第一章 机械夹具概述

1、.1.2第一节第一节 工件的装夹与夹具工件的装夹与夹具一、工件装夹的概念一、工件装夹的概念 定位定位：工件在机床或夹具上占据正确位置的过程。 夹紧夹紧：为保持工件的正确定位而将工件夹牢的过程。 装夹装夹：将工件在机床或夹具上定位、夹紧的过程。 其目的是其目的是：保证工件在加工时相对刀具及其切削成形运动具有正确的位置。 工件夹紧时可以：先定位后夹紧或定位夹紧同时进行先定位后夹紧或定位夹紧同时进行 如图所示，（a）图为先定位后夹紧 （b）图为定位夹紧同时进行 第一章 机械夹具概述.3第一章 机械夹具概述.4二、工件装夹的方法二、工件装夹的方法 共有三种：直接装夹、找正装夹、专用夹具装夹。直接装夹、

2、找正装夹、专用夹具装夹。 1 1、直接装夹：、直接装夹：工件定位基准面与机床上的装夹面紧密贴合而定位，进而夹紧的装夹方式称为直接装夹。第一章 机械夹具概述.5 2 2、找正装夹：、找正装夹： 以工件的有关表面或专门划出的线痕作为定位的依据，然后夹紧工件的装夹方式称为找正装夹。第一章 机械夹具概述.6 3 3、夹具装夹：、夹具装夹： 先根据工件某一工序的加工要求设计、制造夹具，工件定位基准面与夹具上的定位面紧密帖合而定位，然后夹紧的装夹方式称为夹具装夹。第一章 机械夹具概述.7三、用夹具装夹时保证工件加工精度的条件三、用夹具装夹时保证工件加工精度的条件 采用夹具装夹对工件进行加工时，为了保证工件

3、加工表面相对于其它有关表面的尺寸和位置精度，必须满足下述三个条件： 1 1） 工件在夹具中占据一定的位置；工件在夹具中占据一定的位置； 2 2） 夹具在机床上占据一定的位置；夹具在机床上占据一定的位置； 3 3） 夹具相对刀具保持一定的位置。夹具相对刀具保持一定的位置。 如图1-3所示工件的定位和夹紧。第一章 机械夹具概述.8第一章 机械夹具概述.9 在扇形工件上加工三个8H9通槽，槽的精度要求为： 1 三槽底面与22H7内孔中心线距离为40+0.2mm； 2 三槽相对22H7内孔中心线的位置度公差为O.12mm； 3 三槽对端面B的垂直度公差为O.08mm； 4 三槽之间的角度公差为10。

4、第一章 机械夹具概述.10第一章 机械夹具概述.11四、夹具的组成：四、夹具的组成： 虽然加工工件的形状不同、技术要求不同，所使用的机床不同，但在加工时所使用的夹具大多由以下五个部分组成： 1 1 定位元件及定位装置定位元件及定位装置 在夹具中确定工件位置的一些元件称为定位元件。在夹具中确定工件位置的一些元件称为定位元件。其作用是使一批工件在夹具中占据同一位置，只要将工件的定位基面与夹具的定位元件相接触或相配合，就可使工件定位。 2 2 夹紧装置夹紧装置 在夹具中由动力装置、中间传力机构和夹紧元件组成的在夹具中由动力装置、中间传力机构和夹紧元件组成的装置成为夹紧装置。装置成为夹紧装置。其作用是

5、用以保持工件在夹具中已确定的位置，并承受加工过程中各种力的作用而不发生变化。第一章 机械夹具概述.12 3 3 对刀及导引元件对刀及导引元件 在夹具中用来确定刀具位置的元件称为在夹具中用来确定刀具位置的元件称为对刀及导引元件对刀及导引元件. .其作用是用来确定夹具相对于刀具(铣刀、刨刀等)的位置，或引导刀具(如钻头、铰刀及镗刀等)的方向。 4 4 夹具体夹具体 在夹具中用来连接上述各元件及装置使其成为一个整体在夹具中用来连接上述各元件及装置使其成为一个整体的基础零件称为夹具体的基础零件称为夹具体。其作用是用于连接夹具上的各种元件及与机床有关部位进行连接。 5 5 其它元件及装置其它元件及装置

