1、第四章 机床夹具原理与设计,第一节 机床夹具概述 第二节 工件在夹具中的定位 第三节 定位误差分析 第四节 工件在夹具中的夹紧 第七节 机床夹具设计的基本步骤,第一节 机床夹具概述,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，并把工件可靠的夹紧。,一、工件的装夹方法,1.装夹在机床上进行加工时，必须先把工件放在准确的加工位置上，并将其可靠固定，以确保工件在加工过程中不发生位置变化，才能保证加工出的表面达到规定的加工要求（尺寸、形状和位置精度），这个过程叫装夹,2.定位确定工件在机床上或夹具中占有准确加工位置的过程叫定位。,3
2、.夹紧在工件定位后用外力将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作叫夹紧。,4.装夹定位和夹紧过程的总和叫装夹。,第四章 机床夹具原理与设计,（一）几个概念,把工件直接放在机床工作台上或放在四爪单动卡盘、机用虎钳等机床附件中，根据工件的一个或几个表面用划针或指示表找正工件准确位置后再进行夹紧。也有先按加工要求加工面位置的画线工序，然后再按画出的线痕进行找正实现装夹。,特点：劳动强度大、生产率低，要求工人技术等级高、定位精度较低，生产成本高。,应用：加工各种不同零件的各种表面，特别适合于单件、小批量生产。,2.用夹具装夹工件,工件装在夹具上，不再进行找正，便能直接得到准确加工位置的装夹方式
3、。图4-1,1.用找正法装夹工件,（二）工件的装夹方法,二、机床夹具的工作原理和在机械加工中的作用,1.夹具的主要工作原理4-2,1）使工件在夹具中占有正确的加工位置。这是通过工件各定位面与夹具的相应定位元件的定位工作面接触、配合和对准来实现的。 2）夹具对机床应先保证有准确的相对位置，而夹具结构又保证定位元件的定位工作面对夹具与机床相连接的表面之间的相对准确位置，这就保证了夹具定位工作面相对机床切削运动形成表面的准确几何位置，也就达到了工件加工面对定位基准的相互位置精度。 3）使刀具相对有关的定位元件的定位工作面调整到准确位置，这就保证了刀具在工件上加工出的表面对定位基准的位置尺寸,2.夹具
4、的作用,采用夹具装夹工件的用途： 准确确定工件、机床和刀具三者的相对位置，降低对工人的技术要求，保证加工表面的位置精度。 减少工人装卸工件的时间和劳动强度，提高生产率。 有时还可扩大机床的使用范围。（所以机床夹具在生产中应用十分广泛）。,三、夹具的分类与组成,1.夹具的分类,机床夹具 检验夹具 装配夹具 焊接夹具 其他工种夹具,机床夹具可根据使用范围分为：,）通用夹具 三爪或四爪卡盘、机械虎钳、万能分度头、磁力工作台、平口钳、心轴等。 特点：通用性强，使用时无需调整或稍加调整，就可适应多种工件的装夹，广泛应用于单件小批生产中。,）专用夹具 为加工某一另件的某一工序而设计，一般不能用于加工其它另
5、件或同一另件的其它工序，市场上买不到的（图41），批量大，工序主要。 特点：专用夹具具有结构紧凑、操作方便、生产效率较高、加工精度容易保证。 应用：定型产品的成批和大量生产。,）通用可调夹具和成组夹具 共同特点是通过适当调整或更换夹具上的个别元件后，即可用于加工形状、尺寸和加工工艺相似的多种工件。这两种夹具的不同之处在于前者的加工对象并不明确，适用范围较广，后者专为某一组另件的成组加工而设计，其加工对象明确，针对性强，结构更加紧凑。,）组合夹具 组合夹具的零部件具有高度的通用性，可用来组装成各种不同的夹具，但一经组装成一个夹具后，其结构是专用的 ，只适用于某个工件的某道工序的加工，目前，组合夹
