组合夹具和数控机床夹具.ppt

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1、机制教研室机制教研室第十六章第十六章 专用夹具设计专用夹具设计机械制造技术机械制造技术第五节第五节 组合夹具和数控机床夹具组合夹具和数控机床夹具第十六章第十六章 专用夹具设计专用夹具设计一一组合夹具组合夹具二二数控机床夹具数控机床夹具第五节第五节 组合夹具和数控机床夹具组合夹具和数控机床夹具本本节节教教学学内内容容本节教学要本节教学要求：求：1.1.了解组合夹具和数控机床夹具的结构特点。了解组合夹具和数控机床夹具的结构特点。2.2.了解组合夹具的主要类型了解组合夹具的主要类型本本节节教教学学要要求求第五节第五节 组合夹具和数控机床夹具组合夹具和数控机床夹具本本节节教教学学重重点点本节教学重点：

2、本节教学重点：第五节第五节 组合夹具和数控机床夹具组合夹具和数控机床夹具 组合夹具和数控机床夹具的结构特点。组合夹具和数控机床夹具的结构特点。组组合合夹夹具具一、组合夹具一、组合夹具第五节第五节 组合夹具和数控机床夹具组合夹具和数控机床夹具 组合夹具组合夹具是机床夹具中一种标准化、系列是机床夹具中一种标准化、系列化、通用化程度很高的的化、通用化程度很高的的柔性化夹具柔性化夹具。它由一。它由一套预先制造好的各种不同几何形状、不同尺寸套预先制造好的各种不同几何形状、不同尺寸规格、有完全互换性和高耐磨性的标准元件及规格、有完全互换性和高耐磨性的标准元件及合件组成。合件组成。1.1.组合夹具的特点组合

3、夹具的特点与专用夹具相比具有如下特点：与专用夹具相比具有如下特点：（1 1）万能性好，适用范围广。）万能性好，适用范围广。（2 2）组合夹具把专用夹具的设计制造、使用、）组合夹具把专用夹具的设计制造、使用、报废的单项过程变为组装、拆卸、清洗、入库、报废的单项过程变为组装、拆卸、清洗、入库、再组装的循环过程，可大幅度缩短设计制造周期，再组装的循环过程，可大幅度缩短设计制造周期，节省工时和材料，降低生产成本。节省工时和材料，降低生产成本。（3 3）可以减少夹具库房面积，有利管理）可以减少夹具库房面积，有利管理 。组组合合夹夹具具1.1.组合夹具的特点组合夹具的特点（4 4）组合夹具元件具有很好的互

4、换性和较高的）组合夹具元件具有很好的互换性和较高的精度和耐磨性，元件尺寸精度一般为精度和耐磨性，元件尺寸精度一般为IT6IT7，元件工作表面和定位表面的平行度、垂直度按国元件工作表面和定位表面的平行度、垂直度按国家标准规定的家标准规定的4级制造。级制造。（5 5）体积大，刚性差，一次投资多，成本高。）体积大，刚性差，一次投资多，成本高。2.2.组合夹具的主要类型组合夹具的主要类型（1）槽系组合夹具槽系组合夹具（2）孔系组合夹具孔系组合夹具 主要类型主要类型组组合合夹夹具具 （1）槽系组合夹具）槽系组合夹具 槽系组合夹具的组装基面为槽系组合夹具的组装基面为T形槽，夹具形槽，夹具元件由键、螺栓等定

5、位，紧固在元件由键、螺栓等定位，紧固在T形槽内。根形槽内。根据据T形槽的槽距、槽宽、螺栓直径有大、中、形槽的槽距、槽宽、螺栓直径有大、中、小型三种系列，以适应不同尺寸的工件。小型三种系列，以适应不同尺寸的工件。槽系组合夹具的元件：按其功用可分为八槽系组合夹具的元件：按其功用可分为八类：类：基础件、支承件、定位件、导向件、夹紧基础件、支承件、定位件、导向件、夹紧件、紧固件、其它件、合件。件、紧固件、其它件、合件。组组合合夹夹具具 （1）槽系组合夹具）槽系组合夹具 1.基础件基础件组组合合夹夹具具 包括各种规包括各种规格的方形、矩形、格的方形、矩形、圆形基础板和基圆形基础板和基础角铁等。它们础角铁

