工装夹具培训

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主讲:周 飞
培训达成目标
考试合格 课堂提问过关 会正确使用各种夹具及机床附件

机床夹具的现状及发展方向

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。 机床夹具的现状 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。
机床夹具的组成
定位元件 夹紧装置 对刀元件 夹具体 其它元件和装置

专用夹具的组成 (图解)
专用夹具几种组成部分的关系(图解)
专用夹具几种组成部分的关系





1.工件通过定位元件在夹具上占有一个正确的 位置 2.工件通过夹紧元件保证加工过程中始终保 持原有的正确位置 3.夹具通过对刀元件相对刀具保持正确位置 4.夹具通过连接元件,相对于机床保持一个 正确位置 5.夹具通过其他装置,完成其他要求 6.夹具体把上述的几种元件组合成一个整体。
机床夹具的现状及发展方向
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: 1)能迅速而方便地装备新产品的投产,以缩短生产准备 周期,降低生产成本; 2)能装夹一组具有相似性特征的工件; 3)能适用于精密加工的高精度机床夹具; 4)能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具; 5)采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置,以进一步 减轻劳动强度和提高劳动生产率; 6)提高机床夹具的标准化程度
第二章 工件在夹具中的定位
一、定位的原理 二、根据加工精度要求,确定工件应该限 制的自由度数目 三、定位元件限制工件自由度 四、几种不同的定位形式 五、工件定位时的几种情况
一.定位的原理
1.自由物体: 在空间占有任意位置的物体,工件在未放 入夹具前可以看作自由物体
一.定位的原理

定位支承点
2.六个自由度: 工件放入三个互相垂直的 平面内,就有6个自由度 沿x轴移动自由度 沿y轴移动自由度 沿z轴移动自由度 沿x轴转动自由度 沿y轴转动自由度 沿z轴转动自由度
机床夹具的现状及发展方向

(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。

2.机床夹具的作用
1.保证加工质量 2.提高生产率,降低成本 3.扩大机床工艺范围 4.减轻工人劳动强度,保证生产安全 -----------------------质量保证,效率提高

3.工件装夹的方法

1)直接找正法: 2)划线找正法 3)定位元件法
直接找正法
划线找正法
我们仅以机械加工过程中与机床有关的夹具 做一些介绍
1、机床夹具的定义
用于装夹工件的工艺装备就称为机床夹具
也就是说,在机床上用以正确确定工件的位 置(定位),并可靠而迅速地将工件夹紧 的机床附加装置被称为机床夹具(加紧)
装夹---------定位+夹紧
定位---在机床上加工工件时,为了在工件 的某一部位加工出符合工艺规程要求的表 面,在加工前需要使工件在机床上占有正 确的位置。 夹紧---由于在加工过程中受到切削力、重 力、振动、离心力、惯性力等作用,所以 还应采用一定的机构,将工件在加工时保 持在原先确定的位置上。
4、工件以外圆柱面定位
1)圆定位套
4、工件以外圆柱面定位
2)V形块 用于完整的外圆柱面和非完整的外圆柱 面的定位,是外圆定位中最常用的定位元 件。 A 结构
4、工件以外圆柱面定位
2)V形块
C: V形块的特点

V形块定位外圆时的定位误差分析计算
do
DW JB JW
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O22
第一章 机床夹具的概述
第一节 机床夹具的作用及其组成 第二节 常用机床夹具的种类

什么叫工装,夹具,治具,检具
工装 即工艺装备: 指制造过程中所用的各种工具的总称. 包括 刀具/夹具/模具/量具/检具/辅具/钳工工具/工位器具等.工装为其通 用简称.工装分为专用工装/通用工装/标准工装(类似于标准件) 夹具 顾名思义,用以装夹工件(或引导刀具)的装置 模具 用以限定生产对象的形状和尺寸的装置. 刀具 机械制造中使用的刀具基本上都用于切削金属材料,所以“刀 具”一词一般就理解为金属切削刀具。 辅具 一般指用以连接刀具和机床的工具. 钳工工具 各种钳工作业所用的工具总称 工位器具 用以在工作地或仓库中存放生产对象或工具的各种装置. 检具 生产中检验所用的器具 治具 制造用器具,有时与工装同意,有时也指夹具, 一般台资/韩资/日资等电子企业多用该词。 夹具属于工装,工装包含夹具,属于从属关系.
四、几种不同的定位形式
4.辅助支承: 辅助支承是在工作定位以后才参与支承的,且 在使用中不能破坏工件的原有定位。所以,辅 助支承不是定位元件,它不起定位作用,只起 提高工件加工部位刚性和稳定性的作用。 注:“辅助支承”与“可调支承” 的区别: 辅助支承是在工件定位后才参与支承的元件, 其高度是由工件确定的,因此它不起定位作用, 但辅助支承锁紧后就成为固定支撑,能承受切 削力。
一.定位的原理
3.定位支承点(约束点) 底面布置3个不共线的约束点,限制 三个自 由度。 侧面布置两个约束点,限制 两个自由度。 端面布置一个约束点,限制 一个自由度。
4、 六点定位原理
任何一个物体在空间直角坐标系中都有 6 个自 由度 要确定其空间位置,就需要限制其 6 个自由度 将6个支承抽象为6个“点”,6个点限制了工件 的6 个自由度,这就是六点定位原理。 两点注意: “点”的含义 ——对自由度的限制,与实际接触点不同 ——夹紧与定位概念分开

