机床夹具概述和工件的定位与夹紧教案课程

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夹具第3章夹紧(2006)

机床夹具设计讲稿目录1 机床夹具概述1.1 工件的装夹与机床夹具1.2 夹具的分类与作用1.3 机床夹具设计研究的内容2 工件在夹具中的定位2.1 工件定位原理2.2 定位元件的选择与设计2.3 定位误差的分析与计算2.4 工件定位方案设计及定位误差计算举例3 工件在夹具中的夹紧3.1 夹紧装置的组成及其设计要求3.2 夹紧力的确定3.3 夹紧机构设计3.4 夹紧动力装置设计3.5 夹紧装置设计实例4 夹具在机床上的定位、对刀和分度4.1 夹具在机床上的定位4.2 夹具在机床上的对刀4.3 夹具的转位和分度装置5 各类机床夹具的结构特点5.1 钻床夹具5.2 镗床夹具5.3 铣床夹具5.4 车床和圆磨床夹具5.5 齿轮加工机床夹具6 可调夹具及组合夹具设计6.1 概述6.2 通用可调夹具和成组夹具6.3 组合夹具7 机床夹具的设计方法及步骤7.1 机床夹具设计的一般步骤7.2 机床夹具设计举例7.3 机床夹具计算机辅助设计简介7.4 夹具体的设计7.5 夹具结构的工艺性3 工件在夹具中的夹紧工件在夹具中的装夹是由定位和夹紧这两个过程紧密联系在一起的。

定位问题在上一章讨论过，其目的在于解决工件的定位方法和保证必要的定位精度。

仅仅定好位，在大多数场合下，还不能进行加工。

只有进而在夹具上设置相应的夹紧装置对工件实行夹紧，才能完成工件在夹具中装夹的全部任务。

夹紧装置的基本任务就是保持工件在定位中所获得的既定位置，以便在切削力、重力、惯性力等外力作用下，不发生移动和振动，确保加工质量和生产安全。

有时工件的定位是在夹紧过程中实现的，正确的夹紧还能纠正工件定位的不正确位置。

本章主要讨论有关夹紧装置设计和计算方面的基本问题。

3.1 夹紧装置的组成及其设计要求（1）夹紧装置的组成一般夹紧装置由下面两个基本部分组成：1）动力源即产生原始作用力的部分。

如果用人的体力对工件进行夹紧，称为手动夹紧；如果用气动、液压、气液联合、电动以及机床的运动等动力装置来代替人力进行夹紧，则称为机动夹紧。

数控机床工件装夹及夹具的选用教学文案

圆柱销
各种心轴
V型块
定位套
以平面定位
支承订支承板
A型用于精基准，B型用于粗基准，C型用于侧面定位。支承钉与夹具孔的配合为H7/r6或 H7/n6。若支承钉需经常更换时可加衬套，其外径与夹具体孔的配合亦为H7/r6或H7/n6，内径与支承钉的配合为H7/js6。使用几个A型支承钉时，装配后应磨平工作表面，以保证等高性
2）由于工序的加工精度要求，工件在定位时允许保留某些方面的不定度。
•不完全定位是允许的。
不完全定位：
a图：完全自由 b、c、d图：可以沿Y轴方向移动， e图：可以沿x、Y轴方向移动，绕Z轴旋转
过定位
当过定位导致工件或定位元件变形，影响加工精度时，应该严禁采用。
但当过定位并不影响加工精度，反而对提高加工精度有利时，也可以采用。
而不影响定位。大批量生产时，应采用可换定位销（JB/T 8014.3－1999）。工作部分的直径，可根据工件的加工要求和安装方便，按g5、g6、f6、f7制造，与夹具体配合为H7/r6或H7/n6，衬套外径与夹具体配合为H7/h6，其内径与定位销配合为H7/h6或H7/h5。当采用工件上孔与端面组合定位时，应该加上支承垫板或支承垫圈
支承本身在定位过程中所处的位置，随工件定位基准面位置的变化而自动与之适应，其作用相当于一个固定支承，只限制一个自由度。由于增加了与定位基准面接触的点数，故可提高工件的安装刚性和稳定性。适用于工件以粗基准定位或刚性不足的场合
调节支承应用实例
以平面定位
旨在提高工件的装夹刚性和定位的稳定性，并不起消除自由度的作用。使用时必须逐个工件进行调整，以适应工件支承表面的位置变化结构简单，但效率较低

