1、專用夾具的設計方法一、專用夾具的設計步驟(1) . 研究原始資料明確任務書中的設計要求，收集下列資料：1) 工件圖、 毛坯圖和工藝規程等技術文件。了解該工序的加工技術要求，定位和夾緊方案，毛坯情況，加工時使用的機床、刀具、加工和切削用量等2) 了解生產批量和對夾具的需用情況，以確定所采用夾具結構的合理性和經濟性。3) 了解機床的主要技術參數、規格、安裝夾具的有關連接部分的尺寸等。4) 了解刀具的主要結構尺寸、制造精度、主要技術條件等。5) 收集有關夾具零部件標準(國標、部標、企標、廠標)，典型夾具結構、夾具設計資料等。6) 了解本公司制造夾具能力和經驗，了解用戶有無壓縮空氣站等。7) 3D 圖

2、形的轉換。(2) 確定夾具的結構1 定位要則1) 選擇合理的定位基準 定位基準必須與工藝基準重合，并盡量與設計基準重合，以減小定位誤差，獲得最大加工允差，降低夾具制造精度。當定位基準和工藝基準或設計基準不重合時，需進行必要的加工尺寸及其允差的換算。 應選擇工件上最大的平面，最長的圓柱面或圓柱軸線為定位基準，以提高定位精度，并使定位穩定、可靠。 在選擇定位元件時，要防止出現過定位現象。 在工件各加工工序中，力求采用同一基準，以必免因基準更換而降低工件各表面相互位置的準確度。 當鑄、鍛件以毛坯面作為第一道工序的基準時，應選用比較光整表面作基準面，避開澆冒口或分型面等凸起不平整的部位。2) 限制工件

3、的自由度 工件在夾具上進行定位時，為保證加工面位置尺寸或位置精度，以及承受切削力和夾緊力等的需要，必須限制住工件的六個自由度。 如果工件以已加工過的光滑平面定位，必要時可以用六個以上的點定位，但各定位面上支承點的表面必須在同一平面上，或其中的幾個支承點采用輔助支承。3) 對定位元件的要求工件定位基準與定位元件接觸或配合后，能限制住必須由其限制的工件的自由。由其產生的定位誤差最小。定位表面應具有較高的尺寸精度、配合精度、表面粗糙度和硬度。定位元件結構應盡量簡單，便于裝卸工件。具有足夠的強度和剛度。不能有產生過定位的可能性。對尺寸大的定位元表面，從結構上采取措施，在不影響定位精度的前提下，盡量減少

4、與定位表面的接觸面積。方便清除定位表面的切屑。4) 定位精度a 對夾具要作必要的定位誤差分析和計算，定位誤差必須滿足工件的加工精度要求。b 必須考慮提高夾具在機床上的定位精度： 提高定位元件的定位表面與機床配合處的位置精度。 減小與機床聯接處的配合間隙。 可采用夾具在機床上安裝時找正夾具上設置的校準基面，或當夾具安裝在機床上后加工定位表面的方法，使夾具在機床上獲得高精度定位。c 必須確保刀具在夾具上的導向精度，如： 導套中心到定位元件的定位表面的位置精度。 刀具與導套的間隙 導套底面到工件頂面間的距離。d 必須確保對刀元件表面到工件被加工面間的尺寸精度。e 出現過定位時，應取消產生過定位的定位

5、元件，或增加過定位元件與定基準間的間隙，以提高定位精度。f 工件被加工平面或中心至定位元件的位置精度和尺寸精度，在未注明特殊要求的情況下，一般取工件精度要求的1/3 。g 鉆模板鉆套孔中心距的公差在工件未注明公差要求的情況下，取工件孔中心距自由公差的1/3h 當工件未注明定位面間的位置精度要求時，夾具定位面間的位置精度一般取0.01/100 mm。5） 夾具總圖上需要標注的有關定位方面的尺寸及公差定位元件規定表面（或線）到對刀塊表面的位置尺寸及公差。 定位元件規定表面（或線）到導向元件中心線的位置尺寸及公差 導向元件間的位置尺寸及公差 定位元件間的位置尺寸及公差。 定位元件與定位基準配合處的尺

