(1) 机床夹具基础知识课件

1、第四章 机床夹具基础知识1案例导入材料：Q2352三爪卡盘四爪卡盘万向平口钳回转工作台分度头常见的机床夹具3气动虎钳 液压夹具56 本章内容第一节 机床夹具的作用和分类第二节 工件的定位第三节 定位方法与定位元件第四节 定位误差第五节 工件的夹紧7第一节 机床夹具的作用和分类本节要点一、机床夹具的功能二、机床夹具在机械加工中的作用三、夹具的分类四、机床夹具的组成8（1）保证加工精度 夹具的最大功用是保证加工表面的位置精度。 如：在摇臂钻加工孔系 夹具：可达0.100.20mm 划线找正：0.41.0mm（2）缩短辅助时间,提高劳动生产率（3）改善工人的劳动条件,降低生产成本（4）扩大机床使用范

2、围和改变机床用途如：铣床加分度头，就可以加工有等分要求的工件。 利用镗模，可以用车床或摇臂钻床镗削箱体的孔系。二、机床夹具在机械加工中的作用10成组夹具12组合夹具14随行夹具在自动线上工作的情况15按加工类型划分： 钻床夹具（图例） 铣床夹具（图例） 车床夹具（图例） 磨床夹具 （图例） 数控机床夹具按夹紧力来源划分： 手动夹具气动夹具液压夹具 （图例）电磁夹具 真空夹具16 常见机床夹具（1）钻床夹具17 18（3）车床夹具20四. 机床夹具的组成(一)、机床夹具的基本组成部分1、 定位元件用于确定工件正确的位置的元件。2、 夹紧装置用于将工件的压紧的机构（装置）。3、 夹具体连接、支承所

3、有装置（或元件）并保持总装精度要求的基础。211. 连接元件23243. 导向元件钻套材料:T10淬火或20钢渗碳淬火过渡配合间隙配合2627H= (12.5)dh=(0.31.2)d28图2-42 铣轴端槽夹具1 V型块 2 支撑套 3 手柄 4 定向键 5 夹具体 6 对刀块1）定位元件及装置123646）其他元件及装置（防护、防错、分度）5）夹具体4）连接元件3）对刀及导向元件2）夹紧元件及装置夹具的组成例130图 后盖零件图及后盖钻夹具 a) 后盖零件图 b) 后盖钻夹具 1菱形销 2螺杆 3螺母 4开口垫圈 5圆柱销 6支承板 7夹具体 8钻模板 9钻套 夹具的组成例231第二节 工

4、件的定位本节要点一、基准及工件装夹二、定位原理三、完全定位与不完全定位四、欠定位与过定位32一、基准及工件装夹1基准的概念及分类基准就是零件上用以确定其它点、线、面位置所依据的那些点、线、面。基准根据其功用不同分为设计基准与工艺基准。 33图 设计基准示例(1)设计基准：在零件图上用以确定零件上其它点、线、面位置所依据的点、线、面称为设计基准。34(2)工艺基准零件在加工工艺过程中所采用的基准称为工艺基准。工艺基准按用途不同又可分:工序基准定位基准测量基准装配基准35 工序基准在工序图上，用以确定本工序被加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准称为工序基准。其所标注的加工面尺寸称为工序尺寸。 图

5、 工序基准示例36工序基准举例图 支座零件第1工序（车削）37 定位基准定位基准是指加工时使工件在机床上或夹具中占据一正确位置所依据的基准。38作为定位基准的点、线、面，可能是工件上的某些面，也可能是看不见摸不着的中心线、对称线、对称面、球心等。工件定位时，往往需要通过某些表面来体现，这些面称为定位基准面。例如：用三爪自定心卡盘夹持工件外圆，体现以轴线为定位基准，外圆面为定位基准面严格地说，定位基准与定位基准面并不相同，但可以替代，这中间存在一个误差问题。定位精度要求高时，替代后需计入这个误差。39 测量基准零件检验时，用以测量已加工表面尺寸形状及位置的基准称为测量基准。 装配基准装配时，用以

