機械基礎(chǔ)(中級)第三章-機床夾具課件

1、第三章 機床夾具 了解組合夾具的基本知識，理解機床夾具的組成和作用，掌握工件在夾具中定位和夾緊的基礎(chǔ)理論知識，具有定位誤差分析的能力，熟練掌握常用定位方法、定位元件和夾緊機構(gòu)。第三章 機床夾具目 錄第一節(jié)機床夾具的概念一、機床夾具的定義二、機床夾具的組成三、機床夾具的作用與分類第二節(jié)工件的定位原理一、六點定位原理二、定位分析中可能出現(xiàn)的四種狀態(tài)第三節(jié)常用定位方法及定位元件一、工件以平面定位二、工件以圓柱孔定位三、工件以外圓柱面定位四、組合定位第四節(jié)定位誤差分析一、定位誤差產(chǎn)生的原因二、定位誤差的計算第三章 機床夾具目 錄第五節(jié)工件的夾緊方法和夾緊機構(gòu)一、工件的夾緊二、基本夾緊機構(gòu)三、定心夾緊機

2、構(gòu)四、聯(lián)動夾緊機構(gòu)五、動力夾緊裝置第六節(jié)組合夾具簡介一、組合夾具的工作原理、特點及應(yīng)用二、組合夾具的系列和基本要素三、組合夾具元件的分類第七節(jié)各類機床夾具應(yīng)用實例一、鉆床夾具應(yīng)用實例二、銑床夾具應(yīng)用實例三、車床夾具應(yīng)用實例復(fù)習思考題第三章 機床夾具一、加床夾具的定義第一節(jié) 機床夾具的概念 定位并夾緊，在機床上使工件占有正確的加工位置并使其在加工過程中始終保持不變的工藝裝備稱為機床夾具。二、 機床夾具的組成1.定位元件2.夾緊裝置3.安裝聯(lián)接元件4.導(dǎo)向元件和對刀元件（1）導(dǎo)向元件 （2）對刀元件5.夾具體6.其他元件或裝置圖3-1 鉆模的組成1工件 2定位銷 3鉆套 4鉆模板5快卸墊圈 6夾具

3、體 7螺母第一節(jié) 機床夾具的概念三.機床夾具的作用與分類1.作用（1）易于保證工件的加工精度 （2）改變和擴大原機床的功能（3）提高勞動生產(chǎn)率 （4）保證安全生產(chǎn)（5）降低生產(chǎn)成本 2.分類 機床夾具按其通用化程度，一般可分為通用夾具、專用夾具、成組夾具以及組合夾具等。第二節(jié) 工件的定位原理一、六點定位原理1.定位原理 定位的任務(wù)是限制工件的自由度，通常是用一個支承點來限制工件的一個自由度，用合理分布的六個支承點來限制工件的六個自由度，使工件在夾具中的位置完全確定，這就是六點定位原理。圖3-2 工件的六個自由度第二節(jié) 工件的定位原理2.平行六面體工件的定位圖3-3 平面幾何體的定位a）零件要求

4、 b）支承點分布3. 圓柱形工件的定位4. 盤狀工件的定位圖3-5 盤狀工件的定位圖3-4 圓柱形工件的定位第二節(jié) 工件的定位原理二、定位分析中可能出現(xiàn)的四種狀態(tài)1.完全定位 工件的六個自由度全部被限制，因而工件在夾具中處于完全確定的位置，稱為完全定位。2. 不完全定位 根據(jù)工件的加工要求并不需要完全定位。這種沒有全部限制工件六個自由度的定位，稱為不完全定位。圖3-6 不需完全定位的加工實例a）磨平面 b）車外圓 c）銑通槽第二節(jié) 工件的定位原理3. 欠定位 如工件定位的實際支承點數(shù)目少于理論上應(yīng)予限制的自由度數(shù)，不能滿足加工要求，稱為欠定位。4. 過定位 一般不允許夾具上的定位元件重復(fù)限制工

