机床夹具设计步骤

2．1 机床夹具设计的大体要求和一样设计步骤 一、机床夹具设计的基本要求 1．保证工件的加工精度

专用夹具应有合理的定位方案，适合的尺寸、公差和技术要求，并进行必要的精度分析，确保夹具能知足工件的加工精度要求。 2．提高生产效率

专用夹具的复杂程度要与工件的生产纲领相适应。应依照工件生产批量的大小选用不同复杂程度的快速高效夹紧装置，以缩短辅助时刻，提高生产效率。 3．工艺性好

专用夹具的结构应简单、合理、便于加工、装配、检验和维修。 专用夹具的生产属于单件生产。当最终精度由调整或修配保证时，夹具上应设置调整或修配结构，如适当的调整间隙、可修磨的垫片等。 4．利用性好

专用夹具的操作应简便、省力、平安靠得住，排屑应方便，必要时可设置排屑结构。 5经济性好

除考虑专用夹具本身结构简单、标准化程度高、本钱低廉外，还应根据生产纲领对夹具方案进行必要的经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益。 二、机床夹具设计的一样步骤

1．研究原始资料

在明确设计任务(通常在生产厂依照夹具设计任务书)后，应付以下几方面的原始资料进行研究。

(1)研究加工工件图样。了解该工件的结构形状、尺寸、材料、热处置要求，要紧表面的加工精度、表面粗糙度及其他技术要求。 (2)熟悉工艺文件，明确以下内容。

①毛坯的种类、形状、加工余量及其精度。

②工件的加工工艺进程、工序图、本工序所处的地位，本工序前已加工表面的精度及表面粗糙度，基准面的状况。

③本工序所利用的机床、刀具及其他辅具的规格。 ④本工序所采纳的切削用量。

2．拟定夹具的结构方案

拟定夹具的结构方案包括以下几个内容。

(1)确信夹具的类型。各类机床夹具均有多种不同的类型，如车床夹具可有角铁式、圆盘式等，钻床夹其有固定式、翻转式、盖板式等，应依照工件的形状.尺寸、加工要求及重量确信适合的夹具类型。

(2)确信工件的定位方案，设计定位装置。依照六点定位原那么，分析工序图上所规定的定位方案是不是可取，不然应提出修改意见或提出新的方案，与有关工艺人员协商后确信。

在确信了工件的定位方案后，即可依照定位基面的形状，选取相应的定位元件及确信尺寸精度和配合公差，如平面定位可依照定位面尺寸大小及该面是不是加工过(即是粗基准仍是精基准)等，选取不同的支承扳、支承钉或可调支承等，内孔定位可选取相应的定位销、心轴等，而外圆柱面定位那么可选取V形块或定位套等。

(3)确信工件的夹紧方式，设计夹紧装置及计算夹紧力。夹紧机构应保证工件夹紧靠得住、平安、不破坏工件的定位及夹压表面的精度和粗糙度。同时夹紧机构的复杂程度应与工

件的生产类型相适应。必要时还应进行夹紧力的估算。

当采纳估算法确信夹紧力的大小时，为简化计算，通常将夹具和工件看成一个刚性系统。报据工件所受切削力、夹紧力(大型工件还应考虑重力、惯性力等)的作用情形，找出加工进程中对夹紧最不利的状态，按静力平稳原理计算出理论夹紧力，最后再乘以平安系数作为实际所需夹紧力，即

FWK＝KFW 式中FWK—实际所需夹紧力，N；

FW—在必然条件下，由静力平稳算出的理论夹紧力，N； K—平安系数。

平安系数K可由式(2-2-2)计算，

K＝K0K1K2K3K4K5K6 K0~ K6为考虑各类因素的平安系数，见表2-2-1和表2-2-2

图2-2-1为铣削加工示意，在开始铣削到切削深度最大时，引发工件绕止推支承的翻转为最不利的状态，其翻转力矩为FL，而阻止工件翻转的支承二、6上的摩擦力矩为FN2fL1+ FN1fL2，工件重力及压板与工件间的摩擦力可以忽略不计。当FN1＝FN2＝FW/2时，依照静力平稳条件并考虑平安系数，得

