钳工教材机床夹具

1－快换钻头；
2－导向套；
3－钻模板；
4－开口垫圈；
5－螺母；
6－工件；
7－定位销； 8－夹具体
二、机床夹具的分类
⒈根据所使用的机床可将夹具分为： ⑴车床夹具 ⑵铣床夹具 ⑶钻床夹具（钻模） ⑷镗床夹具（镗模） ⑸磨床夹具 ⑹齿轮机床夹具等
⒉根据产生加紧力的动力源可将夹具分为： ⑴手动夹具 ⑵气动夹具 ⑶液压夹具 ⑷电动夹具 ⑸电磁夹具 ⑹真空夹具
第二部分
定位基准
基准： 是用以确定生产对象上几何要素间的几何 关系所依据的点，线，面。 定位基准：在加工中用以定位的基准。 基面： 作为基准的点、线、面在工件上不一定具 体存在（例如孔的中心线和对称中心平面等）， 其作用是由某些具体表面（如内孔圆柱面）体 现的，体现基准作用的表面称为基面。
基准及其分类
消除过定位的途径
消除过定位及其干涉一般有两个途径：
其一是改变定位元件的结构，以消除被重复限 制的自由度； 其二是提高工件定位基面之间及夹具定位元件 工作表面之间的位置精度，以减少或消除过定 位引起的干涉。
改善过定位的措施
二、支承点与定位元件
支承钉 以平面 定位 辅助支承 以外圆柱 面定位 以圆柱孔定位
• （2）夹紧力的方向应方便装夹和有利于减 小夹紧力。 下图为夹紧力Q、重力G、切削力F三者之间的组合关系。 工件重力G的方向始终指向地面，因此从装夹工件出发， 以图（a）、（b）最好，因为主要定位元件表面是水平朝 上，使工件装夹稳定可靠。图（c）、（d）、（e）情况 较差；图（f）情况最差，不便装夹。若从减小夹紧力出 发，假定图中G和F大小相同，者所需要的Q力以图（a） 最小，图（b）次之，图（f）最大。由此可见当Q、F、G 方向相同时，所需夹紧力最小，此时施加夹紧力的目的就 是防止工件在加工中的振动。
支承板
浮动支承
圆柱销 V型块
各种心轴
定位套
三、定位误差
• 一批工件逐个在夹具上定位时，各个工件在 夹具上所占据的位置不可能完全一致，以致 使加工后各工件的加工尺寸存在误差，这种 因工件定位而产生的工序基准在工序尺寸上 的最大变动量，称为定位误差，用D表示。
基准不重合误差
• 当定位基准与设计基准不重合时便产生基准不重 合误差。因此选择定位基准时应尽量与设计基准 相重合。当被加工工件的工艺过程确定以后，各 工序的工序尺寸也就随之而定，此时在工艺文件 上，设计基准便转化为工序基准。 • 设计夹具时，应当使定位基准与工序基准重合。 当定位基准与工序基准不重合时，也将产生基准 不重合误差，其大小对于定位基准与工序基准之 间尺寸的公差，用B表示。工序基准与定位基准 之间的尺寸就称为定位尺寸。
(3)夹具体:夹具上的所有组成部分，需要通过一 个基础件使其联接成为一个整体，这 个基础件称为夹具体。
(4)对刀、引导元件 为了调整刀具的位置，在夹具上设有确 定刀具（如铣刀等）位置或引导刀具（孔 加工用刀具）方向的元件。 (5)连接元件 (6)其它元件及装置 有些夹具根据加工要求，有分度机构， 铣床夹具还要有定位键等。
三、机床夹具的功用 夹具的基本作用：定位和夹紧 1．保证加工质量 2．提高劳动生产率，降低成本 3．扩大机床工艺范围 4．改善
（一）工件的装夹
（1）装夹的目的
实现工件的定位与夹紧
定位：使工件在机床或夹具中占有正确位置的过程。
夹紧：工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定 位位置不变的操作。
工件的底面在xOy坐标平面内，三个支承点限制 三个自由度 此面称主定位面。 工件的左侧面处在yoz坐标平面内，二个支承点 起限制二个自由度 ，此面称为导向面。 工件的后面处在xOz坐标平面内，二个支承 点限制一个自由度 Y ，此面称为止推面。

从上述分析可知：要使工件在夹具中完全定 位，可用合理分布的六个支承点限制工件的六 个自由度，使工件在夹具中占有惟一正确的位 置。
⒊偏心夹紧装置 • 偏心夹紧装置也是从楔块夹紧装置转化而 来的，它是将楔块包在圆盘上，旋转圆盘 使工件得以夹紧。
⒋定心夹紧装置 • 在切削加工中，若工件是以中心线或对称 面为工序基准，为使 D ＝0，可采用一种 保证工件准确定心或对中的装置，使工件 的定位和夹紧过程同时完成，而定位元件 与夹紧元件合二为一。这种装置称为定心 夹紧装置。 • 三爪卡盘就是一种定心夹紧装置。
二、常用的夹紧装置
⒈楔块夹紧装置
在生产中，很少单独使用楔块对工件直接夹紧，而是与杆 杠、压板、螺旋等组合使用，或是与气压、液压传动装置 联用。如图所示，楔块夹紧主要用于增大夹紧力或改变夹 紧力方向。
⒉螺旋夹紧装置 • 螺旋夹紧装置是从楔块夹紧装置转化而来 的，相当于把楔块绕在圆柱体上，转动螺 旋时即可夹紧工件。如图所示为简单的单 螺旋夹紧机构。
不完全定位
按加工要求，允许有一个或几个自由度不被限制的定位 称为不完全定位。
欠定位与过定位
