资源描述
數控加工教材數控加工教材n n1)刀具及材料n n2)加工基礎n n3)夾具車刀車刀n n車刀角度n n前角n n後角n n余偏角n n刃傾角n n副偏角n n刀尖圓弧半徑前角前角n n前角前角前角前角前角对切削力、切屑排出、切削、刀具耐用度影响都很大。前角对切削力、切屑排出、切削、刀具耐用度影响都很大。前角的影响前角的影响前角的影响前角的影响 n n1.1.正前角大，切削刃锋利。正前角大，切削刃锋利。n n2.2.前角每增加前角每增加11，切削功率减少，切削功率减少1 1。n n3.3.正前角大，刀刃强度下降；负前角过大，切削力增加。正前角大，刀刃强度下降；负前角过大，切削力增加。n n4.4.大负前角用于大负前角用于大负前角用于大负前角用于n n5.5.切削硬材料切削硬材料 n n6.6.需切削刃强度大，以适应断续切削、切削含黑皮表面层的加工条件需切削刃强度大，以适应断续切削、切削含黑皮表面层的加工条件 n n7.7.大正前角用于大正前角用于大正前角用于大正前角用于n n8.8.切削软质材料切削软质材料n n9.9.易切削材料易切削材料n n10.10.被加工材料及机床刚性差时被加工材料及机床刚性差时 切削排出與前角的關係切削排出與前角的關係前角與壽命的關係前角與壽命的關係,前角變化對切削前角變化對切削速度、主切削力、溫度的影響速度、主切削力、溫度的影響 後角後角 后角后角后角后角n n后角使刀具后面与工件间摩擦减小，使刀尖具有自由切入工件的功能。后角使刀具后面与工件间摩擦减小，使刀尖具有自由切入工件的功能。后角的影响后角的影响后角的影响后角的影响 n n1.1.后角大，后刀面磨损小。后角大，后刀面磨损小。n n2.2.后角大，刀尖强度下降。后角大，刀尖强度下降。n n3.3.小后角用于小后角用于小后角用于小后角用于n n4.4.切削硬材料切削硬材料 n n5.5.需切削刃强度高时需切削刃强度高时 n n6.6.大后角用于大后角用于大后角用于大后角用于n n7.7.切削软材料切削软材料 n n8.8.切削易加工硬化的材料切削易加工硬化的材料 刀具後角示意圖刀具後角示意圖刀具後角的變化與磨損量的關係刀具後角的變化與磨損量的關係余偏角余偏角(1)n n余偏角等于余偏角等于9090减主偏角，其作用是缓和冲击力，对进给减主偏角，其作用是缓和冲击力，对进给力，背向力，切削厚度都有影响。力，背向力，切削厚度都有影响。余偏角的影响余偏角的影响余偏角的影响余偏角的影响n n1.1.进给量相同时，余偏角大，刀片与切屑接触的长度增加，进给量相同时，余偏角大，刀片与切屑接触的长度增加，切削厚度变薄，使切削力分散作用在长的刀刃上，刀具耐切削厚度变薄，使切削力分散作用在长的刀刃上，刀具耐用度得以提高。用度得以提高。n n2.2.余偏角大，分力余偏角大，分力a a也随之增加，加工细长轴时，易发生也随之增加，加工细长轴时，易发生挠曲。挠曲。n n3.3.余偏角大，切屑处力性能变差。余偏角大，切屑处力性能变差。n n4.4.余偏角大，切削厚度变薄，切削宽度增加，将使切屑难余偏角大，切削厚度变薄，切削宽度增加，将使切屑难以碎断。以碎断。余偏角余偏角(2)小余偏角用于n n1.切深小的精加工 n n2.切削细而长的工件 n n3.机床刚性差时 大余偏角用于n n1.工件硬度高，切削温度大时 n n2.大直径零件的粗加工 n n3.机床刚性高时 余偏角與切削厚度的關係余偏角與切削厚度的關係余偏角與切削力的關係余偏角與切削力的關係余偏角與刀具耐用度的關係余偏角與刀具耐用度的關係刃傾角刃傾角n n刃倾角是前刀面倾斜的角度。重切削时，切削开刃倾角是前刀面倾斜的角度。重切削时，切削开始点的刀尖上要承受很大的冲击力，为防止刀尖始点的刀尖上要承受很大的冲击力，为防止刀尖受此力而发生脆性损伤，故需有刃倾角。推荐车受此力而发生脆性损伤，故需有刃倾角。推荐车削时为削时为3355；铣削时；铣削时10101515刃倾角的影响刃倾角的影响刃倾角的影响刃倾角的影响 n n1.1.刃倾角为负时，切屑流向工件；为正时，反向刃倾角为负时，切屑流向工件；为正时，反向排出。排出。n n3.3.刃倾角为负时，切削刃强度增大，但切削背向刃倾角为负时，切削刃强度增大，但切削背向力也增加，易产生振动。力也增加，易产生振动。刃傾角示意圖刃傾角示意圖刀尖圆弧半刀尖圆弧半径径n n刀尖圆弧半刀尖圆弧半径径对刀尖的强度及加工表面粗糙度影响很大，对刀尖的强度及加工表面粗糙度影响很大，一般适宜值选进给量的一般适宜值选进给量的2 23 3倍。倍。