5、件的同一個或幾個自由度，因為此時將使工件的位置不能被惟一確定。這種重復(fù)限制工件自由度的情況稱為過定位。圖3-7 欠定位及其改進方法a）欠定位 b）改進后圖3-8 工件的過定位及其改進方法a）長軸、大平面定位 b）短軸、大平面定位c）長軸、小平面定位第三節(jié) 常用定位方法及定位元件一、工件以平面定位1. 固定釘支承2. 可調(diào)釘支承圖3-9 固定支承釘a）平頭釘 b）球頭釘c）尖頭釘 d）網(wǎng)紋釘圖3-10 可調(diào)支承圖3-11 輔助支承的應(yīng)用第三節(jié) 常用定位方法及定位元件3.自位支承4. 支承板圖3-12 自位支承1彈簧 2滑柱 3工件4螺母 5套管 6螺釘7中間銷 8滑塊圖3-13 板支承第三節(jié) 常

6、用定位方法及定位元件二、工件以圓柱孔定位 這是指定位孔與定位元件的接觸長度較短，僅能限制工件的兩個自由度的定位方法。1.圓柱定位銷 常用的定位元件有剛性心軸和自動定心心軸兩大類。2.圓柱定位心軸圖3-14 常用定位銷形式圖3-15 活動定位銷結(jié)構(gòu)1定位銷 2擺動搖臂 3轉(zhuǎn)軸第三節(jié) 常用定位方法及定位元件圖3-16 過盈配合定位心軸1引導(dǎo)部分 2工作部分 3聯(lián)系部分圖3-17 間隙配合定位心軸圖3-18 微錐度定位心軸圖3-19 自動定心心軸三、工件以外圓柱面定位1.V形塊定位圖3-21 測量、校正V形塊圖3-20 V形塊使工件自動對中第三節(jié) 常用定位方法及定位元件圖3-22 V形定位塊的應(yīng)用a

7、）、b）短V形塊定位c）長V形塊定位圖3-23 減少V形塊的接觸面積第三節(jié) 常用定位方法及定位元件第三節(jié) 常用定位方法及定位元件2.定位套定位3.自動定心定位圖3-24 定位套定位a）短圓柱套定位b）長圓柱套定位1工件 2定位套圖3-25 外圓柱面的定心夾緊a）彈簧夾頭 b）雙V形塊定心裝置第三節(jié) 常用定位方法及定位元件四、組合定位1.一面兩銷定位余下圓柱銷，為避免產(chǎn)生過定位，可采用菱形銷。2.兩面一銷定位圖3-27 兩面一銷定位圖3-26 一面兩銷定位第四節(jié) 定位誤差分析一、定位誤差產(chǎn)生的原因圖3-28 定位誤差分析示例圖3-29 定位誤差分析第四節(jié) 定位誤差分析圖3-30 定位誤差分析第四

8、節(jié) 定位誤差分析二、定位誤差的計算圖3-31 角鐵和V形塊定位第四節(jié) 定位誤差分析1.工件以圓柱面在角鐵中定位加工尺寸的定位誤差定位基準位移誤差，即Y=d/2=0.14mm/2=0.07mm式中 d工件外圓公差（mm）D=Y=0.07mm圖3-32 工件在角鐵上定位時誤差分析第四節(jié) 定位誤差分析2.工件以圓柱面在水平放置的V形塊中定位圖3-33 工件在V形塊上定位時誤差分析基準位移誤差：式中d工件外圓直徑公差（mm）；V形塊夾角（）。加工尺寸的定位誤差：3.工件以圓柱面在側(cè)放置的V形塊中定位加工尺寸的定位誤差DY0 定位基準的位移量Y0第五節(jié) 工件的夾緊方法和夾緊機構(gòu)一、工件的夾緊1. 夾緊裝

