机械制造第四章机床夹具原理与设计.ppt

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1、机床夹具原理与设计 夹具夹具:在机械加工过程中，为了保证加工精度，固定在机械加工过程中，为了保证加工精度，固定工件，使之占有确定位置以接受加工或检测的工件，使之占有确定位置以接受加工或检测的 工艺装备称为机床夹具。工艺装备称为机床夹具。一、工件的装夹方法 第一节 机床夹具概述 工件装夹的实质工件装夹的实质 定位和夹紧定位和夹紧 工件装夹的方法工件装夹的方法 找正安装找正安装 用专用夹具安装用专用夹具安装 黑龙江大学机电工程学院 第一页，编辑于星期日：十三点四十分。直接找正法示例直接找正法示例a a）磨内孔时工件的找正）磨内孔时工件的找正 b b）刨槽时工件的找正）刨槽时工件的找正机床夹具原理与

2、设计 黑龙江大学机电工程学院 第二页，编辑于星期日：十三点四十分。划线找正法示例划线找正法示例机床夹具原理与设计 黑龙江大学机电工程学院 第三页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计找正安装找正安装 黑龙江大学机电工程学院 第四页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计用专用夹具安装用专用夹具安装 黑龙江大学机电工程学院 第五页，编辑于星期日：十三点四十分。用专用夹具安装工件用专用夹具安装工件支承板支承板支承板支承板支承钉支承钉支承钉支承钉支承钉支承钉钻套钻套机床夹具原理与设计 黑龙江大学机电工程学院 第六页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计二、机床夹具的工作原

3、理和在机械加工过程中的作用1.夹具的主要工作原理夹具的主要工作原理使工件在夹具上占有正确的位置使工件在夹具上占有正确的位置夹具对于机床应先保证有准确的相对位置夹具对于机床应先保证有准确的相对位置,而夹具结而夹具结构又保证定位元件的定位工作面对夹具与机床相联构又保证定位元件的定位工作面对夹具与机床相联接的表面之间的相对准确位置接的表面之间的相对准确位置使刀具相对有使刀具相对有关的定位元件的定位工作面调整到准关的定位元件的定位工作面调整到准确位置确位置 黑龙江大学机电工程学院 第七页，编辑于星期日：十三点四十分。1）易于保证加工精度；）易于保证加工精度；2）能大大地提高生产率，缩短辅助时间；）能大

4、大地提高生产率，缩短辅助时间；3）装夹方便，能大大地减轻工人劳动强度。）装夹方便，能大大地减轻工人劳动强度。2.夹具的作用夹具的作用 黑龙江大学机电工程学院 第八页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计三、机床的分类与组成1.夹具的分类夹具的分类按夹具的应用范围分类按夹具的应用范围分类通用夹具：成为机床的一种标准附件通用夹具：成为机床的一种标准附件专用夹具：为加工某一零件的某一工序而设计专用夹具：为加工某一零件的某一工序而设计可调夹具：通用可调整夹具和成组夹具，夹具的可调夹具：通用可调整夹具和成组夹具，夹具的部分元件可以更换，部分装置可以调部分元件可以更换，部分装置可以调整，以适应不

5、同零件的加工整，以适应不同零件的加工随行夹具：这是一种在自动线或柔性制造系统中随行夹具：这是一种在自动线或柔性制造系统中使用的夹具使用的夹具组合夹具：由一套完全标形化的元件，根据零件组合夹具：由一套完全标形化的元件，根据零件的加工要求拼装而成的加工要求拼装而成 黑龙江大学机电工程学院 第九页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计组合夹具 黑龙江大学机电工程学院 第十页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计按机床分类按机床分类车床夹具车床夹具铣床夹具铣床夹具钻床夹具钻床夹具镗床夹具镗床夹具按动力源分类按动力源分类手动夹具手动夹具气动夹具气动夹具液压夹具液压夹具电动夹具电动夹具

6、磁力夹具磁力夹具 黑龙江大学机电工程学院 第十一页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计工工 件件定定位位元元件件夹夹紧紧装装置置刀刀 具具对刀对刀导导引元件或引元件或装置装置机机 床床连连接接元元件件其其它它装装置置夹具体夹具体2.夹具的组成 黑龙江大学机电工程学院 第十二页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计 第二节 工件在夹具中的定位一、基准的概念基准的概念：基准的概念：零件上用来确定其它点、线、面的位置时，零件上用来确定其它点、线、面的位置时，作为参考的其它的点、线、面。作为参考的其它的点、线、面。基准的分类基准的分类设计基准设计基准工艺基准工艺基准工序基准工序基

