機(jī)械制造工藝學(xué)件機(jī)床夾具設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)課件

1、第六章 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 第一節(jié) 機(jī)床夾具概述 裝夾有兩個含義，即定位和夾緊裝夾有兩個含義，即定位和夾緊 定位是指確定工件在機(jī)床或夾具中占有正確位定位是指確定工件在機(jī)床或夾具中占有正確位 置的過程置的過程 夾緊是指工件定位后將其固定，使其在加工過夾緊是指工件定位后將其固定，使其在加工過 程中保持定位位置不變的操作程中保持定位位置不變的操作 機(jī)床夾具機(jī)床夾具是在機(jī)床上用以裝夾工件的一種裝置，其是在機(jī)床上用以裝夾工件的一種裝置，其 作用是使工件相對于機(jī)床或刀具有一個正確的位置，作用是使工件相對于機(jī)床或刀具有一個正確的位置， 并在加工過程中保持這個位置不變并在加工過程中保持這個位置不變 一、機(jī)床夾具及其

2、組成 1) 定位元件或裝置 2）刀具導(dǎo)向元件或裝置 3）夾緊元件或裝置 4）連接元件 5）夾具體 6）其它元件或裝置 工件 夾具 定位件夾緊件對刀件 連接件 夾具體 機(jī)床 刀具 二、夾具的功能 1）保證加工質(zhì)量（保證加工面的位置精度） 2）提高生產(chǎn)率，降低成本(縮短加工時間提高效率) 3）擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍 4）減輕工人勞動強(qiáng)度，保證生產(chǎn)安全 機(jī)床夾具按其使用范圍可分為以下5 5種 基本類型： 1) 1) 通用夾具 （三爪卡盤） 2 2）專用夾具 3 3）通用可調(diào)整夾具和成組夾具 4 4）組合夾具 5 5）隨行夾具 三、機(jī)床夾具的分類 車床夾具 銑床夾具 鉆床夾具 鏜床夾具 磨床夾具 自動機(jī)床夾

3、具 數(shù)控機(jī)床夾具等 按加工類型和在使用機(jī)床上來分類 按其夾緊裝置的動力源來分類 手動夾具 氣動夾具 液動夾具 電磁夾具 真空夾具 第二節(jié) 工件在夾具 上的定位 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 夾具在機(jī)床上的定位 一、常用定位方法與定位元件 1.工件以平面定位 在機(jī)械加工中，對于箱體、床身、機(jī)座等零件，常選擇平面作 為定位基面實(shí)現(xiàn)工件以平面的定位元件有支承釘和支承板 固定支承固定支承 屬于固定支承的定位元件有支承釘和屬于固定支承的定位元件有支承釘和 支承板支承板 可調(diào)支承可調(diào)支承 即支承的高度尺寸在一定范圍內(nèi)可以即支承的高度尺寸在一定范圍內(nèi)可以 進(jìn)行調(diào)整進(jìn)行調(diào)整 自位支承（浮

4、動支承）自位支承（浮動支承） 自位支承是指支承本身自位支承是指支承本身 的角向位置在工件定位過程中能的角向位置在工件定位過程中能隨工件定位基隨工件定位基 面位置變化而自動與之適應(yīng)面位置變化而自動與之適應(yīng)。 平面定位的主要形式是支承定位。常用的元件如下 屬于固定支承的定位元件有支承釘和支承板 （1）固定支承 固定支承安裝： 直接安裝在夾具體的孔中，與孔的配合 為： 6 7 n H 或 6 7 r H 夾具體上承托支承頭的表面應(yīng)凸起，以 便把各個凸出面一次加工成一個平面 夾具體采用通孔安裝固定支承 平頭支承采用安裝后一次磨平的方法使 支承釘定位平面在一個平面 支承的高度尺寸在一定范圍內(nèi)可以進(jìn)行調(diào)整

5、 （2）可調(diào)支承 自位支承是指支承本身的角向位置在工件定位過 程中能隨工件定位基面位置變化而自動與之適應(yīng) （3）自位支承（浮動支承） 輔助支承是在一夾具中對工件不起限制自由輔助支承是在一夾具中對工件不起限制自由 度作用的支承。它主要用于提高工件的支承度作用的支承。它主要用于提高工件的支承 剛性，防止工件因受力產(chǎn)生變形。剛性，防止工件因受力產(chǎn)生變形。 輔助支承不改變工件在夾具中的位置輔助支承不改變工件在夾具中的位置 當(dāng)工件按定位元件定好位以后，再調(diào)節(jié)輔助當(dāng)工件按定位元件定好位以后，再調(diào)節(jié)輔助 支承的位置使其與工件接觸支承的位置使其與工件接觸 每裝卸工件一次，必須重新調(diào)節(jié)輔助支承每裝卸工件一次，必

6、須重新調(diào)節(jié)輔助支承 （4）輔助支承 工件以圓柱孔定位通常 屬于定心定位（定位基準(zhǔn)為孔 的軸線），夾具上相應(yīng)的定位 元件是各種心軸、定位銷 2、工件以圓柱孔定位 （1）心軸 圖6-6 剛性心軸 過盈配合心軸 間隙配合心軸 小錐度心軸 另有彈性心軸等。 工件在心軸上定位通常限制了除繞工件自身軸線轉(zhuǎn)動和沿工件自身軸線移動以 外的4個自由度。 圓柱心軸中間的定位部分 與工件孔用過盈配合 采用過盈心軸，裝卸工件 比較費(fèi)時，但由于孔與軸 間無間隙，基準(zhǔn)位置誤差 為零，所以定心精度較高 過盈配合圓柱心軸 圓錐心軸一般具有很小的錐度圓錐心軸一般具有很小的錐度K，通，通 常常K=1:50001:1000 采用圓

