第四章夹具设计

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1、第四章第四章 夹具设计夹具设计Clamping Apparatus Design第一节第一节 概述概述 General Consideration一、夹具的定义一、夹具的定义 在机械生产中，用来安装工件使之固定在正确位置上在机械生产中，用来安装工件使之固定在正确位置上所使用的工艺装备统称为夹具。所使用的工艺装备统称为夹具。 二、夹具的分类二、夹具的分类 在机械加工中，为了迅速、准确地确定工件在机床上在机械加工中，为了迅速、准确地确定工件在机床上的位置，保证工件与机床、刀具的正确相对位置关系，并的位置，保证工件与机床、刀具的正确相对位置关系，并在加工过程中始终保持这个正确位置所使用的工艺装备称在

2、加工过程中始终保持这个正确位置所使用的工艺装备称为夹具。为夹具。机机床床夹夹具具类类型型通用夹具通用夹具：指结构、尺寸已规格化，具有一定通用性的夹具。通用夹具指结构、尺寸已规格化，具有一定通用性的夹具。通用夹具 一般作为某种机床的附件。一般作为某种机床的附件。专用夹具专用夹具：针对某一零件的某道工序加工要求而专门设计和制造的夹具。针对某一零件的某道工序加工要求而专门设计和制造的夹具。 一般是在产品批量生产加工中使用。一般是在产品批量生产加工中使用。 可调夹具可调夹具：是根据待加工的零件结构相似、尺寸不同的特点，而专门设是根据待加工的零件结构相似、尺寸不同的特点，而专门设 计、制造的一种夹具。计

3、、制造的一种夹具。 组合夹具组合夹具：是一种用预先制造好的标准元件及合件组装成的专用夹具。是一种用预先制造好的标准元件及合件组装成的专用夹具。 自动线夹具自动线夹具：用于大批大量生产的自动生产线之中。一般分为两类：用于大批大量生产的自动生产线之中。一般分为两类： 一类为工位固定式夹具，又称随机夹具，它一般与专用机床夹具相似；一类为工位固定式夹具，又称随机夹具，它一般与专用机床夹具相似； 一类为随行夹具，它适用于工件形状复杂而又无良好定位基面或输一类为随行夹具，它适用于工件形状复杂而又无良好定位基面或输 送基面的情况下。送基面的情况下。 三、夹具的功用三、夹具的功用夹夹 具具 的的 功功 用用保

4、证加工保证加工精度稳定精度稳定产品质量产品质量提高生产提高生产效率降低效率降低加工成本加工成本 改善工人改善工人劳动条件劳动条件扩大机床扩大机床工艺范围工艺范围四、夹具的组成四、夹具的组成夹具夹具定位元件定位元件夹紧元件夹紧元件导向导向对刀对刀元件元件连接连接元件元件夹具体夹具体其它装置、元件其它装置、元件（1）定位元件）定位元件确定工件在夹具中的正确位置的元件。确定工件在夹具中的正确位置的元件。如定位销、定位块、支撑板等。如定位销、定位块、支撑板等。（2）夹紧元件）夹紧元件夹紧工件，确保工件在加工过程中不夹紧工件，确保工件在加工过程中不因外力作用而破坏其定位精度的元件。例如螺母、压板。因外力

5、作用而破坏其定位精度的元件。例如螺母、压板。（3）导向、对刀元件）导向、对刀元件引导刀具或确定刀具与被加工引导刀具或确定刀具与被加工工件加工表面间正确位置的元件。例如钻套、对刀块等。工件加工表面间正确位置的元件。例如钻套、对刀块等。（4）连接元件）连接元件确定并固定夹具本身在机床的工作台确定并固定夹具本身在机床的工作台或主轴上的位置的元件。例如铣床上的定位键等。或主轴上的位置的元件。例如铣床上的定位键等。（5）夹具体）夹具体连接或固定夹具上各元件使之成为一个连接或固定夹具上各元件使之成为一个整体的基础元件。整体的基础元件。 （6）其他装置和元件）其他装置和元件如分度装置、上下料装置、靠如分度装

