机床常用夹具
数控铣常用刀具夹具量具ppt课件
为了规范 事业单 位聘用 关系， 建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
机床夹具的分类
为了规范 事业单 位聘用 关系， 建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
通常把孔深与孔径之比大于5～10倍的孔称为深 孔，加工所用的钻头称为深孔钻。
由于孔深与孔径之比大，钻头细长，强度和刚度 均较差，工作不稳定，易引起孔中心线的偏斜和 振动。为了保证孔中心线的直线性，必须很好地 解决导向问题；由于孔深度大，容屑及排屑空间 小，切屑流经的路程长，切屑不易排除，必须设 法解决断屑和排屑问题；深孔钻头是在封闭状态 下工作，切削热不易散出，必须设法采取措施确 保切削液的顺利进入，充分发挥冷却和润滑作用。
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刀具的分类
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刀具的分类
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刀具的分类
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刀具的分类
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机床夹具介绍(较全)
二、机床夹具介绍夹具最早出现在1787年，至今经历了三个发展阶段。
第一阶段表现为夹具与人的结合。
在工业发展初期。
机械制造的精度较低，机械产品工件的制造质量主要依赖劳动者个人的经验和手艺，而夹具仅仅作为加工工艺过程中的一种辅助工具；第二阶段是随着机床、汽车、飞机等制造业的发展，夹具的门类才逐步发展齐全。
夹具的定位、夹紧、导向（或对刀）元件的结构也日趋完善，逐渐发展成为系统的主要工艺装备之一；第三阶段，即近代由于世界科学技术的进步及社会生产力的迅速提高，夹具在系统中占据相当重要的地位。
这一阶段的主要特征表现为夹具与机床的紧密结合。
2.1夹具的现状几生产对其提出新的要求现代生产要求企业制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈竞争，尽管国际生产研究协会的统计表明中不批，多品种生产的工件已占工件种类数的85%左右。
然而目前，一般企业习惯与采用传统的专用夹具，在一个具有只能感等生产的能力工厂中约拥有13000~15000套专用夹具。
另一方面，在多品种生产的企业中，约隔4年就要更新80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量只有15%左右，特别最近年来柔性制造系统（FMS）、数控机床（NC），加工中心（MC）和成组加工（GT）等新技术被应用和推广，使中小批生产的生产率逐步趋近于大批量生产的水平。
综上所述，现代生产对夹具提出了如下新的要求：（1）能迅速方便地装备新产品的投产以缩短生产准备周期（2）能装夹一组相似性特征的工件（3）适用于精密加工的高精度的机床（4）适用于各种现代化制造技术的新型技术（5）采用液压汞站等为动力源的高效夹紧装置，进一步提高劳动生产率2.2现代夹具的发展发向现代夹具的发展方向表现为精密化、高效化、柔性化、标准化等四个方面：1、精密化随着机械产品精度的日益提高，势必也相应提高对其精度要求。
精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度可达正负0.1，用于精密车削的高精度三爪卡盘，其定心精度为5um，又如用于轴承套圈磨削的电磁无心夹具，工件的圆读可达0.2~0.5um。
机床夹具的分类
机床夹具的分类按夹具的使用范围，可将其划分为以下几类：1）通用夹具例如车床的三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、顶尖、拨盘、及花盘等；铣床用的平口虎钳、分度头及回转工件台等；平面磨床上的电磁吸盘等。
这些夹具通用性强、应用非常广泛，一般已标准化，并由特地的专业工厂生产，常作为机床的附件供应给用户。
2）专用夹具这是为某一特定工件的特定工序而特地设计的夹具（图2-55）。
