机床夹具设计复习资料
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1、 什么是工装夹具？
工装：机械加工领域的“工装”，即为生产过程工艺装备—即制造过程中所用的各种工具的总称。
包括：夹具、模具、刀具、量具、检具、辅具、钳工工具、工位器具等。
分类：专用工装、通用工装、标准工装。
夹具：用以装夹工件（或引导刀具）的装置。
2、 工件安装的内容。
工件安装的内容：（1）定位：使工件相对于机床及刀具处于正确的位置。
（2）夹紧：工件定位后，将工件紧固，使工件在加工过程中不发生位置变化。
装夹的方法： （1）找正装夹：直接、划线.
（2）专用夹具装夹。
3、 装夹安装的优点及功用。
特点 （1）安装效率高成本低；
（2）可保证重复精度；
（3）减轻劳动强度，保证生产节拍；
（4）扩大机床使用范围。
4、 夹具的组成与作用。
组成 定位元件、夹紧装置、联接元件、对刀或导向元件、其它装置、夹具体
作用 保证加工精度，提高生产率，扩大机床工艺范围，减轻工人劳动强度。
铣夹
1-夹具体
2-液压缸
3-压板
4-对刀块
5-V型块
6-圆柱销
7-定向键
定位元件：5、6 夹紧元件：2、3导元件：4 夹具体：1 其他： 7
钻夹
定位元件 6、8 夹紧元件 1、2 引导元件 3、4 夹具体 7
1—快换钻套 2—钻套用衬套 3—钻模板4—开口垫圈 5—螺母 6—定位销7—夹具体
定位元件：6 夹紧元件：4、5 引导元件：1、2、3 夹具体：7 其他：
5、 工件的定位。
夹具用合理分布的六个支承点，分别限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定，称为“六点定位原理”。 6、 定位方式的分类。
完全定位 完全定位是指工件的六个自由度不重复地被全部约束的定位。
不完全定位 根据工件的加工要求，有时并不需要约束工件的全部自由度，这样的定位方式称为不完全定位。
欠定位 根据工件的加工要求，应该约束的自由度没有完全被约束的定位称为欠定位。
过定位 夹具上的两个或两个以上的定位元件重复约束同一个自由度的现象，称为过定位。
欠定位
图a应将工件夹长一些,限制四个自由度。若工件长度方向也需要控制,还要在前面加挡销限X的移动。
图b 一种方案是将心轴加长一些，以增加对Y、Z的旋转的限制。
过定位
减小接触面积
a) 过定位 b)完全定位
修改定位元件的形状，以减少定位点。
缩短圆柱面的接触长度。
a 去除左边顶针b 加长中间的销的长度
7、 常用定位元件及定位方式。
1.对定位元件的基本要求
(1)限位基面应有足够的精度
(2)限位基面应有较好的耐磨性
(3)支承元件应有足够的强度和刚度
(4)定位元件应有较好的工艺性
(5)定位元件应便于清除切屑
2.常用定位元件
定位元件的设计主要取决于定位基准的形态
8、常用定位元件及定位方式。
以平面定位：支承钉 支承板 辅助支承 浮动支承
以圆柱孔定位：圆柱销 各种心轴
以外圆柱面定位：V型块 定位套
9、定位误差的概念。
影响加工误差的因素：定位误差ΔD、夹具位置误差、对刀导向误差、夹紧误差、夹具磨损及夹具刚度。
定位误差：指一批工件在夹具中的位置不一致而引起的误差。用△D表示。
误差产生原因：基准位移误差△Y，
基准不重合误差△B。
△D=△B+△Y≤
10、定位误差的计算。
一、平面定位误差：△B=δ
δ：定位基准与工序基准间的尺寸（或位置）公差
如工件总高H=40±0.14mm,要求保证A=20±0.15mm.求加工阶梯面时的△D
△D=2TH=2X0.14=0.28mm
本工序要保证的尺寸A=20±0.15mm
其公差IT=0.15-(-0.15)=0.30mm
满足？
不满足
IT31
△B=0.2
△D=△B+△Y=0.2
△B=0.2>= × 0.08
所以不满足
以8这个尺寸作为设计基准，夹紧位置如下
△B=0
IT3131二、内孔定位误差：内孔定位误差的计算比较复杂，尺寸的标注方式不同，定位误差计算方法也不一样。
H1 H3 考虑同轴度
