高职-《机床夹具设计》模块3 夹紧装置设计 课件
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第三章 工件的夹紧及夹紧装置(夹具设计)
2.偏心夹紧机构-夹紧特点 圆偏心夹紧机构结构简单，操作方便，动作迅
速，但自锁能力较差，增力比小，（取决于L/ρ的 比值）。常用在切削平稳且切削力不大的场合。
机械学院
第二节 基本夹紧机构
2.偏心夹紧机构-适用范围
几种常见偏心夹紧机构
机械学院
第二节 基本夹紧机构
3.螺旋夹紧机构-分类
直接夹紧式螺旋夹紧机构：拉紧式和压紧式 移动压板式螺旋夹紧机构：支点式和内嵌式 铰链压板式螺旋夹紧机构：遮盖式、杠杆式、翻转式、联动式 可拆卸压板式螺旋夹紧机构：直拆式和旋拆式
机械学院
移动式压板端面偏心轮夹紧机构
移动式压板端面偏心轮夹紧机构：主要由两个端面凸轮在不同的旋 转角度上产生的轴向位移来实现夹紧动作。它的结构简单、紧凑， 占用空间小，操作方便，但自锁性能差一些，因此，其夹紧行程受 到一定限制。
机械学院
转动式压板端面偏心轮夹紧机构
转动式压板端面偏心轮夹紧机构：主要由端面凸轮和滑动杆在转动 一定角度时产生的位移来实现夹紧动作。它的结构也比较简单，操 作方便，由于是利用杠杆原理进行夹紧，其夹紧力比较大，但占用 的空间要大一些。
夹紧力作用点的选择
2)作用在工件刚度高的部位
机械学院
第一节 夹紧机构原理
3.确定夹紧力的基本原则
夹紧力的作用点与工件变形 a）工件底面产生夹紧变形 b）改进方案
机械学院
第一节 夹紧机构原理
3.确定夹紧力的基本原则
夹紧力作用点的选择
3）夹紧力的作用点和支承点尽可能靠近切削部位，以提高工件 切削部位的刚度和抗振性。
机械学院
第二节 基本夹紧机构
6.斜楔夹紧机构-适用范围
斜楔夹紧装置常用在尺寸公差较小的夹紧装置中，主要用 于机动夹紧，且毛坯质量较高的场合。
速，但自锁能力较差，增力比小，（取决于L/ρ的 比值）。常用在切削平稳且切削力不大的场合。
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第二节 基本夹紧机构
2.偏心夹紧机构-适用范围
几种常见偏心夹紧机构
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第二节 基本夹紧机构
3.螺旋夹紧机构-分类
直接夹紧式螺旋夹紧机构：拉紧式和压紧式 移动压板式螺旋夹紧机构：支点式和内嵌式 铰链压板式螺旋夹紧机构：遮盖式、杠杆式、翻转式、联动式 可拆卸压板式螺旋夹紧机构：直拆式和旋拆式
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移动式压板端面偏心轮夹紧机构
移动式压板端面偏心轮夹紧机构：主要由两个端面凸轮在不同的旋 转角度上产生的轴向位移来实现夹紧动作。它的结构简单、紧凑， 占用空间小，操作方便，但自锁性能差一些，因此，其夹紧行程受 到一定限制。
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转动式压板端面偏心轮夹紧机构
转动式压板端面偏心轮夹紧机构：主要由端面凸轮和滑动杆在转动 一定角度时产生的位移来实现夹紧动作。它的结构也比较简单，操 作方便，由于是利用杠杆原理进行夹紧，其夹紧力比较大，但占用 的空间要大一些。
夹紧力作用点的选择
2)作用在工件刚度高的部位
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第一节 夹紧机构原理
3.确定夹紧力的基本原则
夹紧力的作用点与工件变形 a）工件底面产生夹紧变形 b）改进方案
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第一节 夹紧机构原理
3.确定夹紧力的基本原则
夹紧力作用点的选择
3）夹紧力的作用点和支承点尽可能靠近切削部位，以提高工件 切削部位的刚度和抗振性。
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第二节 基本夹紧机构
6.斜楔夹紧机构-适用范围
斜楔夹紧装置常用在尺寸公差较小的夹紧装置中，主要用 于机动夹紧，且毛坯质量较高的场合。
项目8-机床夹具设计PPT课件
用分度盘上不同的孔数和定位销通
