组合夹具拼装实验指导书

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1、组合夹具拼装实验指导书一、 实习目的和要求组合夹具是在夹具设计高度标准化、通用化、系列化的基础上发展起来的一种夹具。它由一套预先制造好的，具有各种形状、规格和系列尺寸的标准元件和组件所组成。通过组合夹具拼装实验，可使学生加深对夹具的组成、定位夹紧等基本概念和应用方法的理解。要求学生根据给定的零件自行设计夹具拼装方案，或利用给定的组合夹具元件改进组装方案，夹具的定位、夹紧方案正确，结构合理，满足加工要求。二、 组合夹具拼装实习主要内容（一）组合夹具的拼装（3H）地点：组合夹具实验室 CA103分组：分三组，每组利用六点定位原则装夹一个零件（二）实验报告用北京理工大学珠海学院实验报告用纸徒手书写。

2、三、 实验仪器及设备组合夹具元件库、拼装、调整工具以及样件等。四、 实验内容1、掌握组合夹具的组成、结构及各部分的作用； 2、理解组合夹具各部分连接方法，掌握组合夹具的装配过程； 3、完成一个零件的定位五、 实验基本步骤1、熟悉组合夹具的总体结构，找出夹具中的定位元件、夹紧元件、对刀元件、夹具体及导向元件，熟悉各元件之间的连接及定位关系。2、根据工件的加工要求选取某一道工序进行工装夹具设计，拟定工件在夹具中的定位和夹紧方案。3、选取需要的元件，利用工具按正确的顺序装配各元件，并调整好各工作表面之间的位置。4、将工件安装到夹具中，使工件在夹具中具有正确的定位、夹紧可靠。5、将夹具安装到机床的工作

3、台上，调整好刀具和工件的相对位置，注意夹具在机床上的定位，调整好夹具相对机床的位置。6、完成实验报告。七、组合夹具相关知识用组合夹具加工工件，同用其它夹具一样，必须使被夹工件对于夹具和刀具具有固定不变的位置，以保证所需加工位置，为了达到这一目的，应该限制工件对于夹具所有可能相对运动，这就是说，应该在工件上选择适当的定位基准面，在夹具上分布与之适应的支撑点，以限制工件对于夹具所有自由度。定位基准面和支撑点的数目和分布是按六点定位原则确定的。（一）六点点位原则1、 六点定则的含义一个刚性物体，在空间是一个自由体，具有六个自由度，如图：所示，既沿三个直角坐标轴 OX,OY,OZ 方向的移动，和绕着这

4、三个轴的转动，要使物体在空间不移动，不转动，就必须消除这六个自由度。上述几点选择原则，有时是相互矛盾的，在选择定位基准时，必须综合考虑，在保证工件加工要求的前提下，尽量使夹具结构简单工件稳定性好，一般来说，工件每一道工序加工的基准面，由工艺人员在工艺卡片上注明，组装工人一般可按照此组装，但如果掌握合理选择基准面的原则，就能灵活运用，必要时修改定位基准面，把夹具装的更合理。2、 组合夹具的组成（1）基础件 包括各种规格尺寸的方形、矩形、圆形基础板和基础角铁等，基础件主要用作夹具体。（2）支承件 包括各种规格尺寸的垫片、垫板、方形和矩形支承、角度支承、角铁、菱形板、V 形块、螺孔板、伸长板等，支承

5、件主要用作不同高度的支承和各种定位支承平面，是夹具体的骨架。基础件支承件（3）定位件 包括各种定位销、定位盘、定位键、对位轴、各种定位支座、定位支承、锁孔支承、顶尖等，定位件主要用于确定元件与元件、元件与工件之间的相对位置尺寸，以保证夹具的装配精度和工件的加工精度。定位件（4）导向件 包括各种钻模板、钻套、铰套和导向支承等， 。导向件主要用来确定刀具与工件的相对位置，加工时起到引导刀具的作用。 。导向件（5）夹紧件 包括各种形状尺寸的压板，夹紧件主要用来将工件夹紧在夹具上，保证工件定位后的正确位置在外力作用下不变动。由于各种压板的主要表面都经过磨光，因此也常作定位挡板、连接板或其他用途。夹紧件

