机床夹具原理与设计11教材

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1、*1 第第4 4章章 机床夹具原理与设计机床夹具原理与设计 4.1 机床夹具概述 4.2 工件在夹具中的定位 4.3 定位误差分析 4.4 工件在夹具中的夹紧 4.5 常用夹具 4.6 机床夹具的设计方法 第一节 机床夹具概述 l 一. 机床夹具的基本概念 l 二.机床夹具的作用及需要满足的要求 l 三.机床夹具的分类 l 四.机床夹具的组成 *2 3 l 工件在机床上加工时，为保证加工精度和提高生产率 ，必须使工件在机床上相对刀具占有正确的位置，这个 过程称为定位。 在切削过程中，为了克服工件受外力(惯性力、切削 力、重力等)的作用而破坏定位，还必须对工件施加夹紧 力，这个过程称为夹紧。 一

2、.机床夹具的基本概念 装夹 = 定位 + 夹紧 4 l1、机床夹具的概念 l 机床夹具:机床上用以装夹工件（和引导刀具）的一 种装置。 l 实质:把工件放在相对于机床和刀具的正确位置上， 并把工件固定以确保工件在加工过程中不发生位置 变化。 l 定位：使工件在机床或夹具中占有正确位置的过程 。 l 夹紧：工件定位后对工件施加一定的外力，使工件 在加工过程中保持定位后的正确位置不变动。 一.机床夹具的基本概念 5 机床夹具作用:使工 件相对于机床或刀具有 个正确的位置，并在加 工过程中保持这个位置 不变。 6 2.工件装夹的方法 工件在机床上的装夹方式，取决于生产批量、工件 大小及复杂程度、加工

3、精度要求及定位的特点。 l找正法装夹 l1) 直接找正法装夹 l2) 划线找正法装夹 l专用夹具装夹 7 l1）直接找正装夹 l 将工件装在机床上，然后按工件的某个（或某些 ）表面，用划针或用百分表等量具进行找正，以获 得工件在机床上的正确位置。 l 优点：夹具结构简单，可避免因夹具本身的制造 误差而产生的定位误差，因此，定位精度高。 l 缺点：安装时费时，效率低，需凭经验操作，对 工人技术要求高。 l 适用场合：单件小批生产中（如工具修理车间）。 8 图图4.1 在四爪卡盘盘上用百分表找正装夹夹工件 9 图4.2 直接找正装夹（视频） 精度高，效率低，对工人 技术水平高。 10 l2）划线找

4、正装夹 l 按图纸要求在工件表面上事先划出位置线、加工 线和找正线，装夹工件时，先按找正线找正工件的 位置，然后夹紧工件。 l 划线找正装夹不需要专用设备，通用性好，但效率 低，精度也不高，通常划线找正精度只能达到0.1 0.5mm。 l 适用于单件小批量中形状复杂的铸件粗加工工序。 11 毛坯孔 加工线 找正线 图4.3 划线找正安装(视频) 精度不高，效率低，多用于形 状复杂的铸件。 12 l3）使用专用夹具装夹 l 专用夹具:使加工对象迅速而正确地定位和夹紧， 便于接受加工、检测的装置。 l 工件相对夹具的位置是一定的，而夹具与机床的 位置关系预先调整好，这样，在切削一批零件时 ，不必再

5、逐个找正定位。 l 装夹方式操作简单、效率高、定位精度好而可靠 ，容易保证加工精度，还可以减轻工人的劳动强 度和降低对工人技术水平的要求，因而广泛应用 于各种生产类型。 13 采用夹具安装是一种先进的安装方式，既能保证 质量，又能节省工时，对操作者的技能要求较低，特 别适用于成批大量生产中。 14 工件在夹具上装夹（滚齿夹具） 精度和效率均高， 广泛采用。 15 4.1 机床夹具概述 l二.机床夹具的作用及需要满足的要求 1.机床夹具的作用 l 1)定位和夹紧 保证稳定可靠地达到加工精度 ； l 2)减少辅助时间 提高生产率，降低生产成本 ； l 3)设计专用夹具 扩大机床工艺范围； l 4)

