机床夹具概述课件

机床夹具设计机床夹具设计 f高职机械类-模块一模块一 机床夹具概述机床夹具概述P.232024/6/281 模块一 机床夹具概述f知识目标f技能目标f任务描述f钻床夹具图f任务分析2024/6/282学习情境一学习情境一 机床夹具机床夹具f一、机床夹具的基本概念一、机床夹具的基本概念f 1、夹夹具具 是是一一种种装装夹夹工工件件的的工工艺艺装装备备，它它广广泛泛应应用用于于机机械械制制造造过过程程的的切切削削加加工工、热热处处理理、装配、焊接和检测等工艺过程中。装配、焊接和检测等工艺过程中。f 2、定义、定义 在金属切削机床上使用的夹具，统称为机床夹具。在金属切削机床上使用的夹具，统称为机床夹具。2024/6/283学习情境一学习情境一 机床夹具机床夹具f二、机械夹具在机械加工中的作用二、机械夹具在机械加工中的作用 f 定定位位 通通过过工工件件定定位位基基准准面面与与夹夹具具定定位位元元件件的的定定位位面面接接触触或或配配合合，使使工工件件在在夹夹具具中中占占有有正正确的几何位置。确的几何位置。f 夹紧夹紧 工件定位后，经夹紧装置施力，将其固定夹牢，使工件正确的位置保持不变。工件定位后，经夹紧装置施力，将其固定夹牢，使工件正确的位置保持不变。2024/6/284学习情境一学习情境一 机床夹具机床夹具f 夹具的功用夹具的功用f 1稳定地保证工件的加工精度稳定地保证工件的加工精度 f 2减少辅助时间，提高劳动生产率减少辅助时间，提高劳动生产率 f 3扩大机床工艺范围，实现扩大机床工艺范围，实现“一机多能一机多能”f 4改善工人劳动条件，保障生产安全改善工人劳动条件，保障生产安全f镗削连杆夹具的使用镗削连杆夹具的使用f钻模夹具的使用钻模夹具的使用2024/6/285学习情境二学习情境二 机床夹具的分类及组成机床夹具的分类及组成f 一、机床夹具的分类方法一、机床夹具的分类方法f 1.按使用范围和特点分按使用范围和特点分f 通用夹具、专用夹具、组合夹具和可调夹具。通用夹具、专用夹具、组合夹具和可调夹具。f f图图 组合夹具f 图图 专用夹具f图图 可调夹具f2.按使用机床类型分按使用机床类型分f 车车床床夹夹具具、铣铣床床夹夹具具、钻钻床床夹夹具具、镗镗床床夹夹具等。具等。f f f3.按夹紧动力源分按夹紧动力源分f 手手动动夹夹具具、电电磁磁夹夹具具、液液压压夹夹具具、气气动动夹夹具。具。2024/6/286学习情境二学习情境二 机床夹具的分类及组成机床夹具的分类及组成f二、机床夹具的基本组成二、机床夹具的基本组成f 钻床夹具示例钻床夹具示例f 铣床夹具示例铣床夹具示例f 2024/6/287学习情境二学习情境二 机床夹具的分类及组成机床夹具的分类及组成f二、机床夹具的基本组成二、机床夹具的基本组成f f 1定位元件定位元件 定位装置的作用是使工件在夹具中占据正确的位置。定位装置的作用是使工件在夹具中占据正确的位置。f 4其其它它装装置置或或元元件件 用用夹夹具具安安装装工工件件时时，般般都都用用调调整整法法加加工工。如如为为了了调调整整刀刀具具的的位位置置，在在夹夹具具上上设设有有确确定定刀刀具具（如如铣铣刀刀等等）位位置置或或引引导导刀刀具具（孔孔加加工工用用刀刀具具）方方向向的的元元件。此外按照加工要求，有些夹具上还设有其它装置，如分度装置、连接元件等。件。此外按照加工要求，有些夹具上还设有其它装置，如分度装置、连接元件等。f 2夹夹紧紧装装置置 夹夹紧紧装装置置的的作作用用是是将将工工件件压压紧紧夹夹牢牢，保保证证工工件件在在加加工工过过程程中中受受到到外外力力作作用时不离开已经占据的正确位置。用时不离开已经占据的正确位置。f 3夹夹具具体体 夹夹具具上上的的所所有有组组成成部部分分，需需要要通通过过一一个个基基础础件件使使其其联联接接成成为为一一个个整整体体，这这个基础件称为夹具体。个基础件称为夹具体。2024/6/288学习情境三学习情境三 工件在机床上的装夹方法工件在机床上的装夹方法f 工件装夹：工件装夹：工件在夹具中的定位和夹紧过程。