1、 机床夹具设计实例机床夹具设计实例 机床夹具设计机床夹具设计机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5一一明确设计任务，收集原始资料明确设计任务，收集原始资料二二拟定夹具结构方案拟定夹具结构方案本本节节教教学学内内容容三三绘制夹具总图及制定技术要求绘制夹具总图及制定技术要求夹具工作精度的分析计算夹具工作精度的分析计算四四机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5 通过夹具设计实例掌握专用夹具结构方案通过夹具设计实例掌握专用夹具结构方案设计的方法和步骤。设计的方法和步骤。本本节节教教学学要要求求机床夹具设计实例机床夹具设计实例 机床夹具设计方法及步骤机床夹
2、具设计方法及步骤课件课件实例实例5专用夹具结构方案设计的方法和步骤。专用夹具结构方案设计的方法和步骤。本本节节教教学学重重点点机床夹具设计实例机床夹具设计实例 机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5零件图零件图一、明确设计任务，收集原始资料一、明确设计任务，收集原始资料明明确确设设计计任任务务，收收集集原原始始资资料料机床夹具设计实例机床夹具设计实例 机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5 该零件中批生产，材料为该零件中批生产，材料为45钢。钢。 该铣槽工序在该铣槽工序在X6130卧铣上用三面刃铣刀加工。卧铣上用三面刃铣刀加工。 本工序加工要求为
3、本工序加工要求为（1）槽宽）槽宽12+0.27 mm。（2）槽底至工件底面的位置尺寸）槽底至工件底面的位置尺寸 620.01mm 。（3）槽两侧面对孔轴线的对称度）槽两侧面对孔轴线的对称度0.2mm。（4）槽底面对工件）槽底面对工件B面的垂直度面的垂直度0.10mm。1.熟悉工件零件图以及本工序的加工要求熟悉工件零件图以及本工序的加工要求明明确确设设计计任任务务，收收集集原原始始资资料料机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5（1 1）铣前后两端面）铣前后两端面 X6130X6130卧铣卧铣（2 2）铣底面、顶面）铣底面、顶面 X6130X6130卧铣卧铣（3 3）铣两侧
4、面）铣两侧面 X6130X6130卧铣卧铣（4 4）铣两台肩面）铣两台肩面 X6130X6130卧铣卧铣（5 5）钻、铰孔）钻、铰孔 Z5135Z5135立钻立钻（6 6）铣槽）铣槽 X6130X6130卧铣卧铣2.收集原始资料、明确零件的加工工艺过程收集原始资料、明确零件的加工工艺过程明明确确设设计计任任务务，收收集集原原始始资资料料机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5 根据工件的加工要求，该工序必须限制工件根据工件的加工要求，该工序必须限制工件五个自由度。现在来分析其必须限制的自由度数五个自由度。现在来分析其必须限制的自由度数目及基准选择的合理性。目及基准选择的合
5、理性。二、拟定夹具结构方案二、拟定夹具结构方案 1.确定定位方案确定定位方案（1）验证基准选择的合理性）验证基准选择的合理性 拟拟定定夹夹具具结结构构方方案案机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5自由度分析自由度分析建立坐标系建立坐标系拟拟定定夹夹具具结结构构方方案案 1.确定定位方案确定定位方案机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5为保证槽底面至工件为保证槽底面至工件B面的垂直度，应限制工面的垂直度，应限制工件件 、 ，选，选B面作定位基准面作定位基准 。 自由度分析自由度分析拟拟定定夹夹具具结结构构方方案案 1.确定定位方案确定定位方案043
6、. 0014机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5为保证工序尺寸为保证工序尺寸62土土0.10mm，应限制工件，应限制工件 、，选，选A面为定位基准。面为定位基准。自由度分析自由度分析拟拟定定夹夹具具结结构构方方案案 1.确定定位方案确定定位方案机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5自由度分析自由度分析拟拟定定夹夹具具结结构构方方案案为保证槽两侧面对为保证槽两侧面对 mm孔轴线的对称度，孔轴线的对称度，应限制工件应限制工件 ，选孔轴线定位基准，选孔轴线定位基准 。 1.确定定位方案确定定位方案043. 0014机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方
