第三章機(jī)床夾具設(shè)計課件

1CompulsoryCourseofMCMajor主講：呂寶占2016.11.02河南理工大學(xué)機(jī)械學(xué)院普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材機(jī)械制造工藝學(xué)第三章機(jī)床夾具設(shè)計*2第三章機(jī)床夾具設(shè)計在機(jī)械加工過程中，為了保證工件的加工精度，使之相對于機(jī)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(jī)床夾具，簡稱夾具。2023/7/29一機(jī)床夾具概述二工件在夾具上的定位三工件的夾緊各類機(jī)床夾具

柔性夾具六機(jī)床專用夾具的設(shè)計方法和步驟七計算機(jī)輔助夾具設(shè)計2023/7/293主要內(nèi)容

連桿銑槽夾具裝配圖1－菱形銷

2－對刀塊

3－定向鍵

4－夾具底板

5－圓柱銷

6－工件7－彈簧

8－螺栓

9－螺母

10－壓板

11－止動銷2023/7/295MMT連桿銑槽夾具分解圖

3.1.1

機(jī)床夾具及其組成連接元件（定向鍵）5*7機(jī)床夾具的組成夾緊元件將工件壓緊夾牢，并保證工件在加工過程中位置不變定位支承元件用于確定工件在夾具中的位置并支承工件連接定向元件用于確定夾具對機(jī)床主軸、工作臺或?qū)к壍南鄬ξ恢?023/7/29*8其他裝置或元件定向鍵、操作件、分度裝置、靠模裝置、上下料裝置、平衡塊等，以及標(biāo)準(zhǔn)化了的其它聯(lián)接元件對刀或?qū)蛟糜诒ＷC工件加工表面與刀具之間的位置夾具體夾具的基座和骨架，用來配置、安裝各夾具元件及裝置2023/7/29機(jī)床夾具的主要功能在機(jī)床上確定工件相對于刀具的正確位置，這一過程稱為定位

在機(jī)床上加工時必須用夾具裝夾牢工件對工件施加作用力，使之在已經(jīng)定好的位置上將工件可靠地夾緊，這一過程稱為夾緊

從定位到夾緊的全過程，稱為裝夾

機(jī)床夾具的主要功能就是完成工件的裝夾工作

2023/7/299工件的安裝方法找正安裝法以工件的有關(guān)表面或?qū)ｉT劃出的線痕作為找正依據(jù)，用劃針或指示表進(jìn)行找正，將工件正確定位后將工件夾緊，進(jìn)行加工

2023/7/2910專用夾具安裝法靠夾具將工件定位、夾緊，以保證工件相對于刀具、機(jī)床的正確位置

液壓銑床夾具2023/7/2911銑連桿零件兩面的雙位置專用夾具鉆軸套零件上徑向孔的專用夾具2023/7/2912夾具裝夾工件的特點(diǎn)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(shí)現(xiàn)的夾具預(yù)先在機(jī)床上已調(diào)整好位置，工件通過夾具對于機(jī)床也就占有了正確的位置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2023/7/2913*14裝夾基本上不受工人技術(shù)水平的影響，能比較容易和穩(wěn)定地保證加工質(zhì)量裝夾迅速、方便，能減輕勞動強(qiáng)度，顯著地減少輔助時間，提高勞動生產(chǎn)率能擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍用夾具可在車床上加工機(jī)體階梯孔2023/7/29*15機(jī)床夾具的分類按夾具的通用特性分類通用夾具結(jié)構(gòu)、尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，且具有一定通用性的機(jī)床附件專用夾具針對某一種工件的某一工序的加工要求而專門設(shè)計和制造的夾具2023/7/29*16成組夾具采用成組加工工藝，將工件按形狀、尺寸和工藝的共性分組，再為每組工件設(shè)計組內(nèi)通用的專用夾具可調(diào)夾具對不同類型和尺寸的工件，只需調(diào)整或更換原來夾具上的個別定位元件和夾緊元件便可使用的夾具

組合夾具一種模塊化的夾具，由一套預(yù)先制造好的標(biāo)準(zhǔn)元件組裝成的專用夾具2023/7/29*17自動線夾具一為固定式夾具，與專用夾具相似另為隨行夾具，使用中隨著工件一起運(yùn)動，并將工件沿著自動線從一個工位移至下一個工位進(jìn)行加工按夾具使用的機(jī)床分類車床夾具銑床夾具磨床夾具鏜床夾具鉆床夾具齒輪機(jī)床夾具數(shù)控機(jī)床夾具2023/7/29*18按夾具的動力源分類機(jī)動夾具分為氣動、液壓、氣液增壓、電動、電磁、真空、離心力、自夾緊夾具等手動夾具應(yīng)有擴(kuò)力機(jī)構(gòu)與自鎖性能，以減輕勞動強(qiáng)度與確保安全生產(chǎn)2023/7/29*19機(jī)床夾具的現(xiàn)狀及發(fā)展方向當(dāng)今時代對夾具的新要求能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本能裝夾一組具有相似性特征的工件適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具適用于現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具采用液壓動力源的高效夾緊裝置提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度2023/7/29*20現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向精密化如精密分度、高精度自定心高效化縮短加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強(qiáng)度2023/7/29*21柔性化通過調(diào)整、組合等方式，以適應(yīng)工藝可變因素高效化按夾具零件及部件的國家標(biāo)準(zhǔn)以及各類通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)制造，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本2023/7/29第二節(jié)工件在夾具上的定位