6、在夹具中，除上述元件以外的其它元件及装置在夹具中，除上述元件以外的其它元件及装置。其作用是确定夹具在机床有关部位的方向或实现工件在同一次装夹中的分度转位。第一章 机械夹具概述.13 机床夹具的种类很多，可按夹具的应用范围或按夹具所使用的动力源进行分类。一、按夹具的应用范围分类一、按夹具的应用范围分类 1 1 通用夹具通用夹具 通用夹具是指在一般通用机床上所附带的一些使通用夹具是指在一般通用机床上所附带的一些使用性能较广泛的夹具用性能较广泛的夹具。如：三爪卡盘，四爪卡盘和铣床上的平口钳、分度头和回转工作台等。 通用夹具主要用于单件和中、小批生产或装夹形状比较简单、加工精度要求不太高的工件。在大批

7、、大量生产中，对形状复杂或加工精度要求较高的工件，往往由于操作麻烦和装夹效率低而很少采用这类夹具。 第一章 机械夹具概述.14 2 2 专用夹具专用夹具 它是为某一工件的某一工序专门设计的夹具。它是为某一工件的某一工序专门设计的夹具。 此类夹具一般不考虑通用性，以便使夹具的结构简单、紧凑、操作迅速和维修方便。专用夹具通常由使用厂自行设计与制造，生产准备周期长。当产品或零件工艺过程变更时，无法继续使用，故此类夹具只适用于产品固定和工艺过程稳定的大批量生产中。 图1-6所示的钻左、右支架上三孔的钻床夹具，即为专用夹具的一个示例。在夹具中，工件以端平面和相互垂直的两孔为定位基准，分别在圆环支承板2、

8、支承板1和定位销3、削边销6上定位，用开口垫圈4通过螺母5将工件夹紧。 第一章 机械夹具概述.15 第一章 机械夹具概述.16 第一章 机械夹具概述.17 3 3 成组夹具成组夹具 在生产中，有时由于加工批量较小，为每种零件都分别设计专用夹具很不经济，而使用通用夹具又往往不能满足加工精度和生产率的要求，故而采用成组加工工艺，并根据组内的典型零件设计成通用夹具。这类夹具在使用时，只需对夹具上部分定位、夹紧元件进行调整或更换，就可用于组内不同工件的加工。 图l-7所示的磨削主轴或套筒锥孔的夹具。即为成组夹具中的一个示例。通过更换不同尺寸的可换垫块3，便可对不同尺寸定位轴颈的主轴或套筒的锥孔进行磨削

9、加工。第一章 机械夹具概述.18 第一章 机械夹具概述.19 4 4 组合夹具组合夹具 组合夹具是在夹具零、部件标准化的基础上发展组合夹具是在夹具零、部件标准化的基础上发展起来的一种适应多品种、小批量生产的新型夹具起来的一种适应多品种、小批量生产的新型夹具。它是由一套结构和尺寸已经规格化、系列化的通用元件、合件和部件组成。这些通用元件、合件和部件是由专业工厂生产供应的，使用单位可根据被加工工件的加工要求，很快地组装出所需要的夹具，夹具使用完毕后，可以将各组成元件、合件等拆开，清洗后入库以备下次组合使用。由于这类夹具具有缩短生产准备周期，减少专用夹具的品种、数量和存放面积等优点，在加工批量较大的

10、生产条件下也是适用的。 图1-8所示的双臂曲柄钻孔夹具，即是组合夹具的一个示例。第一章 机械夹具概述.20 第一章 机械夹具概述.21二、二、按夹具上的动力源分类按夹具上的动力源分类 1 1 手动夹具手动夹具 此类夹具是用操作工人的手臂之力为动力源，通此类夹具是用操作工人的手臂之力为动力源，通过夹紧机构夹紧工件。过夹紧机构夹紧工件。 为了尽量减轻工人的操作强度和保证工件夹紧的可靠性，此类夹具的夹紧机构必须具有增力和自锁作用。手动夹具一般采用结构简单的螺旋或偏心压板机构，制造方便，但使用时的工作效率较低。 图1-9所示的加工磨床尾架孔的镗床夹具，即为手动夹具。第一章 机械夹具概述.22第一章 机

