5-4常见机床夹具.

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？（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一定的位置关系。

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。

机床夹具的课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解机床夹具的基本概念、分类及作用；2. 掌握机床夹具的组成、结构及其工作原理；3. 了解机床夹具在机械加工过程中的应用及选用原则。

技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析机床夹具的适用范围及优缺点；2. 提高学生运用机床夹具进行工件加工的操作能力；3. 培养学生通过查阅资料、开展讨论等方式，解决机床夹具使用过程中遇到的问题。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对机床夹具在制造业中重要性的认识，激发学生学习兴趣；2. 培养学生严谨、细致的学习态度，养成良好的操作习惯；3. 增强学生的团队合作意识，提高沟通协调能力。

分析课程性质、学生特点和教学要求：本课程为机械制造及自动化专业的一门专业课程，旨在使学生掌握机床夹具的相关知识，提高操作技能。

学生处于本科阶段，具有一定的机械基础知识和动手能力。

教学要求注重理论与实践相结合，以培养学生的实际操作能力为主。

课程目标分解：1. 知识目标：通过课堂讲授、自主学习等方式，使学生掌握机床夹具的基本知识；2. 技能目标：通过实验、实训等环节，提高学生的实际操作能力；3. 情感态度价值观目标：通过小组讨论、案例分析等教学方法，培养学生的专业兴趣和团队协作能力。

二、教学内容1. 机床夹具概述- 机床夹具的定义、分类及作用- 机床夹具的发展历程及趋势2. 机床夹具的组成与结构- 夹具的主体结构及其功能- 常用夹具元件的类型及作用- 夹具的连接与调整方式3. 机床夹具的工作原理- 夹紧力产生及传递机制- 工件在夹具中的定位与导向- 夹具对加工精度的影响4. 机床夹具的应用与选用- 夹具在各类机床上的应用实例- 夹具选用的原则与方法- 夹具使用中的注意事项5. 机床夹具实训- 实训项目一：认识常见机床夹具及元件- 实训项目二：机床夹具的拆装与调整- 实训项目三：机床夹具的使用操作教学大纲安排：第一周：机床夹具概述第二周：机床夹具的组成与结构第三周：机床夹具的工作原理第四周：机床夹具的应用与选用第五周：机床夹具实训（含三个实训项目）教学内容与教材关联性：本教学内容与教材《机械制造工艺与设备》中关于机床夹具的章节内容密切相关，涵盖了机床夹具的基本概念、结构、工作原理、应用及实训等方面，确保了教学内容的科学性和系统性。

4.5.4 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。

机床夹具类型机床夹具是机械加工中不可或缺的部件，它能够夹持并稳定工件，使其在机床上得到加工。

机床夹具根据夹持方式、夹持位置、夹持力等不同特点，分为多种类型，本文就来详细介绍几种常见的机床夹具类型。

1. 机械夹具机械夹具是机床夹具中最常见的一种，它通过手动调节和旋转螺栓，实现工件的夹持和松开。

机械夹具的夹持力来源于机械结构，其结构简单、可靠性高，可以用于多种不同形状和大小的工件加工。

但机械夹具夹持力较小，不适合大型和重型工件的夹持。

2. 液压夹具液压夹具是一种通过液压力传递实现夹持的机床夹具，其具有夹持力大、稳定性好、操作简便等优点。

液压夹具主要由夹紧缸、油缸、油泵、控制阀等组成，其夹持力可以通过调节液压压力来实现，因此，液压夹具广泛应用于大型和重型工件的加工。

3. 气动夹具气动夹具是一种通过气压控制实现夹持的机床夹具，其工作原理与液压夹具类似，但液体被气体替代。

气动夹具的夹持力可以通过调节气压来实现，具有夹持力大、操作简单、速度快等优点。

气动夹具主要适用于中小型工件的夹持。

4. 电磁夹具电磁夹具是一种通过电磁力实现夹持的机床夹具，其特点是夹持力大、变化快、反应灵敏。

电磁夹具广泛应用于中小型工件加工，如线切割、电火花加工、铣削等。

5. 捏合夹具捏合夹具是一种通过多个夹持点同时夹持工件的机床夹具，其特点是夹持力均匀、夹持不变形、适合特殊形状的工件夹持。

捏合夹具主要适用于特种工件的加工，如轮毂、凸轮等。

以上仅是机床夹具的部分类型，随着科技的不断发展，新型机床夹具不断涌现，使机床加工效率不断提高，同时也拉动着不同行业的发展。

总之，机床夹具作为机械加工中必不可少的部件，不仅对工件加工质量和产量有着重要的影响，更是机床自动化程度和智能化水平的直接体现，因此，无论是机械夹具、液压夹具、气动夹具、电磁夹具还是捏合夹具，都有各自独特的优点和适合的应用场景，我们在选择机床夹具时需要结合具体加工要求进行综合考虑。

