精密机械制造技术2.8机床夹具

1、LOGO概述：概述：定义、用途、分类和组成。定义、用途、分类和组成。1基准及其分类基准及其分类2工件在夹具中的定位工件在夹具中的定位3工件在夹具中的夹紧工件在夹具中的夹紧4：在机床上用以装夹工件（和引导刀具）在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或刀具的正确位置，并把件获得相对于机床或刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。工件可靠地夹紧。：将工件在机床上或夹具中定位、夹：将工件在机床上或夹具中定位、夹紧的过程。紧的过程。：确定工件在机床或夹具中占有正确：确定工件在机床或夹具中占有正确位置的过程。位置的过程。：

2、是指工件定位后将其固定，使其在：是指工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。加工过程中保持定位位置不变的操作。图图2-64 尾座套筒铣键槽夹具尾座套筒铣键槽夹具图图2-65 尾座套筒铣键槽工序及工件加工时的正确位置尾座套筒铣键槽工序及工件加工时的正确位置机床夹具是机床上用以夹装工件的一种机床夹具是机床上用以夹装工件的一种装置，作用是将工件定位，以使工件获得相装置，作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床或刀具的正确位置，并把工件可靠对于机床或刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。地夹紧。机床夹具在生产中应用十分广泛。机床夹具在生产中应用十分广泛。准确确定工件、机床和刀具三者的

3、相对位置；准确确定工件、机床和刀具三者的相对位置；降低对工人的技术要求；降低对工人的技术要求；保证工件的加工精度；保证工件的加工精度；减少工人装卸工件的时间和劳动强度；减少工人装卸工件的时间和劳动强度；提高劳动生产率；提高劳动生产率；有时还可扩大机床的使用范围。有时还可扩大机床的使用范围。2、机床夹具的分类、机床夹具的分类v 根据夹具的根据夹具的应用范围和特点应用范围和特点，分为如下类：，分为如下类： （1）通用夹具通用夹具 ：如三爪卡盘。：如三爪卡盘。 （2）专用夹具专用夹具：适用于定型产品的成批大量：适用于定型产品的成批大量生产。生产。 （3）通用可调夹具和成组夹具通用可调夹具和成组夹具

4、：图：图2-66 （4）组合夹具组合夹具 ：图：图2-67 （5）随行夹具随行夹具：图：图2-68v通用夹具通用夹具如通用三爪或四爪卡盘、机器虎钳、万能如通用三爪或四爪卡盘、机器虎钳、万能分度头、磁力工作台等，最大特点是分度头、磁力工作台等，最大特点是通用通用性强性强，使用时无需调整或是稍加调整，就，使用时无需调整或是稍加调整，就可以使用多种工件的夹装，广泛用于可以使用多种工件的夹装，广泛用于单件单件小批量生产小批量生产中。中。v专用夹具专用夹具指专门为某一工件的某道工序而设计的，指专门为某一工件的某道工序而设计的，一般不能用于其他零件或同一零件的其他一般不能用于其他零件或同一零件的其他工序。

5、适用于定型产品的工序。适用于定型产品的成批大量生产成批大量生产。v通用可调夹具和成组夹具通用可调夹具和成组夹具他们共同的特点是，在加工完一种工件后，只需他们共同的特点是，在加工完一种工件后，只需对夹具进行适当的调整或更换个别元件，即可用对夹具进行适当的调整或更换个别元件，即可用于加工形状、尺寸相近或加工工艺相似的多种工于加工形状、尺寸相近或加工工艺相似的多种工件。这两种夹具的不同之处在于，前者的加工对件。这两种夹具的不同之处在于，前者的加工对象并不明确，适用范围较广；后者专为某一零件象并不明确，适用范围较广；后者专为某一零件组的成组加工而设计，其加工对象明确，针对性组的成组加工而设计，其加工对