6、等。它们常作为组合夹具常作为组合夹具的夹具体。的夹具体。（1）槽系组合夹具）槽系组合夹具组组合合夹夹具具 2.支承件支承件 它是组合夹具的骨架元件，数量最多，应用最广。它是组合夹具的骨架元件，数量最多，应用最广。它将上面的元件与基础件连成一体。它既可作为定位它将上面的元件与基础件连成一体。它既可作为定位元件、导向元件，又可作为小型工件的夹具体，还可元件、导向元件，又可作为小型工件的夹具体，还可作为大型工件的定位件。作为大型工件的定位件。（1）槽系组合夹具）槽系组合夹具组组合合夹夹具具 3.定位件定位件 它用来对工件进行正确定位，以及元件与元件它用来对工件进行正确定位，以及元件与元件之间的定位。

7、之间的定位。（1）槽系组合夹具）槽系组合夹具组组合合夹夹具具 4.导向件导向件 它包括固定钻套、快换钻套、钻模板等。主要用它包括固定钻套、快换钻套、钻模板等。主要用来确定刀具与工件的相对位置，并起引导刀具的作用。来确定刀具与工件的相对位置，并起引导刀具的作用。有的导向件还能做定位用，或作组合夹具系统中移动有的导向件还能做定位用，或作组合夹具系统中移动件的导向。件的导向。（1）槽系组合夹具）槽系组合夹具组组合合夹夹具具 5.夹紧件夹紧件它主要用于将工件夹紧在夹具上。它主要用于将工件夹紧在夹具上。（1）槽系组合夹具）槽系组合夹具组组合合夹夹具具 6.紧固件紧固件 它主要用于紧固组合夹具中各种元件和

8、紧固工件。它主要用于紧固组合夹具中各种元件和紧固工件。这些元件在一定程度上影响夹具的刚性，螺纹常用细这些元件在一定程度上影响夹具的刚性，螺纹常用细牙螺纹。牙螺纹。（1）槽系组合夹具）槽系组合夹具组组合合夹夹具具 7.其它件其它件 除了上述六种除了上述六种元件之外的各种辅元件之外的各种辅助元件统称为其它助元件统称为其它件。多用于搬运和件。多用于搬运和组装过程。组装过程。（1）槽系组合夹具）槽系组合夹具组组合合夹夹具具 8.合件合件 由若干元件装配在一起由若干元件装配在一起而成。合件在组合夹具组装而成。合件在组合夹具组装过程中一般不拆散使用，是过程中一般不拆散使用，是一种独立部件。使用合件可一种独

9、立部件。使用合件可以扩大组合夹具的使用范围，以扩大组合夹具的使用范围，简化组合夹具的结构，减少简化组合夹具的结构，减少夹具体积。按其用途，合件夹具体积。按其用途，合件可分为可分为定位合件定位合件、导向合件导向合件、分度合件分度合件以及以及必需的专用工必需的专用工具具等。等。组组合合夹夹具具槽系组合夹具槽系组合夹具组装与分解图组装与分解图 1 1一导向件一导向件2 2一支承件一支承件3 3一定位件一定位件4 4一紧固件一紧固件5 5一夹紧件一夹紧件6 6一基础件一基础件7 7一其它件一其它件8 8一合件一合件槽系车床组合夹具槽系车床组合夹具组组合合夹夹具具12345678910111213141

10、51617181加筋角铁（加筋角铁（2）2槽用螺栓（槽用螺栓（6）3平键（平键（10）4方形支承方形支承 5定位支承定位支承 6方形支承方形支承 7平垫圈平垫圈 8六角螺母（六角螺母（8）9 槽用螺栓槽用螺栓 10钻套螺钉钻套螺钉 11快换钻套快换钻套 12钻模板钻模板 13圆形定位销圆形定位销 14工件工件 15方形支承方形支承 16角铁角铁 17压紧螺钉压紧螺钉 18基础板基础板组组合合夹夹具具槽系组合夹具槽系组合夹具组组合合夹夹具具槽系组合夹具槽系组合夹具组组合合夹夹具具槽系组合夹具槽系组合夹具组组合合夹夹具具槽系组合夹具槽系组合夹具 （2）孔系组合夹具）孔系组合夹具 孔系组合夹具的组装

