第六章 机床夹具设计原理

1、第六章第六章 机床夹具设计原理机床夹具设计原理本章主要介绍以下内容：本章主要介绍以下内容：引言引言6.1 6.1 机床夹具概述机床夹具概述 6.2 6.2 工件的定位原理及定位元件工件的定位原理及定位元件 6.3 6.3 定位误差分析计算定位误差分析计算 6.4 6.4 工件的夹紧及夹紧装置工件的夹紧及夹紧装置 6.5 6.5 机床夹具的设计要求及设计步骤机床夹具的设计要求及设计步骤 重点：重点：工件的定位原理及定位元件； 定位误差分析计算难点：难点：定位误差分析计算 机床夹具是机械加工工艺系统的一个重要组成部分。为保证工件某工序的加工要求，必须使工件在机床上相对刀具的切削或成形运动处于准确的

2、相对位置。 当用夹具装夹加工一批工件时，是通过夹具来实现这一要求的。而要实现这一要求，又必须满足三个条件： 一批工件在夹具中占有正确的加工位置；一批工件在夹具中占有正确的加工位置； 夹具装夹在机床上的准确位置；夹具装夹在机床上的准确位置； 刀具相对夹具的准确位置。刀具相对夹具的准确位置。 这里涉及了三层关系：零件相对夹具，夹具相对于机床，零件相对于机床。工件的最终精度是由工件的最终精度是由零件相对于机床获得的。零件相对于机床获得的。 所以“定位”也涉及到三层关系：工件在夹具上的定位，夹具相对于机床的定位，而工件相对于机床的定位是间接通过夹具来保证的。 工件定位以后必须通过一定的装置产生夹紧力把

3、工件固定，使工件保持在准确定位的位置上，否则，在加工过程中因受切削力，惯性力等力的作用而发生位置变化或引起振动，破坏了原来的准确定位，无法保证加工要求。 这种产生夹紧力的装置便是夹紧装置。返回返回6 61 1 机床夹具概述机床夹具概述机床夹具的概念机床夹具的概念 机床夹具是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。装夹装夹: :定位定位+ +夹紧夹紧 2. 2. 机床夹具的分类机床夹具的分类 （1 1）按专门化程度分类）按专门化程度分类 1 1）通用夹具）通用夹具 通用夹具通用夹具是指已经标准化的，在一定范围内可

4、用于加工不同工件的夹具。例如，车床上三爪卡盘和四爪卡盘，铣床上的平口钳、分度头和回转工作台等。2 2）专用夹具）专用夹具 专用夹具专用夹具是指专为某一工件的某道工序而专门设计的夹具。其特点是结构紧凑，操作迅速、方便、省力，可以保证较高的加工精度和生产效率，但设计制造周期较长、制造费用也较高。 3 3）通用可调夹具和成组夹具）通用可调夹具和成组夹具 其特点是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。 用于相似零件的成组加工所用的夹具，称为成组夹具。通用可调夹具与成组夹具相比，加工对象不很明确，适用范围更广一些。 4 4）组合夹具）组合夹具 组合夹具组合夹具是指按零件的加工要

5、求，由一套事先制造好的标准元件和部件组装而成的夹具。 由专业厂家制造，其特点是灵活多变，万能性强，制造周期短、元件能反复使用，特别适用于新产品的试制和单件小批生产。 5 5）随行夹具）随行夹具 随行夹具随行夹具是一种在自动线上使用的夹具。该夹具既要起到装夹工件的作用，又要与工件成为一体沿着自动线从一个工位移到下一个工位，进行不同工序的加工。 （2 2）按使用的机床分类）按使用的机床分类 由于各类机床自身工作特点和结构形式各不相同，对所用夹具的结构也相应地提出了不同的要求。 按所使用的机床不同，夹具又可分为：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

6、3）按夹紧动力源分类）按夹紧动力源分类 根据夹具所采用的夹紧动力源不同，可分为：手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具等。3.3.机床夹具的组成机床夹具的组成 (1)(1)定位元件定位元件 它与工件的定位基准相接触，用于确定工件在夹具中的正确位置，从而保证加工时工件相对于刀具和机床加工运动间的相对正确位置。如图图6.16.1中的定位销6。 图图6-1钻床夹具钻床夹具1快换钻套快换钻套2导向套导向套3钻模板钻模板4开口垫圈开口垫圈5螺母螺母6定位销定位销7夹具体夹具体夹紧装置夹紧装置夹具体夹具体(2)(2)夹紧装置夹紧装置 用于夹紧工件，在切削时使工件在夹具中保持既

