第一章 机床夹具概论

知识点技能点正确认识机床夹具机床夹具的功能和作用机床夹具的分类机床夹具的组成第一章

机床夹具概论第一节机床功用夹具及其机械制造总的原则是高质量、高生产率和低成本，而机床夹具是确保质量和效率的重要因素。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类齐全的工艺装备。目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85％左右，在生产中大量应用机床夹具是生产的必然。而现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换

代，所以正确认识机床夹具对现代制造业的作用和现代机床夹具的发展方向是十分重要的。一、机床夹具为保证工件某工序的加工要求，必须在加工前，使工件在机床上相对刀具的切削或成形运动处于准确的相对位置。

这项工作便是对工件的装夹（安装）。在成批加工工件时一般都通过夹具来进行。机床夹具是机械加工工艺系统的一个重要组成部分。这里涉及了三层关系：工件相对夹具，夹具相对于机床，工件相对于机床。一、机床夹具

夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。利用夹具，可以提高劳动生产率，提高加工精度，减少废品；可以扩大机床的工艺范围，改善操作的劳动条件。因此，夹具是机械制造中的一项重要的工艺装备。

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，以接受加工或检测的工艺装备称为机床夹具，简称夹具。其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。一、机床夹具在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等，故机床夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的地位。一、机床夹具二、机床夹具的主要功能1、机床夹具的主要功能装夹工件，使工件在夹具中定位和夹紧。1)定位——使工件相对于刀具及机床占有正确的加工位置，保证其被加工表面达到工序所规定的各项技术要求。2)夹紧——工件定位后，经夹紧装置施力于工件，将其固定夹牢，使其在加工过程中保持正确位置不变。3）安装(装夹)——工件从定位到夹紧的整个过程。2、工件的安装方式1）直接找正装夹

效率低，找正精度较高；适用单件小批量中形状简单的工件。3）夹具装夹2）划线找正装夹通用性好，但效率低，精度不高；适用于单件小批量中形状复杂的铸件。

操作简单，效率高，容易保证加工精度，适用于各种生产类型。

工件在机床上的装夹方式，取决于生产批量、工件大小及复杂程度、加工精度要求及定位的特点等。直接找正安装法：是用划针、百分表或目测直接在机床上找正工件位置后再进行夹紧的装夹方法。直接找正装夹常采用机用虎钳、三爪卡盘、四爪卡盘、花盘等工艺装置。如图所示，为用百分表直接找正装夹工件。2、工件的安装方法2、工件的安装方式划线找正安装法：一般是先按零件图样要求在工件表面划线，划出加工表面的尺寸和位置，在机床上装夹时用划针或百分表找正后再夹紧。如图所示。2、工件的安装方式2、工件的安装方式专用夹具安装法：

靠专用夹具保证工件相对于刀具及机床所需的位置，并使其夹紧。2、工件的安装方式3、机床夹具的特殊功能主要是对刀和导向。1)对刀——调整刀具切削刃相对工件或夹具的正确位置。2)导向——如钻床夹具中的钻模板和钻套，能迅速地确定钻头位置，并引导其切削。三、机床夹具在机械加工中的作用（1）稳定保证加工精度

零件加工精度包括尺寸精度、几何形状和表面相互位置精度。夹具的最大功用是保证加工表面的位置精度。用夹具装夹工件时，工件相对于刀具及机床的位置精度由夹具保证，不受工人技术水平的影响，使一批工件的加工精度趋于一致。（2）提高生产率，降低生产成本使用夹具装夹工件方便、快速，工件不需要划线找正，可显著地减少辅助工时；工件在夹具中装夹后提高了工件的刚性，可加大切削用量；可使用多件、多工位装夹工件的夹具，并可采用高效夹紧机构，进一步提高劳动生产率。

三、机床夹具在机械加工中的作用（3）扩大机床的加工范围根据加工机床的成形运动，附以不同类型的夹具，即可扩大机床原有的工艺范围。例如在车床的溜板上或摇臂钻床工作台上装上镗模，就可以进行箱体零件的镗孔加工；在车床上加镗夹具，可完成镗孔加工。

（4）降低对工人的技术要求，减轻工人劳动强度

由于夹具上设置有专门的定位元件以及气动、液压、电磁等夹紧机构，一方面降低了对工人的技术要求、减轻了工人的劳动强度；另一方面也保证了夹紧工件的可靠性，并能实现与机床的互锁，避免发生事故，保证了操作者和机床设备的安全。

