机床夹具(完整).ppt

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第第3章章机床夹机床夹具具设计设计机制工艺与夹具设计机制工艺与夹具设计机制工艺与夹具设计机制工艺与夹具设计在机械加工过程中，为了保证工在机械加工过程中，为了保证工件的加工精度，使之相对于机床、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、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，检测的工艺装备称为机床夹具，简称夹具。

简称夹具。

第一节概述l机床夹具的主要功能是使工件定位和夹紧。

机床夹具的主要功能是使工件定位和夹紧。

l定定位位使使工工件件相相对对于于刀刀具具及及机机床床占占有有正正确确的的加加工工位位置置，保保证证其其被被加加工工表表面面达达到到工工序所规定的各项技术要求。

序所规定的各项技术要求。

l夹夹紧紧工工件件定定位位后后，经经夹夹紧紧装装置置施施力力于于工工件件，将将其其固固定定夹夹牢牢，使使其其在在加加工工过过程程中中保持正确位置不变。

保持正确位置不变。

l安装安装工件从定位到夹紧的整个过程。

工件从定位到夹紧的整个过程。

一、机床夹具的主要功能工件的安装方法工件的安装方法l找找正正安安装装法法：

按按工工件件的的有有关关表表面面或或专专门门划划出出的的线线痕痕作作为为找找正正依依据据，用用划划针针或或指指示示表表，逐逐个个地地找找正正工工件件相相对对于于刀刀具及机床的位置，然后将工件夹紧。

具及机床的位置，然后将工件夹紧。

l专用夹具安装法：

靠专用夹具保证工专用夹具安装法：

靠专用夹具保证工件相对于刀具及机床所需的位置，并件相对于刀具及机床所需的位置，并使其夹紧。

使其夹紧。

l实例实例用夹具装夹工件的特点l工件在夹具中的正确定位，是通过工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上的定位基准面与夹具上的定位元件相接触而实现的件相接触而实现的l夹夹具具预预先先在在机机床床上上已已调调整整好好位位置置，工工件件通通过过夹夹具具对对于于机机床床也也就就占占有有了了正正确确的位置的位置l通过夹具上的对刀装置，保证了工件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加工表面相对于刀具的正确位置1按夹具的通用特性分类l通通用用夹夹具具：

指指结结构构、尺尺寸寸已已标标准准化化、系系列列化化，且且具具有有一一定定通通用用性性的的机机床床附附件件l专专用用夹夹具具：

针针对对某某一一种种工工件件的的某某一一工工序序的的加加工工要要求求而而专专门门设设计计和和制制造造的的夹夹具具二、机床夹具的分类l成成组组专专用用（可可调调）夹夹具具：

采采用用成成组组加加工工工工艺艺，将将工工件件按按形形状状、尺尺寸寸和和工工艺艺的的共共性性分分组组，再再为为每每组组工工件件设设计计组组内内通通用用的的专用夹具专用夹具l组组合合夹夹具具：

是是一一种种模模块块化化的的夹夹具具，由由一一套套预预先先制制造造好好的的标标准准元元件件组组装装成成的的专专用用夹具夹具l随随行行夹夹具具：

自自动动线线夹夹具具，既既担担负负装装夹夹任任务，又担负沿自动线输送工件的任务。

务，又担负沿自动线输送工件的任务。

2.按夹具使用的机床分类l可可分分为为车车床床、铣铣床床、钻钻床床、镗镗床床、磨磨床床、齿轮机床、数控机床夹具等。

齿轮机床、数控机床夹具等。

3.按夹具的动力源分类l按按夹夹具具夹夹紧紧动动力力源源可可将将夹夹具具分分为为手手动动夹夹具具和机动夹具两大类。

和机动夹具两大类。

l手手动动夹夹具具应应有有扩扩力力机机构构与与自自锁锁性性能能，以以减减轻劳动强度与确保安全生产轻劳动强度与确保安全生产l常用的机动夹具有：

气动、液压、气液增常用的机动夹具有：

气动、液压、气液增压、电动、电磁、真空、离心力、自夹紧压、电动、电磁、真空、离心力、自夹紧夹具等夹具等三、机床夹具的组成定定位位元元件件：

用用于于确确定定工工件件在在夹夹具具中中的的位置；位置；夹夹紧紧装装置置：

将将工工件件压压紧紧夹夹牢牢，并并保保证证工件在加工过程中位置不变；工件在加工过程中位置不变；联联接接元元件件：

用用于于确确定定夹夹具具对对机机床床主主轴轴、工作台或导轨的相对位置；工作台或导轨的相对位置；对对刀刀或或导导向向元元件件：

用用于于保保证证工工件件加加工工表面与刀具之间的位置；表面与刀具之间的位置；其其它它装装置置或或元元件件：

定定向向键键、操操作作件件、分分度度装装置置、靠靠模模装装置置、上上下下料料装装置置、平平衡衡块块等等，以以及及标标准准化化了了的的其其它它联联接接元件；元件；夹具体：

