機械制造工程原理第四章

1、第四章第四章 工件的定位夾緊與夾具設計工件的定位夾緊與夾具設計4 4.1 .1 夾具的基本概念夾具的基本概念機床夾具的定義機床夾具的定義 在機械制造業(yè)中廣泛采用能迅速將工件固定在準確位置上，完成在機械制造業(yè)中廣泛采用能迅速將工件固定在準確位置上，完成其切削加工、檢驗、裝配、焊接等工作所使用的工藝裝備稱為夾其切削加工、檢驗、裝配、焊接等工作所使用的工藝裝備稱為夾具。如機床夾具、檢驗夾具、裝配夾具、焊接夾具等。具。如機床夾具、檢驗夾具、裝配夾具、焊接夾具等。機床夾具：機床夾具：在機械加工過程中，使工件在機床上相對刀具占具正確在機械加工過程中，使工件在機床上相對刀具占具正確加工位置，并夾緊使其在整個

2、加工過程中始終保持原定位置不變加工位置，并夾緊使其在整個加工過程中始終保持原定位置不變的工藝裝備。的工藝裝備。( (在各種金屬切削機床上所使用的夾具稱為機床夾具在各種金屬切削機床上所使用的夾具稱為機床夾具。) )機床夾具在機械加工中起著重要的作用，尤其是在大批大量生機床夾具在機械加工中起著重要的作用，尤其是在大批大量生產(chǎn)中。產(chǎn)中。第四章第四章 工件的定位夾緊與夾具設計工件的定位夾緊與夾具設計4 4.1 .1 夾具的基本概念夾具的基本概念4 4.1 .1 夾具的基本概念夾具的基本概念4 4.1.1 .1.1 機床夾具的定義及組成機床夾具的定義及組成（1 1）定位元件）定位元件（2 2）夾緊裝置）

3、夾緊裝置（3 3）導向元件和對刀裝置）導向元件和對刀裝置（4 4）連接元件）連接元件（5 5）夾具體）夾具體（6 6）其他元件及裝置）其他元件及裝置4 4.1 .1 夾具的基本概念夾具的基本概念4 4.1.1 .1.1 機床夾具的定義及組成機床夾具的定義及組成1 1）定位元件）定位元件 確定工件在機床夾具中正確位置的元件。如支承釘、支承板、形塊、圓柱銷等。確定工件在機床夾具中正確位置的元件。如支承釘、支承板、形塊、圓柱銷等。 2 2）夾緊裝置）夾緊裝置 將工件壓緊夾牢，以確保工件在加工過程中不因受外力作用而破壞其定位后的既將工件壓緊夾牢，以確保工件在加工過程中不因受外力作用而破壞其定位后的既定

4、位置的裝置。它包括有夾緊元件、夾緊機構和動力裝置。如壓板、斜楔機構、定位置的裝置。它包括有夾緊元件、夾緊機構和動力裝置。如壓板、斜楔機構、氣缸等。氣缸等。3 3）對刀裝置）對刀裝置確定或引導刀具與工件被加工表面之間位置的元件。確定或引導刀具與工件被加工表面之間位置的元件。 如：對刀塊、鉆套、鏜套如：對刀塊、鉆套、鏜套4 4）連接元件）連接元件 確定夾具在機床上占有正確位置的元件。確定夾具在機床上占有正確位置的元件。 如定位鍵、定向鍵、過渡盤等。如定位鍵、定向鍵、過渡盤等。5 5）夾具體）夾具體 將夾具所有元件和裝置連接成為一個整體的基礎件。將夾具所有元件和裝置連接成為一個整體的基礎件。 如底座

5、、本體等。如底座、本體等。 6 6）其它裝置）其它裝置 根據(jù)工件的某些特殊加工要求而設置的裝置。根據(jù)工件的某些特殊加工要求而設置的裝置。 如分度裝置、靠模裝置、上下料如分度裝置、靠模裝置、上下料裝置等。裝置等。車床夾具車床夾具鉆床夾具鉆床夾具4 4.1 .1 夾具的基本概念夾具的基本概念4 4.1.2 .1.2 夾具的作用夾具的作用（1 1）保證加工質量）保證加工質量（2 2）提高生產(chǎn)率）提高生產(chǎn)率（3 3）減輕勞動強度）減輕勞動強度（4 4）擴大機床的工藝范圍）擴大機床的工藝范圍4 4.1.3 .1.3 夾具的分類夾具的分類（1 1）按通用化程度分類（）按通用化程度分類（通用夾具、專用夾具、

