机械制造技术 教学课件 作者 刘平 第3章 机床夹具设计.ppt

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1、第3章机床夹具设计3.1绪论夹具是机械制造过程中使用的一种工艺装备，分为机床夹具、焊接夹具、装配夹具和检验夹具等。各种金属切削机床上用于装夹工件的工艺装备，称机床夹具，如车床上使用的三爪自动定心卡盘、铣床上使用的平口虎钳等。机床夹具是机械加工中不可缺少的一种工艺装备，应用十分广泛。其主要作用有：稳定保证加工质量；提高劳动生产率；减轻工人的劳动强度，保证安全生产；扩大机床的使用范围。3.1.1机床夹具分类1．按夹具的使用特点分类通用夹具已经标准化的，可加工一定范围内不同工件的夹具，如三爪自定心卡盘、机床用平口虎钳、万能分度头、磁力工件台等

2、。专用夹具专为某一工件的某道工序设计制造的夹具，称为专用夹具。专用夹具一般在批量生产中使用。可调夹具夹具的某些元件可调整或可更换，以适应多种工件加工的夹具，称为可调夹具。它还分为通用可调夹具和成组可调夹具两类。组合夹具采用标准的组合夹具元件、部件，专为某一工件的某道工序组装的夹具，称为组合夹具。拼装夹具用专门的标准化、系列化的拼装夹具零部件拼装、而成的夹具，称为拼装夹具。它具有组合夹具的优点，但比组合夹具精度高、效率高、结构紧凑。2．按使用机床分类夹具按使用机床可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、齿轮机床夹具、数控机床夹具、自

3、动机床夹具、自动线随行夹具以及其它机床夹具等。3．按夹紧的动力源分类夹具按夹紧的动力源可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液增力夹具、电磁夹具以及真空夹具等。3.1.2机床夹具的组成机床夹具的种类繁多、结构各异，但它们的工作原理基本相同。按夹具上各部分元件和装置所起的功用划分，可得出夹具一般有以下几个组成部分，以钻模夹具为例。1-钻套2-钻模板3-夹具体4-支承板5-圆柱销6-开口垫圈7-螺母8-螺杆9-菱形销定位元件定位元件用于确定工件在夹具中的正确位置，它是夹具的主要功能元件之一。图中的圆柱销5、菱形销9和支承板4都是定位元件，它

4、们使工件在夹具中占据正确位置。夹紧装置夹紧装置用于保证工件在加工过程中受到外力（如切削力、重力、惯性力等）作用时，已经占据的正确位置不被破坏。如图所示钻床夹具中的开口垫圈6是夹紧元件，与螺杆8、螺母7一起组成夹紧装置。对刀-导向元件对刀-导向元件用于确定刀具相对于夹具的正确位置和引导刀具进行加工。其中，对刀元件是在夹具中起对刀作用的零部件，如铣床夹具上的对刀块。导向元件是在夹具中起对刀和引导刀具作用的零部件，图中的钻套1是导向元件。夹具体夹具体是机床夹具的基础件，它用于连接夹具上各个元件或装置，使之成为一个整体，并与机床有关部件相连接，

5、如图中的夹具体3。连接元件确定夹具在机床上正确位置的元件，如定位键、定位销及紧固螺栓等。其他元件和装置根据夹具上特殊需要而设置的装置和元件，如：分度装置加工按一定规律分布的多个表面。上下料装置为方便输送工件，如输送垫铁等。吊装元件对于大型夹具，应设置吊装元件，如吊环螺钉等。工件的顶出装置（或让刀装置）加工箱体类零件多层壁上的孔。3.2工件在夹具中的定位工件在夹具中定位就是要确定工件与定位元件的相对位置，从而保证工件相对于刀具和机床的正确加工位置。工件在夹具中的定位是由工件的定位基准（面）与夹具定位元件的工作表面（定位表面）相接触或相配合

6、实现的。工件位置正确与否，用加工要求来衡量，一批工件逐个在夹具上定位时，每个工件在夹具中占据的位置不可能绝对一致，但每个工件的位置变动量必须控制在加工要求所允许的范围内。由此可知，工件在夹具中的定位应解决两方面的问题：一是工件位置是否确定，即定位方案的设计；二是工件位置是否准确，即定位精度问题。3.2.1六点定位原理如图所示，用六个合理分布的定位支承点与工件分别接触，即一个支承点限制工件的一个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定。由此可见，要使工件在空间具有唯一确定的位置，就必须限制工件在空间的六个自由度，这就是“六点定位原理”。在应用

7、工件的“六点定位原理”进行定位分析时，应注意以下几点：定位就是限制自由度，通常用合理布置的定位支承点来限制工件的自由度。定位支承点限制工件自由度的作用，应理解为定位支承点与工件定位基准面始终保持紧贴接触。若二者脱离，则意味着失去定位作用。定位和夹紧是两个不同的概念：定位是为了使工件在空间某一方向占据唯一确定的位置，此时工件除受自身重力作用外，不受其它外力作用。而夹紧则是使工件在外力作用下，仍能保证这唯一正确位置不变，对于一般夹具，先实施定位，然后再夹紧。对于自定心夹具（如三爪卡盘），则是定位和夹紧过程同时进行。因此，一定要把定位和夹紧区

8、别开来，不能混为一谈。定位支承点是由定位元件抽象而来的，在夹具中，定位支承点总是通过具体的定位元件来体现，至于具体的定位元件应转化为几个定位支承点，需结合其结构进行分析。3.2.2工件定位的几种情况1.完全