7、准定位基准定位基准测量基准测量基准装配基准装配基准 黑龙江大学机电工程学院 第十三页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计零件的设计基准与工艺基准零件的设计基准与工艺基准 黑龙江大学机电工程学院 第十四页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计二、六点定位原理 黑龙江大学机电工程学院 第十五页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计六点定位原理：六点定位原理：一个定位支承点限制工一个定位支承点限制工件的一个自由度，用合件的一个自由度，用合理设置的六个定位支承理设置的六个定位支承点，限制工件的六个自点，限制工件的六个自由度，使工件在夹具中由度，使工件在夹具中的位置完全确

8、定，称为的位置完全确定，称为工件的六点定位原理。工件的六点定位原理。黑龙江大学机电工程学院 第十六页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计环形工件定位环形工件定位时支撑点的分时支撑点的分布示例布示例 黑龙江大学机电工程学院 第十七页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计 黑龙江大学机电工程学院 第十八页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计在应用工件“六点定位原理”进行定位问题分析时，应注意以下几点：定位就是限制自由度，通常用合理布置定位支承点的定位就是限制自由度，通常用合理布置定位支承点的的方法来限制工件的自由度的方法来限制工件的自由度定位支承点限制工件自由度的

9、作用，应理解为定位支定位支承点限制工件自由度的作用，应理解为定位支承点与工件定位基准面始终保持紧贴接触承点与工件定位基准面始终保持紧贴接触一个定位支承点仅限制一个自由度，一个工件仅有六一个定位支承点仅限制一个自由度，一个工件仅有六个自由度，所设置定位支承点数目，原则上不应超过个自由度，所设置定位支承点数目，原则上不应超过六个六个分析定位支承点的定位作用时，不考虑力的影响分析定位支承点的定位作用时，不考虑力的影响定位支承点是有定位元件抽象而来的，在夹具中，定定位支承点是有定位元件抽象而来的，在夹具中，定位支承点总是通过具体的定位元件体现，至于具体的位支承点总是通过具体的定位元件体现，至于具体的定

10、位元件应转化为几个定位支承点，需结合其结构分定位元件应转化为几个定位支承点，需结合其结构分析析 黑龙江大学机电工程学院 第十九页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计工件定位中的几种情况工件定位中的几种情况完全定位：完全定位：工件的六个自由度完全被限制的定位工件的六个自由度完全被限制的定位不完全定位：不完全定位：根据加工的技术要求，并不需要限制工件的根据加工的技术要求，并不需要限制工件的全部自由度全部自由度欠定位：欠定位：根据加工的技术要求，应该被限制的自由度没根据加工的技术要求，应该被限制的自由度没有被限制的定位有被限制的定位过定位：过定位：工件的同一自由度被两个或两个以上的支承工

11、件的同一自由度被两个或两个以上的支承点重复限制的定位点重复限制的定位 黑龙江大学机电工程学院 第二十页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计1.改变定位元件的结构改变定位元件的结构2.提高工件定位基准面之间及夹具定位元件工作表面提高工件定位基准面之间及夹具定位元件工作表面之间的位置精度，以减小或消除过定位引起的干涉之间的位置精度，以减小或消除过定位引起的干涉消除过定位及其干涉的两种方法消除过定位及其干涉的两种方法 黑龙江大学机电工程学院 第二十一页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计二、常见的定位方式和定位元件1.1.工件以平面定位工件以平面定位 基本支承基本支承固定支承

12、固定支承可调支承可调支承自位支承自位支承辅助支承辅助支承 黑龙江大学机电工程学院 第二十二页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计固定支承固定支承：支承钉和支承板：支承钉和支承板 黑龙江大学机电工程学院 第二十三页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计可调支承可调支承可调支承应用可调支承应用 黑龙江大学机电工程学院 第二十四页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计可调支承可调支承 黑龙江大学机电工程学院 第二十五页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计自位支承（浮动支承）自位支承（浮动支承）黑龙江大学机电工程学院 第二十六页，编辑于星期日：十三点四十分。

13、机床夹具原理与设计自位支承（浮动支承）自位支承（浮动支承）黑龙江大学机电工程学院 第二十七页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计辅助支承辅助支承 黑龙江大学机电工程学院 第二十八页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计辅助支承辅助支承 黑龙江大学机电工程学院 第二十九页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计2.2.工件以圆孔定位工件以圆孔定位定位销定位销 黑龙江大学机电工程学院 第三十页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计2.2.工件以圆孔定位工件以圆孔定位定位销定位销快换圆柱定位销快换圆柱定位销 黑龙江大学机电工程学院 第三十一页，编辑于星期日：十

