数控机床夹具概述

第3章 数控机床夹具
❖3.1 机床夹具概述
3.1.1 概述 3.1.2 基准及其分类 3.1.3 机床夹具的组成和作用
❖3.2 工件的定位和夹紧
3.2.1 工件定位的基本原理 3.2.2 定位方法及定位元件 3.2.3 组合表面定位 3.2.4 夹紧装置的组成及基本要求 3.2.5 夹紧力三要素确定 3.2.6 典型夹紧机构
❖ 特点：费时，又需要技术高的划线工
❖ (3) 用夹具安装
❖ 概念：
❖ 将工件直接安装在夹具的定位元件上的方法
❖ 特点：
❖ ①工件在夹具中的正确定位，是通过工件上的定 位基准面与夹具上的定位元件相接触而实现的。 因此，不再需要找正便可将工件夹紧。
❖ ②由于夹具预先在机床上已调整好位置，因此， 工件通过夹具相对于机床也就占有了正确的位置
❖3.3 数控加工常用夹具
3.3.1 数控加工夹具简介 3.3.2 组合夹具 3.3.3 拼装夹具
3.1 机床夹具概述
3.1.1 概述
❖ 概念：
❖ 在机械加工过程中，为了保证加工精度，固定 工件，使之占有确定位置以接受加工或检测的 工艺装备统称为机床夹具，简称夹具。
❖ 1．工件的安装 ❖ 工件的安装包含的内容 ： ❖ (1) 定位 ❖ (2) 夹紧
❖ 2．工艺基准 （图b）
❖ 概念： ❖ 工艺基准是在工艺过程中所使用的基准。 ❖ 分类： ❖ 定位基准、工序基准、测量基准和装配基准。 ❖ (1) 定位基准 （图a、b） ❖ 概念：在加工中用作定位的基准，称为定位基
准。它是工件上与夹具定位元件直接接触的点、 线或面。 ❖ 分类：粗基准和精基准
❖ (2) 工序基准 （图a） ❖ 概念：在工序图上，用来标定本工序被加工面
❖ 1．工件以平面定位
❖ (1) 支承钉
❖ ①、球头支承钉 （图 B型）
❖ ②、齿纹头支承钉 （图 C型）
❖ ③、平头支承钉 （图A型）
❖ ④、可调支承
（图）
❖ ⑤、自位支承
❖ (2) 支承板
（图）
❖ 2．工件以圆柱孔定位
❖ 定位方式的基本特点是：定位孔与定位元件之间处 于配合状态，并要求确保孔中心线与夹具规定的轴 线相重合。
❖ (3) 对刀或导向装置
❖ 对刀或导向装置用于确定刀具相对于定位元 件的正确位置。
❖ (4) 连接元件 ❖ 连接元件是确定夹具在机床上正确位置的元
件。 ❖ (5) 夹具体 ❖ 夹具体是机床夹具的基础件， ❖ (6) 其它装置或元件 ❖ 它们是指夹具中因特殊需要而设置的装置或
元件。
❖ 若需加工按一定规律分布的多个表面时，常 设置分度装置；为了能方便、准确地定位， 常设置预定位装置；对于大型夹具，常设置 吊装元件等。
❖ (1) 保证加工精度 ❖ (2) 提高生产率、降低成本 ❖ (3) 扩大机床的工艺范围 ❖ (4) 减轻工人的劳动强度
❖ 2． 夹具的组成
❖ (1) 定位元件 (图) ❖ 定位元件保证工件在夹具中处于正确的位置。
❖ (2) 夹紧装置 (图)
❖ 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(切削力等)作用时不 离开已经占据的正确位置。
❖ (1) 圆柱销
（图）
❖ (2) 圆柱心轴
（图）
❖ 心轴主要用于套筒类和空心盘类工件的车、铣、磨 及齿轮加工。
❖ (3) 圆锥销
（图a、b）
❖ 工件以圆柱孔在圆锥销上定位
❖ (4) 小锥度心轴
❖ 3．工件以圆锥孔定位
3.2 工件的定位和夹紧
❖3.2.1 工件定位的基本原理
❖ 1．六点定位原理
工件的六个自由度
长方体形工件的定位
❖ ①、概念：
❖ 用合理分布的六个支承点限制工件六个自由度 的法则，称为六点定位原理。
❖ ②、“六点定位原理” 应注意：
❖ (1) 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。
的全部自由度的定位。 ❖ (3) 欠定位 （图） ❖ 概念：根据工件的加工要求，应该限制的自由度
没有完全被限制的定位 ❖ (4) 过定位 （图） ❖ 概念：夹具上的两个或两个以上的定位元件，重
复限制工件的同一个或几个自由度的现象
❖ ①、过定位可能导致的后果 ：
❖ A、工件无法安装 ❖ B、造成工件或定位元件变形
❖ (2) 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。
❖ (3) 分析定位支承点的定位作用时，不考虑力 (1) 完全定位 （图） ❖ 概念：工件的六个自由度全部被限制的定位。 ❖ (2) 不完全定位（图） ❖ 概念：根据工件的加工要求，并不需要限制工件
尺寸和位置所采用的基准，称为工序基准。 ❖ 注意：序基准应当尽量与设计基准相重合 ❖ (3) 测量基准 （图b） ❖ 概念：件测量时所采用的基准，称为测量基准 ❖ (4) 装配基准 （图b） ❖ 概念：装配时用以确定零件在机器中位置的基
准，称为装配基准。
3.1.3 机床夹具的组成和作用
❖ 1．机床夹具在机械加工中的作用
❖ ②、消除或减小过定位所引起干涉的方法 ：
❖ A、改变定位元件的结构，使定位元件重复限 制自由度的部分不起定位作用。 （改进图）
❖ B、合理应用过定位，提高工件定位基准之间 以及定位元件的工作表面之间的位置精度。 （图）
3.2.2 定位方法及定位元件
❖ 概念：工件上的定位基准面与相应的定位 元件合称为定位副
❖ 2．工件的安装方法
❖ 工件常用的安装方法 ：
❖ (1) 直接找正安装
❖ 概念：用划针、百分表等工具直接找正工件位 置并加以夹紧的方法称直接找正安装法。
❖ 特点：生产率低，精度取决于工人的技术水平 和测量工具的精度
❖ (2) 划线找正安装
❖ 概念：先用划针画出要加工表面的位置，再按 划线用划针找正工件在机床上的位置并加以夹 紧。
❖ ③通过夹具上的对刀装置，保证了工件加工表面 相对于刀具的正确位置。
3.1.2 基准及其分类
❖ 概念： ❖ 基准是零件上用来确定其它点、线、面位置所
依据的那些点、线、面。 ❖ 基准分类： ❖ 设计基准和工艺基准 ❖ 1．设计基准 （图a、b） ❖ 设计基准是在零件图上所采用的基准。它是标
注设计尺寸的起点。