第四章 机床夹具原理与设计

第4章机床夹具设计原理1.何谓机床夹具？试举例说明机床夹具的作用及其分类？答：所谓机床夹具，就是将工件进行定位、加紧，将刀具进行导向或对刀，以保证工件和刀具间的相对位置关系的附加装置。

机床夹具的功用：①稳定保证工件的加工精度；②减少辅助工时，提高劳动生产率；③扩大机床的使用范围，实现一机多能。

夹具的分类：1）通用夹具； 2）专用夹具； 3）成组夹具； 4）组合夹具；5）随行夹具。

2.工件在机床上的安装方法有哪些？其原理是什么？答：工件在机床上的安装方法分为划线安装和夹具安装。

划线安装是按图纸要求，在加工表面是上划出加工表面的尺寸及位置线，然后利用划针盘等工具在机床上对工件找正然后夹紧；夹具安装是靠夹具来保证工件在机床上所需的位置，并使其夹紧。

3.夹具由哪些元件和装置组成？各元件有什么作用？答：1）定位元件及定位装置：用来确定工件在夹具上位置的元件或装置；2）夹紧元件及夹紧装置：用来夹紧工件，使其位置固定下来的元件或装置；3）对刀元件：用来确定刀具与工件相互位置的元件；4）动力装置：为减轻工人体力劳动，提高劳动生产率，所采用的各种机动夹紧的动力源；5）夹具体：将夹具的各种元件、装置等连接起来的基础件；6）其他元件及其他装置。

4.机床夹具有哪几种？机床附件是夹具吗？答：机床夹具有通用夹具、专用夹具、成组夹具、组合夹具和随行夹具。

5.何谓定位和夹紧？为什么说夹紧不等于定位？答：工件在夹具中占有正确的位置称为定位，固定工件的位置称为夹紧。

工件在夹具中，没有安放在正确的位置，即没有定位，但夹紧机构仍能将其夹紧，而使其位置固定下来，此时工件没有定位但却被夹紧，所以说夹紧不等于定位。

6.什么叫做六点定位原理？答：采用六个按一定规则布置的约束点，限制工件的六个自由度，即可实现完全定位，这称为六点定位原理。

7.工件装夹在夹具中，凡是有六个定位支承点，即为完全定位，凡是超过六个定位支承点就是过定位，不超过六个定位支承点就不会出现过定位，这种说法对吗，为什么？答：不对；过定位是指定位元件过多，而使工件的一个自由度同时被两个以上的定位元件限制。

