機(jī)床夾具設(shè)計(jì)

工件在機(jī)床上的裝夾方式，取決于生產(chǎn)批量、工件大小及復(fù)雜程度、加工精度要求及定位的特點(diǎn)等，主要裝夾形式有直接找正法和夾具裝夾法。直接找正法:

用量具和量?jī)x直接找正工件上某一表面，使工件處于正確的位置。在這種裝夾方式中，被找正的表面就是工件的定位基準(zhǔn)。

工件的裝夾直接裝夾圖例使用夾具裝夾：工件的定位表面與夾具上的限位表面接觸，可迅速而正確的定位。夾具裝夾圖例第4講機(jī)床夾具設(shè)計(jì)4.1概述4.2機(jī)床夾具定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)4.3機(jī)床夾具夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)4.4機(jī)床夾具的其它裝置4.5機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)方法4.6典型機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)4.7可調(diào)整夾具的設(shè)計(jì)4.8組合夾具設(shè)計(jì)一、機(jī)床夾具的類(lèi)型和組成通用夾具專(zhuān)用夾具組合夾具隨行夾具可調(diào)夾具按通用特性分類(lèi)4.1概述定位元件及定位裝置夾緊元件及夾緊裝置導(dǎo)向及對(duì)刀元件動(dòng)力裝置夾具體夾具的組成一、機(jī)床夾具的類(lèi)型和組成4.1概述夾具的組成實(shí)例保證加工精度提高勞動(dòng)生產(chǎn)率改善勞動(dòng)條件夾具的功能擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍二、機(jī)床夾具的功能和應(yīng)滿(mǎn)足的基本要求機(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(duì)于機(jī)床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。4.1概述保證加工精度夾具的總體方案應(yīng)于年生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)安全、方便、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度夾具應(yīng)滿(mǎn)足的要求排屑順暢應(yīng)有良好的強(qiáng)度、剛度和結(jié)構(gòu)工藝性4.1概述“定與不定”“怎樣定”“準(zhǔn)與不準(zhǔn)”需解決的問(wèn)題定位表面和定位元件的選擇定位誤差的分析計(jì)算定位原理4.2

機(jī)床夾具定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)XZY六點(diǎn)定位原理用6個(gè)點(diǎn)限制工件的6個(gè)自由度。合理分布的

4.2.1定位原理能否限制自由度?三個(gè)

XZY完全定位（2）幾種定位情況槽底面槽側(cè)面槽頂面ZYX不完全定位兩種情況：根據(jù)工件加工要求，不需要限制某一個(gè)或某幾個(gè)自由度。工件本身相對(duì)于某個(gè)點(diǎn)、線(xiàn)是完全對(duì)稱(chēng)的，則限制工件繞此點(diǎn)、線(xiàn)旋轉(zhuǎn)的自由度沒(méi)有意義。情況一：根據(jù)工件加工要求，不需要限制某一個(gè)或某幾個(gè)自由度。YZX情況二：工件本身相對(duì)于某個(gè)點(diǎn)、線(xiàn)是完全對(duì)稱(chēng)的，則限制工件繞此點(diǎn)、線(xiàn)旋轉(zhuǎn)的自由度沒(méi)有意義。欠定位工件加工時(shí)必須限制的自由度未被完全限制。XZYBB（絕對(duì)不允許！）過(guò)定位工件某一個(gè)自由度被兩個(gè)（或兩個(gè)以上）約束點(diǎn)重復(fù)限制。ZYXa)2支承板：長(zhǎng)銷(xiāo)：擋銷(xiāo)：一夾一頂，夾持部分較長(zhǎng)

夾持較長(zhǎng)卡盤(pán)相關(guān)于套筒限制:Y、Z方向的移動(dòng)自由度Y、Z的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度

頂尖限制:Y、Z方向轉(zhuǎn)動(dòng)自由度

重復(fù)限制:Y、Z

方向轉(zhuǎn)動(dòng)自由度

過(guò)定位是否允許，要視而定X

Z

Y

Z

Y

X

具體情況

大端面限制:Z方向的移動(dòng)自由度X、Y的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度短銷(xiāo)限制:X、Y方向的移動(dòng)自由度

防轉(zhuǎn)菱形銷(xiāo)限制:Z方向轉(zhuǎn)動(dòng)自由度

考慮定位方案時(shí)，先分析必須消除哪些自由度，再以相應(yīng)定位點(diǎn)去限制。

注意：在分析定位時(shí)，除滿(mǎn)足所應(yīng)限制的自由度外，還應(yīng)考慮位置精度的要求。

AA

AA以平面定位以圓柱孔定位以外圓柱面定位固定支承可調(diào)支承浮動(dòng)支承圓柱銷(xiāo)各種心軸V型塊定位套輔助支承以一面、兩孔定位圓柱銷(xiāo)削邊銷(xiāo)4.2.2.典型的定位方式、定位元件固定支承（支承釘、定位分析）（1）平面定位4.2.2.典型的定位方式、定位元件

固定支承（支承釘、定位分析）（1）平面定位4.2.2.典型的定位方式、定位元件

固定支承（支承板、定位分析）（1）平面定位

固定支承（支承板、定位分析）（1）平面定位自位支承：支承本身可隨工件定位基準(zhǔn)面的變化而自動(dòng)適應(yīng)，是活動(dòng)的或是浮動(dòng)的，只起一個(gè)支承點(diǎn)的作用，只限制一個(gè)自由度。多用于剛度不足的毛坯表面或不連續(xù)的平面的定位。雖增加了接觸點(diǎn)數(shù)目，但未發(fā)生過(guò)定位。（1）平面定位可調(diào)支承：頂端位置可在一定高度范圍內(nèi)調(diào)整的支承。多用于毛面定位，每批調(diào)整一次，以補(bǔ)償各批毛坯誤差；支承工件的粗基準(zhǔn)面，限制一個(gè)自由度。

