第四章机床夹具原理与设计续
第四章第1节机床夹具原理与设计
2.夹具的组成 根据图4-1和 图4-4（具有分度功 能的钻床夹具 ）可 归纳出夹具的主要 组成部分有： 1）定位元件 2）夹紧装置 3）对刀元件 4）导引元件 5）其他装置 6）连接元件和连接 表面 7）夹具体
图4-4 分度钻床夹具 1—分度操纵手柄 2—钻模板 3—分度板(棘轮) 4—钻 套 5—定位心轴6—开口垫圈 7—夹紧螺母 8—工件 9—对定机构(棘爪) 10—夹具体
采用调整法达到尺寸精度的原理：利用对刀塞尺10塞入对刀块5工 作面与立铣刀切削刃之间来确定铣刀相对位置，此时可相应横向调整铣 床工作台的位置和垂直升降工作台来达到刀具相对对刀块的位置。由于 对刀块的两工作面与相应夹具定位支承板2和支承钉3的各自支撑面已保 证h1和a1尺寸，因而最终保证键槽尺寸。长度位置尺寸则依靠调整铣床 工作台纵向进给的行程挡块的位置，使铣床工作台纵向进给的终结位置 保证铣刀距支承钉4的距离等于c
二、机床夹具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）夹具保证位置精度的原 理：夹具上支承板2的支承 工作面与夹具底板7的底面 保持平行，保证A面与铣床 工作台面的平行，最终达 到键槽底面的平行度。夹 具定位键1与铣床工作台的 T形槽配合，保证与铣床纵 向进给方向平行。B面与1 侧面保持平行，保证B面与 铣床纵向进给方向平行。 最终保证键槽侧面的 夹 具 液 压 夹 具
按夹紧动力源分类 气 液 夹 具 电 动 夹 具 液 压 夹 具
齿 轮 机 床 夹 具
其 他
真 空 夹 具
其 他
三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、虎钳、电磁工作台 这一类属于机床附件的夹具，通用化程度高，可适用 于多种类型不同尺寸工件的装夹。 通用可调夹具和成组夹具统称可调夹具，通用性好。 随行夹具是自动和半自动生产线上使用的夹具，只适 用于某一种工件，但毛坯装上随行夹具后，可从生产 线开始一直到结束在各位置上进行各种不同工序的加 工 组合夹具的零部件具有高度的通用性，可用来组装成 各种不同的夹具，一经组装成一个夹具以后，其结构 是专用的，只适用于某个工件的某到工序的加工。 专用夹具是为某个工件某到工序专门设计的。
机床夹具原理与设计
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
保证了位置精度--平行度的要求 保证了位置精度 平行度的要求
支撑板2的支撑工作面与夹具底板7 保持平行； 底板7与工作台接触； A面与支撑板2的工作面接触； 保证了铣出的槽与A面平行； 支撑钉3的支撑工作面与两定位键1 侧面平行； 两个定位键1与铣床的T型槽相配合， 即定位键1 与铣床的纵向进给方向平行； B面与支撑定3的工作面接触； 保证了铣出的槽侧面与B面平行；
通用可调夹具
成组夹具
4．组合夹具 组合夹具是指按某种工序的加工要求，将一套专门设计、制 造的标准元件组装而构成的夹具。其灵活多变、功能强、制造周期短、元 件可重复使用。因此，特别适用于新产品的试制和单件小批生产，在数控 加工中应用较多，是夹具发展的方向。
5．随行夹具 这是一种在自动线或柔性制造系统中使 用的夹具。工件安装在随行夹具上，除完成对工件的定位 和夹紧外，还载着工件由运输装置送往各机床，并在各机 ห้องสมุดไป่ตู้上被定位和夹紧，从生产线开始到生产线终端在各位置 上进行不同工序的加工。 也可按使用的机床类型分为：车床夹具、铣床夹具、 钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具等。
图4-5 工件在空间中的自由度
用相当于六个支承点的定位元件与工件的定位基准面接 触，如图所示。在底面 在底面xoy内，三个支承点限制了x和y方向旋 在底面 内 转自由度、z 方向移动自由度；在侧面 在侧面xoz内，两个支承点限 在侧面 内 制了y方向移动自由度、 z 方向旋转自由度；在端面 在端面yoz内， 在端面 内 一个支承点限制了x方向移动自由度。 用正确分布的六个支承点来限制工件的六个自由度， 用正确分布的六个支承点来限制工件的六个自由度，使 工件在夹具中得到正确位置的规律称为六点定位原理 六点定位原理。 工件在夹具中得到正确位置的规律称为六点定位原理
机械制造技术基础课件机床夹具设计原理
消除或减少过定位的方法主要有：
(1) 提高工件定位基准之间及定位元件工作表面之间的位置精度，减少过定位对加 工精度的影响，使不可用过定位变为可用过定位；
(2) 改变定位方案，避免过定位。改变定位元件的结构，如圆柱销改为菱形销、长 销改为短销等；或将其重复限制作用的某个支承改为辅助支承（或浮动支承）。
4．过定位
图4．5 连杆大头孔加工时工件在夹具中的定位
如图4．5所示的连杆定位方案，长销限制了
、 4个自由度，支承板
限制了
、 3个自由度，其中 被两个定位元件重复限制，这就产生了过定
位。当连杆小头孔与端面有较大的垂直度误差时，夹紧力F将使长销弯曲或使连杆
变形，见图4.5(ｂ)、(ｃ)，造成连杆加工误差，这时为不可用过定位。若采用图4.5
