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1、第十一章第十一章 机床夹具机床夹具 11-1 机床夹具概述 11-2 工件的定位 11-3 工件的夹紧 11-4 钻床夹具 11-5 组合夹具 11-1 机床夹具概述 一、机床夹具的分类及组成 1机床夹具的分类 按夹具的通用特征，夹具可分为通用夹具、专用 夹具、组合夹具和可调整夹具等。按夹具使用的机床 及性能不同，夹具可分为钻床夹具、车床夹具、铣床 夹具、磨床夹具等。 2机床夹具的组成 （1）定位元件 定位元件的作用是使工件在夹具中占据正确的加工 位置。 轴套 轴套钻孔用夹具 （2）夹紧装置 夹紧装置的作用是将工件压紧夹牢，保证已确定的 工件位置在加工过程中不发生变化。 轴套钻孔用夹具 （3）
2、引导元件 引导元件的作用是确定刀具相对于工件的正确位置 并引导刀具进行加工。 轴套钻孔用夹具 （4）夹具体 夹具体是夹具的基础件，通过它将夹具上所有元件 装配成一个整体。 轴套钻孔用夹具 （5）其他元件及装置 其他元件及装置包括用于改变工件与刀具相对位 置以获得多个工位的分度装置；非手动夹具中作为 生产动力部分的气缸、液压缸及电磁装置；靠模装 置及连接元件、自动定心装置等。 二、机床夹具的作用 1保证加工精度 2提高劳动生产率，降低加工成本 3扩大机床加工范围 4能减轻工人的劳动强度 11-2 工件的定位 一、工件的定位原理 1定位与定位基准 确定工件在机床上或夹具中占有准确加工位置的过 程，
3、称为定位。工件的定位是靠工件上某些表面与夹 具中的定位元件（或装置）相接触来实现的。 定位基准是指在加工过程中，使工件在夹具中（或 机床上）占有准确加工位置所依据的基准。 2六点定位规则及应用 （1）六点定位规则 物体的六个自由度 （2）长方体工件的定位 （3）圆柱体工件的定位 序号简 图加工要求需限制的自由度 1 1尺寸A 2加工面与底面的平行度 、 、 2 1尺寸A、L 2槽与圆柱轴线平行并对称 、 、 、 、 31尺寸B、L 2孔轴线与底面 的垂直度 通孔、 不通孔、 、 满足加工要求必须限制的自由度 序号简 图加工要求需限制的自由度 41孔与外圆柱面的 同轴度 2孔轴线与底面的 垂直度
4、 通孔、 、 、 不通孔、 、 、 、 51尺寸R 2以圆柱轴线为对 称轴，两孔对称 3两孔轴线垂直与 底面 通孔、 、 、 、 不通孔、 、 、 、 续表 二、定位方法和定位元件的选用 1工件以平面定位 （1）基本支承 1）固定支承 支承钉和支承板 工件定位基准 定 位 元 件 定位简图 定位元 件特点 限制自由度 平面 支承钉 1，2，3 ， ， 4，5 ， 6 支承板 1，2 ， ， 3 ， 支承板 或 支承钉 短支承板 或支承钉 长支承板 或支承钉 ， 常用定位元件所限制的自由度 工件定位基准 定 位 元 件 定位简图 定位元 件特点 限制自由度 V形架 短V形架 ， 长V形架 ， ，
5、 定位套 短套 ， 长套 ， ， 续表 工件定位基准 定 位 元 件 定位简图 定位元 件特点 限制自由度 圆柱孔 定位销 （心轴 ） 短销 （短心 轴） ， 长销 （长心 轴） ， ， 菱形销 短菱形 销 续表 工件定位基准定位元件定位简图 定位元 件特点 限制自由度 圆柱孔 菱形销长菱形销 ， 短锥销 一端使用， ， 两端使用 ， ， ， 续表 2）自位支承 3）可调支承 （2）辅助支承 2工件以外圆柱面定位 （1）V形架 是具有两个定位平面并相互形成夹角 的一种定位元 件， 一般有60、90和120三种。 轴类零件铣键槽定位方法 （2）定位套 定位套镶在夹具体上，工件的圆柱定位基准面插入
6、 定位套中。用定位套元件对工件定位时，短套可限制 两个自由度，长套可限制四个自由度。 3工件以圆柱孔定位 工件以孔为定位基准时，必须使孔的中心线与夹具 体上有关定位元件轴心线重合（同轴）。常用的定位 元件由定位心轴和定位销。 4工件定位时应注意的问题 （1）完全定位 用六个支承点限制工件全部六个自由度，使工件在 夹具中占有完全确定的唯一位置，称为完全定位。 （2）不完全定位 没有完全限制工件六个自由度的定位，称为不完 全定位。 （3）欠定位 欠定位是指工件实际定位时，所限制的自由度数目 少于按加工要求所必须限制的自由度数目。 （4）过定位 过定位是指夹具上两个或两个以上的定位元件，重 复限制工
7、件的同一个或几个自由度的现象。 11-3 工件的夹紧 一、夹紧装置的组成 1力源装置 力源装置是产生夹紧力的装置。通常是指机动夹紧 时所使用的气动、液压、电动等动力装置。 夹紧装置的组成 2中间递力机构 中间递力机构是介于力源和夹紧元件之间的传力 机构。它把力源装置的夹紧作用力传递给夹紧元件， 然后由夹紧元件最终完成对工件的夹紧。一般递力机 构可以在传递夹紧作用力过程中，改变夹紧作用力的 方向和大小，根据需要也可具有一定的自锁性能。 3夹紧元件及夹紧机构 夹紧元件是夹紧装置的最终执行元件。通过它和 工件受压面的直接接触而完成夹紧动作。对于手动夹 紧装置来说，夹紧机构则是由中间递力机构和夹紧元