工件在夾具上定位：就是指工件在夾具上的位置按照一定的要求確定下來，將必須限制的自由度一一予以限制。

工件的夾緊：為保證在加工過程中工件不受切削、慣性等外力的影響而始終保持定位時獲得的正確位置，需要對工件施加一定的夾緊力，稱為工件的夾緊。2023/7/2922第三章機(jī)床夾具設(shè)計*23工件定位的基本原理自由度的概念所謂自由度，即空間位置的不確定性一個位于空間自由狀態(tài)的物體，對于空間直角坐標(biāo)系來說，具有六個自由度：三個位移自由度和三個旋轉(zhuǎn)自由度工件的六個自由度2023/7/29*24六點(diǎn)定位原則實(shí)質(zhì)就是限制自由度工件的六個自由度如果都加以限制了，工件在空間的位置就完全被確定下來了定位的實(shí)質(zhì)六點(diǎn)定位原則通常，一個支承點(diǎn)限制工件的一個自由度使用合理設(shè)置的六個支承點(diǎn)，與工件的定位基準(zhǔn)相接觸，以限制工件的六個自由度，使工件在夾具中的位置完全被確定的方法，稱為六點(diǎn)定位法則2023/7/29*25矩形工件定位圓形工件定位2023/7/29*26說明定位支承點(diǎn)是由定位元件抽象而來的定位支承點(diǎn)與工件定位基準(zhǔn)面始終保持接觸，才能起到限制自由度的作用分析定位支承點(diǎn)的作用時，不考慮力的影響2023/7/29*27定位中的幾種情況完全定位不重復(fù)地限制了工件的六個自由度的定位不完全定位根據(jù)工件的加工要求，有時并不需要限制工件的全部自由度的定位方式根據(jù)工件的加工要求，應(yīng)該限制的自由度沒有完全被限制的定位過定位夾具上兩個或兩個以上的定位元件重復(fù)限制同一個自由度的現(xiàn)象欠定位2023/7/29*28定位基準(zhǔn)的基本概念工件定位按照加工工藝要求，將工件置于夾具中，使工件在夾緊前相對于機(jī)床和刀具就占有一個預(yù)定的位置，或者是使同一批工件逐次放置到夾具中時都能占據(jù)同一位置定位基準(zhǔn)機(jī)械加工中用作定位的基準(zhǔn)定位基面工件定位時，作為定位基準(zhǔn)的點(diǎn)和線，往往由某些具體表面體現(xiàn)出來，這種表面稱為定位基面2023/7/29*29工件的定位基準(zhǔn)2023/7/29*30常用定位元件及選用對定位元件的基本要求限位基面應(yīng)有足夠的精度限位基面應(yīng)有較好的耐磨性支承零件應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度定位零件應(yīng)有較好的工藝性定位元件應(yīng)便于清除切屑2023/7/29*31常用定位元件所能限制的自由度常用定位元件可按工件典型定位基準(zhǔn)面分類用于平面定位的用于外圓柱面定位的用于孔定位的常用定位元件所能限制的自由度見表1-72023/7/29*32常用定位元件的選用工件以平面定位面積較小的基準(zhǔn)平面選用支承釘面積較大、平面度精度較高的基準(zhǔn)平面定位選用支承板毛坯面、階梯平面和環(huán)形平面作基準(zhǔn)平面定位時，選用自位支承毛坯面作基準(zhǔn)平面時調(diào)節(jié)時可按定位面質(zhì)量和面積大小分別選用可調(diào)支承當(dāng)工件定位基準(zhǔn)面需提高定位剛度、穩(wěn)定性和可靠性時可選用輔助支承2023/7/29*33支承釘支承板2023/7/29*34可調(diào)支承輔助支承提高工件的剛度和穩(wěn)定性2023/7/29*35自位支承可調(diào)支承2023/7/29*36輔助支承起預(yù)定位作用輔助支承類型2023/7/29*37工件以外圓柱定位當(dāng)工件對稱度要求較高時，選用V形塊當(dāng)工件定位圓柱面精度較高時，可選用定位套或半圓形定位座V形塊半圓定位座2023/7/29*38工件以內(nèi)孔定位工件上定位內(nèi)孔較小時，常選定位銷圓錐定位銷2023/7/29*39圓柱心軸在套類、盤類零件的車削、磨削和齒輪加工中，大都選用心軸2023/7/29*40二定位誤差計算*41六點(diǎn)定位原則解決了消除工件自由度的問題，即解決了工件在夾具中位置“定與不定”的問題由于一批工件逐個在夾具中定位時，各個工件所占據(jù)的位置不完全一致，即存在工件位置定得“準(zhǔn)與不準(zhǔn)”的問題