机床夹具概述和工件的定位与夹紧教案

3、按驱动夹具工作的动力源分类可分为:手动夹具、液压夹具、气动夹具、电动夹具等;机床夹具的组成夹具的组成定位元件图定位元件保证工件在夹具中处于正确的位置;2夹紧装置图夹紧装置的作用是将工件压紧夹牢,保证工件在加工过程中受到外力切削力等作用时不离开已经占据的正确位置;3 对刀或导向装置对刀或导向装置用于确定刀具相对于定位元件的正确位置;4 连接元件连接元件是确定夹具在机床上正确位置的元件;5 夹具体夹具体是机床夹具的基础件,6 其它装置或元件它们是指夹具中因特殊需要而设置的装置或元件;若需加工按一定规律分布的多个表面时,常设置分度装置；为了能方便、准确地定位,常设置预定位装置；对于大型夹具,常设置吊装元件等;机床夹具的作用1、保证加工精度,稳定加工质量;2、扩大机床的功能3、提高劳动生产率;4、降低生产成本;5、改善劳动条件,降低对工人的技术要求;1、工件常用的定位方法：1 直接找正法概念：用划针、百分表等工具直接找正工件位置并加以夹紧的方法称直接找正法;特点：生产率低,精度取决于工人的技术水平和测量工具的精度2 划线找正法概念：先用划针画出要加工表面的位置,再按划线用划针找正工件在机床上的位置并加以夹紧;特点：费时,又需要技术高的划线工3在夹具上定位使用概念：使用通用或专用夹具,使工件在机床夹具中迅速有一确定的定位,不需要找正就能保证工件与机床、刀具间的正确位置;特点：生产效率高,定位精度好,应用与成批以及单件小批量生产中;2、工件定位的基本原理1六点定位原理工件的六个自由度长方体形工件的定位①、概念：用合理分布的六个支承点限制工件六个自由度的法则,称为六点定位原理;②、“六点定位原理”应注意：1 定位支承点限制工件自由度的作用,应理解为定位支承点与工件定位基准面始终保持紧贴接触;2 一个定位支承点仅限制一个自由度,一个工件仅有六个自由度,所设置的定位支承点数目,原则上不应超过六个;3 分析定位支承点的定位作用时,不考虑力的影响2六点定位原理的应用工件定位中的几种情况1完全定位概念：工件的六个自由度全部被限制的定位;2 不完全定位概念：根据工件的加工要求,并不需要限制工件的全部自由度的定位;3 欠定位概念：根据工件的加工要求,应该限制的自由度没有完全被限制的定位4 过定位概念：夹具上的两个或两个以上的定位元件,重复限制工件的同一个或几个自由度的现象3、工件的定位方法及其定位元件生产实践中常用的定位方法及定位元件:1工件一平面定位(1)支承钉①、球头支承钉图 B型②、齿纹头支承钉图 C型③、平头支承钉图A型④、可调支承⑤、自位支承1—销轴2—V形块3—可调支承用可调支承加工相似件的图2 支承板2工件以圆柱孔定位定位方式的基本特点是：定位孔与定位元件之间处于配合状态,并要求确保孔中心线与夹具规定的轴线相重合;1 圆柱销2 圆柱心轴心轴主要用于套筒类和空心盘类工件的车、铣、磨及齿轮加工;圆柱心轴定位装夹图花键心轴装夹图3 圆锥销圆锥销定位左粗基准定位右精基准定位圆锥销组合定位图4 小锥度心轴3．工件以外圆柱表面定位1 V形架V形架定位的最大优点是对中性好;V 形架可分为固定式和活动式;2 定位套一般适用于精基准定位,常与端面联合定位; 工件以外圆柱面定位,有时也可用半圆套或锥套作定位元件;1．夹紧装置的组成如下图1 力源装置产生夹紧作用力的装置;所产生的力称为原始力2 中间传力机构介于力源和夹紧元件之间传递力的机构3 夹紧元件夹紧装置的最终执行件,与工件直接接触完成夹紧作用2．对夹具装置的要求： 1夹紧时应保持工件定位后所占据的正确位置; 2 夹紧力大小要适当;3 夹紧机构的自动化程度和复杂程度应和工件的生产规模相适应,并有良好的结构工艺性,尽可能采用标准化元件;4夹紧动作要迅速、可靠,且操作要方便、省力、安全;3、．夹紧力方向和作用点的选择1夹紧力的作用方向应垂直于主要定位基准面;V 型块定位图夹紧装置组成示意图1—气缸2—连杆导入：由提问学生普车上所用夹具而导入;新课：1．三爪自定心卡盘优点：可自动定心,装夹方便,应用较广,缺点：夹紧力较小,不便于夹持外形不规则的工件2.四爪单动卡盘特点：四个爪都可单独移动,安装工件时需找正,夹紧力大,适用于装夹毛坯及截面形状不规则和不对称的较重、较大的工件;3、复杂、精密工件装夹1花盘铣床夹具铣床上的通用夹具：平口钳如下图铣床夹具中使用最普遍是机械夹紧机构,这类机构大多数利用机械摩擦的原理夹紧工件;斜楔夹紧机构是其中最基本的形式,螺旋、偏心等夹紧机构是斜楔夹紧机构的演变形式;1.斜楔夹紧机构特点：楔块夹紧行程小；结构简单,夹紧和松开需要敲击大、小端,操作不方便;增力比、行程大小和自锁条件是相互制约的2、螺旋夹紧机构工作特点：1 自锁性能好2 增力比大3 夹紧行程调节范围大4 夹紧动作慢、工件装卸费时适用范围；适用于手动夹紧,在机动夹紧机构中应用较少在实际生产中,螺旋——压板组合夹紧比单螺旋夹紧用得更为普遍;3、偏心夹紧机构特点:优点是操作方便,动作迅速,结构简单缺点是工作行程小,自锁性不如螺旋夹紧好,结构不耐振,适用于切削平稳且切削力不大的场合,常用于手动夹紧机构;小结由学生来总结：1、数控车床上一般工件常用的装夹方法;2、数控铣床上一般工件常用的夹紧机构和特点;作业P37 第5、6题。

