第6章机床夹具设计

1、2 2）专用夹具）专用夹具 3 3） 组合夹具组合夹具 组合夹具是一种适应多品种、小批量生产的新型夹具组合夹具是一种适应多品种、小批量生产的新型夹具。它。它由一套结构和尺寸已经规格化、系列化的通用元件组成。由一套结构和尺寸已经规格化、系列化的通用元件组成。 使用单位可根据工件的加工要求，快速组装出所需要的夹使用单位可根据工件的加工要求，快速组装出所需要的夹具。这类夹具有缩短生产准备周期，减少专用夹具的品种、数具。这类夹具有缩短生产准备周期，减少专用夹具的品种、数量和存放面积等优点。量和存放面积等优点。 图所示的双臂曲柄钻孔夹具，即是组合夹具的一个示例。图所示的双臂曲柄钻孔夹具，即是组合夹具的一

2、个示例。4 4） 成组夹具成组夹具 在成组技术生产中，由于加工批量较小，每在成组技术生产中，由于加工批量较小，每种零件单独设计专用夹具不经济，而使用通用夹种零件单独设计专用夹具不经济，而使用通用夹具又不能满足加工精度和生产率的要求，故而具又不能满足加工精度和生产率的要求，故而采采用成组加工工艺，根据组内的典型零件设计出通用成组加工工艺，根据组内的典型零件设计出通用夹具。用夹具。这类夹具在使用时，只需对夹具上部分这类夹具在使用时，只需对夹具上部分定位、夹紧元件进行调整或更换，就可用于组内定位、夹紧元件进行调整或更换，就可用于组内不同工件的加工。不同工件的加工。1 1、工件在夹具中定位的作用和意义

3、在于：、工件在夹具中定位的作用和意义在于： 对于单个工件来说就是使工件准确占据定位元件所对于单个工件来说就是使工件准确占据定位元件所规定的位置；规定的位置； 对于一批顺序放入夹具中的工件来说，则是使它们对于一批顺序放入夹具中的工件来说，则是使它们都占有一致的位置。都占有一致的位置。 一批一批工件在夹具中位置的一致性，是由工件的定位工件在夹具中位置的一致性，是由工件的定位基准表面与夹具中的定位元件基准表面与夹具中的定位元件相接触或相配合相接触或相配合得到的，得到的，前者前者称为支承定位；后者称为对中或定心定位称为支承定位；后者称为对中或定心定位。 因为夹具通常是用于加工一批工件的，所以设计夹因为

4、夹具通常是用于加工一批工件的，所以设计夹具时具时如何保证一批工件位置的一致性，是工件在夹具如何保证一批工件位置的一致性，是工件在夹具中定位的根本问题。中定位的根本问题。 在在XOY平面有定位支承点平面有定位支承点1，2，3；限制了；限制了YXZ, 三个自由度；三个自由度；在在XOZ平面有平面有4，5两个定位支承两个定位支承点，限制了点，限制了YZ,两个自由度两个自由度；在在YOZ平面有平面有6一个定位支承点，一个定位支承点，限制了限制了 一个自由度。一个自由度。恰好六个定位支承点，分别限制了恰好六个定位支承点，分别限制了六个自由度，使六方体在空间直角六个自由度，使六方体在空间直角坐标系中有完全

5、确定的位置。坐标系中有完全确定的位置。X图图6-2 两个两个V形块相当于四个定位支承点，限制了形块相当于四个定位支承点，限制了 .,;,ZXZXYY如图（如图（a）所示，为保所示，为保证加工尺寸证加工尺寸及上下平面的平行度，及上下平面的平行度，限制限制 三个自三个自由度即可。由度即可。2THH YXZ,如图所示，加工连杆大头孔的如图所示，加工连杆大头孔的定位。大平面相当于三个定位定位。大平面相当于三个定位支承点，限制了支承点，限制了 三个自三个自由度；长圆柱销相当于四个定由度；长圆柱销相当于四个定位支承点，限制了位支承点，限制了四个自由度，定位销四个自由度，定位销3相当于一相当于一个定位支承点

6、，限制了个定位支承点，限制了一个自由度。一个自由度。很显然很显然 被重复限制了。被重复限制了。YXZ,YXYX,YX,Zy4 4）欠定位）欠定位当定位支承点的数目，少于应限制的自由度数目，当定位支承点的数目，少于应限制的自由度数目，工件不能正确定位，不能满足加工要求。这种定位工件不能正确定位，不能满足加工要求。这种定位方式，称为欠定位。方式，称为欠定位。如图所示，为一欠定位的实例。在长如图所示，为一欠定位的实例。在长V V形块上定位，形块上定位，加工轴上距一端为尺寸加工轴上距一端为尺寸a a的槽。的槽。后浮动顶尖相当于两个定位支承点，限制后浮动顶尖相当于两个定位支承点，限制解：解：1. 分析加