只與工件定位有關(guān)的誤差稱為定位誤差，用ΔD表示

一般限定定位誤差不超過工件加工公差T的1/5~1/3，即ΔD≤(1/5~1/3)T

2023/7/29*42產(chǎn)生定位誤差的原因基準(zhǔn)位移誤差定位基準(zhǔn)發(fā)生位移產(chǎn)生定位誤差由于定位副的制造誤差或定位副配合間隙所導(dǎo)致的定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上最大位置變動量，稱為基準(zhǔn)位移誤差，用ΔY表示基準(zhǔn)位移誤差的方向是任意的。減小定位配合間隙，即可減小基準(zhǔn)位移誤差ΔY值，以提高定位精度

2023/7/29*43基準(zhǔn)位移產(chǎn)生的定位誤差2023/7/29*44基準(zhǔn)不重合誤差定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合產(chǎn)生定位誤差由于工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合所導(dǎo)致的工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大位置變動量，稱為基準(zhǔn)不重合誤差，用ΔB表示基準(zhǔn)不重合產(chǎn)生定位誤差*45定位誤差的計算尺寸定位誤差ΔD=ΔY+ΔB計算定位誤差時，可以分別求出基準(zhǔn)位移誤差和基準(zhǔn)不重合誤差，再求出它們在加工尺寸方向上的矢量和；也可以按最不利情況,確定工序基準(zhǔn)的兩個極限位置，根據(jù)幾何關(guān)系求出這兩個位置的距離，將其投影到加工方向上，求出定位誤差*46V形塊定位時的定位誤差如圖：需要計算每一個工序尺寸的定位誤差

2023/7/29*47常見的組合方式有組合表面定位及其誤差分析一個孔及其端面一根軸及其端面一個平面及其上的兩個圓孔2023/7/29*48“一面兩孔”定位的特點(diǎn)生產(chǎn)中最常見的“一面兩孔”定位容易實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)統(tǒng)一位置精度高存在過定位現(xiàn)象（支承平面限制三個自由度，每根短銷限制兩個自由度）2023/7/29*49兩圓柱銷一支承板定位方式2023/7/29*50兩圓柱銷定位時工件順利裝卸的條件銷、孔安裝時，必須有一定的間隙，此時dmax=Dmin–Xmin2023/7/29*51第二定位銷裝入的條件當(dāng)孔徑、銷徑為：D1min、D2min、d1max、d2max

孔間距最小、銷間距最大：(L–LD)、(L+Ld)第一銷孔中心到第二孔徑的最大距離為：L–LD+D2min/2=L+Ld+d2max/2+X2min/2

即：d2max=D2min–2(LD+Ld+X2min/2)2023/7/29*52當(dāng)孔徑、銷徑為：D1min、D2min、d1max、d2max

孔間距最大、銷間距最?。?L+LD)、(L–Ld)第一銷孔中心到第二孔徑的最小距離為：L+

LD–

D2min/2=L–

Ld–

d2max/2–

X2min/2

即：d2max=D2min–2(LD+Ld+X2min/2)由此可知，只要將定位銷的直徑縮小到

d2max=D2min–2(LD+Ld+X2min/2)即可2023/7/29*53實(shí)際定位時上述兩種極限情況的機(jī)會是很少的，因此通常第二定位銷孔不預(yù)留間隙，即X2min=0此外，第一定位銷、孔的最小配合間隙起補(bǔ)償中心距偏差的作用于是得到：

d2max=D2min–2(LD+Ld

–X1min/2)

或：X2min=2(LD+Ld

–X1min/2)2023/7/29*54一圓柱銷一削邊銷及一支承板的定位方式削邊銷的形成2023/7/29*55為了保證銷的強(qiáng)度，通常使用菱形銷圖a用于直徑很小時圖b用于直徑為3~50mm時圖c用于大于50mm時2023/7/29*56削邊銷的尺寸的確定削邊銷已標(biāo)準(zhǔn)化（參見表3-3）2023/7/29*57定位誤差分析基準(zhǔn)位移誤差：為第一定位銷、孔的最大配合間隙Y=D1+d1+X1min轉(zhuǎn)角誤差：或2023/7/29*58實(shí)例：設(shè)計步驟（略）2023/7/29*59第三節(jié)工件的夾緊2023/7/29*60夾緊裝置的組成及其設(shè)計原則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裝置，稱為夾緊裝置2023/7/29*61夾緊裝置的組成動力源裝置產(chǎn)生夾緊作用力的裝置傳力機(jī)構(gòu)傳遞力的機(jī)構(gòu)，作用：改變作用力的方向；改變作用力的大小；具有一定的自鎖性能，以保證夾緊可靠夾緊元件直接與工件接觸完成夾緊作用的元件2023/7/29*62夾緊裝置的組成設(shè)計夾具應(yīng)考慮的問題夾緊力傳力方式夾緊機(jī)構(gòu)大小、方向、作用點(diǎn)手動、液力、電力等增力、快速、機(jī)動等2023/7/29*63夾緊裝置的設(shè)計原則工件不移動原則夾緊過程中，應(yīng)不改變定位后所占據(jù)的正確位置工件不變形原則夾緊力的大小要適當(dāng)，既要保證夾緊可靠，又應(yīng)使工件產(chǎn)生加工精度不允許的變形2023/7/29*64工件不振動原則對剛性差的工件，或進(jìn)行斷續(xù)切削，提高支承零件和夾緊零件的剛性，避免工件和夾緊系統(tǒng)的振動安全可靠原則夾緊傳力機(jī)構(gòu)夾緊行程應(yīng)足夠，操作方便、安全，勞動強(qiáng)度低，生產(chǎn)效率高經(jīng)濟(jì)實(shí)用原則夾緊裝置的自動化和復(fù)雜程度與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，有良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性2023/7/29*65確定夾緊力的基本原則

