1第6章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)本章要點(diǎn)機(jī)床夾具工作原理工件在夾具上的定位和定位誤差的計(jì)算工件夾緊方案的設(shè)計(jì)夾具設(shè)計(jì)步驟與方法2機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第6章

機(jī)床夾具設(shè)計(jì)FixtureDesign6.1

機(jī)床夾具概述IntroductiontoJigandFixture36.1機(jī)床夾具概述1、概念：機(jī)床夾具——是機(jī)床上裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對(duì)于機(jī)床和刀具有一個(gè)正確的位置，并在加工過(guò)程中保持這個(gè)位置不變?！魥A具多用于大批量生產(chǎn)的零件。◆夾具裝夾工件加工屬于調(diào)整法加工。換句話(huà)說(shuō)：能夠快速把工件固定在機(jī)床上的正確位置，同時(shí)能夠確定刀具相對(duì)于工件的加工位置的一種輔組裝置。

一、機(jī)床夾具的工作原理及組成42、夾具工作原理

-----利用夾具保證加工精度的工作原理<1>.夾具工作過(guò)程實(shí)例分析

6.1機(jī)床夾具概述5①.零件工藝分析加工要求：4個(gè)尺寸精度（a、b、c、h）和2個(gè)位置精度（△p1、△p2）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)：6.1機(jī)床夾具概述YxZYXc）6②.定位加工方案在立式銑床上用立銑刀銑槽。定位：底面——支承板；側(cè)面和端面——支承釘。保證工件相對(duì)于夾具有正確位置夾緊：用壓扳機(jī)構(gòu)夾緊，保證加工過(guò)程中工件保持正確加工位置。6.1機(jī)床夾具概述ZYXc）78③.保證加工精度的分析

◆位置精度（2個(gè)平行度）：

6.1機(jī)床夾具概述9槽底面與工件底面（A面）的平行度：夾具制造時(shí)，保證支承板上面與夾具體底面平行，則可保證支承板上面平行于機(jī)床工作臺(tái)面。由于工件的A面放在支承板上，刀具的端面由機(jī)床保證可與工作臺(tái)面平行，所以，銑出的槽底面總是平行于工件底面（A面）。

槽側(cè)面與B面的平行度：

夾具制造時(shí)，保證側(cè)面支承釘?shù)墓ぷ髅嫫叫杏趭A具底部定位鍵的側(cè)面，定位鍵與工作臺(tái)T型槽配合，保證了側(cè)面支承釘工作面平行于機(jī)床縱向進(jìn)給方向。由于B面靠支承釘定位，所以，銑出的槽側(cè)面總是平行于工件B面。

◆平行度公差靠機(jī)床工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)精度和夾具的制造精度共同保證。6.1機(jī)床夾具概述10◆尺寸精度（b、h、a、c）

b——由刀具保證。h、a——利用對(duì)刀塊和對(duì)刀塞尺，調(diào)整機(jī)床工作臺(tái)使銑刀的側(cè)面和底面貼緊塞尺。公差靠h1、a1和h’及機(jī)床精度共同保證

c——夾具上端面支承釘?shù)墓ぷ髅媸嵌ㄎ幻?，即工件的右端面。公差靠機(jī)床精度保證◆對(duì)刀，只在加工一批工件的首件進(jìn)行。調(diào)整后應(yīng)鎖緊工作臺(tái)的橫向和升降運(yùn)動(dòng)。加工過(guò)程只進(jìn)行縱向進(jìn)給。6.1機(jī)床夾具概述11126.1機(jī)床夾具概述13

◆加工一批工件時(shí)，只要在允許的刀具尺寸磨損限度內(nèi)，都不必調(diào)整刀具位置。不需進(jìn)行試切，直接保證加工尺寸要求。這就是用夾具裝夾工件時(shí)，采用調(diào)整法達(dá)到尺寸精度的工作原理6.1機(jī)床夾具概述<2>.夾具工作原理的要點(diǎn)①.工件在夾具中有準(zhǔn)確位置——正確定位；②.夾具相對(duì)于機(jī)床有準(zhǔn)確位置——保證位置精度；③.刀具相對(duì)于定位元件工作面有正確位置

——保證尺寸精度。1415銑軸端槽夾具1—V型塊2—支撐套3—手柄4—定向鍵5—夾具體6—對(duì)刀塊6.1機(jī)床夾具概述1）定位元件及裝置123646）其他元件及裝置（防護(hù)、防錯(cuò)、分度…）5）夾具體4）連接元件3）對(duì)刀及導(dǎo)向元件2）夾緊元件及裝置3、夾具的組成161）保證加工質(zhì)量2）提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本3）擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍4）減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，保證安全生產(chǎn)