刀尖圆弧半刀尖圆弧半刀尖圆弧半刀尖圆弧半径径径径的影响的影响的影响的影响n n1.1.刀尖圆弧半刀尖圆弧半径径大，表面粗糙度大，表面粗糙度数值数值下降下降，表面质量提高，表面质量提高。n n2.2.刀尖圆弧半刀尖圆弧半径径大，刀刃强度增加。大，刀刃强度增加。n n3.3.刀尖圆弧半刀尖圆弧半径径过大，切削力增加，易产生振动。过大，切削力增加，易产生振动。n n4.4.刀尖圆弧半刀尖圆弧半径径大，刀具前、后面磨损减小。大，刀具前、后面磨损减小。n n5.5.刀尖圆弧半刀尖圆弧半径径过大，切屑处理性能恶化过大，切屑处理性能恶化刀尖圆弧小用于刀尖圆弧小用于刀尖圆弧小用于刀尖圆弧小用于n n1.1.切深削的精加工切深削的精加工 n n2.2.细长轴加工细长轴加工 n n3.3.机床刚性差时机床刚性差时 刀尖圆弧半径刀尖圆弧半径刀尖圆弧大用于刀尖圆弧大用于n n1.需要刀刃强度高的黑皮切削，断续切削 n n2.大直径工件的粗加工 n n3.机床刚性好时 刀尖圓弧半徑與表面粗糙度的關係刀尖圓弧半徑與表面粗糙度的關係刀尖圓弧半徑與脆性損傷對刀具耐刀尖圓弧半徑與脆性損傷對刀具耐用度的影響用度的影響刀尖圓弧半徑與刀具磨損刀尖圓弧半徑與刀具磨損车刀片磨损分析和改进办法车刀片磨损分析和改进办法刃口刃口磨損磨損刃口磨损(如下圖示)n n提高进给量 n n降低切削速度 n n使用更耐磨的刀片材质 n n应用涂层刀片材质 车刀片磨损分析和改进办法车刀片磨损分析和改进办法崩碎崩碎崩碎(如下圖示)n n使用更强韧的材质 n n考虑对刃口强化的刀片 n n检查工艺系统的刚性 n n加大主偏角 车刀片磨损分析和改进办法车刀片磨损分析和改进办法热变热变形形热变形(如下圖示)n n降低切削速度 n n减少进给量 n n减少切深(doc)n n使用更具热硬性的材质 车刀片磨损分析和改进办法车刀片磨损分析和改进办法切深切深处破损处破损切深处破损 n n改变主偏角 n n考虑对刃口强化的刀片 n n使用不同的刀片材质 车刀片磨损分析和改进办法车刀片磨损分析和改进办法热裂热裂纹纹n n正确使用冷却液n n降低切削速度 n n减少进给量 n n应用涂层刀片材质 车刀片磨损分析和改进办法车刀片磨损分析和改进办法积屑积屑n n使用更强韧的刀片槽型和材质 n n减少进给量 n n减少切深(doc)n n检查工艺系统的刚性 车刀片磨损分析和改进办法车刀片磨损分析和改进办法月牙月牙洼磨损洼磨损n n降低进给率 n n降低切削速度 n n应用涂层材质或金属陶瓷刀片 n n使用冷却液 车刀片磨损分析和改进办法车刀片磨损分析和改进办法断裂断裂n n提高切削速度 n n提高进给量 n n使用涂层材质或金属陶瓷刀片 n n使用冷却液 n n刃口锋利(更小的倒圆)平面铣刀切削刃各角度的功能平面铣刀切削刃各角度的功能名稱代號功能效果轴向前角A.R决定切屑排出方向正角时：切削性能良好径向前角R.R决定切削刃锋利程度 负角时：切屑排出性能良好余偏角 CH决定切削厚度 角度大时：切削厚变薄,切 削时冲击力小,但背向力大前角 T决定实际切削刃锋利的程度 正角大时：切削性能良好,切屑难熔附 负角大时：切削性能差,但切削刃强度高刃倾角I决定切屑排出方向正角大时：排屑性能良好,但切削刃强度低 平面铣刀切削刃各角度平面铣刀切削刃各角度高速、超高速刀具材高速、超高速刀具材料料高速鋼高速鋼硬質合金硬質合金金剛石金剛石立方氮化硼立方氮化硼 高速鋼高速鋼(1)n n高速钢是一种加人了较多的钨、铬、钒、相等合金元素的高合高速钢是一种加人了较多的钨、铬、钒、相等合金元素的高合金工具钢，有良好的综合性能。其强度和韧性是现有刀具材料金工具钢，有良好的综合性能。其强度和韧性是现有刀具材料中最高的。高速钢的制造工艺简单，容易磨成锋利的切削刃；中最高的。高速钢的制造工艺简单，容易磨成锋利的切削刃；锻造、热处理变形小，目前在复杂的刀具，如麻花钻、丝锥、锻造、热处理变形小，目前在复杂的刀具，如麻花钻、丝锥、拉刀、齿轮刀具和成形刀具制造中，仍占有主要地位。拉刀、齿轮刀具和成形刀具制造中，仍占有主要地位。n n高速钢可分为普通高速钢和高性能高速钢。高速钢可分为普通高速钢和高性能高速钢。n n普通高速钢，如普通高速钢，如W18Cr4VW18Cr4V广泛用于制造各种复杂刀具。其切广泛用于制造各种复杂刀具。其切削速度一般不太高，切削普通钢料时为削速度一般不太高，切削普通钢料时为40-60m/min40-60m/min。