第五章机床夹具设计

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1、 一、概一、概 述述机床夹具机床夹具在机床上用于装夹工件或在机床上用于装夹工件或引导刀具的装置。引导刀具的装置。1. 1. 夹具的组成夹具的组成（1 1）定位元件及定位装置）定位元件及定位装置（2 2）夹紧装置）夹紧装置（3 3）对刀与导引元件）对刀与导引元件（钻套、对（钻套、对刀块）刀块）（4 4）夹具体）夹具体 （5 5）其他元件及装置，有些）其他元件及装置，有些夹具根据工具的加工要求，要夹具根据工具的加工要求，要有分度机构、铣床夹具还要有有分度机构、铣床夹具还要有定位键。定位键。2.2.机床夹具的分类机床夹具的分类按专门化程度分：按专门化程度分：（1 1）通用夹具）通用夹具（2 2）专用

2、夹具）专用夹具（3 3）成组夹具）成组夹具（4 4）组合夹具）组合夹具 （5 5）随行夹具）随行夹具按使用机床分：按使用机床分：车床夹具、铣床夹具、车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具钻床夹具、镗床夹具按动力源分：按动力源分：手动夹具、气动夹具、液压夹具、手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具等电动夹具、磁力夹具、真空夹具等3.3.机床夹具的功用机床夹具的功用（1）保证加工精度）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。夹具的最大功用是保证加工表面的位置精度。位

3、置精度。（2）提高生产率，降低生产成本）提高生产率，降低生产成本 快速将工件定位夹紧，免除了找正、对刀等，缩短快速将工件定位夹紧，免除了找正、对刀等，缩短 辅助时间，提高了成品率，降低了成本。辅助时间，提高了成品率，降低了成本。（3）扩大机床的加工范围）扩大机床的加工范围 如在车床上加镗夹具，可完成镗孔加工。如在车床上加镗夹具，可完成镗孔加工。 （4）减轻工人劳动强度）减轻工人劳动强度 二、工件在夹具中的定位二、工件在夹具中的定位工件定位目的：工件定位目的：使同批工件在机床或夹具上有正确位置使同批工件在机床或夹具上有正确位置工件的定位方法工件的定位方法 (1)(1)直接找正定位直接找正定位 效

4、率低，适于单件小批生产和定位精度要求较高的情况效率低，适于单件小批生产和定位精度要求较高的情况 (2)(2)划线找正定位划线找正定位 适于单件小批生产或毛坯精度较低、大型工件粗加工适于单件小批生产或毛坯精度较低、大型工件粗加工 (3)(3)夹具中定位夹具中定位 效率高，易保证质量，广泛用于批量生产效率高，易保证质量，广泛用于批量生产第二节第二节 工件的定位工件的定位 一、六点定位原理一、六点定位原理 未定位工件在空间有六个自由度，未定位工件在空间有六个自由度， 定位就是限制其自由度。定位就是限制其自由度。合理布置六个定位支承点，使工合理布置六个定位支承点，使工件上的定位基面与其接触，一个件上的

5、定位基面与其接触，一个支承点限制工件一个自由度，使支承点限制工件一个自由度，使工件六个自由度被完全限制，在工件六个自由度被完全限制，在空间得到唯一确定的位置，此即空间得到唯一确定的位置，此即六点定位原理六点定位原理。 zyx、zyx、 实际中一个定位元件可体现一个或多个支承点，实际中一个定位元件可体现一个或多个支承点， 视具体工作方式及其与工件接触范围大小而定视具体工作方式及其与工件接触范围大小而定定位与夹紧的区别：定位与夹紧的区别： 定位是使工件占有一个正定位是使工件占有一个正确的位置，夹紧是使工件保持这个正确位置。确的位置，夹紧是使工件保持这个正确位置。(1)(1)完全定位完全定位与与不完

6、全定位不完全定位工件的六个自由度被完全限制的定位称工件的六个自由度被完全限制的定位称完全定位，完全定位，允许少于六点的定位称为允许少于六点的定位称为不完全定位不完全定位。都是合理的定位方式。都是合理的定位方式。2、工件在夹具中定位的几种情况、工件在夹具中定位的几种情况 考虑定位方案时，先分析必须消除哪些自由度，考虑定位方案时，先分析必须消除哪些自由度，再以相应定位点去限制。再以相应定位点去限制。(2)(2)欠定位欠定位与与过定位过定位工件应限制的自由度未被限制的定位，为工件应限制的自由度未被限制的定位，为欠定位，欠定位，在实际生产中是绝对不允许的。在实际生产中是绝对不允许的。工件一个自由度被两