4.1 机床夹具概述
4.1.4 机床夹具的功能
（1）保证工件的加工精度，稳定产品质量。机床夹具的首要任务是 保证加工精度，特别是保证被加工工件的加工面与定位面之间以及被加工 表面相互之间的尺寸精度和位置精度。使用夹具后，这种精度主要靠夹具 和机床来保证，不再依赖于工人的技术水平。
（2）提高劳动生产率、降低成本。使用夹具后可减少划线、找正等 辅助时间，而且易于实现多件、多工位加工。在现代夹具中，广泛采用气 动、液压等机动夹紧等装置，还可使辅助时间进一步减小。因而可以提高 劳动生产率、降低生产成本。
（3）通用可调夹具和成组夹具
（4）组合夹具
（5）随行夹具
4.1 机床夹具概述
4.1.2 机床夹具的分类
2）按使用的机床分类
按所使用的机床不同，夹具可分为车床夹具、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。
3）按夹紧动力源分类
机械制造技术基础-卢秉恒 答案 第四章 PPT课件
4-9定位误差产生的原因有哪些？其实质是什么？
答：定位误差产生的原因：（1）定位基准与设计 基准不重合产生的定位误差——基准不重合误差△jb （2）定位副制造不准确产生的基准位移误差——基准 位移误差△jw。
实质：一批工件某加工参数（尺寸，位置）的设计 基准相对夹具的调刀基准在该加工参数方向上的最大位 置变化量△dw，为加工参数的定位误差。
4-15分别简述车、铣、钻床夹具的设计特点
（2）铣床夹具：1铣床加工中切削力较大，振动也较 大，故需要较大的夹紧力，夹具刚性也要好。2借助 对刀装置确定刀具相对夹具定位元件的位置，此装置 一般固定在夹具体上。3借助定位键确定夹具在工作 台上的位置4由于铣削加工中切削时间一般较短，因 而单件加工时辅助时间相对较长，故在铣床夹具设计 中，需特别注意降低辅助时间。
某一组零件的加工而设计的，应用对象十分明确。
4-19.数控机床夹具有什么特点?
答:数控机床夹具在机床上应对相对数控机床的坐标原 点有严格的坐标位置,以保证所装夹的工件处于规定的 坐标位置上.为此数控机床夹具常采用网格状的固定基 础板,它长期固定在数控机床工作台上,板上加工出准 确孔仅距位置的一组定位孔和一组紧固螺孔,它们成网 格分布,利用基础板上的定位孔列装各种夹具.结构要 求简单紧凑,体积小,采用机动夹紧方式,以满足数控加 工的要求.
4-2工件在机床上的装夹方法有哪些？其原理 是什么？（2）
（2）用夹具装夹工件——夹具使工件在夹具中占有正确加 工位置，而且夹具相对于机床保证有准确的相对位置，而夹 具结构保证定位元件的定位工作面对夹具与机床相连接的表 面之间的相对位置准确，使刀具相对有关定位元件和定位工 作面调整到准确位置，这就保证了刀具在工件上加工出的表 面对工件定位基准的位置尺寸。
第4章 机床夹具设计原理 学习指导
第4章机床夹具设计原理一、本章知识要点及要求4.1 机床夹具概述1．了解机床夹具的概念，掌握组成机床夹具的各元件或装置及其在机床夹具中所起的作用。
2．了解工件在夹具上定位和夹紧的概念。
3．了解机床夹具的分类。
4.2 工件在夹具中的定位1．能根据工件工序图的加工要求，利用定位基本原理，确定保证加工要求应该限制工件的哪些自由度；能够较熟练的分析工件定位方案的合理性，判断其属于完全定位、不完全定位、欠定位和过定位，对不合理的定位方案能进行改正。
2．了解常用的定位基准面（平面、圆柱孔、外圆、圆锥孔）经常采用的定位元件和特点，针对给定的定位基准面能够正确的选择定位元件。
3．掌握常用的定位元件能够限制工件的自由度数目和在给定的坐标系下能够限制哪些自由度。
4．掌握组合定位，对给定的组合定位方案能够进行合理性分析，对给定的组合定位表面能够拟订组合定位方案，并能选择合适的定位元件。
例题4.1在例题4.1图中，注有“”的表面为要求加工的表面，试分析确定应限制的自由度。
例题4.1图解：图a要求在球体上铣平面，由于是球体，所以三个转动自由度不必限制，此外该平面在x方向和y方向均无位置尺寸要求，因此这两个方向的移动自由度也不必限制。
因为z方向有位置尺寸要求，所以必须限制z方向的移动自由度，即球体铣平面(通铣)只需限制1个自由度。
图b要求在球体上钻通孔，仿照同样的分析，只需要限制2个自由度，即x方向和y方向的移动自由度。
图c要求在圆轴上通铣键槽，只需限制4个自由度，即、、、。
图d要求在长方体上通铣槽，只需限制五个自由度，即、、、、。
这里必须强调指出，有时为了使定位元件帮助承受切削力、夹紧力或为了保证一批工件的进给长度一致，常常对无位置尺寸要求的自由度也加以限制。
如本例中图a，虽然从定位分析上看，球体上通铣平面只需限制1个自由度，但在决定定位方案的时候，往往要考虑工件装夹方便（如本例中用平板限制1个自由度，工件会乱滚动。
），一般情况下，工件至少应限制3个自由度。
机械制造技术基础-第4章-机床夹具设计原理-课后答案
第4章机床夹具设计原理1.何谓机床夹具？试举例说明机床夹具的作用及其分类？答：所谓机床夹具，就是将工件进行定位、加紧，将刀具进行导向或对刀，以保证工件和刀具间的相对位置关系的附加装置。
机床夹具的功用：①稳定保证工件的加工精度；②减少辅助工时，提高劳动生产率；③扩大机床的使用范围，实现一机多能。
