2.5機床夾具的基本原理

1、將工件進行定位、夾緊，將刀具進行導(dǎo)向或?qū)Φ?，以將工件進行定位、夾緊，將刀具進行導(dǎo)向或?qū)Φ?，以保證工件和刀具間的相對位置關(guān)系的附加裝置。保證工件和刀具間的相對位置關(guān)系的附加裝置。 定位元件：起定位作用，保證工件相對于夾具的位置。定位元件：起定位作用，保證工件相對于夾具的位置。 夾緊裝置：將工件夾緊，以保持工件在加工時的既得位置。夾緊裝置：將工件夾緊，以保持工件在加工時的既得位置。 導(dǎo)向元件和對刀裝置：保證刀具相對夾具的位置。導(dǎo)向元件和對刀裝置：保證刀具相對夾具的位置。 連接元件：用來保證夾具和機床工作臺之間的相對位置。連接元件：用來保證夾具和機床工作臺之間的相對位置。 夾具體：用于連接夾具各元件

2、及裝置使其成為一個整體的基夾具體：用于連接夾具各元件及裝置使其成為一個整體的基礎(chǔ)件。礎(chǔ)件。 其它元件：如動力裝置、分度裝置等。其它元件：如動力裝置、分度裝置等。ZXZYXYXYZYXYXYZXZYXZXZzyxxzzZ(a)(b)(c) 圖（a）中，工件上銑鍵槽，在沿x,y,z三個軸的移動和轉(zhuǎn)動方向上都有尺寸要求，所以加工時必須將全部六個自由度限制。 圖（b）為工件上銑臺階面，只要限制五個自由度就夠了; 圖（c）為工件銑上平面，它只需保持高度尺寸z，只要在工件底面上限制三個自由度就已足夠，這也是不完全定位。 過定位情況：過定位情況：銷：限制了銷：限制了 X Y(移動）移動） X Y(轉(zhuǎn)動）四個

3、自由轉(zhuǎn)動）四個自由支承板：限制支承板：限制Z(移動移動) X Y(轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動) 三個自由度三個自由度擋銷：限制擋銷：限制Z(轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動) 結(jié)果：結(jié)果：X Y重復(fù)限制重復(fù)限制 連桿的過定位 后果：后果：當(dāng)工件定位孔與端面垂直度誤差較大，而且孔與長銷的間隙又很小時：若長銷剛度好，工件被壓歪，連桿變形；若長銷剛度不足時，長銷被夾歪 。 兩種情況均會引起加工的左孔的位置精度，使連桿大小頭孔軸線不能平行。 注：注： 精加工中以一個精確平面代替三個支承點，剛度好，振動小，有利于提高精度。因此：過定位一般不允許，有時，若合理采用過定位，不僅不會影響零件的加工，反而有利于提高加工精度。 思考：思考：不完全定位就是

4、欠定位?過定位不一定就是完全定位?1)方法問題：方法問題： 根據(jù)工序加工技術(shù)要求和工件形狀的特點，確定應(yīng)限制根據(jù)工序加工技術(shù)要求和工件形狀的特點，確定應(yīng)限制 那那些自由度，而用相應(yīng)的定位點數(shù)目去消除。些自由度，而用相應(yīng)的定位點數(shù)目去消除。 分析時也可反過來分析哪幾個自由度可不必限制，剩下分析時也可反過來分析哪幾個自由度可不必限制，剩下 的的就是要限制的了。就是要限制的了。 2)過定位有時是允許的，而欠定位決不允許，欠定位的后果只導(dǎo)致過定位有時是允許的，而欠定位決不允許，欠定位的后果只導(dǎo)致加工時達不到加工精度。加工時達不到加工精度。 過定位優(yōu)點：使定位可能更為可靠，如冰箱有四個支承點。過定位優(yōu)點