专用夹具广泛应用于批量生产中。
3）通用可调夹具这类夹具的特点是夹具的部分元件可以更换，部分装置可以调整，以适应不同零件的加工。
针对成组加工中某一工序而设计制造的可调整夹具，称为成组夹具（图2-56）。
通用可调整夹具与成组夹具相比，加工对象不很明确，适用范围更广一些。
4）组合夹具它是由一套预先制造好的标准元件组合而成（图2-57）。
这些元件具有各种不同外形、尺寸和规格，并具有良好的互换性、耐磨性和较高的精度。
依据工件的工艺要求，可将不同的组合夹具元件像搭积木一样，组装成各种专用夹具。
使用完毕后，元件可便利地拆开，洗净后存放起来，待需要时重新组装成新的夹具。
组合夹具由于它的敏捷和通用，使生产预备周期大大缩短，同时能节省大量设计、制造夹具的工时和材料，特殊适用于新产品试制、单件小批生产和临时性生产任务。
5）随行夹具这是一种在自动线或柔性制造系统中使用的夹具。
工件安装在夹具上，夹具除完成对工件的定位和夹紧外，还载着工件由输送装置送往各机床，并在机床上被定位和夹紧。
划分夹具类型的方式还有许多。
若按夹具所使用的机床来划分，可分为钻床夹具、铣床夹具、车床夹具等；若按夹具所采纳的夹紧动力源可把夹具分为手动夹具、气动夹具、液压夹具等。
《机床夹具设计》课件(6)
2024/8/25
夹具设计教学课件
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2）钻套的尺寸、公差及材料
A、钻套导向孔的基本尺寸一般取刀具的最大极限尺寸， 采用基轴制间隙配合。
B、钻套的导向高度H＝1～2.5d（其中，d为钻套孔径）。 加工精度高或被加工孔径小时取较大值，反之取较小值。
C、排屑空间h越大，排屑越方便，但刀具的刚度和孔的加 工精度都会降低，一般根据工件的材料和精度来确定。
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2、铣床夹具的设计要点
（1）定位元件和夹紧装置的设计要点
定位元件：除遵循一般的设计原则外，布置时应尽量 使主要支承面积大些。工件加工部位呈悬臂状态时， 应采用辅助支承。
夹紧装置：应保证足够的夹紧力，并具有良好的自锁性 能，以防止夹紧机构因振动而松夹。施力的方向和作用 点要恰当，并尽量靠近加工表面，必要时设置辅助夹紧 机构，以提高夹紧刚度。
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固定式镗套
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夹具设计教学课件
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2） 回转式镗套
镗套随镗杆一起转动，与镗杆之间 只有相对移动而无相对转动。这种镗套 大大减少了磨损，也不会因摩擦发热而 “卡死”。因此，它适合于高速镗孔。
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回转式镗套
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（2）镗杆直径和轴向尺寸
镗杆直径d及长度L主要是根据所镗孔的直径D 及刀具截面尺寸B×B来确定。镗杆直径d应尽 可能大，其双导引部分的L/d≤10为宜；而悬伸 部分的L/d≤4～5，以使其有足够的刚度来保证 加工精度。
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机床夹具类型
机床夹具类型机床夹具是机械加工中不可或缺的部件，它能够夹持并稳定工件，使其在机床上得到加工。
机床夹具根据夹持方式、夹持位置、夹持力等不同特点，分为多种类型，本文就来详细介绍几种常见的机床夹具类型。
1. 机械夹具机械夹具是机床夹具中最常见的一种，它通过手动调节和旋转螺栓，实现工件的夹持和松开。
机械夹具的夹持力来源于机械结构，其结构简单、可靠性高，可以用于多种不同形状和大小的工件加工。
但机械夹具夹持力较小，不适合大型和重型工件的夹持。
2. 液压夹具液压夹具是一种通过液压力传递实现夹持的机床夹具，其具有夹持力大、稳定性好、操作简便等优点。
液压夹具主要由夹紧缸、油缸、油泵、控制阀等组成，其夹持力可以通过调节液压压力来实现，因此，液压夹具广泛应用于大型和重型工件的加工。
