第7章机床夹具基础知识.ppt

项目七项目七项目七项目七 机床夹具基础知识机床夹具基础知识机床夹具基础知识机床夹具基础知识 项目学习要点项目学习要点夹具的功用、组成和分类夹具的功用、组成和分类工件在夹具中的定位工件在夹具中的定位 工件在夹具中的夹紧工件在夹具中的夹紧 工件在夹具中的加工误差及加工误差估算工件在夹具中的加工误差及加工误差估算 综合实训综合实训项目小结项目小结 机床夹具是机械加工工艺系统的一个重要组成机床夹具是机械加工工艺系统的一个重要组成部分机械加工中，在机床上确定工件相对于刀具部分机械加工中，在机床上确定工件相对于刀具正确加工位置的过程称为定位；为防止在加工时工正确加工位置的过程称为定位；为防止在加工时工件因受外力作用（如切削力、惯性力、离心力和重件因受外力作用（如切削力、惯性力、离心力和重力等）而破坏定位，在已定好的位置上，将工件可力等）而破坏定位，在已定好的位置上，将工件可靠夹住的过程称为夹紧靠夹住的过程称为夹紧 定位和夹紧两个过程合称为装夹，实现工件装定位和夹紧两个过程合称为装夹，实现工件装夹的工艺设备称为机床夹具，如车床上的三爪自定夹的工艺设备称为机床夹具，如车床上的三爪自定心卡盘和铣床上的台虎钳等。

心卡盘和铣床上的台虎钳等 任务一任务一 夹具的功用、组成和分类夹具的功用、组成和分类 一、夹具的功用一、夹具的功用 工件的装夹方法有两种：工件的装夹方法有两种： 直接装夹在机床上；直接装夹在机床上； 用夹具装夹在机床上用夹具装夹在机床上 工件直接装夹在机床上时，一般要先按图样要工件直接装夹在机床上时，一般要先按图样要求在工件表面划线，装夹时用划针或百分表找正后求在工件表面划线，装夹时用划针或百分表找正后夹紧这种方法生产率低，且对工人的技术水平要夹紧这种方法生产率低，且对工人的技术水平要求较高，一般用于单件和小批生产成批及大量生求较高，一般用于单件和小批生产成批及大量生产时一般采用夹具装夹工件产时一般采用夹具装夹工件夹具的功用主要体现在：夹具的功用主要体现在： 1保证加工精度保证加工精度 采用夹具装夹时，工件相对于机床和刀具的位置采用夹具装夹时，工件相对于机床和刀具的位置由夹具来保证，能保证工件的加工精度由夹具来保证，能保证工件的加工精度 2提高生产率提高生产率 采用夹具装夹时，工件不需划线找正，定位和夹采用夹具装夹时，工件不需划线找正，定位和夹紧方便、迅速，显著减少辅助时间，提高生产率。

紧方便、迅速，显著减少辅助时间，提高生产率 3扩大机床的工艺范围扩大机床的工艺范围 使用专用夹具可以改变机床的用途、扩大机床的使用专用夹具可以改变机床的用途、扩大机床的使用范围，实现一机多能使用范围，实现一机多能 4减轻劳动强度减轻劳动强度 使用专用夹具，可以减轻工人的劳动强度，改善使用专用夹具，可以减轻工人的劳动强度，改善劳动条件，保证安全劳动条件，保证安全二、夹具的组成二、夹具的组成 机床夹具的种类虽然繁多，但它们都是由定机床夹具的种类虽然繁多，但它们都是由定位元件、夹紧装置、夹具体和其他装置及元件组位元件、夹紧装置、夹具体和其他装置及元件组成的 例如，钻削左图所示后盖零件上例如，钻削左图所示后盖零件上10mm孔时，孔时，应选用的后盖钻夹具如右图所示应选用的后盖钻夹具如右图所示 1定位元件定位元件 定位元件用来确定工件在夹具中的正确位置定位元件用来确定工件在夹具中的正确位置例如，后盖钻夹具上的圆柱销、菱形销和支承板例如，后盖钻夹具上的圆柱销、菱形销和支承板都是定位元件，通过它们使工件在夹具中占据正都是定位元件，通过它们使工件在夹具中占据正确的位置确的位置 2夹紧装置夹紧装置 夹紧装置用来固定工件定位后的位置，保证在加夹紧装置用来固定工件定位后的位置，保证在加工过程中，工件不会因外力作用而离开正确位置。