7、法及步骤课件课件实例实例5为了方便地控制刀具的走刀位置，还应限制工为了方便地控制刀具的走刀位置，还应限制工件件 。因而工件的六个自由度都被限制。因而工件的六个自由度都被限制。自由度分析自由度分析拟拟定定夹夹具具结结构构方方案案 1.确定定位方案确定定位方案机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5定位基准选择定位基准选择拟拟定定夹夹具具结结构构方方案案 1.确定定位方案确定定位方案 由分析可知，要使定位基准与设计基准相重由分析可知，要使定位基准与设计基准相重合，所选定位基准是合，所选定位基准是B面、面、 mm孔轴线和孔轴线和A面。面。043. 0014机床夹具设计方法及步骤
8、机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5工序图工序图拟拟定定夹夹具具结结构构方方案案 1.确定定位方案确定定位方案机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5 本道工序工件的定位面是后平面本道工序工件的定位面是后平面B、底平、底平面面A和和 mm孔。夹具上相应的定位元件选孔。夹具上相应的定位元件选为支承扳、支承钉和菱形定位销，如下图所示。为支承扳、支承钉和菱形定位销，如下图所示。（2）选择定位元件）选择定位元件拟拟定定夹夹具具结结构构方方案案043. 0014机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5 定位平面定位平面B所用的支承板参考所用的支承板参考JB
9、T8029.11999中的定位支承板进行设计。中的定位支承板进行设计。 定位平面定位平面A的定位支承钉以及菱形定位销按的定位支承钉以及菱形定位销按实际需要在实际需要在JBT8029.21999中选取。中选取。 确定支承钉定位表面到菱形定位销中心的名确定支承钉定位表面到菱形定位销中心的名义尺寸及其极限偏差义尺寸及其极限偏差 ld=ld 。（3）确定定位元件尺寸、极限偏差和定位元件间位置尺寸及其极限偏差）确定定位元件尺寸、极限偏差和定位元件间位置尺寸及其极限偏差拟拟定定夹夹具具结结构构方方案案机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5（其中，查阅表（其中，查阅表2.1 b=3）
10、 （3）确定定位元件尺寸、极限偏差和定位元件间位置尺寸及其极限偏差）确定定位元件尺寸、极限偏差和定位元件间位置尺寸及其极限偏差拟拟定定夹夹具具结结构构方方案案 其中其中l取工件相应尺寸的平均尺寸，公差取相取工件相应尺寸的平均尺寸，公差取相应尺寸公差的应尺寸公差的14，则有，则有 ld=230.02 mm。最后。最后确定菱形定位销圆柱部分的直径及其极限偏差，确定菱形定位销圆柱部分的直径及其极限偏差， 则菱形定位销和定位孔配合的最小间隙则菱形定位销和定位孔配合的最小间隙Xmin为为 10. 0204. 016. 02dDlla043. 014310. 022minminDabXa-补偿量补偿量机床
11、夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5公差按公差按IT7（18）选取，则）选取，则 （3）确定定位元件尺寸、极限偏差和定位元件间位置尺寸及其极限偏差）确定定位元件尺寸、极限偏差和定位元件间位置尺寸及其极限偏差拟拟定定夹夹具具结结构构方方案案菱形定位销圆柱部分的直径为菱形定位销圆柱部分的直径为 mmXDd957.13043. 014minminmaxmmd043. 0061. 014机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5（3）确定定位元件尺寸、极限偏差和定位元件间位置尺寸及其极限偏差）确定定位元件尺寸、极限偏差和定位元件间位置尺寸及其极限偏差拟拟定定夹
12、夹具具结结构构方方案案机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5 槽宽槽宽12+0.27mm的定位误差的定位误差 该尺寸由铣刀直接保证，不存在定位误差。该尺寸由铣刀直接保证，不存在定位误差。（4）分析计算定位误差）分析计算定位误差拟拟定定夹夹具具结结构构方方案案机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5平面定位时，基平面定位时，基准位移误差忽略准位移误差忽略不计，不计，Y=0（4）分析计算定位误差）分析计算定位误差拟拟定定夹夹具具结结构构方方案案 槽底至工件底面位置尺寸槽底至工件底面位置尺寸62土土0.10mm的的定位误差定位误差定位基准与设计定位基准与