6、象明确，针对性强，结构更加紧凑。强，结构更加紧凑。v组合夹具组合夹具组合夹具是由一套预先制造好的标准元件组合夹具是由一套预先制造好的标准元件和合件组装而成的专用夹具。其基本特点和合件组装而成的专用夹具。其基本特点是：结构灵活多变，元件能长时间重复使是：结构灵活多变，元件能长时间重复使用，设计和组装周期短。用，设计和组装周期短。v随行夹具随行夹具是大批量生产中在自动线上使用的一种移是大批量生产中在自动线上使用的一种移动式夹具。除了对工件进行夹装外，还带动式夹具。除了对工件进行夹装外，还带着工件沿自动线运动，使工件通过各机床，着工件沿自动线运动，使工件通过各机床，依次进行加工。依次进行加工。二、基

7、准及其分类二、基准及其分类基准的含义基准的含义用来确定生产对象上几何要素间的几何用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。关系所依据的那些点、线、面。v根据基准功用分：根据基准功用分：设计基准设计基准和和工艺基准工艺基准。工艺基准工艺基准又分为：又分为： 定位基准定位基准： 在在加工中加工中用作定位的基准。用作定位的基准。 测量基准测量基准： 测量时测量时所采用的基准。所采用的基准。 装配基准装配基准： 是装配时确定零件或部件在产品是装配时确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准。中的相对位置所采用的基准。 工序基准工序基准： 是在工序图上用来确定定该工序是在工序图上用

8、来确定定该工序加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准。加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准。三、工件在夹具中的定位三、工件在夹具中的定位v1、六点定位原理、六点定位原理 任何一个未受约束的物体，在空间都有任何一个未受约束的物体，在空间都有6个自由度。个自由度。 要确定物体在空间的位置，必须约束其要确定物体在空间的位置，必须约束其6个自由度。个自由度。 理论上讲，工件的六个自由度可用六个支承点加理论上讲，工件的六个自由度可用六个支承点加以限制，前提是这六个支承点在空间按一定规律以限制，前提是这六个支承点在空间按一定规律分布，并保持与工件的定位基面相接触。分布，并保持与工件的定位基面相接触。 用

9、按一定规律分布的六个支承点来限制工件的六用按一定规律分布的六个支承点来限制工件的六个自由度，从而使工件在空间得到确定位置的方个自由度，从而使工件在空间得到确定位置的方法，称为工件的六点定位原理。法，称为工件的六点定位原理。图图2-72 2-72 工件的六点定位工件的六点定位2、支承点与定位元件、支承点与定位元件工件在夹具中定位时，实际上是通过定工件在夹具中定位时，实际上是通过定位元件与工件的定位基面接触来限制工件自位元件与工件的定位基面接触来限制工件自由度的。由度的。常用的定位元件有支承钉、支撑板、心常用的定位元件有支承钉、支撑板、心轴、轴、V型块、圆柱销、圆锥销等等。型块、圆柱销、圆锥销等等

10、。一个定位元件相当于几个支承点，应根一个定位元件相当于几个支承点，应根据它在夹具中实际限制了工件的自由度数来据它在夹具中实际限制了工件的自由度数来判断。判断。3、完全定位与不完全定位、完全定位与不完全定位v完全定位完全定位：工件的六个自由度完全被限制：工件的六个自由度完全被限制的定位称为完全定位。的定位称为完全定位。v不完全定位不完全定位：按加工要求，允许有一个或：按加工要求，允许有一个或几个自由度不被限制的定位，称为不完全几个自由度不被限制的定位，称为不完全定位。定位。在实际生产中，件被限制的自由度数一般不少于三个。在实际生产中，件被限制的自由度数一般不少于三个。4、欠定位与过定位、欠定位与

11、过定位v欠定位欠定位：按工序的加工要求，工件应该限：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，称为欠定制的自由度而未予限制的定位，称为欠定位。位。v过定位过定位：工件的同一自由度被两个或两个：工件的同一自由度被两个或两个以上的支承点重复限制的定位，称为过定以上的支承点重复限制的定位，称为过定位。图位。图7-75欠定位是绝对不允许的，过定位要使用得当。欠定位是绝对不允许的，过定位要使用得当。5、常见的定位方式及定位元件、常见的定位方式及定位元件v平面组合定位平面组合定位v圆柱表面定位（芯轴和销定位）圆柱表面定位（芯轴和销定位）v圆锥表面定位圆锥表面定位vV形块定位形块定位v其他表面