如图2-2-2所示用三爪自定心卡盘夹紧，车削时受切削合力Fc、Fp、Ff的作用，主切削力Fc形成的切削转矩为Fc(d/2)，使工件相对卡盘顺时针转动。Fc和Fp还一起以工件为杠杆，力图搬松卡爪。Pf与卡盘端面反力相平稳。为简化计算，工件较短时只考虑切削转矩的阻碍。.假设设一个卡爪的夹紧力为Fw，工件与卡爪之间的摩擦因数为f，依照静力平稳条件并考虑平安系数，需要每一个卡爪实际输出的夹紧力Fc为

当工件的悬伸长L与夹持直径d之比L/d>0.5时，Fp等力对夹紧的阻碍不能忽略，能够乘以修正系数K’来补偿，K’值按L/d的比值按表2-2-3选取。

常见各类夹紧形式所需的夹紧力计算及摩擦因数，别离见表2-2-4和表2-2-5。

(4)确信刀具的导向方式或对刀装置。关于钻夹具应正确地选择钻套的型式和结构尺寸，关于铣床夹具应合理地设置对刀装置，而镗夹具那么应合理地选择镗套类型和镗模导向的布理方式。

(5)确信其他机构。如分度装置、装卸工件用的辅助装置等。对分度装置一样生产中应用较普遍的是机械分度装置。依照其分度方式又可分为回转式分度装置和直线移动式分度装置，其中回转式分度装置应用较多。

图2-2-3所示为钻扇形工件五个径向孔的轴向插销式分度回转钻模。工件以圆盘凸台和端面为基准，在转轴4和分度盘3上定位。再用一个小孔套在菱形销1上作角向定位。用两个钩形压板9将工件压紧在分度盘上。手柄7拨动分度销来作分度。手柄6用以锁紧或松开分度盘。如此就能够够在一次装夹中，用分度来变更工位，钻出5个φ10mm的孔。

由上例可明白，回转分度装置中的关键部份是分度盘3和定位销8组成的对定机构，还有操作机构和锁紧机构。而其工作精度要紧取决于对定机构的型式和制造精度。

①对定机构的类型，图2-2-4所示为按分度盘和定位销彼此位置的配置情形，一样分为轴向分度[图2-2-4(a)、(b)]和径向分度[图2-2-4 (c),、(d)]两类。轴向分度定位销的运动方向与分度盘的轴线方向平行；径向分度定位销的运动方向与分度盘的回转方向垂直。

在分度装置中，分度盘上的分度孔(槽)离分度盘的中心越远，由分度孔(槽)与定位销的配合间所引发的定位误差越小。显然在定位盘直径相同的情况下，径向分度比轴向分度精度要高，但轴向分度结构紧凑，占空间位置较小，有时用轴向分度较方便。

经常使用的定位销有圆柱形、圆锥形和斜楔形三种，如图2-2-4所示，圆锥形和楔形定位销能排除定位销和分度孔(槽)的配合间隙，故分度精度较高。而圆柱形定位销与分度孔配合有间隙，分度精度受其阻碍。在圆锥形、楔形定位销的分度孔中有积存碎屑或污物，将影响其接触情形，而圆柱形不受此阻碍。

单斜面的定位销，当分度盘始终朝向定位平面一边接触时，即便定位销稍有后退，可不能影响定位精度，故分度精度高，经常使用于周密分度装置中。

②分度定位销的操纵机构。操纵分度定位销动作机构很多，有手动、脚踏、气动，液动和电动等。而手动式操纵机构按其操作方式有直拉式和侧面操纵式等。

直拉式分度销的结构尺寸已有标准，图2-2-5所示为其中之一。导套2的右端有一横向槽，当拉出手柄4，拔出定位销1，转向90°时，那么手柄上的销子3嵌入导套2端面的另一凹槽中，现在定位销停止在此位置上。分度后，将手柄转90°，由弹簧将定位销推入工作位置。