13、设计基准重合，基准重合，B=0故故D=B+Y=0机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5 槽两侧面对槽两侧面对 孔轴线的对称度孔轴线的对称度0.2mm的的定位误差定位误差 拟拟定定夹夹具具结结构构方方案案 工件以工件以14孔轴线定位，定位基准和设计基准孔轴线定位，定位基准和设计基准重合，重合，B=0。043. 0014（4）分析计算定位误差）分析计算定位误差机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5 菱形定位销圆柱部分直径菱形定位销圆柱部分直径 和定位孔和定位孔 配合时产生的最大间隙将直接影响对称度要求。配合时产生的最大间隙将直接影响对称度要求。104
14、. 0)061. 0(043. 0maxXY拟拟定定夹夹具具结结构构方方案案 Y约为约为对称度允差对称度允差的的12，应，应采取措施减采取措施减小该项误差。小该项误差。043. 0061. 014043. 0014（4）分析计算定位误差）分析计算定位误差机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5 槽底面对工件槽底面对工件B面的垂直度的定位误差面的垂直度的定位误差 定位基准与设计基准重合，定位基准与设计基准重合，B=0。 平面定位，基准位移误差平面定位，基准位移误差Y=0。 故故 D=B+Y=0（4）分析计算定位误差）分析计算定位误差拟拟定定夹夹具具结结构构方方案案机床夹具设
15、计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例50.097mm仍接近加工仍接近加工允差允差0.2mm的的12。（5）减少对称度定位误差的措施）减少对称度定位误差的措施097. 0)054. 0(043. 0maxXY拟拟定定夹夹具具结结构构方方案案提高菱形定位销圆柱部分的制造精度，将菱形提高菱形定位销圆柱部分的制造精度，将菱形定位销圆柱部分精度提高到定位销圆柱部分精度提高到IT6 （11）级级043. 0054. 014机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5这时孔的尺寸为这时孔的尺寸为 ，公差为，公差为0.027mm， 在提高菱形定位销圆柱部分精度的基础上，将在提高
16、菱形定位销圆柱部分精度的基础上，将14孔的精度提高到孔的精度提高到IT8（27）级。）级。 081. 0)054. 0(027. 0maxXY（5）减少对称度定位误差的措施）减少对称度定位误差的措施拟拟定定夹夹具具结结构构方方案案027. 0014 有约有约0.12mm的加的加工精度预留量，可以保工精度预留量，可以保证对称度加工要求。通证对称度加工要求。通过钻、扩、铰加工可以过钻、扩、铰加工可以保证孔的加工要求。保证孔的加工要求。机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5在对称铣削情况下在对称铣削情况下FH=（ 1.01.2 ）Fc FV=（ 0.20.3 ）Fc 2.2.
17、确定夹紧方式，设计夹紧机构确定夹紧方式，设计夹紧机构（1 1）计算切削力及所需夹紧力）计算切削力及所需夹紧力拟拟定定夹夹具具结结构构方方案案 如下图所示，加工时，工件受到切削合力如下图所示，加工时，工件受到切削合力F，可分解为水平和垂直方向的切削分力可分解为水平和垂直方向的切削分力FH 、FV，切，切向铣削力向铣削力 Fc 。机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5式中式中 Fc 铣削力，铣削力，N； CFc影响系数，大小与实验条件有关；影响系数，大小与实验条件有关； ae铣削宽度，铣削宽度，mm； fz每齿进给量，每齿进给量，mm齿；齿； d0铣刀直径，铣刀直径，mm；
18、 ap铣削深度，铣削深度，mm； Z铣刀齿数；铣刀齿数； KFc修正系数。修正系数。切向铣削力切向铣削力Fc为为（1 1）计算切削力及所需夹紧力）计算切削力及所需夹紧力拟拟定定夹夹具具结结构构方方案案ccFpzeFcZKadfaCF86. 0072. 086. 081. 9机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5（1 1）计算切削力及所需夹紧力）计算切削力及所需夹紧力拟拟定定夹夹具具结结构构方方案案已知：已知： CFc=68.3，ae=3mm， fz=0.15mm齿，齿， d0=100mm，ap=12mm，Z=12；故水平分力和垂直分力故水平分力和垂直分力NFc11599
19、65. 0121210015. 033 .6881. 986. 072. 086. 0965. 0736. 065. 0736. 03 . 03 . 0bFcKFH=0.3Fc =348N ; FV=1.1Fc =1275N机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5 由于工件主定位面是由于工件主定位面是B面，故选择夹紧力的面，故选择夹紧力的作用方向为水平方向作用于作用方向为水平方向作用于B面上。当夹紧力水面上。当夹紧力水平作用于工件上时，所需要的计算夹紧力平作用于工件上时，所需要的计算夹紧力FJ理理 为为（1 1）计算切削力及所需夹紧力）计算切削力及所需夹紧力拟拟定定夹夹具