（1）平面定位輔助支承：不作定位元件，不限制自由度，只用以增加工件在加工過(guò)程中的剛性。

（1）平面定位輔助支承的應(yīng)用工件以平面定位定位元件的選用面積較小的基準(zhǔn)平面選用支承釘面積較大、平面度精度較高的基準(zhǔn)平面定位選用支承板毛坯面、階梯平面和環(huán)形平面作基準(zhǔn)平面定位時(shí)，選用自位支承毛坯面作基準(zhǔn)平面，調(diào)節(jié)時(shí)可按定位面質(zhì)量和面積大小分別選用可調(diào)支承當(dāng)工件定位基準(zhǔn)面需提高定位剛度、穩(wěn)定性和可靠性時(shí)，可選用輔助支承（1）平面定位（2）孔定位（圓柱孔）圓柱銷(xiāo)主要用于直徑小于50mm的中小孔定位。4.2.2.典型的定位方式、定位元件圓錐銷(xiāo)

常用于工件孔端的定位，可限制三個(gè)自由度

心軸（2）孔定位（圓錐孔）4.2.2.典型的定位方式、定位元件工件以?xún)?nèi)孔定位時(shí)定位方式的選擇①工件上定位內(nèi)孔較小時(shí)，常選定位銷(xiāo)②在套類(lèi)、盤(pán)類(lèi)零件的車(chē)削、磨削和齒輪加工中，大都選用心軸4.2.2.典型的定位方式、定位元件（2）孔定位（3）外圓柱面定位自定心卡頭4.2.2.典型的定位方式、定位元件套筒定位（3）外圓柱面定位半圓孔定位（3）外圓柱面定位V型塊定位ozyxZ、YYZ、、ZY、ozyx（3）外圓柱面定位V型塊定位（3）外圓柱面定位V形塊具有對(duì)中性工件上定位基準(zhǔn)軸線(xiàn)與V型塊兩斜面的對(duì)稱(chēng)中心平面重合，起對(duì)中作用。

活動(dòng)V形塊的應(yīng)用

V形塊的設(shè)計(jì)（4）定位表面的組合4.2.2.典型的定位方式、定位元件組合表面定位易產(chǎn)生過(guò)定位

使定位元件在產(chǎn)生過(guò)定位的方向上可移動(dòng)，以消除該方向的移動(dòng)過(guò)定位組合表面定位產(chǎn)生過(guò)定位的解決方法

采用自位支承消除定位元件繞某個(gè)坐標(biāo)軸轉(zhuǎn)動(dòng)方向的過(guò)定位組合表面定位產(chǎn)生過(guò)定位的解決方法改變定位元件的結(jié)構(gòu)形式來(lái)消除過(guò)定位組合表面定位產(chǎn)生過(guò)定位的解決方法組合表面定位元件設(shè)計(jì)(一面兩銷(xiāo))“一面兩孔”定位的特點(diǎn)：

a、容易實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)統(tǒng)一；

b、位置精度高；

c、存在過(guò)定位現(xiàn)象（支承平面限制三個(gè)自由度，每根短銷(xiāo)限制兩個(gè)自由度）D2最小，d2銷(xiāo)最大假定孔1與軸（銷(xiāo)）1軸線(xiàn)重合，當(dāng)孔距最大，銷(xiāo)距最小,不產(chǎn)生干擾。

銷(xiāo)、孔安裝時(shí)，必須有一定的間隙，此時(shí)

dmax=Dmin–Xmind—軸徑；D—孔徑；X—間隙A.二圓銷(xiāo)一平面定位第二定位銷(xiāo)裝入的條件：

①當(dāng)孔徑、銷(xiāo)徑為：D1min、D2min、d1max、d2max

孔間距最小、銷(xiāo)間距最大：(L–

LD)、(L+

Ld),第一銷(xiāo)孔中心到第二孔徑的最大距離為：L–

LD+D2min/2=L+

Ld+d2max/2+X2min/2即：d2max=D2min–2(

LD+Ld+X2min/2)②

當(dāng)孔徑、銷(xiāo)徑為：

D1min、D2min、d1max、d2max，孔間距最大、銷(xiāo)間距最?。?L+

LD)、(L–

Ld)，第一銷(xiāo)孔中心到第二孔徑的最小距離為：

L+

LD–D2min/2=L–

Ld–d2max/2–X2min/2

即：d2max=D2min–2(

LD+Ld+X2min/2)

由此可知，只要將定位銷(xiāo)的直徑縮小到：

d2max=D2min–2(

LD+Ld+X2min/2)即可

實(shí)際定位時(shí)上述兩種極限情況的機(jī)會(huì)是很少的，因此通常第二定位銷(xiāo)孔不預(yù)留間隙，即X2min=0；此外，第一定位銷(xiāo)、孔的最小配合間隙起補(bǔ)償中心距偏差的作用。于是得到：

d2max=D2min–2(

LD+Ld

–X1min/2)