是夹具的基座和骨架，用来夹具体：

是夹具的基座和骨架，用来配置、安装各夹具元件及装置。

配置、安装各夹具元件及装置。

四、机床夹具在机械加工中的作用保证加工精度，并使之稳定保证加工精度，并使之稳定缩缩短短辅辅助助时时间间，提提高高生生产产效效率率，降降低低成本成本扩大机床的工艺范围扩大机床的工艺范围减轻劳动强度，降低技术要求减轻劳动强度，降低技术要求便便于于变变更更工工位位、引引导导刀刀具具或或进进行行仿仿形形加工。

加工。

五、机床夹具的现状及发展方向对机床夹具提出了如下新的要求：

l能能迅迅速速而而方方便便地地装装备备新新产产品品，以以缩缩短短生产准备周期，降低生产成本生产准备周期，降低生产成本l能装夹一组具有相似性特征的工件能装夹一组具有相似性特征的工件l适用于精密加工的高精度机床夹具适用于精密加工的高精度机床夹具l适适用用于于各各种种现现代代化化制制造造技技术术的的新新型型机床夹具机床夹具l采采用用以以液液压压站站等等为为动动力力源源的的高高效效夹夹紧装置，以进一步提高劳动生产率紧装置，以进一步提高劳动生产率l提高机床夹具的标准化程度提高机床夹具的标准化程度现代机床夹具的发展方向l精密化：

如精密分度、高精度自定心精密化：

如精密分度、高精度自定心l高高效效化化：

缩缩短短加加工工的的基基本本时时间间和和辅辅助助时时间间，以以提提高高劳劳动动生生产产率率，减减轻轻工工人人的的劳劳动强度动强度l柔柔性性化化：

通通过过调调整整、组组合合等等方方式式，以以适适应工艺可变因素应工艺可变因素l标标准准化化：

按按夹夹具具零零件件及及部部件件的的国国家家标标准准以以及及各各类类通通用用夹夹具具、组组合合夹夹具具标标准准制制造造，有有利利于于夹夹具具的的商商品品化化生生产产，有有利利于于缩缩短短生产准备周期，降低生产总成本。

生产准备周期，降低生产总成本。

一、工件定位的基本原理1定位基准的基本概念工件定位工件定位按照加工工艺要求，将按照加工工艺要求，将工件置于夹具中，使工件在夹紧前相工件置于夹具中，使工件在夹紧前相对于机床和刀具就占有一个预定的位对于机床和刀具就占有一个预定的位置，或者是使同一批工件逐次放置到置，或者是使同一批工件逐次放置到夹具中时都能占据同一位置。

夹具中时都能占据同一位置。

第二节工件定位定位基准定位基准在机械加工中用作定位在机械加工中用作定位的基准。

的基准。

定位基面定位基面工件定位时，作为定位工件定位时，作为定位基准的点和线，往往由某些具体表面基准的点和线，往往由某些具体表面体现出来，这种表面称为定位基面。

体现出来，这种表面称为定位基面。

2自由度的概念所谓自由度，即空间位置的不确所谓自由度，即空间位置的不确定性定性一个位于空间自由状态的物体，一个位于空间自由状态的物体，对于空间直角坐标系来说，具有对于空间直角坐标系来说，具有六个自由度：

三个位移自由度和六个自由度：

三个位移自由度和三个旋转自由度。

三个旋转自由度。

3六点定位原则定位的实质：

就就是是限限制制自自由由度度。

工工件件的的六六个个自自由由度度如如果果都都加加以以限限制制了了，工工件件在在空空间间的的位位置置就就完完全全被确定下来了。

被确定下来了。

六点定位法则l通通常常，一一个个支支承承点点限限制制工工件件的的一个自由度。

一个自由度。

l使用合理设置的六个支承点，使用合理设置的六个支承点，与工件的定位基准相接触，以与工件的定位基准相接触，以限制工件的六个自由度，使工限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全被确定件在夹具中的位置完全被确定的方法，称为六点定位法则。

