第三章機床夾具設計ppt課件

1、第三章機床夾具設計ppt課件2022/7/17一 概述二 工件在夾具中的定位三 工件的夾緊四 各類機床夾具設計要點五 專用夾具的設計方法和步驟2022/7/172機床夾具的主要功能在機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 機床夾具的主要功能就是完成工件的裝夾工作 2022/7/173工件的安裝方法找正安裝法以工件的有關表面或專門劃出的線痕作為找正依據(jù)，用劃針或指示表進行找正，將工件正確定位后將工件夾緊，進行加工 2022/7/174專用夾具

2、安裝法靠夾具將工件定位、夾緊，以保證工件相對于刀具、機床的正確位置 液壓銑床夾具2022/7/175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2022/7/176夾具裝夾工件的特點工件在夾具中的正確定位，是通過工件上的定位基準面與夾具上的定位元件相接觸而實現(xiàn)的夾具預先在機床上已調整好位置，工件通過夾具對于機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2022/7/177裝夾基本上不受工人技術水平的影響，能比較容易和穩(wěn)定地保證加工質量裝夾迅速、方便，能減輕勞動強度，顯著地減少輔助時間，提高勞動生產(chǎn)率能擴大機床的使用范圍用夾具可在車床上加工機體

3、階梯孔2022/7/178機床夾具的分類按夾具的通用特性分類通用夾具結構、尺寸已標準化、系列化，且具有一定通用性的機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計和制造的夾具2022/7/179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，再為每組工件設計組內通用的專用夾具可調夾具對不同類型和尺寸的工件，只需調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，由一套預先制造好的標準元件組裝成的專用夾具2022/7/1710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動，并將工件沿著自動線從一個工位移至下

4、一個工位進行加工 按夾具使用的機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床夾具數(shù)控機床夾具2022/7/1711按夾具的動力源分類機動夾具分為氣動、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有擴力機構與自鎖性能，以減輕勞動強度與確保安全生產(chǎn)2022/7/17122022/7/17132022/7/1714機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床主軸、工作臺或導軌的相對位置2022/7/1715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

5、衡塊等，以及標準化了的其它聯(lián)接元件對刀或導向元件用于保證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2022/7/1716機床夾具的現(xiàn)狀及發(fā)展方向當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床夾具適用于現(xiàn)代化制造技術的新型機床夾具采用液壓動力源的高效夾緊裝置提高機床夾具的標準化程度2022/7/1717現(xiàn)代機床夾具的發(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，減輕工人的勞動強度2022/7/1718柔性化通過調整、組合等

6、方式，以適應工藝可變因素高效化按夾具零件及部件的國家標準以及各類通用夾具、組合夾具標準制造，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)總成本2022/7/1719二、工件的定位 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。2022/7/1720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，對于空間直角坐標系來說，具有六個自由度：三個位移自由度和三個

7、旋轉自由度工件的六個自由度2022/7/1721六點定位原則實質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質六點定位原則通常，一個支承點限制工件的一個自由度使用合理設置的六個支承點，與工件的定位基準相接觸，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，稱為六點定位法則2022/7/1722矩形工件定位圓形工件定位2022/7/1723說明定位支承點是由定位元件抽象而來的定位支承點與工件定位基準面始終保持接觸，才能起到限制自由度的作用分析定位支承點的作用時，不考慮力的影響2022/7/1724定位中的幾種情況完全定位不重復地限制了工

8、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限制同一個自由度的現(xiàn)象欠定位2022/7/1725不完全定位示例過定位及消除方法示例2022/7/1726工件定位中的過定位問題通常，自由度限制大于3，小于、等于6過定位的不良后果使接觸點不穩(wěn)定，增加了不同一性增加了夾緊變形部分工件不能順利與定位元件配合2022/7/1727消除或減少過定位干涉的方法改變定位元件結構，使定位元件重復限制自由度的部分不起定位作用提高工件定位基準之間以及定位元件工作表面之間的位置

9、精度只有提出合理的附加條件，才允許采用過定位2022/7/1728定位基準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床和刀具就占有一個預定的位置，或者是使同一批工件逐次放置到夾具中時都能占據(jù)同一位置定位基準機械加工中用作定位的基準定位基面工件定位時，作為定位基準的點和線，往往由某些具體表面體現(xiàn)出來，這種表面稱為定位基面2022/7/1729工件的定位基準2022/7/1730主要定位基準面設置三個支承點，限制了工件的三個自由度的定位表面。要求：支承面積大；三個支承點要對稱配置定位基準按自由度分類2022/7/1731導向定位基準面設置二個支承點，限制了工件的二

10、個自由度的定位表面。要求：應選狹長表面；支承點布置應盡可能遠2022/7/1732雙導向定位基準面限制四個自由度的圓柱定位面雙支承定位基準面限制二個移動自由度的圓柱定位面2022/7/1733止推定位基準面限制一個移動自由度的定位基準面。要求：應選窄小且與切削力相對的表面；支承方向平行于導向方向防轉定位基準面限制一個旋轉自由度的定位表面。要求：支承點布置應離回轉線盡可能遠2022/7/1734常用定位元件及選用對定位元件的基本要求限位基面應有足夠的精度限位基面應有較好的耐磨性支承零件應有足夠的強度和剛度定位零件應有較好的工藝性定位元件應便于清除切屑2022/7/1735常用定位元件所能限制的自

