钳工及其工艺基础训练 2

机床夹具第五单元807课题一

机床夹具基础知识

课题二

钻床夹具与组合夹具808课题一机床夹具基础知识809一、机床夹具概述1.机床夹具的组成如图所示为轴套零件图.810轴套零件图（1）定位元件保证工件在机床上或夹具中占有正确位置的元件称为定位元件。如图中的定位心轴3和定位销7以及夹具体6的

F

面均是定位元件。811轴套机床（钻床）夹具1—钻套2—工件3—定位心轴4—夹紧螺母5—开口垫圈6—夹具体7—定位销（2）夹紧装置工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的装置称为夹紧装置。（3）导向元件确定刀具相对于工件正确位置并引导刀具沿正确方向进行切削的元件称为导向元件。（4）夹具体将定位元件、夹紧装置、导向元件等连接成一个整体的基础件称为夹具体。8122.机床夹具的作用（1）便于保证加工精度采用机床夹具后更容易保证工件的各项加工精度要求，尤其是在成批生产时，能始终保持工件加工精度的稳定性。（2）提高生产效率，降低加工成本采用机床夹具后，省去了传统的划线、找正等工序，且装夹方便、迅速、安全、可靠，大大缩短了辅助时间；同时，在导向元件的作用下，可适当加大切削用量，减少切削时间。因此，能提高生产效率，降低产品的加工成本，并能减轻操作者的劳动强度。（3）扩大机床加工范围使用夹具还可以扩大机床的加工范围，充分发挥机床的工艺性能，实现一机多用，解决了缺乏某种专业设备的问题。8133.机床夹具的分类由于被加工工件的结构和加工工艺要求有所不同，因此机床夹具的类型非常繁多，常用金属切削机床夹具的分类和说明见下表。814常用金属切削机床夹具的分类和说明815常用金属切削机床夹具的分类和说明二、工件在机床夹具中的定位1.工件定位原理（1）六点定位规则一个未定位的工件，其位置是不确定的。如图所示，在空间直角坐标系中，工件可沿三个坐标轴自由移动和绕这三个坐标轴自由转动，通常把这种运动的可能性称为自由度。用合理分布的六个定位支承点与工件定位基准面接触来限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定的方法称为六点定位规则，简称六点定则。816工件的六个自由度（2）定位支承点的分布1）长方体工件的定位。如图a所示。应将工件的六个自由度全部加以限制，才能满足所有加工要求，其支承点应按图b所示分布。817长方体工件的定位a）工件加工要求简图b）工件定位支承点的分布818长轴类工件加工要求2）长轴类工件的定位。如图所示，在长轴类工件上铣槽，为保证槽宽

b

的中心平面相对于轴线对称，需在轴的侧母线上布置两个支承点，限制

两个自由度。819圆盘类工件定位支承点分布分析3）圆盘类工件的定位。圆盘类工件定位时，通常选择一个较大的平面作为主定位基准面，如图所示。820（3）工件定位时应注意的问题1）完全定位和不完全定位。工件在夹具中的六个自由度全部被限制，使工件在夹具中占有完全确定的唯一位置，称为完全定位。就不需要限制工件的自由度

