工程材料及成形工藝基礎(chǔ)課件：第四章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

1、第四章 機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)第四章 機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)第一節(jié) 機(jī)床夾具概述 第二節(jié) 工件在夾具中的定位第三節(jié) 定位誤差分析 第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊第五節(jié) 各類(lèi)機(jī)床夾具第六節(jié) 現(xiàn)代機(jī)床夾具第七節(jié) 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的基本步驟內(nèi)容提要概述主要內(nèi)容：一、工件的裝夾方法 二、機(jī)床夾具的工作原理三、機(jī)床夾具在機(jī)械加工過(guò)程中的作用三、夾具的分類(lèi)與組成 第一節(jié) 機(jī)床夾具概述在機(jī)械加工過(guò)程中，為了保證的加工精度，使工件在機(jī)床上相對(duì)刀具占有正確的位置，并能迅速、可靠地夾緊工件，以接受加工或檢測(cè)的工藝裝備稱(chēng)為機(jī)床夾具。概念：氣缸體、氣缸蓋檢測(cè)夾具第一節(jié) 機(jī)床夾具概述工件的裝夾方法裝夾是定位和夾緊過(guò)程的總和 定位：確定

2、工件在機(jī)床上或夾具中占有準(zhǔn)確加工位置的過(guò)程夾緊：在工件定位后用外力將其固定，使其在加工過(guò)程中保持定位位置不變的操作軸線用于定位卡爪用于夾緊第一節(jié) 機(jī)床夾具概述雙頂尖裝夾氣動(dòng)裝夾鉆斜孔車(chē)刀在刀架上的裝夾氣缸蓋在流水線上運(yùn)輸?shù)难b夾裝夾第一節(jié) 機(jī)床夾具概述用找正法裝夾工件 工件在機(jī)床上的裝夾方法用夾具裝夾工件 找正法與用夾具裝夾工件的對(duì)比第一節(jié) 機(jī)床夾具概述a) 直接找正：把工件直接放在機(jī)床工作臺(tái)上或四爪卡盤(pán)、機(jī)用臺(tái)虎鉗等機(jī)床附件中，根據(jù)工件的一個(gè)或幾個(gè)表面用劃針或指示表找正工件準(zhǔn)確位置后再進(jìn)行夾緊； 用找正法裝夾工件 方法：b) 畫(huà)線找正：先按加工要求進(jìn)行加工面位置的劃線工序，然后再按劃出的線痕進(jìn)

3、行找正實(shí)現(xiàn)裝夾。第一節(jié) 機(jī)床夾具概述直接找正法直接找正：如圖 ，零件在磨床上磨削內(nèi)孔，若零件外圓與內(nèi)孔有很高的同軸度要求，可用卡盤(pán)裝夾工件，在加工前用百分表等控制外圓的徑向圓跳動(dòng)，從而保證加工后零件外圓與內(nèi)孔的同軸度要求。 劃線找正法：受劃線精度和找正精度的限制，定位精度不高。主要用于批量小，毛坯精度低及大型零件等不便于使用夾具進(jìn)行加工的粗加工找正法裝夾工件 畫(huà)線找正法第一節(jié) 機(jī)床夾具概述找正法只需使用通用性很好的機(jī)床附件和工具，因此能適用于加工各種不同零件的各種表面，特別適合于單件、小批量生產(chǎn)。特點(diǎn)：勞動(dòng)強(qiáng)度大生產(chǎn)效率低要求工人技術(shù)等級(jí)高定位精度低適用范圍：找正法裝夾工件 第一節(jié) 機(jī)床夾具概

4、述工件裝在夾具上，不再進(jìn)行找正，便能直接得到準(zhǔn)確加工位置的裝夾方式。 用夾具裝夾工件方法：在機(jī)床主軸裝夾非軸類(lèi)零件，利用花盤(pán)彎板使加工孔軸心與主軸軸心自動(dòng)重合第一節(jié) 機(jī)床夾具概述廣泛用于大批量生產(chǎn)，中批生產(chǎn)及單件小批生產(chǎn)，尤其是無(wú)夾具安裝就無(wú)法保證精度的工件。適用范圍：特點(diǎn)：效率高，成本低易保證重復(fù)精度減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，對(duì)工人技術(shù)要求低擴(kuò)大機(jī)床使用范圍夾具裝夾工件 第一節(jié) 機(jī)床夾具概述畫(huà)線找正法裝夾利用花盤(pán)彎板裝夾直接找正裝夾幾種裝夾方法圖示第一節(jié) 機(jī)床夾具概述幾種裝夾方法比較 裝夾方法直接找正畫(huà)線找正夾具裝夾夾具類(lèi)型通用夾具專(zhuān)用夾具效率、成本費(fèi)時(shí)、成本較高、畫(huà)線不便迅速方便、成本低定位精度取決于

5、量具精度、工人技術(shù)水平精度高，可達(dá)0.01mm，且較穩(wěn)定一般不高，使用高精器具、操作精準(zhǔn)也可獲得較高精度約0.20.5mm，與畫(huà)線粗細(xì)有關(guān)適用零件形狀簡(jiǎn)單、加工面少形狀復(fù)雜、位置要求不高、大件夾具設(shè)計(jì)適應(yīng)加工零件生產(chǎn)批量單件小批量大批量第一節(jié) 機(jī)床夾具概述機(jī)床夾具的工作原理 以鉆模為例，首先借助夾具體1的底面A1及鉆套2的內(nèi)孔A2實(shí)現(xiàn)鉆模在機(jī)床上的定位；工件以孔基準(zhǔn)S1和端面S2為定位基準(zhǔn)，放在心軸3的J1及J2表面上；定位螺母5夾緊工件；最后刀具插入鉆套2的導(dǎo)向套孔A2進(jìn)行鉆削加工， 工件裝在夾具上， 不再進(jìn)行找正， 便能直接得到 準(zhǔn)確加工位置。第一節(jié) 機(jī)床夾具概述回轉(zhuǎn)式鉆模將鉆模心軸安裝在

6、分度臺(tái)上，分度臺(tái)可實(shí)現(xiàn)心軸周向的精確定位，因此與心軸固定的工件同樣可周向精確定位，適用于工件周向孔加工?；剞D(zhuǎn)式鉆模第一節(jié) 機(jī)床夾具概述采用調(diào)整法保證尺寸精度調(diào)整法：預(yù)先用樣件或標(biāo)準(zhǔn)件調(diào)整好機(jī)床、夾具、刀具和工件的準(zhǔn)確相對(duì)位置，以保證工件的尺寸精度。所以加工時(shí)，不用試切，尺寸自動(dòng)獲得，并在一批零件加工過(guò)程中保持不變。以銑槽夾具為例說(shuō)明調(diào)整法的基本原理。第一節(jié) 機(jī)床夾具概述工件的A面是支承在支承板2的工作面上的，因而最終達(dá)到了銑出的糟底面與A面平行的要求。對(duì)位置精度的保證夾具利用兩定位鍵1與銑床工作臺(tái)的T型槽配合，保證了與銑床縱向進(jìn)給方向平行。加工槽加工工件第一節(jié) 機(jī)床夾具概述利用塞尺10塞入對(duì)刀

