5-4常见机床夹具.
《机床夹具设计》机床夹具概述.pdf
模块1机床夹具概述【知识目标】机床夹具的基本概念；机床夹具的基本结构及其分类方法；机床夹具的发展方向。
【技能目标】掌握生产一线工件在机床夹具中的装夹方法；能够辨别生产一线常见的机床夹具类型；初步具备辨识常见机床夹具的能力。
用来固定加工对象，使其处于正确位置，以接受加工或检测的装置，统称为夹具。
它广泛地应用于机械制造过程中，如焊接过程中用于拼焊的焊接夹具，零件检验过程中用的检验夹具，装配过程中用的装配夹具，机械加工过程中用的机床夹具等，都属于这一范畴。
在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。
机床夹具就是在机床上用以装夹工件（和引导刀具）的一种装置，其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。
在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着零件加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等。
本模块所讲述的仅限于机床夹具，以后简称为夹具。
【任务描述】如图1-1所示为生产一线常见的钻床夹具示意图，试分析如何正确去使用该夹具。
图1-1生产一线常见的钻床夹具示意图1—钻模板；2—压紧螺母；3—压板；4—工件；5—长方形基础板；6—方形支撑；7—V型块【任务分析】图1-1是生产一线常见的钻床夹具示意图，要正确使用该夹具，必须明确该夹具的基本组成、工作原理、工作特性以及装夹方式。
要想进一步了解并认识此夹具的设计过程及其在生产中的作用，就要学习本模块的内容。
【任务引导】（1）该钻床夹具在生产中有什么作用？（2）该钻床夹具作为机床夹具的典型代表，其基本组成是什么？（3）便于认识和更好的使用机床夹具，如何对机床的夹具进行分类？（4）生产一线对机床夹具还有什么新的要求？（5）在生产实习时，应对常见机床夹具的基本结构及其分析有所认识。
【知识准备】学习情境 1.1机床夹具1.1.1机床夹具的基本概念工件在机床上进行加工时，为了保证其精度要求，工件的加工表面与刀具之间必须保持一定的位置关系。
机床夹具介绍(较全)
二、机床夹具介绍夹具最早出现在1787年，至今经历了三个发展阶段。
第一阶段表现为夹具与人的结合。
在工业发展初期。
机械制造的精度较低，机械产品工件的制造质量主要依赖劳动者个人的经验和手艺，而夹具仅仅作为加工工艺过程中的一种辅助工具；第二阶段是随着机床、汽车、飞机等制造业的发展，夹具的门类才逐步发展齐全。
夹具的定位、夹紧、导向（或对刀）元件的结构也日趋完善，逐渐发展成为系统的主要工艺装备之一；第三阶段，即近代由于世界科学技术的进步及社会生产力的迅速提高，夹具在系统中占据相当重要的地位。
这一阶段的主要特征表现为夹具与机床的紧密结合。
2.1夹具的现状几生产对其提出新的要求现代生产要求企业制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈竞争，尽管国际生产研究协会的统计表明中不批，多品种生产的工件已占工件种类数的85%左右。
然而目前，一般企业习惯与采用传统的专用夹具，在一个具有只能感等生产的能力工厂中约拥有13000~15000套专用夹具。
另一方面，在多品种生产的企业中，约隔4年就要更新80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量只有15%左右，特别最近年来柔性制造系统（FMS）、数控机床（NC），加工中心（MC）和成组加工（GT）等新技术被应用和推广，使中小批生产的生产率逐步趋近于大批量生产的水平。
综上所述，现代生产对夹具提出了如下新的要求：（1）能迅速方便地装备新产品的投产以缩短生产准备周期（2）能装夹一组相似性特征的工件（3）适用于精密加工的高精度的机床（4）适用于各种现代化制造技术的新型技术（5）采用液压汞站等为动力源的高效夹紧装置，进一步提高劳动生产率2.2现代夹具的发展发向现代夹具的发展方向表现为精密化、高效化、柔性化、标准化等四个方面：1、精密化随着机械产品精度的日益提高，势必也相应提高对其精度要求。
