机械制造工艺学 第二章 机床夹具设计原理

第二章机床夹具设计原理

机床夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地应用于机械加工工艺过程中。

正确地设计并合理地使用机床夹具，是保证加工质量和提高效率，从而降低成本的重要技术环节之一，同时也是扩大各种机床使用范围必不可少的手段，因此机床夹具设计是“机械制造工艺学”中研究的重要问题之〇

本章涉及的内容有；机床夹具的作用和组成；机床夹具的分类，工件在夹具中的定位；工件在夹具中的夹紧；夹具的对定及其他组成；各类机床夹具。

学习要求：

了解机床夹具的分类及组成；掌握工件的六点定位原理及其应用，典型定位方式和定位元件，定位误差的分析与计算，了解夹紧装置的作用，组成和基本要求；掌握典型夹紧机构的作用原理和特点；掌握夹具的定位方式，对刀装置和孔加工刀具的导向装置；掌握各类机床夹具的特点及设计要点。

本章的重点是：工件在夹具中的定位；定位误差的分析计算。难点是定位误差的分析计算。

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件

5体卜窝Si

P

夹具 具 第一节机床夹具概述

夹具一一机械制造过程中，凡用来固定加工对象，使之占有正确的位 置以

接受加工或检验的装置。例如：焊接夹具、热处理夹具、检验夹具、 装配夹具。

机床夹具——机加工时在金属切削机床上用的夹具。

1. 机床夹具及其组成

看教材p 90的例子，并讲解。通过本例，可看出夹具的基本组成部分

有：

，

I I 定^^nr 难机构|其它

机床夹具组成框图

(1) 定位组件一一用来确定工件在夹具中位置的组件

(2) 夹紧装置——用来把工件紧固在被定位组件所确定的位置上，防 止

组件产生位移。

(3) 夹具体——将各组件和装置装于其上，称为整体的基础件。

(4) 对刀或导向组件——用于确定夹具相对于刀具的位置。

(5) 连接元件一一确定夹具在机床上的位置并与机床相连接。

(6) 其它机构和组件除上述各部分以外的机构和组件。

如分度装置——在一次装夹中，使工件变更加工位置的分度、对定和锁紧装置。固定夹具的定位和夹紧装置，汽缸，油缸等。

(1) ，（2), (3)，（4)必须有（5)，（6)可有可无，视具体需要定。

2.夹具的

分类按通用程度

1) 通用夹具——如三爪，四爪卡盘，平口虎钳，回转工作台。

特点：通用性强，适用性宽（单，小常用，成批和大量也有用）一般已标准化，有专门的专业工厂生产，常作为机床的标准附件提供给用户。

2) 专用夹具——针对某一工件，某一工序专门设计制造的。

特点：用途专一，结构紧凑，功能齐全，操作方便；费用高，精度高, 适用于大批量生产。

3) 通用可调夹具和成组夹具。

可调夹具——部分组件可调整和更换，加工对象不明确，适用范围更

广。

成组夹具——用于相似零件的成组加工，针对性强，结构紧凑，更方便。

4) 组合夹具——（积木式夹具）用一套完全标准化的组件，根据加工要求拼装而成。

特点：灵活多变，万能性强，制造周期短，组件可重复，一套零件成本很高。（精度，耐磨性，表面质量要求很高）一般不自备，，而到组合夹具站租用。

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按使用特点分类

夹具分类表

铁

床

夹

具

气

动

夹

具

真

空

夹

具

S

它

机

料

机

床

夹

具

齿

轮

加

H

5) 随行夹具一种在自动线或柔性制造系统中使用的夹具。按工种

可分为：车床，铣床，钻床夹具等。

按动力来源分：手动，气动，液压，电动，磁力，真空等。

3.夹具的功用

1) 保证加工质量。这时夹具的首要任务，主要保证位置精度。使用夹具后这种精度主要靠夹具机床保证，不再依赖技术水平。

2) 提高生产率，降低成本，节省划线，找正等辅助时间。可实现多件，

多任务位加工，采用自动夹紧装置，可大大提高生产率，降低成本。

3) 扩大机床工艺范围。如可用机，钻床代替镗床。用靠模夹具在车床铣床进行仿形加工。

4) 减轻工人劳动强度，保证生产安全。夹具费用分摊到产品成本中，所以在单件小批生产中，一般不使用专用夹具，在大批量生产中，广泛采用专用夹具。

第二节工件在夹具中的定位

工件在夹具中的定位，就是使同一工序中的所有工件都能在夹具中占据正确的位置。

什么是正确位置？就是能不能满足加工要求。能，正确；不能，错误。当然，正确不是绝对一致，而是控制在一定允许的范围。

一.常用定位方法和定位元件基本要求（定位元件）

f足够的精度，过低不能保证要求，过高增加成本，

耐磨性好，

足够的强度与精度，

工艺性好（便于制造，装配和维修）

便于清除切削，

I基本上都已标准化，规格化，设计时可从手册中查到。

(一）工件的平面定位

是最常用的定位方式之一，根据能否起消除自由度作用分为1)基本支

承（消除，起定位作用）；2)辅助支承（不消除，不起定位作用)

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基本支承根据能否调整分为：

(1) 固定支承（不能调整，不能浮动），有支承钉支承板，

f平头

支承钉、球头Y毛表面，不易清除切削，用于侧面

、齿纹形J

一般和夹具体为过盈配合。

如需更换，加衬套，并做成通孔。

衬套与夹具体一般为过盈配合H7/r6, H7/n6 衬

套内径与支承钉一般为过渡配合H7/js6 支承板

j•开槽

1不开槽一一不易清除切削，用于侧面安装支承板时，可在装配后终磨，否则，对等高性要求要严格规定。

(2) 可调支承，于在同一夹具加工形状相同，尺寸不同的工件，在加工一批工件前调整，锁紧后相当于固定支承。

(3) 自位支承（浮动支承）

如球面三点式，摆动杠杆两点式，滑动杠杆两点式，虽自位支承各支承点可变，但各点连线或连线的中心位置不变，实际仍起一个支承点的作用。由于结构复杂，稳定性差，多与固定支承联合使用。常用于毛坯表面，断续表面，阶梯表面的定位及有角度误差的平面定位。

2)辅助支承，不起定位作用，严格说并不是定位元件主要是为增加工艺系

统的刚度，辅助支承不起定位作用，每次卸下工

件后必须松开装上工件后再调整和锁紧。

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