11、基面为圆形孔和螺孔，孔系组合夹具的组装基面为圆形孔和螺孔，夹具元件的联接通常用两个圆柱销定位，螺钉紧夹具元件的联接通常用两个圆柱销定位，螺钉紧固，根据孔径、孔距、螺钉直径分为不同系列，固，根据孔径、孔距、螺钉直径分为不同系列，以适应加工工件。以适应加工工件。图示为图示为KDKD型孔系组合夹具。型孔系组合夹具。组组合合夹夹具具 KD型孔系组合夹具型孔系组合夹具组组合合夹夹具具孔系组合夹具孔系组合夹具组组合合夹夹具具组组合合夹夹具具孔系组合夹具孔系组合夹具组组合合夹夹具具孔系组合夹具孔系组合夹具组组合合夹夹具具孔系组合夹具孔系组合夹具数数控控机机床床夹夹具具二、数控机床夹具二、数控机床夹具 由于数

12、控机床在工件一次装夹中能加工工由于数控机床在工件一次装夹中能加工工件上件上4、5个方向的表面，可实现工序高度集中，个方向的表面，可实现工序高度集中，并常采用基准统一的装夹方式，加工对象又要并常采用基准统一的装夹方式，加工对象又要经常变换，专用夹具无法适应这种要求。数控经常变换，专用夹具无法适应这种要求。数控机床夹具因此得到了发展。机床夹具因此得到了发展。数数控控机机床床夹夹具具二、数控机床夹具二、数控机床夹具 数控机床按编制的程序完成工件的加工。数控机床按编制的程序完成工件的加工。加工中机床、刀具、夹具和工件之间应有严格加工中机床、刀具、夹具和工件之间应有严格的相对坐标位置。所以数控机床夹具在

13、机床上的相对坐标位置。所以数控机床夹具在机床上应相对数控机床的坐标原点具有严格的坐标位应相对数控机床的坐标原点具有严格的坐标位置以保证所装夹的工件处于所规定的坐标位置置以保证所装夹的工件处于所规定的坐标位置上。为此数控机床夹具常采用网格状的固定基上。为此数控机床夹具常采用网格状的固定基础板，如图所示。础板，如图所示。数数控控机机床床夹夹具具二、数控机床夹具二、数控机床夹具 a a）b b）数控机床夹具构成简图数控机床夹具构成简图数数控控机机床床夹夹具具二、数控机床夹具二、数控机床夹具 数控机床夹具长期固定在数控机床工作台上，数控机床夹具长期固定在数控机床工作台上，板上加工出准确孔心距位置的一组

14、定位孔和一组紧板上加工出准确孔心距位置的一组定位孔和一组紧固螺孔（也有定位孔与螺孔同轴布置形式），它们固螺孔（也有定位孔与螺孔同轴布置形式），它们成网格分布。网格状基础板预先调整好相对数控机成网格分布。网格状基础板预先调整好相对数控机床的坐标位置，利用基础板上的定位孔可装各种夹床的坐标位置，利用基础板上的定位孔可装各种夹具。具。数数控控机机床床夹夹具具二、数控机床夹具二、数控机床夹具 a a）数控机床夹具构成简图数控机床夹具构成简图 当加工对象变当加工对象变换时，只需更换相换时，只需更换相应的角铁式夹具便应的角铁式夹具便可迅速转换为新零可迅速转换为新零件的加工，不致使件的加工，不致使机床长期等

15、工。机床长期等工。图图a为角铁支架式夹具。角铁支架上也有相应的为角铁支架式夹具。角铁支架上也有相应的网格状分布的定位孔和紧固螺孔以便安装有关可换定网格状分布的定位孔和紧固螺孔以便安装有关可换定位元件和其他各类元件和组件以适应相似零件的加工。位元件和其他各类元件和组件以适应相似零件的加工。数数控控机机床床夹夹具具二、数控机床夹具二、数控机床夹具 图图b是立方固定基础板。是立方固定基础板。它安装在数控机床工作台它安装在数控机床工作台的转台上，其的转台上，其4面都有网格面都有网格分布的定位孔和紧固螺孔，分布的定位孔和紧固螺孔，上面可安装各类夹具的底上面可安装各类夹具的底板。当加工对象变换时，板。当加

