第一章 機床夾具概論

知識點技能點正確認(rèn)識機床夾具機床夾具的功能和作用機床夾具的分類機床夾具的組成第一章

機床夾具概論第一節(jié)機床功用夾具及其機械制造總的原則是高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本，而機床夾具是確保質(zhì)量和效率的重要因素。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85％左右，在生產(chǎn)中大量應(yīng)用機床夾具是生產(chǎn)的必然。而現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q

代，所以正確認(rèn)識機床夾具對現(xiàn)代制造業(yè)的作用和現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向是十分重要的。一、機床夾具為保證工件某工序的加工要求，必須在加工前，使工件在機床上相對刀具的切削或成形運動處于準(zhǔn)確的相對位置。

這項工作便是對工件的裝夾（安裝）。在成批加工工件時一般都通過夾具來進(jìn)行。機床夾具是機械加工工藝系統(tǒng)的一個重要組成部分。這里涉及了三層關(guān)系：工件相對夾具，夾具相對于機床，工件相對于機床。一、機床夾具

夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應(yīng)用于機械制造過程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。利用夾具，可以提高勞動生產(chǎn)率，提高加工精度，減少廢品；可以擴(kuò)大機床的工藝范圍，改善操作的勞動條件。因此，夾具是機械制造中的一項重要的工藝裝備。

在機械加工過程中，為了保證工件的加工精度，使之相對于機床、刀具占有確定的位置，并能迅速、可靠地夾緊工件，以接受加工或檢測的工藝裝備稱為機床夾具，簡稱夾具。其作用是將工件定位，以使工件獲得相對于機床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。一、機床夾具在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著加工的精度、勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等，故機床夾具設(shè)計在企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計和制造以及生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備中占有極其重要的地位。一、機床夾具二、機床夾具的主要功能1、機床夾具的主要功能裝夾工件，使工件在夾具中定位和夾緊。1)定位——使工件相對于刀具及機床占有正確的加工位置，保證其被加工表面達(dá)到工序所規(guī)定的各項技術(shù)要求。2)夾緊——工件定位后，經(jīng)夾緊裝置施力于工件，將其固定夾牢，使其在加工過程中保持正確位置不變。3）安裝(裝夾)——工件從定位到夾緊的整個過程。2、工件的安裝方式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。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(fù)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。

工件在機床上的裝夾方式，取決于生產(chǎn)批量、工件大小及復(fù)雜程度、加工精度要求及定位的特點等。直接找正安裝法：是用劃針、百分表或目測直接在機床上找正工件位置后再進(jìn)行夾緊的裝夾方法。直接找正裝夾常采用機用虎鉗、三爪卡盤、四爪卡盤、花盤等工藝裝置。如圖所示，為用百分表直接找正裝夾工件。2、工件的安裝方法2、工件的安裝方式劃線找正安裝法：一般是先按零件圖樣要求在工件表面劃線，劃出加工表面的尺寸和位置，在機床上裝夾時用劃針或百分表找正后再夾緊。如圖所示。2、工件的安裝方式2、工件的安裝方式專用夾具安裝法：

靠專用夾具保證工件相對于刀具及機床所需的位置，并使其夾緊。2、工件的安裝方式3、機床夾具的特殊功能主要是對刀和導(dǎo)向。1)對刀——調(diào)整刀具切削刃相對工件或夾具的正確位置。2)導(dǎo)向——如鉆床夾具中的鉆模板和鉆套，能迅速地確定鉆頭位置，并引導(dǎo)其切削。三、機床夾具在機械加工中的作用（1）穩(wěn)定保證加工精度

零件加工精度包括尺寸精度、幾何形狀和表面相互位置精度。夾具的最大功用是保證加工表面的位置精度。用夾具裝夾工件時，工件相對于刀具及機床的位置精度由夾具保證，不受工人技術(shù)水平的影響，使一批工件的加工精度趨于一致。（2）提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本使用夾具裝夾工件方便、快速，工件不需要劃線找正，可顯著地減少輔助工時；工件在夾具中裝夾后提高了工件的剛性，可加大切削用量；可使用多件、多工位裝夾工件的夾具，并可采用高效夾緊機構(gòu)，進(jìn)一步提高勞動生產(chǎn)率。

