夾具設計實訓

夾具設計過程夾具設計要求設計的一般步驟夾具零件尺寸及其配合示例零件圖的繪制夾具設計示例1、夾具設計要求l）保證工件的加工精度2）提高生產率，降低成本3）操作方便，工作安全，能減輕工人勞動強度4）便于排屑5）有良好的結構工藝性2、設計的一般步驟（1）研究原始資料，明確設計要求（2）確定夾具方案，繪制夾具結構草圖（3）繪制夾具總圖，標注有關尺寸及技術要求（1）研究原始資料，明確設計要求熟悉零件圖和裝配圖、零件的工藝規(guī)程，充分了解本工序的加工內容、技術要求等；收集有關機床、刀具、夾具等方面的資料。（2）確定夾具方案，繪制夾具結構草圖（1）根據定位基準和六點定位原理，確定工件的定位方法并選擇相應的定位元件；（2）確定引導裝置或對刀裝置；（3）確定工件的夾緊方法，設計夾緊機構；（4）確定其它元件或裝置的結構形式（5）確定夾具體結構形式（6）確定夾具總體輪廓。（3）繪制夾具總圖，標注有關尺寸及技術要求（1）確定視圖關系，應盡可能少。主視圖應取操作者實際工作位置；（2）比例盡量取1:1，有利于審圖；（3）用雙點劃線畫工序圖；（4）依次畫定位元件、對刀元件、夾緊元件、其他元件、夾具體；（5）標上尺寸、技術要求3、夾具零件尺寸及其配合外形輪廓尺寸配合尺寸（1）定位元件與工件的配合H6/g5,H6/f5,H7/g6,H7/f7（2）導套與刀具的配合G6/h5,F7/h5,G7/H6,F8/h6（3）不采用緊固件的固定連接H7/n6,H7/r6,H8/t7,H8/z8相對尺寸-------對刀元件與定位元件之間的聯(lián)系尺寸特性尺寸-------用來保證夾具某項性能的尺寸，如偏心夾緊機構的偏心距、楔塊的自鎖升角夾具與機床間的聯(lián)系尺寸序號、明細表、標題欄（1）對夾具總圖中的非標準件均應繪制零件圖；（2）零件圖視圖的選擇應盡可能與零件在總圖上的工作位置相一致。4、零件圖繪制5、定位元件的選擇與設計

1．以平面定位時定位元件的選擇（1）主要支承。主要支承是用來限制工件的自由度，起定位作用。它可分為固定支承、可調支承和自位支承。①固定支承：固定支承有支承釘和支承板，在使用過程中它們是固定不動的，如圖5-1、圖5-2所示。有2種情況：平面定位、圓柱表面定位（圓孔、外圓表面、一面兩孔組合）圖5-1支承釘圖5-2支承板圖5-2支承板②可調支承：可調支承是指在定位過程中其高度可以調整的支承釘，如圖5-3（a）、（b）所示。圖5-3調節(jié)螺釘圖5-4所示工件為砂型鑄造件，在機械加工中一般先銑B面，然后再以B面定位鏜雙孔。但為了保證鏜孔有足夠而均勻的余量，最好以毛坯孔為粗基準定位，但這樣裝夾不便。通常將A面置于可調支承上，通過調整可調支承的高度來保證B面與兩毛坯孔中心尺寸H1、H2圖5-4可調支承③自位支承（又稱浮動支承）：在工件定位過程中，能自動調節(jié)位置的支承便為自位支承，如圖5-5所示。圖5-5自位支承（2）輔助支承。輔助支承不起定位作用，只是用來提高工件的裝夾剛度和穩(wěn)定性，故一般在工件定位后才與工件接觸。輔助支承有如下幾種形式。①螺旋式輔助支承：如圖5-6（a）所示，螺旋式輔助支承與可調支承的結構相近，但操作過程不同。前者是在工件定位后才與工件接觸，故不起定位作用；而后者調整后與固定支承一樣起定位作用。圖5-6輔助支承

