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机械制造技术基础(第五章 机床夹具设计)

5.1 机床夹具概述 夹具是指对工件进行定位和夹紧的工艺装备的统称。它们是机床和工件之间的联结装置，使工件相对于机床或刀夹具图片 车床夹具动画 铣床夹具动画 钻床夹具动画

具获得正确位置。它广泛应用于工件的焊接、热处理、

机械加工、装配等环节，例如焊接夹具、热处理夹具、机床夹具、检验夹具、装 配夹具等。

机床夹具: 机床上用于装夹工件(和引导刀具)的一种 装置3L

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4 零件工序简图

夹具示意图

5.1.1.机床夹具的功能 (1)保证加工精度工件通过机床夹具进行安装，其作用有二个：定位、夹紧 工件通过夹具上的定位元 件获得正确的位置 —定位 通过夹紧机构使工件的既定 位置在加工过程中保持不变 — 夹紧。3

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4 零件工序简图

夹具的最大功用是保证加工表面的位置精度。

(2)提高生产率，降低生产成本快速将工件定位夹紧，免除了找正、对刀等， 缩短 辅助时间，提高了成品率，降低了成本。

(3)扩大机床的加工范围 如在车床上加镗夹具，可完成镗孔加工。(4)保证生产安全

可降低对工人技术水平的要求和减轻工人的劳动强度，保证生产安全。

5.1.2 机床夹具应满足的要求1.保证加工精度这是必须做到的最基本要求，其关键是正确的定位、夹紧和 导向方案，夹具制造的技术要求，定位误差的分析和验算。

2.夹具的总体方案应与年生产纲领相适应在大批量生产时，尽量采用快速与高效的定位、夹紧机构和 动力装置，提高自动化程度，符合生产节拍要求。在中、小批 量生产时，夹具应有一定的可调性，以适应多品种工件的加工。

3.安全、方便、减轻劳动强度机床夹具要有工作安全性考虑，必要时加装保护装置。要符 合工人的操作位置和习惯，有合适的工件装卸位置和空间，使 工人操作方便。大批量生产和工件笨重时，尽可能减轻工人劳 动强度。

5.1.2 机床夹具应满足的要求4.排屑顺畅机床夹具中积聚切屑会影响到工件的定位精度， 切屑的热量会使工件和夹具产生热变形，影响加工精 度。清理切屑将增加辅助时间、降低生产率，因此夹 具设计中要对排屑问题给予足够的重视。

5.机床夹具应具有良好的强度、刚度和结构 工艺性机床夹具设计时，要考虑方便制造、检测、调整 和装配，有利于提高夹具的制造精度。

5.1.3

机床夹具的类型

按夹具应用范围划分1)通用夹具：指结构已经标准化，且有较大适

用范围的夹具。图示三爪、四爪卡盘，平口钳等，一般由专业厂生产，常 作为机床附件提供给用户。

2)专用夹

具：针对某一工件的某道工序专门设

计制造的夹具。图示 特点:专用性，结构紧凑，操作简单，效率高， 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)组合夹具：由一系列的标准化元件组装而成

的夹具。图示 根据工件的工艺要求，将不同的组合夹具 元件像搭积木一样，组装成各种专用夹具。使 用后，元件可拆开、洗净后存放，待需要时重 新组装。 特点: 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。

4)通用可调整夹具及成组夹具：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。5)随行夹具： 在自动线或柔性制造系统中使用

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。

5.1.4 机床夹具的基本组成示例1 示例2

1. 定位元件及定位装置 机 床 夹 具 组 成 2. 夹紧元件及夹紧装置 3. 导向及对刀元件 4. 动力装置 5. 夹具体 6. 其他元件及装置

1.定位元件及装置：

用于确定工件在夹具中的正确位置。2.夹紧元件及夹紧装置：

用于夹紧工件、并保证工件在外力作用下仍能保持其正确位置。 3.导向及对刀元件、元件： 用于确定(或引导)刀具相对于夹具定位元件具 有正确的位置关系。

4.动力装置：用于提供夹紧力的装置。

5.夹具体：用于联接夹具元件和有关装置使之成为 一个整体的基础件。 6. 其他元件及装置(防护、防错、分度…)

定位元件、夹紧装置和夹具体是夹具 的基本组成部分，其他部分可根据需 要设置。

5.2 机床夹具定位机构的设计工件安装/装夹的含义

包括定位和夹紧两项内容。 定位 —— 使工件在机床或夹具上占有正确位置 夹紧 —— 对工件施加一定的外力，使其已确定的位 置在加工过程中保持不变

5.2.1 工件的定位方法 直接找正定位法操作工人利用千分表、卡

尺、划线盘等工具，找正某些有相互位置要求的表 面，然后夹紧工件。

特点：

直接找正定位

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效率低，对工人技术水平高，精度高