成组夹具
机床夹具的作用及分类
机床夹具的作用及分类“工欲善其事，必先利其器。
” 工具是人类文明进步的标志。
自20世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。
但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断的革新中，其功能仍然十分显著。
机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。
因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。
1.机床夹具的作用（1）保证加工精度用机床夹具装夹工件，能准确确定工件与刀具、机床之间的相对位置关系，可以保证加工精度。
（2）提高生产效率机床夹具能快速地将工件定位和夹紧，可以减少辅助时间，提高生产效率。
（3）减轻劳动强度机床夹具采用机械、气动、液动夹紧装置，可以减轻工人的劳动强度。
（4）扩大机床的工艺范围利用机床夹具，能扩大机床的加工范围，例如，在车床或钻床上使用镗模可以代替镗床镗孔，使车床、钻床具有镗床的功能。
2 机床夹具的分类2.1．按夹具的应用范围分类（1）通用夹具通用夹具是指结构已经标准化，且有较大适用范围的夹具，例如，车床用的三爪卡盘和四爪卡盘，铣床用的平口钳及分度头等。
（2）专用机床夹具专用机床夹具是针对某一工件的某道工序专门设计制造的夹具。
专用机床夹具适于在产品相对稳定、产量较大的场合应用。
（3）组合夹具组合夹具是用一套预先制造好的标准元件和合件组装而成的夹具。
组合夹具结构灵活多变，设计和组装周期短，夹具零部件能长期重复使用，适于在多品种单件小批生产或新产品试制等场合应用。
（4）成组夹具成组夹具是在采用成组加工时，为每个零件组设计制造的夹具，当改换加工同组内另一种零件时，只需调整或更换夹具上的个别元件，即可进行加工。
成组夹具适于在多品种、中小批生产中应用。
（5）随行夹具它是一种在自动线上使用的移动式夹具，在工件进入自动线加工之前，先将工件装在夹具中，然后夹具连同被加工工件一起沿着自动线依次从一个工位移到下一个工位，直到工件在退出自动线加工时，才将工件从夹具中卸下。
夹具的分类与作用
按夹具的应用范围分类
按夹具上的动力源分类
夹具的作用
一、按夹具的应用范围分类
通用夹具 专用夹具 成组夹具 组合夹具
一、按夹具的应用范围分类 1.通用夹具
通用夹具： 在一般通用机床上所附有的一些使用性能较 广泛的夹具。 如：三、四爪卡盘、顶针、平口钳等。 特 点： 通用性强，往往无需调整或稍加调整即能用于 不同工件的装夹。
第22次课
教学课型：理论课
机床夹具设计
第一章 机床夹具概述
§1-1 夹具的分类与作用
一、按夹具的应用范围分类
4.组合夹具
组合夹具： 采用规格化、系列化的通用元件、合件和部 件构成的夹具。 特 点： 能缩短生产准备周期，减少专用夹具的品种、 数量和存放面积，组装较快、精度较高。 应 用： 零件品种多的中、小批生产。
机床夹具的设计方法及步骤
第22次课
教学课型：理论课
机床夹具设计
第一章 机床夹具概述
思考题：
1-1 按动力源不同可将夹具分为哪几种类型？各 如何定义？有何特点？ 1-2 夹具有何作用？分析其原因。
作
业：
1-1 按应用范围可将夹具分为哪几种类型？各如 何定义？有何特点？
气动夹具： 采用压缩空气作为动力源，通过阀门、气缸 等元件产生夹紧力夹紧工件的夹具。 特 点： 动作迅速、夹紧稳定、操作方便，所需夹紧力
较大时需增设扩力机构。 应 用： 应用广泛。
第22次课
教学课型：理论课
机床夹具设计
第一章 机床夹具概述
§1-1 夹具的分类与作用
二、按夹具上的动力源分类
3.液压夹具
§1-1 夹具的分类与作用
按夹具的应用范围分类 按夹具上的动力源分类 夹具的作用
成组夹具的设计与应用
１ ３２
一 ．
； 止 １ 定 位 尺 寸 最 大 为 ２ Ｉ
０７
处 止 １ 为 定 位 基 准 ， １ 平 面 为 辅 助 定 ２ Ｉ 止 ２ Ｉ
０ ７ ８