6.1機(jī)床夾具概述二、夾具功能171）通用夾具：三爪、四爪卡盤(pán)，平口鉗等，一般由專(zhuān)業(yè)廠生產(chǎn)，常作為機(jī)床附件提供給用戶(hù)。特點(diǎn)：通用性強(qiáng)、適應(yīng)性強(qiáng)，由專(zhuān)業(yè)廠生產(chǎn)供應(yīng)。2）專(zhuān)用夾具：為某一工件特定工序?qū)ｉT(mén)設(shè)計(jì)的夾具，多用于批量生產(chǎn)中。3）通用可調(diào)整夾具及成組夾具：夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調(diào)整，以適應(yīng)不同零件的加工?！舭磰A具使用范圍劃分6.1機(jī)床夾具概述三、機(jī)床夾具的分類(lèi)184）組合夾具：由一套預(yù)先制造好的標(biāo)準(zhǔn)元件組合而成。根據(jù)工件的工藝要求，將不同的組合夾具元件像搭積木一樣，組裝成各種專(zhuān)用夾具。使用后，元件可拆開(kāi)、洗凈后存放，待需要時(shí)重新組裝。組合夾具特別適用于新產(chǎn)品試制和單件小批生產(chǎn)。5）隨行夾具：在自動(dòng)線(xiàn)或柔性制造系統(tǒng)中使用的夾具（隨零件走，多用于自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)）6.1機(jī)床夾具概述19三爪卡盤(pán)四爪卡盤(pán)萬(wàn)向平口鉗回轉(zhuǎn)工作臺(tái)分度頭通用夾具6.1機(jī)床夾具概述20專(zhuān)用夾具

43φDL零件工序簡(jiǎn)圖6.1機(jī)床夾具概述21零件工序簡(jiǎn)圖43φDLLφD43φD43LφDL34φDL43φDL34成組夾具KH1KH2KH3KH46.1機(jī)床夾具概述22組合夾具1234567891011121314151617181—加筋角鐵（2）2—槽用螺栓（6）3—平鍵（10）4—方形支承5—定位支承6—方形支承7—平墊圈8—六角螺母（8）9—槽用螺栓10—鉆套螺釘11—快換鉆套12—鉆模板13—圓形定位銷(xiāo)14—工件15—方形支承16—角鐵17—壓緊螺釘18—基礎(chǔ)板6.1機(jī)床夾具概述23組合夾具實(shí)例6.1機(jī)床夾具概述24可分為鉆床夾具、銑床夾具、車(chē)床夾具、磨床夾具等?！舭词褂脵C(jī)床劃分可分為手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、真空夾具、電動(dòng)夾具等?！舭磰A緊力源劃分氣動(dòng)虎鉗液壓夾具6.1機(jī)床夾具概述25機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第6章

機(jī)床夾具設(shè)計(jì)FixtureDesign6.2

工件在夾具上的定位WorkpieceLocationinFixture266.2工件在夾具上的定位

◆定位的要點(diǎn)：①.夾具通過(guò)其定位元件工作面與工件定位面的接觸或配合來(lái)限制工件自由度，所需限制的自由度數(shù)目和方向根據(jù)加工要求確定；②.正確定位的含義是：一個(gè)工件在夾具中多次裝夾，位置唯一；一批工件在夾具中多次裝夾，位置唯一；◆工件在機(jī)床上的定位實(shí)際上包括工件在夾具上的定位和夾具在機(jī)床上的定位兩個(gè)方面。◆六點(diǎn)定位原理276.2工件在夾具上的定位

◆定位元件的基本要求①．定位工作面精度高，尺寸IT6~8；②．有一定強(qiáng)度和剛度；③．工作面應(yīng)耐磨，用工具鋼（T7~T10）淬火

HRc58~64，或20鋼、20Cr滲碳淬火；④．結(jié)構(gòu)要合理，能防塵、防屑，便于安裝工件。③.注意定位與夾緊的區(qū)別：定位——解決工件在夾具中位置定不定的問(wèn)題；夾緊——解決工件在加工過(guò)程中受力后位置動(dòng)不動(dòng)的問(wèn)題；286.2工件在夾具上的定位

固定支承一、常用定位方法與定位元件1.工件以平面定位支承釘支承板平頭支承釘（A型）——用于精基面；球頭支承釘（B型）——用于粗基面；齒紋頭支承釘（C型）——用于側(cè)面（增大摩檫力）；特點(diǎn)：一個(gè)釘限制1個(gè)自由度；用過(guò)盈配合裝在夾具體上；支撐精基面時(shí)，各釘頂面應(yīng)配磨。①.支承釘（GB2226-80）（3種形式）

296.2工件在夾具上的定位

②.支承板（GB2236-80）（2種形式）平面支承板——用于側(cè)面、頂面的精基面；帶斜槽支承板——用于底面的精基面。特點(diǎn)：一個(gè)板限制2個(gè)自由度；用沉頭螺栓固定在夾具體上；多板使用時(shí)，各頂面應(yīng)配磨；用于較大平面的定位。30