8、件所组成。 二、夹紧装置的基本要求 1牢 夹紧后，应保证工件在加工过程中的位置不发生变化 。 2正 夹紧时，应不破坏工件的正确定位。 3快 操作方便，安全省力，夹紧迅速。 4简 结构简单紧凑，有足够的刚性和强度，且便于制造。 三、夹紧力的确定 1夹紧力的方向 夹紧力应垂直于主要定位基准 a）正确 b）错误 2夹紧力的作用点 （1）夹紧力的作用点应保持工件定位稳固，而不 致引起工件位移或偏转。 夹紧力作用点应防止工件倾斜 a）正确 b）错误 （2）夹紧力的作用点应使工件夹紧变形尽可能小 夹紧力作用点应落在刚性好的部位 a）效果好 b）效果不好 （3）夹紧力的作用点应尽可能靠近工件被加工表 面，以
9、提高定位稳定性和夹紧可靠性。 夹紧力作用点应靠近加工表面 3夹紧力的大小 在加工过程中，夹紧力要克服切削力、惯性力、 重力等作用力的影响，即夹紧力应与上述作用力组成 平衡力系。因此，夹紧力的大小必须合适。夹紧力过 大，将使工件变形，增大夹紧装置的结构尺寸；夹紧 力过小，夹紧不可靠，影响工件的准确定位，不能保 证加工要求。 四、基本夹紧机构 1斜楔夹紧机构 斜楔夹紧机构 1-夹具体 2-斜楔 3-工件 2螺旋夹紧机构 由螺钉、螺母、压板等元件组成的夹紧机构，称为 螺旋夹紧机构。 （1）单螺旋机构 （2）螺旋压板机构 3偏心夹紧机构 偏心夹紧机构是用偏心件来实现夹紧作用的一种机 构，常用的偏心件是
10、偏心轮和偏心轴。 11-4 钻床夹具 一、钻床夹具的特点 在钻床上进行孔的钻、扩、铰、锪、攻螺纹等加工 所用的夹具，称为钻床夹具（钻模）。在钻床夹具上 ，一般都装有钻套，通过它引导刀具来保证被加工孔 的坐标位置，并防止钻头在切入时引偏，从而保证和 提高被加工孔的位置精度、尺寸精度及降低孔的表面 粗糙度，还可缩短工序时间，提高生产率。 二、常用钻床夹具的类型 1固定式钻床夹具 固定式钻床夹具 1-夹具体 2-平面支承板 3-削边定位销 4-圆柱定位销 5-快速夹紧螺母 6-特殊快换钻套 2移动式钻床夹具 3翻转式钻床夹具 4盖板式钻床夹具 5回转式钻床夹具 三、钻套的类型及应用 1固定钻套 固定
11、钻套 a）无肩式 b）带肩式 2可换钻套 3快换钻套 4特殊钻套 特殊钻套 a）斜面钻套 b）加长钻套 c）d)小孔距钻套 11-5 组合夹具 钻孔用组合夹具 一、组合夹具的构成 1基础件 2支承件 支承件主要用于不同高度的支承和各种定位支承面 ，包括各种规格尺寸的垫板、矩形支承、角度支承、V 型支承等。 3定位件 定位元件主要用于确定元件与元件、元件与工件之间 的相互位置，以保证夹具的装配精度和工件的加工精度 ，同时增强元件之间的连接强度和整个夹具的刚度。 4导向件 导向件用来确定刀具与工件的相互位置，加工时引 导刀具到达加工部位，还可增强加工稳定性。 5压紧件 压紧件的作用是将工件压紧在夹
12、具上，包括各种形 状、尺寸的压板。 6紧固件 包括各种螺栓、螺钉、螺母和垫圈等。组合夹 具使用的各种标准紧固件，要求强度高、寿命长 、体积小，材料比一般标准紧固件好，加工精度 也较高。 7辅助件 这类元件用途单一，包括连接板、浮动块、回转压 板、平衡块以及支承钉和支承环等， 8组合件 组合件是指由几个元件组成，在夹具组装过程中， 不拆散使用的独立部件。按用途分为定位组合件、分度 组合件、导向组合件等。 二、组合夹具的组装 1首先根据工件的加工图样（或实物）、加工工 艺卡等技术资料确定组装方案，选择定位和夹紧方法 及相应的元件。 2进行夹具的试装，确认方案合理后，即可装上 定位键，进行元件的连接
13、和尺寸调整工作。 3仔细检查夹具的总装精度、尺寸精度和相互位 置精度，经检验合格后方可交付使用。 元件分解图 组装图 三、组合夹具的特点及应用 1组合夹具的特点 （1）灵活多变，能迅速根据工件不同加工要求，提 供各种定位夹紧形式，缩短生产周期。 （2）保证加工质量，提高生产率。 （3）使用后便于拆卸、清洗和存放。 （4）可重复使用，大大节省了人力和物力。 （5）制造成本较高。 2组合夹具的应用 （1）适用于产品变化较大的生产中，如新产品试制 、单件小批量生产及临时突击性生产。 （2）可用于车、铣、刨、镗、磨、钻及检验等工序 ，尤其在孔加工工序中用量最大。 （3）可以满足各种不同形状工件的加工要求，不受 工件形状的限制。 （4）组合夹具各元件间的配合尺寸公差一般为IT7级 ，因此，采用组合夹具，工件加工精度一般可达IT8级。