或：X2min=2(

LD+Ld–X1min/2)由于銷(xiāo)2直徑減小較多，兩個(gè)定位銷(xiāo)與兩定位孔上下錯(cuò)移接觸，使工件上兩孔軸線(xiàn)相對(duì)于夾具上兩軸連線(xiàn)偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度，影響工件定位精度。采用削邊銷(xiāo)（菱形銷(xiāo)），可做得盡可能大，孔2與銷(xiāo)2之間有必要的最小配合間隙即可。①削邊銷(xiāo)的形成組合表面定位元件設(shè)計(jì)(一面兩銷(xiāo))

一圓銷(xiāo)、一削邊銷(xiāo)

及一平面定位為了保證銷(xiāo)的強(qiáng)度，通常使用菱形銷(xiāo)。圖a用于直徑很小時(shí)圖b用于直徑為3~50mm時(shí)圖c用于直徑大于50mm時(shí)組合表面定位元件設(shè)計(jì)(一面兩銷(xiāo))②削邊銷(xiāo)尺寸的確定組合表面定位元件設(shè)計(jì)(一面兩銷(xiāo))BAC孔最小銷(xiāo)最大4.2.3定位誤差的分析與計(jì)算

工件的定位基面和定位元件的限位基面合稱(chēng)為定位副。當(dāng)工件有幾個(gè)定位基面時(shí)，限制自由度最多的定位基面稱(chēng)為主要定位面，相應(yīng)的限位基面稱(chēng)為主要限位面。定位副一批工件逐個(gè)在夾具上定位時(shí)，各個(gè)工件所占據(jù)的位置不完全一致，加工后，各工件的加工尺寸必然大小不一，這種由于工件定位引起的使工序基準(zhǔn)在工序尺寸方向上的最大位置變動(dòng)量，稱(chēng)為定位誤差，用ΔD表示。

在工件的加工中，還會(huì)因夾具在制造與安裝、工件的夾緊、機(jī)床的工作精度、刀具的精度、受力變形、熱變形等因素而產(chǎn)生誤差，定位誤差僅是加工誤差的一部分。一般限定定位誤差不超過(guò)工件加工公差T的1/5～1/3，即

ΔD≤(1/5～1/3)T

1.定位誤差及其產(chǎn)生原因

由于工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合所導(dǎo)致的工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大位置變動(dòng)量，稱(chēng)為基準(zhǔn)不重合誤差,用ΔB表示（1）基準(zhǔn)不重合誤差BAEF基準(zhǔn)不重合誤差等于從工序基準(zhǔn)到定位基準(zhǔn)之間的距離公差。CSmaxAmaxSminAmin

圖5-26（a）所示工序簡(jiǎn)圖，在圓柱面上銑槽，加工尺寸為A和B。圖5-26（b）是加工示意圖，工件以?xún)?nèi)孔D在圓柱心軸上定位，O是心軸軸線(xiàn)，C是對(duì)刀尺寸。

由于定位副的制造誤差或定位副配合間隙所導(dǎo)致的定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上最大位置變動(dòng)量，稱(chēng)為基準(zhǔn)位移誤差，用ΔY表示（2）基準(zhǔn)位移誤差A(yù)BO工件墊圈螺母心軸小端面基準(zhǔn)位移誤差的大小應(yīng)等于因定位基準(zhǔn)與調(diào)刀基準(zhǔn)不重合造成的加工尺寸的變動(dòng)范圍Dmaxd0mino1o’o’o2AmaxAmincDmind0maxABO(1)合成法

2.定位誤差的計(jì)算工序基準(zhǔn)在定位基面上否“+”是定位基面直徑由小變大（或由大變?。┒ㄎ换鶞?zhǔn)的變動(dòng)方向定位基準(zhǔn)的位置不變，工序基準(zhǔn)的變動(dòng)方向相同“+”是否“-”符號(hào)確定方法:(2)極限位置法也可以按最不利情況，確定工序基準(zhǔn)的兩個(gè)極限位置，根據(jù)幾何關(guān)系求出這兩個(gè)位置的距離，將其投影到工序尺寸方向上，求出定位誤差。

圖5-27所示，（a）為工件工序簡(jiǎn)圖，（b）是工件在夾具中的加工簡(jiǎn)圖。工件以A平面為主要定位基準(zhǔn)，B平面為導(dǎo)向基準(zhǔn)，同時(shí)加工D、C平面1、工件以平面定位時(shí)的定位誤差計(jì)算

工件以圓柱孔在心軸（或定位銷(xiāo)）上定位與工件以外圓柱面在定位套上定位時(shí)所產(chǎn)生的基準(zhǔn)位移誤差的計(jì)算方法相同，應(yīng)按圓孔與外圓柱面固定邊接觸和非固定邊接觸兩種情況分別計(jì)算。2、工件和夾具間以圓孔、外圓柱面為定位副時(shí)的定位誤差計(jì)算1）固定邊接觸HE2）非固定邊接觸O1O2O2O1例1

鉆鉸如圖5-29（a）所示凸輪的兩小孔2-￠16，定位方式如圖所示。定位銷(xiāo)直徑為，求加工尺寸（100±0.1)mm的定位誤差.解a）分析

定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合同為￠22軸線(xiàn)。定位基面與限位基面間有間隙，定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合，△y≠0。雖然定位銷(xiāo)垂直布置，但定位時(shí)活動(dòng)V形塊將工件推向左邊，使孔、銷(xiāo)右邊固定接觸。定位基準(zhǔn)移動(dòng)方向與加工尺寸方向間的夾角。

b）計(jì)算例2圖5-30所示工件以Φ80mm±0.05mm外圓柱面在定位元件的止口中定位，加工寬11mm的槽，求槽對(duì)稱(chēng)度的定位誤差。