3. 气动夹具气动夹具是一种通过气压控制实现夹持的机床夹具，其工作原理与液压夹具类似，但液体被气体替代。
气动夹具的夹持力可以通过调节气压来实现，具有夹持力大、操作简单、速度快等优点。
气动夹具主要适用于中小型工件的夹持。
4. 电磁夹具电磁夹具是一种通过电磁力实现夹持的机床夹具，其特点是夹持力大、变化快、反应灵敏。
电磁夹具广泛应用于中小型工件加工，如线切割、电火花加工、铣削等。
5. 捏合夹具捏合夹具是一种通过多个夹持点同时夹持工件的机床夹具，其特点是夹持力均匀、夹持不变形、适合特殊形状的工件夹持。
捏合夹具主要适用于特种工件的加工，如轮毂、凸轮等。
以上仅是机床夹具的部分类型，随着科技的不断发展，新型机床夹具不断涌现，使机床加工效率不断提高，同时也拉动着不同行业的发展。
总之，机床夹具作为机械加工中必不可少的部件，不仅对工件加工质量和产量有着重要的影响，更是机床自动化程度和智能化水平的直接体现，因此，无论是机械夹具、液压夹具、气动夹具、电磁夹具还是捏合夹具，都有各自独特的优点和适合的应用场景，我们在选择机床夹具时需要结合具体加工要求进行综合考虑。
常用机床夹具
机械加工工艺过程
• 常用机床夹具 2. 铣床夹具
图9.29 铣削键槽用的简易专用夹具
机械加工工艺过程
• 常用机床夹具 2. 铣床夹具
图9.30 加工壳体的铣床夹具
机械加工工艺过程
• 常用机床夹具 3. 钻床夹具
根据被加工孔的分布情况和钻模板的特点,一般分为：
固定式钻模 回转式钻模 移动式钻模 翻转式钻模 盖板式钻模
机械加工工艺过程
• 常用机床夹具 2. 铣床夹具
(1)机床用平口虎钳
机床用平口虎钳的结构组成 机床用平口虎钳机床夹具 2. 铣床夹具
(1)机床用平口虎钳
图9.28 机床用平口虎钳的结构组成
机械加工工艺过程
• 常用机床夹具 2. 铣床夹具
(2)铣床专用夹具
铣削键槽用的简易专用夹具 加工壳体的铣床夹具
机械加工工艺过程
• 常用机床夹具 1. 车床夹具
1)车床通用夹具
图9.24 内、外拨动顶尖
机械加工工艺过程
• 常用机床夹具 1. 车床夹具
1)车床通用夹具
图9.25 端面拨动顶尖
机械加工工艺过程
• 常用机床夹具 1. 车床夹具
2)心轴类专用夹具
顶尖式心轴 锥柄式心轴
机械加工工艺过程
• 常用机床夹具 1. 车床夹具
机械加工工艺过程
• 常用机床夹具 3. 钻床夹具
图9.31 专用回转式钻模
机械加工工艺过程
• 常用机床夹具 3. 钻床夹具
图9.32 移动式钻模
机械加工工艺过程
• 常用机床夹具 3. 钻床夹具
图9.33 翻转式钻模
机械加工工艺过程
• 常用机床夹具 3. 钻床夹具
图9.34 盖板式钻模
项目五 各类机床夹具
机床夹具与刀具设计
三、镗模支架和底座的设计
镗模支架和底座多为铸铁件（一般为HT200）， 常分开制造，这对于夹具的加工，装配和铸件的时效 处理有利。 要求支架和底座有足够的强度和刚度，以及保持 尺寸的稳定性。镗模支架是组成镗模的重要零件，它 的作用是安装镗套并承受切削力。为了保持支架上镗 套位置精度，设计中不允许在支架上设置夹紧机构或 承受夹紧反力。镗模支架与底座连接，一般采用螺钉 紧固的结构。在镗模装配中，调整好支架正确位置后， 用两个对定销对定。
2.回转式钻模
机床夹具与刀具设计
回转式钻模 这类钻模上有分度装置，因此可以 在工件上加工出若干个绕轴线分布的轴向或径向孔 系。
3. 翻转式钻模
机床夹具与刀具设计
翻转式钻模 主要用于加工小型工件不同表面上的孔，孔 径小于8~10mm。它可以减少安装次数，提高被加工孔的位置 精度。其结构较简单，加工钻模一般手工进行翻转，所以夹 具及工件应小于10 kg为宜。
滑柱式钻模 滑柱式钻模是带有升降钻模板的通用可调夹具。 这种钻模有结构简单、操作方便、动作迅速、制造周期短的优点， 生产中应用较广。
机床夹具与刀具设计 摇臂是以待加工的两 加工柴油机气门摇臂上的孔 孔端外圆为定位基准，钻 模上则用锥形定位套 1 与 2来定位。
安装工件时，先将工 件放在锥形定位套 2 上， 然后使钻模板下降，而由 锥形定位套 1 套住工件顶 端，并予以夹紧。锥形孔 与外圆接触有自动定心作 用，这样便使工件按孔口 两端外圆定好位，保证孔 的壁厚均匀。 滑柱式钻模各组成件 已标准化，设计时可参考 有关资料。
机床夹具与刀具设计
项目五
各类机床夹具
5-1 钻床夹具
1．钻床类夹具的种类及其构造