1—彈簧；2—滑柱；3—頂柱；4—手輪；5—斜楔；6—滑銷②自位式輔助支承：如圖5-6（b）所示，彈簧1只起推動滑柱2上升的作用，但不得頂起工件。滑柱2與工件接觸后用頂柱3鎖緊。③推引式輔助支承：如圖5-6（c）所示，在工件定位后推動手輪4時滑銷6與工件接觸，然后轉動手輪4使斜楔5的開槽部分脹開而鎖緊。推引式輔助支承主要用于大型工件的定位。2．以圓柱表面定位時定位元件的選擇（1）工件以圓孔定位。工件以圓孔定位時，常用的定位元件有圓柱定位銷、圓柱心軸、圓錐銷和小錐度心軸。①圓柱定位銷：具體結構如圖5-7（a）、（b）、（c）、（d）所示。當定位銷直徑D為3～10mm時，通常把根部倒成圓角R，以增強剛性，避免使用中折斷或熱處理時淬斷；當成批大量生產時，為了定位銷的更換，可采用帶襯套的結構形式，如圖5-7（d）所示。此外，為便于工件裝夾，定位銷的頭部一般制成15°倒角。定位銷的參數(shù)可查閱有關國家標準。圖5-7定位銷的結構②圓柱心軸：圓柱心軸可分為間隙配合心軸、過盈配合心軸和花鍵配合心軸，其具體結構如圖5-8（a）、（b）、（c）所示。圖5-8圓柱心軸1—引導部分；2—工作部分；3—傳動部分③圓錐銷：圖5-9所示為工件以圓錐銷定位的示意圖，其中，圖5-9（a）用于粗基面，圖5-9（b）用于精基面。圖5-9單個圓錐銷定位值得注意的是，工件在單個圓錐銷上定位容易傾斜，故圓錐銷一般與其它定位元件組合使用，如圖5-10所示。圖5-10（a）所示為圓錐—圓柱組合心軸，錐度部分使工件準確定位，并將工件楔緊，圓柱部分可減少工件傾斜。圖5-10（b）所示為以工件底面作為主要定位基面，圓錐銷是活動的，即使工件的孔徑變化較大，也能準確定位。圖5-10（c）所示為工件在雙圓錐銷上定位。以上3種定位方式均限制工件5個自由度。圖5-10圓錐銷組合定位④小錐度心軸：如圖5-11所示，工件在小錐度心軸上定位，并靠定位圓孔與心軸限位圓錐面的彈性變形夾緊工件。圖5-11小錐度心軸（2）工件以外圓柱面定位。工件以外圓柱表面作為定位基面時，最常用的定位元件有V形塊、半圓套和定位套。V形塊：采用V形塊定位的優(yōu)點，一是對中性好，能使工件定位的基準軸線對中在V形塊的對稱平面上，而不受定位基面直徑誤差的影響；二是無論定位基面是否經過加工、是否為完整的圓柱面還是局部的圓弧面均可。如圖5-12所示，其中圖5-12（a）用于較短的外圓柱面定位，可限制工件2個自由度；圖5-12（b）用于粗基準面定位；圖5-12（c）用于精基面定位；圖5-12（d）用于工件較長、直徑較大的重型工件定位（這種V形架常用鑄鐵底座鑲淬火鋼墊）。圖5-12V形塊固定V形塊與活動V形塊組合定位，如圖5-13所示。其中，固定V形塊限制工件2個自由度，而活動V形塊限制工件1個自由度，并具有補償毛坯尺寸變化和夾緊的作用。圖5-13V形塊組合定位

1—固定V形塊；2—活動V形塊V形塊定位高度的計算（見圖5-14）：

（5-1）

式中，—V形架兩斜面之間的夾角，一般取60°、90°、120°，其中90°應用最廣。當=90°時，有

（5-2）圖5-14V形塊結構尺寸（3）工件以一面兩孔組合定位。在加工箱體、杠桿、蓋板和支架等零件時，常用工件上的一面兩孔作為定位基準，如圖5-15所示。所用的定位元件為一大支承板，它限制了工件的3個自由度；短圓柱銷1限制了工件的2個自由度；削邊銷2限制了工件繞圓柱銷轉動的自由度。所以工件以一面兩孔定位，共限制了6個自由度，屬于完全定位。值得注意的是，若不是采用一個圓柱銷和一個削邊銷，而是采用2個圓柱銷定位，這必然會在兩孔中心線連線方向上產生過定位干涉現(xiàn)象。因為兩孔的中心距與兩圓柱銷的中心距均有誤差，當誤差較大時，這種過定位會使工件無法正確裝入夾具上定位。因此，在實際生產中采用的是一個圓柱銷和一個削邊銷。圖5-15工件以一面兩孔定位

