機床夾具介紹(較全)

1、二、機床夾具介紹夾具最早出現(xiàn)在1787 年，至今經(jīng)歷了三個發(fā)展階段。第一階段表現(xiàn)為夾具與人的結(jié)合。在工業(yè)發(fā)展初期。機械制造的精度較低，機械產(chǎn)品工件的制造質(zhì)量主要依賴勞動者個人的經(jīng)驗和手藝，而夾具僅僅作為加工工藝過程中的一種輔助工具；第二階段是隨著機床、汽車、飛機等制造業(yè)的發(fā)展，夾具的門類才逐步發(fā)展齊全。夾具的定位、夾緊、導向（或?qū)Φ叮┰慕Y(jié)構(gòu)也日趨完善，逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)的主要工藝裝備之一；第三階段，即近代由于世界科學技術(shù)的進步及社會生產(chǎn)力的迅速提高，夾具在系統(tǒng)中占據(jù)相當重要的地位。這一階段的主要特征表現(xiàn)為夾具與機床的緊密結(jié)合。2.1 夾具的現(xiàn)狀幾生產(chǎn)對其提出新的要求現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)制造的產(chǎn)品

2、品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場激烈競爭，盡管國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計表明中不批， 多品種生產(chǎn)的工件已占工件種類數(shù)的 85% 左右。然而目前，一般企業(yè)習慣與采用傳統(tǒng)的專用夾具，在一個具有只能感等生產(chǎn)的能力工廠中約擁有1300015000 套專用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，約隔 4 年就要更新 80%左右的專用夾具， 而夾具的實際磨損量只有 15%左右，特別最近年來柔性制造系統(tǒng)（ FMS）、數(shù)控機床（ NC），加工中心（ MC）和成組加工GT）等新技術(shù)被應(yīng)用和推廣，使中小批生產(chǎn)的生產(chǎn)率逐步趨近于大批量生產(chǎn)的水平。綜上所述，現(xiàn)代生產(chǎn)對夾具提出了如下新的要求：（1）能迅速方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)以

3、縮短生產(chǎn)準備周期（2）能裝夾一組相似性特征的工件（3）適用于精密加工的高精度的機床（4）適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型技術(shù)（5）采用液壓汞站等為動力源的高效夾緊裝置，進一步提高勞動生產(chǎn)率2.2 現(xiàn)代夾具的發(fā)展發(fā)向現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標準化等四個方面：1、精密化隨著機械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必也相應(yīng)提高對其精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度可達正負 0.1 ，用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為5um，又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓讀可達0.20.5um。2、高效化高效化夾具主要用來減少工件加工的機動時的和輔助時的

4、，以提高勞動生產(chǎn)率，減少工人勞動強度，常見的高效化夾具有：自動化夾具、告訴化夾具、具有夾緊動力模塊的夾具等。例如使用電動虎鉗裝夾工件，可使工件效率比普通虎鉗提高了 5 倍左右；而高速卡盤則可保證卡爪在轉(zhuǎn)速 9000r/min 的條件下能正常夾緊工件，使切削速度大幅度提高。3、柔性化夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是通過調(diào)組合等方式，以適應(yīng)工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等，具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、模塊夾具、數(shù)控夾具等，在較長時間內(nèi)，夾具的柔性化趨向?qū)⑹菉A具發(fā)展的主要方向。4、標準化夾具的標準化與通用化

5、是相互聯(lián)系的兩個方面，在制造典型夾具，結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，首先進行夾具元件和部件的通用化，建立典型尺寸系列或變型， 以減少功能用途相近的夾具元件和不見的形成：舍棄一些功能低劣的結(jié)構(gòu)，通用化方法包括： 夾具、部件、元件、毛呸和材料的通用化夾具的標準化階段是通用化的深入并為工作圖的審查創(chuàng)造了良好的條件。目前，我國已有夾具零件、部件的國家標準：GB21482249-80，GB22622269-80 以及通用夾具標準，組合夾具標準等。夾具的標準化也是夾具柔性化高效化的基礎(chǔ)，作為發(fā)展趨勢， 這類夾具的標準化， 有利于夾具的專業(yè)化生產(chǎn)和有利于縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)總成本。三、機床夾具的定位及夾緊一、概述在機

