夹具设计心得体会

你说的应该是设计任务书吧！它的内容包括确定铣方头选用的机床（给出主参数）、采取的定位方式、夹紧方式、另外再附上你本道工序要加工的说明卡片（这是设计夹紧的联系尺寸和保证产品精度的重要根据）

夹具设计的基本原则：

设计焊接工装时必须考虑实用性、经济性、可靠性、艺术性等。在机械设计和制造过程中，普遍存在尺寸链问题。在把零件组装成机器的过程中，也就是将零件上有关的尺寸进行组合和积累。由于零件尺寸存在制造误差，因此装配时也就会有误差的综合和积累。

累积后形成的总误差将会影响机器的工作性能和质量。这就形成了零件的尺寸误差和综合误差之间的相互影响关系。设计工装夹具也不例外。合理地确定零件的尺寸公差和形位公差显得很重要。

扩展资料：

夹具的分类：

1、车床夹具

在车床上用来加工工件内、外回转面及端面的夹具称为车床夹具。车床夹具多数安装在主轴上，少数安装在床鞍或床身上。

2、三坐标夹具

使用在测量机上，利用其模块化的支持和参考装置，完成对所测工件的柔性固定。该装置，能够进行自动编程，实现对工件的支撑，并可建立无限的工件配置参考点。

3、铣床夹具

均安装在铣床工作台上，随机床工作台作进给运动。主要由定位装置、夹紧装置、夹具体、连接元件、对刀元件组成。铣削加工时，切削力较大，又是断续切削，振动较大，因此铣床夹具的夹紧力要求较大，夹具刚度、强度要求都比较高。

参考资料来源：百度百科—夹具

夹具设计大平面限制3个自由度。

分别为为叙述方便，垂直于平面的轴为Z轴沿Z轴的移动自由度，绕X轴的转动自由度和绕Y轴的转动自由度。

夹具是指机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置，又称卡具，从广义上说，在工艺过程中的任何工序，用来迅速、方便、安全地安装工件的装置，都可称为夹具。

夹具通常由定位元件确定工件在夹具中的正确位置、夹紧装置、对刀引导元件确定刀具与工件的相对位置或导引刀具方向、分度装置使工件在一次安装中能完成数个工位的加工，有回转分度装置和直线移动分度装置两类、连接元件以及夹具体夹具底座等组成。

设计原则：主要是六点定位，就是XYZ三个方向上的位置°控制，并且要阻止三个方向的旋转所以就是3+3=6的 6点控制。

二设计步骤：要先根据零件图纸找到加工的部位，找到加工尺寸的基准，根据基准选择定位面，从而根据六点定位原则固定零件。

车床夹具设计要点

夹具的结构要紧凑

夹具外轮廓尺寸要尽可能小，重量尽可能轻，夹具重心应尽可能靠近回转轴线，减小惯性力和回转力矩。

2.夹具设计时应考虑设计平衡结构

消除夹具回转中可能产生的不平衡现象，以避免振动对工件加工质量和刀具寿命的影响。特别是角铁类车床夹具最容易出现此类问题。平衡措施主要有两种方法，即设置平衡块和增设减重孔。

3.夹具的夹紧装置应力求夹紧迅速、可靠

设计时还要注意夹具旋转惯性力可能使夹紧力有减小的倾向，为防止回转过程中夹具夹紧元件的松脱，要设计好可靠的自锁结构。

4.夹具与车床主轴的定位和链接要准确、可靠

连接轴或连接盘（过渡盘）的回转轴线与车床主轴的轴线应具有尽可能高的同轴度。对于外轮廓尺寸较小的夹具，可采用莫氏锥柄与机床主轴锥孔配合链接；对于外轮廓尺寸较大的夹具，可通过特别设计的过渡盘与机床主轴轴颈配合连接。无论哪一种连接方式都要注意连接牢固，不能产生松动情况。特别要考虑当主轴高速旋转、急刹车等情况时，夹具与主轴之间应设有防送装置。

5.工件尺寸不能大于夹具体的回转直径

夹具上所有的元件和装置不能大于夹具体的回转直径。靠近夹具体外缘的元件，应尽量避免有凸起的部分，必要时回转部分外面可加装防护罩。

夹具的选择、工件装夹方法的确定：

1、夹具的选择

数控加工对夹具主要有两大要求：一是夹具应具有足够的精度和刚度；二是夹具应有可靠的定位基准。选用夹具时，通常考虑以下几点：

1）尽量选用可调整夹具、组合夹具及其它通用夹具，避免采用专用夹具，以缩短生产准备时间。

2）在成批生产时才考虑采用专用夹具，并力求结构简单。

3）装卸工件要迅速方便，以减少机床的停机时间。

4）夹具在机床上安装要准确可靠，以保证工件在正确的位置上加工。

2、夹具的类型

数控车床上的夹具主要有两类：一类用于盘类或短轴类零件，工件毛坯装夹在带可调卡爪的卡盘（三爪、四爪）中，由卡盘传动旋转；另一类用于轴类零件，毛坯装在主轴顶尖和尾架顶尖间，工件由主轴上的拨动卡盘传动旋转。