H1 H3
可涨心轴 △B= δd/2
△Y=0 △B=0
△Y=0 △B= δd/2+t
△Y=0 △B=0
△Y=0
水平放置 △B= δd/2
△Y==(δD+δd0)/2 △B= 0
△Y==(δD+δd0)/2 △B= δd/2+t
△Y==(δD+δd0)/2 △B= 0
△Y==(δD+δd0)/2
垂直放置 △B= δd/2
△Y=δD+δd0 △B=0
△Y=δD+δd0 △B= δd/2+t
△Y=δD+δd0 △B=0
△Y=δD+δd0
例2-2
Ki 60 ° 90 ° 120 °
KA 1.0 0.7 0.58
KB 1.5 1.21 1.08
KC 0.5 0.21 0.08
例2-3
例2-4
例2-17
11、夹紧力的确定。
夹紧力的选择包括：作用点、方向、大小和施加顺序。
一、作用点的选择
1.应落在支承点上或支承面以内，避免工件翻转。如图2-51所示，夹紧力W的作用点可能会使工件翻转。
2.应落在工件刚性大的部位。如图2-52所示，镗连杆大头孔时，W1加在杆身中间，会使两头上翘，镗孔后，导致孔轴线与端面不垂直。
3.应靠近加工面。如图2-52所示，镗连杆大头孔时，W2加在小头孔端，离加工面过远，导致工件夹紧变形大或夹紧不可靠。
夹紧力的作用点应在支承面内
a)不合理 b)合理
夹紧力作用点应在刚性较好部位
夹紧力作用点应靠近加工表面
二、夹紧力方向的选择
应使工件变形最小1应垂直主要定位基准面，最好对着平面形定位件。（图2-53a）
应使所需夹紧力最小，主夹紧力最好与F切、F重、方向一致。（图2-53b）
应使工件变形最小
三、 夹紧力的施加顺序（图2-53b）
应先施加较小的力使工件与定位元件接触，再加主夹紧力。
例
夹紧力应指向主要定位基面
a)工序简图 b)、c)错误 d)正确
夹紧力方向与夹紧力大小的关系
a)最合理 b)较合理 c)可行 d)不合理 e)较不合理 f)最不合理
作业题
12、斜楔夹紧机构。
斜楔夹紧机构是利用斜面来夹紧工件的，它是夹具的基本形式，其他一些机构实际上是由此派生出来的。(图2-54a）
tgφ1+tg(α+φ2)≈tg(α+2φ)
自锁条件α＜2φ
特点：结构简单，升程小，扩力倍数不算大，操作情况不理想，但与机动装置联合应用较广。
另外，增大行程和增大夹紧力使斜楔自锁是矛盾的，因此，选斜楔角时必须考虑这两方面因素，如果两者都要求很严，可将斜楔做成两个升角，前一段大升角用于加大工作行程，后一段小升角用于工件的夹紧并自锁。
Fw
Fw
Fw 13、典型螺旋夹紧机构。
图a使用了开口垫圈。
图b采用了快卸螺母。
图c中，夹紧轴1上的直槽连着螺旋槽，先推动手柄2，使摆动压块迅速靠近工件，继而转动手柄，夹紧工件并自锁。
图d中的手柄4带动螺母旋转时，因手柄5的限制，螺母不能右移，致使螺杆带着摆动压块3往左移动，从而夹紧工件。松夹时，只要反转手柄4，稍微松开后，即可转动手柄5，为手柄4的快速右移让出了空间。
快速螺旋夹紧机构
1一夹紧轴 2、4、5一手柄
3一摆动压块
14、钻床夹具设计。
钻床夹具可以进行的加工：在钻床上进行孔的钻、扩、铰、锪、攻螺纹加工所用的夹具称为钻床夹具，钻床夹具也称钻模，钻床夹具是用钻套引导刀具进行加工的，所以简称为钻模。
15、钻模的分类。
固定式钻模：在使用过程中钻模板的位置固定不动叫固定式钻模。这类钻模的加工精度较高。
回转式钻模：采用一个钻套，带分度结构。它用于加工同一圆周上均布的平行孔或分布在圆周上的径向孔。
移动式钻模：这类钻模用于钻削中、小型零件同一表面上的多个孔。对刀时，移动夹具，即可使钻套与钻头对准。图为用于加工盖板上四个孔的移动式钻模。
翻转式钻模：一箱体类零件，底面需要钻孔，而工件底面朝上无法安装，只能正面安装好以后翻转过来再加工。工件与夹具总重不宜过大，一般不超过10Kg，以减轻劳动强度。否则应配机动翻转装置。
盖板式钻模：一些大、中型工件在钻孔时，由于工件的自重足以克服切削力，工件不需要夹紧。只需将钻模板固定在工件上。所以钻模板做成盖板式。
滑柱式钻模：一种带有升降钻模板的通用可调夹具。
