中职学校《机械加工技术》课件(第5章夹具)-课.ppt

1、 欢迎同学们光临欢迎同学们光临2014年秋期年秋期第一节第一节 夹具概述夹具概述一、机床夹具的分类一、机床夹具的分类 按机床不同和按机床不同和通用特性通用特性不同分类不同分类 1.1.通用夹具通用夹具 结构、尺寸标准化，且对不同工件有一定适应范围的夹具。结构、尺寸标准化，且对不同工件有一定适应范围的夹具。（如很多机床附件）（如很多机床附件） 特点：特点：通用性强，但装夹时间长，适用于单件小批量生产。通用性强，但装夹时间长，适用于单件小批量生产。夹具：夹具：在机床上对工件进行安装（在机床上对工件进行安装（定位和夹紧定位和夹紧）的装置。的装置。定位：定位：使工件在机床上占有正确的加工位置，以使工件

2、在机床上占有正确的加工位置，以保证加工精度。保证加工精度。夹紧：夹紧：将已经正确定位的工件进行夹紧，以承受将已经正确定位的工件进行夹紧，以承受加工切削力。加工切削力。第一节第一节 夹具概述夹具概述一、机床夹具的分类一、机床夹具的分类 1.1.通用夹具通用夹具 2. 2.专用夹具专用夹具 专门针对某一工件的某些工序专门针对某一工件的某些工序加工要求而设计制造的夹具。加工要求而设计制造的夹具。 特点：特点：这类夹具无通用性，操作快捷，这类夹具无通用性，操作快捷，适用于批量较大的生产。适用于批量较大的生产。 3. 3.可调夹具可调夹具 针对类型相近、不同尺寸工针对类型相近、不同尺寸工件而设计制造的夹

3、具。件而设计制造的夹具。 特点：特点：这类夹具有的通用于不同工件，这类夹具有的通用于不同工件，有的通用于一组工件，适用于中小批量生有的通用于一组工件，适用于中小批量生产。产。可调铣夹具可调铣夹具钻床夹具钻床夹具第一节第一节 夹具概述夹具概述一、机床夹具的分类一、机床夹具的分类 1.1.通用夹具通用夹具 2. 2.专用夹具专用夹具 3. 3.可调夹具可调夹具 4. 4.组合夹具组合夹具 针对根据某一工件的某一工针对根据某一工件的某一工序要求，用标准零件组合装配起来的夹具序要求，用标准零件组合装配起来的夹具。 特点：特点：这类夹具零件是标准化、有全套零这类夹具零件是标准化、有全套零件供组装。组装好

4、了的夹具可用于小批量件供组装。组装好了的夹具可用于小批量生产，夹具不用后可拆卸零件重装组装。生产，夹具不用后可拆卸零件重装组装。降低了夹具的制造成本。降低了夹具的制造成本。某组合夹具某组合夹具 5. 5.自动线夹具自动线夹具 自动生产线上所使用的自动生产线上所使用的夹具。如随行夹具。夹具。如随行夹具。随行夹具随行夹具第一节第一节 夹具概述夹具概述二、机床夹具的组成二、机床夹具的组成 机床夹具虽然千差万别，但工作原理基本同，就是要实现工件的定位和机床夹具虽然千差万别，但工作原理基本同，就是要实现工件的定位和夹紧。不同夹具元件经归类后如下：夹紧。不同夹具元件经归类后如下： 1. 1.定位元件和定位

5、装置定位元件和定位装置 作用作用：定位元件用于确定工件在夹具：定位元件用于确定工件在夹具中的正确位置。由工件定位基准面决定。中的正确位置。由工件定位基准面决定。如定位销、支承钉等等。如定位销、支承钉等等。某零件的机床夹具某零件的机床夹具 2 2夹紧装置夹紧装置 作用作用：夹紧工件，保证工件在外力（：夹紧工件，保证工件在外力（切削力、重力等）作用下仍能保持正确的切削力、重力等）作用下仍能保持正确的定位位置。通常是一些夹紧机构。如螺旋定位位置。通常是一些夹紧机构。如螺旋机构、偏心机构、凸轮机构等。机构、偏心机构、凸轮机构等。第一节第一节 夹具概述夹具概述二、机床夹具的组成二、机床夹具的组成 1.