高速鋼高速鋼(2)n n高性能高速钢，如高性能高速钢，如W12Cr4V4MoW12Cr4V4Mo是在普通高速钢中是在普通高速钢中再增加一些含碳量、含钒量及添加钴、铝等元素冶再增加一些含碳量、含钒量及添加钴、铝等元素冶炼而成的。它的耐用度为普通高速钢的炼而成的。它的耐用度为普通高速钢的1.5-31.5-3倍。倍。n n粉末冶金高速钢是粉末冶金高速钢是7070年代投入市场的一种高速钢，年代投入市场的一种高速钢，其强度与韧性分别提高其强度与韧性分别提高30%-40%30%-40%和和80%-90%80%-90%耐用耐用度可提高度可提高2-32-3倍。目前我国尚处于试验研究阶段，生倍。目前我国尚处于试验研究阶段，生产和使用尚少。产和使用尚少。n n硬質合金硬質合金n n按按GB207587(GB207587(参照采用参照采用190190标准标准)可分为可分为P P、MM、K K三类，三类，P P类硬质类硬质合金主要用于加工长切屑的黑色金属，用蓝色作标志；合金主要用于加工长切屑的黑色金属，用蓝色作标志；MM类主要类主要用于加工黑色金属和有色金属，用黄色作标志，又称通用硬质合用于加工黑色金属和有色金属，用黄色作标志，又称通用硬质合金，金，K K类主要用于加工短切屑的黑色金属、有色金属和非金属材料，类主要用于加工短切屑的黑色金属、有色金属和非金属材料，用红色作标志。用红色作标志。n nP P、MM、K(K(后面的阿拉伯数字表示其性能和加工时承受载荷的情况后面的阿拉伯数字表示其性能和加工时承受载荷的情况或加工条件。数字愈小，硬度愈高，韧性愈差。或加工条件。数字愈小，硬度愈高，韧性愈差。n nP P类相当于我国原钨钛钻类，主要成分为类相当于我国原钨钛钻类，主要成分为WC+TiC+CoWC+TiC+Co，代号为，代号为YTYT。n nK K类相当于我国原钨钻类，主要成分为类相当于我国原钨钻类，主要成分为WC+CoWC+Co，代号为，代号为YGYG。n nMM类相当于我国原钨钛钽钴类通用合金，主要成分为类相当于我国原钨钛钽钴类通用合金，主要成分为WC+TiC+TaC(NbC)+CoWC+TiC+TaC(NbC)+Co，代号为，代号为YWYW。金剛石金剛石(PCD)n nPCD PCD 聚晶金剛石聚晶金剛石n n2020世纪世纪5050年代利用高温高压技术人工合成金刚石年代利用高温高压技术人工合成金刚石粉以后，粉以后，7070年代制造出金刚石基的切削刀具即聚年代制造出金刚石基的切削刀具即聚晶金刚石晶金刚石(PCD)(PCD)。PCDPCD晶粒呈无许许序排列状态晶粒呈无许许序排列状态不具方向性，因而硬度均匀。它有很高的硬度和不具方向性，因而硬度均匀。它有很高的硬度和导热性，低的热胀系数。高的弹性模量和较低的导热性，低的热胀系数。高的弹性模量和较低的摩擦系数，刀刃非常锋利。它可加摩擦系数，刀刃非常锋利。它可加工工各种有色金各种有色金属和极耐磨的高性能非金属材料，如铝、铜、镁属和极耐磨的高性能非金属材料，如铝、铜、镁及其合金、硬质合金、纤维增塑材料、金属基复及其合金、硬质合金、纤维增塑材料、金属基复合材料、木材复合材料等。合材料、木材复合材料等。金剛石金剛石(PCD)n nPCD焊接性、机械磨削性和断裂韧性最高，抗磨损性和刃口质量居中，抗腐蚀性最差。金剛石金剛石(CVD)n nCVDCVD厚膜厚膜 CVDCVD金刚石膜中不含任何粘结剂，其多晶结构金刚石膜中不含任何粘结剂，其多晶结构又使其在各个方向具有几乎相同的硬度，且没有解理面，又使其在各个方向具有几乎相同的硬度，且没有解理面，因此其综合机械性能兼具单晶金刚石和聚晶金刚石因此其综合机械性能兼具单晶金刚石和聚晶金刚石(PCD)(PCD)的优点，而在一定程度上又克服了它们的不足，而且价格的优点，而在一定程度上又克服了它们的不足，而且价格低廉。它不仅可代替天然金刚石、高压人造单晶金刚石和低廉。它不仅可代替天然金刚石、高压人造单晶金刚石和聚晶金刚石在机械领域应用而且大大拓宽了其应用范围：聚晶金刚石在机械领域应用而且大大拓宽了其应用范围：如制造各种适合拉制软硬丝的高性能拉丝模具；焊接型如制造各种适合拉制软硬丝的高性能拉丝模具；焊接型CVDCVD金刚石工具金刚石工具(使用寿命超过使用寿命超过PCDPCD工具的工具的1-31-3倍倍)；制作形；制作形状较为复杂的状较为复杂的CVDCVD金刚石涂层硬质合金刀具金刚石涂层硬质合金刀具(使用寿命比使用寿命比涂层前提高涂层前提高10-5010-50倍倍)；其低摩擦系数还可用于摩擦部件如；其低摩擦系数还可用于摩擦部件如轴承的耐磨涂层等。据国外专家统计，仅应用于超硬材料轴承的耐磨涂层等。