第二章工件的定位和機(jī)床夾具

1、 第二章第二章 工件的定位和機(jī)床夾具工件的定位和機(jī)床夾具 2-1 汽車的生產(chǎn)過程汽車的生產(chǎn)過程 2-2 汽車生產(chǎn)的工藝過程汽車生產(chǎn)的工藝過程 2-3 工件尺寸及形狀的獲得方法和加工經(jīng)工件尺寸及形狀的獲得方法和加工經(jīng) 濟(jì)精度濟(jì)精度 2-4 汽車制造廠的生產(chǎn)類型及工藝特征汽車制造廠的生產(chǎn)類型及工藝特征 2-5 定位誤差的分析與計(jì)算定位誤差的分析與計(jì)算 2-6 工件的夾緊及夾緊裝置工件的夾緊及夾緊裝置 2-7 典型機(jī)床夾具典型機(jī)床夾具 2-8 夾具設(shè)計(jì)的方法和步驟夾具設(shè)計(jì)的方法和步驟裝夾（安裝）裝夾（安裝） 定位定位 夾緊夾緊 2-1 2-1 基準(zhǔn)的概念基準(zhǔn)的概念 基準(zhǔn)：基準(zhǔn)： 就是用來確定生產(chǎn)對(duì)象

2、上幾何要素間幾就是用來確定生產(chǎn)對(duì)象上幾何要素間幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面。何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面。 基準(zhǔn)基準(zhǔn) 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 工藝基準(zhǔn)工藝基準(zhǔn) 工序基準(zhǔn)工序基準(zhǔn) 定位基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)測(cè)量基準(zhǔn)測(cè)量基準(zhǔn)裝配基準(zhǔn)裝配基準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖上所采用的基準(zhǔn)。設(shè)計(jì)圖上所采用的基準(zhǔn)。 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)： 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)可以是點(diǎn)、線、面。既可以實(shí)際存在，也可以是假想。 圖2-1工藝基準(zhǔn)是在工藝過程中采用的基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)是在工藝過程中采用的基準(zhǔn)。 工序基準(zhǔn)就是工序圖上工序尺寸、位置工序基準(zhǔn)就是工序圖上工序尺寸、位置公差標(biāo)注的起始點(diǎn)。公差標(biāo)注的起始點(diǎn)。工序尺寸的方向工序尺寸的方向：由工序基準(zhǔn)：由工序基準(zhǔn)被加工表面。被加工表

3、面。加工零件時(shí)，應(yīng)盡量使工序基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)加工零件時(shí)，應(yīng)盡量使工序基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合。重合。 1. 1.工序基準(zhǔn)工序基準(zhǔn)粗基準(zhǔn)粗基準(zhǔn)：第一道工序所使用的定位基準(zhǔn)（面：第一道工序所使用的定位基準(zhǔn)（面) ) 都都是未經(jīng)加工過的表面。是未經(jīng)加工過的表面。 定位基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)：使工件在機(jī)床上或夾具中占有正：使工件在機(jī)床上或夾具中占有正確位置所采用的基準(zhǔn)。確位置所采用的基準(zhǔn)。 定位基面定位基面：體現(xiàn)定位基準(zhǔn)的表面。：體現(xiàn)定位基準(zhǔn)的表面。圖圖2-22-2精基準(zhǔn)精基準(zhǔn)：用已加工過的表面作為基準(zhǔn)（面）。：用已加工過的表面作為基準(zhǔn)（面）。 測(cè)量基準(zhǔn)測(cè)量基準(zhǔn): :測(cè)量時(shí)所采用的基準(zhǔn)，即用來確定測(cè)量時(shí)所采用的基準(zhǔn)，即

4、用來確定 被測(cè)量尺寸、形狀和位置的基準(zhǔn)被測(cè)量尺寸、形狀和位置的基準(zhǔn). . 圖圖2-22-2 裝配基準(zhǔn)裝配基準(zhǔn):裝配時(shí)用來確定零件或部件裝配時(shí)用來確定零件或部件( (總成總成) )在在 產(chǎn)品中相對(duì)位置所采用的基準(zhǔn)產(chǎn)品中相對(duì)位置所采用的基準(zhǔn). .一一. . 工件的裝夾方法工件的裝夾方法 找正找正 工件的裝夾方法工件的裝夾方法 夾具夾具( (專用專用) ) ( (一一) )找正裝夾法找正裝夾法. . 圖圖2-52-5.2-6.2-6( (二二) )專用機(jī)床夾具裝夾法專用機(jī)床夾具裝夾法優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：保證加工精度保證加工精度, ,提高生產(chǎn)率提高生產(chǎn)率, ,減輕工人勞動(dòng)減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度強(qiáng)度1）機(jī)床夾具定位元