过计算来实现工件所需要的等分数
24
使用分度头时的注意事项：
1) 分度时注意分度头的间隙问题；
机 械
2) 校正分度头的端面与y轴的平行，
制
即分度头的轴线应与x轴平行；
造
技
3) 校正尾座与分度头在同一直线上；
术
4) 工件装夹时注意卡爪是否会与刀具 发生干涉等
25
八、平口虎钳及其应用
热，容易导致顶尖或工件中心孔“烧坏”
死顶尖用于低速以及工件精度要求高时的加工
车床上加工细长轴时，一般都使用顶尖进行定位
9
（2）拨动顶尖
内拨动顶尖
拨动顶尖 外拨动顶尖
机 械
端面拨动顶尖制造源自技术端面拨动顶尖
10
机 械 制 造 技 术
外拨动顶尖
内拨动顶尖
11
二、夹头及其应用
手动夹头
夹头 气压夹头
机
械
术
便、可提高工件装夹刚度、减少工件在加
工中的振动
顶尖主要有普通顶尖和拨动顶尖两种
8
（1）普通顶尖
回转式顶尖（活顶尖） 普通顶尖
机
固定式顶尖（死顶尖）
械
回转式顶尖 装有轴承，定位精度略差，但旋转时不易
制 造
发热，工件的加工精度低
技
活顶尖一般用于工件的粗加工或半精加工
术
固定式顶尖 定位精度高，但顶尖部分由于旋转摩擦生
机
械
制
造 跟刀架 主要用
技 术
于不允许有接刀
的细长轴的加工
跟刀架装夹工件车外圆
21
七、分度头及其应用
分度头 是铣床（特别是万能铣床）的重要附件，安装
《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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夹具设计教学课件
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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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夹具设计教学课件
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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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夹具设计教学课件
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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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机床夹具完整PPT课件
➢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；
➢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；
➢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。
➢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
➢生产中最常见的“一面两孔”定位
➢“一面两孔”定位的特点：
容易实现基准统一； 位置精度高； 存在过定位现象（支承平面限制三个 自由度，每根短销限制两个自由度）
A. 二圆销一平面定位
销、孔安装时，必须有一定的间隙， 此时
于是得到：
d2max= D2min –2(LD+ Ld – X1min/2)
或：X2min= 2(LD+ Ld –X1min/2)
B. 一圆销、 一削边销及 一平面定位
➢(1) 削边 销的形成
为了保证销的 强度，通常使 用菱形销。
图a用于直径 很小时
图b用于直径 为3~50mm 时
➢(2) 削边 销尺 寸的 确定
➢(3) 定位误差分析 基准位移误差：为第一定位销、孔 的最大配合间隙 Y= D1+d1+X1min
转角误差：
tg1 D1 d1
X1min D2
2L
d2
X 2min
或
tg 1
X1max X 2max 2L
第三节 工件的夹紧
一、夹紧装置的组成和设计要求 ➢工件定位后将其固定，使其在加工