7、錐心軸，孔、軸間的間隙得以采用圓錐心軸，孔、軸間的間隙得以 消除，定心精度較高，可達(dá)消除，定心精度較高，可達(dá)0.005 0.01mm 圓錐心軸 （2）定位銷 定位銷工作部分直徑d通常根據(jù)加工要求和考慮便于安裝，按g6、 g7、f6或f7制造，與夾具體的連接可采用過盈配合或間隙配合。 圓柱定位銷通常限制工件的兩個自由度。 當(dāng)要求孔銷配合只在一個方向上限制工件自由度時，可使用菱形銷。 兩種形式： 1、定心定位 與圓柱孔定位相似，只 是用套筒代替了心軸或圓柱銷，錐套 代替了錐銷。 2、支承定位 常用的定位元件是V形 塊 3、工件以外圓表面定位 定位基準(zhǔn)不論是完整的圓柱面還是局部圓定位基準(zhǔn)不論是完整的

8、圓柱面還是局部圓 弧面，都可以采用弧面，都可以采用V形塊定位形塊定位 最大特點(diǎn)是對中性好，即工件定位外圓的最大特點(diǎn)是對中性好，即工件定位外圓的 軸線與軸線與V形塊兩斜面對稱軸線保證重合，形塊兩斜面對稱軸線保證重合， 不受定位外圓直徑誤差的影響不受定位外圓直徑誤差的影響 對加工表面與外圓軸線有對稱度要求的工對加工表面與外圓軸線有對稱度要求的工 件，常采用件，常采用V形塊定位。形塊定位。 在V形塊中定位 ) 22 sin ( 2 1 tg Nd HT 4、工件以其它表面定位 平面與平面組合、平面與孔的組合 、平面與外圓表面組合等。 稱定位點(diǎn)數(shù)最多的定位表面為第一 定位基準(zhǔn)面，定位點(diǎn)數(shù)次多的定位表面

9、 為第二定位基準(zhǔn)面，定位點(diǎn)數(shù)為1的定 位表面為第三定位基準(zhǔn)面。 圖6-13 工件在兩頂尖上定位 5、定位表面的組合 6.一面兩孔定位 在加工箱體、殼體等類零件時，常用一個平面和兩個圓柱孔定位。 兩個圓柱孔可以是工件結(jié)構(gòu)上原有的，也可以是為定位需要而專門加工的工 藝孔 為了避免由于過定位引起的工件安裝時的干涉，兩銷中的一個應(yīng)采 用菱形銷。 這可使孔與銷之間的間隙增大，用以補(bǔ)償 中心距的誤差。為此，第二定位銷的直徑 可按下述方法計(jì)算： 假定工件兩個孔徑最小極限尺寸分別為D1， D2，兩定位銷最大直徑分別為d1，d2；銷 與孔間最小間隙為x1min=D1-d1, x2min=D2- d2；兩定位孔中

10、心距及偏差為L LD; 兩定 位銷中心距及偏差為L Ld。 B、一面兩銷減小第二定位銷的直 徑 當(dāng)在極端情況下，即兩定位基準(zhǔn)孔 的孔徑及孔心距都是最小極限尺寸，而 兩定位銷的直徑及銷心距都是最大極限 尺寸時，仍能保證工件順利裝卸。則由 上圖所示的幾何關(guān)系得： 這種定位方法產(chǎn)生的基準(zhǔn)位置誤差如 下： 由于孔與銷是屬間隙配合，對單個 孔來說，各方向基準(zhǔn)位置誤差即為孔 的中心位置變動量： min xTT dDjw Dxjwxjw dDxjw L xTT 2 12 min11 11 dDdDyjw dDyjw LLTT xTT 22 22 11 2 min11 兩銷在X、Y方向上的基準(zhǔn)位置誤差為： 對

11、兩孔來說，基準(zhǔn)位置誤差為兩孔連心線 相對兩銷連心線偏轉(zhuǎn)時所造成的轉(zhuǎn)角誤差： L OOOO arctg 22 11 22 min111 1 11 xTT OO dD yjw 22 min222 2 22 xTT OO dD yjw L xTTxTT arctg dDdD 2 min222min111 這是經(jīng)常采用的一種辦法這是經(jīng)常采用的一種辦法 將第二定位銷作成菱形，只在垂直于連將第二定位銷作成菱形，只在垂直于連 心線心線O1O2方向上保留局部圓柱面，其直方向上保留局部圓柱面，其直 徑的基本尺寸與孔徑的相同，公差帶按徑的基本尺寸與孔徑的相同，公差帶按 f7或或g6選取選取 使得孔與銷間的最小間隙