7、定位置。如图图6-16-1中的螺母5和开口垫圈4。 (3)(3)对刀、引导元件或装置对刀、引导元件或装置 这些元件的作用是保证工件与刀具之间的正确位置。 用于确定刀具在加工前正确位置的元件，称为对刀元件对刀元件，如对刀块。 用于确定刀具位置并导引刀具进行加工的元件，称为引导元件引导元件。如图图6-16-1中的快换钻套1。(4)(4)夹具体夹具体 用于连接或固定夹具上各元件及装置，使其成为一个整体的基础件。它与机床有关部件进行连接，使夹具相对机床具有确定的位置。如图图6-16-1中的夹具体7。 (5)(5)其它元件及装置其它元件及装置 有些夹具根据工件的加工要求，要有分度机构，铣床夹具还要有定位

8、键等。 以上这些组成部分，并不是对每种机床夹具都是缺一不可的，但是任何夹具都必须有定位元件和夹紧装置，它们是保证工件加工精度的关键，目的是使工件定准、夹牢。 4 4、机床夹具的功用、机床夹具的功用1 1）能稳定地保证工件的加工精度）能稳定地保证工件的加工精度 用夹具装夹工件时，工件相对于刀具及机床的位置精度由夹具保证，不受工人技术水平的影响，使一批工件的加工精度趋于一致。 2 2）能减少辅助工时，提高劳动生产率）能减少辅助工时，提高劳动生产率 使用夹具装夹工件方便、快速，工件不需要划线找正，可显著地减少辅助工时； 工件在夹具中装夹后提高了工件的刚性，可加大切削用量； 可使用多件、多工位装夹工件

9、的夹具，并可采用高效夹紧机构，进一步提高劳动生产率。 3 3）能扩大机床的使用范围，实现一机多能）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。返回返回6.26.2工件的定位原理及定位元件工件的定位原理及定位元件 1.1.工件在夹具中的定位工件在夹具中的定位( (一一) )六点定位原理六点定位原理 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。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。 ( (二二)

10、)完全定位与不完全定位完全定位与不完全定位 工件的六个自由度完全被限制的定位称为工件的六个自由度完全被限制的定位称为完全完全定位定位。按加工要求，允许有一个或几个自由度不被。按加工要求，允许有一个或几个自由度不被限制的定位称为限制的定位称为不完全定位不完全定位。 ( (三三) )欠定位与过定位欠定位与过定位 按工序的加工要求，工件应该限制的自由度而按工序的加工要求，工件应该限制的自由度而未予限制的定位，称为未予限制的定位，称为欠定位欠定位。在确定工件定位方案时，欠定位时绝对不允许的。 工件的同一自由度被二个或二个以上的支撑点重工件的同一自由度被二个或二个以上的支撑点重复限制的定位，称为复限制的

11、定位，称为过定位过定位。在通常情况下，应尽量避免出现过定位。措施措施返回返回 消除过定位及其干涉一般有两个途径： 改变定位元件的结构，以消除被重复限制的改变定位元件的结构，以消除被重复限制的自由度自由度； 如图图6-3b6-3b中将大端面改为小端面，图图6-3c6-3c中在工件与大端面间加球形垫圈。 提高工件定位基准面之间及夹具定位元件工提高工件定位基准面之间及夹具定位元件工作表面之间的位置精度，以减少或消除过定位引起作表面之间的位置精度，以减少或消除过定位引起的干涉。的干涉。( (四四) )支承点与定位元件支承点与定位元件 各种定位元件所限制的自由度数，与定位元件的形式、数量及其布置情况有关

12、。表表6.16.1列举了各种定位元件所能限制的自由度数 6.2.2 6.2.2 常见的定位方式及其定位元件常见的定位方式及其定位元件（一）工件以平面定位（一）工件以平面定位 平面定位的主要形式是支承定位，工件的定位基准平面与定位元件表面相接触而实现定位。常见的支承元件有下列几种：1 1固定支承固定支承 支承的高矮尺寸是固定的，使用时不能调整高度。 1 1）支承钉）支承钉 图图6-66-6所示为用于平面定位的几种常用支承钉，它们利用顶面对工件进行定位。 图6-6 几种常用支承钉 2 2）支承板）支承板 支承板有较大的接触面积，工件定位稳固。一般较大的精基准平面定位多用支承板作为定位元件。 图5-

