1、1.1 机床1.2 刀具1.3 夹具1.3 1.3.1 机床夹具概述1.3.2 工件的定位1.3.3 工件的夹紧1.3.4 典型夹具夹紧：夹紧：是指工件定位后将其固定，使其在加工过程中是指工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。保持定位位置不变的操作。定义：在机床上用以装夹工件（和引导刀具）的一种装置。定义：在机床上用以装夹工件（和引导刀具）的一种装置。其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床或其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床或 刀具的正确位置，并把工件可靠的夹紧。刀具的正确位置，并把工件可靠的夹紧。装夹：装夹：将工件在机床上或夹具中定位、夹紧的过程。将工件在机
2、床上或夹具中定位、夹紧的过程。定位：定位：确定工件在机床或夹具中占有正确位置的过程。确定工件在机床或夹具中占有正确位置的过程。机床夹具的作用1.保证加工精度2.提高劳动生产率3.扩大机床的使用范围4.改善劳动条件、保证生产安全夹具体 快换钻套导向套钻模板开口垫圈螺母定位销机床夹具的分类按应用范围分：按使用机床分：按夹紧动力分：手动夹具 气动夹具 液动夹具 电动夹具 磁力夹具 真空夹具通用夹具 专用夹具 可调夹具成组夹具 组合夹具 随行夹具车床夹具 铣床夹具 钻床夹具镗床夹具 其它机床夹具机床夹具的组成定位元件 夹紧装置 对刀及导向装置 迅速确定刀具与工件的相对位置 确定工件的正确位置 夹牢工件
3、，保证工件正确位置不变 夹具体 夹具的基础件 其他装置或元件 分度装置、联接元件等 基准：用来确定生产对象上几何要素间的基准：用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。几何关系所依据的那些点、线、面。根据功用：根据功用：设计基准设计基准设计图样中所采用的基准设计图样中所采用的基准 工艺基准工艺基准 加工、测量、装配过程中使用的基准加工、测量、装配过程中使用的基准 定位基准定位基准 为加工中用作定位的基准。为加工中用作定位的基准。测量基准测量基准 测量时所采用的基准。测量时所采用的基准。装配基准装配基准 是装配时确定零件或部件在产品中是装配时确定零件或部件在产品中的相对位置所
4、采用的基准。的相对位置所采用的基准。1、工件定位的方式（1）直接找正定位 精度取决于工人技术水平 单件小批生产，位置要求高a)磨内孔时工件的找正 b)刨槽时工件的找正（2 2）划线找正定位）划线找正定位精度低 单件小批，复杂件，毛坯精度低（3 3）夹具定位夹具定位生产率高，定位精度高成批及大量生产定位加工前，工件在机床或夹具上占据一正确位置夹紧使工件在加工中不受力的作用发生位移、振动装夹=定位+夹紧2、（1）六点定则用空间合理布置的六个支承点 限制工件的六个自由度zyxzyx,ZYX未定位工件的六个自由度XYZYX456321长方体定位时支承点的分布XYZ六点定则用空间合理布置的六个支承点 限
5、制工件的六个自由度主要定位面3三角形分布，支承范围大导向定位面2选大的面定位两点连线不垂直主定位面，距离远选窄长的面定位止推定位面1选可承受切削力的面工件定位后，反方向还可移动定位面与定位点应保持接触工件被夹紧，所有自由度就都被限制了并没有保证一批工件的一致位置（2）限制工件自由度与加工要求的关限制工件自由度与加工要求的关系系完全定位 六个自由度全部限制不完全定位限制的自由度6点按加工要求确定欠定位根据加工要求，工件应该被限制的自由度却 没有被限制的定位。过定位工件的同一自由度被重复限制的定位。1.加工面某方向无要求，通透加工这个方向上不需定位2.零件某方向上截面为完整的圆形这个方向上不需定位
