现代夹具设计手册PDF电子书下载

笫1章　夹具总论 1

1.1　夹具产生和发展的背景 1

1.1.1　夹具和机床附件 1

1.1.2　机床专用夹具催生了现代大批大量生产 1

1.1.3　夹具是现代制造系统的重要组成部分 1

1.2　夹具的功能、组成和设计要求 1

1.2.1　夹具的基本结构和组成 1

1.2.2　夹具的各种功能 1

1.2.3　设计夹具的基本要求 2

1.3　夹具和机械零件的分类 2

1.3.1　夹具的各种分类方法 2

1.3.2　根据生产规模或品种和批量的分类最重要 2

1.3.3　机械零件和夹具分类编码系统 3

1.4　夹具系统的选择和技术经济指标 5

1.4.1　选择夹具系统的基本原则 5

1.4.2　选择夹具系统的步骤 5

1.4.3　常用夹具系统的技术经济指标 5

1.4.4　夹具设计制作成本的估算 6

1.4.5　使用专用夹具的简易经济分析 7

1.4.6　夹具系统的经济分析 7

1.5　现代夹具发展趋势 9

1.5.1　夹具柔性化 9

1.5.2　夹具自动化和智能化 10

1.5.3　计算机辅助夹具设计（CAD） 10

1.5.4　应对“寻位—加工”的挑战 11

1.5.5　结语 11

第2章　夹具功能部件的典型结构 12

2.1　定位装置典型结构 12

2.1.1　插销定位装置 12

2.1.2 V形块定位装置 14

2.1.3　齿轮齿形定位装置 16

2.1.4　其他特殊定位装置 18

2.2　定位支承装置典型结构 19

2.2.1　可调支承典型结构 19

2.2.2　辅助支承典型结构 21

2.3　夹紧装置典型结构 26

2.3.1　螺旋夹紧典型结构 26

2.3.2　快速螺旋夹紧典型结构 30

2.3.3　斜楔夹紧典型结构 35

2.3.4　偏心（凸轮）夹紧典型结构 38

2.3.5　端面凸轮夹紧典型结构 43

2.3.6　铰链夹紧典型结构 45

2.3.7　联动夹紧典型结构 47

2.3.8　可移动位置的典型夹紧结构 54

2.3.9　气（液）动自动夹紧装置典型结构 55

2.3.10　自动定心夹紧典型结构 63

2.3.11　肘节式快速夹紧装置 84

2.3.12　其他特种类型夹紧装置 91

2.4　分度装置典型结构 103

2.4.1　分度定位销 103

2.4.2　典型分度装置 108

2.4.3　精密分度装置 118

第3章　夹具设计计算 125

3.1　定位尺寸的相关计算 125

3.1.1 V形块的计算 125

3.1.2　夹具上两定位销的尺寸及定位误差的计算 125

3.1.3　夹具上定位销的尺寸及定位误差的计算 126

3.1.4　定位销高度的计算 127

3.1.5　小锥度心轴尺寸的计算 128

3.1.6　带圆柱部分的锥度心轴尺寸的计算 130

3.1.7　压入配合光滑心轴尺寸的计算 130

3.1.8　滚柱心轴的尺寸及有关计算 131

3.1.9　齿轮按渐开线齿形定位时的计算 132

3.1.10　三圆弧自定心夹紧机构偏心圆弧尺寸的计算 137

3.1.11　钻斜孔钻模工艺基准孔中心至钻套孔轴线间的距离x的计算 137

3.1.12　弹簧夹头结构尺寸的计算 138

3.2　定位误差的计算 140

3.2.1 常见定位形式的定位精度计算 140

3.2.2　钻模的钻孔精度计算 143

3.2.3　用定位销定位的分度装置的分度概率精度 144

3.3　典型夹紧形式的夹紧力计算 145

3.3.1　计算时的计算系数 145

3.3.2　常见典型夹紧形式所需夹紧力的计算 145

3.4　典型夹紧机构的作用力计算 150

3.4.1　螺旋夹紧机构 150

3.4.2　圆偏心夹紧机构 157

3.4.3　复合圆偏心轮夹紧机构 158

3.4.4　端面凸轮夹紧机构 160

3.4.5　复合端面凸轮夹紧机构 161

3.4.6　斜锲夹紧机构 162

3.4.7　压板夹紧机构 167

3.4.8　切向夹紧机构 172