13、7是两种常用的支承板，图图6-7a6-7a为平板式支承板，结构简单、紧凑，但不易清除落入沉头螺孔中的切屑，一般用于侧面定位。 图图6-7b6-7b为斜槽式支承板，它在结构上做了改进，即在支承面上开两个斜槽为固定螺钉用，使清屑容易，适用于底面定位。 短支承板限制一个自由度，长支承板限制两个自由度。图图6-7 6-7 两两种常用的支种常用的支承板承板2 2可调支承可调支承 可调支承的顶端位置可以在一定的范围内调整。 图6-8为几种常用的可调支承典型结构，按要求高度调整好调整支承钉1后，用螺母2锁紧。 3 3自位支承自位支承 又称浮动支承浮动支承，在定位过程中，支承本身所处的位置随工件定位基准面的变

14、化而自动调整并与之相适应。 图6-9是几种常见的自位支承结构，常用于毛坯表面、断续表面、阶梯表面定位。 4 4辅助支承辅助支承 辅助支承是在工件实现定位后才参与支承的定位元件，不起定位作用，只能提高工件加工时刚度或起辅助定位作用。 图6-10为常用的几种辅助支承类型，图6-10a、b为螺旋式辅助支承，用于小批量生产；图6-10c为推力式辅助支承，用于大批量生产。 图图6-10常见的几种辅助支承常见的几种辅助支承1支承支承2螺母螺母3手轮手轮4楔块楔块 （二）工件以外圆定位（二）工件以外圆定位 工件以外圆柱面作定位基准时，根据外圆柱面的完整程度、加工要求和安装方式，可以在可以在V V形块、定形块

15、、定位套、半圆套及圆锥套中定位位套、半圆套及圆锥套中定位。其中最常用的是在V形块上定位。1. V1. V形块形块 V V形块有固定式和活动式之分形块有固定式和活动式之分。图图5-125-12为常用固定式V形块，图图5-12a5-12a用于较短的精基准定位；图图5-5-12b12b用于较长的粗基准(或阶梯轴)定位；图图5-12c5-12c用于两段精基准面相距较远的场合；图图5-12d5-12d中的V形块是在铸铁底座上镶淬火钢垫而成，用于定位基准直径与长度较大的场合。图图5-12 5-12 常用固定常用固定式式V V形块形块 V形块定位的优点是： 对中性好对中性好，即能使工件的定位基准轴线对中在V

16、形块两斜面的对称平面上，在左右方向上的不会发生偏移，且安装方便； 应用应用范围范围较广较广。不论定位基准是否经过加工，不论是完整的圆柱面还是局部圆弧面，都可采用V形块定位。 V形块上两斜面间的夹角一般选用夹角一般选用6060、9090和和120120，其中以，其中以9090应用最多应用最多。其典型结构和尺寸均已标准化，设计时可查国家标准手册。 V V形块的材料一般用形块的材料一般用2020钢，钢，渗碳深0.81.2mm，淬火硬度为6064HBC。 2. 2. 定位套定位套 工件以外圆柱表面为定位基准在定位套内孔中定位，这种定位方法一般适用于精基准定位这种定位方法一般适用于精基准定位，见图图6-

17、146-14所示。图图6-14a6-14a为短定位套定位，限制工件两个自由度，图图6-14b6-14b为长定位套定位，限制工件四个自由度。3. 3. 半圆套半圆套 图图6-156-15为半圆套结构简图，下半圆起定位作用，上半圆起夹紧作用。图图6-15a6-15a为可卸式，图图6-15b6-15b为铰链式，后者装卸工件方便些。短半圆套限制工件两个自由度，长半圆套限制工件四个自由度。图图6-14 6-14 工件在定位套内定位工件在定位套内定位返回返回图图6-15 6-15 半半圆套结构简圆套结构简图图 4. 4. 圆锥套圆锥套 工件以圆柱面为定位基准面在圆锥孔中定位时，常与后顶尖（反顶尖）配合使用