9、置的組成（1）產(chǎn)生力源1） 對于力源來自于機械或電力的，一般稱為動力裝置，常用的有氣壓、液壓、電力等動力裝置。2） 對于力源來自于人力的，則稱為手動夾緊。（2）夾緊機構(gòu) 1） 接受原始作用力的機構(gòu)，如手柄、螺母或用來聯(lián)接氣缸活塞桿的機構(gòu)等。2） 變原始作用力為夾緊力的中間遞力機構(gòu)，如鉸鏈杠桿及斜楔滾柱等。3） 直接與工件接觸的機構(gòu)，如各種螺釘、壓板等。第五節(jié) 工件的夾緊方法和夾緊機構(gòu)2. 對夾緊裝置的基本要求1） 夾緊時不能破壞工件在定位元件上所獲得的正確位置。2） 夾緊力應(yīng)保證工件在整個加工過程中不會產(chǎn)生位移和振動。3） 使工件不產(chǎn)生過大變形和表面損傷。4） 以較小的作用力獲得需要的夾緊效果

10、。5） 具有良好的使用性和結(jié)構(gòu)工藝性。3. 夾緊力的確定（1） 夾緊力的方向1） 夾緊力的方向應(yīng)垂直于主要定位基準面。圖3-34 夾緊力方向不當?shù)那闆r第五節(jié) 工件的夾緊方法和夾緊機構(gòu)2） 夾緊力的方向應(yīng)盡可能和切削力、工件重力同向。3)夾緊力的方向應(yīng)盡可能使工件變形最小。圖3-36 薄壁工件的夾緊a）錯誤 b）合理圖3-35 夾緊力與切削力的關(guān)系a）同向 b）反向 c）垂直第五節(jié) 工件的夾緊方法和夾緊機構(gòu)1）夾緊力應(yīng)落在支承元件上或幾個支承元件所形成的支承面內(nèi)。2）夾緊力應(yīng)落在工件剛度較好的部位上。3）夾緊力應(yīng)盡量靠近加工面。（2）夾緊力作用點的選擇圖3-37 夾緊力作用點的選擇a）銑床夾具上

11、的應(yīng)用 b）滾齒夾具上的應(yīng)用第五節(jié) 工件的夾緊方法和夾緊機構(gòu)（3）夾緊力大小的估算 1）切削力完全作用在支承上。2）切削力離開支承面。3）切削力平行支承面。FW=KFr/（1+2）圖3-38 切削力與夾緊力的方向a）拉孔 b）、c)鉆孔 d）刨削第五節(jié) 工件的夾緊方法和夾緊機構(gòu)二、基本夾緊機構(gòu)1.斜楔夾緊機構(gòu)斜楔夾緊有以下特點：1）斜楔結(jié)構(gòu)簡單，擴力比為 ip=FW/F32）斜楔夾緊的行程小，且受斜楔升角的影響，增大升角可加大行程，但自鎖性能差。3）使用手動操作的簡單斜楔夾緊時，工件的夾緊和松開都需敲擊斜楔的大、小端。圖3-39 斜楔夾緊原理圖3-40 斜楔夾緊機構(gòu)a）氣缸斜楔夾緊機構(gòu)b）螺旋

12、斜楔夾緊機構(gòu)第五節(jié) 工件的夾緊方法和夾緊機構(gòu)2.螺旋夾緊機構(gòu)圖3-41 螺旋夾緊機構(gòu)a）簡單螺旋壓緊 b）常用螺旋夾緊圖3-42 快速螺旋夾緊機構(gòu)a）快速螺旋機構(gòu) b）快卸墊圈機構(gòu)第五節(jié) 工件的夾緊方法和夾緊機構(gòu)3.偏心夾緊機構(gòu)圖3-43 偏心夾緊機構(gòu)1壓板 2小軸 3手柄 4墊板第五節(jié) 工件的夾緊方法和夾緊機構(gòu)三、定心夾緊機構(gòu)1.螺旋式定心夾緊機構(gòu)圖3-44 螺旋定心夾緊機構(gòu)1、2V形鉗口 3螺桿 4叉形零件 5、6螺釘?shù)谖骞?jié) 工件的夾緊方法和夾緊機構(gòu)2.杠桿式定心夾緊機構(gòu)圖3-45 杠桿定心夾緊機構(gòu)a）推式杠桿定心夾緊機構(gòu)1柱塞 2工件 3杠桿 4彈簧 5小軸b）拉式杠桿定心夾緊機構(gòu)1拉桿