可調(diào)支承用螺紋與夾具體相連，可調(diào)高度，調(diào)整后應(yīng)鎖緊。適用于不同批次毛坯尺寸的較大變化，還可作為可調(diào)夾具中的調(diào)節(jié)元件，以適應(yīng)相似零件的尺寸變化?？烧{(diào)支承6.2工件在夾具上的定位

31自位支承

自位支承定位過(guò)程中，支承本身可隨工件變化，來(lái)適應(yīng)工件的誤差。主要用來(lái)消除重復(fù)定位。6.2工件在夾具上的定位

32

輔助支承——在工件完成定位后才參與支承，它不起定位作用，而只起支承作用，常用于在加工過(guò)程中加強(qiáng)被加工部位的剛度

輔助支承6.2工件在夾具上的定位331）心軸心軸剛性心軸彈性心軸自動(dòng)定心心軸液塑心軸…過(guò)盈配合間隙配合小錐度心軸6.2工件在夾具上的定位2、工件以圓柱孔定位（3種：心軸、銷(xiāo)、錐銷(xiāo)）346.2工件在夾具上的定位①.不帶軸肩的過(guò)盈配合圓柱心軸

特點(diǎn)：用雙頂尖裝夾，不帶軸肩可同時(shí)加工兩個(gè)端面。②.帶軸肩間隙配合心軸

特點(diǎn)：用雙頂尖裝夾，必須有軸肩定位，采用開(kāi)口墊圈、螺母壓緊。③.小錐度心軸特點(diǎn)：定位精度高。過(guò)盈配合心軸間隙配合心軸小錐度心軸356.2工件在夾具上的定位另外，還有兩種常用的心軸：①.帶軸肩的過(guò)盈配合圓柱心軸（一般選r6配合）特點(diǎn)：用雙頂尖裝夾，軸肩可起軸向定位作用，靠過(guò)盈配合的結(jié)合力克服切削力。②.帶錐柄的圓柱心軸特點(diǎn)：錐柄為莫氏錐度，與機(jī)床主軸孔配合實(shí)現(xiàn)定心與傳動(dòng)。366.2工件在夾具上的定位◆圓柱定位心軸的定位分析：①.過(guò)盈配合心軸：多為長(zhǎng)心軸，限制4個(gè)自由度（2個(gè)移動(dòng)和2個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)）②.間隙配合的心軸：（分兩種情況）當(dāng)長(zhǎng)徑比L/d≤0.4時(shí)，為短心軸，限制2個(gè)自由度（2個(gè)移動(dòng)）當(dāng)長(zhǎng)徑比L/d≥0.8~1時(shí)，為長(zhǎng)心軸，限制4個(gè)自由度（2個(gè)移動(dòng)和2個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)）◆注意：①.此時(shí)分析的是內(nèi)圓面定位的情況，軸肩的定位作用不計(jì)入。②.設(shè)計(jì)心軸時(shí)，一般不采用中間情況，心軸較長(zhǎng)時(shí)可作成兩段。372）定位銷(xiāo)定位銷(xiāo)圓柱定位銷(xiāo)圓錐定位銷(xiāo)菱形定位銷(xiāo)圓柱定位銷(xiāo)6.2工件在夾具上的定位38菱形銷(xiāo)錐形銷(xiāo)6.2工件在夾具上的定位◆整體錐形銷(xiāo)，用于精基面；分段錐形銷(xiāo)，用于粗基面（可保證銷(xiāo)于孔的接觸點(diǎn)分布均勻）。396.2工件在夾具上的定位◆圓柱銷(xiāo)定位分析：當(dāng)長(zhǎng)徑比L/d≤0.4時(shí)，為短銷(xiāo)，限制2個(gè)自由度（2

個(gè)移動(dòng)）

當(dāng)長(zhǎng)徑比L/d≥0.8~1時(shí)，為長(zhǎng)銷(xiāo)，限制4個(gè)自由度（2個(gè)移動(dòng)和2個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)）

◆注意：此時(shí)分析的是內(nèi)圓面定位的情況，軸肩的定位作用不計(jì)入?！魣A錐銷(xiāo)定位分析因?yàn)楣ぜ目诪閳A柱而銷(xiāo)為圓錐，所以二者僅以孔口接觸。限制3個(gè)自由度。403.工件以外圓柱面定位（圓柱套、V形塊、支承板、內(nèi)錐套）套筒定位6.2工件在夾具上的定位<1>.圓柱定位套①.結(jié)構(gòu)形式416.2工件在夾具上的定位②.定位分析：工件與定位套均為間隙配合。

當(dāng)長(zhǎng)徑比L/d≤0.4時(shí)，為短套，限制2個(gè)自由度（2

個(gè)移動(dòng)）當(dāng)長(zhǎng)徑比L/d≥0.8~1時(shí)，為長(zhǎng)套，限制4個(gè)自由度