机床夹具的课程设计

机床夹具的课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解机床夹具的基本概念、分类及作用；2. 掌握机床夹具的组成、结构及其工作原理；3. 了解机床夹具在机械加工过程中的应用及选用原则。

技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析机床夹具的适用范围及优缺点；2. 提高学生运用机床夹具进行工件加工的操作能力；3. 培养学生通过查阅资料、开展讨论等方式，解决机床夹具使用过程中遇到的问题。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对机床夹具在制造业中重要性的认识，激发学生学习兴趣；2. 培养学生严谨、细致的学习态度，养成良好的操作习惯；3. 增强学生的团队合作意识，提高沟通协调能力。

分析课程性质、学生特点和教学要求：本课程为机械制造及自动化专业的一门专业课程，旨在使学生掌握机床夹具的相关知识，提高操作技能。

学生处于本科阶段，具有一定的机械基础知识和动手能力。

教学要求注重理论与实践相结合，以培养学生的实际操作能力为主。

课程目标分解：1. 知识目标：通过课堂讲授、自主学习等方式，使学生掌握机床夹具的基本知识；2. 技能目标：通过实验、实训等环节，提高学生的实际操作能力；3. 情感态度价值观目标：通过小组讨论、案例分析等教学方法，培养学生的专业兴趣和团队协作能力。

二、教学内容1. 机床夹具概述- 机床夹具的定义、分类及作用- 机床夹具的发展历程及趋势2. 机床夹具的组成与结构- 夹具的主体结构及其功能- 常用夹具元件的类型及作用- 夹具的连接与调整方式3. 机床夹具的工作原理- 夹紧力产生及传递机制- 工件在夹具中的定位与导向- 夹具对加工精度的影响4. 机床夹具的应用与选用- 夹具在各类机床上的应用实例- 夹具选用的原则与方法- 夹具使用中的注意事项5. 机床夹具实训- 实训项目一：认识常见机床夹具及元件- 实训项目二：机床夹具的拆装与调整- 实训项目三：机床夹具的使用操作教学大纲安排：第一周：机床夹具概述第二周：机床夹具的组成与结构第三周：机床夹具的工作原理第四周：机床夹具的应用与选用第五周：机床夹具实训（含三个实训项目）教学内容与教材关联性：本教学内容与教材《机械制造工艺与设备》中关于机床夹具的章节内容密切相关，涵盖了机床夹具的基本概念、结构、工作原理、应用及实训等方面，确保了教学内容的科学性和系统性。

工件定位与夹紧

形成的加工误差。
互为基准的原则
当相关表面位置精度要求很高但精加工余量很小，加工时要用这些表面互相作为定位基准。
精度高于6级的淬火齿轮，齿形相对于轴线的位置精度要求很高，加工需用磨齿工艺。因淬火后齿轮孔和齿面均产生变形，而孔和磨齿的加工余量都很小，故先以齿面为定位基准磨孔；再以孔为基准磨齿面。齿面和齿轮孔互为基准。
2. 工艺基准
（3）测量基准
检验零件时，用以测量加工表面的尺寸、形状、位置等误差所依据的基准。
图2-47 零件的设计基准与工艺基准示例
2. 工艺基准
（4）装配基准
装配时用以确定零件、组件和部件相对于其他零件、组件和部件的位置所采用的基准。
传动轴
键传动齿轮
图2-48 齿轮的装配基准
(二)精基准及其选择原则
1.机床夹具的组成
（1）定位装置：是由定位元件及其组合构成的，用于确定工件在夹具中的正确位置，常见的定位方式是以平面、圆孔、外圆定位。圆柱销5、菱形销9、支承板4
（2）夹紧装置：保持工件在夹具中的确定位置，保证定位可靠，使工件在切削力的作用下不产生移动。包括夹紧元件、传动装置及动力装置等。螺杆8、螺母7、开口垫圈6
4) 工件以组合表面定位
图2-68 一面两销定位
一面两孔：在加工箱体类零件时经常采用一面两孔组合(一个大平面及与该平面相垂直的两个圆孔组合) 定位、夹具上相应的定位元件是一面两销。为了避免由于过定位而引起的工件安装时的干涉，两销中一个应采用菱形销。菱形销的宽度可以通过简单的几何关系导出。
3.常见定位方式及定位元件
9
一、零件的基准及其分类
什么是基准？
基准就是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的点、线、面。