解a)分析對(duì)稱(chēng)度的工序基準(zhǔn)為Φ12H8的軸線(xiàn)，與定位基準(zhǔn)Φ80mm±0.05mm的軸線(xiàn)不重合，△B≠0。定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)（）不重合，△y≠0。定位基準(zhǔn)可任意方向移動(dòng)。

b)計(jì)算△B=0.02mm（同軸度誤差）△y=TD+Td+Xmin=0.03+0.10+0.02=0.15mm

或△y=Dmax-dmin=80.10-79.95=0.15mm△D=△y+△B=0.15+0.02=0.17mm

這種定位方式的定位誤差太大，很難保證槽的對(duì)稱(chēng)度要求。其原因一方面是定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，另一方面是定位基面的公差太大。

解決以上問(wèn)題的措施是：改用Φ12H8孔定位，使△B=0。同時(shí)，由于Φ12H8孔的公差較小，△y

也將縮小。提高定位基面的制造精度，縮小△y。如可將Φ80mm±0.05mm提高到Φ80mm±0.02mm，限位基面直徑改為。即

（3）工件用V型塊定位時(shí)的定位誤差計(jì)算

由于圓柱面的加工誤差，圓柱面尺寸最大時(shí)定位基準(zhǔn)為O1，最小時(shí)為O2。定位基準(zhǔn)的變動(dòng)量：夾角90°o1Ao’H例：零件外圓直徑，求H的定位誤差△H△H=0例5-3銑如圖5-32所示工件上的鍵槽，以圓柱面或在的V形塊上定位，求加工尺寸分別為A1，A2，A3時(shí)的定位誤差。解：

a分析定位基準(zhǔn)是圓柱體軸線(xiàn)，A1尺寸的工序基準(zhǔn)也是圓柱體軸線(xiàn)，基準(zhǔn)重合；A2尺寸的工序基準(zhǔn)是圓柱的下母線(xiàn)，在定位基面上，兩者不重合，且定位基準(zhǔn)的變動(dòng)方向與工序基準(zhǔn)變動(dòng)方向相反；A3尺寸在定位基面上的上母線(xiàn)上，也不重合，工序基準(zhǔn)變動(dòng)方向與定位基準(zhǔn)的變動(dòng)方向相同。b計(jì)算A1的定位誤差A(yù)2的定位誤差A(yù)3的定位誤差3．組合表面定位及其誤差分析常見(jiàn)的組合方式有：一個(gè)孔及其端面一根軸及其端面一個(gè)平面及其上的兩個(gè)圓孔LMN銷(xiāo)2d2其移動(dòng)定位誤差角度大小LHMNN’4.2.4工件的定位方案分析與設(shè)計(jì)1、定位方案選擇1、定位方案選擇2、定位誤差分析計(jì)算4.3工件的夾緊及夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)工件定位后將其固定，使其在加工過(guò)程中保持定位位置不變的裝置，稱(chēng)為夾緊裝置

4.3.1夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)滿(mǎn)足的基本要求步驟（1）合理選擇夾緊點(diǎn)、夾緊力方向，夾緊力大?。?）設(shè)計(jì)合適的夾緊機(jī)構(gòu)予以保證夾緊時(shí)不能破壞工件定位后獲得的正確位置；夾緊力大小要合適，既要保證工件在加工過(guò)程中不移動(dòng)、不轉(zhuǎn)動(dòng)、不振動(dòng)，又不能使工件產(chǎn)生變形或損傷工件表面；夾緊動(dòng)作要迅速、可靠，且操作要方便、省力、安全；自動(dòng)化程度與生產(chǎn)綱領(lǐng)適應(yīng)。結(jié)構(gòu)緊湊，易于制造和維修。（1）夾緊力方向的確定

（a）應(yīng)有利于工件定位，不能破壞定位（主夾緊力垂直第一定位基準(zhǔn)）（b）與工件剛性高的方向一致（減少變形）（c）盡量與切削力、重力方向一致（減少夾緊力）

4.3.2夾緊力的確定(大小、方向、作用點(diǎn))（2）夾緊力作用點(diǎn)的選擇

（a）與支承點(diǎn)“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”對(duì)應(yīng)（b）作用在工件剛度高的部位（c）盡量靠近切削部位（抗振性)

（d）夾緊力反作用力不應(yīng)使夾具產(chǎn)生影響加工精度的變形

4.3.2夾緊力的確定(大小、方向、作用點(diǎn))（3）夾緊力大小的確定

將夾具和工件看作剛性系統(tǒng)，以切削力的作用點(diǎn)、方向、大小處于最不利于夾緊時(shí)的狀況為工件受力情況，計(jì)算理論夾緊力，乘以安全系數(shù)，作為實(shí)際所需夾緊力。安全系數(shù)：

K=K1×K2×K3×K4K1－一般安全系數(shù)、材料性質(zhì)1.5－2；

K2－加工性質(zhì)：粗1.2，精1；

K3－刀具鈍化：1.1－1.3；

K4－斷續(xù)切削：連續(xù)1，斷續(xù)1.2粗略估算時(shí)，精加工K=1.5~2.5

粗加工K=2.5~3.0

4.3.2夾緊力的確定(大小、方向、作用點(diǎn))計(jì)算實(shí)例1、斜楔夾緊機(jī)構(gòu)4.3.3常用夾緊機(jī)構(gòu)由靜力平衡：F1+Rx=Q而F1=Wtanψ1Rx=Wtan(α+ψ2)