6、加工孔加工平面yz,yxyx,1.心轴 2.支承凸台 3.工件 4.压板 zyx,zy,z正确处理过定位正确处理过定位危害 定位不稳，安装困难，工件或夹具变形 措施 去除过定位，修改结构 特殊为提高定位稳定性和结构刚度，简化夹具 可用过定位 前提 提高工件定位面、夹具定位面的相互位置精度 一般不允许一般不允许限制工件自由度与加工要求的关系限制工件自由度与加工要求的关系l完全定位 六个自由度全部限制不完全定位限制的自由度6点欠定位该限制的自由度没有限制过定位重复限制某一自由度按加工要求确定绝不允许一般不允许yxyx,yxzyx,yxyx,要点要点按加工要求确定 注意：不欠定位 实际上所限制的自由
7、度实际上所限制的自由度 往往多于理论要求的 为承受切削力、简化夹具结构 注意：不过定位 理论上要限制的自由度理论上要限制的自由度 理论联系实际理论联系实际 注重实际应用注重实际应用3、l定位元件的基本要求足够的精度足够的硬度和耐磨性足够的强度和刚度工艺性好3、（1）平面定位主要支承固定支承支承钉 支承板 非标支承板一批工件调一次可调支承自位支承（浮动支承）只限制1点自由度辅助支承不限制自由度（提高刚度）限制自由度一个工件调一次3、（2）孔定位圆柱销 间隙配合心轴过盈配合心轴花键心轴圆柱心轴 圆锥销 定3点圆锥心轴（小锥度心轴）定5点短销定2点长销定4点1.导向部分 2.工作部分 3.传动部分
8、3、（3 3）外圆定位）外圆定位 V形块定心精度低，已加工面定位定位套 半圆套大轴件、不便轴向装夹的零件定位 圆锥套（反顶尖）对中性好非整圆表面定位定位基准是检验心轴的中心短定2点长定4点活动定1点3、（4）组合表面定位一面两销（一面两孔）平面定3点圆销定2点菱形销定1点安装：削边方向垂直于两销连线l一面两销设计步骤确定销距LDLd)5131(确定圆柱销尺寸基本尺寸=孔最小尺寸公差g6、f7 查菱销结构尺寸b计算菱销尺寸min2min2max2)(DbDdLDLd确定菱销尺寸7,6max2hhd公差基本尺寸l典型定位方式和所限制的自由度（1）夹紧装置的组成力源装置产生原始夹紧力中间传动机构改变
9、力方向、大小，自锁夹紧元件执行元件力源装置中间传动机构夹紧元件工件1、夹紧装置的组成和基本要求（2）夹紧装置的基本要求不得破坏工件的定位夹紧力要适当操作方便，迅速、省力工艺性好2、确定夹紧力三要素的原则夹紧力应指向主要定位面 夹紧力应落在定位支承范围内 夹紧力应尽量靠近加工面 作用点、方向和大小夹紧力最好与切削力、重力方向一致夹紧力应作用在刚性好的部位 图1.89 夹紧力作用点应在定位元件上方图1.90 夹紧力作用点应在工件刚性最好的地方图1.91 减小工件夹紧变形的措施图1.92 夹紧力作用点靠近加工表面图1.93 夹紧力方向垂直主要定位基面图1.94 夹紧力方向对夹紧力大小的影响a)夹紧力
10、与切削力、重力同向 b)夹紧力与切削力、重力反向（3）设工艺系统刚性 切削过程稳定建立力学模型，求出切削力，在最不利的瞬时，求夹紧力大小为了保证夹紧可靠，乘以安全系数FJ=K F一般 K=1.53受切削力、重力、离心力和惯性力等作用（矩）平衡粗加工取大值，精加工取小值（1）斜楔夹紧机构利用斜面直接或间接压紧工件的机构夹紧力小，手动操作费时与机械、汽动、液压机构联动1）斜楔的夹紧力斜角=1014一般摩擦系数f=0.10.15摩擦角545832FJ=FJ FQ=F1+F)tan(tan21QJFFF1=FJ tan1 F=FJ tan(2+)图1.96 斜楔夹紧受力分析斜楔的tan1tan(-2)
11、1=2=，2斜楔夹紧的自锁条件F1 FF1=FJ tan1 F=FJtan(-2)FJ=FJ11 17图1.96 斜楔夹紧受力分析斜楔移动距离与夹紧行程的关系一般10 14双升角斜楔滑块机构：大升角迅速趋近工件 小升角夹紧工件、自锁S夹=S动tantanQJFF 不计摩擦力双升角斜楔滑块夹紧机构321b)1-夹具体 2-斜楔 3-工件211夹具体 2斜楔 3工件1）单个螺旋夹紧机构结构简单、夹紧力大，自锁好，夹紧行程大 图1.98 单个螺旋夹紧机构开口垫圈 铰链钩形压板摆动压板摆动压板快速螺旋夹紧机构快速螺旋夹紧机构a.移动压板 b.转动压板 c.翻转压板支点在后效率低 FJ=FQ/2支点中间
