机械制造工艺学 第3章 机床夹具设计

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1、第3章机床夹具设计13.1机床夹具概述任何一个机械零件，其设计精度都是通过加工保证的。要完成零件的机械加工内容，首先必须解决工件在机床上的装夹问题。也就是说，工件必须在机床上占据一个正确的加工位置，只有这样，才能正确地加工零件，进而保证零件图上的设计要求。机床夹具则是完成这一使命的工艺装备。23.1.1机床夹具的概念及工作原理事实上，工件相对机床上加工刀具的正确位置，是分三步实现的。首先，工件应在夹具上占有一个正确位置，这是通过夹具上各定位元件的定位工作面与工件的定位基准面形成配合或接触的关系来实现的。其次，夹具应在机床上占据相对准确的位置，这是由夹具与机床的连接表面及相应的连接元件保证的

2、。夹具的结构本身就保证了夹具与机床的连接表面相对夹具定位元件的定位工作面的正确工作位置，进而保证了夹具定位元件的定位工作面在机床上的正确位置。再次，机床加工刀具相对夹具上定位元件的定位工作面应具有一个正确位置，这是由夹具上的对刀元件保证的。通过夹具上的对刀元件调整刀具的位置，使其相对定位元件的定位工件面调整到准确的位置，也就保证了刀具在工件上加工出的表面相对工件定位基准的位置尺寸。33.1.2夹具的作用与分类3.1.2.1夹具的作用夹具作为一种工艺装置，在机械加工生产中有着十分广泛的应用，归纳起来可以概括为下列几点：（1）稳定可靠地保证工件上的各项加工精度要求。这是夹具设计的出发点，也是夹

3、具设计的落脚点。（2）缩短装夹时间，提高劳动生产率，降低生产成本。这是由夹具能迅速准确的完成工件的装夹来实现的。（3）改善工人的劳动条件。这是就用夹具实现工件的装夹与其它装夹方法相比较而体现出来的。（4）扩大机床的使用泛围。这是通过各类夹具的广泛使用体现出来的，如在车床上使用镗模，可以完成工件上的孔系加工。43.1.2.2夹具的分类夹具的分类方法很多，下面主要介绍夹具常用的三种分类方法。(1)按夹具的通用程度分类(2）按使用夹具的机床种类分类(3）按夹具使用的夹紧力源分类53.1.3机床夹具的组成图3.3连杆铣槽夹具1—菱形销2—对刀块3—定位键4—夹具体5—圆柱销6—工件7—弹簧8—螺栓

4、9—螺母10—压板11—止动销63.2工件在夹具上的定位工件在夹具上的定位是通过工件的定位基准面与夹具定位元件的定位工件面的配合或接触来实现的。工件的定位基准不同，所用的定位元件的结构也就不同。本节着重介绍工件以不同表面定位时所用的定位元件的名称、结构、应用及定位分析等内容。在此基础上，进行定位误差的分析和计算。73.2.1工件以单个典型表面定位所谓工件以单个典型表面定位，就是指工件以最为常用的平面、圆柱孔、外圆柱面做定位基准。工件以平面定位时，定位形式是支承定位；工件以圆柱孔和外圆柱面定位时，定位形式多见定心定位，即工件的定位基准是轴线，此外也可用于支承定位。83.2.1.1工件以平面定

5、位工件以平面定位属支承定位。此时，夹具上所用的定位元件主要有以下几种：（1）固定支承（2）可调支承（3）自位支承93.2.1.2工件以圆柱孔定位件以圆柱孔定位，通常是定心定位，少数情况下也用于支承定位（定位基准是圆柱的母线），夹具上相应的定位元件主要有定位心轴和定位销。103.2.1.4工件以外圆柱表面定位工件以外圆柱面定位时，其定位性质可分为定心定位和支承定位。定心定位时常用的定位元件为V形块、圆定位套、圆锥套，支承定位时所用定位元件为支承板、支承钉。113.2.2工件以组合表面定位工件上多个表面共同做定位基准来满足本身加工定位的要求称为组合定位。组合定位时，工件上多个定位基准面有主次之

6、分，限制工件自由度数最多的定位表面称第一基准面，限制工件自由度数次多的定位面称第二基准面，限制工件自由度数为1的定位称第三基准面。123.2.2.2组合定位的定位分析要点（1）先分析限制工件自由度数最多的那个定位元件（或定位元件的典型组合，如三个支承钉的组合，两个短V形块的组合等）限制工件的具体自由度，再分析限制工件自由度次多的那个定位元件限制的具体自由度，以此类推。只有这样，才能发现是否存在欠定位或过定位现象。（2）定位元件组合时限制工件自由度的总数目等于各个定位元件单独定位时限制工件自由度数目之和，但具体限制哪些自由度却会随组合情况的不同而发生变化。13（3）定位元件单独使用时限制移动

7、自由度，在组合定位中常会转化成限制转动自由度。一经转化，将不再起单独定位时的作用。（4）单个表面的定位是组合定位分析的基本单元，否则繁锁且易出错。工件上的单个定位表面与那些定位元件相接触，就分析这些定位元件能限制工件哪些自由度。143.2.2.3组合定位时过定位现象的消除方法组合定位时，常常会发生过定位现象。若这种过定位现象为工件加工所不允许时就必须想法予以消除。常用的消除过定位的方法有三种：（1）使定位元件在产生过定位