5、件定位元件相對(duì)于機(jī)床夾具安裝基準(zhǔn)應(yīng)具有正確的位置關(guān)系。2 2）機(jī)床夾具相對(duì)于機(jī)床保持正確位置。）機(jī)床夾具相對(duì)于機(jī)床保持正確位置。3）機(jī)床夾具裝在機(jī)床上后，還應(yīng)使刀具切削刃相對(duì)工件或夾具定位元件具有正確位置關(guān)系，這一過程稱為對(duì)刀對(duì)刀一一. .專用機(jī)床夾具的組成專用機(jī)床夾具的組成 1. 定位元件和夾緊裝置.圖圖2-7a2-7a2. 對(duì)刀，導(dǎo)向元件 圖圖2-7a2-7a3. 夾具連接元件4. 其他裝置或元件夾具體 專用機(jī)床夾具的組成 圖圖2-82-8專用機(jī)床夾具專用機(jī)床夾具：某種產(chǎn)品零件在某一道工序上 的裝夾而專用設(shè)計(jì)和制造的。 圖2-07組合夾具組合夾具：為了完成某一（有時(shí)幾道）道工序，用制造好的

6、一套標(biāo)準(zhǔn)化零件和部件拼裝而成，加工完一批零件后再拆開、清洗和存儲(chǔ)，以便再用。 圖圖2-092-09 ：在多品種、中、小批生產(chǎn)中采用成 組加工時(shí)，為每個(gè)工件組設(shè)計(jì)制造 的專用夾具。 一一. . 工件定位的的六點(diǎn)規(guī)律工件定位的的六點(diǎn)規(guī)律 在分析工件定位時(shí),通常是用一個(gè)支承點(diǎn)限制工件的自由度。 圖圖2-22-2 用合理分布的六個(gè)支承點(diǎn)限制工件的六個(gè)自由度,使工件在夾具中的位置完全確定,這就是通常說的“六點(diǎn)定位規(guī)則”簡稱“六點(diǎn)定則.”任何一個(gè)剛體,在空間均有六個(gè)自由度 應(yīng)根據(jù)工序加工要求確定所需限制自由度的數(shù)目. 表表2-12-1完全定位完全定位：六個(gè)支承點(diǎn)限制了工件的全部自由 度的定位。不完全定位不

7、完全定位：根據(jù)加工要求，并不需要限制工 件全部自由度的定位。欠定位欠定位：根據(jù)加工要求應(yīng)該限制的自由度而沒有 被限制的定位。絕對(duì)不允許！一一.重復(fù)限制自由度的支承之間，不能使工件的安裝發(fā)生干涉。二二.因過定位而引起不良后果，在采取相應(yīng)措施后，仍應(yīng)保證工件的加工要求。過定位：過定位：定位元件重復(fù)限制工件的同一個(gè)或幾個(gè)自由度的定位。(一)工件以平面定位 (1)(1)支承釘支承釘 用支承釘支承較大平面，通常每一支承釘可視為一個(gè)點(diǎn)，能限制一個(gè)自由度。 2 2支支承承板板(3)(3)可可調(diào)調(diào)支支承承 (5) (5) 輔助支承輔助支承( (二二) )工件以內(nèi)孔定位工件以內(nèi)孔定位 1. 1.心軸心軸 (1)

8、 (1) 錐形心軸錐形心軸 錐度一般為1/10001/5000，錐形心軸限制的自由度五個(gè)， 心軸的定位部分3是與工具過盈配合，一般過盈量不超過H7/r6。 配合可按H7/h6或H7/g6或H7/f7。 心軸肩作軸向定位。2. 2.定位銷定位銷 當(dāng)當(dāng)L/D1L/D1時(shí)時(shí). .長銷長銷. .限制限制四四個(gè)自由度個(gè)自由度 當(dāng)當(dāng)L/D1L/D1時(shí)時(shí). .短銷短銷, ,限制限制二二個(gè)自由度個(gè)自由度 限制三個(gè)自由度：YX、Z、 夾角 一般選用, . 其中最常用的為 0001209060和、090V V形塊.圓孔.半圓孔及圓錐孔定V V形塊長用.具有對(duì)中作用.常用形塊見圖圖2-26,圖2-26a結(jié)構(gòu)為整體式

