6.1夹具概述及常用定位方法

除了刚性心轴外，生产中还经常采用弹性心轴、液塑心轴、自动定心心 轴等，定位同时将工件夹紧，使用方便。 工件在心轴上定位通常限制4个自由度（除了限制绕工件自身轴线 转动和沿工件自身轴线移动的2个自由度）。
（2）定位销 图10为国标规定的圆柱定位销，其工作部分直径d通常根 据加工要求和考虑便于装夹，按g5、g6、f6或f7制造。定位销与夹具体的联 接可采用过盈配合（图a，图b，图c），也可采用间隙配合（图d）。圆柱定 位销通常限制工件的2个移动自由度。
（5）夹具体 联接夹具各元件或装置，使之成为一个整体并通过它将夹具安装 在机床上。 （6）其它元件或装置 如某些夹具上的分度装置、安全保护装置等。
6.1.2 夹具的功能
（1）保证加工质量 使用夹具后，零件加工精度主要靠夹具和机床来保证，不 再依赖工人的技术水平。 （2）提高生产率，降低成本，减轻劳动强度 使用夹具后可减少划线、找正等 辅助时间，易实现多件、多工位加工。可广泛采用气动、液动等机动夹紧装 置，使辅助时间进一步减少。 （3）扩大机床工艺范围 如在车床或钻床上使用镗模，可代替镗床镗孔；使用 靠模夹具，可在车床或铣床上进行仿形加工。
在同一夹具上加工形状相同但尺寸不同的工件时，可用可调支承， 如图5b）所示，在轴上钻径向孔，对于孔至端面的距离不等的工件，只要调 整支承钉的伸出长度，便可进行加工。
（3）自位支承（浮动支承） 支承点可以自动调整其位置以 适应工件定位表面的变化。 图6为几种常见的自位支承。 自位支承通常只限制一个自由 度，即实现一点定位。常用于 毛坯表面、断续表面、阶梯表 面以及有角度误差的平面定位。
图1 铣轴端槽夹具 1—V型块 2—支撑套 3—手柄 4—定向键 5—夹具体 6—对刀块
由图1可以看出机床夹具的基本组成部分，主要有：
（1）定位元件或装置 确定工件在夹具上的位置。
（2）夹紧元件或装置 夹紧工件。 （3）刀具导向元件或装置 引导刀具或调整刀具相对于夹具定位元件的位置。
（4）连接元件 确定夹具在机床上的位置并与机床相联接。
当要求孔销配合只在一个 方向上限制工件自由度时， 可使用菱形销。工件也可以 用圆锥销定位，限制工件的 3个移动自由度（见图11）。
图10 圆柱定位销
图11 菱形销与圆锥销
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图6 自位支承
（4）辅助支承 在工件定位后才参与支承，它不起定位作用，只起支承 作用，常用于在加工过程中加强被加工部位的刚度。辅助支承有多种形式， 图7为其中的三种。
图7 辅助支承
1—支承 2—螺母 3—弹簧 4—手柄 图8 辅助支承的应用
例如图 8 所示，工件以内孔及端面定位钻右端小孔。若右端不设支承， 工件装夹后，右臂为一悬臂，刚性差。若在 A 点设置固定支承则属过定位， 有可能破坏左端定位。在这种情况下，宜在右端设置辅助支承。工件定位时， 辅助支承是浮动的（或可调的），待工件夹紧后再把辅助支承固定下来，以 承受切削力。
（2）可调支承 支承点的位置是 可以调节的。图4为几种常见的 可调支承。当工件定位表面不 规整或不同批量的毛坯尺寸差 别较大时，常使用可调支承。 也可用作成组夹具的调整元件。
图4 可调支承 1—调节支钉 2—锁紧螺母
a)
b)
图5 可调支承的应用
例如，在图5 a) 中，工件为砂型铸件， 先以 A 面定位铣 B 面，再以 B 面定 位镗双孔。铣 B 面时若用固定支承， 由于定位基面 A 的尺寸和形状误差较 大，铣完后的 B 面与两毛坯孔
6.1.3 机床夹具的分类 1．按使用范围分类 （1）万能通用夹具 应用广，能较好的适应加工工序及加工对象变换，结构 已定型，尺寸已系列化，大多数成为机床的一种标准附件。如机用虎钳，三 爪卡盘，四爪卡盘，花盘等（参考《某道工序上的装夹需要而专门设计制造的。 服务对象专一，针对性很强，一般自行设计和制造。 （3）组合夹具、拼装专用夹具 由一套完全标准化的元件拼装而成。避免了专 用夹具设计制造周期长，产品改型后又无法利用的缺点 （4）成组夹具和通用可调夹具 部分元件更换、部分装置可调。成组夹具用于 相似零件的加工，通用可调夹具的加工对象不很明确，适应范围更广一些。。 （5）随行夹具 在自动线或柔性制造系统中使用。 2. 按使用的机床分类 可分为车床夹具、铣床夹具等。 3. 按夹具所采用的夹紧动力源分类 可分为手动夹具，气动夹具，液压夹具，气液夹具，电动夹具等。
（图5a中的点划线）的距离尺寸 H1、H2 变化也大，致使镗孔时余量很不均匀， 甚至可能使余量不够。因此图中可采用可调支承，定位时适当调整支承钉的 高度，便可避免出现上述情况。对于中小型零件，一般每批调整一次， 调整好后，用锁紧螺母拧紧固定，此时其作用与固定支承完全相同。 若工件较大且毛坯精度较低时，也可能每件都要调整。
2. 工件以圆柱孔定位 工件以圆柱孔定位通常属于定心定位（定位基准为孔的轴线），夹具 上相应的定位元件是心轴和定位销。
a)
b)
c)
图9 刚性心轴
（1）心轴 心轴形式很多， 图9为几种常见的刚性心轴。 其中图a为过盈配合心轴， 图b为间隙配合心轴，图c为 小锥度心轴（锥度为1:5000 -1：1000）。
第6章 机床夹具设计
6.1 机床夹具概述
6.1.1 机床夹具及其组成 1．机床夹具的作用 在机床上用以装夹工件的一种装置。作用：使工件相对于机床或刀具有 一个正确的加工位置且在加工中始终保持其正确的位置不变。 2. 夹具的组成
图1是一个铣削轴端槽的夹具。工件以 外圆和端面为定位基准，放在一个固定V形 块1和支承套2上定位，转动手柄3，偏心轮 推动活动V形块夹紧工件。对刀块6用来确定 铣刀相对工件的位置。所有的装置和元件都 装在夹具体5上。为了方便地确定夹具在机 床上的正确位置，在夹具底部装有定向键 （图1中的件4）。安装夹具时只要将两个定 向键放入铣床工作台的T型槽中并靠向一侧， 则不需再进行找正便可将夹具固紧在机床工 作台上。
6.2 工件在夹具上的定位 6.2.1 常用定位方法与定位元件 1．工件以平面定位
平面定位的主要形式是支承定位。夹具上常用的支承元件有以下几种：
图2 支承钉
a)
b)
图3 支承板
（1）固定支承 定位元件高度方向上的尺寸固定不变，有支承钉和支承扳两种 形式。图2为国标规定的三种支承钉，其中A型多用于精基准面定位，B型 多用于粗基准面定位，C型多用于工件侧面定位。图3为国标规定的两种 支承板，其中B型用的较多，A型由于不利于清屑，多用于工件侧面定位。