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机床夹具设计教程－各类机床夹具设计要点

6.9各类机床夹具设计要点

6.9.1车床夹具

车床夹具主要要用于加工零件的内外圆柱面、圆锥面、回转成型面、螺纹及端平面等。在加

工过程中夹具安装在机床主轴上随主轴一起带动工件转动。除常用的顶针、三爪卡盘、四爪

卡盘、花盘等一类万能通用夹具外，有时还要设计一些专用夹具。

1.车床夹具的主要类型

（1）心轴类夹具

在前面我们已经介绍了各类心轴，这里不再缀述。

（2）花盘式车床夹具

图6-54所示为十字槽轮零件精车圆弧f23+00.023mm的工序简图。本工序要求保证四处

f23+0.023mm圆弧；对角圆弧位置尺寸18±0.02mm及对称度公差0.02mm；f23+0.023mm轴

线与f5.5h6轴线的平行度允差f0.01mm。

图6-51十字槽轮精车工序简图

如图6-51所示，为加工该工序的车床夹具，工件以f5.5h6外圆柱面与端面B、半精车的

f22.5h8圆弧面（精车第二个圆弧面时则用已经车好的f23+0.023mm圆弧面）为定位基面，

夹具上定位套1的内孔表面与端面、定位销2（安装在套3中，限位表面尺寸为

f22.5-0.01mm，安装在套4中，限位表面尺寸为f23-0.008mm，图中未画出，精车第二个圆

弧面时使用）的外圆表面为相应的限位基面。限制工件6个自由度，符合基准重合原则。同

时加工三件，利于对尺寸的测量。

图6-52花盘式车床夹具

1、3、4—定位套2—定位销

（3）角铁式车床夹具

角铁式车床夹具的结构特点是具有类似角铁的夹具体。在角铁式车床夹具上加工的工件形状

较复杂。它常用于壳体、支座、接头等类零件上圆柱面及端面。当被加工工件的主要定位基

准是平面，被加工面的轴线对主要定位基准平面保持一定的位置关系(平行或成一定的角度)

时，相应地夹具上的平面定位件设置在与车床主轴轴线相平行或成一定角度的位置上。

图6-53为一角铁式车床夹具。工件6以两孔在圆柱销2和削边销1上定位；端面直接在夹

具体4的角铁平面上定位。两螺钉压板分别在两定位销孔旁把工件夹紧。导向套7用来引导

加工由孔的刀具。8是平衡块，以削除夹具在回转时的不平衡现象。夹具上设置轴向定程基

准面3，它与圆柱销保持确定的由向距离，可以利用宏观世界控制刀具的轴向行程。

图6-53花盘角铁式车床夹具

1—削边定位销2—圆柱定位销3—轴向定位基面4—夹具体5-压板6—工件7

—导向套8-平衡块

2.车床夹具的设计要点

（1）安装基面的设计

为了使车床夹具在机床主轴上安装正确，除了在过渡盘上用止口孔定位以外，常

常在车床夹具上设置找正孔、校正基圆或其它测量元件，以保证车床夹具精确地安装到机床

主轴回转中心上。

（2）夹具配重的设计要求

加工时，因工件随夹具一起转动，其重心如不在回转中心上将产生离心力，且离心力随转速

的增高而急剧增大。使加工过程产生振动，对零件的加工精度、表面质量以及车床主轴轴承

都会有较大的影响。所以车床夹具要注意各装置之间的布局，必要时设计配重块加以平衡。

（3）夹紧装置的设计要求

由于车床夹具在加工过程中要受到离心力、重力和切削力的作用，其合力的大小与方向是变

化的。所以夹紧装置要有足够的夹紧力和良好的自锁性，以保证夹紧安全可靠。但夹紧力不

能过大，且要求受力布局合理，不破坏工件的定位精度。

（4）夹具总体结构的要求

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，悬伸长度要尽量小，重心靠近主轴前支承。为保证安全，装在夹具上的各

个元件不允许伸出夹具体直径之外。此外，还应考虑切屑的缠绕、切削液的飞溅等影响安全

操作的问题。

车床夹具的设计要点也适用于外圆磨床使用的夹具。

6.9.2钻床夹具

1.钻床夹具的类型

钻床上进行孔加工时所用的夹具称钻床夹具，也称钻模。钻模的类型很多，有固定式、回转

式、移动式、翻转式、盖板式和滑柱式等。下面着重以固定式钻模为例介绍钻模的结构特点，

其它几类钻模结构读者需要时可查找相关书籍。

固定式钻模，在使用的过程中，钻模在机床上位置是固定不动的。这类钻模加工