6、置、上下料装置、靠模装置等。模装置等。第二节第二节 夹具的定位原理夹具的定位原理 Positioning Principle of the Fixtures一、工件的定位与夹紧一、工件的定位与夹紧安装安装定位：机械加工时，为使被加工表面获得要求的尺寸和位定位：机械加工时，为使被加工表面获得要求的尺寸和位 置，将工件在机床上或夹具中占有确定位置的过程。置，将工件在机床上或夹具中占有确定位置的过程。夹紧：为使工件在加工过程中各种力的作用下已经确定的夹紧：为使工件在加工过程中各种力的作用下已经确定的 位置不发生变化，需要将其固定，这就是夹紧。位置不发生变化，需要将其固定，这就是夹紧。安装：定位和夹紧

7、称之为安装。安装：定位和夹紧称之为安装。定位是通过定位基准与定位元件的紧密接触来实现定位是通过定位基准与定位元件的紧密接触来实现二、基准及其分类二、基准及其分类基准：用来确定生产对象（工件）上几何要素间相互位置基准：用来确定生产对象（工件）上几何要素间相互位置 关系所依据的那些点、线、面称之为基准。关系所依据的那些点、线、面称之为基准。基基准准类类型型设计设计基准基准工工艺艺基基准准定位基准定位基准测量基准测量基准装配基准装配基准工序基准工序基准设计基准设计基准在设计图样上采用的基准。在设计图样上采用的基准。工艺基准工艺基准在工艺过程中采用的基准。在工艺过程中采用的基准。定位基准定位基准在加工

8、中用作定位的基准。在加工中用作定位的基准。测量基准测量基准测量时所采用的基准。测量时所采用的基准。装配基准装配基准装配时用来确定零件或部件在产品中的相对装配时用来确定零件或部件在产品中的相对 位置所采用的基准。如箱体零件的底面。位置所采用的基准。如箱体零件的底面。工序基准工序基准在工序图上，用来确定本工序所加工表面加在工序图上，用来确定本工序所加工表面加 工后的尺寸、形状、位置所采用的基准。工后的尺寸、形状、位置所采用的基准。三、工件的定位方法三、工件的定位方法1.直接找正法直接找正法2.划线找正法划线找正法3.在夹具上定位在夹具上定位四、六点定位原则四、六点定位原则六点定位原则六点定位原则用

9、六个定位点，分别限制工件的六个自由度，用六个定位点，分别限制工件的六个自由度，从而使工件在空间得到确定位置的方法。从而使工件在空间得到确定位置的方法。定位基面：指与定位点相接触的工件上的表面。定位基面：指与定位点相接触的工件上的表面。 定位定位基面基面第一定位基面：限制三个自由度的定位基面第一定位基面：限制三个自由度的定位基面 第二定位基面：限制两个自由度的定位面第二定位基面：限制两个自由度的定位面 第三定位基面：限制一个自由度的定位面第三定位基面：限制一个自由度的定位面 强调说明强调说明（1）“几点定位几点定位”是指数个定位点的综合作用，而非各是指数个定位点的综合作用，而非各定位点与被限制自

10、由度之间成一一对应关系。定位点与被限制自由度之间成一一对应关系。（2）由于定位是通过定位点与工件的定位基面相接触来）由于定位是通过定位点与工件的定位基面相接触来实现的，所以，二者一旦脱离，定位作用自然就消失了，实现的，所以，二者一旦脱离，定位作用自然就消失了，因此，也就不存在自由度相反方向的定位问题。因此，也就不存在自由度相反方向的定位问题。 （3）限制工件自由度数与加工要求的关系。）限制工件自由度数与加工要求的关系。 五、完全定位与不完全定位五、完全定位与不完全定位完全定位：工件六个自由度都被限制的定位称为完全定位。完全定位：工件六个自由度都被限制的定位称为完全定位。 不完全定位：加工时，工

11、件的六个自由度不需要都被限制不完全定位：加工时，工件的六个自由度不需要都被限制 就可以满足加工精度的定位，称为不完全定位。就可以满足加工精度的定位，称为不完全定位。 定位的稳定性定位的稳定性 第一定位基面的面积应力求大些，与之相接触的三个第一定位基面的面积应力求大些，与之相接触的三个定位点的间距应尽可能远些；导向面上的两个定位点的间定位点的间距应尽可能远些；导向面上的两个定位点的间距越大，其导向的稳定性就越好；第三定位点的作用是止距越大，其导向的稳定性就越好；第三定位点的作用是止推还是限转，取决于它限制的自由度是位移还是转动。而推还是限转，取决于它限制的自由度是位移还是转动。而防转定位点的设置