二、夹紧力确定的基本原则
夹紧力的确定包括夹紧力的大小、方向和作用点三个要素
➢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；
➢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。
➢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
➢生产中最常见的“一面两孔”定位
➢“一面两孔”定位的特点：
容易实现基准统一； 位置精度高； 存在过定位现象（支承平面限制三个 自由度，每根短销限制两个自由度）
A. 二圆销一平面定位
销、孔安装时，必须有一定的间隙， 此时
于是得到：
d2max= D2min –2(LD+ Ld – X1min/2)
或：X2min= 2(LD+ Ld –X1min/2)
B. 一圆销、 一削边销及 一平面定位
➢(1) 削边 销的形成
为了保证销的 强度，通常使 用菱形销。
图a用于直径 很小时
图b用于直径 为3~50mm 时
➢(2) 削边 销尺 寸的 确定
➢(3) 定位误差分析 基准位移误差：为第一定位销、孔 的最大配合间隙 Y= D1+d1+X1min
转角误差：
tg1 D1 d1
X1min D2
2L
d2
X 2min
或
tg 1
X1max X 2max 2L
第三节 工件的夹紧
一、夹紧装置的组成和设计要求 ➢工件定位后将其固定，使其在加工
二、夹紧力确定的基本原则
夹紧力的确定包括夹紧力的大小、方向和作用点三个要素
车床夹具的设计 ppt课件
图4-11 薄壁套加工件的工程图
ppt课件
20
4.2 心轴类车床夹具的设计
1.确定定位方案 根据基准重合的原则，选择ϕ6 0内孔及左端面作为定位基准。孔 的定位元件为安装在莫氏5号锥柄心轴的3个滚柱，端面的定位元 件为安装在莫氏锥柄心轴上的定位垫平面。 (1)设计工件实体模型 按薄壁套工程图设计好工件的实体模型， 在UG装配环境下将其调入，并确定其在三维空间的合适位置，如 图4-12所示。 (2)设计定位元件 根据薄壁套工件的内孔尺寸、工件长度分别设 计出定位垫、莫氏5号锥柄心轴、偏槽心轴、滚柱和滚柱挡圈，其 工程图如图4-13～图4-17所示。
心轴类夹具需要从工件的内部将工件夹紧。该夹具采用锥形胀套 的轴向推动使。 (1)设计夹紧元件 为实现内孔胀紧功能，可根据定位元件的结构 和尺寸设计出与弹性夹头内锥面相匹配的锥形胀套，如图4-6所示。
图4-6 设计的锥形胀套
ppt课件
15
4.2 心轴类车床夹具的设计
ppt课件
5
4.1 车床夹具的分类及设计要点和步骤
使用UG软件进行夹具的设计，首先，要明确工件的加工工艺要求， 分析工件工程图所注明的加工精度和已经完工的工序。其次，确 定工件的加工方式和定位方案，选择合适的定位元件或支承元件， 初步设计出此类元件，并将这些元件的实体与工件的实体组装到 一起。再次，确定夹紧方案，初步设计出夹紧机构和元件，并将 这些元件按配合关系组装到一起。最后，确定夹具体结构，设计 出夹具体及其与机床的连接方式，并通过夹具体将夹具所有元件 装配到一起。 1.确定定位方案
ppt课件
4
4.1 车床夹具的分类及设计要点和步骤
连接轴或连接盘（过渡盘）的回转轴线与车床主轴的轴线应具有 尽可能高的同轴度。对于外轮廓尺寸较小的夹具，可采用莫氏锥 柄与机床主轴锥孔配合连接；对于外轮廓尺寸较大的夹具，可通 过特别设计的过渡盘与机床主轴轴颈配合连接。无论哪一种连接 方式都要注意连接牢固，不能产生松动情况。特别要考虑当主轴 高速旋转、急刹车等情况时，夹具与主轴之间应设有防松装置。 5.工件尺寸不能大于夹具体的回转直径 夹具上所有的元件和装置不能大于夹具体的回转直径。靠近夹具 体外缘的元件，应尽量避免有凸起的部分，必要时回转部分外面 可加装防护罩。 4.1.3 车床夹具的设计步骤
《机床夹具》PPT课件
适用于多品种、中小批量生产。
4、可调整夹具
• 特点
在结构上可分为基础部分和可调整部分两大部分。 基础部分是指使用中固定不变的、通用的部分，如 夹具体、夹紧机构和操作机构等。可调整部分是指 不同零件加工时需要调整或更换的元件，如定位元 件、导向元件和夹紧元件等。
调节式可调夹具
用于加工法兰盘类零件的均布螺钉孔，其钻套可更 换，径向尺寸和高度尺寸可调节，其均布 的角度由转台实现度，因此通用性较好。
