31第九章 机床夹具设计原理(5)wz
(1)固定式钻模 这类钻模在加工过程中固定不动。夹具体上设有安放 紧固螺钉或便于夹压的部位。这类钻模主要用于立式钻床 加工单孔，或在摇臂钻床上加工平行孔系。
图9-56所示是在阶梯轴的大 端钻孔的固定式钻模。工序 图已确定了定位基准，钻模 上采用 V 形块 2 及其端面和 手动拔销 5 定位，用偏心压 板夹紧，夹具体周围留有供 夹紧用的凸缘或U形槽。
1)固定式钻模板： 固定式钻模板与夹具体的连接，一 般采用图9-60所示的三种结构： 图a为整体铸造结构； 图b为焊接结构； 图c为用螺钉和销钉装配结构。 固定式钻模板结构简单、制造容易。
2)铰链式钻模板： 通过铰链与夹具体固定支架相连接 的钻模板(图9-61所示)。当钻模板
防碍工件装卸或钻孔后需扩孔、攻螺纹时 常采用这种结构。铰链轴1与钻模板5的轴 孔配合为G7/h6，与铰链座3的轴孔配合为 N7/h6。钻模板5与铰链座3之间的配合为 H8/g7。钻套导向孔与夹具安装面的垂直 度可通过调整两个支承钉4的高度加以保 证。加工时，钻模板5由菱形螺母6锁紧。 使用铰链式钻模板，装卸工件方便，但由 于铰链轴孔之间存在配合间隙，因此加工 孔的位置精度比固定式钻模板低。
当为前后顶尖支承的心轴时，其长度应小于直径的12倍。
当心轴直径大于φ 50～φ 60 mm时，可采用中空结构，以减 轻重量。
(2)定位装置和夹紧装置的设计
车床夹具主要用来加工回转体表面，定位装置的作用必 须使工件加工表面的轴线与车床主轴的回转轴线重合。 对于盘套类或其他回转体工件，要求工件的定位基面、 加工表面和车床主轴三者轴线重合，常采用心轴或定心 夹紧夹具；对于壳体、支架、托架等形状复杂的工件， 被加工表面与工序基准之间有位置尺寸和平行度、垂直 度等相互位置要求，定位装置主要是保证定位基准与车 床主轴回转轴线具有正确的尺寸和位置关系。加工这类 工件多采用花盘式、角铁式车床夹具。
5. 找正环节，保证同轴
找正环槽
6. 安全问题
最大外园的设置 不准有突出的部位
二、钻床夹具
在各种钻床上用来钻、扩、铰孔的机床夹具称为钻 床夹具，这类夹具的特点是装有钻套和安装钻套用 的钻模板，故习惯上简称为钻模。
1. 钻床夹具的种类
钻床夹具的种类很多，根据钻模板的工作方式分为以下五类：
如图9-59a所示。若h太小，如图9-59b所示，排屑困难，会加速导向表面的 磨损；若h太大，排屑方便，但导向性能降低，如图9-59c所示。因此设计时
应根据钻头直径及工件材料确定适当的间隙。通常按经验公式选取h值：
加工铸铁、黄铜时：h=(0.3~0.7) d； 加工钢件时：h=(0.7~1.5) d。 工件材料硬度越高，其系数应取小值，钻头直径越小(钻头刚性越差)，其系 数应取大值，以免切屑堵塞而使钻头折断。
第九章 金属切削机床夹具设计原理
第五讲 典型机床夹具
主要内容
车床夹具 钻床夹具 镗床夹具 铣床夹具 专用夹具设计思路
一、 车床夹具
在车床上用来加工工件的内外回转面及端面的夹 具称为车床夹具。车床夹具多数安装在车床主轴 上；少数安装在车床的床鞍或床身上。
1. 车床夹具的种类
安装在车床主轴上的夹具，根据被加工工件定位基准 和夹具的结构特点，分为四类： (1) 卡盘和夹头式车床夹 具，以工件外圆为定位基 面，如三爪自定心卡盘及 各种定心夹紧卡头等。
滑柱式钻模是带升 降台的通用可调夹具。 其平台上可根据需要安 装定位装置，钻模板上 可设置钻套、夹紧元件 及定位元件等。滑柱式 钻模已标准化，其结构 尺寸可查阅国家标准。
2. 钻床夹具的设计要点
设计钻模时，应根据工件的形状、尺寸、工序的 加工要求、使用的设备及生产类型，合理地选用 钻模的结构形式，并注意解决以下问题：