6、械制造中，用以裝夾工件（和引導刀具）的裝置，稱為夾具。它是用來固定加工對象，使之占有正確位置，一接受施工或檢測的裝置。、機床夾具的概念在機械加工過程中，為了保證加工精度，首先要使工件在機床上占有正確的位置，確定工件在機床上或夾具中占有正確的位置的過程，稱為工件的定位。定位后將其固定，使其在加工過程中始終保持定位位置不變的操作稱為夾緊。工件在機床或夾具上定位、夾緊的過程稱為工件的裝夾。用以裝夾工件的裝置稱為機床夾具，簡稱夾具。2、機床夾具的組成（ 1）機床夾具的基本組成部分）定位裝置該裝置由定位元件組合而成，其作用是確定工件在夾具中的正確位置。）夾具裝置該裝置的作用是將工件壓緊夾牢，并保證工件在

7、加工的過程中正確位置不變。）夾具體夾具體是夾具的基本骨架，通過它將夾具所有的元件構(gòu)成一個整體。（ 2）機床夾具的其他特殊元件或裝置）連接元件根據(jù)機床的特點，夾具在機床上的安裝連接常有兩種形式。一種是安裝在機床工作臺上，另一種是安裝在機床主軸上。連接元件用以確定夾具本身在機床上的位置。如機床夾具所使用的過渡盤，銑床夾具所使用的定向鍵等，都是連接元件。）對刀元件常用在普通銑床夾具中，用對刀快調(diào)整銑刀加工前的位置。對刀時，銑刀不與對刀快直接接觸，而用塞尺進行檢查，以免碰傷銑刀的切削刃和對刀快工作表面。）導向元件常用在鉆床、鏜床夾具中，用鉆套和鏜套引導刀具加工中的正確位置。）其他元件或裝置根據(jù)加工需要

8、，有些夾具還分別采用分度裝置、靠模裝置、上下料裝置、預出器個平衡快等。這些元件或裝置需要專門設(shè)計。3、機床夾具的分類根據(jù)機床夾具的通用化程度，可將夾具氛圍以下幾種：1）通用夾具可加工一定范圍內(nèi)不同工價的夾具為通用夾具，如車床上的三爪自定心卡盤、四爪單動卡盤；銑床上的平口虎鉗、分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺等。它們有很大的通用性，無需調(diào)整或稍加調(diào)整就可以用于裝夾不同的工件。這類夾具一般已標準化，由專業(yè)工廠生產(chǎn)，作為機床附件供應(yīng)給用戶。由于使用通用夾具夾緊工件比較費時，操作復雜，生產(chǎn)效率低，且較難裝夾形狀復雜的工件，故通用夾具主要用于單件小批生產(chǎn)，在產(chǎn)品固定的大批量生產(chǎn)中很少使用通用夾具，而使用效率較高的專用

9、夾具。（ 2）專用夾具專用夾具是針對某一種工件的某道工序?qū)ｉT設(shè)計的夾具。所以結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速方便。專用夾具通常由使用廠根據(jù)要求自行設(shè)計與制造。專用夾具定位精度高，一批工件加工或所得尺寸穩(wěn)定，互換性高，并且可以減輕勞動強度，節(jié)省工時，顯著提高效率，另外利用專用夾具還可以擴大機床的工藝范圍。但專用夾具是為滿足某個工件某道工序的加工需要而專門設(shè)計的，所以它的適用范圍較窄。此外、專用夾具的設(shè)計制造周期較長。當產(chǎn)品更換時，往往因無法再使用而報廢，因此，專用夾具主要適用于產(chǎn)品品種相對穩(wěn)定的大批大量生產(chǎn)。（3）成組夾具根據(jù)成組技術(shù)原來技術(shù)的用于成組加工的夾具。這種夾具的特點是，在通用的夾具體上，只需對夾具