3.4.9　齿条滑柱钻模圆锥锁紧机构 172

3.4.10　铰链杠杆增力机构 172

3.4.11　离心式夹紧机构 175

3.4.12　楔槽式夹紧机构 175

3.4.13　复合气（液）动夹紧机构 175

3.5 自定心夹紧机构的相关计算 179

3.5.1 碗形弹簧片定心夹具的设计计算 179

3.5.2　碟形弹簧片定心夹具的设计计算 181

3.5.3 V形弹性夹盘定心夹具的设计计算 182

3.5.4　弹性薄壁膜片卡盘的设计计算 185

3.5.5 薄壁波纹套定心夹具的设计与计算 189

3.5.6 自定心夹紧装置的定心精度 193

3.5.7　液性塑料薄壁套筒夹具的设计与计算 194

3.6　端齿分度盘的相关计算 198

3.6.1 直齿端齿分度盘的结构及其参数的确定 198

3.6.2　端齿分度盘的锁紧力计算 199

3.6.3 YX—DZ系列直齿端齿盘的规格、主要尺寸及精度 199

3.6.4　差动端齿分度装置的设计与计算 201

3.7　夹具夹紧误差的估算 202

3.8　多轴传动头的齿轮系几何尺寸计算 203

3.8.1 外啮合标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算 203

3.8.2　外啮合高变位直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算 204

3.8.3　外啮合标准斜齿圆柱齿轮的几何尺寸计算 206

3.8.4　外啮合高变位斜齿圆柱齿轮的几何尺寸计算 207

3.8.5 内啮合高变位直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算 208

3.8.6 内齿直齿圆柱齿轮测量尺寸的计算 208

3.9　典型加工方法切削力的计算 214

3.9.1　车削力的计算 214

3.9.2　钻削力的计算 215

3.9.3　铣削力的计算 216

第4章　专用夹具常用零部件及其标准或规范 218

4.1　概述 218

4.2　夹具常用紧固件与连接件国家标准索引 218

4.2.1　螺栓 218

4.2.2　螺柱 218

4.2.3　螺钉 218

4.2.4　螺母 218

4.2.5　垫圈 218

4.2.6　销 218

4.2.7　挡圈 218

4.2.8　键 218

4.3　定位件 225

4.3.1　定位销及定位插销 225

4.3.2　定位轴 231

4.3.3　键 244

4.3.4 V形块及挡块 246

4.3.5　定位器 252

4.4　支承件 269

4.4.1　标准支承件 269

4.4.2　非标准支承件 281

4.4.3　辅助支承 283

4.5　夹紧件 291

4.5.1　压块、压板 291

4.5.2　偏心轮 329

4.5.3　支座、支柱 333

4.5.4　夹具专用螺钉和螺栓 343

4.5.5　夹具专用螺母 362

4.5.6　夹具专用垫圈 376

4.6　导向件 381

4.6.1　钻套 381

4.6.2　其他导向件 386

4.7　对刀块及塞尺 396

4.7.1　对刀块 396

4.7.2　塞尺 397

4.8　操作件 398

4.8.1　夹具常用操作件 398

4.8.2　其他操作件 405

4.9　与夹具相关的机床附件 418

4.9.1　顶尖 418

4.9.2　卡夹件 421

4.9.3　拨盘、花盘及过渡盘 424

4.9.4　活铁爪 430

4.9.5　角铁 431

4.10　其他件 433

4.10.1　圆柱螺旋压缩弹簧 433

4.10.2　圆柱螺旋拉伸弹簧 436

4.10.3　弹簧用螺钉 437

4.10.4　弹簧用吊环螺钉 438

4.10.5　切向夹紧套 439

4.10.6　焊接环首螺钉 440

4.10.7　带锁紧槽圆螺母 440

4.10.8　带扳手孔圆螺母 442

4.10.9　堵片 442

4.10.10　螺塞 444