据国外专家统计，仅应用于超硬材料方面就可以开发、改造出二千多种新产品。方面就可以开发、改造出二千多种新产品。CVDCVD厚膜抗腐厚膜抗腐蚀性最好，机械磨削性、刃口质量和断裂韧性和抗磨损性蚀性最好，机械磨削性、刃口质量和断裂韧性和抗磨损性居中，可焊接性差。居中，可焊接性差。金剛石金剛石(單晶金剛石單晶金剛石)n n單晶金剛石單晶金剛石n n人工合成单晶金刚石刃口质量、抗磨损性和抗腐人工合成单晶金刚石刃口质量、抗磨损性和抗腐蚀性最好，焊接性、机械磨削性和断裂韧性最差。蚀性最好，焊接性、机械磨削性和断裂韧性最差。n n總結總結n n金刚石刀具是目前高速切削金刚石刀具是目前高速切削(25005000m/min)(25005000m/min)铝合铝合金较理想的刀具材料，但由于碳对铁的亲和作用，金较理想的刀具材料，但由于碳对铁的亲和作用，特别是在高温下，金刚石能与铁发生化学反应，特别是在高温下，金刚石能与铁发生化学反应，因此它不宜于切削铁及其合金工件因此它不宜于切削铁及其合金工件 立方氮化硼立方氮化硼(CBN)與聚晶立方氮化硼與聚晶立方氮化硼(PCBN)n nCBN CBN 立方氮化硼立方氮化硼(CBN)(CBN)是纯人工合成的材料。它是纯人工合成的材料。它是是2020世纪世纪5050年代末用制造金刚石相似的方法合成年代末用制造金刚石相似的方法合成的第二种超硬材料的第二种超硬材料CBNCBN微粉微粉 ,CBN,CBN的烧结性能的烧结性能很差很差 n nPCBN PCBN PCBNPCBN是由是由 CBNCBN微粉与少量粘结相微粉与少量粘结相(Co(Co、NiNi或或TiNTiN、TiCTiC或或Al2O3)Al2O3)在高温高压下烧结而成。在高温高压下烧结而成。CBNCBN是氮化硼的致密相，有很高的硬度是氮化硼的致密相，有很高的硬度(仅次于金仅次于金刚石刚石)和耐热性和耐热性(1300(1300、15001500度度)，优良的化学稳定，优良的化学稳定件件(远优于金刚石远优于金刚石)和导热性，低的摩擦系数。和导热性，低的摩擦系数。PCBNPCBN与与FeFe族元素亲和性很低，所以它是高速切削族元素亲和性很低，所以它是高速切削黑色金属较理想的刀具材料。黑色金属较理想的刀具材料。PCBNPCBN刀具在使用刀具在使用前有必要用油石轻轻对刃口倒角，以保护其刃口前有必要用油石轻轻对刃口倒角，以保护其刃口 夹具夹具n n1.1.机床夹具的概念机床夹具的概念机床夹具的概念机床夹具的概念 n n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，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，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，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。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。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。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。n n装夹装夹装夹装夹:定位定位定位定位+夹紧夹紧夹紧夹紧n n2.2.机床夹具的分类机床夹具的分类机床夹具的分类机床夹具的分类n n（1 1）按专门化程度分类）按专门化程度分类）按专门化程度分类）按专门化程度分类 n n1 1）通用夹具）通用夹具）通用夹具）通用夹具 n n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，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，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，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。主要适用于单件、小批量的生产中。主要适用于单件、小批量的生产中。主要适用于单件、小批量的生产中。n n2 2）专用夹具）专用夹具）专用夹具）专用夹具 n n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n n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n n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。