5、：使定位可能更為可靠，如冰箱有四個支承點。 缺點：易使工件的定位精度受影響，使工件或夾具夾緊后產(chǎn)生變?nèi)秉c：易使工件的定位精度受影響，使工件或夾具夾緊后產(chǎn)生變形。形。 3)過定位一般會造成如下不良影響過定位一般會造成如下不良影響:a.使接觸點不穩(wěn)定，增加了同批工件在夾具中位置不同一性使接觸點不穩(wěn)定，增加了同批工件在夾具中位置不同一性b.增加了工件和夾具的夾緊變形增加了工件和夾具的夾緊變形c.導(dǎo)致部分工件不能順利與定位元件定位導(dǎo)致部分工件不能順利與定位元件定位d.干擾了設(shè)計意圖的實現(xiàn)干擾了設(shè)計意圖的實現(xiàn)因此，大多情況下，應(yīng)避免過定位。過定位常出現(xiàn)在精中工工因此，大多情況下，應(yīng)避免過定位。過定位常出

6、現(xiàn)在精中工工序中。序中。 注：注： 不需完全定位的加工工序中，采用完全定位固然可不需完全定位的加工工序中，采用完全定位固然可以，但增加了夾具的復(fù)雜程序。在機械加工中，一般以，但增加了夾具的復(fù)雜程序。在機械加工中，一般為了簡化夾具的定位元件結(jié)構(gòu)，只要對影響本工序的為了簡化夾具的定位元件結(jié)構(gòu)，只要對影響本工序的加工尺寸的自由度加以限制即可。加工尺寸的自由度加以限制即可。 工件常用定位表面工件常用定位表面 以平面定位以內(nèi)孔定位以外圓表面定位以平面定位以平面定位 基本支承輔助支承固定支承可調(diào)支承自位支承 基本支承：基本支承：限制自由度，真正起定位作用輔助支承：輔助支承：不限制自由度，起預(yù)定位、增加工件

7、和夾具剛性等作用 一、工件以平面定位一、工件以平面定位 1基本支承基本支承 (1)固定支承：安裝到夾具上后，不可拆卸或調(diào)節(jié)。分為支承板固定支承：安裝到夾具上后，不可拆卸或調(diào)節(jié)。分為支承板和支承釘。和支承釘。 支承釘：用于小平面未加工或已加工表面的定位。支承釘：用于小平面未加工或已加工表面的定位。a.分類：分類： 平頭：用于經(jīng)過精加工的表面，面接觸。平頭：用于經(jīng)過精加工的表面，面接觸。球頭：點接觸，可保證接觸位置相對穩(wěn)定，但易磨損，夾緊時球頭：點接觸，可保證接觸位置相對穩(wěn)定，但易磨損，夾緊時使加工表面產(chǎn)生壓陷，產(chǎn)生較大安裝誤差，不易使幾個支承釘使加工表面產(chǎn)生壓陷，產(chǎn)生較大安裝誤差，不易使幾個支承

8、釘保持在同一平面內(nèi)，用于精加工中保持在同一平面內(nèi)，用于精加工中網(wǎng)紋頂面：與定位面摩擦力較大，可住阻礙工件移動，加強定網(wǎng)紋頂面：與定位面摩擦力較大，可住阻礙工件移動，加強定位穩(wěn)定性，精中易積屑，多用在粗糙表面的側(cè)面定位。位穩(wěn)定性，精中易積屑，多用在粗糙表面的側(cè)面定位。 b.支承釘布置原則：支承釘布置原則：三點：組成的平面面積盡可能大三點：組成的平面面積盡可能大 二點：距離盡可能長二點：距離盡可能長 一點：應(yīng)與切削力方向?qū)?yīng)一點：應(yīng)與切削力方向?qū)?yīng) 支 承 釘支承板支承板 用于較大已加工平面用于較大已加工平面的定位，所以常出現(xiàn)在精的定位，所以常出現(xiàn)在精基準(zhǔn)定位中，一個支承板基準(zhǔn)定位中，一個支承板的

9、作用，相當(dāng)于兩個支承的作用，相當(dāng)于兩個支承釘，消除兩個自由度。釘，消除兩個自由度。支 承 板B 型A 型 可調(diào)支承可調(diào)支承:適用于毛坯分批制造，其形狀和尺寸變化適用于毛坯分批制造，其形狀和尺寸變化較大的粗基準(zhǔn)定位并適用于同一夾具加工形狀相同而尺較大的粗基準(zhǔn)定位并適用于同一夾具加工形狀相同而尺寸不同的工件及專用可調(diào)夾具或組合夾具中。寸不同的工件及專用可調(diào)夾具或組合夾具中。 方法：方法：一批工件調(diào)整一次，調(diào)整后應(yīng)鎖緊。123(a)(b)(c)自 位 支 承 特點：特點：有定位元件有多個工作點與工件接觸，定位有定位元件有多個工作點與工件接觸，定位元件在定位過程中元件在定位過程中 所處的位置，隨工件定

