夾具設(shè)計(jì)實(shí)例

1、6. 5基本夾緊機(jī)構(gòu)不論采用何種力源(手動(dòng)或機(jī)動(dòng))形式，一切外力都要轉(zhuǎn)化為夾緊力，這一轉(zhuǎn)化過(guò)程都不得是通過(guò)夾緊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。因此夾緊機(jī)構(gòu)是夾緊裝置中的一個(gè)重要組成部分。在各種夾緊機(jī)構(gòu)中，起基本夾緊作用的，多為斜楔、螺旋、偏心、杠桿、薄壁彈性元件等夾具元件，而其中 以斜楔、螺旋、偏心以及由它們組合而成的夾緊裝置應(yīng)用最為普遍。6.5.1斜楔夾緊機(jī)構(gòu)1作用原理AAJ L郴(a)圖6-38手動(dòng)斜楔夾緊機(jī)構(gòu)1斜楔 2工件3夾具體圖6-38為一種斜楔夾緊機(jī)構(gòu)。 需要在工件上鉆削互相垂直的$ 8mm與$ 5mm小孔，工件裝入夾具后，在夾具體上定位后， 錘擊楔塊大頭，則楔塊對(duì)工件產(chǎn)生夾緊力和對(duì)夾具體產(chǎn)生正 壓力

2、，從而把工件楔緊。加工完畢后錘擊楔塊小頭即可松開(kāi)工件。由此可見(jiàn)，斜楔主要是利用其斜面的移動(dòng)和所產(chǎn)生的壓力來(lái)夾緊工件的，即楔緊作用。2.夾緊力的計(jì)算斜楔夾緊時(shí)的受力情況如圖6-39 (a )所示，斜楔受外力為 Fq,產(chǎn)生的夾緊力為 Fw，按斜楔受力的平衡條件，可推導(dǎo)出斜楔夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊力計(jì)算公式：01夾鬻矍力圖39圖c）夾緊行程a ） 夾緊受力圖 （ b ） 自鎖受力圖圖 6-39 斜楔的受力分析式中：F夾緊力，單位為 N;Fq 作用力，單位為 N； 1、 2分別為斜楔與支承面及與工件受壓面間的摩擦角，常取 1=2 =5 080;a 斜楔的斜角，常取 a = 6 010 0 。3斜楔的自鎖條件圖

3、 6-39（b ） 所示，當(dāng)作用力消失后，斜楔仍能夾緊工件而不會(huì)自行退出。根據(jù)力的平衡 條件，可推導(dǎo)出自鎖條件：一般鋼鐵的摩擦系數(shù)卩=0.10.15。摩擦角 = arctan（0.1 0.15） = 5 438 32,故 a 1117。但考慮到斜楔的實(shí)際工作條件，為自鎖可靠起見(jiàn)，取a =6 8。當(dāng) a = 6 時(shí)，tan a 0仁, 因此斜楔機(jī)構(gòu)的斜度一般取 1： 10。4斜楔機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（1）斜楔機(jī)構(gòu)具有自鎖的特性 當(dāng)斜楔的斜角小于斜楔與工件以及斜楔與夾具體之間的摩擦角之和時(shí)，滿足斜楔的自鎖條 件。（2）斜楔機(jī)構(gòu)具有增力特性斜楔的夾緊力與原始作用力之比稱(chēng)為增力比i F （或稱(chēng)為增力系數(shù)）。

4、即：當(dāng)不考慮摩擦影時(shí)，此時(shí) a 愈小，增力作用愈大。（ 3）斜楔機(jī)構(gòu)的夾緊行程小工件所要求的夾緊行程 h 與斜楔相應(yīng)移動(dòng)的距離 s 之比稱(chēng)為行程比 i s,故斜楔理想增力倍數(shù)等于夾緊行程的縮小倍數(shù)。因此，選擇升角a時(shí)，必須同時(shí)考慮增力比和夾緊行程兩方面的問(wèn)題。(4)斜楔機(jī)構(gòu)可以改變夾緊力作用方向由圖6-39可知，當(dāng)對(duì)斜楔機(jī)構(gòu)外加一個(gè)水平方向的作用力時(shí)，將產(chǎn)生一個(gè)垂直方向的夾緊 力。5.適用范圍由于手動(dòng)斜楔夾緊機(jī)構(gòu)在夾緊工件時(shí)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，效率極低所以很少使用。因其夾緊行程較小，因此對(duì)工件的夾緊尺寸 (工件承受夾緊力的定位基準(zhǔn)至其受壓面間的尺寸)的偏差要求很高，否則將會(huì)產(chǎn)生夾不著或無(wú)法夾緊的狀況。