4.10.11　锁口 445

4.11　夹具体 446

4.11.1　夹具体的毛坯种类及基本要求 446

4.11.2　夹具体座耳尺寸 446

4.11.3　夹具体的排屑结构 447

4.11.4　夹具体的标准毛坯和零件 448

4.11.5　标准毛坯件和零件组合的夹具体图例 453

4.11.6　夹具体结构的正误分析 455

4.12　机床夹具零部件标准件应用图例 456

4.12.1　定位件及辅助支承应用图例 456

4.12.2　夹紧件应用图例 460

4.12.3　导向件应用图例 481

4.12.4　其他零部件应用图例 482

4.13　夹具元件公差配合的选择及机床夹具零部件通用技术条件 485

4.13.1 夹具中常用元件间的配合及公差 485

4.13.2　常用夹具元件的配合图例 485

4.13.3　机床夹具零件及部件通用技术条件 491

第5章　气动、液压、电力、电磁、真空夹具传动系统及其元件和夹具图例 493

5.1　夹具夹紧动力源概述 493

5.1.1　手动夹紧和动力夹紧 493

5.1.2　动力夹紧的各种动力源 493

5.2　气动夹具 493

5.2.1　气动夹具优缺点和应用场合 493

5.2.2　气源和气压系统 493

5.2.3　气压传动夹紧系统的设计计算及其元件 494

5.2.4　气动夹具应用图例 503

5.3　液压夹具和液压夹紧的动力源 506

5.3.1　夹具用液压系统的特点 506

5.3.2　基本液压夹紧系统、结构及其元件 506

5.3.3　液压夹具常用典型液压回路 506

5.3.4　夹具液压夹紧系统的相关计算 506

5.3.5　液压夹具用液压缸结构和尺寸 512

5.3.6　液压夹紧的各种动力源 522

5.3.7　液压夹紧机构和液压夹具应用示例 530

5.4　电力传动夹具 540

5.4.1　电力传动夹紧装置 540

5.4.2　偏心式电动卡盘 540

5.4.3　电磁铁夹紧装置 542

5.5　电磁夹具及其应用 542

5.5.1　电磁夹具工作原理 542

5.5.2　各种电磁吸盘结构形式和设计要点 543

5.5.3　强力电磁夹具 544

5.5.4　电磁无心夹具 550

5.6　真空夹具及其应用 552

5.6.1 真空系统工作原理及夹紧力计算 552

5.6.2　真空发生装置 552

5.6.3　真空夹具及典型结构 553

5.6.4　真空夹具的设计要点 553

第6章　机床专用夹具设计方法 556

6.1　机床专用夹具设计步骤 556

6.2　设计前期准备 556

6.2.1　信息资料收集与研究 556

6.2.2　加工精度和工艺性分析 557

6.2.3　切削力、夹紧力综合平衡计算 557

6.3　夹具结构方案选择 557

6.3.1　定位原则及方案选择 557

6.3.2　辅助支承方式选择 567

6.3.3　对刀与引导方式选择 570

6.3.4　夹紧原则及方案选择 578

6.3.5　其他组成部分结构形式选择 581

6.4　夹具总装配图绘制 585

6.4.1　总体结构确定 585

6.4.2　定位元件结构绘制 585

6.4.3　辅助支承结构绘制 585

6.4.4　对刀与引导装置结构绘制 586

6.4.5　夹紧元件结构绘制 586

6.4.6　夹具体结构绘制 586

6.4.7　其他部分结构绘制 588

6.4.8　夹具总图标注和技术条件给定 588

6.4.9　夹具设计普遍应注意的问题 590

6.4.10　夹具总装配图绘制示例 592

6.5　夹具零件图绘制 594

6.5.1　零件结构确定 594

6.5.2　材料选择与工艺性分析 596

6.5.3　技术要求确定 597

6.5.4　工艺孔在夹具设计中的应用 597

6.6　夹具设计与制造中的信息处理 597

第7章　机床专用夹具设计及典型图例 599

7.1　车床专用夹具 599

7.1.1　车床专用夹具的主要类型 599