11、由度常用定位元件可按工件典型定位基準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2-12022/7/1736常用定位元件的選用工件以平面定位面積較小的基準平面選用支承釘面積較大、平面度精度較高的基準平面定位選用支承板毛坯面、階梯平面和環(huán)形平面作基準平面定位時，選用自位支承毛坯面作基準平面時調節(jié)時可按定位面質量和面積大小分別選用可調支承當工件定位基準面需提高定位剛度、穩(wěn)定性和可靠性時可選用輔助支承2022/7/1737支承釘支承板2022/7/1738可調支承輔助支承提高工件的剛度和穩(wěn)定性2022/7/1739自位支承可調支承2022/7/1740輔助支承起

12、預定位作用輔助支承類型2022/7/1741工件以外圓柱定位當工件對稱度要求較高時，選用V形塊當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2022/7/1742工件以內孔定位工件上定位內孔較小時，常選定位銷圓錐定位銷2022/7/1743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2022/7/1744定位誤差分析452022/7/17六點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“準與不準”的問題 只與工件定位有關的誤差稱為定位誤

13、差，用D表示 一般限定定位誤差不超過工件加工公差T的1/51/3，即 D(1/51/3)T 2022/7/1746產(chǎn)生定位誤差的原因基準位移誤差定位基準發(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致的定位基準在加工尺寸方向上最大位置變動量，稱為基準位移誤差，用Y表示基準位移誤差的方向是任意的。減小定位配合間隙，即可減小基準位移誤差Y值，以提高定位精度 2022/7/1747基準位移產(chǎn)生的定位誤差2022/7/1748基準不重合誤差定位基準與工序基準不重合產(chǎn)生定位誤差由于工序基準與定位基準不重合所導致的工序基準在加工尺寸方向上的最大位置變動量，稱為基準不重合誤差，用B表示基準不重

14、合產(chǎn)生定位誤差492022/7/17定位誤差的計算尺寸定位誤差D=Y+B計算定位誤差時，可以分別求出基準位移誤差和基準不重合誤差，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,確定工序基準的兩個極限位置，根據(jù)幾何關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502022/7/17 V 形塊定位時的定位誤差 如圖2-30 需要計算每一個工序尺寸的定 位誤差 2022/7/1751例8-1：用單角度銑刀銑削斜面，求加工尺寸為390.04mm的定位誤差B = 0、Y0時，產(chǎn)生定位誤差的原因是基準位移誤差，故只要計算出Y即可 求得： D=Y=0.028mm2022/7/1752

15、例8-2：如圖，以B面定位，銑工件上臺階面C，求保證尺寸200.15mm的定位誤差。B0、Y=0時，產(chǎn)生定位誤差的原因是基準不重合誤差B，故只要計算出B即可 求得：方案a： D=B=0.28mm方案b： D=0 2022/7/1753例8-3：如圖，B 0，Y 0 時的定位誤差。 D=B+Y B0、Y0時，造成定位誤差的原因是相互獨立的因素時，應將兩項誤差相加 2022/7/1754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2022/7/1755“一面兩孔”定位的特點生產(chǎn)中最常見的“一面兩孔”定位容易實現(xiàn)基準統(tǒng)一位置精度高存在過定位現(xiàn)象（支承平

16、面限制三個自由度，每根短銷限制兩個自由度）2022/7/1756兩圓柱銷一支承板定位方式2022/7/1757兩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 Xmin2022/7/1758第二定位銷裝入的條件當孔徑、銷徑為：D1min、D2min、d1max、d2max 孔間距最小、銷間距最大：(LLD)、 (L+Ld)第一銷孔中心到第二孔徑的最大距離為：LLD+ D2min/2= L +Ld+ d2max/2 + X2min/2 即：d2max= D2min 2 (LD+ Ld + X2min/2)2022/7/1759當孔徑、銷徑為：D1min、D2

17、min、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2022/7/1760實際定位時上述兩種極限情況的機會是很少的，因此通常第二定位銷孔不預留間隙，即X2min=0此外，第一定位銷、孔的最小配合間隙起補償中心距偏差的作用于是得到： d2max= D2min 2(LD+ Ld X1mi

18、n/2) 或：X2min= 2(LD+ Ld X1min/2)2022/7/1761一圓柱銷一削邊銷及一支承板的定位方式削邊銷的形成2022/7/1762為了保證銷的強度，通常使用菱形銷圖a用于直徑很小時圖b用于直徑為350mm時圖c用于大于50mm時2022/7/1763削邊銷的尺寸的確定削邊銷已標準化 （參見表3-3）2022/7/1764定位誤差分析基準位移誤差：為第一定位銷、孔的最大配合間隙Y = D1+d1+ X1min轉角誤差：或2022/7/1765實例：設計步驟參見教材2022/7/1766一、工件以平面定位1 平面定位的定位方法定位面也應是一個平面，但平面的構造與定位基準的質