6、（6）紧固件 包括各种螺栓、螺钉、螺母和垫圈等。紧固件主要用来把夹具上各种元件连接紧固成一整体，并可通过压板把工件夹紧在夹具上。（7）其他件 包括除了上述六类以外的各种用途的单一元件，例如连接板、回转压板、浮动块、各种支承钉、支承帽、二爪支承、三爪支承、平衡块等。（8）组合件 指在组装过程中不拆散使用的独立部件。按其用途可分为定位合件。导向合件、夹紧合件和分度合件等。（二）定位方法及其典型结构工件的定位方法，通常按照工件加工精度，技术要求，工件的表面特性而定，常用定位方法的典型结构有以下几种。1、面作安装基准的定位方法及其电性结构（1）粗基面定位，如锻铸件的毛面，其特点是表面误差大，定位时通常

7、在基础件上装三各鳞齿支撑冒钉等。这三个定位圆间相互之间的距离越远，工件定位九月稳定。如图所示，有三个鳞齿支撑帽组成的平面，用作毛面定位时的情况。如果毛面直接放在基础件上，其接触点也只是毛面上最突出的三个点，这三点的位置，在同一批毛坯在夹具中的位置是不确定的，同时，粗糙的工件毛面会划伤元件表面，破坏元件的精度，因而这种定位方法是不合理的，如图所示。在三个互相垂直的坐标面内，通过用六个支撑点来控制工件的六个自由度，如图所示工件，在 XOY 平面上，被三个支撑点限制了三个自由度，OZ 轴的移动和绕 OX，OY 轴的转动，这个面称为主要基准面，工件在 YOZ 平面上被两个支撑点限制了两个自由度，既沿

8、OX 轴的移动和绕 OZ 轴的转动，这个面称为导向基准面，工件在 XOZ 平面上被一个支撑点限制了一个自由度，既沿 OY 轴的移动，这个面称为止动基准面，这样分布的六个支撑点，限制了工件的六个自由度，工件在空间的位置就确定了。综上所述，任何工件要在夹具中获得确定的位置，必须消除所有六个自由度，这就需要利用工件上相当于三个坐标平面的表面作为定位基准面，并由夹具的定位元件与之接触来确定工件的位置。3、 六点定位原则的应用六点定位原则对于任何形状工件的定位都是应该遵循的，这就是说，六点定则的运用有它的普遍性，不管什么样的工件，如果违背六点定则，工件在夹具中的位置就不确定，从而就会影响加工精度，然而，

9、工件用六点定则进行定位时，必须根据具体加工要求，灵活运用，以便用最简单的定位方法，使工件在夹具中迅速获得正确的位置（1） 典型工件的定位形式a、 箱体形工件 如下图所示：选择工件面积最大的 XOY 平面作为主要基准面，在夹具中分布了三个支撑点，这三个支撑点相互间的距离越远，工件的稳定性就越好。选择工件表面最常的 YOZ 平面作为导向基准面，在家具中分布了两个支撑点，这两个点距离越远，定位越准确。选择 XOZ 平面作为止动基准面，在夹具中分布了一个支撑点，这个基准面应该选择工件的最小表面。b、 长轴型工件 选择较远的两端轴颈为主要基准面，装上两个 V 型块，相当于夹具在XOY 和 ZOY 平面上

10、各分布两个支撑点，限制了沿 OX 和 OZ 的移动和绕 OX,OZ 的转动。轴端放一挡块，相当于夹具在 XOZ 平面上分布了一个支撑点，限制工件沿 OY 方向的移动。在键槽上安装一定位板，相当于夹具在 XOY 平面上分布了一个支撑点，限制工件绕 OY 轴转动，如图：c、 盘型工件 如图所示，选择工件表面最大的 XOZ 平面作主要基准面，在夹具上分布了三个支撑点，限制工件绕 OX 和 OZ 轴的转动和沿 OY 轴的移动，工件的下半圆表面用一个V 型块定位，相当与夹具的两个支撑点，分别分布在 XOY、ZOY 平面上，限制工件沿OX、OZ 轴的移动。工件的侧面设一挡块，相当于夹具在 ZOY 平面上分