下面几种特殊情况，需另行考虑：
在斜面上钻孔 (或钻斜孔)时，可取h=0.3 d，以免钻头 引偏；
孔的位置精度较高时，可取 h=0.，使切屑从钻头的螺 旋槽中排出； 钻深孔(孔的长径比L/d>5)时，要求排屑畅快，取h=1.5 d。
(2)钻模板
钻模板用于安装钻套，并确保钻套在钻模上的正确 位置。常见的钻模板有以下几种：
3)钻套的高度
H增大，则导向性能好，刀具刚度提高，但钻套与刀具的
磨损加剧。应根据孔距精度、工件材料、孔深、刀具耐 用度、工件表面形状等因素决定。通常取H=(1~1.25)d， 当加工精度较高或加工的孔径较小时，可以H=(2.5~3.5)d， d为被加工孔径。
4)钻套与工件间应留有适当的排屑空间h
(3)以工件顶尖孔定位的车床夹具，如 顶尖、拨盘等。
(4)角铁和花盘式夹具，以工件的不同组合表面定位。
图9-53所示为车气门顶杆端面的角铁式车床夹具。由于该工 件是以细小的外圆柱面定位，因此很难采用自动定心装置， 于是采用半圆套定位元件，夹具体必然设计成角铁状。为了 使夹具平衡，在夹具体一侧钻平衡孔。
2. 车床夹具设计要点
车床夹具工作时，和工件随机床主轴或花盘一起高 速旋转，具有离心力和不平衡惯量。因此设计夹具 时，除了保证工件达到工序精度要求外，还应着重 考虑以下问题：
(1)车床夹具的总体结构 夹具结构应图 9-54 所 示，可参考以下数据：
如图9-62所示，钻模板5的 位置由导向滑柱2来确定， 并悬挂在滑柱上，通过弹簧 1和横梁6与机床主轴或主轴 箱连接。这类钻模板多与组 合机床或多轴箱联合使用。
三、镗床夹具
镗床夹具又称镗模。它是用来加工箱体、支架等 类工件上的精密孔或孔系的机床夹具。
1. 镗模的种类
根据镗套的布置形式不同，分为双支承镗模、单支 承镗模和无支承镗模。
(2)回转式钻模
回转式 钻模用于加 工工件上同 一圆周上平 行孔系或加 工分布在同 一圆周上的 径向孔系。
(3)翻转式钻模
翻转式钻模是一种没有固定回转轴的回转钻模。在使用过程中，需要 用手进行翻转，因此夹具连同工件的重量不能太重，一般限于≤8～10 kg。 主要适用于加工小型工件上分布几个方向的孔。
(1) 双支承镗模 双支承镗模有两个引导镗杆的支承，镗杆与机床主轴 采用浮动连接，镗孔的位置精度由镗模保证，消除了 机床主轴回转误差对镗孔精度的影响。根据支承相对 于刀具的位置分为以下两种。
1)前后双支承镗模： 图9-63为镗削车床尾座孔镗模，镗模的两个支承分别设置在刀具的前方 和后方。镗杆9和主轴之间通过浮动卡头10连接。工件以底面、槽及侧 面在定位板3、4及可调支承钉7上定位，限制工件的六个自由度。采用 联动夹紧机构，拧紧夹紧螺钉6，压板5、8同时将工件夹紧。镗模支架1 上装有滚动回转镗套2，用以支承和引导镗杆。镗模以底面作为安装基 面安装在机床工作台上，其侧面设置找正基面B，因此可不设定位键。
(1)钻套
钻套是钻模上特有的元件， 用来引导刀具以保证被加 工孔的位置精度和提高刀 具的刚度，并防止加工过 程中刀具偏斜。
通常钻套分为以下四种类型：
1)固定钻套：图9-57 a、b所示为固定钻套(JB/T 8045.1-1999)的结构，图a为A型固定钻套；图b为B型固 定钻套。钻套安装在钻模板或夹具体中，其配合为或。 固定钻套结构简单，钻孔精度高，但钻套磨损后，不易 更换。适于小批生产或孔距小及孔位精度高的孔加工。
3)可卸式钻模板： 也叫分离式钻 模板。钻模板与夹 具体是分离的，各 为独立部分。装卸 工件时可以将钻模 板取下。这类钻模 板钻孔精度比铰链 式钻模板高，但每 装卸一次工件就需 装卸一次模板，装 卸时间长，效率较 低。