精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度可达正负0.1，用于精密车削的高精度三爪卡盘，其定心精度为5um，又如用于轴承套圈磨削的电磁无心夹具，工件的圆读可达0.2~0.5um。
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。
机械制造技术基础第5章-1
线，安装时首先按找正线找正工件位臵，夹紧工件。
特点：
•精度低；（0.1mm左右） •效率低； •多用于形状复杂、尺寸偏差大
找正线 加工线
的铸、锻件毛坯的粗加工；
•适于单件小批量生产； •不需其它专门设备，通用性好；
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毛坯孔
3.利用夹具定位
来实现定位。
联接
原理：通过工件上定位基准和夹具上定位元件接触或配合 特点：
5.2.3 典型的定位方式及定位元件的选择
(2)可调支承
是顶端位置可在一定高度范围内调整的支承。 多用于未加工平面的定位，以调节和补偿各批 毛坯尺寸的误差。一般每批毛坯调整一次。
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5.2.3 典型的定位方式及定位元件的选择
(3)自位支承
支承本身的位置在定位过程中，能自动适应工件定位基准面位置变化 的一类支承。 自位支承能增加与工件定位面的接触点数目（但只限制一个自由 度） ，使单位面积压力减小，故多用于刚度不足的毛坯表面或不连续的 平面的定位。
3.过定位与欠定位
欠定位: 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。 绝对不允许出现 过定位: 工件的同一自由度被两个或两个以上的支承点重复 限制的定位, 称为过定位。
过定位一般不允许, 但是在精加工中,为提高定位稳定性和结构刚度，简 化夹具 可用过定位 ；粗加工不允许。
5.2.3 典型的定位方式及定位元件的选择
定位元件的设计应满足下列要求：
⑴要有与工件相适应的精度； ⑵要有足够的刚度，不允许受力后发生变形； ⑶要有耐磨性，以便在使用中保持精度。一般多采用 低碳钢渗碳淬火或中碳钢淬火，硬度为58∼62HRC
5.2.3 典型的定位方式及定位元件的选择
机械制造技术基础第5章-3
（2）钻模板
作用：用于安装钻套。 类型：固定式、铰链式、分离式和悬挂式等。
固定式钻模板：钻模板直接固定在夹具体上，结构简单， 分离式钻模板：装卸工件方便，精度比铰链式高。
精度较高，但装卸工件困难。
1—钻模板；2—钻套；3—夹紧元件；4—工件
图5-62 分离式钻模板
铰链式钻模板：装卸工件方便，但铰链处存在间隙，故精
1—线圈；2—吸盘；3—隔磁体；4—铁芯；5—导磁体；6—工件；7—夹具体；8—过渡盘 图5-78 电磁卡盘
2．车床夹具设计要点
（1）车床夹具总体结构
夹具的结构应尽量紧凑，重心应尽
量靠近主轴端，一般要求夹具悬伸 不大于夹具轮廓外径。对于弯板式
车床夹具和偏重的车床夹具，应很
好地进行平衡。通常可采用加平衡 块（配重）的方法进行平衡。
当工件定位面较复杂或有其他特殊要求时（例如为了获 得高的定位精度或在大批量生产时要求有较高的生产率）， 应设计专用车床夹具。
如图所示为一弯板式车床夹具，用于加工壳体零件的孔和端面。
1—平衡块；2—防护罩；3—钩形压板
图5-76 弯板式车床夹具
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如图所示为一种利用夹紧元件均匀变形实现自动定心夹紧 的心轴——液塑心轴。这种心轴有较好的定心精度，但由于 薄壁套扩张量有限，故要求工件定位孔精度在8级以上。