12、減小，從而減使得孔與銷間的最小間隙減小，從而減 小轉(zhuǎn)角誤差。小轉(zhuǎn)角誤差。 C、將第二定位銷作成菱形銷（削邊銷） 2 min2 min22 min22 min22 2 2 2 2 22 2 22 2 2 2 2 1 )( 2 1 )()( 4 1 ) 2 () 2 () 2 () 2 ( D ab x a xD b abxD baaxD baadD bdb a D 由于菱形銷結(jié)構(gòu)尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化，尺寸b可 參照標(biāo)準(zhǔn)選取，由上式計(jì)算x2min，然后 按d2=D2- x2min 確定定位銷的最大直徑， 并由h7或h6確定d2的公差。最后計(jì)算最 大轉(zhuǎn)角誤差2，以判斷上述設(shè)計(jì)是否滿 足加工要求，否則就需要對

13、有關(guān)參數(shù)作 適當(dāng)調(diào)整。 D、以一面一孔定位 min 2 1 0 0 xTT dw dw dD jwbcA A )( 2 1 0 0 2 1 dD jwbcA A TT dw dw 單邊接觸 定位誤差分析 （一）定位誤差及其產(chǎn)生原因 （二）定位誤差的計(jì)算 （一）定位誤差及其產(chǎn)生原因 概念： 同批工件在夾具中定位時，工序基準(zhǔn) 位置在工序尺寸方向的最大變動量 。稱為定位誤差，以 dw表示 引起定位誤差的原因?yàn)椋?由基準(zhǔn)不重合誤差 bc引起的定位誤差 由基準(zhǔn)位置誤差 jw引起的定位誤差 在研究夾具的定位方案中，若工件的工序基 準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合，就會導(dǎo)致工序基準(zhǔn)相 對定位基準(zhǔn)的位置產(chǎn)生變動，即產(chǎn)生了基

14、準(zhǔn) 不重合誤差 bc ，這對定位誤差有直接的影 響 bc的數(shù)值一般等于定位基準(zhǔn)到工序基 準(zhǔn)間的尺寸（簡稱定值尺寸）的公差。 1、由 bc引起的定位誤差 定義： bc在工序尺寸方向上的分量（投影）， 即為 bc 引起的定位誤差 dw= bccos 式中 定位尺寸與工序尺寸方向間的 夾角 注意：定位尺寸有可能是某一尺寸鏈中的封閉 環(huán)，此時應(yīng)按尺寸鏈原理計(jì)算出該尺寸公差。 2、 bc 引起的定位誤差計(jì)算 例：圖a中工件各面在前工序中都已加工好，現(xiàn)要 求銑一通槽，要求保證工序尺寸A，B，C，其定位 方案如圖b所示?，F(xiàn)分析尺寸B加工時的有關(guān)誤差 L bc T L 2 jw在工序尺寸方向上的分量（投影）

15、，即為 jw 引起的定位誤差 dw= jwcos 式中 基準(zhǔn)位移方向與工序尺寸方 向間的夾角。 3由 jw引起的定位誤差 1 1用用 bc bc和 和 jw jw兩項(xiàng)誤差 兩項(xiàng)誤差合成法合成法 計(jì)算定位誤差計(jì)算定位誤差 2 2用用微分法微分法計(jì)算定位誤差計(jì)算定位誤差 （二）定位誤差的計(jì)算 1用 bc和 jw兩項(xiàng)誤差合成法計(jì)算定位 誤差 定位誤差是由 bc和 jw所引起，因此： 首先求出 bc和 jw的大小 取它們在工序尺寸方向上的分量的代數(shù)和，即為 所求定位誤差 其一般計(jì)算式是 dw= bccos jwcos 當(dāng) bc和 jw的方向相同時取“”號，相反時取 “”號.（適用于統(tǒng)一實(shí)體） 如圖所示

16、，一圓盤形工件在V形塊上定位鉆孔，孔 的位置尺寸的標(biāo)注方法假定有三種，其相應(yīng)工序尺 寸為A，B，C（圖a），求相應(yīng)的定位誤差。 Td/2 例1 Td/2 )2/sin(2 0 d jwbc T dw )2/sin(22 dd jwbc TT dw )2/sin(22 dd jwbc TT dw 例2 )2/sin(22 dw: )2/sin(22 dw: )2/sin(2 0dw: jwbc jwbc jwbc dd dd d TT c TT b T a 工件以E、D兩平面為基準(zhǔn)銑平面F，要求保證工序尺 寸A。設(shè)E、D兩平面已精加工。求尺寸A的定位誤差 例3 cos2sin2bcdw c b

17、dw 在一軸上銑平面，要求保證 的工序尺寸為A，與定位有 關(guān)的尺寸及定位方案如圖所 示，求對尺寸A的定位誤差 例4 3.0 40 dw 40 100 5.0 100 65.02 2 5 .0 3 .0dw 1.定位誤差概念定位誤差概念 定位誤差是由于工件在夾具上（或機(jī)定位誤差是由于工件在夾具上（或機(jī) 床上）定位不準(zhǔn)確而引起的加工誤差。床上）定位不準(zhǔn)確而引起的加工誤差。 常用常用DW 表示。表示。 圖圖6-15 二、定位誤差計(jì)算 來源： （1）由于工件上的定位表面或夾具上的定位元件制作不準(zhǔn)確引起的定位誤差， 稱為基準(zhǔn)位置誤差。 JW （2）由于工件的工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合而引起的定位誤差，稱為