批量较大的生产中。批量较大的生产中。批量较大的生产中。n n3 3）通用可调夹具和成组夹具）通用可调夹具和成组夹具）通用可调夹具和成组夹具）通用可调夹具和成组夹具 n n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n n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，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，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，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。加工对象不很明确，适用范围更广一些。加工对象不很明确，适用范围更广一些。加工对象不很明确，适用范围更广一些。夹具夹具n n4 4）组合夹具）组合夹具）组合夹具）组合夹具 n n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n n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n n用，特别适用于新产品的试制和单件小批生产。用，特别适用于新产品的试制和单件小批生产。用，特别适用于新产品的试制和单件小批生产。用，特别适用于新产品的试制和单件小批生产。n n5 5）随行夹具）随行夹具）随行夹具）随行夹具 n n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n n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。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。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。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。n n（2 2）按使用的机床分类）按使用的机床分类）按使用的机床分类）按使用的机床分类 n n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n n具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具和其他机床夹具等。具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具和其他机床夹具等。具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具和其他机床夹具等。具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具和其他机床夹具等。n n（3 3）按夹紧动力源分类）按夹紧动力源分类）按夹紧动力源分类）按夹紧动力源分类 n n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n n夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具等。夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具等。夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具等。夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具等。n n3.3.机床夹具的组成机床夹具的组成机床夹具的组成机床夹具的组成 n n (1)(1)定位元件定位元件定位元件定位元件 n n 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n n工件相对于刀具和机床加工运动间的相对正确位置。如图工件相对于刀具和机床加工运动间的相对正确位置。如图工件相对于刀具和机床加工运动间的相对正确位置。