14、三点四十分。机床夹具原理与设计锥面定位销锥面定位销 黑龙江大学机电工程学院 第三十二页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计定位心轴定位心轴 黑龙江大学机电工程学院 第三十三页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计定位心轴安装方式定位心轴安装方式 黑龙江大学机电工程学院 第三十四页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计定位心轴定位心轴过盈配合心轴过盈配合心轴 间隙配合心轴间隙配合心轴 黑龙江大学机电工程学院 第三十五页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计3.3.工件以外圆定位工件以外圆定位V形块形块定位套筒定位套筒半圆孔定位座半圆孔定位座 黑龙江大学机

15、电工程学院 第三十六页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计V形块结构形式形块结构形式固定固定V形块形块活动活动V形块形块 黑龙江大学机电工程学院 第三十七页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计V形块结构形式形块结构形式 黑龙江大学机电工程学院 第三十八页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计定位套筒定位套筒半圆孔定位座半圆孔定位座 黑龙江大学机电工程学院 第三十九页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计工件上顶尖孔在顶尖上的定位工件上顶尖孔在顶尖上的定位 黑龙江大学机电工程学院 第四十页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计4.4.工件以组

16、合表面定位工件以组合表面定位 工件以几个表面同时定位的工件以几个表面同时定位的,称为称为“组合表面定位组合表面定位”一个平面和两个与其垂直的孔的组合一个平面和两个与其垂直的孔的组合一个平面和两个与其垂直的外圆柱的组合一个平面和两个与其垂直的外圆柱的组合一个孔和一个平行于孔中心线的平面的组合一个孔和一个平行于孔中心线的平面的组合 黑龙江大学机电工程学院 第四十一页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计工件在夹具中加工时加工误差的组成 第三节 定位误差分析（1）对定误差对定误差：与夹具相对刀具及切削成形运动的位：与夹具相对刀具及切削成形运动的位置有关的加工误差。其中包括与夹具相对刀具位置

17、有关的加工置有关的加工误差。其中包括与夹具相对刀具位置有关的加工误差误差对刀误差对刀误差和与夹具对成形运动的位置有关的加工和与夹具对成形运动的位置有关的加工误差误差夹具位置误差夹具位置误差。（2）安装误差安装误差：与工件在夹具中安装有关的加工误差。：与工件在夹具中安装有关的加工误差。其中包括工件在夹具中定位不准确所造成的加工误差其中包括工件在夹具中定位不准确所造成的加工误差定位定位误差误差以及工件夹紧时工件和夹具变形所造成的加工误差以及工件夹紧时工件和夹具变形所造成的加工误差夹夹紧误差紧误差。黑龙江大学机电工程学院 第四十二页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计为了得到合格产品，必

18、须使各项加工误差之总和等为了得到合格产品，必须使各项加工误差之总和等于或小于规定的工件的工序尺寸公差。于或小于规定的工件的工序尺寸公差。（3）过程误差过程误差：与加工过程中一些因素有关的加工误差。：与加工过程中一些因素有关的加工误差。包括工艺系统受力变形、热变形、磨损等因素所造成的加工误包括工艺系统受力变形、热变形、磨损等因素所造成的加工误差。差。黑龙江大学机电工程学院 第四十三页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计一、定位误差及其产生的原因定位误差定位误差是指由于定位不准确而造成某一工序在工序尺是指由于定位不准确而造成某一工序在工序尺寸或位置要求方面的加工误差。它的表现形式为工序

19、基准相对加工寸或位置要求方面的加工误差。它的表现形式为工序基准相对加工表面可能产生的最大尺寸或位置变动量。表面可能产生的最大尺寸或位置变动量。1.定位基准与工序基准不重合产生的定位误差定位基准与工序基准不重合产生的定位误差2.定位元件制造不准确产生的定位误差定位元件制造不准确产生的定位误差定位误差产生的原因是工件的制造误差、定位元件的制造误定位误差产生的原因是工件的制造误差、定位元件的制造误差，两者配合间隙及基准不重合等。定位误差在调整法加工时存差，两者配合间隙及基准不重合等。定位误差在调整法加工时存在，在试切法加工时不存在。在，在试切法加工时不存在。黑龙江大学机电工程学院 第四十四页，编辑于

20、星期日：十三点四十分。定位误差定位误差由基准位置误差由基准位置误差和基准不重合误差和基准不重合误差两部分组两部分组成。成。定位基准的最大变化量称为定位基准的最大变化量称为基准位置误差基准位置误差。工序基准相对定位基准理想位置的最大变动量称为工序基准相对定位基准理想位置的最大变动量称为基准不基准不重合误差重合误差二、定位误差组成及其计算方法机床夹具原理与设计 黑龙江大学机电工程学院 第四十五页，编辑于星期日：十三点四十分。定位误差的计算方法定位误差的计算方法 定位误差计算可按定位误差定义进行计算，根据所画出的一批工定位误差计算可按定位误差定义进行计算，根据所画出的一批工件定位的可能产生定位误差的