夾緊力方向的確定應(yīng)指向各定位元件，盡可能垂直于主定位基準(zhǔn)，在工件剛度最大方向上將工件夾緊有助于定位，不破壞其準(zhǔn)確性和可靠性應(yīng)考慮接觸面積的影響，使工件變形盡可能小應(yīng)使夾緊力盡可能小，減輕勞動強(qiáng)度、提高生產(chǎn)效率2023/7/29*66夾緊力應(yīng)指向主要定位基面夾緊力方向與夾緊力大小的關(guān)系2023/7/29*67

夾緊力作用點(diǎn)的選擇夾緊力作用點(diǎn)是指夾緊元件與工件接觸的一小塊面積應(yīng)落在支承元件上或幾個支承元件所形成的支承面內(nèi)應(yīng)選在工件剛性較好的部位應(yīng)盡可能靠近被加工表面，以減少切削力翻轉(zhuǎn)力矩的影響，減少振動2023/7/29*68夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)在支承面內(nèi)夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)在剛性較好部位2023/7/29*69夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)靠近加工表面2023/7/29*70

夾緊力大小的確定要足夠防止加工時松動使工件受壓變形小，剛性差的工件應(yīng)均勻加壓機(jī)動夾緊時應(yīng)計算夾緊力的大小，以理論夾緊力乘以安全系數(shù)K

粗加工取K＝2.5~3

精加工取K＝1.5~2夾緊力三要素的確定，是一個綜合性問題，必須考慮工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工工藝方法、定位元件的結(jié)構(gòu)和布置等多種因素2023/7/29*71

增加輔助支承和輔助夾緊點(diǎn)高支座鏜孔輔助夾緊

減小夾緊變形的措施2023/7/29*72分散著力點(diǎn)分散著力點(diǎn)薄壁套的夾緊變形及改善利用對稱變形增加壓緊件接觸面積2023/7/29*73其他措施采用浮動壓塊和墊環(huán)減少工件夾緊變形對于極薄特形工件，可采用凍結(jié)式夾具：將工件定位于一隨行的型腔里，然后澆灌低熔點(diǎn)金屬，待其固結(jié)后一起加工；加工完成后，再加熱熔解取出工件（低熔點(diǎn)金屬的澆灌及熔解分離，都是在生產(chǎn)線上進(jìn)行的）2023/7/29*74常用夾緊機(jī)構(gòu)及其選用斜楔夾緊機(jī)構(gòu)工作原理利用楔塊的斜面將楔塊的推力轉(zhuǎn)變?yōu)閵A緊力，從而夾緊工件夾緊力的大小2023/7/29*75夾持原則楔塊夾緊工件后應(yīng)能自鎖，α≤φ1+φ2為自鎖條件一般鋼鐵的摩擦系數(shù)為0.1~0.15，取φ1=φ2=5~7°，故α≤10~14°為了安全可靠，取α=5~7°2023/7/29*76斜楔夾緊機(jī)構(gòu)2023/7/29*77夾持特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單，有增力作用。一般擴(kuò)力比Q/F≈3楔塊夾緊行程小，增大行程會使自鎖性能變差操作不便，夾緊和松開均需敲擊楔塊材料：通常用20鋼滲碳，淬硬58~62HRC偏心輪、凸輪、螺釘為楔塊的變種2023/7/29*78螺旋夾緊機(jī)構(gòu)工作原理類似楔塊夾緊力的大小類似楔塊夾持特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單，增力大夾緊可靠，能保證自鎖夾緊動作慢，適合手動夾緊2023/7/29*79螺旋夾緊的構(gòu)造螺釘、壓塊、手柄等簡單螺旋夾緊機(jī)構(gòu)2023/7/29*80快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)2023/7/29*81

螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)2023/7/29*82偏心夾緊機(jī)構(gòu)工作原理利用轉(zhuǎn)動中心與幾何中心偏移的圓盤或軸作為夾緊元件自鎖條件D/e≥14~20夾持特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單，制造方便夾緊迅速，操作靈活行程小，增力小，自鎖能力差適合夾緊力小、振動小的場合2023/7/29*83偏心壓板夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計計算偏心距取2e>δ+Δ（δ：工件尺寸公差；Δ：裝卸工件預(yù)留間隙）偏心輪直徑取D=14e~20e手柄長取L=(2~2.5)D最小夾緊行程Smin=δ+Δ偏心輪材料：20鋼或20Cr；表面滲碳淬火55~60HRC，磨光、發(fā)藍(lán)2023/7/29*84單臂、雙臂單作用、雙臂雙作用鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)屬增力夾緊機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)簡單，增力倍數(shù)大2023/7/29*85定心夾緊機(jī)構(gòu)在工件定位時，常將工件的定心定位和夾緊結(jié)合在一起，這種機(jī)構(gòu)稱為定心夾緊機(jī)構(gòu)定心夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)定位和夾緊是同一元件元件間有精確的聯(lián)系能同時等距離地移向或退離工件能將工件定位基準(zhǔn)的誤差對稱地分布2023/7/29*86螺旋式、偏心式、斜面（錐面）定心夾緊機(jī)構(gòu)斜面作用定心夾緊機(jī)構(gòu)2023/7/29*87彈簧夾頭的結(jié)構(gòu)2023/7/29*88自動定心卡盤齒輪齒條定心夾緊機(jī)構(gòu)杠桿作用定心夾緊機(jī)構(gòu)2023/7/29*89鼓膜夾具液性塑料定心夾具彈性定心夾緊機(jī)構(gòu)2023/7/29*90聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu)有時需要同時有幾個點(diǎn)對工件進(jìn)行夾緊有時需要同時夾緊幾個工件有時除夾緊動作外，還需要松開或固緊輔助支承為了提高效率，減少裝夾時間，可采用聯(lián)動機(jī)構(gòu)多點(diǎn)夾緊浮動壓頭2023/7/29*91浮動夾緊機(jī)構(gòu)（四點(diǎn)雙向浮動、平行式多點(diǎn)夾緊、多點(diǎn)浮動）2023/7/29*92

多件多位（聯(lián)動）夾緊機(jī)構(gòu)2023/7/29*93夾緊與移動壓板聯(lián)動夾緊與鎖緊輔助支承聯(lián)動

夾緊與其他動作聯(lián)動2023/7/29*94先定位后夾緊聯(lián)動機(jī)構(gòu)2023/7/29*95浮動機(jī)構(gòu)2023/7/29*96設(shè)計多位夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)注意的問題夾緊元件必須為浮動、可調(diào)節(jié)的聯(lián)動零件，以保證同時均勻夾緊和同時松開夾緊力方向應(yīng)與定位方式和加工方法相適應(yīng)應(yīng)保證每一工件都有足夠的夾緊力夾緊元件和傳力零件應(yīng)有足夠的剛性，保證傳力均勻2023/7/29*97多位夾緊機(jī)構(gòu)的合理設(shè)計用液性塑料自動調(diào)節(jié)夾緊力2023/7/29*98夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計要求夾緊機(jī)構(gòu)是指能實(shí)現(xiàn)以一定的夾緊力夾緊工件選定夾緊點(diǎn)的功能的完整結(jié)構(gòu)主要包括與工件接觸的壓板、支承件和施力機(jī)構(gòu)2023/7/29*99