夹具的分类：1）通用夹具； 2）专用夹具； 3）成组夹具； 4）组合夹具；5）随行夹具。
2.工件在机床上的安装方法有哪些？其原理是什么？答：工件在机床上的安装方法分为划线安装和夹具安装。
划线安装是按图纸要求，在加工表面是上划出加工表面的尺寸及位置线，然后利用划针盘等工具在机床上对工件找正然后夹紧；夹具安装是靠夹具来保证工件在机床上所需的位置，并使其夹紧。
3.夹具由哪些元件和装置组成？各元件有什么作用？答：1）定位元件及定位装置：用来确定工件在夹具上位置的元件或装置；2）夹紧元件及夹紧装置：用来夹紧工件，使其位置固定下来的元件或装置；3）对刀元件：用来确定刀具与工件相互位置的元件；4）动力装置：为减轻工人体力劳动，提高劳动生产率，所采用的各种机动夹紧的动力源；5）夹具体：将夹具的各种元件、装置等连接起来的基础件；6）其他元件及其他装置。
4.机床夹具有哪几种？机床附件是夹具吗？答：机床夹具有通用夹具、专用夹具、成组夹具、组合夹具和随行夹具。
5.何谓定位和夹紧？为什么说夹紧不等于定位？答：工件在夹具中占有正确的位置称为定位，固定工件的位置称为夹紧。
工件在夹具中，没有安放在正确的位置，即没有定位，但夹紧机构仍能将其夹紧，而使其位置固定下来，此时工件没有定位但却被夹紧，所以说夹紧不等于定位。
6.什么叫做六点定位原理？答：采用六个按一定规则布置的约束点，限制工件的六个自由度，即可实现完全定位，这称为六点定位原理。
7.工件装夹在夹具中，凡是有六个定位支承点，即为完全定位，凡是超过六个定位支承点就是过定位，不超过六个定位支承点就不会出现过定位，这种说法对吗，为什么？答：不对；过定位是指定位元件过多，而使工件的一个自由度同时被两个以上的定位元件限制。
第4章%20机床夹具设计原理[1]
![第4章%20机床夹具设计原理[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/ebd87a106edb6f1aff001fe9.png)
第4章 机床夹具设计原理习 题4-1 根据下述各题的定位方案，分析限制的自由度，是否属于重复定位或欠定位，若定位不合理时又应如何改进。
1．连杆工件在夹具中的平面及V 形块上定位，如图4-1。
2．轴类工件在三爪卡盘及前后顶尖中定位，如图4-2。
3．齿坯工件在心轴上定位，如图4-3。
4．图T 形轴在3个短V 形块中定位，如图4-4。
4-2 图4-5(a)所示套类工件铣键槽，要求保证尺寸94－0.20，分别采用图(b)所示的定位销定位方案和图(c)所示的V 形槽定位方案，分别计算定位误差。
4-3 图4-6所示为轴类零件加工的几种装夹情况。
试分析各属于何种定位？都限制了工件的哪些不定度，有无不合理之处？如何改进？4-4 凸轮轴导块铣槽工序如图4-7所示，试设计定位方案，保证定位误差为0。
图4-1 图4-2图4-3 图4-4图4-5图4-6轴类零件装夹示意图图4-7 凸轮轴导块铣槽工序4-5 工件定位如图4-8所示，欲钻孔O 并且保证尺寸A ，试分析计算此种定位方案的定位误差。
4-6 在卧式铣床上，用三面刃铣刀加工如图4-9所示零件的缺口。
本工序为最后工序。
试设计一个能满足加工要求的定位方案。
4-7 如图4-10所示为加工工件的M 面时的定位情况。
N 面、P 面已在前工序加工完毕，mm L )2.045(1±=，定位基准为P 面，工序尺寸为mm L )25.020(2±=，工序基准为N 面。
试计算定位误差，并分析能否满足工序要求。
4-8 如图4-11所示为在金刚镗床上加工活塞销孔的定位，活塞群部内孔与定位销的配合为6795g H φ，要求活塞销孔与群部内孔的对称度不大于0.2mm 。
试计算定位误差，并分析定位质量。
4-9 工件以圆孔在水平心轴上定位铣两斜面如图4-12所示，要求保证加工尺寸为2Ta a ±，试计算定位误差。
图4-8 钻孔工序图4-94-10 加工图4-13所示零件，在工件上欲铣削一缺口，保证尺寸mm 008.08-，现采用(b)、(c)两种定位方案，试计算各定位误差，并分析能否满足加工要求。
机械制造权威习题及答案
机械制造权威习题及答案 The following text is amended on 12 November 2020.第四章机床夹具原理与设计班级_____________ 学号____________姓名_____________ 成绩____________一、选择题：1、在机床上采用中心架支承加工长轴时，是属于那种定位[ ]A、完全定位B、不完全定位C、过定位D、欠定位2、机床夹具中需要考虑静平衡要求的是哪一类夹具[ ]A、车床夹具B、钻床夹具C、镗床夹具D、铣床夹具3、工件外圆柱面以V090形块定位铣键槽，如右图所示，其定位与设计基准的不重合误差为[ ]jbA、TdB、Td7.0C、Td5.0D、04、工件以外圆柱面在长V形块上定位时，限制了工件几个自由度[ ]A、6个B、5个C、4个D、3个5、如右图所示，在圆球上铣平面，保证尺寸H，需要限制几个自由度[ ]A、4个B、3个C、2个D、1个6、用双顶尖装夹工件车削外圆面，限制的自由度为[ ]A、6个B、5个C、4个D、3个7、如右图所示工件，加工表面为A，定位表面为B，其定位误差为[ ]A、mm.030.0 B、mm28C、mm02.0D、mm8、在平面磨床上磨削工件的平面时，不能采用下列哪一种定位[ ]A、完全定位B、不完全定位C、过定位D、欠定位9、一面二孔定位中，削边销削边方向应是[ ]（如右图所示）A、与两孔中心连线同方向B、与两孔中心连线方向成045C、与两孔中心连线成090 D、任意放均可10、工件以圆柱面在短V形块上定位时，限制工件的自由度数为[ ]A、5个B、4个C、3个D、2个11、工件定位时的欠定位是指[ ]A、少于6个自由度的限制性B、定位精度不够C、不完全定位D、技术要求应限制的自由度未被限制12、夹具中，定心夹紧机构的特点是[ ]A、定位与夹紧同时完成B、结构复杂，实现夹紧困难C、先定位后夹紧D、定位精度较差，应用较少13、工件定位时，有一个或几个自由度被定位元件重复限制时称为[ ]A、欠定位B、过定位C、不完全定位D、完全定位二、判断题1、用6个支承点就可使工件实现完全定位。
《机械制造工程原理》第4章
如对孔系的加工，常用划针在毛坯上按零件图要求先划线，
画出中心线、对称线或各加工表面的加工位臵，然后，按
其划线找正工件在机床上的正确位臵。这种方法称为划线 特点:划线找正的误差较大，因为线宽约有0.2-0.5mm， 找正安装法。 且划线时也会有误差。划线时虽能兼顾各表面的加工余量、 壁厚和装配要求等因素，但由此也增加了划线时间，又需 技术水平高的划线工。这种安装法也仅在单件小批量生产 中使用
2．工件定位的四种方式 （限制工件自由度与加工要求的关系） 工件在夹具中的定位问题，是夹具设计中首先要解 决的主要问题。在分析工件定位的问题时，定位基准 的选择是一个关键问题。工件定位基准一旦被选定， 则其定位方案也基本被确定了。定位基准一般在工艺 规程中选定，设计夹具时可直接引用。但当工艺规程 选定的定位基准不合理时，夹具设计者应会同工艺人 员共同协商进行改选，以使所设计出的夹具结构合理， 操作简便。必须指出，与定位支承点相接触的工件表 面称为定位基面。工件的定位是通过工件定位基面与 定位支承点相接触来实现的。
2. 机床夹具的分类
1）按夹具的使用范围可分为： 通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具等。 2）按所用的机床不同夹具可分为： 钻床夹具、镗床夹具、车床夹具、磨床夹具、拉床夹具等。 3）按夹具上所采用的夹紧动力装置不同可分为： 手动夹具、气动夹具、液压夹具、磁力夹具等。
三爪卡盘
四爪卡盘
万向平口钳
回转工作台
常见定位分析
完全定位：
侧挡销 短圆柱销
平面支承 图2-54 连杆钻孔定位方案
常见定位分析
不完全定位：
侧挡销 短圆柱销
平面支承 图2-54 连杆钻孔定位方案
Z
Y X Z X a）
Z Y X b） Z
机床夹具原理和设计课件-文档资料
欠定位与过定位 的自由度而未予限制的定位。欠定位是绝对
1)欠定位：按工序的加工要求，工件应该限制 不允许的。
2)过定位：工件的同一自由度被二个或二个以 上的支承点重复限制的定位。可能造成工件 的定位误差，或者造成部分工件装不进夹具 的情况。过定位不是绝对不允许，要由具体 情况决定。
消除过定位及其干涉的两种途径：
二.六点定位原理 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 , 即沿三个坐标轴的移动自由 度x 、 、 和绕三个坐标轴的转动自由度。 z y
“六点定位”的注意问题 ⑴ 定位就是限制自由度，通常用合理布置定 位支承点的方法来限制工件的自由度。 ⑵ 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。若二者脱离，则意味着失去定位 作用。 ⑶ 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。
典型表面的定位方法
工件的定位表面有各种形式，如平面、外
圆、内孔等，对于这些表面，总是采用一定结
构的定位元件。常见的定位方法有：平面定位、
圆孔定位、外圆柱面定位、组合表面定位。
1.工件以平面定位 概念：在机械加工中，利用工件上的一个或几 个平面作为定位基面来定位工件的方式，称为 平面定位。 定位元件：固定支承、可调支承和自位支承。
2)度量基准：在检验时所使用的基准。 3)装配基准：装配时用来确定零件或部件在机器 中位置所采用的基准。
一、基准
零件由若干表面组成，它们之间有一定的尺寸 精度、几何形状精度和相对位置精度的要求。 在零件设计、加工及度量的过程中，必须依据 一些指定的点、线、面，来确定另一些点、线、 面的位置，这些作为依据的点、线、面则称为 基准。 基准按其功用不同，可分为设计基准和工艺基 准两大类。
第四章 机床夹具原理与设计
三、夹具的分类与组成 机床夹具按通用性程度分类： （1）机床附件类夹具 （2）可调夹具 （3）随行夹具 （4）组合夹具 （5）专用夹具
2、夹具的组成： （1）定位元件 （2）夹紧装置 （3）对刀元件 （4）导引元件 （5）联接元件 （6）夹具体 （7）其它装置
