机床夹具课件

第2章机床夹具机床夹具的作用及分类专用机床夹具的组成、分类及其特点典型专用机床夹具专用机床夹具设计的基本要求和步骤【主要内容】第2章工件的装夹和机床夹具◆了解机床夹具的作用及分类◆掌握专用机床夹具的组成、类型、特点及应用◆掌握常见的专用钻床夹具、铣床夹具的组成、特点和应用◆了解专用机床夹具的设计要求和步骤【学习目标】

机床夹具：是指在机械制造过程中，用来固定加工对象，使之占有正确位置以接受加工和检测，并保证其加工要求的机床附加装置。机床夹具作用：完成工件的装夹工作。2.1机床夹具的作用及其分类一、常见通用机床夹具

a）三爪卡盘b）四爪卡盘c）万向平口虎钳d）回转工作台e）尾座及分度头

专用机床夹具种类繁多、类型不同，但它们的基本组成大同小异。二、专用机床夹具的组成

组成：定位支承元件夹紧装置连接元件对刀导向元件夹具体其它元件或装置

拨叉钻孔专用钻床夹具

指为某种工件在某道工序上的装夹而专门设计和制造的机床夹具。如图示的铣槽夹具。

三、专用机床夹具的分类及特点专用机床夹具分类机床专用夹具组合夹具成组夹具可调整夹具自动线夹具（随行夹具）1．专用机床夹具

定义V型块支撑套手柄定向键夹具体对刀块工件1)定位准确，装卸工件迅速；2)设计与制造周期较长，费用较高；主要用于产品相对稳定而产量较大的成批大量生产。1)保证尺寸、形状、位置公差等加工精度的稳定；2)提高劳动生产率，减少装卸工件辅助时间；3)减轻工人劳动强度，安全省力；4)扩大机床工艺范围。如在卧式车床上安装一专用镗孔夹具，便可对难于在车床上直接装夹的箱体类轴承座孔进行加工。专用机床夹具特点及应用

专用机床夹具的作用

2.组合夹具

按某工件某工序加工要求，用预制好的一套系列化标准零、组件拼装而成的专用机床夹具。如图示为摩托车车架组装组合夹具。

定义摩托车车架摩托车车架组装组合夹具●组合夹具实例相体零件镗孔组合夹具带回转分度的组合夹具1)用后可拆洗、储存；2)结构灵活多变，设计和组装周期短，零组件能长期重复使用；3)需储备大量标准零组件，夹具刚性较低；4)可拼装钻、镗、车、铣床等机床夹具。

主要用于单件、小批生产。

特点及应用

3.成组夹具

指在多品种、中小批量生产中采用成组加工时，为每个工件组设计制造的专用机床夹具。如图示。

定义

成组车床夹具KH1--夹紧螺钉KH2—定位锥体KH3—顶环KH4—定位环KH5—弹性胀套a）夹具装配图夹具体接头b）零件族内部分工件加工示意图零件工序简图4

3

φD

L

L

φD

4

3

φD

4

3

L

φD

L

3

4

φD

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4

3

φD

L

3

4

成组夹具KH1

KH2

KH3

KH4

●成组夹具举例4、可调整夹具

特点在结构上可分为基础部分和可调整部分两大部分。基础部分是指使用中固定不变的、通用的部分，如夹具体、夹紧机构和操作机构等。可调整部分是指不同零件加工时需要调整或更换的元件，如定位元件、导向元件和夹紧元件等。调节式可调夹具

法兰盘类工件三爪自定心卡盘转台用于加工法兰盘类零件的均布螺钉孔，其钻套可更换，径向尺寸和高度尺寸可调节，其均布的角度由转台实现度，因此通用性较好。5.自动线夹具（随行夹具）1)工件进入自动线加工前，工件先装夹于随行夹具中并一起沿自动线依次从一个工位（机床）移到下一个工位并在每个机床工作台上或固定夹具上定位、夹紧；2)工件退出自动线时，工件才从随行夹具上卸下。

适用于大批量的自动生产线。

定义

指用于组合机床自动线上可随工件同行的一种移动式专业机床夹具。

特点及应用

使用钻头、铰刀等刀具进行孔加工用的机床夹具。又称钻模。

特点：具有引导钻头、铰刀等孔加工刀具的导向元件。

钻套和钻模板是钻床夹具的特殊元件。

2.2.1专用钻床夹具（钻模）

钻套是用来引导钻头、铰刀等孔加工刀具用的导向元件。

钻套功能：▼

确定刀具相对于夹具定位元件间的位置；▼

引导孔加工刀具（导向）；提高刀具刚性，防止偏移或刀具折断。

1.钻套基本类型按使用和结构分为:

