《制造工程基础》实验指导书：组合夹具的设计和组装

实验指导书
组合夹具的设计和组装
在机床上加工工件时，为保证加工精度，工件必须正确安装在机床上，用于安装工件的工艺装备称为机床夹具。

夹具通常可分类为通用夹具、专用夹具、成组夹具、组合夹具以及随行夹具。

组合夹具是由一套预先制造好的标准元件组装成的专用夹具，它在使用时具有专用夹具的优点，当产品变换时又可重新组装成新的夹具。

因此它不仅适用于新产品试制和单件小批生产，也适用于较大批量的生产。

本次实验内容为工件定位、夹紧方案的设计和中型槽系组合夹具的设计与组装。

一.实验目的
1.理解机床夹具在机械加工中的重要作用；
2.深入理解六点定位原理、过定位、欠定位、完全定位、不完全定位、工序基准、定位基
准、测量基准、设计基准等基本概念；
3.了解组合夹具的主要特点以及槽系组合夹具各种元件及其功用；
4.了解组合夹具设计的基本要求及基本组装知识；
5.学会根据一个零件的工序工艺要求，设计并组装该工序加工需要的合理的组合夹具；
6.学会检查、调整组合夹具中的定位尺寸；
二.实验装置及工具
1.中型系列槽系组合夹具元件；
2.零件图；
3.工件毛坯若干件；
4.组装夹具需用的工、量具等；
三.中型系列槽系组合夹具简介
夹具具有保证加工质量、提高生产率、减轻劳动强度以及扩大机床工艺范围的作用。

采用6个按一定规则布置的约束点，可以限制工件的6个自由度，实现完全定位（六点定位原理）。

组合夹具分为槽系和孔系两个系列，孔系组合夹具是在槽系之后发展的柔性夹具，由于
其便于计算机编程，所以特别适合于在加工中心、数控机床和柔性生产线上作为工装或随行夹具。

二者的主要区别在于槽系组合夹具元件主要靠键和槽来定位，而孔系组合夹具元件主要靠定位销和精密孔来定位。

槽系组合夹具元件按其主要的结构要素设计了三个型别：大（D）、中（Z）、小（X）。

槽系组合夹具具有元件品种规格多，组装灵活性大的特点，但其本身刚度低，需要考虑刚度问题，适合普通钻床、车床、铣床使用。

柔性夹具组件可以通过组装——使用——分解——再组装周而复始循环使用。

按元件的用途，可把组合夹具元件分为八大类，用数字1-9表示。

1——基础件，2——支承件，3——定位件，4——导向件，5——压紧件，6——紧固件，8——合件，9——其他件。

本次实验选用的夹具组件外购于保定向阳航空精密机械有限公司，属于中型系列槽系组合夹具组件。

其元件共分8类：
1.基础件：是组合夹具中最大的元件，用作组装夹具的基础，通过它把其他元件连接起来，
成为一套夹具。

2.支承件：包括各种垫板和支承，键槽定位角铁及角铁、转角支承、加肋角铁、V形支承
板及各种V形支承、伸长板及宽板。

支承件是组成成套夹具的骨架，一般其下与基础件通过定位件与螺栓与基础板定位连接。

其上可安装其他支承件、定位件、导向件等元件、组成成套夹具，也可作为工件的定位支承。

3.定位件：用于夹具中各元件间的定位以保证精度和连接强度及整体夹具的可靠性，也用
于被加工工件的正确安装和定位。

4.导向件：包括正方形、长方形导向支承，各种滑动支承及各种类型的钻模板，它与各种
钻套配合使用，用来保证切削刀具的正确位置，加工时起到引导刀具的作用，它主要用于钻、扩、铰、镗及攻丝等工序的夹具上。

5.压紧件：主要用于将工件压紧在夹具上，以保证工件定位后的正确位置，使工件在切削
力的作用下保持位置不变。

6.紧固件：主要用于连接组合夹具中各种元件及紧固被加工工件，它在一定程度上影响着
整个夹具的刚性，因而大、中型元件中的紧固件采用了细牙螺纹，其强度好、紧固牢靠、不易松动。

