资料准备资料准备零件加工工艺零件加工工艺(1) 铸造毛坯；铸造毛坯；(2) 粗、精车大端面及孔，粗、精车大端面及孔，CA6140车床；车床；(3) 粗、精车小端面及粗、精车小端面及20mm孔，孔，CA6140车床；车床；(4) 铣平面，铣平面，X6026铣床；铣床；(5) 钻斜孔，钻斜孔，Z5125立钻。立钻。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社3.确定夹具方案确定夹具方案所设计的夹

154、具为第五工序钻斜孔的专用夹具。在工件底面、孔所设计的夹具为第五工序钻斜孔的专用夹具。在工件底面、孔轴线上选坐标轴，得出工件加工斜孔需要限制六个自由度。轴线上选坐标轴，得出工件加工斜孔需要限制六个自由度。1) 定位方案定位方案方案方案(1)：选底面、侧平面、孔为定位基准，这时采用平面、导：选底面、侧平面、孔为定位基准，这时采用平面、导板、削边销为定位元件。板、削边销为定位元件。方案方案(2)：用工件底面、孔及侧平面为定位基准，这时采用平面、：用工件底面、孔及侧平面为定位基准，这时采用平面、短圆柱销、滑动导板为定位元件。短圆柱销、滑动导板为定位元件。上述两个方案均限制六个自由度，可保证斜孔与中心孔

155、上述两个方案均限制六个自由度，可保证斜孔与中心孔20 mm轴线重合，两个方案对轴线重合，两个方案对60轴线交叉角误差均相同，均可以同时轴线交叉角误差均相同，均可以同时保证斜孔与削边平面对称的要求。由于保证斜孔与削边平面对称的要求。由于a方案结构简单，所以选用方案结构简单，所以选用a方案。方案。 2) 对刀方案对刀方案本工序只钻斜孔一个工步，其对刀方式选特殊结构的可换钻套本工序只钻斜孔一个工步，其对刀方式选特殊结构的可换钻套即可，钻套与钻模板之间放置衬套，以便于钻套磨损后更换。即可，钻套与钻模板之间放置衬套，以便于钻套磨损后更换。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社3)

156、 夹紧方案夹紧方案由于本工序仅为加工由于本工序仅为加工5mm之小孔，其钻削力矩及轴向力均不大，之小孔，其钻削力矩及轴向力均不大，选用单手柄操纵螺旋结构方案即可，可采用快速装卸机构。选用单手柄操纵螺旋结构方案即可，可采用快速装卸机构。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社4) 绘制装配图绘制装配图(1) 用双点划线绘制出用双点划线绘制出加工工件轮廓图加工工件轮廓图，如图，如图3.57(a)所示；所示； 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社(2) 安排安排定位元件定位元件，如图，如图3.57(b)所示；所示； 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社(3) 布置布置对刀元件对刀元件，如图，如图3.57(c)所示；所示；第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社(4) 绘制绘制夹紧元件夹紧元件，如图，如图3.57(d)所示所示 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社(5) 完成总图完成总图，如图，如图3.57(e)所示。所示。 第3章 机床夹具设计机械制造工艺学 常同立等 清华大学出版社习题及思考题习题及思考题3-11, 3-12