机床夹具概述

机床夹具设计 高职机械类 模块一机床夹具概述 P 23 模块一机床夹具概述 钻床夹具图 学习情境一机床夹具 一 机床夹具的基本概念1 夹具是一种装夹工件的工艺装备 它广泛应用于机械制造过程的切削加工 热处理 装配 焊接和检测等工艺过程中 2 定义在金属切削机床上使用的夹具 统称为机床夹具 学习情境一机床夹具 二 机械夹具在机械加工中的作用定位通过工件定位基准面与夹具定位元件的定位面接触或配合 使工件在夹具中占有正确的几何位置 夹紧工件定位后 经夹紧装置施力 将其固定夹牢 使工件正确的位置保持不变 学习情境一机床夹具 夹具的功用1 稳定地保证工件的加工精度2 减少辅助时间 提高劳动生产率3 扩大机床工艺范围 实现 一机多能 4 改善工人劳动条件 保障生产安全 镗削连杆夹具的使用 钻模夹具的使用 学习情境二机床夹具的分类及组成 一 机床夹具的分类方法1 按使用范围和特点分通用夹具 专用夹具 组合夹具和可调夹具 图组合夹具 图专用夹具 图可调夹具 2 按使用机床类型分车床夹具 铣床夹具 钻床夹具 镗床夹具等 3 按夹紧动力源分手动夹具 电磁夹具 液压夹具 气动夹具 学习情境二机床夹具的分类及组成 二 机床夹具的基本组成钻床夹具示例铣床夹具示例 学习情境二机床夹具的分类及组成 二 机床夹具的基本组成 1 定位元件定位装置的作用是使工件在夹具中占据正确的位置 4 其它装置或元件用夹具安装工件时 般都用调整法加工 如为了调整刀具的位置 在夹具上设有确定刀具 如铣刀等 位置或引导刀具 孔加工用刀具 方向的元件 此外按照加工要求 有些夹具上还设有其它装置 如分度装置 连接元件等 2 夹紧装置夹紧装置的作用是将工件压紧夹牢 保证工件在加工过程中受到外力作用时不离开已经占据的正确位置 3 夹具体夹具上的所有组成部分 需要通过一个基础件使其联接成为一个整体 这个基础件称为夹具体 学习情境三工件在机床上的装夹方法 工件装夹 工件在夹具中的定位和夹紧过程 一 找正安装方式 不用专用夹具 直接找正 划线找正 2 划线找正安装特点 先划线 再用划针找正 用于形状复杂的毛坯 1 直接找正安装特点 工人要求高 生产率低 用于单件少批生产 学习情境三工件在机床上的装夹方法 二 夹具装夹方式根据工件工艺要求 设计制造专用夹具安装工件 不需找正工件 特点 生产效率高 操作方便 有夹具成本 适用于批生产 图钻后盖零件上 10mm的孔 图加工 10mm的钻床夹具示意图 钻孔夹具示例 学习情境四机床夹具的现状及发展趋势 一 机床夹具的现状传统机床夹具 通用性不足 标准化程度低 不适应数控机床技术的迅速发展 目前还在企业中广泛使用 对机床夹具的新要求 快速装备 成组夹具 高精夹具 数控机床夹具 液压动力 标准化夹具 学习情境四机床夹具的现状及发展趋势 二 机床夹具的发展趋势标准化 精密化 高效化 柔性化自动线夹具 成组夹具 随行夹具 组合夹具 数控夹具 加工中心夹具 焊接随行夹具 可调铣床夹具 组合夹具 学习情境五本课程内容 性质和任务 一 课程内容 1 机床夹具的基本概念 2 工件在夹具中的定位基准的概念 3 夹紧装置的组成和基本要求 4 典型机床夹具包括 车床夹具 铣床夹具 钻床夹具 镗床夹具 5 专用夹具的设计方法包括 设计要求 方法设计步骤 夹具总装配图 公差配合与技术要求及夹具制造等特点 6 现代机床夹具包括 随行夹具 通用可调夹具 成组夹具 组合夹具及数控机床夹具等 1 5 2课程性质及任务 二 课程性质及任务 课程性质 本课程是机械制造工艺设计中一个重要环节 同样也是教学中的一个全面设计能力实践环节 课程任务 1 综合运用机械制造技术及其他有关先修课程 如 机械制图 公差配合与测量技术 金属材料与热处理 工程力学 等的理论和生产实际知识进行机床夹具设计训练 使理论和实际结合起来 使这些知识得到进一步巩固 加深和拓展 2 学习和理解机床夹具设计的一般步骤和方法 培养设计能力和解决实际问题的能力 3 进行机床夹具设计基本技能的训练 对计算 制图 运用设计资料 如手册 图册 技术标准 规范等 以及进行经验估算等基本技能得到一次综合训练 提高技能水平 1 1 1机床夹具的基本概念 1 1 1机床夹具的基本概念 1 1 1机床夹具的基本概念 1 能稳定地保证工件的加工精度工件的位置精度完全由夹具保证 不受工人技术水平的影响 使一批工件的加工精度趋于一致 保证工件加工精度高且稳定 2 能减少辅助工时 提高劳动生产率由于机床夹具的存在 无需找正便能使工件迅速地定位和夹紧 显著地减少了辅助工时 用夹具装夹工件提高了工件的刚性 因此 可增大切削用量 可以使用多件 多工位夹具装夹工件 并采用高效夹紧机构 这些因素均有利于提高劳动生产率 任务分析 1 1 2机床夹具在机械加工中的作用 1 1 2机床夹具在机械加工中的作用 3 能扩大机床的使用范围 实现 一机多能 例如 在车床的溜板上或摇臂钻床工作台上装上镗模 就可以进行箱体零件的镗孔加工了 4 