7、工要求需要分析加工要求需要限制的自由度。限制的自由度。要想加工出准确的圆柱面来，要想加工出准确的圆柱面来，必须限制必须限制2. 分析定位元件所能限制的自由度分析定位元件所能限制的自由度三爪卡盘夹持较长，相当于四个定位支承点，限制三爪卡盘夹持较长，相当于四个定位支承点，限制ZYZY,ZYZY,ZY,属于过定位。应改进为三爪卡盘夹持较短。5）定位实例分析）定位实例分析YXZ,2）固定）固定V块限制块限制 3）滑动）滑动V块限制块限制YX,Z 属于那种定位情况，是否合理，如需改进，属于那种定位情况，是否合理，如需改进， 应如何改进。应如何改进。解：解：1. 1. 分析加工要求需要限制的自由度。分析加

8、工要求需要限制的自由度。根据加工要求应限制根据加工要求应限制2. 2. 分析定位元件所能限制的自由度分析定位元件所能限制的自由度1 1）大平面限制）大平面限制YXZ,YXYX,2）固定）固定V块限制块限制 3）滑动）滑动V块限制（如存在圆度误差）块限制（如存在圆度误差）YX,YY 工件在夹具中的定位，是靠定位元件来实现的。工件在夹具中的定位，是靠定位元件来实现的。定位表面不同，应选择不同的定位元件。定位表面不同，应选择不同的定位元件。1 1、工件以平面定位、工件以平面定位 1 1） 固定支承：固定支承：定位支承点的位置固定不变。定位支承点的位置固定不变。限制一个不定度(移动）限制两个不定度(移

9、动和转动）二、定位元件的选择与设计二、定位元件的选择与设计 2 2）可调支承：）可调支承：定位支承点的位置可以调节。定位支承点的位置可以调节。 主要用于以制造精度不高的毛坯面定位的场合。主要用于以制造精度不高的毛坯面定位的场合。限制一个不定度(移动） 3 3） 自位支承自位支承 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。与之适应的定位元件。 自位支承一般只起自位支承一般只起一个定位支承点的作用一个定位支承点的作用自位支承限制一个不定度(移动） 4 4） 辅助支承：辅助支承：只起提高工件支承刚性或辅助定只起提高工件支承刚性或辅助定

10、位作用的定位元件。（注意与可调支承的区别）位作用的定位元件。（注意与可调支承的区别）不限制不定度2 2、工件以孔定位、工件以孔定位 1 1）定位销：）定位销： 可分为：固定式定位销和可换式定位销两种。可分为：固定式定位销和可换式定位销两种。 其中：其中：长圆柱定位销限制四个不定度，短圆柱长圆柱定位销限制四个不定度，短圆柱定位销限制两个不定度。定位销限制两个不定度。固定式定位销 长削边销限制两个不定度，短削边销限制一个不长削边销限制两个不定度，短削边销限制一个不定度。定度。 锥面销限制三个不定度（移动）。锥面销限制三个不定度（移动）。可换式定位销 锥面定位销 削边定位销和标准菱形定位销的几种形式

11、削边定位销和标准菱形定位销的几种形式： D50 mm3D50mmD90 905B/d5）时，要求排屑畅快，可取）时，要求排屑畅快，可取h=1.5dh=1.5d。 此外，此外，钻套内孔和外圆的同轴度不应大于钻套内孔和外圆的同轴度不应大于O.005mmO.005mm 在机械加工中，经常会遇到一些表面是按一定在机械加工中，经常会遇到一些表面是按一定角度或一定距离分布的，因而要求当工件加工完一角度或一定距离分布的，因而要求当工件加工完一个表面后，夹具的某些部分应能连同工件一起转过个表面后，夹具的某些部分应能连同工件一起转过一定的角度或移动一定的距离，实现上述要求的装一定的角度或移动一定的距离，实现上述

12、要求的装置就叫做置就叫做分度装置分度装置。 分度装置可分为两大类：分度装置可分为两大类：回转分度装置和直线回转分度装置和直线分度装置分度装置。 由于这两类分度装置的结构原理与设计方法基由于这两类分度装置的结构原理与设计方法基本相同，而生产中又以回转分度装置的应用为多，本相同，而生产中又以回转分度装置的应用为多，故本节主要分析和介绍故本节主要分析和介绍回转分度装置回转分度装置。6.4.3 夹具的分度装置夹具的分度装置一、一、 分度装置的组成分度装置的组成 1 1）转动（或移动）部分。）转动（或移动）部分。它实现工件的转位（或它实现工件的转位（或移位），如图移位），如图6-436-43中的分度盘中

13、的分度盘3 3。 2 2）固定部分。）固定部分。它是分度装置的基体，常与夹具体它是分度装置的基体，常与夹具体连接成一体，如图连接成一体，如图6-436-43中的夹具体中的夹具体5 5。 3 3）对定机构。）对定机构。它保证工件正确的分度位置，并完它保证工件正确的分度位置，并完成插销、拨销动作，如图成插销、拨销动作，如图6-436-43中的分度盘中的分度盘3 3、分度销、分度销8 8及拔销手柄及拔销手柄7 7等。等。 4 4）夹紧机构。）夹紧机构。它将转动（或移动）部分与固定部它将转动（或移动）部分与固定部分紧固在一起，起到减小加工时的振动和保护对定分紧固在一起，起到减小加工时的振动和保护对定机