三、機床夾具在機械加工中的作用（3）擴(kuò)大機床的加工范圍根據(jù)加工機床的成形運動，附以不同類型的夾具，即可擴(kuò)大機床原有的工藝范圍。例如在車床的溜板上或搖臂鉆床工作臺上裝上鏜模，就可以進(jìn)行箱體零件的鏜孔加工；在車床上加鏜夾具，可完成鏜孔加工。

（4）降低對工人的技術(shù)要求，減輕工人勞動強度

由于夾具上設(shè)置有專門的定位元件以及氣動、液壓、電磁等夾緊機構(gòu)，一方面降低了對工人的技術(shù)要求、減輕了工人的勞動強度；另一方面也保證了夾緊工件的可靠性，并能實現(xiàn)與機床的互鎖，避免發(fā)生事故，保證了操作者和機床設(shè)備的安全。

1）液壓銑鍵槽夾具四、夾具應(yīng)用實例2）銑鍵槽夾具四、夾具應(yīng)用實例3）鉆孔工件孔位示意圖鉆床夾具用夾具裝夾工件的特點

1、工件在夾具中的正確定位，是通過工件上的定位基準(zhǔn)面與夾具上的定位元件相接觸而實現(xiàn)的；

2、夾具預(yù)先在機床上已調(diào)整好位置，工件通過夾具對于機床也就占有了正確的位置；

3、通過夾具上的對刀裝置，保證了工件加工表面相對于刀具的正確位置。

雖然機床夾具的種類繁多，結(jié)構(gòu)也各不相同，但它們的工作原理基本上是相同的。為了便于研究和說明問題，我們概括出一般夾具所普遍共有的結(jié)構(gòu)組成部分如下。第二節(jié)機床夾具的組成機床夾具的組成定位元件夾緊裝置或元件對刀、引導(dǎo)元件其它裝置或元件夾具體連接元件第二節(jié)機床夾具的組成圖為用于鉆軸套工件上φ6H7孔的鉆床夾具，工件以內(nèi)孔及端面為定位基準(zhǔn)，在夾具的定位銷6及其端面上定位，即確定了工件在夾具中的正確位置。擰緊螺母5，通過開口墊圈4可將工件夾緊，然后由裝在鉆模板3上的快換鉆套1導(dǎo)引鉆頭進(jìn)行鉆孔。第二節(jié)機床夾具的組成(1)定位元件：它與工件的定位基準(zhǔn)相接觸，用于確定工件在夾具中的正確位置，從而保證加工時工件相對于刀具和機床加工運動間的相對正確位置。如圖中的定位銷6。第二節(jié)機床夾具的組成(2)夾緊裝置或元件

用于夾緊工件，在切削時使工件在夾具中保持既定位置。如圖中的螺母5和開口墊圈4。

(3)對刀、引導(dǎo)元件或裝置

這些元件的作用是保證工件與刀具之間的正確位置。用于確定刀具在加工前正確位置的元件，稱為對刀元件，如對刀塊。用于確定刀具位置并導(dǎo)引刀具進(jìn)行加工的元件，稱為導(dǎo)引元件。如圖中的快換鉆套1。第二節(jié)機床夾具的組成(4)連接元件

使夾具與機床相連接的元件，保證機床與夾具之間的相互位置關(guān)系。

(5)夾具體

用于連接或固定夾具上各元件及裝置，使其成為一個整體的基礎(chǔ)件。它與機床有關(guān)部件進(jìn)行連接、對定，使夾具相對機床具有確定的位置。如圖中的夾具體7。

第二節(jié)機床夾具的組成

(6)其它元件及裝置

根據(jù)加工需要，有些夾具還設(shè)有其他裝置和機構(gòu)，如分度裝置、靠模裝置、上下料裝置、頂出器和平衡塊等。這些元件或裝置也需要專門設(shè)計。以上這些組成部分，并不是對每種機床夾具都是缺一不可的，但是任何夾具都必須有定位元件和夾緊裝置，它們是保證工件加工精度的關(guān)鍵，目的是使工件定準(zhǔn)、夾牢。

第二節(jié)機床夾具的組成夾具的組成及夾具與機床刀具相互關(guān)系連接元件導(dǎo)向或?qū)Φ对A緊機構(gòu)