－、工件的自由度 －个尚未定位的工件，其位置是不确定的，它有 六个自由度。定位的实质就是消除工件的自由度。
3、圆锥销
4、圆锥心轴（小锥度心轴）
三、工件以外圆柱面定位时的定位元件 1、V形块
2、定位套
3、半圆套 下面的半圆套是定位元件，上面的半圆套起夹紧 作用。这种定位方式主要用于大型轴类零件及不 便于轴向装夹的零件。
4、圆锥套 常用的反顶尖，由顶尖体1、螺钉2和圆锥套3组 成
四、组合定位分析 ˉ • 实际生产中工件的形状千变万化各不相 同，往往不能用单一定位元件定位单个 表面就可解决定位问题的，而是要用几 个定位元件组合起来同时定位工件的几 个定位面。因此一个工件在夹具中的定 位，实质上就是把前面介绍的各种定位 元件作不同组合来定位工件相应的几个 定位面，以达到工件在夹具中的定位要 求，这种定位分析就是组合定位分析。
• 当某个自由度被重复限制是“过定位”， 过定位一般是不允许的，但当工件定位 面精度较高，位置已有保证时，过定位 往往可提高刚性，也是允许的。
• 值得注意的是，所限制自由度少于六个 时也可能是过定位，但不一定是欠定位。 若支承点分布不合理，欠定位、过定位 可能同时出现。
第二节 常用定位方法及定位元件
jw D d X min
四、定位误差的计算 通常，定位误差可按下述方法进行分析计算： • 一是先分别求出基准位移误差和基准不重合 误差，再求出其在加工尺寸方向上的代数和， 即△dw＝△jb+△jw； • 二是按最不利情况，确定一批工件设计基准 的两个极限位置，再根据几何关系求出此二 位置的距离，并将其投影到加工尺寸方向上， 便可求出定位误差。
机械制造 第四章机床夹具设计原理
3、快换 钻套
4、特殊钻套
（三）钻模板 1、固定式钻模板
2、铰链式钻模板
3、可卸式 钻模板
4、悬挂式钻模板
第六节 各类机床夹具简介 一、车床夹具
二、铣床夹具 （一）直线进给式铣床夹具 1、多件装夹的铣床夹具
2、多工位加工的铣床夹具
3、摆式铣的铣床夹具
4、双工位回转铣的铣床夹具
二、定位的基本原理 要使每个工件相对夹具（机床、刀具） 都占有同一正确加工位置，则就要限制工 件的六个自由度，即X位移、Y位移、Z位 移、和X旋转、Y旋转、Z旋转，这就称为 工件的“六点定位原则”。如图示。
三、定位的类型 （一）完全定位 工件的六个自由度全部被限制而在空间占 有完全确定的唯一位置，称为完全定位。
（2）多向联动夹紧机构
（3）多件联动夹紧机构
（七）定心夹紧机构 1、按定位-夹紧元件的等速移动来实现定心 夹紧
2、按定位-夹紧元件均匀弹性变形来实现定 心夹紧
3、液性塑料夹具
四、夹紧动力源装置 （一）气动夹紧装置
（二）液压夹紧装置 工作原理与结构和气动夹紧装置相似。 和气动夹紧装置相比液压夹紧装置有如下 特点。 1、工作压力高、结构间单，紧凑。 2、夹紧刚性大，工作平稳。 3、噪声小。劳动条件好。
第四章
机床夹具设计原理
第一节 概述 一、夹具的定义及组成 在机械加工中,根据工件的加工要求,使工 件相对机床、刀具占有正确位置（定位）， 并能快速，可靠地夹紧工件（夹紧）的装 置称为夹具。
夹具由以下部分组成 （一）定位元件：使工件相对机床、刀具占 有正确位置的元件。 （二）夹紧装置：快速，可靠地夹紧工件的 装置。 （三）对刀——引导元件：保证刀具与工件 加工表面有正确相对位置的装置。 （四）连接元件：保证夹具相对机床有正确 位置的元件。 （五）夹具体：将夹具各部分连接在一起的 零件。
第四章第2、3节机床夹具及工件定位--- (2)
构，进一步提高劳动生产率。
3）能扩大机床的使用范围，实现一机多能
根据加工机床的成形运动，附以不同类型的夹具，
即可扩大机床原有的工艺范围。
例如在摇臂钻床工作台上装上镗模，就可以进行箱
体零件的镗孔加工。
定位原理
学习要点：
定位是机械加工中一个极为重要的问题。
要深刻理解和牢固掌握定位原理，熟知常用的定
1、2、3点：
6点： x
z x y
4、5点：
y z
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。
图
工件在空间的自由度与工件六点定位
几个需特别注意的问题
它用于加工 与端面J垂 直的孔、外 圆面及其他 端面，或两 端面有同轴 度(表面P与 内孔、外圆 面)要求的 工件。
压板座组件 KTl 可根据 工件大小在 槽内作径向 移动以调整 钩形螺栓夹 紧位置。钩 形螺栓 KH1 可视工件大 小更换。
根据工件 定位基准 不同，定 位元件 KH2也可 以更换。
2、机床夹具的分类
（1）按专门化程度分类
1）通用夹具
通用夹具是指已经标准化的，在一定范围内可用于 加工不同工件的夹具。 例如，车床上三爪卡盘和四爪单动卡盘，铣床上的 平口钳、分度头和回转工作台等。这类夹具一般由 专业工厂生产，常作为机床附件提供给用户。 其特点是适应性广，生产效率低，主要适用于单件、 小批量的生产中。
由前述分析可知，球体上通铣平面只需限制 1个自由度，这是从定位分析角度得出的结 论，但是在决定定位方案的时候，为了使得 定位系统能够实现，承受切削力、夹紧力， 方便安排定位元件等原因，往往考虑限制2 个自由度(见图4-13a) ，或限制3个自由度(见 图4-13b)。在这种情况下，对第二类自由度 也加以了限制，不仅是允许的， 且是必要的。