6、1.定位元件和定位装置定位元件和定位装置 某零件的机床夹具某零件的机床夹具 2. 2.夹紧装置夹紧装置 3. 3.夹具体夹具体 连接夹具上各种元件。连接夹具上各种元件。 4. 4.对刀元件和引导元件对刀元件和引导元件 如钻套。如钻套。 5 5 其它元件及装置其它元件及装置 如快捷装卸工件如快捷装卸工件的装置。的装置。某钻床夹具某钻床夹具第一节第一节 夹具概述夹具概述三、机床夹具的作用三、机床夹具的作用某钻床夹具某钻床夹具1. 保证加工精度保证加工精度2. 提高生产率提高生产率3. 扩大机床使用范围：车床扩大机床使用范围：车床镗床镗床4. 减轻工人劳动强度减轻工人劳动强度5. 扩大机床加工工艺范

7、围扩大机床加工工艺范围一、一、 工件定位原理工件定位原理（1 1）空间物体的六个自由度）空间物体的六个自由度第二节第二节 工件的定位工件的定位 工件定位目的：工件定位目的：保证件加工精度，特别是位置精度。保证件加工精度，特别是位置精度。 工件定位：工件定位：同一批工件在机床上安装的时候，保证同一批工件在机床上安装的时候，保证工件相对于机床和刀具有正确的位置。工件相对于机床和刀具有正确的位置。 由定位元件与定位装置来实现由定位元件与定位装置来实现1 1、六点定位原理、六点定位原理三个移动自由度三个移动自由度三个转动自由度三个转动自由度工件的工件的 6 6 个自由度个自由度一、一、 工件定位原理工

8、件定位原理（1 1）空间物体的自由度）空间物体的自由度（2 2）定位）定位-限制空间物体的自由度限制空间物体的自由度第二节第二节 工件的定位工件的定位1 1、六点定位原理、六点定位原理 要确定工件的空间位置，就需要限制其要确定工件的空间位置，就需要限制其 6 6 个自由度。个自由度。（3 3）六点定位原理）六点定位原理 用合理分布的六个支承钉，限制工件的六用合理分布的六个支承钉，限制工件的六个自由度。个自由度。 注意注意区别：工件的定位和夹紧是不同的概区别：工件的定位和夹紧是不同的概念，定位是让工件在夹具中占有正确的位置，念，定位是让工件在夹具中占有正确的位置，夹紧是让已经定位的工件不要被切削

9、力破坏。夹紧是让已经定位的工件不要被切削力破坏。 一般是先定位，后夹紧，有的夹具是同时一般是先定位，后夹紧，有的夹具是同时进行，如三爪自定心卡盘。进行，如三爪自定心卡盘。六点定位原理六点定位原理一、一、 工件定位原理工件定位原理（1 1）正确的定位形式）正确的定位形式 满足加工要求下，适当地限制工件自由度的数目。满足加工要求下，适当地限制工件自由度的数目。即，对加工精度无影响的自由度不必限制。即，对加工精度无影响的自由度不必限制。 第二节第二节 工件的定位工件的定位2 2、应用六点定位原理应注意的问题、应用六点定位原理应注意的问题（2 2）明确常见定位元件接触形式所限制的自由度数）明确常见定位

10、元件接触形式所限制的自由度数定位接触形态定位接触形态限制自由度数限制自由度数自由度数类别自由度数类别 特点特点 长圆锥面长圆锥面53个移动个移动2个转动个转动可作主要定位基准可作主要定位基准 长圆柱面长圆柱面42个移动个移动2个转动个转动 短圆柱面短圆柱面22个移动个移动 大平面大平面31个移动个移动2个转动个转动 线线21个移动个移动1个转动个转动与主要基准组合定位与主要基准组合定位 点点11个移动个移动一、一、 工件定位原理工件定位原理（3 3）防止产生欠定位）防止产生欠定位 欠定位：根据加工精度要求，未欠定位：根据加工精度要求，未满足应该限制的满足应该限制的自由度数。欠定位不能加工精度，