21、两种极端位置，再通过几何关系直接求件定位的可能产生定位误差的两种极端位置，再通过几何关系直接求得工序基准最大变动范围，即为定位误差。得工序基准最大变动范围，即为定位误差。定位误差计算也可按定位误差的组成进行计算，按公式定位误差计算也可按定位误差的组成进行计算，按公式计算。计算。公式中正负号的判断，当一批工件定位时，由公式中正负号的判断，当一批工件定位时，由一种可能极端位置变为另一种可能极端位置情况时，定位基准位置一种可能极端位置变为另一种可能极端位置情况时，定位基准位置和工序基准相对定位基准理想位置的变动方向是否一致，变动方向和工序基准相对定位基准理想位置的变动方向是否一致，变动方向一致取加号

22、，不一致时取减号。一致取加号，不一致时取减号。机床夹具原理与设计 黑龙江大学机电工程学院 第四十六页，编辑于星期日：十三点四十分。按定位误差定义进行计算按定位误差定义进行计算机床夹具原理与设计 黑龙江大学机电工程学院 第四十七页，编辑于星期日：十三点四十分。按定位误差组成进行计算按定位误差组成进行计算机床夹具原理与设计 黑龙江大学机电工程学院 第四十八页，编辑于星期日：十三点四十分。1平面定位时的定位误差平面定位时的定位误差三、典型表面定位时的定位误差机床夹具原理与设计平面定位的主要方式是支承定位。平面定位的主要方式是支承定位。当工件以未加工过的毛坯表面定位时，一般只能采用三点支承当工件以未加

23、工过的毛坯表面定位时，一般只能采用三点支承方式，定位元件为球头支承钉，可减少支承与工件的接触面积，以方式，定位元件为球头支承钉，可减少支承与工件的接触面积，以便能与粗糙不平的毛坯表面稳定接触。便能与粗糙不平的毛坯表面稳定接触。当基准重合时，定位误差就等于基准位置误差，等于基准当基准重合时，定位误差就等于基准位置误差，等于基准位置在一定范围内变动位置在一定范围内变动 H。即。即:=H当工件以已加工过的精基准定位时，由于定位基准面本身的形状当工件以已加工过的精基准定位时，由于定位基准面本身的形状精度较高，可采用多块支承板，甚至采用精磨过的整块大面积支承板定精度较高，可采用多块支承板，甚至采用精磨过

24、的整块大面积支承板定位。当基准重合时，定位误差就等于基准位置误差，等于零。如果工序位。当基准重合时，定位误差就等于基准位置误差，等于零。如果工序基准与定位基准不重合时，计算定位误差时，再加上基准不重合误差这基准与定位基准不重合时，计算定位误差时，再加上基准不重合误差这项。项。黑龙江大学机电工程学院 第四十九页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计2圆孔表面定位时的定位误差圆孔表面定位时的定位误差 圆孔表面定位的主要方式是定心定位，常用的定位元件为各种圆孔表面定位的主要方式是定心定位，常用的定位元件为各种定位销、定位心轴和定位销、定位心轴和V形块。形块。工件上圆孔与刚性心轴或定位销过盈

25、配合；定位元件水平或工件上圆孔与刚性心轴或定位销过盈配合；定位元件水平或垂直放置。垂直放置。黑龙江大学机电工程学院 第五十页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计 黑龙江大学机电工程学院 第五十一页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计2圆孔表面定位时的定位误差圆孔表面定位时的定位误差 工件上圆孔与刚性心轴或定位销间隙配合，定位元件水工件上圆孔与刚性心轴或定位销间隙配合，定位元件水平放置平放置 黑龙江大学机电工程学院 第五十二页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计 黑龙江大学机电工程学院 第五十三页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计2圆孔表面定位时

26、的定位误差圆孔表面定位时的定位误差 工件圆孔与刚性心轴或定位销间隙配合工件圆孔与刚性心轴或定位销间隙配合,定位元件垂直放定位元件垂直放置置 黑龙江大学机电工程学院 第五十四页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计 黑龙江大学机电工程学院 第五十五页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计3外圆表面定位时的定位误差外圆表面定位时的定位误差 工件外圆表面定位，采用工件外圆表面定位，采用V形块定心定位形块定心定位 黑龙江大学机电工程学院 第五十六页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计 黑龙江大学机电工程学院 第五十七页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计4表

