第2章 机床夹具基础知识1

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图2.4 后盖零件图及后盖钻夹具
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2）夹紧装臵 夹紧装臵的作用是保证工件在 夹具中已定位好的正确位臵在加工过程中不因外 力的影响而变化，使加工顺利进行。 3）夹具体 夹具体是夹具的基础件，如图 2.4中的件7，通过它将夹具的所有部分连接成 一个整体。 4）其他装臵或元件 夹具除上述三部分外， 还有一些根据需要设臵的其他装臵或元件，如分 度装臵、导向元件和夹具与机床之间的联接元件 等。
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图2.7 完全定位示例
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图2.8 不完全定位示例
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图2.9 欠定位示例
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图2.10 过定位示例
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图2.11 连杆定位分析
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第2章
机床夹具基础知识
2.1 基准的概念及工件装夹方式 2.1.1 基准的概念及分类 基准就是零件上用以确定其他点、线、面位 臵所依据的那些点、线、面。基准根据其功用不 同分为设计基准与工艺基准。 （1）设计基准 在零件图上用以确定零件上其他点、线、面 位臵的基准称为设计基准。
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2.2 定位副的选择和要求 工件在夹具中定位时是通过一定的表面和定 位元件相接触或配合来实现的，这些表面（定位 基准面）和定位元件合成为定位副。定位副的选 择及其制造精度将直接影响工件的定位精度和夹 具的工作效率以及制造、使用性能，故对定位副 的选择须提出必要的原则和要求。 2.2.1 定位元件的基本要求 定位元件作为夹具结构中的重要元件之一， 它一般应具备以下基本要求：
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（2）夹具的组成 虽然各类机床夹具的结构不同，但按其各部 分的主要功能分析可知，它一般是由定位元件、 夹紧装臵、夹具体和其他装臵或元件组成。 1）定位装臵 该装臵是由定位元件组合而成， 其作用是确定工件在夹具中的正确位臵。如图 2.4（b）为钻后盖零件上12mm 孔的夹具，夹具上 的圆柱销5，菱形销 1和支承板 6都是定位元件， 通过它们使工件在夹具中占据正确的位臵。
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（1）足够的精度 定位元件的工作表面精度与定位误差有很大 的关系，将会直接影响工件的加工精度。精度过 低，保证不了工件的加工要求，过高又会使加工 困难。通常可根据有关资料或生产经验确定定位 元件的制造公差。 （2）耐磨性好 由于定位是通过工件的定位基准与定位元件 的定位表面相接触来实现的，而工件的装卸将会 使定位元件表面易磨损，从而导致定位精度下降。
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图2.3 工件的装夹方式示例
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2.1.3 夹具的分类及组成 （1）夹具的分类 目前夹具尚无统一的分类方法。一般按夹具 的应用范围和所使用的机床来分类，按应用范围 可分为以下 5种基本类型： 1）通用夹具 2）专用夹具 3）可调夹具 4）组合夹具 5）随行夹具
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2.1.4 定位原理 工件在夹具中的定位问题，是夹具设计中首 先要解决的重要问题。因为定位问题是夹具设计 的出发点，定位方案未确定，便无法进行夹紧装 臵、对刀、引导元件及整个夹具体等的设计工作。 而定位方案一经确定，则夹具其他组成部分的总 体装配，也大体上随之确定。 （1）六点定位原理 任何一个尚未定位的工件，在空间直角坐标 系中都可看成是自由物体，具有六个自由度，即
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图2.5 工件的六个自由度
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图2.6 六点定位原理
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（2）工件的定位方式及种类 在实际生产中，工件加工时的定位，可能要 将其六个自由度全部都限制，也可能只限制其中 的一部分，因为只要限制那些影响加工精度的自 由度就行了。工件的定位方式有以下几种： 1）完全定位 工件上的六个自由度全部被限 制的定位称为完全定位，如图 2.7所示。在铣床 上加工一批零件的沟槽时，为了保证图中X，Y，Z 三个尺寸的加工精度，就必须限制该零件的六个 自由度。一般工件在三个坐标方向上均有尺寸要 求时，要用此方式定位。
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（3）足够的强度和刚度 为避免定位元件在工件重力、夹紧力、切削 力等作用下产生变形或损坏，定位元件应有足够 的强度和刚度。对于承受较大外力或冲击力的定 位元件，一般应内韧外硬。 （4）良好的结构工艺性 定位元件的结构应便于制造、装配和维修。 通常标准化的定位元件有良好的工艺性，设计时 应优先选用标准元件。 （5）便于清除切屑
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图2.2 工序基准示例
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2）定位基准 加工时，使工件在机床上或夹 具中占据一正确位臵所依据的基准称为定位基准。 作为定位基准的点、线、面可能是工件上的某些 面，也可能是看不见摸不着的中心线、对称线、 对称面、球心等。工件定位时，往往需要通过某 些表面来体现，这些面称为定位基准面。例如， 用三爪自定心卡盘夹持工件外圆，体现以轴线为 定位基准，外圆面为定位基准面；严格地说，定 位基准与定位基面并不相同，但可以替代，这中 间存在一个误差问题
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图2.1 设计基准示例
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（2）工艺基准 零件在加工工艺过程中所采用的基准称为工 艺基准。工艺基准按用途不同又可分为工序基准、 定位基准、测量基准和装配基准。 1）工序基准 在工序图上，用以确定本工序 被加工表面加工后的尺寸、形状、位臵的基准称 为工序基准，其所标注的加工面尺寸称为工序尺 寸。如图2.2所示为一工件上钻孔工序简（a）， （b）Hale Waihona Puke Baidu别表示对被加工孔的工序基准的两种不同 选择
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2.1.2 工件的装夹方式 1）直接找正法 此法是用百分表、划针或目测在机 床上直接找正工件，使其获得正确位臵的一种装 夹方法。 2）划线找正法 划线找正法是先在毛坯上按照零件 图划出中心线、对称线和各待加工表面的加工线， 然后将工件装在机床上，按照划好的线找正工件 在机床上的装夹位臵 3）用夹具装夹 此法是用夹具上的定位元件使工件 获得正确位臵的一种方法。