16、工对象变换时，只需转台转位，便可迅速只需转台转位，便可迅速转换到加工新的零件用的转换到加工新的零件用的夹具，十分方便。夹具，十分方便。b b）数控机床夹具构成简图数控机床夹具构成简图数数控控机机床床夹夹具具数控机床夹具数控机床夹具1 1，22坐标原点坐标原点 33定位支承钉定位支承钉 44数控机床工数控机床工作台作台55夹具体夹具体 66工件工件77通油孔通油孔88液压缸液压缸 99活塞活塞 1010拉杆拉杆1111压板压板数数控控机机床床夹夹具具二、数控机床夹具二、数控机床夹具 工件工件6在本工序镗削在本工序镗削A，B、C三个孔。数控机床三个孔。数控机床工作台工作台4上设置坐标原点上设置坐标

17、原点l，刀具或者工作台的运动，刀具或者工作台的运动以原点以原点1为起点，夹具上也设有坐标原点为起点，夹具上也设有坐标原点2。夹具在。夹具在机床上安装之后，夹具坐标原点机床上安装之后，夹具坐标原点2相对工作台坐标原相对工作台坐标原点点1的坐标为（的坐标为（x0，y0）。工件）。工件6在夹具上的定位是在夹具上的定位是通过限位表面和通过限位表面和3个定位支承钉个定位支承钉3来完成的。工件的来完成的。工件的夹紧是通过夹紧是通过2个液压缸个液压缸8推动活塞推动活塞9，带动拉杆，带动拉杆10和压和压板板11夹紧工件。夹紧工件。数数控控机机床床夹夹具具 定位基定位基准平面与夹准平面与夹具坐标原点具坐标原点2

18、的坐标位置的坐标位置为为a、b，加，加工孔到定位工孔到定位基准平面的基准平面的坐标尺寸分坐标尺寸分别为别为c、d、e、f。而。而3个加工个加工孔相对数控孔相对数控机床工作台机床工作台的坐标原点的坐标原点1的坐标尺寸的坐标尺寸分别为分别为数数控控机机床床夹夹具具A孔：孔：xA=x0+a+czA=f 数数控控机机床床夹夹具具二、数控机床夹具二、数控机床夹具B孔：孔：xB=x0+a+c-d；yB=y0+b+e C孔：孔：xC=x0+a+c+d；yC=y0+b+e 数数控控机机床床夹夹具具二、数控机床夹具二、数控机床夹具 这种以机床工作台设置坐标原点，然后计算出这种以机床工作台设置坐标原点，然后计算出

19、加工位置坐标的编程方法，叫加工位置坐标的编程方法，叫固定零点编程法固定零点编程法。编。编程人员也可根据实际情况，选定其他坐标原点。程人员也可根据实际情况，选定其他坐标原点。数数控控机机床床夹夹具具二、数控机床夹具二、数控机床夹具 因为刀具相对工件的运动精度是由数控机床精因为刀具相对工件的运动精度是由数控机床精度决定的，所以数控机床夹具上度决定的，所以数控机床夹具上不需要设置对刀装不需要设置对刀装置置。此外，数控加工过程中，可能是几把刀具同时。此外，数控加工过程中，可能是几把刀具同时进行的，所以夹具是敞开的，所需夹紧力也较大，进行的，所以夹具是敞开的，所需夹紧力也较大，常采用气动、液压等高效夹紧

20、装置。常采用气动、液压等高效夹紧装置。数数控控机机床床夹夹具具二、数控机床夹具二、数控机床夹具 从上面所述的夹具构成原理可以看到，数控机从上面所述的夹具构成原理可以看到，数控机床夹具实质上是床夹具实质上是通用可调夹具通用可调夹具和和组合夹具组合夹具的结合与的结合与发展。它的固定基础板部分加可换部分的组合是通发展。它的固定基础板部分加可换部分的组合是通用可调夹具组成原理的应用。而它的元件和组件高用可调夹具组成原理的应用。而它的元件和组件高度标准化与组合化，又是组合夹具标准元件的演变度标准化与组合化，又是组合夹具标准元件的演变与发展。国内外许多数控机床夹具采用孔系列组合与发展。国内外许多数控机床夹具采用孔系列组合夹具的结构系统，就是很好的例证。夹具的结构系统，就是很好的例证。思考题与习题思考题与习题思考题与习题思考题与习题思思考考题题与与习习题题第五节第五节 组合夹具和数控机床夹具组合夹具和数控机床夹具试述组合夹具和数控机床夹具的特点。试述组合夹具和数控机床夹具的特点。