《机械制造工艺基础》课件-项目4：机床夹具

机械制造工艺基础—机床夹具概述—目录\CONTENTS机床夹具的功用机床夹具的类型02机床夹具的组成0301机床夹具的功用

机械加工过程中，为了保证工件加工精度，使其占有确定位置以接受加工或检验所使用的工艺装备，统称为机床夹具，简称为夹具。保证加工精度，稳定产品质量提高劳动生产率，降低加工成本扩大机床工艺范围使操作方便、安全、减轻工人的劳动强度机床夹具的功用保证加工精度，稳定产品质量

利用夹具可以很方便地保证工件被加工表面与其他相关表面(线或点)间的尺寸精度和位置精度的要求，并能保证一批工件稳定地获得同一加工精度，基本不受工人技术水平的影响。

例如在钻床上使用钻夹具加工孔系时，其孔距误差能很容易地控制在0.2mm以内；而按划线找正法加工时，孔距误差为0.4~1.0mm，且不稳定。机床夹具的功用提高劳动生产率，降低加工成本使用专用夹具后免除了每件都划线、找正、对刀等操作，加速了工件的装夹，从而大大减少了工件安装的辅助时间，提高劳动生产率，降低其生产成本。机床夹具的功用扩大机床工艺范围，改变机床用途

对于中小型工厂，由于机床的品种、规格和数量有限，为适应生产发展的需要，充分现有设备的潜力，往往通过设计专用夹具来进一步扩大机床的工艺范围，实现一机多用解设备缺乏的困难。

例如在床上加一个转台或分度机构，就可以加工有等分要求的零件床上使用镗床夹具，可以代替床做镗孔工作。机床夹具的功用使操作方便，安全，减轻工人的劳动强度

使用夹具后，工件的装卸更方便、省力、安全，大大减轻了工人的劳动强度，并使操作方便、安全、可靠。机床夹具的功用目录\CONTENTS机床夹具的功用机床夹具的类型机床夹具的组成030102按夹具使用机床的类型

按夹具使用机床的类型，夹具可分为车床夹具、钻床夹具(钻模)、镗床夹具(镗模)、铣床夹具等机床夹具的类型回转工作台三爪卡盘平口虎钳按夹具的使用范围，夹具有以下五种类型通用夹具已标准化，可用于加工同一类型、不同尺寸工件的夹具为某道工序上的装夹而专门设计和制造的机床夹具专用夹具机床夹具的类型成组夹具在多品种、中小批量生产中采用成组加工时，为每个工件组设计制作的专用夹具组合夹具由一系列的标准化元件组装而成，标准元件有不同的形状、尺寸和功能，其配合部分有良好互换性和耐磨性随行夹具它既要完成工件的定位和夹紧，又要作为运载工具将工件在机床间进行传送，传送到下一道工序的机床后，随行夹具应能在机床上准确地定位和可靠地夹紧机床夹具的类型按用途夹具可分为：机床夹具、装配夹具和检验夹具等按动力来源夹具可分为：手动夹具气动夹具、液压夹具、气液夹具、电动夹具、电磁夹具、真空夹具、自紧夹具等。机床夹具的类型目录\CONTENTS机床夹具的组成机床夹具的功用01机床夹具的类型0203如图所示为一个加工拨叉零件的铣床、钻床夹具从这两个夹具可以看出，一般的夹具是由下列几部分组成的定位元件夹紧装置导向元件和对刀装置连接元件夹具体机床夹具的组成定位元件夹紧装置导向装置和对刀装置连接元件夹具体起定位作用用于工件的夹紧用来引导刀具或调整刀具相对于夹具的位置用来保证夹具和机床工作台之间的相对位置夹具的机架其他元件及装置机床夹具的组成感谢观看—机床夹具概述—部分图片、视频资料来源于网络，仅供教学使用机械制造工艺基础—工件的定位—目录\CONTENTS工件的定位方法六点定位原理02常见定位分析0301常用定位元件04工件的定位方法01直接找正定位效率低，适用于单件小批量生产和定位精度要求较高的情况。02划线找正定位适用于单件小批量生产或毛坯精度较低、大型零件的粗加工。03夹具中定位

效率高，易保证质量，广泛用于批量生产定位：使同批工件在机床或夹具上有正确位置目录\CONTENTS六点定位原理工件的定位方法01常见定位分析0302常用定位元件04空间任一自由物体共有（六）个自由度。这六个自由度为：沿x、y、z轴（移动）的三个自由度；绕x、y、z轴（转动）的三个自由度。六点定位原理