一 ０４６ ，轴 向 止 １ 长 度 一 律 为 ３。 ２ Ｉ ， 最 小 为 ７１
选 １ ２ ０
一
Ⅱ
零 件 的 分 析 与 分 组
如 某 厂 生 产 的 交 、 流 电 动 机 、 电 机 机 壳 ， 于 直 发 由
结构简单 ， 用 １ 采 ０号 无 缝 钢 管 加 工 而 成 。 道 工 序 为 此
半 精 车 内 孔 ，其 品 种 有 １ 种 之 多 。 轴 向 长 度 尺 寸 最 ２
．
位 。 具 采 用 定 位 盘 定 位 ， 样 定 位 基 准 与 设 计 基 准 重 夹 这 合 ， 基 准 不 重 合 误 差 无
由 于 尺 寸 段 相 距 较 远 ， 向 长 度 考 虑 压 板 尺 寸 ， 其 轴 将
（ 表 示 铁 液 中的 硅 元 素被 氧 化 ， 入 炉渣 中 。 ７） 进 冲
天 炉 内 ， ｉ的 烧 损 约 为 ２ ％ ， 废 辊 来 说 熔 化 后 硅 的 Ｓ ８ 对 数 值 为 （１ ９ ～２ ５ ）× （ ％ 一２ ％ ）＝ （１ ３ ％ ～ 。％ ．％ １ ８ ．７
③ 废 辊 资 料 丰 富 ， 购 方 便 ， 大 量 进 购 ， 此 该 采 可 因
成果 具 有推 广 应用 的物 质 条 件 。
术 原 理 ， 零 件 分 组 的基 础 上 ， 对 一 组 （ 几 组 ） 在 组 ０～ １ ５， Ⅱ 为 １ ０～ ３ 第 组 ４
１ ２， 口 定 位 尺 寸 由 于 需 更 换 定 位 元 件 不 再 分 组 。 ８ 止 把 这 类 使 用 机 床 、 紧 方 式 、 工 内 容 相 同 的 零 件 挑 选 出 夹 加 来 ， 成所 需要 的成组 工 序 （ 图 １ 示 ） 形 如 所
机械制造技术基础课后部分习题及答案
2-2切削过程的三个变形区各有何特点？它们之间有什么关联？答：切削塑性金属材料时，刀具与工件接触的区域可分为3个变形区：①第一变形区（基本变形区）：是切削层的塑性变形区，其变形量最大，常用它来说明切削过程的变形情况；②第二变形区（摩擦变形区）：是切屑与前面摩擦的区域；③第三变形区（表面变形区）：是工件已加工表面与后面接触的区域。
它们之间的关联是：这三个变形区汇集在切削刃附近，此处的应力比较集中而且复杂，金属的被切削层就在此处与工件基体发生分离，大部分变成切屑，很小的一部分留在已加工表面上。
2-3分析积屑瘤产生的原因及其对加工的影响，生产中最有效的控制积屑瘤的手段是什么？答：在中低速切削塑性金属材料时,刀—屑接触表面由于强烈的挤压和摩擦而成为新鲜表面,两接触表面的金属原子产生强大的吸引力,使少量切屑金属粘结在前刀面上,产生了冷焊,并加工硬化,形成瘤核。
瘤核逐渐长大成为积屑瘤，且周期性地成长与脱落。
积屑瘤粘结在前刀面上，减少了刀具的磨损；积屑瘤使刀具的实际工作前角大，有利于减小切削力；积屑瘤伸出刀刃之外，使切削厚度增加，降低了工件的加工精度；积屑瘤使工件已加工表面变得较为粗糙。
由此可见：积屑瘤对粗加工有利，生产中应加以利用；而对精加工不利，应以避免。
消除措施：采用高速切削或低速切削，避免中低速切削；增大刀具前角，降低切削力；采用切削液。
2-7车削时切削合力为什么常分解为三个相互垂直的分力来分析？分力作用是什么？答：（1）车削时的切削运动为三个相互垂直的运动：主运动（切削速度）、进给运动（进给量）、切深运动（背吃刀量），为了实际应用和方便计算，在实际切削时将切削合力分解成沿三个运动方向、相互垂直的分力。
（2）各分力作用：切削力是计算车刀强度、设计机床主轴系统、确定机床功率所必须的；进给力是设计进给机构、计算车刀进给功率所必需的；背向力是计算工件挠度、机床零件和车刀强度的依据，与切削过程中的振动有关。
2-11背吃刀量和进给量对切削力和切削温度的影响是否一样？为什么？如何运用这一定律知道生产实践？答：不一样。
拨叉叉口成组车床夹具的工作原理
拨叉叉口成组车床夹具的工作原理拨叉叉口成组车床夹具是一种常用的夹具，用于在车床上加工工件。
其工作原理是通过夹具的设计和构造，将工件固定在夹具上，使其能够在车床上进行旋转加工。
下面将详细介绍拨叉叉口成组车床夹具的工作原理。