27、面组合定位时的定位误差表面组合定位时的定位误差很多工件是以多个表面作为定位基准，在夹具中实现表面很多工件是以多个表面作为定位基准，在夹具中实现表面组合定位的。组合定位的。箱体类工件以三个相互垂直的平面或一面两孔作为定位基准箱体类工件以三个相互垂直的平面或一面两孔作为定位基准来组合定位；来组合定位；套类、盘类或连杆类工件以平面和内孔表面作为定位基准套类、盘类或连杆类工件以平面和内孔表面作为定位基准来组合定位；来组合定位；阶梯轴类工件以两个外圆表面或两个顶尖孔作为定位基准来阶梯轴类工件以两个外圆表面或两个顶尖孔作为定位基准来组合定位的。组合定位的。黑龙江大学机电工程学院 第五十八页，编辑于星期日：

28、十三点四十分。机床夹具原理与设计例题例题：在卧式铣床上，用三面刃铣刀加工如图所示零件的缺口。：在卧式铣床上，用三面刃铣刀加工如图所示零件的缺口。本工序为最后工序。试设计一个能满足加工要求的定位方案。本工序为最后工序。试设计一个能满足加工要求的定位方案。黑龙江大学机电工程学院 第五十九页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计例题例题：加工工件的：加工工件的M面时的定位情况。面时的定位情况。N面、面、P面已在前面已在前工序加工完毕，定位基准为工序加工完毕，定位基准为P面，工序基准为面，工序基准为N面。试计算定面。试计算定位误差，并分析能否满足工序要求。位误差，并分析能否满足工序要求。黑龙

29、江大学机电工程学院 第六十页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计 黑龙江大学机电工程学院 第六十一页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计1和和1方向上的基准位置误差为：方向上的基准位置误差为：2方向上的基准位置误差为：方向上的基准位置误差为：2方向上的基准位置误差为：方向上的基准位置误差为：12方向上的角度误差为：方向上的角度误差为：黑龙江大学机电工程学院 第六十二页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计H方向上的定位误差由几何关系计算方向上的定位误差由几何关系计算 黑龙江大学机电工程学院 第六十三页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计L 方向上的

30、定位误差由几何关系计算方向上的定位误差由几何关系计算 黑龙江大学机电工程学院 第六十四页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计例题：阶梯轴以两个外圆表面例题：阶梯轴以两个外圆表面1和和2为定位基准，放置在两为定位基准，放置在两个不等高的短形块上实现组合定位。分析计算在轴颈上铣半个不等高的短形块上实现组合定位。分析计算在轴颈上铣半圆键及在端面上钻孔时工序尺寸和的定位误差。圆键及在端面上钻孔时工序尺寸和的定位误差。黑龙江大学机电工程学院 第六十五页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计 黑龙江大学机电工程学院 第六十六页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计 黑龙江大

31、学机电工程学院 第六十七页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计5提高工件在夹具中定位精度的主要措施误差提高工件在夹具中定位精度的主要措施误差（1）消除或减少基准误差的措施）消除或减少基准误差的措施选用基准位置误差小的定位元件；合理布置定位元件在夹选用基准位置误差小的定位元件；合理布置定位元件在夹具中的位置；提高工件定位表面与定位元件的配合精度；正确选具中的位置；提高工件定位表面与定位元件的配合精度；正确选取工件上的第一、第二和第三定位基准。取工件上的第一、第二和第三定位基准。（2）消除或减少基准不重合误差的措施）消除或减少基准不重合误差的措施在夹具设计时，为了消除或减少基准不重合误

32、差，应尽可能在夹具设计时，为了消除或减少基准不重合误差，应尽可能选择该工序的工序基准为定位基准。当一个工件在一道工序的加工选择该工序的工序基准为定位基准。当一个工件在一道工序的加工中，对加工表面有几项加工精度要求时，则应根据各项加工精度要中，对加工表面有几项加工精度要求时，则应根据各项加工精度要求的高低相应选取工件定位时的第一、第二和第三定位基准。求的高低相应选取工件定位时的第一、第二和第三定位基准。黑龙江大学机电工程学院 第六十八页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计 第四节 工件在夹具中的夹紧一、夹紧装置的组成及基本要求 夹紧装置组成：夹紧装置组成：力源装置力源装置中间传力机构

33、中间传力机构夹紧元件夹紧元件 黑龙江大学机电工程学院 第六十九页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计（1）在夹紧过程中应能保持工件的既定位置或更好地）在夹紧过程中应能保持工件的既定位置或更好地使工件得到定位。使工件得到定位。（2）夹紧应可靠和适当，使工件在加工过程中不产）夹紧应可靠和适当，使工件在加工过程中不产生移动和振动，同时又不使工件产生不允许的变形生移动和振动，同时又不使工件产生不允许的变形和表面损伤，夹紧力要稳定。和表面损伤，夹紧力要稳定。（3）夹紧装置应有足够的夹紧行程，操作应安全、）夹紧装置应有足够的夹紧行程，操作应安全、方便、省力。方便、省力。（4）夹紧装置的自动化程