6、确定零件或部件在产品中相对位置所采用的基准称为装配基准。402. 工件装夹装夹的含义 装夹又称安装，包括定位和夹紧两项内容。定位 使工件在机床或夹具上占有正确位置。夹紧 为防止工件在切削力、重力、惯性力等的作用下发生位移或振动，对工件施加一定的外力，使其已确定的位置在加工过程中保持不变。定位与夹紧的区别定位不准确，会影响零件加工的尺寸精度与位置精度。夹紧不合理，会产生受力变形，影响零件的形状精度。如:在车床上镗削薄壁套筒的内孔时，应该用均布力夹紧（例如弹簧卡头），而不能用集中力（例如三爪卡盘）夹紧。 41直接找正装夹划线找正装夹夹具装夹直接找正装夹 利用百分表、划针等在机床上直接找正工件，使其

7、获得正确位置。特点:精度高，效率低，对工人技术水平要求高，一般用于单件小批量生产。工件装夹方法a)磨孔时工件的找正b)刨削时工件的找正42划线找正装夹 先在毛坯上按照零件图画出中心线、对称线、待加工表面线，然后装上机床，按照划好的线找正工件。 特点:精度不高，效率低，多用于形状复杂的铸件划线找正装夹法示例43夹具装夹 利用夹具的定位元件使得工件获得正确位置。 优点:精度和效率均高，在成批及大量生产中广泛采用 缺点:需要设计和制造专用的夹具夹具装夹法示例44二. 定位原理 图 2-13 六点定位原理XZY 1. 六点定位原理 要确定其空间位置，就需要限制其 6 个自由度 将 6 个支承抽象为6个

8、“点”，6个点限制了工件的6 个自由度，这就是六点定位原理。 任何一个物体在空间直角坐标系中都有 6 个自由度用 表示452. 六点定位原理的两点说明 (1)、六点支承点必须适当分布 如果三个支承点在一直线上，就没有限制三个自由度46 外力作用方向，应使工件与基准紧密接触(2)、如何理解工件某个自由度被限制工件在某个方向的自由度被限制了，就是在该方向上有了确定的位置，即每次安装时（先定位确保工件的定位面与夹具定位面紧密接触，后再夹紧），工件在这个自由度方向的坐标值是唯一的。但，这并不表示在受到脱离支承点的外力的作用下也不运动473、由工件加工要求确定工件应限制的自由度数现场加工问题：铣槽时，需

9、要确定哪些自由度？48铣图所示的槽时，应限制哪些自由度数？考考你49工件的6个自由度均被限制，称为完全定位。工件6个自由度中有1个或几个自由度未被限制，但能保证加工要求，称为不完全定位。三. 完全定位与不完全定位50完全定位举例51不完全定位举例当卡盘夹住的轴段较短时，会否影响加工质量？怎么办？52欠定位工件加工时必须限制的自由度未被完全限制，称为欠定位。欠定位不能保证工件的正确安装，因而是不允许的。图 欠定位示例1XZYa）b）BBB四.欠定位与过定位 53欠定位示例2 欠定位: 如果没有防转销属欠定位54过定位 过定位工件某一个自由度（或某几个自由度）被两个（或两个以上）约束点约束，称为过

10、定位。 过定位是否允许，要视具体情况而定：1）如果工件的定位面经过机械加工，且形状、尺寸、位置精度均较高，则过定位是允许的。有时还是必要的，因为合理的过定位不仅不会影响加工精度，还会起到加强工艺系统刚度和增加定位稳定性的作用。2）反之，如果工件的定位面是毛坯面，或虽经过机械加工，但加工精度不高，这时过定位一般是不允许的，因为它可能造成定位不准确，或定位不稳定，或发生定位干涉等情况。55 过定位常见例子2一夹一顶夹持部分较长56图示工件要在端面加工螺孔时，如何进行定位？ 过定位分析157使用长圆柱销时，X、Y方向的转动自由度重复限制，当夹紧时，连杆会产生变形。58定位方案讨论以下定位方案是否合理

11、?59ZXYZXYZXYZXY图-24 工件以平面定位1.固定支承定位常用的定位元件有支承钉、支承板。ZXYZXY第三节 定位方法与定位元件 一. 工件以平面定位60图 支承钉GB/T 2226-1991(平头)(球头)(齿纹面)61图 支承板 GB/T 2236-1991特点：结构简单，但孔边切屑不易清除。应用：用于侧面及顶面定位特点：有斜槽，容易清除切屑，易保证工作面清洁。应用：用于底面定位62多用于毛面定位，每批调整一次，以补偿各批毛坯误差2.可调支承 可调支承 633.自位支承在工件定位过程中，能自动调整位置的支承称为自位支承（也称浮动支承）。 可提高工件的装夹刚度和稳定性。一般只限制