6、具已开始出现向结构通用化方向发展的趋势,5）随行夹具 自动或半自动生产线上使用的夹具，虽然它只适合某一种工件，但毛坯装上随行夹具后，可从生产线开始一直到生产线终端在各个位置上进行各种不同工序的加工。随行夹具的结构也具有适用于各种不同工序加工的通用性。,根据所使用的机床分：,根据产生夹紧力的动力源分：,除了少数通用三爪卡盘、四爪卡盘、虎钳、万能分度头及组合夹具可直接购买外，生产中所用的多数情况是专用夹具，要自行设计和制造。,2机床夹具的组成,（）定位元件用于确定工件在夹具中的位置，图41中的支承板2、支承钉3和，图4-4中的3和5都是定位元件。,（）夹紧装置用于夹紧工件。图41中的压板8和夹紧螺
7、母9等组成的螺钉压板部件，图4-4中的螺母7和开口垫圈6都是将外力施加到工件上来克服切削力等外力作用，使工件保持在正确确定位置上不动的夹紧装置或元件。,（）对刀元件用于确定刀具相对夹具定位元件的位置。如图41中的对刀块5根据他来调整铣刀相对夹具的正确位置。,（5）连接元件和连接表面用于确定夹具本身在机床、主轴或工作台上的位置。如图41中的定位键1就是连接元件，4-1和4-4中与机床工作台面接触的夹具体的底面则是联接表面。,（6）夹具体用于将夹具上的各种元件和装置连接成一个有机的整体。如图41中的夹具体和7，4-4中的10。,（7）其它元件及装置如用于分度的分度装置4-4中的9和3，用于自动上下
8、料的上下料装置。,定位元件、对刀导引元件、夹紧装置和夹具体，是夹具的基本组成部分。,（4）导引元件图4-4的钻套4。他导引钻头加工，决定了刀具相对夹具的位置,第二节 工件在夹具中的定位,定位的目的是使工件在夹具中相对于机床、刀具占有确定的位置，并且应用夹具定位工件，还能使同一批工件在夹具中的加工位置一致性好,一、基准的概念,基准：用以确定生产对象上几何要素的几何关系所依据的点、线、面（或为了确定一些点、线、面，所依据的点、线、面）,设计基准,工艺基准在工艺过程中所采用的基准,定位基准在加工中使工件在机床夹具中有正确位置所采用的基准。,度量基准在检验时所使用的基准。,装配基准装配时用来确定零件或
9、部件在机器中位置所采用的基准。,定位基面体现基准作用的表面称为基面。,1）有时作为基准的点、线、面，在工件上不一定具体存在（例如：孔的中心线和对称中心平面等），其作用是由某些具体表面（如：内孔圆柱面）体现的。,说明：,2）作为基准，可以是没有面积的点或线，但是基准面总是有一定面积的，如代表中心线的是中心孔。,3）基准的定义不仅是对尺寸之间的联系，对位置精度（平行度、垂直度等）也是同样的。,二、六点定位原理：,任何未定位的工件在空间直角坐标系中都具有六个自由度。工件定位的任务就是根据加工要求限制工件的全部或部分自由度。工件的六点定位原理是指用六个支承点来分别限制工件的六个自由度，从而使工件在空间
10、得到确定位置的方法。如图4-5,理论上讲，工件的六个自由度可用至少六个支承点加以限制，前提是这六个支承点在空间按一定规律分布，并保持与工件的定位基面相接触。如图所示： 在XOY平面上布置三个支承点1、2、3。当六方体工件的底面与这三个支承点接触时，工件的 、 、 三个自由度就被限制，然后在XOZ平面上布置两个支承点4、5。当工件侧面与之接触时，工件的 和 两个自由度就被限制，再在ZOY平面上布置一个支承点6，使工件对面靠在这个支承点上，工件的 自由度就被限制。,（一）六点定位原理用按一定规律设置的六个支承点，去分别限制工件的六个自由度，从而使工件在空间得到确定位置的方法，称为工件的六点定位原理
