第一章 機(jī)床夾具概論

知識(shí)點(diǎn)技能點(diǎn)正確認(rèn)識(shí)機(jī)床夾具機(jī)床夾具的功能和作用機(jī)床夾具的分類機(jī)床夾具的組成第一章

機(jī)床夾具概論第一節(jié)機(jī)床功用夾具及其機(jī)械制造總的原則是高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本，而機(jī)床夾具是確保質(zhì)量和效率的重要因素。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85％左右，在生產(chǎn)中大量應(yīng)用機(jī)床夾具是生產(chǎn)的必然。而現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q

代，所以正確認(rèn)識(shí)機(jī)床夾具對(duì)現(xiàn)代制造業(yè)的作用和現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向是十分重要的。一、機(jī)床夾具為保證工件某工序的加工要求，必須在加工前，使工件在機(jī)床上相對(duì)刀具的切削或成形運(yùn)動(dòng)處于準(zhǔn)確的相對(duì)位置。

這項(xiàng)工作便是對(duì)工件的裝夾（安裝）。在成批加工工件時(shí)一般都通過(guò)夾具來(lái)進(jìn)行。機(jī)床夾具是機(jī)械加工工藝系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。這里涉及了三層關(guān)系：工件相對(duì)夾具，夾具相對(duì)于機(jī)床，工件相對(duì)于機(jī)床。一、機(jī)床夾具

夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造過(guò)程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測(cè)等工藝過(guò)程中。利用夾具，可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，提高加工精度，減少?gòu)U品；可以擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍，改善操作的勞動(dòng)條件。因此，夾具是機(jī)械制造中的一項(xiàng)重要的工藝裝備。

在機(jī)械加工過(guò)程中，為了保證工件的加工精度，使之相對(duì)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(cè)的工藝裝備稱為機(jī)床夾具，簡(jiǎn)稱夾具。其作用是將工件定位，以使工件獲得相對(duì)于機(jī)床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。一、機(jī)床夾具在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機(jī)床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著加工的精度、勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等，故機(jī)床夾具設(shè)計(jì)在企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造以及生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備中占有極其重要的地位。一、機(jī)床夾具二、機(jī)床夾具的主要功能1、機(jī)床夾具的主要功能裝夾工件，使工件在夾具中定位和夾緊。1)定位——使工件相對(duì)于刀具及機(jī)床占有正確的加工位置，保證其被加工表面達(dá)到工序所規(guī)定的各項(xiàng)技術(shù)要求。2)夾緊——工件定位后，經(jīng)夾緊裝置施力于工件，將其固定夾牢，使其在加工過(guò)程中保持正確位置不變。3）安裝(裝夾)——工件從定位到夾緊的整個(gè)過(guò)程。2、工件的安裝方式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。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。

工件在機(jī)床上的裝夾方式，取決于生產(chǎn)批量、工件大小及復(fù)雜程度、加工精度要求及定位的特點(diǎn)等。直接找正安裝法：是用劃針、百分表或目測(cè)直接在機(jī)床上找正工件位置后再進(jìn)行夾緊的裝夾方法。直接找正裝夾常采用機(jī)用虎鉗、三爪卡盤、四爪卡盤、花盤等工藝裝置。如圖所示，為用百分表直接找正裝夾工件。2、工件的安裝方法2、工件的安裝方式劃線找正安裝法：一般是先按零件圖樣要求在工件表面劃線，劃出加工表面的尺寸和位置，在機(jī)床上裝夾時(shí)用劃針或百分表找正后再夾緊。如圖所示。2、工件的安裝方式2、工件的安裝方式專用夾具安裝法：

靠專用夾具保證工件相對(duì)于刀具及機(jī)床所需的位置，并使其夾緊。2、工件的安裝方式3、機(jī)床夾具的特殊功能主要是對(duì)刀和導(dǎo)向。1)對(duì)刀——調(diào)整刀具切削刃相對(duì)工件或夾具的正確位置。2)導(dǎo)向——如鉆床夾具中的鉆模板和鉆套，能迅速地確定鉆頭位置，并引導(dǎo)其切削。三、機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用（1）穩(wěn)定保證加工精度

