《夹具设计实训.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《夹具设计实训.ppt（135页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、夹具设计过程夹具设计要求夹具设计要求设计的一般步骤设计的一般步骤夹具零件尺寸及其配合示例夹具零件尺寸及其配合示例零件图的绘制零件图的绘制夹具设计示例夹具设计示例1、夹具设计要求l）保证工件的加工精度）保证工件的加工精度2）提高生产率，降低成本）提高生产率，降低成本3）操作方便，工作安全，能减轻工人劳动）操作方便，工作安全，能减轻工人劳动强度强度4）便于排屑）便于排屑5）有良好的结构工艺性）有良好的结构工艺性2、设计的一般步骤（1）研究原始资料，明确设计要求）研究原始资料，明确设计要求（2）确定夹具方案，绘制夹具结构草图）确定夹具方案，绘制夹具结构草图（3）绘制夹具总图，标注有关尺寸及技术）绘制
2、夹具总图，标注有关尺寸及技术要求要求（1）研究原始资料，明确设计要求）研究原始资料，明确设计要求熟悉零件图和装配图、零件的工艺规程，充分熟悉零件图和装配图、零件的工艺规程，充分了解本工序的加工内容、技术要求等；了解本工序的加工内容、技术要求等；收集有关机床、刀具、夹具等方面的资料。收集有关机床、刀具、夹具等方面的资料。（2）确定夹具方案，绘制夹具结构草图）确定夹具方案，绘制夹具结构草图u（1）根据定位基准和六点定位原理，确定工件）根据定位基准和六点定位原理，确定工件的定位方法并选择相的定位方法并选择相 应的定位元件；应的定位元件；u（2）确定引导装置或对刀装置；）确定引导装置或对刀装置；u（3
3、）确定工件的夹紧方法，设计夹紧机构；）确定工件的夹紧方法，设计夹紧机构；u（4）确定其它元件或装置的结构形式）确定其它元件或装置的结构形式u（5）确定夹具体结构形式）确定夹具体结构形式u（6）确定夹具总体轮廓。）确定夹具总体轮廓。（3）绘制夹具总图，标注有关尺寸及技术要求）绘制夹具总图，标注有关尺寸及技术要求（1）确定视图关系，应尽可能少。主视图应取操作者）确定视图关系，应尽可能少。主视图应取操作者实际工作位置；实际工作位置；（2）比例尽量取）比例尽量取1:1，有利于审图；，有利于审图；（3）用双点划线画工序图；）用双点划线画工序图；（4）依次画定位元件、对刀元件、夹紧元件、其他元）依次画定位
4、元件、对刀元件、夹紧元件、其他元件、夹具体；件、夹具体；（5）标上尺寸、技术要求）标上尺寸、技术要求3、夹具零件尺寸及其配合、夹具零件尺寸及其配合外形轮廓尺寸外形轮廓尺寸配合尺寸配合尺寸（1）定位元件与工件的配合）定位元件与工件的配合 H6/g5,H6/f5,H7/g6,H7/f7（2）导套与刀具的配合）导套与刀具的配合 G6/h5,F7/h5,G7/h6,F8/h6（3）不采用紧固件的固定连接）不采用紧固件的固定连接 H7/n6,H7/r6,H8/t7,H8/z8相对尺寸相对尺寸-对刀元件与定位元件之间的联系尺寸对刀元件与定位元件之间的联系尺寸特性尺寸特性尺寸-用来保证夹具某项性能的尺寸，如
5、偏心夹紧用来保证夹具某项性能的尺寸，如偏心夹紧机构的偏心距、楔块的自锁升角机构的偏心距、楔块的自锁升角夹具与机床间的联系尺寸夹具与机床间的联系尺寸序号、明细表、标题栏序号、明细表、标题栏u（1）对夹具总图中的非标准件均应绘制零）对夹具总图中的非标准件均应绘制零件图；件图；u（2）零件图视图的选择应尽可能与零件在）零件图视图的选择应尽可能与零件在总图上的工作位置相一致。总图上的工作位置相一致。4、零件图绘制、零件图绘制5、定位元件的选择与设计 1以平面定位时定位元件的选择以平面定位时定位元件的选择（1）主主要要支支承承。主主要要支支承承是是用用来来限限制制工工件件的的自自由由度度，起起定定位位作
6、作用用。它它可可分分为为固固定定支支承承、可可调调支承和自位支承。支承和自位支承。固固定定支支承承：固固定定支支承承有有支支承承钉钉和和支支承承板板，在在使使用用过过程程中中它它们们是是固固定定不不动动的的，如如图图5-1、图图5-2所示。所示。有有2种情况：平面定位、圆柱表面定位种情况：平面定位、圆柱表面定位（圆孔、外圆表面、一面两孔组合（圆孔、外圆表面、一面两孔组合）图5-1 支承钉 图5-2 支承板图5-2 支承板 可调支承：可调支承是指在定位过程中其高度可以调整的支承钉，可调支承：可调支承是指在定位过程中其高度可以调整的支承钉，如图如图5-3（a）、（）、（b）所示。）所示。图5-3
