第3章-机床夹具

第三章机床夹具第一节概述、机床夹具的定义及组成1.定位元件2.夹紧装置3.导向元件和对刀装置4.连接元件5.夹具体6.其它元件及装置图3-1铣床夹具二、夹具的作用1.保证加工质量2.提高劳动生产率3.减轻劳动强度4.能扩大机床的使用范围三、机床夹具的分类

1.按专业化程度分类（1）通用夹具（2）专用夹具（3）成组夹具（4）组合夹具（5）自动线夹具2.按夹具使用的机床分类3.按动力源分类第二节工件定位的基本原理一、六点定位规则图3-3刚体在空间的六个自由度图3-4平行六面体定位时支承点的分布示例（a）（b）（c）图3-6夹紧和定位的关系图图3-5导向轴承与转角误差的关系二、限制工件自由度与加工要求的关系1.完全定位

图3-7圆柱体零件的完全定位图3-8圆头形工件的六点定位2.不完全定位和欠定位图3-9工件的部分定位三、必须正确处理过定位图3-10连杆定位简图图3-11床头箱定位简图图3-12变速箱壳体定位简图图3-13改善过定位的措施四、定位副的选择和要求定位基准的选择（1）尽量使工件的定位基准与工序基准（标定加工面位置的点、线、面）重合，以避免产生基准不重合误差。（2）尽量用已加工面作为定位基准，以保证有足够的定位精度。（3）应使工件安装稳定，使在加工过程中因切削或夹紧力引起的变形最小。（4）尽可能使工件加工的各工序采用同样的定位基准，即遵守基准统一原则，以减少设计和制造夹具的时间和费用。（5）应使工件定位方便，夹紧可靠，便于操作，夹具结构简单。2.对定位元件的基本要求

（1）足够的精度（2）足够的强度和刚度（3）耐磨性好（4）工艺性好（5）便于清除切屑第三节常用的工件定位方法及其定位元件一、工件以平面定位1.主要支承1）固定支承图3-14支承板和支承钉2）可调支承

3）自位支承（浮动支承）

图3-16调节支承的应用图3-17自位支承的应用图3-18自位支承2.辅助支承图3-19辅助支承的应用常见的辅助支承有以下几种类型：（１）螺旋式辅助支承（２）自位式辅助支承（３）推引式辅助支承图3-20辅助支承二、工件以内孔定位图3-21常用定位销的结构1.圆柱销（定位销）

2.圆柱心轴

3.圆锥心轴（小锥度心轴）三、工件以外圆柱面定位Ｖ形块

图3-24V形块的结构形式图3-25活动V形块的应用图3-26V形块结构尺寸Ｖ形块的主要尺寸有：－Ｖ形块的两限位基面间的夹角；D—Ｖ形块的检验心轴直径，即工件定位基准直径；H—Ｖ形块的高度；T—V形块的标准定位高度，即检验心轴中心高；N—Ｖ形块的开口尺寸。2.半圆套

3.定位套

第四节定位误差的分析与计算一、定位误差产生的原因1.定位误差的定义由定位引起的同一批工件的工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量，称为定位误差，以△D表示。2.定位误差产生的原因（1）基准不重合误差

（2）基准位移误差

图3-31铣键槽夹具简图图3-32基准位移误差1）用圆柱定位销、圆柱心轴中心定位

图3-33Xmax对基准位移误差的影响

式中Xmax－定位最大配合间隙（mm）；—工件定位基准孔的直径公差（mm）；—圆柱定位销或圆柱心轴的直径公差（mm）；

Xmin—定位所需最小间隙，由设计时确定（mm）。2）用定位套定位

3）平面支承定位４）用Ｖ形块定心定位图3-34V形块定心定位的基准位移误差二、定位误差的计算方法1）当定位基准与工序基准重合，即△B＝0、△Y≠0时，产生定位误差的原因是基准位移误差，故只要计算出即可，即△D＝△Y。2）当定位基准与工序基准不重合，即△B≠0，且△Y＝0时，产生定位误差的原因是基准不重合误差，故只要计算出即可，即△D＝△B。3）当定位基准与工序基准不重合，即△B≠0，且△Y≠0，若造成定位误差的原因是互相独立的因素时，应将两项误差相加或相减，即△D＝△B±△Y。三、定位误差的综合分析与计算实例

四、工件以一面两孔定位1.定位方式2.菱形销设计3.设计示例菱形销设计第五节夹紧装置与夹紧力的确定一、夹紧装置的组成1.动力源装置（简称力源）2.夹紧部分（1）夹紧元件（2）中间递力机构（简称递力机构）（3）接受原始作用力的元件二、夹紧装置的基本要求1.牢2.正3.快4.简三、夹紧力的方向1.夹紧力的方向应尽可能垂直于工件的主要定位基准面。2.夹紧力的方向应尽量与切削力方向一致。图3-43夹紧力朝向主要限位面四、夹紧力的作用点1.夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内。2.夹紧力的作用点应与支承件对应，并尽量作用在工件刚性较好的部位。3.夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面，防止工件产生振动。如无法靠近，可采用辅助支承。图3-44夹紧力作用点的位置不正确图3-45夹紧力作用点与夹紧变形的关系五、夹紧力大小的确定1.建立理论夹紧力ＦＪ理与主要最大切削力ＦＰ的静平衡方程。2.计算实际需要的夹紧力ＦＪ需

ＦＪ需＝ＫＦＪ理。式中K－安全系数。考虑到切削力的变化和工艺系统变形等影响，一般取K=1.5~3（见表3-2），3.校核夹紧机构产生的夹紧力ＦＪ是否满足条件：ＦＪ＞ＦＪ需。第六节基本夹紧机构一、斜楔夹紧机构图3-48手动斜楔夹紧机构图3-49斜楔的受力分析1.斜楔夹紧力的计算

2.斜楔的自锁条件3.斜楔的增力比ip（斜楔的夹紧力与原始作用力之比称为增力比ip）4.斜楔的行程比iS5.斜楔升角选择F1>FRX二、螺旋夹紧机构1.单个螺旋夹紧机构图3-50单个螺旋夹紧图3-51摆动压块2.螺旋压板夹紧机构图3-52螺旋压板机构三、偏心夹紧机构圆偏心轮工作原理图3-54圆偏心夹紧机构2.偏心距e的确定如图3-56所示,若取为工作段,其夹紧行程为:

3.圆偏心轮的自锁条件：≤f四、铰链夹紧机构1.铰链夹紧机构的类型及应用2.Ⅰ型铰链机构的参数及有关计算（