4)悬挂式钻模板： 悬挂在机床主轴上，由机床主 轴带动而与工件靠近或离开的 钻模板称为悬挂式钻模板。
4) 特殊钻套: 因工件形状或被加工孔的位置需要而 不能使用标准钻套时，则需要设计特 殊结构的钻套。如图 9-58 所示，图 a 是加长钻套，加工凹面上的孔，而钻 模板又无法接近工件的加工平面时使 用；图 b 是斜面钻套，用于斜面或圆 弧面上钻孔，排屑空间的高度 h≤0.5 mm，可增加钻头刚度，避免钻头引 偏或折断；图 c 是小孔距钻套，用定 位销确定钻套方向。图 d 是带内锥定 位、夹紧钻套，钻套与衬套之间一段 为圆柱间隙配合，一段为螺纹连接， 钻套下端为内锥面，具有对工件定位、 夹紧和引导刀具三种功能。
•当夹具采用锥柄与机床 主轴锥孔连接时，如图 9-54所示，夹具上最大 轮廓直径D<140mm或 D≤(2~3) d，d为锥柄大 端的直径。
当夹具采用过渡盘与机床主轴相连接时，在在D<150mm时， B/D≤1.25；D=150~300mm时，B/D≤0.9；D>300mm时， B/D≤0.6。 当为单支承的悬臂心轴时，其悬伸长度应小于直径的5倍。
由于车床夹具高速旋转，在加工过程中除受切削力作 用外，还承受离心力和工件重力的作用。因此，车床 夹具的夹紧机构必须安全可靠，夹紧力必须克服切削 力、离心力等外力的作用，且自锁可靠。若采用螺旋 夹紧机构，一般要加弹簧垫圈或使用锁紧螺母。
(3)夹具的平衡问题
车床夹具高速回转，若不平衡，就会产生离心力。不仅 增加了主轴和轴承的磨损，还会产生振动，影响加工质 量，降低刀具寿命。因此，设计车床夹具时，特别是角 铁式、花盘式等结构不对称的车床夹具，必须采取平衡 措施，以减少由离心力产生的振动和主轴、轴承的磨损。 生产中常用加平衡块或加工减重孔的办法，通过平衡试 验，来达到平衡夹具的目的。
(2)心轴式的车床夹具 以工件内孔为定位基面，如各种定位心轴 ( 刚性心轴 ) 、 弹簧心轴。 图 9-52 所示为一车床上常 用的带锥柄的圆柱心轴。 加工时，工件以内孔及端 面为定位基准，在心轴上 定位，用螺母通过开口垫 圈将工件夹紧。该心轴以 锥柄与车床主轴连接。设 计心轴时，应注意正确选 择工件孔与心轴配合。
3)快换钻套:
图9-57 d所示为快换钻套 (JB/T 8045.3-1999)的结构。 适用于工件在一次装夹中，需 要依次进行钻、扩、铰孔的工 序可以快速更换不同孔径的钻 套。快换钻套与衬套的配合为 或，衬套与钻模板的配合为或。 快换钻套除在其凸缘上有供钻 套螺钉压紧的肩台外，还有一 个削边平面。削边方向应考虑 刀具的旋向，以免钻套自动脱 出。
(完整版)机床夹具设计原理
第六章机床夹具设计原理本章主要介绍以下内容：1．机床夹具概述2．工件的定位原理及定位元件3．定位误差分析计算4．工件的加紧及夹紧装置5．机床夹具的设计要求及设计步骤6．机床夹具设计举例课时分配：1、2，各一个学时，3、两个学时，4、5、6，共两个学时重点：工件的定位原理及定位元件；定位误差分析计算难点：定位误差分析计算机床夹具是机械加工工艺系统的一个重要组成部分。
为保证工件某工序的加工要求，必须使工件在机床上相对刀具的切削或成形运动处于准确的相对位置。
当用夹具装夹加工一批工件时，是通过夹具来实现这一要求的。
而要实现这一要求，又必须满足三个条件：①一批工件在夹具中占有正确的加工位置；②夹具装夹在机床上的准确位置；③刀具相对夹具的准确位置。
这里涉及了三层关系：零件相对夹具，夹具相对于机床，零件相对于机床。
工件的最终精度是由零件相对于机床获得的。
所以“定位”也涉及到三层关系：工件在夹具上的定位，夹具相对于机床的定位，而工件相对于机床的定位是间接通过夹具来保证的。