18、。 如图图6-166-16所示，夹具体锥柄1插入机床主轴孔中，通过传动螺钉2对定位圆锥套3传递扭矩，工件圆柱左端部在定位圆锥套3中通过齿纹锥面进行定位，限制工件的三个移动自由度；工件圆柱右端锥孔在后顶尖5(当外径小于6mm时，用反顶尖)上定位，限制工件两个转动自由度。图图6-16 6-16 工件在圆锥套中定位工件在圆锥套中定位11夹具体锥柄夹具体锥柄 22传动螺钉传动螺钉 33定位圆定位圆锥套锥套 44工件工件 55后顶尖后顶尖（三）工件以圆孔定位（三）工件以圆孔定位 工件以圆孔定位大都属于定心定位工件以圆孔定位大都属于定心定位(定位基准为孔的轴线)，常用的定位元件有定位销、定位销、定位心轴定

19、位心轴等。圆孔定位还经常与平面定位联合使用。 图图6-176-17为几种常用的圆柱定位销,图6-17a、b、c所示定位销与夹具体的连接采用过盈配合；图6-17d为带衬套的可换式圆柱销结构，这种定位销与衬套的配合采用间隙配合，故其位置精度较固定式定位销低，一般用于大批大量生产中。图图6-17 6-17 几种常用的圆柱定位销几种常用的圆柱定位销 说明：说明：为便于工件顺利装入，定位销的头部应有15倒角。短圆柱销限制工件两个自由度，长圆柱销限制工件的四个自由度。2 2圆锥销圆锥销 在加工套筒、空心轴等类工件时，也经常用到圆在加工套筒、空心轴等类工件时，也经常用到圆锥销，锥销，如图图6-186-18所

20、示。图图6-18a6-18a用于粗基准，图图6-18b6-18b用于精基准。它限制了工件三个移动自由度。 圆锥销组合定位圆锥销组合定位: :工件在单个圆锥销上定位容易倾斜，所以圆锥销一般与其它定位元件组合定位。 如图图6-196-19所示，工件以底面作为主要定位基面，采用活动圆锥销，只限制两个移动自由度，即使工件的孔径变化较大，也能准确定位。图图6-18 6-18 圆锥销圆锥销返回返回图图6-19 6-19 圆锥销组合定位圆锥销组合定位 3 3定位心轴定位心轴 主要用于套筒类和空心盘类工件的车、铣、磨及齿轮加工。常见的有圆柱心轴和圆锥心轴等常见的有圆柱心轴和圆锥心轴等。1 1）圆柱心轴）圆柱心

21、轴 图图6-20a6-20a为间隙配合圆柱心轴，其定位精度不高，但装卸工件较方便；图图6-20b6-20b为过盈配合圆柱心轴，常用于对定心精度要求高的场合；图图6-20c6-20c为花键心轴，用于以花键孔为定位基准的场合。 注意：注意：短圆柱心轴限制工件两个自由度，长圆柱短圆柱心轴限制工件两个自由度，长圆柱心轴限制工件的四个自由度。心轴限制工件的四个自由度。图图6-20 6-20 几种常见的圆柱心轴几种常见的圆柱心轴 2 2）圆锥心轴）圆锥心轴 图图6-216-21是以工件上的圆锥孔在圆锥心轴上定位的情形。这类定位方式是圆锥面与圆锥面接触，要求锥孔和圆锥心轴的锥度相同，接触良好，因此定心精度与

22、径向定位精度均较高，而轴向定位精度取决于工件孔和心轴的尺寸精度。 注意：圆锥心轴限制工件的五个自由度，即除注意：圆锥心轴限制工件的五个自由度，即除绕轴线转动的自由度没限制外均已限制。绕轴线转动的自由度没限制外均已限制。图图6-21 6-21 圆锥心轴圆锥心轴四）工件以组合表面定位四）工件以组合表面定位 在实际加工过程中，工件往往不是采用单一表面的定位，而是以组合表面定位以组合表面定位。常见的有平面与有平面与平面组合、平面与孔组合、平面与外圆柱面组合、平面组合、平面与孔组合、平面与外圆柱面组合、平面与其它表面组合、锥面与锥面组合等。平面与其它表面组合、锥面与锥面组合等。 例如，在加工箱体工件时，

23、往往采用一面两孔组合定位，即一个平面及与该平面垂直的两孔为定位基准，如图图6-226-22所示。 图图6-22 6-22 一面两孔组合定位情况一面两孔组合定位情况a)1a)1、22孔孔 b)1b)1平面平面 22短圆柱销短圆柱销 33短削边销短削边销 解决过定位的方法有： 减小第二个销子的直径。此种方法由于销子直径减小，配合间隙加大，故使工件绕第一个销子的转角误差加大。 使第二个销子可沿X方向移动，但结构复杂。 第二个销子采用削边销结构，即采取在过定位方向上，将第二个圆柱销削边，如图6-22b所示。它不需要减小第二个销子直径，因此转角误差较小。 图6-22c所示削边销的截面形状为菱形，又称菱形