。这种没有完全限制工件的六个自由度就能满足加工要求的定位称为不完全定位。2）要防止产生欠定位。欠定位是指工件实际定位时，所限制的自由度数目少于按加工要求所必须限制的自由度数目。3）正确处理过定位。在夹具中工件的几个定位支承点重复限制同一个自由度的现象称为过定位。在工件定位时尽量避免出现过定位。但是，有时为了提高工件在加工过程中的刚度和稳定性，在工件定位基准面和定位元件精度很高的前提下，也可适当采用过定位。8212.定位方法和定位元件的选用工件在夹具中的定位，实际上是布置定位支承点的具体操作。选择定位方法和定位元件时，应根据工件的加工要求和定位基准的形状特点，确定定位支承点的数目和布置方案，进而选定合适的定位元件，以保证工件定位的稳定性，并使定位误差最小。822（1）工件以平面定位工件在夹具中大多数以平面作为定位基准面，为提高定位的刚度和稳定性，常以具有独立定位作用的定位元件充当理论上的定位支承点。1）支承钉。支承钉的结构如图所示。823支承钉的结构a）A型b）B型c）C型2）支承板。支承板的结构如图所示。824支承板的结构3）自位支承。自位支承又称浮动支承，是指支承本身在定位时所处的位置可以变动，以适应工件定位基准的变化。如图所示为杠杆式两点自位支承，825自位支承a）两接触点处于同一平面b）两接触点处于不同平面4）可调支承。可调支承的结构如图所示。826可调支承的结构a）圆螺母式可调支承b）螺钉式可调支承c）螺柱式可调支承（2）工件以外圆柱面定位工件以外圆柱面定位时，常用的定位元件有V形架（60°、90°、120°）和定位套等，其常用定位方法见下表。827工件以外圆柱面或内圆柱孔定位常用方法828工件以外圆柱面或内圆柱孔定位常用方法829工件以外圆柱面或内圆柱孔定位常用方法830工件以外圆柱面或内圆柱孔定位常用方法（3）工件以圆柱孔定位工件以圆柱孔定位时，常用的定位元件有圆柱心轴、削边销、锥销等，其常用定位方法见上表。三、工件的夹紧1.夹紧装置的基本要求为了确保加工质量及提高生产效率，夹紧装置应具备以下基本要求：（1）保证加工精度。（2）夹紧作用准确、安全、可靠。（3）夹紧动作迅速，操作方便、省力。（4）结构简单、紧凑，并有足够的刚度。8312.夹紧力的确定夹紧力包括大小、方向和作用点三要素。（1）夹紧力方向的确定确定夹紧力的方向时，应尽可能垂直于工件的主定位基准面，并与切削力或工件重力方向尽量一致，以减小工件在切削力的作用下所引起的夹紧力的削弱及工件振动，使夹紧稳定、可靠，定位精度不变。如图所示。832夹紧力方向的确定a）正确b）错误（2）夹紧力作用点的确定1）夹紧力的作用点应能保持工件定位稳固，不至于使工件发生位移或偏斜，如图所示。833确定夹紧力作用点应防止工件偏斜a）正确b）错误2）夹紧力的作用点应使夹紧变形尽可能小，如图所示。834确定夹紧力作用点应防止工件变形a）正确b）错误3）夹紧力的作用点应尽可能靠近工件待加工部位，以提高定位稳定性和夹紧可靠性。如图所示。835确定夹紧力作用点应靠近待加工部位1—工件2—铣刀3—辅助支承4—夹具（3）夹紧力大小的确定夹紧力的大小必须能保证工件在加工过程中位置不变。夹紧力太小，在加工过程中将产生位移而破坏定位；夹紧力太大，将使工件变形，增大夹紧装置的结构尺寸。因此，夹紧力的大小必须恰当。确定夹紧力的大小时，通常可凭经验进行估算，必要时可根据切削力、夹具结构等因素进行计算。8363.常用的夹紧装置（1）螺旋夹紧装置如图所示，螺旋夹紧装置是利用螺杆（或螺钉）旋进夹紧工件的。837螺旋夹紧装置a）螺钉夹紧机构b）压块螺旋夹紧机构1—工件2—夹紧螺钉3—螺母4—夹紧螺杆5—可换螺母6—螺钉7—压块（2）压板夹紧装置如图所示，压板夹紧装置是利用杠杆原理将工件进行固定的一种夹紧方式。838压板夹紧装置a）普通压板夹紧机构b）旋转压板夹紧机构c）翻转压板夹紧机构1—工件2—压板3—夹紧螺母4—夹紧螺钉5—旋转压板6—翻转压板（3）斜楔夹紧装置如图所示，斜楔夹紧装置是利用楔块斜面将楔块推力转变为夹紧力，把工件夹紧的一种装置。为使斜楔有自锁作用，斜楔的斜面升角应小于摩擦角。839斜楔夹紧装置a）普通斜楔夹紧机构b）螺旋斜楔夹紧机构1—工件2—斜楔3—螺旋斜楔（4）偏心夹紧装置如图所示，偏心夹紧装置是利用偏心零件实现夹紧作用的一种机构。