對夾緊機(jī)構(gòu)通常有如下要求可浮動可用球面墊圈、球面支承及間隙聯(lián)接銷實(shí)現(xiàn)2023/7/29*100雙件聯(lián)動機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)相互垂直作用力的聯(lián)動機(jī)構(gòu)可聯(lián)動可實(shí)現(xiàn)幾個方向的夾緊力同時作用或順序作用2023/7/29*101順序作用的聯(lián)動機(jī)構(gòu)2023/7/29*102杠桿機(jī)構(gòu)的常見情況幾種斜面增力機(jī)構(gòu)可增力常用的有螺旋、杠桿、斜面、鉸鏈及其組合2023/7/29*103鉸鏈杠桿增力機(jī)構(gòu)可自鎖當(dāng)去掉動力源的作用之后，仍能保持對工件的夾緊狀態(tài)，稱為夾緊機(jī)構(gòu)的自鎖常用的自鎖機(jī)構(gòu)有螺旋、斜面及偏心機(jī)構(gòu)等2023/7/29*104夾緊動力源裝置夾具的動力源有手動、氣壓、液壓、電動、電磁、彈力、離心力、真空吸力等選擇動力源時通常應(yīng)遵循兩條原則經(jīng)濟(jì)合理與夾緊機(jī)構(gòu)相適應(yīng)2023/7/29*105手動動力源選用手動動力源的夾緊系統(tǒng)一定要具有可靠的自鎖性能以及較小的原始作用力多用于螺栓螺母施力機(jī)構(gòu)和偏心施力機(jī)構(gòu)的夾緊系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)選用較大的裕度系數(shù)2023/7/29*106氣壓夾緊裝置傳動的組成氣動動力源包括三個部分：第一部分為氣源，第二部分為控制部分，第三部分為執(zhí)行部分2023/7/29*107液壓動力源液壓夾緊是利用液壓油為工作介質(zhì)來傳力的一種裝置液壓夾緊的傳動系統(tǒng)與普通氣壓系統(tǒng)類似它與氣動夾緊比較，具有夾緊力穩(wěn)定、吸收振動能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、制造成本高，因此適用于大量生產(chǎn)2023/7/29*108氣液組合動力源氣-液組合夾緊的動力源為壓縮空氣，但要使用特殊的增壓器，比氣動夾緊裝置復(fù)雜其工作原理如圖所示氣-液組合夾緊工作原理2023/7/29*109電動電磁動力源電動扳手和電磁吸盤都屬于硬特性動力源在流水作業(yè)線采用電動扳手代替手動，可提高生產(chǎn)效率、減輕勞動強(qiáng)度電磁吸盤主要用于要求夾緊力穩(wěn)定的精加工夾具中2023/7/29偏心輪楔塊夾緊機(jī)構(gòu)2023/7/29110圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)12023/7/29111圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)22023/7/29112*113第四節(jié)各類機(jī)床夾具2023/7/29*114車床夾具的基本類型安裝在車床主軸上的夾具安裝在滑板或床身上的夾具各種卡盤、頂尖、心軸或其它專用夾具夾具隨機(jī)床主軸一起旋轉(zhuǎn)，刀具作進(jìn)給運(yùn)動用于某些形狀不規(guī)則和尺寸較大的工件，刀具安裝在主軸上作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，夾具作進(jìn)給運(yùn)動車床夾具2023/7/29*115車床常用通用夾具的結(jié)構(gòu)三爪自定心卡盤四爪單動卡盤2023/7/29*116撥動頂尖端面撥動頂尖2023/7/29*117車床專用夾具的典型結(jié)構(gòu)心軸類車床夾具錐柄式心軸2023/7/29*118角塊式車床夾具常用于加工殼體、支座、接頭等零件的圓柱面及端面2023/7/29*119車氣門桿的角鐵式夾具2023/7/29*120圓盤式車床夾具適用于形狀復(fù)雜的大型工件花盤式車床夾具需要平衡配重通過過渡盤與主軸頭端連接2023/7/29*121車床夾具的設(shè)計特點(diǎn)工件均為回轉(zhuǎn)體，夾具隨機(jī)床主軸一起旋轉(zhuǎn)，因此要求夾具結(jié)構(gòu)緊湊、輪廓尺寸盡可能小、重量盡可能靠近回轉(zhuǎn)軸線，以減少慣性力和回轉(zhuǎn)力矩轉(zhuǎn)速高，必須考慮平衡、夾緊力大小、元件剛度和強(qiáng)度、操作安全等問題，注意消除不平衡引起的振動現(xiàn)象2023/7/29*122與機(jī)床的聯(lián)接視具體情況而定，通常是夾具的定位基準(zhǔn)，有較準(zhǔn)確的圓柱孔或圓錐孔夾具帶動工件旋轉(zhuǎn)，不允許工件相對主軸位移為使夾具使用安全，應(yīng)盡可能避免帶有尖角或凸出部分，必要時要加防護(hù)罩2023/7/29*123銑床類夾具的特點(diǎn)工件安裝在夾具上隨同機(jī)床工作臺一起作送進(jìn)運(yùn)動銑床類夾具特點(diǎn)銑削為斷續(xù)切削，沖擊、振動大，夾緊力要求較大銑削加工效率高，工件安裝應(yīng)迅速，要有快速對刀元件夾具要有足夠的剛度和強(qiáng)度，本體應(yīng)牢固地固定在機(jī)床工作臺上