7、塊(5)工作面與立銑刀切削刃之間來(lái)確定銑刀相對(duì)夾具的位置，此時(shí)可相應(yīng)調(diào)整工作臺(tái)來(lái)達(dá)到刀具相對(duì)對(duì)刀塊的正確位置。對(duì)尺寸精度的保證對(duì)刀塊的兩個(gè)工作面與相應(yīng)夾具定位支承板2和齒紋頂支承釘3的各自支承面已保證和尺寸，因而最終保證銑出槽子的a和b尺寸。第一節(jié) 機(jī)床夾具概述槽的長(zhǎng)度尺寸c,通過(guò)調(diào)整工作臺(tái)縱向進(jìn)給行程擋塊，改變工作臺(tái)縱向進(jìn)給的終結(jié)位置，保證銑刀距支承釘4的距離等于c。由于工件以端面與支承釘4的工作面相接觸，因而最終使銑出槽子的長(zhǎng)度位置達(dá)到尺寸的要求。第一節(jié) 機(jī)床夾具概述夾具工作原理的要點(diǎn)保證工件在夾具中占有正確的加工位置保證夾具對(duì)于機(jī)床應(yīng)先保證有準(zhǔn)確的相對(duì)位置保證刀具相對(duì)有關(guān)的定位元件的定位

8、工作面有準(zhǔn)確位置第一節(jié) 機(jī)床夾具概述保證穩(wěn)定可靠地達(dá)到各項(xiàng)加工精度要求縮短加工工時(shí)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率降低生產(chǎn)成本減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度可由較低技術(shù)等級(jí)的工人進(jìn)行加工能擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用第一節(jié) 機(jī)床夾具概述夾具的分類(lèi)與組成夾具的分類(lèi)夾具機(jī)床夾具檢驗(yàn)夾具裝配夾具焊接夾具其它夾具（按工藝過(guò)程分類(lèi)）a）按機(jī)床種類(lèi)分b）按夾緊動(dòng)力源分c）按結(jié)構(gòu)通用性分車(chē)床夾具銑床夾具齒輪機(jī)床床夾具手動(dòng)夾具液壓夾具氣動(dòng)夾具電動(dòng)夾具磁力夾具真空夾具第一節(jié) 機(jī)床夾具概述機(jī)床夾具可調(diào)夾具機(jī)床附件類(lèi)夾具隨行夾具組合夾具專(zhuān)用夾具機(jī)床夾具的分類(lèi)通用可調(diào)夾具成組夾具機(jī)床附件類(lèi)夾具回轉(zhuǎn)工作臺(tái)第一節(jié) 機(jī)床夾具概述萬(wàn)向平口鉗

9、通用可調(diào)夾具數(shù)控分度盤(pán)第一節(jié) 機(jī)床夾具概述組合夾具第一節(jié) 機(jī)床夾具概述專(zhuān)用夾具連桿大頭倒角夾具氣缸體臥加工夾具發(fā)動(dòng)機(jī)前罩銑加工夾具第一節(jié) 機(jī)床夾具概述氣動(dòng)回轉(zhuǎn)臺(tái)液壓夾具手動(dòng)夾具第一節(jié) 機(jī)床夾具概述各類(lèi)機(jī)床夾具的特點(diǎn)通用夾具通用性強(qiáng)，被廣泛應(yīng)用于單件小批量生產(chǎn)專(zhuān)用夾具專(zhuān)為某一工序設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便、生產(chǎn)效率高、加工精度容易保證，適用于定型產(chǎn)品的成批和大量生產(chǎn)。組合夾具由一套預(yù)先制造好的標(biāo)準(zhǔn)元件和合件組裝而成的專(zhuān)用夾具。通用可調(diào)夾具不對(duì)應(yīng)特定的加工對(duì)象，適用范圍寬，通過(guò)適當(dāng)?shù)恼{(diào)整或更換夾具上的個(gè)別元件，即可用于加工形狀、尺寸和加工工藝相似的多種工件。成組夾具專(zhuān)為某一組零件的成組加工而設(shè)計(jì)，加

10、工對(duì)象明確,針對(duì)性強(qiáng)。通過(guò)調(diào)整可適應(yīng)多種工藝及加工形狀、尺寸。第一節(jié) 機(jī)床夾具概述夾具的組成定位元件：用于確定工件在夾具中的位置夾緊裝置：用于夾緊工件對(duì)刀、導(dǎo)引元件：確定刀具相對(duì)夾具定位元件的位置其它裝置：如分度元件等連接元件和連接表面：用于確定夾具本身在機(jī)床主軸 或工作臺(tái)上的位置夾具體：用于將夾具上的各種元件和裝置連接成一個(gè)有機(jī)整體第一節(jié) 機(jī)床夾具概述分度板定位心軸夾緊螺母開(kāi)口墊圈鉆套棘輪棘爪夾具體連接表面定位元件夾緊裝置導(dǎo)引元件分度裝置第一節(jié) 機(jī)床夾具概述鉆模的組成（動(dòng)畫(huà)）鉆模的組成第四章 機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)第一節(jié) 機(jī)床夾具概述 第二節(jié) 工件在夾具中的定位第三節(jié) 定位誤差分析 第四節(jié) 工件

11、在夾具中的夾緊第五節(jié) 各類(lèi)機(jī)床夾具第六節(jié) 現(xiàn)代機(jī)床夾具第七節(jié) 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的基本步驟第二節(jié) 工件在夾具中的定位 定位的目的是使工件在夾具中相對(duì)于機(jī)床、刀具占有確定的正確位置，并且應(yīng)用夾具定位工件，還能使同一批工件在夾具中的加工位置一致性好。 在夾具設(shè)計(jì)中，定位方案不合理，工件的加工精度就無(wú)法保證。工件定位方案的確定是夾具設(shè)計(jì)中首先要解決的問(wèn)題。第二節(jié) 工件在夾具中的定位一.基準(zhǔn)的概念 定位方案的分析與確定，必須按照工件的加工要求合理的選擇工件的定位基準(zhǔn)。 基準(zhǔn)：零件上用來(lái)確定點(diǎn)、線、面位置時(shí)，作為參考的其它的點(diǎn)、線、面。 基準(zhǔn)可分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)。 第二節(jié) 工件在夾具中的定位設(shè)計(jì)基準(zhǔn)：在零

12、件圖上，確定點(diǎn)、線、面位 置的基準(zhǔn)。 工藝基準(zhǔn)：在加工和裝配中使用的基準(zhǔn)，按照用途不同又可分為： 1)定位基準(zhǔn)：在加工中使工件在機(jī)床夾具上占有正確位置所采用的基準(zhǔn)。 2)度量基準(zhǔn)：在檢驗(yàn)時(shí)所使用的基準(zhǔn)。 3)裝配基準(zhǔn)：裝配時(shí)用來(lái)確定零件或部件在機(jī)器中位置所采用的基準(zhǔn)。 4) 調(diào)刀基準(zhǔn)：調(diào)整加工刀具位置時(shí)所采用的基準(zhǔn)。 第二節(jié) 工件在夾具中的定位確定基準(zhǔn)時(shí)需注意以下幾點(diǎn)：作為基準(zhǔn)的點(diǎn)、線、面在工件上不一定存在，如孔的中心線、外圓的軸線以及對(duì)稱(chēng)面等，而是常常由某些具體的表面來(lái)體現(xiàn)，這些面稱(chēng)為基準(zhǔn)面。例如在車(chē)床上用三爪卡盤(pán)定位工件時(shí)，基準(zhǔn)是工件的軸線，而實(shí)際使用的是外圓柱面。因此選擇定位基準(zhǔn)就是選擇

13、恰當(dāng)?shù)幕鶞?zhǔn)面。 作為基準(zhǔn)，可以是沒(méi)有面積的點(diǎn)或線，但是基準(zhǔn)面總是有一定面積的，如代表軸心線的是中心孔面 ?；鶞?zhǔn)的定義不僅涉及尺寸之間的聯(lián)系，還涉及到位置精度（平行度、垂直度等）。第二節(jié) 工件在夾具中的定位二.六點(diǎn)定位原理 任何未定位的工件在空間直角坐標(biāo)系中都具有六個(gè)自由度,即沿三個(gè)坐標(biāo)軸的移動(dòng)自由度 和繞三個(gè)坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度 。 第二節(jié) 工件在夾具中的定位“六點(diǎn)定位原理”的注意問(wèn)題 定位就是限制自由度，通常用合理布置定位支承點(diǎn)的方法來(lái)限制工件的自由度。 定位支承點(diǎn)限制工件自由度的作用，應(yīng)理解為定位支承點(diǎn)與工件定位基準(zhǔn)面始終保持緊貼接觸。若二者脫離，則意味著失去定位作用。 一個(gè)定位支承點(diǎn)僅限制