11、。,在应用工件“六点定位原理”进行定位分析时，应注意如下几点：,1）定位就是限制自由度，通常用合理布置定位支承点的方法来限制工件的自由度。,2）定位支承点限制工件自由度的作用，应理解为定位支承点与工件定位基准面始终保持紧贴接触。若二者脱离，则意味着失去定位作用。,3）一个定位支承点仅限制一个自由度，一个工件仅有六个自由度，所设置的定位支承点数目原则上不应超过六个。,4）分析定位支承点的定位作用时，不考虑力的影响。工件的某一自由度被限制，是指工件在这一方向上有确定的位置，并非指工件在受到使其脱离定位支承点的外力时，不能运动，欲使其在外力作用下不能运动，是夹紧的任务；反之，工件在外力作用下不能运动
12、，即被夹紧，也并非是说工件的所有自由度都被限制了。所以，定位和夹紧是两个概念，不能混淆。,5）定位支承点是由定位元件抽象而来的，在夹具中，定位支承点总是通过具体的定位元件体现，至于具体的定位元件应转化为几个定位支承点，需结合其结构进行分析。常见定位方式中的定位元件所限制的自由度和相当的支承点数见表表4-1,注意，一种定位元件转化成的支承点数目是一定的，但具体限制的自由度与支承点的布置有关。,（二）支承点与定位元件,支承点把与工件为小平面接触的支承钉看作支承点,（1）完全定位与不完全定位,）完全定位工件的六个自由度完全被限制的定位称为完全定位，如图46a 的定位即为完全定位。,工件定位时，其六个
13、自由度并非在任何情况下都要全部加以限制，要限制的只是那些影响工件加工精度的自由度。,）不完全定位按加工要求，允许有一个或几个自由度不被限制的定位称为不完全定位。图46b、c,在实际生产中，工件被限制的自由度数一般不少于三个。,（2）欠定位与过定位,）欠定位按工序的加工要求，工件应该限制的自由度而未予限制的定位，称为欠定位。,在确定工件定位方案时，欠定位是绝对不允许的。,）过定位工件的同一自由度被二个或二个以上的支承点重复限制的定位称为过定位。,在夹具中，当用一组定位元件限制工件的自由度时，就可能出现过定位。如图47所示： 长销限制了工件的 、 、 和 四个自由度，支承板 、 、 ，其中 、 被
14、两个定位元件重复限制，这就产生了过定位。,由于工件孔与其端面，长销与支承平面均有垂直度误差，工件装入夹具后，其端面与支承板平面不可能完全接触，造成工件定位误差，这现象称为定位干涉。,消除过定位及其干涉一般有两种途径：,一是改变定位元件的结构，以消除被重复限制的自由度,二是提高工件定位基面之间及夹具定位元件工作表面之间的位置精度，以减小或消除过定位引起的干涉。,4-7中保证销与基面、孔与连杆端面的垂直度。就可消除过定位。,如在图47中将长销改为短销，就可消除过定位。,三、常见的定位方式和定位元件,工件上的定位表面有各种形式，如平面、外圆、内孔等，对于这些表面，总是采用一定结构的定位元件，以保证定
15、位元件的定位面和工件定位基准面相接触或配合，实现工件的定位,定位元件的设计应满足下列要求：,1）要有与工件相适应的精度； 2）要有足够的刚度，不允许受力后发生变形 3）要有耐磨性，以便在使用中保持精度。,1.工件以平面定位,（1）固定支承,高度尺寸固定、不能调整的支承，包括固定支承钉和固定支承板两类。,a)平头支承钉（适用于己加工表面的定位）,b)球头支承钉（适用于未加工平面定位，以便保证良好的接触）,c)网纹头支承钉（用于未加工平面，可减小实际接触面积增大摩擦，使定位稳定可靠，但清除切屑不便，不宜用在水平面定位，用于工件的侧面定位。）,d)带套筒的支承钉（用于大批大量生产、便于磨损快时更换）
16、,A型平板式支承板，结构简单、紧凑，但不易清除落入沉头螺钉孔内的碎屑。用于工件侧面或顶面定位。,B型斜槽式支承板，在支承面上开两个斜槽为固定螺钉用，使清屑容易又结构紧凑。主要用于工件的底面定位。,注意：两个以上支承钉或支承板同时使用时，为保证工作面在同一平面上，装人夹具体后，应将其顶面进行一次终磨。,（2）可调支承顶端位置可在一定高度范围内调整的支承，多用于未加工平面的定位，以调节和补偿各批毛坯尺寸的差异。,（3）自位支承支承本身的位置在定位过程中，能自动适应定位基准面的位置变化的一类支承。使用自位支承可以增加接触点数而提高接触刚度，但不会出现过定位。,上述各种浮动支承，只限制工件一个方向自由