12、一个自由度，即一点定位。64自位支承的结构a）同平面二点接触自位支承 b）不同面二点接触自位支承 c）三点接触自位支承654.辅助支承辅助支承的作用 辅助支承能起预定位，但不起定位作用。提高工件的装夹稳定性和刚性 严格来说，辅助支承不是定位元件辅助支承的工作特点 待工件定位夹紧以后，再调整支承钉的高度，使其分别与工件的有关表面接触并锁紧。每安装1个工件就调整一次辅助支承辅助支承的典型结构 常用的辅助支承如图所示 66辅助支承螺旋式自位式推引式67图 工件以圆孔定位工件以圆孔定位多属于定心定位（定位基准为圆柱孔轴线）常用定位元件是定位销和心轴定位销有圆柱销、圆锥销、菱形销等形式；心轴有刚性心轴（

13、又有过盈配合、间隙配合和小锥度心轴等）、弹性心轴之分。XYZXYZXYZXYZXYZXYZ二. 工件以圆孔定位68圆柱定位销有长定位销与短定位销之分，长定位销限制工件的4个自由度，短定位销限制工件的2个自由度。分固定式和可换式，圆柱销和菱形销图 圆柱定位销1圆柱定位销圆角69图 圆柱心轴1安装部分 2工作部分 3导向部分2圆柱定位心轴间隙配合心轴定位部位采用间隙配合过盈配合心轴定位部位采用过盈配合花键心轴带锥度定心精度高703小锥度心轴图 小锥度心轴定心精度较高，可达0.010.02mm轴向位移误差较大，工件易倾斜，故不宜加工端面。以工件孔和心轴工作面的弹性变形来夹紧工件，故传递扭矩较小，装卸

14、工件不便。一般只用于定位孔的精度不低于IT7的精车和精磨加工。 71限制工件的3个自由度图a为整体圆锥销,适应于加工过的圆孔。若圆孔是毛坯孔，由于孔的误差大，为保证二者接触均匀，采用图 b所示的结构。图 圆锥销定位4圆锥定位销72图-26 工件以外圆柱面定位 工件以外圆柱面定位两种形式：定心定位和支承定位工件以外圆柱面定心定位的情况与工件以圆孔定位的情况相仿（用套筒和卡盘代替心轴或柱销）。工件以外圆柱面支承定位的元件常采用V型块短V型块限制2个自由度长V型块（或两个短V型块组合）限制4个自由度XYZXYZXYZXYZXYZ三.工件以外圆柱面定位731. V形块结构尺寸已标准化，斜面夹角有609

15、0120B/D1时为长V形块，限制工件4个自由度。 74V形块的定位特性对中性好，不受工件定位基准面直径误差的影响。无论定位基准是否经过加工，是完整的圆柱面还是局部的圆弧面，都可以采用V形块定位。因此在以外圆柱面定位时，V形块是用得最多的定位元件。工件的定位面是外圆柱面，但其定位基准是外圆轴线，即V形块起定心作用。V形块的种类固定V形块通过定位销连接在夹具体上活动V形块 活动V形块主要用来消除过定位752. 定位套a） b）短定位套 c）长定位套短定位套限制工件2个自由度，端面限制工件3个自由度长定位套限制工件4个自由度，端面限制工件1个自由度定位套结构简单，容易制造，但是定心精度不高一般适用

16、精基准定位 76主要用于大型轴类工件及不便轴向装夹的工件定位。上面的半圆套1起夹紧作用，下面的半圆套2起定位作用。 图 半园套1上半园套 2下半园套3.半圆套77除平面、圆孔、外圆柱面外，工件有时还可能以其它表面（如圆锥面、渐开线齿面、曲面等）定位。下图为工件以锥孔定位的例子，锥度心轴限制了除绕工件自身轴线转动外的 5个自由度。图 工件以锥孔定位工件以其他表面定位78在多个表面同时参与定位情况下，各定位表面所起作用有主次之分。通常称定位点数最多的表面为主要定位面或支承面称定位点数次多的表面为第二定位基准面或导向面称定位点数为 1 的表面为第三定位基准面或止动面。定位表面的组合79XZY图 工件在两顶尖上定位在分析多个表面定位情况下各表面限制的自由度时，分清主次定位面很重要。如图所示工件在两顶尖上的定位，应首先确定