《数控加工工艺课程设计指导书》课件第6章.ppt

第六章工件的装夹与夹具设计

6.1概述

6.2定位和夹紧方案的确定

6.3夹具设计的方法与步骤

6.1概述

一、工件的装夹与夹具的选用

为了充分发挥数控机床的效率，要有相应的夹具配合。

单件小批量生产时，应优先选用通用夹具、可调夹具和

组合夹具以缩短生产准备时间和节省生产费用。

车床上盘套类零件常用三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘，

轴类零件常用顶尖和鸡心夹头，长轴还需使用中心架或跟刀

架，某些异形件还可用花盘。如图6-1所示，花盘的工作平

面上布置有若干条径向排列的直槽，以便用螺栓、压板等将

工件压紧在花盘平面上。安装工件时，应根据工件上事

事先划好的基准线(内、外圆或十字线)进行找正，然后用螺

栓、压板等压紧工件。若工件质量不均衡，则应在花盘上加

装平衡铁予以平衡，以防振动并保证安全。

1—平衡铁；2—工件；3—压板；4—螺钉

图6-1花盘及其使用

铣床常用平口钳、压板和角铁装夹工件，如图6-2所示。

对于铣多边形、花键、齿轮、螺旋槽等需要转动角度(分度)

的工件，可用分度头装夹，如图6-3所示。

图6-2铣床装夹工件常用方法

图6-3用分度头装夹工件

二、夹具的功能与工作过程

图6-4所示为某工件铣槽夹具简图。加工前先把夹具安

装在铣床工作台上，由定位键7使夹具在机床上获得正确位

置，并用T形螺栓锁紧。然后调整刀具侧面和端面刃，分别

与对刀块5的侧面和底面靠近，并用塞尺检查间隙Δa、Δh,

符合要求后即可加工。

图6-4夹具工作原理示例

(a)零件工序简图；(b)夹具简图

装夹工件时，工件底面B和侧面A分别与夹具上的四个

支承板2构成的平面B′和两个支承钉3所构成的直线A′接触，

工件的断面C与挡销4接触，这就是工件在夹具上定位。工

件定位后用夹紧机构6把工件挤紧，使工件在加工中始终保

持这一正确位置，这就是夹紧。

可见，加工中夹具把机床、刀具和工件联系起来组成一

个完整的系统，这就叫工艺系统。

采用这一夹具是如何保证加工要求的呢？工件的各项加

工要求中，槽宽C由刀具保证，与夹具无关；由夹具保证的

一般都是位置尺寸及其精度，即零件的尺寸a、b、h和t1、t2。

现分析如下：

(1)槽的平行度。工作台中间的T形槽两侧面与工作台

纵向进给方向的平行度符合要求，安装夹具时定位键与T形

槽准确配合，装工件时A面与可靠接触，即可实现工件A面

平行于铣床工作台纵向进给方向；同理，四个支承板2工作

面构成的平面与夹具体的安装基面P平行，实现了和铣床工

作台面平行。

(2)槽的位置精度。工件槽的位置尺寸a、深度h是通过

塞尺检查并调整间隙Δa、Δh，保证对刀块5的工作面到夹具

定位基面A、B的距离a、h，使加工后的工件尺寸a、h符

合要求；工件槽的位置尺寸b是通过调整铣床工作台的纵向

行程挡块与夹具上定位基点的相对位置来控制的。

可见，用专用夹具来保证工件加工表面的工序尺寸和公

差，必须在静止状态下就要使工艺系统的各个环节间具有正

确的相对位置。

6.2定位和夹紧方案的确定

一、定位方案的确定

(一)确定定位方案的基本要求

总的来说，确定定位方案是要在满足工件加工精度的前

提下，力求结构简单、操作方便、安全可靠、生产效率高。

具体地说有：

(1)(准确)确定需限制的自由度。确定限制自由度时，

应同时遵循基准统一的原则，即采用上一工序的定位基准。

如图6-5(a)所示，加工f16H7孔时，其工序基准为销孔

Ⅰ的中心线。因此定位基准应为底平面A及圆销Ⅰ和棱销Ⅱ

的中心线，如图6-5(b)所示。

图6-5确定限制自由度示例

(a)零件图；(b)工序图

(2)正确选择定位基准。这主要应遵循基准选择的各项

原则。显然，对于大平面，可作主基准；窄长表面作第二基

准(导向)；用小平面作第三定位面(止推面)。

(3)正确选择和布置定位元件。选择和布置定位元件要

特别注意所限制的自由度，防止出现过定位和欠定位。例如，

对于平面定位，主定位面的三个支承或第二定位面的两个支

承点的距离应越远越好。

图6-6(a)所示盘形件，平面相当于三个支承点1、3、4，限Z



制X、X、Y，中间的短圆柱销相当于两个支承点5、6限制了工



件的Y、Z两个自由度；对于X，可在圆周钻一销孔(或在圆盘

上铣一缺口)，放一定位销2限制工件的X自由度。

图6-6(b)所示轴