12、定位其他表面定位以上定位方式和定位元件详见表2-9平面平面1平面平面2四、工件在夹具中的夹紧四、工件在夹具中的夹紧（一）夹紧装置的组成及基本要求（一）夹紧装置的组成及基本要求1、夹紧装置的组成：、夹紧装置的组成：动力装置动力装置夹紧机构夹紧机构v 夹紧时不能破坏工件在夹具中占有的正确位置；夹紧时不能破坏工件在夹具中占有的正确位置；v 夹紧力要适当，既要保证工件在加工过程中不移夹紧力要适当，既要保证工件在加工过程中不移动、不转动、不振动，又不因夹紧力过大而使工动、不转动、不振动，又不因夹紧力过大而使工件表面损伤、变形；件表面损伤、变形；v 夹紧机构的操作应安全、方便、迅速、省力；夹紧机构的操作应

13、安全、方便、迅速、省力；v 结构应尽量简单，制造、维修要方便。结构应尽量简单，制造、维修要方便。2、夹紧装置的基本要求、夹紧装置的基本要求 （二）夹紧力的确定（二）夹紧力的确定作用点、方向、大小。作用点、方向、大小。改变运动的惯性状态改变运动的惯性状态弹性变形弹性变形塑性变形塑性变形v1、夹紧力作用点的选择、夹紧力作用点的选择v2、力作用方向的选择、力作用方向的选择 v3、夹紧力大小的确定、夹紧力大小的确定（三）典型夹紧机构（三）典型夹紧机构1.斜楔夹紧机构及特点斜楔夹紧机构及特点 利用斜面楔紧原理对工件进行夹紧；利用斜面楔紧原理对工件进行夹紧； 结构简单结构简单 具有增力特性：可将原动力放大

14、这约多倍具有增力特性：可将原动力放大这约多倍 具有自锁特性具有自锁特性 夹紧行程小夹紧行程小 直接应用不方便，用作增力机构直接应用不方便，用作增力机构2、螺旋夹紧机构及特点、螺旋夹紧机构及特点 可以看作是绕在圆柱体上的斜面，将它展开就可以看作是绕在圆柱体上的斜面，将它展开就相当于一个斜楔。相当于一个斜楔。 结构简单、紧凑；结构简单、紧凑； 具有增力特性：可将原动力放大具有增力特性：可将原动力放大100倍左右；倍左右； 具有很好的自锁特性；具有很好的自锁特性； 夹紧行程不受限制夹紧行程不受限制-优点；优点； 应用广泛（手动夹具）应用广泛（手动夹具）3、圆偏心夹紧机构及特点、圆偏心夹紧机构及特点

15、可以看作是绕在基圆盘上的斜面，将它展开就可以看作是绕在基圆盘上的斜面，将它展开就相当于一个斜楔；相当于一个斜楔； 结构简单、操作快速；结构简单、操作快速； 具有增力特性：可将原动力放大约具有增力特性：可将原动力放大约10倍以上；倍以上； 自锁特性不稳定：自锁特性不稳定： 变化；变化； 夹紧行程不大；夹紧行程不大； 应用于夹紧力不大、没有振动且要求快速夹紧应用于夹紧力不大、没有振动且要求快速夹紧的场合。的场合。4、定心夹紧机构的特点、定心夹紧机构的特点 定位与夹紧用同一元件；定位与夹紧用同一元件； 利用该元件等速趋近（或退离）某一中心线利用该元件等速趋近（或退离）某一中心线或对称平面，或利用该元件的均匀弹性变形，或对称平面，或利用该元件的均匀弹性变形，完成对工件的定位夹紧或松开；完成对工件的定位夹紧或松开； 主要适用于几何形状对称并以对称轴线、对主要适用于几何形状对称并以对称轴线、对称中心或对称平面为工序基准的工件定位夹称中心或对称平面为工序基准的工件定位夹紧。紧。5、铰链夹紧机构和联动夹紧机构、铰链夹紧机构和联动夹紧机构 铰链夹紧机构的主要特点是结构简单、增力铰链夹紧机构的主要特点是结构简单、增力比大，但自锁性差。它常用在气动夹具中作比大，但自锁性差。它常用在气动夹具中作为增力机构，经弥补气缸原动力的不