1—短圓柱銷；2—削邊銷削邊銷的結構如圖5-16所示。當工件定位孔直徑D≤30mm時，采用圖5-16（a）所示的結構；當工件的直徑D為30～50mm時，采用如圖5-16（b）所示的結構；當工件的定位直徑D＞50mm時，采用如圖5-16（c）所示的結構。削邊銷的寬度部分可修圓，如圖5-16（d）所示。有關結構參數(shù)可查閱夾具標準或設計手冊圖5-16削邊銷結構采用一面兩孔定位時，圓柱銷、削邊銷的主要參數(shù)確定如下。①圓柱銷直徑d1的基本尺寸及公差：圓柱銷直徑的基本尺寸應等于相配合孔的最小極限尺寸，其公差一般取g6或f7。②圓柱銷與削邊銷之間的中心距及公差：兩銷之間中心距的平均尺寸應等于兩定位孔之間中心距的平均尺寸，其公差一般為

δLd=(1/3~1/5)δLD(5-3)式中，Ld、LD—兩銷之間中心距的公差和兩孔之間的中心距公差。式（5-3）中當工件加工精度較高時取1/5，加工精度較低時取1/3。③削邊銷直徑d2的基本尺寸及公差：削邊銷直徑d2及其公差可按如下方法來確定：(5-4)式中，d2max、D2min—削邊銷直徑的最大值和與削邊銷相配合孔的最小極限尺寸。削邊銷與孔的配合一般取為h6。由于其上偏差為零，故d2=d2max。削邊銷的尺寸見表5-1。【例5-1】在圖5-15中，工件上兩定位孔為mm，兩定位孔中心距為800.06mm，設計兩定位銷尺寸。mm，兩定位孔中心距為800.06mm，設計兩定位銷尺寸。圖5-15工件以一面兩孔定位

1—短圓柱銷；2—削邊銷解：（1）確定圓柱銷直徑圓柱銷直徑公差取g6，即mm。（2）確定圓柱銷與削邊銷之間的中心距根據公式（5-3），取mm，所以圓柱銷與削邊銷之間的中心距為800.02mm。（3）確定削邊銷直徑由表5-1查得b=4mm，B=D2?2=12?2=10mm根據公式（5-4），削邊銷與定位孔的配合一般取h6，其下偏差為?0.011mm，直徑為

6、夾緊機構的選擇與設計

1．夾緊機構的組成夾緊機構的種類很多，但其結構均由2部分組成。（1）動力裝置。夾緊力的來源一是人力，二是某種裝置所產生的力。能產生力的裝置稱為夾具的動力裝置。常用的動力裝置有氣動裝置、液壓裝置、電動裝置、電磁裝置、氣—液聯(lián)動裝置和真空裝置等。由于手動夾具的夾緊力來自人力，所以它沒有動力裝置。（2）夾緊機構。接受和傳遞原始作用力使之變?yōu)閵A緊力并執(zhí)行夾緊任務的機構，便為夾緊機構。夾緊機構一般由下列基本機構組成。①接受原始作用力的機構，如手柄、螺母以及用來連接汽缸活塞桿的機構等。②中間遞力機構，如鉸鏈、杠桿等。③夾緊元件，如各種螺釘壓板等。其中，中間遞力機構在傳遞原始作用力至夾緊元件的過程中可以起到諸如改變作用力的方向與大小以及自鎖等作用。2．對夾緊機構的基本要求在不破壞工件定位精度并保證加工質量的前提下，應盡量使夾緊機構做到以下幾點。①夾緊力的大小適當。既要保證工件在整個加工過程中其位置穩(wěn)定不變、振動小，又要使工件不產生過大的夾緊變形。②工藝性好。夾緊機構的復雜程度應與生產綱領相適應，在保證生產效率的前提下，其結構應力求簡單，便于制造和維修。③使用性好。夾緊機構的操作應當方便、安全、省力。3．基本夾緊機構（1）斜楔夾緊機構。采用斜楔作為傳力元件或夾緊元件的夾緊機構，稱為斜楔夾緊機構，如圖6-1所示。圖（a）是利用錘頭擊斜楔大頭，直接夾緊工件，加工后錘擊小頭，松開工件；圖（b）是由斜楔與滑柱共同構成的夾緊機構，既可機動也可手動夾緊工件；圖（c）是端面斜楔和壓板共同構成的夾緊機構。圖6-1斜楔加緊機構

1—夾具體；2—斜楔；3—工件直接采用斜楔夾緊時，斜楔的自鎖條件是，斜楔的升角小于斜楔與工件、斜楔與夾具體之間的摩擦角之和，即(6-1)