15-2 工件在夹具上的定位

是几个定位表面的组合。
常见的定位表面组合有：平面与平面的组合平面与圆孔的组合平面与外圆表面的组合平面与其他表面的组合锥面与锥面的组合等等。
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36
在多个表面同时参与定位的情况下，各表
面在定位中所起的定位作用有主次之分。
一般称定位点数最多的定位表面为第一
定位基准面或主要定位面或支承面；
它还适用于阶梯轴及曲轴的定位，并且装卸工件很方便。
一般来说，长V形块(或两个短V形块的组合) 限制工件的4个自由度，而短V形块一般只限制2个
自由度。V形块又有固定和活动之分。
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27
图中所示为活动V形块结构图，它可兼作定位件和夹紧件。
活动V形块只限制垂直于活动方向的一个自由度。
活动V形块的结构尺寸已标准化。
时，相应的定位元件有下面几种。 1. 套筒、半圆孔
图中所示为装在夹具体上的套筒结构。其中图(a)为长定位套，它相当于长销定位，限制工件的四个自由度;图(b)为短定位套，相当于短销定位，限制两个自由度。为了保证轴向定位精度，常与端面联合定位，这样共限制五个自由度。
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图中为外圆柱面用半圆孔定位的结构。
对于定位点数次多的定位表面称为第二
定位基准面或导向面；
对于定位点数为1的定位表面称为第三定
位基准面或止动面。
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孔与端面组合，如图：
图(a)：工件以其孔及与孔中心线垂直的端面组合定
位。这种定位出现了过定位问题。
为了解决该定位方式的过定位问题，应首先确定工件的哪一个定位基准是起主要定位作用的，即第一定位基准；哪一个是起次要定位作用的，即第二定位基准，然后采取适当措施。

机床夹具ppt

2、右图所示套筒以外圆柱面在V型块上定位,在插床对内孔插键槽,以知 D=500-0.03, d=300.050D 对d的跳动为0.02,试计算加工加工尺寸H的定位误差。(华南理工98年)
3、在阶梯轴工件的小端铣键槽,要求保证尺寸 30+0.10,定位方案如下图所示,该定位方案能否满足加工要求?如何提高定位精度?(大连理工99年)
２、液压夹紧
第五节、各类机床夹具
一、车床夹具
二、铣床夹具
三、钻床夹具
组合夹具
0
30± 0.07
A
P C B O
3 0 ± 0 .07
A
P C B O
3 0 ± 0 .07
A
P C B O D
3 0 ± 0 .07
1、有一工件在V型块上定位, 工件定位处外圆直径为￠60，公差为0—0.028， V型块夹角为90度，分析计算工序尺寸H的定位误差。(山工 2000年)
第一节机床夹具概述
一、工件的装夹方法
1)用找正法装夹工件
2)用夹具装夹工件
二、机床夹具的工作原理和在机械加工过程中的作用 1、夹具的主要工作原理
1)工件在夹具中占有正确位置 2)夹具对机床保持准确位置 3)刀具对定位元件的定位面调整到准确位置
2、夹具的作用 1）保证稳定可靠地达到各项加工精
3、工件以外圆柱面定位（1）V型块
（2）定位套筒
（3）半圆孔定位座
（4）外圆定心夹紧机构
4、工件以组合表面定位
（1）一面两孔定位
应用
应用实例
（2）一面及两外圆柱面组合定位
（2析
一、定位误差及其产生原因 1、定位基准与设计基准不重合

工件在夹具中的定位与夹紧

1）选择不加工面为粗基准 2）合理分配加工余量的原则 3）便于工件装夹原则 4）同方向上粗基准不得重复使用
（3）精基准的选择
主要应保证加工精度和装夹方便
选择精基准一般应遵循以下原则：
1）基准重合原则
设计(工序)与定位
2）基准统一原则
各工序的基准相同
3）互为基准原则
两表面位置精度高
4）自为基准原则
加工余量小而均匀
考虑定位方案时，先分析必须消除哪些自由度，再以相应定位点去限制。
(3)欠定位与过定位
工件应限制的自由度未被限制的定位，为欠定位，在实际生产中是绝对不允许的。
工件一个自由度被两个或以上支承点重复限制的定位称为过定位或重复定位。一般来说也是不合理的。
过定位造成的后果：（1）使工件或夹具元件变形，引起加工误差；（2）使部分工件不能安装，产生定位干涉（如一面两销）
六点定位原理。
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
定位与夹紧的区别：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。
(2)完全定位与不完全定位工件的六个自由度被完全限制的定位称完全定位，允许少于六点的定位称为不完全定位。都是合理的定位方式。
(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
形成的支承面内
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
夹紧力的大小根据切削力、工件重力的大小、方向和相互位置关系具体计算，并乘以安全系数K ，一般精加工K =1.5～2，粗加工K = 2.5～3。
向上的变动量。由工件定位面和夹具定位元件的制造误差以及两者之间的间隙所引起。