34、度及复杂程度应与工件的产）夹紧装置的自动化程度及复杂程度应与工件的产量和批量相适应。量和批量相适应。（5）夹紧装置的结构要便于制造、调整、使用和）夹紧装置的结构要便于制造、调整、使用和维修，尽可能使用标准夹具零件和部件。维修，尽可能使用标准夹具零件和部件。夹紧装置的基本要求：夹紧装置的基本要求：黑龙江大学机电工程学院 第七十页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计二、夹紧力的确定 1.夹紧力方向的确定夹紧力方向的确定夹紧力的作用方向应尽量垂直于主要定位基准面夹紧力的作用方向应尽量垂直于主要定位基准面夹紧力的方向应有利于减小夹紧力。夹紧力的方向应有利于减小夹紧力。黑龙江大学机电工程学院

35、 第七十一页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计3.夹紧力作用点的确定夹紧力作用点的确定夹紧力的作用点应能保持工件定位稳定，而不致引起夹紧力的作用点应能保持工件定位稳定，而不致引起工件发生位移和偏转。工件发生位移和偏转。见见71页页夹紧力的作用点应使夹紧工件的夹紧变形尽可能小夹紧力的作用点应使夹紧工件的夹紧变形尽可能小。夹紧力的作用点应尽可能靠近工件加工表面，以提高定夹紧力的作用点应尽可能靠近工件加工表面，以提高定位稳定性和夹紧可靠性。位稳定性和夹紧可靠性。2.夹紧力大小的确定夹紧力大小的确定计算夹紧力时，通常将夹具和工件看成一个刚性系统以简化计算夹紧力时，通常将夹具和工件看成一个

36、刚性系统以简化计算，然后根据工件受切削力、重力、夹紧力后处于静力平衡条计算，然后根据工件受切削力、重力、夹紧力后处于静力平衡条件，计算出理论夹紧力，再乘以安全系数，作为实际所需夹紧力。件，计算出理论夹紧力，再乘以安全系数，作为实际所需夹紧力。黑龙江大学机电工程学院 第七十二页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计夹紧力辅助支持夹紧力辅助支持 黑龙江大学机电工程学院 第七十三页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计三、典型夹紧机构 1.斜楔夹紧斜楔夹紧结构简单，增力比结构简单，增力比 大，自锁性能好等大，自锁性能好等特点，获得广泛应特点，获得广泛应用用斜楔升角：斜楔升角：手动

37、：手动：6 68 8机动：机动：15153030（不需自锁）（不需自锁）斜楔夹紧机构斜楔夹紧机构 1-1-支承钉支承钉 2-2-工件工件 3-3-斜楔斜楔 黑龙江大学机电工程学院 第七十四页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计斜楔夹紧机构斜楔夹紧机构 1-1-夹具体夹具体 2-2-斜楔斜楔 3-3-工件工件 黑龙江大学机电工程学院 第七十五页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计2.2.螺旋夹紧螺旋夹紧螺旋夹紧机构中所用的螺旋夹紧机构中所用的螺旋实际上相当于绕螺旋实际上相当于绕在圆柱体上的斜楔，因在圆柱体上的斜楔，因此其作用原理与斜楔是此其作用原理与斜楔是相同的。相同的。

38、螺旋夹紧具有结构简单螺旋夹紧具有结构简单紧凑、通用性好、增力紧凑、通用性好、增力比大、自锁性好等优点，比大、自锁性好等优点，故在手动夹紧中应用广故在手动夹紧中应用广泛。但由于夹紧、松开泛。但由于夹紧、松开动作较慢，在高效夹具动作较慢，在高效夹具中应用较少。中应用较少。黑龙江大学机电工程学院 第七十六页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计快速螺旋夹紧机构快速螺旋夹紧机构图图a使用了开口垫圈，夹紧螺使用了开口垫圈，夹紧螺母的外径小于工件孔径，松开母的外径小于工件孔径，松开螺母取下开口垫圈，工件可以螺母取下开口垫圈，工件可以方便地装卸。方便地装卸。图图b采用了快卸螺母，螺母的采用了快卸螺