专用机床夹具种类繁多、类型不同，但它们的基 本组成大同小异。
组成： 定位支承元件 夹紧装置 连接元件 对刀导向元件 夹具体 其它元件或装置
拨叉钻孔专用钻床夹具
三、专用机床夹具的分类及特点
机床专用夹具
专用机 组合夹具
床夹具 成组夹具 分类 可调整夹具
自动线夹具（随行夹具）
1．专用机床夹具
对刀块
工件
定义
结构原理：
螺压压 钉 板 块 V形块
定位销
工件用短Ⅴ形 块、定位销定位
，用铰链式螺旋
压板机构夹紧第
1个工位加工时
，第2个工位装
卸工件。生产率
高，适用于成批
生产。
主动锥齿轮端面双工位铣床夹具
3.多件加工铣床夹具
结构夹紧原理：工件以小轴下端面和外园面定位，靠
薄膜气室的动作， 使推杆推动多个V 形块实现顺序夹紧； 夹具底面靠两个定 位键保证夹具与工 作台的正确位置； 对刀块保证铣刀与 工件间的正确位置。
特点及应用:生 产率较高，适用于 大批量加工小零件。
对刀块 小轴端面铣槽
支承钉
夹具体 薄膜气室
定位键
V形块
推杆 弹簧
多件顺序加工的铣床夹具
定位键
4、可调整夹具
• 特点
在结构上可分为基础部分和可调整部分两大部分。 基础部分是指使用中固定不变的、通用的部分，如 夹具体、夹紧机构和操作机构等。可调整部分是指 不同零件加工时需要调整或更换的元件，如定位元 件、导向元件和夹紧元件等。
调节式可调夹具
用于加工法兰盘类零件的均布螺钉孔，其钻套可更 换，径向尺寸和高度尺寸可调节，其均布 的角度由转台实现度，因此通用性较好。
专用机床夹具种类繁多、类型不同，但它们的基 本组成大同小异。
组成： 定位支承元件 夹紧装置 连接元件 对刀导向元件 夹具体 其它元件或装置
拨叉钻孔专用钻床夹具
三、专用机床夹具的分类及特点
机床专用夹具
专用机 组合夹具
床夹具 成组夹具 分类 可调整夹具
自动线夹具（随行夹具）
1．专用机床夹具
对刀块
工件
定义
结构原理：
螺压压 钉 板 块 V形块
定位销
工件用短Ⅴ形 块、定位销定位
，用铰链式螺旋
压板机构夹紧第
1个工位加工时
，第2个工位装
卸工件。生产率
高，适用于成批
生产。
主动锥齿轮端面双工位铣床夹具
3.多件加工铣床夹具
结构夹紧原理：工件以小轴下端面和外园面定位，靠
薄膜气室的动作， 使推杆推动多个V 形块实现顺序夹紧； 夹具底面靠两个定 位键保证夹具与工 作台的正确位置； 对刀块保证铣刀与 工件间的正确位置。
特点及应用:生 产率较高，适用于 大批量加工小零件。
对刀块 小轴端面铣槽
支承钉
夹具体 薄膜气室
定位键
V形块
推杆 弹簧
多件顺序加工的铣床夹具
定位键
机床夹具夹紧机构的设计PPT共78页
机床夹具夹紧机构的设计
31、园日涉以成趣，门虽设而Байду номын сангаас关。 32、鼓腹无所思。朝起暮归眠。 33、倾壶绝余沥，窥灶不见烟。
34、春秋满四泽，夏云多奇峰，秋月 扬明辉 ，冬岭 秀孤松 。 35、丈夫志四海，我愿不知老。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
31、园日涉以成趣，门虽设而Байду номын сангаас关。 32、鼓腹无所思。朝起暮归眠。 33、倾壶绝余沥，窥灶不见烟。
34、春秋满四泽，夏云多奇峰，秋月 扬明辉 ，冬岭 秀孤松 。 35、丈夫志四海，我愿不知老。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
夹具设计PPT课件精选全文
Z Y
X
Z Y
X
Z Y
X
Z
Z
Z
XY
XY
图2-21 工件以圆孔定位
Y X
31
第31页/共74页
2.2.3 定位方法与定位元件
定位销
图2-22 常用的定位销
32
第32页/共74页
2.2.3 定位方法与定位元件
刚性心轴
图2-23 刚性新轴
33
第33页/共74页
2.2.3 定位方法与定位元件
工件以外圆定位
2.1.1 夹具的基本概念
夹具的含义
夹具是指在机床上用以装夹工件的一种装置。
夹具的功用
(1) 保证加工质量，使工件相对于机床或刀具保持正确位置。 (2) 提高生产率，降低成本。 (3) 扩大了机床的工艺范围。 (4) 减轻了工人劳动强度，保证生产安全。
第1页/共74页
2.1.1 夹具的基本概念
夹具的组成
气动虎钳