6、成組夾具、組合夾具、隨行通用夾具、專用夾具、成組夾具、組合夾具、隨行夾具夾具）（2 2）按使用機床的類型分類（）按使用機床的類型分類（車床夾具、磨床夾具、鉆床夾具（又稱鉆模）、車床夾具、磨床夾具、鉆床夾具（又稱鉆模）、鏜床夾具（又稱鏜模）、銑床夾具等鏜床夾具（又稱鏜模）、銑床夾具等）（3 3）按用途分類（）按用途分類（機床夾具、裝配夾具和檢驗夾具等）機床夾具、裝配夾具和檢驗夾具等）（4 4）按動力來源分類（）按動力來源分類（手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、氣液夾具、電動夾手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、氣液夾具、電動夾具、電磁夾具、真空夾具和自緊夾具（靠切削力本身夾緊）等）具、電磁夾具、真空夾具和

7、自緊夾具（靠切削力本身夾緊）等）4 4.1 .1 夾具的基本概念夾具的基本概念4 4.1.4 .1.4 工件在夾具中加工時加工誤差的組成工件在夾具中加工時加工誤差的組成（1 1）工件在夾具中加工時的加工誤差）工件在夾具中加工時的加工誤差（2 2）誤差值的估算）誤差值的估算一般夾具的制造誤差值為該零件尺寸公差值的一般夾具的制造誤差值為該零件尺寸公差值的1/31/5,安裝誤差和對定安裝誤差和對定誤差約占整個加工誤差的誤差約占整個加工誤差的1/3。4.2 4.2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位4 4.2.1.2.1工件的安裝工件的安裝定位：定位：加工前加工前，使，使工件在機床上工件在機床上或夾

8、具上占有正確的加工位置或夾具上占有正確的加工位置的過程的過程，稱為定位，稱為定位。夾緊：夾緊：用施加外力的形式，把工用施加外力的形式，把工件已確定的件已確定的定位位置固定定位位置固定下來下來的過程，的過程，稱為夾緊稱為夾緊。這個定位、這個定位、夾緊的過程，稱為裝夾或安裝。夾緊的過程，稱為裝夾或安裝。定位在前，夾緊在后定位在前，夾緊在后, ,定位是首要的定位是首要的 . . 4.2 4.2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位4 4.2.1.2.1工件的安裝工件的安裝（1 1）直接找正安裝）直接找正安裝（2 2）劃線找正安裝）劃線找正安裝（3 3）夾具安裝）夾具安裝4.2 4.2 工件在夾具中的

9、定位工件在夾具中的定位4 4.2.2 .2.2 定位原理定位原理（1 1）六點定位原理）六點定位原理4.2 4.2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位（2 2）典型定位元件及限制的自由度）典型定位元件及限制的自由度4.2 4.2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位（2 2）典型定位元件及限制的自由度）典型定位元件及限制的自由度4.2 4.2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位（2 2）典型定位元件及限制的自由度）典型定位元件及限制的自由度4.2 4.2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位（2 2）典型定位元件及限制的自由度）典型定位元件及限制的自由度4.2 4.2 工件在夾具中的定位工

10、件在夾具中的定位（3 3）完全定位和不完全定位）完全定位和不完全定位 4.2 4.2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位（3 3）完全定位和不完全定位）完全定位和不完全定位 4.2 4.2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位（3 3）完全定位和不完全定位）完全定位和不完全定位4.2 4.2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位（4 4）欠定位和過定位）欠定位和過定位4.2 4.2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位（4 4）欠定位和過定位）欠定位和過定位4.2 4.2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位（4 4）欠定位和過定位）欠定位和過定位4.2 4.2 工件在夾具中的定位工件在夾具