7、调节螺钉图图5-4所示工件为砂型铸造件，在机械加工中一般先铣所示工件为砂型铸造件，在机械加工中一般先铣B面，然后再面，然后再以以B面定位镗双孔。但为了保证镗孔有足够而均匀的余量，最好以毛面定位镗双孔。但为了保证镗孔有足够而均匀的余量，最好以毛坯孔为粗基准定位，但这样装夹不便。通常将坯孔为粗基准定位，但这样装夹不便。通常将A面置于可调支承上，面置于可调支承上，通过调整可调支承的高度来保证通过调整可调支承的高度来保证B面与两毛坯孔中心尺寸面与两毛坯孔中心尺寸H1、H2图5-4 可调支承 自位支承（又称浮动支承）：在工件定位过程中，能自动调节位自位支承（又称浮动支承）：在工件定位过程中，能自动调节位
8、置的支承便为自位支承，如图置的支承便为自位支承，如图5-5所示。所示。图5-5 自位支承（2）辅助支承。辅助支承不起定位作用，只是用来提高工件的装夹刚度和）辅助支承。辅助支承不起定位作用，只是用来提高工件的装夹刚度和稳定性，故一般在工件定位后才与工件接触。辅助支承有如下几种形式。稳定性，故一般在工件定位后才与工件接触。辅助支承有如下几种形式。螺旋式辅助支承：如图螺旋式辅助支承：如图5-6（a）所示，螺旋式辅助支承与可调支承的结构）所示，螺旋式辅助支承与可调支承的结构相近，但操作过程不同。前者是在工件定位后才与工件接触，故不起定位作相近，但操作过程不同。前者是在工件定位后才与工件接触，故不起定位
9、作用；而后者调整后与固定支承一样起定位作用。用；而后者调整后与固定支承一样起定位作用。图5-6 辅助支承1弹簧；2滑柱；3顶柱；4手轮；5斜楔；6滑销 自位式辅助支承：如图5-6（b）所示，弹簧1只起推动滑柱2上升的作用，但不得顶起工件。滑柱2与工件接触后用顶柱3锁紧。推引式辅助支承：如图5-6（c）所示，在工件定位后推动手轮4时滑销6与工件接触，然后转动手轮4使斜楔5的开槽部分胀开而锁紧。推引式辅助支承主要用于大型工件的定位。2以圆柱表面定位时定位元件的选择以圆柱表面定位时定位元件的选择（1）工件以圆孔定位。工件以圆孔定位时，常用的）工件以圆孔定位。工件以圆孔定位时，常用的定位元件有圆柱定位
10、销、圆柱心轴、圆锥销和小锥度定位元件有圆柱定位销、圆柱心轴、圆锥销和小锥度心轴。心轴。圆柱定位销：具体结构如图圆柱定位销：具体结构如图5-7（a）、（）、（b）、）、（c）、（）、（d）所示。当定位销直径）所示。当定位销直径D为为310mm时，时，通常把根部倒成圆角通常把根部倒成圆角R，以增强刚性，避免使用中折，以增强刚性，避免使用中折断或热处理时淬断；当成批大量生产时，为了定位销断或热处理时淬断；当成批大量生产时，为了定位销的更换，可采用带衬套的结构形式，如图的更换，可采用带衬套的结构形式，如图5-7（d）所）所示。此外，为便于工件装夹，定位销的头部一般制成示。此外，为便于工件装夹，定位销的
11、头部一般制成15倒角。定位销的参数可查阅有关国家标准。倒角。定位销的参数可查阅有关国家标准。图5-7 定位销的结构 圆柱心轴：圆柱心轴可分为间隙配合心轴、过盈配合心轴和花键配合心轴，其具体结构如图5-8（a）、（b）、（c）所示。图5-8 圆柱心轴 1引导部分；2工作部分；3传动部分 圆锥销：图5-9所示为工件以圆锥销定位的示意图，其中，图5-9（a）用于粗基面，图5-9（b）用于精基面。图5-9 单个圆锥销定位 值得注意的是，工件在单个圆锥销上定位容易倾斜，故圆锥销一般与其它定位元件值得注意的是，工件在单个圆锥销上定位容易倾斜，故圆锥销一般与其它定位元件组合使用，如图组合使用，如图5-10所
12、示。所示。图图5-10（a）所示为圆锥）所示为圆锥圆柱组合心轴，锥度部分使工件准确定位，并将工件楔圆柱组合心轴，锥度部分使工件准确定位，并将工件楔紧，圆柱部分可减少工件倾斜。图紧，圆柱部分可减少工件倾斜。图5-10（b）所示为以工件底面作为主要定位基面，）所示为以工件底面作为主要定位基面，圆锥销是活动的，即使工件的孔径变化较大，也能准确定位。图圆锥销是活动的，即使工件的孔径变化较大，也能准确定位。图5-10（c）所示为）所示为工件在双圆锥销上定位。以上工件在双圆锥销上定位。以上3种定位方式均限制工件种定位方式均限制工件5个自由度。个自由度。图5-10 圆锥销组合定位 小锥度心轴：如图5-11所