17、度，起一个支承点的作用。,（4）辅助支承为增加工件的刚性和稳定性，但又要避免过定位，此时经常采用辅助支承。,无论采用哪一种辅助支承，都应注意，辅助支承不起定位作用，即不应限制工件的自由度，同时更不能破坏基本支承对工件的定位，因此辅助支承的结构都是可调并能锁紧的。,2.工件以圆孔定位,（1）定位销 主要用于直径小于50的中小孔定位,（2）圆锥销 常用于工件孔端的定位,（3）定位心轴,3.工件以外圆柱面定位,（1）V形块,（2）定位套筒,（3）半圆孔定位座将同一圆周面的孔分成两半圆，下半圆部分装在夹具体上，起定位作用，上半圆部分装在可卸式或铰链式盖上，起夹紧作用。工作表面是用耐磨材料制成的两个半圆
18、衬套，并镶在基体上，以便更换。半圆孔定位座适用于大型轴类件的定位。,（4）外圆定心夹紧机构:在实现定心的同时，能将工件夹紧的机构称为定心夹紧机构，如三爪卡盘、弹簧夹头等。,（1）组合定位分析要点,1）几个定位元件组合起来定位一个工件相应的几个定位面，该组合定位元件所限制的自由度总数等于各定位元件单独限制的自由度数之和，但具体限制了哪些自由度却会随不同组合情况而改变。,2）组合定位中，定位元件原来限制移动自由度的可能转化为限制转动自由度，但一旦转化后，该定位元件就不再起原来限制工件移动自由度的作用了。,3）单个表面的定位是组合定位分析的基本单元,4. 组合定位分析,几个定位元件组合起来同时定位工
19、件的几个定位面叫组合定位,每个短V型块限制两个自由度，三个短V型块共限制6个自由度。,V型块1限制了 、 。,V型块2也限制了 、 ，但转化为限制 、 ，也可将1、2看成是一个长V型块。,V型块3限制 、 ，但 转化为限制了 。,这是一个完全定位，不存在过定位现象。,（2）组合定位中的重复定位现象及消除方法组合定位时，经常会出现重复定位现象，必要时应予以消除。,1）使定位元件沿某一坐标轴可移动，来消除其限制沿该轴方向移动自由度的作用。,消除组合定位时重复定位（过定位）影响的措施：,（1）一个平面和两个与其垂直的孔的组合,（2）一个平面和两个与其垂直的外圆柱面的组合,（3）一个孔和一个平行于孔中
20、心线的平面的组合,2）采用自位支承结构，消除定位元件限制绕某个（或两个）坐标轴转动方向自由度的作用，如图4-11。,3）改变定位元件的结构形式（例如“一面两销”定位）。,（3）几种不同组合形式的定位分析,第三节 定位误差分析,一、 调刀基准的概念,在加工中用以调整加工刀具位置所采用的基准。,在零件加工前对机床进行调整时，为了确定刀具的位置，还要用到调刀基准，由于最终目的是为了确定刀具相对工件的位置，所以调刀基准往往选在夹具上定位元件的某个工作面。因此他与其他各类基准不同，不是体现在工件上，而是体现在夹具中，是由夹具定位元件的定位工作面体现。,1.设计基准和定位基准都是体现在工件上，而调刀基准是
21、由夹具上定位元件的定位工作面来体现的。,由上面的分析可知：,2.调刀基准的特点及其与相应定位基准的对应关系如图所示,二、定位误差及其产生原因,1.定位误差指一批工件采用调整法加工时因定位不准确而引起的尺寸或位置的最大变动量。（设计基准在工序尺寸方向上的最大位置变动量，称为定位误差，以dw 表示。）,2.定位误差产生的原因,（1）定位基准与设计基准不重合产生的定位误差（图4-26）,联系尺寸:定位基准到设计基准间的尺寸,jb等于联系尺寸的公差,工序1：加工顶面2定位基准与设计基准重合无定位误差,工序2：加工台阶面1定位基准与设计基准不重合有定位误差,工序2改进方案使基准重合了，这种方案虽然提高了
