机床夹具-绪论

1、12014-2015（1） 32学时，理论主讲：赵竹 辽宁农业职业技术学院 工程系2绪论绪论知识点知识点技能点技能点l正确认识机床夹具正确认识机床夹具l机床夹具的功能和作用机床夹具的功能和作用l机床夹具的分类机床夹具的分类l机床夹具的组成机床夹具的组成3机械制造总的原则是高质量、高生产率和低成本，机械制造总的原则是高质量、高生产率和低成本，而而机床夹具是确保质量和效率的重要因素机床夹具是确保质量和效率的重要因素。随着科学。随着科学技术的不断进步，夹具已从一种辅助工具发展成为门技术的不断进步，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。类齐全的工艺装备。 目前中、小批多品种生产的工件目前中、

2、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的品种已占工件种类总数的85左右，在生产中大量应左右，在生产中大量应用机床夹具是生产的必然。用机床夹具是生产的必然。研究夹具设计的意义研究夹具设计的意义4夹具是机械制造过夹具是机械制造过程中使用的一种工程中使用的一种工艺装备，艺装备，分为分为机床机床夹具夹具、焊接夹具、焊接夹具、装配夹具和检验夹装配夹具和检验夹具等。具等。一、一、 机床夹具的概念机床夹具的概念5机床夹具：机床夹具：各种金属切削机床上用于装夹工件的工艺装备。各种金属切削机床上用于装夹工件的工艺装备。 在机械加工过程中，为了保证工件的加工在机械加工过程中，为了保证工件的加工精度，使之相对于机

3、床、刀具占有确定的位精度，使之相对于机床、刀具占有确定的位置，并能迅速、可靠地夹紧工件，以接受加置，并能迅速、可靠地夹紧工件，以接受加工或检测的工艺装备称为机床夹具，简称夹工或检测的工艺装备称为机床夹具，简称夹具具。一、一、 机床夹具的概念机床夹具的概念1.1.机床夹具的概念机床夹具的概念6一、一、 机床夹具的概念机床夹具的概念主要功用定位定位夹紧夹紧使工件相对于刀具及机床占有使工件相对于刀具及机床占有正确的加工位置正确的加工位置，保证其被加，保证其被加工表面达到工序所规定的各项工表面达到工序所规定的各项技术要求。技术要求。工件定位后，经夹紧装置施力于工件定位后，经夹紧装置施力于工件，将其固定

4、夹牢，使其在加工件，将其固定夹牢，使其在加工过程中工过程中保持正确位置不变保持正确位置不变。2 2、机床夹具的功用、机床夹具的功用7n机床夹具的主要功能：机床夹具的主要功能：是使工件是使工件定位定位和夹紧。和夹紧。n安装安装(installation)工件从定位到夹紧的整工件从定位到夹紧的整个过程。个过程。一、一、 机床夹具的概念机床夹具的概念8二、机床夹具在机械加工中的作用（1）保证加工精度）保证加工精度（2）提高劳动生产率、降低生产成本）提高劳动生产率、降低生产成本（3）扩大机床工艺范围，实现）扩大机床工艺范围，实现 “一机多能一机多能”（4）改善工人劳动条件，保障生产安全）改善工人劳动条

5、件，保障生产安全9二、机床夹具在机械加工中的作用机床夹具作用的局限性：（1）专用机床夹具的设计制造周期长；（2）对毛坯质量要求较高；（3）专用机床夹具主要适用于生产批量大、产品品种相对稳定的场合。10三、三、 机床夹具的种类很多，形状千差万别。为了设计、制造和管理的方便，往往按某一属性进行分类。 1. 按通用特性分类：通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具111 1）通用夹具：）通用夹具：n指结构、尺寸已标准化、系列化，且具有一定通用性的机床附件；指结构、尺寸已标准化、系列化，且具有一定通用性的机床附件；2 2）专用夹具：）专用夹具：n针对某一种工件的某一工序的加工要求而专门设计和制造的夹具。

6、针对某一种工件的某一工序的加工要求而专门设计和制造的夹具。3 3）成组专用（可调）夹具：）成组专用（可调）夹具：n采用成组加工工艺，将工件按形状、尺寸和工艺的共性分组，再采用成组加工工艺，将工件按形状、尺寸和工艺的共性分组，再为每组工件设计组内通用的专用夹具为每组工件设计组内通用的专用夹具4 4）组合夹具：）组合夹具：n是一种模块化的夹具，由一套预先制造好的标准元件组装成的专是一种模块化的夹具，由一套预先制造好的标准元件组装成的专用夹具用夹具5 5）随行夹具：）随行夹具：n自动线夹具，既担负装夹任务，又担负沿自动线输送工件的任务。自动线夹具，既担负装夹任务，又担负沿自动线输送工件的任务。三、三