19、量有關。（1） 工件以未經(jīng)機械加工的平面定位 一般采用三點，圖2-13。 但也有時不適合采用三點支撐，圖2-14。（2）工件以已經(jīng)機械加工的平面定位 用平面定位，圖2-15。 2022/7/17672022/7/17682 平面定位的定位件設計 （1） 固定支承 圖2-16 （2） 支承板 圖2-17 （3） 可調支承 圖2-18 （4） 自位支承 圖2-19 2022/7/17692022/7/1770工件以臺階面定位及輔助支承件的作用 適合H/L很小時采用。圖2-20 常見的輔助支承。圖2-21 2022/7/1771平面定位的定位誤差定位誤差：定位基準對其規(guī)定位置的最大可能位移量稱作定位

20、誤差。工件以平面作定位基準時，一般認為定位誤差等于零。影響定位誤差的因素： （1）定位基準和定位表面的表面尺寸精度和以幾個基準定位時其相互位置的精度。 （2）定位方法及定位件的構造形式。 （3）定位件和夾具本體連接的性質及定位表面在夾具體上對規(guī)定位置的精度。2022/7/1772二、工件以外圓柱面定位 常用的定位方法有：圓柱孔定位V形塊定位半孔定位自動定心裝置 1 用圓柱孔定位（1） 定位方法與定位件構造 圖2-222022/7/1773（2） 定位誤差分析 如圖2-23所示。 工件定位基準尺寸：D-a 定位件的尺寸：D定+a定 為了保證整批工件都能順利地 放入定位襯套。 則： D定 D 令：

21、D定 D= 定位誤差定位： 定位=（D定位+a定） （D a） 定位=a+a定2022/7/17743）定位孔極限尺寸的確定 按基軸制選擇G7或F8小間隙配合 。例：某定位基準尺寸為 試確定定位孔的極限尺寸？解：把基準尺寸轉換成標準形式（基軸制要求軸是h形式，即上偏差為0）。 按G7選得定位孔尺寸為： 轉換成入體公差形式為：2022/7/17752 用V形塊定位（1） 定位方法 適用情況： 水平精度要求高，垂直精度要求低 用外圓柱面作定位基準，但不適合用孔定位的情況 用一段圓弧做定位基準，用V形塊作角向定位。 圖2-25，圖2-29。2022/7/17762022/7/17772） V 形塊的

22、構造 如圖2-27，圖2-28。2022/7/17783） V 形塊定位時的定位誤差 如圖2-30需要計算每一個工序尺寸的定位誤差 2022/7/17793. 用半圓孔定位（1） 定位方法及定位件構造 圖2-31（2） 定位誤差分析 如圖2-33 定位=(a+a定)/22022/7/1780三、工件以孔定位 定位方法有： 外圓柱面 外圓錐面 自動定心裝置 1 用外圓柱面定位 （1）定位方法和定位件構造 定位件有定位心軸和定位銷，定位銷的結構如圖2-34。 （2）定位誤差的計算和定位銷極限尺寸的確定 按基孔制 g6 或 f7 來確定。 定位誤差 定位=a+a定2022/7/17812 用外圓錐面

23、定位 定位誤差 定位=0 （1） 小錐度定位法 錐度在1/10001/5000， 一般工件不需要另外夾緊。 定位件需要較長 L=l+lk+s，其中： 軸向移動量l=a/k=a/2tg， 接觸長度lk=緊度/ K， 緊度一般為0.0070.02mm， s 工件寬度，K錐度，半錐角。 要求工作的孔一般為IT6IT7精度。2022/7/17822） 大錐度定位法 一般同時還需要另一表面來防止基準傾斜。 如圖2-38。2022/7/1783組合定位 組合定位是指工件以一組基準定位。選擇的一組定位基準有一面兩孔，一孔一面，一孔一外圓等，由于兩孔一面組合定位最為典型，以此為例，分析組合定位的原則。 一、

24、定位件為兩個圓柱銷 假設：兩基準孔的直徑及公差為D1+a1，D2+a2， 兩孔間的距離Ll。 需要確定兩圓柱銷的直徑D定1-a定1，D定2-a定2， 兩銷之間的距離為Ll定。 條件是考慮工件的裝卸容易和滿足定位精度的要求。2022/7/17841先假定2l 及2l定為零 此時相當選擇單一孔作定位基準的情況。因此，圓柱銷的尺寸可根據(jù) g6 或 f7 選擇。 假設最小間隙和公差分別為1，2，a定1，a定2，則： D定1=D1-1, D定2=D2-2， 如圖2-392022/7/17852. 假定定位銷與基準孔之間不需要保證間隙1，2， 1）并且2l定=0 由于工件存在距離尺寸公差2l，為了保證全批

25、工件自由裝卸，定位銷的直徑應減小，假設通過減小第二定位銷的辦法來補償。 則：定位銷最大直徑為： D定1=D1，D定2=D2-2l 2） 假設2l=0,2l定0， 則：D定1=D1，D定2=D2-2l定， 2022/7/17863. 三項誤差同時存在 則最大直徑：D定1=D1-1， D定2=D2-2-2l-2l定。 最小直徑： D定1-a定1， D定2-a定2。 l定一般取 l 的1/31/5， 這樣定位件的尺寸就被確定下來了2022/7/17874定位誤差的計算 （1） 在基準中心連線方向上（X方向上）的誤差 第一基準的定位誤差定位1x=a1+1+a定1 第二基準的定位誤差定位2x=定位1x+