第四章 机床夹具原理与设计一、单项选择1. 工件装夹中由于（ ）基准和定位基准不重合而产生加工误差，称为基准不重合误差。

AA ．设计(或工序) ；B ．工艺；C ．测量；D ．装配。

2. 基准制造不准确误差大小与（ ）有关。

C A ．本道工序要保证的尺寸大小和技术要求；B ．只与本道工序设计(或工序)基准与定位基准之间位置误差；C ．定位元件和定位基准本身的制造误差。

3. 轴类零件定位用的顶尖孔是属于( )。

AA ．精基准；B ．粗基准；C ．辅助基准；D ．自为基准。

4. 自位支承(浮动支承)其作用增加与工件接触的支承点数目，但（ ）。

A A ．不起定位作用；B ．一般来说点限制一个自由度；C ．不管如何浮动必定只能限制一个自由度。

5. 在球体上铣平面，若采用如图所示方法定位，则实际限制（ ）个自由度。

①① 1 ② 2 ③ 3 ④ 46. 锥度心轴限制（ ）个自由度。

D A ． 2 ； B ． 3 ； C ． 4 ； D ．57. 小锥度心轴限制（ ）个自由度。

C A ．2 ； B ． 3 ； C ．4 ； D ．58. 在球体上铣平面，要求保证尺寸H （见下图），必须限制（ ）个自由度。

①① 1 ② 2 ③ 3 ④9. ）个自由度。

D题7图题8图A．2 ；B．3；C．4 ；D．510.基准重合原则是指使用被加工表面的（）基准作为精基准。

AA．设计；B．工序；C．测量；D．装配。

11.不能提高零件被加工表面的定位基准的位置精度的定位方法是（）。

CA．基准重合；B．基准统一；C．自为基准加工；D．基准不变。

12.自位支承（浮动支承）其作用增加与工件接触的支承点数目，但（）。

BA．不起定位作用；B．一般来说只限制一个自由度；C．不管如何浮动必定只能限制一个自由度。

13.工件装夹中基准不重合误差是指：设计基准和（）基准不一致而产生的加工误差。

DA．工艺；B．测量；C．装配；D．定位。

14.夹紧力的方向应与切削力A 。

第四章机床夹具原理与设计1第四章机床夹具原理与设计第⼀节机床夹具概述第⼆节⼯件在夹具中的定位第三节定位误差分析第四节⼯件在夹具中的夹紧第五节各类机床夹具第六节现代机床夹具第七节机床夹具设计的基本步骤第⼀节机床夹具概述⼀、⼯件的装夹⽅法机床夹具是机械加⼯⼯艺系统的⼀个重要组成部分。

为保证⼯件某⼯序的加⼯要求（尺⼨精度和形位精度），必须使⼯件在机床上相对⼑具的切削或成形运动处于准确的相对位置，必须通过⼀定的装置把⼯件固定保持在准确定位的位置上。

机床夹具通过使⼯件在机床上相对⼑具占有正确的位置的过程—定位，以及克服切削过程中⼯件受外⼒的作⽤保持⼯件的准确位置的过程—夹紧，来实现⼯件装夹。

定位和夹紧两个过程的综合称为装夹,完成⼯件装夹的⼯艺装备称为机床夹具。

⼯件在机床上的装夹⽅法主要有两种：1.⽤找正法装夹⼯件把⼯件直接放在机床⼯作台上或放在四⽖单动卡盘、机⽤虎钳等机床附件中，根据⼯件的⼀个或⼏个表⾯⽤划针或百分表找正⼯件准确位置后再进⾏夹紧。

或先按加⼯要求进⾏加⼯⾯位置的划线⼯序，然后再按划出的线痕进⾏找正实现装夹。

⼯件装夹法a）磨孔时⼯件的找正b）刨削时⼯件的找正c）划线找正装夹法d）夹具装夹法在磨床上磨削1个与外圆表⾯有同轴度要求的内孔时，加⼯前将⼯件装在四⽖单动卡盘上，⽤百分表直接找正外圆表⾯，即可获得⼯件的正确位置，如图a。

在⽜头刨床上加⼯1个同⼯件底⾯及侧⾯有平⾏度要求的槽时，⽤百分表找正⼯件的右侧⾯，如图b，即可使⼯件获得正确的位置。

直接找正法装夹⼯件时找正⾯即为定位基准。

直接找正法⽣产效率低，对⼯⼈技术⽔平要求⾼，定位精度较低，⼀般⽤于单件⼩批量⽣产。

2.⽤夹具装夹⼯件图4-1 铣槽⼯序⽤的铣床夹具1—定位键2—⽀承板3—齿纹顶⽀承钉4—平头⽀承钉5—对⼑块6—夹具底座 7—夹具底板8—螺旋压板9—夹紧螺母10—对⼑塞尺1 槽底⾯与A⾯平⾏A⾯-⽀撑板2⼯作⾯-夹具底板7的低⾯-⼯作台台⾯2 槽侧⾯与B⾯平⾏B⾯-⽀撑钉3⼯作⾯-定位键1侧⾯-⼯作台的T形槽侧⾯3 槽尺⼨h与ah：对⼑块的下⼯作⾯-⽀撑板2⼯作⾯a：对⼑块的侧⼯作⾯-⽀撑钉3⼯作⾯4 槽尺⼨c⾏程挡块-⼯作台纵向进给终结位置-⽀撑钉4表⾯1.夹具的主要⼯作原理⼆、机床夹具的⼯作原理和在机械加⼯过程中的作⽤图4-2 铣槽夹具在⽴式铣床上的⼯作原理图1—铣床床⾝2—铣床升降台3—⽴铣⼑4—铣槽夹具5—夹具的定位键6—铣床⼯作台7—铣床溜板⽀撑板2的⽀撑⼯作⾯与夹具底板7保持平⾏；底板7与⼯作台接触；A ⾯与⽀撑板2的⼯作⾯接触；保证了铣出的槽与A ⾯平⾏；⽀撑钉3的⽀撑⼯作⾯与两定位键1侧⾯平⾏；两个定位键1与铣床的T 型槽相配合，即定位键1与铣床的纵向进给⽅向平⾏；B ⾯与⽀撑定3的⼯作⾯接触；保证了铣出的槽侧⾯与B ⾯平⾏；保证位置精度--平⾏度的要求夹具的⼯作原理要点：1）使⼯件在夹具中占有正确的加⼯位置。