13、示，工件在小锥度心轴上定位，并靠定位圆孔与心轴限位圆锥面的弹性变形夹紧工件。图5-11 小锥度心轴（2）工件以外圆柱面定位。工件以外圆柱表面作为定位基面时，）工件以外圆柱面定位。工件以外圆柱表面作为定位基面时，最常用的定位元件有最常用的定位元件有V形块、半圆套和定位套。形块、半圆套和定位套。V形块：采用形块：采用V形块定位的优点，一是对中性好，能使工件定位形块定位的优点，一是对中性好，能使工件定位的基准轴线对中在的基准轴线对中在V形块的对称平面上，而不受定位基面直径误形块的对称平面上，而不受定位基面直径误差的影响；二是无论定位基面是否经过加工、是否为完整的圆柱差的影响；二是无论定位基面是否经过
14、加工、是否为完整的圆柱面还是局部的圆弧面均可。面还是局部的圆弧面均可。如图5-12所示，其中图5-12（a）用于较短的外圆柱面定位，可限制工件2个自由度；图5-12（b）用于粗基准面定位；图5-12（c）用于精基面定位；图5-12（d）用于工件较长、直径较大的重型工件定位（这种V形架常用铸铁底座镶淬火钢垫）。图5-12 V形块 固定V形块与活动V形块组合定位，如图5-13所示。其中，固定V形块限制工件2个自由度，而活动V形块限制工件1个自由度，并具有补偿毛坯尺寸变化和夹紧的作用。图5-13 V形块组合定位1固定V形块；2活动V形块 V形块定位高度的计算（见图5-14）：（5-1）式中，V形架两
15、斜面之间的夹角，一般取60、90、120，其中90应用最广。当=90时，有 （5-2）图5-14 V形块结构尺寸（3）工件以一面两孔组合定位。在加工箱体、杠杆、盖板和支架等零件时，常用）工件以一面两孔组合定位。在加工箱体、杠杆、盖板和支架等零件时，常用工件上的一面两孔作为定位基准，如图工件上的一面两孔作为定位基准，如图5-15所示。所用的定位元件为一大支承板，所示。所用的定位元件为一大支承板，它限制了工件的它限制了工件的3个自由度；短圆柱销个自由度；短圆柱销1限制了工件的限制了工件的2个自由度；削边销个自由度；削边销2限制了限制了工件绕圆柱销转动的自由度。所以工件以一面两孔定位，共限制了工件绕
16、圆柱销转动的自由度。所以工件以一面两孔定位，共限制了6个自由度，属个自由度，属于完全定位。值得注意的是，若不是采用一个圆柱销和一个削边销，而是采用于完全定位。值得注意的是，若不是采用一个圆柱销和一个削边销，而是采用2个个圆柱销定位，这必然会在两孔中心线连线方向上产生过定位干涉现象。因为两孔的圆柱销定位，这必然会在两孔中心线连线方向上产生过定位干涉现象。因为两孔的中心距与两圆柱销的中心距均有误差，当误差较大时，这种过定位会使工件无法正中心距与两圆柱销的中心距均有误差，当误差较大时，这种过定位会使工件无法正确装入夹具上定位。因此，在实际生产中采用的是一个圆柱销和一个削边销。确装入夹具上定位。因此，
17、在实际生产中采用的是一个圆柱销和一个削边销。图5-15 工件以一面两孔定位1短圆柱销；2削边销 削边销的结构如图5-16所示。当工件定位孔直径D30mm时，采用图5-16（a）所示的结构；当工件的直径D为3050mm时，采用如图5-16（b）所示的结构；当工件的定位直径D50mm时，采用如图5-16（c）所示的结构。削边销的宽度部分可修圆，如图5-16（d）所示。有关结构参数可查阅夹具标准或设计手册 图5-16 削边销结构 采用一面两孔定位时，圆柱销、削边销的主要参数确定如下。采用一面两孔定位时，圆柱销、削边销的主要参数确定如下。圆柱销直径圆柱销直径d1的基本尺寸及公差：圆柱销直径的基本尺寸应
18、等于相配合孔的基本尺寸及公差：圆柱销直径的基本尺寸应等于相配合孔的最小极限尺寸，其公差一般取的最小极限尺寸，其公差一般取g6或或f7。圆柱销与削边销之间的中心距及公差：两销之间中心距的平均尺寸应等于圆柱销与削边销之间的中心距及公差：两销之间中心距的平均尺寸应等于两定位孔之间中心距的平均尺寸，其公差一般为两定位孔之间中心距的平均尺寸，其公差一般为 Ld=(1/31/5)LD (5-3)式中，式中，Ld、LD两销之间中心距的公差和两孔之间的中心距公差。两销之间中心距的公差和两孔之间的中心距公差。式（式（5-3）中当工件加工精度较高时取）中当工件加工精度较高时取1/5，加工精度较低时取，加工精度较低
19、时取1/3。削边销直径削边销直径d2的基本尺寸及公差：削边销直径的基本尺寸及公差：削边销直径d2 及其公差可按如下及其公差可按如下方法来确定：方法来确定：(5-4)式中，式中，d2max、D2min削边销直径的最大值和与削边销相配合孔的最小削边销直径的最大值和与削边销相配合孔的最小极限尺寸。极限尺寸。削边销与孔的配合一般取为削边销与孔的配合一般取为h6。由于其上偏差为零，故。由于其上偏差为零，故d2=d2max。削边销的尺寸见表5-1。【例例5-1】在图在图5-15中，工件上两定位孔为中，工件上两定位孔为mm，两定位孔中心距为，两定位孔中心距为80 0.06mm，设计两定位销尺寸。，设计两定位