定位键与夹具体配合多采用H7/h6，为了提高夹具的安装精度，定 位键的下部（与工作台T形槽配合部分）可留有余量进行修配，或在 安装夹具时使定位键一侧与工作台T形槽靠紧，以消除间隙的影响。
夹具体
定位键
定位键
（2）对刀装置
对刀装置用以确定夹具相对于刀具的位置。铣床夹具的对刀 装置主要由对刀块和塞尺构成。
4.5.4 常见夹紧机构
4.5.4 常见夹紧机构夹紧机构的种类很多，这里只简单介绍其中一些典型装置。
（1）斜楔夹紧机构图 4.52所示是一些斜楔夹紧实例。
斜楔夹紧机构是利用斜面的楔紧作用，将外力传递给工件，完成工件的夹紧。
当楔块的升角α在 6 0 ~10 0 时具有自锁性能。
但自锁的稳定性较差，主要用于夹紧机构中来改变力的方向。
（ 2）螺旋夹紧机构螺旋夹紧机构结构简单、容易制造，而且螺旋相当于一个斜楔缠绕在圆柱体的表面形成的；由于其升角小（ 3 0 左右）则螺旋机构具有较好的自锁性能，获得的夹紧力大，是应用最广泛的一种夹紧机构。
如图 4.53、4.56所示1）单个螺旋夹紧机构如图4.53（a）（b）中直接用螺钉或螺母夹紧工件的机构。
螺钉头部直接压在工件表面上，可能会损伤工件或带动工件旋转。
为克服这一缺点在其头部加装浮动压块，以增加接触面积，减少损伤。
如图4.54所示夹紧动作慢使这一机构的另一缺点。
通常采用一些快速结构，如快卸垫圈、快换螺母、快速机构等，如图 4.55所示。
2）螺旋压板夹紧机构图4.56是螺旋压板夹紧机构的几种典型结构，其在夹紧机构中广泛的使用。
3）钩形压板夹紧机构图4.57是螺旋钩形压板夹紧机构的一些结构，其特点是结构紧凑，使用灵活、方便。
（3）偏心夹紧机构它是利用偏心间直接或间接夹紧工件的机构。
偏心夹紧分圆偏心和曲线偏心两种，其特点是结构简单、操作方便、夹紧迅速，缺点是夹紧力小，夹紧行程短，用于振动小、切削力不大的场合。
图 4.58是几种典型的偏心夹紧机构的实例，图4.59是圆偏心轮的几种结构。
（4）联动夹紧机构是利用机构的组合完成单件或多件的多点、多向同时夹紧的机构。
它可以实现多件加工、减少辅助时间、提高生产效率、减轻工人的劳动强度等。
1）单件联动夹紧机构利用夹紧机构实现工件的多向、多点夹紧。
如图4.60所示机构实现二力垂直夹紧。
机床夹具类型
机床夹具类型机床夹具是机械加工中不可或缺的部件，它能够夹持并稳定工件，使其在机床上得到加工。
机床夹具根据夹持方式、夹持位置、夹持力等不同特点，分为多种类型，本文就来详细介绍几种常见的机床夹具类型。
1. 机械夹具机械夹具是机床夹具中最常见的一种，它通过手动调节和旋转螺栓，实现工件的夹持和松开。
机械夹具的夹持力来源于机械结构，其结构简单、可靠性高，可以用于多种不同形状和大小的工件加工。
但机械夹具夹持力较小，不适合大型和重型工件的夹持。
2. 液压夹具液压夹具是一种通过液压力传递实现夹持的机床夹具，其具有夹持力大、稳定性好、操作简便等优点。
液压夹具主要由夹紧缸、油缸、油泵、控制阀等组成，其夹持力可以通过调节液压压力来实现，因此，液压夹具广泛应用于大型和重型工件的加工。
3. 气动夹具气动夹具是一种通过气压控制实现夹持的机床夹具，其工作原理与液压夹具类似，但液体被气体替代。
气动夹具的夹持力可以通过调节气压来实现，具有夹持力大、操作简单、速度快等优点。
气动夹具主要适用于中小型工件的夹持。
4. 电磁夹具电磁夹具是一种通过电磁力实现夹持的机床夹具，其特点是夹持力大、变化快、反应灵敏。
电磁夹具广泛应用于中小型工件加工，如线切割、电火花加工、铣削等。
5. 捏合夹具捏合夹具是一种通过多个夹持点同时夹持工件的机床夹具，其特点是夹持力均匀、夹持不变形、适合特殊形状的工件夹持。
捏合夹具主要适用于特种工件的加工，如轮毂、凸轮等。
以上仅是机床夹具的部分类型，随着科技的不断发展，新型机床夹具不断涌现，使机床加工效率不断提高，同时也拉动着不同行业的发展。
总之，机床夹具作为机械加工中必不可少的部件，不仅对工件加工质量和产量有着重要的影响，更是机床自动化程度和智能化水平的直接体现，因此，无论是机械夹具、液压夹具、气动夹具、电磁夹具还是捏合夹具，都有各自独特的优点和适合的应用场景，我们在选择机床夹具时需要结合具体加工要求进行综合考虑。