固定式、可换式、快换式、特殊式钻套。一、钻套1）固定式、可换式、快换式钻套（如图示）

结构、特点及应用分无肩和有肩，过盈配合，磨损后压出会破坏安装；用于中、小批生产。便于更换钻套，用于成批大量生产。钻模板钻套螺钉衬套c）可换式钻套d）快换式钻套

a）无台肩固定式钻套

b）有台肩固定式钻套

固定式钻套可换式、快换式钻套钻套高度与排屑间隙尺寸2．钻套材料及尺寸

钻套材料：耐磨性要求很高，批量较小时一般用碳素工具钢T10A制造；批量大时用硬质合金钢制造。钻套高度：与工件材料及表面形状、孔径、孔深、刀具刚度等有关。一般取H=(1～2.5)d,加工精度高、工件材料硬、钻头刚性差时取较大值，反之取较小值。加工钢材时，C=（0.7-0.5)d；加工铸铁等脆性材料，C=（0.3-0.4）d；钻大孔取小值，小孔取大值。

C值太大将影响刀具导向和加工精度；太小，切屑难以自由排出，影响孔表面加工质量，会因阻力矩增大而折断钻头。

钻模板通常装配在夹具体或支架上，或与夹具体上的其它元件相连接。

钻模板类型

常见有:固定式、分离式、铰链式、悬挂式钻模板。二、钻模板

特点及应用●钻模板悬挂在多轴传动箱上，它们之间用两根导向柱和弹簧等联接；4．悬挂式钻模板●悬挂钻模板随机床主轴向下移动至钻孔位置时，钻模板利用弹簧压紧工件上平面而实现工件的夹紧；●生产率较高，适合大批生产中平行加工盘状等中等尺寸多孔零件。

传动箱弹簧钻模板导向柱导向套悬挂式钻床夹具及其钻模板工件

根据工件被加工孔的分布情况和钻床夹具使用要求的不同，钻床夹具有：

固定式、回转式、滑柱式等结构形式。下面仅介绍固定式和回转式钻床夹具。三、钻床夹具的类型

指钻模板与夹具体固定连接，加工时夹具固定安装在钻床工作台上的钻床夹具。可用于立式钻床、摇臂钻床和多轴组合钻床上。图示为加工摇臂或连杆类零件锁紧孔的固定式钻模。根据加工要求，选用两孔及端面作为定位基准。1．固定式钻床夹具螺母钻套开口垫片夹具体钻模板活动心轴挡套

固定式钻模工件

结构：在夹具上，挡套、活动心轴及菱形销为定位元件，它们与定位基准接触或配合实现定位。用螺母、开口垫片和活动心轴对工件进行夹紧。钻模板用螺钉与夹具体固定连接。

特点：◆定位精度较高。一般用于立式钻床加工单孔或在摇臂钻床上加工平行孔系。◆在机床上安装钻模时，应先将装在主轴上的钻头（精度要求高时用心轴）插入钻套中确定钻模的位置，再将其紧固在机床工作台上。这样既可减少钻模磨损，又可保证钻孔有较高的尺寸精度。2.回转式钻模

结构特点：立轴多工位回转式钻床夹具可在立式钻床上加工同一圆周上的轴向平行孔系。立轴多工位回转式钻床夹具回转工作台夹具工件开口垫圈夹具体螺母钻套钻模板手柄环套锁紧螺母夹具体分度销定位环环套回转分度盘工件水平多工位回转式钻床夹具钻套

水平多工位回转式钻床夹具可加工分布在同一圆周上的径向孔系。

类型：按工件在铣床上加工的运动特点，可分为直线进给夹具、圆周进给夹具、沿曲线进给夹具（如仿形装置）等。2.2.2专用铣床夹具一、直线进给铣床夹具

直线进给铣床夹具安装在铣床工作台上，加工中同工作台一起以直线进给方式运动。按一次装夹工件数目的多少可分为单件铣夹具和多件铣夹具。

结构原理：

夹具底面靠两个定位键保证夹具与工作台的正确位置；对刀块保证铣刀与夹具定位元件间的正确位置。夹紧靠两套螺旋压板完成。

特点及应用：生产率较低，劳动强度大，适用于中、小批生产。对刀块圆柱销菱形销压板弹簧支承板定位键夹具体工件单件加工铣床夹具

1.单件加工铣床夹具2．双工位铣床夹具

图示为铣削汽车主减速器的主动锥齿轮轴的两端面的双工位铣床夹具。

2．双工位铣床夹具

结构原理：工件用短Ⅴ形块、定位销定位，用铰链式螺旋压板机构夹紧第1个工位加工时，第2个工位装卸工件。生产率高，适用于成批生产。主动锥齿轮端面双工位铣床夹具螺钉压板压块V形块定位销3.多件加工铣床夹具