18、基準(zhǔn)不 重合誤差。 JB 圖6-16 在采用調(diào)整法加工時，工件的定位誤差實(shí)質(zhì)： 工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大變動量。 計(jì)算思路： 找出工序基準(zhǔn)-求出加工尺寸方向上的最大變動量。 計(jì)算方法： 幾何方法、微分方法、合成法 2.用幾何方法計(jì)算定位誤差 畫定位簡圖-畫工件變動極限位置-求變動量。 例6-2 1）孔、銷間隙配合 2）孔和銷保持固定邊接觸。 工件以外圓在V形塊上定位時的基準(zhǔn)位置誤差 例6-3 3.用微分法計(jì)算定位誤差 例6-4 注意： 1、定位誤差一般總是針對成批生產(chǎn)，并采用調(diào)整法加工的情況。 2、在單件生產(chǎn)時，若采用調(diào)整法加工（采用樣件或?qū)Φ兑?guī)對刀），或在數(shù)控機(jī)床上加工時，同樣存在定位

19、誤 差。但若采用試切法加工時，一般不考慮定位誤差。 如圖所示，一圓盤形工件在V形塊上定位鉆孔，孔 的位置尺寸的標(biāo)注方法假定有三種，其相應(yīng)工序尺 寸為A，B，C（圖a），求相應(yīng)的定位誤差。 Td/2 例1 Td/2 )2/sin(2 0 d jwbc T dw )2/sin(22 dd jwbc TT dw )2/sin(22 dd jwbc TT dw 例2 )2/sin(22 dw: )2/sin(22 dw: )2/sin(2 0dw: jwbc jwbc jwbc dd dd d TT c TT b T a 工件以E、D兩平面為基準(zhǔn)銑平面F，要求保證工序尺 寸A。設(shè)E、D兩平面已精加工。

20、求尺寸A的定位誤差 例3 cos2sin2bcdw c b dw 在一軸上銑平面，要求保證 的工序尺寸為A，與定位有 關(guān)的尺寸及定位方案如圖所 示，求對尺寸A的定位誤差 例4 3.0 40 dw 40 100 5.0 100 65.02 2 5 .0 3 .0dw 定位誤差的微分計(jì)算法尺寸鏈計(jì)算方法 實(shí)質(zhì)上是一樣的。 由于定位誤差是工序基準(zhǔn)位置在工序尺 寸方向上的變動量，因此首先把工序基 準(zhǔn)與夾具上的c點(diǎn)相連，并找出在工序尺 寸方向上的分量、，然后由圖示幾何關(guān) 系得y的函數(shù)式。對上式微分，得到： 2用微分法計(jì)算定位誤差 第三節(jié) 工件在夾具中的夾緊 對夾緊裝置的要求 夾緊力的確定 常用夾緊機(jī)構(gòu)

21、夾緊機(jī)構(gòu)的動力裝置 1. 在夾緊過程中能保持工件定位時所獲得的正確位置在夾緊過程中能保持工件定位時所獲得的正確位置 2. 夾緊應(yīng)可靠和適當(dāng)夾緊應(yīng)可靠和適當(dāng) 夾緊機(jī)構(gòu)一般要有自鎖作用夾緊機(jī)構(gòu)一般要有自鎖作用 保證在加工過程中不會產(chǎn)生松動或振動保證在加工過程中不會產(chǎn)生松動或振動 不允許工件產(chǎn)生不允許工件產(chǎn)生不適當(dāng)?shù)淖冃魏捅砻鎿p傷不適當(dāng)?shù)淖冃魏捅砻鎿p傷 3. 夾緊裝置應(yīng)操作方便、省力、安全夾緊裝置應(yīng)操作方便、省力、安全 4. 夾緊裝置的復(fù)雜程度和自動化程度應(yīng)與工件的生產(chǎn)夾緊裝置的復(fù)雜程度和自動化程度應(yīng)與工件的生產(chǎn) 批量和生產(chǎn)方式相適應(yīng)批量和生產(chǎn)方式相適應(yīng) 5. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)力求簡單、緊湊，并盡可能采用

22、標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)力求簡單、緊湊，并盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)化 元件元件 一、對夾緊裝置的要求 三個要素: 大小 方向 作用點(diǎn) 二、夾緊力的確定 （一）夾緊力方向的選擇 原則： l）夾緊力的作用方向應(yīng)有利于工件的準(zhǔn)確定位，而不能破壞定位。為此一般要求主要夾緊力應(yīng)垂直指向主要 定位面。 2）夾緊力的作用方向應(yīng)盡量與工件剛度最大的 方向相一致，以減小工件變形。 3）夾緊力的作用方向應(yīng)盡可能與切削力、 工件重力方向一致，以減小所需夾緊力。 指在夾緊力作用方向已定的情況下,確定夾緊 元件與工件接觸點(diǎn)的位置和接觸點(diǎn)的數(shù)目 l）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)正對支承元件或位于支承 元件所形成的支承面內(nèi)，以保證工件已獲得的 定位不變