14、一個(gè)自由度，一個(gè)工件僅有六個(gè)自由度，所設(shè)置的定位支承點(diǎn)數(shù)目，原則上不應(yīng)超過(guò)六個(gè)。第二節(jié) 工件在夾具中的定位分析定位支承點(diǎn)的定位作用時(shí)，不考慮力的影響，定位和夾緊是兩個(gè)概念，不能混淆：工件的某一自由度被限制，是指工件在這一方向上有確定的位置，并非指工件在受到使其脫離定位支承點(diǎn)的外力時(shí)，不能運(yùn)動(dòng)，即夾緊。 定位支承點(diǎn)是由定位元件抽象而來(lái)的，在夾具中，定位支承點(diǎn)總是通過(guò)具體的定位元件體現(xiàn)。常見(jiàn)典型定位方式及定位元件所限制的自由度定位基準(zhǔn)面定位元件的定位方式及所限制的自由度平面支承釘支承板固定支承與自位支承固定支承與輔助支承常見(jiàn)典型定位方式及定位元件所限制的自由度定位基準(zhǔn)面定位元件的定位方式及所限制的

15、自由度圓孔定位銷(xiāo)（心軸）錐銷(xiāo)常見(jiàn)典型定位方式及定位元件所限制的自由度定位基準(zhǔn)面定位元件的定位方式及所限制的自由度外圓柱面支承板或支承釘V形塊常見(jiàn)典型定位方式及定位元件所限制的自由度定位基準(zhǔn)面定位元件的定位方式及所限制的自由度外圓柱面定位套半圓孔常見(jiàn)典型定位方式及定位元件所限制的自由度定位基準(zhǔn)面定位元件的定位方式及所限制的自由度外圓柱面錐套錐孔頂尖錐心軸第二節(jié) 工件在夾具中的定位完全定位與不完全定位1)完全定位：工件的六個(gè)自由度完全被限制的定位。第二節(jié) 工件在夾具中的定位2)不完全定位：按加工要求，允許有一個(gè)或幾個(gè)自由度不被限制的定位。不完全定位是合理的定位方式，在實(shí)際生產(chǎn)中，工件被限制的自由度

16、數(shù)一般不少于三個(gè)。第二節(jié) 工件在夾具中的定位欠定位與過(guò)定位1)欠定位：按工序的加工要求，工件應(yīng)該限制的自由度而未予限制的定位。欠定位是絕對(duì)不允許的。第二節(jié) 工件在夾具中的定位2)過(guò)定位：工件的同一自由度被二個(gè)或二個(gè)以上的支承點(diǎn)重復(fù)限制的定位?？赡茉斐晒ぜ亩ㄎ徽`差，或者造成部分工件裝不進(jìn)夾具的情況。過(guò)定位不是絕對(duì)不允許，要由具體情況決定。第二節(jié) 工件在夾具中的定位消除過(guò)定位及其干涉的兩種途徑： a)改變定位元件的結(jié)構(gòu)，以消除被重復(fù)限制的自由度。 b)提高工件定位基面之間及定位元件工作表面之間的位置精度，以減小或消除過(guò)定位引起的干涉。定位銷(xiāo)過(guò)定位的消除 V型塊過(guò)定位的消除 第二節(jié) 工件在夾具中的

17、定位三.常見(jiàn)的定位方式和定位元件定位元件的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足下列要求：要有與工件相適應(yīng)的精度；要有足夠的剛度，不允許受力后發(fā)生變形；要有耐磨性，以便在使用中保持精度。一般多采用低碳鋼滲碳淬火或中碳鋼淬火，硬度為5862HRC。第二節(jié) 工件在夾具中的定位典型表面的定位方法 工件的定位表面有各種形式，如平面、外圓、內(nèi)孔等，對(duì)于這些表面，總是采用一定結(jié)構(gòu)的定位元件。常見(jiàn)的定位方法有：平面定位、圓孔定位、外圓柱面定位、組合表面定位。 第二節(jié) 工件在夾具中的定位1.工件以平面定位概念：在機(jī)械加工中，利用工件上的一個(gè)或幾個(gè)平面作為定位基面來(lái)定位工件的方式，稱(chēng)為平面定位。 定位元件：固定支承、可調(diào)支承和自位支承。第

18、二節(jié) 工件在夾具中的定位(1)固定支承：包括固定支承釘、固定支承板。固定支承釘?shù)诙?jié) 工件在夾具中的定位固定支承板 固定支承板多用于工件上已加工表面的定位，有時(shí)可用一塊支承板代替兩個(gè)支承釘。左圖A型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但埋頭螺釘處易堆積切屑，故用于工件側(cè)面或頂面定位。而右圖B型支承板可克服這一缺點(diǎn)，主要用于工件的底面定位。 第二節(jié) 工件在夾具中的定位(2)可調(diào)支承 可調(diào)支承是頂端位置可在一定高度范圍內(nèi)調(diào)整的支承。多用于未加工平面的定位，以調(diào)節(jié)和補(bǔ)償各批毛坯尺寸的誤差，一般每批毛坯調(diào)整一次。第二節(jié) 工件在夾具中的定位(3)自位支承 支承本身的位置在定位過(guò)程中，能自動(dòng)適應(yīng)工件定位基準(zhǔn)面位置變化的一類(lèi)支承。自

19、位支承能增加與工件定位面的接觸點(diǎn)數(shù)目，使單位面積壓力減小，故多用于剛度不足的毛坯表面或不連續(xù)的平面的定位。一個(gè)定位支承點(diǎn)，限制一個(gè)自由度。第二節(jié) 工件在夾具中的定位(4)輔助支承 在生產(chǎn)中，有時(shí)為了提高工件的剛度和定位穩(wěn)定性，常采用輔助支承。如圖所示階梯零件，當(dāng)用平面1定位銑平面2時(shí)，于工件右部底面增設(shè)輔助支承3，可避免加工過(guò)程中工件的變形。第二節(jié) 工件在夾具中的定位2.工件以圓孔定位 有些工件，如套筒、法蘭盤(pán)、撥叉等以孔作為定位基準(zhǔn)，此時(shí)采用的定位元件有定位銷(xiāo)、定位心軸等。 第二節(jié) 工件在夾具中的定位(1)定位銷(xiāo)定位銷(xiāo)頭部應(yīng)做出倒角或圓角，以便于裝入工件定位孔。主要用于直徑小于50mm的中小

20、孔定位。 第二節(jié) 工件在夾具中的定位(2)錐銷(xiāo)常用于工件孔端的定位可限制工件三個(gè)自由度 第二節(jié) 工件在夾具中的定位(3)定位心軸心軸定心精度高，但裝卸費(fèi)時(shí)，有時(shí)易損傷工件孔，多用于定心精度要求高的情況。定位時(shí)，工件楔緊在心軸上，多用于車(chē)或磨同軸度要求高的盤(pán)類(lèi)零件，小錐度 心軸實(shí)際上起不到 定位的作用。第二節(jié) 工件在夾具中的定位3.工件以外圓柱面定位 工件以外圓柱面定位在生產(chǎn)中是常見(jiàn)的，如軸套類(lèi)零件等。常用的定位元件有V形塊、定位套、半圓孔定位座。 第二節(jié) 工件在夾具中的定位(1)V形塊V形塊是用得最廣泛的外圓表面定位元件。第二節(jié) 工件在夾具中的定位在V形塊上定位時(shí)，工件具有自動(dòng)對(duì)中作用。D標(biāo)準(zhǔn)

