2006-2 第二章 工件装夹与夹具设计原理 为保证工件某工序的加工要求，必须在加工前，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。 这项工作便是对工件的装夹（安装）。 在成批加工工件时一般都通过夹具来进行。 机床夹具是机械加工工艺系统的一个重要组成部分。 当用夹具装夹工件来对进行加工时，必须满足三个条件： 1、这批工件在夹具中占有正确的加工位置； 2、夹具安装在机床上应具有准确的位置； 3、刀具相对夹具应具有准确的位置。 这里涉及了三层关系： 工件相对夹具， 夹具相对于机床， 工件相对于机床。 工件的最终精度是由工件件相对于机床获得的。所以“定位”也涉及到三层关系： 工件在夹具上的定位； 夹具相对于机床的定位； 工件相对于机床的定位； 而工件相对于机床的定位是通过夹具来间接保证的。 工件定位以后必须通过一定的装置产生夹紧力把工件固定，使工件在加工中保持在准确定位的位置上， 否则，在加工过程中因受切削力，惯性力等力的作用而发生位置变化或引起振动，破坏了原来的准确定位，无法保证加工要求。 这个过程称为夹紧。 这种产生夹紧力的装置便是夹紧装置。 一、机床夹具概述 1、机床夹具的概念 机床夹具是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。 装夹 = 定位 + 夹紧 定位：使工件在机床或夹具中占有正确位置的过程。 夹紧：工件定位后对工件施加一定的外力，使工件在加工过程中保持定位后的正确位置不变动。 装夹方式 工件在机床上的装夹方式，取决于生产批量、工件大小及复杂程度、加工精度要求及定位的特点等。 主要装夹形式有三种： 直接找正装夹、 划线找正装夹和 夹具装夹。 装夹的方式 1）直接找正装夹 将工件装在机床上，然后按工件的某个（或某些）表面，用划针或用百分表等量具进行找正，以获得工件在机床上的正确位置。 直接找正装夹效率较低，但找正精度可以很高，适用于单件小批生产或定位精度要求特别高的场合 。 2）划线找正装夹 这种装夹方法是按图纸要求在工件表面上事先划出位置线、加工线和找正线，装夹工件时，先按找正线找正工件的位置，然后夹紧工件。 划线找正装夹不需要专用设备，通用性好，但效率低，精度也不高，通常划线找正精度只能达到0.1～0.5mm。 此方法多用于单件小批生产中铸件的粗加工工序。 3）使用夹具装夹 使用夹具装夹，工件在夹具中可迅速而正确的定位和夹紧。 这种装夹方式效率高、定位精度好而可靠，还可以减轻工人的劳动强度和降低对工人技术水平的要求，因而广泛应用于各种生产类型。 2、机床夹具的分类 （1）按专门化程度分类 1）通用夹具 通用夹具是指已经标准化的，在一定范围内可用于加工不同工件的夹具。 例如，车床上三爪卡盘和四爪单动卡盘，铣床上的平口钳、分度头和回转工作台等。这类夹具一般由专业工厂生产，常作为机床附件提供给用户。 其特点是适应性广，生产效率低，主要适用于单件、小批量的生产中。 2）专用夹具 专用夹具是指专为某一工件的某道工序而专门设计的夹具。 其特点是结构紧凑，操作迅速、方便、省力，可以保证较高的加工精度和生产效率，但设计制造周期较长、制造费用也较高。 当产品变更时，夹具将由于无法再使用而报废。 只适用于产品固定且批量较大的生产中。 3）通用可调夹具和成组夹具 其特点是夹具的部分元件可以更换，部分装置可以调整，以适应不同零件的加工。 用于相似零件的成组加工所用的夹具，称为成组夹具。 通用可调夹具与成组夹具相比，加工对象不很明确，适用范围更广一些。 4）组合夹具 组合夹具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的标准元件和部件组装而成的夹具。 由专业厂家制造， 其特点是灵活多变，万能性强，制造周期短、元件能反复使用，特别适用于新产品的试制和单件小批生产。 5）随行夹具 随行夹具是一种在自动线上使用的夹具。 该夹具既要起到装夹工件的作用，又要与工件成为一体沿着自动线从一个工位移到下一个工位，进行不同工序的加工。 （2）按使用的机床分类 由于各类机床自身工作特点和结构形式各不相同，对所用夹具的结构也相应地提出了不同的要求。 按所使用的机床不同，夹具又可分为：车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具和其他机床夹具等。 钻床夹具 钻床夹具简称钻模，主要用于加工孔及螺纹。它主要由钻套、钻模板、定位及夹紧装置夹具体组成。 镗床夹具 镗床夹具又称为镗模，主要用于加工箱体或支座类零件上的精密孔和孔系。主要由镗模底座、支架、镗套、镗杆及必要的定位和夹紧装置组成。 （3）按夹紧动力源分类 根据夹具所采用的夹紧动力源不同，可分为：手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具等。 3、机床夹具的组成 图为用于钻轴套工件上 φ 6H7孔的钻床夹具，工件以内孔及端面为定位基准，在夹具的定位销6及其端面上定位，即确定了工件在夹具中的正确位置。 拧紧螺母5，通过开口垫圈4可将工件夹紧，然后由装在钻模板3上的快换钻套1导引钻头进行钻孔。 (1) 定位元件 它与工件的定位基准相接触，用于确定工件在夹具中的正确位置，从而保证加工时工件相对于刀具和机床加工运动间的相对正确位置。如图中的定位销6。 (2) 夹紧装置或元件 用于夹紧工件，在切削时使工件在夹具中保持既定位置。 如图中的螺母5和开口垫圈4。 (3) 对刀、引导元件或装置 这些元件的作用是保证工件与刀具之间的正确位置。 用于确定刀具在加工前正确位置的元件，称为对刀元件，如对刀块。 用于确定刀具位置并导引刀具进行加工的元件，称为导引元件。 如图中的快换钻套1。 (4) 连接元件 使夹具与机床相连接的元件，保证机床与夹具之间的相互位置关系。 (5)夹具体 用于连接或固定夹具上各元件及装置，使其成为一个整体的基础件。 它与机床有关部件进行连接、对定，使夹具相对机床具有确定的位置。 如图中的夹具体7。 (6) 其它元件及装置 有些夹具根据工件的加工要求，要有分度机构，铣床夹具还要有定位键等。 以上这些组成部分，并不是对每种机床夹具都是缺一不可的，但是任何夹具都必须有定位元件和夹紧装置，它们是保证工件加工精度的关键，目的是使工件定准、夹牢。 4、机床夹具的功用 1）能稳定地保证工件的加工精度 用夹具装夹工件时，工件相对于刀具及机床的位置精度由夹具保证，不受工人技术水平的影响，使一批工件的加工精度趋于一致。 2 ）能减少辅助工时，提高劳动生产率 使用夹具装夹工件方便、快速，工件不需要划线找正，可显著地减少辅助工时； 工件在夹具中装夹后提高了工件的刚性，可加大切削用量； 可使用多件、多工位装夹工件的夹具，并可采用高效夹紧机构，进一步提高劳动生产率。 3）能扩大机床的使用范围，实现一机多能 根据加工机床的成形运动，附以不同类型的夹具，即可扩大机床原有的工艺范围。 例如在车床的溜板上或摇臂钻床工作台上装上镗模，就可以进行箱体零件的镗孔加工。 二、基准及其分类 三、工件在夹具中的定位 定位原理 学习要点： 定位是机械加工中一个极为重要的问题。 要深刻理解和
第二章 工件的装夹与夹具设计.ppt
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