10、位基準(zhǔn)所處的位置，隨工件定位基準(zhǔn)面位置的變化而自動與之適應(yīng)，面位置的變化而自動與之適應(yīng)，其作用相當(dāng)于一其作用相當(dāng)于一個固定支承，因此，只限制一個自由度。個固定支承，因此，只限制一個自由度。由于增由于增加了與工件定位基準(zhǔn)面接觸的點數(shù)，故可提高工加了與工件定位基準(zhǔn)面接觸的點數(shù)，故可提高工件的安裝剛件的安裝剛 性，適用于以粗基準(zhǔn)定位，剛性不足性，適用于以粗基準(zhǔn)定位，剛性不足或不連續(xù)表面的定位?；虿贿B續(xù)表面的定位。a. 特點：特點：根據(jù)六點定位原理，工件定位原理，工件定位夾緊根據(jù)六點定位原理，工件定位原理，工件定位夾緊后，若工件剛性很差，在切削力和夾緊力的影響下，會發(fā)后，若工件剛性很差，在切削力和夾緊

11、力的影響下，會發(fā)生變形和振動。為此，需增加輔助支承，減小變形，以提生變形和振動。為此，需增加輔助支承，減小變形，以提高剛性和穩(wěn)定性。高剛性和穩(wěn)定性。輔助支承的作用0+TAA312b.作用：作用：由于輔助支承是在工件定位后才參與支承，因此不起由于輔助支承是在工件定位后才參與支承，因此不起任何消除自由度作用，只起減小工件變形和振動的作用。任何消除自由度作用，只起減小工件變形和振動的作用。各種輔助支承在每次卸下工件后，必須松開，裝上工件后各種輔助支承在每次卸下工件后，必須松開，裝上工件后再進行調(diào)整和鎖緊，另外，輔助支承不應(yīng)破壞原有定位。再進行調(diào)整和鎖緊，另外，輔助支承不應(yīng)破壞原有定位。 c.應(yīng)用場合

12、：應(yīng)用場合： 起預(yù)定位作用 提高夾具工件的穩(wěn)定性 提高工件的剛性d.結(jié)構(gòu)形式：結(jié)構(gòu)形式：螺旋式：結(jié)構(gòu)簡單，易頂起工件，用限力板手，逐個調(diào)整、螺旋式：結(jié)構(gòu)簡單，易頂起工件，用限力板手，逐個調(diào)整、效率低、常用于單件小批生產(chǎn)中效率低、常用于單件小批生產(chǎn)中自位式：效率高，彈簧力不可太大，自位式：效率高，彈簧力不可太大，tgf，保證自鎖，保證自鎖推引式：適用于工件較重，切削負荷大的場合 工件以外圓定位時，常用的有工件以外圓定位時，常用的有V形塊、定位套筒及剖分形塊、定位套筒及剖分套筒、自動定心機構(gòu)（三爪長盤、彈簧夾頭、錐孔、自動套筒、自動定心機構(gòu)（三爪長盤、彈簧夾頭、錐孔、自動定心夾頭）定心夾頭）1.

13、V形塊形塊V形塊的定位情況：特點：特點：對中性好（水平方向）所定位的水平軸中心位置（垂直方向），隨V形塊夾角 及工件直徑的誤差而發(fā)生變化V形塊裝在夾具體C時，除用螺釘緊固外，還要加裝定位銷 工件以內(nèi)孔定位時，常用工件以內(nèi)孔定位時，常用的有：定位銷、定位心軸、自的有：定位銷、定位心軸、自動定心機構(gòu)（如三爪卡盤、彈動定心機構(gòu)（如三爪卡盤、彈簧心軸等簧心軸等。 ( a)(b)( c)(d)定 位 銷2.剛性心軸剛性心軸根據(jù)工件的形狀和用途的不同，定位心軸的結(jié)論形式根據(jù)工件的形狀和用途的不同，定位心軸的結(jié)論形式很多，常用的有下列幾種形式：很多，常用的有下列幾種形式：a.帶小錐度的心軸（帶小錐度的心軸（

