1、 了解组合夹具的基本知识，理解机床夹具的组成和作用，掌握工件在夹具中定位和夹紧的基础理论知识，具有定位误差分析的能力，熟练掌握常用定位方法、定位元件和夹紧机构。目目 录录目目 录录 定位并夹紧，在机床上使工件占有正确的加工位置并使其在加工过程中始终保持不变的工艺装备称为机床夹具。1.定位元件2.夹紧装置3.安装联接元件4.导向元件和对刀元件（1）导向元件（2）对刀元件5.夹具体6.其他元件或装置图3-1 钻模的组成1工件 2定位销 3钻套 4钻模板5快卸垫圈 6夹具体 7螺母1.作用（1）易于保证工件的加工精度（2）改变和扩大原机床的功能（3）提高劳动生产率（4）保证安全生产（5）降低生产成本
2、 2.分类 机床夹具按其通用化程度，一般可分为通用夹具、专用夹具、成组夹具以及组合夹具等。1.定位原理 定位的任务是限制工件的自由度，通常是用一个支承点来限制工件的一个自由度，用合理分布的六个支承点来限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定，这就是六点定位原理。图3-2 工件的六个自由度2.平行六面体工件的定位图3-3 平面几何体的定位a）零件要求 b）支承点分布3.圆柱形工件的定位4.盘状工件的定位图3-5 盘状工件的定位图3-4 圆柱形工件的定位1.完全定位 工件的六个自由度全部被限制，因而工件在夹具中处于完全确定的位置，称为完全定位。2.不完全定位 根据工件的加工要求并不需要完
3、全定位。这种没有全部限制工件六个自由度的定位，称为不完全定位。图3-6 不需完全定位的加工实例a）磨平面 b）车外圆 c）铣通槽3.欠定位 如工件定位的实际支承点数目少于理论上应予限制的自由度数，不能满足加工要求，称为欠定位。4.过定位 一般不允许夹具上的定位元件重复限制工件的同一个或几个自由度，因为此时将使工件的位置不能被惟一确定。这种重复限制工件自由度的情况称为过定位。图3-7 欠定位及其改进方法a）欠定位 b）改进后图3-8 工件的过定位及其改进方法a）长轴、大平面定位 b）短轴、大平面定位c）长轴、小平面定位1.固定钉支承2.可调钉支承图3-9 固定支承钉a）平头钉 b）球头钉c）尖头
4、钉 d）网纹钉图3-10 可调支承图3-11 辅助支承的应用3.自位支承4.支承板图3-12 自位支承1弹簧 2滑柱 3工件4螺母 5套管 6螺钉7中间销 8滑块图3-13 板支承 这是指定位孔与定位元件的接触长度较短，仅能限制工件的两个自由度的定位方法。1.圆柱定位销 常用的定位元件有刚性心轴和自动定心心轴两大类。2.圆柱定位心轴图3-14 常用定位销形式图3-15 活动定位销结构1定位销 2摆动摇臂 3转轴图3-16 过盈配合定位心轴1引导部分 2工作部分 3联系部分图3-17 间隙配合定位心轴图3-18 微锥度定位心轴图3-19 自动定心心轴1.V形块定位图3-21 测量、校正V形块图3
5、-20 V形块使工件自动对中图3-22 V形定位块的应用a）、b）短V形块定位c）长V形块定位图3-23 减少V形块的接触面积2.定位套定位3.自动定心定位图3-24 定位套定位a）短圆柱套定位b）长圆柱套定位1工件 2定位套图3-25 外圆柱面的定心夹紧a）弹簧夹头 b）双V形块定心装置1.一面两销定位余下圆柱销，为避免产生过定位，可采用菱形销。2.两面一销定位图3-27 两面一销定位图3-26 一面两销定位图3-28 定位误差分析示例图3-29 定位误差分析图3-30 定位误差分析图3-31 角铁和V形块定位1.工件以圆柱面在角铁中定位加工尺寸的定位误差定位基准位移误差，即Y=d/2=0.