工件在夹具中的定位和夹紧过程。f一、找正安装方式一、找正安装方式 （不用专用夹具）（不用专用夹具）f直接找正直接找正f划线找正划线找正f 2、划线找正安装划线找正安装f 特点：特点：先划线，再用划针找正，用于形状复杂的毛坯。先划线，再用划针找正，用于形状复杂的毛坯。f f 1、直接找正安装、直接找正安装 f 特点：特点：工人要求高、生产率低，用于单件少批生产。工人要求高、生产率低，用于单件少批生产。2024/6/289学习情境三学习情境三 工件在机床上的装夹方法工件在机床上的装夹方法f二、夹具装夹方式二、夹具装夹方式f 根据工件工艺要求，设计制造专用夹具安装工件，不需找正工件。根据工件工艺要求，设计制造专用夹具安装工件，不需找正工件。f 特点：特点：生产效率高，操作方便，有夹具成本，适用于批生产。生产效率高，操作方便，有夹具成本，适用于批生产。f f图 钻后盖零件上10mm10mm的孔f图 加工1 10 0m mm m的钻床夹具示意图f钻孔夹具示例钻孔夹具示例2024/6/2810学习情境四学习情境四 机床夹具的现状及发展趋势机床夹具的现状及发展趋势f一、机床夹具的现状一、机床夹具的现状f 传传统统机机床床夹夹具具：通通用用性性不不足足、标标准准化化程程度度低低，不不适适应应数控机床技术的迅速发展。数控机床技术的迅速发展。目前还在企业中广泛使用。目前还在企业中广泛使用。f 对机床夹具的新要求：对机床夹具的新要求：f 快快速速装装备备、成成组组夹夹具具、高高精精夹夹具具、数数控控机机床床夹夹具具、液液压动力、标准化夹具。压动力、标准化夹具。2024/6/2811学习情境四学习情境四 机床夹具的现状及发展趋势机床夹具的现状及发展趋势f二、机床夹具的发展趋势二、机床夹具的发展趋势f 标准化、精密化、高效化、柔性化标准化、精密化、高效化、柔性化f 自动线夹具、成组夹具、随行夹具、组合夹具、数控夹具自动线夹具、成组夹具、随行夹具、组合夹具、数控夹具f加工中心夹具加工中心夹具f焊接随行夹具焊接随行夹具f可调铣床夹具可调铣床夹具f组合夹具组合夹具2024/6/2812学习情境五学习情境五学习情境五学习情境五 本课程内容、性质和任务本课程内容、性质和任务本课程内容、性质和任务本课程内容、性质和任务一、课程内容一、课程内容一、课程内容一、课程内容（1 1）机床夹具的基本概念。）机床夹具的基本概念。）机床夹具的基本概念。）机床夹具的基本概念。（2 2）工件在夹具中的定位基准的概念）工件在夹具中的定位基准的概念）工件在夹具中的定位基准的概念）工件在夹具中的定位基准的概念（3 3）夹紧装置的组成和基本要求。）夹紧装置的组成和基本要求。）夹紧装置的组成和基本要求。）夹紧装置的组成和基本要求。（4 4）典型机床夹具包括：）典型机床夹具包括：）典型机床夹具包括：）典型机床夹具包括：车床夹具、铣床夹具、车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具。钻床夹具、镗床夹具。（5 5）专用夹具的设计方法包括：）专用夹具的设计方法包括：）专用夹具的设计方法包括：）专用夹具的设计方法包括：设计要求、方法设计要求、方法设计步骤、夹具总装配图、公差配合与技术要求设计步骤、夹具总装配图、公差配合与技术要求及夹具制造等特点。及夹具制造等特点。（6 6）现代机床夹具包括：）现代机床夹具包括：）现代机床夹具包括：）现代机床夹具包括：随行夹具、通用可调夹随行夹具、通用可调夹具、成组夹具、组合夹具及数控机床夹具等具、成组夹具、组合夹具及数控机床夹具等2024/6/28131.5.2 课程性质及任务二、课程性质及二、课程性质及二、课程性质及二、课程性质及任务：任务：课程性质：课程性质：课程性质：课程性质：本课程是机械制造工艺设计中一个重要环节。同样也是教学中的一个全面设计能本课程是机械制造工艺设计中一个重要环节。同样也是教学中的一个全面设计能力实践环节。力实践环节。