机床夹具设计概述(pdf 165页)

22
MMT
3.2.1 常用定位方法与定位元件
辅助支承——在工件完成定位后才参与支承，它不起定位
作用，而只起支承作用，常用于在加工过程中加强被加工部位的刚度。
a）
b）
c）
辅助支承
1－支承 2－螺母 3－弹簧 4－手柄
23
MMT
3.2.1 常用定位方法与定位元件
工件以圆柱孔定位
心轴
心轴
过盈配合刚性心轴间隙配合
3(塞尺)
180 AA
160 AA--AA
φ15.3-0.-00.40130
φ 20H7n6
φ 10H7n6 157±0.02
AA
1
45°±5′
45°±5′
连杆铣槽夹具装配图
1－菱形销 2－对刀块 3－定向键 4－夹具底板 5－圆柱销 6－工件
7－弹簧 8－螺栓 9－螺母 10－压板 11－止动销
6
本章建议学时10～12。
2
MMT
机械制造技术基础
第3章机床夹具设计 Fixture Design
3.1 机床夹具概述 Introduction to Jig and
Fixture
3
MMT
3.1.1 机床夹具及其组成
夹具的组成
3
1
1）定位元件及装置
2）夹紧元件及装置
1
3）对刀及导向元件
4）连接元件
15
MMT
套筒零件钻铰径向孔组合夹具分解
16
MMT
a）组合钻模（分度式）
b）组合镗模
c）支架焊接组合夹具
组合夹具实例
17
MMT
加工轴瓦盖自动线随行铣夹具
1、9－支承板 2－压板 3－钩形压板 4－可调支钉 5－丝杠 6－螺母 7－楔块 8－柱销 18

第8章(1-2)机床夹具的基本概念和工件的定位与定位误差

2、由于加工精度要求，不必限制所有自由度
（三）欠定位：工件在夹具中定位时，若定位支承点数目少于工序加工所要求的数目，工件定位不足，称为欠定位。
（四）重复定位：工件在夹具中定位时，若几个定位支承点重复限制一个或几个自由度，称为重复定位（超定位）。
*当以形、位精度较低的毛坯面定位时，不允许重复定位。 *为提高定位稳定性和刚度，以加工过的表面定位时，可以出现重复定位。
＝
d 1 (1 ) 2 sin 2
2）尺寸H2的定位误差设计基准为C，定位基准为A，其最大的位置变动量为 C1C2 即定位误差：
H C1C2 AC2 AC1
2
( AO2 O2C2 ) ( AO1 O1C1 )
3）尺寸H3的定位误差设计基准＝为O，定位基准为A，其最大的位置变动量为 O1O2 即定位误差：
计算得到，根据一批工件的定位由一种可能的极端位置变为另一种极端位置时δ位置和δ不重的方向的异同，以确定公式中的加减号。
（二）几种典型表面定位时的定位误差 1、平面定位时的定位误差 *毛坯表面定位：由于实际表面相对于其理想位置有较大的变动范围，存在基准位置误差。
δ定位（H）= δ位置（M）

分析：机床保证了小孔与销的轴线之间的尺寸，但因销孔之间存在间隙，销、孔、外圆均存在尺寸误差，均会引起尺寸H的变化。 Hmax：当销最小、孔最大、外圆最大，销孔右边接触 Hmin：当销最小、孔最大、外圆最小，销孔左边接触

例：孔—销配合例子

基准位置误差δ位置（O）：定位基准O相对于其理想位置O’的最大变动量
（2）对定误差δ对定：与夹具相对于刀具及
切削成形运动有关的加工误差。包括：对刀误差δ对刀：夹具相对于刀具位置有关的

《机床夹具制作》课程标准

《机床夹具制作》课程标准一、课程性质1、课程定位：随着科学技术的巨大进步及社会生产力的迅速提高，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备，目前国际国内先进的夹具设计技术和设计理念已经更新，成组夹具的日益广泛的应用对我们培养高素质的夹具设计及使用人才提出了更高的要求，我们通过深入调研和召开专业指导委员会，经过反复研讨和广泛征求意见，确定本课程是机械制造技术专业核心课程。

2、与其他课程的衔接关系：本课程是机械制造专业核心课程，该课程的先修课程主要有：《机械零部件测绘》、《机械基础》等，是《机加工综合实训》和《顶岗实习》的基础。

二、设计思路1、教学理念：遵循工作过程系统化的教学理念，利用行动导向教学，采用引导文、项目教学等多种方式，通过具体工作情境的学习，形成学生综合职业能力，即学习即是工作。