5、因此，斜楔夾緊機(jī)構(gòu)主要用于機(jī)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)中，且毛坯的質(zhì)量要求很高。6.5.2螺旋夾緊機(jī)構(gòu)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)螺釘、螺母、螺栓或螺桿等帶有螺旋的結(jié)構(gòu)件與墊圈、壓板或壓塊等組成。他 不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便，而且由于纏繞在螺釘面上的螺旋線很長(zhǎng)，升角小。所以螺旋夾緊 機(jī)構(gòu)的自鎖性能好，夾緊力和夾緊行程都較大，是目前應(yīng)用較多的一種夾緊機(jī)構(gòu)。1作用原理螺旋夾緊機(jī)構(gòu)中所用的螺旋，實(shí)際上相當(dāng)于把斜楔繞在圓面積柱體上，因此，其作用原理與斜楔是一樣的。只不過(guò)是這時(shí)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋， 使繞在圓柱體上的斜楔高度發(fā)生變化， 而產(chǎn)生 夾緊力來(lái)夾緊工件。2. 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)40圖圖6-40 典型螺旋壓板機(jī)構(gòu)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式很多， 但從夾

6、緊方式來(lái)分，可分為單個(gè)螺栓夾緊機(jī)構(gòu)和螺旋村板夾 緊機(jī)構(gòu)兩種。圖6-40 (a )為壓板夾緊形式，圖 6-40 ( b)為螺栓直接夾緊形式，在夾緊 機(jī)構(gòu)中，螺旋壓板的使用是很普遍的。圖6-41為最簡(jiǎn)單的單個(gè)螺栓夾緊機(jī)構(gòu)。圖6-41 (a)為直接用螺釘壓在工件表面，易損傷工件表面；圖6-41 (b)為典型的螺栓夾緊機(jī)構(gòu)，在螺栓頭部裝有擺動(dòng)壓塊，可以防止螺釘 轉(zhuǎn)動(dòng)損傷工件表面或帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)。典型壓塊的如圖6-42所示。圖6-42 (a)為光面壓塊，用于用于壓緊已加工過(guò)的表面；圖6-42 ( b)為槽面壓塊，用于未加工過(guò)的毛坯表面；圖6-42(c)為球面壓塊，可自動(dòng)調(diào)心。壓緊螺釘及壓塊已標(biāo)準(zhǔn)化，可查閱

7、相關(guān)手冊(cè)。a）b）圖 6-41 單個(gè)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)圖 6-42 擺動(dòng)壓塊螺旋夾緊機(jī)構(gòu)中，螺旋升角a 4,因此自鎖性能好，能耐振動(dòng)。由于螺旋相當(dāng)于長(zhǎng)斜楔繞在圓柱體上，所以?shī)A緊行程不受限制，可以任意加大，不會(huì)使機(jī)構(gòu)增大。設(shè)計(jì)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)時(shí)應(yīng)根據(jù)所需的夾緊力的大小選擇合適的螺紋直徑。3適用范圍 由于螺旋夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便,增力比大,夾緊行程不受限制,所以在手動(dòng)夾緊機(jī) 構(gòu)中應(yīng)用廣泛。但其夾緊動(dòng)作慢、輔助時(shí)間長(zhǎng),效率低。為了克服螺旋夾動(dòng)作緊慢,效率缺點(diǎn),出現(xiàn)了各種快速夾緊機(jī)構(gòu)。如圖6-43 所示。輸入法6-43 （a）中，在螺母一方的增加開(kāi)口墊圈，螺母的外徑小于工件內(nèi)孔直徑，只要稍微放松 螺母，即