课程任务课程任务课程任务课程任务 （1 1）综合运用机械制造技术及其他有关先修课程，如综合运用机械制造技术及其他有关先修课程，如机械制图机械制图、公差配合与测量技术公差配合与测量技术、金属材料与热处理金属材料与热处理、工程力学工程力学等的理论和生产实际知识进行机床夹具设计训练，等的理论和生产实际知识进行机床夹具设计训练，使理论和实际结合起来，使这些知识得到进一步巩固、加深和拓展。使理论和实际结合起来，使这些知识得到进一步巩固、加深和拓展。（2 2）学习和理解机床夹具设计的一般步骤和方法，培养学习和理解机床夹具设计的一般步骤和方法，培养设计能力和解决实际问题的能力。设计能力和解决实际问题的能力。（3 3）进行机床夹具设计基本技能的训练，对计算、制图、进行机床夹具设计基本技能的训练，对计算、制图、运用设计资料（如手册、图册、技术标准、规范等）以及进运用设计资料（如手册、图册、技术标准、规范等）以及进行经验估算等基本技能得到一次综合训练，提高技能水平。行经验估算等基本技能得到一次综合训练，提高技能水平。2024/6/28141.1.1 机床夹具的基本概念2024/6/28151.1.1 机床夹具的基本概念2024/6/28161.1.1 机床夹具的基本概念2024/6/2817f1.1.能稳定地保证工件的加工精度f工件的位置精度完全由夹具保证，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，保证工件加工精度高且稳定。f2.2.能减少辅助工时，提高劳动生产率f由于机床夹具的存在，无需找正便能使工件迅速地定位和夹紧，显著地减少了辅助工时；用夹具装夹工件提高了工件的刚性，因此，可增大切削用量；可以使用多件、多工位夹具装夹工件，并采用高效夹紧机构，这些因素均有利于提高劳动生产率。任务分析：任务分析：1.1.2 机床夹具在机械加工中的作用2024/6/28181.1.2 机床夹具在机械加工中的作用f3.3.能扩大机床的使用范围，实现“一机多能”f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了。f4.4.能减轻工人的劳动强度f当采用液压、气动等夹紧装置时，能减轻工人的劳动强度2024/6/28191.2.1 机床夹具的分类ff1.1.1.1.按使用范围分按使用范围分ff 根根据据夹夹具具在在不不同同生生产产类类型型中中的的通通用用特特性性，按按使使用用范范围围分分，机机床床夹夹具具可可分分为通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具和随行夹具五大类。为通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具和随行夹具五大类。ff f 图图 常见通用夹具f图图 组合夹具f 图图 专用夹具f图图 可调夹具2024/6/2820ff2.2.2.2.按使用机床的类型分按使用机床的类型分ff 按按使使用用机机床床的的类类型型分分，机机床床夹夹具具可可分分为为钻钻床床夹夹具具、铣铣床床夹夹具具、车车床床夹夹具具、磨磨床床夹夹具具、镗镗床床夹夹具具、齿齿轮机床夹具等。轮机床夹具等。ff3.3.3.3.按夹紧动力源分按夹紧动力源分ff 按按夹夹紧紧动动力力源源分分，机机床床夹夹具具可可分分为为手手动动夹夹具具、电电磁磁夹夹具具、液液压压夹夹具及气动夹具等。具及气动夹具等。f图图 钻铣床夹具f图图 快速虎钳手动夹具f图图 液压夹具f图图 气动夹具1.2.1 机床夹具的分类2024/6/2821ff 机机床床夹夹具具的的种种类类和和结结构构繁繁多多，但但它它们们一一般般是是由由定定位位元元件件、夹夹紧紧装装置置、对对刀刀或或导导向向元元件件、连连接接元元件件、其其他他装装置置或或元元件件以以及及夹夹具具体等部分组成体等部分组成 。1.2.1 机床夹具的分类某钻床夹具某钻床夹具某零件的机床夹具某零件的机床夹具2024/6/28221.3.1 工件装夹的概念ff 工工件件在在开开始始加加工工前前，首首先先必必须须使使工工件件在在机机床床上上或或夹夹具中占有某一正确的位置，这个过程称为具中占有某一正确的位置，这个过程称为定位。