11、不允许出现欠定位。自由度数。欠定位不能加工精度，不允许出现欠定位。 第二节第二节 工件的定位工件的定位2 2、应用六点定位原理应注意的问题、应用六点定位原理应注意的问题连杆加工正确定位连杆加工正确定位连杆加工欠定位连杆加工欠定位一、一、 工件定位原理工件定位原理（4）正确处理过定位（重复定位）正确处理过定位（重复定位） 过定位：过定位：同一个自由度被重复限制。过定位会导致定位不良，但在同一个自由度被重复限制。过定位会导致定位不良，但在某些场合下又是需要的。某些场合下又是需要的。第二节第二节 工件的定位工件的定位2 2、应用六点定位原理应注意的问题、应用六点定位原理应注意的问题一、一、 工件定位

12、原理工件定位原理第二节第二节 工件的定位工件的定位（4）正确处理过定位（重复定位）正确处理过定位（重复定位）过定位，不正确过定位，不正确采用削边销，正确采用削边销，正确如图的工件钻孔夹具：如图的工件钻孔夹具：工件有：工件有：可以不限制：与加工精度无关的可以不限制：与加工精度无关的夹具限制了：夹具限制了：分析：分析：从加工精度要求看，可以从加工精度要求看，可以不限制不限制 ，但夹具还是限制，但夹具还是限制了了 。（底平面自然会限制。（底平面自然会限制 ，这是允许的。），而，这是允许的。），而 则没有必要限制。则没有必要限制。二、二、 限制自由度与加工要求的关系限制自由度与加工要求的关系 工件自由

13、度：工件自由度：从与加工精度要求分，有加工相关自由度和无关自由从与加工精度要求分，有加工相关自由度和无关自由度，加工相关的自由度是必须限制的，无关自由度也可不限制。度，加工相关的自由度是必须限制的，无关自由度也可不限制。第二节第二节 工件的定位工件的定位二、二、 限制自由度与加工要求的关系限制自由度与加工要求的关系 1. 与尺寸公差相关的自由度：与尺寸公差相关的自由度： 如图如图5-7所示，为保证尺寸精度所示，为保证尺寸精度200.03，需要限制那些自由度？，需要限制那些自由度？ 分析方法：尺寸公差带图形分析法分析方法：尺寸公差带图形分析法 所以，本尺寸必需限制的自由度为：所以，本尺寸必需限制

14、的自由度为： 保证尺寸保证尺寸200.03的定位方法：工件底平面用一个大平面定位。的定位方法：工件底平面用一个大平面定位。第二节第二节 工件的定位工件的定位二、二、 限制自由度与加工要求的关系限制自由度与加工要求的关系 1. 与尺寸公差相关的自由度：与尺寸公差相关的自由度：第二节第二节 工件的定位工件的定位 2. 与位置公差相关的自由度：与位置公差相关的自由度： 如图如图5-7所示，为保证位置精度所示，为保证位置精度平行度和对称度，需要限制那些自平行度和对称度，需要限制那些自由度？由度？ 平行度的保证：平行度公差带平行度的保证：平行度公差带为与基准为与基准A平行的两平行平面所夹平行的两平行平面

15、所夹区域，需要限制区域，需要限制 （此时与（此时与尺寸公差要求一致）尺寸公差要求一致） 对称度的保证：平行度公差带为与基准对称度的保证：平行度公差带为与基准B对称线平行的两平行平面所夹区对称线平行的两平行平面所夹区域，需要限制域，需要限制结论：本图除结论：本图除 外，要限制其余外，要限制其余5个自由度。个自由度。一、一、 工件以平面定位工件以平面定位 最常见的定位形式最常见的定位形式 1. 工件以粗基准平面定位工件以粗基准平面定位 粗基准特征：铸、锻等毛坯面，平面度误差较大，不宜用大平面定位粗基准特征：铸、锻等毛坯面，平面度误差较大，不宜用大平面定位元件定位。元件定位。 定位元件：三个合理分布

16、的支承钉。定位元件：三个合理分布的支承钉。 支承钉形式：固定支承钉、可调支承钉。支承钉形式：固定支承钉、可调支承钉。第三节第三节 定位方法与定位元件定位方法与定位元件 六点定位原理要通过具体方法与定位元件来实现，本节：常见的几大六点定位原理要通过具体方法与定位元件来实现，本节：常见的几大定位元件分析定位元件分析固定支承钉固定支承钉可调支承钉可调支承钉一、一、 工件以平面定位工件以平面定位 2. 工件以精基准平面定位工件以精基准平面定位 精基准特征：经过加工过的平面，平面度误差较小，可采用平面定位精基准特征：经过加工过的平面，平面度误差较小，可采用平面定位元件定位。元件定位。 定位元件：大支承板