為保證自鎖可靠，手動夾緊機構一般取

=6°～8°。用氣壓或液壓裝置驅動的斜楔不需要自鎖，可取=15°～35°。斜楔夾緊具有結構簡單、增力比大、自鎖性能好等特點，因此獲得廣泛應用。（2）螺旋夾緊機構。采用螺桿作中間傳力元件的夾緊機構統(tǒng)稱為螺旋夾緊機構。由于它結構簡單、夾緊可靠、通用性好，而且螺旋升角小、自鎖性能好、夾緊力和夾緊行程都較大，故是手動夾具上用得最多的一種夾緊機構。①簡單螺旋夾緊機構：最簡單的螺旋夾緊機構如圖6-2所示。是直接用螺釘頭部或螺母壓緊工件的機構，其中圖6-2（a）螺釘頭部易使工件受壓表面損傷，或帶動工件旋轉，因此常在頭部裝有擺動的壓塊。由于擺動壓塊與工件間的摩擦力矩大于壓塊與螺釘間的摩擦力矩，所以壓塊不會隨螺釘一起轉動。圖6-2簡單螺旋夾緊機構夾緊動作慢、工件裝卸費時是單個螺旋夾緊機構的缺點。為克服這一缺點，可采用快速夾緊機構，其具體結構詳見夾具設計手冊的有關內容。②螺旋壓板夾緊機構：在夾緊機構中，螺旋壓板的使用非常普遍，如圖6-3所示。常見的螺旋壓板典型結構其結構尺寸均已標準化，使用時可參考有關國家標準和夾具設計手冊。圖6-3螺旋壓板夾緊機構圖6-3螺旋壓板夾緊機構圖6-3螺旋壓板夾緊機構（3）偏心夾緊機構。用偏心件直接或間接夾緊工件的機構，稱為偏心夾緊機構，如圖6-4所示。偏心件有2種形式，即圓偏心和曲線偏心，其中圓偏心機構因結構簡單、制造容易而得到廣泛應用。圓偏心輪弧形楔夾緊與斜楔夾緊的實質相同，故自鎖條件相同.圖6-4偏心夾緊機構（4）定心夾緊機構。當工件被加工面以中心要素（軸線、中心平面等）為工序基準時，為使基準重合以減少定位誤差，常采用定心夾緊機構。定心夾緊機構具有定心和夾緊2種功能，如臥式車床的三爪自定心卡盤即為最常用的典型實例。

定心夾緊機構按其定心作用原理有2種類型，一種是依靠傳動機構使定心夾緊元件等速移動，從而實現(xiàn)定心夾緊，如螺旋式機構、杠桿式機構、楔式機構等；另一種是利用薄壁彈性元件受力后產生均勻的彈性變形（收縮或擴張），來實現(xiàn)定心夾緊，如彈簧筒夾、膜片卡盤、波紋套、液性塑料等。①螺旋式定心夾緊機構：螺桿兩端的螺紋旋向相反，螺距相同，如圖6-5所示。當其旋轉時，使2個V形鉗口作對向等速移動，從而實現(xiàn)對工件的定心夾緊或松開。V形鉗口可按工件不同形狀進行更換。圖6-5螺旋式定心夾緊機構

1、2—V形鉗口；3—滑塊；4—雙向螺桿②杠桿式定心夾緊機構：在杠桿式三爪自定心卡盤中，滑套作軸向移動時，圓周均布的3個鉤形杠桿便繞軸轉動，撥動3個滑塊沿徑向移動，從而帶動其上卡爪將工件定心并夾緊或松開，如圖6-6所示。圖6-6杠桿式三爪定心卡盤

1—滑套；2—鉤形杠桿；3—軸銷；4—滑塊③楔式定心夾緊機構：在機動楔式夾爪自動定心機構中，當工件以內孔及左端面在夾具上定位后，汽缸通過拉桿使6個夾爪左移，由于本體上斜面的作用，夾爪左移的同時向外脹開，將工件定心夾緊；反之，夾爪右移時，在彈簧卡圈的作用下使夾爪收攏，將工件松開，如圖6-7所示。圖6-7楔式定心夾緊機構

1—夾爪；2—本體；3—彈簧卡圈；4—拉桿；5—工件這種定心夾緊機構結構緊湊，定心精度一般可達0.02～0.07mm，比較適用于工件內孔作定位基面的半精加工工序。④彈簧筒夾式定心夾緊機構：這種定心夾緊機構常用于安裝軸套類工件，如圖6-8所示。彈性定心夾緊機構，結構簡單、體積小、操作方便迅速，因而應用十分廣泛。其定心精度可穩(wěn)定在0.01～0.03mm。圖6-8彈簧筒夾式定心夾緊機構