21、心軸直徑，即工件定位用外圓直徑 (mm);HV形塊高度(mm);NV形塊的開(kāi)口尺寸 (mm);T對(duì)標(biāo)準(zhǔn)心軸而言，V形塊的標(biāo)準(zhǔn)高度，V形塊兩工作平面間的夾角。 設(shè)計(jì)V形塊時(shí)T值的計(jì)算： 第二節(jié) 工件在夾具中的定位(2)定位套筒定位套筒裝在夾具體上，用以支承外圓表面，起定位作用。定位元件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但定心精度不高，當(dāng)工件外圓與定位孔配合較松時(shí)，還易使工件偏斜，因而常采用套筒內(nèi)孔與端面一起定位，以減少偏斜。若工件端面較大，為避免過(guò)定位，定位孔應(yīng)做短些。 第二節(jié) 工件在夾具中的定位(3)半圓孔定位座將同一圓周面的孔分成兩半圓，下半圓部分裝在夾具體上，起定位作用，上半圓部分裝在可卸式或鉸鏈?zhǔn)缴w上，起夾緊作

22、用，半圓孔定位座適用于大型軸類(lèi)工件的定位。 第二節(jié) 工件在夾具中的定位(4)外圓定心夾緊機(jī)構(gòu) 在實(shí)現(xiàn)定心的同時(shí)，能將工件夾緊的機(jī)構(gòu)，稱(chēng)為定心夾緊機(jī)構(gòu)，如三爪自定心卡盤(pán)、彈簧夾頭等。 彈簧夾頭的速度是有彈性的，如果工件尺寸是一致的，彈簧夾頭的速度會(huì)更快。如果工件尺寸的變化大，可能需要采用卡爪卡盤(pán)以適應(yīng)尺寸范圍寬的加工工件。第二節(jié) 工件在夾具中的定位4.工件以組合表面定位實(shí)際加工過(guò)程中，工件往往是以幾個(gè)表面同時(shí)定位的，稱(chēng)為“組合表面定位”。 (1)一個(gè)平面和二個(gè)與其垂直的孔的組合在箱體、連桿、蓋板等類(lèi)零件加工中，常采用這種組合定位，俗稱(chēng)“一面二孔”定位。(會(huì)出現(xiàn)定位干涉問(wèn)題)第二節(jié) 工件在夾具中的

23、定位 “一面兩銷(xiāo)”的兩圓柱銷(xiāo)重復(fù)限制了沿方向的移動(dòng)自由度，屬于過(guò)定位。由于工件上兩孔的孔心距和夾具上兩銷(xiāo)的銷(xiāo)心距均會(huì)有誤差，因而會(huì)出現(xiàn)上圖所示的相互干涉現(xiàn)象。 第二節(jié) 工件在夾具中的定位解決“一面兩孔”的定位干涉問(wèn)題的途徑：(1)減小一個(gè)銷(xiāo)的直徑；(2)將一個(gè)銷(xiāo)做成削邊銷(xiāo)。第二節(jié) 工件在夾具中的定位(2)一個(gè)平面和二個(gè)與其垂直的外圓柱面的組合 工件在垂直平面定位后，再將工件左端用圓孔或V形塊定位，工件右端外圓所用的V形塊必須做成浮動(dòng)結(jié)構(gòu)，使其只能限制工件一個(gè)自由度，否則就會(huì)出現(xiàn)過(guò)定位。 第二節(jié) 工件在夾具中的定位(3)一個(gè)孔和一個(gè)平行于孔中心線的平面的組合 圖中所示兩個(gè)零件，均需以大孔及底面定

24、位，加工兩小孔。視其加工尺寸要求的不同，圖a零件選用圖定位方案，圖b零件選用圖d定位方案，均能避免過(guò)定位，并保證工件要求。 第四章 機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)第一節(jié) 機(jī)床夾具概述 第二節(jié) 工件在夾具中的定位第三節(jié) 定位誤差分析 第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊第五節(jié) 各類(lèi)機(jī)床夾具第六節(jié) 現(xiàn)代機(jī)床夾具第七節(jié) 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的基本步驟第三節(jié) 定位誤差分析調(diào)刀基準(zhǔn)的概念 定位誤差及其產(chǎn)生原因定位誤差的計(jì)算保證加工精度的條件第三節(jié) 定位誤差分析定位基本原理進(jìn)行夾具定位分析，重點(diǎn)是解決單個(gè)工件在夾具中占有準(zhǔn)確加工位置的問(wèn)題。要達(dá)到一批工件在夾具中占有準(zhǔn)確加工位置，還必須對(duì)一批工件在夾具中定位時(shí)會(huì)不會(huì)產(chǎn)生誤差進(jìn)行分析計(jì)算

25、，即定位誤差的分析與計(jì)算。第三節(jié) 定位誤差分析計(jì)算的目的是依據(jù)所產(chǎn)生的誤差的大小，判斷該定位方案能否保證加工要求，從而證明該定位方案的可行性。何為夾具誤差？第三節(jié) 定位誤差分析夾具誤差定位誤差基本概念由于夾具設(shè)計(jì)、制造與使用中引起的各項(xiàng)有關(guān)誤差稱(chēng)為夾具誤差。它是工序加工誤差的一個(gè)組成部分，對(duì)保證加工精度起著重要作用。 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在工序尺寸方向上的最大位置變動(dòng)量。它是夾具誤差的一個(gè)重要組成部分。定位誤差的大小往往成為評(píng)價(jià)一個(gè)夾具設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要指標(biāo)。第三節(jié) 定位誤差分析基本概念根據(jù)定位誤差分析計(jì)算的結(jié)果，便可看出影響定位誤差的因素，從而找到減少定位誤差和提高夾具工作精度的途徑。由此可見(jiàn)，分析計(jì)算定位

26、誤差是夾具設(shè)計(jì)中的一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)。夾具誤差定位誤差第三節(jié) 定位誤差分析調(diào)刀基準(zhǔn)的概念在零件加工前對(duì)機(jī)床進(jìn)行調(diào)整時(shí)，為了確定刀具的位置，還要用到調(diào)刀基準(zhǔn)。由于最終目的是為了確定刀具相對(duì)工件的位置，所以調(diào)刀基準(zhǔn)往往選在夾具上定位元件的某個(gè)工作面。因此它與其它各類(lèi)基準(zhǔn)不同，不是體現(xiàn)在工件上，而是體現(xiàn)在夾具中，是由夾具定位元件的定位工作面體現(xiàn)。 第三節(jié) 定位誤差分析調(diào)刀基準(zhǔn)的概念由以上得出調(diào)刀基準(zhǔn)應(yīng)具備的兩個(gè)條件：它是由夾具定位元件的定位工作面體現(xiàn)的；它是在加工精度參數(shù)（尺寸、位置）方向上調(diào)整刀具位置的依據(jù)。若加工精度參數(shù)是尺寸時(shí)，則夾具圖上應(yīng)以調(diào)刀基準(zhǔn)標(biāo)注調(diào)刀尺寸。 第三節(jié) 定位誤差分析調(diào)刀基準(zhǔn)

27、的概念選取調(diào)刀基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)盡可能不受夾具定位元件的制造誤差的影響。例1：右上圖為定位心軸。1是定位部分，2是與夾具體配合部分。選取定位心軸的軸線OO為調(diào)刀基準(zhǔn)時(shí)，可不受定位外圓直徑制造誤差的影響。即使在夾具維修后更換了定位心軸，雖然定位外圓直徑發(fā)生變化但OO軸線位置仍不變（假設(shè)不考慮定位心軸上1與2的同軸度誤差）。 但若選用定位外圓上母線A為調(diào)刀基準(zhǔn)時(shí)，則由于外圓直徑制造誤差的影響，將使調(diào)刀尺寸產(chǎn)生A的變化。第三節(jié) 定位誤差分析調(diào)刀基準(zhǔn)的概念例2：圖4-31a是零件圖（或工序圖）。在其上鉆孔，要求保證尺寸和孔軸線對(duì)內(nèi)孔軸線的對(duì)稱(chēng)度。 圖4-31b是加工孔的鉆床夾具部分視圖，為保證尺寸要求，工件以

