大量的夹具，机床夹具就是夹具中 的种。它装在机床上，使工件相对刀具与机床保持正确的相对位置，并能承受 切削力的作用。机床夹具的作用主要有以下几个方面较容易较稳定地保证加 工精度，因为用夹具装夹工件时，工件相对机床刀具的位置由夹具来保证， 基本不受工人技术水平的影响，因而能较容易较稳定地保证工件的加工精度 提高劳动生产率，因为采用夹具后，工件不需要划线找正，装夹也方便迅速，显 著地减少了辅助时间，提高了劳动生产率扩大机床的使用范围，因为使用专用 夹具可以改变机床的用途扩大机床的使用范围，例如，在在车床或摇臂转床上 安装镗模夹具后，就可以对箱体孔系进行镗削加工改善劳动条件保证生产安 全，因为使用专用机床夹具可以减轻工人的劳动强度改善劳动条件，降低对工 人操作技术水平的要求，保证安全。 夹具的分类 通用夹具 通用夹具是指已经标准化的，在定范围内可用于加工不同工件的夹具。例 如，车床上的三爪卡盘和四爪卡盘顶尖和鸡心夹头铣床上的平口钳分度 头和回转工作台等。它们有很大的通用性，无需调整或稍加调整就可以用于装夹 不同的工件。这类夹具般已经标准化。由专业工厂生产，作为机床附件供应给 用户。 专用夹具 专用夹具是指专为工件的道工序的加工而专门设计的夹具，具有结构 紧凑，操作迅速方便等优点。专用夹具通常由使用厂根据要求自行设计和制造， 适用于产品固定且批量较大的生产中。 组合夹具 组合夹具是在机床夹具零部件标准化的基础上，由整套预先制造好的，具苏州市职业大学机电工程系毕业设计说明书 第页共页 有各种不同形状不同规格尺寸的标准元件和合件，按照组合化的原理，针对工 件的加工要求组装成各种专用夹具。夹具使用完毕后，可以拆卸，留待组装新夹 具时使用。 组合夹具的应用范围十分广泛。它最适合于品种多产品变化快新产品试 制和单件小批生产等场合，在批量生产中也可利用组合夹具代替临时短缺的专用 夹具，以满足生产要求。用组合夹具元件可以组装成各类机床夹具。数控机床和 柔性制造单元的出现，更加推动了组合夹具技术的进步，扩大了组合夹具的应用 范围。 组合夹具具有以下特点组合夹具元件可供多次具体孔的配合般采用或者，衬套内径与支承钉 的配合选用。 可调支承，是指支承钉的高度可以调节。调整时要先松后调，调好后用防松 螺母锁紧。 可调支承主要用于工件以粗基准面定位或者定位基面的形状复杂如成型 面台阶面等，以及各批毛坯的尺寸形状变化较大时的情况。可调支承在 批工件加工前调整次。在同批工件加工中，它的作用同固定支承相同。 自位支承浮动支承在工件定位过程中，它能自动地调整位置，其特点 是支承点的位置能随着工件定位基面的不同而自动调节，定位基面压下其中 点，其余点便上升，甚至各点都与工件接触。接触点数的增加，提高了工件的装 夹刚度和稳定性，但其作用仍相当于个固定支承，只限制工件个自由度。 辅助支承 辅助支承用来提高工件的刚度和稳定性，不起定位作用。辅助支承的工作特 点是待工件定位夹紧后，再调整支承钉的高度，使其与工件的有关表面接触并 锁紧。每安装个工件就调整次辅助支承。另外，辅助支承还可以起预定位的 作用。常见的辅助支承有螺旋式辅助支承自位式辅助支承和推引式辅助支承。 工件以圆孔定位工件以圆孔表面作为定位基面时，常用以下定位元件 圆柱销定位销当工件孔径较小时，为增加定位销刚度，避 免销子因受撞击而折断，或热处理时淬裂，通常把根部倒成圆角。这时夹具体上 应有沉孔，使定位销的圆角部分沉入孔内而不会妨碍定位。大批大量生产时，可苏州市职业大学机电工程系毕业设计说明书 第页共页 以采用带衬套的结构形式。为了便于工件装入，定位销的头部应有度的倒角。 定位销的工作部分直径可按制造，定位销和夹具体的配合 可用，衬套与夹具体选用过渡配合，其内径和定位销为间隙 配合。 圆柱心轴 其定位部分直径按或制造，装卸工件方便，但定心精度不高。为 了减少因配合间隙而造成的工件的倾斜，工件常以孔和端面联合定位，因而要求 工件定位孔和端面有较高的垂直度，最好能在次装夹中加工出来。 使用开口垫圈可实现快速装卸工件，开口垫圈的两端面应互相平行。当工件 内孔和端面垂直度误差很大时，因采用球面垫圈。 圆锥销限制了三个自由度。 圆锥心轴小锥度心轴这种定位方式的定心精度较高，不用另设夹紧 装置，但工件的轴向定位误差较大，传递的扭矩较小，适用于工件定位孔不低于 的精车和磨削加工，不能加工端面。 工件以外圆柱面定位工件以外圆柱面定位时，常用以下元件 形块它有固定式和活动式两种。固定式形块在夹具体上的装配，般 用两个定位销和个螺钉连接，活动式形块除限制工件个移动自由度外， 还兼有夹紧作用。它定位最大的优点就是对中性好，它可使批工件的定位基准 轴线对中在形块两斜面的对称平面上，而不受定位基准直径误差的影响。形 块定位的另个特点是无论定位基准是否经过加工，是完整的圆柱面还是局部圆 弧面，都可采用形块定位。因此，形块是用得最多的定位元件。 定位套它用来限制沿轴向的自由度，常与端面联合定位。