项目五 各类机床夹具
机床夹具与刀具设计
三、镗模支架和底座的设计
镗模支架和底座多为铸铁件（一般为HT200）， 常分开制造，这对于夹具的加工，装配和铸件的时效 处理有利。 要求支架和底座有足够的强度和刚度，以及保持 尺寸的稳定性。镗模支架是组成镗模的重要零件，它 的作用是安装镗套并承受切削力。为了保持支架上镗 套位置精度，设计中不允许在支架上设置夹紧机构或 承受夹紧反力。镗模支架与底座连接，一般采用螺钉 紧固的结构。在镗模装配中，调整好支架正确位置后， 用两个对定销对定。
2.回转式钻模
机床夹具与刀具设计
回转式钻模 这类钻模上有分度装置，因此可以 在工件上加工出若干个绕轴线分布的轴向或径向孔 系。
3. 翻转式钻模
机床夹具与刀具设计
翻转式钻模 主要用于加工小型工件不同表面上的孔，孔 径小于8~10mm。它可以减少安装次数，提高被加工孔的位置 精度。其结构较简单，加工钻模一般手工进行翻转，所以夹 具及工件应小于10 kg为宜。
滑柱式钻模 滑柱式钻模是带有升降钻模板的通用可调夹具。 这种钻模有结构简单、操作方便、动作迅速、制造周期短的优点， 生产中应用较广。
机床夹具与刀具设计 摇臂是以待加工的两 加工柴油机气门摇臂上的孔 孔端外圆为定位基准，钻 模上则用锥形定位套 1 与 2来定位。
安装工件时，先将工 件放在锥形定位套 2 上， 然后使钻模板下降，而由 锥形定位套 1 套住工件顶 端，并予以夹紧。锥形孔 与外圆接触有自动定心作 用，这样便使工件按孔口 两端外圆定好位，保证孔 的壁厚均匀。 滑柱式钻模各组成件 已标准化，设计时可参考 有关资料。
机床夹具与刀具设计
项目五
各类机床夹具
5-1 钻床夹具
1．钻床类夹具的种类及其构造
这类夹具主要是用来保证被加工孔的位置精度。 钻床夹具的种类繁多，根据被加工孔的分布情 况和钻模板的特点，一般分为固定式、回转式、移 动式、翻转式、复盖式和滑柱式等几种类型
常用夹紧机构及各类机床夹具
夹具带动工件旋转，不允许工件相对主轴位移 为使夹具使用安全，应尽可能避免带有尖角或凸出部分，
必要时要加防护罩
6.4.1 车床与磨床夹具
磨床夹具
➢ 磨床夹具同车床夹具相类似，车床夹具的设计要点同样 适合于外圆磨床和内圆磨床夹具
节圆卡盘
6.4.2 钻床与镗床夹具
机械制造工艺学
第6章 机床夹具设计 Fixture Design
6.4 各类机床夹具 Different Kind of Jig and
Fixture
6.4.1 车床与磨床夹具
车床夹具典型结构
以工件外圆表面定位的车床夹具，如各类夹盘和夹头 以工件内圆表面定位的车床夹具，如各种心轴 以工件顶尖孔定位的车床夹具，如顶尖、拨盘等 加工非回转体的车床夹具，如各种弯板式、花盘式车床夹具
弹簧夹头
1－夹具体 2－螺母 3－弹簧套筒 4－工件
6.3.3 常用夹紧机构
➢ 以均匀弹性变形原理工作的定心夹紧机构
液塑心轴
1－柱塞 2－螺钉 3－液体塑料 4－薄壁套
6.3.3 常用夹紧机构
联动夹紧机构
➢ 特点——从一处施力，可同时在几处对一个或几个工件 进行夹紧
联动夹紧机构
1—压板 2—螺母 3—工件
在机床上的位置一般固 定不动，主要用于在立式钻床 上加工直径较大的单孔及同轴 线上的孔，或在摇臂钻床上加 工轴线平行的孔系。为了提高 加工精度，在立式钻床上安装 钻模时，要先将装在主轴上的 钻头伸入钻套中，以确定钻模 的位置后再将夹具夹紧。
特点：加工精度高，应用广 泛，操作效率低。
固定式钻模
6.4.2 钻床与镗床夹具
两种快撤机构（螺旋夹紧）
《机床夹具设计》机床夹具概述
《机床夹具设计》机床夹具概述模块1机床夹具概述【知识⽬标】机床夹具的基本概念；机床夹具的基本结构及其分类⽅法；机床夹具的发展⽅向。
【技能⽬标】掌握⽣产⼀线⼯件在机床夹具中的装夹⽅法；能够辨别⽣产⼀线常见的机床夹具类型；初步具备辨识常见机床夹具的能⼒。
⽤来固定加⼯对象，使其处于正确位置，以接受加⼯或检测的装置，统称为夹具。