YZX

用合理分布的六个支承点限制工件六个自由度的法则。六点定位原理注意1.定位就是限制自由度；2.定位支撑点与工件定位基准面始终保持接触；3.定位是使工件占有一个正确的位置，夹紧是使工件保持这个正确位置；4.定位支撑点是由定位元件抽象而来，实际中一个定位元件可体现一个或多个支承点，视具体工作方式及其与工件接触范围大小而定；目录\CONTENTS常见定位分析工件的定位方法01六点定位原理0203常用定位元件04（1）完全定位

大端面限制:X方向的移动自由度Y、Z的转动自由度

短销限制:Y、Z方向的移动自由度

防转销限制:X方向转动自由度——六个自由度均被限制的定位方式常见定位分析（2）不完全定位

应该限制:Y、Z方向的移动自由度Y、Z的转动自由度——根据零件加工要求实际限制的自由度数少于六个的定位方法常见定位分析（3）欠定位

欠定位:

如果没有防转销属欠定位——应限制的自由度未被限制的定位方法欠定位在生产中是不允许出现的！常见定位分析（4）过定位

——某一个自由度被重复限定的定位方式

夹持较长卡盘相关于套筒限制:Y、Z方向的移动自由度Y、Z的转动自由度

顶尖限制:Y、Z方向转动自由度一夹一顶夹持部分较长

重复限制:Y、Z方向转动自由度常见定位分析目录\CONTENTS常用定位元件工件的定位方法01六点定位原理0204常见定位分析03(1)固定支承（支承钉、支撑板）工件以平面定位

（a）平头支承钉（b）圆头支承钉（c）网纹支承钉常用于粗基准定位(2)可调支承

多用于毛坯面定位，每批调整一次，以补偿各批毛坯误差工件以平面定位工件以平面定位(3)自位支承（浮动支承）支承本身可随工件定位基准面的变化而自动适应，一般只限制一个自由度，即一点定位。(4)辅助支承

在工件定位后才参与支承的元件，不限制自由度，主要用于提高工件的刚度和定位稳定性。工件以平面定位

(1)定位销工件以圆孔定位圆柱销圆锥销（2）定位心轴工件以圆孔定位主要用于套筒和盘类零件的定位

(1)定位套筒

工件以外圆表面定位(a)小端面(b)大端面工件以外圆表面定位(2)半圆定位座

常用于大型轴类工件的定位

结构尺寸已标准化，斜面夹角有60°90°120°工件以外圆表面定位(3)V形定位块组合表面定位一面两孔定位两顶尖孔定位一面一孔定位目录\CONTENTS常用定位元件工件的定位方法01六点定位原理0204常见定位分析03感谢观看—零件的定位—机械制造工艺基础—工件的夹紧—目录\CONTENTS夹紧装置的组成及基本要求020301夹紧力的确定常用夹紧机构夹紧装置的组成及基本要求夹紧装置:把工件在夹具中压紧、夹牢的装置。夹紧装置的组成及基本要求组成（1）动力装置（2）夹紧元件（3）中间传力机构夹紧装置的组成及基本要求(1)夹紧时不破坏工件定位后的正确位置；

(2)夹紧力大小要适当；(3)夹紧动作要迅速、可靠；

(4)结构紧凑，便于制造与维修。基本要求作用(1)改变作用力的方向；(2)改变作用力的大小；(3)使夹紧实现自锁。目录\CONTENTS010302常用夹紧机构夹紧力的确定夹紧装置的组成及基本要求夹紧力的确定必须合理确定夹紧力的三要素：大小、方向和作用点

(1)夹紧力方向的确定

1）主要夹紧力方向应垂直于主要定位面

2）夹紧力的作用方向应使所需夹紧力最小

3）夹紧力的作用方向应使工件变形尽可能小

(２)夹紧力作用点的确定

1）夹紧力应作用在刚度较好部位

2）夹紧力作用点应正对支承元件或位于支承元件形成的支撑面内3）夹紧力作用点应尽可能靠近加工表面(３)夹紧力大小的估算

夹紧力大小的计算是比较复杂的问题，一般只能作粗略的估算。为了安全起见，估算出的夹紧力再乘以安全系数作为实际所需的夹紧力数值，即W＝KW′。其中，W为实际所需的夹紧力，W′为理论夹紧力，安全系数K，一般精加工K=1.5～2，粗加工K=2.5～3。目录\CONTENTS010203常用夹紧机构夹紧力的确定夹紧装置的组成及基本要求常用夹紧机构（1）斜楔夹紧机构特点：1）有增力作用，但扩力比较小约为3；2）夹紧行程小；3）结构简单，但操作不方便。主要用于机动夹紧，且毛坯质量较高的场合。α=6°-8°（2）偏心夹紧机构特点：1）有增力作用，扩力比约为12~13。2）夹紧力小，行程小，自锁性差3）结构简单，操作方便。主要用于切削力小，无振动，工件尺寸公差不大的场合。（