数控铣床上的夹具，一般安装在工作台上，其形式根据被加工工件的特点可多种多样。如：通用台虎钳、数控分度转台等。

3、零件的安装

数控机床上零件的安装方法与普通机床一样，要合理选择定位基准和夹紧方案，注意以下两点：

1）力求设计、工艺与编程计算的基准统一，这样有利于编程时数值计算的简便性和精确性。

2）尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面。

对夹具的基本要求 实际上加工中心加工时一般不用很复杂的夹具，只要求有简单的定位、夹紧机构就可以 了，其设计原理也与通用铣床夹具相同。结合加工中心加工的特点，这里只提出几点基本要 求：

第一，为保持零件安装方位与机床坐标系及编程坐标系方向的一致性，夹具应保证在机床 上实现定向安装，还要求能协调零件定位面与机床之间保持一定的坐标尺寸联系。

第二，为保 持工件在本工序中所有需要完成的待加工面充分暴露在外，夹具要做得尽可能开敞。因此，夹 紧机构元件与加工面应保持一定的安全距离，同时要求夹紧机构元件能低则低，防止夹具与铣 床主轴套筒或刀套、刃具在加工过程中发生碰撞。

第三，夹具的刚性与稳定性要好。尽量不采 用在加工过程中更换夹紧点的设计。加工过程中更换加紧点会破坏夹具或工件的定位精度。

二、常用夹具种类

1、万能组合夹具 适用于小批量生产或研制时的中、小型工件在加工中心上进行加工。

2、专业加工中心夹具 该工件夹具是为某一项或类似的几项工件特别设计制造的夹具，一般在批量生产或研制时 非用不可时采用。

3、多工位夹具 可以同时装夹多个工件，可减少换刀次数，也便于一边加工一边装卸工件，能够缩短准备 时间，提高生产率，较适宜中批量生产。适用于生产批量较大，采用其他夹具又特别费工、费力的工件，能减轻劳动强度和提高生 产率。但此类夹具结构复杂，造价往往较高，而且制造周期较长。

4、真空夹具 适用于有较大定位平面或具有较大可密封面积的工件。有的加工中心自身带有通用真空平 台，在安装工件时，对形状规则的矩形毛坯可直接用特制的橡胶条嵌入夹具的密封槽内，再将 毛坯放上，开动真空泵，就可以将毛坯夹紧。对形状不规则的毛坯，用橡胶条不太适合，需在 其周围抹上腻子密封，这样做不但很麻烦，而且占机时间长，效率低。为了克服这个问题，可 以将其叠加在通用真空平台上使用。 除上述几种夹具外，加工中心中也经常采用虎钳、分度头和三爪卡盘等通用夹具。

三、加工中心夹具的选用原则 在选用夹具时，通常需要考虑产品的生产批量、生产效率、质量保证及经济性等。选用时 可参照以下原则：第一，在生产量小或研制时，应广泛采用万能组合夹具，只有在组合夹具无 法解决工件装夹时才可放弃。第二，小批量或成批生产时可考虑采用专用夹具，但应尽量简 单。第三，在生产批量较大时可考虑采用多工位夹具和气动、液压夹具。