17、、窄支承板。定位元件：大支承板、窄支承板。第三节第三节 定位方法与定位元件定位方法与定位元件1. 工件以粗基准平面定位工件以粗基准平面定位一、一、 工件以平面定位工件以平面定位 2. 工件以精基准平面定位工件以精基准平面定位 精基准特征：经过加工过的平面，平面度误差较小，可采用平面定位精基准特征：经过加工过的平面，平面度误差较小，可采用平面定位元件定位。元件定位。 定位元件：大支承板、窄支承板。定位元件：大支承板、窄支承板。第三节第三节 定位方法与定位元件定位方法与定位元件一、一、 工件以平面定位工件以平面定位 3. 提高平面支承刚度的方法提高平面支承刚度的方法 支承刚度：一些重型、薄壳、异形

18、工件，可能引起定位刚性不足，可支承刚度：一些重型、薄壳、异形工件，可能引起定位刚性不足，可采用浮动支承或辅助支承。采用浮动支承或辅助支承。第三节第三节 定位方法与定位元件定位方法与定位元件辅助支承辅助支承 二、二、 工件以圆柱孔定位工件以圆柱孔定位 圆柱孔定位：圆柱孔定位：是以工件圆柱孔的中心定位，圆柱孔应经过精加工才能作是以工件圆柱孔的中心定位，圆柱孔应经过精加工才能作为定位基准面，定位元件是销、心轴，以孔轴配合方式进行定位。为定位基准面，定位元件是销、心轴，以孔轴配合方式进行定位。 1. 定位销定位销 用于限制工件位置，通常用于受力较小的定位。用于限制工件位置，通常用于受力较小的定位。第三

19、节第三节 定位方法与定位元件定位方法与定位元件 二、二、 工件以圆柱孔定位工件以圆柱孔定位 圆柱孔定位：圆柱孔定位：是以工件圆柱孔的中心定位，圆柱孔应经过精加工才能作是以工件圆柱孔的中心定位，圆柱孔应经过精加工才能作为定位基准面，定位元件是销、心轴，以孔轴配合方式进行定位。为定位基准面，定位元件是销、心轴，以孔轴配合方式进行定位。 2. 定位心轴定位心轴 用于限制工件位置，通常用于套类工件的定位。用于限制工件位置，通常用于套类工件的定位。 长心轴：限制工件长心轴：限制工件4个自由度，短心轴：限制工件个自由度，短心轴：限制工件2个自由度，圆锥心个自由度，圆锥心轴：限制工件轴：限制工件5个自由度。

20、个自由度。第三节第三节 定位方法与定位元件定位方法与定位元件 三、三、 工件以外圆柱面孔定位工件以外圆柱面孔定位 外圆柱面定位：轴、套、盘类工件常外圆柱面定位：轴、套、盘类工件常以工件外圆柱面定位，外圆柱面经以工件外圆柱面定位，外圆柱面经过加工后作为定位基准面，定位元件常用过加工后作为定位基准面，定位元件常用V V形块、定位套、软卡爪等。形块、定位套、软卡爪等。 1. V V形块形块 常用于铣床上安装圆轴类工件。常用于铣床上安装圆轴类工件。 V V形块：形块：窄窄V V形块限形块限制工件制工件2个移动自由度；长个移动自由度；长V V形块形块：限制工件：限制工件4个自由度个自由度(2个自由度和个

21、自由度和2个转动自个转动自由度由度)。 特点：特点：对中性好，且不受工件直径变化的影响；对中性好，且不受工件直径变化的影响；工件安装方便，广泛应用于铣床等夹具及测量夹具。工件安装方便，广泛应用于铣床等夹具及测量夹具。第三节第三节 定位方法与定位元件定位方法与定位元件 三、三、 工件以外圆柱面孔定位工件以外圆柱面孔定位 2. 半圆套半圆套 半圆套类似于半圆套类似于V形块，下半圆定位，上半圆夹紧。形块，下半圆定位，上半圆夹紧。第三节第三节 定位方法与定位元件定位方法与定位元件 3. 定位套定位套 定位套：定位套：短定位套限制工件短定位套限制工件2个移个移动自由度；长定位套：限制工件动自由度；长定位