8、可抽出墊圈，工件便可螺母取出。圖6-43（ b）為快卸螺母，螺母孔內(nèi)鉆有光孔，其孔徑略大于螺紋的外徑, 螺母斜向沿光孔套入螺桿, 然后將螺母擺正, 使螺母的螺紋與螺 桿嚙合, 再擰動(dòng)螺母, 便可夾緊工件。 但螺母的螺紋部分被切去一部分, 因此嚙合部分減小, 夾緊力不能太大。圖 6-43 快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)6.6.3 偏心夾緊機(jī)構(gòu) 用偏心元件直接夾緊或與其它元件組合而實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的夾緊機(jī)構(gòu)稱(chēng)為偏心夾緊機(jī)構(gòu),它是利用轉(zhuǎn)動(dòng)中心與幾何中心偏移的圓盤(pán)或軸等為夾緊元件。圖 6-40 所示為常見(jiàn)的各種偏心夾緊 機(jī)構(gòu)，其中圖6-40（ a）是偏心輪和螺栓壓板的組合夾緊機(jī)構(gòu)；圖 6-40（ b）是利用偏心軸夾 緊工

9、件的。圖 6-44 偏心夾緊機(jī)構(gòu)實(shí)例1偏心夾緊的工作特性圖 6-45 圓偏心特性及工作段如圖6-45（a）所示的圓偏心輪，其直徑為D，偏心距為 e，由于其幾何中心C和回轉(zhuǎn)中心 O 不重合，當(dāng)順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)手柄時(shí)，就相當(dāng)于一個(gè)弧形楔卡緊在轉(zhuǎn)軸和工件受壓表面之間而產(chǎn)生夾緊作用。將弧形楔展開(kāi)，則得如圖6-45 (b)所示的曲線斜楔，曲線上任意一點(diǎn)的切線和水平線的夾角即為該點(diǎn)的升角。設(shè)a x為任意夾緊點(diǎn) X處的升角，其值可由 OxC中求得：式中轉(zhuǎn)角 $ x的變化范圍為$ X 180 0，由上式可知，當(dāng)$ X = 0 0時(shí)，m點(diǎn)的升角最小，a m= 0 0 ,隨著轉(zhuǎn)角$ X的增大，升角a m也增大，當(dāng)$

10、 x=90 0 時(shí)(即 T 點(diǎn))，升角a為最大值，此時(shí):因a很小，故取 a max 2e/D。當(dāng)$ x繼續(xù)增大時(shí)， a x將隨著$ x的增大而減小， $ x= 180 0 ，即n點(diǎn)處，此處的 a n=00 。偏心輪的這一特性很重要， 因?yàn)樗c工作段的選擇， 自鎖性能，夾緊力的計(jì)算以及主要結(jié)構(gòu) 尺寸的確定關(guān)系極大。2偏心輪工作段的選擇 從理論上講，偏心輪下半部整個(gè)輪廓曲線上的任何一點(diǎn)都可以用來(lái)做夾緊點(diǎn)，相當(dāng)于偏心輪轉(zhuǎn)過(guò)180 0，夾緊的總行程為 2e，但實(shí)際上為防止松夾和咬死，常取P點(diǎn)左右圓周上的1/61/4圓弧，即相當(dāng)于偏心輪轉(zhuǎn)角為60 090 0的范圍所對(duì)應(yīng)的圓弧為工作段。如圖6-45( C

11、)所示的AB弧段。由圖6-45 ( c )可知，該段近似為直線，工作段上任意點(diǎn)的升角變化不大，幾乎近于常數(shù)，可以獲得比較穩(wěn)定的自鎖性能。因而，在實(shí)際工作中，多按 這種情況來(lái)設(shè)計(jì)偏心輪。3偏心輪夾緊的自鎖條件 使用偏心夾緊時(shí)，必須保證自鎖，否則將不能使用。要保證偏心輪夾緊時(shí)的自鎖性能，和前 述斜楔夾緊機(jī)構(gòu)相同，應(yīng)滿足下列條件a max W計(jì)$ 2式中 amax 偏心輪工作段的最大升角；$ 1 偏心輪與工件之間的摩擦角；$ 2偏心輪轉(zhuǎn)角處的摩擦角。因?yàn)?a p=a max, tan a p 20；1 = 0.15 時(shí)，D/e14稱(chēng) D/e 之值為偏心率或偏心特性。按上述關(guān)系設(shè)計(jì)偏心輪時(shí)，應(yīng)按已知的