22、定位精度，但夹具结构复杂，工件安装不便，并使加工稳定性和可靠性变差，因而有可能产生更大的加工误差。因此，从多方面考虑，在满足加工要求的前提下，基准不重合的定位方案在实践中也可以采用。,（2）定位副制造不准确误差,当心轴水平放置时，工件孔与心轴始终在上母线A单边接触。则定位基准O与调刀基准O1间的最大和最小距离分别为,若心轴垂直放置，则工件孔与心轴可能在任意边接触，此时定位误差为：,jw=D+d+,定位副:工件定位基准与夹具定位元件合称为定位副,基准位移误差: jw 由于定位副制造不准确，使得定位基准相对夹具的调刀基准发生位移而产生的定位误差，称为基准位移误差,根据上面的分析，可以看出：在用夹具
23、装夹加工一批工件时，一批工件的设计基准相对夹具调刀基准发生最大位置误差是产生定位误差的原因，包括两个方面：一是由于定位基准与设计基准不重合，引起一批工件的设计基准相对于定位基准发生位置变化；二是由于定位副的制造误差，引起一批工件的定位基准相对夹具的调刀基准发生位置变化。而前面有关定位误差的定义可进一步概括为：一批工件某加工参数（尺寸、位置）的设计基准相对调刀基准在该加工参数方向上的最大位置变化量dw ，称为该加工参数的定位误差。,关于定位误差及其产生的原因，可以用下图表示：,三、定位误差的计算,定位误差可按下述方法进行分析计算：,1.先分别求出基准位移误差和基准不重合误差，再求出其在加工尺寸方
24、向上的代数和，即dw=jb+jw,2.按最不利的情况，确定一批工件设计基准的两个极限位置，再根据几何关系求出此两位置的距离，并将其投影到加工尺寸方向上，便可求出定位误差。,例1 工件用V形块定位时的定位误差计算。,图4-28所示，直径为 的轴在V形块上定位铣平面，加工表面的工序尺寸有三种不同的标注方式： 1）要求保证上母线到加工表面的尺寸H1，即设计基准为B，见图a) 2）要求保证上母线到加工表面的尺寸H2，即设计基准为C，见图b) 3）要求保证上母线到加工表面的尺寸H3，即设计基准为O，见图c),（1）尺寸H1的定位误差 这时设计基准的最大位置变动量为 ，即定位误差：,（2）尺寸H2的定位误
25、差 这时设计基准的最大位置变动量为 ，即定位误差：,（3）尺寸H3的定位误差 这时设计基准的最大位置变动量为 ，即定位误差：,对于前两种情况：,对于第三种情况：,结论： 1） dw d，即定位误差随工件误差的增大而增大； 2）dw与V形块夹角有关，随增大而减小，但定位稳定性变差，故一般取=90 3）dw与工序尺寸标注方式有关，本例中dw1dw3dw2,说明：这种按极限尺寸计算的定位误差通常偏大，与实际情况不完全符合，这是因为加工中获得极限尺寸的概率很小。,例2 有一批图示工件， 外圆、 内孔和两端面均已加工合格，并保证外圆对内孔的同轴度误差T(e)=0.015mm。按图示的定位方案，用 的心轴
26、定位，在立式铣床上用顶尖顶住心轴，铣宽为 的键槽。除槽宽要求外，还应满足下列要求：,1）槽的轴向位置尺寸 2）槽底位置尺寸 3）槽两侧面对50外圆轴线的对称度公差,1）加工 时的定位误差,设计基准为工件左端面，定位基准也是工件左端面，基准重合，因此,2） 加工 时的定位误差,设计基准为外圆的下母线，定位基准是内孔轴线，定位基准与设计基准不重合，两者的联系尺寸是外圆半径d/2和外圆对内孔的同轴度误差T(e)，并且二者与 H 的方向相同。因此,工件内孔轴线是定位基准，心轴轴线是调刀基准，二者之间为间隙配合。因此，一批工件的定位基准相对于夹具上的调刀基准在 H 方向上的基准位置（移）误差为（按调整螺