28、端面緊靠心軸2的端面定位。 使導(dǎo)引鉆頭的鉆套軸線到心軸2的A端面的位置尺寸調(diào)整成相應(yīng)尺寸（一般應(yīng)為 的平均尺寸），即可保證鉆出一批工件 孔軸線的位置尺寸。第三節(jié) 定位誤差分析調(diào)刀基準(zhǔn)的概念在圖4-31b的夾具俯視圖中可以看出：為保證孔軸線對(duì)工件內(nèi)孔軸線的對(duì)稱(chēng)，必須保證鉆套軸線對(duì)定位心軸2的軸線OO對(duì)稱(chēng)（垂直相交）。這時(shí)工件 尺寸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是 端面，定位基準(zhǔn)也是 端面，二者重合。夾具上的調(diào)刀基準(zhǔn)則是定位心軸2的A端面。 對(duì)于對(duì)稱(chēng)度要求，工件內(nèi)孔 軸線 是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，工件以?xún)?nèi)孔在心軸2上定位，內(nèi)孔軸線 又是定位基準(zhǔn)。而定位心軸軸線OO則是調(diào)刀基準(zhǔn)。 第三節(jié) 定位誤差分析調(diào)刀基準(zhǔn)的概念由上面的分析可知

29、：設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)都是體現(xiàn)在工件上的，而調(diào)刀基準(zhǔn)卻是由夾具定位元件的定位工作面來(lái)體現(xiàn)的。從上面的示例中還可歸納出調(diào)刀基準(zhǔn)的特點(diǎn)及其與相應(yīng)定位基準(zhǔn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下,如下圖所示。調(diào)刀基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)的關(guān)系圖 第三節(jié) 定位誤差分析定位誤差及其產(chǎn)生原因定位誤差由基準(zhǔn)不重合誤差和定位副制造不準(zhǔn)確誤差組成當(dāng)夾具在機(jī)床上的定位精度已達(dá)到要求時(shí)，如果工件在夾具中定位的不準(zhǔn)確，將會(huì)使設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在加工尺寸方向上產(chǎn)生偏移。往往導(dǎo)致加工后工件達(dá)不到要求。 定位誤差由 表示。第三節(jié) 定位誤差分析定位誤差及其產(chǎn)生原因需要明確的概念設(shè)計(jì)基準(zhǔn)工序基準(zhǔn)在零件圖上用來(lái)確定某一表面的尺寸、位置所依據(jù)的基準(zhǔn)。在工序圖上用來(lái)確定本工序被加

30、工表面加工后的尺寸、位置所依據(jù)的基準(zhǔn)。第三節(jié) 定位誤差分析定位誤差及其產(chǎn)生原因基準(zhǔn)不重合誤差定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合產(chǎn)生的定位誤差底面3和側(cè)面4已加工好，現(xiàn)需加工臺(tái)階面1和頂面2。工序一：加工頂面2，以底面和側(cè)面定位；工序二：加工臺(tái)階面1。定位同工序一 工序一中調(diào)刀基準(zhǔn)是與底面3相接觸的定位平面，而定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)都是底面3，二者與調(diào)刀基準(zhǔn)重合。 加工時(shí)，使刀具調(diào)整尺寸與工序尺寸一致，即 (對(duì)于一批工件來(lái)說(shuō)，可視為常量)，則定位誤差為零。 第三節(jié) 定位誤差分析定位誤差及其產(chǎn)生原因基準(zhǔn)不重合誤差定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合產(chǎn)生的定位誤差工序二中定位基準(zhǔn)為底面3，與調(diào)刀基準(zhǔn)重合，而設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為頂面2，

31、即定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合。 即使本工序刀具以底面為基準(zhǔn)調(diào)整得絕對(duì)準(zhǔn)確，且無(wú)其它加工誤差，仍會(huì)由于上一工序加工后頂面2 在 范圍內(nèi)變動(dòng)加工尺寸 變?yōu)槠湔`差為2H該誤差完全是由于定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合引起的，稱(chēng)為“基準(zhǔn)不重合誤差”，以 表示，即 =2H。將定位基準(zhǔn)到設(shè)計(jì)基準(zhǔn)間的尺寸稱(chēng)為聯(lián)系尺寸，則基準(zhǔn)不重合誤差就等于聯(lián)系尺寸的公差。 第三節(jié) 定位誤差分析定位誤差及其產(chǎn)生原因基準(zhǔn)不重合誤差定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合產(chǎn)生的定位誤差工序二改進(jìn)后如右圖所示。使其基準(zhǔn)重合，即 =0。這種方案雖然提高了定位精度，但夾具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工件安裝不便，并使加工穩(wěn)定性和可靠性變差，因而有可能產(chǎn)生更大的加工誤差。 從多方

32、面考慮，在滿足加工要求的前提下，基準(zhǔn)不重合的定位方案在實(shí)踐中也可以采用。第三節(jié) 定位誤差分析定位誤差及其產(chǎn)生原因定位副制造不準(zhǔn)確產(chǎn)生的基準(zhǔn)位移誤差 工件定位工作面與夾具定位元件的定位工作面合稱(chēng)為定位副，則由于定位副制造誤差，也直接影響定位精度。由于定位副制造不準(zhǔn)確，使得定位基準(zhǔn)相對(duì)夾具的調(diào)刀基準(zhǔn)發(fā)生位移而產(chǎn)生的定位誤差，稱(chēng)為“基準(zhǔn)位移誤差”，用 表示。 第三節(jié) 定位誤差分析定位誤差及其產(chǎn)生原因定位副制造不準(zhǔn)確產(chǎn)生的基準(zhǔn)位移誤差 如右圖所示，工件以?xún)?nèi)孔軸線O為定位基準(zhǔn)，套在心軸 上，銑上平面，工序尺寸為 。尺寸H的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為內(nèi)孔軸線O，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合。調(diào)刀基準(zhǔn)是定位心軸軸線 ，從定位角度

33、看，此時(shí)內(nèi)孔軸線與心軸軸線重合，即設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)以及調(diào)刀基準(zhǔn)重合， =0。 第三節(jié) 定位誤差分析定位誤差及其產(chǎn)生原因定位副制造不準(zhǔn)確產(chǎn)生的基準(zhǔn)位移誤差 實(shí)際上，定位心軸和工件內(nèi)孔都有制造誤差，而且為了便于工件套在心軸上，還應(yīng)留有配合間隙，故安裝后孔和軸的中心必然不重合 (如右圖所示)。這就使得定位基準(zhǔn)O相對(duì)調(diào)刀基準(zhǔn)發(fā)生位置變動(dòng)。第三節(jié) 定位誤差分析定位誤差及其產(chǎn)生原因定位副制造不準(zhǔn)確產(chǎn)生的基準(zhǔn)位移誤差 計(jì)算：如右圖所示，孔徑為 ，軸徑為 ，則最小間隙為 。當(dāng)心軸如右圖水平放置時(shí) ，O與O1之間最大與最小距離分別為：第三節(jié) 定位誤差分析定位誤差及其產(chǎn)生原因定位副制造不準(zhǔn)確產(chǎn)生的基準(zhǔn)位移誤差