24、销，用于直径小于50mm的孔，图6-22d所示削边销的截面形状常用于直径大于50mm的孔。返回返回6 63 3 夹具定位误差分析计算夹具定位误差分析计算 所谓定位误差，是指由于工件定位造成的所谓定位误差，是指由于工件定位造成的加工面相对工序基准的位置误差。加工面相对工序基准的位置误差。 因为对一批工件来说， 刀具经调整后位置是不动的，即被加工表面的位置相对于定位基准是不变的，所以定位误差就是工序基准在定位误差就是工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量。加工尺寸方向上的最大变动量。 引言引言 总总 其中总为多种原因产生的误差总和，是工件被加工尺寸的公差。 定定+ 其中，除定位误差外，其他因素引起的

25、误差总和，可按经济加工精度查表确定。 所以由和知道 定定- （是验算加工工件合格与否的公式） 或者：定定1/31/3（也是验算加工工件合格与否的公式） 定位误差的组成定位误差的组成 1 1、定义：定位误差是工件在夹具中定位，由于、定义：定位误差是工件在夹具中定位，由于定位不准造成的加工面相对于工序基准沿加工尺寸定位不准造成的加工面相对于工序基准沿加工尺寸方向上的最大位置变动量。方向上的最大位置变动量。 2 2、 定位误差的组成：定位误差的组成： 1) 定位基准与工序基准(设计基准）不一致所引起的定位误差，称基准不重合误差基准不重合误差，即工序基准(设计基准）相对定位基准在加工尺寸方向上的最大变

26、动量，以不表示。 2)定位基准面和定位元件本身的制造误差所引起的定位误差，称基准位置误差基准位置误差，即定位基准的相对位置在加工尺寸方向上的最大变动量，以基表示。故有：定定= =不不+ +基基 图示零件图示零件，设e面已加工好，今在铣床上用调整法加工f面和g面。在加工f面时若选e面为定位基准，则f面的设计基准和定位基准都是e面，基准重合，没有基准不重合误差，尺寸A的制造公差为TA。 加工g面时，定位基准有两种不同的选择方案： 一种方案（方案方案）加工时选用f面作为定位基准，定位基准与设计基准重合，没有基准不重合误差，尺寸B的制造公差为TB；但这种定位方式的夹具结构复杂，夹紧力的作用方向与铣削力

27、方向相反，不够合理，操作也不方便。 另一种方案（方案方案）是选用e面作为定位基准来加工g面，此时，工序尺寸C是直接得到的，尺寸B是间接得到的，由于定位基准e与设计基准f不重合而给g面加工带来的基准不重合误差等于设计基准f面相对于定位基准e面在尺寸B方向上的最大变动量TA。返回返回 如图图所示工件的孔装夹在水平放置的心轴上铣削平面，要求保证尺寸h，由于定位基准与设计基准重合，故无基准不重合误差；但由于工件的定位基面（内孔D）和夹具定位元件（心轴d1）皆有制造误差，如果心轴制造得刚好为d1min，而工件得内孔刚好为Dmax（如图示如图示），当工件在水平放置得心轴上定位时，工件内孔与心轴在P点接触，

28、工件实际内孔中心的最大下移量ab（Dmaxd1min）/2，ab就是定位副制造不准确而引起的误差。返回返回 此外明确两点：此外明确两点： 定位基准与设计基准(工序基准）不重合时所产生的基准不重合误差，只有在采用调整法加工时才会产生，在试切法加工中不会产生。 定位误差是一个界限值（有一个范围）。 基准不重合误差的方向和定位副制造不准确误差的方向可能不相同，定位误差取为基准不重合误差和定位副制造不准确误差的矢量和。 定位误差的分析计算定位误差的分析计算工件以平面定位时的定位误差工件以平面定位时的定位误差 定位基准：平面 ； 定位元件工作面：平面 =易加工平整，接触良好= 所以e基=0 e定=e不