12、FJ=FQ支点在前效率好 FJ =2FQ圆偏心轮、偏心轴夹紧迅速方便夹紧力、行程小用于切削力小、振动小的场合 在定心的同时将工件夹紧理论上定心误差y=0用于要求准确定心和对中的场合机械传动式定心夹紧机构弹性变形式定心夹紧机构结构简单，定心精度低结构复杂，定心精度高1234虎钳式定心夹紧机构1-叉形块 2-夹具体 3-螺杆 4-V形块1.叉形块 2.夹具体 3.左右旋螺杆 4.V形块机械传动式定心夹紧机构1.手柄2.偏心轮3.4.5.卡爪6.锥体图1.103 轴向固定式弹簧夹头1.夹具体 2.弹性筒夹 3.螺母 4.螺钉图1.104 液性介质定心夹紧机构单件、多件、多点、多向 注意：设置必要的浮
13、动环节工件不宜太多结构简单紧凑、增力总夹紧力足够、刚度足够注意累积误差的影响（1）专用夹具设计的基本要求 保证加工要求 正确定位和夹紧，合理对刀导向，合适技术要求 提高生产率和降低成本 快速高效夹紧，与生产率相适应 工艺性好便于制造、检验、装配、调整和维修使用性好操作简便，省力、安全可靠、排屑方便1、专用夹具设计的方法和步骤（2）专用夹具的设计方法和步骤 明确设计任务，收集设计资料 拟订夹具结构方案，绘制夹具草图 定位方案；夹紧方案；刀具引导方式；其他装置；总体结构及安装方式 绘制夹具总图 工作位置为主视图 双点划线画工件（余量网纹表示）画定位夹紧导向件夹具体 标注总图技术要求 绘制夹具零件图
14、轮廓尺寸 LHB定位技术要求 定位件与工件配合，定位件间要求对刀技术要求对刀件与刀具配合，对刀件间要求机床连接要求与机床联结尺寸、配合夹具制造技术要求定位件与夹具安装面、定位件与对刀件、对刀件与夹具安装面间的技术要求所有配合尺寸如平衡等文字形式的要求其他技术要求工序尺寸有公差要求：夹具公差=工件相应公差1/31/5 工序尺寸无公差要求：夹具公差：尺寸0.1 角度10 位置0.02 0.05/1002、组成：钻套、钻模板、定位元件、夹紧装置、夹具体等 主要类型：固定式 加工孔精度高 回转式 围绕某一轴线分布的轴向或径向孔系 移动式钻工件同一表面上的多孔，孔径10mm翻转式加工小工件不同表面上的孔
15、，重100N盖板式无夹具体，大件上孔加工，滑柱式通用可调，制造周期短，应用广。主要用于加工孔主要用于加工孔图1.105 杠杆孔钻模1.夹具体夹具体 2.2.压紧螺钉压紧螺钉 3.3.钻模板钻模板 4.4.活动活动V V形形块块5.5.钻套钻套 6.6.开口垫圈开口垫圈 7.7.定位销定位销 8.8.辅助支承辅助支承1）固定式钻模）固定式钻模2）回转式钻模）回转式钻模1.钻套 2.倒锥螺栓 3.弹簧涨套 4.圆支承板 5.螺母1.1.钻模板钻模板 2.3.2.3.定位销定位销 4.4.支承钉支承钉 5）1.齿轮轴2.斜齿条滑柱3.12.钻模板4.螺母5.手柄6.导向柱7.锥套环8.定位支承9.可
16、调支承10.挡销11.自位压柱13.螺钉14.钻套15.定位元件1 1）钻套）钻套引导刀具，保证位置精度，提高系统刚度 类型：标准钻套特殊钻套 固定钻套、可换钻套和快换钻套 小孔距钻套、加长钻套、斜面钻套 钻套高度H 大，导向好，刀具刚度提高，精度高，但磨损加剧 H=(12.5)d 排屑空间h 大，排屑方便，导向性能差，精度降低 铸铁 h=(0.30.7)d钢件 h=(0.71.5)d要求高 h=0 钻套公差钻F8，扩F7，粗铰G7，精铰G61钻套 2衬套 3钻模板 4螺钉 a)小孔距钻套 b)加长钻套 c)斜面钻套 2）安装钻套，确保钻套正确位置 类型：固定式铰链式分离式 连体式、装配式、焊
17、接式 结构简单，精度高 工件装卸方便，精度较低可拆卸，精度低 1.快换钻套 2.导向套3.钻模板 4.开口垫圈 5.螺母6.定位销 7.夹具体 固定式钻模板固定式钻模板 1.铰链销 2.夹具体 3.铰链座 4.支承钉 5.钻模板 6.菱形螺母 1.钻模板 2.钻套 3.压板 4.工件 分度装置分度装置按一定角度或一定距离加工一组表面 组成：固定部分可动部分分度对定机构锁紧机构 分度方式：回转分度直线移动分度 1）分度对定机构组成：分度盘对定销 方式：轴向分度 径向分度结构紧凑，应用广转角误差小，分度精度高轴向开孔，或径向开槽手动、机动、自动常用机构：钢球对定机构手动直拉式对定销齿轮齿条对定销