26、2l（2） 與兩孔連線垂直方向（y方向）上的定位誤差 定位1y=a1+1+a定1 定位2y= a2+2+a定2+2l+2l定2022/7/1788（3） 角向誤差 tg=(定位1y+定位2y)/2L 注意：工件傾斜后，工件上各點的定位誤差是不同的，計算時應根據(jù)原始尺寸的情況具體分析，可以通過改變定位方法，來提高定位精度。 2022/7/1789工件的夾緊2022/7/1790夾緊裝置的組成及其設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2022/7/1791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構傳遞力的機構，作用：改變作用力的方向；改變作用力的

27、大?。痪哂幸欢ǖ淖枣i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2022/7/1792夾緊裝置的組成設計夾具應考慮的問題夾緊力傳力方式夾緊機構大小、方向、作用點手動、液力、電力等增力、快速、機動等2022/7/1793夾緊裝置的設計原則工件不移動原則夾緊過程中，應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，既要保證夾緊可靠，又應使工件產(chǎn)生加工精度不允許的變形2022/7/1794工件不振動原則對剛性差的工件，或進行斷續(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構夾緊行程應足夠，操作方便、安全，勞動強度低，生產(chǎn)效率高經(jīng)濟實

28、用原則夾緊裝置的自動化和復雜程度與生產(chǎn)綱領相適應，有良好的工藝性和經(jīng)濟性2022/7/1795確定夾緊力的基本原則 夾緊力方向的確定應指向各定位元件，盡可能垂直于主定位基準，在工件剛度最大方向上將工件夾緊有助于定位，不破壞其準確性和可靠性應考慮接觸面積的影響，使工件變形盡可能小應使夾緊力盡可能小，減輕勞動強度、提高生產(chǎn)效率2022/7/1796夾緊力應指向主要定位基面夾緊力方向與夾緊力大小的關系2022/7/1797 夾緊力作用點的選擇夾緊力作用點是指夾緊元件與工件接觸的一小塊面積應落在支承元件上或幾個支承元件所形成的支承面內應選在工件剛性較好的部位應盡可能靠近被加工表面，以減少切削力翻轉力矩

29、的影響，減少振動2022/7/1798夾緊力作用點應在支承面內夾緊力作用點應在剛性較好部位2022/7/1799夾緊力作用點應靠近加工表面2022/7/17100 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，剛性差的工件應均勻加壓機動夾緊時應計算夾緊力的大小，以理論夾緊力乘以安全系數(shù)K 粗加工取K2.53 精加工取K1.52夾緊力三要素的確定，是一個綜合性問題，必須考慮工件的結構特點、加工工藝方法、定位元件的結構和布置等多種因素2022/7/17101 增加輔助支承和輔助夾緊點高支座鏜孔輔助夾緊 減小夾緊變形的措施2022/7/17102分散著力點分散著力點薄壁套的夾緊變形及改善利用

30、對稱變形增加壓緊件接觸面積2022/7/17103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，可采用凍結式夾具：將工件定位于一隨行的型腔里，然后澆灌低熔點金屬，待其固結后一起加工；加工完成后，再加熱熔解取出工件（低熔點金屬的澆灌及熔解分離，都是在生產(chǎn)線上進行的）其他措施2022/7/17104常用夾緊機構及其選用斜楔夾緊機構工作原理利用楔塊的斜面將楔塊的推力轉變?yōu)閵A緊力，從而夾緊工件夾緊力的大小2022/7/17105夾持原則楔塊夾緊工件后應能自鎖， 1 +2 為自鎖條件一般鋼鐵的摩擦系數(shù)為0.10.15，取1 =2 = 57，故1014為了安全可靠，取= 572022/7/17106

31、斜楔夾緊機構2022/7/17107夾持特點結構簡單，有增力作用。 一般擴力比 Q/F3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 5862HRC偏心輪、凸輪、螺釘為楔塊的變種2022/7/17108螺旋夾緊機構工作原理類似楔塊夾緊力的大小類似楔塊夾持特點結構簡單，增力大夾緊可靠，能保證自鎖夾緊動作慢，適合手動夾緊2022/7/17109螺旋夾緊的構造螺釘、壓塊、手柄等簡單螺旋夾緊機構2022/7/17110快速螺旋夾緊機構2022/7/17111 螺旋壓板夾緊機構2022/7/17112偏心夾緊機構工作原理利用轉動中心與幾何中心偏移的

32、圓盤或軸作為夾緊元件自鎖條件D/e 1420夾持特點結構簡單，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2022/7/17113偏心壓板夾緊機構設計計算偏心距取2e + （：工件尺寸公差；：裝卸工件預留間隙）偏心輪直徑取D=14e20e手柄長取L=(22.5)D最小夾緊行程Smin=+ 偏心輪材料：20鋼或20Cr；表面滲碳淬火5560HRC，磨光、發(fā)藍2022/7/17114單臂、雙臂單作用、雙臂雙作用鉸鏈夾緊機構鉸鏈夾緊機構屬增力夾緊機構，機構簡單，增力倍數(shù)大2022/7/17115定心夾緊機構在工件定位時，常將工件的定心定位和夾緊結合在一起，這種機構稱