2023/7/29*124適用于銑床、平面磨床用途銑床夾具的分類按使用范圍分按工件運(yùn)動特點(diǎn)分還可按自動化程度、夾緊動力源、裝夾工件數(shù)量分通用銑夾具、專用銑夾具、組合銑夾具直線進(jìn)給夾具、圓周進(jìn)給夾具、沿曲線進(jìn)給夾具2023/7/29*125銑床通用夾具的結(jié)構(gòu)主要有平口臺虎鉗，主要用于裝夾長方形工件，也可用于裝夾圓柱形工件2023/7/29*126典型銑床專用夾具的結(jié)構(gòu)銑削鍵槽用的簡易專用夾具主要由夾具體、定位板、夾緊機(jī)構(gòu)、對刀塊、定向鍵等組成2023/7/29*127加工殼體的銑床夾具2023/7/29*128銑床夾具的設(shè)計特點(diǎn)銑床夾具的安裝主要依靠定向鍵和百分表校正來提高安裝精度定位鍵的結(jié)構(gòu)尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化，應(yīng)按銑床工作臺的T形槽尺寸選定，它和夾具底座以及工作臺T形槽的配合為H7/h6、H8/h8兩定位鍵的距離應(yīng)力求最大2023/7/29*129定位鍵及其連接銑床耳座2023/7/29*130對刀裝置銑床夾具的對刀裝置由對刀塊、（平、圓）塞尺等組成2023/7/29*131標(biāo)準(zhǔn)對刀塞尺銑床夾具的夾具體應(yīng)有足夠強(qiáng)度和剛度，應(yīng)盡可能降低夾具的重心，工件待加工表面應(yīng)盡可能靠近工作臺，夾具體高寬比以H/B≤1~1.25為宜2023/7/29*132鉆床夾具鉆床夾具的種類繁多，根據(jù)被加工孔的分布情況和鉆模板的特點(diǎn)，一般分為固定式、回轉(zhuǎn)式、移動式、翻轉(zhuǎn)式、復(fù)蓋式和滑柱式等幾種類型鉆鏜夾具鉆床夾具的分類2023/7/29*133固定式2023/7/29*134回轉(zhuǎn)式2023/7/29*135移動式2023/7/29*136翻轉(zhuǎn)式2023/7/29*137蓋板式2023/7/29*138滑柱式2023/7/29*139鉆床夾具的設(shè)計主要考慮鉆套的設(shè)計鉆床夾具的設(shè)計特點(diǎn)鉆套是用來引導(dǎo)鉆頭、擴(kuò)孔鉆、鉸刀等孔加工刀具，加強(qiáng)刀具剛度，并保證所加工的孔和工件其它表面有準(zhǔn)確的相對位置鉆套按結(jié)構(gòu)和使用特點(diǎn)可分為以下四類固定鉆套可換鉆套快換鉆套特殊鉆套2023/7/29*140標(biāo)準(zhǔn)鉆套固定可換快換2023/7/29*141特殊鉆套2023/7/29*142鏜床夾具鏜床夾具通常稱為鏜模，屬精密夾具鏜模依靠專門的引導(dǎo)元件——鏜套來引導(dǎo)鏜桿，從而保證所鏜孔具有很高的位置精度主要用于加工箱體類零件上的精密孔系鏜模由定位元件、夾緊裝置、引導(dǎo)元件、夾具體四部分組成鏜孔的精度可不受機(jī)床精度的影響2023/7/29*143加工磨床尾座的鏜套2023/7/29*144鏜套：其結(jié)構(gòu)對于孔的幾何形狀、尺寸精度及表面粗糙度影響很大，其結(jié)構(gòu)決定了鏜套位置的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性分為固定式鏜套（和鉆套類似）和回轉(zhuǎn)式鏜套（隨鏜桿轉(zhuǎn)動）2023/7/29*145典型數(shù)控機(jī)床夾具數(shù)控機(jī)床夾具的特點(diǎn)應(yīng)有較高的精度應(yīng)有利于實(shí)現(xiàn)加工工序的集中夾緊應(yīng)牢固可靠、操作方便設(shè)計數(shù)控機(jī)床夾具時，應(yīng)按坐標(biāo)圖上規(guī)定的定位和夾緊表面以及機(jī)床坐標(biāo)的起始點(diǎn)，確定夾具坐標(biāo)原點(diǎn)的位置高效化、柔性化和高精度2023/7/29*146液壓三爪自定心卡盤防止刀具與夾具元件相碰2023/7/29*147數(shù)控銑床夾具對數(shù)控銑床夾具的基本要求夾具應(yīng)能保證在機(jī)床上實(shí)現(xiàn)定向安裝，還要求能協(xié)調(diào)零件定位面與機(jī)床之間保持一定的坐標(biāo)尺寸聯(lián)系夾緊機(jī)構(gòu)元件與加工面之間應(yīng)保持一定的安全距離，同時要求夾緊機(jī)構(gòu)元件能低則低，從防止夾具與銑床主軸套筒或刀套、刀具在加工過程中發(fā)生碰撞夾具的剛性與穩(wěn)定性要好2023/7/29*148數(shù)控銑床常用夾具專用銑削夾具組合夾具氣動或液壓夾具多工位夾具真空夾具真空夾具2023/7/29*149數(shù)控鉆床夾具設(shè)計數(shù)控鉆床夾具應(yīng)注意的問題優(yōu)先選用組合夾具單件加工應(yīng)盡量減少裝卸夾壓時間；中小型零件可考慮在工作臺面上同時裝夾幾個零件進(jìn)行加工避免干涉盡量減少夾壓變形，合理選擇定位點(diǎn)及夾緊點(diǎn)可在夾具上設(shè)置對刀點(diǎn)2023/7/29*150加工中心機(jī)床夾具根據(jù)加工中心機(jī)床特點(diǎn)和加工需要，目前常用的夾具結(jié)構(gòu)類型有專用夾具、組合夾具、可調(diào)整夾具和成組夾具在加工中心上，夾具的任務(wù)不僅是夾緊工件，而且還要以各個方向的定位面為參考基準(zhǔn)，確定工件編程的零點(diǎn)2023/7/29*151現(xiàn)代機(jī)床夾具2023/7/29*152組合夾具組合夾具是一種標(biāo)準(zhǔn)化、系列化程度很高的柔性化夾具。