18、圆孔圆销圆孔菱销锥孔锥销 圆孔斜面圆销 钢球小锥穴 矩形槽盘单斜面槽盘双斜面槽盘齿形槽盘 3、车主要类型：安装在主轴上安装在床身或大拖板上 在车床上加工壳体、支座、杠杆、接头等零件上在车床上加工壳体、支座、杠杆、接头等零件上的圆柱面及端面时，由于这些零件的形状比较复杂，的圆柱面及端面时，由于这些零件的形状比较复杂，难以直接装夹在通用卡盘上，因而需设计专用夹具。难以直接装夹在通用卡盘上，因而需设计专用夹具。这类车床夹具一般具有类似角铁的夹具体，这类车床夹具一般具有类似角铁的夹具体，故称为角铁式车床夹具。故称为角铁式车床夹具。削边销削边销 圆柱销圆柱销 支承板支承板 夹具体夹具体 压板压板 工件工
19、件 校正套校正套 平衡块平衡块（2）车1）定位装置的设计特点：工件加工面轴线必须和车床主轴轴线重合 2）夹紧装置的设计特点：夹紧力足够，自锁性能好，防止变形 如图1.115就是根据夹具的轴线来确定支承板以及两定位销的位置距离。D小于140mm，或D（23）d 锥柄定5点，螺栓拉紧径向尺寸较大过渡盘，平面定3点，止口定2点 精度要求高设找正外圆或找正孔3 3）车床夹具与机床的连接）车床夹具与机床的连接 1.主轴 2.过渡盘 3.专用夹具 4.压块 4 4）对夹具总体结构的要求）对夹具总体结构的要求结构紧凑、悬伸短 平衡、配重 配重块、减重孔 安全 圆形不突出，防切屑缠绕和冷却液飞溅 防护罩 4、
20、铣床组成：定位元件夹紧机构对刀装置（对刀块与塞尺）定位键夹具体等 主要用于加工平面、凹槽及各种成形表面。1.对刀块 2.支承钉 3.防转销 4.夹具体 5.开口压板 6.螺母 7.定位销 8.定位键（2）铣床铣削特点：切削用量大、切削力大多刃断续切削，振动空行程，辅助时间长 铣床夹具要求：定位稳定，支承面大 夹紧可靠，力足够，自锁好 作用在刚度大的部位，着力点、施力方向恰当 多件加工，快速夹紧、联动夹紧、高效夹紧（2）铣床1）注意工件定位的稳定性和夹紧的可靠性。定位装置的设计和布置，应尽可能使支承面积大些。夹紧装置的设计要求有足够的夹紧力，夹紧装置 自锁性好。夹紧力应作用在工件刚性比较大的部位
21、上，且着力点 和施力方向要恰当。容易产生铣削振动切削用量和切削力大，断续切削，切削力方向变化。（2）铣床定位键 确定夹具相对于机床的位置 布置两个，相距远 底面3 定位键2 结构：圆形 矩形 易加工，易磨损，使用不多 有槽无槽上下配合不同，定向精度高 定向精度不高 若精度要求高设找正基准2）为了确定夹具相对于机床的位置，铣床应 设置定位键。（2）铣床3）对刀装置确定刀具相对于工件的位置 组成：对刀块塞尺 圆形对刀块 方形对刀块 直角对刀块 特殊对刀块平塞尺圆塞尺15mm，公差h835mm，公差h8（2）铣床4）对夹具总体结构的要求足够的强度和刚度，壁厚恰当，适当的筋板 重心低，高宽比11.25
22、 足够的排屑空间、排屑孔 大型夹具，设吊环或起重孔 5、镗床组成：镗模底座、镗模支架、镗套、镗杆定位装置、夹紧装置等 导向支架的布置形式：双支承镗模单支承镗模无支承镗模 主要用于加工箱体、支座等零件上的精密孔或孔系。设计时可查阅有关手册。设计时可查阅有关手册。镗削车床尾架的双支承镗模结构简图。1.1.支架支架 2.镗套镗套 3.4.定位板定位板5.8.压板压板 6.6.夹紧螺钉夹紧螺钉 7.7.可调支承钉可调支承钉 9.9.镗刀杆镗刀杆 10.10.浮动接头浮动接头（2）镗套1）固定式2）回转式 尺寸小，简单，精度高，易磨损 适用于低速镗孔 滑动式 滚动式 减少磨损 适用于高速镗孔 a)内滚式镗套 b)外滚式镗套 1.6.导向支架 2.5.镗套 3.导向滑套 4.镗杆（3）镗夹具上其他结构找正面 精度要求高百分表找正 镗杆的引进结构 镗模支架 足够的刚性稳定性，加强筋，不受力 镗模底座 田字格加强筋浮动接头 与主轴浮动联接 1.夹紧螺钉 2.镗模支架 3.工件 4.镗模底座