33、為定心夾緊機構定心夾緊機構的特點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的誤差對稱地分布2022/7/17116螺旋式、偏心式、斜面（錐面）定心夾緊機構斜面作用定心夾緊機構2022/7/17117彈簧夾頭的結構2022/7/17118自動定心卡盤齒輪齒條定心夾緊機構杠桿作用定心夾緊機構2022/7/17119鼓膜夾具液性塑料定心夾具彈性定心夾緊機構2022/7/17120聯(lián)動夾緊機構有時需要同時有幾個點對工件進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)動機構多點夾緊浮動壓頭2022/7/

34、17121浮動夾緊機構（四點雙向浮動、平行式多點夾緊、多點浮動）2022/7/17122 多件多位（聯(lián)動） 夾緊機構2022/7/17123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2022/7/17124先定位后夾緊聯(lián)動機構2022/7/17125浮動機構2022/7/17126設計多位夾緊機構應注意的問題夾緊元件必須為浮動、可調節(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與定位方式和加工方法相適應應保證每一工件都有足夠的夾緊力夾緊元件和傳力零件應有足夠的剛性，保證傳力均勻2022/7/17127多位夾緊機構的合理設計用液性塑料自動調節(jié)夾緊力2022/7/171

35、28夾緊機構的設計要求夾緊機構是指能實現(xiàn)以一定的夾緊力夾緊工件選定夾緊點的功能的完整結構主要包括與工件接觸的壓板、支承件和施力機構2022/7/17129 對夾緊機構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)接銷實現(xiàn)2022/7/17130雙件聯(lián)動機構實現(xiàn)相互垂直作用力的聯(lián)動機構可聯(lián)動可實現(xiàn)幾個方向的夾緊力同時作用或 順序作用2022/7/17131順序作用的聯(lián)動機構2022/7/17132杠桿機構的常見情況幾種斜面增力機構可增力常用的有螺旋、杠桿、斜面、鉸鏈及其組合2022/7/17133鉸鏈杠桿增力機構可自鎖當去掉動力源的作用之后，仍能保持對工件的夾緊狀態(tài)，稱為夾緊機構的自鎖常用的

36、自鎖機構有螺旋、斜面及偏心機構等2022/7/17134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遵循兩條原則經(jīng)濟合理與夾緊機構相適應2022/7/17135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構和偏心施力機構的夾緊系統(tǒng)設計時應選用較大的裕度系數(shù)2022/7/17136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2022/7/17137液壓動力源液壓夾緊是利用液壓油為工作介質來傳力的一種裝置液壓夾緊的傳動系統(tǒng)與普通氣壓系

37、統(tǒng)類似它與氣動夾緊比較，具有夾緊力穩(wěn)定、吸收振動能力強等優(yōu)點，但結構比較復雜、制造成本高，因此適用于大量生產(chǎn)2022/7/17138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，比氣動夾緊裝置復雜其工作原理如圖所示氣-液組合夾緊工作原理2022/7/17139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、減輕勞動強度電磁吸盤主要用于要求夾緊力穩(wěn)定的精加工夾具中2022/7/17140工件的夾緊及夾緊裝置夾盡裝置的組成和要求 一、 夾緊裝置的組成 工件在夾具上的安裝包括定位和夾緊兩個過程。夾緊的目的：是在加工過程中當受

38、到切削力、慣性力和工件重力等力的作用時，仍保證工件具有定位的穩(wěn)定性和生產(chǎn)的安全性。 2022/7/17141夾緊裝置的組成：如圖3-2。（1） 產(chǎn)生力源的部分（2） 中間傳力部分作用： 改變夾緊力的方向； 改變夾緊力的大?。?保證夾緊的可靠性、自鎖性。（3） 夾緊元件部分 是直接與工件接觸的元件， 完成夾緊作用。2022/7/17142二、 夾緊裝置的要求 1保證精度方面：確保工件已獲得的正確位置，保證 工件不變形。 2從使用要求看：夾緊應安全可靠（一般要有自鎖）， 操作方便省力。 3保證設計合理性要求：合理的結構，良好的工藝性，低成本，短的設計和制造周期。 2022/7/17143三、 夾緊

39、力的確定 一個力包括三要素：大小、方向和作用點。 1 夾緊力方向的選擇（1） 應朝向主要定位基準 保證不破壞工件定位的準確性和可靠性。（2） 應作用在工件剛性較大的方向 保證工件的變形最小。如圖3-3（3） 應使所需夾緊力最小 主要考慮夾緊力與切削力和重力的方向關系。 如圖3-4，圖3-5。 2022/7/171442022/7/17145對于各種要求應辨證分析，恰當處理。例如：如圖夾具夾緊力的方向為最不理想的情況，但由于工件小，重量輕，鉆小孔時的切削力也小，因此，此種結構仍然很實用。2022/7/171462 夾緊力作用點的選擇（1） 夾緊力的合力作用于支支承面的幾何中心。如圖3-7（2）