20、具结结构构方方案案实际所需夹紧力与计算夹紧力之间的关系为实际所需夹紧力与计算夹紧力之间的关系为 （K为安全系数，取为安全系数，取K=2.5）NfFFFzVHJ359515. 03481275理NKFFJJ898835955 . 2理需机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5 满足夹紧力水平作用要求的夹紧装置结构方满足夹紧力水平作用要求的夹紧装置结构方案，可以有夹紧装置布置图所示的案，可以有夹紧装置布置图所示的a）和）和b）两种。）两种。 （2 2）设计夹紧机构并验算机构产生的夹紧力）设计夹紧机构并验算机构产生的夹紧力拟拟定定夹夹具具结结构构方方案案机床夹具设计方法及步骤机
21、床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5拟拟定定夹夹具具结结构构方方案案a）夹紧装置布置图夹紧装置布置图图图a）所示为螺旋杠杆压板夹紧机构，夹紧时从夹具体背面拧紧夹紧螺母。）所示为螺旋杠杆压板夹紧机构，夹紧时从夹具体背面拧紧夹紧螺母。机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5拟拟定定夹夹具具结结构构方方案案b）夹紧装置布置图夹紧装置布置图 图图b）所示为铰）所示为铰链压板机构，当铰链链压板机构，当铰链压板转开时，装卸工压板转开时，装卸工件及清理切屑都很方件及清理切屑都很方便，这种结构较好。便，这种结构较好。机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5式中式中
22、 夹紧机构效率，取夹紧机构效率，取0.9； FQ螺栓的许用夹紧力，螺栓的许用夹紧力，N。 拟拟定定夹夹具具结结构构方方案案（2 2）设计夹紧机构并验算机构产生的夹紧力）设计夹紧机构并验算机构产生的夹紧力 图图b）所示的夹紧机构所能产生的夹紧力）所示的夹紧机构所能产生的夹紧力 ，由，由下图所示的压板受力分析计算得下图所示的压板受力分析计算得铰链压板受力分析铰链压板受力分析Q12J1F h(ll )Fl机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5 选定选定l1=l2 ，当螺杆螺纹公称直径为，当螺杆螺纹公称直径为M12时，时，查表可得查表可得FQ=5620N。 FJ=2FQ=256
23、200.9=10116N 因因 FJFJ需需（=8988N） ，故夹紧方案可行。，故夹紧方案可行。拟拟定定夹夹具具结结构构方方案案（2 2）设计夹紧机构并验算机构产生的夹紧力）设计夹紧机构并验算机构产生的夹紧力Q12J1F(ll )Fl机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5 根据工件加工根据工件加工表面形状，对刀元表面形状，对刀元件可选用标准的直件可选用标准的直角对刀块。它的直角对刀块。它的直角对刀面应和工件角对刀面应和工件被加工槽形相对应被加工槽形相对应（间距等于（间距等于3mm塞塞尺厚度），并把它尺厚度），并把它安装在夹具体的竖安装在夹具体的竖直板上。直板上。（3
24、3）设计对刀元件、连接元件）设计对刀元件、连接元件拟拟定定夹夹具具结结构构方方案案机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5 根据所选根据所选X6130型铣床型铣床T形槽的宽度，选用形槽的宽度，选用宽度宽度B=14mm，公差带为，公差带为h6的的A型两个定位键来型两个定位键来确定夹具在机床上的位置。确定夹具在机床上的位置。（3 3）设计对刀元件、连接元件）设计对刀元件、连接元件拟拟定定夹夹具具结结构构方方案案机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5 夹具选用灰铸铁的铸造夹具体。基本厚度夹具选用灰铸铁的铸造夹具体。基本厚度选为选为22mm，并要在夹具体底
25、部两端设计出，并要在夹具体底部两端设计出U形形槽耳座，用于槽耳座，用于T形槽用螺栓紧固夹具。形槽用螺栓紧固夹具。 布置好夹具上各种元件、机构、装置之间布置好夹具上各种元件、机构、装置之间的相对位置。的相对位置。（4 4）设计夹具体）设计夹具体拟拟定定夹夹具具结结构构方方案案机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5（1）根据工件在）根据工件在几个视图上的投几个视图上的投影关系，分别画影关系，分别画出其轮廓线，如出其轮廓线，如工件三视图所示。工件三视图所示。三、三、绘制夹具总图及制定技术要求绘制夹具总图及制定技术要求绘绘制制夹夹具具总总图图及及制制定定技技术术要要求求1. 绘