27、母时内孔与心轴在任意边接触的一般情形考虑）,因此定位误差为,3） 槽两侧面对外圆轴线的对称度 的定位误差,外圆轴线是对称度的设计基准，内孔轴线是定位基准，二者不重合，通过同轴度误差T(e)联系起来。因此，基准不重合误差为,因此定位误差为,此时的基准位移误差与加工 时的情况相同，所不同的是应在水平方向上考虑，即,结论：,1）对于尺寸L 来说，由于基准重合且不存在基准位移，因此没有定位误差。 2）对于尺寸H 和对称度T(c)来说，它们的定位误差分别占工序公差的0.064/0.10.64、0.056/0.060.93，所占比例过大。主要原因是由于设计基准（分别为外圆母线和外圆轴线）与定位基准（内孔轴
28、线）不重合以及定位基准（内孔轴线）相对于调刀基准（心轴轴线）可能出现位移两方面的原因所导致。 采用下面的V型块定位方案（用外圆表面定位）可很好地改善定位精度。,1）对于 定位误差仍为0。,2）对于 定位误差为：,3）对于对称度 ，定位基准与设计基准重合jb=0，基准位移误差为：,但此误差的方向在垂直方向上，对称度误差位于水平方向上，因此由基准位移产生的定位误差为0。dw=jb+jw=0+0=0,只占工序公差的0.003/0.10=3%。,本例同时也说明：定位误差是比较定位方案并从中选择合理方案的重要依据,五、保证加工精度的条件,工件夹具+加工 （采用夹具加工时的误差计算不等式）,上式中夹具包括
29、了有关夹具设计与制造的各种误差,如工件在夹具中定位、夹紧时的定位夹紧误差、夹具在机床上安装时的安装误差、确定刀具位置的元件和引导刀具的元件与定位元件之间的位置度误差等。因此，在夹具的设计与制造中，要尽可能设法减少这些与夹具有关的误差。这部分误差占的比例越大，留给补偿其他加工误差的比例就越小。其结果不是降低了零件的加工精度，就是增加了加工难度，导致加工成本增加。,完全可以保证对称度的加工要求,机械加工过程中，产生加工误差的因素很多。若规定工件的加工允差为工件，并以夹具表示与采用夹具有关的误差，以加工表示除夹具以外，与工艺系统其他一切因素有关的加工误差，则为保证工件的加工精度要求必须满足：,制订夹
30、具公差时，应保证夹具的定位、制造和调整误差的总和不超过工序公差的1/3,第四节 工件在夹具中的夹紧,一、夹紧装置的组成及基本要求,1.夹紧装置的组成动力装置、中间传力机构、夹紧元件。,力源装置产生夹紧作用力的装置。所产生的力称为原始力，如气动、液动、电动等。,中间传力机构介于力源和夹紧元件之间传递力的机构，如图中的杠杆2，其作用主要是改变作用力的大小和方向，有时还要实现一定的自锁性能，以保证夹紧可靠。,夹紧元件夹紧装置的最终执行元件，与工件直接接触完成夹紧作用如图中的压板3。,2.夹紧装置的基本要求 (1)夹紧既不应破坏工件的定位，或产生过大的夹紧变形，又要有足够的夹紧力，防止工件在加工中产生
31、振动； (2)足够的夹紧行程，夹紧动作迅速，操纵方便、安全省力； (3)手动夹紧机构要有可靠的自锁性，机动夹紧装置要统筹考虑夹紧的自锁性和原动力的稳定性； (4)结构应尽量简单紧凑，制造、维修方便。,二、夹紧力的确定,1.确定夹紧力作用方向的原则,(1)夹紧力的方向应使定位基面与定位元件接触良好，保证工件定位准确可靠；,(3)夹紧力的方向应与工件刚度最大的方向一致，以减小工件变形；,(2)夹紧力的方向应尽量与工件受到的切削力、重力等的方向一致，以减小夹紧力。,2.确定夹紧力作用点的原则,(1)夹紧力的作用点应正对支承元件或位于支承元件所形成的支承面内；,(2)夹具力的作用点应位于工件刚性较好的