它⼴泛地应⽤于机械制造过程中，如焊接过程中⽤于拼焊的焊接夹具，零件检验过程中⽤的检验夹具，装配过程中⽤的装配夹具，机械加⼯过程中⽤的机床夹具等，都属于这⼀范畴。
在⾦属切削机床上使⽤的夹具统称为机床夹具。
机床夹具就是在机床上⽤以装夹⼯件（和引导⼑具）的⼀种装置，其作⽤是将⼯件定位，以使⼯件获得相对于机床和⼑具的正确位置，并把⼯件可靠地夹紧。
在现代⽣产中，机床夹具是⼀种不可缺少的⼯艺装备，它直接影响着零件加⼯的精度、劳动⽣产率和产品的制造成本等。
本模块所讲述的仅限于机床夹具，以后简称为夹具。
【任务描述】如图1-1所⽰为⽣产⼀线常见的钻床夹具⽰意图，试分析如何正确去使⽤该夹具。
图1-1⽣产⼀线常见的钻床夹具⽰意图1—钻模板；2—压紧螺母；3—压板；4—⼯件；5—长⽅形基础板；6—⽅形⽀撑；7—V型块【任务分析】图1-1是⽣产⼀线常见的钻床夹具⽰意图，要正确使⽤该夹具，必须明确该夹具的基本组成、⼯作原理、⼯作特性以及装夹⽅式。
要想进⼀步了解并认识此夹具的设计过程及其在⽣产中的作⽤，就要学习本模块的内容。
【任务引导】（1）该钻床夹具在⽣产中有什么作⽤？（2）该钻床夹具作为机床夹具的典型代表，其基本组成是什么？（3）便于认识和更好的使⽤机床夹具，如何对机床的夹具进⾏分类？（4）⽣产⼀线对机床夹具还有什么新的要求？（5）在⽣产实习时，应对常见机床夹具的基本结构及其分析有所认识。
【知识准备】学习情境1.1机床夹具1.1.1机床夹具的基本概念⼯件在机床上进⾏加⼯时，为了保证其精度要求，⼯件的加⼯表⾯与⼑具之间必须保持⼀定的位置关系。
机床夹具PPT课件
自动线夹具（随行夹具）
1．专用机床夹具
对刀块
工件
定义
指为某种工件在某道 工序上的装夹而专门设 计和制造的机床夹具。 如图示的铣槽夹具。
夹具体 定向键 V型块 支撑套 手柄
•6
汽车制造工艺基础
3
第2章 机床夹具
L φD
4 零件工序简图
专用钻孔夹具
● 专用夹具举例
7
汽车制造工艺基础
第2章 机床夹具
特 点及应用
1)工件进入自动线加工前，工件先装夹于随行夹具 中并一起沿自动线依次从一个工位（机床）移到 下一个工位并在每个机床工作台上或固定夹具上 定位、夹紧；
2)工件退出自动线时，工件才从随行夹具上卸下。 适用于大批量的自动生产线。
•18
汽车制造工艺基础
第2章 机床夹具
2.2 典型专用机床夹具
典型专用机床夹具种类繁多，按使用机床可分：
b）零件族内部分工件加工示意图
成组车床夹具
KH1--夹紧螺钉 KH2—定位锥体 KH3—顶环 KH4—定位环 KH5—弹性胀套•13
汽车制造工艺基础
第2章 机床夹具
KH1
● 成组夹具举例
KH2 KH3 KH4
L φD
L φD
3
3
4 L φD
4 L
φD
3
3
4 L
φD
4 L
φD
3
3
成组夹具
4
4
零件工序简图
第2章 机床夹具
● 组合夹具实例
相体零件镗孔组合夹具
带回转分度的组合夹具
10
汽车制造工艺基础
第2章 机床夹具
a） 槽系组合钻模及元件分解图
机床夹具设计原理-
• 分析支撑点的定位作用时，不考虑外力的作用；
• 一个自由度由对应的一个支撑点限制，每个支撑 点限制的自由度不允许重复或相互干涉；
• 工件在夹具中实际定位时，是根据工件上已被选 作定位基准的形状而采用相应结构形状的定位元 件来实现的。
完全定位与不完全定位
工件的6个自由度均被限制，称为完全定位。工件6个 自由度中有1个或几个自由度未被限制，称为不完全定 位。 不完全定位主要有两种情况：
完全定位与不完全定位
Z Y X Z Y X Z Y X Z Y X Z Y Z Y
a）
b）
c）
X
d）
X
e）
图5-12 工件应限制的自由度
f）
定位原理
欠定位
工件加工时必须限制的自由度未被完全限制，称为欠定 位。欠定位不能保证工件的正确安装，因而是不允许的。
Z Y X
B
B
a）
b）
图5-13 欠定位示例