34、基準(zhǔn)發(fā)生位移而造成的加工誤差為：即此定位誤差為內(nèi)孔公差D與心軸公差d之和的一半，且與最小配合無(wú)關(guān)。第三節(jié) 定位誤差分析定位誤差及其產(chǎn)生原因定位副制造不準(zhǔn)確產(chǎn)生的基準(zhǔn)位移誤差 若心軸垂直放置，則工件孔與心軸可能在任意邊接觸，此時(shí)定位誤差為第三節(jié) 定位誤差分析定位誤差及其產(chǎn)生原因定位副制造不準(zhǔn)確產(chǎn)生的基準(zhǔn)位移誤差 根據(jù)上面的分析，可以看出：在用夾具裝夾加工一批工件時(shí)，一批工件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相對(duì)夾具調(diào)刀基準(zhǔn)發(fā)生最大位置變化是產(chǎn)生定位誤差的原因，包括兩方面：由于定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，引起一批工件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相對(duì)定位基準(zhǔn)發(fā)生位置變化；由于定位副的制造誤差，引起一批工件的定位基準(zhǔn)相對(duì)夾具調(diào)刀基準(zhǔn)發(fā)生位置變化

35、。 定位誤差的定義可進(jìn)一步概括為：一批工件某加工參數(shù)（尺寸、位置）的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相對(duì)夾具的調(diào)刀基準(zhǔn)在該加工參數(shù)方向上的最大位置變化量 ，稱(chēng)為該加工參數(shù)的定位誤差。第三節(jié) 定位誤差分析定位誤差及其產(chǎn)生原因定位誤差及其產(chǎn)生原因第三節(jié) 定位誤差分析定位誤差的計(jì)算兩種方法： 合成法分析計(jì)算極限法分析計(jì)算計(jì)算思路：合成法： 計(jì)算基準(zhǔn)不重合誤差 計(jì)算基準(zhǔn)位移誤差 ： 1、工件以平面定位： ； 第三節(jié) 定位誤差分析2、工件以?xún)?nèi)孔定位： a、定位原件為剛性心軸，水平放置，如圖1所示：則在接觸點(diǎn)切向方向 ，在法向方向 。 b、剛性心軸垂直放置，如圖2所示：在任意方向上 (X為間隙值) c、定位元件為可脹心軸： 第三

36、節(jié) 定位誤差分析 3、工件以外圓定位 a、定位元件用V型塊（忽略制造誤差）如圖3所示：在水平方向上 ，在垂直方向上第三節(jié) 定位誤差分析3、工件以外圓定位 b、定位元件采用定位套，如圖4所示，若孔與外圓單邊接觸，則：在水平方向上 ，在垂直方向上若孔與外圓任意邊接觸，則：任意方向上第三節(jié) 定位誤差分析 計(jì)算定位誤差將 和 合成，合成時(shí)有兩種情況 ： 1、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不在定位基面上，則 2、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在定位基面上，則 的符號(hào)問(wèn)題： 當(dāng)由于基準(zhǔn)位移和基準(zhǔn)不重合分別引起尺寸作相同方向變化(同時(shí)增大或同時(shí)減少)時(shí)，取“+”號(hào);而當(dāng)引起加工尺寸彼此向相反方向變化時(shí)，取“-”號(hào)。第三節(jié) 定位誤差分析例：圖示為一帶鍵

37、槽的軸，工件銑槽時(shí)以 外圓柱面在900V型塊上定位，求加工尺寸為A1、A2、A3時(shí)的定位誤差。 A1的定位誤差：A1的工序基準(zhǔn)：圓柱上母線，定位基準(zhǔn)：圓柱軸線，兩者不重合A1的工序基準(zhǔn)在定位基準(zhǔn)面上，兩者的變化方向相同，故第三節(jié) 定位誤差分析 A2的定位誤差： 工序基準(zhǔn)面為圓柱軸線，定位基準(zhǔn)為圓柱軸線，兩者重合，故：第三節(jié) 定位誤差分析 A3的定位誤差： A3的工序基準(zhǔn)為圓柱下母線，定位基準(zhǔn)為圓柱軸線，兩者不重合。 A3的工序基準(zhǔn)在定位基準(zhǔn)面上，但是兩者變動(dòng)的方向是相反的，故：第三節(jié) 定位誤差分析極限法: 確定一批工件設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的兩個(gè)極限位置，再根據(jù)幾何關(guān)系求出此二位置的距離，并將其投影到加工尺

38、寸方向上，便可求出定位誤差。第三節(jié) 定位誤差分析例：用極限法活動(dòng)V型塊的定位誤差 圖中大小2個(gè)圓分別為工件在定位結(jié)構(gòu)結(jié)束下的2個(gè)極限狀態(tài),這2個(gè)極限狀態(tài)下所得工序尺寸的差值就是由定位因素造成的工序尺寸的變動(dòng)量,即定位誤差。第三節(jié) 定位誤差分析例：用極限法活動(dòng)V型塊的定位誤差第三節(jié) 定位誤差分析例：用極限法活動(dòng)V型塊的定位誤差 對(duì)于工序基準(zhǔn)位于上半圓的情況如工序尺寸L，同樣可由該方法導(dǎo)出正確結(jié)構(gòu)，由圖可知，尺寸L的定位誤差即是NK與NK之差：第三節(jié) 定位誤差分析例：用極限法活動(dòng)V型塊的定位誤差 圖中大小2個(gè)圓分別為工件在定位結(jié)構(gòu)結(jié)束下的2個(gè)極限狀態(tài),這2個(gè)極限狀態(tài)下所得工序尺寸的差值就是由定位因

39、素造成的工序尺寸的變動(dòng)量,即定位誤差。 對(duì)于工序基準(zhǔn)位于上半圓的情況如工序尺寸L，同樣可由該方法導(dǎo)出正確結(jié)構(gòu)，由圖可知，尺寸L的定位誤差即是NK與NK之差：第三節(jié) 定位誤差分析保證加工精度的條件 采用夾具加工時(shí)的誤差計(jì)算不等式： 減少與夾具有關(guān)的各項(xiàng)誤差是設(shè)計(jì)夾具時(shí)必須認(rèn)真考慮的問(wèn)題之一。制訂夾具公差時(shí)，應(yīng)保證夾具的定位、制造和調(diào)整誤差的總和不超過(guò)零件公差的1/3。 第三節(jié) 定位誤差分析夾具誤差：由夾具各元件、裝置以及定位基面間位置不精確引起。定位元件相對(duì)安裝基準(zhǔn)的尺寸或位置誤差；定位元件相對(duì)對(duì)刀或?qū)蛟?包含導(dǎo)向元件之間)的尺寸或位置誤差；導(dǎo)向元件相對(duì)安裝基準(zhǔn)的尺寸或位置誤差；分度誤差。第

40、三節(jié) 定位誤差分析夾具誤差之一：定位誤差 工件在機(jī)床夾具定位時(shí),由于工件定位基準(zhǔn)與夾具定位元件的制造誤差和其配合間隙、定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合,工件以多基面定位時(shí),基準(zhǔn)之間的位置誤差這三種原因,引起工序基準(zhǔn)在工序尺寸方向上的最大位置變化量。定位誤差計(jì)算方法： 公式法 全微分法 圖形法 公式法D=R+BD定位誤差,B基準(zhǔn)不重合誤差,R基準(zhǔn)位移誤差。 全微分法 首先找出工序基準(zhǔn)到加工尺寸方向某一固定點(diǎn)的距離,建立兩點(diǎn)間距離與工件尺寸的關(guān)系,兩點(diǎn)間距離的全微分即為定位誤差。求解含有角度尺寸的定位誤差計(jì)算比較方便。 圖形法 利用AUTOCAD精確畫(huà)出工件的定位簡(jiǎn)圖,并在圖中放大畫(huà)出工件尺寸變動(dòng)的極限位