2、设计思路：（1）通过分析工装夹具的工作过程归纳出典型及常用的机床夹具，基于机械加工工作过程的典型工作任务，根据学生的认知规律和职业成长规律设计学习领域，围绕学习性工作任务进行教学设计和组织实施。

（2）依据各学习项目内容总量以及在该学习领域课程中的地位分配各学习项目的课时数。

（3）符合学生的认识过程和接受能力，符合由浅入深、由易到难、循序渐进的认识规律。

（4）以实际案例为切入点，明确夹具设计的基本原理后，着重加强学生的动手操作能力。

（5）把创新素质的培养贯穿于教学中。

采用行之有效的教学方法，注重发展学生空间想象能力、应用能力的培养。

3、教学设计：从简单夹具的制作开始，培养学生的学习兴趣和动手能力。

三、课程目标1、专业能力目标（1）根据被加工零件的结构特点和加工要求，能应用六点定位原理及夹紧原则，合理提出被加工工件某道工序的定位、夹紧方案；（2）会查阅有关夹具设计的标准、手册、图册等技术资料；（3）掌握机床夹具设计的一般方法，具有利用CAD进行一般夹具设计的基本能力；（4）具有常用机床夹具的使用能力；（5）了解现代夹具设计的一般知识。

第二章机床夹具设计基础1.1

欠定位与过定位
•欠定位——应该消除的自由度没有消除，不允许。 •过定位——几个支承点重复限制某个自由度，一般不允许，应用是有条件的。
正确处理过定位
•提高工件定位表面与定位元件之间的位置精度； •改变定位元件的结构。
正确配置支承点
•一般按三、二、一布置。 •主要定位表面受力面积越大越好。
二、定位方法及定位元件工件上的定位基准面与相应的定位元件合称为定位副。定位方案的确定
定位与夹紧的区别：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。定位与夹紧在夹具设计中是两个非常重要的概念,两者既有紧密联系,缺一不可,但在概念上又有严格区别: 定位的作用是确定工件在夹具中相对于刀具处于一个正确的加工位置,而夹紧的作用是保证工件在加工过程中始终保持由定位所确定的正确加工位置, 夹紧不能代替定位
（一）工件以平面定位
1、定位方式
根据平面所限制自由度的数目分为三种：
主要支承面
导向支承面止推支承面
限制工件的三个自由度的定位平面，常用于精度比较高的工件定位表面。
限制工件的两个自由度的定位平面，常做成窄长面。限制一个自由度的平面，为了确保定位准确，往往将平面面积作的尽可能小。
2、定位元件常用支承钉和支承板作定位元件；定位基准为平面本身。
3、工件定位中的几种情况 1）完全定位指工件的六个自由度全部被限制。
2）不完全定位根据加工要求，并不需要限制工件的全部自由度。
在车床上加工轴的通孔，使用三爪卡盘夹外圆，限制工件的4个自由度，采用四点定位可以满足加工要求。
工件在平面磨床上采用电磁工作台装夹磨平面，且只有厚度及平行度要求，故只用三点定位。
Z
限制3个自由度 X Y X a）

机床夹具及应用单元2 工件装夹概述

《机床夹具及应用》课件（2）
（杨金凤）
单元2 工件装夹概述
【2018-2019学年第2学期】
• 单元1 课程认识 • 单元2 工件装夹概述 • 单元3 工件在夹具中的定位 • 单元4 工件的夹紧 • 单元5 分度机构和夹具体 • 单元6 专用机床夹具设计 • 单元7 现代机床夹具
单元2 工件装夹概述
适用场合：生产批量小，毛坯精度低，以及大型工件等不适宜采用夹具的粗加工中。特点: 1) 可保证各加工面有足够的加工余量及位置精度； 2)可及时发现毛坯缺陷，采取补救措施； 3)增加了划线工序、浪费工时； 4) 划线具有一定的宽度（0.2～0.3），安装精度不高
2.夹具
安装法
靠夹具将工件定位、夹紧，以保证工件相对于刀具、机床的正确位置
图2-3 直接找正安装
图2-3 直接找正安装
图2-5车孔夹具动画
直接找正安装的特点：
①缺点：安装时费时，效率低，需凭经验操作，对工人技术要求高。
②优点：夹具结构简单，可避免因夹具本身的制造误差而产生的定位误差，因此，定位精度高。
如：加工误差 < 0.01～0.005mm，采用夹具加工难以达到。适用场合：单件小批生产中（如工具修理车间）。
夹具预先在机床上已调整好位置，工件通过夹具对于机床也就占有了正确的位置
通过夹具上的对刀装置，保证了工件加工表面相对于刀具的正确位置
装夹基本上不受工人技术水平的影响，能比较容易和稳定地保证加工质量
装夹迅速、方便，能减轻劳动强度，显著地减少辅助时间，提高劳动生产率
能扩大机床的使用范围
用夹具可在车床上加工机体阶梯孔
装夹：将工件安放在机床上或夹具上进行定位和夹紧的操作过程。

