機床夾具設計原理和方法

機床夾具設計原理

為保證工件的加工要求，必須使工件在機床上處于準確的位置，夾具就是用來實現(xiàn)這一要求的。用夾具定位涉及到三層關系：（1）工件在夾具上的定位；（2）夾具相對于機床的定位；（3）工件相對于機床的定位——間接通過夾具來保證的。本章主要討論工件在夾具上的定位原理。

工件定位以后必須通過一定的裝置產(chǎn)生夾緊力，使工件保持在準確的位置上。這種產(chǎn)生夾緊力的裝置就是夾緊裝置。也是本章所討論的主題。內(nèi)容提要本章提綱第一節(jié)概述第二節(jié)工件的定位第三節(jié)工件的夾緊第四節(jié)夾具的選用和設計一、概述

為了加工出符合規(guī)定技術要求的表面，必須在加工前將工件裝夾在機床上1.工件的裝夾（1）裝夾的目的實現(xiàn)工件的定位與夾緊第一節(jié)概述定位：使工件在機床或夾具中占有正確位置的過程。

夾緊：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。

（2）裝夾的方法1）直接找正裝夾

效率低，找正精度較高；適用單件小批量中形狀簡單的工件。

一、概述3）夾具裝夾2）劃線找正裝夾通用性好，但效率低，精度不高；適用于單件小批量中形狀復雜的鑄件。

操作簡單，效率高，容易保證加工精度，適用于各種生產(chǎn)類型。

一、概述2.機床夾具的用途

機床夾具是機床上用以裝夾工件（和引導刀具）的一種裝置。其作用是將工件定位，以使工件獲得相對于機床或刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。一、概述3.機床夾具的分類按夾具的應用范圍和特點分通用夾具專用夾具可調(diào)夾具和成組夾具組合夾具一、概述4.機床夾具的組成機床夾具的組成定位元件夾緊裝置對刀、引導元件其它裝置或元件夾具體連接元件一、概述第二節(jié)工件的定位1、

六點定位原理

任何一個物體在空間直角坐標系中都有6個自由度要確定其空間位置，就需限制其6個自由度將6個支承抽象為6個“點”，6個點限制了工件的6個自由度，這就是六點定位原理。

圖5－3工件在空間的自由度與工件六點定位六點定位原理幾點注意：1、“點”的含義對自由度的限制，與實際的接觸點有區(qū)別與理論力學、機構學自由度概念區(qū)別

—位置不定度

—夾緊與定位概念要分開

—工件、夾具是彈性體舉例：在球面上加工一個平面舉例2：在球面上加工一個通孔

六個自由度全部限制完全定位2、工件在夾具中的定位情況2、不完全定位2、工件在夾具中的定位欠定位——應該消除的自由度沒有消除，不允許。欠定位2、工件在夾具中的定位過定位及消除過定位的方式2、工件在夾具中的定位二、常見的的定位方式及定位元件

單個典型表面的定位元件，單個典型表面是指平面、內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面等。單個典型表面是組成各種不同復雜工件的基本單元，分析單個典型表面的定位及定位元件設計是進行夾具定位分析和夾具定位方案設計的基礎1、工件以平面定位：常用的定位元件有支承釘、支承板、夾具支承件和夾具體的凸臺及平面等。

二、常見的的定位方式及定位元件（1）支承釘：A型是平頭支承釘B型是球頭支承釘C型是齒紋頂面的支承釘支承釘?shù)亩ㄎ磺闆r二、常見的的定位方式及定位元件（2）支承板A型:常用于側面或頂面的定

支承板的工作平面上開有斜槽，B型支承板應用較多，用于底面的定位更合適支承板定位情況平面定位的幾種情況圖4－8連桿的定位1－定位銷2－支承板3－圓柱銷4－工件二、常見的的定位方式及定位元件2、可調(diào)支承——未加工過的平面定位二、常見的的定位方式及定位元件3、自位支承（浮動支承）（一）工件以平面定位二、常見的的定位方式及定位元件4、輔助支承圖夾緊點靠近加工表面輔助支承（二）工件以外圓定位二、常見的的定位方式及定位元件1、V形塊優(yōu)點（1）對中性好；（2）應用范圍廣V型塊定位情況V型塊的特點V形塊對外圓柱面定位，形式上是支承定位（V形塊兩斜面于外圓柱面接觸），但其實質(zhì)是定心定位。