二、根据加工精度要求,确定工件应该限制的自由度数目
由于时间关系,本次培训不作详细介绍, 有兴趣的同学可找相关资料进一步学习。 举例:铣沟槽 b由铣刀保证,应限制 -----5个自由度

z L±△L
h±△h b x
y
三、定位元件限制工件自由度

首先讲解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
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C
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C: V形块的特点
V形块对外圆柱面定位,形式上是支承定 位(V形块两斜面于外圆柱面接触),但 其实质是定心定位。 V形块能起对中作用,即工件轴心必处于 V形块两斜面的对称中心平面之上 可以用于非完整外圆的定位 活动V形块常常起着定位和夹紧的双重作 用(既是定位元件,又是夹紧元件)。
机加工工艺装备用具作用
1.机床:提供加工运动、关系和动力。 2.刀具:切去工件表面余量。 3.量具:检测工件加工质量。 4.工辅具:固定刀具如钻夹头、刀架扳 手,装夹工件的扳手等。 5.机床夹具:依加工要求装夹工件,使 之在加工中始终保持其正确位置的机床附 属装置。

第一节 机床夹具的作用及其组成

机床夹具的现状及发展方向



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。

四、几种不同的定位形式
固定支承 可调支承 自位支承 辅助支承
四、几种不同的定位形式
1.固定支承: 定位方法就是采用前面讲述的支承钉和支承 板
Байду номын сангаас
四、几种不同的定位形式
2.可调支承: 可调支承的定位工作面可沿其轴线方向在一 定范围内调节,
四、几种不同的定位形式
3.自位支承: 自位支承也称浮动支承,它的定位工件面 的位置能随工件定位基准面的位置的变化 而自动与之相适应。
1)圆柱销
B 定位情况
2)菱形销

A 结构
3)圆锥销

A 结构
4)定位心轴

A 结构
3、工件以圆锥孔定位

工件以圆锥孔定位时,所用定位元件为 圆锥心轴或圆锥销。圆锥心轴限制工件5 个自由度,圆锥销限工件三个自由度
4、工件以外圆柱面定位

工件以外圆柱面定位两种形式:定心定位 和支承定位。工件以外圆柱面定心定位的 情况与工件以圆孔定位的情况相仿(用套 筒和卡盘代替心轴或柱销)。支承定位时 用支承板、支承钉。
1、工件以平面定位

平面定位的主要形式是支承定位。常用的 定位元件有支承钉、支承板、夹具支承件 和夹具体的凸台及平面等。
1)支承钉
A 结构 支承钉的结构 A型是平头支承钉: B型是球头支承钉: C型是齿纹顶面的 支承钉:
1)支承钉

B 定位情况
2)支承板
A 结构 A型: 所以常用于侧面或顶面 的定位。 B型: 支承板的工作平面上开 有斜槽, B型支承板 应用较多,用于底面 的定位更合适。
各种装夹方法的比较
直接找正 划线找正 定位元件法 夹具类型 通用夹具 专用夹具或通用改造
生产率、成本
费时、成本较高、划线更甚
迅速方便、成本低
定位精度
适用零件
取决于量仪精度、工人技术水平、方法是否 得当 一般不高,使用高精 一般不高约 0.2 ~ 度量仪、 0.5 技术高,也可达到很 还与划线粗细等 高 有关 形状复杂、加工 面多、 形状简单、加工面少 位置要求不高、 大重件
机床操作工培训
常用夹具及工装
培训内容

理论学习------------------------------------2课时 机用平口虎钳、顶尖、卡盘、分度头类型、规 格及应用------------------------------------1课时 常用工装及工具---------------------------1课时 考试------------------------------------------2课时 训练:常用夹具使用---------------------8课时
2)支承板

B 定位情况
定位块
定位钉

可调式基准杆

2、工件以圆孔定位

工件以圆孔定位多属于定心定位(定位基 准为圆柱孔轴线)。常用定位元件是定位 销和心轴。定位销有圆柱销、圆锥销、菱 形销等形式;心轴有刚性心轴(又有过盈 配合、间隙配合和小锥度心轴等)、弹性 心轴之分。
1)圆柱销

A 结构
机床夹具的现状及发展方向

(3)柔性化 机床夹具的柔性化与机床的柔性 化相似,它是指机床夹具通过调整、组合等方 式,以适应工艺可变因素的能力。工艺的可变 因素主要有:工序特征、生产批量、工件的形 状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类 主要有:组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、 模块化夹具、数控夹具等。为适应现代机械工 业多品种、中小批量生产的需要,扩大夹具的 柔性化程度,改变专用夹具的不可拆结构为可 拆结构,发展可调夹具结构,将是当前夹具发 展的主要方向。
可达 0.01 较高且稳定
生产批量
单件小批量
大批大量
第二节 常用机床夹具的种类

1.按使用范围分: 1)通用夹具 2)专用夹具 3)组合夹具: 4)成组夹具 5)随行夹具: 2.按机床分类 1)车床夹具 2)铣床夹具 3)钻床夹具 4)磨床夹具 5)数控机床夹具 3.按动力源分类 1)手动夹紧 2)气动夹紧 3)液动夹紧 4)电磁夹紧 5)真空夹紧
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