39、母，螺母的螺孔内钻有倾斜光孔，其孔径螺孔内钻有倾斜光孔，其孔径略大于螺纹外径。螺母斜向沿略大于螺纹外径。螺母斜向沿着光孔套入螺杆，然后将螺母着光孔套入螺杆，然后将螺母摆正，使螺母与螺杆啮合，再摆正，使螺母与螺杆啮合，再拧动螺母，便可夹紧工件。拧动螺母，便可夹紧工件。黑龙江大学机电工程学院 第七十七页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计快速螺旋夹紧机构快速螺旋夹紧机构图图c中、夹紧轴中、夹紧轴1上的直槽上的直槽连着螺旋槽，先推动手柄连着螺旋槽，先推动手柄2，使摆动压块迅速靠近，使摆动压块迅速靠近工件，继而转动手柄，夹工件，继而转动手柄，夹紧工件并自锁。紧工件并自锁。图图d中，手柄中，

40、手柄4带动螺母旋转带动螺母旋转时，因手柄时，因手柄5的限制，螺母不的限制，螺母不能右移，致使螺杆带着摆动能右移，致使螺杆带着摆动压块往左移动，从而夹紧工压块往左移动，从而夹紧工件。松突时，只要反转手柄件。松突时，只要反转手柄4，稍微松开后，即可转动手，稍微松开后，即可转动手柄柄5，为手柄，为手柄4的快速右移让的快速右移让出了空间。出了空间。黑龙江大学机电工程学院 第七十八页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计螺旋压板夹紧机构螺旋压板夹紧机构夹紧机构中，结构型式变化最多的是螺旋压板机构。图形是夹紧机构中，结构型式变化最多的是螺旋压板机构。图形是螺旋压板机构的四种典型结构。图螺旋压板机

41、构的四种典型结构。图a、b为移动压板，图为移动压板，图c、d为为回转压板。回转压板。黑龙江大学机电工程学院 第七十九页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计钩形压板螺旋夹紧机构钩形压板螺旋夹紧机构图是螺旋钩形压板机构。其特点是结构紧凑，使用方便。图是螺旋钩形压板机构。其特点是结构紧凑，使用方便。当钩形压板妨碍工件装卸时、可采用自动回转钩型压板，当钩形压板妨碍工件装卸时、可采用自动回转钩型压板，它避免了用手转动钩形压板的麻烦。它避免了用手转动钩形压板的麻烦。黑龙江大学机电工程学院 第八十页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计3.3.偏心夹紧偏心夹紧圆偏心可以看作是缠绕圆偏心

42、可以看作是缠绕在基圆盘上弧形楔。在基圆盘上弧形楔。圆偏心夹紧机构的特点是圆偏心夹紧机构的特点是操作方便、夹紧迅速，但操作方便、夹紧迅速，但夹紧行程和夹紧力都较小，夹紧行程和夹紧力都较小，自锁性也较差，增力比较自锁性也较差，增力比较小。一般常用于切削平稳小。一般常用于切削平稳且切削力不大的场合且切削力不大的场合常用的圆偏心轮的结构常用的圆偏心轮的结构和尺寸已标准化，可参考和尺寸已标准化，可参考有关手册有关手册 黑龙江大学机电工程学院 第八十一页，编辑于星期日：十三点四十分。偏心件一般有圆偏心和曲线偏心两种类型。常用的是圆偏心件偏心件一般有圆偏心和曲线偏心两种类型。常用的是圆偏心件(偏心轮或偏心铀

43、偏心轮或偏心铀)，曲线偏心件因制造因难很少使用。图为常见的，曲线偏心件因制造因难很少使用。图为常见的几种偏心夹紧机构。图几种偏心夹紧机构。图a、b用的是圆偏心轮，图用的是圆偏心轮，图c用的是偏心轴，用的是偏心轴，图图d用的是偏心叉。用的是偏心叉。机床夹具原理与设计 黑龙江大学机电工程学院 第八十二页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计4.4.铰链夹紧机构铰链夹紧机构铰链夹紧机构是一铰链夹紧机构是一种铰链和杠杆组合的夹种铰链和杠杆组合的夹紧机构。这种夹紧机构紧机构。这种夹紧机构的主要特点是结构简单、的主要特点是结构简单、摩擦损失小、增力比大，摩擦损失小、增力比大，但自锁性差。因此，它

44、但自锁性差。因此，它常用在气动夹具中作为常用在气动夹具中作为增力机构。增力机构。图图a为单臂铰链夹为单臂铰链夹紧机构。紧机构。黑龙江大学机电工程学院 第八十三页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计4.4.铰链夹紧机构铰链夹紧机构图图b为双臂单作用铰链夹紧机构、图为双臂单作用铰链夹紧机构、图c为双臂双作用铰为双臂双作用铰链夹紧机构。链夹紧机构。黑龙江大学机电工程学院 第八十四页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计5.5.定心夹紧机构定心夹紧机构定心夹紧机构主要适用于几何形状对称，并以对称轴线、定心夹紧机构主要适用于几何形状对称，并以对称轴线、对称中心或对称平面为工序基准的