零件加工精度包括尺寸精度、幾何形狀和表面相互位置精度。夾具的最大功用是保證加工表面的位置精度。用夾具裝夾工件時(shí)，工件相對(duì)于刀具及機(jī)床的位置精度由夾具保證，不受工人技術(shù)水平的影響，使一批工件的加工精度趨于一致。（2）提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本使用夾具裝夾工件方便、快速，工件不需要?jiǎng)澗€找正，可顯著地減少輔助工時(shí)；工件在夾具中裝夾后提高了工件的剛性，可加大切削用量；可使用多件、多工位裝夾工件的夾具，并可采用高效夾緊機(jī)構(gòu)，進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。

三、機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用（3）擴(kuò)大機(jī)床的加工范圍根據(jù)加工機(jī)床的成形運(yùn)動(dòng)，附以不同類型的夾具，即可擴(kuò)大機(jī)床原有的工藝范圍。例如在車床的溜板上或搖臂鉆床工作臺(tái)上裝上鏜模，就可以進(jìn)行箱體零件的鏜孔加工；在車床上加鏜夾具，可完成鏜孔加工。

（4）降低對(duì)工人的技術(shù)要求，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度

由于夾具上設(shè)置有專門的定位元件以及氣動(dòng)、液壓、電磁等夾緊機(jī)構(gòu)，一方面降低了對(duì)工人的技術(shù)要求、減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度；另一方面也保證了夾緊工件的可靠性，并能實(shí)現(xiàn)與機(jī)床的互鎖，避免發(fā)生事故，保證了操作者和機(jī)床設(shè)備的安全。

1）液壓銑鍵槽夾具四、夾具應(yīng)用實(shí)例2）銑鍵槽夾具四、夾具應(yīng)用實(shí)例3）鉆孔工件孔位示意圖鉆床夾具用夾具裝夾工件的特點(diǎn)

1、工件在夾具中的正確定位，是通過(guò)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；

2、夾具預(yù)先在機(jī)床上已調(diào)整好位置，工件通過(guò)夾具對(duì)于機(jī)床也就占有了正確的位置；

3、通過(guò)夾具上的對(duì)刀裝置，保證了工件加工表面相對(duì)于刀具的正確位置。

雖然機(jī)床夾具的種類繁多，結(jié)構(gòu)也各不相同，但它們的工作原理基本上是相同的。為了便于研究和說(shuō)明問(wèn)題，我們概括出一般夾具所普遍共有的結(jié)構(gòu)組成部分如下。第二節(jié)機(jī)床夾具的組成機(jī)床夾具的組成定位元件夾緊裝置或元件對(duì)刀、引導(dǎo)元件其它裝置或元件夾具體連接元件第二節(jié)機(jī)床夾具的組成圖為用于鉆軸套工件上φ6H7孔的鉆床夾具，工件以內(nèi)孔及端面為定位基準(zhǔn)，在夾具的定位銷6及其端面上定位，即確定了工件在夾具中的正確位置。擰緊螺母5，通過(guò)開口墊圈4可將工件夾緊，然后由裝在鉆模板3上的快換鉆套1導(dǎo)引鉆頭進(jìn)行鉆孔。第二節(jié)機(jī)床夾具的組成(1)定位元件：它與工件的定位基準(zhǔn)相接觸，用于確定工件在夾具中的正確位置，從而保證加工時(shí)工件相對(duì)于刀具和機(jī)床加工運(yùn)動(dòng)間的相對(duì)正確位置。如圖中的定位銷6。第二節(jié)機(jī)床夾具的組成(2)夾緊裝置或元件

