1、 第七節第七節 機械加工夾具設計與應用機械加工夾具設計與應用 一、概一、概 述述 為了加工出符合規定技術要為了加工出符合規定技術要求的表面，必須在加工前將工件裝夾求的表面，必須在加工前將工件裝夾在機床上。在機床上。1. 1. 工件的裝夾工件的裝夾（1 1）裝夾的目的）裝夾的目的實現工件的定位與夾緊實現工件的定位與夾緊安裝：工件從定位到夾緊的全過程稱為。安裝：工件從定位到夾緊的全過程稱為。安裝工件時，一般是先定位后夾緊，而在三爪卡盤上安安裝工件時，一般是先定位后夾緊，而在三爪卡盤上安裝工件時，定位與夾緊是同時進行的裝工件時，定位與夾緊是同時進行的 夾緊：夾緊：工件定位后將其固定，使其在加工過程中

2、不致因切工件定位后將其固定，使其在加工過程中不致因切削力、重力和慣性力的作用而偏離正確的位置削力、重力和慣性力的作用而偏離正確的位置保持定位位保持定位位置不變置不變的操作。的操作。 定位：定位：使工件在機床或夾具中占有使工件在機床或夾具中占有正確位置正確位置的過程。的過程。 1 1）直接安裝法）直接安裝法找正費時，定位找正費時，定位精度不易保證，精度不易保證，生產率較低，通生產率較低，通常僅適用于單件常僅適用于單件小批生產。小批生產。（2 2）裝夾的方法）裝夾的方法工件直接安放在機床工作臺或者通用夾具工件直接安放在機床工作臺或者通用夾具( (如三爪卡盤、四如三爪卡盤、四爪卡盤、平口鉗、電磁吸盤

3、等標準附件爪卡盤、平口鉗、電磁吸盤等標準附件) )上，上，有時不另行找正即夾緊，例如利用三爪卡盤或電磁吸盤安有時不另行找正即夾緊，例如利用三爪卡盤或電磁吸盤安裝工件；裝工件；有時則需要根據工件上某個表面或劃線找正工件，再行夾有時則需要根據工件上某個表面或劃線找正工件，再行夾緊，例如在四爪卡盤或在機床工作臺上安裝工件。緊，例如在四爪卡盤或在機床工作臺上安裝工件。2 2） 專用夾具安裝專用夾具安裝 操作簡單，效率高，容易保證加工精度，適用于成批或大批大量生產類型 。 為某一零件的加工而專門設計和制造夾具，無需進行找正，為某一零件的加工而專門設計和制造夾具，無需進行找正，就可以迅就可以迅 速而可靠地

4、保證工件對機床和刀具的正確相對位速而可靠地保證工件對機床和刀具的正確相對位置，并可迅速夾緊。置，并可迅速夾緊。利用專用夾具加工工件，既可保證加工精度，又可提高生利用專用夾具加工工件，既可保證加工精度，又可提高生產效率，但沒有通用性。專用夾具的設計、制造和維修需產效率，但沒有通用性。專用夾具的設計、制造和維修需要一定的投資，所以只有在成批生產或大批大量生產中，要一定的投資，所以只有在成批生產或大批大量生產中，才能取得比較好的效益。才能取得比較好的效益。 2. 2. 機床夾具的用途機床夾具的用途機床夾具機床夾具(jig and fixture for machine tool)(jig and f

5、ixture for machine tool)是機床上用是機床上用以裝夾工件（和引導刀具）的一種裝置。其作以裝夾工件（和引導刀具）的一種裝置。其作用是將工件定位，以使工件獲得相對于機床或用是將工件定位，以使工件獲得相對于機床或刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。3. 3. 機床夾具的分類機床夾具的分類通用夾具通用夾具專用夾具專用夾具通用可調夾具和成組夾具通用可調夾具和成組夾具組合夾具組合夾具按夾具的應用按夾具的應用范圍和特點分范圍和特點分車床夾具車床夾具銑床夾具銑床夾具鉆床夾具鉆床夾具鏜床夾具鏜床夾具按所使用的按所使用的機床分機床分手動夾具手動夾具氣動夾具

6、氣動夾具液壓夾具液壓夾具電動夾具電動夾具按產生夾緊力按產生夾緊力的動力源分的動力源分4. 4. 機床夾具的組成機床夾具的組成機床夾具的組成機床夾具的組成定位元件定位元件夾緊裝置夾緊裝置導向元件導向元件其它裝置或元件其它裝置或元件夾具體夾具體連接元件連接元件(1)(1)定位元件定位元件夾具與工件選定的定位基準面接觸，用以確定工件正確夾具與工件選定的定位基準面接觸，用以確定工件正確位置的零件。位置的零件。以以平面定位平面定位用用支承釘和支承板支承釘和支承板作定位元件，如圖作定位元件，如圖1-401-40所所示。示。以外圓柱面以外圓柱面定位用定位用v v形塊和定位套筒形塊和定位套筒作定元件，如圖作定

7、元件，如圖1-1-4141所示。所示。以以孔孔定位用定位用定位心軸和定位銷定位心軸和定位銷作定位元件。圖作定位元件。圖1-42a1-42a為為圓柱銷，圖圓柱銷，圖1-42b1-42b為菱形銷。為菱形銷。(2) (2) 夾緊機構夾緊機構工件定位后，為了防止工件由于受切削力等外工件定位后，為了防止工件由于受切削力等外力的作用而產生位移，而將其夾牢緊固的機構。力的作用而產生位移，而將其夾牢緊固的機構。常用的夾緊機構有螺釘壓板、偏心壓板、斜楔常用的夾緊機構有螺釘壓板、偏心壓板、斜楔夾緊機構、鉸鏈夾緊機構等。夾緊機構、鉸鏈夾緊機構等。 （3 3）導向元件）導向元件用來對刀和引導刀具進入正確加工位置的零件