定位。ff为为了了使使定定位位好好的的工工件件在在切切削削力力的的作作用用下下不不发发生生位位移移，使使其其在在加加工工过过程程始始终终保保持持正正确确的的位位置置，还还需需将将工工件件压压紧紧夹夹牢，这个过程称为牢，这个过程称为夹紧夹紧。ff定位和夹紧的整个过程合起来称为装夹定位和夹紧的整个过程合起来称为装夹。ff 工工件件的的装装夹夹不不仅仅影影响响加加工工质质量量，而而且且对对生生产产率率、加工成本及操作安全都有直接影响。加工成本及操作安全都有直接影响。2024/6/28231.3.2 找正装夹方式ff1.1.1.1.直接找正安装直接找正安装ff 直直接接找找正正安安装装是是用用划划针针或或百百分分表等直接在机床上找正工件的位置。表等直接在机床上找正工件的位置。ff2.2.2.2.划线找正安装划线找正安装ff 对对形形状状复复杂杂的的工工件件，因因毛毛坯坯精精度度不不易易保保证证，若若用用直直接接找找正正很很难难使使工工件件上上各各个个加加工工面面都都有有足足够够和和比比较较均均匀匀的的加加工工余余量量。若若先先在在毛毛坯坯上上划划线线，然然后后按按照照所所划划的的线线来来找找正正安安装装，则能较好地解决这些矛盾。则能较好地解决这些矛盾。f图 直接找正安装f图 划线找正安装2024/6/28241.3.3 夹具装夹方式ff 用用专专用用夹夹具具安安装装可可使使工工件件在在夹夹具具中中定定位位并并夹夹紧紧，不不需需要要进进行行找找正正。此此方方法法安安装装精精度度较较高高，而而且且装装卸卸方方便便，可可以以节节省省大大量量辅辅助助时时间间。但但制制造造专专用用夹夹具具成成本本高高，周周期期长长，因因此此，适适用用于于成成批批和和大大量量生生产产。为为了了更更好好理理解解夹夹具具装装夹夹方方式式，以以钻钻后后盖盖零零件件上上孔孔的的加加工工找找正为例来说明夹具装夹方式。正为例来说明夹具装夹方式。f图 钻后盖零件上10mm10mm的孔f图 加工1 10 0m mm m的钻床夹具示意图2024/6/2825ff国国际际生生产产研研究究协协会会的的统统计计表表明明，目目前前中中、小小批批量量多多品品种种生生产产的的工工件件已已占占工工件件种种类类总总数数的的8585左左右右。现现代代生生产产要要求求企企业业所所制制造造的的产产品品经经常常更更新新换换代代，以以适适应应市市场场的的需需求求与与竞竞争争。然然而而，一一般般企企业业都都仍仍习习惯惯于于大大量量采采用用传传统统的的专专用用夹夹具具，一一般般在在具具有有中中等等生生产产能能力力的的工工厂厂里里，约约拥拥有有数数千千甚甚至至近近万万套套专专用用夹夹具具；另另一一方方面面，在在多多品品种种生生产产的的企企业业中中，每每隔隔3434年年就就要要更更新新50508080左左右右的的专专用用夹夹具具，而而夹夹具具的的实实际际磨磨损损量量仅仅为为10102020左左右右。特特别别是是近近年年来来，数数控控机机床床、加加工工中中心心、成成组组技技术术、柔柔性性制制造造系系统统（FMSFMS）等等新新加加工工技技术术的的应应用用，对机床夹具提出了如下新的要求：对机床夹具提出了如下新的要求：1.4.1 机床夹具的现状2024/6/28261.4.1 机床夹具的现状ff（1 1）能能迅迅速速而而方方便便地地装装备备新新产产品品的的投投产产，以以缩短生产准备周期，降低生产成本。缩短生产准备周期，降低生产成本。ff（2 2）能装夹一组具有相似性特征的工件。）能装夹一组具有相似性特征的工件。ff（3 3）能适用于精密加工的高精度机床夹具。）能适用于精密加工的高精度机床夹具。ff（4 4）能能适适用用于于各各种种现现代代化化制制造造技技术术的的新新型型机机床夹具。床夹具。ff（5 5）采采用用以以液液压压站站等等为为动动力力源源的的高高效效夹夹紧紧装装置置，以以进进一一步步减减轻轻劳劳动动强强度度和和提提高高劳劳动动生生产产率。率。ff（6 6）提高机床夹具的标准化程度。）