工件定位以后必须通过一定的装置产生夹紧力把工件固定，使工件保持在准确定位的位置上，否则，在加工过程中因受切削力，惯性力等力的作用而发生位置变化或引起振动，破坏了原来的准确定位，无法保证加工要求。
这种产生夹紧力的装置便是夹紧装置。
6．1 夹具一、机床夹具概述1.机床夹具的概念机床夹具是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和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。
2.机床夹具的分类机床夹具可根据其使用范围，分为通用夹具、专用夹具、组合夹具、通用可调夹具和成组夹具等类型。
机床夹具还可按其所使用的机床和产生加紧力的动力源等进行分类。
根据所使用的机床可将夹具分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具（钻模）、镗床夹具（镗模）、磨床夹具和齿轮机床夹具等，根据产生加紧力的动力源可将夹具分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、电磁夹具和真空夹具等。
机械制造技术基础_机床夹具设计原理
机械制造技术基础_机床夹具设计原理机床夹具是指夹持加工工件并固定在机床上进行加工的装置，是机床加工的重要组成部分。
机床夹具的设计是机械制造技术基础之一，它对于机床加工的质量和效率都有着重要的影响。
本文将从机床夹具的基本原理、工作原理和设计流程三个方面进行介绍和论述。
一、机床夹具的基本原理（1）夹紧原理夹持工件的夹头在受力时会产生位移，通过位移实现夹紧的作用，使工件在加工过程中不发生位移和震动，从而保证了加工精度。
夹持力是由夹紧件对夹头产生的强制位移力和摩擦力共同作用产生的，夹紧力的大小应根据工件的材质、形状、尺寸和加工要求进行合理选择。
（2）定位原理夹具在夹持工件时除了要保证工件的轴向位置和旋转轴线的垂直于加工表面以外，还要保证工件的平面位置和工件表面与刀具切削面的相对位置。
安全可靠地完成加工，达到要求的加工精度和效率。
（3）导向原理夹紧件在夹持过程中还要起到定位和导向作用，防止工件在加工过程中产生转动或晃动。
这种导向作用应根据夹紧件的位置、数量、形状和加工要求的不同进行合理选择。
机床夹具的工作原理是将外部力通过夹紧件传递到工件上，产生夹紧力，在夹紧力的作用下夹紧工件。
夹紧力的大小，由夹紧件的结构和夹紧元件的材料、尺寸、形位公差和夹紧力大小等多种因素决定。
机床夹具的加工过程包括制造、调试和使用三个阶段。
在制造初期，要根据工件加工要求和机床的工作情况进行设计，并考虑夹头的形状、定位方式、导向方式和夹紧件的数量和位置等因素。
在调试阶段，要根据工件的尺寸精度、形位公差和加工表面的质量对夹具进行调整，确定夹头结构、夹紧力和夹紧方式等参数，以满足工件的加工要求。
在使用阶段，要考虑机床、刀具和加工工件之间的配合情况，制定加工方案，调节夹具的结构和参数，进行夹紧和定位，严格执行安全操作规程，为实现高效、高精度的加工效果提供保障。
三、机床夹具的设计流程机床夹具的设计流程一般包括以下几个步骤：（1）确定加工零件的形状、尺寸、数量和精度等要求。
机床夹具设计原理
定位原理
完全定位与不完全定位
Z
Z
Z
X
a）
Z
Y
X b）
Z
Y
Y
X c）
Z
X d）
Y
Y
Y
X
e）
X f）
图5-12 工件应限制的自由度
定位原理
欠定位
工件加工时必须限制的自由度未被完全限制，称为欠定 位。欠定位不能保证工件的正确安装，因而是不允许的。
间隙
7:24
1:10
传统刀柄
主轴 拉杆