6、14mm/2=0.07mm式中 d工件外圆公差（mm）D=Y=0.07mm图3-32 工件在角铁上定位时误差分析2.工件以圆柱面在水平放置的V形块中定位图3-33 工件在V形块上定位时误差分析基准位移误差：12sin(/2)sin(/2)()/2/2sin(/2)sin(/2)2sin(/2)YddO AO Bdd 式中d工件外圆直径公差（mm）；V形块夹角（）。加工尺寸的定位误差：2sin(/2)dDY 3.工件以圆柱面在侧放置的V形块中定位加工尺寸的定位误差DY0 定位基准的位移量Y01.夹紧装置的组成（1）产生力源1）对于力源来自于机械或电力的，一般称为动力装置，常用的有气压、液压、电力
7、等动力装置。2）对于力源来自于人力的，则称为手动夹紧。（2）夹紧机构 1）接受原始作用力的机构，如手柄、螺母或用来联接气缸活塞杆的机构等。2）变原始作用力为夹紧力的中间递力机构，如铰链杠杆及斜楔滚柱等。3）直接与工件接触的机构，如各种螺钉、压板等。2.对夹紧装置的基本要求1）夹紧时不能破坏工件在定位元件上所获得的正确位置。2）夹紧力应保证工件在整个加工过程中不会产生位移和振动。3）使工件不产生过大变形和表面损伤。4）以较小的作用力获得需要的夹紧效果。5）具有良好的使用性和结构工艺性。3.夹紧力的确定（1）夹紧力的方向1）夹紧力的方向应垂直于主要定位基准面。图3-34 夹紧力方向不当的情况2）夹
8、紧力的方向应尽可能和切削力、工件重力同向。3)夹紧力的方向应尽可能使工件变形最小。图3-36 薄壁工件的夹紧a）错误 b）合理图3-35 夹紧力与切削力的关系a）同向 b）反向 c）垂直1）夹紧力应落在支承元件上或几个支承元件所形成的支承面内。2）夹紧力应落在工件刚度较好的部位上。3）夹紧力应尽量靠近加工面。（2）夹紧力作用点的选择图3-37 夹紧力作用点的选择a）铣床夹具上的应用 b）滚齿夹具上的应用（3）夹紧力大小的估算 1）切削力完全作用在支承上。2）切削力离开支承面。3）切削力平行支承面。FW=KFr/（1+2）图3-38 切削力与夹紧力的方向a）拉孔 b）、c)钻孔 d）刨削1.斜楔
9、夹紧机构斜楔夹紧有以下特点：1）斜楔结构简单，扩力比为 ip=FW/F32）斜楔夹紧的行程小，且受斜楔升角的影响，增大升角可加大行程，但自锁性能差。3）使用手动操作的简单斜楔夹紧时，工件的夹紧和松开都需敲击斜楔的大、小端。图3-39 斜楔夹紧原理图3-40 斜楔夹紧机构a）气缸斜楔夹紧机构b）螺旋斜楔夹紧机构2.螺旋夹紧机构图3-41 螺旋夹紧机构a）简单螺旋压紧 b）常用螺旋夹紧图3-42 快速螺旋夹紧机构a）快速螺旋机构 b）快卸垫圈机构3.偏心夹紧机构图3-43 偏心夹紧机构1压板 2小轴 3手柄 4垫板1.螺旋式定心夹紧机构图3-44 螺旋定心夹紧机构1、2V形钳口 3螺杆 4叉形零件
10、 5、6螺钉2.杠杆式定心夹紧机构图3-45 杠杆定心夹紧机构a）推式杠杆定心夹紧机构1柱塞 2工件 3杠杆 4弹簧 5小轴b）拉式杠杆定心夹紧机构1拉杆 2衬套 3钩形杠杆 4卡爪 5推板图3-46 弹簧心轴a）推式弹簧心轴 b）推式弹簧夹头 c）拉式弹簧夹头1工件 2弹簧夹头 3心轴 4销钉 5锥形套筒 6螺母3.弹簧夹头定心夹紧机构4.弹性定心夹紧机构图3-48 液性塑料定心夹具1支承钉 2套筒 3液性塑料4柱塞 5螺钉图3-47 鼓膜式夹紧机构1弹性盘 2螺栓3螺母 4夹具体5调整螺钉 6定位钉 7推杆 多点夹紧是由一个作用力，通过一定的机构将这个作用力分解到几个点上对工件进行夹紧。1