③分度盘的锁紧机构。分度装置上对定机构仅起分度定位作用。为了在工作进程中受力后分度装置不变形和损坏，保证分度角度的稳定性，分度装置一样设有使分度盘(或分度台面)锁紧的机构。

最经常使用的是螺压紧机构，其结构简单、工作靠得住。

(6)确信夹具体的结构类型。夹具上的各类装置和元件通过夹具体连接成一个整体。因此夹具体的形状及尺寸取决于夹具各类装置的布置及夹具与机床的连接。

①对夹具体的要求。

a．有适当的精度和尺寸稳固性。 b．有足够的强度和刚度。 c．结构工艺性好。

d．排屑方便(图2-2-6为夹具体上排屑结构〕。 e．在机床上安装稳定靠得住。

②夹具体毛坯的类型。

a．铸造夹具体。如图2-2-7 (a)所示，铸造夹具体的优势是工艺性好，可铸出各类复杂形状，具有较好的抗压强度、刚性和抗振性。但生产周期长，需进行时效处置，以消除内应力。

b．焊接夹具体。如图2-2-7 (b)所示，它由钢板、型材焊接而成。制造方便、生产周期短、本钱低、质量小。但焊接式夹具体的热应力较大，易变形，需经退火处置，以保证夹具体尺寸的稳固性。

c．锻造夹具体。如图2-2-7(c)所示，它适用于形状简单、尺寸不大，要求强度、刚度大的场合。锻造后也需经热处置。此类夹具体应用较少。

d．型材夹具体。小型夹具体能够直接用板料、棒料、管料等型材加工装配而成。这种夹具体取材方便、生产期短，本钱低、重量轻。

e．装配夹具体。如图2-2-7(d〕所示，由标准的毛坯件、零件及个别非标准件通过螺钉、销钉连接，组装而成。标准件由专业厂生产。此类夹具体具有制造本钱低、周期短，精度稳固等优势，有利于夹具标准化、系列化，也便于运算机辅助设计。

三、夹具总图设计

当夹具的结构方案确信以后，就能够够绘制夹具总图。一样先绘制夹具总装草图，经

审定后再绘制总装图。

1．绘制总装图的注意问题

绘制总装图时，除应遵循机械制图的规定外，还应注意夹具设计中的一些适应与规定。 ①尽可能采纳的比例1∶1，以求直观不产生错觉。

②被加工工件，应用双点划线表示，在图中作透明体处置，它不阻碍夹具元件的投影。工件在图中只需表示其轮廓及要紧表面(如定位面、夹压表面、本工序的加工表面等)。加工面的加工余量可用粗实线表示。

③视图的数量应以能完整、清楚地表示出整个结构为原那么。为直观起见，一样常以操作者在加工时所面对的视图为主视图。

④工件在夹具中应处于夹紧状态。

⑤对某些在利用中位置可能转变，且范围较大的元件，如夹紧手柄或其他移动或转动元件，必要时以双点划线局部地表示出其极限位置，以便检查是不是会与其他元件、部件、机未或刀具相干与。

⑥关于铣夹具，应将刀具与刀杆用双点划线局部表示出，以检查运行时，刀具、刀杆与夹具是不是发生干与。

2．绘制夹具草图的实例

图2-2-8所示为杠杆零件图。表2-2-6为该杠杆零件的加工工艺进程。图2-2-9所示为钻孔(工序5)工序夹具的定位夹紧方案。钻孔工序的钻夹具结构草图绘制的要紧进程如图2-2-10所示。

3．夹具总图上尺寸及精度、位置精度与技术要求的标注 夹具总图上应标注的尺寸和彼此位置关系有如下五类。

①定位副本身的精度和定位副之间的联系尺寸及精度。如定位销工作部份的尺寸及公差，一面两销定位时两销中心距及公差，圆柱销轴线与定位平面的垂直度要求等。以上的尺寸精度和位置精度均是造成定位误差的因素。