如图工件相对于刀具和机床加工运动间的相对正确位置。如图6-16-1中的定位销中的定位销中的定位销中的定位销6 6。n n 夹具夹具n n(2)(2)夹紧装置夹紧装置夹紧装置夹紧装置 n n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6-16-1中的螺母中的螺母中的螺母中的螺母5 5和开口垫圈和开口垫圈和开口垫圈和开口垫圈4 4。n n(3)(3)对刀、引导元件或装置对刀、引导元件或装置对刀、引导元件或装置对刀、引导元件或装置 n n 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n n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，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，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，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。如图称为导引元件。如图称为导引元件。如图称为导引元件。如图6-16-1中的快换钻套中的快换钻套中的快换钻套中的快换钻套1 1。n n 图为用于钻轴套工件上图为用于钻轴套工件上图为用于钻轴套工件上图为用于钻轴套工件上 6H76H7孔的钻床夹具，工件以内孔及端面为定位基准，在夹孔的钻床夹具，工件以内孔及端面为定位基准，在夹孔的钻床夹具，工件以内孔及端面为定位基准，在夹孔的钻床夹具，工件以内孔及端面为定位基准，在夹n n具的定位销具的定位销具的定位销具的定位销6 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 5，通过，通过，通过，通过n n开口垫圈开口垫圈开口垫圈开口垫圈4 4可将工件夹紧，然后由装在钻模板可将工件夹紧，然后由装在钻模板可将工件夹紧，然后由装在钻模板可将工件夹紧，然后由装在钻模板3 3上的快换钻套上的快换钻套上的快换钻套上的快换钻套1 1导引钻头进行钻孔。导引钻头进行钻孔。导引钻头进行钻孔。导引钻头进行钻孔。n n n n图图6-1 6-1 钻床夹具钻床夹具 n n11快换钻套快换钻套 22导向套导向套 33钻模板钻模板 44开口垫圈开口垫圈 55螺母螺母 66定位销定位销 77夹具体夹具体n n(4)(4)连接元件连接元件连接元件连接元件n n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。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。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。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。n n(5)(5)夹具体夹具体夹具体夹具体 n n 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。如图件进行连接、对定，使夹具相对机床具有确定的位置。如图件进行连接、对定，使夹具相对机床具有确定的位置。如图件进行连接、对定，使夹具相对机床具有确定的位置。如图6-16-1中的夹具体中的夹具体中的夹具体中的夹具体7 7。n n 夹具夹具n n(6)(6)其它元件及装置其它元件及装置其它元件及装置其它元件及装置 n n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。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。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。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。n n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n n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。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。