第三章数控机床夹具

1、第一节 机床夹具概述 工件的装夹包括定位和夹紧两个过程。 一、机床夹具的组成一、机床夹具的组成 1定位装置定位装置 2夹紧装置夹紧装置 3夹具体夹具体 4其他装置或元件其他装置或元件 二、机床夹具的分类二、机床夹具的分类 1按夹具的通用特性分类按夹具的通用特性分类（1）通用夹具 通用夹具是指结构、尺寸已规格化，且具有一定通用性的夹具。（2）专用夹具 专用夹具是针对某一工件的某一工序的加工要求而专门设计和制造的夹具。（3）可调夹具 可调夹具是针对通用夹具和专用夹具的缺陷而发展起来的一类新型夹具。（4）组合夹具 组合夹具是指按一定的工艺要求，由一套预先制造好的通用标准元件和部件组合而成的夹具。（5

2、）自动线夹具 2按夹具使用的机床分类按夹具使用的机床分类 夹具分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具、数控机床夹具等。 3按夹具动力源来分类按夹具动力源来分类 按驱动夹具工作的动力源分类将夹具分为手动夹具和机动夹具两大类。三、机床夹具的功用三、机床夹具的功用1保证加工质量。 2提高劳动生产率，降低成本 。 3扩大机床工艺范围 。 4改善工人劳动条件，保障生产安全。XYZXYZ第二节第二节 工件的定位工件的定位一、工件定位一、工件定位1.1.六点定位原则六点定位原则（1）工件的六个自由度 位于任意空间的工件，相对于三个互相垂直的坐标平面共有六个自由度，即工件沿OX、O

3、Y、OZ三个坐标轴移动的自由度，分别用表示；、表示。以及绕三个坐标轴转动的自由度，分别用2.限制工件的自由度与加工要求的关系限制工件的自由度与加工要求的关系（1）完全定位 工件的六个自由度全部被限制时的定位，称为全部定位。（2）部分定位 部分定位又称不完全定位，即在满足工件加工要求的条件下，所限制的自由度不足六个的定位，这里所指的部分定位是指合理的不完全定位。（3）欠定位 是指根据工件的加工要求，应限制的自由度未被限制的定位。（4）重复定位 重复定位又称过定位。是指用两个或两个以上的支承点限制工件同一个自由度的定位。 二、常见的定位方式及定位元件二、常见的定位方式及定位元件 1对定位元件的基本

4、要求对定位元件的基本要求 定位元件应具备足够的强度和刚性，耐磨性好、工艺性好、便于清除切屑等。 2常用的定位元件常用的定位元件 工件在夹具上的定位，是用定位元件限制其自由度的。 3常见的定位方式及定位元件常见的定位方式及定位元件 （1）工件以平面定位 工件以平面为定位基面时，常用的定位元件如下所述。 1）主要支承：主要支承用来限制工件的自由度。 2)辅助支承：辅助支承用来提高工件的装夹刚度和稳定性，不起定位作用。 （2）工件以圆柱孔定位 工件以圆柱孔为定位基面时，常用圆柱体和圆锥体作为定位元件。 （3）工件以外圆柱面定位 工件以外圆柱面定位有支承定位和定心定位两种。 （4）一面两孔组合定位 利

5、用工件上的一个大平面和与该平面垂直的两个圆孔作定位基准进行定位。 三、定位误差三、定位误差 工件在夹具上定位时将产生误差，称为定位误差（D）。定位误差分为： 1.1.基准不重合误差（基准不重合误差（B B） 这类误差是由于定位基准与设计基准（在工序图上是工序基准）不重合引起的。它只与定位基准的选择有关。若所选定位基准与工序基准重合，则B=0，所选定位基准与工序基准不重合，则B的大小等于两基准沿工序尺寸方向上的公差值T。如图3-21所示工件钻孔时，要求保证工序尺寸是A，若以M面做为定位 基准时则： 分析图B=Tb+2Tc 若以N面作为定位基准时则：B=Tb若以K面作为定位基准时则：B=0图2-6

6、 误差 不重合的分析图图3-21 误差不重合的分析图2.基准位移误差（基准位移误差（Y）基准位移误差是由于定位基准及定位表面的制造误差引起的。它使工件在夹具中定位时，定位基准相对规定位置可能产生位移，其最大位移量就叫基准位移误差，以Y表示。工件定位时，定位基准在夹具中的规定位置，则按以下规定确定：当夹具上定位表面为平面时，则以此平面表示；当定位表面为圆柱面时，则以中心线表示；当定位表面为V形块时，则以放在V形块上的标准心轴的轴线表示。由于工件定位时，工序基准的位置同时受着基准位移误差和基准不重合误差的影响，这两类误差都是在定位时产生的，所以取名为定位误差，以D表示。D=BY第三节第三节 工序尺