8、，用來對刀和引導刀具進入正確加工位置的零件，鉆套和導向套：用在鉆床夾具和鏜床夾具上，鉆套和導向套：用在鉆床夾具和鏜床夾具上，對刀塊：用在銑床夾具上。對刀塊：用在銑床夾具上。(4)(4)夾具體和其它部分夾具體和其它部分夾具體是夾具的基準零件，用它來連接并固定夾具體是夾具的基準零件，用它來連接并固定定位元件、夾緊機構定位元件、夾緊機構 和導向元件等，使之成和導向元件等，使之成為一個整體，并通過它將夾具安裝在機床上。為一個整體，并通過它將夾具安裝在機床上。二、基準及其分類二、基準及其分類基準定位基準定位基準工序基準工序基準裝配基準裝配基準測量基準測量基準設計基準設計基準工藝基準設計和加工中，設計和加

9、工中，用于確定零件上用于確定零件上其它點、線、面其它點、線、面位置所依據的那位置所依據的那些點、線、面。些點、線、面。設計圖樣上所采設計圖樣上所采用的基準就是設用的基準就是設計基準。計基準。在加工時用于工件在加工時用于工件定位的基準，稱為定位的基準，稱為定位基準。定位基準。1 1、粗基準、粗基準2 2、精基準、精基準在加工中或加工在加工中或加工后用來測量工件后用來測量工件時采用的基準時采用的基準在裝配時用來確定零在裝配時用來確定零件或部件在產品中相件或部件在產品中相對位置所采用的基準對位置所采用的基準在工序圖上使用的基準。在工序圖上使用的基準。加工、測量、加工、測量、裝配過程中使裝配過程中使用

10、的基準。用的基準。鉆套的設計基準鉆套的設計基準齒輪的裝配基準齒輪的裝配基準工件鉆孔工序簡圖工件鉆孔工序簡圖定位基準定位基準1 1、粗基準、粗基準2 2、精基準、精基準最初工序中采用毛坯上未經加工的表面作為定位基準。在其后各工序中采用經過加工的表面作為定位基準。一、粗基準選擇 1. 1. 選擇不加工表面作為粗基準，若有幾個不加工表面，選擇不加工表面作為粗基準，若有幾個不加工表面，選其中與加工表面位置精度要求高的一個，以保證兩者選其中與加工表面位置精度要求高的一個，以保證兩者的位置精度。的位置精度。重點考慮：重點考慮：加工表面與不加工表面的加工表面與不加工表面的 相對位置精度；相對位置精度；各加工

11、表面有足夠的余量各加工表面有足夠的余量車床床身加工車床床身加工2. 2. 為保證某重要表面余量均勻，則選擇該重要表面本身為保證某重要表面余量均勻，則選擇該重要表面本身作為粗基準。作為粗基準。3. 3. 若每個表面都加工，則以余量最小的表面作為粗基準，若每個表面都加工，則以余量最小的表面作為粗基準， 以保證各表面都有足夠的余量。以保證各表面都有足夠的余量。4. 4. 粗基準應平整、光滑，無澆冒口、飛邊等，定位、夾粗基準應平整、光滑，無澆冒口、飛邊等，定位、夾緊可靠。緊可靠。5. 5. 粗基準應避免重復使用。在同一尺寸方向上，粗基準通粗基準應避免重復使用。在同一尺寸方向上，粗基準通常只允許使用一次

12、，以免產生較大的定位誤差。常只允許使用一次，以免產生較大的定位誤差。二、精基準選擇二、精基準選擇1 1、基準重合原則、基準重合原則重點考慮：重點考慮：減少定位誤差減少定位誤差保證加工精度保證加工精度2 2、基準統一原則、基準統一原則3 3、互為基準原則、互為基準原則4 4、自為基準原則、自為基準原則5 5、定位夾緊定位夾緊可靠、方便可靠、方便床身導軌面自為基準床身導軌面自為基準四、工件在夾具中的定位四、工件在夾具中的定位設計合理的定位方法、定位裝置設計合理的定位方法、定位裝置有足夠的定位精度有足夠的定位精度 六點定位原理六點定位原理 定位的任務定位的任務 定位的原理定位的原理1 1、 六點定位

13、原理六點定位原理用用適當分布的六個支承點適當分布的六個支承點消除消除工件的六個自由度，使工件在夾具工件的六個自由度，使工件在夾具中位置完全確定，這個原理稱為六中位置完全確定，這個原理稱為六點定位原理。點定位原理。 工件限制幾個、限制哪幾個自由度工件限制幾個、限制哪幾個自由度 完全取決于加工技術要求。完全取決于加工技術要求。限制自由度與加工限制自由度與加工技術要求的關系技術要求的關系定位與夾緊的區別定位與夾緊的區別定位是工件在夾具中獲得正確的位置定位是工件在夾具中獲得正確的位置夾緊是保證定好的位置不因外力的作夾緊是保證定好的位置不因外力的作用而發生改變用而發生改變 完全定位與完全定位與不完全定位不完全定位 完全定位完全定位工件的六個自由度全工件的六個自由度全 被限制的定位方式。被限制的定位方式。不完全定位不完全定位按照技術要求，工按照技術要求，工件的六個自由度沒有被全部限制的件的六個自由度沒有被全部限制的定位方式。定位方式。欠定位欠定位應該消除的應該消除的自由度沒有消除，不允許。自由度沒有消除，不允許。過定位過定位幾個支承點重復幾個支承點重復限制某個自由度，一般不允限制某個自由度，一般