9、，用于以精基準(zhǔn)定位。圖2-26b結(jié)構(gòu)可用于定位面較長或兩段定位基面（直徑可不相同）分布較遠(yuǎn)。設(shè)計(jì)形塊時(shí)，工件直徑d是已知的，而與可參照標(biāo)準(zhǔn)先行規(guī)定，然后計(jì)算出尺寸。尺寸的計(jì)算如下。圖圖2-26a可知。BOOBHT122;2sin21tgNOBadOB而HtgNdT222sin2所以。時(shí)，；時(shí)，當(dāng)NdHTdNdHT289.0578.01205 .0707.09000；時(shí)，：對(duì)于而尺寸adNN241.1900。時(shí)，對(duì)于adN304621200;5 .0,dHH取：用于大直徑定位時(shí)尺寸。用于小直徑定位時(shí)，取dH2 . 1一般工件是很少以單一幾何要素作為定位基準(zhǔn)來定位的，通常都是以兩個(gè)以上的幾何要素作

10、為定位基準(zhǔn)，即以組合表面定位。圖2-28a箱體，加工面要保證工序尺寸及，要限制的自由度為 。支承板限制三個(gè)自由度；平面與兩支承釘接觸，限制兩個(gè)自由度；短定銷與孔配合限制，短銷同時(shí)又限制了這時(shí)就出現(xiàn)了過定位。ZYXZX和、YXZ、ZY、XZ “一面兩孔一面兩孔”定位定位:工件以一平面及其上的兩孔 作為定位基準(zhǔn)。圖圖2-302-30 在夾具上相應(yīng)地用一個(gè)支承 面（一般由多個(gè)支承板組合）和兩個(gè)短銷作為定位元件，與相應(yīng)的表面接觸和配合實(shí)現(xiàn)定位。HgHgxgTTOO212由 AHOx和 EHOx可得 2222EHEOAHAOxx22222222bXDTTbDHxHg22;2;2XDdEObEHDAOxx

11、而展開化簡得 HxHgHgHgTTTTXXDb22222略去二階微量： HgHgTTXDb22DTTbXLxLgX2 為最小間隙 一一. 定位誤差產(chǎn)生的原因定位誤差產(chǎn)生的原因d定位誤差:工件的工序基準(zhǔn)沿工序尺寸方向 上最大偏移量. 用 表示 在圖中盤狀零件上的槽。要求保證工序尺寸為 及 。工件1裝夾在圖中夾具心軸2上，心軸直徑為 。工序尺寸b 是由銑刀3寬度直接保證的，與定位無關(guān)。工序尺寸A是由工件相對(duì)于刀具正確位置得到的。 bTb02/ATA0dTd基準(zhǔn)不重合誤差基準(zhǔn)不重合誤差: 2,dgbjTyjbjd,基準(zhǔn)位移誤差基準(zhǔn)位移誤差: 2,XTTdxDgyj圖圖2-32 分析計(jì)算定位誤差分析計(jì)

12、算定位誤差:找出一批工件的工序基準(zhǔn)的 位置沿工序尺寸方向上可能發(fā)生的最大偏移量. 1.工件以平面定位時(shí)的定位誤差 圖2-330,bjahtgyjd2, (1).心軸(定位銷)水平水平放置:圖2-34 0,bjxTTdxDgyjd21,0,bjXTTdDgyjd,注意注意:此地書中“最大配合間隙”與最小間隙X 的區(qū)別! (1).以軸線O為工序基準(zhǔn): 如圖2-36 0,bj2222222222112121,)(1SinTSinTdSindSinCOSinCOCOCOOOddyjhd121222,211222121,)(SinTdTdBOBOOOBByjbjyjhd1212222222211121,

13、)3(SinTTdSinTdAOOOAOAAddbjyjhd)()()(312hdhdhd標(biāo)準(zhǔn)尺寸 時(shí) 最小. 2hd而 d同時(shí),在水平方向上, =0,對(duì)中性.d0,bj 加工兩孔, .工序尺寸A、B、E、F.工序基準(zhǔn)有兩個(gè):孔 的中心 .孔 及孔的連心線 定位基準(zhǔn): ,及水平面. 圖2-37 1O 21,OO21.MM11),(11XTTdDEAd(2)(2)轉(zhuǎn)動(dòng)的基準(zhǔn)位移誤差轉(zhuǎn)動(dòng)的基準(zhǔn)位移誤差:當(dāng)加工表面處于 兩定位孔之外時(shí),轉(zhuǎn)角誤差 LLXTTXTTLOOOOtgdDdD222212111222211 工序尺寸B的定位誤差 AtgXTTAtgSQdDEd2211)(11橫向轉(zhuǎn)角誤差橫向轉(zhuǎn)

14、角誤差: 當(dāng)加工表面處于兩定位孔 之間時(shí). LXTTXTTLtgdDdD2)(212121122工序尺寸誤差F的定位誤差值為. EtgXTTEtgHGdDFd2211)(11減少定位誤差的措施有減少定位誤差的措施有: (1).提高定位孔.銷的尺寸精度和減少配合間隙. (2).增大兩孔的中心距. add,d 加工誤差產(chǎn)生的原因: (1).定位誤差. (2).對(duì)刀誤差. (3).安裝誤差. (4).其他原因產(chǎn)生的加工誤差. c為保證工件的加工要求,應(yīng)使 caddd,T工件的加工允許公差加工允許公差. T 動(dòng)力裝置 夾緊裝置 中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 夾緊元件圖2-38夾緊機(jī)構(gòu)一. 工件的夾緊及夾緊裝置的基本要