图5-18 HSK刀柄与传统刀柄结构 刀柄
定位原理
过定位讨论 如图示，齿轮坯以内孔和一小端面定位，车削外圆和大 端面。加工后检测发现大端面与内孔垂直度超差。试分 析原因，提出改进意见。
0.02 A
4 A
图5-19 过定位示例
间隙配合刚性心轴
定位原理
图5-20 过定位引起夹紧变形
• 定位的作用：使工件占据定位元件所规定的 位置，并且使一批逐次加工的工件在夹具中 占据正确的位置。
• 定位是工件安装过程的一部分，已经定位的 工件尚需通过夹紧使工件固定下来。
• 定位和夹紧是两个不同的概念。既不能只 定位不夹紧，也不能用夹紧代替定位。
5.2.2 工件的定位基本原理
六点定位原理
一个在空间处于自由的物体具有6个自由度,即沿三 个垂直坐标轴的移动、绕三个垂直坐标轴的转动。
Z X
Y
图5-28 工件在两顶尖上定位
定位实例分析1
定位实例分析 2
夹紧力
机床夹具的设计原理-精品文档
1.工件的找正安装 直接找正法：是用百分表、划针或用目测， 在机床上直接找正工件，使工件获 得正确位置的方法。
锲而舍之，朽木不折。锲而不舍，金石 可镂 友友情分享O(∩_∩)O~
4
图6-1 直接找正法示例 a）磨内孔时工件的找正 b）刨槽时工件的找正
锲而舍之，朽木不折。锲而不舍，金石 可镂 友友情分享O(∩_∩)O~ 5
锲而舍之，朽木不折。锲而不舍，金石 可镂 友友情分享O(∩_∩)O~ 2
一、工件在工艺系统内的安装
装夹或安装：工件定位、夹紧的全过程，称为装 夹或安装。
定位 + 夹紧 = 安装
小结： 定位在前，夹紧在后 定位是首要的
锲而舍之，朽木不折。锲而不舍，金石 可镂 友友情分享O(∩_∩)O~ 3
一、工件在工艺系统内的安装
锲而舍之，朽木不折。锲而不舍，金石 可镂 友友情分享O(∩_∩)O~ 15
2. 常见定位分析
1） 完全定位：
限6
侧挡销 短圆柱销
平面支承 图6-6 连杆钻孔定位方案
16
锲而舍之，朽木不折。锲而不舍，金石 可镂 友友情分享O(∩_∩)O~
2. 常见定位分析
2） 不完全定位：
去3
侧挡销 短圆柱销
平面支承 图6-7 连杆平面加工定位方案
17
锲而舍之，朽木不折。锲而不舍，金石 可镂 友友情分享O(∩_∩)O~
2. 常见定位分析
3）欠定位：
需 6去 5
图6-8
用专用夹具安装工件
锲而舍之，朽木不折。锲而不舍，金石 可镂 友友情分享O(∩_∩)O~ 18
2. 常见定位分析
4）过定位：
图6-9 过定位示意
锲而舍之，朽木不折。锲而不舍，金石 可镂 友友情分享O(∩_∩)O~ 19
第九章 机床夹具的基本原理
" "
2
1 1 ' ' O C ( D TD), O C D 2 2
DH 2
1 TD 2 2 sin 2
TD
二、定位误差分析计算：
2. 以外圆在V形块上定位时的定位误差： 对于尺寸H3：
' " DH 3 H 3 H3 K 'K "
分析定位基面直径由小变大或由大变小时假设分析定位基面直径由小变大或由大变小时假设定位基准的位置不变动分析工序基准的变动方向定位基准的位置不变动分析工序基准的变动方向当定位基面直径同样变化时假设定位基面与定位元当定位基面直径同样变化时假设定位基面与定位元件接触分析定位基准的变动方向件接触分析定位基准的变动方向两者的变动方向相同取两者的变动方向相同取相反取相反取以一面双销定位时的定位误差
ΔY1 TB
二、定位误差分析计算：