这类夹具主要是用来保证被加工孔的位置精度。 钻床夹具的种类繁多，根据被加工孔的分布情 况和钻模板的特点，一般分为固定式、回转式、移 动式、翻转式、复盖式和滑柱式等几种类型
机床夹具的分类及组成
机床夹具的分类及组成机床夹具是机床加工中的重要辅助工具，它们能够使工件稳定地固定在机床上，从而保证加工的精度和效率。
根据其结构和功能的不同，机床夹具可以分为以下几类。
一、机械夹具机械夹具是最常见的一种夹具，它们通过机械原理实现对工件的夹紧。
机械夹具一般由夹具本体、夹紧机构、定位机构、传动机构和辅助装置等组成。
其中夹紧机构是机械夹具的核心部件，它能够通过旋转、滑动、压紧、吸附等方式夹紧工件。
二、液压夹具液压夹具是一种利用液压原理实现工件夹紧的夹具。
液压夹具一般由油缸、油泵、控制阀和夹具本体等部件组成。
液压夹具具有夹紧力大、夹紧稳定、操作方便等优点，适用于对精度要求高、加工量大的工件。
三、气动夹具气动夹具也是一种常用的夹具，它们通过气压原理实现对工件的夹紧。
气动夹具一般由气缸、气源、控制阀和夹具本体等部件组成。
气动夹具具有动作快速、维护简单等优点，适用于对夹紧力要求不高的工件。
四、电磁吸盘电磁吸盘是一种通过电磁原理实现工件固定的夹具。
电磁吸盘由铁芯、线圈、吸盘和控制器等部件组成。
电磁吸盘具有吸力大、操作方便、夹紧稳定等优点，适用于对工件表面没有夹紧面或夹紧面不平整的工件。
机床夹具的组成包括夹具本体、夹紧机构、定位机构、传动机构和辅助装置等。
其中夹具本体是夹具的基础部件，它能够直接与机床接触，承受加工力和夹紧力。
夹紧机构是夹具的核心部件，它通过旋转、滑动、压紧、吸附等方式夹紧工件。
定位机构能够确保工件在夹紧时的位置准确无误。
传动机构能够将夹紧力传递到夹具本体上，使其夹紧工件。
辅助装置包括液压源、气源等，能够为夹具提供必要的动力和能源。
机床夹具是机床加工中不可或缺的辅助工具，其分类和组成的不同，决定了其在不同加工场合中的应用范围和效率。
在选用和使用机床夹具时，应充分考虑其适用性、可靠性和安全性等因素，以确保加工过程的顺利进行。
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工件定位的基本原理
➢定位基准——在机械加工中用作定 位的基准。
➢定位基面——工件定位时，作为定 位基准的点和线，往往由某些具体 表面体现出来，这种表面称为定位 基面。
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工件定位的基本原理
工件定位的基本原理
2．自由度的概念
• 所谓自由度，即空间位置的不确 定性
• 一个位于空间自由状态的物体， 对于空间直角坐标系来说，具有 六个自由度：三个位移自由度和 三个旋转自由度。
工件定位的基本原理
常用定位元件及选用
二、常用定位元件及选用 1．对定位元件的基本要求
• 足够的精度； • 较好的耐磨性； • 足够的强度和刚度； • 较好的工艺性； • 便于清除切屑。
常用定位元件及选用
2．常用定位元件所能限制的自由度
➢常用定位元件可按工件典型定位基准面 分为：
• 用于平面定位的 • 用于外圆柱面定位的 • 用于孔定位的
• 分析定位支承点的定位作用时，不考 虑力的影响；
• 定位支承点是定位元件抽象而来的。
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工件定位的基本原理
4、工件定位中的几种情况
通常，自由度限制大于3，小于、等于6 。
• 完全定位：不重复地限制了工件的六个自 由度的定位。
• 不完全定位：根据实际加工要求，并不需 要限制工件全部自由度的定位。
机床夹具的现状及发展方向
• 适用于各种现代化制造技术的新型 机床夹具
• 采用以液压站等为动力源的高效夹 紧装置，以进一步提高劳动生产率
• 提高机床夹具的标准化程度
机床夹具的现状及发展方向
➢现代机床夹具的发展方向
• 精密化：如精密分度、高精度自定心 • 高效化：缩短加工的基本时间和辅助
时间，以提高劳动生产率，减轻工人 的劳动强度
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工件定位的基本原理
工件定位的基本原理
3．六点定位原则
➢定位的实质：就是限制自由度。 工件的六个自由度如果都加以限 制了，工件在空间的位置就完全 被确定下来了。
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工件定位的基本原理