◆按夹具使用范围划分 1）通用夹具：三爪、四爪卡盘，平口钳等，一般由专业 厂生产，常作为机床附件提供给用户。 2）专用夹具：为某一工件特定工序专门设计的夹具，多 用于批量生产中。 3）通用可调整夹具及成组夹具：夹具的部分元件可以更 换，部分装置可以调整，以适应不同零件的加工。 4）组合夹具：由一套预先制造好的标准元件组合而成。 根据工件的工艺要求，将不同的组合夹具元件像搭积木一 样，组装成各种专用夹具。使用后，元件可拆开、洗净后 存放，待需要时重新组装。组合夹具特别适用于新产品试 制和单件小批生产。 5）随行夹具：在自动线或柔性制造系统中使用的夹具。
车床夹具
车床常用夹具的使用车床夹具用于确定工件在车床上的正确位置，并夹紧工件，在车削工艺中占有很重要的地位。
常用的车床夹具有：1)通用夹具。
如三爪卡盘、四爪卡盘和各种形式的顶针等。
2)可调整夹具。
如成组夹具、组合夹具等。
3)专用夹具。
为满足某个工件的某道工序而实际使用的夹具，如旋转刀架等。
生产中，为保证产品质量、提高生产效率、减轻劳动强度，应正确选择和使用夹具。
一、车床夹具的作用1．提高加工精度、保证产品质量车床夹具是保证零件加工技术要求中所规定的尺寸精度、表面粗糙度以及各表面间的相对位置精度的重要措施。
正确选用车床夹具就是选择制造精度及结构适合的夹具。
如为保证零件加工表面与基准面的同轴度要求，有多种自动定心夹具可以选用：对同轴度要求较低时可用三爪卡盘、四爪卡盘，对同轴度要求高时可用软爪、锥体心棒、卡簧和液性塑料夹具等。
2．提高劳动生产率采用一定结构形式的夹具，可显著提高生产效率。
在生产中，通常采用下述结构形式的夹具来提高生产率：1)采用快速装夹和拆卸的夹具，可缩短辅助时间，并减轻工人的劳动强度。
2)采用专用定位件，属专用夹具，可缩短调整与校正的时间。
3)采用多位夹具，二次装夹可以加工多个零件，缩短单件生产时间。
4)采用自动控制夹具，如液压靠模或程序控制等，可实现"一人多机"操作。
3．充分发挥机床的性能采用专用夹具可以扩大机床的使用范围，从而实现一机多能。
如一台普通车床若配置一个专门的旋转刀架可以加工圆球，若配置一个摆动刀架可以加工叶片的型面。
二、车床夹具结构由于车床夹具是在旋转情况下，甚至是高速旋转情况下工作，因此夹具要求体积小、重量轻，旋转既能平衡又能保证安全。
车床夹具的基本结构为：1．夹具体连接各元件的基体与机床相连接。
一般称这类元件为圆盘或花盘。
2．定位件确定零件在夹具中的位置的元件。
如定位销、定位圈、V形块等。
3．夹紧件固定零件用的元件。
如压板、螺栓、螺母等。
4．连接件连接上述元件用的螺钉、销子、垫圈、键等。
机械制造技术基础课件最新版第四章机床夹具原理与设计第5节
在其凸缘铣有台肩供钻套螺钉压紧外,同
时还铣有一平面,当此平面转至钻套螺钉
位置时,便可向上快速取出钻套。为防止
直接磨损钻模板,钻模板上也必须配装有
衬套,如图b所示。
图4-54 标准快换钻套的结构 1—快换钻套 2—钻套螺钉 3—钻套用衬套
第五节 各类机床夹具
4)特殊钻套 特殊钻套是在特殊情况下加工
孔用的,这类钻套只能结合具体情况自 行设计。
有定位、夹紧元件和钻套,加工时将其覆盖在工件上即可。
第五节 各类机床夹具
在上述各种形式的钻模中,钻模板和钻套是它们共有的,并区别于其他 夹具的特有元件。
钻模板是供安装钻套用的,要求有一定的强度和刚度,以防变形而影响 钻套的位置与导引精度。钻模板的结构及其在夹具上的连接形式,取决于工 件的结构形状、加工精度和生产效率等因素。
图4-53 标准可换钻套的结构 1—可换钻套 2—钻套螺钉 3—钻套用衬套
第五节 各类机床夹具
3)快换钻套
当工件上同一个孔须经多种加工 工步(如钻、扩、铰、攻螺纹等),而在加工 过程中必须依次更换或取出(如锪平或攻 螺纹)钻套以适应不同加工刀具的需要时, 可以采用这种快换钻套。
图a所示是标准快换钻套结构,它除
用于立式钻床,一般只能加工一个孔,或在机床主轴上加装多轴传动头,实现孔 系加工。
第五节 各类机床夹具
(2)滑动式钻模
钻模板固定在可以上下滑 动的滑柱上,并通过滑柱与夹具体 相连接。这是一种标准的可调夹具, 其基本组成部分,如夹具体、滑柱 等已标准化。
这种钻模操作方便、迅速, 转动手柄使钻模板升降,不仅有利 于装卸工件,还可用钻模板夹紧工 件,且自锁性能好。