22、套：限制工件4个自个自由度由度(2个移动自由度和个移动自由度和2个转动自由度个转动自由度)。 短定位套短定位套长定位套长定位套 1. V形块形块 四、四、 工件以特殊表面定位工件以特殊表面定位第三节第三节 定位方法与定位元件定位方法与定位元件 1. 工件以内外圆锥面定位工件以内外圆锥面定位 圆锥面定位：圆锥面定位：限制工件限制工件5个自由度个自由度(3个移动自由度个移动自由度和和2个转动自由度个转动自由度)。 2. 顶尖安装工件顶尖安装工件 圆锥面定位：圆锥面定位：限制工件限制工件5个自由度个自由度(3个移动自由度个移动自由度和和2个转动自由度个转动自由度)。采用削边销，正确采用削边销，正确

23、四、四、 工件以特殊表面定位工件以特殊表面定位第三节第三节 定位方法与定位元件定位方法与定位元件3. 两销一面定位工件两销一面定位工件 限制工件限制工件6个自由度个自由度(3个移动自由度和个移动自由度和3个转动自由个转动自由度度)。 夹紧目的：夹紧目的：承受切削力及工件重力，保持工件正确的定位，防止工件变承受切削力及工件重力，保持工件正确的定位，防止工件变形。形。第四节第四节 工件在夹具中的夹紧工件在夹具中的夹紧一一. 夹紧装置的组成及基本要求夹紧装置的组成及基本要求 1. 夹紧装置的组成夹紧装置的组成 动力源动力源 如：手动、气动、液动、电液动等等；如：手动、气动、液动、电液动等等； 中间传

24、力机构：中间传力机构：改变夹紧力的大小、方向，要求自锁性；改变夹紧力的大小、方向，要求自锁性； 夹紧元件：夹紧元件：夹紧装置的最终执行元件。夹紧装置的最终执行元件。 第四节第四节 工件在夹具中的夹紧工件在夹具中的夹紧一一. 夹紧装置的组成及基本要求夹紧装置的组成及基本要求 1. 夹紧装置的组成夹紧装置的组成 2.夹紧装置的基本要求夹紧装置的基本要求 稳、牢、快稳、牢、快 1）夹紧必须保证定位准确可靠，而不能破坏定位。）夹紧必须保证定位准确可靠，而不能破坏定位。 2）工件和夹具的变形必须在允许的范围内。）工件和夹具的变形必须在允许的范围内。 3）夹紧机构必须可靠，并具有自锁性。）夹紧机构必须可靠

25、，并具有自锁性。 4）夹紧机构操作必须安全、省力、方便、迅速、符合工人操作习惯。）夹紧机构操作必须安全、省力、方便、迅速、符合工人操作习惯。 5）夹紧机构的复杂程度、自动化程度必须与生产纲领和工厂的条件相）夹紧机构的复杂程度、自动化程度必须与生产纲领和工厂的条件相适应。适应。第四节第四节 工件在夹具中的夹紧工件在夹具中的夹紧二二. 夹紧力的确定夹紧力的确定 1.夹紧力的方向夹紧力的方向 1）夹紧力的方向应有助于工件定位准确稳定。）夹紧力的方向应有助于工件定位准确稳定。 夹紧力的方向应指向主要定位面夹紧力的方向应指向主要定位面第四节第四节 工件在夹具中的夹紧工件在夹具中的夹紧二二. 夹紧力的确定

26、夹紧力的确定 1.夹紧力的方向夹紧力的方向 1）夹紧力的方向应有助于工件定位准确稳定。）夹紧力的方向应有助于工件定位准确稳定。 2）夹紧力的方向应有利于减小夹紧力。）夹紧力的方向应有利于减小夹紧力。 第四节第四节 工件在夹具中的夹紧工件在夹具中的夹紧二二. 夹紧力的确定夹紧力的确定 1.夹紧力的方向夹紧力的方向 1）夹紧力的方向应有助于工件定位准确稳定。）夹紧力的方向应有助于工件定位准确稳定。 2）夹紧力的方向应有利于减小夹紧力。）夹紧力的方向应有利于减小夹紧力。 3）夹紧力的方向应是工件刚性较好的方向。）夹紧力的方向应是工件刚性较好的方向。第四节第四节 工件在夹具中的夹紧工件在夹具中的夹紧二