23、（二）夾緊力作用點(diǎn)的選擇 2）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)處在工件剛性較好的 部位，以減小工件的夾緊變形。 3）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近被加工表面， 以便減小切削力對工件造成的翻轉(zhuǎn)力矩。 夾緊力方向和作用點(diǎn)位置確定以后， 還需合理地確定夾緊力的大小 夾緊力不足，會使工件在切削過程 中產(chǎn)生位移并容易引起振動 夾緊力過大又會造成工件或夾具不 應(yīng)有的變形或表面損傷 （三）夾緊力大小的估算 1. 分析作用在工件上的各種力分析作用在工件上的各種力 2. 根據(jù)力系平衡條件，確定保持工件平衡所根據(jù)力系平衡條件，確定保持工件平衡所 需的最小夾緊力需的最小夾緊力 3. 最后將此最小夾緊力乘以一適當(dāng)?shù)陌踩底詈髮⒋俗钚A緊力乘

24、以一適當(dāng)?shù)陌踩?數(shù)，可得到所需要的夾緊數(shù)，可得到所需要的夾緊力。力。 估算夾緊力的一般方法 2 0 2 min 3 dd c j FF 0 3 min d dF j c F 0 3d dF k c j F LFLL cj F)( 21min 2 1 )( 2 21 min LL LFa j F )( 2 21 LL LkF F a j 由例子可以看出夾緊力的估算是很粗略的 因?yàn)椋?切削力大小的估算本身就是很粗略的 摩擦系數(shù)的取值也是近似的 因此在需要準(zhǔn)確地確定夾緊力大小時，通常要采用 實(shí)驗(yàn)的方法。 安全系數(shù)通常為1.52.5。當(dāng)夾緊力與切削 力方向相反時，k值可取2.53。 安全系數(shù) 三、常

25、用夾緊機(jī)構(gòu) （一）斜楔夾緊機(jī)構(gòu) )2( 1 tgtg F F s j 力的計(jì)算 特點(diǎn)： 斜楔夾緊具有結(jié)構(gòu)簡單 增力比大 自鎖性能好 加緊行程小 斜楔的自鎖條件為 RXM FF 1 )( 21 tgFtgF jj 自鎖條件與特點(diǎn) 2 1 0 )( 2 tgtg d LF F s j （二）螺旋夾緊機(jī)構(gòu) 螺旋夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，易于制作 增力比大 自鎖性能好 是手動夾緊中應(yīng)用最廣泛的一種夾緊機(jī)構(gòu) 螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)是動作較慢。為提高其工作 效率，常采用一些快換裝置。 優(yōu)缺點(diǎn)： 工作原理： 偏心夾緊機(jī)構(gòu)靠偏心輪回轉(zhuǎn)時回轉(zhuǎn)半徑變大而產(chǎn)生夾緊作用，其原理和斜楔工作時斜面 高度由小變大而產(chǎn)生的楔緊作用是一樣

26、的 偏心夾緊的優(yōu)點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡單 操作方便 動作迅速 一般常用于切削平穩(wěn)且切削力不大的場合。 （三）偏心夾緊機(jī)構(gòu) 缺點(diǎn) 自鎖性能較差 增力比較小 鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)的 優(yōu)點(diǎn)是動作迅速， 增力比大，并易 于改變力的作用 方向；缺點(diǎn)是自 鎖性能差。多用 于機(jī)動夾緊機(jī)構(gòu) 中。 （四）鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu) 是一種同時實(shí)現(xiàn)對工件定心定位和夾緊的是一種同時實(shí)現(xiàn)對工件定心定位和夾緊的 夾緊機(jī)構(gòu)夾緊機(jī)構(gòu) 在夾緊過程中，能使工件相對于某一軸線在夾緊過程中，能使工件相對于某一軸線 或某一對稱面保持對稱性或某一對稱面保持對稱性 1. 以等速移動原理工作的定心夾緊機(jī)構(gòu)以等速移動原理工作的定心夾緊機(jī)構(gòu) 2. 以均勻彈性變形原理工作的定心

27、夾緊以均勻彈性變形原理工作的定心夾緊 機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu) （五）定心夾緊機(jī)構(gòu) 1. 有時需要對一個工件上的幾個點(diǎn)或?qū)Χ嘤袝r需要對一個工件上的幾個點(diǎn)或?qū)Χ?個工件同時進(jìn)行夾緊個工件同時進(jìn)行夾緊 2. 為了減少工件裝夾時間，簡化結(jié)構(gòu)，常為了減少工件裝夾時間，簡化結(jié)構(gòu)，常 常采用各種聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu)常采用各種聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu) 3. 要求從一處施力，可同時在幾處（或幾要求從一處施力，可同時在幾處（或幾 個方向上）對一個或幾個工件同時進(jìn)行個方向上）對一個或幾個工件同時進(jìn)行 夾緊夾緊 （六）聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu) 雙向聯(lián)動夾緊；平行聯(lián)動夾緊。 串聯(lián)的形式 平行式 在設(shè)計(jì)聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu)時，一般應(yīng)設(shè)計(jì)浮動環(huán)節(jié)。 以使各夾緊點(diǎn)獲得均勻一致的