40、夾緊力作用點應盡可能靠近被加工表面。如圖3-8（3） 夾緊力均勻。如圖3-6，圖3-9，圖3-102022/7/171472022/7/171483夾緊力大小的確定 夾緊力大小的確定也很重要，夾緊力過大，會使工件變形，過小會使夾緊不可靠。手動夾緊時：一般不計算，只是類比參考確定。機動夾緊時：先建立夾緊力、切削力和重力組成的平衡力系，求出夾緊力，然后給出23倍的安全系數(shù)，以此來設計夾緊機構的尺寸。 2022/7/17149簡單夾緊機構 一、契塊夾緊 如圖3-112022/7/17150契塊夾緊的特點： （1）有自鎖性 自鎖條件是 1+2， 1，2楔塊上下表面與夾具的摩擦角。 （2）擴力系數(shù)不大

41、一般是22.5倍 （3）楔角的選擇 ，自鎖性，行程 ，自鎖性，行程2022/7/17151二、 螺旋夾緊 如圖3-132022/7/17152螺旋夾緊的特點：（1） 自鎖性能好（2） 擴力系數(shù)大 ip=75（3） 標準化程度高（4） 夾緊速度慢一般采用快卸機構 如圖3-14，圖3-15，圖3-16，圖3-17，圖3-18，圖3-19。2022/7/171532022/7/171542022/7/171552022/7/17156三、 偏心夾緊 如圖3-20偏心夾緊的特點： （1） 當 e R tg時有自鎖； （2） 擴力系數(shù) 10左右； （3） 夾緊迅速； （4） 有效夾緊行程小。2022/7

42、/17157圓偏心輪工作位置的確定： 2 e + D 14 e （根據(jù)自鎖條件如果tg=0.15 ） C = D/2 + - e 其中： ：工件被夾緊表面的尺寸公差：便于裝卸工件所留間隙， （0.5毫米左右）C：偏心輪安裝參數(shù)。2022/7/17158圓偏心輪的結構形式：2022/7/17159一、氣動夾緊裝置1氣動傳動系統(tǒng) 如圖3-37，氣壓為46個工程大氣壓。2022/7/171602氣缸結構及工作特性 。2022/7/171612022/7/171622022/7/17163偏心輪楔塊夾緊機構2022/7/17164圓偏心夾緊機構12022/7/17165圓偏心夾緊機構22022/7/1

43、7166各類機床夾具2022/7/17167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床主軸一起旋轉，刀具作進給運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運動，夾具作進給運動車床夾具2022/7/17168車床常用通用夾具的結構三爪自定心卡盤四爪單動卡盤2022/7/17169撥動頂尖端面撥動頂尖2022/7/17170車床專用夾具的典型結構心軸類車床夾具錐柄式心軸2022/7/17171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2022/7/17172車氣門桿的角鐵式夾具2022/7/171

44、73圓盤式車床夾具適用于形狀復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2022/7/17174車床夾具的設計特點工件均為回轉體，夾具隨機床主軸一起旋轉，因此要求夾具結構緊湊、輪廓尺寸盡可能小、重量盡可能靠近回轉軸線，以減少慣性力和回轉力矩轉速高，必須考慮平衡、夾緊力大小、元件剛度和強度、操作安全等問題，注意消除不平衡引起的振動現(xiàn)象2022/7/17175與機床的聯(lián)接視具體情況而定，通常是夾具的定位基準，有較準確的圓柱孔或圓錐孔夾具帶動工件旋轉，不允許工件相對主軸位移為使夾具使用安全，應盡可能避免帶有尖角或凸出部分，必要時要加防護罩2022/7/17176銑床類夾具的特點工

45、件安裝在夾具上隨同機床工作臺一起作送進運動銑床類夾具特點銑削為斷續(xù)切削，沖擊、振動大，夾緊力要求較大銑削加工效率高，工件安裝應迅速，要有快速對刀元件夾具要有足夠的剛度和強度，本體應牢固地固定在機床工作臺上2022/7/17177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動特點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、組合銑夾具直線進給夾具、圓周進給夾具、沿曲線進給夾具2022/7/17178銑床通用夾具的結構主要有平口臺虎鉗，主要用于裝夾長方形工件，也可用于裝夾圓柱形工件2022/7/17179典型銑床專用夾具的結構銑削鍵槽用的簡易專用夾具主要由夾具

46、體、定位板、夾緊機構、對刀塊、定向鍵等組成2022/7/17180加工殼體的銑床夾具2022/7/17181銑床夾具的設計特點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構尺寸已標準化，應按銑床工作臺的 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力求最大2022/7/17182定位鍵及其連接銑床耳座2022/7/17183對刀裝置銑床夾具的對刀裝置由對刀塊、（平、圓）塞尺等組成2022/7/17184標準對刀塞尺銑床夾具的夾具體應有足夠強度和剛度，應盡可能降低夾具的重心，工件待加工表面應盡可能靠近工作臺，夾具體高寬比以H