11、中的定位（4 4）欠定位和過定位）欠定位和過定位D1D2d2d1lTl21LTL21lTl21LTL21b4.2 4.2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位4 4.2.3.2.3常用定位方法與定位元件常用定位方法與定位元件 （1 1）工件以平面定位）工件以平面定位 1 1）固定支承）固定支承4.2 4.2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位4 4.2.3.2.3常用定位方法與定位元件常用定位方法與定位元件 （1 1）工件以平面定位）工件以平面定位 2 2）可調支承）可調支承4.2 4.2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位4 4.2.3.2.3常用定位方法與定位元件常用定位方法與定位元件

12、 （1 1）工件以平面定位）工件以平面定位 3 3）自位支承）自位支承4.2 4.2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位4 4）輔助支承）輔助支承4.2 4.2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位 （2 2）工件以圓柱孔定位）工件以圓柱孔定位 1 1）心軸）心軸4.2 4.2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位2 2）定位銷）定位銷4.2 4.2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位 （3 3）工件以外圓表面定位）工件以外圓表面定位4.2 4.2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位 （3 3）工件以外圓表面定位）工件以外圓表面定位4.2 4.2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位 （

13、4 4）工件以其他表面定位）工件以其他表面定位4.2 4.2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位 （5 5）定位表面的組合）定位表面的組合4.2 4.2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位4.2.4 4.2.4 定位誤差的分析與計算定位誤差的分析與計算 采用調整法加工一批工件時，采用調整法加工一批工件時，由于一批工件在夾具上定位時，每個工件所由于一批工件在夾具上定位時，每個工件所占據(jù)的位置不完全一致，使加工后各工件的加工尺寸不一而形成誤差。這種占據(jù)的位置不完全一致，使加工后各工件的加工尺寸不一而形成誤差。這種只與工件定位有關的誤差，稱為定位誤差。用符號只與工件定位有關的誤差，稱為定位誤差。

14、用符號D D（D D）表示）表示1. 1. 產(chǎn)生定位誤差的原因產(chǎn)生定位誤差的原因產(chǎn)生定位誤差的原因有兩個：一個是定位基準與設計基準（工序基準）不重合產(chǎn)生定位誤差的原因有兩個：一個是定位基準與設計基準（工序基準）不重合; ;另一個是定位基準與起始（調刀、限位）基準不重合。另一個是定位基準與起始（調刀、限位）基準不重合。 1 1）基準不重合誤差基準不重合誤差C C（B B） 工件在夾具上定位時，由于所選擇的定位基準與設計（工序）基準不重合而工件在夾具上定位時，由于所選擇的定位基準與設計（工序）基準不重合而引起的引起的, ,同批工件的設計（工序）基準相對于定位基準在該工序（加工）尺同批工件的設計（工

15、序）基準相對于定位基準在該工序（加工）尺寸方向的最大位移量（位置變動范圍），稱為基準不重合誤差。用符號寸方向的最大位移量（位置變動范圍），稱為基準不重合誤差。用符號C C（B B）表示。）表示。 基準不重合誤差基準不重合誤差C C（B B）的大小應等于設計（工序）基準相對于定位基準在該）的大小應等于設計（工序）基準相對于定位基準在該工序（加工）尺寸方向的最大位移量。工序（加工）尺寸方向的最大位移量。 4.2 4.2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位4.2.4 4.2.4 定位誤差的分析與計算定位誤差的分析與計算D（A）= 0 0 ； D（B）= C（B）= d d /2/2D（C）= C（

16、C）= d d 4.2 4.2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位4.2.4 4.2.4 定位誤差的分析與計算定位誤差的分析與計算4.2 4.2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位4.2.4 4.2.4 定位誤差的分析與計算定位誤差的分析與計算2）基準位移誤差）基準位移誤差W（W）o工件在夾具上定位時，由于定位副的制造誤差和定位副的配合間隙的影響，工件在夾具上定位時，由于定位副的制造誤差和定位副的配合間隙的影響，使工件的定位基準與夾具定位元件的起始（調刀、限位）基準不重合，導致使工件的定位基準與夾具定位元件的起始（調刀、限位）基準不重合，導致同批工件位置的不一致而造成的加工誤差，稱為基準位