6、减轻劳动强度 保证生产安全。 16 4.1 机床夹具概述 l二.机床夹具的作用及需要满足的要求 2.机床夹具需要满足的要求 l 1)保证加工精度； l 2)夹具的总体方案与年生产纲领相适应； l 3)安全方便，减轻劳动强度； l 4)排屑顺畅； l 5)良好的强度、刚度和结构工艺性。 17 4.1 机床夹具概述 l二.机床夹具的作用及需要满足的要求 3.实现机床夹具的作用必须满足三个条件 l 1)夹具在机床上的准确装夹； l 2)工件在夹具中占有正确的加工位置； l 3)刀具相对夹具具有准确位置。 18 l三.机床夹具的分类 1.按专门化程度分类 l 1）通用夹具 l 2）专用夹具 l 3）成

7、组夹具 l 4）组合夹具 l 5）随行夹具 19 l1）通用夹具 l 通用夹具：结构、尺寸已标准化，在一定范围内可 用于同一类型、不同尺寸工件的加工。 l 车床上三爪自动定心卡盘、四爪单动卡盘、铣床上 的平口钳、万能分度头、顶尖、中心架、电磁吸盘 、回转工作台等。 l 一般由专业工厂生产，常作为机床附件提供给用户 。 l 特点：适应性广，生产效率低，适用单件小批量生 产中。 20 通用夹具 三爪卡盘四爪卡盘 万向平口钳 回转工作台分度头 21 l2）专用夹具 l 专用夹具：针对某一工件某一工序的加工要求专门 设计和制造的夹具。 l 特点：结构紧凑，操作迅速、方便、省力，可以保 证较高的加工精度

8、和生产效率，但设计制造周期较 长、制造费用也较高。 l 当产品变更时，夹具将由于无法再使用而报废。 只适用于产品固定且批量较大的生产中。 *22 专用夹具 23 专用夹具 24 25 l 3）成组夹具 l 成组夹具：采用成组加工工艺，将工件按形状、尺 寸和工艺的共性分组，再为每组工件设计组内通用 的专用夹具。 l 特点： 通过调整和更换夹具上的部分元件，即可 用于加工形状、尺寸和加工工艺相似的工件。用于 多品种，中小批量生产。 26 l 4）组合夹具 l 组合夹具：一种模块化的专用夹具。标准的模块元件 有较高的精度和耐磨性，根据积木化原理，针对不同 的工件对象和加工要求可组装成各种夹具；夹具用

9、完 毕后可进行拆卸，留待组装新的夹具。 l 特点：灵活多变，万能性强，制造周期短、元件能反 复使用，特别适用于新产品的试制和单件小批生产。 l 是一种较经济的夹具。组合夹具也已商品化，由专业 厂家制造。 2006-227 28 l 5）随行夹具 l 随行夹具：一种在自动线上使用的夹具。 l 特点：既要起到装夹工件的作用，又要与工件成为 一体沿着自动线从一个工位移到下一个工位，担负 沿自动线输送工件的任务。 l 主要是在自动生产线 柔性生产线。 29 2.按使用的机床分类 l 由于各类机床自身工作特点和结构形式各不相同， 对所用夹具的结构也相应地提出了不同的要求。 l 按所使用的机床不同，夹具又

10、可分为：车床夹具、 铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮 机床夹具和其他机床夹具等。 30 l1）钻床夹具 l 钻床夹具简称钻模，主要用于加工孔及螺纹。它主 要由钻套、钻模板、定位及夹紧装置夹具体组成。 31 l1）钻床夹具 l 钻床夹具简称钻模，主要用于加工孔及螺纹。它主 要由钻套、钻模板、定位及夹紧装置夹具体组成。 32 33 l2）镗床夹具 l 镗床夹具又称为镗模，主要用于加工箱体或支座类 零件上的精密孔和孔系。主要由镗模底座、支架、 镗套、镗杆及必要的定位和夹紧装置组成。 34 3.按夹紧动力源分类 l 根据夹具所采用的夹紧动力源不同，可分为：手 动夹具、气动夹具、液压夹具、气

11、液夹具、电动 夹具、磁力夹具、真空夹具等。 气动虎钳 液压夹具 机床夹具的组成 定位元件 夹紧装置或元件 对刀、引导元件 其它装置或元件 夹具体 连接元件 四.机床夹具的组成 机床夹具的组成 定位元件 夹紧装置或元件 对刀、引导元件 其它装置或元件 夹具体 连接元件 四.机床夹具的组成 详细 详细 详细 详细 详细 详细 37 l 1) 定位元件 l 与工件的定位基准相接触，确定工件在夹具中的正 确位置，保证加工时工件相对于刀具和机床加工运动间 的相对正确位置。 l 2) 夹紧装置或元件 夹紧工件，在切削时使工件在夹具中保持不变位置。 l 3) 对刀、引导元件或装置 作用:保证工件与刀具之间的