例工过程中，工件不会因外力作用而离开正确位置例如，后盖钻夹具上的螺杆（与圆柱销合成一个零件）、如，后盖钻夹具上的螺杆（与圆柱销合成一个零件）、螺母和开口垫圈组成了夹紧装置螺母和开口垫圈组成了夹紧装置3夹具体夹具体 夹具体是机床夹具的基础件，用于支承和连接夹具体是机床夹具的基础件，用于支承和连接夹具的各种元件和装置，使之成为一个整体，如后夹具的各种元件和装置，使之成为一个整体，如后盖钻夹具上的夹具体盖钻夹具上的夹具体 夹具体主要有铸造夹具体、型材夹具体、焊接夹具体主要有铸造夹具体、型材夹具体、焊接夹具体和锻造夹具体四种，其中，生产中应用较多夹具体和锻造夹具体四种，其中，生产中应用较多的是铸造夹具体和型材夹具体的是铸造夹具体和型材夹具体 4其他装置或元件其他装置或元件 除上述基本组成部分外，有些夹具根据需要还设除上述基本组成部分外，有些夹具根据需要还设置了一些其他装置或元件，如分度装置、对刀或引导置了一些其他装置或元件，如分度装置、对刀或引导装置和安全保护装置等例如，后盖钻夹具上的钻套装置和安全保护装置等例如，后盖钻夹具上的钻套和钻模板就是为了引导钻头而设置的引导装置和钻模板就是为了引导钻头而设置的引导装置。

三、夹具的分类三、夹具的分类 1按使用特点分按使用特点分 按使用特点，夹具可分为通用夹具、专用夹按使用特点，夹具可分为通用夹具、专用夹具、成组夹具、组合夹具和拼装夹具等具、成组夹具、组合夹具和拼装夹具等 通用夹具：通用夹具：是指已标准化、可用于加工一定范围是指已标准化、可用于加工一定范围内不同工件的夹具，如三爪自定心卡盘、分度头和平内不同工件的夹具，如三爪自定心卡盘、分度头和平口钳等这类夹具通常作为机床附件由专门工厂生产，口钳等这类夹具通常作为机床附件由专门工厂生产，其特点是使用范围广，但操作费时，生产率低，因此其特点是使用范围广，但操作费时，生产率低，因此适用于单件、小批量生产适用于单件、小批量生产 专用夹具：专用夹具：是指为某一工件的某一工序专门设计是指为某一工件的某一工序专门设计的夹具这类夹具结构紧凑，操作简便，生产率高，的夹具这类夹具结构紧凑，操作简便，生产率高，但设计周期长，且产品更换后就无法再次使用，因此但设计周期长，且产品更换后就无法再次使用，因此适用于大批量生产适用于大批量生产 成组夹具：成组夹具：是指根据成组工艺的要求，针是指根据成组工艺的要求，针对一组形状、尺寸及工艺相似的工件所设计的夹对一组形状、尺寸及工艺相似的工件所设计的夹具。

这类夹具主要用于多品种、成批生产中，尤具这类夹具主要用于多品种、成批生产中，尤其适用于成组生产其适用于成组生产 组合夹具：组合夹具：是指由预先制造好的通用标准部件是指由预先制造好的通用标准部件经组装而成的夹具夹具用完即可拆卸，留待组装经组装而成的夹具夹具用完即可拆卸，留待组装新的夹具，因此适用于新产品试制、单件、小批量新的夹具，因此适用于新产品试制、单件、小批量或大批量生产或大批量生产 拼装夹具：拼装夹具：是指在成组工艺基础上，用标准化、是指在成组工艺基础上，用标准化、系列化的夹具零部件拼装而成的夹具它有组合夹具系列化的夹具零部件拼装而成的夹具它有组合夹具的优点，比组合夹具有更好的精度和刚性、更小的体的优点，比组合夹具有更好的精度和刚性、更小的体积和更高的效率，主要用作数控机床夹具积和更高的效率，主要用作数控机床夹具 2按适用的机床分按适用的机床分 按适用的机床，夹具可分为车床夹具、铣床夹按适用的机床，夹具可分为车床夹具、铣床夹具、磨床夹具、镗床夹具和齿轮加工机床夹具等具、磨床夹具、镗床夹具和齿轮加工机床夹具等 3按夹紧动力源分按夹紧动力源分 按夹紧动力源，夹具可分为手动夹具、液压夹具、按夹紧动力源，夹具可分为手动夹具、液压夹具、气动夹具、电动夹具和磁力夹具等。