10、的部分元件稍加調(diào)整或更換，即可用于組內(nèi)的不同工件的加工。（4）組合夾具組合夾具是由可循環(huán)使用的標準夾具零件部件組裝成易于聯(lián)結(jié)和拆卸的夾具。它在使用上具有專用夾具的優(yōu)點，而當產(chǎn)品更換時，不存在夾具“報廢”問題。因為它可以拆開，其元件可清洗入庫，留待組裝新的夾具。因此，組合夾具很適合于新產(chǎn)品試制和單件小批生產(chǎn)使用。由于組合夾具還具有縮短生產(chǎn)準備周期，減少專用夾具種類、數(shù)量和存放面積等優(yōu)點，特別適用于新產(chǎn)品的試制和多品種小批量生產(chǎn)。（5）隨行夾具隨行夾具為自動線上使用的一種夾具。自動線夾具基本上分為兩類：一類為固定式夾具，它與一般專用夾具相似；一類為隨行夾具，她除了具有一般夾具所擔負的裝夾任務(wù)外，還

11、擔負自動線輸送工件的任務(wù)。所以，它是跟隨被加工工件沿著自動線從一個工位移到下一個工位的，故稱為隨行夾具。除了上述分類外，夾具還可以按照動力來源不同分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、電動夾具、磁力夾具、真空夾具及自夾緊夾具等，按工種還可以分為車床夾具、銑床夾具、磨床夾具、鉆床夾具等。4、機床夾具在機械加工中的作用夾具是機械加工中的一種工藝裝備，它在生產(chǎn)中起的作用很大，所以在機械加工中的應(yīng)用十分廣泛。歸納起來有以下幾個方面的作用：1）保證工件的加工精度由于采用夾具安裝，可以準確地確定工件與機床、刀具之間的相互位置，所以在機械加工中，可以保證工件各個表面的相互位置精度，使其不受或不受各種主觀因素的影

12、響，容易獲得較高的加工精度，并使一批工件的精度穩(wěn)定。2）提高勞動生產(chǎn)率和降低加工成本采用夾具使工件裝夾方便，免去工件逐個找正對刀所花費的時間，因此可以縮短輔助時間。另外，采用夾具裝夾或，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，對操作工人的技術(shù)水平的要求可以降低，有利于提高生產(chǎn)率和降低成本。3）擴大機床工藝范圍和改變機床用途使用專用夾具可以改變原機床的用途和擴大機床的使用范圍，實現(xiàn)一機多能。這是在生產(chǎn)條件有限的也器中常用的一種技術(shù)改造措施。例如，在車床或搖臂鉆床上安裝鏜摸夾具后，就可以對箱體孔系進行鏜削加工，一充分發(fā)揮通用機床的作用。4）改善勞動條件和保證生產(chǎn)安全使用專用機床夾具可減輕工人的勞動強度、改善勞動條件，保證安

13、全生產(chǎn)。二、工件的裝夾方式工件在機床上的裝方式有以下三種方法：（ 1）直接找正法在機床上根據(jù)工件上有關(guān)基準直接找正工件，使工件獲得加工的正確位置的方法。直接找正法的定位精度和工作效率，取決于被找工件表面的精度、找正方法和所用工具及工人的技術(shù)水平。此法一般多用于單件小批生產(chǎn)和精度要求特別高的場合。（ 2）劃線找正法在機床上按毛坯或工件上所劃線找正工件，使工件獲得正確位置的方法。此法由于受到劃線精度的限制，定位精度比較低，多用于單件小批量生產(chǎn)、毛坯精度較低以及大型零件等不使用夾具的粗加工中。（ 3）用夾具裝家即通過夾具上的定位元件使工件相對于刀具及機床獲得正確位置的方法。此法使工件定位迅速方便，定

14、位精度較高，廣泛用于成批和大量生產(chǎn)。上述用裝夾工件的方法有以下幾個特點：1）工件在夾具中的定位，是通過工件上的定位基準與夾具上的定位元件相接觸而實現(xiàn)的。2）由于夾具預先在機床上已調(diào)整好位置（也有在加工過程中再進行找正的），因此，工件通過夾具相對于機床也就有了正確的位置。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。三、基準及其分類機器零件是由若干個表面組成的。這些表面之間的相對位置關(guān)系包括兩方面的要求：表面見的位置尺寸精度和相對位置精度。研究零件表面的相對位置關(guān)系，是離不開基準的。不明確基準就不無法確定表面的位置?；鶞适怯脕泶_定生產(chǎn)對象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點、