第3章工件的定位和夹紧

3.3 工件方式及定位元件
(a)平顶支承钉；(b)圆顶支承钉； (c)网纹顶支承钉； (d)带衬套支承钉图3-8 几种常用支承钉
3.3 工件方式及定位元件
(a) 为平板式支承板；(b)斜槽式支承板图3-9 两种常用的支承板
3.3 工件方式及定位元件
（2）可调支承。可调支承的顶端位置可以在一定的范围内调整。如图3-10所示为几种常用的可调支承典型结构。
图3-6 常见的几种过定位实例
3.2 工件的定位
（复限制而出现过定位。此时可采取如下措施解决。
No Image
No Image
如图3-6(b)所示为孔与端面联合定位。由于大端面可以限制3个自由度受到重、、），而长销可以限制 4 个自由度（ x 、 z 、、），因此，、 z z z
此外，按使用机床类型可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具和其他机床夹具等。按驱动夹具工作的动力源可分为气动夹具、液压夹具、气液夹具、电动夹具、磁力夹具和真空夹具等。
3.1 机床夹具概述
四、机床夹具的组成
机床夹具通常由定位元件、夹紧装置、安装连接元件、导向元件、对刀元件和夹具体等几个部分组成，如图3-1所示。
3.2 工件的定位
三、定位的类型
1．完全定位与不完全定位
（1）完全定位。工件的6个自由度完全被限制的定位情况，如图3-4(c)所示。
（2）不完全定位。工件的6个自由度不需完全被限制的定位情况，如图3-4(a)和图3-4(b)所示。
完全定位和不完全定位，这两种定位类型都是正确可行的，生产中被广泛采用。
3.4 工件的夹紧
二、夹紧装置的组成
夹紧装置的组成，如图3-23所示，由以下3部分组成。

第二章机床夹具设计

夹紧是使工件保持这个正确位置。
5
3．工件装夹的方法 1）直接找正法 2）划线找正法
3）夹具装夹：
6
表：各种装夹方法的比较
直接找正夹具类型生产率、成本通用夹具费时、成本较高、划线更甚取决于量仪精度工人技术水平方法是否得当定位精度一般不高使用高精度量仪、技术高，也可达到很高形状简单、加工面少一般不高约 0.2～0.5 还与划线粗细等有关形状复杂、加工面多、位置要求不高、大重件可达0.01较高且稳定划线找正定位元件法
5．夹具通过其他装置，完成其他要求
6．夹具体把上述的几种元件组合成一个整体。
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§2-2 工件在夹具中的定位
一．定位的原理
1．自由物体：
2．六个自由度：沿x轴移动自由度沿y轴移动自由度沿z轴移动自由度沿x轴转动自由度视频：
沿y轴转动自由度沿z轴转动自由度
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3．定位支承点（约束点）如图2-6所示
四．专用夹具的组成（如图）
1．定位元件 2．夹紧装置 3．对刀引导元件 4．连接元件 5．夹具体 6．其它件
钻床夹具
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1．工件通过定位元件在夹具上占有一个正确的位置
2．工件通过夹紧元件保证加工过程中始终保持
原有的正确位置
3．夹具通过对刀元件相对刀具保持正确位置
4．夹具通过连接元件，相对于机床保持一个正确位置
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1、工件以平面定位
平面定位的主要形式是支承定位。常用的定位元件有支承钉、支承板、夹具支承件和夹具体的凸台及平面等。下图给出了平面定位的几种情况。 1）支承钉
A、结构
A型是平头支承钉： B型是球头支承钉： C型是齿纹顶面的支承钉：

机床夹具设计课程设计

（二）划线找正法定位
划线找正法定位是在机床上使用划针按毛坯或半成品上待加工处预先划出的线段找正工件，使其获得正确的位置的定位方法，此法受划线精度和找正精度的限制，定位精度不高。主要用于批量小，毛坯精度低及大型零件等不便于使用夹具进行加工的粗加工。
（三）使用夹具定位
夹具定位即是直接利用夹具上的定位元件使工件获得正确位置的定位方法。由于夹具的定位元件与机床和刀具的相对位置均已预先调整好，故工件定位时不必再逐个调整。此法定位迅速、可靠，定位精度较高，广泛用于成批生产和大量生产中。
5.2连接元件选型
5.2.1 标准件
连接元件选型包括定位元件选取，夹紧元件选取，其他专用元件选取。
1、定位元件：支撑钉，支撑板，可调支撑螺钉。
2、夹紧元件：压紧螺钉，螺母，滑动压块，压板。
3、其他专用元件：钻套。
以上所用元件都为标准件，相关的尺寸大小查表可得。
5.2.2 非标准件
夹具体设计，钻模板设计，底座设计。
2.1.2 定位方案选定
在考虑到以上问题的基础上，根据零件的具体情况提出以下定位方案：
方案：三工件采用六点定位，即用底面四个点和侧面两个点定位，这种定位方式，夹具结构简单，装卸工件方便，定位稳定可靠，并且在一次安装中，可以从加工除定位面以外的剩余各个平面和孔系，也可以作为从粗加到精加工大部分工序的定位基准，实现“基准统一”。因此，显然此方案满足“六点定位原理”的要求。工件的六个自由度被完全限制，并且产生过定位，但只需严格保证φ6H8孔轴线的垂直度要求就能较小的产生过定位带来的加工误差，顾采用上述定位方案可行。
夹具结构，如多件夹紧、联动结构等，以缩短辅助时间；对于中、小批量生产，则要求在满足夹具功能的前提下，尽量使夹具结构简单、制造方便，以降低夹具制造成本。

