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第二章机床夹具设计原理
一机床夹具概述
1、机床夹具及组成
夹具定义:在机床上用以装夹工件的一种装置。
夹具组成:
1) 定位元件或装置
2)夹紧元件或装置
3)刀具导向元件或装置
4)夹具在机床上定位的元件
5)夹具体
6)其它元件或装置
2、机床夹具的分类
按应用范围分:
1)通用夹具(三爪、四爪卡盘虎钳、回转工作台。。。)
2)专用夹具(用于批量生产)
3)通用可调整夹具和成组夹具。(针对一组零件的某个工,由基础部分和可调整部分组
成,元件可更换或调整)
4)组合夹具(用于单件小批)
由标准化的元件组合而成,具有以下特点:
灵活多变,万能性强;
可大大缩短生产准备周期;
可减少专用夹具设计、制造的工作量,并可减少材料消耗;
用于单件、小批量生产及新产品试制。
组合夹具的类型:槽系组合夹具(靠键和槽定位)和孔系组合夹具(通过孔与销来实现
元件间的定位)。
5)随行夹具(FMS、FMC 等)
是一种移动式夹具。工件安装在随行夹具上,由运输装置把随行夹具运送到各台机床上,
并对随行夹具进行定位和夹紧。
按机床工种分:车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、自动机床夹具、
数控机床夹具等。
按其夹紧装置的动力源分类:手动夹具、气动夹具、液动夹具、电磁夹具、真空夹具。
3、机床夹具的功用
1)保证加工质量
2)提高生产率
3)扩大机床工艺范围
4)减轻工人劳动强度,保证生产安全。
二工件在夹具上的定位
1、常用定位方法与定位元件
1) 工件以平面定位
未经机械加工的平面定位(支承钉…)
已经机械加工的平面定位(支承钉、支承板…)
平面定位的主要形式是支承定位, 支承元件的结构形式有:

固定支承:支承钉、支承板
主要支承可调支承:支承点位置可调
自位支承: 可以随工件定位基准的变化而自动调整,并与之相适
应,一般限制一自由度,具有 2 个以上支承点
辅助支承
辅助支承:定位后才参与支承,不起定位作用,增加刚度。
主要支承:能限制工件自由度。
固定支承安装:
H 7
直接安装在夹具体的孔中,与孔的配合为
r6
夹具体上承托支承头的表面应凸起,以便把各个凸出面一次加工成一个平面
夹具体采用通孔安装固定支承
平头支承采用安装后一次磨平的方法使支承钉定位平面在一个平面(等高性)
注意点:
平面定位时一般夹具面小于工件平面;
支承板多用于精基准,为保证等高性,装配后进行磨削;
自位支承常用于毛坯平面、断续平面、阶梯平面定位;
辅助支承仅起增加刚度。
2)工件以孔定位
定心定位:定位基准是孔的中心线,常用的定位元件是各种心轴和定位销。
心轴(限制四个自由度):
刚性心轴包括:过盈配合心轴(定心精度高,装卸困难) 、间隙配合心轴(装夹方便,有
误差) 、锥度心轴(定心精度较高,轴向位置变化大) 。
除刚性心轴外,还有弹性心轴、液塑心轴、自动定心心轴等,同时定位和夹紧。
心轴一般具有很小的锥度 K,通常 K=1:5000~1:1000。对于磨床用的圆锥心轴,其锥度
可以更小,如 K=1:10000~1:5000。采用圆锥心轴,孔、轴间的间隙得以消除,定心精度较
高,可达 ,。
定位销:
包括短圆柱定位销(限制 2 个自由度)、菱形销(限制 1 个自由度)、圆锥销(限制 3 个自由
度) 。
3)工件以外圆柱面定位
工件以外圆柱面定位有两种形式,一种是定心定位,一种是支承定位。
支承定位常用的定位元件是 V 形块,其特点是:1、V 形块的夹角一般为 60、90、120 度,
已标准化。2、对中性好,可用于非完整外圆的表面定位。3、长 v 形块限制 4 个自由度。4、
短 v 形块限制 2 个自由度。5、有活动和固定之分
4)工件以特殊表面定位(圆锥孔)
5)工件以一组基准定位
2、定位误差计算
1)定位误差定义
工序基准在工序尺寸方向上位置的最大变动量。(调整法)
2)定位误差产生的原因
基准不重合误差Δbc:工序基准和定位基准不重合引起的误差。
基准位置误差Δjw:一批工件的定位基准在夹具中位置的最大变动量(工件的定位基
面误差,定位元件工作面误差)。
Δdw=osβ±Δjwcosγ
osβ:Δbc 在工序尺寸方向上的分量。β——定位尺寸与工序尺寸方向间的夹角。
Δjwcosγ:Δjw 在工序尺寸方向上的分量(投影)γ——基准位移方向与工序尺寸方向间的
夹角