定位元件其它裝置

工件

夾具體機床

刀具

輔助工具

夾具工件在夾具中的定位夾緊定位使工件相對于機床及刀具處于正確的位置在機械加工中，要求加工出來的表面，對加工工件的其它表面保持規(guī)定的位置尺寸。因為加工表面是由切削刀具和機床的綜合運動所造成，所以在加工時，必須使加工件上的規(guī)定表面（線、點）對刀具和機床保持正確的位置才能加工出合格的產(chǎn)品工件：在加工中保持這一正確位置不變第三節(jié)機床夾具的分類及設(shè)計要求第三節(jié)機床夾具的分類及設(shè)計要求通用夾具可調(diào)夾具專用夾具組合夾具自動化生產(chǎn)夾具按通用特性分類一、機床夾具的分類

1）通用夾具：指結(jié)構(gòu)、尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，且具有一定通用性的機床附件，如三爪自定心卡盤、機床用平口虎鉗、萬能分度頭、磁力工作臺等

。

第三節(jié)機床夾具的分類及設(shè)計要求其特點是適應(yīng)性強、不需調(diào)整稍加調(diào)整即可裝夾一定形狀和尺寸范圍內(nèi)的各種工件。其缺點是夾具的加工精度不高，生產(chǎn)率較低，且難以裝夾形狀復(fù)雜的工件。適用于單件小批生產(chǎn)。第三節(jié)機床夾具的分類及設(shè)計要求液壓

三爪卡盤：用于回轉(zhuǎn)工件的自動裝卡四爪單動卡盤：用于非回轉(zhuǎn)體或偏心件的裝卡平口鉗分固定側(cè)與活動側(cè)，固定側(cè)與底面作為定位面，活動側(cè)用于夾緊第三節(jié)機床夾具的分類及設(shè)計要求正弦平口鉗，通過鉗身上的孔及滑槽來改變角度，可用于斜面零件的裝夾第三節(jié)機床夾具的分類及設(shè)計要求第三節(jié)機床夾具的分類平口鉗可選附件第三節(jié)機床夾具的分類及設(shè)計要求第三節(jié)機床夾具的分類及設(shè)計要求2）專用夾具專用夾具是指專為某一工件的某道工序而專門設(shè)計的夾具。其特點是結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速、方便、省力，可以保證較高的加工精度和生產(chǎn)效率，但設(shè)計制造周期較長、制造費用也較高。當(dāng)產(chǎn)品變更時，夾具將由于無法再使用而報廢。只適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。

第三節(jié)機床夾具的分類及設(shè)計要求3）可調(diào)夾具：可調(diào)夾具分為通用可調(diào)夾具和成組夾具(也稱專用可調(diào)夾具)兩類。它們的共同特點是：只要更換或調(diào)整個別定位、夾緊或?qū)蛟?，即可用于多種零件的加工，從而使多種零件的單件小批生產(chǎn)變?yōu)橐唤M零件在同一夾具上的“成批生產(chǎn)”。產(chǎn)品更新?lián)Q代后，只要屬于同一類型的零件，就可在此夾具上加工。由于可調(diào)夾具具有較強的適應(yīng)性和良好的繼承性，所以使用可調(diào)夾具可大大減少夾具數(shù)量，節(jié)省設(shè)計與制造夾具的費用，減少金屬消耗，降低生產(chǎn)成本，縮短生產(chǎn)周期，是實現(xiàn)機床夾具標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化的有效途徑。

第三節(jié)機床夾具的分類及設(shè)計要求第三節(jié)機床夾具的分類及設(shè)計要求第三節(jié)機床夾具的分類及設(shè)計要求4）組合夾具組合夾具是一種模塊化的夾具，指按某種工序的加工要求，將一套專門設(shè)計、制造的標(biāo)準(zhǔn)元件組裝而構(gòu)成的夾具。其靈活多變、功能強、制造周期短、元件可重復(fù)使用。因此，特別適用于新產(chǎn)品的試制和單件小批生產(chǎn)，在數(shù)控加工中應(yīng)用較多，是夾具發(fā)展的方向。第三節(jié)機床夾具的分類組合夾具的優(yōu)缺點：