28、夾緊力 夾緊機(jī)構(gòu)的動力裝置有氣動、液壓、電 磁、電動、真空等裝置，其中使用最廣 的是氣動與液壓動力裝置。 四、夾緊機(jī)構(gòu)的動力裝置 （一）氣動夾緊裝置 氣動夾緊裝置的工作介質(zhì)是壓縮空氣，其工作壓力通常為0.40.6MPa 氣動傳動系統(tǒng)中的氣壓傳動裝置是氣缸。常用的氣缸有兩種形式，即活塞式氣缸和薄膜式氣缸。 液壓夾緊裝置利用壓力油為夾緊動力液壓夾緊裝置利用壓力油為夾緊動力 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 1. 工作壓力可達(dá)工作壓力可達(dá)56.5MPa，傳動力大，可，傳動力大，可 采用直接夾緊方式，結(jié)構(gòu)尺寸較小。采用直接夾緊方式，結(jié)構(gòu)尺寸較小。 2. 油液不可壓縮，故夾緊剛性大，工作平穩(wěn)、油液不可壓縮，故夾緊剛性大，工

29、作平穩(wěn)、 可靠?？煽俊?3. 噪聲小。噪聲小。 （二）液壓夾緊裝置 氣、液增壓夾緊裝置以壓縮空氣為 動力源，通過壓力油來傳力和增力。 它集合了氣動和液壓傳動兩者的優(yōu) 點(diǎn)，可獲得很大的傳動力而結(jié)構(gòu)尺 寸又較小。 （三）氣、液增壓夾緊裝置 第四節(jié) 各類機(jī)床夾具 車床與磨床夾具 鉆床與鏜床夾具 銑床夾具 加工中心機(jī)床夾具 一、車床與磨床夾具 車床與磨床夾具主要用于加工零件的內(nèi)外圓柱面、圓錐面、回轉(zhuǎn)成形面、 螺紋及端平面等。 1、車床夾具的類型與典型結(jié)構(gòu) 根據(jù)工件的定位基準(zhǔn)和夾具本身的結(jié)構(gòu) 特點(diǎn)，車床夾具可分為以下四類： 1）以工件外圓定位的車床夾具，如各類夾盤和夾頭。 2）以工件內(nèi)孔定位的車床夾具，

30、如各種心軸。 3）以工件頂尖孔定位的車床夾具，如頂尖、撥盤等。 4）用于加工非回轉(zhuǎn)體的車床夾具，如各種彎板式、花盤式車床夾具。 彎板式 2、車床夾具設(shè)計(jì)要點(diǎn) （1）車床夾具總體結(jié)構(gòu) （2） 夾具與機(jī)床的聯(lián)接 1車床夾具總體結(jié)構(gòu) 夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量緊湊，重心應(yīng)盡量靠 近主軸端，一般要求夾具懸伸不大于夾 具輪廓外徑 對于彎板式車床夾具和偏重的車床夾具， 應(yīng)采用加平衡塊（配重）的方法進(jìn)行平 衡 為保證工作安全，應(yīng)加防護(hù)罩。 要求車床夾具的夾緊機(jī)構(gòu)要能提供足夠 的夾緊力，且有較好的自鎖性，以確保 工件在切削過程中不會松動。 2夾具與機(jī)床主軸的聯(lián)接 常見的聯(lián)接方式有： 夾具體以長錐柄安裝在主軸錐孔內(nèi)，這種

31、方式定位精度高，但剛性較差， 用于小型車床夾具與主軸的聯(lián)接； 夾具以端面和圓孔在主軸上定位，孔與主軸軸頸的配合一般取H7/h6， 這種聯(lián)接方法制造容易，但定位精度不很高。 夾具以端面和短錐面定位，這種安裝方式不但定心精度高，而且剛性也好。 3、磨床夾具 磨床夾具同車床夾具相類似， 車床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)同樣適合于外 圓磨床和內(nèi)圓磨床夾具。 二、鉆床夾具和鏜床夾具 1、鉆模的類型與典型結(jié)構(gòu) 固定式鉆模 回轉(zhuǎn)式鉆模 翻轉(zhuǎn)式鉆模 蓋板式鉆模 滑柱式鉆模 加工中鉆模 相對于工件 的位置保持 不變的鉆模 稱為固定式 鉆模 回轉(zhuǎn)式鉆模的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是夾具具有分度裝置 翻轉(zhuǎn)式鉆模 加工時，將工件 同夾具一起翻轉(zhuǎn)。對

32、 于需要在多個方向上 鉆孔的工件，使用這 種鉆模非常方便。但 由于加工過程中需要 人力翻轉(zhuǎn)，因此夾具 連同工件一起重量不 能太大。 蓋板式鉆模的特點(diǎn)是沒有夾具體。蓋板式鉆模的優(yōu)點(diǎn) 是結(jié)構(gòu)簡單，多用于加工大型工件上的小孔。 滑柱式鉆模是一種 具有升降模板的通 用可調(diào)整鉆模 手動滑柱式鉆模結(jié) 構(gòu)，由鉆模板、滑 柱、夾具體、傳動 和鎖緊機(jī)構(gòu)組成， 這些結(jié)構(gòu)已標(biāo)準(zhǔn)化 并形成系列。 2、鉆模設(shè)計(jì)要點(diǎn) F鉆套 1分類 1設(shè)計(jì)尺寸 F鉆模板 1鉆模板的分類 F夾具體 1）.鉆套 鉆套是引導(dǎo)刀具的元件，用以保證 孔的加工位置，并防止加工過程中刀具 的偏斜。 2）.鉆套分類 鉆套按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為四種類型， 即