27、二. 夹紧力的确定夹紧力的确定 1.夹紧力的方向夹紧力的方向 2.夹紧力的作用点夹紧力的作用点 1）夹紧力的作用点的数目应适当。）夹紧力的作用点的数目应适当。 2）夹紧力的作用点应落在定位支承点的范围。）夹紧力的作用点应落在定位支承点的范围。 第四节第四节 工件在夹具中的夹紧工件在夹具中的夹紧二二. 夹紧力的确定夹紧力的确定 1.夹紧力的方向夹紧力的方向 2.夹紧力的作用点夹紧力的作用点 1）夹紧力的作用点的数目应适当。）夹紧力的作用点的数目应适当。 2）夹紧力的作用点应落在定位支承点的范围。）夹紧力的作用点应落在定位支承点的范围。 3）夹紧力的作用点应尽量选在刚性好的部位。）夹紧力的作用点应

28、尽量选在刚性好的部位。 第四节第四节 工件在夹具中的夹紧工件在夹具中的夹紧二二. 夹紧力的确定夹紧力的确定 1.夹紧力的方向夹紧力的方向 2.夹紧力的作用点夹紧力的作用点 1）夹紧力的作用点的数目应适当。）夹紧力的作用点的数目应适当。 2）夹紧力的作用点应落在定位支承点的范围。）夹紧力的作用点应落在定位支承点的范围。 3）夹紧力的作用点应尽量选在刚性好的部位。）夹紧力的作用点应尽量选在刚性好的部位。 4）夹紧力的作用点尽量靠近被加工表面。）夹紧力的作用点尽量靠近被加工表面。第四节第四节 工件在夹具中的夹紧工件在夹具中的夹紧二二. 夹紧力的确定夹紧力的确定 1.夹紧力的方向夹紧力的方向 2.夹紧

29、力的作用点夹紧力的作用点 3.夹紧力的大小夹紧力的大小 影响夹紧力的因素影响夹紧力的因素 夹紧力要与其它力（切削力、工件重力、摩擦力）夹紧力要与其它力（切削力、工件重力、摩擦力）相平衡，还与工艺系统刚性、夹紧机构传力效率等因素有关。相平衡，还与工艺系统刚性、夹紧机构传力效率等因素有关。 夹紧力的选择原则夹紧力的选择原则 夹紧力要合理，过大：工件变形、夹具损坏；过小：夹紧力要合理，过大：工件变形、夹具损坏；过小：不能保持正确定位。不能保持正确定位。 夹紧力的确定方法夹紧力的确定方法 估算法、类比法、经验法。估算法、类比法、经验法。第五节第五节 基本夹紧机构基本夹紧机构一一. 斜楔夹紧机构斜楔夹紧

30、机构 夹紧机构：夹紧机构：把动力源的动力转化为工件的夹紧力的装置。已有成熟的几把动力源的动力转化为工件的夹紧力的装置。已有成熟的几种常用类型。种常用类型。第五节第五节 基本夹紧机构基本夹紧机构一.一. 斜楔夹紧机构斜楔夹紧机构二.二. 偏心夹紧机构偏心夹紧机构第五节第五节 基本夹紧机构基本夹紧机构一.一. 斜楔夹紧机构斜楔夹紧机构二.二. 偏心夹紧机构偏心夹紧机构三.三. 螺旋夹紧机构螺旋夹紧机构 1.单个螺旋夹紧机构单个螺旋夹紧机构 2.螺旋压板机构螺旋压板机构第五节第五节 基本夹紧机构基本夹紧机构一.一. 斜楔夹紧机构斜楔夹紧机构二.二. 偏心夹紧机构偏心夹紧机构三.三. 螺旋夹紧机构螺旋夹紧机构四四. 铰链夹紧机构铰链夹紧机构单臂铰链夹紧机构单臂铰链夹紧机构