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。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。n n4 4、机床夹具的功用、机床夹具的功用、机床夹具的功用、机床夹具的功用 n n1 1）能稳定地保证工件的加工精度）能稳定地保证工件的加工精度）能稳定地保证工件的加工精度）能稳定地保证工件的加工精度 n n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。平的影响，使一批工件的加工精度趋于一致。平的影响，使一批工件的加工精度趋于一致。平的影响，使一批工件的加工精度趋于一致。n n2 2）能减少辅助工时，提高劳动生产率）能减少辅助工时，提高劳动生产率）能减少辅助工时，提高劳动生产率）能减少辅助工时，提高劳动生产率 n n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n n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n n的夹具，并可采用高效夹紧机构，进一步提高劳动生产率。的夹具，并可采用高效夹紧机构，进一步提高劳动生产率。的夹具，并可采用高效夹紧机构，进一步提高劳动生产率。的夹具，并可采用高效夹紧机构，进一步提高劳动生产率。n n3 3）能扩大机床的使用范围，实现一机多能）能扩大机床的使用范围，实现一机多能）能扩大机床的使用范围，实现一机多能）能扩大机床的使用范围，实现一机多能 n n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。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。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。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、工件在夹具中的定位二、工件在夹具中的定位二、工件在夹具中的定位二、工件在夹具中的定位夹具夹具n n(一一一一)六点定位原理六点定位原理六点定位原理六点定位原理n n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撑点来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撑点来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撑点来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撑点来分别限制工件的六个自由度，从而使工件在空间得到确定定位的方法。分别限制工件的六个自由度，从而使工件在空间得到确定定位的方法。分别限制工件的六个自由度，从而使工件在空间得到确定定位的方法。分别限制工件的六个自由度，从而使工件在空间得到确定定位的方法。n n n n n n(二二二二)完全定位与不完全定位完全定位与不完全定位完全定位与不完全定位完全定位与不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。按加工要求，允许有一个或几工件的六个自由度完全被限制的定位称为完全定位。按加工要求，允许有一个或几工件的六个自由度完全被限制的定位称为完全定位。按加工要求，允许有一个或几工件的六个自由度完全被限制的定位称为完全定位。按加工要求，允许有一个或几n n个自由度不被限制的定位称为不完全定位。个自由度不被限制的定位称为不完全定位。个自由度不被限制的定位称为不完全定位。个自由度不被限制的定位称为不完全定位。n n图图图图6-2a6-2a所示，在工件上加工不通槽。槽宽由刀具直径保证，但是要保证尺寸所示，在工件上加工不通槽。槽宽由刀具直径保证，但是要保证尺寸所示，在工件上加工不通槽。槽宽由刀具直径保证，但是要保证尺寸所示，在工件上加工不通槽。槽宽由刀具直径保证，但是要保证尺寸A A，就需要，就需要，就需要，就需要n n限制限制限制限制,要保证尺寸要保证尺寸要保证尺寸要保证尺寸B B，需要限制，需要限制，需要限制，需要限制，要保证尺寸，要保证尺寸，要保证尺寸，要保证尺寸C C，需要限制，需要限制，需要限制，需要限制，所以六个自由度都要限，所以六个自由度都要限，所以六个自由度都要限，所以六个自由度都要限制。