14、1/50001/1000）：限）：限5個自由度，定心個自由度，定心精度高，可達精度高，可達0.0050.01mm，但軸向位移大，傳遞扭矩，但軸向位移大，傳遞扭矩小，使用于精加工中。小，使用于精加工中。b.圓柱形心軸：圓柱形心軸：工件與心軸定位部分為過盈配合采用r6、s6配合，軸向位置較固定（通過限位套）前邊加有導(dǎo)向部分，與工件為間隙配合的保證工件用手能自由套入c.心軸：心軸：工件與心軸為間隙配合，心軸采用h6、g6、f7制造，同心度不高，裝卸方便，端部夾緊。 以上所述的定位方法，全指工件以單一表面定位。以上所述的定位方法，全指工件以單一表面定位。實際上，零件往往是以幾個表面同時定位的，例如實際

15、上，零件往往是以幾個表面同時定位的，例如:用兩用兩個平行孔、兩個平行階梯表面、階梯軸的兩個外圓等等，個平行孔、兩個平行階梯表面、階梯軸的兩個外圓等等，這都稱為這都稱為“工件以組合表面定位工件以組合表面定位”。工件以組合表面定位時，幾個定位表面間的相互位工件以組合表面定位時，幾個定位表面間的相互位置，總是具有一定的誤差，若將所有的支承元件都做成置，總是具有一定的誤差，若將所有的支承元件都做成固定的，工件將不能正確定位甚至無法定位。因而，在固定的，工件將不能正確定位甚至無法定位。因而，在組合表面定位時，必須將其中的一個（或幾個）支承做組合表面定位時，必須將其中的一個（或幾個）支承做成浮動的，或雖是

16、固定的，但能補償其定位面間的誤差。成浮動的，或雖是固定的，但能補償其定位面間的誤差。 工工件以一面件以一面兩孔定位兩孔定位的方式，的方式，在生產(chǎn)中在生產(chǎn)中普遍用于普遍用于箱體類大、箱體類大、中型零件中型零件的加工中，的加工中，如機床主如機床主軸箱、發(fā)軸箱、發(fā)動機機體。動機機體。 以一面兩孔定位以一面兩孔定位一、工件夾緊的基本要求一、工件夾緊的基本要求 夾得穩(wěn)夾得穩(wěn)：不破壞穩(wěn)定的正確定位，以作平衡，剛度足夠； 夾得牢：夾得牢：夾緊力要合適，過大工件變形或損傷，影響加工精度，過小工件加工中易移動或產(chǎn)生振動，同時，夾緊裝置應(yīng)保證自鎖，即原始夾緊力去除后，工件能保持夾緊狀態(tài)；夾得快：夾得快：機構(gòu)簡單、

17、緊湊、操作安全、省力、迅速方便。確定夾緊方案一般應(yīng)與定位問題同時考慮，為達到以上三個要求，正確設(shè)計夾緊機構(gòu)，首先必須合理確定夾緊力的三要素：大小、方向和作用點。大小、方向和作用點。 1.夾緊力方向的確定夾緊力方向的確定 不破壞定位的準(zhǔn)確性，朝向是定位基準(zhǔn)； 夾緊力方向應(yīng)使工件變形盡可能??； 夾緊力方面應(yīng)使所需夾緊力盡可能小。Qa不 合 理合 理QBQAQQQQ合 理不 合 理2.夾緊力作用點的選擇 夾緊力應(yīng)落在支承元件上或幾個支承元件所形成的平面內(nèi) 夾緊力應(yīng)落在工件剛性較好的部件上 夾緊力應(yīng)盡量靠近加工面Q合理不合理QQ合理不合理Q22Q夾緊力應(yīng)落在工件剛性較好的部件上 常見的有斜楔、偏心、螺旋等夾緊機構(gòu)，斜楔、偏心、螺旋是利用機械摩擦的斜楔自鎖原理。 1.斜楔夾緊斜楔夾緊Q