29、（注：若为毛坯面，则仍有e基）工件以外圆柱面定位时的定位误差（工件以外圆柱面定位时的定位误差（以以V V形块为例形块为例） 对H2尺寸：不=0，基为定位基准线O在加工方向的最大变动量，即OO所以 基=OO=OE-OE =dmax/2sin（/2）-dmin/2sin(/2) =d/2sin(/2） 即：定=不+基=0+d/2sin(/2） =d/2sin(/2） 对对H H1 1尺寸尺寸： 不=d/2，基=d/2sin(/2）或：定=AA=AO+OO-AO =dmax/2+d/2sin(/2）-dmin/2 =d/21+1/sin(/2） 对H3尺寸：定=BB=BO+OO-OB =(dmin/

30、2)+d/2sin(/2）-dmax/2 =d/21/sin(/2）-1 综上所述：定（定（H3)H3) 定定(H2)(H2) 定定(H1)(H1) ，所以标所以标注尺寸注尺寸H H3 3最好。最好。工件以内孔表面定位时的定位误差工件以内孔表面定位时的定位误差 主要介绍工件孔与定位心轴（或销）采用间隙配主要介绍工件孔与定位心轴（或销）采用间隙配合的定位误差计算合的定位误差计算 定=不+基 a.心轴（或定位销）垂直放置，按最大孔和最小轴求得孔中心线位置的变动量为： 基=D+d+min=max (最大间隙） b、心轴（或定位销）水平放置，孔中心线的最大变动量（在铅垂方向上）即为定 基=OO=1/2

31、(D+d+min)=max/2 例题 在套筒零件上铣槽，如图627(a)所示，要求保持尺寸10-0.08，8-0.12。其它尺寸已在前工序完成。若采用图627(b)的定位方案，孔与销子配合按H7g6，问能否保证加工精度要求?否则应如何改进?返回返回 6 64 4 工件的夹紧与常用的夹紧装置工件的夹紧与常用的夹紧装置一、工件的夹紧一、工件的夹紧 ( (一一) )夹紧装置夹紧装置 1.夹紧装置的组成动力装置、夹紧元件、中动力装置、夹紧元件、中间传力机构间传力机构 2.2.夹紧装置的基本要求夹紧装置的基本要求 (1)夹紧既不应破坏工件的定位，或产生过大的夹紧变形，又要有足够的夹紧力，防止工件在加工中

32、产生振动； (2)足够的夹紧行程，夹紧动作迅速，操纵方便、安全省力； (3)手动夹紧机构要有可靠的自锁性，机动夹紧装置要统筹考虑夹紧的自锁性和原动力的稳定性； (4)结构应尽量简单紧凑，制造、维修方便。 ( (二二) )夹紧力的确定夹紧力的确定1.1.确定夹紧力作用方向的原则确定夹紧力作用方向的原则 (1)夹紧力的方向应使定位基准面与定位元件接触良好，保证工件定位准确可靠； (2)(2)夹紧力的方向应使工件夹紧后的变形小；夹紧力的方向应使工件夹紧后的变形小； (3)(3)夹夹紧力的方向应尽量与工件受到的切削力、紧力的方向应尽量与工件受到的切削力、重力等的方向一致，以减小夹紧力。重力等的方向一致

33、，以减小夹紧力。 图6.33(a)是用三爪卡盘将薄壁套筒零件用径向力夹紧，因刚性不足易引起工件变形。若改为图6.33(b)用特制螺母通过轴向力夹紧工件，则工件不易变形。 2.2.确定夹紧力作用点的原则确定夹紧力作用点的原则 (1) 力的作用点的位置应能保证工件的正确定位而不发生位移或偏转。 为此，作用点的位置应靠近支承面的几何中心，使夹紧力均匀分布在接触面上。如图图6.34(a )6.34(a )、(b)(b)应将夹紧力Q改为Q1。(2)夹紧力的作用点应位于工件刚性较大处，而且作用点应有足够的数目，这样可使工件的变形量最小。 如图6.34(c)6.34(c)、(d)(d)应将Q改为Q1。 (3

34、)夹具力的作用点应尽量靠近加工表面，以减小切削力对夹紧点的力矩，防止或减小工件的加工振动或弯曲变形。 当工件由于结构形状使加工面远离夹紧作用点时，可以增加辅助支承并附加夹紧力以防止工件在加工中产生位置变动、变形或振动。 如图图6.356.35所示，a为辅助支承，Q2是朝向辅助支承的附加夹紧力。图图 6-35 6-35 夹紧点靠近加工表面夹紧点靠近加工表面 二、常用的夹紧装置二、常用的夹紧装置 夹具中常用的夹紧装置有楔块夹紧装置楔块夹紧装置, ,螺旋夹紧螺旋夹紧装置装置, ,偏心夹紧装置，定心夹紧装置偏心夹紧装置，定心夹紧装置等.（一）楔块夹紧装置（一）楔块夹紧装置 楔块夹紧装置是最基本的夹紧装