17、移誤差。用符號同批工件位置的不一致而造成的加工誤差，稱為基準位移誤差。用符號W（W）表示。）表示。o 基準位移誤差基準位移誤差W（W）的大小應等于定位基準與起始（調刀、限位）基）的大小應等于定位基準與起始（調刀、限位）基準不重合而造成的基準位移量準不重合而造成的基準位移量W在工序（加工）尺寸方向上的投影分量。在工序（加工）尺寸方向上的投影分量。4.2 4.2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位4.2.4 4.2.4 定位誤差的分析與計算定位誤差的分析與計算D（A3）= W（A3）= 2（H-h）tanD（A1）= C（A1）+W（A1）= A2 +2（H-h）tan4.2 4.2 工件在夾具

18、中的定位工件在夾具中的定位4.2.4 4.2.4 定位誤差的分析與計算定位誤差的分析與計算2 2定位誤差的計算方法定位誤差的計算方法1 1）極限位置法（幾何作圖法）極限位置法（幾何作圖法） 先根據(jù)工件的定位方案，畫出工序（設計）基準相對起始（調刀、限位）先根據(jù)工件的定位方案，畫出工序（設計）基準相對起始（調刀、限位）基準最大與最小的兩個極限位置，再根據(jù)幾何關系求出這兩個極限位置間的基準最大與最小的兩個極限位置，再根據(jù)幾何關系求出這兩個極限位置間的距離，即得出定位誤差。距離，即得出定位誤差。 2 2）合成法）合成法 由于定位誤差是由基準不重合誤差以及基準位移誤差所造成的。因此定位由于定位誤差是由

19、基準不重合誤差以及基準位移誤差所造成的。因此定位誤差可以由這兩項誤差組合而成。計算定位誤差時，先分別求出基準不重合誤差可以由這兩項誤差組合而成。計算定位誤差時，先分別求出基準不重合誤差與基準位移誤差，然后再將兩項誤差組合后得出定位誤差。誤差與基準位移誤差，然后再將兩項誤差組合后得出定位誤差。 即即DCW4.2 4.2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位4.2.4 4.2.4 定位誤差的分析與計算定位誤差的分析與計算)2/sin(2D 1)2/sin(12D 1)1/sin(12D（1 1）設計基準為外圓軸線時）設計基準為外圓軸線時DH1 =（2 2）設計基準為外圓下母線時）設計基準為外圓下母

20、線時DH2 =（3）設計基準為外圓上母線時：）設計基準為外圓上母線時： DH3 =4.3 4.3 工件在夾具中的夾緊工件在夾具中的夾緊4.3.14.3.1對夾緊裝置的要求對夾緊裝置的要求4.3.24.3.2夾緊力的確定夾緊力的確定（1 1）夾緊力方向的選擇）夾緊力方向的選擇4.3 4.3 工件在夾具中的夾緊工件在夾具中的夾緊（2 2）夾緊力作用點的選擇）夾緊力作用點的選擇4.3 4.3 工件在夾具中的夾緊工件在夾具中的夾緊（2 2）夾緊力作用點的選擇）夾緊力作用點的選擇第四章第四章 工件的定位夾緊與夾具設計工件的定位夾緊與夾具設計（2 2）夾緊力作用點的選擇）夾緊力作用點的選擇 （3 3）夾緊力大小的估算）夾緊力大小的估算4.4 4.4 各類機床夾具舉例各類機床夾具舉例4.4.14.4.1鉆床夾具鉆床夾具（1 1）鉆模的類型）鉆模的類型4.4 4.4 各類機床夾具舉例各類機床夾具舉例4.4.14.4.1鉆床夾具鉆床夾具（1 1）鉆模的類型）鉆模的類型4.4 4.4 各類機床夾具舉例各類機床夾具舉例4.4.14.4.1鉆床夾具鉆床夾具（1 1）鉆模的類型）鉆模的類型4.4 4.4 各類機床夾具舉例各類機床夾具舉例4.4.14.4.1鉆床夾具鉆床夾具（1 1）鉆模的類型）鉆模的類型4.4 4.4 各類機床夾具舉例各類機床夾具