②对刀元件或导向元件与定位元件之间的联系尺寸。如对刀块的对刀面至定位元件之间的尺寸，塞尺的尺寸；钻套中心至定位元件之间的尺寸，钻套导向孔的尺寸及精度，钻套导向孔的中心距及公差，对刀元件或导向元件与定位元件的位置精度，现在一样应以定位元件工作面为基准，但有时为了使夹具的工艺基准统一，也可取夹具的基面为基准，如钻套导向孔中心对夹具体底面的垂直度等。以上的尺寸精度和位置精度均是造成调整误差的因素。

③夹具体与机床的连接面与定位元件工件表面之间的联系尺寸。如铣夹具的定向键与铣床T形槽的配合尺寸，车床夹具安装基面(止口)的尺寸，角铁式车床夹具中心至定位元件工作面的尺寸等，夹具体与机床的连接面与定位元件的位置精度。以上的尺寸精度和位置精度是造成安装误差的因素。

④夹具外形的最大轮廓尺寸。

⑤其他配合尺寸。如定位销与夹具体的配合尺寸及公差，这种尺寸一般与加工精度无关，可按一样的机械零件设汁，或按有关资料的推荐数据。

4．公差的确信

为知足加工精度要求，夹具本身应有较高的精度，由于目前分析计算方法不够完善，因此对夹具的有关公差仍按经验来确信。如生产规模较大，要求夹具其有必然寿命时，夹具有关公差可取得小些，对加工精度较低的夹具，那么取较大的公差。一样可按以下方式选取

(下述中的δK为工件相应公差)。

①夹具上的尺寸和角度公差取(1/2～1/5) δK。 ②夹具上的位置公差取(1/2～1/3) δK。 ③当加工未注公差时取±0. lmm。

④未注形位公差的加工面，按GB/T1184中13级精度的规定选取。

注意夹具有关公差均应在工件公差带的中间位置，即不管工件偏差对称与否，都要将其化成双向对称误差，然后取其值的1/2～1/5。以确定夹具上有关的大体尺寸和公差。

四、夹具精度的校核 1．夹具精度分析

为了保证夹具设计的正确性，第一要在设计图样上对夹具的精度进行分析。用夹具装夹工件进行加工时，其工序误差可用误差不等式ΔD＋ΔA＋ΔT＋ΔG≤δK来表示。但由于各类误差均为独立的随机变量，应将各误差用概率法叠加，即

上述各项误差中，与夹具直接有关的误差为ΔD、ΔA、ΔT三项，可用计算法计算。加工方式误差具有专门大的偶然性，很难精准计算，通常这项误差取1/3δK作为估算范围。即

对定位误差的分析计算教材上已作了较详细说明，下面说明安装误差和调整误差(对刀或导向误差)的分析方式。

2．夹具在机床上的安装误差ΔA

(1)车床夹具的安装误差。心轴和专用夹具在机床上的安装误差可如下确信。

①关于心轴，夹具的安装误差ΔA，确实是心轴工作表面轴线对顶尖孔或对心轴锥柄轴线的同轴度。规定那个同轴度公差后即可操纵心轴安装基面(顶尖孔或锥柄)本身的误差和它对心轴工作表面的彼此位置误差。

②车床专用夹具一样利用过渡盘和机床主轴连接。如表2-2-7中序号一、2所示的情况。夹具的定位面y对过渡盘安装基面E的同轴度将宜接阻碍加工面的同轴度。此即夹具安装误差ΔA。

当定位元件工作面与夹具回转轴线有位置尺寸要求时，如表2-2-7序号2所示，夹具上尺寸H的公差δH即为安装误差ΔA。

(2)铣床夹具的安装误差。铣床夹具依靠夹具体底面和定向键侧面与机床工作台的平面及T形槽相连接，以保证定位元件对工作台和导轨具有正确的相对位置。这种相对位置的不准确所造成的加工尺寸误差，即夹具安装误差ΔA。如图2-2-11所示，X方向加工尺寸的误差ΔA值可由夹具斜装时的偏斜角、定位元件对夹具定向键侧面的彼此位置误差(见表2-2-7中序号3)和加工长度等有关参数计算出来。