12、摩擦系數(shù)和需要 的工作行程定出偏心量 e及偏心輪的直徑 D。一般摩擦系數(shù)取較小的值，以使偏心輪的自 鎖更可靠。4適用范圍 偏心夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作迅速，但它的夾緊行程受偏心距 e 的限制，夾緊力 較小， 故一般用于工件被夾壓表面的尺寸變化較小和切削過(guò)程中振動(dòng)不大的場(chǎng)合， 多用于小 型工件的夾具中。對(duì)于受壓面的表面質(zhì)量有一定的要求，受壓面的位置新變化也要較小。6. 4 夾緊機(jī)構(gòu)原理6.4.1 對(duì)夾緊裝置的基本要求 機(jī)械加工過(guò)程中，為保持工件定位時(shí)所確定的正確加工位置，防止工件在切削力、慣性力、 離心力及重力等作用下發(fā)生位移和振動(dòng)， 機(jī)床夾具應(yīng)設(shè)有夾緊裝置， 將工件壓緊夾牢。 夾緊 裝置

13、是否合理、 可靠及安全， 對(duì)工件加工的精度、 生產(chǎn)率和工人的勞動(dòng)條件有著重大的影響， 因此，夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)滿足下面要求：1. 夾緊過(guò)程中，必須保證定位準(zhǔn)確可靠，而不破壞原有的定位。2. 夾緊力的大小要可靠、適應(yīng)，既要保證工件在整個(gè)加工過(guò)程中位置穩(wěn)定不變、振動(dòng)小， 又要使工件不產(chǎn)生過(guò)大的夾緊變形。3. 夾緊裝置的自動(dòng)化和復(fù)雜程度應(yīng)與生產(chǎn)類(lèi)型相適應(yīng)，在保證生產(chǎn)效率的前提下，其結(jié)構(gòu) 要力求簡(jiǎn)單，工藝性好，便于制造和維修。4. 夾緊裝置應(yīng)具有良好的自鎖性能，以保證在源動(dòng)力波動(dòng)或消失后，仍能保持夾緊狀態(tài)。5. 夾緊裝置的操作應(yīng)當(dāng)方便、安全、省力。6.4.2 夾緊裝置的組成1. 力源裝置 產(chǎn)生夾緊作用力的裝置

14、稱(chēng)為力源裝置。 常用的力源有人力和動(dòng)力。 力源來(lái)自 人力的稱(chēng)為手動(dòng)夾緊裝置；力源來(lái)自氣壓、液壓、電力等動(dòng)力的稱(chēng)為動(dòng)力傳動(dòng)裝置。如圖6-30 所示為氣壓傳動(dòng)裝置。圖 6-30 氣動(dòng)銑床夾具1配氣閥 2管道 3氣缸 4活塞5 活塞桿 6單鉸鏈連桿 7壓板2. 夾緊部分 接受和傳遞原始作用力使之變?yōu)閵A緊力并執(zhí)行夾緊任務(wù)的部分。一般由下 列元件或機(jī)構(gòu)組成。（ 1）夾緊元件 是實(shí)現(xiàn)夾緊作用的最終執(zhí)行元件。如各種螺釘、壓板等。（ 2）中間遞力機(jī)構(gòu) 通過(guò)它將力源產(chǎn)生的夾緊力傳給夾緊元件，然后由夾緊元件最終完成 對(duì)工件的夾緊。一般中間遞力機(jī)構(gòu)可以在傳遞夾緊力的過(guò)程中， 改變夾緊力的方向和大小， 保證夾緊機(jī)構(gòu)的