的方法，称为六点定位法则。

定位基准按自由度分类定位基准按自由度分类主要定位基准面：

l设置三个支承点，限制了工件的三个设置三个支承点，限制了工件的三个自由度的定位表面。

要求：

支承面积自由度的定位表面。

要求：

支承面积大；三个支承点要对称配置。

大；三个支承点要对称配置。

导向定位基准面：

l设置二个支承点，限制了工件的设置二个支承点，限制了工件的二个自由度的定位表面。

要求：

二个自由度的定位表面。

要求：

应选狭长表面；支承点布置应尽应选狭长表面；支承点布置应尽可能远。

可能远。

导向定位支承与转角误差的关系导向定位支承与转角误差的关系导向定位支承与转角误差的关系导向定位支承与转角误差的关系双导向定位基准面：

l限制四个自由度的圆柱定位面限制四个自由度的圆柱定位面双支承定位基准面：

l限制二个移动自由度的圆柱定位面限制二个移动自由度的圆柱定位面止推定位基准面：

l限制一个移动自由度的定位基准面。

限制一个移动自由度的定位基准面。

要求：

应选窄小且与切削力相对的表要求：

应选窄小且与切削力相对的表面；支承方向平行于导向方向。

面；支承方向平行于导向方向。

防转定位基准面：

l限制一个旋转自由度的定位表面。

限制一个旋转自由度的定位表面。

l要求：

支承点布置应离回转线尽可能要求：

支承点布置应离回转线尽可能远。

远。

定位时应注意的几个主要问题l定定位位支支承承点点必必须须与与工工件件的的定定位位基基准准面面始终保持紧贴接触；始终保持紧贴接触；l分分析析定定位位支支承承点点的的定定位位作作用用时时，不不考考虑力的影响；虑力的影响；l定位支承点是定位元件抽象而来的。

定位支承点是定位元件抽象而来的。

4工件定位中的几种情况通常，自由度限制大于通常，自由度限制大于3，小于、等于，小于、等于6。

l完全定位：

不不重重复复地地限限制制了了工工件件的的六六个个自自由度的定位。

由度的定位。

l不完全定位：

根根据据实实际际加加工工要要求求，并并不不需需要限制工件全部自由度的定位。

要限制工件全部自由度的定位。

l欠定位：

定定位位点点少少于于应应消消除除的的自自由由度度、工工件定位不足的定位。

件定位不足的定位。

l过定位：

工件同一个自由度分别被几工件同一个自由度分别被几个支承点重复限制的定位。

个支承点重复限制的定位。

过定位的不良后果：

l使接触点不稳定，增加了不同性；使接触点不稳定，增加了不同性；l增加了夹紧变形；增加了夹紧变形；l部分工件不能顺利与定位元件配合。

部分工件不能顺利与定位元件配合。

消除或减少过定位干涉的两种方法：

l改改变变定定位位元元件件结结构构，使使定定位位元元件件重重复复限制自由度的部分不起定位作用；限制自由度的部分不起定位作用；l提提高高工工件件定定位位基基准准之之间间以以及及定定位位元元件件工作表面之间的位置精度。

工作表面之间的位置精度。

只有提出合理的附加条件，才允许采只有提出合理的附加条件，才允许采用过定位。

用过定位。

二、常用定位元件及选用1对定位元件的基本要求l足够的精度；足够的精度；l较好的耐磨性；较好的耐磨性；l足够的强度和刚度；足够的强度和刚度；l较好的工艺性；较好的工艺性；l便于清除切屑。

便于清除切屑。

2常用定位元件所能限制的自由度常常用用定定位位元元件件可可按按工工件件典典型型定定位位基基准准面面分为：

分为：

l用于平面定位的用于平面定位的l用于外圆柱面定位的用于外圆柱面定位的l用于孔定位的用于孔定位的常用定位元件所能限制的自由度见表常用定位元件所能限制的自由度见表3-13常用定位元件的选用工件以平面定位l面积较小的基准平面选用支承钉面积较小的基准平面选用支承钉l面积较大、平面度精度较高的基准平面面积较大、平面度精度较高的基准平面定位选用支承板定位选用支承板l毛坯面、阶梯平面和环形平面作基准平毛坯面、阶梯平面和环形平面作基准平面定位时，选用自位支承面定位时，选用自位支承l毛坯面作基准平面，调节时可按定位面毛坯面作基准平