20、销尺寸。mm，两定位孔中心距为800.06mm，设计两定位销尺寸。图5-15 工件以一面两孔定位1短圆柱销；2削边销 解：（解：（1）确定圆柱销直径）确定圆柱销直径圆柱销直径公差取圆柱销直径公差取g6，即，即 mm。（2）确定圆柱销与削边销之间的中心距）确定圆柱销与削边销之间的中心距根据公式（根据公式（5-3），取），取 mm，所以圆柱销与削，所以圆柱销与削边销之间的中心距为边销之间的中心距为80 0.02mm。（3）确定削边销直径）确定削边销直径由表由表5-1查得查得b=4mm，B=D22=122=10mm根据公式（根据公式（5-4），），削边销与定位孔的配合一般取削边销与定位孔的配合一般取
21、h6，其下偏差为，其下偏差为0.011mm，直径为直径为 6、夹紧机构的选择与设计、夹紧机构的选择与设计 1夹紧机构的组成夹紧机构的组成夹紧机构的种类很多，但其结构均由夹紧机构的种类很多，但其结构均由2部分组成。部分组成。（1）动力装置动力装置。夹紧力的来源一是人力，二是某种装置所产生的。夹紧力的来源一是人力，二是某种装置所产生的力。能产生力的装置称为夹具的动力装置。常用的动力装置有气动力。能产生力的装置称为夹具的动力装置。常用的动力装置有气动装置、液压装置、电动装置、电磁装置、气装置、液压装置、电动装置、电磁装置、气液联动装置和真空装液联动装置和真空装置等。由于手动夹具的夹紧力来自人力，所以
22、它没有动力装置。置等。由于手动夹具的夹紧力来自人力，所以它没有动力装置。（2）夹紧机构夹紧机构。接受和传递原始作用力使之变为夹紧力并执行夹。接受和传递原始作用力使之变为夹紧力并执行夹紧任务的机构，便为夹紧机构。夹紧机构一般由下列基本机构组成。紧任务的机构，便为夹紧机构。夹紧机构一般由下列基本机构组成。接受原始作用力的机构，如手柄、螺母以及用来连接汽缸活塞接受原始作用力的机构，如手柄、螺母以及用来连接汽缸活塞杆的机构等。杆的机构等。中间递力机构，如铰链、杠杆等。中间递力机构，如铰链、杠杆等。夹紧元件，如各种螺钉压板等。夹紧元件，如各种螺钉压板等。其中，中间递力机构在传递原始作用力至夹紧元件的过程
23、中可以起其中，中间递力机构在传递原始作用力至夹紧元件的过程中可以起到诸如改变作用力的方向与大小以及自锁等作用。到诸如改变作用力的方向与大小以及自锁等作用。2对夹紧机构的基本要求对夹紧机构的基本要求在不破坏工件定位精度并保证加工质量的前提下，在不破坏工件定位精度并保证加工质量的前提下，应尽量使夹紧机构做到以下几点。应尽量使夹紧机构做到以下几点。夹紧力的大小适当夹紧力的大小适当。既要保证工件在整个加工过。既要保证工件在整个加工过程中其位置稳定不变、振动小，又要使工件不产生程中其位置稳定不变、振动小，又要使工件不产生过大的夹紧变形。过大的夹紧变形。工艺性好工艺性好。夹紧机构的复杂程度应与生产纲领相。
24、夹紧机构的复杂程度应与生产纲领相适应，在保证生产效率的前提下，其结构应力求简适应，在保证生产效率的前提下，其结构应力求简单，便于制造和维修。单，便于制造和维修。使用性好使用性好。夹紧机构的操作应当方便、安全、省。夹紧机构的操作应当方便、安全、省力。力。3基本夹紧机构基本夹紧机构（1）斜斜楔楔夹夹紧紧机机构构。采采用用斜斜楔楔作作为为传传力力元元件件或或夹夹紧紧元元件件的的夹夹紧紧机机构构，称称为为斜斜楔楔夹夹紧紧机机构构，如如图图6-1所所示示。图图（a）是是利利用用锤锤头头击击斜斜楔楔大大头头，直直接接夹夹紧紧工工件件，加加工工后后锤锤击击小小头头，松松开开工工件件；图图（b）是是由由斜斜楔
25、楔与与滑滑柱柱共共同同构构成成的的夹夹紧紧机机构构，既既可可机机动动也也可手动夹紧工件；图（可手动夹紧工件；图（c）是端面斜楔和压板共同构成的夹紧机构。）是端面斜楔和压板共同构成的夹紧机构。图6-1 斜楔加紧机构1夹具体；2斜楔；3工件 直接采用斜楔夹紧时，斜楔的自锁条件直接采用斜楔夹紧时，斜楔的自锁条件是，斜楔的升角小于斜楔与工件、斜楔与夹是，斜楔的升角小于斜楔与工件、斜楔与夹具体之间的摩擦角之和，即具体之间的摩擦角之和，即 (6-1)为保证自锁可靠，手动夹紧机构一般取为保证自锁可靠，手动夹紧机构一般取 =68。用气压或液压装置驱动的斜楔不需要自锁，可取用气压或液压装置驱动的斜楔不需要自锁，