一、夹具的构造拨叉叉口成组车床夹具主要由夹具本体、夹紧块、拨叉、叉口、螺旋弹簧等部分组成。
夹具本体是夹具的主体部分，用于固定夹紧块和拨叉。
夹紧块是夹具的关键部件，用于夹紧工件。
拨叉和叉口是夹具的辅助部件，用于调整夹紧块的位置和夹紧力度。
螺旋弹簧是夹具的弹性部件，用于保持夹紧块的夹紧力度。
二、夹具的工作原理1. 装夹工件首先，将工件放置在夹具本体的夹紧块之间，然后旋转拨叉，使其与叉口相配合，将夹紧块夹紧工件。
此时，螺旋弹簧会产生一定的压力，保持夹紧块的夹紧力度。
2. 调整夹紧力度如果需要调整夹紧力度，可以通过调整拨叉和叉口的位置来实现。
当拨叉与叉口相配合时，夹紧块的夹紧力度会增加；当拨叉与叉口不相配合时，夹紧块的夹紧力度会减小。
3. 加工工件夹具固定工件后，可以在车床上进行旋转加工。
由于夹紧块的夹紧力度稳定，工件不会发生位移或旋转不稳定的情况，从而保证加工精度和加工质量。
三、夹具的优点1. 夹紧力度稳定拨叉叉口成组车床夹具采用螺旋弹簧作为弹性部件，可以保持夹紧块的夹紧力度稳定，避免工件在加工过程中发生位移或旋转不稳定的情况。
2. 调整方便夹具的拨叉和叉口可以灵活调整，可以根据工件的形状和尺寸进行调整，从而实现夹紧力度的调整和工件的稳定夹紧。
3. 加工精度高夹具固定工件后，可以在车床上进行旋转加工，由于夹紧力度稳定，工件不会发生位移或旋转不稳定的情况，从而保证加工精度和加工质量。
综上所述，拨叉叉口成组车床夹具是一种常用的夹具，其工作原理是通过夹具的设计和构造，将工件固定在夹具上，使其能够在车床上进行旋转加工。
夹具具有夹紧力度稳定、调整方便、加工精度高等优点，是加工工件的重要工具。
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。
成组夹具技术在小批量铣加工生产中的应用
１ ，为连接产品 内核及外围组合的关键零件 。因涉及安 ） 装对接尺寸，精度要求较高。其外形包括斜 角及 多处带
位销钉和紧固螺钉联接在底块上，基座心轴可以实现在 底块上对称中心的 １０旋转， ８￣ 并通过定位销钉保证位置 精度。通过改变三处安装孔的孔距位置 ， 分别对应两种
梁结构零件 。
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使 用该工装 ，将梁零 件的铣加 工工序简化 到了两个 工步即可完成，实现 了两种零 件的互换加 工 ，大大降低
工装标准化。在变批量相似零件加工 的应用 中，还可 以
将底座设计成可调元件 ，以适应要求 。
了劳动强度， 提高生产效率近 ４ 倍。而且由于定位方式
另一侧 。至于安装台端面 螺孔 ， 以在下一工步 中，纵 可 向夹持底块零件 ，实现定位加工 。
的螺纹联接孔， 导致铣加工工序繁琐 ， 而且各工步之间
缺乏统一 的定位基准 ， 铣加 工的劳动强度很 大 ， 度较 难
Байду номын сангаас
撼 冷工 ｌ 加
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立铣 刀加工零 件两边及 豁 口尺 寸 ，随后侧 转 ９￣ ０，以底 座零 件侧面 为基准 ，同样立 铣刀加 工零 件另两 边尺寸 ， 从而保证零件 尺寸要求。顶头零件前端与薄 片零 件一同 加工至尺寸 ，既可 以防止加工时伤及 滑块 零件 ，也为加 工豁 口尺寸提供了测量基准 。
工装使用时，根
择 ，构成 了成组夹具 的设计条件 。
所 设 计 的 工装 ，
见 图 ６ 。
该工装的原理是通过安装在滑块上的 可换 顶头夹持
一
叠薄 片零件坯料 ， 以根据不 同材料 的加 工特点确定 可
成组夹具、可调及拼装夹具
及拼装夹具由于科学技术的进步和生产的发展，产品更新换代的周期缩短、品种规格增多，从而导致多品种小批量生产类型的比重逐步增大。
由此产生了可调夹具、组合夹具等新的夹具形式。
采用这类夹具可以大大减少夹具数量，节省设计与制造夹具的费用，减少金属消耗，降低生产成本，缩短生产周期，是实现机床夹具标准化、系列化、通用化的有效途径。