1）液压铣键槽夹具四、夹具应用实例2）铣键槽夹具四、夹具应用实例3）钻孔工件孔位示意图钻床夹具用夹具装夹工件的特点

1、工件在夹具中的正确定位，是通过工件上的定位基准面与夹具上的定位元件相接触而实现的；

2、夹具预先在机床上已调整好位置，工件通过夹具对于机床也就占有了正确的位置；

3、通过夹具上的对刀装置，保证了工件加工表面相对于刀具的正确位置。

虽然机床夹具的种类繁多，结构也各不相同，但它们的工作原理基本上是相同的。为了便于研究和说明问题，我们概括出一般夹具所普遍共有的结构组成部分如下。第二节机床夹具的组成机床夹具的组成定位元件夹紧装置或元件对刀、引导元件其它装置或元件夹具体连接元件第二节机床夹具的组成图为用于钻轴套工件上φ6H7孔的钻床夹具，工件以内孔及端面为定位基准，在夹具的定位销6及其端面上定位，即确定了工件在夹具中的正确位置。拧紧螺母5，通过开口垫圈4可将工件夹紧，然后由装在钻模板3上的快换钻套1导引钻头进行钻孔。第二节机床夹具的组成(1)定位元件：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。如图中的定位销6。第二节机床夹具的组成(2)夹紧装置或元件

用于夹紧工件，在切削时使工件在夹具中保持既定位置。如图中的螺母5和开口垫圈4。

(3)对刀、引导元件或装置

这些元件的作用是保证工件与刀具之间的正确位置。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。用于确定刀具位置并导引刀具进行加工的元件，称为导引元件。如图中的快换钻套1。第二节机床夹具的组成(4)连接元件

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。

(5)夹具体

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。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。如图中的夹具体7。

第二节机床夹具的组成

(6)其它元件及装置

根据加工需要，有些夹具还设有其他装置和机构，如分度装置、靠模装置、上下料装置、顶出器和平衡块等。这些元件或装置也需要专门设计。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，它们是保证工件加工精度的关键，目的是使工件定准、夹牢。

第二节机床夹具的组成夹具的组成及夹具与机床刀具相互关系连接元件导向或对刀元件夹紧机构

定位元件其它装置

工件

夹具体机床

刀具

辅助工具

夹具工件在夹具中的定位夹紧定位使工件相对于机床及刀具处于正确的位置在机械加工中，要求加工出来的表面，对加工工件的其它表面保持规定的位置尺寸。因为加工表面是由切削刀具和机床的综合运动所造成，所以在加工时，必须使加工件上的规定表面（线、点）对刀具和机床保持正确的位置才能加工出合格的产品工件：在加工中保持这一正确位置不变第三节机床夹具的分类及设计要求第三节机床夹具的分类及设计要求通用夹具可调夹具专用夹具组合夹具自动化生产夹具按通用特性分类一、机床夹具的分类

1）通用夹具：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，如三爪自定心卡盘、机床用平口虎钳、万能分度头、磁力工作台等

。第三节机床夹具的分类及设计要求其特点是适应性强、不需调整稍加调整即可装夹一定形状和尺寸范围内的各种工件。其缺点是夹具的加工精度不高，生产率较低，且难以装夹形状复杂的工件。适用于单件小批生产。第三节机床夹具的分类及设计要求液压三爪卡盘：用于回转工件的自动装卡四爪单动卡盘：用于非回转体或偏心件的装卡平口钳分固定侧与活动侧，固定侧与底面作为定位面，活动侧用于夹紧第三节机床夹具的分类及设计要求正弦平口钳，通过钳身上的孔及滑槽来改变角度，可用于斜面零件的装夹第三节机床夹具的分类及设计要求第三节机床夹具的分类平口钳可选附件第三节机床夹具的分类及设计要求第三节机床夹具的分类及设计要求2）专用夹具专用夹具是指专为某一工件的某道工序而专门设计的夹具。其特点是结构紧凑，操作迅速、方便、省力，可以保证较高的加工精度和生产效率，但设计制造周期较长、制造费用也较高。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。

第三节机床夹具的分类及设计要求3）可调夹具：可调夹具分为通用可调夹具和成组夹具(也称专用可调夹具)两类。它们的共同特点是：只要更换或调整个别定位、夹紧或导向元件，即可用于多种零件的加工，从而使多种零件的单件小批生产变为一组零件在同一夹具上的“成批生产”。产品更新换代后，只要属于同一类型的零件，就可在此夹具上加工。由于可调夹具具有较强的适应性和良好的继承性，所以使用可调夹具可大大减少夹具数量，节省设计与制造夹具的费用，减少金属消耗，降低生产成本，缩短生产周期，是实现机床夹具标准化、系列化、通用化的有效途径。

第三节机床夹具的分类及设计要求第三节机床夹具的分类及设计要求第三节机床夹具的分类及设计要求4）组合夹具组合夹具是一种模块化的夹具，指按某种工序的加工要求，将一套专门设计、制造的标准元件组装而构成的夹具。其灵活多变、功能强、制造周期短、元件可重复使用。因此，特别适用于新产品的试制和单件小批生产，在数控加工中应用较多，是夹具发展的方向。第三节机床夹具的分类组合夹具的优缺点：

优点：使用组合夹具可节省夹具的材料费、设计费、制造费，方便库存保管；