常用夹紧机构及各类机床夹具

夹紧机构是一种用于夹持、固定或保持物体位置的装置，常用于机械工程、制造业和工业生产中。

夹紧机构的基本形式可以根据其工作原理和结构特点进行分类，以下是几种常见的夹紧机构形式：
螺旋夹紧机构：通过旋转螺杆或螺母来实现夹紧或释放物体。

螺旋夹紧机构常用于夹持物体的位置调整和固定，例如螺旋千斤顶。

摩擦夹紧机构：通过利用摩擦力来夹紧物体。

这种夹紧机构常用于夹紧工件或工具，如机床上的夹紧刀具和夹具。

弹簧夹紧机构：利用弹簧的弹性力量来夹紧物体。

弹簧夹紧机构常用于夹紧、固定或保持物体位置的场合，如弹簧钳和弹簧夹。

锁紧夹紧机构：通过锁紧装置来夹紧物体，例如螺栓、螺母和销钉等。

这种机构常用于连接和固定物体，提供较高的夹紧力和稳定性。

液压夹紧机构：利用液压系统的力量来夹紧物体。

液压夹紧机构常用于大型工件或需要较大夹紧力的应用，如液压千斤顶和液压夹具。

电磁夹紧机构：通过电磁力来夹紧或释放物体。

电磁夹紧机构常用于自动化系统中，例如电磁夹持装置和电磁锁。

这些是夹紧机构的一些基本形式，实际应用中还可以根据具体需求和应用场景设计和制造不同类型的夹紧机构。

具体选择何种夹紧机构形式取决于工作要求、夹紧力、稳定性要求以及经济性等因素。

但是，并非全部夹紧机构都具备上述三部分，有时可能缺少其中的某一部分，例如手动夹紧机构往往就很筒单。

组合机床夹具的夹紧机构，就其夹紧特性而言，可以分为直接夹紧机构和自锁夹紧机构两大类。

如果按夹紧动力的来源区分，可以分为手动夹紧机构和自动夹紧机构，在自动夹紧机构中，又有气动夹紧、液压夹紧、自动扳手夹紧和弹簧夹紧等机构。

设计夹具时，工件夹紧方法的确定，是在工件定位基准、夹具定位机构和导向装置的结构确定之后进行的，但工件的夹紧同工件的定位和导向装置是密切联系着的，因此在设计夹具时，这几个方面应当同时考虑。

在进行夹紧机构的结构设计之前，必须首先确定夹紧机构的下列主要项目：夹紧力的作用点、方向和大小；夹紧动力的种类；最合理的夹紧结构示意图及传动方式等。

其中夹紧力的作用点和方向，在制定机床方案进行工艺分析时就已经确定了，并且以特殊的符号表示在被加工零件工序图中,以作为夹具结构设计的依据。

设计时要根据工件特点、工艺方法、加工情况(粗、精加工；单面、多面加工等)以及工件的定位安装形式等因素来选择夹紧机构的形式。

设计夹紧机构时，应注意满足以下基本要求：(1)保证加工精度夹紧机构应能保证工件可靠地接触相应的定位基面，夹紧后不许破坏工件的正确位置。

夹紧后，工件在加工过程中，不应由于切削力的作用而产生位移和晃动。

为此，必须保证夹紧机构能产生定够的夹紧力，同时还要求具有较高的刚性。

由于组合机床通常都是多面多刀同时进行加工，夹具往往在较大的切削力作用下工作，提高夹紧机构的刚性，是十分重要的，因此组合机床夹具的夹紧螺栓、压板和传动杠杆等通常都比较粗大，以保证其足够的刚性。

夹紧工件时，不应破坏的已加工表面，也不应引起工件过大的变形，夹紧机构应力求使工件夹紧稳定和变形较小。

为此，应当正确地选择夹紧部位和设置辅助支承等。

当加工刚性很差的工件时，或在精加工机床夹具上，夹紧机构应能保证夹紧力有调节的可能性。

⑵保证生产率夹紧机构应当具有适当的自动化程度。

二、机床夹具介绍夹具最早出现在1787年，至今经历了三个发展阶段。

第一阶段表现为夹具与人的结合。

在工业发展初期。

机械制造的精度较低，机械产品工件的制造质量主要依赖劳动者个人的经验和手艺，而夹具仅仅作为加工工艺过程中的一种辅助工具；第二阶段是随着机床、汽车、飞机等制造业的发展，夹具的门类才逐步发展齐全。