结构夹紧原理：工件以小轴下端面和外园面定位，靠薄膜气室的动作，使推杆推动多个V形块实现顺序夹紧；夹具底面靠两个定位键保证夹具与工作台的正确位置；对刀块保证铣刀与工件间的正确位置。

特点及应用:生产率较高，适用于大批量加工小零件。支承钉夹具体薄膜气室弹簧推杆V形块定位键对刀块小轴端面铣槽多件顺序加工的铣床夹具其它机床夹具得不同之处，如图所示。

为了提高定向精度，定位键上部与夹具体底面纵向槽配合连接，下部与工作台T形槽配合；两定位键在夹具允许范围内应尽量布置得远些,以提高夹具的安装精度。

图2-16定位键及在铣床工作台上的安装定位键夹具体T形螺钉AAB（H7/h6）A-A放大按机床T形槽配螺钉定位键及在铣床工作台上的安装

铣床夹具通过定位键在铣床工作台上连接定位，保证夹具对铣床工作台间相对位置，也是铣床夹具与定位键

1）对刀装置组成及作用对刀装置由对刀块及塞尺组成。其作用是便于迅速确定刀具与夹具的相对位置。塞尺的作用是检验调刀尺寸精度，保证刀具和对刀块表面之间应预留的间隙，以免加工中损坏对刀块。

2）对刀装置的调整在调整铣刀位置时，使用塞尺塞入铣刀切削刃与对刀块工作表面的间隙内，凭与两者接触的松紧程度来判断铣刀的正确位置。铣床夹具对刀装置

常见结构如图所示：图a）为用于铣削平面的对刀装置；图b）为用于铣削直角平面的对刀装置；图c）、d）为用于铣削成形面的对刀装置。

对刀装置对刀块塞尺对刀块对刀块塞尺塞尺a)用于铣削平面b)用于铣削直角平面c)用于铣削成形面d)用于铣削成形面s-与间隙值相等的塞尺厚度3）铣床夹具对刀装置结构

特点及应用:▲夹具安装在单轴或双轴圆盘铣床回转工作台上；▲夹具随回转台旋转作连续圆周进给运动；▲工作台上一般有多个工位，每个工位都安装有一套夹具，可同时进行工件的安装、铣削、拆卸，生产效率很高。

适用于大批量生产中的中小型零件的加工。二、圆周连续进给铣床夹具

特点及应用:安装在卧式或立式铣床上，铣刀随靠模轨迹作轴向和径向直线运动，加工出直纹曲面或空间曲面的工件。适用于中小批量的生产规模。三、机械仿形进给铣床夹具一般采用角铁式车床夹具或回转分度式车床夹具。特点及应用：可在车床上加工箱体、支座、杠杆、2.2.3专用车床夹具削边销圆柱销支撑板压板工件平衡块夹具体校正套接头等难以装夹在通用卡盘上的零件进行圆柱面及端面加工，比镗削加工效率高。适用于成批生产。

角铁式车床夹具

数控机床、加工中心等新加工技术的应用，对机床夹具提出了新的要求。专用机床夹具向着标准化、精密化、高效化、柔性化的方向发展。改变专用夹具的不可拆结构为可拆结构，发展可调夹具结构，将是当前夹具发展的主要方向。2.3专用机床夹具设计要求和步骤2.3.1专用机床夹具设计要求1．保证工件的加工精度包括正确确定定位、夹紧方案、刀具的对刀、导向方式和合理制定专用机床夹具的技术要求等。

2．能够提高生产效率采用机动夹紧装置；尽可能使夹具结构简单；在条件允许时，考虑采用可调夹具、成组夹具和组合夹具等。

3．尽量选用标准化夹具零部件采用标准夹具元件、标准夹紧机构，减少非标准零件；提高夹具设计质量、降低夹具的制造周期及制造成本。设计专用机床夹具须满足下列基本要求:4．使用性能好夹具应具有足够的刚度、强度和良好的稳定性。

5．保证使用方便和安全操纵夹紧手柄或扳手在操作范围内应有足够的活动空间，操作顺手；防止夹紧机构的活动件与机床、刀具相碰撞；考虑清除切屑的方便性、安全性。

6．具有良好的工艺性便于制造、装配、检测、调整和维修。一、收集和研究有关资料零件图样、夹具设计任务书等；了解零件功能、结构特点、材料、工序加工要求、生产类型，以及本工序使用的机床、刀具等。二、确定夹具结构方案

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