图2-4 夹具
液压夹具
6
第6页/共74页
2.1.2 工件装夹
装夹的含义
装夹又称安装，包括定位和夹紧两项内容。 ➢ 定位 — 使工件在机床或夹具上占有正确位置。 ➢ 夹紧 — 对工件施加一定的外力，使其已确定的位置在加工过程中保持
不变。
工件装夹方法
➢直接找正装夹
7
第7页/共74页
2.1.2 工件装夹
的自由度不需限制。例如球体绕过球心轴线的转动，圆柱体绕自身轴线 的转动等。
②工件加工要求不需要限制某一个或某几个自由度。如加工平板上表 面，要求保证平板厚度及与下平面的平行度，则只需限制 3 个自由度就 够了。
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第12页/共74页
机床夹具设计完整ppt
谢谢观看 第五节 典型机床夹具
机床夹具是工艺系统的重要组成部分，它在生产中应用十分广泛。 第五节 典型机床夹具 第二节 工件的装夹 第六章 机床夹具设计 第五节 典型机床夹具 第五节 典型机床夹具 第四节 工件在夹具中的夹紧 在成批生产、大量生产中，工件的装夹是通过机床夹具来实现的。 第六章 机床夹具设计 第一节 机床夹具概述 在成批生产、大量生产中，工件的装夹是通过机床夹具来实现的。 第二节 工件的装夹
第六章 机床夹具设计
在成批生产、大量生产中，工件的 装夹是通过机床夹具来实现的。机床夹 具是工艺系统的重要组成部分，它在生 产中应用十分广泛。
第一节 机床夹具概述 第二节 工件的装夹 第三节 工件在夹具中的定位 第四节 工件在夹具中的夹紧 第五节 典型机床夹具 第六节 机床夹具设计方法
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第五节 典型机床夹具 第五节 典ห้องสมุดไป่ตู้机床夹具 在成批生产、大量生产中，工件的装夹是通过机床夹具来实现的。
工件定位夹紧与夹具设计130页PPT
电动夹具、电磁夹具、真空夹具、自紧夹具(靠切削力本 身夹紧)等。
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编辑本段生产过程和工艺过程
生产过程是指从原材料（或半成品）制 成产品 的全部 过程。 对机器 生产而 言包括 原材料 的运输 和保存 ，生产 的准备 ，毛坯 的制造 ，零件 的加工 和热处 理，产 品的装 配、及 调试， 油漆和 包装等 内容。 生产过 程的内 容十分 广泛， 现代企 业用系 统工程 学的原 理和方 法组织 生产和 指导生 产，将 生产过 程看成 是一个 具有输 入和输 出的生 产系统 。能使 企业的 管理科 学化， 使企业 更具应 变力和 竞争力 。
工序是工艺过程的基本组成单位。 所谓工 序是指 在一个 工作地 点，对 一个或 一组工 件所连 续完成 的那部 分工艺 过程。 构成一 个工序 的主要 特点是 不改变 加工对 象、设 备和操 作者， 而且工 序的内 容是连 续完成 的。例 如图32-1中[cc 1]的
零件，其工艺过程可以分为以下两个 工序：
工序1：在车床上车外圆、车端面、 镗孔和 内孔倒 角；
工序2：在钻床上钻6个小孔。
在同一道工序中，工件可能要经过几次 安装。 工件在 一次装 夹中所 完成的 那部分 工序， 称为安 装。在 工序1中，有 两次安 装。第 一次安 装：用 三爪卡 盘夹住 外圆，车端面C，镗内孔，内孔倒 角，车 外圆。 第二次 安装： 调头用 三爪盘 夹住外 圆，车 端面A和 B，内 孔倒角 。
工件定位夹紧与夹具设计
工件的定位夹紧与夹具设计
4.1 夹具的基本概念 4.2 工件在夹具上的定位 4.3 工件在夹具中的夹紧 4.4 各类机床夹具举例
4.1 夹具的基本概念
4.1.1机床夹具的定义及组成 1.机床夹具的定义：
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编辑本段生产过程和工艺过程
生产过程是指从原材料（或半成品）制 成产品 的全部 过程。 对机器 生产而 言包括 原材料 的运输 和保存 ，生产 的准备 ，毛坯 的制造 ，零件 的加工 和热处 理，产 品的装 配、及 调试， 油漆和 包装等 内容。 生产过 程的内 容十分 广泛， 现代企 业用系 统工程 学的原 理和方 法组织 生产和 指导生 产，将 生产过 程看成 是一个 具有输 入和输 出的生 产系统 。能使 企业的 管理科 学化， 使企业 更具应 变力和 竞争力 。