12、正确位置。 对刀元件:确定刀具在加工前正确位置的元件，如对刀块 。 引导元件:用于确定刀具位置并导引刀具进行加工的元件, *38 铣床夹具一般设置对刀装置。对刀装置的结构形式取 决于工件加工表面的形状。 对刀时，在刀具与对刀块之间加一塞尺，避免刀具与 对刀块直接接触而损坏刀刃或造成对刀块磨损。 塞尺:平塞尺和圆柱形塞尺两种，平塞尺厚度一般为 1mm、2mm、3mm，圆柱形塞尺直径常用3mm或5 mm 。 对刀块与塞尺均已标准化。对刀装置应设置在便于对 刀的位置，一般在工件的切入端。 铣床夹具的对刀装置 对刀块 l4) 连接元件 l 使夹具与机床相连接的元件，保证机床与夹具之间的相 互位置关系。

13、 对于铣床、刨床、镗床等机床，夹具一般用两个定位键 定位，用一组螺栓夹紧在工作台上。 a圆圆形定位键键 b矩形定位键键 上部与夹夹具体底面 上的槽配合，通过过螺 钉连钉连 接在夹夹具体上， 其下部与机床工作台上 的T形槽配合。 夹夹具在工作台上的 夹紧夹紧 是在夹夹具体上设设 计计开口耳座，用T形槽 螺栓和螺母进进行夹紧夹紧 。 40 l5)夹具体 l 连接或固定夹具上各元件及装置，使其成为一 个整体的基础件。定位元件、夹紧装置、连接元件 、对刀装置、导向元件、分度装置等都要装在它上 面，夹具体还要实现和机床的连接。 l 与机床有关部件进行连接，使夹具相对机床具 有确定的位置。 *41 夹具体

14、设计时要考虑因素 ： （1）刚刚度：夹夹具体要有足够够的刚刚度，以承 受工件安装时时的夹紧夹紧 力和加工时时的切削力，夹夹 具体可选选铸铸件、焊焊接件或机加件。 （2）工艺艺性：夹夹具体一般比较较复杂杂，所以 要考虑结虑结 构工艺艺性，使加工和装配合理、方便 。 （3）结结构尺寸：夹夹具体的结结构尺寸应应小巧 、紧紧凑，有时为时为 考虑夹虑夹 具的稳稳定性，夹夹具体 底面可适当大些。 （4）使用方便:便于排屑和切屑清扫扫。 42 6) 其它元件及装置 l 有些夹具根据工件的加工要求，要有分度机构。 以上这些组成部分，并不是对每种机床夹具 都是缺一不可的，但是任何夹具都必须有定位元件 和夹紧装置

15、，它们是保证工件加工精度的关键，目 的是使工件定准、夹牢。 43 钻轴套工件上6H7孔的钻床夹具，工件以内孔及端面为 定位基准，在夹具的定位销7及其端面上定位，即确定了工件 在夹具中的正确位置。拧紧螺母5，通过开口垫圈4可将工件夹 紧，然后由装在钻模板3上的快换钻套1引导钻头进行钻孔。 2006-244 l 钻轴套工件上 6H7孔的钻床夹具，工件以内孔及端面为定 位基准，在夹具的定位销7及其端面上定位，即确定了工件 在夹具中的正确位置。拧紧螺母5，通过开口垫圈4可将工件 夹紧，然后由装在钻模板3上的快换钻套1引导钻头进行钻孔 。 45 l 定位元件定位销7 l 夹紧装置或元件螺母5和开口垫圈4 l 导引元件快换钻套1 l 夹具体夹具体8 46 铣轴端槽夹具 1 V型块 2 支撑套 3 手柄 4 定向键 5 夹具体 6 对刀块 1）定位元件 1 23 6 4 6）其他装置或元件 5）夹具体 4）连接元件 3）对刀、引导元件 2）夹紧装置 第二节 工件在夹具中的定位 l 一. 基准的基本概念 l 二.六点定位原理 l