15、 工作安全可靠，并具有一定的自鎖性能。如圖 6-30 中的單鉸鏈連桿 6 作為中間遞力機(jī)構(gòu)， 當(dāng)利用螺釘直接夾緊工件時(shí)， 就沒(méi)有中間 遞力元件。（ 3）夾緊機(jī)構(gòu)是指手動(dòng)夾緊時(shí)所使用的，由中間遞力機(jī)構(gòu)和夾緊裝置組成，如手柄、螺母、壓板等。6-31 所示。以上各部分之間的關(guān)系，可用框圖表示，如圖圖 6-31夾緊裝置組成框圖6.4.3 夾緊力的確定原則 確定夾緊力必須從力的三要素考慮，即力的大小、方向和作用點(diǎn)。它是一個(gè)綜合性問(wèn)題，必 須結(jié)合工件的形狀、尺寸、重量和加工要求，定位元件的結(jié)構(gòu)及其分布方式，切削條件及切 削力的大小等具體情況來(lái)確定。1. 夾緊力方向的確定原則 夾緊力的作用方向不僅影響加工精

16、度，而且還影響夾緊的實(shí)際效果。具體應(yīng)考慮如下幾點(diǎn)： (1)夾緊力的作用方向應(yīng)保證定位準(zhǔn)確可靠，而不破壞工件的原有定位精度 工件在夾緊力作用下， 應(yīng)確保其定位基面貼在定位元件的工作表面上。 為此要求主夾緊力的 方向應(yīng)指向主要定位基準(zhǔn)面，其余夾緊力方向應(yīng)指向工件的定位支承。如圖 6-32 所示，在 角鐵形工件上鏜孔。 加工要求孔中心線垂直 A 面，因此應(yīng)以 A 面為主要定位基面， 并使夾 緊力垂直于 A 面，如圖 6-32( a ) 所示。但若使夾緊力指向 B 面，如圖 6-32 ( b ) 所 示，則由于 A 與 B 面間存在垂直度誤差， 就無(wú)法滿足加工要求。 當(dāng)夾 緊力垂直指向 A 面 有困難

17、而必須指向 B 面時(shí)，則必須提高 A 與 B 面間的垂直度精度。圖 6-32 夾緊力垂直指向主要定位支承表面示例(2)夾緊力的作用方向應(yīng)使工件的夾緊變形盡量小如圖 6-33 所示為加工薄壁套筒，由于工件的徑向剛度很差，用圖 6-33 ( a ) 的徑向夾緊 方式將產(chǎn)生過(guò)大的夾緊變形。若改用圖6-33 (b)的軸向夾緊方式，則可減少夾緊變形，保證工件的加工精度。圖 6-33 夾緊力的作用方向?qū)ぜ冃蔚挠绊? 3)夾緊力作用方向應(yīng)使所需夾緊力盡可能小如圖6-34所示為夾緊力Fw工件重力G和切削力F三者關(guān)系的幾種典型情況。為了安裝方 便及減少夾緊力， 應(yīng)使主要定位支承表面處于水平朝上位置。 如圖

18、6-34( a )、6-34( b )所示工件安裝既方便又穩(wěn)定，特別是圖6-34 (a)，其切削力F與工件重力G均朝向主要支承表面，與夾緊力Fw方向相同，因而所需夾緊力為最小。此時(shí)的夾緊力Fw只要防止工 件加工時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)及振動(dòng)即可。圖 6-34(c ) 、6-34(d ) 、6-34(e ) 、6-34(f) 所 示的情況就較差，特別是 6-34( d)所示情況所需夾緊力為最大，一般應(yīng)盡量避免。圖 6-34 夾緊力方向與夾緊力大小的關(guān)系2. 選擇夾緊力作用點(diǎn)的原則夾緊力作用點(diǎn)的位置、 數(shù)目及布局同樣應(yīng)遵循保證工件夾緊穩(wěn)定、可靠、 不破壞工件原來(lái)的定位以及夾緊變形盡量小的原則，具體應(yīng)考慮如下幾點(diǎn)：