1）零件图工艺分析 该零件表面由圆柱、圆锥、顺圆弧、逆圆弧及螺纹等表面组成。其中多个直径尺寸有较严的尺寸精度和表面粗糙度等要求；球面Sφ50㎜的尺寸公差还兼有控制该球面形状（线轮廓）误差的作用。尺寸标注完整，轮廓描述清楚。零件材料为45钢，无热处理和硬度要求。 通过上述分析，可采用以下几点工艺措施。 ①对图样上给定的几个精度要求较高的尺寸，因其公差数值较小，故编程时不必取平均值，而全部取其基本尺寸即可。 ②在轮廓曲线上，有三处为圆弧，其中两处为既过象限又改变进给方向的轮廓曲线，因此在加工时应进行机械间隙补偿，以保证轮廓曲线的准确性。 ③为便于装夹，坯件左端应预先车出夹持部分（双点画线部分），右端面也应先粗车出并钻好中心孔。毛坯选φ60㎜棒料。 （2）选择设备 根据被加工零件的外形和材料等条件，选用TND360数控车床。 （3）确定零件的定位基准和装夹方式 ①定位基准 确定坯料轴线和左端大端面（设计基准）为定位基准。 ②装夹方法 左端采用三爪自定心卡盘定心夹紧，右端采用活动顶尖支承的装夹方式。 （4）确定加工顺序及进给路线 加工顺序按由粗到精、由近到远（由右到左）的原则确定。即先从右到左进行粗车（留0.25㎜精车余量），然后从右到左进行精车，最后车削螺纹。 TND360数控车床具有粗车循环和车螺纹循环功能，只要正确使用编程指令，机床数控系统就会自动确定其进给路线，因此，该零件的粗车循环和车螺纹循环不需要人为确定其进给路线（但精车的进给路线需要人为确定）。该零件从右到左沿零件表面轮廓精车进给，如图2所示。 图2 精车轮廓进给路线 （5）刀具选择 ①选用φ5㎜中心钻钻削中心孔。 ②粗车及平端面选用900硬质合金右偏刀，为防止副后刀面与工件轮廓干涉（可用作图法检验），副偏角不宜太小，选κ=35 0。 ③精车选用900硬质合金右偏刀，车螺纹选用硬质合金600外螺纹车刀，刀尖圆弧半径应小于轮廓最小圆角半径，取rε=0.15～0.2㎜。 将所选定的刀具参数填入数控加工刀具卡片中（见表1），以便编程和操作管理。 表1 数控加工刀具卡片 产品名称或代号 ××× 零件名称 典型轴 零件图号 ××× 序号 刀具号 刀具规格名称 数量 加工表面 备注 1 T01 φ5中心钻 1 钻φ5 mm中心孔 2 T02 硬质合金90 0 外圆车刀 1 车端面及粗车轮廓 右偏刀 2 T03 硬质合金90 0 外圆车刀 1 精车轮廓 右偏刀 3 T04 硬质合金60 0 外螺纹车刀 1 车螺纹 编制 ××× 审核 ××× 批准 ××× 共页 第页 （6）切削用量选择 ①背吃刀量的选择 轮廓粗车循环时选a p =3 ㎜，精车a p =0.25㎜；螺纹粗车时选a p = 0.4 ㎜，逐刀减少，精车a p =0.1㎜。 ②主轴转速的选择 车直线和圆弧时，选粗车切削速度v c =90m/min、精车切削速度v c =120m/min，然后利用公式v c =πdn/1000计算主轴转速n（粗车直径D=60 ㎜，精车工件直径取平均值）：粗车500r/min、精车1200 r/min。车螺纹时，参照式（5-1）计算主轴转速n =320 r/min. ③进给速度的选择 选择粗车、精车每转进给量，再根据加工的实际情况确定粗车每转进给量为0.4㎜/r，精车每转进给量为0.15㎜/r，最后根据公式v f = nf计算粗车、精车进给速度分别为200 ㎜ /min和180 ㎜/min。 综合前面分析的各项内容，并将其填入表2所示的数控加工工艺卡片。此表是编制加工程序的主要依据和操作人员配合数控程序进行数控加工的指导性文件。主要内容包括：工步顺序、工步内容、各工步所用的刀具及切削用量等。 表2 典型轴类零件数控加工工艺卡片 单位名称 ××× 产品名称或代号 零件名称 零件图号 ××× 典型轴 ××× 工序号 程序编号 夹具名称 使用设备 车间 001 ××× 三爪卡盘和活动顶尖 TND360数控车床 数控中心 工步号 工步内容 刀具号 刀具规格 / mm 主轴转速 /r.min －1 进给速度 /mm. min －1 背吃刀量 / mm 备注 1 平端面 T02 25×25 500 手动 2 钻中心孔 T01 φ5 950 手动 3 粗车轮廓 T02 25×25 500 200

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一 、车床夹具的主要类型

在车床上用来加工工件内、外回转面及端面的夹具称为车床夹具。车床夹具多数安装在主轴上；少数安装在床鞍或床身上。后一类属机床改装范畴，应用较少，不做介绍。车床夹具按工件定位方式不同分为：定心式、角铁式和花盘式等。

1.定心式车床夹具

在定心式车床夹具上，工件常以孔或外圆定位，夹具采用定心夹紧机构。

2．角铁式车床夹具

在车床上加工壳体、支座、杠杆、接头等零件的回转端面时，由于零件形状较复杂，难以装夹在通用卡盘上，因而须设计专用夹具。这种夹具的夹具体呈角铁状，故称其为角铁式车床夹具。