➢六点定位法则
• 通常，一个支承点限制工件的 一个自由度。
• 使用合理设置的六个支承点， 与工件的定位基准相接触，以 限制工件的六个自由度，使工 件在夹具中的位置完全被确定 的方法，称为六点定位法则。
低成本 • 扩大机床的工艺范围 • 减轻劳动强度，降低技术要求 • 便于变更工位、引导刀具或进行仿
形加工。
机床夹具的主要功能
• 实例
机床夹具的主要功能
机床夹具的主要功能
机床夹具的主要功能
机床夹具的主要功能
用夹具装夹工件的特点
• 工件在夹具中的正确定位，是通过工 件上的定位基准面与夹具上的定位元 件相接触而实现的
第一节 概述
在机械加工过程中，为了保证工 件的加工精度，使之相对于机床、 刀具占有确定的位置，并能迅速、 可靠地夹紧工件，以接受加工或 检测的工艺装备称为机床夹具， 简称夹具。
机床夹具的主要功能
一、机床夹具的主要功能
➢ 基本概念 ➢ 工件的安装方法 ➢ 机床夹具在机械加工中的作用 ➢ 实例
机床夹具的主要功能
机械制造工程
第十一章
机床夹具设计基础
机床常用夹具
➢ 第一节 概述 ➢ 第二节 工件的定位 ➢ 第三节 工件的夹紧 ➢ 第四节 常用机床夹具 ➢ 第五节 现代机床夹具 ➢ 第六节 专用夹具的设计方一 机床夹具的主要功能 • 二 机床夹具的分类 • 三 机床夹具的组成 • 四 机床夹具的现状及发展方向
• ΔD=ΔY+ΔB
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定位误差
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定位误差
定位误差
2．定位误差的计算
• 计算定位误差时，可以分别求出基准 位移误差和基准不重合误差，再求出 它们在加工尺寸方向上的矢量和；也 可以按最不利情况,确定工序基准的 两个极限位置，根据几何关系求出这 两个位置的距离，将其投影到加工方 向上，求出定位误差。
• 工件的安装方法
• 找正安装法：按工件的有关表面或专 门划出的线痕作为找正依据，用划针 或指示表，逐个地找正工件相对于刀 具及机床的位置，然后将工件夹紧。
• 专用夹具安装法：靠专用夹具保证工 件相对于刀具及机床所需的位置，并 使其夹紧。
机床夹具的主要功能
• 机床夹具在机械加工中的作用
• 保证加工精度，并使之稳定 • 缩短辅助时间，提高生产效率，降
• 夹具预先在机床上已调整好位置，工 件通过夹具对于机床也就占有了正确 的位置
• 通过夹具上的对刀装置，保证了工件 加工表面相对于刀具的正确位置
机床夹具的分类
二、机床夹具的分类
➢ 按夹具的通用特性分类 ➢ 按夹具使用的机床分类 ➢ 按夹具的动力源
机床夹具的分类
1．按夹具的通用特性分类
• 通用夹具：指结构、尺寸已标准化、 系列化，且具有一定通用性的机床附 件
选用V形块 • 当工件定位圆柱面精度较高
时，可选用定位套或半圆形 定位座
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常用定位元件及选用
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常用定位元件及选用
常用定位元件及选用
➢工件以内孔定位 • 工件上定位内孔较小时，常选定
位销 • 在套类、盘类零件的车削、磨削
和齿轮加工中，大都选用心轴
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➢夹具体：是夹具的基座和骨架，用来 配置、安装各夹具元件及装置。
机床夹具的现状及发展方向
四、机床夹具的现状及发展方向
➢对机床夹具提出了如下新的要求： • 能迅速而方便地装备新产品，以缩
短生产准备周期，降低生产成本 • 能装夹一组具有相似性特征的工件 • 适用于精密加工的高精度机床夹具
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• 欠定位：定位点少于应消除的自由度、工
件定位不足的定位。
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工件定位的基本原理
• 过定位：工件同一个自由度分别被几 个支承点重复限制的定位。
â 过定位的不良后果： • 使接触点不稳定，增加了不同性； • 增加了夹紧变形； • 部分工件不能顺利与定位元件配合。