图a是供钻斜面上的孔(或钻斜 孔)用的,图b是供钻凹坑中的孔用的。
夹具的分类方法及对应夹具名称
夹具是一种用于夹持、固定工件以进行加工或测量的工具。
夹具的分类方法主要包括以下几种：一、按用途分类：1. 定位夹具：主要用于定位工件，确保工件在加工过程中位置准确。
2. 夹紧夹具：用于夹紧工件，防止工件在加工过程中移动或变形。
3. 支撑夹具：用于支撑工件，使工件在加工过程中保持稳定。
4. 复合夹具：具有多种功能的夹具，可以实现定位、夹紧、支撑等多种功能。
二、按加工方式分类：1. 铣床夹具：用于在铣床上夹持工件进行铣削加工。
2. 钻床夹具：用于在钻床上夹持工件进行钻孔加工。
3. 刨床夹具：用于在刨床上夹持工件进行切削加工。
4. 磨床夹具：用于在磨床上夹持工件进行磨削加工。
5. 组合机床夹具：用于在组合机床上夹持工件进行多种加工操作。
三、按工件形状分类：1. 平面夹具：用于夹持平面工件进行加工。
2. 圆形夹具：用于夹持圆形工件进行加工。
3. 异形夹具：用于夹持异形工件进行加工。
4. 钣金夹具：用于夹持薄板金属工件进行加工。
四、按结构特点分类：1. 机械夹具：通过螺杆、卡箍等机械结构夹持工件。
2. 液压夹具：利用液压系统实现对工件的夹持。
3. 气动夹具：利用气压驱动实现对工件的夹持。
4. 真空吸附夹具：利用负压吸附实现对工件的固定。
在实际应用中，夹具的名称也是根据其具体分类和功能特点而定。
铣床上用于夹持平面工件的夹具可以称为平面铣床夹具；用于夹持圆形工件的夹具可以称为回转夹具；用于夹持异形工件的夹具可以称为异形夹具等。
夹具的分类方法主要包括按用途、加工方式、工件形状和结构特点进行分类。
根据不同的分类方法，可以为不同的加工需求选择合适的夹具，并根据其名称来准确描述其功能特点和适用范围。
夹具是在工件加工和生产中不可或缺的重要工具，其分类方法和对应名称的深入了解，对于提高生产效率、保障加工质量具有重要意义。
一、按用途分类：1. 定位夹具：主要用于确定工件的位置，确保加工过程中工件的位置准确，可以保证工件的加工精度，避免加工后工件出现偏差。
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轴位移
为使夹具使用安全，应尽可能避免带有
尖角或凸出部分，必要时要加防护罩
2．数控铣床夹具 图 特点： 装夹方便，应用广泛，适于装夹形状规则的小型
工件
3．加工中心夹具 数控回转工作台是各类数控铣床和加工中心的理 想配套附件 数控回转工作台分类 立式工作台、卧式工作台和立卧两用回转工作台 回转工作台可以用来进行各种圆弧加工或与直线 坐标进给联动进行曲面加工，及实现精确的自动分度
a）基础件
b）支承件
定位件
a）导向件
b）压紧件
紧固件
其它件
合件
3．孔系组合夹具图源自（1）元件定位方式： 一面两圆柱销定位 （2）特点： 优点：允许使用的过定位；其定位精度高，刚性比 槽系组合夹具好，组装可靠，体积小，元件的 工艺性好，成本低，可用作数控机床夹具 缺点：组装时元件的位置不能随意调节，常用偏心 销钉或部分开槽元件进行弥补。
盘类件钻径向孔工序图
钻盘类零件径向孔 的组合夹具
1—基础件 2—支承件 3—定位件 4—导向件 5—夹紧件 6—紧固件 7—其它件 8—合件
钻盘类零件径向孔 的组合夹具
1—基础件 2—支承件 3—定位件 4—导向件 5—夹紧件 6—紧固件 7—其它件 8—合件
槽系组合夹具 (1) 槽系组合夹具的规格 槽系组合夹具分大、中、小型三种规格 (2) 组合夹具的元件 ①基础件 （图a） ②支承件 （图b） ③定位件 ④导向件 （图a） ⑤夹紧件 （图b） ⑥紧固件 ⑦夹紧件 ⑧合件 ⑨其他新元件和合件
安装在车床主轴上的 二、通用夹具 的种类 夹具：各种卡盘、顶 1．数控车床夹具 尖、各种心轴或其它 专用夹具。加工时夹 数控车床夹具分类： 具随机床主轴一起旋 A、三爪自定心卡盘 图 转，切削刀具作进给 优点：可自动定心，装夹方便，应用较广， 运动。