齿轮坯的内孔和外圆已加工合格，即d=80-00.1 mm， D=35+0.025mm。现在插床上用调整法加工内键槽，要求保证尺 寸H=38.5+0.2mm。忽略内孔与外圆同轴度误差，试计算该定位 方案能否满足加工要求?若不能，应如何改进? 解： ΔB =TD/2=0.025/2=0.0125 ΔY =0.1/(2sin45o)=0.0707 ΔD=ΔY+ΔB=0.0125+0.0707 =0.0832>0.2/3=0.0667 不能满足加工要求。 取外圆的尺寸和公差为d=80-0.05mm 则ΔY =0.05/(2sin45o)=0.0354<0.0667 能满足加工要求。
2 min D2 min d 2 max d 2 max D2 min 2 min 12 0.053 11.947
机床夹具原理
9.2工件的定位原理
4．过定位
多个支承点重复限制同一个自由度的情况称为过定位。
图9-6 连杆的过定位
结论：完全定位和不完全定位 是正确的定位方式；欠定 位是错误的定位方式；一般地说，过定位是错误的定位方 式。
9.2工件的定位原理
消除过定位的干涉，一般有两种途径：
一）是提高定位基面之间以及定位元件工作表面之间的位置精度； 二）是改变定位元件的结构。
图9-23 一面二孔定位
9.3.4工件以一面两孔定位
1．减小第二定位销的直径 ：
采用缩小第二定位销直径的方法，由于使转角误差增大，影响定 位精度，因此只有在工件加工精度不高时才使用这种方法。
图9-24 求第二定位销直径尺寸原理图
图9-25 定位时的转角误差
9.3.4工件以一面两孔定位
2．将第二定位销作成菱形销（削边销）
9.3 工件用夹具定位装夹时的基准位置误差
3．平面定位时的基准位置误差 基准位置误差的定义： 由于定位副（工件的定位基准和定位元件工作表面）的 制造误差或定位方式，引起同批工件中的定位基准在夹 具中的位置的最大变动量，称为基准位置误差 。 1）工件以平面作为主要定位基准时，只要定位基面为 精基面，夹具上的定位元件工作面又处在同一平面上， 则定位基面与定位平面接触较好，基准位置误差很小， 可以忽略不计。 2）当工件以粗基准定位时，没有必要计算基准位置误 差。
机床夹具原理和设计课件-文档资料
欠定位与过定位 的自由度而未予限制的定位。欠定位是绝对
1)欠定位：按工序的加工要求，工件应该限制 不允许的。
2)过定位：工件的同一自由度被二个或二个以 上的支承点重复限制的定位。可能造成工件 的定位误差，或者造成部分工件装不进夹具 的情况。过定位不是绝对不允许，要由具体 情况决定。
消除过定位及其干涉的两种途径：
二.六点定位原理 任何未定位的工件在空间直角坐标系中都具 有六个自由度 , 即沿三个坐标轴的移动自由 度x 、 、 和绕三个坐标轴的转动自由度。 z y
“六点定位”的注意问题 ⑴ 定位就是限制自由度，通常用合理布置定 位支承点的方法来限制工件的自由度。 ⑵ 定位支承点限制工件自由度的作用，应理 解为定位支承点与工件定位基准面始终保持 紧贴接触。若二者脱离，则意味着失去定位 作用。 ⑶ 一个定位支承点仅限制一个自由度，一个 工件仅有六个自由度，所设置的定位支承点 数目，原则上不应超过六个。
典型表面的定位方法
工件的定位表面有各种形式，如平面、外
圆、内孔等，对于这些表面，总是采用一定结
构的定位元件。常见的定位方法有：平面定位、
圆孔定位、外圆柱面定位、组合表面定位。
1.工件以平面定位 概念：在机械加工中，利用工件上的一个或几 个平面作为定位基面来定位工件的方式，称为 平面定位。 定位元件：固定支承、可调支承和自位支承。
2)度量基准：在检验时所使用的基准。 3)装配基准：装配时用来确定零件或部件在机器 中位置所采用的基准。
一、基准
零件由若干表面组成，它们之间有一定的尺寸 精度、几何形状精度和相对位置精度的要求。 在零件设计、加工及度量的过程中，必须依据 一些指定的点、线、面，来确定另一些点、线、 面的位置，这些作为依据的点、线、面则称为 基准。 基准按其功用不同，可分为设计基准和工艺基 准两大类。