19、（1）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)能保持工件定位穩(wěn)固而不至引起工件發(fā)生位移或偏轉(zhuǎn)。 根據(jù)這一原則， 夾緊力作用點(diǎn)必須作用在定位元件的支承表面上或作用在幾個(gè)定位元件所形 成的穩(wěn)定受力區(qū)域內(nèi)。如圖 6-35 （b ） 的作用點(diǎn)，會(huì)使原定位受到破壞。圖 6-35 作用點(diǎn)與定位支承的位置關(guān)系（ 2 ） 夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)使夾緊變形盡量小 夾緊力應(yīng)作用在工件剛性好的部位上。 對(duì)于壁薄易變形的工件， 應(yīng)采用多點(diǎn)夾緊或使夾緊力 均勻分布，以減少工件的夾緊變形。如圖6-36 （ a）、（b） 為合理方案。 如采用圖 6-36 （c）、圖6-36 （d）的夾緊方案，將使工件產(chǎn)生變形。圖 6-36 作用點(diǎn)應(yīng)在工件剛度好的部位（ 3

20、）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)保證定位穩(wěn)定、夾緊可靠。夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近被加工表面， 以提高定位的穩(wěn)定性和夾緊的可靠性。 如圖 6-37 所示。 有的工件由于結(jié)構(gòu)形狀所限， 加工表面與夾緊力作用點(diǎn)較遠(yuǎn)且剛性又較差時(shí)， 應(yīng)在加 工表面附近增加輔助支承及對(duì)應(yīng)的附加夾緊力。如圖 6-37（ c ） 所示，在加工表面附近增 加了輔助支承，而 F w 1 為對(duì)應(yīng)的附加夾緊力。圖 3-37 作用點(diǎn)應(yīng)靠近工件加工部位3. 夾緊力大小的確定原則 當(dāng)夾緊力的方向和作用點(diǎn)確定后， 就應(yīng)計(jì)算所需夾緊力的大小。 夾緊力的大小直接影響夾具 使用的安全性、可靠性。夾緊力過(guò)小，則夾緊不穩(wěn)固，在加工過(guò)程中工件仍會(huì)發(fā)生位移而破 壞

21、定位。結(jié)果，輕則影響加工質(zhì)量，重則千萬(wàn)安全事故。夾緊力過(guò)大，無(wú)必要，反而增加夾 緊變形，對(duì)加工質(zhì)量不利，同時(shí)夾緊機(jī)構(gòu)的尺寸也會(huì)相應(yīng)加大。所以?shī)A緊力的大小應(yīng)適當(dāng)。 在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中， 夾緊力的大小可根據(jù)同類(lèi)夾具的實(shí)際使用情況， 用類(lèi)比法進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估計(jì)， 也可用分析計(jì)算方法近似估算。分析計(jì)算法， 通常是將夾具和工件視為剛性系統(tǒng)， 找出在加工過(guò)程中， 對(duì)夾緊最不利的瞬時(shí) 狀態(tài)。 根據(jù)該狀態(tài)下的工件所受的主要外力即切削力和理論夾緊力（大型工件要考慮工件的重力，調(diào)整運(yùn)動(dòng)下的工件要考慮離心力或慣性力），按靜力平衡條件解出所需理論夾緊力，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力，以確保安全。即：Fsw = K Fw式

22、中 Fsw 所需實(shí)際夾緊力，單位為N；Fw 按靜力平衡條件解出的所需理論夾緊力，單位為N ;K 安全系數(shù)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)一般粗加工時(shí)取2.53;精加工時(shí)取1.52。實(shí)際所需夾緊力的具體計(jì)算方法可參照機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)等資料。6.2 工件定位方法及定位元件在設(shè)計(jì)零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程時(shí)， 工藝人員根據(jù)加工要求已經(jīng)選擇了各工序的定位基準(zhǔn)和 確定了各定位基準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)限制的自由度， 并將它們標(biāo)注在工序簡(jiǎn)圖或其它工藝文件上。 夾具設(shè) 計(jì)的任務(wù)首先是選擇和設(shè)計(jì)相應(yīng)的定位元件來(lái)實(shí)現(xiàn)上述定位方案。為了分析問(wèn)題的方便， 引入“定位基面 “的概念。 當(dāng)工件以回轉(zhuǎn)表面 （如孔、外圓等） 定位時(shí)， 稱(chēng)它的軸線為定位基準(zhǔn)， 而回轉(zhuǎn)