夹具斜装时的偏斜角(见图2-2-11)为

用钻模加工孔时。工件孔的位置尺寸决定于钻套对定位元件的位置尺寸，现在夹具安装误差ΔA值只考虑定位元件与夹具安装基面的彼此位置误差对加工尺寸的阻碍。如图2-2-12所示，由于夹具定位面Y对安装基面B不平行造成夹具在Z方向的线性误差为△Z，现在夹具的倾斜角为

通过角度误差β，可换算为加工尺寸的误差。

各类夹具在机床上的安装误差ΔA之值，一样数值不大，在设计夹具时常以适当的技术要求加以限制(见表2-2-7)。

3．对刀或导向误差ΔT

夹具在机床上安装后，需要调整刀具对夹具上定位元件的位置。若是夹具上的对刀或导向装置对定位元件的位置不正确，将会致使加工表面的位置发生转变，由此而造成的加工尺寸的误差即为对刀或导向误差ΔT。

(1)利用铣夹具加工时，采纳标准塞尺和对刀块进行对刀，其对刀误差为 ΔT＝δs＋δh 式中δs－塞尺的制造公差；

δh—对刀块工作面至定位元件的尺寸公差。 (2)在钻模上加工孔时，采纳如图2-2-13所示的导向装置时，导引孔的轴线位置误差受以下因素的阻碍。

钻模板底孔至定位元件的尺寸公差δ1； 快换钻套内外圆的同轴度e1； 衬套内外圈的同轴度e2；

快换钻套和衬套的最大配合间隙X1； 刀具(引导部位)与钻套的最大配合间隙X1；

刀具在钻套中的偏斜X2，，其值为

因各项误差不可能同时显现最大值，故关于这些随机性误差按概率法计算。

加工短孔时以X2值替代X3值。 4．夹具精度校核实例 (1)车床夹具。图2-2-14所示为壳体零件简图。加工φ8H7孔的要紧技术要求如下。

①孔距尺寸(60±0.02)mm(δK1

＝0.04mm)。

②φ38H7孔的轴线对G面的垂直度公差为φ0.02mm(δK2)。

③φ38H7孔的轴线对D面的平行度公差为φ0. 02mm(δK3)。

夹具的结构与标注如图2-2-15所示。

标注与加工尺寸(60士0.02)mm有关的尺寸公差如下。

①定位面与夹具体找正圆中心距尺寸，取δK1/4lmm，标注为(60±0. 005) mm。

②找正圆φ272mrn对φ50mm的同轴度公差，取δK1/4＝0.0lmm。

标注与工件垂直度有关的位置公差如下。 ①侧定位面C对夹具体基δK2/2＝。(δK2

＝0. 02mm)。

②定位面D对夹具体基面B的垂直度，公差取δK2＝mm。

标注与工件平行度有关的位置公差如下。 主要定位面D对夹具体基面B的垂直度，公差取δK3/2＝(δK3＝mm)，其结果与上例第二项相同。

尺寸(60±0.02) mm的精度(δK1＝)校核如下。

①△D＝0(基准重合且位移误差△Y＝0)。 ②△T＝0。

③△A1＝0.0l mm(夹具体找正圆轴线至定位面D之间的尺寸公差)。

④△A2＝0. 0l mm(夹具体找正圆的同轴度公差)。

⑤按式(2-2-4)算得

尺寸(60±0.02)mm精度足够，夹具设计时尺寸的公差确信合理。

δK2＝0. 02mm的位置精度校核如下。

阻碍δK2的位置精度有两项，即测定位面C对夹具体基面B的平行度公差(0. 01 mm)和定位面D对夹具体B面的垂直公差(0.0lmm)，它们别离作用在两个方向上，即

此项设计合理。

δK3＝0. 02mm的位置精度校核如下。

阻碍δK3的因素是定位面D对夹具体基面B的垂直度公差(0.0lmm)，即

此项设计也合理。

(2)铣床夹具。图2-2-16所示为衬套零件图，加工平口槽的要紧技术要求如下。 ①槽的深度尺寸(40±0. 05)mm(δK1＝0. lmm)。

②槽平面对φ(100±0. 012) mm的轴线的平行度公差为0. 05 mm /100mrn(δK2)。 ③槽至左端面距离尺寸130mm。精度为未注公差。 夹具结构与标注如图2-2-17所示。