用于夾緊工件，在切削時(shí)使工件在夾具中保持既定位置。如圖中的螺母5和開口墊圈4。

(3)對(duì)刀、引導(dǎo)元件或裝置

這些元件的作用是保證工件與刀具之間的正確位置。用于確定刀具在加工前正確位置的元件，稱為對(duì)刀元件，如對(duì)刀塊。用于確定刀具位置并導(dǎo)引刀具進(jìn)行加工的元件，稱為導(dǎo)引元件。如圖中的快換鉆套1。第二節(jié)機(jī)床夾具的組成(4)連接元件

使夾具與機(jī)床相連接的元件，保證機(jī)床與夾具之間的相互位置關(guān)系。

(5)夾具體

用于連接或固定夾具上各元件及裝置，使其成為一個(gè)整體的基礎(chǔ)件。它與機(jī)床有關(guān)部件進(jìn)行連接、對(duì)定，使夾具相對(duì)機(jī)床具有確定的位置。如圖中的夾具體7。

第二節(jié)機(jī)床夾具的組成

(6)其它元件及裝置

根據(jù)加工需要，有些夾具還設(shè)有其他裝置和機(jī)構(gòu)，如分度裝置、靠模裝置、上下料裝置、頂出器和平衡塊等。這些元件或裝置也需要專門設(shè)計(jì)。以上這些組成部分，并不是對(duì)每種機(jī)床夾具都是缺一不可的，但是任何夾具都必須有定位元件和夾緊裝置，它們是保證工件加工精度的關(guān)鍵，目的是使工件定準(zhǔn)、夾牢。

第二節(jié)機(jī)床夾具的組成夾具的組成及夾具與機(jī)床刀具相互關(guān)系連接元件導(dǎo)向或?qū)Φ对A緊機(jī)構(gòu)

定位元件其它裝置

工件

夾具體機(jī)床

刀具

輔助工具

夾具工件在夾具中的定位夾緊定位使工件相對(duì)于機(jī)床及刀具處于正確的位置在機(jī)械加工中，要求加工出來(lái)的表面，對(duì)加工工件的其它表面保持規(guī)定的位置尺寸。因?yàn)榧庸け砻媸怯汕邢鞯毒吆蜋C(jī)床的綜合運(yùn)動(dòng)所造成，所以在加工時(shí)，必須使加工件上的規(guī)定表面（線、點(diǎn)）對(duì)刀具和機(jī)床保持正確的位置才能加工出合格的產(chǎn)品工件：在加工中保持這一正確位置不變第三節(jié)機(jī)床夾具的分類及設(shè)計(jì)要求第三節(jié)機(jī)床夾具的分類及設(shè)計(jì)要求通用夾具可調(diào)夾具專用夾具組合夾具自動(dòng)化生產(chǎn)夾具按通用特性分類一、機(jī)床夾具的分類

1）通用夾具：指結(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，如三爪自定心卡盤、機(jī)床用平口虎鉗、萬(wàn)能分度頭、磁力工作臺(tái)等

。

第三節(jié)機(jī)床夾具的分類及設(shè)計(jì)要求其特點(diǎn)是適應(yīng)性強(qiáng)、不需調(diào)整稍加調(diào)整即可裝夾一定形狀和尺寸范圍內(nèi)的各種工件。其缺點(diǎn)是夾具的加工精度不高，生產(chǎn)率較低，且難以裝夾形狀復(fù)雜的工件。適用于單件小批生產(chǎn)。第三節(jié)機(jī)床夾具的分類及設(shè)計(jì)要求液壓