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工件定位的基本原理
â 消除或减少过定位干涉的两种方法： • 改变定位元件结构，使定位元件重复
限制自由度的部分不起定位作用； • 提高工件定位基准之间以及定位元件
工作表面之间的位置精度。 ü 只有提出合理的附加条件，才允许采
用过定位。
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工件定位的基本原理
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• 随行夹具：自动线夹具，既担负装夹任 务，又担负沿自动线输送工件的任务。
机床夹具的分类
2.按夹具使用的机床分类 • 可分为车床、铣床、钻床、镗床、磨床、
齿轮机床、数控机床夹具等。
3.按夹具的动力源分类 按夹具夹紧动力源可将夹具分为手动夹具 和机动夹具两大类。 • 手动夹具应有扩力机构与自锁性能，以减 轻劳动强度与确保安全生产 • 常用的机动夹具有：气动、液压、气液增 压、电动、电磁、真空、离心力、自夹紧 夹具等
工件定位的基本原理
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工件定位的基本原理
➢定位基准按自由度分类
主要定位基准面： • 设置三个支承点，限制了工件的三
个自由度的定位表面。要求：支承 面积大；三个支承点要对称配置。
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工件定位的基本原理
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工件定位的基本原理
导向定位基准面： • 设置二个支承点，限制了工件的
• 工件定位的基本原理 • 常用定位元件及选用 • 定位误差
工件定位的基本原理
一、工件定位的基本原理 1．定位基准的基本概念
➢工件定位——按照加工工艺要求，将 工件置于夹具中，使工件在夹紧前相 对于机床和刀具就占有一个预定的位 置，或者是使同一批工件逐次放置到 夹具中时都能占据同一位置。
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机床夹具的组成
三、机床夹具的组成
➢定位元件：用于确定工件在夹具中的 位置
➢夹紧装置：将工件压紧夹牢，并保证 工件在加工过程中位置不变
➢联接元件：用于确定夹具对机床主轴 、工作台或导轨的相对位置
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机床夹具的组成
➢对刀或导向元件：用于保证工件加工 表面与刀具之间的位置；
➢其它装置或元件：定向键、操作件、 分度装置、靠模装置、上下料装置、 平衡块等，以及标准化了的其它联接 元件；
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定位误差
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定位误差
（例）一面两孔的组合定位
➢常见的组合方式有： • 一个孔及其端面 • 一根轴及其端面 • 一个平面及其上的两个圆孔
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定位误差
➢生产中最常见的“一面两孔”定位 ➢“一面两孔”定位的特点： • (1) 容易实现基准统一； • (2) 位置精度高； • (3) 存在过定位现象（支承平面限
• 基本概念
• 机床夹具的主要功能是使工件定位和夹紧。 • 定位——使工件相对于刀具及机床占有正
确的加工位置，保证其被加工表面达到工 序所规定的各项技术要求。
• 夹紧——工件定位后，经夹紧装置施力于 工件，将其固定夹牢，使其在加工过程中 保持正确位置不变。
• 安装——工件从定位到夹紧的整个过程。
机床夹具的主要功能
二个自由度的定位表面。要求： 应选狭长表面；支承点布置应尽 可能远。
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工件定位的基本原理
工件定位的基本原理
双导向定位基准面： • 限制四个自由度的圆柱定位面
双支承定位基准面： • 限制二个移动自由度的圆柱定位面