它由一套預(yù)先制造好的具有不同幾何形狀、不同尺寸的高精度元件與合件組成，使用時按照工件的加工要求，采用組合的方式組裝成所需的夾具。T形槽系組合夾具系列其組成元件按其功用可分為八類：基礎(chǔ)件支承件定位件導(dǎo)向件夾緊件緊固件其它件合件2023/7/29*153T形槽系組合夾具的元件2023/7/29*154盤形零件鉆徑向分度孔的T形槽系組合夾具2023/7/29*155KD型孔系組合夾具孔系組合夾具系列孔系組合夾具元件的連接用兩個圓柱銷定位，一個螺釘緊固2023/7/29*156模塊化夾具模塊化夾具是一種柔性化的夾具，通常由基礎(chǔ)件和其它模塊元件組成模塊化是指將同一功能的單元，設(shè)計成具有不同用途或性能的、且可以相互交換使用的模塊，以滿足加工需要的一種方法模塊化夾具與組合夾具之間有許多共同點(diǎn)。它們都具有方形、矩形和圓形基礎(chǔ)件。但組合夾具的萬能性好，標(biāo)準(zhǔn)化程度高；而模塊化夾具則為非標(biāo)準(zhǔn)的，一般是為本企業(yè)產(chǎn)品工件的加工需要而設(shè)計的2023/7/29*157模塊化夾具的基礎(chǔ)件模塊化鉆模2023/7/29*158自動線夾具常見的自動線夾具有：隨行夾具和固定自動線夾具兩種隨行夾具常用于形狀復(fù)雜且無良好輸送基面，或雖有良好的輸送基面，但材質(zhì)較軟的工件。使用隨行夾具時，工件隨夾具一起由輸送帶依次送到各工位2023/7/29*159隨行夾具2023/7/29*160第六節(jié)專用夾具的設(shè)計方法2023/7/29*161專用夾具設(shè)計的基本要求一個優(yōu)良的機(jī)床夾具應(yīng)滿足以下基本要求保證工件的加工精度能提高生產(chǎn)效率工藝性能好使用性能好經(jīng)濟(jì)性好2023/7/29*162專用夾具設(shè)計的規(guī)范化程序夾具設(shè)計規(guī)范化的意義保證設(shè)計質(zhì)量，提高設(shè)計效率設(shè)計方案與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)高位設(shè)計與定位副設(shè)置相容夾緊設(shè)計技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)先進(jìn)精度控制項目完備、數(shù)值規(guī)定合理結(jié)構(gòu)設(shè)計工藝性好夾具制造成本經(jīng)濟(jì)有利于計算機(jī)輔助設(shè)計有利于初學(xué)者盡快掌握夾具設(shè)計的方法2023/7/29*163夾具設(shè)計精度的設(shè)計原則對一般精度的夾具對精密夾具除遵循一般精度夾具的兩項原則外，對某個關(guān)鍵零件，還應(yīng)規(guī)定與偶件配作或配研應(yīng)使主要組成零件具有相應(yīng)終加工方法的平均經(jīng)濟(jì)精度應(yīng)按獲得精度的工藝方法所達(dá)到的平均經(jīng)濟(jì)精度，規(guī)定基礎(chǔ)件具體加工孔的形位公差2023/7/29*164夾具設(shè)計的規(guī)范化程序明確設(shè)計要求，認(rèn)真調(diào)查研究，收集設(shè)計資料仔細(xì)研究工作圖、毛坯圖及其技術(shù)條件了解零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)組織信息了解工件的工藝規(guī)程和本工序的具體技術(shù)要求了解所使用機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù)等及與夾具連接部分的聯(lián)系尺寸了解本企業(yè)制造和使用夾具的生產(chǎn)條件和技術(shù)狀況了解所使用量具、刀具和輔助工具等的型號、規(guī)格準(zhǔn)備好設(shè)計夾具用的各種標(biāo)準(zhǔn)、工藝規(guī)定、典型夾具圖冊和有關(guān)夾具的設(shè)計指導(dǎo)資料等2023/7/29*165確定夾具的結(jié)構(gòu)方案工件的定位方案工件的夾緊方案變更工位的方案對刀或?qū)б桨赴惭b方式及夾具體的結(jié)構(gòu)形式對結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行精度分析和估算論證方案的可行性及科學(xué)性對薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行修改2023/7/29*166繪制夾具總圖繪制夾具總圖的步驟遵循國家制圖標(biāo)準(zhǔn)，繪圖比例取1:1先用雙點(diǎn)劃線將工件按加工狀態(tài)繪好依次繪制定位元件、夾緊裝置和夾緊元件、對刀裝置或?qū)б?、夾具本體及各個連接件等標(biāo)注必要的尺寸、配合和技術(shù)要求2023/7/29*167總體