7、个或以上支承点重复限制的工件一个自由度被两个或以上支承点重复限制的定位称为定位称为过定位过定位或或重复定位。重复定位。一般来说也是不合一般来说也是不合理的。理的。长圆柱销长圆柱销1限制限制 ？ 个自由度，支承板个自由度，支承板2限制？限制？ 个自由个自由度。其中，？度。其中，？ 被两个定位元件重复限制，产生过定位。被两个定位元件重复限制，产生过定位。 若工件孔与端面垂直度误差较大，且孔与销间隙又很小，则定位情况如图4-7b所示，定位后工件歪斜，端面只有一点接触。若长圆柱销刚度好，压紧后连杆将变形；若刚度不足，压紧后长圆柱销将歪斜，工件也可能变形（图4-7b，二者都会引起加工大孔的位置误差，使连

8、杆两孔的轴线不平行。 若工件孔与端面垂直度误差较大，且孔与销间隙又很小，则若工件孔与端面垂直度误差较大，且孔与销间隙又很小，则定位情况如图所示，定位后工件歪斜，端面只有一点接触。定位情况如图所示，定位后工件歪斜，端面只有一点接触。若长圆柱销刚度好，压紧后连杆将变形，图若长圆柱销刚度好，压紧后连杆将变形，图b所示所示 ；若刚度不足，压紧后长圆柱销将歪斜，工件也可能变形，二若刚度不足，压紧后长圆柱销将歪斜，工件也可能变形，二者都会引起加工大孔的位置误差，使连杆两孔的轴线不平行。者都会引起加工大孔的位置误差，使连杆两孔的轴线不平行。 消除过定位及其干涉的途径：消除过定位及其干涉的途径： 1. 1.

9、改变定位元件结构，消除对自由度的重复改变定位元件结构，消除对自由度的重复 限制，如长销改成短销；限制，如长销改成短销；2. 2. 提高工件定位基面之间的位置精度，提高提高工件定位基面之间的位置精度，提高 夹具定位元件之间的位置精度，减少或消夹具定位元件之间的位置精度，减少或消 除过定位引起的干涉，精加工时可增加刚除过定位引起的干涉，精加工时可增加刚 度和定位稳定性。度和定位稳定性。 3. 常见定位方法与定位元件常见定位方法与定位元件 (1) (1) 工件以平面定位工件以平面定位1) 1) 固定支承（支承钉、固定支承（支承钉、支承板支承板）限制一个自由）限制一个自由度度3. 常见定位方法与定位元

10、件常见定位方法与定位元件 (1) (1) 工件以平面定位工件以平面定位1) 1) 固定支承（支承钉、支承板、定位分析）固定支承（支承钉、支承板、定位分析）限制两个自由度限制两个自由度2) 2) 可调支承可调支承 多用于毛面定位，每批调整一次多用于毛面定位，每批调整一次，以补偿各批以补偿各批 毛坯误差毛坯误差3) 3) 自位支承自位支承支承本身可随工件定位基准面的变化而自动适应，支承本身可随工件定位基准面的变化而自动适应，一般只限制一般只限制一个自由度，一个自由度，即一点定位。即一点定位。4) 4) 辅助支承辅助支承 在工件定位后才参与支承的元件，不限制自由度，在工件定位后才参与支承的元件，不限

11、制自由度， 主要用于提高工件的刚度和定位稳定性。主要用于提高工件的刚度和定位稳定性。(2) (2) 工件以圆孔定位工件以圆孔定位 工件以圆孔定位属于定心定位，包括定位销、圆柱工件以圆孔定位属于定心定位，包括定位销、圆柱心轴、圆锥销、圆锥心轴等。心轴、圆锥销、圆锥心轴等。1 1）定位销）定位销 短限制两个自由度，长限制四个自由度短限制两个自由度，长限制四个自由度 分固定式和可换式，圆柱销和菱形销分固定式和可换式，圆柱销和菱形销2 2）圆锥销）圆锥销 常用于工件孔端的定位，可限制三个自由度常用于工件孔端的定位，可限制三个自由度 3 3）定位心轴）定位心轴 主要用于盘套主要用于盘套 类零件的定位类零