能减轻工人的劳动强度当采用液压 气动等夹紧装置时 能减轻工人的劳动强度 1 2 1机床夹具的分类 1 按使用范围分根据夹具在不同生产类型中的通用特性 按使用范围分 机床夹具可分为通用夹具 专用夹具 可调夹具 组合夹具和随行夹具五大类 图常见通用夹具 图组合夹具 图专用夹具 图可调夹具 2 按使用机床的类型分按使用机床的类型分 机床夹具可分为钻床夹具 铣床夹具 车床夹具 磨床夹具 镗床夹具 齿轮机床夹具等 3 按夹紧动力源分按夹紧动力源分 机床夹具可分为手动夹具 电磁夹具 液压夹具及气动夹具等 图钻铣床夹具 图快速虎钳手动夹具 图液压夹具 图气动夹具 1 2 1机床夹具的分类 机床夹具的种类和结构繁多 但它们一般是由定位元件 夹紧装置 对刀或导向元件 连接元件 其他装置或元件以及夹具体等部分组成 1 2 1机床夹具的分类 1 3 1工件装夹的概念 工件在开始加工前 首先必须使工件在机床上或夹具中占有某一正确的位置 这个过程称为定位 为了使定位好的工件在切削力的作用下不发生位移 使其在加工过程始终保持正确的位置 还需将工件压紧夹牢 这个过程称为夹紧 定位和夹紧的整个过程合起来称为装夹 工件的装夹不仅影响加工质量 而且对生产率 加工成本及操作安全都有直接影响 1 3 2找正装夹方式 1 直接找正安装直接找正安装是用划针或百分表等直接在机床上找正工件的位置 2 划线找正安装对形状复杂的工件 因毛坯精度不易保证 若用直接找正很难使工件上各个加工面都有足够和比较均匀的加工余量 若先在毛坯上划线 然后按照所划的线来找正安装 则能较好地解决这些矛盾 图直接找正安装 图划线找正安装 1 3 3夹具装夹方式 用专用夹具安装可使工件在夹具中定位并夹紧 不需要进行找正 此方法安装精度较高 而且装卸方便 可以节省大量辅助时间 但制造专用夹具成本高 周期长 因此 适用于成批和大量生产 为了更好理解夹具装夹方式 以钻后盖零件上孔的加工找正为例来说明夹具装夹方式 图钻后盖零件上 10mm的孔 图加工 10mm的钻床夹具示意图 国际生产研究协会的统计表明 目前中 小批量多品种生产的工件已占工件种类总数的85 左右 现代生产要求企业所制造的产品经常更新换代 以适应市场的需求与竞争 然而 一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具 一般在具有中等生产能力的工厂里 约拥有数千甚至近万套专用夹具 另一方面 在多品种生产的企业中 每隔3 4年就要更新50 80 左右的专用夹具 而夹具的实际磨损量仅为10 20 左右 特别是近年来 数控机床 加工中心 成组技术 柔性制造系统 FMS 等新加工技术的应用 对机床夹具提出了如下新的要求 1 4 1机床夹具的现状 1 4 1机床夹具的现状 1 能迅速而方便地装备新产品的投产 以缩短生产准备周期 降低生产成本 2 能装夹一组具有相似性特征的工件 3 能适用于精密加工的高精度机床夹具 4 能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具 5 采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置 以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率 6 提高机床夹具的标准化程度 1 4 2机床夹具的发展趋势 1 标准化机床夹具的标准化有利于夹具的商品化生产 有利于缩短生产准备周期 降低生产总成本 2 精密化随着机械产品精度的日益提高 势必相应提高了对夹具的精度要求 精密化夹具的结构类型很多 例如 用于精密分度的多齿盘 其分度精度可达 0 1 用于精密车削的高精度三爪自定心卡盘 其定心精度为5 m 1 4 2机床夹具的发展趋势 3 高效化高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间 以提高劳动生产率 减轻工人的劳动强度 4 柔性化一般机械制造装备的柔性化有两重含义 即产品结构柔性化和功能柔性化 1 5 1课程内容 1 机床夹具的基本概念 包括 机床夹具的分类及组成 工件在机床夹具中的定位以及机床夹具现状与发展趋势 2 工件在夹具中的定位基准的概念 定位的基本原理 定位单个典型表面的定位元件 组合定位中各定位元件限制自由度分析 定位误差的分析计算 3 夹紧装置的组成和基本要求 设计夹紧装置的基本准则 常见的典型夹紧机构包括 铰链夹紧机构 联动夹紧机构及定心夹紧机构等 1 5 1课程内容 4 典型机床夹具包括 车床夹具 铣床夹具 钻床夹具 镗床夹具 5 专用夹具的设计方法包括 夹具设计的要求 方法和设计步骤 夹具总装配图上尺寸 公差配合与技术要求的标注及夹具的制造等特点 6 现代机床夹具包括 随行夹具 通用可调夹具 成组夹具 组合夹具及数控机床夹具等 1 5 2课程性质及任务 1 综合运用机械制造技术及其他有关先