气动夹具、电动夹具和磁力夹具等 任务二任务二 工件在夹具中的定位工件在夹具中的定位一、定位原理一、定位原理 1六点定位原理六点定位原理 一个自由的物体对三个互相垂直的坐标系来说有一个自由的物体对三个互相垂直的坐标系来说有六种活动的可能性，它可朝三个方向移动，也可绕六种活动的可能性，它可朝三个方向移动，也可绕三个方向转动习惯上把这六种活三个方向转动习惯上把这六种活动的可能性称为自由度如右图所动的可能性称为自由度如右图所示，一个在空间处于自由状态的物示，一个在空间处于自由状态的物体共有六个自由度，即沿体共有六个自由度，即沿X、Y、Z三三个坐标轴移动的自由度个坐标轴移动的自由度 、 、 ，以，以及绕及绕 X、Y、Z三个坐标轴转动的自三个坐标轴转动的自由度由度 、 、 要确定工件在夹具中的位置，就必须限制要确定工件在夹具中的位置，就必须限制其六个自由度通常，一个支承点限制工件的其六个自由度通常，一个支承点限制工件的一个自由度，因此，如果用空间合理布置的六一个自由度，因此，如果用空间合理布置的六个支承点限制工件的六个自由度，则工件在夹个支承点限制工件的六个自由度，则工件在夹具中的位置将会完全确定，这一原理称为六点具中的位置将会完全确定，这一原理称为六点定位原理。

定位原理 如右图所示，在底面如右图所示，在底面XOY内的三个支承点限制了内的三个支承点限制了 、 和和 三个自由度；在侧面三个自由度；在侧面YOZ内的内的两个支承点限制了两个支承点限制了 和和 两个自两个自由度；在端面由度；在端面XOZ内的一个支内的一个支承点限制了承点限制了 一个自由度一个自由度 （1）定位支承点是由定位元件抽象而来的在）定位支承点是由定位元件抽象而来的在夹具中，定位支承点是通过定位元件来体现的夹具中，定位支承点是通过定位元件来体现的 （2）定位支承点与工件定位基面必须始终保持）定位支承点与工件定位基面必须始终保持紧密贴合，不得脱离紧密贴合，不得脱离 （3）定位和夹紧是两个不同的概念分析定位）定位和夹紧是两个不同的概念分析定位支承点的定位作用时，除了工件自身的重力外，不支承点的定位作用时，除了工件自身的重力外，不考虑其他外力作用；而夹紧则是指使工件在外力作考虑其他外力作用；而夹紧则是指使工件在外力作用下仍能保持正确位置用下仍能保持正确位置 （4）支承点的位置必须合理分布，否则不能有）支承点的位置必须合理分布，否则不能有效地限制六个自由度效地限制六个自由度 在应用六点定位原理对工件进行定位时，在应用六点定位原理对工件进行定位时，应注意以下几点：应注意以下几点：2工件定位情况分析工件定位情况分析 根据工件的加工要求，工件在夹具中的定位根据工件的加工要求，工件在夹具中的定位情况主要有完全定位、不完全定位、欠定位和过情况主要有完全定位、不完全定位、欠定位和过定位四种。

定位四种 （1）完全定位）完全定位 完全定位是指工件的六个完全定位是指工件的六个自由度都被限制的定位如右图自由度都被限制的定位如右图所示，在工件上铣削键槽时，其所示，在工件上铣削键槽时，其三个坐标轴的移动和转动方向上三个坐标轴的移动和转动方向上均有尺寸及相互位置的要求，因均有尺寸及相互位置的要求，因此，必须采用完全定位，限制其此，必须采用完全定位，限制其全部的六个自由度全部的六个自由度 （2）不完全定位）不完全定位 不完全定位是指工件被限制的自由度数少于六不完全定位是指工件被限制的自由度数少于六个，但仍能保证加工要求的定位个，但仍能保证加工要求的定位 如左图所示，在工件上铣台阶面时，工件沿如左图所示，在工件上铣台阶面时，工件沿Y轴的移动自由度轴的移动自由度 对工件的加工要求无影响，可以对工件的加工要求无影响，可以不限制，所以，此处可以采用不完全定位，只限制不限制，所以，此处可以采用不完全定位，只限制五个自由度五个自由度 如右图所示，加工上表面时，工件只有厚度和如右图所示，加工上表面时，工件只有厚度和平行度的要求，所以，只需限制平行度的要求，所以，只需限制 、 和和 三个自由三个自由度即可。

度即可 （3）欠定位）欠定位 欠定位是指根据工件的加工要求，应该限制欠定位是指根据工件的加工要求，应该限制的自由度没有被完全限制的定位。