用端面作为主要 定位面时，应控制套的长度，以免夹紧时工件产生不允许的变形。它结构简单， 容易制造，但定心精度不高，般适用于精基准定位。 半圆套这种定位方式主要用于大型轴类零件及不便于轴向装夹的零件。定 位基面的精度不低于，半圆的最小内径取工件定位基面的最大直径。 夹具中的夹紧机构 夹具中的夹紧装置般由动力源和夹紧机构两个部分组成。动力源是产生原 始作用力的部分，如用人的体力对工件进行夹紧，称为手动夹紧若采用气动，苏州市职业大学机电工程系毕业设计说明书 第页共页 液动，电动以及机床的运动等动力装置来代替人力进行夹紧，则称为机动夹紧。 夹紧机构是接受和传递原始作用力，使其变为夹紧力并执行夹紧任务的部分，包 括中间传递力机构和夹紧元件。中间传递力机构把来自人力或者动力装置的力传 给夹紧元件，再由夹紧元件直接与工件受压面接触，最终完成夹紧任务。 在夹紧的组成中可以看出，不论采用任何动力源手动或者机动，外加的 原始作用力要转化为夹紧力，都必须通过夹紧机构。夹具中常用的夹紧机构有斜 碶夹紧机构螺旋夹紧机构圆偏心夹紧机构铰链夹紧机构定心对中夹紧机 构以及联动夹紧机构等。 斜碶夹紧机构斜碶夹紧机构是夹紧机构中最基本的形式之，螺旋 夹紧机构，圆偏心夹紧机构，定心对中夹紧机构等均是斜碶夹紧机构的变形，由 于手动的斜碶夹紧机构在夹紧工件时既费时又费力，效率很低，故实际上多在机 动夹紧装置中采用。 螺旋夹紧机构利用螺杆直接夹紧工件，或者与其他元件组成复合夹 紧机构夹紧工件，是应用较广泛的种夹紧机构，由于螺旋夹紧机构具有结构简 单，容易制造，夹紧可靠，扩力比较大和夹紧行程不受限制等特点，所以在手动 夹紧装置中被广泛使用，在夹具中除采用螺杆直接夹紧工件外，经常采用螺旋压 板夹紧机构。 圆偏心夹紧机构由于偏心圆的夹紧力小，自锁性能又不是很好，故 只使用于切削负荷不大而且无很大震动的场合，为满足自锁条件，其夹紧行程也 相应受到限制，用与夹紧行程较小的场合。 铰链夹紧机构因铰链夹紧机构的结构简单，扩力比较大，适用于多 点或多件夹紧，在气动或者液动夹具中广泛应用。 定心对中夹紧机构定心，对中夹紧机构是种特殊的夹紧机构， 工件在其上同时实现定位和夹紧。 联动夹紧机构工件装夹所使用的夹具，有的需要同时有几个点对工 作的工件进行夹紧，而有的则需要同时夹紧几个工件，为了提高效率，减少装夹 时间，可采用联动夹紧机构。 夹具的发展趋势 夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速高效精密复合苏州市职业大学机电工程系毕业设计说明书 第页共页 智能环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精高效模块组合通用 经济方向发展。 高精度 随着机床加工精度的提高，为了降低定位误差，提高加工精度，对夹具的制 造精度要求更高。高精度夹具的定位孔距精度高达，夹具支承面的垂直度 达到，平行度高达。德国戴美乐公司制 造的长宽的孔系列组合焊接夹具平台，其等高误差为精密平 口钳的平行度和垂直度在以内夹具重复安装的定位精度高达瑞 士柔性夹具的重复定位精度高达。机床夹具的精度已提高到微米 级，世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。诚然，为了适应不同行业 的需求和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的精度标准供选择。 高效 为了提高机床的生产效率，双面四面和多件装夹的夹具产品越来越多。为 了减少工件的安装时间，各种自动定心夹紧精密平口钳杠杆夹紧凸轮夹紧 气动和液压夹紧等，快速夹紧功能部件不断地推陈出新。新型的电控永磁夹具， 加紧和松开工件只用秒，夹具结构简化，为机床进行多工位多面和多件加 工创造了条件。为了缩短在机床上安装与调整夹具的时间，瑞典夹具仅用 分钟，即可完成线切割机床夹具的安装与校正。采用美国杰金斯公司 的球锁装夹系统，分钟内就能将夹具定位和锁紧在机床工作台上，球锁装夹系 统用于柔性生产线上更换夹具，起到缩短停机时间，提高生产效率的作用。 模块组合 夹具元件模块化是实现组合化的基础。利用模块化设计的系列化标准化夹 具元件，快速组装成各种夹具，已成为夹具技术开发的基点。省工省时，节材 节能，体现在各种先进夹具系统的创新之中。模块化设计为夹具的计算机辅助设 计与组装打下基础，应用技术，可建立元件库典型夹具库标准和用户使 用档案库，进行夹具优化设计，为用户三维实体组装夹具。模拟仿真刀具的切削 过程，既能为用户提供正确合理的夹具与元件配套方案，又能积累使用经验， 了解市场需求，不断地改进和完善夹具系统。组合夹具分会与华中科技大学合作， 正在着手创建夹具专业技术网站，为夹具行业提供信息交流夹具产品咨询与开苏州市职业大学机电工程系毕业设计说明书 第页共页 引言 随着科技的进步，机械制造业也正日新月异地变化着，对机械产品的要 求也日趋严格，特别是在