机修钳工工艺学第四版教学课件第十三章机床夹具

（2）支承件。支承件主要用作不同高度的支承或角度关系的支承，包括各种方形支承、长方形支承、伸长板、角铁支承和角度垫板等。
（3）定位件。定位件主要用于工件的定位和确定元件与元件之间的相对位置，如各种定位销、定位盘、定位支承、V 形支承、定位键等。
（4）导向件。导向件是用来确定刀具与工件之间相对位置的元件，包括各种尺寸规格的钻套、钻模板、导向支承等。
3. 扩大机床加工范围
使用夹具可以扩大机床的加工范围，实现一机多用，解决缺乏某种设备的困难。
三、机床夹具的分类
常用金属切削机床夹具的分类
§13-2 工件的定位
一、工件定位原理
1. 六点定位规则
确定工件在机床或夹具中占有正确位置的过程称为定位。一个尚未定位的工件，在空间直角坐标系中，可沿3个坐标轴自由移动和绕这3个坐标轴自由转动。通常把这种运动的可能性称为自由度。
二、机床夹具的作用
1. 保证加工精度
使用机床夹具能保证加工精度的稳定性。零件的加工精度主要取决于夹具的制造精度。
2. 提高劳动生产率，降低加工成本
采用机床夹具省去了划线、找正等工序，且装夹方便、迅速、安全、可靠，缩短了辅助时间。在导向元件的作用下可加大切削用量。能有效提高生产率，降低加工成本。
自由度，该面称为止推定位基准面。
（2）长轴类工件定位
长轴类工件加工实例
长轴类工件定位支承点分布
（3）盘类工件定位端面定位支承点1、3、4限制了工件的
三个自由度；短心轴的定位支
承点5、6限制了工件的
两个自由度
；防转支承点2限制了工件的自由度。
通过以上分析可知：件加工时应限制的自由度取决于加工要求，定位支承点的分布取决于工件形状。

机械加工工艺装备夹具课件

F = FJ tan(φ2+α)
斜角α=10°～14° 一般摩擦系数f=0.1～0.15 摩擦角φ≈5°45′～8°32′ 图1.96 斜楔夹紧受力分析
◆斜楔的自锁条件
F1 ≥ F F1 =FJ tanφ1 F = FJ'tan(α-φ2)
FJ = FJ'
tanφ1≥tan(α-φ2)
φ1 = φ2 = φ， α≤2φ
电动夹具磁力夹具真空夹具
1.3.1 机床夹具概述
●机床夹具的组成
①定位元件 —确定工件的正确位置 ②夹紧装置 —夹牢工件，保证工件正确位置不变 ③对刀及导向装置 —迅速确定刀具与工件的相对位置 ④夹具体 —夹具的基础件 ⑤其他装置或元件 —分度装置、联接元件等
1.3.2 工件的定位
基准及其分类
1.3.2 工件的定位
1、工件定位的方式
（1）直接找正定位—精度取决于工人技术水平单件小批生产，位置要求高
a)磨内孔时工件的找正 b)刨槽时工件的找正
图 1.60 直接找正定位
（2）划线找正定位—精度低单件小批，复杂件，毛坯精度低
图1.61 划线找正定位
（3）夹具定位—生产率高，定位精度高成批及大量生产
①明确设计任务，收集设计资料
②拟订夹具结构 —定位方案；夹紧方案；刀具引导方式；方案，绘制夹具其他装置；总体结构及安装方式草图
③绘制夹具总图 —工作位置为主视图
双点划线画工件（余量网纹表示）画定位→夹紧→导向件→夹具体标注总图技术要求绘制夹具零件图
●夹具总图技术要求的标注
①轮廓尺寸 —L×H×B ②定位技术要求 —定位件与工件配合，定位件间要求 ③对刀技术要求 —对刀件与刀具配合，对刀件间要求 ④机床连接要求 —与机床联结尺寸、配合 ⑤夹具制造技术要求