11、布了一个支撑点，限制工件绕 OY 轴的转动（2） 欠定位和过定位。工件的定位，一般来说，必须按照六点定则进行，在夹具上分布相当于六个定位支撑点的定位元件，一限制工件的六个自由度，如果定位支撑点的数目少于六个，工件就因产生移动或转动，影响加工精度。如图所示，工件由于欠定位，将以 O 作支点，左右摆动，是工件倾斜。但是，有些工件，根据具体加工要求，定位支撑点的数目可以少于六个，工件定位时在某些方向的移动或转动不影响加工精度，在这种情况下，只需要分布与加工要求有关的支撑点，用较少的定位元件，大道定位的要求。下列表中列举了四个少于六个支撑点的定位示例。支撑点数目多于六个的定位成为过定位。这样是不允许的

12、，因为同一批工件的定位面不是绝对精确的，过定位时，定位面与支撑点的接触情况是不固定的，使得工件在夹具中得不到准确的位置，从而影响加工精度，下图中是一个国定位示例，如图 a 所示，工件以圆柱销、菱形销及底面定位，保证尺寸 Bb。在加工时为了增加工件的刚性。用角铁靠住工件，结果使定位支撑多于六个，产生过定位。从上例可知，工件在夹具中定位时，如果为了增加刚性，必须使用六个以上支撑点时，这些支撑点必须是可调节或可移动的，否则，工件就不能获得准确的定位。4、 常用定位元件相当于支撑点的数目工件定位时，支撑点的数目是有定位元件来体现的。组合夹具中，常用定位元件相当于支撑点数目列举如下：较大的元件表面三个支

13、撑点窄长元件的表面两个支撑点长圆柱销（孔）四个支撑点短圆柱销（孔）两个支撑点长 V 型面四个支撑点短 V 型面两个支撑点活动顶尖两个支撑点固定顶尖三个支撑点活动 V 型销一个支撑点菱形销一个支撑点（三）基准原则组装夹具时，首先根据工艺卡片上被加工工件尺寸、技术条件，正确地理解或确定工件的定位基准面，并选择相应的定位元件，确定夹具的结构方案，定位基准的选择是否合理，直接影响工件的加工精度和夹具结构的复杂程度，要做到合理的选择定位基准，必须注意以下四点：1、定位基准必须与原始基准重合定位基准就是工件安放在夹具上的基准面，原始基准就是工艺卡上被加工面起始尺寸的点、线、面。如图所示，要求加工30 的孔

14、，保证尺寸 Aa 和 Bb。作为被加工面30 孔的起始尺寸 A 面和 B 面是工件的原始基准，如果定位基准选在 A 面和 B 面上，则定位误差为零。现所选的定位基准与原始基准不重合，由于工件尺寸 C 的误差为c 尺寸 E 的误差为e，结果对一个工件可能产生最大定位误差分别为 c 和 e，对一批工件可能产生的最大定位误差分别为2a 和 2c。2、所选的定位基准必须满足工件的技术要求下图被加工零件的工序图，其中被加工孔D 的轴线对基准孔D1 轴线有平行度要求。对定位基准的选择有两种方案，如 b,c 所示。工件若按 b 定位，主要基准面是 A 面，当工件上一道工序孔D1 的轴线与 A 面不垂直时，在夹紧力的作用下，强迫 A 面与定位元件表面接触，结果，被加工孔D 对基准孔D1 的平行度产生较大误差。如按 c 的方案，选择孔为主要基准面，用长轴定位，夹紧后用可调支撑与 A 面接触，这样，被加工孔D 与基准孔D1是平行的，显然，后一方案对基准面的选择较前者合理。3、选择定位基准时必须考虑工件的稳定性如下图所示，如果定位基准面选在 A 面，工件的稳定性不好，给定位、夹紧都带来了困难，若定位基准面选在 B 面，工件的稳定性最好。