41、置,應(yīng)用AUTOCAD的尺寸標(biāo)注功能自動(dòng)標(biāo)注機(jī)床夾具定位誤差。 圖形法求解機(jī)床夾具定位誤差的關(guān)鍵是找出引起工序尺寸變化的兩個(gè)極限位置。第四章 機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)第一節(jié) 機(jī)床夾具概述 第二節(jié) 工件在夾具中的定位第三節(jié) 定位誤差分析 第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊第五節(jié) 各類(lèi)機(jī)床夾具第六節(jié) 現(xiàn)代機(jī)床夾具第七節(jié) 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的基本步驟第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊夾緊裝置： 工件在定位元件上定位后，必須采用一定的裝置將工件壓緊夾牢，使其在加工過(guò)程中不會(huì)因受切削力、慣性力或離心力等作用而發(fā)生振動(dòng)或位移，從而保證加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。 機(jī)械加工中所使用的夾具一般都必須有夾緊裝置，在大型工件上鉆小孔時(shí)，可不單獨(dú)設(shè)計(jì)

42、夾緊裝置。第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊一、夾緊裝置的組成及基本要求 夾緊裝置的組成 力源裝置 中間傳力機(jī)構(gòu) 夾緊元件 第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊TRIBOS-全新的刀具夾緊裝置第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊 夾緊裝置的基本要求夾緊時(shí)不能破壞工件夾具中占有正確位置。夾緊力要適當(dāng)。夾緊機(jī)構(gòu)要操作方便，夾壓迅速、省力。結(jié)構(gòu)要緊湊簡(jiǎn)單，有良好結(jié)構(gòu)工藝性，盡量使用標(biāo)準(zhǔn)件。 第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊現(xiàn)代機(jī)床的新式工件夾緊裝置人可以走開(kāi)的時(shí)間長(zhǎng) ：多工件裝夾使機(jī)床能實(shí)現(xiàn)無(wú)人化運(yùn)轉(zhuǎn)快速更換裝夾 ：使用了現(xiàn)代夾緊技術(shù)，避免了虎鉗的固定爪偏位和傾斜等缺陷?？焖俑鼡Q可加工夾爪使各種零件的第1次加工和重復(fù)裝夾的柔性大為增

43、加。 生產(chǎn)率高：減少了圍繞切削時(shí)間的無(wú)效行為，增加了刀具在工件加工中所占的時(shí)間百分比。 第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊二.夾緊力的確定：1.確定夾緊力方向的原則：夾緊力的方向應(yīng)使定位基面與定位元件接觸良好，保證工件定位準(zhǔn)確可靠；當(dāng)工件由幾個(gè)表面組合定位時(shí)，在各相應(yīng)方向都應(yīng)施加夾緊力，且主要夾緊力的方向應(yīng)朝向主要定位基面；第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊應(yīng)垂直主定位面，最好對(duì)著平面形定位件第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊理想的夾緊力的方向應(yīng)盡量與工件受到的切削力、重力等的方向一致，以減小夾緊力； 以上三種夾緊力、切削力、重力的三種方向關(guān)系中，圖a)所需夾緊力最小，圖c)所需夾緊力最大。夾緊力的方向應(yīng)與工件剛度最

44、大的方向一致，以減小工件變形。夾緊薄壁工件時(shí)，尤應(yīng)注意這種情況。 第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊2.夾緊力作用點(diǎn)的確定原則夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)正對(duì)支承元件或位于支承元件所形成的支承面內(nèi)；如左圖所示，夾緊力W的作用點(diǎn)可能會(huì)使工件翻轉(zhuǎn)。第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊以上兩種夾緊方案，相較而言b)方案是合理的。第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)位于工件剛性較好的部位；通過(guò)對(duì)比以上兩種方案，將作用在殼體中部的單點(diǎn)改為在工件外緣處的兩點(diǎn)夾緊，工件的變形大大改善，夾緊也更可靠。此項(xiàng)原則對(duì)剛性差的工件尤為重要。 第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊如下圖所示，鏜連桿大頭孔時(shí)，W1加在桿身中間，會(huì)使

45、兩頭上翹，鏜孔后，導(dǎo)致孔軸線與端面不垂直。第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面，以減小切削力對(duì)夾緊點(diǎn)的力矩，防止或減少工件的加工振動(dòng)或彎曲變形。第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊3.夾緊力大小的確定原則 夾緊力的大小可根據(jù)切削力、工件重力的大小、方向和相互位置關(guān)系具體計(jì)算。為安全起見(jiàn)，計(jì)算出的夾緊力應(yīng)乘以安全系數(shù)K，故實(shí)際夾緊力一般比理論計(jì)算值大23倍。 夾緊力的大?。?W=K*WL 式中：K安全系數(shù)； 粗加工K=2.53,精加工K=1.52。 WL解靜力學(xué)求得的理論值。W足夠而不過(guò)大，即只要能夠克服F切、F重等外力的影響，不破壞定位；W過(guò)大則工件變形愈大。第四節(jié) 工件在夾具中的

46、夾緊第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊進(jìn)行夾緊力計(jì)算時(shí)，通常將夾具和工件看作一剛性系統(tǒng)，以簡(jiǎn)化計(jì)算；根據(jù)工件在切削力、夾緊力 (重型工件要考慮重力，高速時(shí)要考慮慣性力)作用下處于靜力平衡，列出靜力平衡方程式，即可算出理論夾緊力；一般來(lái)說(shuō)，手動(dòng)夾緊時(shí)不必算出夾緊力的確切值，只有機(jī)動(dòng)夾緊時(shí)，才進(jìn)行夾緊力計(jì)算，以便決定動(dòng)力部件 (如氣缸、液壓缸直徑等)的尺寸。 第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊三.典型夾緊機(jī)構(gòu) 夾緊機(jī)構(gòu)是夾緊裝置的重要組成部分，因?yàn)闊o(wú)論采用何種動(dòng)力源裝置，都必須通過(guò)夾緊機(jī)構(gòu)將原始力轉(zhuǎn)化為夾緊力、各類(lèi)機(jī)床夾具應(yīng)用的夾緊機(jī)構(gòu)多種多樣，以下介紹幾種利用機(jī)械摩擦實(shí)現(xiàn)夾緊，并可自鎖的典型夾緊機(jī)構(gòu)。 第四節(jié)

47、工件在夾具中的夾緊斜楔夾緊；螺旋夾緊；偏心夾緊。第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊楔塊夾緊機(jī)構(gòu)是利用斜面來(lái)夾緊工件的，它是夾具的基本形式，其他一些機(jī)構(gòu)實(shí)際上是由此派生出來(lái)的。1.斜楔夾緊第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，升程小，擴(kuò)力倍數(shù)不算大，操作情況不理想，但與機(jī)動(dòng)裝置聯(lián)合應(yīng)用較廣。另外，增大行程和增大夾緊力使斜楔自鎖是矛盾的，因此，選斜楔角時(shí)必須考慮這兩方面因素，如果兩者都要求很?chē)?yán)，可將斜楔做成兩個(gè)升角，前一段大升角用于加大工作行程，后一段小升角用于工件的加緊并自鎖。第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊斜楔夾緊的受力分析夾緊時(shí)，F(xiàn)P、FQ、FR三力平衡。夾緊力：第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊工件夾緊后力

48、FP消失，則斜楔應(yīng)能自鎖。 斜楔夾角的自鎖條件： 通常為安全起見(jiàn):第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊2.螺旋夾緊螺旋夾緊機(jī)構(gòu)在生產(chǎn)中使用極為普遍。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，夾緊行程大，特別是它具有自鎖性能和增力大兩大特點(diǎn)。它主要有兩種典型結(jié)構(gòu): 1、單個(gè)螺栓夾緊機(jī)構(gòu);2、螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu) 。 第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊單個(gè)螺栓夾緊機(jī)構(gòu)如圖a所示為六角頭壓緊螺釘，它是用螺釘頭部直接壓緊工件。b圖所示在螺釘頭部裝上擺動(dòng)壓塊，可防止螺釘旋轉(zhuǎn)時(shí)損傷工件表面或帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)。第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊擺動(dòng)壓塊結(jié)構(gòu)如下圖所示 。 第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)圖 a 、 b 兩機(jī)構(gòu)的施力螺釘位置不同。圖 a 減力但增

