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《機(jī)械制造技術(shù)》課件

第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)

遼寧科技大學(xué)高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械系第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)第一節(jié)概述一、基本概念1.夾具：用于安裝工件的工藝裝備。

機(jī)床夾具是機(jī)床上用以裝夾工件（和引導(dǎo)刀具）的一種裝置。其作用是將工件定位，以使工件獲得相對的于機(jī)床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)2.安裝（裝夾）：工件定位和夾緊過程。3.工件定位：就是要使工件在夾具中占據(jù)某個確定的正確加工位置。工件定位可歸納為以下三點(diǎn)：（1）一個工件在空間有六個不定度；（2）運(yùn)用各種定位元件限制工件某一方向上的不定度，工件在該方向上的位置就確定了。（3）通過多個定位元件的組合，限制一定數(shù)目的不定度，才可滿足該工序的加工精度要求。第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)4.六點(diǎn)定位原則：用適當(dāng)布置的六個點(diǎn)來限制工件的六個自由度。工件定位一般有下述四種情況：（1）完全定位：工件在夾具中定位時，六個不定度均被限制，稱為完全定位。第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)（1）完全定位

第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)（2）部分定位：工件在夾具中定位時，六個不定度沒有被全部限制，但能滿足加工要求稱為部分定位。此時可能有兩種情況：①由于工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，不必限制所有不定度；②由于加工精度要求，不必限制所有不定度

第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)（2）部分定位

第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)（2）部分定位

第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)（3）欠定位：工件在夾具中定位時，若定位支承點(diǎn)數(shù)目少于工序加工所要求的數(shù)目，工件定位不足，稱為欠定位。第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)（4）重復(fù)定位：工件在夾具中定位時，若幾個定位支承點(diǎn)重復(fù)限制一個或幾個不定度，稱為重復(fù)定位。注：①當(dāng)以形、位精度較低的毛坯面定位時，不允許重復(fù)定位。②為提高定位穩(wěn)定性和剛度，以加工過的表面定位時，可以出現(xiàn)重復(fù)定位。第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)5.定位基準(zhǔn)：主要定位基準(zhǔn)6.定位基面：與定位元件接觸的工件表面7.限位基面：定位元件上與工件接觸的表面8.限位基準(zhǔn)：9.定位副：定位基面與限位基面合稱為定位副練習(xí)：試分析圖示各零件加工所必須限制的自由度

a）在球上打盲孔φB，保證尺寸H；

b）在套筒零件上加工φB孔，要求與φD孔垂直相交，且保證尺寸L；

c）在軸上銑橫槽，保證槽寬B以及尺寸H和L；

d）在支座零件上銑槽，保證槽寬B和槽深H及與4分布孔的位置度。練習(xí)：試分析圖示各定位方案中：1.各定位元件限制的自由度；2.判斷有無欠定位或過定位；3.對不合理的定位方案提出改進(jìn)意見。a）車階梯軸小外圓及臺階端面；

b）車外圓，保證外圓與內(nèi)孔同軸；

c）鉆、鉸連桿小頭孔，要求保證與大頭孔軸線的距離及平行度，并與毛坯外圓同軸；

d）在圓盤零件上鉆、鉸孔，要求與外圓同軸。第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)二、夾具作用及構(gòu)成1、作用:可以提高勞動生產(chǎn)率，提高加工精度，減少廢品；可以擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍，改善操作的勞動條件。2、夾具構(gòu)成（1）定位夾緊裝置；（2）對刀、引導(dǎo)元件；（3）聯(lián)接元件（4）夾具體第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)夾具的組成定位裝置

夾緊裝置

夾具體其它裝置或元件作用是使工件在夾具中占據(jù)正確的位置作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過程中受到外力作用時不離開已經(jīng)占據(jù)的正確位置將夾具上的所有組成部分，聯(lián)接成為一個整體的基礎(chǔ)件包含對刀元件、導(dǎo)向元件、分度裝置、連接元件等通用夾具可調(diào)夾具專用夾具組合夾具成組夾具按用途分類第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)三、夾具的類型第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)車床夾具鉆床夾具銑床夾具鏜床夾具磨床夾具按適用機(jī)床分類第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)四、專用夾具設(shè)計(jì)方法1.專用夾具的基本要求（1）保證工件加工工序的技術(shù)要求（2）提高生產(chǎn)率，降低成本，提高經(jīng)濟(jì)性

（3）操作方便，省力和安全（4）便于排屑（5）結(jié)構(gòu)工藝性要好第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)2.專用夾具的設(shè)計(jì)步驟（1）明確設(shè)計(jì)任務(wù)，收集研究有關(guān)資料