47、/B11.25為宜2022/7/17185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，一般分為固定式、回轉式、移動式、翻轉式、復蓋式和滑柱式等幾種類型鉆鏜夾具鉆床夾具的分類2022/7/17186固定式2022/7/17187回轉式2022/7/17188移動式2022/7/17189翻轉式2022/7/17190蓋板式2022/7/17191滑柱式2022/7/17192鉆床夾具的設計主要考慮鉆套的設計鉆床夾具的設計特點鉆套是用來引導鉆頭、擴孔鉆、鉸刀等孔加工刀具，加強刀具剛度，并保證所加工的孔和工件其它表面有準確的相對位置鉆套按結構和使用特點可分為以下四類固定鉆套 可

48、換鉆套快換鉆套 特殊鉆套2022/7/17193標準鉆套固定可換快換2022/7/17194特殊鉆套2022/7/17195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元件鏜套來引導鏜桿，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、引導元件、夾具體四部分組成鏜孔的精度可不受機床精度的影響2022/7/17196加工磨床尾座的鏜套2022/7/17197鏜套：其結構對于孔的幾何形狀、尺寸精度及表面粗糙度影響很大，其結構決定了鏜套位置的準確度和穩(wěn)定性分為固定式鏜套（和鉆套類似）和回轉式鏜套（隨鏜桿轉動）2022/7/17198典型數(shù)控機

49、床夾具數(shù)控機床夾具的特點應有較高的精度應有利于實現(xiàn)加工工序的集中夾緊應牢固可靠、操作方便設計數(shù)控機床夾具時，應按坐標圖上規(guī)定的定位和夾緊表面以及機床坐標的起始點，確定夾具坐標原點的位置高效化、柔性化和高精度2022/7/17199液壓三爪自定心卡盤防止刀具與夾具元件相碰2022/7/17200數(shù)控銑床夾具對數(shù)控銑床夾具的基本要求夾具應能保證在機床上實現(xiàn)定向安裝，還要求能協(xié)調零件定位面與機床之間保持一定的坐標尺寸聯(lián)系夾緊機構元件與加工面之間應保持一定的安全距離，同時要求夾緊機構元件能低則低，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2022/7/17201數(shù)控

50、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2022/7/17202數(shù)控鉆床夾具設計數(shù)控鉆床夾具應注意的問題優(yōu)先選用組合夾具單件加工應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行加工避免干涉盡量減少夾壓變形，合理選擇定位點及夾緊點可在夾具上設置對刀點2022/7/17203加工中心機床夾具根據(jù)加工中心機床特點和加工需要，目前常用的夾具結構類型有專用夾具、組合夾具、可調整夾具和成組夾具在加工中心上，夾具的任務不僅是夾緊工件，而且還要以各個方向的定位面為參考基準，確定工件編程的零點2022/7/17204現(xiàn)代機床夾具2022/7/17205組合

51、夾具組合夾具是一種標準化、系列化程度很高的柔性化夾具。它由一套預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： 基礎件 支承件 定位件 導向件 夾緊件 緊固件 其它件 合件2022/7/17206T形槽系組合夾具的元件2022/7/17207盤形零件鉆徑向分度孔的T形槽系組合夾具2022/7/17208KD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2022/7/17209模塊化夾具模塊化夾具是一種柔性化的夾具，通常由基礎件和其它模塊元

52、件組成模塊化是指將同一功能的單元，設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。它們都具有方形、矩形和圓形基礎件。但組合夾具的萬能性好，標準化程度高；而模塊化夾具則為非標準的，一般是為本企業(yè)產(chǎn)品工件的加工需要而設計的2022/7/17210模塊化夾具的基礎件模塊化鉆模2022/7/17211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雜且無良好輸送基面，或雖有良好的輸送基面，但材質較軟的工件。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2022/7/17212隨行夾具2022/7/

53、17213各類機床夾具及其設計特點鉆床類夾具鉆床類夾具：是用于各種鉆床、鏜床和組合機床上加工孔時的夾具，有時也叫鉆模。工作特點：它的主要作用是控制刀具的位置和導引其送進方向。 一、鉆床夾具的構造和種類1. 固定模板式鉆模：鉆模板固定在夾具體上。 鉆模板固定在夾具體上，排除了活動聯(lián)結造成的誤差，所以被加工孔的位置精度較好。2022/7/17214在殼體上鉆孔用的固定模板式鉆模：2022/7/17215具有分度裝置的固定模板式鉆模：2022/7/172162 復、蓋式鉆模復式鉆模：定位件和鉆套一同裝在鉆模板上，沒有夾具體，復在或放在工件上。2022/7/17217加工整流倉端面接合孔用的復式鉆模（

54、也叫鏡面鉆模）：2022/7/17218蓋式鉆模：鉆模板是個活動的蓋板，它與鉆具本體的組合和聯(lián)接，可以使用定位銷，也可以采用鉸鏈結構。是鉆模板可卸的蓋式鉆模：2022/7/17219鉸鏈式的蓋式鉆模：2022/7/172203. 翻轉式鉆模： 整個夾具可以和工件一起翻轉，用以加工不同方位的孔。 可分為箱式、半箱式和支柱式。箱式鉆模：2022/7/17221半箱式鉆模：2022/7/17222支柱式鉆模： 一般是四個柱而不是三個柱，以檢查夾具安放是否歪斜2022/7/17223回轉式鉆模：回轉式鉆模用來加工沿圓周分布的許多軸向孔或徑向孔。 2022/7/172245. 滑柱式鉆模：鉆模板沿滑柱上