夹具的定位、夹紧、导向（或对刀）元件的结构也日趋完善，逐渐发展成为系统的主要工艺装备之一；第三阶段，即近代由于世界科学技术的进步及社会生产力的迅速提高，夹具在系统中占据相当重要的地位。

这一阶段的主要特征表现为夹具与机床的紧密结合。

2.1夹具的现状几生产对其提出新的要求现代生产要求企业制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈竞争，尽管国际生产研究协会的统计表明中不批，多品种生产的工件已占工件种类数的85%左右。

然而目前，一般企业习惯与采用传统的专用夹具，在一个具有只能感等生产的能力工厂中约拥有13000~15000套专用夹具。

另一方面，在多品种生产的企业中，约隔4年就要更新80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量只有15%左右，特别最近年来柔性制造系统（FMS）、数控机床（NC），加工中心（MC）和成组加工（GT）等新技术被应用和推广，使中小批生产的生产率逐步趋近于大批量生产的水平。

综上所述，现代生产对夹具提出了如下新的要求：（1）能迅速方便地装备新产品的投产以缩短生产准备周期（2）能装夹一组相似性特征的工件（3）适用于精密加工的高精度的机床（4）适用于各种现代化制造技术的新型技术（5）采用液压汞站等为动力源的高效夹紧装置，进一步提高劳动生产率2.2现代夹具的发展发向现代夹具的发展方向表现为精密化、高效化、柔性化、标准化等四个方面：1、精密化随着机械产品精度的日益提高，势必也相应提高对其精度要求。

精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度可达正负0.1，用于精密车削的高精度三爪卡盘，其定心精度为5um，又如用于轴承套圈磨削的电磁无心夹具，工件的圆读可达0.2~0.5um。