優(yōu)點：使用組合夾具可節(jié)省夾具的材料費、設(shè)計費、制造費，方便庫存保管；另外，其組合時間短，能夠縮短生產(chǎn)周期，反復(fù)拆裝，不受零件尺寸改動限制，可以隨時更換夾具定位易磨損件；

缺點：組合夾具需要經(jīng)常拆卸和組裝；其結(jié)構(gòu)與專用夾具相比顯得復(fù)雜、笨重；對于定型產(chǎn)品大批量生產(chǎn)時，組合夾具的生產(chǎn)效率不如專用夾具生產(chǎn)效率高組合夾具的適用范圍：

1.組合夾具適用于新產(chǎn)品研制，單件、小批量生產(chǎn)，適用于產(chǎn)品品種多，生產(chǎn)周期短的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)；

2.機床設(shè)備適用于鉆床、加工中心、鏜床、銑床、磨床，也可以組合成裝配工裝、檢查的檢具和焊接夾具組合夾具的特點第三節(jié)機床夾具的分類及設(shè)計要求的類型組合夾具孔系組合夾具槽系組合夾具根據(jù)零件的加工要求，用孔系列組合夾具元件即可快速地組裝成機床夾具。該系列元件結(jié)構(gòu)簡單，以孔定位，螺栓連接，定位精度高，剛性好，組裝方便夾具元件是靠基礎(chǔ)板定位基準(zhǔn)槽、鍵來連接各元件而組合成的夾具，所有元件可以拆卸、反復(fù)組裝，重復(fù)使用。元件按其用途可分為基礎(chǔ)件、支承件、定位件、導(dǎo)向件、壓緊件、緊固件、合件、其它件八大類進(jìn)行組合第三節(jié)機床夾具的分類及設(shè)計要求孔系組合夾具第三節(jié)機床夾具的分類及設(shè)計要求孔系組合夾具應(yīng)用實例第三節(jié)機床夾具的分類及設(shè)計要求孔系組合夾具應(yīng)用實例第三節(jié)機床夾具的分類及設(shè)計要求槽系組合夾具1一手柄桿2一長方形基礎(chǔ)板3一分度合件4一菱形定位盤5一螺栓6一叉形壓板7一方形支撐件8一快換鉆套第三節(jié)機床夾具的分類及設(shè)計要求槽系組合夾具應(yīng)用實例第三節(jié)機床夾具的分類及設(shè)計要求5）隨行夾具這是一種在自動線或柔性制造系統(tǒng)中使用的夾具。工件安裝在隨行夾具上，除完成對工件的定位和夾緊外，還載著工件由運輸裝置送往各機床，并在各機床上被定位和夾緊。（2）按夾具使用的機床分類可分為車床、銑床、鉆床、鏜床、磨床、齒輪機床、數(shù)控機床夾具等。車床夾具鉆床夾具銑床夾具鏜床夾具磨床夾具按使用機床分類第三節(jié)機床夾具的分類及設(shè)計要求第三節(jié)機床夾具的分類及設(shè)計要求（1）鉆床夾具第三節(jié)機床夾具的分類及設(shè)計要求（2）銑床夾具第三節(jié)機床夾具的分類及設(shè)計要求（3）車床夾具第三節(jié)機床夾具的分類及設(shè)計要求按夾具夾緊動力源可將夾具分為手動夾具和機動夾具兩大類。

1）手動夾具：應(yīng)有擴(kuò)力機構(gòu)與自鎖性能，以減輕勞動強度與確保安全生產(chǎn)

2）機動夾具：氣動、液壓、氣液增壓、電動、電磁、真空、離心力、自夾緊夾具等（3）按夾具的動力源分類第三節(jié)機床夾具的分類及設(shè)計要求二、機床夾具的設(shè)特點和設(shè)計要求第三節(jié)機床夾具的分類及設(shè)計要求1、設(shè)計特點1）設(shè)計和制造周期較短。2）夾具的精度一般比工件的精度高2～3倍。3）夾具與生產(chǎn)條件和操作習(xí)慣密切結(jié)合。4）通常要求夾具在投產(chǎn)時一次成功。5）設(shè)計者要熟悉夾具的制造方法。二、機床夾具的設(shè)特點和設(shè)計要求第三節(jié)機床夾具的分類及設(shè)計要求

2、設(shè)計要求