第四章 机床夹具原理与设计
随行夹具
三、通用可调夹具和成组夹具
2、成组夹具
四、数控机床夹具
数控机床夹具对机床坐标原点有严格位置要
求，是通用可调夹具和组合夹具的结合与发展。
第七节 机床夹具设计的基本步骤
1、研究原始资料，明确设计任务
2、确定夹具结构方案，绘制结构草图
3、绘制夹具总图
4、确定并标注有关尺寸和夹具技术要求
5、绘制夹具零件图
(3)夹紧力应尽量靠近加工面
3、夹紧力大小
夹紧力大小估算：
一般只有机动夹紧时需计算夹紧力，把加工系统
看成刚体，根据工件在最不利情况下切削力的平
衡状态求夹紧力，再乘以安全系数K。
K值在粗加工时取2.5～3、精加工时取1.5～2。
三、典型夹紧机构 1．斜楔夹紧
斜楔夹紧的特点
1）斜楔夹紧的自锁条件：
对刀块
一、车床夹具
定位键
三、钻床夹具
（1）固定式钻模 （2）滑动式钻模
（3）回转式钻模
（4）移动式钻模
（5）翻转式钻模
（6）盖板式钻模
钻模板与钻套
可卸式钻 模板
钻套
（1）固定钻套
钻套
（2）可换钻套
钻套
（3）快换钻套
钻套
（4）特殊钻套
第六节 现代机床夹具
一、自动线夹具 固定夹具
随行夹具
测量基准—检验时用来确定被测量零件在度量工具上位置的基准；
装配基准—装配时用来确定零件或部件在机器上位置的基准。
二、调刀基准的概念
调刀基准往往选在夹具定位元件的某个
定位工作面，尽可能不受夹具定位元件的制
造误差影响。
三、定位误差及其产生原因
工件上被加工表面的设计基准（工
第4章 机床夹具设计原理(09)
铣键槽工序及工件在夹具中的定位
31
4.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不定度，称为重 复定位。 *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。
32
33
34
从上述工件定位实例可知，形成重复定位的原因是 由于夹具上的定位元件同时重复限制了工件的一个或 几个不定度。
工件在机床上或夹具中进行加工时，用作定位 的基准，称为定位基准。
图4-5 工件在加工时的定位基准
16
3.测量基准
测量时所采用的基准，称为测量基准。
图4-6 工件上已加工表面的测量基准
17
4.装配基准
在机器装配时，用来确定零件或部件在产品中 的相对位置所采用的基准，称为装配基准。
（a）
（b）
图4-7 零件装配时的装配基准
42
43
②可调支承
定位支承点的位置可以调节的定位元件，称为可 调支承。 主要用于以制造精度不高的毛坯面定位的场合。
44
③自位支承
定位支承点的位置随工件定位基准位置变化而 自动与之适应的定位元件，称为自位支承。 自位支承一般只起一个定位支承点的作用。
45
46
47
（2）辅助支承 只起提高工件支承刚性或辅助定位作用的定 位元件，称为辅助支承。
一.机床夹具的作用
1.机床夹具实例
1
图4-1 铣键槽工序简图
2
图4-2 铣键槽夹具结构图
3
2.机床夹具的作用
（1）可稳定保证加工精度
（2）可提高劳动生产率
（3）可降低生产成本
（4）可扩大机床的加工范围
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。
第四章 机床夹具设计原理1
第四章机床夹具设计原理学习目的与要求（1）了解机床夹具的组成、作用及其对零件加工的重要性（2）掌握对工件定位的概念、原理、要求及定位误差的概念（3）掌握各种不同定位方式定位误差的计算（4）熟悉对工件夹紧的目的、要求和夹紧机构（5）熟悉各种机床上使用的夹具特点（6）初步掌握夹具设计的方法、要点和步骤主要内容第4章机床夹具设计原理4.1 机床夹具的概述4.2 工件的定位4.3 典型的定位方式、定位元件及定位装置4.4 定位误差4.5 工件的夹紧4.6 夹紧机构4.7 夹具的动力装置4.8 夹具的其它装置4.9 夹具设计的方法及步骤思考与练习：划线安装（钳工手工作业）是指按图纸要求在工件表面上划出位置线以及加工线和找正线，安装工件时，先在机床上按找正线找正工件的位置，然后夹紧工件。
例如：要在长方形工件上镗孔，可先在划线平台上划出孔的十字中心线，再画出加工线和找正线（加工线和找正线之间的距离一般为5毫米）。
然后将工件安放在四爪单动卡盘上轻轻夹紧，转动四爪单动卡盘，用划针检查找正线，找正后夹紧工件。
特点：划线安装不需要其它专门设备，通用性好，生产率低，精度不高（一般划线找正的对线精度为0.1mm左右），适于单件、小批量生产中复杂铸件或者铸件精度较低的粗加工工序。