7、、 121 1）通用夹具）通用夹具 通用夹具是指通用夹具是指已经标准化的已经标准化的，在一定范围内可用于加工，在一定范围内可用于加工不同工件的夹具。这类夹具一般由专业工厂生产，常作为机不同工件的夹具。这类夹具一般由专业工厂生产，常作为机床附件提供给用户。采用这类夹具可缩短生产准备周期，适床附件提供给用户。采用这类夹具可缩短生产准备周期，适应性广，减少夹具品种，从而降低生产成本。其缺点是夹具应性广，减少夹具品种，从而降低生产成本。其缺点是夹具的加工精度不高，生产率也较低，且较难装夹形状复杂的工的加工精度不高，生产率也较低，且较难装夹形状复杂的工件，故适用于单件小批量生产中。件，故适用于单件小批量

8、生产中。 三、三、 132 2）专用夹具）专用夹具专用夹具是针对某一工件某一工序的加工要求专专用夹具是针对某一工件某一工序的加工要求专门设计和制造的夹具。门设计和制造的夹具。 其特点是针对性很强，没有通用性。在产品相对其特点是针对性很强，没有通用性。在产品相对稳定、批量较大的生产中，常用各种专用夹具，可获稳定、批量较大的生产中，常用各种专用夹具，可获得较高的生产率和加工精度。得较高的生产率和加工精度。 专用夹具的设计制造周期较长，随着现代多品种专用夹具的设计制造周期较长，随着现代多品种及中、小批生产的发展，专用夹具在适应性和经济性及中、小批生产的发展，专用夹具在适应性和经济性等方面已产生许多问

9、题。等方面已产生许多问题。 当产品变更时，夹具将由于无法再使用而报废。当产品变更时，夹具将由于无法再使用而报废。只适用于产品固定且批量较大的生产中。只适用于产品固定且批量较大的生产中。 三、三、 143 3）可调夹具）可调夹具(flexible jig)(flexible jig) 可调夹具是针对通用夹具和专用夹具的缺陷而发展起来的一类新型夹具。对不同类型和尺寸的工件，只需调整或更换原来夹具上的个别定位元件和夹紧元件便可使用。 例如图1-1所示是生产系列化产品所用的铣销轴端部台肩的夹具。台肩尺寸相同但长度规格不同的销轴可用一个可调夹具加工。图 1-1 可调夹具三、三、 15 可调夹具它一般又分

10、为通用可调夹具和成组夹具两种。通用可调夹具的通用范围大，适用性广，加工对象不太固定。 用于相似零件的成组加工所用的夹具，用于相似零件的成组加工所用的夹具，称为成组夹具。称为成组夹具。成组夹具是专门为成组工艺中某组零件设计的，调整范围仅限于本组内的工件。可调夹具在多品种、小批量生产中得到广泛应用。三、三、 164) 组合夹具(built up jig)(built up jig)* *组合夹具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的标准元件和部件组装而成的夹具。 由标准元件拼装成的“专用夹具”。 由专业厂家制造，其特点是灵活多变，制造周期短、夹具使用完后即可拆卸，留待组装新的夹具，元件能反复使用

11、。 特别适用于新产品的试制和单件小批生产。 三、三、 171-90圆形基础板; 2-直角槽方支承; 3、11-螺钉; 4、6、9、10-长、圆形支承; 5-简式方支承; 7、12-螺母; 8-V形支承; 13-连接板图 1-2 组合夹具如图1-2所示为车削管状工件的组合夹具，组装时选用90圆形基础板1为夹具体，以长、圆形支承4、6、9和直角槽方支承2、简式方支承5等组合成夹具的支架，工件在支承9、10和V形支承8上定位，用螺钉3、11夹紧，各主要元件由平键和槽通过方头螺钉紧固连接成一体。18n 简述组合夹具的特点：n（1）灵活多变，为零件的加工迅速提供夹具，使生产周期大为缩短；n（2）节约大量

12、设计、制造工时及金属材料消耗；n（3）减少夹具库存面积，改善管理工作；n（4）与专用夹具相比，一般显得体积较大、重量较重、刚性也稍差些。三、三、 195 5）随行夹具）随行夹具(pallet) (pallet) 随行夹具是一种在自动线上使用的夹具。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。工位，进行不同工序的加工。 （工件相对夹具（工件相对夹具是一次安装），是大批量生产中在自动线上使用是一次安装），是大批量生产中在自动

13、线上使用的一种移动式夹具。的一种移动式夹具。 三、三、 20图图1-3三、三、 212.2.按夹具使用的机床分类按夹具使用的机床分类 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不相同，对所用夹具的结构也相应地提出了不同的要求。同的要求。 按所使用的机床不同，夹具又可分为：按所使用的机床不同，夹具又可分为：车车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、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床夹具、齿轮机床夹具和其他机床夹具等。等。三、三、 22钻床夹具钻床夹具 n钻床夹具简称钻模，主要用于加工

