机械制造基础 课件 1.3机床夹具

1.3机床夹具

01机床夹具简介02机床夹具的分类及组成03工件在机床上的装夹方法04机床夹具的现状与发展趋势1.3.1机床夹具简介1.机床夹具的基本概念

机床夹具就是机床上用以装夹工件和引导刀具的一种装置。其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。）图1-27丝锥夹头

工件必须借助于夹具占有正确位置。

夹具是指夹持工件的工具，如卡盘、顶尖、平口钳等。

刀具也必须借助于辅具使其保持一定位置。辅具是指夹持刀具的工具，如钻夹头、丝锥夹头及刀夹等，如图1-27所示为丝锥夹头。2.机床夹具在机械加工中的作用（1）能稳定地保证工件的加工精度

使用机床夹具来对工件定位，可以准确地确定工件与机床、刀具之间的相互位置。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。另外，采用夹具后，产品质量稳定，废品率下降，可以安排技术等级较低的工人，明显降低了生产成本。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”

根据加工机床的成形运动，附以不同类型的夹具，即可扩大机床原有的工艺范围。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

用夹具装夹工件方便、快速，当采用液压、气动等夹紧装置时，可减轻工人的劳动强度。1.3.2机床夹具的分类及组成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1-28常见通用夹具组合夹具1.机床夹具的分类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。图1-42钻床夹具1-钻套；2-钻模板；3-夹具体；4-支承板；5-圆柱销；6-开口垫片；7-螺母；8-螺杆；9-菱形销图1-4铣床夹具1－定位心轴2－定位键3－对刀块4－螺母5－开口垫圈6－夹具体

1.机床夹具的分类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1-32电磁吸盘夹具图图1-31快速虎钳手动夹具图1-33电磁吸盘夹具在数控加工中心的应用2.机床夹具的组成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）定位元件定位元件与工件定位基准（面）接触的元件，用来确定工件在夹具中的正确位置。2.机床夹具的组成

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。2）夹紧装置夹紧装置是压紧工件的装置，使工件在切削力、重力、离心力等作用力下仍能牢固地紧靠在定位元件上。如下图

：

单个螺旋夹紧机构2.机床夹具的组成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。图1-42钻床夹具1-钻套；2-钻模板；3-夹具体；4-支承板；5-圆柱销；6-开口垫片；7-螺母；8-螺杆；9-菱形销连接元件：连接机床与夹具的元件，用来确定夹具在机床中的位置。对刀、导引元件：用来确定夹具与刀具相对位置的元件。其它元件：起辅助作用的元件，如对于大型夹具，常设置吊装元件等。2.机床夹具的组成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。图1-42钻床夹具1-钻套；2-钻模板；3-夹具体；4-支承板；5-圆柱销；6-开口垫片；7-螺母；8-螺杆；9-菱形销3）夹具体夹具体是夹具的基础元件，它将其它所有夹具元件连接成一个有机的整体，并完成夹具与机床的连接。1.3.3工件在机床中的装夹方法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。2.找正装夹方式图1-40直接找正装夹

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，如图1-40（a）所示为在磨床上磨削一个与外圆表面有同轴度要求的内孔，加工前将工件装在四爪盘上，用百分表直接找正外圆，使工件获得正确的位置。

如图1-40（b）所示为在牛头刨床上加工一个与工件底面、右侧面有平行度要求的槽，用百分表找正工件的右侧面，可确定工件的位置，而槽与底面的平行度则由机床的几何精度来保证。a)b)2.找正装夹方式图1-41划线找正装夹

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。如图1-41所示，此方法要增加划线工序，定位精度也不高。因此，多用于批量小、零件形状复杂、毛坯制造精度较低的场合，以及大型铸件和锻件等不宜使用专用夹具的粗加工中。3.夹具装夹方式

用专用夹具安装：（1）保证工件加工精度。使用专用夹具装夹工件时，工件相对于刀具及机床的位置精度由专用夹具保证，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。（2）提高劳动生产率。使用专用夹具装夹工件方便、快速，工件不需要划线找正，可显著地减少辅助工时，提高劳动生产率；（3）扩大机床的使用范围。在通用机床上采用专用夹具可以扩大机床的工艺范围，充分发挥机床的潜力，达到一机多用的目的。（4）改善了操作者的劳动条件。由于液压、气动、电磁等动力源在夹具中的应用，一方面减轻了工人的劳动强度，另一方面也保证了夹紧工件的可靠性，并能实现机床的互锁，避免事故，保证了操作者和机床设备的安全。（5）降低了成本。1.3.4机床夹具的现状与发展趋势1.机床夹具的现状

机床夹具最早出现在18世纪后期。随着科学技术的不断进步，机床夹具已从一种辅助工

具发展成为门类齐全的工艺装备。01对机床夹具提出了如下新的要求：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。03

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。022.机床夹具的发展趋势

1）标准化

机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。目前我国已有机床夹具零件及部件技术要求的行业标准（JB/T8044—1999）及各类通用夹具、组合夹具的标准等。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。013）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。常见的高效化夹具有自动化夹具、高速化夹具和具有夹紧力装置的夹具等。032）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5μm。02042.机床夹具的发展趋势

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。

机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、组合等方式，以适应工艺可变因素的能力。

工艺的可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。

具有柔性化特征的新型夹具种