7.1.2　车床夹具设计要则 599

7.1.3　车床（圆磨床）夹具的技术要求 601

7.1.4　车床（圆磨床）夹具的磨损极限 604

7.1.5　车床专用夹具典型图例 604

7.1.6　车床通用可调夹具典型图例 623

7.2　钻床、镗床专用夹具 628

7.2.1　钻床、镗床专用夹具的主要类型 628

7.2.2　钻床夹具（钻模）设计要则 629

7.2.3　镗床夹具设计要则 633

7.2.4　钻床（镗床）夹具的技术要求 637

7.2.5　钻床（镗床）夹具的磨损极限 640

7.2.6　钻模通用部件 650

7.2.7　钻床专用夹具（钻模）典型图例 655

7.2.8　钻床通用可调夹具典型图例 678

7.2.9　钻床多轴头 682

7.2.10　镗床专用夹具典型图例 698

7.3　铣床专用夹具 713

7.3.1　铣床专用夹具的主要类型 713

7.3.2　铣床专用夹具设计要则 713

7.3.3　铣床夹具的技术要求 714

7.3.4　铣床夹具的磨损极限 717

7.3.5　铣床专用夹具典型图例 717

7.3.6　铣床通用可调夹具典型图例 735

7.4　拉床专用夹具 737

7.4.1　拉床专用夹具主要类型 737

7.4.2　拉床专用夹具设计要则 737

7.4.3　拉床专用夹具典型图例 737

7.5　齿轮机床专用夹具 745

7.5.1　齿轮机床专用夹具主要类型 745

7.5.2　齿轮机床专用夹具设计要则 745

7.5.3　齿轮机床专用夹具技术要求 745

7.5.4　齿轮机床专用夹具典型图例 745

7.6　磨床专用夹具 752

7.6.1　圆磨床专用夹具 752

7.6.2　平面磨床专用夹具 753

7.7　组合机床及其自动线专用夹具 760

7.7.1　概述 760

7.7.2　组合机床及其自动线夹具设计要则 761

7.7.3　定位、夹紧及刀具导向的结构 765

7.7.4　组合机床及其自动线专用夹具典型图例 785

7.8　数控机床和加工中心夹具 799

7.8.1　数控机床和加工中心夹具设计要则 799

7.8.2　数控机床与加工中心夹具典型图例 801

第8章　可调夹具和成组夹具 810

8.1　概述 810

8.1.1 可调夹具和成组夹具的定义和分类 810

8.1.2　可调夹具和成组夹具的结构特点及适用场合 810

8.1.3　可调夹具和成组夹具的标识方法 810

8.1.4　可调夹具和成组夹具的应用效果 811

8.2　成组夹具的设计与应用 811

8.2.1　成组夹具的设计依据、原则、程序和附加说明 811

8.2.2　成组夹具的应用与管理 815

8.3　可调夹具示例 815

8.3.1 回转体类零件用可调夹具示例 815

8.3.2　非回转体类零件用可调夹具示例 818

8.4　成组夹具示例 823

8.4.1 回转体零件用成组夹具示例 823

8.4.2　非回转体零件用成组夹具 831

第9章　组合夹具，数控机床、加工中心、柔性制造系统用夹具 835

9.1　组合夹具使用特点和发展概况 835

9.1.1　组合夹具概述 835

9.1.2　我国组合夹具的发展概况 835

9.1.3　使用组合夹具的实际经济效益 836

9.1.4　组合夹具的分类 837

9.2　槽系列组合夹具系统 838

9.2.1　槽系列组合夹具元件 838

9.2.2　槽系列组合夹具元件的结构要素和技术条件 857

9.2.3　槽系列组合夹具的组装和组装守则 859

9.2.4　槽系列组合夹具的基本结构 860

9.2.5　槽系列组合夹具在机械加工中应用示例 868

9.3　孔系列组合夹具系统 879

9.3.1 孔系列组合夹具的特点与发展概况 879

9.3.2　孔系列组合夹具元件的主要技术参数 880

9.3.3　孔系列组合夹具元件 880

9.3.4　孔系列组合夹具的基本结构 892

9.3.5　孔系列组合夹具的组装步骤和注意事项 897