14、构的作用，如图机构的作用，如图6-436-43中的锁紧手柄中的锁紧手柄6 6、压板、压板9 9。 二、分度对定机构二、分度对定机构 用分度或转位夹具加工工件时，各工位加工获得用分度或转位夹具加工工件时，各工位加工获得的表面之间的位置精度与分度装置的分度定位精度有的表面之间的位置精度与分度装置的分度定位精度有关。分度定位精度与分度装置的结构形式和制造精度关。分度定位精度与分度装置的结构形式和制造精度有关。分度装置的关键部分有关。分度装置的关键部分是对定机构。它是用来完是对定机构。它是用来完成分度、对准、定位的机构成分度、对准、定位的机构。 分度盘直径相同时，分度盘上分度孔分度盘直径相同时，分度盘

15、上分度孔( (槽槽) )距分度距分度盘的回转轴线越远，对定机构分度转角误差也越小。盘的回转轴线越远，对定机构分度转角误差也越小。 因此，因此，径向分度的精度要比轴向分度的精度高。径向分度的精度要比轴向分度的精度高。 台钻立式钻床摇臂钻床1 1、钻模的结构形式、钻模的结构形式固定式钻模( (2 2) ) 回转式钻模回转式钻模（3）翻转式钻模（4）盖板式钻模(5) 滑柱式钻模 2、钻模板形式 钻模板与夹具体的连接，考虑钻模板与夹具体的连接，考虑到工件的大小，操作空间和工件装卸，到工件的大小，操作空间和工件装卸，一般有固定式、分离式、铰链式、悬一般有固定式、分离式、铰链式、悬挂式和可调式等。挂式和可

16、调式等。 二、镗床夹具二、镗床夹具 镗床夹具又称镗模，是一种精镗床夹具又称镗模，是一种精密夹具，主要用于加工箱体类零件密夹具，主要用于加工箱体类零件上的孔或孔系。上的孔或孔系。 卧式镗床镗模 1支架 2导套 3、4定位元件 5、8压板 6夹紧螺钉7可调支承 9镗模底座 10镗杆 11浮动接头1、镗套导向支架的布置：、镗套导向支架的布置： 取决于镗孔直径取决于镗孔直径 D和深度和深度L 。a、单面前导向、单面前导向 D 60 mmL D通孔h=(0.51)Dh 20刚性连接：莫氏锥度连接 b、单面后导向、单面后导向用于D60mmL 1.5D的通孔或同轴孔系，当S 10d时，应设中间导引套浮动连接

17、d、双面单导向、双面单导向2、设计注意事项、设计注意事项 若镗刀调整好后，伸入镗模进行加工，须注意若镗刀调整好后，伸入镗模进行加工，须注意镗刀从镗套中穿过时的刀具引入问题。镗刀从镗套中穿过时的刀具引入问题。 若镗杆上是多刀加工工件上同轴线的多孔，必若镗杆上是多刀加工工件上同轴线的多孔，必须注意刀具从未加工毛孔中穿过问题。一般处理方须注意刀具从未加工毛孔中穿过问题。一般处理方法是刀尖都准停在刀杆上部，将工件先抬高，刀具法是刀尖都准停在刀杆上部，将工件先抬高，刀具进入到加工位置后，工件再落下，夹紧固定。进入到加工位置后，工件再落下，夹紧固定。 镗模导向支架上不允许安装夹紧机构及元件，镗模导向支架上

18、不允许安装夹紧机构及元件，以防受力变形，影响孔的加工精度和孔系位置精度。以防受力变形，影响孔的加工精度和孔系位置精度。 三、三、 铣床夹具铣床夹具 普通卧式铣床立式铣床1、铣床夹具的类型、铣床夹具的类型（1 1）直线进给式直线进给式 大部分的铣床夹具都是直线进给式，其中有单大部分的铣床夹具都是直线进给式，其中有单工件、多工件之分，或单工位、多工位之分。多用工件、多工件之分，或单工位、多工位之分。多用于中小批生产。于中小批生产。 （2 2）圆周进给式圆周进给式 通常用在具有回转工作台的立式铣床上。一通常用在具有回转工作台的立式铣床上。一般用于大批大量生产。般用于大批大量生产。 （3 3）仿形进给式仿形进给式 用于加工曲线轮廓的工件，常用于立式铣床。用于加工曲线轮廓的工件，常用于立式铣床。按进给方式又可分为直线进给仿形和圆周进给仿形按进给方式又可分为直线进给仿形和圆周进给仿形铣床夹具。铣床夹具。 直线进给式多工位装夹的铣床夹具 料仓式铣床夹具 图 圆周进给式铣床夹具工作原理1转台 2夹具 3粗铣刀 4精铣刀 靠模铣床夹具四、四、 车床夹具车床夹具 车床夹具一般都安装在车床主轴端部，车床夹具一般都安装在车床主轴端部，加工时夹具随机床主轴一起旋转，装在刀架加工时夹具随机床主轴一起旋转，装在刀架上的切削刀具作进给运动。上的切削刀具作进给