機(jī)床夾具設(shè)計(jì)原理和方法

機(jī)床夾具設(shè)計(jì)原理

為保證工件的加工要求，必須使工件在機(jī)床上處于準(zhǔn)確的位置，夾具就是用來(lái)實(shí)現(xiàn)這一要求的。用夾具定位涉及到三層關(guān)系：（1）工件在夾具上的定位；（2）夾具相對(duì)于機(jī)床的定位；（3）工件相對(duì)于機(jī)床的定位——間接通過(guò)夾具來(lái)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(guò)一定的裝置產(chǎn)生夾緊力，使工件保持在準(zhǔn)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(shè)計(jì)一、概述

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

夾緊：工件定位后將其固定，使其在加工過(guò)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(jiǎn)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(fù)雜的鑄件。

操作簡(jiǎn)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(jī)床夾具的用途

機(jī)床夾具是機(jī)床上用以裝夾工件（和引導(dǎo)刀具）的一種裝置。其作用是將工件定位，以使工件獲得相對(duì)于機(jī)床或刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。一、概述3.機(jī)床夾具的分類按夾具的應(yīng)用范圍和特點(diǎn)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(jī)床夾具的組成機(jī)床夾具的組成定位元件夾緊裝置對(duì)刀、引導(dǎo)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(diǎn)定位原理

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

圖5－3工件在空間的自由度與工件六點(diǎn)定位六點(diǎn)定位原理幾點(diǎn)注意：1、“點(diǎn)”的含義對(duì)自由度的限制，與實(shí)際的接觸點(diǎn)有區(qū)別與理論力學(xué)、機(jī)構(gòu)學(xué)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(gè)平面舉例2：在球面上加工一個(gè)通孔

六個(gè)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(yīng)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(guò)定位及消除過(guò)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(gè)典型表面的定位元件，單個(gè)典型表面是指平面、內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面等。單個(gè)典型表面是組成各種不同復(fù)雜工件的基本單元，分析單個(gè)典型表面的定位及定位元件設(shè)計(jì)是進(jìn)行夾具定位分析和夾具定位方案設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)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(tái)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(cè)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(yīng)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(guò)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(dòng)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(diǎn)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(diǎn)（1）對(duì)中性好；（2）應(yīng)用范圍廣V型塊定位情況V型塊的特點(diǎn)V形塊對(duì)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(shí)質(zhì)是定心定位。

V形塊能起對(duì)中作用，即工件軸心必處于V形塊兩斜面的對(duì)稱中心平面之上?？梢杂糜诜峭暾鈭A的定位?；顒?dòng)V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(zhǔn)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(jié)合三、定位誤差及其分析計(jì)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(shí)不能破壞工件在夾具中占有的正確位置；（2）夾緊力要適當(dāng)，既要保證工件在加工過(guò)程中不移動(dòng)、不轉(zhuǎn)動(dòng)、不振動(dòng)，又不因夾緊力過(guò)大而使工件表面損傷、變形（3）夾緊機(jī)構(gòu)的操作應(yīng)安全、方便、迅速、省力；（4）結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，制造、維修要方便。1）夾緊力的作用方向應(yīng)不破壞工件定位的準(zhǔn)確性1.夾緊力方向二、夾緊力的確定2）夾緊力方向應(yīng)使工件變形盡可能小二、夾緊力的確定3）夾緊力方向應(yīng)使所需夾緊力盡可能小二、夾緊力的確定看動(dòng)畫1）夾緊力作用點(diǎn)位置應(yīng)靠近支承元件的幾何中心或幾個(gè)支承元件所形成的支承面內(nèi)（動(dòng)畫）2、夾緊力作用點(diǎn)2）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)落在工件剛度較好的部位上3）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近被加工表面3.夾緊力的計(jì)算

一般采用機(jī)動(dòng)（氣動(dòng)、液動(dòng)）夾緊裝置時(shí)，需對(duì)夾緊力進(jìn)行計(jì)算，而采用手動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)時(shí)，常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)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(dú)使用楔塊對(duì)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(dòng)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(jī)構(gòu)是利用斜楔的軸向移動(dòng)直接對(duì)工件進(jìn)行夾緊或推動(dòng)中間元件將力傳遞給夾緊元件再對(duì)工件進(jìn)行夾緊。

1、斜楔夾緊裝置斜楔夾緊機(jī)構(gòu)夾緊力的計(jì)算

（2）斜楔夾緊的自鎖條件當(dāng)工件夾緊并撤除源動(dòng)力P后，夾緊機(jī)構(gòu)依靠摩擦力的作用，仍能保持對(duì)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(kuò)力比（擴(kuò)力系數(shù)）公式5-24所示（4）斜楔夾緊機(jī)構(gòu)行程比一般把斜楔的移動(dòng)行程L與工件需要的夾緊行程S的比值，成為行程比，（5）應(yīng)用：斜楔夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，但由于它的機(jī)械效率較低，很少直接用于手動(dòng)夾緊，而常用在工件尺寸較小的機(jī)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)中。1、斜楔夾緊裝置（2）螺旋夾緊裝置