斜楔夾緊機(jī)構(gòu)受力分析

斜楔夾緊機(jī)構(gòu)受力分析自鎖條件：

F1＞Rx，

一般鋼鐵的摩擦系數(shù)為0.1~0.15，取φ1=φ2=5~7°，故α≤10~14°為了安全可靠，取α=6~8°斜楔夾緊的特點(diǎn)：有增力作用（擴(kuò)力比ip≈3，且α

越小，增力越大）夾緊行程?。é?/p>

越小，夾緊行程越?。┙Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但操作不方便，夾緊和松開(kāi)均需敲擊。偏心輪、凸輪、螺釘為楔塊的變種。2、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)螺旋相當(dāng)于斜楔繞在圓柱體上形成，所以?shī)A緊工件仍是楔緊作用。

夾緊力計(jì)算受力分析見(jiàn)圖示：

—原始力矩，M1—螺母阻止螺釘轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩，M2—工件阻止螺釘轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩MQ－M1－M2＝0

↓FW—夾緊力(N)；FQ—原始作用力(N)L—作用力臂(mm)；d2—螺紋中徑(mm)；

—螺紋升角(°)；

—螺紋處摩擦角(°)—螺釘端部摩擦角(°)—螺釘端部當(dāng)量摩擦半徑(mm)

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，夾緊可靠擴(kuò)力比大（ip＝80）夾緊行程不受限制夾緊動(dòng)作慢，輔助時(shí)間長(zhǎng)，效率低應(yīng)用場(chǎng)合：手動(dòng)夾緊2、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)2、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)3、偏心夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：夾緊力小，自鎖性能差?yuàn)A緊行程小夾緊動(dòng)作快，效率高應(yīng)用場(chǎng)合：切削力小，無(wú)振動(dòng)，工件尺寸公差不大的場(chǎng)合鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)4、其它夾緊機(jī)構(gòu)定心夾緊機(jī)構(gòu)定心夾緊機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)4.3.4夾緊機(jī)構(gòu)的動(dòng)力裝置4.4夾具的其他裝置4.4.1夾具對(duì)切削成形運(yùn)動(dòng)的定位4.4.2夾具的對(duì)刀

4.4.3分度裝置4.4.1夾具對(duì)切削成形運(yùn)動(dòng)的定位

1、

夾具與機(jī)床的連接形式

2、夾具對(duì)切削成形運(yùn)動(dòng)的定位分析

3、定位元件對(duì)夾具定位面的位置要求

4、夾具位置誤差的分析1、夾具與機(jī)床的連接形式夾具安裝在機(jī)床工作臺(tái)面上：如銑、鉆、鏜床夾具；夾具安裝在機(jī)床回轉(zhuǎn)主軸上：如車(chē)床夾具，內(nèi)、外圓磨床夾具。（1）銑床夾具與機(jī)床的連接

如圖所示，銑床夾具以?shī)A具體底面、定位鍵側(cè)面與銑床工作臺(tái)面、T型槽側(cè)面接觸定位，然后用螺栓壓板把夾具壓緊在銑床工作臺(tái)面上。①夾具體底面：

(a)為四周接觸

(b)為兩邊接觸，以上兩形狀用于安裝定位鍵時(shí)用。

(c)為四角接觸，夾具側(cè)面設(shè)找正基準(zhǔn)時(shí)用或鉆床夾具體用。②定位鍵：一般情況下，每個(gè)銑床夾具裝有兩個(gè)定位鍵，標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖：

②注意：一般工作臺(tái)中間T型槽精度較高，常與鍵配合，靠同側(cè)接觸，且兩鍵盡量相互遠(yuǎn)離。

③U型耳座：用于夾緊夾具，一般在夾具體的縱向中線(xiàn)處兩邊各設(shè)置一個(gè)，大型夾具在接近四角處各設(shè)置一個(gè)。設(shè)計(jì)時(shí)可查閱夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)。也有不設(shè)計(jì)U型耳座的，直接用螺栓壓板夾緊夾具。⑵車(chē)床夾具與機(jī)床的連接2、夾具對(duì)切削成形運(yùn)動(dòng)的定位分析

⑴幾個(gè)概念元件定位面：定位元件上與工件定位基準(zhǔn)接觸的工作面夾具定位面：夾具在機(jī)床上安裝時(shí)的定位面機(jī)床定位面：與夾具定位面接觸的機(jī)床上的工作面成形運(yùn)動(dòng)：機(jī)床的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)鍵槽底面對(duì)工件底面的平行度：元件定位面∥夾具底面∥工作臺(tái)面∥進(jìn)給運(yùn)動(dòng)槽側(cè)面素線(xiàn)對(duì)工件側(cè)面的平行度：元件定位面∥夾具定位鍵側(cè)面∥T型槽側(cè)面∥進(jìn)給運(yùn)動(dòng)⑵夾具對(duì)成形運(yùn)動(dòng)的定位分析

結(jié)論：影響夾具對(duì)成形運(yùn)動(dòng)的定位因素有：1)元件定位面對(duì)夾具定位面的位置誤差；2)夾具定位面與機(jī)床定位面的連接配合誤差；3)機(jī)床定位面對(duì)成形運(yùn)動(dòng)的位置誤差。

上述1)、2)條屬設(shè)計(jì)夾具解決的問(wèn)題，3)條屬設(shè)計(jì)機(jī)床解決的問(wèn)題。∴夾具在機(jī)床上安裝主要是保證元件定位面對(duì)機(jī)床定位面的位置要求。