11、.多点夹紧图3-49 浮动夹头a）摆动式浮动压头 b）移动式浮动压头图3-50 多点浮动夹紧机构a）双向多点夹紧 b）单向多点夹紧1螺母 2钩形压板 3杠杆2.多件联动夹紧图3-51 多件联动夹紧机构a）单向多件夹紧 b）双向多件夹紧c）塑性多件夹紧 d）连续式多件夹紧施加一个作用力，通过一定的机构实现多件联动夹紧。3.夹紧与其他动作联动图3-52 联动机构a）联动压板1手柄 2压板 3拨杆 4偏心轮b）联动支承1辅助支承 2压板 3螺母 4锁销1.气动夹紧图3-53 气动原理图1过滤器 2调压阀 3油雾器4气缸 5配气阀6单向阀 7压力继电器图3-54 双向作用活塞式气缸1活塞杆 2前盖 3
12、气缸体4活塞 5密封圈 6后盖图3-55 回转气缸与车夹具1导气接头 2活塞 3气缸 4过渡盘5拉杆 6过渡盘 7夹具 8钩形压板2.液压夹紧图3-56 气液压联合夹紧原理1、3活塞 2活塞杆图3-57 气液增压器原理1活塞 2夹具工作缸3活塞杆3.气液压联合夹紧图3-58 真空夹紧装置a）夹紧前状态 b）夹紧时状态图3-59 电磁夹紧原理1夹具体 2铁心 3磁极板4磁心 5绝磁体 6线圈5.电磁夹紧4.真空夹紧1.组合夹具的工作原理与特点组合夹具有以下特点：1）灵活多变，为生产迅速提供夹具，缩短生产准备周期。2）保证加工质量，提高生产效率。3）节约人力、物力和财力。4）减少夹具存放面积，改善
13、管理工作。2.组合夹具的应用（1）从生产类型方面看，决定了它最适用于产品经常变换的生产，如单件小批生产（包括工具和机修零件制造）、新产品试制和临时突发性的生产任务等。对于成批生产的产品，也可利用组合夹具以补充专用夹具数量之不足，或者用于当专用夹具损坏以及生产工艺变更时。对于大批大量生产的产品，有时也可适当考虑采用组合夹具。（2）从加工工种方面看，组合夹具可用于钻、车、铣、刨、磨、镗、检验等工种，其中以钻床夹具应用量最大。（3）从加工工件的几何形状和尺寸方面看，目前，我国大量采用的中型系列组合夹具，一般适用于外形尺寸在20600mm的工件。（4）从加工工件的公差等级方面看，在一般情况下，工件加工
14、公差等级可达IT3级。基本要素为外形尺寸、T形槽宽度和螺栓及其螺孔的直径。1.基础件图3-62 基础件2.支承件图3-63 支承件3.定位件4.导向件图3-64 定位件5.夹紧件图3-65 导向件6.紧固件图3-66 夹紧件7.其他件8.合件图3-67 其他件图3-68 分度合件图3-69 卧轴式回转钻模1螺杆 2V形滑块 3手柄 4前导向套 5插销 6拔销手柄 7锁紧块 8中心轴9转盘 10齿轮 11削扁销图3-70 摇臂铣槽夹具a)夹具1定向键 2扳手螺钉 3对刀块4滑柱 5压板 6衬套b）摇臂7压块 8螺母 9双向螺杆第一章 液压传动原理与液压元件1.什么叫机床夹具？2.机床夹具在机械加
15、工中有哪些作用？3.机床夹具主要由哪几个部分组成？各有什么作用？4.机床夹具按通用化可分成哪几种？5.什么是定位？6.未定位的工件有哪几个自由度？什么是六点定位原理？7.什么是完全定位、不完全定位、欠定位和过定位？为什么不允许在欠定位或过定位的情况下进行加工？8.常用的定位方法有哪些？各限制哪几个自由度？9.孔、轴定位时，在什么情况下采用过盈配合心轴及微锥度定位心轴？10.定位销、V形定位块用什么材料制造？热处理硬度各为多少？11.V形块定位有何特点？12.什么情况下采用菱形定位销？安装菱形销应注意什么？13.对机床夹具有哪些要求？为什么？14.确定夹紧力方向的原则是什么？第一章 液压传动原理与液压元件15.夹紧力作用点应如何选择？16.确定夹紧力大小应考虑哪些因素？17.螺旋夹紧机构的原理是什么？有哪些优缺点？18.斜楔夹紧机构有什么特点？19.偏心夹紧机构与斜楔夹紧机构有何共同点？20.偏心轮一般选用什么材料？采用何种热处理方式？21.简述各种定心夹紧机构的动作过程。22.多点夹紧和多件夹紧机构为何都要采用浮动件和浮动结构？如何确定浮动件的数目？23.为何要采用动力夹紧装置？24.常用动力装置有哪几类？各有什么优缺点？25.简述组合夹具的工作原理与特点。26.组合夹具有几种系列？各系列主要适用于哪些场合？27.组合夹具元件分哪几大类？各类元件的用途是什么？
