组合夹具拆装实验优化方案

【实验目的与要求】

组合夹具是在夹具设计高度标准化、通用化、系列化的基础上发展起来的一种夹具，它由一套预先制造好的，具有各种形状、规格和系列尺寸的标准元件和组件所组成。通过组合夹具拆装实验，学生可以加深对夹具的组成、定位夹紧等基本概念和应用方法的理解。要求学生根据给定的零件自行设计夹具拆装方案，或利用给定的组合夹具元件改进组装方案，夹具的定位、夹紧方案正确，结构合理，满足加工要求。

【实验仪器及设备】

组合夹具元件库，拆装、调整工具以及样件等。

【实验内容】

（1）掌握组合夹具的组成、结构及各部分的作用；

（2）理解组合夹具各部分连接方法，掌握组合夹具的装配过程；

（3）了解夹具与机床连接、定位方法以及加工前的对刀方法；

（4）完成工件加工过程中某一道工序的组合夹具拆装或改进。

【实验原理】

组合夹具元件按用途不同，可分为基础件、支承件、定位件、导向件、压紧件、紧固件、合件和其他件。

1.基础件

基础件是组合夹具中最大的元件，通常用作组装夹具的基础，通过它把其他元件连接在一起，成为一套夹具。基础件按其形状特征可划分为正方形基础件、长方形基础件、圆形基础件等等，其外形如图7.4.1所示。

图7.4.1　基础件外形

（a）正方形基础件；（b）长方形基础件；（c）圆形基础件

2.支承件

支承件是组合夹具中的骨架元件，它在夹具中起到上下连接的作用，即把上面的支承件、定位件、导向件等元件与其下面的基础件连成一体。其外形如图7.4.2所示。

图7.4.2　支承件外形

（a）V形基座；（b）方形垫板；（c）正方形支承；（d）V形垫板；（e）支承角铁

3.定位件

定位件用于保证夹具中各元件的定位精度和连接强度及整个夹具的可靠性，并用于被加工工件的正确安装和定位。定位件有定位键、定位销、定位支承、顶尖等元件。图7.4.3为常用定位元件的外形。

图7.4.3　常用定位件的外形

（a）平键；（b）长平键；（c）平偏心键；（d）圆形定位盘；（e）直柄顶尖

4.导向件

导向件用于保证切削刀具的正确位置，加工时起到引导刀具的作用，它主要用于钻、扩、铰、镗及攻丝等工序。有的导向件可用于工件定位，还有的可用于组合夹具系统中元件的导向。图7.4.4为常见钻模板的外形。

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图7.4.4　常见钻模板的外形

（a）十字槽右弯头钻模板；（b）左弯头钻模板；（c）十字槽钻模板；（d）沉头钻模板

5.压紧件

压紧件主要用于将工件压紧在夹具上，以保证工件定位后的正确位置，并使工件在切削力的作用下保持位置不变。压紧件主要分为平面压紧件、回转压紧件、压块、异形压紧件等，其外形如图7.4.5所示。

6.紧固件

紧固件主要用于连接组合夹具中的各种元件及紧固被加工工件。紧固件可分为螺栓、螺钉、垫圈和螺母等，其外形如图7.4.6所示。

图7.4.5　压紧件外形

（a）平压板；（b）伸长压板；（c）铰链压板；（d）偏心轮；（e）双头压板；（f）U形压板

图7.4.6　紧固件外形

（a）双头螺栓；（b）方形槽用螺栓；（c）长方形槽用螺栓；（d）关节螺栓；（e）圆柱头螺钉；（f）带肩螺母

7.合件

合件由若干零件装配而成，一般在使用中不再拆卸。它能提高组合夹具的万能性，扩大其使用范围，加快其组装速度，简化其结构等。图7.4.7为常用合件的外形。

图7.4.7　常用合件的外形

（a）顶尖座；（b）垂直键槽折合板

8.其他件

其他件主要作为夹具辅助元件使用，虽然这类元件大多数结构简单，但充分利用好这些元件，可以改善夹具结构、提高夹具的工作效率。图7.4.8为常用其他件结构。

图7.4.8　常用其他件结构

（a）回转板；（b）连接板；（c）平衡块

【实验步骤】

（1）熟悉组合夹具的总体结构，找出夹具中的定位元件、夹紧元件、对刀元件、夹具体及导向元件，熟悉各元件之间的连接及定位关系。

（2）使用工具，按顺序把现有的夹具各连接元件拆开，注意各元件之间的连接状况，注意拆装顺序和各元件的归类摆放。

（3）根据工件的加工要求选取某一道工序进行工装夹具设计，拟定工件在夹具中的定位和夹紧方案。

（4）选取需要的元件，利用工具按正确的顺序装配各元件，并调整好各工作表面之间的位置。

（5）将工件安装到夹具中，使工件在夹具中具有正确的定位、夹紧可靠。

（6）将夹具安装到机床的工作台上，调整好刀具和工件的相对位置，注意夹具在机床上的定位，调整好夹具相对机床的位置，将夹具夹紧。