15、線、面。根據(jù)基準的不同功能，基準分為設(shè)計基準和工藝基準兩大類。1、設(shè)計基準在零件圖樣上所采用的基準，稱為設(shè)計基準。2、工藝基準零件在工藝過程中所采用的基準，稱為工藝基準。工藝基準按用途不同，又分為裝配基準、測量基準、工序基準和定位基準。1）裝配基準裝配時用以確定零件在部件或產(chǎn)品中的位置的基準，稱為裝配基準。2）測量基準測量時用以檢驗已加工表面尺寸幾位置的基準，稱為測量基準。3）工序基準在加工工序中，用以確定本工序被加工表面家工后的尺寸、形狀及位置的基準，稱為工序基準。4）定位基準工件定位時所采用的基準，稱為定位基準。需要說明的是，作為基準的點、線、面在工件上并不一定具體存在。如軸心線、對稱面等

16、，它們是由某些具體表面來體現(xiàn)的。用以體現(xiàn)基準的表面稱為定位基準。四、工件的定位一、工件定位的基本原理工件裝夾在機床上必須使工件相對于刀具和機床處于正確的加工位置，它包括工件在夾具的定位、夾具在機床上的安裝以及夾具相對于刀具和整個工藝系統(tǒng)的調(diào)整等工作過程。在使用夾具的情況下，就要使機床、刀具、夾具和工件之間保持正確的加工位置。顯然，工件的定位是其中極為重要的一個環(huán)節(jié)。1、六點定位原則定位，就是限制自由度。通常是用一個支承點限制工件的一個自由度，用合理設(shè)置的六個支承點，限制工件的六個自由度，使工件在夾具中的位置完全確定，這就是工件定位的“六點定位原則”。2、工件定位中可能出現(xiàn)的集中情況1）完全定位

17、六個支承點限制了工件的全部自由度，稱為完全定位。2）不完全定位根據(jù)工件的加工要求，并不需要限制工件的全部自由度，這樣的定位，稱為不完全定位。3）欠定位根據(jù)工件的加工要求，應(yīng)該限制的自由度沒有被限制的定位，稱為欠定位。器定位無法保證加工要求，所以是決不允許的。（ 4）過定位夾具上的兩個或兩個以上的定位元件，重復限制工件的同一個或幾個自由度的現(xiàn)象，稱為過定位。過定位中常會出現(xiàn)干涉現(xiàn)象。消除或減小過定位所引起的干涉，一般有兩種方法：一種是提高定位基準之間以及定位元件工作表面之間的位置精度。一種是改變定位元件的結(jié)構(gòu)，使定位元件在重復限制自由度的部分不起定位作用。五、常見定位方式及定位元件定位方式和定位

18、元件的選擇包括選擇定位元件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸及布置形式等，他們主要取決于工件的加工要求、工件定位基準和外力的作用等因素。1、工件及平面定位（ 1）主要支承主要支承用來限制工件的自由度，起定位作用）固定支承）可調(diào)支承）自位支承2）輔助支承 提高工件的安裝剛性和穩(wěn)定性）螺旋式輔助支承）自位式輔助支承）推引式輔助支承）液壓鎖緊的輔助支承2、工件以圓柱空定位1）圓柱銷2）圓錐銷3）圓柱心軸3、工件以外圓柱面定位1）在 V 形塊中定位2）在圓孔中定位3）在半圓孔和圓錐孔中定位六、工件的夾緊在機械加工中， 工件的定位和夾緊是相互聯(lián)系非常密切的兩個工作過程。工件定位以后需要通過一定的裝置把工件壓緊夾牢在定位