26、可取 =1535。斜楔夹紧具有结构简单、增力比大、自锁性能好等斜楔夹紧具有结构简单、增力比大、自锁性能好等特点，因此获得广泛应用。特点，因此获得广泛应用。（2）螺旋夹紧机构。采用螺杆作中间传力元件的夹紧机构）螺旋夹紧机构。采用螺杆作中间传力元件的夹紧机构统称为螺旋夹紧机构。由于它结构简单、夹紧可靠、通用统称为螺旋夹紧机构。由于它结构简单、夹紧可靠、通用性好，而且螺旋升角小、自锁性能好、夹紧力和夹紧行程性好，而且螺旋升角小、自锁性能好、夹紧力和夹紧行程都较大，故是手动夹具上用得最多的一种夹紧机构。都较大，故是手动夹具上用得最多的一种夹紧机构。简单螺旋夹紧机构：最简单的螺旋夹紧机构如图简单螺旋夹紧
27、机构：最简单的螺旋夹紧机构如图6-2所所示。是直接用螺钉头部或螺母压紧工件的机构，其中图示。是直接用螺钉头部或螺母压紧工件的机构，其中图6-2（a）螺钉头部易使工件受压表面损伤，或带动工件旋）螺钉头部易使工件受压表面损伤，或带动工件旋转，因此常在头部装有摆动的压块。由于摆动压块与工转，因此常在头部装有摆动的压块。由于摆动压块与工件间的摩擦力矩大于压块与螺钉间的摩擦力矩，所以压件间的摩擦力矩大于压块与螺钉间的摩擦力矩，所以压块不会随螺钉一起转动。块不会随螺钉一起转动。图6-2 简单螺旋夹紧机构 夹紧动作慢、工夹紧动作慢、工件装卸费时是单个螺件装卸费时是单个螺旋夹紧机构的缺点。旋夹紧机构的缺点。为
28、克服这一缺点，可为克服这一缺点，可采用快速夹紧机构，采用快速夹紧机构，其具体结构详见夹具其具体结构详见夹具设计手册的有关内容。设计手册的有关内容。螺旋压板夹紧机构：在夹紧机构中，螺旋压板的使用螺旋压板夹紧机构：在夹紧机构中，螺旋压板的使用非常普遍，如图非常普遍，如图6-3所示。常见的螺旋压板典型结构其结所示。常见的螺旋压板典型结构其结构尺寸均已标准化，使用时可参考有关国家标准和夹具构尺寸均已标准化，使用时可参考有关国家标准和夹具设计手册。设计手册。图图6-3 螺旋压板夹紧机构螺旋压板夹紧机构图图6-3 螺旋压板夹紧机构螺旋压板夹紧机构图图6-3 螺旋压板夹紧机构螺旋压板夹紧机构（3）偏心夹紧机
29、构。用偏心件直接或间接夹紧工件的机构，称为偏心夹）偏心夹紧机构。用偏心件直接或间接夹紧工件的机构，称为偏心夹紧机构，如图紧机构，如图6-4所示。偏心件有所示。偏心件有2种形式，即圆偏心和曲线偏心，其中种形式，即圆偏心和曲线偏心，其中圆偏心圆偏心机构因结构简单、制造容易而得到广泛应用。圆偏心轮弧形楔夹机构因结构简单、制造容易而得到广泛应用。圆偏心轮弧形楔夹紧与斜楔夹紧的实质相同，故自锁条件相同紧与斜楔夹紧的实质相同，故自锁条件相同.图6-4 偏心夹紧机构（4）定心夹紧机构。当工件被加工面以中心要素（轴线、）定心夹紧机构。当工件被加工面以中心要素（轴线、中心平面等）为工序基准时，为使基准重合以减少
30、定位误中心平面等）为工序基准时，为使基准重合以减少定位误差，常采用定心夹紧机构。差，常采用定心夹紧机构。定心夹紧机构具有定心和夹紧定心夹紧机构具有定心和夹紧2种功能，如卧式车床的三爪种功能，如卧式车床的三爪自定心卡盘即为最常用的典型实例。自定心卡盘即为最常用的典型实例。定心夹紧机构按其定心作用原理有定心夹紧机构按其定心作用原理有2种类型，一种是依种类型，一种是依靠传动机构使定心夹紧元件等速移动，从而实现定心夹紧，靠传动机构使定心夹紧元件等速移动，从而实现定心夹紧，如螺旋式机构、杠杆式机构、楔式机构等；另一种是利用如螺旋式机构、杠杆式机构、楔式机构等；另一种是利用薄壁弹性元件受力后产生均匀的弹性
31、变形（收缩或扩张），薄壁弹性元件受力后产生均匀的弹性变形（收缩或扩张），来实现定心夹紧，如弹簧筒夹、膜片卡盘、波纹套、液性来实现定心夹紧，如弹簧筒夹、膜片卡盘、波纹套、液性塑料等。塑料等。螺旋式定心夹紧机构：螺杆两端的螺纹旋向相反，螺螺旋式定心夹紧机构：螺杆两端的螺纹旋向相反，螺距相同，如图距相同，如图6-5所示。当其旋转时，使所示。当其旋转时，使2个个V形钳口作对形钳口作对向等速移动，从而实现对工件的定心夹紧或松开。向等速移动，从而实现对工件的定心夹紧或松开。V形钳形钳口可按工件不同形状进行更换。口可按工件不同形状进行更换。图图6-5 螺旋式定心夹紧机构螺旋式定心夹紧机构 1、2V形钳口；形