制。制。制。n n图图图图6-3b6-3b所示，在工件上加工通槽，不需要保证尺寸所示，在工件上加工通槽，不需要保证尺寸所示，在工件上加工通槽，不需要保证尺寸所示，在工件上加工通槽，不需要保证尺寸C C，所以也不必限制，所以也不必限制，所以也不必限制，所以也不必限制，只需要限制，只需要限制，只需要限制，只需要限制n n其它五个自由度就可以了。这种定位虽然没有完全限制工件的六个自由度，但保证加其它五个自由度就可以了。这种定位虽然没有完全限制工件的六个自由度，但保证加其它五个自由度就可以了。这种定位虽然没有完全限制工件的六个自由度，但保证加其它五个自由度就可以了。这种定位虽然没有完全限制工件的六个自由度，但保证加n n工精度的自由度已全部限制，因此也是合理的定位，在实际夹具定位中普遍存在。工精度的自由度已全部限制，因此也是合理的定位，在实际夹具定位中普遍存在。工精度的自由度已全部限制，因此也是合理的定位，在实际夹具定位中普遍存在。工精度的自由度已全部限制，因此也是合理的定位，在实际夹具定位中普遍存在。n n 夹具夹具n n图图图图6-26-2不同加工要求的工件不同加工要求的工件不同加工要求的工件不同加工要求的工件 n n(四四四四)欠定位与过定位欠定位与过定位欠定位与过定位欠定位与过定位n n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n n定工件定位方案时，欠定位时绝对不允许的。定工件定位方案时，欠定位时绝对不允许的。定工件定位方案时，欠定位时绝对不允许的。定工件定位方案时，欠定位时绝对不允许的。n n工件的同一自由度背二个或二个以上的支撑点重复限制的定位，称为过定位。在通工件的同一自由度背二个或二个以上的支撑点重复限制的定位，称为过定位。在通工件的同一自由度背二个或二个以上的支撑点重复限制的定位，称为过定位。在通工件的同一自由度背二个或二个以上的支撑点重复限制的定位，称为过定位。在通常情况下，应尽量避免出现过定位。常情况下，应尽量避免出现过定位。常情况下，应尽量避免出现过定位。常情况下，应尽量避免出现过定位。n n图图图图6-3a6-3a为某工件以孔与端面联合定位情况，长销与工件孔配合限制工件为某工件以孔与端面联合定位情况，长销与工件孔配合限制工件为某工件以孔与端面联合定位情况，长销与工件孔配合限制工件为某工件以孔与端面联合定位情况，长销与工件孔配合限制工件 四个自由四个自由四个自由四个自由n n度，支承大端面限制工件度，支承大端面限制工件度，支承大端面限制工件度，支承大端面限制工件 三个自由度，可见三个自由度，可见三个自由度，可见三个自由度，可见 被两个定位元件重复限制，出现过定位。被两个定位元件重复限制，出现过定位。被两个定位元件重复限制，出现过定位。被两个定位元件重复限制，出现过定位。n n图图图图6-36-3工件过定位情况及改善措施工件过定位情况及改善措施工件过定位情况及改善措施工件过定位情况及改善措施n nn n消除过定位及其干涉一般有两个途径：消除过定位及其干涉一般有两个途径：消除过定位及其干涉一般有两个途径：消除过定位及其干涉一般有两个途径：n n改变定位元件的结构，以消除被重复限制的自由度；如图改变定位元件的结构，以消除被重复限制的自由度；如图改变定位元件的结构，以消除被重复限制的自由度；如图改变定位元件的结构，以消除被重复限制的自由度；如图6-3b6-3b中将大端面改为小端中将大端面改为小端中将大端面改为小端中将大端面改为小端n n面，图面，图面，图面，图6-3c6-3c中在工件与大端面间加球形垫圈。中在工件与大端面间加球形垫圈。中在工件与大端面间加球形垫圈。中在工件与大端面间加球形垫圈。n n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，以减少或消除过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，以减少或消除过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，以减少或消除过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，以减少或消除过定位引起的干涉。定位引起的干涉。定位引起的干涉。定位引起的干涉。
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