840偏心夹紧装置a）偏心轮夹紧机构b）偏心轴夹紧机构1—工件2—偏心轮3—偏心轴4—凹球开口垫圈（5）铰链夹紧装置铰链夹紧装置是一种增力机构，它结构简单，增力倍数大，在气动或液压夹具中应用广泛。如图所示为铰链夹紧装置的五种基本类型。841铰链夹紧装置的基本类型a）单臂铰链夹紧装置b）双臂单向作用铰链夹紧装置c）双臂单向作用带移动柱塞铰链夹紧装置d）双臂双向作用铰链夹紧装置e）双臂双向作用带移动柱塞铰链夹紧装置1—铰链臂2—柱塞3—气缸课题二钻床夹具与组合夹具842一、钻床夹具1.固定式钻床夹具固定式钻床夹具是指在使用过程中夹具和工件在机床上的位置固定不变。如图所示为一种钻削某工件斜孔用的固定式钻床夹具。843固定式钻床夹具1—夹具体2—支承板3—削边销4—短心轴5—快速夹紧螺母6—可换钻套7—钻模板8—工件2.回转式钻床夹具回转式钻床夹具主要用于加工同一圆周上的平行孔系，或分布在圆周上的径向孔系。如图所示为钻削某圆盘工件径向均匀分布孔系用的回转式钻床夹具。844回转式钻床夹具1—钻模板2—分度盘3—夹具体4—转位手柄5、9—螺母6—拔销手轮7—分度销8—短心轴10—开口垫圈11—衬套12—钻套3.移动式钻床夹具移动式钻床夹具主要用于钻削中、小型工件同一表面上的多个孔。如图所示为某移动式钻床夹具，它用于加工连杆大、小头的孔。845移动式钻床夹具1—夹具体2—固定V形架3—钻模板4、5—钻套6—支座7—活动V形架8—手轮9—半月键10—钢球11—丝杆12、13—定位套4.翻转式钻床夹具翻转式钻床夹具主要用于加工中、小型工件分布在不同表面上的孔。如图所示为加工某套筒径向孔的翻转式钻床夹具。846翻转式钻床夹具1—钻套2—台肩轴3—开口垫圈4—螺母5.盖板式钻床夹具盖板式钻床夹具没有夹具体，钻模板上除装有钻套外，通常还装有定位元件和夹紧装置，只要将它覆盖在工件上即可进行钻削加工，多用于加工中、大型工件上直径较小的孔。如图所示为加工车床溜板箱上多个小孔用的盖板式钻床夹具。847盖板式钻床夹具1—圆柱销2—钻模盖板3—钻套4—削边销5—支承钉二、组合夹具组合夹具是指由可以重复使用的标准化、系列化的夹具元件配套组成，根据工艺要求能组装及拆卸的夹具。在组合夹具中，按元件间定位结构形式不同，分为槽系列组合夹具（主要通过定位键与定位槽确定元件之间相互位置的组合夹具）和孔系列组合夹具（主要通过定位销与定位孔确定元件之间相互位置的组合夹具）。如图所示为某钻孔用的槽系列组合夹具。848849某钻孔用的槽系列组合夹具1—长方形基础板2、16—方头螺栓3—T形键4—方形支承5—平键6—方形垫板7—十字槽螺母8—钻模板9—双头螺柱10—平垫圈11—螺母12—钻套螺钉13—钻套14—V形支承15—压板17—支承螺钉1.组合夹具元件组合夹具元件是指根据不同功能而设计的组合夹具标准件，主要包括基础件、支承件、定位件、导向件、压紧件、紧固件、其他件、合件等。（1）基础件基础件是指主要用于组装夹具底座的元件，它是各类元件组装的基础。（2）支承件支承件是指主要用于组装夹具体的元件。常用的有方形和长方形支承、方形和长方形垫板、伸长板、角度垫板和角铁支承等。（3）定位件定位件是指主要用于确定元件与元件之间及元件与工件之间相互位置的元件。850（4）导向件导向件是指主要用于导向或确定位置的元件。常用的有钻套、钻模板、导向支承和角铁型钻模板等。（5）压紧件压紧件是指主要用于压紧工件或其他元件的元件。（6）紧固件紧固件是指主要用于连接或紧固元件的元件。851（7）其他件其他件是指不宜划入基础件、支承件、定位件、导向件、压紧件、紧固件的其他元件。包括连接板、手柄、弹簧、钻套螺钉、键用螺钉、支承环、轴销、平衡块和顶尖座等。（8）合件合件是指根据不同功能而设计的、在组装及使用中不拆卸的部件。包括可调或微调定位器、单向夹紧器、偏心侧向顶紧器、摆动头、平口钳、正弦规、回转支架和分度台等。8522.组合夹具的组装根据夹具设计原理和工件的工艺要求，用组合夹具元件装配成一套夹具的全过程称为组合夹具的组装。组装组合夹具时应遵循以下原则：（1）组装前必须熟悉加工零件的图样、工艺规程、使用机床、刀具和加工方法。（2）按照确定的组装方案，选用元件（试装