这类夹具只要更换或调整个别定位、夹紧、导向元件，就可以用于多种零件的加工，所以它不仅适合多品种、小批量生产的需要，而且也适合在少品种、较大批量生产中应用。
成组夹具的结构特点和用途与万能可调夹具相类似，都可用作零件的成组加工。
不同的是，成组夹具的设计有一定的针对性，它是为加工某一组几何形状、工艺过程、定位及夹紧相似的零件而设计的，因此与专用夹具很接近。
例如， 零件的钻孔加工，考虑其形状与工艺基本相似，所选定的基准也相同，就归为同一组。
成组夹具的设计特点 成组夹具的设计方法与专用夹具大体相同，主要区别在于成组夹具的使用对象不是一个零件而是一组零件。
因此设计时需对一组零件的图纸、工艺要求和加工条件进行全面分析，以确定最优的工件装夹方案和夹具调整形式。
1．建立成组夹具设计的资料；2．确定综合工件；3．确定夹具形式；4．结构设计（1）确定夹具调整部分的结构;（2）确定夹具基础部分的结构;（3）夹具的精度分析和夹紧力计算;5．绘制夹具总体结构草图。
成组夹具的设计步骤可调整夹具简介具有小范围柔性，通过调整部分装置或更换部分零件，以适应具有一定相似性的不同零件的加工。
可调整夹具的特点结构组成：基础部分、可调整部分。
基础部分：夹具的通用部分，在使用中固定不变，通常包括夹具体、夹紧传动装置和操作机构等。
此部分结构主要依据零件组内各零件的轮廓尺寸、夹紧方式及加工要求等因素确定。
可调整部分通常包括定位元件、夹紧元件和刀具引导元件等。
更换工件品种时，只需对该部分进行调整或更换元件，即可进行新的加工。
一、通用可调夹具的特点1．通用可调夹具适应的加工范围更广。
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（4）组合式
将一组零件的有关定位或导向元件同 时组合在一个夹具体上，以适应不同零件 加工的需要。
（3）可调整夹具设计
成组夹具的设计方法与专用夹具大体 相同，主要区别在于成组夹具的使用对象 不是一个零件而是一组零件。因此设计时 需对一组零件的图纸、工艺要求和加工条 件进行全面分析，以确定最优的工件装夹 方案和夹具调整形式。
三、其它柔性夹具
大量实验表明：目前组合夹具的刚度主 要取决于组合夹具元件本身的刚度，而 与所用元件的数量关系不大。
二、可调整夹具
具有小范围柔性，通过调整部分 装置或更环部分零件，以适应具有一 定相似性的不同零件的加工。
1.可调整夹具的特点
结构组成：基础部分、可调整部分。 基础部分：夹具的通用部分，在使用中固定 不变，通常包括夹具体、夹紧传动装置和操作机 构等。此部分结构主要依据零件组内各零件的轮 廓尺寸、夹紧方式及加工要求等因素确定。 可调整部分通常包括定位元件、夹紧元件和 刀具引导元件等。更换工件品种时，只需对该部 分进行调整或更换元件，即可进行新的加工。
类型：槽系组合夹具、孔系组合夹具 槽系组合夹具元件间靠键和槽（键槽和
T形槽）定位； 孔系组合夹具则通过孔与销来实现元
件间的定位。
（三）组合夹具的组装
组装过程： 1.熟悉原始材料 2.构思夹具结构方案 3.组装计算 4.试装 5.组装 6.检验
（四）组合夹具的精度与刚度
首先，组合夹具的最终精度大都通过调 整和选择装配来达到，因而可避免误差 累积的问题。经过精心的组装与调整， 组合夹具的组装精度完全可以达到专用Байду номын сангаас夹具所能达到的精度。
2.可调整夹具的调整方式
（1）更换式 采用更换夹具可调整部分元件的方法，
来实现组内不同零件的定位、夹紧、对刀 或导向。
（2）调节式
借助于改变夹具上可调元件位置的方 法来实现组内不同零件的装夹和导向。
（3）综合式
在实际中应用较多的是上述两种方法 的综合，即在同一套成组夹具中，既采用 更换元件的方法，又采用调节的方法。
ch6-5 成组夹具
一、组合夹具
1.组合夹具的特点
组合夹具是一种根据被加工工件的工 艺要求，利用一套标准化的元件组合而成 的夹具。
1）灵活多变，万能性强。
2）可大大缩短生产准备周期。
3）可减少专用夹具设计、制造的工作 量，并可减少材料消耗。
4）可减少专用夹具库存面积，改善夹 具管理工作。
2.组合夹具的类型