32、部位。,(3)夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面，以减小切削力对夹紧点的力矩，防止或减小工件的加工振动或弯曲变形。,3.夹紧力大小的估算,实际设计工作中，夹紧力的大小常根据同类夹具的实际使用情况用类比法进行估算，或将夹具和工件看成刚性系统，找出加工过程中对夹紧最不利的瞬时状态，按静力平衡条件进行分析计算，计算时，为使夹紧可靠，应将计算出的理论夹紧力乘以安全系数k，作为实际夹紧力。,1.斜楔夹紧斜楔夹紧装置是最基本的夹紧装置形式之一，其他夹紧装置均是它的变形。它主要用于增大夹紧力或改变夹紧力方向。,三、典型夹紧机构,现以斜楔夹紧机构为例，来分析其夹紧力及自锁条件。图a是 存在时斜楔的受力情况，根据
33、静力平衡原理。,图b 是作用力 取消后，斜楔的受力情况，从图中可以看出要自锁，必须满足下式：,因此，斜楔的自锁条件是：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。,斜楔夹紧装置特点:自锁性 斜楔能改变夹紧作用力方向 斜楔具有增力作用，扩力比 夹紧行程小 h/s=tg 结构简单，但操作不方便 效率低所以适用范围：多用于机动夹紧装置中,一般钢、铁之间的摩擦系数约为=0.10.15，对应于摩擦角1=2=57，1014即可实现自锁，为安全起见常取= 57。,2. 螺旋夹紧装置,螺旋夹紧装置是从斜楔夹紧装置转化而来的，相当于把斜楔绕在圆柱体上，转动螺旋时即可夹紧工件。,螺旋夹紧装置特点:结构
34、简单，制造容易，夹紧可靠夹紧力比斜楔夹紧力大，扩力比大 ip=80，夹紧行程S不受限制夹紧动作慢，辅助时间长，效率低 应用场合：手动夹紧装置常采用。在实际生产中，螺旋压板组合夹紧比单螺旋夹紧应用更为普遍。,3. 偏心夹紧装置,偏心夹紧装置也是由斜楔夹紧装置的一种变形。,特点及应用场合:偏心夹紧与螺旋夹紧相比，夹紧行程小，夹紧力小，自锁能力差,但夹紧迅速，结构紧凑，所以常用于切削力不大，振动较小的的场合，常与其他夹紧元件联合使用。,四、,第七节 机床夹具设计的基本步骤,1.研究原始资料，明确设计任务,为明确设计任务，首先应分析研究工件的结构特点、材料、生产规模和本工序加工的技术要求以及前后工序的
35、联系；然后了解加工所用设备、辅助工具中与设计夹具有关的技术性能和规格；了解工具车间的技术水平等。必要时还要了解同类工件的加工方法和所使用夹具的情况，作为设计的参考。,机床夹具作为机床的辅助装置，其设计质量的好坏对零件的加工质量、效率、成本以及工人的劳动强度均有直接的影响，因此在进行机床夹具设计时，必须使加工质量、生产率、劳动条件和经济性等几方面达到统一，其中保证质量是最基本的要求。,夹具设计的基本步骤：,2.确定夹具的结构方案，绘制结构草图,1）根据六点定位原理确定工件的定位方式，并设计相应的定位装置 2）确定刀具的导引方法，并设计引导元件和对刀装置 3）确定工件的夹紧方案并设计夹紧装置 4）
36、确定其他元件或装置的结构形式，如定向键、分度装置等 5）考虑各种装置，元件的布局，确定夹具的总体结构 6）对夹具的总体结构，最好考虑几个方案，经过分析比较，从中选取较合理的方案。,3.绘制夹具总图,夹具总图应遵循国家标准绘制，图形大小的比例尽量取1：1，使所绘的夹具总图有良好的直观性。总图中的视图应尽量少，但必须能够清楚地表示出夹具的工作原理和构造，表示各种装置或元件之间的位置关系等。主视图应取操作者实际工作时的位置，以作为装配夹具的依据并供使用时参考。,绘制总图的顺序：先用双点划线绘出工件的轮廓外形，并显示出加工余量；然后把工件视为透明体，按照工件的形状及位置依次绘出定位、导向、夹紧及其它元件或装置的具体结构；最后绘制夹具体，形成一个夹具整体。,4.确定并标注有关尺寸和夹具技术要求,在夹具总图上应标注轮廓尺寸，必要的装配、检验尺寸及其公差，制定主要元件、装置间的相互位置精度要求等。当加工的技术要求较高时，应进行工序精度分析。,5.绘制夹具零件图,夹具中的非标准零件都必须绘制零件图。在确定这些零件的尺寸、公差或技术条件时，应注意使其满足夹具总图的要求。,