32、钳口；3滑块；滑块；4双向螺杆双向螺杆 杠杆式定心夹紧机构：在杠杆式三爪自定心卡盘中，滑杠杆式定心夹紧机构：在杠杆式三爪自定心卡盘中，滑套作轴向移动时，圆周均布的套作轴向移动时，圆周均布的3个钩形杠杆便绕轴转动，拨个钩形杠杆便绕轴转动，拨动动3个滑块沿径向移动，从而带动其上卡爪将工件定心并夹个滑块沿径向移动，从而带动其上卡爪将工件定心并夹紧或松开，如图紧或松开，如图6-6所示。所示。图图6-6 杠杆式三爪定心卡盘杠杆式三爪定心卡盘1滑套；滑套；2钩形杠杆；钩形杠杆；3轴销；轴销；4滑块滑块 楔式定心夹紧机构：在机动楔式夹爪自动定心机构中，当工件以内孔及楔式定心夹紧机构：在机动楔式夹爪自动定心机
33、构中，当工件以内孔及左端面在夹具上定位后，汽缸通过拉杆使左端面在夹具上定位后，汽缸通过拉杆使6个夹爪左移，由于本体上斜面个夹爪左移，由于本体上斜面的作用，夹爪左移的同时向外胀开，将工件定心夹紧；反之，夹爪右移时，的作用，夹爪左移的同时向外胀开，将工件定心夹紧；反之，夹爪右移时，在弹簧卡圈的作用下使夹爪收拢，将工件松开，如图在弹簧卡圈的作用下使夹爪收拢，将工件松开，如图6-7所示。所示。图图6-7 楔式定心夹紧机构楔式定心夹紧机构1夹爪；夹爪；2本体；本体；3弹簧卡圈；弹簧卡圈；4拉杆；拉杆；5工件工件 这种定心夹紧机构这种定心夹紧机构结构紧凑，定心精度一结构紧凑，定心精度一般可达般可达 0.0
34、2 0.07mm，比较适用，比较适用于工件内孔作定位基面于工件内孔作定位基面的半精加工工序。的半精加工工序。弹簧筒夹式定心夹紧机构：这种定心夹紧机构常用于安装弹簧筒夹式定心夹紧机构：这种定心夹紧机构常用于安装轴套类工件，如图轴套类工件，如图6-8所示。弹性定心夹紧机构，结构简单、所示。弹性定心夹紧机构，结构简单、体积小、操作方便迅速，因而应用十分广泛。其定心精度可体积小、操作方便迅速，因而应用十分广泛。其定心精度可稳定在稳定在 0.01 0.03mm。图图6-8 弹簧筒夹式定心夹紧机构弹簧筒夹式定心夹紧机构1夹具体；夹具体；2弹性夹头；弹性夹头；3锥套；锥套；4螺母螺母（5）联动夹紧机构。联动
35、夹紧机构是利用机构的组合来完成单件或多件）联动夹紧机构。联动夹紧机构是利用机构的组合来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，以减少辅助时间、的多点、多向同时夹紧的机构。它可以实现多件加工，以减少辅助时间、提高生产效率和减轻工人的劳动强度等。提高生产效率和减轻工人的劳动强度等。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。图单件联动夹紧机构：利用夹紧机构实现工件的多向、多点夹紧。图6-9（a）所示机构为二力垂直夹紧；图）所示机构为二力垂直夹紧；图6-9（b）表示）表示2个夹紧力方向相同，个夹紧力方向相同，拧紧右边螺母，通过拉杆带动平衡杠杆使两副压板均匀地同时夹紧
36、工件。拧紧右边螺母，通过拉杆带动平衡杠杆使两副压板均匀地同时夹紧工件。图图6-9 单件联动夹紧机构单件联动夹紧机构 多件联动夹紧机构：有平多件联动夹紧机构：有平行式多件联动夹紧机构和连行式多件联动夹紧机构和连续式多件联动夹紧机构。续式多件联动夹紧机构。l 平行式多件联动夹紧机构。平行式多件联动夹紧机构。如图如图6-10（a）所示，若采）所示，若采用刚性压板夹紧，则因一批用刚性压板夹紧，则因一批工件的外圆直径尺寸不一致，工件的外圆直径尺寸不一致，将导致个别工件夹不紧。在将导致个别工件夹不紧。在图图6-10（b）中增加了浮动）中增加了浮动装置，既可以同时夹紧工件，装置，既可以同时夹紧工件，又方便操
37、作。理论上，平行又方便操作。理论上，平行式夹紧各工件受到的夹紧力式夹紧各工件受到的夹紧力相等，即相等，即图图6-10 平行式多件联动夹紧机构平行式多件联动夹紧机构l连续式多件联动夹紧机构。图连续式多件联动夹紧机构。图6-11（a）所示为一轴承盖，）所示为一轴承盖，图（图（b）所示为加工轴承盖连续式多件联动夹紧机构。这种方）所示为加工轴承盖连续式多件联动夹紧机构。这种方式，由于工件的夹紧力是依次传递的，可能造成工件在夹紧方式，由于工件的夹紧力是依次传递的，可能造成工件在夹紧方向的位置误差很大，因此只适用于加工在夹紧方向上没有加工向的位置误差很大，因此只适用于加工在夹紧方向上没有加工要求的工件。要
38、求的工件。图图6-11 连续式多件联动夹紧机构连续式多件联动夹紧机构另外，在设计联动夹紧机构时，应注意设置浮动环节；同时夹紧的工件另外，在设计联动夹紧机构时，应注意设置浮动环节；同时夹紧的工件不宜太多；结构的刚度要好，力求简单、紧凑。不宜太多；结构的刚度要好，力求简单、紧凑。7、工件夹紧力的确定及夹具体的设计、工件夹紧力的确定及夹具体的设计 1夹紧力方向的确定夹紧力方向的确定 夹紧力的方向不应破坏工件定位。图夹紧力的方向不应破坏工件定位。图7-1（a）所示）所示为不正确的夹紧方案，夹紧力有向上的分力为不正确的夹紧方案，夹紧力有向上的分力Fjz，使工，使工件离开原有的正确定位位置；图（件离开原有