工序是工艺过程的基本组成单位。 所谓工 序是指 在一个 工作地 点，对 一个或 一组工 件所连 续完成 的那部 分工艺 过程。 构成一 个工序 的主要 特点是 不改变 加工对 象、设 备和操 作者， 而且工 序的内 容是连 续完成 的。例 如图32-1中[cc 1]的
零件，其工艺过程可以分为以下两个 工序：
工序1：在车床上车外圆、车端面、 镗孔和 内孔倒 角；
工序2：在钻床上钻6个小孔。
在同一道工序中，工件可能要经过几次 安装。 工件在 一次装 夹中所 完成的 那部分 工序， 称为安 装。在 工序1中，有 两次安 装。第 一次安 装：用 三爪卡 盘夹住 外圆，车端面C，镗内孔，内孔倒 角，车 外圆。 第二次 安装： 调头用 三爪盘 夹住外 圆，车 端面A和 B，内 孔倒角 。
工件定位夹紧与夹具设计
工件的定位夹紧与夹具设计
4.1 夹具的基本概念 4.2 工件在夹具上的定位 4.3 工件在夹具中的夹紧 4.4 各类机床夹具举例
4.1 夹具的基本概念
4.1.1机床夹具的定义及组成 1.机床夹具的定义：
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影响夹紧力大小的因素：切削力、摩擦力、工件重力（重型工件）、惯性力（高速工件）的 综合作用； 夹紧力大小应适当：过大，工件变形；过小，工件定位破坏，易发事故。 1. 夹紧力大小的确定方法 确定方法：经验类比法和分析计算法。 经验类比法：与已有夹具相类比，估算夹紧力的大小，如手动夹具等。
分析计算法：将夹具系统简化为一刚性体，根据工件在切削力、摩擦力、工件重力（重型工
P.64
学习情境二 夹紧力的确定
二、确定夹紧力的作用点
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考虑因素：在夹紧力作用方向已定的情况下，确定夹紧力的作用点和数目。其合理性影响 夹紧后的可靠性和变形大小。 1. 夹紧力的作用点应落在支承元件上或支承作用面内
学习情境二 夹紧力的确定
二、确定夹紧力的作用点 1. 夹紧力的作用点应落在支承元件上或支承作用面内 2. 夹紧力的作用点应落在工件刚性好的部位 特别对刚性差的工件尤为重要。
学习情境二 夹紧力的确定
一、确定夹紧力的方向 1. 夹紧力的作用方向应指向（垂直于）主要定位基准面 2. 夹紧力的作用方向应使所需夹紧力最小 可使机构轻便、紧凑，工件变形小，减轻劳动强度。
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夹紧力方向与夹紧力大小的关系
学习情境二 夹紧力的确定
一、确定夹紧力的方向 1. 夹紧力的作用方向应指向（垂直于）主要定位基准面 2. 夹紧力的作用方向应使所需夹紧力最小 3. 夹紧力作用方向应使工件变形最小 夹紧力的作用方向应在工件刚性好的地方。
F n F FW K nf FW f K
式中：n 卡爪数，f 工件与卡爪间的摩擦系 数。
学习情境二 夹紧力的确定
三、确定夹紧力的大小 1. 夹紧力大小的确定方法
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2. 计算夹紧力的典型实例
1）车削加工时的夹紧力计算 2）钻削加工时的夹紧力计算 钻削时产生轴向力（可帮助夹紧）和扭矩，扭矩使
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f2 夹紧元件与工件夹紧表 面的摩擦系数（ 0.2 0.25）；G－工件重量。
所需夹紧力：
FW
KF f1 f 1
（未计重力G）
式中：K－安全系数，粗加工为 2.5 3，精加工为 1.5 2
3）切削力与夹紧力的方向相反
FW ＝G KF
学习情境二 夹紧力的确定
三、确定夹紧力的大小 1. 夹紧力大小的确定方法
夹紧装置设计
知识目标： 机床夹具夹紧装置的组成和基本要求： 夹紧装置中夹紧力的大小、方向及作用点的基本确定方法； 基本夹紧机构的工作特性。
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技能目标： 掌握联动夹紧机构、定心夹紧机构及夹紧动力 装置的应用； 掌握专用夹具夹紧装置设计的基本方法及应用； 培养学生查阅设计手册和资料的能力，逐步提 高学生处理实际工程技术问题的能力。