26、制夹具总图绘制夹具总图夹具总图及其绘制步骤如下夹具总图及其绘制步骤如下:工件三视图工件三视图机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5（2）安排定位元件，如定位元件布置图所示。）安排定位元件，如定位元件布置图所示。绘绘制制夹夹具具总总图图及及制制定定技技术术要要求求1. 绘制夹具总图绘制夹具总图定位元件布置图定位元件布置图机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5（3）布置夹紧装置，如夹紧装置布置图所示。）布置夹紧装置，如夹紧装置布置图所示。绘绘制制夹夹具具总总图图及及制制定定技技术术要要求求1. 绘制夹具总图绘制夹具总图夹紧装置布置图夹紧装置布置图机床
27、夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5（4）布置对刀元件、连接元件；设计夹具体并）布置对刀元件、连接元件；设计夹具体并完成夹具总图，如夹具总装图所示。完成夹具总图，如夹具总装图所示。绘绘制制夹夹具具总总图图及及制制定定技技术术要要求求1. 绘制夹具总图绘制夹具总图机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5夹具总装图夹具总装图绘绘制制夹夹具具总总图图及及制制定定技技术术要要求求机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例52.标注总图上的尺寸、公差配合与技术条件标注总图上的尺寸、公差配合与技术条件（1）标注尺寸、公差与配合）标注尺寸、公差与
28、配合1）夹具外形轮廓尺寸）夹具外形轮廓尺寸 夹具在长、宽、高三个方向的外形轮廓尺寸分夹具在长、宽、高三个方向的外形轮廓尺寸分别为别为212mm、158mm和和115mm。绘绘制制夹夹具具总总图图及及制制定定技技术术要要求求机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5（1）标注尺寸、公差与配合）标注尺寸、公差与配合 菱形定位销轴线的位置尺寸（菱形定位销轴线的位置尺寸（230.02）mm，菱形定位销定位圆柱部分直径尺寸菱形定位销定位圆柱部分直径尺寸 mm。2）工件与定位元件间的联系尺寸）工件与定位元件间的联系尺寸绘绘制制夹夹具具总总图图及及制制定定技技术术要要求求机床夹具设计方法
29、及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5 该夹具的夹具与刀具之间的联系尺寸就是该夹具的夹具与刀具之间的联系尺寸就是调刀尺寸，该调刀尺寸又分为水平与垂直两个调刀尺寸，该调刀尺寸又分为水平与垂直两个方向的尺寸。方向的尺寸。 3）夹具与刀具的联系尺寸）夹具与刀具的联系尺寸 绘绘制制夹夹具具总总图图及及制制定定技技术术要要求求（1）标注尺寸、公差与配合）标注尺寸、公差与配合机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5 水平方水平方向的调刀尺向的调刀尺寸为菱形定寸为菱形定位销中心至位销中心至对刀元件尺对刀元件尺面之间的距面之间的距离。离。水平方向的调刀尺寸水平方向的调刀尺寸绘绘制
30、制夹夹具具总总图图及及制制定定技技术术要要求求3）夹具与刀具的联系尺寸）夹具与刀具的联系尺寸 机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5 由手册查得所选由手册查得所选用铣刀的宽度尺寸及用铣刀的宽度尺寸及其极限偏差为其极限偏差为12+0.018mm，其平均，其平均尺寸为尺寸为12.09mm。菱。菱形定位销中心至工件形定位销中心至工件上槽左侧面的距离为上槽左侧面的距离为12.09/2=6.045mm 水平方向的调刀尺寸水平方向的调刀尺寸绘绘制制夹夹具具总总图图及及制制定定技技术术要要求求3）夹具与刀具的联系尺寸）夹具与刀具的联系尺寸 再加上再加上3mm的塞尺厚度，故水平方向调刀
31、尺寸的基的塞尺厚度，故水平方向调刀尺寸的基本尺寸为本尺寸为6.045+3=9.045mm机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5 由于调刀误差由于调刀误差T对工件尺寸公差有直对工件尺寸公差有直接影响，故取工件相接影响，故取工件相应要求公差（槽两侧应要求公差（槽两侧面对面对14mm孔轴线的孔轴线的对称度对称度0.2mm）的）的15，就得到水平方向调，就得到水平方向调刀尺寸的基本尺寸及刀尺寸的基本尺寸及其极限偏差为其极限偏差为（9.0450.02）mm。水平方向的调刀尺寸水平方向的调刀尺寸绘绘制制夹夹具具总总图图及及制制定定技技术术要要求求3）夹具与刀具的联系尺寸）夹具与刀具