9.3.6　孔系列组合夹具在机械加工中应用示例 899

9.3.7 带有销键和键槽结合定位结构的蓝新特孔系组合夹具系统（LXT） 902

9.4　组合夹具在数控机床、加工中心和柔性制造系统中的应用 906

9.4.1 组合夹具适用于数控机床、加工中心和柔性制造系统的基本考量 906

9.4.2　组合夹具在数控机床、加工中心上安装应用的各种示例 908

第10章　检验夹具 911

10.1　概述 911

10.2　检验夹具的组成和分类 911

10.2.1　检验夹具的概念和适用范围 911

10.2.2　检验夹具的分类 911

10.2.3　检验夹具的主要组成部分 911

10.3　检验夹具主要组成部分的结构和应用 912

10.3.1 检验夹具定位部分的原理和结构 912

10.3.2　检验夹具测量部分的原理和结构 918

10.3.3　检验夹具辅助部分的原理和结构 919

10.4　机械加工和装配过程中检验夹具的典型应用 932

10.4.1　检验夹具的设计基础 932

10.4.2　检验夹具的典型应用 933

10.5　毛坯检测用的检验夹具 936

10.5.1　毛坯检验夹具的使用要求 936

10.5.2　毛坯检验夹具中的定位和测量装置 937

10.6　检验夹具的调整和周期检定 938

10.6.1　检验夹具的调整 938

10.6.2　检验夹具的周期检定 938

10.7　组合检验夹具 939

10.7.1　组合检验夹具概述及示例 939

10.7.2　三坐标测量机组合检验夹具 941

第11章　焊接夹具 944

11.1　概述 944

11.2　焊接夹具的特点、分类与组成 944

11.2.1　焊接夹具的特点 944

11.2.2　焊接夹具的分类 946

11.2.3　焊接夹具的组成 951

11.3　焊接夹具功能部件及典型结构 951

11.3.1　定位功能部件及典型结构 951

11.3.2　夹紧功能部件及典型结构 957

11.3.3　夹具体及典型结构 961

11.3.4　特种功能部件及典型结构 963

11.4　焊接夹具设计及典型图例 966

11.4.1　焊接夹具设计原则 966

11.4.2　焊接夹具设计方法 967

11.4.3　焊接夹具设计步骤 970

11.4.4　焊接夹具设计典型图例 987

11.5　焊接夹具的制造技术与调整 989

11.5.1　焊接夹具的制造技术 989

11.5.2　焊接夹具调试 990

11.6　焊接组合夹具 992

11.6.1　概述 992

11.6.2　俄罗斯（前苏联）焊接组合夹具系统简介 992

11.6.3　德国焊接组合夹具系统 994

第12章　计算机辅助夹具设计（CAFD） 997

12.1 CAFD在现代制造业中的作用 997

12.1.1　概述 997

12.1.2　发展背景 997

12.1.3 CAFD在现代制造业中的地位和作用 1000

12.1.4 CAFD的发展趋势 1001

12.2 CAFD发展的不同阶段和所研究系统 1002

12.2.1　第一代交互式系统 1002

12.2.2　基于GT的CAFD系统 1004

12.2.3　夹具设计的专家系统 1008

12.2.4　基于实例推理的CAFD系统 1010

12.2.5　智能式夹具CAFD系统 1012

12.2.6　基于图论方法的自动夹具结构生成 1014

12.3　CAFD中夹具设计的验证 1015

12.3.1 CAFD中夹具设计验证的必要性 1015

12.3.2　CAFD中夹具设计验证的项目 1016

12.3.3　夹具刚度与变形的验证 1016

12.4 CAPP与CAFD并行设计集成系统 1017

12.4.1　重要性、必要性 1018

12.4.2　总体结构 1018

12.5 已开发并在企业中试用的CAFD系统示例 1018

12.5.1　易博三维CAFD系统 1018

12.5.2　新迪孔系组合夹具CAFD组装设计系统 1022

参考文献 1027