3、元件定位面對(duì)夾具定位面的位置要求直接取工件上對(duì)應(yīng)要求的1/3～1/5例如圖：心軸∥夾具底面=(1/3~1/5)0.2

心軸∥定位鍵側(cè)面=(1/3~1/5)0.2幾種特例：

①直接找正定位元件定位面與成形運(yùn)動(dòng)的位置要求；

這種方法是直接按成形運(yùn)動(dòng)來(lái)確定元件定位面的位置，避免了前述很多中間環(huán)節(jié)的影響，而且元件定位面與夾具定位面的相對(duì)位置也不需要嚴(yán)格要求，方便了夾具的制造。為了找正方便，可在夾具體上專(zhuān)門(mén)加工出找正用基準(zhǔn)，用以代替對(duì)元件定位面的直接測(cè)量，此時(shí)，元件定位面與找正基準(zhǔn)有嚴(yán)格的相對(duì)位置要求。②對(duì)定位元件定位面臨床加工，用成形運(yùn)動(dòng)形成定位元件定位面；

③成形運(yùn)動(dòng)軌跡由夾具確定，此時(shí)元件定位面對(duì)機(jī)床定位面無(wú)嚴(yán)格位置要求。

對(duì)刀的方法通常有三種：試切法：調(diào)整法：每加工一批工件，安裝調(diào)整一次夾具，刀具相對(duì)元件定位面的正確位置都是通過(guò)試切數(shù)個(gè)工件來(lái)對(duì)刀的。用樣件或?qū)Φ堆b置對(duì)刀：只是在制造樣件和調(diào)整對(duì)刀裝置時(shí)，才需要試切一些工件，而在每次安裝使用夾具時(shí)，不需要再試切工件。這種方法最簡(jiǎn)便。本節(jié)主要講解用對(duì)刀裝置對(duì)刀。

4.4.2夾具的對(duì)刀

1、對(duì)刀裝置⑴對(duì)刀裝置的組成①銑床夾具的對(duì)刀裝置

(a)平面塞尺厚度S常用1、3、5mm，

(b)圓柱塞尺d常用3、5mm。塞尺尺寸公差均為h6

特點(diǎn)：對(duì)刀方便、迅速，但對(duì)準(zhǔn)精度一般比試切法低1、對(duì)刀裝置⑴對(duì)刀裝置的組成

②鉆床夾具的對(duì)刀裝置1、對(duì)刀裝置⑴對(duì)刀裝置的組成

③鏜床夾具的對(duì)刀裝置2、對(duì)刀裝置的尺寸標(biāo)注

⑴對(duì)刀基準(zhǔn)：對(duì)專(zhuān)用夾具來(lái)講，就是確定刀具與夾具相對(duì)位置的基準(zhǔn)，X(Y)向的對(duì)刀基準(zhǔn)，一般選X(Y)向與定位基準(zhǔn)重合的定位元件上的要素，即為確定對(duì)刀、導(dǎo)引裝置位置的尺寸基準(zhǔn)。⑵對(duì)刀裝置的位置尺寸：為X(Y)向?qū)Φ痘鶞?zhǔn)到對(duì)刀塊工作表面或鉆套中心線(xiàn)(理解為鉆模板底孔中心線(xiàn))的位置尺寸，簡(jiǎn)稱(chēng)對(duì)刀尺寸。對(duì)應(yīng)加工零件上的尺寸為直接保證的尺寸。⑶對(duì)刀裝置位置尺寸標(biāo)注示例

例1：如圖（a）所示在工件上銑平面，保證H-δH

，對(duì)刀裝置如圖(b)，試標(biāo)注對(duì)刀裝置位置尺寸。解：①對(duì)刀基準(zhǔn)：為V型塊中心線(xiàn)(工件平均尺寸定位后的中心線(xiàn))。②對(duì)刀裝置的位置尺寸：V型塊中心線(xiàn)到對(duì)刀塊工作面間的位置尺寸。③對(duì)刀裝置位置尺寸HJ±δH/2確定：1)工序尺寸H-δH為對(duì)刀直接保證的尺寸：a)把工序尺寸換算成平均尺寸、對(duì)稱(chēng)偏差：

±δH/2b)HJ=－S(塞尺厚度)；

δH

J=（1/5～1/3）δH，并對(duì)稱(chēng)分布：±δHJ/2

2)若工序尺寸為H1，為加工間接保證：先解工序尺寸H1為封閉環(huán)的尺寸鏈：計(jì)算出

±δH/2，再按上述步驟計(jì)算。

例2：如圖(a)鉆孔保證L+δL，導(dǎo)引裝置如圖(b)，試標(biāo)注導(dǎo)引裝置位置尺寸。

解：左右方向?qū)Φ痘鶞?zhǔn)為左支承工作面，對(duì)刀尺寸為左支承工作面到鉆套中心線(xiàn)位置尺寸，工序尺寸L+δL為直接保證的尺寸，對(duì)刀尺寸LJ±δLJ/2確定方法同上。3、對(duì)刀誤差△DA的計(jì)算

⑴對(duì)銑床夾具：產(chǎn)生對(duì)刀誤差的因素有：δH、δS、塞尺測(cè)量松緊誤差?！鱀A≈δH+δS。

(2)對(duì)鉆床夾具：產(chǎn)生對(duì)刀誤差的因素較多，見(jiàn)下圖，主要有：δ1——鉆模板底孔中心線(xiàn)到定位元件的位置尺寸e1——快換鉆套內(nèi)、外圓同軸度公差e2——襯套內(nèi)、外圓同軸度公差X1——快換鉆套與襯套間最大配合間隙X2——刀具與鉆套間最大配合間隙X3——刀具鉆出工件偏斜量，tgα=X2/H=→→所以X3=(B+h+0.5H)因各項(xiàng)誤差同時(shí)出現(xiàn)最大或最小的可能性較小，故對(duì)這些隨機(jī)變量按概率法合成為：△jd=4、結(jié)論

