精品文档1 模块1机床夹具概述
【知识目标】
机床夹具的基本概念；机床夹具的基本结构及其分类方法；
机床夹具的发展方向。【技能目标】
掌握生产一线工件在机床夹具中的装夹方法；能够辨别生产一线常见的机床夹具类型；
初步具备辨识常见机床夹具的能力。用来固定加工对象，使其处于正确位置，以接受加工或检测的装置，统称为夹具。它广
泛地应用于机械制造过程中，如焊接过程中用于拼焊的焊接夹具，零件检验过程中用的检验
夹具，装配过程中用的装配夹具，机械加工过程中用的机床夹具等，都属于这一范畴。在金
属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。机床夹具就是在机床上用以装夹工件（和引导刀具）的一种装置，其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把
工件可靠地夹紧。在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着零件
加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等。本模块所讲述的仅限于机床夹具，以后简称
为夹具。
【任务描述】
如图1-1所示为生产一线常见的钻床夹具示意图，试分析如何正确去使用该夹具。
图1-1生产一线常见的钻床夹具示意图
1—钻模板；2—压紧螺母；3—压板；4—工件；5—长方形基础板；
6—方形支撑；7—V型块【任务分析】
图1-1是生产一线常见的钻床夹具示意图，要正确使用该夹具，必须明确该夹具的基本
组成、工作原理、工作特性以及装夹方式。要想进一步了解并认识此夹具的设计过程及其在
生产中的作用，就要学习本模块的内容。【任务引导】
（1）该钻床夹具在生产中有什么作用？
（2）该钻床夹具作为机床夹具的典型代表，其基本组成是什么？
精品文档2 （3）便于认识和更好的使用机床夹具，如何对机床的夹具进行分类？
（4）生产一线对机床夹具还有什么新的要求？
（5）在生产实习时，应对常见机床夹具的基本结构及其分析有所认识。
【知识准备】
学习情境1.1机床夹具
1.1.1机床夹具的基本概念
工件在机床上进行加工时，为了保证其精度要求，工件的加工表面与刀具之间必须保持
典型机床夹具及其设计要点
1.车床夹具
车床夹具大部分是安装在机床的主轴上，用于加工回转成形面。
(1)车床夹具的结构类型及特点
1)角铁式车床夹具 主要用在工件形状复杂，被加工表面的轴线与定位基面呈平行关系或构成一定角度。
图2-33为开合螺母车削工序图。图2-34是加工上述工件的车床夹具。
图2-33 开合螺母车削工序图
图2-34 角铁式车床夹具
2)心轴类车床夹具 适合于工件以孔为定位基准的车削或磨削等工序中。
3)花盘式车床夹具 对形状复杂的工件，在加工一个或几个与基准平面垂直的孔时，就可采用此类夹具。图2-35为齿轮泵壳体的加工工序图。图2-36为车齿轮泵壳体两孔的花盘式车床夹具。
图2-35 齿轮泵壳体工序图
图2-36 车齿轮泵壳体两孔的花盘式车床夹具
(2)车床夹具的设计要点
1)定位装置的设计 加工回转表面时，要求工件加工面的轴线与车床主轴的旋转轴线重合，夹具上定位装置的结构和布置必须保证这一点。
2)夹紧装置的设计 夹紧力必须足够，自锁性要好。
3)车床夹具与车床主轴的联接 要求夹具的回转轴线与车床主轴轴线有尽可能高的同轴度。夹具与车床主轴的联接 方式有：采用锥柄联接；采用过度盘联接。
4)夹具总体结构设计 夹具的外形尺寸应尽量小，重心与回转轴线重合，以减小离心力和回转力矩的影响。悬伸长度L域外轮廓直径D之比为：
D≤150mm的夹具，L/D≤1.25; D=150~300mm的夹具，L/D≤0.9; D≥300mm的夹具，L/D≤0.6。
（２）弹性斜定心夹紧机构 利用定位、夹紧元件的均匀弹性变形来实现定心夹紧的．这种机构定心精度高，但变形量小，夹紧行程小，只适用于精加工中．根据弹性元件不同，有膜片夹具、碟形弹簧夹具、液压塑料薄壁套筒夹具等类型。
于结构不对称的夹具，必须采用平衡措施。