标注与加工尺寸(40±0.05)mm(δK1＝)有关的尺寸为(37±0.01)mrn，其中对刀块尺寸公差δK1/5＝0.02mm，塞尺取

300.014mm。

标注与工件平行度(δK2＝0.05mm/100mm)有关的位置公差，即定位套φ100H6孔的轴线的对夹具体基面B的平行度公差，取δK2/5＝。

标注与加工尺寸130mm有关的尺寸为(127±0. 10) mm，塞尺取

300.014mm。

位置公差φ100H6孔轴线对定位键侧面C的垂直度公差为0. 0l mm/ 100mm。 尺寸(40±0.05)mm(δK1＝)的精度校核如下。

故夹具尺寸公差设计合理。

校核δK2＝/100mm的位置精度如下。

故此项设计也合理。

距离尺寸130mm，精度为未注公差，一样可不必验算。

(3)钻床夹具。仅举例说明位置精度的标注方式和对加工精度的阻碍。图2-2-18所示为短轴零件图。加工φ16H9孔，加工的位置精度要求如下。

①φ16H9孔对φ50h7外圆轴线的垂直度公差为0. 10rnm/100mm(δK1)。 ②φ16H9孔对φ50h7外圆轴线的对称度公差为mm(δK2)。

夹具的结构和位置精度的标注如图2-2-19所示。图中标注了三项位置公差。

五、绘制夹具零件图样

绘制夹具零件图样时，除应符合制图标准外，其尺寸、位置精度应与总装图上的相应要求相适应。同时还应考虑为保证总装精度而作必要的说明，如指明在装配时需补充加工等有关说明等，零件的结构、尺寸应可能标准化、规格化，以减少品种规格。

六、编写说明书

说明书的内容应包括以下几个方面。 ①前言。

②原始资料说明与分析。 ③定位夹紧方案分析与论证。 ④夹具精度的分析与计算。

⑤夹具整体结构分析及夹具的利用说明。 ⑥其他。

第2节机床夹具设计实例

一、钻夹具的设计实例

图2-2-20所示为杠杆类零件图样。图2-2-21所示为本零件工序图。

1．零件本工序的加工要求分析

①钻、扩、铰φ10H9孔及φ11孔。

②φ10H9孔与φ28H7孔的距离为(80±0. 2)mm；平行度为。

③φ11孔与φ28H7孔的距离为(15±0. 25)mm。

④φ11孔与端面K距离为14mm。 本工序前已加工的表面如下。 ①φ28H7孔及两头面。 ②φ10H9两头面。

本工序利用机床为Z5125立钻，刀具为通用标准工具。

2．确信夹具类型

本工序所加工两孔(φ10H9和φ11)，位于互成90°的两平面内，孔径不大，工件质量较小、轮廓尺寸和生产量不是专门大，因此采用翻转式钻模。

3．拟定定位方案和选择定位元件

(1)定位方案。依照工件结构特点，其定位方案如下。

①以φ28H7孔及一组合面(端面K和φ10H9一端面组合而成)为定位面，以φ10H9孔

0.5端外缘毛坯面一侧为防转定位面，限制六个自由度。这必然位方案，由于尺寸880mm公

差大，定位不靠得住，会引发较大的定位误差。如图2-2-22(a)所示。

②以孔φ28H7孔及端面K定位，以φ11孔外缘毛坯一侧为防转定位面，限制工件六个

自由度。为增加刚性，在φ10H9的端面增设一辅助支承，如图2-2-22 (b)所示。

比较上述两种定位方案，初步确信选用图2-2-22(b)所示的方案。 (2)选择定位元件。

①选择带台阶面的定位销，作为以φ28H7孔及其端面的定位元件，如图2-2-23所示。定位副配合取28H7。 g6

②选择可调支承钉为φ11孔外缘毛坯一侧防转定位面的定位元件，如图2-2-24(a)所示。也可选择如图2-2-24 (b)所示移动V形块。考虑结构简单，现选用图2-2-24(a)所示结构。