14、孔及螺纹。它主要由钻套、钻模板、定位及夹紧装置夹具体组成。 三、三、 23镗床夹具镗床夹具 n镗床夹具又称为镗模，主要用于加工箱体或支座类零件上的精密孔和孔系。主要由镗模底座、支架、镗套、镗杆及必要的定位和夹紧装置组成。 24n 按夹具夹紧动力源可将夹具分为手动夹具和机按夹具夹紧动力源可将夹具分为手动夹具和机动夹具两大类。动夹具两大类。n 1）手动夹具：应有扩力机构与自锁性能，以减轻）手动夹具：应有扩力机构与自锁性能，以减轻劳动强度与确保安全生产劳动强度与确保安全生产n 2）机动夹具：气动、液压、气液增压、电动、电）机动夹具：气动、液压、气液增压、电动、电磁、真空、离心力、自夹紧夹具等磁、真空

15、、离心力、自夹紧夹具等n 各种夹具不论结构如何，其基本原理都是一致各种夹具不论结构如何，其基本原理都是一致的。本章主要介绍专用夹具的结构设计原理。的。本章主要介绍专用夹具的结构设计原理。3. 3. 按夹具的动力源分类按夹具的动力源分类三、三、 25四、四、 机床夹具的组成机床夹具的组成n虽然机床夹具的种类繁多，但它们的工作原理基本上是相同的。将各类夹具中作用相同的结构或元件加以概括，可得出夹具一般所共有的以下几个组成部分。26n主要部分有：主要部分有：n1 1）定位元件定位元件(setting element) 确定工件在夹具中位置的元件。确定工件在夹具中位置的元件。n2 2）夹紧机构夹紧机构

16、（clamp system） 用来夹紧工件的机构。用来夹紧工件的机构。n3 3）夹具体夹具体(fixture base) 用来连接夹具多元件及其装置，使其成为用来连接夹具多元件及其装置，使其成为整体的整体的基础件基础件。27n4 4）其它元件及装置）其它元件及装置(1)(1)导向元件导向元件(director element) 确定夹具与机床或刀具相对位置的元件。确定夹具与机床或刀具相对位置的元件。LLocation pinLocation plateGuiding bushLDrill28n(2)(2)对刀元件对刀元件 确定刀具与夹具相对位置的元件。确定刀具与夹具相对位置的元件。h32154

17、1- 1- 工件；工件；2- 2- 铣刀；铣刀；3- 3- 塞尺；塞尺；4-4-对刀块；对刀块；5-5-夹具体夹具体29l(3)(3)连接元件连接元件(connection element) 用来与机床有关部位进行连接，确定用来与机床有关部位进行连接，确定夹具夹具相对相对机床机床位置的元件。位置的元件。k6H720定位键定位键机床工作台机床工作台夹具夹具30n(4)分度装置分度装置(dividing apparatus)：利用它进行利用它进行分度加工。分度加工。 312006-231322006-232n图为用于钻轴套工件上图为用于钻轴套工件上 6H7孔的钻床夹具，孔的钻床夹具，工件以内孔及端

18、面为定位基准，在夹具的定位工件以内孔及端面为定位基准，在夹具的定位销销6及其端面上定位，即确定了工件在夹具中的及其端面上定位，即确定了工件在夹具中的正确位置。正确位置。n拧紧螺母拧紧螺母5，通过开口垫圈，通过开口垫圈4可将工件夹紧，然可将工件夹紧，然后由装在钻模板后由装在钻模板3上的快换钻套上的快换钻套1导引钻头进行导引钻头进行钻孔。钻孔。 33(1) 定位元件定位元件n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，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。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

19、正确位置。如图中的定位销如图中的定位销6。34(2) 夹紧装置或元件夹紧装置或元件 n用于夹紧工件，在切削时使工件在夹具中保持既定位置。用于夹紧工件，在切削时使工件在夹具中保持既定位置。n如图中的螺母如图中的螺母5和开口垫圈和开口垫圈4。 35(3) 对刀、引导元件或装置对刀、引导元件或装置 n这些元件的作用是保证工件与刀具之间的正确位置。这些元件的作用是保证工件与刀具之间的正确位置。n用于确定刀具在加工前正确位置的元件，称为对刀元件，用于确定刀具在加工前正确位置的元件，称为对刀元件，如对刀块。如对刀块。n用于确定刀具位置并导引刀具进行加工的元件，称为导用于确定刀具位置并导引刀具进行加工的元件

20、，称为导引元件。引元件。n如图中的快换钻套如图中的快换钻套1。3636n(4) 连接元件连接元件n使夹具与机床相连接的元件，保证机床与夹具之间的相使夹具与机床相连接的元件，保证机床与夹具之间的相互位置关系。互位置关系。 n(5)夹具体夹具体 n用于连接或固定夹具上各元件及装置，使其成为一个整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。体的基础件。n它与机床有关部件进行连接、对定，使夹具相对机床具它与机床有关部件进行连接、对定，使夹具相对机床具有确定的位置。有确定的位置。n如图中的夹具体如图中的夹具体7。 3737 (6) 其它元件及装置其它元件及装置 n有些夹具根据工件的加工要求，要有分度机构，铣床夹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键等。具还要有定位键等。 n以上这些组成部分，并不是对每种机床夹具都是缺一不以上这些组成部分，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，