33、固定鉆套、可換鉆套、快換鉆套和特 殊鉆套。 （1）鉆套 固定鉆套、可換鉆套、快換鉆套和特殊鉆套。 鉆套類型圖 直接壓入鉆模板或 夾具體的孔中，位 置精度較高，但磨 損后不易拆卸，故 多用于中、小批量 生產(chǎn)。 6 7 6 7 n H r H 或 77FG 或 固定鉆套 以間隙配合安裝在襯 套中，而襯套則壓入 鉆模板或夾具體的孔 中。為防止鉆套在襯 套中轉(zhuǎn)動，加一固定 螺釘?？蓳Q鉆套在磨 損后可以更換，故多 用于大批量生產(chǎn)。 6 7 5 6 g H g H 或 6 7 6 7 n H r H 或 6 7 6 7 k H js H 或 可換鉆套 具有快速更換的特點(diǎn)， 更換時不需擰動螺釘， 而只要將鉆

34、套逆時針方 向轉(zhuǎn)動一個角度，使螺 釘頭部對準(zhǔn)鉆套缺口， 即可取下鉆套?？鞊Q鉆 套多用于同一孔需經(jīng)多 個工步（鉆、擴(kuò)、鉸等） 加工的情況 快換鉆套 用于特殊加工的場合，例如在斜面上鉆孔，在工件 凹陷處鉆孔，鉆多個小間距孔等等。此時不宜使用 標(biāo)準(zhǔn)鉆套，可根據(jù)特殊要求設(shè)計(jì)專用鉆套。 特殊鉆套 )()31 (一般dH )() 84(斜孔或切向孔dH )()7 . 03 . 0(鑄鐵dh )()5 .17 .0(鋼dh )()2 . 00(斜面上鉆孔dh )(0 位置精度要求高時h 鉆模板用于安裝鉆套 鉆模板與夾具體的聯(lián)接方式： 固定式 鉸鏈?zhǔn)?分離式 懸掛式 （2）鉆模板 這種鉆模板直接固定在夾具體上

35、，結(jié)構(gòu)簡單，精度 較高 固定式鉆模板 當(dāng)使用固定 鉆模板裝卸 工件有困難 時,采用鉸鏈 式鉆模板， 以使工件可 以方便地裝 卸。由于鉸 鏈處存在間 隙，因而精 度不高。 鉸鏈?zhǔn)姐@模板 可拆卸的，工件每裝卸一次，鉆模板也要裝卸一次。 與鉸鏈?zhǔn)姐@模板一樣，它也是為了裝卸工件方便而設(shè) 計(jì)的 分離式鉆模板 這種鉆模板懸掛 在機(jī)床主軸上， 并隨主軸一起靠 近或離開工件。 它與夾具體的相 對位置由滑柱來 保證。這種鉆模 板多與組合機(jī)床 的多軸頭聯(lián)用。 懸掛式鉆模板 1. 鉆模的夾具體一般不設(shè)定位或?qū)蜓b鉆模的夾具體一般不設(shè)定位或?qū)蜓b 置，夾具通過夾具體底面安放在鉆床置，夾具通過夾具體底面安放在鉆床 工作

36、臺上工作臺上 2. 可直接用鉆套找正并用壓板壓緊（或可直接用鉆套找正并用壓板壓緊（或 在夾具體上設(shè)置耳座用螺栓壓緊）在夾具體上設(shè)置耳座用螺栓壓緊） 3. 對于翻轉(zhuǎn)式鉆模，通常要求在相對于對于翻轉(zhuǎn)式鉆模，通常要求在相對于 鉆頭送進(jìn)方向設(shè)置支腳鉆頭送進(jìn)方向設(shè)置支腳 （3）夾具體 3、鏜床夾具 具 有刀具導(dǎo)向的鏜床 夾具，習(xí)慣上又稱 為鏜模，鏜模與鉆 模有許多相似之處。 三、銑床夾具 銑床夾具主要用于加工零件上的平面、鍵槽、缺口及成形表面等。 1、銑床夾具的類型與典型結(jié)構(gòu) 直線進(jìn)給式 圓周進(jìn)給式 仿形進(jìn)給式 直線進(jìn)給式銑床夾具 圓周式進(jìn)給銑床夾具通常用在具有回轉(zhuǎn)工作臺 的銑床上，一般均采用連續(xù)進(jìn)給，

37、有較高的生 產(chǎn)率 普通立式銑床上用的圓周進(jìn)給仿形銑夾 具。 2、銑床夾具設(shè)計(jì)要點(diǎn) 夾具總體結(jié)構(gòu) 對刀裝置 夾具體 （1）銑床夾具總體結(jié)構(gòu) 銑削加工的切削力較大，又是斷續(xù)切削，加工中易引起振動，因此： 夾具的受力元件要有足夠的強(qiáng)度和剛度； 夾緊機(jī)構(gòu)所提供的夾緊力應(yīng)足夠大； 要求有較好的自鎖性能。 為了提高夾具的工作效率，應(yīng)盡可能采用機(jī)動夾緊機(jī)構(gòu)和聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu)。 并在可能的情況下，采用多件夾緊和多件加工。 （2 2）對刀裝置 對刀裝置用以確定夾具相對于刀具的位置。銑床夾具的對刀裝置主要由對刀塊 和塞尺構(gòu)成。常用的對刀塊有： 高度對刀塊，用于加工平面時對刀； 直角對刀塊,于加工鍵槽或臺階面時對刀；