13、 2襯套 3鉤形杠桿 4卡爪 5推板第五節(jié) 工件的夾緊方法和夾緊機構(gòu)圖3-46 彈簧心軸a）推式彈簧心軸 b）推式彈簧夾頭 c）拉式彈簧夾頭1工件 2彈簧夾頭 3心軸 4銷釘 5錐形套筒 6螺母3.彈簧夾頭定心夾緊機構(gòu)第五節(jié) 工件的夾緊方法和夾緊機構(gòu)4.彈性定心夾緊機構(gòu)圖3-48 液性塑料定心夾具1支承釘 2套筒 3液性塑料4柱塞 5螺釘圖3-47 鼓膜式夾緊機構(gòu)1彈性盤 2螺栓3螺母 4夾具體5調(diào)整螺釘 6定位釘 7推桿第五節(jié) 工件的夾緊方法和夾緊機構(gòu)四、聯(lián)動夾緊機構(gòu) 多點夾緊是由一個作用力，通過一定的機構(gòu)將這個作用力分解到幾個點上對工件進行夾緊。1.多點夾緊圖3-49 浮動夾頭a）擺動式浮

14、動壓頭 b）移動式浮動壓頭第五節(jié) 工件的夾緊方法和夾緊機構(gòu)圖3-50 多點浮動夾緊機構(gòu)a）雙向多點夾緊 b）單向多點夾緊1螺母 2鉤形壓板 3杠桿第五節(jié) 工件的夾緊方法和夾緊機構(gòu)2.多件聯(lián)動夾緊圖3-51 多件聯(lián)動夾緊機構(gòu)a）單向多件夾緊 b）雙向多件夾緊c）塑性多件夾緊 d）連續(xù)式多件夾緊施加一個作用力，通過一定的機構(gòu)實現(xiàn)多件聯(lián)動夾緊。第五節(jié) 工件的夾緊方法和夾緊機構(gòu)3.夾緊與其他動作聯(lián)動圖3-52 聯(lián)動機構(gòu)a）聯(lián)動壓板1手柄 2壓板 3撥桿 4偏心輪b）聯(lián)動支承1輔助支承 2壓板 3螺母 4鎖銷第五節(jié) 工件的夾緊方法和夾緊機構(gòu)五、動力夾緊裝置1.氣動夾緊圖3-53 氣動原理圖1過濾器 2調(diào)

15、壓閥 3油霧器4氣缸 5配氣閥6單向閥 7壓力繼電器圖3-54 雙向作用活塞式氣缸1活塞桿 2前蓋 3氣缸體4活塞 5密封圈 6后蓋第五節(jié) 工件的夾緊方法和夾緊機構(gòu)圖3-55 回轉(zhuǎn)氣缸與車夾具1導(dǎo)氣接頭 2活塞 3氣缸 4過渡盤5拉桿 6過渡盤 7夾具 8鉤形壓板第五節(jié) 工件的夾緊方法和夾緊機構(gòu)2.液壓夾緊圖3-56 氣液壓聯(lián)合夾緊原理1、3活塞 2活塞桿圖3-57 氣液增壓器原理1活塞 2夾具工作缸3活塞桿3.氣液壓聯(lián)合夾緊第五節(jié) 工件的夾緊方法和夾緊機構(gòu)圖3-58 真空夾緊裝置a）夾緊前狀態(tài) b）夾緊時狀態(tài)圖3-59 電磁夾緊原理1夾具體 2鐵心 3磁極板4磁心 5絕磁體 6線圈5.電磁夾