39、的正确定位位置；图（b）所示为正确的）所示为正确的夹紧方案。夹紧方案。图图7-1 夹紧力夹紧力 夹紧力方向应指向主要定位表面。夹紧力方向应指向主要定位表面。第一节第一节 工件夹紧力的确定工件夹紧力的确定2夹紧力作用点的确定夹紧力作用点的确定 夹紧力的作用点应落在支承范围内：如图夹紧力的作用点应落在支承范围内：如图7-1（a）所）所示夹紧力的作用点落到了定位元件的支承范围之外，夹紧示夹紧力的作用点落到了定位元件的支承范围之外，夹紧时将破坏正确位置，因而是不正确的；图时将破坏正确位置，因而是不正确的；图7-1（b）所示夹）所示夹紧力的作用点落在了定位元件支承范围之内，夹紧时不破紧力的作用点落在了定
40、位元件支承范围之内，夹紧时不破坏正确定位，因而是正确的。坏正确定位，因而是正确的。图图7-1 夹紧力夹紧力 夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位：如图夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位：如图7-2（a）所示，）所示，薄壁套筒的轴向刚性比径向刚性好，用卡爪径向夹紧时工件变形大，若薄壁套筒的轴向刚性比径向刚性好，用卡爪径向夹紧时工件变形大，若沿轴向施加夹紧力，变形就会小得多。夹紧如图（沿轴向施加夹紧力，变形就会小得多。夹紧如图（b）所示的薄壁箱体）所示的薄壁箱体时，夹紧力不应作用在箱体的顶面，而应作用在刚性较好的凸缘上。或时，夹紧力不应作用在箱体的顶面，而应作用在刚性较好的凸缘上。或如图（如
41、图（c）所示改为三点夹紧，改变着力点的位置，以减少夹紧变形。）所示改为三点夹紧，改变着力点的位置，以减少夹紧变形。图图7-2 夹紧力与工件刚性的关系夹紧力与工件刚性的关系 夹紧力的作用点应靠近工件的加工部位如图夹紧力的作用点应靠近工件的加工部位如图7-3所示，所示，夹紧力远离加工部位，因此应在加工部位加上辅助夹紧机夹紧力远离加工部位，因此应在加工部位加上辅助夹紧机构，以防止加工时发生振动，影响加工质量和安全。构，以防止加工时发生振动，影响加工质量和安全。图图7-3 夹紧力的作用点应尽量靠近加工部位夹紧力的作用点应尽量靠近加工部位1工件；工件；2辅助支承；辅助支承；3铣刀铣刀3夹紧力大小的估算夹
42、紧力大小的估算 估算的方法如下。估算的方法如下。找出对夹紧最不利的瞬时状态，由此估算所需的找出对夹紧最不利的瞬时状态，由此估算所需的夹紧力。夹紧力。为了简便，只考虑主要因素在力系中的影响，略为了简便，只考虑主要因素在力系中的影响，略去次要因素在力系中的影响。去次要因素在力系中的影响。根据工件状态，列出力（力矩）的平衡方程式，根据工件状态，列出力（力矩）的平衡方程式，解出夹紧力的大小。解出夹紧力的大小。此外，还应适当考虑安全系数。生产中如需进此外，还应适当考虑安全系数。生产中如需进行夹紧力估算，可参阅有关资料行夹紧力估算，可参阅有关资料 1、定位元件、定位元件定位心轴位心轴第二节第二节 常用钻夹
43、具的定位元件与夹紧装置常用钻夹具的定位元件与夹紧装置V形块形块可调螺钉2、夹紧装置、夹紧装置l螺旋夹紧机构螺旋夹紧机构l斜楔夹紧机构斜楔夹紧机构l定心夹紧装置定心夹紧装置第三节第三节 夹具体的设计夹具体的设计一、对夹具体的要求一、对夹具体的要求 1 1、有适当的精度和尺寸稳定性、有适当的精度和尺寸稳定性 夹具体上的重要表面，如安装定位元件的表面、安装对刀夹具体上的重要表面，如安装定位元件的表面、安装对刀或导向元件的表面以及夹具体的安装基面或导向元件的表面以及夹具体的安装基面(与机床相连接的表与机床相连接的表面面)等，应有适当的尺寸和形状精度，它们之间应有适当的位等，应有适当的尺寸和形状精度，它
44、们之间应有适当的位置精度。置精度。为增加夹具体尺寸稳定，铸造夹具体要进行时效处理，焊为增加夹具体尺寸稳定，铸造夹具体要进行时效处理，焊接和锻造夹具体要进行退火处理。接和锻造夹具体要进行退火处理。2 2、有足够的强度和刚度、有足够的强度和刚度 加工过程中，夹具体要承加工过程中，夹具体要承受较大的切削力和夹紧力。受较大的切削力和夹紧力。夹具体需有一定的壁厚，夹具体需有一定的壁厚，铸造和焊接夹具体常设置加强铸造和焊接夹具体常设置加强肋，或在不影响工件装卸的情肋，或在不影响工件装卸的情况下采用框架式夹具体况下采用框架式夹具体(如图如图7-47-4所示所示)。图7-4 3 3、结构工艺性好、结构工艺性好