（2）擬定夾具的結(jié)構(gòu)方案，繪制夾具草圖①確定工件的定位方式，設(shè)計(jì)定位裝置。②確定對刀或引導(dǎo)方式，選擇或設(shè)計(jì)引導(dǎo)元件或?qū)Φ堆b置。③確定工件的夾緊方案，設(shè)計(jì)夾緊裝置。④確定其他元件或裝置的結(jié)構(gòu)形式，如動力源、定位鍵、分度裝置、排屑裝置及防誤裝置等。⑤確定夾具的總體結(jié)構(gòu)及夾具在機(jī)床上的安裝方式。⑥繪制結(jié)構(gòu)方案草圖，并標(biāo)注尺寸、公差、及技術(shù)要求。第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)（3）進(jìn)行必要的分析計(jì)算（4）審查方案與改進(jìn)設(shè)計(jì)（5）繪制夾具總圖一般均應(yīng)按1:1繪制；總圖上的主視圖，應(yīng)選取與操作者正對的位置。先用雙點(diǎn)劃線畫出工件的外形輪廓和主要表面。此后，圍繞工件的幾個視圖依次繪出定位元件、對刀一導(dǎo)向元件、夾緊機(jī)構(gòu)、力源裝置等夾具機(jī)構(gòu);最后畫出夾具體，把上述各組成部分聯(lián)結(jié)成一體，形成完整的夾具。（6）繪制夾具零件圖第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)3、夾具總圖技術(shù)要求的制定（1）夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注的尺寸與公差①夾具的外形輪廓尺寸。②與夾具定位元件、引導(dǎo)元件以及夾具安裝基面有關(guān)的配合尺寸、位置尺寸及公差。③夾具定位元件與工件的配合尺寸。④夾具引導(dǎo)元件與刀具的配合尺寸。⑤夾具與機(jī)床的聯(lián)結(jié)與配合尺寸⑥其他主要配合尺寸。第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)（2）形狀、位置要求①定位元件之間的相互位置精度要求。②定位元件與夾具安裝面之間的相互位置精度要求。③導(dǎo)向元件與連接元件和夾具體底面相互位置要求。④導(dǎo)向元件與定位元件之間的相互位置要求。⑤與保證夾具裝配精度有關(guān)的或與檢驗(yàn)方法有關(guān)的特殊的技術(shù)要求。第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)夾具的有關(guān)尺寸公差和形位公差通常取工件相應(yīng)公差的1/2~1/5。最常用的是取工件相應(yīng)公差的1/3~1/2。當(dāng)工件未注明要求時，夾具上的那些主要元件間的位置公差，可以按經(jīng)驗(yàn)取為0.02~0.05mm(每100mm)，或在全長(100mm)上不大于0.03~0.05mm。第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)第二節(jié)定位元件一、工件以平面定位時的定位元件1.主要支撐：限制工件自由度、起定位作用⑴固定支撐：支撐釘、支撐板⑵可調(diào)支撐⑶自位支撐（浮動支撐）：工件定位過程中能自動調(diào)整位置的支撐。增加接觸點(diǎn)（增強(qiáng)剛度）只限制一個自由度。第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)---常用定位元件返回支撐釘A型用于面積較小、且經(jīng)過加工的平面定位;B型用于未經(jīng)加工的平面定位;C型用于側(cè)面定位或未經(jīng)加工的平面定位第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)---常用定位元件返回支撐板A型切屑易落人內(nèi)六角螺釘頭部的孔中，且不易清除。因此，多用于側(cè)面和頂面的定位。B型有45。的斜槽，且能保持與工件定位基面連續(xù)接觸，清除切屑方便，所以多用于平面定位。第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)---常用定位元件返回可調(diào)支撐(a)適用于小型工件。(b)、(c)用于較重的工件。(d)用于側(cè)面調(diào)節(jié)?？烧{(diào)支承高度調(diào)節(jié)合適后，用螺母鎖緊，以防高度發(fā)生變化。用于毛坯質(zhì)量不高，以粗基準(zhǔn)定位的場合。第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)---常用定位元件(a)球面三點(diǎn)式;(b)擺動二點(diǎn)式;(c)擺動三點(diǎn)式返回自位支撐：適用于工件以毛坯面定位或剛性不足的場合

(a)無輔助支爪受力情況;(b)增加輔助支爪受力情況;(c)蒲壁零件受力情況1-工件;2-短定位銷;3一支撐環(huán);4-輔肋支撐返回2.輔助支撐：提高工件的裝夾剛度和穩(wěn)定性，不起定位作用。第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)---常用定位元件第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)---常用定位元件二、工件以圓孔定位時的定位元件1.定位銷2.圓錐銷3.圓柱心軸4.圓錐心軸第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)---常用定位元件返回定位銷

(a)、(b)、(c)為固定式定位銷。(d)為帶襯套的結(jié)構(gòu)，用于大批量生產(chǎn)中，便于更換定位銷。第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)---常用定位元件返回定位銷與支撐圈組合的定位第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)---常用定位元件返回長銷與短銷定位

(a)所示長銷

，相當(dāng)于四個定位支承點(diǎn)，消除了四個自由度:(b)所示短銷，相當(dāng)于兩個定位支承點(diǎn)，消除了兩個自由度:第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)---常用定位元件(a)粗基準(zhǔn)用;(b)精基準(zhǔn)用返回圓錐定位銷消除了工件的三個自由度第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)---常用定位元件返回常用剛性心軸(c)心軸與工件定位孔為間隙配合。(b)過盈配合心軸不需要另設(shè)夾緊機(jī)構(gòu)。(a)錐形心軸1/8000~1/1000，不需另外夾緊。第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)---常用定位元件(a)圓錐體;(b)頂尖孔錐面定位返回工件圓錐孔在圓錐體上的定位分析第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)---常用定位元件返回頂尖孔定位第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)---常用定位件返回以一面兩孔定位第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)---常用定位件返回菱形銷的結(jié)構(gòu)第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)---常用定位件返回菱形銷的尺寸第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)---常用定位件三、工件以外圓柱面定位時的定位元件1.V型快2.定位套3.半圓套4.圓錐套第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)---常用定位元件返回常用V形塊第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)---常用定位件返回通過接觸線長短分析圓柱體在V形塊上定位第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)---常用定位件(a)短定位套;(b)長定位套返回定位套定位適用于精基準(zhǔn)定位第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)---常用定位件(a)裝配式半圓定位套;(b)鉸鏈?zhǔn)桨雸A定位套返回半圓孔定位座第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)第三節(jié)定位誤差分析計(jì)算