49、加夾緊行程，圖 b 不增力但可改變夾緊力方向。圖 c 采用鉸鏈壓板增力，但減小夾緊行程，使用上受工件尺寸形狀的限制。圖 d 為鉤形壓板 , 其結(jié)構(gòu)緊湊，適用于夾緊機(jī)構(gòu)空間位置受到限制的場(chǎng)合。圖e 為自調(diào)式壓板，它能適應(yīng)工件高度由 0 到一定范圍內(nèi)的變化，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便。 第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊如圖所示為螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)，它的產(chǎn)生擴(kuò)大了單螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的應(yīng)用范圍，實(shí)際中常采用螺旋與壓板組合的螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)。第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊特點(diǎn)：(1)夾緊結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，夾緊可靠，在夾具中得到廣泛應(yīng)用；(2)夾緊力比斜楔夾緊力大，螺旋夾緊行程不受限制，所以在手動(dòng)夾緊中應(yīng)用極廣；(3)螺旋夾緊動(dòng)作慢，

50、輔助時(shí)間長(zhǎng)，效率低，在實(shí)際生產(chǎn)中，螺旋一壓板組合夾緊比單螺旋夾緊用的更為普遍。第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊夾緊力的計(jì)算22WWF21WRxRF1第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊根據(jù)外力矩應(yīng)與阻力矩相平衡M外力矩=QL； 螺桿與螺母之間的摩擦阻力矩； 螺桿與工件之間的摩擦阻力矩； 反力N與F1的合力在水平方向上的分力； r螺桿中徑之半（mm）；F2螺桿與工件之間的摩擦力（N）；r當(dāng)量摩擦半徑；mm ；1、2摩擦角。將（2）、（3）代入（1）式第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊可轉(zhuǎn)位壓板 螺旋夾緊動(dòng)畫(huà) 第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊3.偏心夾緊偏心夾緊機(jī)構(gòu)是由偏心件作為夾緊元件，直接夾緊或與其它元件組合實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的夾

51、緊，常用的偏心件有圓偏心和偏心軸偏心兩種。 第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊當(dāng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)手柄2使偏心輪3繞軸4轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，偏心輪的圓柱面緊壓在墊板1上，由于墊板的反作用力，使偏心輪上移，同時(shí)抬起壓板5右端，而左端下壓夾緊工件。 一種常見(jiàn)的偏心輪一壓板夾緊機(jī)構(gòu) 第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊特點(diǎn)：由于圓偏心夾緊時(shí)的夾緊力小，自鎖性能不是很好，且?jiàn)A緊行程小，故多用于切削力小，無(wú)振動(dòng)，工件尺寸公差不大的場(chǎng)合，但是圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)是一種快速夾緊機(jī)構(gòu)。 第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊四.夾緊動(dòng)力源裝置1霧化器 2減壓閥 3止回閥 4轉(zhuǎn)向閥 5調(diào)速閥 6氣壓表 7氣缸 1.氣動(dòng)夾緊氣動(dòng)夾緊的特點(diǎn)操作方便迅速、反應(yīng)靈敏，易于自

52、動(dòng)化；空氣取之不盡，廢氣直接排入大氣無(wú)污染，但有噪聲；空氣具有可壓縮性，夾緊剛度不高，需設(shè)置自鎖機(jī)構(gòu)；因工作壓力不高，夾緊力不夠大，需借助擴(kuò)力機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)比較龐大。第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊如圖所示，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)空壓機(jī)產(chǎn)生0.70.9MPa的壓縮空氣，經(jīng)冷卻器進(jìn)入儲(chǔ)氣罐備用，經(jīng)水氣分離器濾去水分和雜質(zhì)，再經(jīng)過(guò)調(diào)壓閥使壓力降低到0.40.6MPa并穩(wěn)定在調(diào)定壓力，然后再經(jīng)油霧器混以霧化油，保持系統(tǒng)中元件的潤(rùn)滑。再經(jīng)單向閥、換向閥和節(jié)流閥進(jìn)入活塞式氣缸和薄膜式氣缸進(jìn)行夾緊工作。1 電動(dòng)機(jī) 2 空壓機(jī) 3 冷卻器 4 儲(chǔ)氣罐 5 過(guò)濾器 6 開(kāi)關(guān) 7 水氣分離器 8 調(diào)壓閥 9 油霧器10 單向閥 11

53、 換向閥 12 節(jié)流閥 13 活塞式氣缸 14 薄膜式氣缸 15 工件 第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊 圖為單作用氣缸，夾緊靠氣壓頂緊，松開(kāi)由彈簧推回，用于夾緊行程較短的情況?；钊趬嚎s空氣作用下產(chǎn)生的原始推動(dòng)力。 原始推動(dòng)力：第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊右圖為雙作用氣缸，活塞的雙向移動(dòng)均由壓縮空氣驅(qū)動(dòng)，用于行程較大或往復(fù)均需動(dòng)力推動(dòng)的情況。壓縮空氣進(jìn)入無(wú)桿腔一側(cè)時(shí)，活塞桿的推力： 壓縮空氣作用在有桿腔一側(cè)時(shí)，活塞桿的拉力： 第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊2.液壓夾緊優(yōu)點(diǎn)：(1)工作壓力高，傳動(dòng)力大，不需增力機(jī)構(gòu)，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；(2)油液不可壓縮，夾緊剛性大，工作平穩(wěn)，夾緊可靠；(3)噪聲小，勞動(dòng)條件好

54、。(4)適用于重力切削或加工大型工件時(shí)的多處夾緊。第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊缺點(diǎn)：對(duì)密封性能要求高，需要一套壓力油供應(yīng)系統(tǒng)，為單一夾具設(shè)置此系統(tǒng)不經(jīng)濟(jì)。下圖為直接作用式氣-液聯(lián)合增壓虎鉗示意圖。第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊液壓夾緊系統(tǒng)的組成動(dòng)力裝置電機(jī)11+油泵3（壓力油，56MPa）；傳遞機(jī)構(gòu)油缸、活塞6；執(zhí)行機(jī)構(gòu)杠桿、鉸鏈10、楔塊等；輔助裝置油箱1、過(guò)濾網(wǎng)2、溢流閥4、單向閥8、換向閥7、儲(chǔ)能器5、壓力表9等。第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊氣-液聯(lián)合增壓虎鉗動(dòng)畫(huà) 第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊3.氣-液壓組合夾緊1氣缸 2增壓缸 3活塞桿 4活塞桿 5工作缸 6活塞 第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊 由

55、于 ，故增壓器輸出的油壓比輸入的氣壓增大 倍（ 為總效率），這是它的主要優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是行程小。因油液容積不變，故活塞6的行程 和活塞3的行程 與相應(yīng)的活塞、活塞桿面積成反比，即 第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊為了提高生產(chǎn)率，充分利用機(jī)床的走刀行程，在批量較大的情況下，常采用多件同時(shí)加工，這時(shí)設(shè)計(jì)的夾具必須保證多件同時(shí)夾緊，且必須保證各個(gè)工件的加工精度。聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)形式有：多件平行夾緊；多件依次夾緊。聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊多件平行夾緊如圖所示為多件平行夾緊夾具，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意，由于一批工件尺寸大小不一，夾緊元件應(yīng)作成浮動(dòng)式，如圖b所示。否則有的工件可能夾不緊，如圖a所示，只能夾緊尺寸大的工件。第四節(jié)