6、寸及公差。 夾具與機床配合處的尺寸及公差。2 夾緊要則1） 確保工件在加工時的正確位置不變的原則a 在夾緊過程中，不至于因工件的重力的影響而破壞正確定位確定定位方案及設置定位支承時，應盡量合工件重心位于支承范圍內 當工件重心位置不在支承范圍內時，夾緊力應垂直主基準并處在支承范圍內，同時在適應設置初定位件。 當受條件限制，主夾緊力不能垂直主基準時，可采用預夾緊力、輔助支承起作用，待主夾緊后可將預夾緊力撤出b 在夾緊過程中，夾緊力不應使已經獲得正確定位的工件脫離正確位置 避免夾緊力與支承反力構成力偶。有可能使工作發生轉動。 主夾緊力最好壓向主基準。 當夾緊力處于支承范圍之外，若兩個以上的平行夾緊力

7、對稱分布支承兩側，此時可采用浮動夾緊機構，使各夾緊力同時作用于工件上。 c 在夾緊過程中，應使工件不產生超出表面形狀精度允許范圍的變形 對于剛性較差的工件時，應盡可能減少或避免由夾緊力而產生彎曲變形。 夾緊力應力求通過或靠近定位基準與定位支承的接觸面 設置輔助支承。 避免在斜面上施加夾緊力。 避免夾緊力過大產生變形，可采用多向夾緊的方法。d 在切削過程中，應避免工作產生不允許的振動 謹慎對待剛性差的工件，盡量減少切削力產生的振動。 夾緊力要盡可能靠近工件被加工表面，以減少工件的懸壁長度。 當主夾緊力無法靠近工件被加工表面，加設輔助支承，2 ） 對夾緊機構的要求a 夾緊過中不得改變工件定位時所確

8、定的位置。盡量采用具有自動定位和夾緊作用的夾緊元件，如形塊b 夾緊力應保證夾具在整個加工過程中工件位置不變且不產生振動主切削力應作用在剛性支承基面上，不得作用在夾緊元件上。c 因夾緊力而產生的工件表面壓傷和變形應在允許的范圍內 增大夾緊接觸面積和支承面積。 夾緊力應作用在主要（較大）基面上或工作剛性最大處。 必要時在壓板上鑲銅或尼龍，以免損傷工件表面。d 對夾緊元件的要求 工件在加工過程中，夾緊力能克服切削力，不會使工件偏移正確定位的位置。 偏心輪、凸輪或斜楔在夾緊工件后，在加工過程中能保持自鎖。 壓向工件毛坯側面的夾緊元件端部應具有與垂直平面呈 7o左右的斜度（拔模角度）3 結構設計要則夾具

9、結構應符合合理、可靠、高效、經濟和安全的原則1） 夾具結構和生產綱領的關系a 大批量生產中，應采用高效、省力的專用夾具結構 采用各用動力源來提高自動化程度 多工件夾緊和聯動機構，減少輔助時間 多工位機輔時間重合b 中小批量生產中，要盡量采用通用夾具、可調整夾具、成組夾具和組合夾具，配置或更換適設計專用夾具時，力求結構簡單。當的專用零件，適應多品種產品。2) 夾具的標準化程度為了縮短高設計周期，專用夾具設計時應盡量采用通用部件和標準元件，減少非標件，提高標準化程度。3) 夾具的剛度和強度夾具的零件和部件既要輕，又要有足夠的剛度和強度，尤其是夾具體更應有足夠的剛性以保證工件的加工精度。由于夾具體結