16、緊4.真空夾緊第六節(jié) 組合夾具簡介1.組合夾具的工作原理與特點一、組合夾具的工作原理、特點及應(yīng)用組合夾具有以下特點：1）靈活多變，為生產(chǎn)迅速提供夾具，縮短生產(chǎn)準備周期。2）保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。3）節(jié)約人力、物力和財力。4）減少夾具存放面積，改善管理工作。2.組合夾具的應(yīng)用（1）從生產(chǎn)類型方面看，決定了它最適用于產(chǎn)品經(jīng)常變換的生產(chǎn)，如單件小批生產(chǎn)（包括工具和機修零件制造）、新產(chǎn)品試制和臨時突發(fā)性的生產(chǎn)任務(wù)等。對于成批生產(chǎn)的產(chǎn)品，也可利用組合夾具以補充專用夾具數(shù)量之不足，或者用于當專用夾具損壞以及生產(chǎn)工藝變更時。對于大批大量生產(chǎn)的產(chǎn)品，有時也可適當考慮采用組合夾具。第六節(jié) 組合夾具簡介（2

17、）從加工工種方面看，組合夾具可用于鉆、車、銑、刨、磨、鏜、檢驗等工種，其中以鉆床夾具應(yīng)用量最大。（3）從加工工件的幾何形狀和尺寸方面看，目前，我國大量采用的中型系列組合夾具，一般適用于外形尺寸在20600mm的工件。（4）從加工工件的公差等級方面看，在一般情況下，工件加工公差等級可達IT3級。二、組合夾具的系列和基本要素基本要素為外形尺寸、T形槽寬度和螺栓及其螺孔的直徑。第六節(jié) 組合夾具簡介1.基礎(chǔ)件三、組合夾具元件的分類圖3-62 基礎(chǔ)件2.支承件圖3-63 支承件第六節(jié) 組合夾具簡介3.定位件4.導(dǎo)向件圖3-64 定位件5.夾緊件圖3-65 導(dǎo)向件6.緊固件圖3-66 夾緊件第六節(jié) 組合夾

18、具簡介7.其他件8.合件圖3-67 其他件圖3-68 分度合件第七節(jié) 各類機床夾具應(yīng)用實例一、鉆床夾具應(yīng)用實例圖3-69 臥軸式回轉(zhuǎn)鉆模1螺桿 2V形滑塊 3手柄 4前導(dǎo)向套 5插銷 6拔銷手柄 7鎖緊塊 8中心軸9轉(zhuǎn)盤 10齒輪 11削扁銷第七節(jié) 各類機床夾具應(yīng)用實例二、銑床夾具應(yīng)用實例圖3-70 搖臂銑槽夾具a)夾具1定向鍵 2扳手螺釘 3對刀塊4滑柱 5壓板 6襯套b）搖臂7壓塊 8螺母 9雙向螺桿第七節(jié) 各類機床夾具應(yīng)用實例三、車床夾具應(yīng)用實例第一章 液壓傳動原理與液壓元件1.什么叫機床夾具？2.機床夾具在機械加工中有哪些作用？3.機床夾具主要由哪幾個部分組成？各有什么作用？4.機床夾具按通用化可分成哪幾種？5.什么是定位？6.未定位的工件有哪幾個自由度？什么是六點定位原理？7.什么是完全定位、不完全定位、欠定位和過定位？ 為什么不允許在欠定位或過定位的情況下進行加工？8.常用的定位方法有哪些？各限制哪幾個自由度？9.孔、軸定位時，在什么情況下采用過盈配合心軸及微錐度定位心軸？10.定位銷、V形定位塊用什么材料制造？熱處理硬度各為多少？11.V形塊定位有何特點？12.什么情況下采用菱形定位銷？安裝菱形銷應(yīng)注意什么？13.對機床夾具有哪些要求？為什么？14.確定夾緊力方向的原則是什么？第一章