45、工件的定位夹紧。它可以对称中心或对称平面为工序基准的工件的定位夹紧。它可以保证工件的定位基准与工序基准重合，使工件定位基面的尺保证工件的定位基准与工序基准重合，使工件定位基面的尺寸公差对称分布，保持良好的定心或对中作用。机构。寸公差对称分布，保持良好的定心或对中作用。机构。黑龙江大学机电工程学院 第八十五页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计6.6.联动夹紧机构联动夹紧机构联动夹紧机构是指操纵一个手柄或利用一个动力装置就联动夹紧机构是指操纵一个手柄或利用一个动力装置就能完成若干个夹紧动作的机构。它包括多点联动夹紧机构、能完成若干个夹紧动作的机构。它包括多点联动夹紧机构、多件联动夹紧

46、机构和与其它动作联动的夹紧机构。多件联动夹紧机构和与其它动作联动的夹紧机构。黑龙江大学机电工程学院 第八十六页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计6.6.联动夹紧机构联动夹紧机构 黑龙江大学机电工程学院 第八十七页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计6.6.联动夹紧机构联动夹紧机构 黑龙江大学机电工程学院 第八十八页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计6.6.联动夹紧机构联动夹紧机构 黑龙江大学机电工程学院 第八十九页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计四、夹紧动力源装置 气动夹紧气动夹紧液压夹紧液压夹紧气气液压组合夹紧液压组合夹紧 黑龙江大学机

47、电工程学院 第九十页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计 第五节第五节 夹具在机床上的定位、对刀和分度夹具在机床上的定位、对刀和分度一、夹具在机床上的定位夹具在机床上的定位夹具在机床上的连接定位通常有两种方式：夹具在工作台夹具在机床上的连接定位通常有两种方式：夹具在工作台面上连接定位和夹具在主轴上连接定位。面上连接定位和夹具在主轴上连接定位。夹具在工作台面上连接定位一般采用夹具体的底面（安夹具在工作台面上连接定位一般采用夹具体的底面（安装面）及定向链来定位，夹具在主轴上连接定位取决于机床装面）及定向链来定位，夹具在主轴上连接定位取决于机床主轴端部结构。主轴端部结构。黑龙江大学机电工

48、程学院 第九十一页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计一、夹具在机床上的定位夹具在机床上的定位夹具定位夹具定位 黑龙江大学机电工程学院 第九十二页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计一、夹具在机床上的定位夹具在机床上的定位标准定向键标准定向键 黑龙江大学机电工程学院 第九十三页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计一、夹具在机床上的定位夹具在机床上的定位圆柱定向键圆柱定向键 黑龙江大学机电工程学院 第九十四页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计一、夹具在机床上的定位夹具在机床上的定位U型槽耳座结构形式型槽耳座结构形式 黑龙江大学机电工程学院 第九十

49、五页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计一、夹具在机床上的定位夹具在机床上的定位夹具在机床主轴上夹具在机床主轴上的连接定位方式的连接定位方式 黑龙江大学机电工程学院 第九十六页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计二、夹具在机床上的对刀二、夹具在机床上的对刀（1）铣床夹具的对刀）铣床夹具的对刀对刀的方法通常有三种：对刀的方法通常有三种：第一种方法为单件试切；第一种方法为单件试切；第二种方法通过试切数个工件来对刀的；第二种方法通过试切数个工件来对刀的；第三种方法是用样件或对刀装置对刀。第三种方法是用样件或对刀装置对刀。铣刀的对刀装置铣刀的对刀装置:高度对刀块、直角对刀块、成

50、型刀具对刀装置、组高度对刀块、直角对刀块、成型刀具对刀装置、组合刀具的对刀装置以及非标准对刀装置。合刀具的对刀装置以及非标准对刀装置。黑龙江大学机电工程学院 第九十七页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计（1）铣床夹具的对刀）铣床夹具的对刀对刀装置对刀装置 黑龙江大学机电工程学院 第九十八页，编辑于星期日：十三点四十分。机床夹具原理与设计（1）铣床夹具的对刀）铣床夹具的对刀用对刀装置对刀时影响对准精度的因素：用对刀装置对刀时影响对准精度的因素：有测量调整误差；有测量调整误差；定位元件定位面相对对刀装置的位置误差。定位元件定位面相对对刀装置的位置误差。对刀块位置尺寸的标注对刀块位置尺