45、 夹夹具体具体应应便于制造、装配和便于制造、装配和检验检验。铸铸造造夹夹具体上安装各种元具体上安装各种元件的表面件的表面应铸应铸出凸台，以出凸台，以减少加工面减少加工面积积。夹夹具体毛面与工件之具体毛面与工件之间应间应留有足留有足够够的的间间隙，一隙，一般般为为4 415mm15mm。夹夹具体具体结结构构型式型式应应便于工件的装卸。便于工件的装卸。如如图图7-57-5所示所示.分分为为开式开式结结构构(图图a a)；半开式半开式结结构构(图图b b)；框架式框架式结结构构(图图c c)等。等。图7-5 4 4、排屑方便、排屑方便 切屑多切屑多时时，夹夹具体上具体上应应考考虑虑排屑排屑结结构。如
46、构。如图图7-67-6所示，在所示，在夹夹具具体上开排屑槽及体上开排屑槽及夹夹具体下部具体下部设设置排屑斜面，斜角可取置排屑斜面，斜角可取3030一一 5050图7-6 夹具体上设置排屑结构 5 5、在机床上安装稳定可靠、在机床上安装稳定可靠 夹具在机床工作台上安装，夹具的重心应尽量低，重心越高则夹具在机床工作台上安装，夹具的重心应尽量低，重心越高则支承面应越大。支承面应越大。夹具底面四边应凸出，使夹具体的安装基面与机床的工作台面夹具底面四边应凸出，使夹具体的安装基面与机床的工作台面接触良好，如图接触良好，如图7-77-7所示，接触边或支脚的宽度应大于机床工作台梯形所示，接触边或支脚的宽度应大
47、于机床工作台梯形槽的宽度，应一次加工出来，并保证一定的平面精度。槽的宽度，应一次加工出来，并保证一定的平面精度。a)周边接触 b)两端接触 c)四脚接触图7-7 夹具体安装基面的形式 夹具在机床主轴上安装，夹具安装基面与主轴相应表面应夹具在机床主轴上安装，夹具安装基面与主轴相应表面应有较高的配合精度，并保证夹具体安装稳定可靠。有较高的配合精度，并保证夹具体安装稳定可靠。钻模夹具体一般没钻模夹具体一般没有定位或导向装置，有定位或导向装置，夹具通过夹具体底面夹具通过夹具体底面安放在钻床上，可直安放在钻床上，可直接用钻套找正用压板接用钻套找正用压板压紧。压紧。二、夹具体毛坯的类型二、夹具体毛坯的类型
48、 1 1铸造夹具体铸造夹具体 夹具体材料一般是铸件，其特点是工艺性好，可铸出各种复夹具体材料一般是铸件，其特点是工艺性好，可铸出各种复杂形状，具有较好的抗压强度、刚度和抗振性，但生产周期长，杂形状，具有较好的抗压强度、刚度和抗振性，但生产周期长，需进行时效处理，以消除内应力。常用材料为灰铸铁需进行时效处理，以消除内应力。常用材料为灰铸铁 2 2焊接夹具体焊接夹具体 它由钢板、型材焊接而成，这种夹具体制造方便、生产周期它由钢板、型材焊接而成，这种夹具体制造方便、生产周期短、成本低、重量轻短、成本低、重量轻(壁厚比铸造夹具体薄壁厚比铸造夹具体薄)。但焊接夹具体的热。但焊接夹具体的热应力较大，易变形
49、，需经退火处理，以保证夹具体尺寸的稳定性。应力较大，易变形，需经退火处理，以保证夹具体尺寸的稳定性。3 3锻造夹具体锻造夹具体 它适用于形状简单、尺寸不大、要求强度和刚度大的场合。锻造它适用于形状简单、尺寸不大、要求强度和刚度大的场合。锻造后也需经退火处理此类夹具体应用较少。后也需经退火处理此类夹具体应用较少。4 4型材夹具体型材夹具体 小型夹具体可以直接用板料、棒料、管料等型材加工装配而成。小型夹具体可以直接用板料、棒料、管料等型材加工装配而成。这类夹具体取材方便、生产周期短、成奉低、重量轻，这类夹具体取材方便、生产周期短、成奉低、重量轻，5 5装配夹具体装配夹具体 它由标准的毛坯件、零件及
50、个别非标准件通过螺钉、销钉连接，它由标准的毛坯件、零件及个别非标准件通过螺钉、销钉连接，组装而成组装而成 此类夹具体具有制造成本低、周期短、精度稳定等优点，有利于此类夹具体具有制造成本低、周期短、精度稳定等优点，有利于夹具标准化、系列化，也便于夹具的计算机辅助设计。夹具标准化、系列化，也便于夹具的计算机辅助设计。1钻床夹具的主要类型钻床夹具的主要类型 在钻床上进行孔的钻、扩、铰、锪、攻螺纹加工所用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。钻床夹具用的夹具，称为钻床夹具。钻床夹具用钻套钻套引导刀具进行加引导刀具进行加工，有利于保证被加工孔对其定位基准和各孔之间的尺寸工，