缺点：夹紧力较小，不便于夹持外形不规则的工件 B、四爪单动卡盘 图 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 花盘装卡有回转 不对称的较重、较大的工件。 加工面的不规则工件 C、花盘 D、拨动顶尖 E、心轴式
铣床夹具的设计
铣床夹具的安装：主要依靠定向键和百分 表校正来提高安装精度。定位键的结构尺 寸已标准化，应按铣床工作台的T形槽尺寸 选定，它和夹具底座以及工作台T形槽的配 合为H7/h6、H8/h8。两定位键的距离应力 求最大
平口钳 1-底座 2-固定钳口 3-活动钳口 4-螺杆
• 铣床夹具的 对刀装置： 由对刀块、 （平、圆） 塞尺等组成
三爪自定心卡盘的构造
四爪单动卡盘 1-卡盘体 2-卡爪 3-丝杆
圆盘式 角铁式
花盘式
适用于形状复杂的大型工件 需要平衡配重 通过过渡盘与主轴头端连接 安装在滑板或床身上的夹具：用于某些形状 不规则和尺寸较大的工件，刀具安装在车床 主轴上作旋转运动，夹具作进给运动
车床夹具的设计特点
机械制造基础
第五章 机床夹具简介
第一节 机床夹具的分类与组成 第二节 工件定位与装夹 第三节 夹紧装置与夹紧力 第四节 常见机床夹具
作业
P188 2、3、5、7、8、12、13
第四节 常见机床夹具
一、数控加工夹具简介
①、数控机床夹具必须适应特点； 数控机床的高精度、高效率、多方向同时加工、数 字程序控制及单件小批生产的。 ②、数控机床夹具的新要求： (1) 推行标准化、系列化和通用化； (2) 发展组合夹具和拼装夹具，降低生产成本； (3) 提高精度； (4) 提高夹具的高效自动化水平。
加工中心机床夹具
在加工中心上，夹具的任务不仅是夹紧工件，而 且还要以各个方向的定位面为参考基准，确定工 件编程的零点 根据加工中心机床特点和加工需要，目前常用的 夹具结构类型有专用夹具、组合夹具、可调整夹 具和成组夹具
④、其他的数控机床夹具 A、拼装夹具、 B、组合夹具、 C、可调夹具和数控夹具。
三、组合夹具
1 ．组合夹具的概念： （图a、b）
组合夹具由一套预先制造好的不同形状、不同规格、 不同尺寸的标准元件及部件组装而成。 2．组合夹具的特点： 优点：组合夹具的元件精度高、耐磨，并且实现了 完全互换 缺点：体积较大，刚度较差，一次投资多，成本高 3．分类： 组合夹具分为槽系和孔系两大类。
铣床类夹具的特点
用途：
适用于铣床、平面磨床。
特点： 工件安装在夹具上随同机床工作台一起作送进运 动
铣削为断续切削，冲击、振动大，夹紧力要 求较大
夹具要有足够的刚度和强度，本体应牢固地 固定在机床工作台上
铣削加工效率高，工件安装应迅速，要有快 速对刀元件
铣床夹具的构造 主要由夹具体、 定位板、夹紧机 构、对刀块、定 向键等组成
工件均为回转体，夹具随机床主轴一起旋转， 因此要求夹具结构紧凑、轮廓尺寸尽可能小、 重量尽可能靠近回转轴线，以减少惯性力和 回转力矩
转速高，必须考虑平衡、夹紧力大小、元件 刚度和强度、操作安全等问题，注意消除不 平衡引起的振动现象
与机床的联接视具体情况而定，通常有
较准确的圆柱孔或圆锥孔
1．基础元件和合件
普通矩形平台 1—T形槽 2—定位销孔 3—紧固螺纹孔 4—连接孔 5—高强度耐磨衬套 6—防尘罩 7—可卸法兰盘 8—耳座
BIUCO孔系组合夹具组装示意图
三、拼装夹具
1、概念： 图
拼装夹具：在成组工艺基础上，用标准化、系列化 的夹具零部件拼装而成的夹具。 固定零点编程 ：三个加工孔的坐标尺寸可用机床 定位孔1作为零点进行计算编程 浮动零点编程：选夹具上方便的某一定位孔作为零 点进行计算编程 2、特点： 有组合夹具的优点，比组合夹具有更好的精度和刚 性，更小的体积和更高的效率，因而较适合柔性 加工的要求，常用作数控机床夹具。
1、2—定位孔 3—定位销孔 4—数控机床工作台 5—液压基础平台 6—工件 7—通油孔 8—液压缸 9—活塞 10—定位键 11、13—压板 12—拉杆
数控机床夹具
组成拼装夹具的元件和合件
1．基础元件和合件 2．定位元件和合件 3．夹紧元件和合件 4．回转过渡花盘 图 a、 b 图a、b、c 图 a、 b 图 a、 b