三爪卡盤：用于回轉(zhuǎn)工件的自動(dòng)裝卡四爪單動(dòng)卡盤：用于非回轉(zhuǎn)體或偏心件的裝卡平口鉗分固定側(cè)與活動(dòng)側(cè)，固定側(cè)與底面作為定位面，活動(dòng)側(cè)用于夾緊第三節(jié)機(jī)床夾具的分類及設(shè)計(jì)要求正弦平口鉗，通過(guò)鉗身上的孔及滑槽來(lái)改變角度，可用于斜面零件的裝夾第三節(jié)機(jī)床夾具的分類及設(shè)計(jì)要求第三節(jié)機(jī)床夾具的分類平口鉗可選附件第三節(jié)機(jī)床夾具的分類及設(shè)計(jì)要求第三節(jié)機(jī)床夾具的分類及設(shè)計(jì)要求2）專用夾具專用夾具是指專為某一工件的某道工序而專門設(shè)計(jì)的夾具。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速、方便、省力，可以保證較高的加工精度和生產(chǎn)效率，但設(shè)計(jì)制造周期較長(zhǎng)、制造費(fèi)用也較高。當(dāng)產(chǎn)品變更時(shí)，夾具將由于無(wú)法再使用而報(bào)廢。只適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。

第三節(jié)機(jī)床夾具的分類及設(shè)計(jì)要求3）可調(diào)夾具：可調(diào)夾具分為通用可調(diào)夾具和成組夾具(也稱專用可調(diào)夾具)兩類。它們的共同特點(diǎn)是：只要更換或調(diào)整個(gè)別定位、夾緊或?qū)蛟纯捎糜诙喾N零件的加工，從而使多種零件的單件小批生產(chǎn)變?yōu)橐唤M零件在同一夾具上的“成批生產(chǎn)”。產(chǎn)品更新?lián)Q代后，只要屬于同一類型的零件，就可在此夾具上加工。由于可調(diào)夾具具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和良好的繼承性，所以使用可調(diào)夾具可大大減少夾具數(shù)量，節(jié)省設(shè)計(jì)與制造夾具的費(fèi)用，減少金屬消耗，降低生產(chǎn)成本，縮短生產(chǎn)周期，是實(shí)現(xiàn)機(jī)床夾具標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化的有效途徑。

第三節(jié)機(jī)床夾具的分類及設(shè)計(jì)要求第三節(jié)機(jī)床夾具的分類及設(shè)計(jì)要求第三節(jié)機(jī)床夾具的分類及設(shè)計(jì)要求4）組合夾具組合夾具是一種模塊化的夾具，指按某種工序的加工要求，將一套專門設(shè)計(jì)、制造的標(biāo)準(zhǔn)元件組裝而構(gòu)成的夾具。其靈活多變、功能強(qiáng)、制造周期短、元件可重復(fù)使用。因此，特別適用于新產(chǎn)品的試制和單件小批生產(chǎn)，在數(shù)控加工中應(yīng)用較多，是夾具發(fā)展的方向。第三節(jié)機(jī)床夾具的分類組合夾具的優(yōu)缺點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：使用組合夾具可節(jié)省夾具的材料費(fèi)、設(shè)計(jì)費(fèi)、制造費(fèi)，方便庫(kù)存保管；另外，其組合時(shí)間短，能夠縮短生產(chǎn)周期，反復(fù)拆裝，不受零件尺寸改動(dòng)限制，可以隨時(shí)更換夾具定位易磨損件；

缺點(diǎn)：組合夾具需要經(jīng)常拆卸和組裝；其結(jié)構(gòu)與專用夾具相比顯得復(fù)雜、笨重；對(duì)于定型產(chǎn)品大批量生產(chǎn)時(shí)，組合夾具的生產(chǎn)效率不如專用夾具生產(chǎn)效率高組合夾具的適用范圍：

1.組合夾具適用于新產(chǎn)品研制，單件、小批量生產(chǎn)，適用于產(chǎn)品品種多，生產(chǎn)周期短的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)；