1—夾具體；2—彈性夾頭；3—錐套；4—螺母（5）聯(lián)動夾緊機構。聯(lián)動夾緊機構是利用機構的組合來完成單件或多件的多點、多向同時夾緊的機構。它可以實現(xiàn)多件加工，以減少輔助時間、提高生產效率和減輕工人的勞動強度等。①單件聯(lián)動夾緊機構：利用夾緊機構實現(xiàn)工件的多向、多點夾緊。圖6-9（a）所示機構為二力垂直夾緊；圖6-9（b）表示2個夾緊力方向相同，擰緊右邊螺母，通過拉桿帶動平衡杠桿使兩副壓板均勻地同時夾緊工件。圖6-9單件聯(lián)動夾緊機構②多件聯(lián)動夾緊機構：有平行式多件聯(lián)動夾緊機構和連續(xù)式多件聯(lián)動夾緊機構。平行式多件聯(lián)動夾緊機構。如圖6-10（a）所示，若采用剛性壓板夾緊，則因一批工件的外圓直徑尺寸不一致，將導致個別工件夾不緊。在圖6-10（b）中增加了浮動裝置，既可以同時夾緊工件，又方便操作。理論上，平行式夾緊各工件受到的夾緊力相等，即圖6-10平行式多件聯(lián)動夾緊機構連續(xù)式多件聯(lián)動夾緊機構。圖6-11（a）所示為一軸承蓋，圖（b）所示為加工軸承蓋連續(xù)式多件聯(lián)動夾緊機構。這種方式，由于工件的夾緊力是依次傳遞的，可能造成工件在夾緊方向的位置誤差很大，因此只適用于加工在夾緊方向上沒有加工要求的工件。圖6-11連續(xù)式多件聯(lián)動夾緊機構另外，在設計聯(lián)動夾緊機構時，應注意設置浮動環(huán)節(jié)；同時夾緊的工件不宜太多；結構的剛度要好，力求簡單、緊湊。7、工件夾緊力的確定及夾具體的設計

1．夾緊力方向的確定①夾緊力的方向不應破壞工件定位。圖7-1（a）所示為不正確的夾緊方案，夾緊力有向上的分力Fjz，使工件離開原有的正確定位位置；圖（b）所示為正確的夾緊方案。圖7-1夾緊力②夾緊力方向應指向主要定位表面。

第一節(jié)

工件夾緊力的確定2．夾緊力作用點的確定①夾緊力的作用點應落在支承范圍內：如圖7-1（a）所示夾緊力的作用點落到了定位元件的支承范圍之外，夾緊時將破壞正確位置，因而是不正確的；圖7-1（b）所示夾緊力的作用點落在了定位元件支承范圍之內，夾緊時不破壞正確定位，因而是正確的。圖7-1夾緊力②夾緊力的作用點應落在工件剛性較好的部位：如圖7-2（a）所示，薄壁套筒的軸向剛性比徑向剛性好，用卡爪徑向夾緊時工件變形大，若沿軸向施加夾緊力，變形就會小得多。夾緊如圖（b）所示的薄壁箱體時，夾緊力不應作用在箱體的頂面，而應作用在剛性較好的凸緣上?；蛉鐖D（c）所示改為三點夾緊，改變著力點的位置，以減少夾緊變形。圖7-2夾緊力與工件剛性的關系③夾緊力的作用點應靠近工件的加工部位如圖7-3所示，夾緊力遠離加工部位，因此應在加工部位加上輔助夾緊機構，以防止加工時發(fā)生振動，影響加工質量和安全。圖7-3夾緊力的作用點應盡量靠近加工部位

1—工件；2—輔助支承；3—銑刀3．夾緊力大小的估算估算的方法如下。①找出對夾緊最不利的瞬時狀態(tài)，由此估算所需的夾緊力。②為了簡便，只考慮主要因素在力系中的影響，略去次要因素在力系中的影響。③根據工件狀態(tài)，列出力（力矩）的平衡方程式，解出夾緊力的大小。此外，還應適當考慮安全系數(shù)。生產中如需進行夾緊力估算，可參閱有關資料第二節(jié)夾具體的設計一、對夾具體的要求1、有適當?shù)木群统叽绶€(wěn)定性夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對刀或導向元件的表面以及夾具體的安裝基面(與機床相連接的表面)等，應有適當?shù)某叽绾托螤罹?，它們之間應有適當?shù)奈恢镁?。為增加夾具體尺寸穩(wěn)定，鑄造夾具體要進行時效處理，焊接和鍛造夾具體要進行退火處理。2、有足夠的強度和剛度加工過程中，夾具體要承受較大的切削力和夾緊力。夾具體需有一定的壁厚，鑄造和焊接夾具體常設置加強肋，或在不影響工件裝卸的情況下采用框架式夾具體(如圖7-4所示)。圖7-4