提高机床夹具的标准化程度。2024/6/28271.4.2 机床夹具的发展趋势ff1.1.1.1.标准化标准化ff 机机床床夹夹具具的的标标准准化化有有利利于于夹夹具具的的商商品品化化生生产产，有有利利于于缩缩短短生生产产准准备备周周期期，降降低生产总成本。低生产总成本。ff2.2.2.2.精密化精密化ff 随随着着机机械械产产品品精精度度的的日日益益提提高高，势势必必相相应应提提高高了了对对夹夹具具的的精精度度要要求求。精精密密化化夹夹具具的的结结构构类类型型很很多多，例例如如，用用于于精精密密分分度度的的多多齿齿盘盘，其其分分度度精精度度可可达达0.10.1；用用于于精精密密车车削削的的高高精精度度三三爪爪自自定定心心卡卡盘，其定心精度为盘，其定心精度为5m5m。2024/6/28281.4.2 机床夹具的发展趋势ff3.3.3.3.高效化高效化ff 高高效效化化夹夹具具主主要要用用来来减减少少工工件件加加工工的的基基本本时时间间和和辅辅助助时时间间，以以提提高高劳劳动动生生产产率率，减减轻轻工人的劳动强度。工人的劳动强度。ff4.4.4.4.柔性化柔性化ff 一一般般机机械械制制造造装装备备的的柔柔性性化化有有两两重重含含义义，即即产产品品结结构构柔柔性化和功能柔性化。性化和功能柔性化。2024/6/28291.5.1 课程内容ff（1 1）机机床床夹夹具具的的基基本本概概念念，包包括括：机机床床夹夹具具的的分分类类及及组组成成、工工件件在在机机床床夹夹具具中中的的定定位位以以及及机床夹具现状与发展趋势。机床夹具现状与发展趋势。ff（2 2）工工件件在在夹夹具具中中的的定定位位基基准准的的概概念念，定定位位的的基基本本原原理理，定定位位单单个个典典型型表表面面的的定定位位元元件件，组组合合定定位位中中各各定定位位元元件件限限制制自自由由度度分分析析，定定位位误差的分析计算。误差的分析计算。ff（3 3）夹夹紧紧装装置置的的组组成成和和基基本本要要求求，设设计计夹夹紧紧装装置置的的基基本本准准则则，常常见见的的典典型型夹夹紧紧机机构构包包括括：铰铰链链夹夹紧紧机机构构、联联动动夹夹紧紧机机构构及及定定心心夹夹紧紧机机构构等。等。2024/6/28301.5.1 课程内容ff （4 4）典典型型机机床床夹夹具具包包括括：车车床床夹夹具具、铣铣床床夹夹具、钻床夹具、镗床夹具。具、钻床夹具、镗床夹具。ff （5 5）专专用用夹夹具具的的设设计计方方法法包包括括：夹夹具具设设计计的的要要求求、方方法法和和设设计计步步骤骤、夹夹具具总总装装配配图图上上尺尺寸寸、公差配合与技术要求的标注及夹具的制造等特点。公差配合与技术要求的标注及夹具的制造等特点。ff （6 6）现现代代机机床床夹夹具具包包括括：随随行行夹夹具具、通通用用可可调夹具、成组夹具、组合夹具及数控机床夹具等。调夹具、成组夹具、组合夹具及数控机床夹具等。2024/6/28311.5.2 课程性质及任务ff （1 1）综综合合运运用用机机械械制制造造技技术术及及其其他他有有关关先先修修课课程程，如如机机械械制制图图、公公差差配配合合与与测测量量技技术术、金金属属材材料料与与热热处处理理、工工程程力力学学等等的的理理论论和和生生产产实实际际知知识识进进行行机机床床夹夹具具设设计计训训练练，使使理理论论和和实实际际结结合合起起来来，使使这这些些知知识识得得到到进进一一步步巩巩固固、加加深深和和拓拓展。展。ff （2 2）学学习习和和理理解解机机床床夹夹具具设设计计的的一一般般步步骤骤和和方方法法，培培养养设设计计能力和解决实际问题的能力。能力和解决实际问题的能力。ff （3 3）进进行行机机床床夹夹具具设设计计基基本本技技能能的的训训练练，对对计计算算、制制图图、运运用用设设计计资资料料（如如手手册册、图图册册、技技术术标标准准、规规范范等等）以以及及进进行行经经验验估算等基本技能得到一次综合训练，提高技能水平。估算等基本技能得到一次综合训练，提高技能水平。2024/6/2832fGoodbye!2024/6/2833