四爪单动卡盘1-卡盘体2-卡爪3-丝杆图4.1 扇形零件技术要求简图1）位置尺寸精度:23+0.22）位置精度:平行度、对称度、均匀分布B C-C CC定位键？？？三、夹具的组成1、夹具的组成①定位元件及定位装置②夹紧元件及夹紧装置③导向元件或对刀装置④动力装置⑤夹具体⑥其它元件与装置2、夹具的工作原理要点①使工件占有正确的加工位置②保证夹具定位工作面相对机床切削运动形成表面的准确几何位置，满足加工面对定位基准的相互位置精度要求③保证加工面对定位基准的位置尺寸Fig4-1 铣槽工序用的铣床夹具1-定位键；2-支承板；3-齿纹顶支承钉；4-平头支承钉；5-侧装对刀块；6-夹具底块；7-底板；8-螺旋压板；9-夹紧螺母；10-对刀塞尺对刀装置四、夹具的作用）保证加工精度（2）提高生产率）减轻工人劳动强度（4）扩大机床使用范围五、夹具分类1、按专业化程度①通用夹具②专用夹具③成组夹具④组合夹具⑤随行夹具2、按机床种类①车床夹具②磨床夹具③钻床夹具(钻模) ④镗床夹具(镗模)⑤铣床夹具3、按动力源手动、气动、液压、气液、电动、电磁、真空自紧(切削力)4. 组合夹具1机床夹具概述典型组合夹具[1]1机床夹具概述典型组合夹具[1分解图形]§4-2工件的定位一、定位与基准¾定位：工件在夹具中占有正确的位置¾夹紧：固定工件的位置¾定位基准：确定工件安装时所用的基准二、定位原理¾自由度：一个物体在空间中可能具有的运动¾刚体有六个自由度：¾定位条件：采取各种约束措施来(约束)消除六个自由度¾六点定位原理：x y z x y zt t t )))、、、、、平面1、2、3：圆柱面5、6 ：槽4 ：z x y t))、、x yt t、z)圆柱面1、3、4、5：槽2：y z y z t t))、、、x)②V 型铁定位：③锥销定位：④顶尖定位：短V铁：z x rv ,长V铁：z x z x ))r t ,,,z y x r r v ,,y x rv ,z y x r r v ,,y x )),三、定位的正常情况与非正常情况需限制5个自由度需限制6个自由度满足加工精度所需限制的自由度分析若工件上的某个自由度被二个，或二个以上的约束所重复限制，这种定位称过定位。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
水滤气器进行滤清和去除水分，以免 锈蚀元件，阻塞通道；要经过油雾器 使压缩空气中有油雾以润滑运动部件； 要经过减压阀以保持工作压力的稳定。
53
四、夹紧动力源装置
1. 气动夹紧 压缩空气工作压力一般为0.4~0.6MPa
54
四、夹紧动力源装置
1. 气动夹紧 图中： 雾化器: 使压缩空气中有油雾以润滑运动部件。 减压阀：使压缩空气减至稳定的工作压力。 止回阀：起安全保护作用，防止气压缩空气回流，
66
对刀块的结构：
圆形对刀块：用于加工水平面内单一平面对刀。 方形对刀块：用于调整铣刀两相互垂直凹面位置对刀。 直角对刀块：用于调整铣刀两相互垂直凸面位置对刀。 侧装对刀块：用于加工两相互垂直面或铣槽时对刀。
67
68
定位键的结构：
(sdi2 nd22)(sdi1 nd21) 2d[s1 i n1]
2
2
2
18
四、定位误差的计算：Ｖ形块的定位
(3)尺寸H3的定位误差：设计基准最大位置变动量为O1O2 ，
d3 w O 1 O 2A2 O A1 O 2 s d 2in 2 sd 1in 2 d[s1 in ]
22
2
问题：哪一种情况误差最大和最小？ 19
56
四、夹紧动力源装置
2. 液压夹紧 与气动相比有以下优点： 1）压力高(可达5~6.5MPa,比气压高出十余倍)，
传动力大，夹具结构简单紧凑。 2）油液不可压缩，夹紧刚度大，工作平稳可靠。 3）噪声小。 说明：液压夹紧特别适用于重力切削或加工大型
工件时的多处夹紧。但机床没有液压系统 则不宜采用，另外液压漏油易污染环境。
3)结构简单，但操作不方便，多用于机动夹紧。
43
三、典型夹紧机构
1. 斜楔夹紧机构
44
三、典型夹紧机构
2. 螺旋夹紧机构
如螺钉夹紧、螺母夹紧、螺旋杠杆夹紧、勾形压板夹紧。 结构特点：简单易于制作，增力比大（可达65~140倍）， 自锁性能好，手动夹紧中应用最为广泛。缺点是动作较慢， 故多采用快撤装置或采 用螺旋-压板组合夹紧。
dw1 B1B2 AB2 AB1 (AO2 O2B2)(AO1 O1B1)
[d2 2
d2
2sin
][d1 2
d1]
2sin
2
2
2d[1sin1]
2
17
四、定位误差的计算：Ｖ形块的定位
(2)尺寸H2的定位误差：设计基准最大位置变动量为 C1C 2 ，
d2 wC1C2A2 CA1C (A2 O O2C2)(A1O O1C1)
33
二、夹紧力的确定
2. 夹紧力作用点的确定 (2)夹紧力作用点应落在工件刚性较好的部位。
34
二、夹紧力的确定
2. 夹紧力作用点的确定 (2)夹紧力作用点应落在工件刚性较好的部位。
35
2. 夹紧力作用点的确定 (2)夹紧力作用点应落在工件刚性较好的部位。
36
2. 夹紧力作用点的确定
37
2. 夹紧力作用点的确定 (3)夹紧力作用点应尽可能靠近加工面。
它是加工精度方向上调整刀具位置的依据。
定位基准和设计基准体现 在工件上，调刀基准则体 现在定位元件工作面上。
6
三、定位误差及其产生原因
设计基准在工序尺寸方向上的最大位置变动量， 称为定位误差，用 dw 表示。 1. 定位基准与设计基准不重合产生的定位误差： jb 2. 定位副制造不准确产生的定位误差： jw
复习：第二节 工件在夹具中的定位
一、基准的概念（及分类） 二、六点定位原理 三、常见的定位方式和定位元件 1．工件以平面定位 2．工件以圆孔定位 3．工件以外圆柱面定位 4．工件以组合表面定位
1
一、基准的概念（及分类）
基准：是指用来确定生产对象上几何要素间关系 所依据的那些点、线、面。
基 准
设计基准