19、元件上，使工件在加工過程中，不會由于切削力、工件重力、離心力或慣性力等的作用而發(fā)生位置變化或產(chǎn)生振動，以保證加工精度和安全生產(chǎn)。這樣把工件壓緊夾牢的裝置，即稱為夾緊裝置。一、夾緊裝置的組成及基本要求1、夾緊裝置的組成1）力源裝置2）中間傳動機構(gòu) 作用如下：）改變夾緊作用力的方向）改變夾緊作用力的大?。┚哂幸欢ǖ淖枣i性能3）夾緊元件2、對夾緊裝置的基本要求1）夾緊時不能破壞工件在夾具中占有的正確位置2）夾緊力的大小要適當3）夾緊裝置要操作方便4）結(jié)構(gòu)要進湊簡單，有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，盡量使用標準件二、夾緊力的確定確定夾緊力就是確定夾緊力的大小、方向和作同點。在確定夾緊力的三要素時要分析工件的結(jié)構(gòu)特

20、點、加工要求、切削力及其他外力作用于工件的情況，而且必須考慮定位裝置的結(jié)構(gòu)形式和布置方式。夾緊力的三要素對夾緊結(jié)構(gòu)的設(shè)計起著決定性的作用。只有夾緊力的作用點分布合理，大小適當，方向正確才能獲得良好的效益。1、夾緊力方向的確定1）夾緊力方向應(yīng)垂直于主要定位基準面2）夾緊力的方向最好與切削力、工件重力方向一致2、夾緊力作用點的選擇1）應(yīng)能夠保持工件定位穩(wěn)定可靠，在夾緊過程中不會引起工件產(chǎn)生位移或偏轉(zhuǎn)。2）應(yīng)盡量避免或減少工件的夾緊變形3）夾緊力作用點應(yīng)盡量靠近加工部位3、夾緊力大小的估算1）首先假設(shè)系統(tǒng)為剛性系統(tǒng)，切削過程處于穩(wěn)定狀態(tài)。2）常規(guī)情況下，只考慮切削力（矩）在力系中的影響；切削力（矩）

21、用切削原理公式計算。3）對重型工件應(yīng)考慮工件重力的影響。在工件做高速運動場合，必須計入慣性力。4）分析對夾緊最不利的瞬時狀態(tài)，按靜力平衡方程計算此狀態(tài)下所需的夾緊力即為計算夾緊力5）將計算夾緊力再乘以 K，即得實際夾緊力。 K為總安全系數(shù)， K=K0K1K2K3 各種因素的安全系數(shù)可查表 2-3 ，一般 K=1.52.5 ；當夾緊力與切削力相反時， K=2.53 。三、典型夾緊結(jié)構(gòu)1、斜楔夾緊結(jié)構(gòu)2、螺旋夾緊結(jié)構(gòu)1）單個螺旋夾緊結(jié)構(gòu)2）螺旋壓板夾緊結(jié)構(gòu)3）偏心夾緊機構(gòu)四、定心夾緊機構(gòu)當加工尺寸的工序基準是中心要素（軸線、中心平面等）撕，為使基準重合以減少定位誤差，可以采用定位夾緊機構(gòu)，所以，定心夾緊機構(gòu)主要用于要求準確定心或?qū)χ械膱龊稀?）螺旋式定心夾緊機構(gòu)2）杠桿式定心夾緊機構(gòu)3）楔式定心夾緊機構(gòu)4）彈簧筒夾式定心夾緊機構(gòu)5）膜片卡盤定心夾緊機構(gòu)6）波紋套定心夾緊機構(gòu)7）液性塑料定心夾緊機構(gòu)七、專用夾具設(shè)計一、對機床專用夾具的基本要求可總括為以下幾個方面：1）穩(wěn)定地保證工件的加工精度2）提高機械加工的勞動生產(chǎn)率3）結(jié)構(gòu)簡單，有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和勞動條件4）應(yīng)能夠降低工件的制造成本5）適當提高夾具元件的通用化和標準化程度，以縮短夾具制造周期，降低夾具成本出師表兩漢：諸葛亮先帝創(chuàng)業(yè)未半而中道崩殂， 今天下三分， 益州疲弊， 此誠危