32、的联系尺寸 机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5 垂直方垂直方向的调刀尺向的调刀尺寸为定位元寸为定位元件工作面件工作面P面至对刀元面至对刀元件件S面之间面之间的位置尺寸。的位置尺寸。垂直方向的调刀尺寸垂直方向的调刀尺寸绘绘制制夹夹具具总总图图及及制制定定技技术术要要求求3）夹具与刀具的联系尺寸）夹具与刀具的联系尺寸 机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5 工件上相应的工件上相应的尺寸为工件槽底至尺寸为工件槽底至工件底面之间的位工件底面之间的位置尺寸（置尺寸（620.10）mm，减去，减去3mm的的塞尺厚度，就得到塞尺厚度，就得到垂直方向调刀尺寸
33、垂直方向调刀尺寸的基本尺寸为（的基本尺寸为（62-3）mm=59 mm。垂直方向的调刀尺寸垂直方向的调刀尺寸绘绘制制夹夹具具总总图图及及制制定定技技术术要要求求3）夹具与刀具的联系尺寸）夹具与刀具的联系尺寸 机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5垂直方向的调刀尺寸垂直方向的调刀尺寸绘绘制制夹夹具具总总图图及及制制定定技技术术要要求求3）夹具与刀具的联系尺寸）夹具与刀具的联系尺寸 根据与调刀尺寸根据与调刀尺寸（9.0450.02）mm相同的公差，相同的公差，取垂直方向调刀取垂直方向调刀尺寸的基本尺寸尺寸的基本尺寸及其极限偏差为及其极限偏差为（59士士0.02）mm。机床夹
34、具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5定向键与工作台定向键与工作台T型槽的配合尺寸型槽的配合尺寸14H7h6。4）夹具与机床连接部分的联系尺寸）夹具与机床连接部分的联系尺寸绘绘制制夹夹具具总总图图及及制制定定技技术术要要求求机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5 12H712H7n6n6，10F810F8h7h7，10M810M8h7h7， 10H7 10H7n6n6，5）夹具内部的配合尺寸）夹具内部的配合尺寸绘绘制制夹夹具具总总图图及及制制定定技技术术要要求求机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例55）夹具内部的配合尺寸）夹具内
35、部的配合尺寸绘绘制制夹夹具具总总图图及及制制定定技技术术要要求求6F86F8H 7H 7，6M86M8h7h7，5H75H7n6n6等。等。机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5 （1）由于工件上有槽底至工件）由于工件上有槽底至工件B面的垂直度要求面的垂直度要求0.10mm，夹具上应标注定位表面，夹具上应标注定位表面Q对夹具体底面的垂直对夹具体底面的垂直度允差度允差 100：0.02（mm）。）。（2）由于工件上槽两侧面对）由于工件上槽两侧面对14孔轴线对称度的要求，孔轴线对称度的要求，夹具上应标注定位表面夹具上应标注定位表面Q对定位键侧面的垂直度允差对定位键侧面的垂直
36、度允差100：0.02（mm）。）。（3）两定位支承钉的等高允差不大于）两定位支承钉的等高允差不大于0.02mm。（2）制订技术条件）制订技术条件绘绘制制夹夹具具总总图图及及制制定定技技术术要要求求机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5 在完成夹具结构设计的全部工作之后，还在完成夹具结构设计的全部工作之后，还需对夹具工作精度进行分析计算，即分析计算需对夹具工作精度进行分析计算，即分析计算各项加工要求的夹具部分误差各项加工要求的夹具部分误差J，并将它与加，并将它与加工允差进行比较，从而判断该夹具能否可靠地工允差进行比较，从而判断该夹具能否可靠地保证各项加工要求，以证明所设
37、计夹具方案的保证各项加工要求，以证明所设计夹具方案的合理性。合理性。夹夹具具工工作作精精度度的的分分析析计计算算四、夹具工作精度的分析计算四、夹具工作精度的分析计算机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5 用夹具装夹工件进行机械加工时，其工艺用夹具装夹工件进行机械加工时，其工艺系统中影响工件加工精度的因素很多。系统中影响工件加工精度的因素很多。 与夹具有关的因素有定位误差与夹具有关的因素有定位误差D、对刀误、对刀误差差T、夹具在机床上的安装误差、夹具在机床上的安装误差A和夹具误和夹具误差差Z。在机械加工工艺系统中，影响加工精度。在机械加工工艺系统中，影响加工精度的其它因素