(3)定位误差计算

①加工φ10H9孔时孔距尺寸(80±0.2)mm的定位误差计算。

由于基准重合，故ΔB＝0。

0.021基准位移误差为定位孔(φ380mm)与定0.007位销(φ380.002mm)的最大间隙，故ΔY＝＋0. 007

＋0.013)mm＝。

由此可知此定位方案能知足尺寸(80±0.2)mm的定位要求。

②加工φ10H9孔时轴线平行度0.3mm的定位误差计算。 由于基准重合，故ΔB＝0。

基准位移误差是定位孔φ28H7与定位面K间的垂直度误差。故ΔY＝0. 03mm。

此方案能知足平行度0. 3mm的定位要求。

③加工φ11孔时孔距尺寸(15±0.25)mm。加工φ11孔时与加工φ10H9孔时相同。

此方案能知足孔距(15±) mm的定位要求。 4．确信夹紧方案

参考夹具资料，采纳M12螺杆在φ28H7孔上端面夹紧工件。 5．确信引导元件(钻套的类型及结构尺寸) ⑴对φH9孔，为适应钻、铰选用快换钻套。

要紧尺寸由《机床夹具零、部件》国家标准GB/T2263－80, GB/T2265－80选取。钻孔

0.0280.0120.034时钻套内径φ100.013mm、外径φ150.001mm；衬套内径φ150.014mm，衬套外径φ0.028220.015mm。钻套端面至加工面的距离取8mm。

麻花钻选用φ9. 800.022mm。

0.0340.012(2)对φ11孔，钻套采纳快换钻套。钻孔时钻套内径φ110.016mm、外径φ180.001mm，0.0340.028衬套内径φ180.016mm，外径φ260.015mm；钻套端面至加工面间的距离取12mm。

麻花钻选用φ10. 800.027mm。

各引导元件至定位元件间的位置尺寸别离为(15±0.03)mm和(18±0. 05)mm，各钻套轴线对基面的直线度允差为0.02mm。

6．夹具精度分析与计算

由图2-2-22可知，所设计夹具需保证的加工要求有：尺寸(15±0.25)mm；尺寸(80±0.2)mm；尺寸14mm及φ10H9孔和φ28H7孔轴线间平行度允差等四项。除尺寸14mm，因精度要求较低没必要进行验算外，其余三项精度别离验算如下。

(1)尺寸(80±0.2)mm的精度校核。

定位误差ΔD，由前已计算，已知Δ＝mm。 定位元件对底面的垂直度误差ΔA＝mm。

钻套与衬套间的最大配合间隙ΔT1＝0. 033mm。 衬套孔的距离公差ΔT2mm。 麻花钻与钻套内孔的间隙X2。

衬套轴线对底面(F)的垂直度误差ΔT3＝0. 05mm。

因此该夹具能保证尺寸(80±0. 2)mm的加工要求。 (2)尺寸(15±0. 25)mm的精度校核。

ΔD＝0. 041mm，ΔA＝0. 03mm，ΔT1＝0. 033mm。 衬套孔与定位元件的距离误差ΔT2＝0.06mm。 麻花钻与钻套内孔的间隙X＝0.061mm。