對(duì)刀就是確定刀具與夾具定位元件之間的相對(duì)位置，目的就是把刀具對(duì)到工件相應(yīng)尺寸公差帶的中間位置。對(duì)刀尺寸標(biāo)注：

例1.銑槽(塞尺厚度選3mm)例2.銑槽對(duì)刀尺寸標(biāo)注(s=3mm)，并標(biāo)出元件定位面對(duì)夾具定位面的位置要求。例3.銑槽(塞尺厚度選3mm)例4.鉆孔鉆套位置尺寸標(biāo)注，并標(biāo)出元件定位面對(duì)夾具定位面的位置要求。

4.4.3分度裝置分度裝置，就是能夠?qū)崿F(xiàn)角向或直線(xiàn)均分的裝置。因直線(xiàn)分度是轉(zhuǎn)角分度的展開(kāi)形式，所以下面主要介紹轉(zhuǎn)角分度裝置。

分度副：把分度盤(pán)和分度定位器合稱(chēng)分度副。分度精度主要取決于分度副的精度，而分度副的精度主要取決于分度盤(pán)和分度定位器的相互位置和結(jié)構(gòu)形式。

在分度盤(pán)直徑相同下，分度孔距回轉(zhuǎn)中心愈遠(yuǎn)，分度精度愈高，所以徑向分度精度高。4.5.1

夾具設(shè)計(jì)的工作步驟1、設(shè)計(jì)前準(zhǔn)備（1）明確工件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)。（2）了解產(chǎn)品零件圖及裝配圖；了解工序圖分析零件的作用、形狀和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、材料及毛坯獲得的方法及技術(shù)要求。工序圖則給出了夾具所在工序的零件的工序基準(zhǔn)、工序尺寸、已加工表面、待加工表面、相應(yīng)加工精度要求，以及本工序的定位、夾緊原理方案，這是夾具設(shè)計(jì)的直接依據(jù)。（3）了解工藝規(guī)程中本工序的加工內(nèi)容。機(jī)床、刀具、切削用量、工步安排、工時(shí)定額，同時(shí)加工的零件數(shù)。這些是在考慮夾具總體方案、操作、估算夾緊力等方面必不可少的。4.5機(jī)床專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)方法2．總體方案的確定（1）定位方案（2）夾緊方案（3）對(duì)定方案（4）夾具的總體形式4.5.1

夾具設(shè)計(jì)的工作步驟4.5機(jī)床專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)方法夾具總圖應(yīng)遵循國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)繪制，圖形大小的比例盡量取l；1，使所繪的夾具總圖有良好的直觀(guān)性，如工件過(guò)大時(shí)可用1：2或1：5的比例，過(guò)小時(shí)可用2：1的比例。主視圖應(yīng)取操作者實(shí)際工作時(shí)的位置，以作為裝配夾具時(shí)的依據(jù)并供使用時(shí)參考。

總圖中的視圖應(yīng)盡量少，但必須能夠清楚地表示出夾具的工作原理和構(gòu)造，表示各種裝置或元件之間的位置關(guān)系等。

3．夾具裝配圖的繪制繪制總圖的順序是：先用雙點(diǎn)劃線(xiàn)繪出工件的輪廓外形，并顯示出加工余量；然后把工件視為透明體，按照工件的形狀及位置依次繪出定位、導(dǎo)向、夾緊及其它元件或裝置的具體結(jié)構(gòu)；最后繪制夾具體，形成一個(gè)夾具整體。

標(biāo)注尺寸、技術(shù)條件編寫(xiě)零件明細(xì)表3．夾具裝配圖的繪制4．繪制非標(biāo)準(zhǔn)夾具零件圖1、夾具裝配圖上應(yīng)標(biāo)注的幾類(lèi)尺寸①外形輪廓尺寸(A類(lèi)尺寸)：長(zhǎng)、寬、高(不包含被加工工件、定位鍵)，當(dāng)夾具結(jié)構(gòu)中有可動(dòng)部分時(shí)，應(yīng)包括可動(dòng)部分處于極限位置時(shí)在空間所占的尺寸；②工件與定位元件的聯(lián)系尺寸(B類(lèi)尺寸)：把工件順利裝入夾具所涉及到的尺寸，與工件尺寸相關(guān)。1)工件與定位元件的配合尺寸：配合標(biāo)注或只標(biāo)定位元件的尺寸；2)定位元件之間的位置尺寸。4.5.2確定夾具的主要尺寸、公差和技術(shù)要求鉆夾具：位置尺寸鉆套內(nèi)徑定位元件(對(duì)刀基準(zhǔn))→→→→→鉆套→→→→→→刀具↑↑位置尺寸

銑夾具：位置尺寸塞尺尺寸定位元件(對(duì)刀基準(zhǔn))→→→→→對(duì)刀塊→→→→→刀具

車(chē)床夾具無(wú)此類(lèi)尺寸③夾具與刀具的聯(lián)系尺寸(C類(lèi)尺寸)