7.合件：由若干零件装配而成，一般不允许拆卸。

它能提高组合夹具的万能性，扩大使用
范围，加快组装速度，简化夹具结构。

有些合件还可以单独使用。

8.其它件：这部分元件在组装夹具中起辅助作用。

四.实验内容和组装步骤
本次实验要求大家在实验前根据实验指导书中的零件图以及组合夹具元件挂图，针对零件的某一工序的工艺要求设计定位与夹紧方案，并根据该方案初步选择夹具元件（实验前要对此准备工作进行检查、评分）。

在实验中，利用夹具元件以及工、量具组装出一套合理的组合夹具。

组合夹具的组装过程一般为（前两项为实验前准备工作，后两项为实验操作）：
1.组装前的准备工作
复习机床夹具基本知识，熟悉六点定位基本原理。

熟悉零件结构、分析零件加工工艺要求，熟悉槽系组合夹具元件分类、功用及相互连接方法。

2.结构构思
考虑工件在夹具中的定位（遵循六点定位及尽量选择基准重合）和夹紧方案，根据工件情况以及加工特点考虑夹具应有的结构形式，如思考零件是否需要垫高以避免刀具和基础板干涉，如何定位装夹才能保证足够的刚度等。

3.试装及方案论证
根据对夹具结构的初步构思选择元件并布置元件，但元件间不加连接或紧固，试装后分析定位夹紧是否合理，工件装卸、调整、测量是否方便，夹具刚度是否足够等，通过试装更换元件或部分定位夹紧方案，这样夹具结构就确定下来，准备正式组装。

4.正式组装和定位尺寸调整
组装夹具元件，用螺栓紧固，检查并调整需要保证精度的有关定位尺寸。

在组装过程中需要注意：
（1）合理使用元件，不允许随意挪用精度高的组合夹具元件作它用；
（2）合理组装，定位元件要小心轻放，以免磕碰或碰坏，从而影响精度；
（3）工、量具要合理使用；
五.实验注意事项
1.请爱护夹具元件、量具及有关工具，操作过程中要轻拿轻放，避免磕碰；
2.拧紧螺母的力量不要过大；
3.搬动重量较大元件时要十分小心，组装、拆装过程中一定要注意元件比较锋利的棱角，
以免划伤手指；
4.由于同时参加实验的同学比较多，在组装过程中一定要注意动作不要过大，以免对其他
同学造成伤害；
5.实验结束后，应将夹具元件、工具等整理好。

六.实验报告
1.实验目的
2.实验内容
3.实验步骤
1.实验结果
（1）在零件工序图上用符号表示出定位和夹紧方案；
（2）画出组合夹具简图；
2.实验分析与总结
（1）分析主要元件的作用；
（2）夹具结构合理性分析（夹紧力分析、工件装卸、排屑、刀具干涉、体积、重量、安全等）、精度分析、刚度分析等；
（3）通过本次实验，你认为组合夹具有那些优点？有那些缺点？
（4）对本次实验的感想与建议
七.建议
1.本次实验的准备工作非常重要，请同学们认真准备，否则将会影响实验效果和进度；
2.注意保管好发给同学们的夹具元件挂图，每组同学传递使用，由参加最后一组实验的同
学带回；
3.请每组参加实验的同学于实验前5分钟，在系馆大厅集合，不要迟到；
八.零件图
1.拨叉
2.分油泵
3.制动总泵
零件图说明：
1.本次实验中只考虑拨叉的一道加工工序，即保证尺寸11.6；
2.分油泵也只考虑一道工序，即铣削两个端面；
3.制动总泵要考虑4道工序，从毛坯到成品。

（1）加工直径为41的外圆以及端面；（2）
钻两个直径为10的位于端面上的孔；（3）加工平面以及两个直径为20的孔；（4）加工4个直径为10的斜孔；。