第四章机床夹具设计原理学习目的与要求（1）了解机床夹具的组成、作用及其对零件加工的重要性（2）掌握对工件定位的概念、原理、要求及定位误差的概念（3）掌握各种不同定位方式定位误差的计算（4）熟悉对工件夹紧的目的、要求和夹紧机构（5）熟悉各种机床上使用的夹具特点（6）初步掌握夹具设计的方法、要点和步骤主要内容第4章机床夹具设计原理4.1 机床夹具的概述4.2 工件的定位4.3 典型的定位方式、定位元件及定位装置4.4 定位误差4.5 工件的夹紧4.6 夹紧机构4.7 夹具的动力装置4.8 夹具的其它装置4.9 夹具设计的方法及步骤思考与练习：划线安装（钳工手工作业）是指按图纸要求在工件表面上划出位置线以及加工线和找正线，安装工件时，先在机床上按找正线找正工件的位置，然后夹紧工件。

例如：要在长方形工件上镗孔，可先在划线平台上划出孔的十字中心线，再画出加工线和找正线（加工线和找正线之间的距离一般为5毫米）。

然后将工件安放在四爪单动卡盘上轻轻夹紧，转动四爪单动卡盘，用划针检查找正线，找正后夹紧工件。

特点：划线安装不需要其它专门设备，通用性好，生产率低，精度不高（一般划线找正的对线精度为0.1mm左右），适于单件、小批量生产中复杂铸件或者铸件精度较低的粗加工工序。

四爪单动卡盘1-卡盘体2-卡爪3-丝杆图4.1 扇形零件技术要求简图1）位置尺寸精度:23+0.22）位置精度:平行度、对称度、均匀分布B C-C CC定位键？？？三、夹具的组成1、夹具的组成①定位元件及定位装置②夹紧元件及夹紧装置③导向元件或对刀装置④动力装置⑤夹具体⑥其它元件与装置2、夹具的工作原理要点①使工件占有正确的加工位置②保证夹具定位工作面相对机床切削运动形成表面的准确几何位置，满足加工面对定位基准的相互位置精度要求③保证加工面对定位基准的位置尺寸Fig4-1 铣槽工序用的铣床夹具1-定位键；2-支承板；3-齿纹顶支承钉；4-平头支承钉；5-侧装对刀块；6-夹具底块；7-底板；8-螺旋压板；9-夹紧螺母；10-对刀塞尺对刀装置四、夹具的作用）保证加工精度（2）提高生产率）减轻工人劳动强度（4）扩大机床使用范围五、夹具分类1、按专业化程度①通用夹具②专用夹具③成组夹具④组合夹具⑤随行夹具2、按机床种类①车床夹具②磨床夹具③钻床夹具(钻模) ④镗床夹具(镗模)⑤铣床夹具3、按动力源手动、气动、液压、气液、电动、电磁、真空自紧(切削力)4. 组合夹具1机床夹具概述典型组合夹具[1]1机床夹具概述典型组合夹具[1分解图形]§4-2工件的定位一、定位与基准¾定位：工件在夹具中占有正确的位置¾夹紧：固定工件的位置¾定位基准：确定工件安装时所用的基准二、定位原理¾自由度：一个物体在空间中可能具有的运动¾刚体有六个自由度：¾定位条件：采取各种约束措施来(约束)消除六个自由度¾六点定位原理：x y z x y zt t t )))、、、、、平面1、2、3：圆柱面5、6 ：槽4 ：z x y t))、、x yt t、z)圆柱面1、3、4、5：槽2：y z y z t t))、、、x)②V 型铁定位：③锥销定位：④顶尖定位：短V铁：z x rv ,长V铁：z x z x ))r t ,,,z y x r r v ,,y x rv ,z y x r r v ,,y x )),三、定位的正常情况与非正常情况需限制5个自由度需限制6个自由度满足加工精度所需限制的自由度分析若工件上的某个自由度被二个，或二个以上的约束所重复限制，这种定位称过定位。