学习情境二 夹紧力的确定
三、确定夹紧力的大小 1. 夹紧力大小的确定方法 1）切削力完全作用在支承上 2）切削力与夹紧力的方向垂直 夹紧力要通过产生摩擦力来克服切削力的作用。 如右图，切削力F 的计算式为：
F FW (f1 f2 ) Gf1
式中：FW －夹紧力；f1－工件定位面与定位元 件之的的摩擦系数（ 0.1 0.15）；
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2. 计算夹紧力的典型实例
1）车削加工时的夹紧力计算 三爪卡盘上的三个夹紧力FW, 要克服工件轴向分力 FX导致的轴向移动、克服主切削力FZ引起的绕轴转动。
卡爪上要克服的主切削力FZ引起的绕轴转动力FZˊຫໍສະໝຸດ FZD12
FZ
D
2
FZ FZ
D1 D
2 2
切削力对卡爪的合力： F FZ Fx 可得工件与卡爪之间的夹紧力为：
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学习情境二 夹紧力的确定
夹紧力：是夹紧装置合理性的核心。 夹紧力的三要素：夹紧力的大小、方向和作用点。 一、确定夹紧力的方向 考虑因素：工件定位基准的位置、所受外力作用方向。 三个原则： 1. 夹紧力的作用方向应指向（垂直于）主要定位基准面 有助于工件定位准确稳定。
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夹紧力的方向应指向主要定位面
件）、惯性力（高速工件）的共同作用下处于静力平衡，通过建立平衡方程来计算理论夹紧力， 再考虑安全系数，确定夹紧力的大小 。
学习情境二 夹紧力的确定
三、确定夹紧力的大小 1. 夹紧力大小的确定方法
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分析计算法：按切削力、摩擦力、工件重力与夹紧力之间的关系有下图几种情况。
1）切削力完全作用在支承上 此时切削力起到了夹紧力的作用，夹紧力可减小。
工件滑动。设扭矩全由夹紧力平衡：
压板夹紧：
KM FW fL FW K M fL
三爪卡盘夹紧：
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学习情境一 夹紧装置的组成和基本要求
二、夹紧装置的基本要求 合理设计夹紧装置的意义：保证工件加工质量、提高生产率、降低劳动强度。 对夹紧装置的基本要求： （1）保持工件定位后能占据正确位置； （2）夹紧力大小要适当，过小过大都不好； （3）自动化程度与复杂程度与工件批量相相应； （4）夹紧动作要迅速可靠、操作方便、省力安全； （5）结构简单、制造容易、成本经济。
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学习情境二 夹紧力的确定
二、确定夹紧力的作用点 1. 夹紧力的作用点应落在支承元件上或支承作用面内 2. 夹紧力的作用点应落在工件刚性好的部位 3. 夹紧力的作用点应尽可能靠近被加工表面 必要时可增加辅助支承。
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学习情境二 夹紧力的确定
三、确定夹紧力的大小 夹紧力大小对夹紧系统的影响：可靠性、工件夹紧变形、夹紧装置结构及尺寸；
任务描述： 加工如图所示的摇臂工件的￠18H7孔。
夹紧装置设计
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学习情境一 夹紧装置的组成和基本要求 学习情境二 夹紧力的确定 学习情境三 基本夹紧机构设计 学习情境四 其他夹紧机构设计 学习情境五 夹紧装置的动力源
学习情境一 夹紧装置的组成和基本要求
一、夹紧装置的组成 夹紧装置：指工件定位后将其固定，使其在加工过程中能保持定位位置不变的装置。 1. 动力装置 动力装置：是产生夹紧力的装置。 动力装置原始力：由动力装置产生的力：有手动、气动、液动、电动等。 2. 中间传力机构 是介于动力装置和夹紧元件之间的传递力的机构。 增力作用与自锁作用 3. 夹紧元件 夹紧装置的最终执行元件，与工件直 接接触完成夹紧作用。