3、結構工藝性好夾具體應便于制造、裝配和檢驗。鑄造夾具體上安裝各種元件的表面應鑄出凸臺，以減少加工面積。夾具體毛面與工件之間應留有足夠的間隙，一般為4—15mm。夾具體結構型式應便于工件的裝卸。如圖7-5所示.①分為開式結構(圖a)；②半開式結構(圖b)；③框架式結構(圖c)等。圖7-5

4、排屑方便切屑多時，夾具體上應考慮排屑結構。如圖7-6所示，在夾具體上開排屑槽及夾具體下部設置排屑斜面，斜角可取30°一50°圖7-6夾具體上設置排屑結構5、在機床上安裝穩(wěn)定可靠①夾具在機床工作臺上安裝，夾具的重心應盡量低，重心越高則支承面應越大。②夾具底面四邊應凸出，使夾具體的安裝基面與機床的工作臺面接觸良好，如圖7-7所示，接觸邊或支腳的寬度應大于機床工作臺梯形槽的寬度，應一次加工出來，并保證一定的平面精度。a)周邊接觸b)兩端接觸c)四腳接觸圖7-7夾具體安裝基畫的形式③夾具在機床主軸上安裝，夾具安裝基面與主軸相應表面應有較高的配合精度，并保證夾具體安裝穩(wěn)定可靠。二、夾具體毛坯的類型1．鑄造夾具體夾具體材料一般是鑄件，其特點是工藝性好，可鑄出各種復雜形狀，具有較好的抗壓強度、剛度和抗振性，但生產周期長，需進行時效處理，以消除內應力。常用材料為灰鑄鐵2．焊接夾具體它由鋼板、型材焊接而成，這種夾具體制造方便、生產周期短、成本低、重量輕(壁厚比鑄造夾具體薄)。但焊接夾具體的熱應力較大，易變形，需經退火處理，以保證夾具體尺寸的穩(wěn)定性。3．鍛造夾具體它適用于形狀簡單、尺寸不大、要求強度和剛度大的場合。鍛造后也需經退火處理．此類夾具體應用較少。4．型材夾具體小型夾具體可以直接用板料、棒料、管料等型材加工裝配而成。這類夾具體取材方便、生產周期短、成奉低、重量輕，5．裝配夾具體它由標準的毛坯件、零件及個別非標準件通過螺釘、銷釘連接，組裝而成此類夾具體具有制造成本低、周期短、精度穩(wěn)定等優(yōu)點，有利于夾具標準化、系列化，也便于夾具的計算機輔助設計。8、夾具設計示例如圖示為一用于加工連桿零件的小頭孔的工序簡圖。零件材料為45鋼，毛坯為模鍛件，年產量為500件，所用機床為立式鉆床Z525。設計本工序的夾具。例一（1）加工精度與生產批量分析本工序有一定位置精度要求，屬于批量生產，使用夾具加工是適當?shù)?。但考慮到生產批量不是很大，因而夾具結構應盡可能的簡單，以減小夾具制造成本。（2）確定夾具結構方案1）確定定位方案，選擇定位元件A.選擇間隙配合的剛性心軸加小端面的定位方式;B.采用活動V形塊來確定工件的角向位置2）確定導向裝置本工序小頭孔加工的精度要求較高，一次裝夾要完成鉆一擴一粗鉸一精鉸四個工步，故采用快換鉆套（機床上相應的采用快換夾頭）；又考慮到要求結構簡單且能保證精度，采用固定式鉆模板。3）確定夾緊機構可采用可漲心軸、液塑心軸等，但這樣作夾具結構較復雜，制造成本較高。為簡化結構，確定采用螺紋夾緊，即在心軸上直接做出一段螺紋，并用螺母和開口墊圈鎖緊。4）確定其它裝置和夾具體為了增加剛度和減小加工時工件的變形，應在靠近工件的加工部位增加輔助支承。后蓋零件鉆徑向孔的工序圖