V形塊能起對中作用，即工件軸心必處于V形塊兩斜面的對稱中心平面之上。可以用于非完整外圓的定位?；顒覸形塊常常起著定位和夾緊的雙重作用（既是定位元件，又是夾緊元件）。（二）工件以外圓定位二、常見的的定位方式及定位元件2、定位套（二）工件以外圓定位二、常見的的定位方式及定位元件3、半圓套（二）工件以外圓定位二、常見的的定位方式及定位元件4、圓錐套（三）工件以圓孔定位—定位基準為孔的軸線二、常見的的定位方式及定位元件1、定位銷圓柱銷的定位（三）工件以圓孔定位二、常見的的定位方式及定位元件2、圓錐銷定位情況（三）工件以圓孔定位二、常見的的定位方式及定位元件3、定位心軸（1）圓柱心軸圓柱心軸的定位：（三）工件以圓孔定位二、常見的的定位方式及定位元件3、定位心軸（2）圓錐心軸圓錐孔定位情況（四）工件以組合表面定位二、常見的的定位方式及定位元件常見的組合方式：平面與平面、平面與孔、平面與外圓柱面、平面與其他表面組合、錐面與錐面結合三、定位誤差及其分析計算由于工序沒有講，所以本內(nèi)容在第七章講述第三節(jié)工件的夾緊一、夾緊裝置2.夾緊裝置的基本要求（1）夾緊時不能破壞工件在夾具中占有的正確位置；（2）夾緊力要適當，既要保證工件在加工過程中不移動、不轉(zhuǎn)動、不振動，又不因夾緊力過大而使工件表面損傷、變形（3）夾緊機構的操作應安全、方便、迅速、省力；（4）結構應盡量簡單，制造、維修要方便。1）夾緊力的作用方向應不破壞工件定位的準確性1.夾緊力方向二、夾緊力的確定2）夾緊力方向應使工件變形盡可能小二、夾緊力的確定3）夾緊力方向應使所需夾緊力盡可能小二、夾緊力的確定看動畫1）夾緊力作用點位置應靠近支承元件的幾何中心或幾個支承元件所形成的支承面內(nèi)（動畫）2、夾緊力作用點2）夾緊力作用點應落在工件剛度較好的部位上3）夾緊力作用點應盡可能靠近被加工表面3.夾緊力的計算

一般采用機動（氣動、液動）夾緊裝置時，需對夾緊力進行計算，而采用手動夾緊機構時，常根據(jù)經(jīng)驗或類比法確定所需的夾緊力。三、典型夾緊裝置

（1）楔塊夾緊裝置

在生產(chǎn)中，很少單獨使用楔塊對工件直接夾緊，而是與桿杠、壓板、螺旋等組合使用，或是與氣壓、液壓傳動裝置聯(lián)用。如下圖所示，楔塊夾緊主要用于增大夾緊力或改變夾緊力方向。1、斜楔夾緊裝置工作原理：

斜楔夾緊機構是利用斜楔的軸向移動直接對工件進行夾緊或推動中間元件將力傳遞給夾緊元件再對工件進行夾緊。

1、斜楔夾緊裝置斜楔夾緊機構夾緊力的計算

（2）斜楔夾緊的自鎖條件當工件夾緊并撤除源動力P后，夾緊機構依靠摩擦力的作用，仍能保持對工件的夾緊狀態(tài)的現(xiàn)象成為自鎖。自鎖條件：1、斜楔夾緊裝置（3）斜楔夾緊的擴力比（擴力系數(shù)）公式5-24所示（4）斜楔夾緊機構行程比一般把斜楔的移動行程L與工件需要的夾緊行程S的比值，成為行程比，（5）應用：斜楔夾緊機構結構簡單，工作可靠，但由于它的機械效率較低，很少直接用于手動夾緊，而常用在工件尺寸較小的機動夾緊機構中。1、斜楔夾緊裝置（2）螺旋夾緊裝置