2.機(jī)床設(shè)備適用于鉆床、加工中心、鏜床、銑床、磨床，也可以組合成裝配工裝、檢查的檢具和焊接夾具組合夾具的特點(diǎn)第三節(jié)機(jī)床夾具的分類及設(shè)計(jì)要求的類型組合夾具孔系組合夾具槽系組合夾具根據(jù)零件的加工要求，用孔系列組合夾具元件即可快速地組裝成機(jī)床夾具。該系列元件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，以孔定位，螺栓連接，定位精度高，剛性好，組裝方便夾具元件是靠基礎(chǔ)板定位基準(zhǔn)槽、鍵來(lái)連接各元件而組合成的夾具，所有元件可以拆卸、反復(fù)組裝，重復(fù)使用。元件按其用途可分為基礎(chǔ)件、支承件、定位件、導(dǎo)向件、壓緊件、緊固件、合件、其它件八大類進(jìn)行組合第三節(jié)機(jī)床夾具的分類及設(shè)計(jì)要求孔系組合夾具第三節(jié)機(jī)床夾具的分類及設(shè)計(jì)要求孔系組合夾具應(yīng)用實(shí)例第三節(jié)機(jī)床夾具的分類及設(shè)計(jì)要求孔系組合夾具應(yīng)用實(shí)例第三節(jié)機(jī)床夾具的分類及設(shè)計(jì)要求槽系組合夾具1一手柄桿2一長(zhǎng)方形基礎(chǔ)板3一分度合件4一菱形定位盤5一螺栓6一叉形壓板7一方形支撐件8一快換鉆套第三節(jié)機(jī)床夾具的分類及設(shè)計(jì)要求槽系組合夾具應(yīng)用實(shí)例第三節(jié)機(jī)床夾具的分類及設(shè)計(jì)要求5）隨行夾具這是一種在自動(dòng)線或柔性制造系統(tǒng)中使用的夾具。工件安裝在隨行夾具上，除完成對(duì)工件的定位和夾緊外，還載著工件由運(yùn)輸裝置送往各機(jī)床，并在各機(jī)床上被定位和夾緊。（2）按夾具使用的機(jī)床分類可分為車床、銑床、鉆床、鏜床、磨床、齒輪機(jī)床、數(shù)控機(jī)床夾具等。車床夾具鉆床夾具銑床夾具鏜床夾具磨床夾具按使用機(jī)床分類第三節(jié)機(jī)床夾具的分類及設(shè)計(jì)要求第三節(jié)機(jī)床夾具的分類及設(shè)計(jì)要求（1）鉆床夾具第三節(jié)機(jī)床夾具的分類及設(shè)計(jì)要求（2）銑床夾具第三節(jié)機(jī)床夾具的分類及設(shè)計(jì)要求（3）車床夾具第三節(jié)機(jī)床夾具的分類及設(shè)計(jì)要求按夾具夾緊動(dòng)力源可將夾具分為手動(dòng)夾具和機(jī)動(dòng)夾具兩大類。

1）手動(dòng)夾具：應(yīng)有擴(kuò)力機(jī)構(gòu)與自鎖性能，以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度與確保安全生產(chǎn)

2）機(jī)動(dòng)夾具：氣動(dòng)、液壓、氣液增壓、電動(dòng)、電磁、真空、離心力、自?shī)A緊夾具等（3）按夾具的動(dòng)力源分類第三節(jié)機(jī)床夾具的分類及設(shè)計(jì)要求二、機(jī)床夾具的設(shè)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求第三節(jié)機(jī)床夾具的分類及設(shè)計(jì)要求1、設(shè)計(jì)特點(diǎn)1）設(shè)計(jì)和制造周期較短。2）夾具的精度一般比工件的精度高2～3倍。3）夾具與生產(chǎn)條件和操作習(xí)慣密切結(jié)合。4）通常要求夾具在投產(chǎn)時(shí)一次成功。5）設(shè)計(jì)者要熟悉夾具的制造方法。二、機(jī)床夾具的設(shè)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求第三節(jié)機(jī)床夾具的分類及設(shè)計(jì)要求

2、設(shè)計(jì)要求