《机床夹具设计》机床夹具概述模块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？（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⼀定的位置关系。

车床常用夹具的使用车床夹具用于确定工件在车床上的正确位置，并夹紧工件，在车削工艺中占有很重要的地位。

常用的车床夹具有：1)通用夹具。

如三爪卡盘、四爪卡盘和各种形式的顶针等。

2)可调整夹具。

如成组夹具、组合夹具等。

3)专用夹具。

为满足某个工件的某道工序而实际使用的夹具，如旋转刀架等。

生产中，为保证产品质量、提高生产效率、减轻劳动强度，应正确选择和使用夹具。

一、车床夹具的作用1．提高加工精度、保证产品质量车床夹具是保证零件加工技术要求中所规定的尺寸精度、表面粗糙度以及各表面间的相对位置精度的重要措施。

正确选用车床夹具就是选择制造精度及结构适合的夹具。

如为保证零件加工表面与基准面的同轴度要求，有多种自动定心夹具可以选用：对同轴度要求较低时可用三爪卡盘、四爪卡盘，对同轴度要求高时可用软爪、锥体心棒、卡簧和液性塑料夹具等。

2．提高劳动生产率采用一定结构形式的夹具，可显著提高生产效率。

在生产中，通常采用下述结构形式的夹具来提高生产率：1)采用快速装夹和拆卸的夹具，可缩短辅助时间，并减轻工人的劳动强度。

2)采用专用定位件，属专用夹具，可缩短调整与校正的时间。

3)采用多位夹具，二次装夹可以加工多个零件，缩短单件生产时间。

4)采用自动控制夹具，如液压靠模或程序控制等，可实现"一人多机"操作。

3．充分发挥机床的性能采用专用夹具可以扩大机床的使用范围，从而实现一机多能。

如一台普通车床若配置一个专门的旋转刀架可以加工圆球，若配置一个摆动刀架可以加工叶片的型面。

二、车床夹具结构由于车床夹具是在旋转情况下，甚至是高速旋转情况下工作，因此夹具要求体积小、重量轻，旋转既能平衡又能保证安全。

车床夹具的基本结构为：1．夹具体连接各元件的基体与机床相连接。

一般称这类元件为圆盘或花盘。

2．定位件确定零件在夹具中的位置的元件。

如定位销、定位圈、V形块等。

3．夹紧件固定零件用的元件。

如压板、螺栓、螺母等。

4．连接件连接上述元件用的螺钉、销子、垫圈、键等。

夹具是一种用于夹持、固定工件以进行加工或测量的工具。

夹具的分类方法主要包括以下几种：一、按用途分类：1. 定位夹具：主要用于定位工件，确保工件在加工过程中位置准确。

2. 夹紧夹具：用于夹紧工件，防止工件在加工过程中移动或变形。

3. 支撑夹具：用于支撑工件，使工件在加工过程中保持稳定。

4. 复合夹具：具有多种功能的夹具，可以实现定位、夹紧、支撑等多种功能。

二、按加工方式分类：1. 铣床夹具：用于在铣床上夹持工件进行铣削加工。

2. 钻床夹具：用于在钻床上夹持工件进行钻孔加工。

3. 刨床夹具：用于在刨床上夹持工件进行切削加工。

4. 磨床夹具：用于在磨床上夹持工件进行磨削加工。

5. 组合机床夹具：用于在组合机床上夹持工件进行多种加工操作。

三、按工件形状分类：1. 平面夹具：用于夹持平面工件进行加工。

2. 圆形夹具：用于夹持圆形工件进行加工。

3. 异形夹具：用于夹持异形工件进行加工。

4. 钣金夹具：用于夹持薄板金属工件进行加工。

四、按结构特点分类：1. 机械夹具：通过螺杆、卡箍等机械结构夹持工件。

2. 液压夹具：利用液压系统实现对工件的夹持。

3. 气动夹具：利用气压驱动实现对工件的夹持。

4. 真空吸附夹具：利用负压吸附实现对工件的固定。

在实际应用中，夹具的名称也是根据其具体分类和功能特点而定。

铣床上用于夹持平面工件的夹具可以称为平面铣床夹具；用于夹持圆形工件的夹具可以称为回转夹具；用于夹持异形工件的夹具可以称为异形夹具等。

夹具的分类方法主要包括按用途、加工方式、工件形状和结构特点进行分类。

根据不同的分类方法，可以为不同的加工需求选择合适的夹具，并根据其名称来准确描述其功能特点和适用范围。

夹具是在工件加工和生产中不可或缺的重要工具，其分类方法和对应名称的深入了解，对于提高生产效率、保障加工质量具有重要意义。

一、按用途分类：1. 定位夹具：主要用于确定工件的位置，确保加工过程中工件的位置准确，可以保证工件的加工精度，避免加工后工件出现偏差。