例二后蓋鉆夾1—鉆套2—鉆模板3—夾具體4—支承板5—圓柱銷6—開口墊圈7—螺母8—螺桿9—菱形銷后蓋鉆夾具9、典型夾具分析

9.1車夾具

1．角鐵式夾具如圖9-1所示，在加工軸承座的內孔時，工件以底面和兩孔定位，采用兩壓板夾緊。夾具體與主軸端部以定位錐配合，用兩雙頭螺柱連接在主軸上。導向套用于引導刀具。平衡塊用于消除回轉時的不平衡現(xiàn)象。圖9-1角鐵式車削夾具

1—削邊銷；2—圓柱銷；3—夾具體；4—支承板；5—壓板；6—工件；7—導向套；8—平衡塊*2．花盤式車床夾具花盤式車床夾具的夾具體為圓盤形。在花盤式夾具上加工的工件一般形狀都較復雜，多數(shù)情況是工件的定位基準為圓柱面和與其垂直的端面。夾具上的平面定位件與車床主軸的軸線相垂直。圖9-2所示為回水蓋工序圖。本工序加工回水蓋上2-G1"螺紋孔。加工要求是：兩螺紋孔的中心線為780.3mm，兩螺紋孔的連心線與9H9兩孔的連心線之間的夾角為45°，兩螺紋孔軸線應與底面垂直。圖9-2回水蓋工序圖圖9-3所示為加工本工序的花盤式車床夾具。工件以底平面和2-9mm孔分別在分度盤3、圓柱銷7和削邊銷6上定位，擰螺母9，由2塊螺旋壓板8夾緊工件。圖9-3花盤式車床夾具

1—過渡盤；2—夾具體；3—分度盤；4—T形螺釘；5、9—螺母；

6—削邊銷；7—圓柱銷；8—壓板；10—對定銷；11—配重塊車完一個螺紋孔后，松開3個螺母5，拔出對定銷10，將分度盤3回轉180°，當對定銷10在彈簧的作用下插入另一分度孔中時，即可加工另一個螺紋孔。夾具體2以端面和止口在過渡盤1上對定，并用螺釘緊固。為使整個夾具回轉時平衡，夾具上設了配重塊11。*

3．不停車夾頭圖9-4所示是一種不停車車床卡頭。撥叉10與齒條11、導柱9相連接。轉動轉軸12，齒輪帶動齒條11，使撥叉10作前后運動，撥叉通過鑲塊8撥動外滑套3，滑套上的錐孔迫使鋼球4運動，帶動內滑套5，使彈簧卡頭壓緊和松開。用調整環(huán)調整夾緊行程。斜角1一般取10°～15°，要小于摩擦角，以保證自鎖。圖9-4不停車車床卡頭

1—支座；2—鍵；3—外滑套；4—鋼球；5—內滑套；6—調整環(huán)；7—彈簧夾頭；

8—鑲塊；9—導柱；10—撥叉；11—齒條；12—轉軸*

4．液壓自動卡盤在數(shù)控車床上，為提高加工生產率，并有利于FMS（柔性制造系統(tǒng)）的形成，一般采用自動夾具，以實現(xiàn)對工件的自動夾緊。常見的有氣動、液壓和電動卡盤。圖9-5所示是由液壓缸和楔式三爪自動定心卡盤構成的液壓自動卡盤。當液壓缸左腔進油時，通過拉桿推動楔心套2向右移動，楔心套上有與軸線成15°夾角的T形槽，該槽與滑座6相配合，迫使滑座向外，使卡爪松開工件；反之，夾緊工件。液壓缸的缸體10通過連接法蘭與主軸尾端連接，與主軸一起旋轉。圖9-5液壓自動卡盤

1—卡盤體；2—楔心套；3—卡爪；4—連接螺釘；5—T形塊；6—滑座；7—螺釘；

8—活塞；9—連接端蓋；10—缸體；11—引油導套；12、13—進出油口9.2鉆夾具1．鉆床夾具的主要類型在鉆床上進行孔的鉆、擴、鉸、锪、攻螺紋加工所用的夾具，稱為鉆床夾具。鉆床夾具用鉆套引導刀具進行加工，有利于保證被加工孔對其定位基準和各孔之間的尺寸精度和位置精度，并可顯著提高勞動生產率。鉆床夾具的種類繁多，一般分為固定式、回轉式、移動式、翻轉式、蓋板式和滑柱式等幾種類型。