夹具机构的组成夹具机构是一种用于夹紧和固定工件的机构，由多个部件组成。

本文将从夹具机构部件的角度，详细介绍夹具机构的组成。

1. 夹紧元件夹紧元件是夹具机构的核心部件，用于夹紧工件。

常见的夹紧元件包括夹爪、夹盘、夹头、夹钳等。

夹爪是一种常用的夹紧元件，通常由两个对称的夹爪臂组成，通过螺纹或液压驱动，将工件夹紧在中间。

夹盘是一种带有可调节夹口的圆形夹紧元件，常用于夹持圆形或薄板状工件。

夹头是一种用于夹持棱角分明的工件的夹紧元件，通常由两个对称的夹头臂组成。

夹钳是一种用于夹持小型或不规则形状工件的夹紧元件，其夹口可以根据工件形状进行调整。

2. 夹具底座夹具底座是夹具机构的支撑部件，用于固定夹紧元件和连接机床。

夹具底座通常由底座本体、定位销、螺钉等组成。

底座本体是夹具底座的主体部分，通常由钢材加工而成。

定位销是一种用于定位夹具的部件，通常安装在底座本体上，并与机床的定位孔配合使用。

螺钉则用于固定夹紧元件。

3. 夹具接口夹具接口用于连接夹具底座和机床，通常由两个对称的接口组成。

夹具接口通常具有高度的精度要求，可以通过机床的主轴与夹具底座进行配合。

在使用夹具接口时，通常需要注意夹具接口的定位和固定，以确保夹具的精度和稳定性。

4. 定位元件定位元件用于定位工件，确保夹紧后的工件位置精度。

定位元件通常由定位销、定位块等组成。

定位销通常由硬质合金或高速钢等制成，通过安装在夹具底座上，并与机床的定位孔相配合，实现工件的精确定位。

定位块则可以通过夹具底座上的螺钉进行调节，以实现工件位置的微调。

5. 驱动元件驱动元件用于驱动夹紧元件，通常可以采用手动或自动驱动。

手动驱动通常通过手柄、蜗杆、螺母等部件实现，可以方便地进行夹紧和松开操作。

自动驱动通常采用电动或液压驱动，可以实现高效、精确的夹紧和松开操作。

6. 控制元件控制元件用于控制夹具的运行状态，通常包括传感器、开关等部件。

传感器可以用于检测夹具的位置、状态等信息，以便实现自动化控制。

机床夹具的分类及组成机床夹具是机床加工中的重要辅助工具，它们能够使工件稳定地固定在机床上，从而保证加工的精度和效率。

根据其结构和功能的不同，机床夹具可以分为以下几类。

一、机械夹具机械夹具是最常见的一种夹具，它们通过机械原理实现对工件的夹紧。

机械夹具一般由夹具本体、夹紧机构、定位机构、传动机构和辅助装置等组成。

其中夹紧机构是机械夹具的核心部件，它能够通过旋转、滑动、压紧、吸附等方式夹紧工件。

二、液压夹具液压夹具是一种利用液压原理实现工件夹紧的夹具。

液压夹具一般由油缸、油泵、控制阀和夹具本体等部件组成。

液压夹具具有夹紧力大、夹紧稳定、操作方便等优点，适用于对精度要求高、加工量大的工件。

三、气动夹具气动夹具也是一种常用的夹具，它们通过气压原理实现对工件的夹紧。

气动夹具一般由气缸、气源、控制阀和夹具本体等部件组成。

气动夹具具有动作快速、维护简单等优点，适用于对夹紧力要求不高的工件。

四、电磁吸盘电磁吸盘是一种通过电磁原理实现工件固定的夹具。

电磁吸盘由铁芯、线圈、吸盘和控制器等部件组成。

电磁吸盘具有吸力大、操作方便、夹紧稳定等优点，适用于对工件表面没有夹紧面或夹紧面不平整的工件。

机床夹具的组成包括夹具本体、夹紧机构、定位机构、传动机构和辅助装置等。

其中夹具本体是夹具的基础部件，它能够直接与机床接触，承受加工力和夹紧力。

夹紧机构是夹具的核心部件，它通过旋转、滑动、压紧、吸附等方式夹紧工件。

定位机构能够确保工件在夹紧时的位置准确无误。

传动机构能够将夹紧力传递到夹具本体上，使其夹紧工件。

辅助装置包括液压源、气源等，能够为夹具提供必要的动力和能源。

机床夹具是机床加工中不可或缺的辅助工具，其分类和组成的不同，决定了其在不同加工场合中的应用范围和效率。

在选用和使用机床夹具时，应充分考虑其适用性、可靠性和安全性等因素，以确保加工过程的顺利进行。

常见夹紧机构夹紧机构的种类很多，这里只简单介绍其中一些典型装置。

（1）斜楔夹紧机构图 4.52所示是一些斜楔夹紧实例。

斜楔夹紧机构是利用斜面的楔紧作用，将外力传递给工件，完成工件的夹紧。

当楔块的升角α 在 6 0 ~10 0 时具有自锁性能。

但自锁的稳定性较差，主要用于夹紧机构中来改变力的方向。

（    2）螺旋夹紧机构螺旋夹紧机构结构简单、容易制造，而且螺旋相当于一个斜楔缠绕在圆柱体的表面形成的；由于其升角小（ 3 0 左右）则螺旋机构具有较好的自锁性能，获得的夹紧力大，是应用最广泛的一种夹紧机构。

如图 4.53、4.56所示1）单个螺旋夹紧机构如图4.53（a）（b）中直接用螺钉或螺母夹紧工件的机构。

螺钉头部直接压在工件表面上，可能会损伤工件或带动工件旋转。

为克服这一缺点在其头部加装浮动压块，以增加接触面积，减少损伤。

如图4.54所示夹紧动作慢使这一机构的另一缺点。

通常采用一些快速结构，如快卸垫圈、快换螺母、快速机构等，如图 4.55所示。

2）螺旋压板夹紧机构图4.56是螺旋压板夹紧机构的几种典型结构，其在夹紧机构中广泛的使用。

3）钩形压板夹紧机构图4.57是螺旋钩形压板夹紧机构的一些结构，其特点是结构紧凑，使用灵活、方便。

（3）偏心夹紧机构它是利用偏心间直接或间接夹紧工件的机构。

偏心夹紧分圆偏心和曲线偏心两种，其特点是结构简单、操作方便、夹紧迅速，缺点是夹紧力小，夹紧行程短，用于振动小、切削力不大的场合。

图 4.58是几种典型的偏心夹紧机构的实例，图4.59是圆偏心轮的几种结构。

（4）联动夹紧机构是利用机构的组合完成单件或多件的多点、多向同时夹紧的机构。

它可以实现多件加工、减少辅助时间、提高生产效率、减轻工人的劳动强度等。

1）单件联动夹紧机构利用夹紧机构实现工件的多向、多点夹紧。

如图4.60所示机构实现二力垂直夹紧。

2）多件联动夹紧机构一般有平行式多件联动夹紧机构和连续式多件联动夹紧机构。