7、寸及其公差的确定工序尺寸及其公差的确定 一、基准重合时工序尺寸及其公差的计算一、基准重合时工序尺寸及其公差的计算 工序尺寸及其公差直接由各工序的加工余量和所能达到的精度确定。其计算方法是由最后一道工序开始向前推算，具体步骤如下； （1）确定毛坯总余量和工序余量。 （2）确定工序公差。 （3）计算工序基本尺寸。 （4）标注工序尺寸公差。最后一道工序的公差按零件图上设计尺寸标注，中间工序尺寸公差按“入体原则”标注，毛坯尺寸公差按双向标注。二、基准不重合时工序尺寸及其公差的计算二、基准不重合时工序尺寸及其公差的计算 1工艺尺寸链工艺尺寸链(1)工艺尺寸链的概念1)工艺尺寸链的定义 由单个零件在加工过

8、程中的各有关工艺尺寸所组成的尺寸链，称为工艺尺寸链。2)工艺尺寸链的组成工艺尺寸链的组成 a)封闭环 工艺尺寸链中间接得到的尺寸，称为封闭环。b)组成环 工艺尺寸链中除封闭环以外的其它环，称为组成环。根据其对封闭环的影响不同，组成环又可分为增环和减环。 2工艺尺寸链的计算工艺尺寸链的计算 （1）封闭环的基本尺寸 （2）封闭环的极限尺寸 （3）封闭环的上、下偏差 (4) 封闭环的公差 3.工序尺寸及其公差的计算工序尺寸及其公差的计算 已知如图3-26所示台阶轴，其加工步骤：车平端面、车32mm长为L、车60mm长为35、切断保证总长为800-0.1，求编制程序时的尺寸L。 a) b)图3-26

9、尺寸链计算a)零件图b) 尺寸链图解：解：画出尺寸链图。根据加工过程分析，300-0.15是间接保证的，是封闭环。判断增、减环：尺寸800-0.1是增环，尺寸L是减环。 根据公式计算(计算熟练后可以不写)：1）封闭环的基本尺寸增环的基本尺寸之和一减环的基本尺寸之和因30mm=80mm- L ，故L=50mm 2）封闭环的上偏差增环的上偏差之和一减环的下偏差之和因0=0- L下偏差 ， 故L下偏差=0 3）封闭环的下偏差一增环的下偏差之和一减环的上偏差之和因-0.15mm=-0.1mm- L上偏差 ，故上偏差=+0.05mm即L=50+0.0504）封闭环公差=组成环公差之和(用于验证计算结果是

10、否正确) 因0.15=0.05+0.10，故上述结果正确。正确L尺寸的公差应为0.1mm，满足工艺要求，工序尺寸L可行。第四节第四节 工件在夹具中的夹紧工件在夹具中的夹紧一、夹紧装置的组成一、夹紧装置的组成 夹紧装置的种类很多，但其结构均由两部分组成。1动力装置动力装置2夹紧部分夹紧部分二、夹紧装置的基本要求二、夹紧装置的基本要求1.夹紧力的大小适当夹紧力的大小适当2.夹紧力方向夹紧力方向 1）夹紧力的方向应有助于定位2）夹紧力的方向应指向主要定位面 3.夹紧力的作用点夹紧力的作用点 1）夹紧力的作用点落在支承范围内2）夹紧力的作用点落在工件刚性较好的方向或部位3）夹紧力的作用点靠近加工表面。

11、4.工艺性好工艺性好 夹紧装置的复杂程度应与生产纲领相适应，在保证生产效率的前提下，其结构应力求简单，便于制造和维修。5.使用性好使用性好 夹紧装置的操作应当方便、安全、省力。 三、基本夹紧机构三、基本夹紧机构 1.斜楔夹紧机构斜楔夹紧机构 采用斜楔作为传力元件或夹紧元件的夹紧机构称为斜楔夹紧机构。斜楔夹紧具有结构简单、增力比大、自锁性能好等特点，因此获得广泛应用。 2.螺旋夹紧机构螺旋夹紧机构 采用螺杆作中间传力元件的夹紧机构统称为螺旋夹紧机构。 3.偏心夹紧机构偏心夹紧机构 用偏心件直接或间接夹紧工件的机构，称为偏心夹紧机构。 4.定心夹紧机构定心夹紧机构 1）螺旋式定心夹紧机构 2）杠杆

12、式定心夹紧机构 3）楔式定心夹紧机构 4）弹簧筒夹式定心夹紧机构 第五节第五节 数控加工常用夹具数控加工常用夹具一、一、 数控加工常用夹具介绍数控加工常用夹具介绍 1.数控车床夹具数控车床夹具数控车床夹具主要有三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、花盘等。 2数控铣床夹具数控铣床夹具数控铣床常用夹具是平口钳、液压虎钳、夹盘等。 3加工中心夹具加工中心夹具数控回转工作台是各类数控铣床和加工中心的理想配套附件，有立式回转工作台、卧式回转工作台和立卧两用回转工作台等不同类型产品。立卧回转工作台在使用过程中可分别以立式和水平两种方式安装于主机工作台上。二、组合夹具二、组合夹具1组合夹具的特点组合夹具一般是为某一工件的某一工序组装的专用夹具，也可以组装成通用可调夹具或成组夹具。2.组合夹具的适用范围组合夹具的适用范围1）组合夹具适用于新产品研制，单件、小