3．花盘式车床夹具

这类夹具的夹具体称花盘，上面开有若干个T形槽，安装定位元件、夹紧元件和分度元件等辅助元件，可加工形状复杂工件的外圆和内孔。这类夹具不对称，要注意平衡。

二、车床夹具设计要点

1．车床夹具与主轴的连接方式

由于加工中车床夹具随车床主轴一起回转，夹具与主轴的连接精度直接影响夹具的回转精度，故要求车床夹具与主轴二者轴线有较高的同轴度，且要连接可靠。通常连接方式有以下几种：

（1）夹具通过主轴锥孔与主轴连接

（2）夹具通过过渡盘与机床主轴连接

2。对定位及夹紧装置的要求

（1）为保证车床夹具的安装精度，安装时应对夹具的限位表面进行仔细找正。

（2）设置定位元件时应考虑使工件加工表面的轴线与主轴轴线重合。

（3）车床夹具的平衡及结构要求

对角铁式、花盘式等结构不对称的车床夹具，设计时应采用平衡装置以减少由离心力产生的振动及主轴轴承的磨损。

车床夹具一般都是在悬臂状态下工作的，为保证加工过程的稳定性；夹具结构应力求简单紧凑，轻便且安全，悬伸长度尽量小，使重心靠近主轴前支承。为保证安全，夹具体应制成圆形，加具体上的各元件不允许伸出夹具体直径之外。此外，夹具的结构还应便于工件的安装、测量和切屑的顺利排出或清理。

1 ．设计定位装置时应使加工表面的回转轴线与车床主轴的回转轴线重合。

2 ．设计夹紧装置时一定要注意可靠，安全。因为夹具和工件一起随主轴旋转，除了切削力还有离心力的影响。因此夹紧机构所产生的夹紧力必须足够，自锁要可靠，以防止发生设备及人身事故。

图 6-29 为夹紧力实施方案的比较。图 6-29b 的夹紧方案安全可靠性优于图 6 -29a 的夹紧方案。

3 ．夹具与车床主轴的连接方式，根据夹具体径向尺寸的大小，一般有两种方法：

（ 1 ）对于径向尺寸 D ＜ 140mm , 或 D ＜ (2—3)d 的小型夹具，一般用锥柄安装在主轴的锥孔中，并用螺栓拉紧。如图 6— 30a 所示。

（ 2 ）对于径向尺寸较大的夹具，一般通过过渡盘与车床主轴前端连接。如图 6-30b,c,d 所示，其连接方式与车床主轴前端的结构形式有关。专用夹具以其定位止口按 H7/h6 ，或 H7/js6 装配在过渡盘的凸缘上，再用螺钉紧固。为了提高安装精度，在车床上安装夹具时，也可在夹具体外圆上作一个找正圆，按找正圆找正夹具中心与机床主轴轴线的同轴度，此时止口与过渡凸缘的配合间隙应适当加大。

4 ．夹具的悬伸长度 L 与轮廓尺寸 D 的比值应参照下列数值选取：

直径小于 150mm 的夹具， L/D ≤ 1.25 ；

直径在 150mm ～ 300mm 之间的夹具， L/D ≤ 0.9 ；

直径大于 300mm 的夹具， L/D ≤ 0.6 。

5 ．夹具总体结构应平衡。因此一般应对夹具加配合块或减重孔。为了弥补用估算法得出的配重的不准确性，配重块（或夹具体）上应设置径向槽或环形槽，发便调整配重块位置。

6 ．为了保证安全，夹具体上的各种元件不允许突出夹具体圆形轮廓以外。

7 ．夹具体总图上的尺寸标注除与一般机械装置图样有相同的要求外，还应注意其自身的特点。即在夹具总图上还应标出影响定位误差、安装误差和调整误差有关的尺寸和技术要求。

影响定位误差的主要是定位元件或定位副的制造公差或配合公差。如图6 — 26 中两定位销公差 ф 9f 9 和 ф 9f 7 及两销中心距 142 ± 0.06mm 等。

影响安装误差的主要是定位元件工作面与机床连接面之间的尺寸精度和位置精度。夹具体上的底面（如图 6 — 24 中 A 面、图 6 — 26 中 E 面等）则体现机床主轴的端面；而夹具上的工艺孔（如图 6 — 24 中工艺孔￠ d ）、夹具体上的止口（如图 6 — 26 中￠ 170H7 孔）或夹具体外圆上的找正圆均体现机床主轴的回转轴心线。因此定位元件工作面与这些连接面均应标出尺寸精度或位置精度。如图 6 — 24 中的尺寸 100 ± 0.05 mm 和 57.5 ± 0.05 mm 。又如图 6 — 26 中对 C 面的平行度要求等。

影响调整误差的是刀具与定位元件工作面之间的尺寸精度和位置精度