机械制造技术基础课件机床夹具设计原理(ppt)
4.1 机床夹具概述
4.1.4 机床夹具的功能
（1）保证工件的加工精度，稳定产品质量。机床夹具的首要任务是 保证加工精度，特别是保证被加工工件的加工面与定位面之间以及被加工 表面相互之间的尺寸精度和位置精度。使用夹具后，这种精度主要靠夹具 和机床来保证，不再依赖于工人的技术水平。
（2）提高劳动生产率、降低成本。使用夹具后可减少划线、找正等 辅助时间，而且易于实现多件、多工位加工。在现代夹具中，广泛采用气 动、液压等机动夹紧等装置，还可使辅助时间进一步减小。因而可以提高 劳动生产率、降低生产成本。
机械制造技术基础 课件机床夹具设计
原理(ppt)
优选机械制造技术基础课件机床夹具设计 原理
4.1 机床夹具概述
4.1.1 工件装夹的基本概念
在机床上加工工件时，为使工件在该工序加工表面能达到规定 的尺寸与形位公差要求，在开动机床进行加工之前，必须首先使工 件在机床上占有正确的加工位置，这一过程称为工件的定位。
4.2.1 六点定位原理
任何一个工件在 夹具中未定位之前， 都可以看成是空间直 角坐标系中的自由物 体，即其空间位置是 不确定的，可以有６ 个独立的运动。
图4．2 工件六点定位原理
以图4.2(a)所示的长方体为例，它在直角坐标系OXYZ中可以有3个
平移运动和3个转动。即沿 Ｘ，Ｙ，Ｚ3个坐标轴的平移运动，记
4.1 机床夹具概述
4.1.2 机床夹具的分类
机床夹具种类繁多，分类的方法也有多种，一般可按其应用的范围、使
用的机床和夹紧动力源进行分类。
1）按夹具的应用范围分类 （1）通用夹具 （2）专用夹具
围床和回此而其可计用制行外并工内上顶转类专特以制于由装列点元换零的调很造夹，在序可常尖工夹通门点保造产专预而化是件，件夹夹明系具还各的随用用，作具用设是证周品用先成、灵和组部的具具确其统上载机加行于的铣台。夹计结较期固夹制的通活部合分加，与，特中，着床工夹加三床，具的构高较定具造专用多件夹装工通成适点使除工上。具工爪上平是夹紧的长且是好用化变可具置。常组用是用完件被是不自的面指具凑加、批指的夹程、反是可用称夹范夹的成随定一同定平磨已，，工制量专通具度通复指以于为具围具夹对输位种工心口床经因操精造较为用，高用使按调相成相更的具工送和在件卡虎上标其 作 度 费 大某标是的性用零整似组比广部，件装夹自的盘钳的准用迅和用的一准一工强。件，零夹，。分工的置紧动夹、、电化途速生也生工元种艺、的以件具加元件定送，线具四万磁的专、产较产件件标装制加适成，工件安位往完上。爪能吸，一方效高中的和准备造工应组通对可装和各成或例单分盘在而便率。。某部化。周要不加用象以在夹机不柔如动度等一得、，主一件、其期求同工可不更随紧床同性，卡头均定名省但要工组系特短，，车盘和属范，力设适序、，
机床夹具设计原理和方法
实用文档
偏心夹紧装置动画演示1
实用文档
偏心夹紧装置动画演示2
实用文档
（4）定心夹紧装置
在切削加工中，若工件是以中心线或对称面为工序基准，为使 ＝0，可采用一种保证工件准确定心或对中的装置，使工件的定位 和夹紧过程同时完成，而定位元件与夹紧元件合二为一。这种装置 称为定心夹紧装置。如图所示，三爪卡盘就是一种定心夹紧装置。
自锁条件：
实用文档
1、斜楔夹紧装置
（3）斜楔夹紧的扩力比（扩力系数） 公式5-24所示 （4）斜楔夹紧机构行程比 一般把斜楔的移动行程L与工件需要的夹紧行程
S的比值，成为行程比， （5）应用：斜楔夹紧机构结构简单，工作可靠，
但由于它的机械效率较低，很少直接用于手动 夹紧，而常用在工件尺寸较小的机动夹紧机构 中。
实用文档