38、综合称为加工方法误差的其它因素综合称为加工方法误差G。 上述各项误差均导致刀具相对工件的位置上述各项误差均导致刀具相对工件的位置不精确，而形成总的加工误差不精确，而形成总的加工误差J ，即为由夹具，即为由夹具引起的总的加工误差。引起的总的加工误差。四、夹具工作精度的分析计算四、夹具工作精度的分析计算夹夹具具工工作作精精度度的的分分析析计计算算1.影响加工精度的因素分析影响加工精度的因素分析机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5夹夹具具工工作作精精度度的的分分析析计计算算1.影响加工精度的因素分析影响加工精度的因素分析（1）定位误差）定位误差D（2）对刀误差）对刀误差T
39、因刀具相对于对刀或导向元件的位置不精确而造因刀具相对于对刀或导向元件的位置不精确而造成的加工误差，称为对刀误差。成的加工误差，称为对刀误差。（3）夹具的安装误差）夹具的安装误差A 因夹具在机床上的安装不精确而造成的加工误差因夹具在机床上的安装不精确而造成的加工误差，称为夹具的安装误差。，称为夹具的安装误差。机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5夹夹具具工工作作精精度度的的分分析析计计算算1.影响加工精度的因素分析影响加工精度的因素分析（4）夹具误差）夹具误差Z 因夹具上定位元件、对刀或导向元件及安装基面因夹具上定位元件、对刀或导向元件及安装基面三者间（包括导向元件与导向
40、元件之间）的位置不精三者间（包括导向元件与导向元件之间）的位置不精确而造成的加工误差，称为夹具误差。确而造成的加工误差，称为夹具误差。 机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5夹夹具具工工作作精精度度的的分分析析计计算算1.影响加工精度的因素分析影响加工精度的因素分析（5）加工方法误差）加工方法误差G 因机床精度、刀具精度、刀具与机床的位置精度因机床精度、刀具精度、刀具与机床的位置精度、工艺系统受力变形和受热变形等因素造成的加工误、工艺系统受力变形和受热变形等因素造成的加工误差，统称为加工方法误差。差，统称为加工方法误差。 因该项误差影响因素多，又不便于计算，所以常因该项
41、误差影响因素多，又不便于计算，所以常根据经验为它留出工件公差的三分之一。计算时可设根据经验为它留出工件公差的三分之一。计算时可设G=Tg/3机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5夹夹具具工工作作精精度度的的分分析析计计算算2. 保证加工精度的条件保证加工精度的条件 工件在夹具中加工时，总加工误差工件在夹具中加工时，总加工误差J为上述各为上述各项加工误差之和。由于上述误差均为独立随机变量项加工误差之和。由于上述误差均为独立随机变量，应用概率法叠加。因此保证加工精度的条件是，应用概率法叠加。因此保证加工精度的条件是gGZATDJT22222 即由夹具引起的工件总加工误差即由
42、夹具引起的工件总加工误差J应不大于应不大于工件的相应公差工件的相应公差Tg。机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5夹夹具具工工作作精精度度的的分分析析计计算算2. 保证加工精度的条件保证加工精度的条件CgJJT 0JgCTJ 为保证夹具有一定的使用寿命，防止夹具因磨损为保证夹具有一定的使用寿命，防止夹具因磨损而过早报废，在分析计算工件加工精度时，需留出一而过早报废，在分析计算工件加工精度时，需留出一定的精度储备量定的精度储备量JC。因此将上式改为。因此将上式改为或或 当当JC0时，夹具能满足工件的加工要求。时，夹具能满足工件的加工要求。JC值的值的大小还表示了夹具使用寿
43、命的长短和夹具总图上各项大小还表示了夹具使用寿命的长短和夹具总图上各项公差值公差值Tj确定得是否合理。确定得是否合理。机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5夹夹具具工工作作精精度度的的分分析析计计算算3. 夹具加工精度的分析计算夹具加工精度的分析计算（1 1）槽宽尺寸）槽宽尺寸由铣刀直接保证，不必进行分析计算。由铣刀直接保证，不必进行分析计算。机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5 其定位基准和设计基准重合，其定位基准和设计基准重合，B=0，平面定，平面定位时位时Y=0， 故故D1=0； 但工件夹紧力的作用面是但工件夹紧力的作用面是B面，其对底面