10、構形狀復雜，從工藝性和剛度考慮，對尺寸較大的夾具應盡量采用鑄鐵件或是焊接件。4) 夾具的穩定性 夾具定位底面的尺寸應適當大于夾具的高度 夾具體應具有適當寬度的邊緣底面或支承底腳。 固定夾具的安裝螺釘和定向鍵距離要遠5) 夾具與機床的位置關系 夾具在機床上的安裝位置和聯接要正確可靠 必要時在夾具體上設置校準夾具位置的基準面或是基準圓。 夾具輪廓尺寸要與機床允許的范圍相適應。長、寬、高及移動范圍 回轉夾具在工作臺回轉時不應與機床發生干涉。6) 夾具與刀具的位置關系夾具與刀桿或刀具在安裝和加工過程中不應發生干涉夾具安裝于機床后，應能使刀具裝卸方便。7) 夾具操作和使用上的要求 裝卸工件方便 操作手柄

11、盡量設置在夾具的前面和右面。 清除切屑容易，并盡量將出屑口設置在夾具的前面或兩側。 避免夾具積存冷卻液，也不要使冷卻液流在機床外面。 夾具在機床上安裝要簡易。 重量超過 15公斤的夾具應在夾具體的適當位置設置吊耳或起重孔。 使用輕便。 沒有可能失落的可卸小零件。需更換的專用件應便于識別、裝配及保存。8) 對安全和可靠性的要求 翻轉夾具或回轉盤要在夾具的適當位置設置可以調整的平衡塊。 翻轉夾具上的零件要防止在工作過程中松脫并加防護裝置。 工件在加工過程中不至于松脫。 以毛坯面定位或夾緊時，定位元件與夾緊元件和工件接觸的表面應開槽或制成齒紋。 摩擦副和傳動副要考慮適當的潤滑。9) 夾具零件結構的工

12、藝性 保證夾具零件在加工和裝配時便于加工(配作，合鉆鉸)、測量和調整。 便于維修，便于拆卸。 安裝時的搬手空間，油缸的管接頭位置二 繪制夾具1. 總裝配圖1) 夾具總圖應按國家制圖標準繪制。裝配圖形應采用1 ： 1 比例，以具有良好的直觀性。關鍵部位采用放大比例繪制。打印要求是，盡量用1 ： 1 比例打印。當裝配圖過大時采用放大圖框，縮小打印的方式。裝配圖過小時反之。主要是方便別人讀圖。2) 主視圖最好選取面對操作者的工作位置，主要是能表達工件和夾具的輪廓、結構和功能。3) 用雙點劃線畫出工件的主要 輪廓，并應精準繪出主要表面的位置。主要表面是指： 定位基準面； 夾緊表面； 被加工表面。4)

13、工件視為假想的透明體，因此它不會遮擋夾具元件的繪制。5) 裝配圖上的視圖配置和選擇，應能完整 地表達出整個夾具的各部分結構。(應配置必要的局剖和向視圖)6) 在夾具體的明顯處安裝標牌，顯示夾具編號等信息。7) 標注夾具總裝配圖上的各部分尺寸和技術條。8) 標注零件編號及編制零件明細。2. 夾具總裝配圖上應標注的尺寸與公差配合夾具總裝配上應標注的尺寸，隨夾具的不同而不同。一般情況下，在夾具總圖上應標注下列五種最基本的尺寸：1) 夾具外形輪廓尺寸一般是指夾具的最大外形輪廓尺寸。當夾具結構中有可動部分時，還應包括可動部分處于極限位置時的空間所占尺寸。例如，夾具上有超出夾具體外的旋轉部分時，應注出最大旋轉半徑；有升降部分時，應出最高最低位置；以表明夾具的輪廓大小和運動范圍，便于檢查夾具與機床、刀具的相對位置有無干涉現象和在機床上安裝的可能性。2) 工件與定位元件間的聯系尺寸這種尺寸通常是指工件定位基準與定位元件間的配合尺寸。例如定位基準孔與定位銷(或心軸)間的配合尺寸。不僅要標出基本尺寸，還要標注等級和配合種類。3) 夾具與刀具的聯系尺寸這種尺寸是用來確定夾具上對刀引導元件的位置。例如， 對刀元件與定位元件間的位置尺寸；引導元件與定位元件間的位置尺寸(一般只需出一個鉆套與定位元件間的位置尺寸即可)，以及鉆套與刀具導向部分的配合尺寸4) 夾具與機床