38、成形對刀塊,用于加工成形表面時對刀 塞尺用于檢查刀具與對刀塊之間的間隙，以避免刀具與對刀塊直接接觸。 對刀塊圖 （3）夾具體 銑床夾具的夾具體要承受較大的切削力，因此要有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。 通常在夾具體上要適當(dāng)?shù)夭贾媒畎澹瑠A具體的安裝面應(yīng)足夠大，且盡可能作成 周邊接觸的形式 銑床夾具通常通過定位鍵與銑床工作臺T形槽的配合來確定夾具在機(jī)床上的方 位。 四、加工中心機(jī)床夾具 加工中心是一種帶有刀庫和自動換刀功能的數(shù)控鏜銑床。 1、加工中心機(jī)床夾具特點(diǎn) 與一般銑床或鏜床夾具相比，具有以下特點(diǎn)。 （1）功能簡化 普通鏜銑床：定位、夾緊、導(dǎo)向、對刀 加工中心：定位、夾緊 （2）完全定位 普通鏜銑

39、床：在機(jī)床上安裝只需要“定向”。 加工中心：不僅要確定角向位置，還要確定坐標(biāo)位置，即完全定位。 （3）開敞結(jié)構(gòu) 因工序集中，為避免夾具各部分（特別是夾緊部分）與刀具或機(jī)床運(yùn) 動部件發(fā)生干涉與碰撞。 有些定位元件可以在工件定位時參與，而當(dāng)工件夾緊后卸去。 （4）快速重調(diào) 為盡量減少機(jī)床加工對象轉(zhuǎn)換的時間，通常要求能夠快速更換或快速 重調(diào)。 2、加工中心機(jī)床夾具類型 類型：專用夾具、通用夾具、可調(diào)整夾 具等。 優(yōu)選：通用夾具、組合夾具、可調(diào)整夾 具 例：圖6-59 正弦平口鉗 圖6-60 通用可調(diào)整夾具基礎(chǔ)件 三、車床夾具 車床夾具主要用于加工零件的內(nèi)外圓柱面、圓錐面、回轉(zhuǎn)成形面、螺紋 及端平面等

40、。 （一）車床夾具的類型 根據(jù)工件的定位基準(zhǔn)和夾具本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，車床夾具可分為以下四類： 1）以工件外圓定位的車床夾具，如各類夾盤和夾頭。 2）以工件內(nèi)孔定位的車床夾具，如各種心軸。 3）以工件頂尖孔定位的車床夾具，如頂尖、撥盤等。 4）用于加工非回轉(zhuǎn)體的車床夾具，如各種彎板式、花盤式車床夾具。 彎板式 心軸 （二）車床夾具設(shè)計(jì)要點(diǎn) 1車床夾具總體結(jié)構(gòu) 2. 夾具與機(jī)床主軸的聯(lián) 接 1車床夾具總體結(jié)構(gòu) 夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量緊湊，重心應(yīng)盡量靠 近主軸端，一般要求夾具懸伸不大于夾 具輪廓外徑 對于彎板式車床夾具和偏重的車床夾具， 應(yīng)采用加平衡塊（配重）的方法進(jìn)行平 衡 為保證工作安全，應(yīng)加防護(hù)罩。

41、要求車床夾具的夾緊機(jī)構(gòu)要能提供足夠 的夾緊力，且有較好的自鎖性，以確保 工件在切削過程中不會松動。 2夾具與機(jī)床主軸的聯(lián)接 常見的聯(lián)接方式有： 夾具體以長錐柄安裝在主軸錐孔內(nèi)，這種方式定位精度高，但剛性較差， 用于小型車床夾具與主軸的聯(lián)接； 夾具以端面和圓孔在主軸上定位，孔與主軸軸頸的配合一般取H7/hb， 這種聯(lián)接方法制造容易，但定位精度不很高。 夾具以端面和短錐面定位，這種安裝方式不但定心精度高，而且剛性也好。 鏜床夾具 第五節(jié) 柔性夾具 組合夾具 可調(diào)整夾具 一、組合夾具 1.組合夾具的特點(diǎn) 組合夾具是一種根據(jù)被加工工件的工藝要求，利用一套標(biāo)準(zhǔn)化的元件組 合而成的夾具。 1）靈活多變，萬

42、能性強(qiáng)。 2）可大大縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。 3）可減少專用夾具設(shè)計(jì)、制造的工作量，并可減少材料消耗。 4）可減少專用夾具庫存面積，改善夾具管理工作。 2.組合夾具的類型 類型：槽系組合夾具、孔系組合夾具 槽系組合夾具元件間靠鍵和槽（鍵槽和T形槽）定位； 孔系組合夾具則通過孔與銷來實(shí)現(xiàn)元件間的定位。 （三）組合夾具的組裝 組裝過程： 1.熟悉原始材料 2.構(gòu)思夾具結(jié)構(gòu)方案 3.組裝計(jì)算 4.試裝 5.組裝 6.檢驗(yàn) （四）組合夾具的精度與剛度 首先，組合夾具的最終精度大都通過調(diào)整和選擇裝配來達(dá)到，因而可避免誤差累積的問題。經(jīng)過精心的組 裝與調(diào)整，組合夾具的組裝精度完全可以達(dá)到專用夾具所能達(dá)到的精度。 大量實(shí)驗(yàn)表明：目前組合夾具的剛