55、下移動，不必使用單獨的夾緊裝置。2022/7/17225銑床類夾具銑床類夾具：包括用在各種銑床、刨床、平面磨床上的夾具。工作特點：工件安裝在夾具上，且隨同機床工作臺一起作送運動。 一、 銑床夾具的構造及典型裝置 各種銑床夾具：2022/7/172262022/7/172272022/7/172282022/7/17229定向鍵： 銑床夾具在機床工作臺上的安裝位置，直接影響工件被加工表面的位置精度。 在設計時就必須考慮其安裝方法，一般是在夾具底座下裝兩個定向鍵。 兩個定向鍵的距離盡可能大些，以利于提高安裝精度。2022/7/17230對刀裝置： 銑床夾具在工作臺上安裝好了以后，還要調整刀具對夾具

56、的相對位置尺寸，以便于進行定距加工。 一般采用對刀裝置。 采用對刀塊的主要原因是銑刀是多刃刀具，加工尺寸不便用試削法調刀。（但有時也采用試削法，用標準樣件調刀）。調刀的簡圖：2022/7/17231塞尺的形狀：對刀塊的形狀和安裝：2022/7/17232二、銑床類夾具的設計特點 1銑床夾具要有足夠的強度、剛度和可靠地夾緊。 銑削加工一般是斷續(xù)切削，要減小振動。 2要考慮如何快速地裝卸工件。 如設計多位，多件夾緊和連續(xù)加工的夾具，夾緊方法盡量采用氣、液壓或機械聯(lián)動機構。 原因是安裝時間占加工時間的比例大。 3一般要設計對刀裝置和定向鍵，對于大型夾具還要設計吊環(huán)等。 4. 應注意清除切屑和排液的方

57、便。 2022/7/17233車床類夾具車床類夾具：包括用于各種車床、內外圓磨床等機床上安裝工件的夾具。工作特點：這類夾具都是安裝在機床的主軸上，與主軸一起作回轉運動。用以保證工件被加工表面對其定位基準的位置精度。 一、各種車床夾具 車床類夾具按其結構特征大致可分為心軸類、圓盤類、花盤類和角鐵類幾種。2022/7/172341 心軸式 按照與機床主軸的連接方式，心軸可分為頂尖式心軸和錐柄式軸兩類。 2022/7/172352 圓盤式 對于各種軸類、盤類、套筒類和齒輪類等工件的車、磨工序，都可以應用圓盤式夾具。 由于工件和夾具都是對稱的，所以不需要考慮平衡問題。 有時要設計校正環(huán)用來找正，減小安

58、裝誤差。2022/7/17236過渡盤：2022/7/172373 花盤式 對于復雜工件，加工一個或幾個與其基準平面垂直的孔時，就可采用花盤式車床夾具。 由于定位基準與加工表面不同軸，因此在設計花盤式車床夾具時，就要考慮平衡問題。 2022/7/172384 角鐵式當工件的加工表面的軸線與定位基準面不垂直時，或不適合設計成對稱式夾具時，就可以采用角鐵式結構，但要妥善處理好平衡問題。2022/7/172392022/7/17240二、車床類夾具的設計特點 1夾具上最大最重的元件是夾具體，所以夾具體最好做成圓形，以適應旋轉運動的要求。 2 注意夾具旋轉過程中的平衡問題： 解決方法：增加重量，加配重

59、塊 減少重量，加減重孔 3當定位表面不能作為找正面使用時，應在夾具體上專門做出供找正用的圓柱面。 4保證工作安全 平衡是保證工作安全的措施之一； 還應注意，所有元件不應突出夾具體邊緣之外； 不應有易脫落甩出的元件，有時加防護罩； 此外壓板以及其它輔助元件的位置應盡量低矮，使刀架有足夠的活動空間而不易碰撞。 5. 盡量減輕機床主軸的負荷，因此，夾具的懸伸長度應盡量縮短。2022/7/17241專用夾具的設計方法2022/7/17242專用夾具設計的基本要求一個優(yōu)良的機床夾具應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)濟性好2022/7/17243專用夾具設計的規(guī)范化程

60、序夾具設計規(guī)范化的意義保證設計質量，提高設計效率設計方案與生產(chǎn)綱領相適應高位設計與定位副設置相容夾緊設計技術經(jīng)濟指標先進精度控制項目完備、數(shù)值規(guī)定合理結構設計工藝性好夾具制造成本經(jīng)濟有利于計算機輔助設計有利于初學者盡快掌握夾具設計的方法2022/7/17244夾具設計精度的設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，對某個關鍵零件，還應規(guī)定與偶件配作或配研應使主要組成零件具有相應終加工方法的平均經(jīng)濟精度應按獲得精度的工藝方法所達到的平均經(jīng)濟精度，規(guī)定基礎件具體加工孔的形位公差2022/7/17245夾具設計的規(guī)范化程序明確設計要求，認真調查研究，收集設計資料仔細研究工作圖