35、置形式之一,其他夹紧装置均是它的变形。 它主要用于增大夹紧力或改变夹紧力方向。它主要用于增大夹紧力或改变夹紧力方向。 （1 1）夹紧力计算）夹紧力计算: : Q=P/tan Q=P/tan2 2+tan(+tan(+1 1) 其中其中P P为原始力为原始力,为楔块升角为楔块升角, ,常数常数6 6度度-10-10度度 2 2 : :工件与楔块的摩擦角工件与楔块的摩擦角 1 1 : :夹具体与楔块的摩擦角夹具体与楔块的摩擦角（2 2）自锁条件）自锁条件: : 原始力原始力P P撤除后撤除后, ,楔块在摩擦力作用下仍然不会松楔块在摩擦力作用下仍然不会松开工件的现象称为自锁开工件的现象称为自锁. .

36、 1 1+2 2 , ,一般一般取取10-1510-15度或更小度或更小（3 3）传力系数）传力系数: : 夹紧力与原始力之比称为传力系数夹紧力与原始力之比称为传力系数. .用用i ip p表示表示 i ip p=Q/P=1/tan=Q/P=1/tan2 2+tan(+tan(+1 1)（4 4）楔块尺寸与材料）楔块尺寸与材料: : 升角确定后,其工作长度应满足夹紧要求,其厚度保证热处理不变形,小头厚应为大于5mm.材料一般用20钢或20Cr,渗碳厚为0.8-1.2mm，HRC:56-62，Ra为1.6m. 楔块夹紧装置特点楔块夹紧装置特点: : 自锁性自锁性(自锁条件1+2) 斜楔能改变夹紧

37、作用力方向斜楔能改变夹紧作用力方向 斜楔具有扩力作用斜楔具有扩力作用 ip=Q/P=1/tan2+tan(+1) 夹紧行程小夹紧行程小 效率低效率低 因为斜楔与夹具体及工件间是滑动摩擦，所以夹紧效率低。 所以适用范围适用范围: :多用与机动夹紧装置中。多用与机动夹紧装置中。 （二）螺旋夹紧装置（二）螺旋夹紧装置 螺旋夹紧装置是从楔块夹紧装置转化而来的,相当于把楔块绕在圆柱体上,转动螺旋时即可夹紧工作。 （1 1）螺杆夹紧力计算）螺杆夹紧力计算: : Q Q=PL/r=PL/r中中tan(+tan(+1 1)+r)+r1 1tantan2 2 其中其中:P:P是原始力是原始力, , L L是原始

38、力作用点到螺杆中心距离是原始力作用点到螺杆中心距离, , r r中中是螺旋中径的一半是螺旋中径的一半, , 是螺旋升角是螺旋升角, , 1 1螺母于螺杆的摩擦角螺母于螺杆的摩擦角, , r r1 1摩擦力矩计算半径摩擦力矩计算半径, , 2 2工件与螺杆头部工件与螺杆头部( (或压块或压块) )间的摩擦角间的摩擦角 （2 2）自锁性能）自锁性能: :因为楔块的自锁条件为因为楔块的自锁条件为11.511.5-17-17, ,而螺旋而螺旋夹紧装的螺旋升角夹紧装的螺旋升角(2(2-4-4) )很小很小, ,所以自锁性所以自锁性很好很好. .传力系数传力系数: : i ip p=Q/P=L/r=Q/P=L/r中中tan(+tan(+1 1)+r)+r1 1tantan2 2 多位或多件夹紧多位或多件夹紧: : 为了减小夹压的辅助时间和提高生产率为了减小夹压的辅助时间和提高生产率, ,可采用可采用多位或多件夹紧装置多位或多件夹紧装置. . 压块的材料一般为压块的材料一般为4545钢钢,HRC:43-48,HRC:43-48 螺杆的材料一般为螺杆的材料一般为4545钢钢,HRC:33-38,HRC:33-38 螺旋夹紧装置特点螺旋夹紧装置特点: : 结构简单结构简单, ,制造容易制造容易, ,夹紧可靠