2、工件在夹具中的定位情况
完全定位
六个自由度全部限制
实用文档
2、工件在夹具中的定位 2、不完全定位
实用文档
2、工件在夹具中的定位 欠定位
•欠定位——应该消除的自由度没有消除， •不允许。
实用文档
2、工件在夹具中的定位 过定位及消除过定位的方式
实用文档
二、常见的的定位方式及定位元件
❖ 单个典型表面的定位元件，单个典型表 面是指平面、内外圆柱面、内外圆锥面等。单 个典型表面是组成各种不同复杂工件的基本单 元，分析单个典型表面的定位及定位元件设计 是进行夹具定位分析和夹具定位方案设计的基 础
夹紧：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。
（2）装夹的方法
1）直接找正装夹
效率低，找正精度 较高；适用单件小 批量中形状简单的 工件。
机床夹具设计原理
机床夹具设计原理夹具最早出现在18世纪后期。
随着科学技术的不断进步，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。
国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85％左右。
现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。
然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具；另一方面，在多品种生产的企业中，每隔3~4年就要更新50~80％左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为10~20％左右。
特别是近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统（FMS）等新加工技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求：现代机床夹具的发展方向主要表现为标准化、精密化、高效化和柔性化等四个方面。
1、标准化机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。
目前我国已有夹具零件及部件的国家标准：GB/T2148~T2259－91以及各类通用夹具、组合夹具标准等。
机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。
2、精密化随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。
精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达±0.1"；用于精密车削的高精度三爪自定心卡盘，其定心精度为5μm。
3、高效化高效化夹具主要用来减少工件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。
常见的高效化夹具有自动化夹具、高速化夹具和具有夹紧力装置的夹具等。
例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高5倍左右；在车床上使用高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在试验转速为9000r/min的条件下仍能牢固地夹紧工件，从而使切削速度大幅度提高。
目前，除了在生产流水线、自动线配置相应的高效、自动化夹具外，在数控机床上，尤其在加工中心上出现了各种自动装夹工件的夹具以及自动更换夹具的装置，充分发挥了数控机床的效率。