：指定位元件與對(duì)刀元件之間的位置尺寸，與工件尺寸相關(guān)。車(chē)夾具：夾具與主軸端部圓柱配合的配合尺寸。銑夾具：定位鍵與T型槽的配合尺寸。④夾具與機(jī)床的聯(lián)系尺寸(D類(lèi)尺寸)：把夾具順利裝入機(jī)床所涉及到的尺寸，與機(jī)床尺寸相關(guān)。以上尺寸若以配合形式標(biāo)注，要用雙點(diǎn)劃線(xiàn)畫(huà)出主軸端部、T型槽形狀。鉆夾具無(wú)此類(lèi)尺寸。⑤其它裝配尺寸(E類(lèi)尺寸)：不在上述幾類(lèi)尺寸之內(nèi)的：1)夾具內(nèi)部的配合尺寸；2)有相互位置要求的裝配尺寸。見(jiàn)圖6.4銑床夾具尺寸標(biāo)注示例

鉆床夾具尺寸標(biāo)注示例

2、夾具的公差（1）直接與工件的加工尺寸公差有關(guān)在確定這類(lèi)公差時(shí)，一般可取夾具的公差為工件相應(yīng)加工尺寸公差的（1/3～1/5）。在具體選取時(shí)，必須結(jié)合工件的加工精度要求、批量大小以及工廠(chǎng)在制造夾具方面的生產(chǎn)技術(shù)水平等因素進(jìn)行細(xì)致分析和全面考慮。在夾具總裝圖上標(biāo)注這類(lèi)尺寸公差時(shí)，一律采用雙向?qū)ΨQ(chēng)分布公差制。因此，在按工件加工尺寸公差來(lái)確定夾具的尺寸公差時(shí)，都必須首先將工件的尺寸公差換算成雙向?qū)ΨQ(chēng)分布公差。否則，便不可能保持工件加工尺寸的精度。（2）與工件加工尺寸公差無(wú)關(guān)例如：定位元件與夾具體的配合尺寸公差、夾緊機(jī)構(gòu)上各組成零件間的配合尺寸公差等。這類(lèi)尺寸公差主要是根據(jù)零件的功用和裝配要求，而按照一般的公差配合標(biāo)準(zhǔn)來(lái)決定。3、夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注的技術(shù)要求①定位元件之間或定位元件與夾具定位面之間的相互位置要求；②定位元件與導(dǎo)向元件間的相互位置要求；③導(dǎo)向元件之間的相互位置要求；④定位元件、導(dǎo)向元件與夾具找正基準(zhǔn)面之間的相互位置關(guān)系；⑤與夾具裝配精度有關(guān)的或與檢驗(yàn)方法有關(guān)的特殊的技術(shù)要求；夾具的裝配、調(diào)整方法，如幾個(gè)支承釘應(yīng)裝配后修磨達(dá)到等高、裝配時(shí)調(diào)整某元件或臨床修磨某元件的定位表面等，以保證夾具精度；工藝孔的設(shè)置和檢測(cè)；夾具使用時(shí)的操作順序；夾具表面的裝飾要求等。

設(shè)計(jì)實(shí)例1

4.5.4夾具設(shè)計(jì)實(shí)例設(shè)計(jì)實(shí)例1

設(shè)計(jì)實(shí)例1

設(shè)計(jì)實(shí)例1

設(shè)計(jì)實(shí)例1

設(shè)計(jì)實(shí)例1

設(shè)計(jì)實(shí)例1

設(shè)計(jì)實(shí)例2

設(shè)計(jì)實(shí)例2

設(shè)計(jì)實(shí)例2

設(shè)計(jì)實(shí)例2

設(shè)計(jì)實(shí)例2

設(shè)計(jì)實(shí)例3

圖示為連桿加工小頭孔工序簡(jiǎn)圖（材料45，毛坯為模鍛件，年產(chǎn)量500件，所用加工機(jī)床立式鉆床Z5025設(shè)計(jì)實(shí)例3

4.6.1鉆床夾具鉆床夾具通常稱(chēng)鉆模，主要由定位元件、夾緊裝置、鉆模板、鉆套、夾具體組成。

4.6典型機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1.鉆模的結(jié)構(gòu)形式⑴固定式鉆模（2）回轉(zhuǎn)式鉆模（3）翻轉(zhuǎn)式鉆模（4）蓋板式鉆模（5）滑柱式鉆模2.鉆模板：安裝鉆套的板

①固定式鉆模板②鉸鏈?zhǔn)姐@模板

2.鉆模板：安裝鉆套的板

③可卸式鉆模板④懸掛式鉆模板在設(shè)計(jì)鉆模時(shí)，首先需要根據(jù)工件的形狀、尺寸、重量和加工要求，并考慮生產(chǎn)批量、工廠(chǎng)工藝裝備的技術(shù)狀況等具體條件來(lái)選擇夾具的結(jié)構(gòu)類(lèi)型。在選擇時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：加工孔徑大于10mm的中小型工件時(shí)，由于鉆削扭矩大，宜采用固定式鉆模。翻轉(zhuǎn)式鉆模適用于加工中小件，包括工件在內(nèi)的總重量不宜>10kg。否則，應(yīng)采用具有回轉(zhuǎn)式或直線(xiàn)分度裝置的鉆模。當(dāng)加工幾個(gè)不在同心圓周上的平行孔系時(shí)，如工件和夾具的總重量超過(guò)15kg，宜采用固定式鉆模在搖臂鉆床上加工。3.鉆床夾具的選擇對(duì)于孔的垂直度和孔距精度要求不高的中小型工件，宜優(yōu)先采用滑柱鉆模，以縮短夾具的設(shè)計(jì)周期。如孔的垂直度公差小于0.1mm，孔距位置公差小于±0.15mm時(shí)，如不采取特殊措施，一般不宜采用這類(lèi)鉆模。若鉆模板和夾具體為焊接結(jié)構(gòu)