（1）固定式鉆模這類鉆模多為大型鉆模，一般在立鉆或搖臂鉆床上使用，加工工件上較大的孔或軸線相互平行的孔系，鉆模需要固定在機床工作臺上。圖9-6所示為固定式鉆模的典型結構。工件以一平面、一外圓柱面和一小孔作定位基準，在夾具的定位元件上定位，用螺旋夾緊件通過開口墊圈2夾緊工件，鉆模板固定在夾具體上，而夾具體則固定在鉆床工作臺上。圖9-6固定式鉆模

1—菱形銷；2—開口墊圈；3—螺母（2）回轉式鉆模在鉆削加工中，回轉式鉆模使用較多，主要用于加工同一圓周上的平行孔系或分布在圓周上的徑向孔。它包括立軸、臥軸、斜軸回轉3種基本形式。由于回轉臺已經標準化，故回轉式夾具的設計，一般情況下只是設計專用的工作夾具和標準回轉臺聯(lián)合使用，必要時才設計專用的回轉式鉆模，用其加工工件上均布的徑向孔，該鉆模各組成部分的結構可自行分析，如圖9-7所示。圖9-7專用回轉式鉆模

1—鉆模板；2—夾具體；3—手柄；4、8—螺母；5—把手；6—對定銷；

7—圓柱銷；9—快換墊圈；10—襯套；11—鉆套；12—螺釘（3）翻轉式鉆模這類鉆模的特點是整個夾具可以和工件一起翻轉，可以用來加工同方向的平行孔系，也可以用來加工不同方向的孔。這類鉆模是一種小型夾具，在操作過程中，需要工人進行翻轉，因此這類鉆模一般重量不超過10kg。對于稍大一些的工件用翻轉式鉆模時，必須設計專門托架。支柱式鉆模是這類鉆模的典型結構之一，其結構特點是用4個支腳來支承鉆模。鉆削工件時，必須將鉆模翻轉180°，裝好工件后，再翻轉回來進行加工。夾具裝配好后，4個支腳的支承面必須再磨平，以保證4個支腳的支承面在同一平行面內，并與鉆套孔中心線垂直。圖9-10所示為一種盤狀零件用支柱式鉆模，工件以內孔和端面為定位基準，在夾具的定位銷和鉆模板的底平面上定位，一活動V形塊定方向，用螺母通過開口墊圈進行軸向夾緊，翻轉過來即可進行鉆孔加工。圖9-10支柱式鉆模（4）滑柱式鉆模這類鉆模是一種標準化、規(guī)格化的通用鉆模。鉆模體可通用于較大范圍的不同工件，設計時只需根據不同的加工對象設計相應的定位、夾緊元件，因此可以簡化設計工作。另外，這種鉆模不必設計單獨的夾緊裝置，而是靠裝在鉆模板上的液壓塑料夾緊裝置來實現(xiàn)的，故夾緊工件方便、迅速，適用于不同類型的中小型零件的孔加工，尤其是大批量生產中應用較廣。圖9-11所示為滑柱式鉆模的應用實例，用以鉆、擴、鉸削加工撥叉零件上一個20H7的孔。工件以加工部位的外形在定位元件9上定心，左端用2個可調支承釘2支承在工件底面上，以保證工件的水平位置。后側面放一擋銷3，以克服加工過程中產生轉矩，工件的夾緊是靠裝在鉆模板上的液壓塑料夾緊裝置來實現(xiàn)的。轉動手柄，鉆模板向下移動，壓板4將工件壓緊，刀具順次從鉆套7的引導孔中進入加工位置，進行孔的鉆、擴、鉸削加工。圖9-11滑柱式鉆模

1—鉆模；2—支承釘；3—擋銷；4—壓板；5—墊板；6—螺釘；7—鉆套；8—襯套；9—定位元件（5）蓋板式鉆模這類鉆模沒有夾具體，鉆模板上除鉆套外，一般還裝有定位元件和夾緊裝置，只要將它覆蓋在工件上即可進行加工。圖9-12所示為加工車床溜板箱上多個小孔的蓋板式鉆模。在鉆模蓋板1上不僅裝有鉆套，還裝有定位用的圓柱銷2、削邊銷3和支承釘4。因鉆小孔鉆削力矩小，故未設置夾緊裝置。圖9-12蓋板式鉆模

1—鉆模蓋板；2—圓柱銷；3—削邊銷；4—支承釘蓋板式鉆模結構簡單，多用于加工大型工件上的小孔。因夾具