因此尺寸(15±0.25)mm能够保证。

(3)φ10H9轴线对φ25H7轴线的平行度m的精度校核。 ΔD＝0. 03mm，ΔA＝0. 03mm。

衬套对底面(F)的垂直度误差ΔT＝0. 05mm。

因此此夹具能保证两孔轴线的平行度要求。 7．绘制夹具总图

依照已完成的夹具结构草图，进一步修改结构，完善视图后，绘制正式夹具总装图，如图2-2-23所示。

8．绘制夹具零件图样 从略。

9．编写设计说明书 从略。

二、铣床夹具设计实例

0.2图2-2-25所示为轴套类零件的零件图样。现需设计铣两槽50mm的铣夹具。

1．零件本工序的加工要求分析

0.2本工序的加工要求，在实体上铣出两通槽，槽宽为50mm，槽深为270mm，两槽0.3在圆周方向互成60°±30′角度，表面粗糙度为Ra1. 25μm。

0.0210.039本工序之前，外圆φ60mm、内孔φ320mm及两头面均已加工完毕。 0.002

本工序采纳φ5mm标准键槽铣刀在X5l立式铣床上，一次装夹六件进行加工。 2．确信夹具类型

本工序所加工的是两条在圆周互成60°角的纵向槽，因此宜采纳直线进给带分度装置的铣夹具。

3．拟定定位方案和选择定位元件 (1)定位方案。

0.039①以φ320mm内孔作为定位基准，再选孔端面为定位基准，限制工件五个自由度。

如图2-2-26(a)所示。

0.021②以φ60mm外圆为定0.002位基准 (以长V形块为定位元件)，限制4个自由度。如图2-2-26 (b)所示。

方案②由于V形块的特性，因此较易保证槽的对称度要求，但关于实现多件夹紧和分度较困难。

方案①的不足的地方是由于

心轴与孔之间有间隙、不易保证槽的对称度，且有过定位现象。但本工序加工要求井不高，而工件孔和两头面垂直精度又较高，故过定位现象阻碍不大。

经上述分析比较，确信采纳方案①。

(2)选择定位元件。依照定位方式，采纳带台肩的心轴。心轴安装工件部份的直径为φ

0.00932g6()mm，考虑同时安装6个工件，因此这部份长度取112mm，由于分度精度不高，0.0250.007为简化结构，在心轴上做出六方头，其相对两面间的距离尺寸取28g6()mm，与固定在0.0200.021支座上的卡块槽28H7(0)mm相配合；加工完毕一个槽后，松开并取下心轴，转过相邻

的一面再嵌入卡块槽内即实现分度。心轴通过两头φ25H6mm柱部份安装在支座的V形槽上，并通过M16螺栓钩形压板及锥面压紧，压紧力的方向与心轴轴线成45°角。

(3)定位误差计算。工序尺寸270mm 定位误差分析如下。 0.5由于基准重合ΔB＝0

由于定位孔与心轴为任意边接触，那么

因此定位精度足够。

由于加工要求不高，其他精度可没必要计算。 4．确信夹紧方案

依照图2-2-26所示心轴结构，用M30螺母把工件轴向夹紧在心轴上。心轴的具体结构如图2-2-27所示。

5．确定对刀装置 (1)依照加工要求，采纳GB/T2242－80直角对刀块；塞尺符合GB/T2244－80，基本尺寸及误差20mm。 0.014(2)计算对刀尺寸H和B 如图2-2-28所示，计算时应把尺寸化为双向对称误差，即

6．夹具精度分析和计算

本夹具总图上与工件加工精度直接有关的技术要求如下。 定位心轴表面尺寸φ32g6。

定位件与对刀间的位置尺寸(±0.08)mm，±0.05)mm。 定位心轴安装表面尺寸φ25h6。 对刀塞尺厚度尺寸20mm。 0.014分度角度60°±10′。

定位心轴轴线与夹具安装面、定位键侧平面间的平行度公差为0. lmm。 分度装置工作表面对定位表面的对称度公差为0. 07mm。

分度装置工作表面对夹具安装面垂直度公差为7mm。

对刀装置工作表面对夹具安装面的平行度和垂直度公差为0. 07mm。 (1)尺寸270mm的精度分析。 0.5ΔD＝0. 064mm(定位误差前已计算)。

ΔT＝0. 16mm(定位件至对刀块间的尺寸公差)。

ΔA＝0.1×20mm＝(定位心轴轴线与夹具底面平行度公差对工件尺寸的阻碍)。

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故此夹具能保证270mm尺寸。 0.5(2)对60°±30′的精度分析。

分度装置的转角误差可按下式计算。

故此分度装置能满足加工精度要求。 7．绘制夹具总图

图2-2-27所示为本夹具的总装图样。 8．绘制夹具零件图样 从略。

9．编写设计说明书 从略。