11、械夹具概述.23 2 2 气动夹具气动夹具 此类夹具是用压缩空气为动力源来夹紧工件。 第一章 机械夹具概述.24 3 3 液压夹具液压夹具 此类夹具是用压力油为动力源来夹紧工件。 第一章 机械夹具概述.25 4 4 电动夹具电动夹具 此类夹具是用电动机的扭力为动力源来夹紧工件。 第一章 机械夹具概述.26 5 5 磁力夹具磁力夹具 此类夹具是用电磁铁或永久磁铁产生的磁力为动力源来夹紧工件。 图示为车床电磁吸盘为磁力夹具的一个示例。当线圈l通入直流电后，在铁芯2上产生一定数量的磁通，磁力线避开隔磁物3，通过工件4形成闭路，从而将工件吸牢在盘面上。第一章 机械夹具概述.27 6 6 真空夹具真空夹

12、具 此类夹具是利用真空泵或以压缩空气为动力的抽气筒，使夹具的内腔产生真空，依靠四周大气的压力将工件压紧。夹紧力较小，适用于刚度很低的工件。 第一章 机械夹具概述.28 7 7 切削力、离心力夹切削力、离心力夹具具 此类夹具是利用机床的运动或切削加工过程产生的离心力或切削力来夹紧工件。它不用专门的动力装置。 图示为钻床上钻削加工齿轮毛坯中心孔的偏心式三爪自定心夹具，它是利用切削力的夹具。 第一章 机械夹具概述.29 图示为车床上以弹簧夹头定心和利用离心力夹紧工件的离心力夹具。 机床主轴高速旋转时，四个重块1在离心力作用下，绕旋转周2转动，拨动滑块3通过拉杆4使弹簧夹头5涨开夹紧工件第一章 机械夹

13、具概述.30三、夹具的作用三、夹具的作用 1 1 保证加工精度，并使一批工件的加工精度稳定保证加工精度，并使一批工件的加工精度稳定 工件在夹具中的定位、夹具在机床上的定位都有专门的元件保证，工件相对刀具的位置可通过对刀及导引元件调整，因此可以较容易地保证工件在该工序的加工精度加工精度。此外，工件的定位不再受划线、找正等主、客观因素的影响，故对一批工件的加工精度也比较稳定比较稳定。 2 2 缩短辅助时间，提高劳动生产率缩短辅助时间，提高劳动生产率 工件在夹具中的装夹和工位转换、夹具在机床上的安装等，都可通过专门的元件或装置迅速完成。此外，在夹具中还可以不同程度地采用高效率的多件、多位、快速、联动

14、等夹紧方式，因而缩短辅助时间、提高生产率。第一章 机械夹具概述.31 3 3 减轻工人的操作强度，降低对工人的技术要求减轻工人的操作强度，降低对工人的技术要求 在工件加工中采用了夹具，取消了复杂的划线、找正工作，在夹具中又可采用增力、机动等夹紧机构，装夹工件方便省力，故可降低操作强度及对工人技术水平的要求。 4 4 扩大机床的工作范围，实现一机多能扩大机床的工作范围，实现一机多能 机床附以不同类型的夹具，即可扩大机床原有的工艺范围。如在摇臂钻床上装上镗模可以进行箱体的镗孔加工. 5 5 减少生产准备时间，缩短新产品的试制周期减少生产准备时间，缩短新产品的试制周期 对多品种小批生产，在加工中大量应用通用、可调、成组和组合夹具，可以不再花费大量的专用夹具设计和制造时间，从而减少了生产准需时间。同理，对新产品试制也可以缩短试制的周期。第一章 机械夹具概述.32 为了在不同生产类型的条件下，根据被加工工件的工序要求，设计出确保加工质量、效率高、操作方便和经济实用的夹具，必需深入研究