4) 高速回转的夹具应考虑使用安全。
62
二、铣床夹具
按 工
直线进给式铣床夹具
件
进 给
圆周进给式铣床夹具
方
式 分
靠模进给式铣床夹具
63
二、铣床夹具
1. 直线进给式铣床夹具
64
第 四 章 机 床 夹 具 原 理 与 设 计
65
二、铣床夹具设计要点：
1) 切削力较大，振动较大，故需较大的力。 2) 采用对刀装置确定刀具相对定位元件的位置。 3) 采用定位键确定夹具在机床工作台上的位置。 4) 需注意降低辅助时间。
的
定位基准
分 类
工艺基准
度量基准
装配基准
2
三、常见的定位方式和定位元件
1．工件以平面定位 (1)固定支承 (2)可调支承 (3)自位支承 2．工件以圆孔定位 (1) 定位销 (2) 圆锥销 (3) 定位心轴 3．工件以外圆柱面定位 (1)Ｖ形块 (2)定位套筒 (3)半圆孔定位座 (4)外圆定心夹紧机构
3
工件、机床、夹具、刀具的相互关系：
夹具体
连接元件
定位元件
夹紧装置
其它
导向元件 对刀装置
机床
工件
刀具
问题的引入：工件定位时是否存在误差？
4
第三节 定位误差分析
第
四 章
一、基准的概念
二、调刀基准的概念
机 床
三、定位误差及其产生原因
夹 具
四、定位误差的计算
原 理
五、保证加工精度的条件
与
设
计
5
二、调刀基准的概念
22
第四节 工件在夹具中的夹紧
一、夹紧装置的组成及基本要求 二、夹紧力的确定 三、典型夹紧机构 四、夹紧动力源装置
23
一、夹紧装置的组成及基本要求
24
一、夹紧装置的组成及基本要求
1. 力源装置：产生夹紧作用力的装置。 2. 中间传力机构：介于力源和夹紧元件之间传递力的机构。
可改变力的方向、大小及实现自锁。 3. 夹紧元件：最终执行元件，与工件直接接触完成夹紧作用。
造成夹紧装置松开。 换向阀：控制压缩空气进入气缸的方向。 调速阀：调节活塞移动的速度。 气 缸：为执行部件，将压缩空气动力变为活
塞的直线位移。
55
1. 气动夹紧
单作用气缸：夹紧靠气压夹紧，松开由弹簧推回，适于 夹紧行程较短的情况。
双作用气缸：活塞的双向移动均由压缩空气驱动，用于 行程较大或往复均需动力推动的情况。
57
四、夹紧动力源装置
3. 气－液压组合夹紧 压缩空气进入气缸右腔，推动增压器活塞左移，将 活塞杆推入增压缸，并推动工作缸中活塞上抬，将 工件夹紧。
58
小结： 第四节 工件在夹具中的夹紧
夹紧装置的组成及基本要求 机床、夹具、刀具、工件之间的关系 夹紧力的确定 典型夹紧机构 夹紧动力源装置
59
第五节 各类机床夹具
结论：
1) dwd ，即定位误差随工件误差的增大而增大；
2) dw 与Ｖ形块夹角 有关，随 增大而减小，但稳定性
变差，一般取 90o ；
3) dw 与工序尺寸标注方式有关，d1 wd3 wd2 w。
问题1：是否所有加工过程都要计算定位误差？ 定位误差是在采用夹具定位过程中产生的，对于 试切法加工，没有定位误差。
48
三、典型夹紧机构
3. 偏心夹紧机构
49
三、典型夹紧机构
3. 偏心夹紧机构
50
四、夹紧动力源装置
1. 气动夹紧 2. 液压夹紧 3. 气－液压组合夹紧
51
四、夹紧动力源装置
1. 气动夹紧 压缩空气工作压力一般为0.4~0.6MPa
思考题：气动夹紧装置所用气体是否为普通空气？
52
四、夹紧动力源装置
问题2：保证工件加工精度应满足的条件？
20
五、保证加工精度的条件
采用夹具加工时，保证工件加工精度的条件为：
工件பைடு நூலகம்夹具 加工
制定夹具公差时，一般应使：
夹具 13工件
21
工件、机床、夹具、刀具的相互关系：
夹具体
连接元件
定位元件
夹紧装置
其它
导向元件 对刀装置
机床
工件
思考题：如何实现对工件的夹紧？
刀具
38
2. 夹紧力作用点的确定 (3)夹紧力作用点应尽可能靠近加工面。
39
二、夹紧力的确定
3 . 夹紧力的大小 可根据切削力、工件重力的大小、方向和相互位置 关系进行计算，并乘以安全系数。 对于手动加紧，可不必算出夹紧力的确切值。而机 动夹紧时，需进行夹紧力计算，以确定动力部件 （如汽缸、液压缸）的尺寸。
基准位移误差：是指由于定位副制造不准确，使得设计基准 位置发生变动而产生的定位误差，用 jw 表示。
若心轴垂直放置，此时定位误差为：
jwDd Dd
14
四、定位误差的计算
方法一：分别求出 jb 和 jw ，再求出其矢量和，即
dw j bj w
方法二：按最不利的情况，求出工件设计基准两极 限位置的距离，并将其投影到加工尺寸方向上，即 可求出定位误差。
27
二、夹紧力的确定
说 明：它是夹紧机构设计中的首要问题。 思考题：夹紧力的大小、方向及作用点的一般确定顺 序是怎样的？
28
二、夹紧力的确定
1. 夹紧力方向的确定 (1)夹紧力的作用方向应垂直于主要定位基准面
如图示小孔的加工，夹紧力方向应垂直于Ａ面，否则会产生 加工误差。
29
1. 夹紧力方向的确定 (2)夹紧力作用方向应使所需夹紧力最小 图b所需夹紧力 FQ FP W，
15
四、定位误差的计算：Ｖ形块的定位
(1)要求保证上母线到加工面的尺寸H1，设计基准为B， (2)要求保证下母线到加工面的尺寸H2，设计基准为C， (3)要求保证轴心线到加工面的尺寸H3，设计基准为O。