15、求. (1).夾緊時(shí)不能破壞工件在定位時(shí)所處的正確位 置.(2).夾緊力應(yīng)保證工件在整個(gè)加工過程中位置穩(wěn)夾緊力應(yīng)保證工件在整個(gè)加工過程中位置穩(wěn) 定不變定不變.不允許產(chǎn)生震動(dòng)、變形和表面損傷不允許產(chǎn)生震動(dòng)、變形和表面損傷. (3)夾緊機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度,工作效率應(yīng)與生產(chǎn)類型 適應(yīng). (4).具有良好的自鎖性具有良好的自鎖性.合理地確定夾緊力的三要素三要素:作用點(diǎn)作用點(diǎn).方向方向.大小.（2）夾緊力應(yīng)落在工件剛性較好的部位上。這對(duì)剛性差的工件非常重要。圖4-40（3）為提高夾緊的可靠性，防止和減少工件的振動(dòng)，夾緊力應(yīng)盡可能靠近加工面。圖4-41（2）應(yīng)選擇所需夾緊力較小的方向。圖4-433、夾緊力的大

16、小 斜楔夾緊機(jī)構(gòu) 圖2-44A工件與斜楔間的摩擦角.夾具體與斜楔間的摩擦角 12 )(21,tgtgFFxec夾緊力自鎖條件自鎖條件: + 斜楔升角一般地. . 常取 = .例圖2-45 120100160507 由于螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡單，夾緊可靠，所以在夾具中得到廣泛的應(yīng)用。 圖2-46 圖2-47 圖2-48 1420 圖2-50 D偏心外徑偏心外徑 e偏心距偏心距 eD/ 圓偏心的特點(diǎn)可用圖2-51說明。圓偏心直徑為D，其旋轉(zhuǎn)中心O2與外圓中心間的距離為偏心距e。圖2-51當(dāng)D/e （1420）時(shí)，偏心能自鎖。一般鋼的摩擦系數(shù)為0.100.15. 在以對(duì)稱機(jī)構(gòu)中心為工序基準(zhǔn)的工件,為了

17、使定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合,就必須采用定心夾定心夾緊機(jī)構(gòu)緊機(jī)構(gòu)(自動(dòng)定心機(jī)構(gòu)). 該機(jī)構(gòu)在實(shí)現(xiàn)定心定心的同時(shí),又起到對(duì)工件的夾夾緊作用緊作用.與工件接觸的元件既是定位元件定位元件,又是夾緊元件夾緊元件.(1).利用斜楔.螺旋.偏心.齒條等剛性傳動(dòng)件,使定位夾緊元件作等速位移實(shí)現(xiàn)定心夾緊作用.圖2-54、圖2-55、圖2-56、圖2-57(2).利用薄壁彈性元件受力后的均勻彈性變形,使工件定心并被夾緊.圖2-58、圖20-59 優(yōu)點(diǎn):擴(kuò)力系數(shù)大,摩擦損失小. 常用作夾具中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu).圖2-60 6.多件多位夾緊機(jī)構(gòu)多件多位夾緊機(jī)構(gòu) 圖2-61 2-62 2-63 7.夾具上的動(dòng)力裝置夾具上的動(dòng)力裝

18、置 一. 鉆床夾具鉆模. 圖2-68 圖2-75 鉆套與鉆模板 (一). 鉆床夾具的主要類型:固定式.回轉(zhuǎn)式.翻轉(zhuǎn)式.滑柱式. （1)鉆套的高度H （2)排屑間隙C 加工脆性材料：C取小值 加工鋼件：C取大值5 . 21dHdC) 131( 1. 鉆套的構(gòu)造 鉆套圖1、鉆套圖2、鉆套圖3 2. 鉆套內(nèi)徑尺寸及其偏差和其他有關(guān)尺寸： 鉆套內(nèi)徑的基本尺寸d=刀具最大極限尺寸,以防止咬死。 配合： 鉆擴(kuò)孔：F7 粗鉸G7鉸孔精鉸G6 固定式（圖2-68）、 鉸鏈?zhǔn)剑▓D4-76）、 懸掛式（圖4-77）、 升降式、可拆式 （圖） （一）銑床夾具的主要類型 1.單件加工的銑床夾具 圖2-78 2.多件加工的銑床夾具 圖2-79 3.雙工位的銑