按工序的加工要求，工件应该限制的自由度 而未予限制的定位，称为欠定位。在确定工 件定位方案时，欠定位时绝对不允许的。 工件的同一自由度背二个或二个以上的支撑 点重复限制的定位，称为过定位。在通常情 况下，应尽量避免出现过定位。
• （3）夹紧力的方向应使工件夹紧后的变形 小。 如图 (a)是用三爪卡盘将薄壁套筒零件用径向 力夹紧,因刚性不足易引起工件变形。若改为 图 (b)用特定的螺母通过轴向力夹紧工件，则 工件不易变形。
⒉夹紧力的作用点
当夹紧力方向确定后，夹紧力的作用点的位置和 数目的选择将直接影响工件定位后的可靠性和夹 紧后的变形。对作用点位置的选择和数目的确定 应注意以下几个方面： • （1）力的作用点的位置应能保持工件的正确定位 而不发生位移或偏转。为此，作用点的位置应靠 近支承面的几何中心，使夹紧力均匀分布在接触 面上。如图应将夹紧力Q改为Q1。
• 夹紧力的组成： 力的大小 力的方向 力的作用点 • 这三要素是夹紧装置 设计和选择的核心问 题。
⒈夹紧力的方向
• 夹紧力的方向与工件的装夹方式、工件受外力的 方向以及工件的刚性等有关，可以从以下三方面 考虑： • （1）当工件用几个表面作为定位基准时，若工件 是大型的，则为了保持工件的正确位置，朝向各 个定位元件都要有夹紧力； 若工件尺寸较小，切削力不大，则往往只要垂直 朝向主要定位面有夹紧力，保证主要定位面与定 位元件有较大的接触面积，就可以使工件装夹稳 定可靠。
定位基准 测量基准 装配基准 工序基准
在工序图上使用的基准。
第三部分 工件在夹具中的定位
一、六点定位原理
• 任何未定位的工件在空间直角坐标系中都 具有六个自由度。工件定位的任务就是根 据加工要求限制工件的全部或部分自由度。 工件的六点定位原理是指用六个支撑点来 分别限制工件的六个自由度，从而使工件 在空间得到确定定位的方法。
基准位移误差
• 工件在夹具中定位时，由于工件定位基面 与夹具上定位元件限位基面的制造公差和 最小配合间隙的影响，从而使各个工件的 位置不一致，给加工尺寸造成误差，这个 误差称为基准位移误差，用Y表示。
当定位基准的变动方向与工序尺 寸的方向相同时，基准位移误差 等于定位基准的变动范围，即 Y = i 当定位基准的变动方向与工序尺 寸的方向不同时，基准位移误差 等于定位基准的变动范围在加工 尺寸方向上的投影，即 Y = icos a
装夹的方法 (位置精度)
效率低，找正精度较高； 适用单件小批量中形状 简单的工件。
1）直接找正装夹
2）划线找正装夹
通用性好，但效率 低，精度不高；适 用于单件小批量中 形状复杂的铸件。
3） 夹 具 装 夹
操作简单，效率高， 容易保证加工精度， 适用于各种生产类型 。
（二）获得尺寸精度的方法 试切法 定尺寸刀具法 调整法 自动获得尺寸法
⒊机床夹具可根据其使用范围分为: ⑴通用夹具 ⑵专用夹具 ⑶成组夹具 ⑷组合夹具 ⑸随行夹具
通用夹具
⑴能够较好地适应加工工序和加工对象变换的 夹具。 ⑵标准化结构 ⑶三爪卡盘、四爪卡盘、平口钳、万能分度头 ⑷适用范围：单件小批生产
专用夹具 为某一工件的某一道工序专门设计和制造的 夹具。 适用范围：使用范围窄，大批生产
尾座套筒铣键槽夹具
1－ V形块；2－压板；3－拉杆；4－限位螺钉； 5— 对刀块；6－手柄； 7－轴； 8－杠杆； 9－偏心轮； 10－定向键； 11－夹具体
车床专用夹具
组合夹具
是由一套预先制造好的标准元件和合件组装而 成的专用夹具。 适用范围：新产品试制，特殊零件的单件小批 生产
随行夹具 是大批量生产中在自动线上使用的一种移动式 夹具。
机床夹具
主讲人：刘元华
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机床夹具概述 定位基准 工件在夹具中的定位 工件的夹紧 夹具设计步骤 组合机床夹具
第一部分 机床夹具概述
一、机床夹具的组成
定位元件（装置） 夹紧装置 对刀、引导元件
机床夹具的组成
连接元件
其它装置或元件 夹具体
(1)定位元件:定位装置的作用是使工件在夹具中占 据正确的位置。 (2)夹紧装置: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作用 时不离开已经占据的正确位置。
设计图样上所采 用的基准就是设 计基准。
在加工时用于工件 定位的基准，称为 定位基准。
1、粗基准 2、精基准 3、辅助基准 4、主要基准 5、附加基准 在加工中或加工 后用来测量工件 时采用的基准 在装配时用来确定零 件或部件在产品中相 对位置所采用的基准
设计基准
基准
工艺基准
用于确定零件上 其它点、线、面 位置所依据的那 些点、线、面。 加工、测量、 装配过程中使 用的基准。
• （2）夹紧力的作用点应位于工件刚性较大 处，而且作用点应有足够的数目，这样可 使工件的变形量最小。如图应将夹紧力Q改 为Q1。
• （3）夹紧力的作用点应尽量靠近工件被加 工表面，这样可使切削力对该作用点的力 矩减小，工件的振动也可以减小。