44、的垂面，其对底面的垂直度允差造成的影响为直度允差造成的影响为 D2=0.03/6550=0.023（其中（其中65为工件高度，为工件高度，50为工件宽度）；为工件宽度）； 夹夹具具工工作作精精度度的的分分析析计计算算3. 夹具加工精度的分析计算夹具加工精度的分析计算（2 2）槽底至工件底面的位置）槽底至工件底面的位置尺寸（尺寸（62620.100.10）mmmm的分析的分析计算。计算。1 1）定位误差）定位误差机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5J= D1+ D2+ T=0+0.023+0.04=0.063mm夹夹具具工工作作精精度度的的分分析析计计算算3. 夹具加工
45、精度的分析计算夹具加工精度的分析计算 由调刀尺寸（由调刀尺寸（590.02）mm的公差所引起的对的公差所引起的对刀误差刀误差T=0.04。2 2）对刀误差）对刀误差3 3）由夹具引起的总加工误差）由夹具引起的总加工误差该误差远小于工件的加工允差该误差远小于工件的加工允差0.2mm，是可行的。，是可行的。机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5 定位基准与设计基准相重合，无基准不重定位基准与设计基准相重合，无基准不重合误差，合误差，B=0。 基准位移误差由前面的计算可知基准位移误差由前面的计算可知 Y=0.081mm所以所以D=B+Y=0+0.081=0.081夹夹具具工工
46、作作精精度度的的分分析析计计算算3. 夹具加工精度的分析计算夹具加工精度的分析计算（3 3）槽两侧面对孔轴线的对称度允差）槽两侧面对孔轴线的对称度允差0.2mm0.2mm的分析的分析计算计算1 1）定位误差）定位误差机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5图中表示了图中表示了Q面朝一个面朝一个方向倾斜时所产生的槽方向倾斜时所产生的槽对称轴线对对称轴线对14mm孔轴孔轴线的对称度误差为线的对称度误差为Z1 /2，Q面还可能朝相反面还可能朝相反的方向倾斜。故全部该的方向倾斜。故全部该项误差为项误差为2（ Z1 /2）=Z1。夹夹具具工工作作精精度度的的分分析析计计算算由垂直度
47、误差引起由垂直度误差引起的工件对称度误差的工件对称度误差 夹具限位基面夹具限位基面Q（由两个定位支承板表面所决定）（由两个定位支承板表面所决定）与两定位键侧面的垂直度，导致对称度误差。与两定位键侧面的垂直度，导致对称度误差。3. 夹具加工精度的分析计算夹具加工精度的分析计算2）夹具误差）夹具误差Z机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5DE（两定位支承板（两定位支承板的最远点距离）的最远点距离）=96mm，CD（两定（两定位支承板最远距离位支承板最远距离间的垂直度误差）间的垂直度误差） =（96/100）0.020.019mm。夹夹具具工工作作精精度度的的分分析析计计算算
48、由垂直度误差引起的工件对称度误差由垂直度误差引起的工件对称度误差在图中，在图中，OAB和和ECD相似，。（相似，。（ Z1 /2）/OB=CD/DE。 OB（工件宽度）（工件宽度）=50mm，故故Z1 = （0.019/96）50 20.020mm3. 夹具加工精度的分析计算夹具加工精度的分析计算机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5已知定位键与已知定位键与T T形槽选用的配合形槽选用的配合为为14H714H7（+0.018+0.018）h6h6（-0.011-0.011）配合的最大间隙配合的最大间隙X Xmaxmax=0.029mm=0.029mm。两定位键的最大跨距
49、两定位键的最大跨距L=150mmL=150mm。夹夹具具工工作作精精度度的的分分析析计计算算定位键与定位键与T T形槽配合间形槽配合间隙引起的对称度误差隙引起的对称度误差3） 夹具安装误差夹具安装误差A定位键与工作台定位键与工作台T形槽配合形槽配合间隙也会引起对称度误差。间隙也会引起对称度误差。3. 夹具加工精度的分析计算夹具加工精度的分析计算机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5 夹具定位工作面夹具定位工作面Q对夹具体底面的垂直度允对夹具体底面的垂直度允差差100：0.02，将引起工件槽底面对，将引起工件槽底面对B面的垂直度面的垂直度误差误差J1（因为加工表面与工作台
50、平面平行）。（因为加工表面与工作台平面平行）。 由于工件宽度仅由于工件宽度仅50mm，故，故 J1 =（0.02/100）50=0.01mm。夹夹具具工工作作精精度度的的分分析析计计算算（4 4）槽底面对工件）槽底面对工件B面的垂直度允差面的垂直度允差0.10mm 其定位基准与设计基准重合，且工件以平面其定位基准与设计基准重合，且工件以平面定位，所以定位，所以D=0。3. 夹具加工精度的分析计算夹具加工精度的分析计算机床夹具设计方法及步骤机床夹具设计方法及步骤课件课件实例实例5夹夹具具工工作作精精度度的的分分析析计计算算 通过对夹具结构的选择、设计和夹具工作通过对夹具结构的选择、设计和夹具工作