机床夹具设计复习题
一、填空题
2、按夹具的使用特点分类有 通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具、拼装夹具。
3、夹具按使用机床不同可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、齿轮机床夹具、数控机床夹具、
自动机床夹具自动线随行夹具以及其他机床夹具等。
4 、轴类零件一般采用中心孔作为定位基面。
7 、采用布置恰当的六个支承点限制工件六个自由度的法则，称为六点定则。
8、短圆柱销可限制 2个自由度。长圆柱销可限制 4 个自由度。菱形销可限制 2 个自由度。圆锥销一般只能限止 3个自由度。窄V形块限止 2个自由度。长V形块限止 4个自由度。
9 、工件的某个自由度被重复限制称过定位（重复定位）。
10、工件的实际定位点数，如不能满足加工要求，少于应有的定位点数，称为欠定位。这在加工中是不允许的。
11、 机床夹具由定位装置、夹紧装置、对刀或导向装置、连接元件、夹具体和其它装置或元件组成。
12、主要支承用来限制工件的自由度。辅助支承用来提高工件的装夹刚度和稳定性，不起定位 作用。
14、工件的六个自由度被完全限制的定位称完全定位。
15、造成定位误差的原因有基准位移、基准不重合。
18、机床夹具最基本的组成部分是_定位_元件、夹紧装置和夹具体。
19、设计夹具夹紧机构时，必须首先合理确定夹紧力的三要素：大小、_方向和作用点。
20、 定位和 夹紧两个过程综合称为装夹，完成工件装夹的工艺装备称为机床夹具。
二、判断题
1.（√）长的V形块可消除四个自由度。短的V形块可消除二个自由度。
4、（√）工件定位时，被消除的自由度少于六个，但完全能满足加工要求的定位称不完全定位。
6、（×）工件以其经过加工的平面，在夹具的四个支承块上定位，属于四点定位。
7、（√）工件在夹具中与各定位元件接触，虽然没有夹紧尚可移动，但由于其已取造得确定的位置，所以可以认为工件已定位。
9、（√）组合夹具是由一套完全标准化的元件，根据工件的加工要求拼装成的不同结构和用途的夹具。
机床夹具设计步骤和实例
机床夹具是用于在机床上夹持工件或刀具的装置，用于保持工件的位置稳定，使其能够被加工。机床夹具设计的步骤主要包括需求分析、夹具类型选择、夹具基础结构设计、夹具强度计算、夹具定位系统设计、夹具操作系统设计、夹具零件设计和夹具组装等。以下为机床夹具设计步骤和一个实例：
步骤1：需求分析
首先，需要了解加工工件的要求和工艺流程。通过与工艺人员或工程师的交流，了解工件的形状、材料、尺寸等特性，以及工件的精度要求、加工工艺和工时要求等。根据需求分析，明确夹具的基本功能、定位方式和操作方式。
步骤2：夹具类型选择
根据加工工件的特性和加工工艺的要求，通过参考手册或专业书籍选择合适的夹具类型。常见的夹具类型包括平板夹具、顶升夹具、转角夹具、滑块夹具、气垫夹具等。根据不同的工件形状和加工要求，选择适合的夹具类型。
步骤3：夹具基础结构设计
根据工件的形状和夹持要求，设计夹具的基础结构。夹具的基础结构通常由夹紧装置、支撑装置和定位装置组成。夹紧装置主要用于夹持工件，支撑装置用于保持工件的平衡和稳定，定位装置用于确保工件的位置准确。
步骤4：夹具强度计算 根据夹具类型和加工工件的特性，计算夹具的强度。夹具的强度计算包括静态强度和动态强度两个方面。静态强度主要考虑夹具在夹持工件时的受力情况，包括切削力、惯性力等；动态强度主要考虑夹具在工件加工过程中的振动和冲击力，保证夹具结构能够承受夹持工件时的各种力。
步骤5：夹具定位系统设计
根据工件的定位要求，设计夹具的定位系统。夹具的定位系统应能够满足工件的精度要求，并确保工件的位置准确。定位系统常采用定位销、定位块等形式，根据工件的形状和加工特点选择合适的定位方式。
步骤6：夹具操作系统设计
根据夹具的使用要求，设计夹具的操作系统。夹具的操作系统主要包括夹紧装置的控制方式和操作机构的设计。根据夹紧力的大小和控制精度的要求，选择合适的液压夹紧系统或气动夹紧系统。