23、表面本身則稱(chēng)為定位基面。 與之相對(duì)應(yīng)， 定位元件上與定位 基面相配合（或接觸）的表面稱(chēng)為限位基面，它的理論軸線則稱(chēng)為限位基準(zhǔn)。如工件以圓孔 在心軸上定位時(shí)，工件內(nèi)孔稱(chēng)為定位基面，其軸線稱(chēng)為定位基準(zhǔn)。與之相對(duì)應(yīng)，心軸外圓表 面稱(chēng)為限位基面，其軸線稱(chēng)為限位基準(zhǔn)。工件以平面定位時(shí)，其定位基面與定位基準(zhǔn)，限位 基面和限位基準(zhǔn)則是完全一致的。 工件在夾具上定位時(shí)， 理論上定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)應(yīng)該重 合，定位基面與限位基面應(yīng)該接觸。6.2.1 工件以平面定位1. 主要支承 主要支承用來(lái)限制工件的自由度，起定位作用。（ 1 ）固定支承 固定支承有支承釘（ GB/T 222691）和支承板（ GB/T 2236

24、91）兩 種型式。如圖 6-4、 6-5 所示。在使用過(guò)程中，它們都是固定不動(dòng)的。圖 6-4 支承釘（ GB/T 2226 91）圖 6-5 支承板（ GB/T 2236 91）A 型支承釘是標(biāo)準(zhǔn)平面支承釘，常用于已經(jīng)加工后的表面定位;當(dāng)定位基準(zhǔn)面是粗糙不平 的毛坯表面時(shí)，應(yīng)采用 B 型球頭支承釘，使其與粗糙表面接觸良好; C 型所示齒紋型支承 釘常用于側(cè)面定位，它能增大摩擦系數(shù)，防止工件受力后滑動(dòng)。大中型工件以精基準(zhǔn)面定位時(shí)，多采用支承板定位，可使接觸面增大，避免壓傷基準(zhǔn)面，減 少支承的磨損。 A 型支承板，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造。但沉頭螺釘處的積屑難于清除，宜作 側(cè)面或頂面支承; B 型是帶斜

25、槽的支承板，因易于清除切屑和容納切屑，宜作底面支承，常 用于以推拉方式裝卸工件的夾具和自動(dòng)線夾具。支承釘、支承板均已標(biāo)準(zhǔn)化，其公差配合、材料、熱處理等可查閱機(jī)床夾具零件及部件國(guó)家 標(biāo)準(zhǔn)。工件以平面定位時(shí)， 除采用上面介紹的標(biāo)準(zhǔn)支承釘和支承板之外， 還可根據(jù)工件定位平面的 具體形狀設(shè)計(jì)相應(yīng)的支承板，工件批量不大時(shí)，也可直接以?shī)A具體作為限位平面。（ 2）可調(diào)節(jié)支承 （ GB/T 222791 GB/T 223090） 在工件定位過(guò)程中，支承釘?shù)母叨刃枰{(diào)整時(shí)，采用圖6-12 所示的可調(diào)支承。圖 6-6可調(diào)節(jié)支承圖6-7 (a)中工件為砂型鑄件，加工過(guò)程中，一般先銃B面，再以B面為基準(zhǔn)鏜雙孔。圖 6

26、-7 可調(diào)節(jié)支承的應(yīng)用為了保證鏜孔工序有足夠和均勻的余量， 最好先以毛坯孔為粗基準(zhǔn)， 但裝夾不太方便。 此時(shí) 可將 A 面置于調(diào)節(jié)支承上，通過(guò)調(diào)整調(diào)節(jié)支承的高度來(lái)保證B 面與兩毛坯中心的距離尺寸 H 1 、 H 2 ，對(duì)于毛坯尺寸比較準(zhǔn)確的小型工件，有時(shí)每批僅調(diào)整一次，這樣對(duì)于一批 工件來(lái)說(shuō)，調(diào)節(jié)支承即相當(dāng)于固定支承。在同一夾具上加工形狀相似而尺寸不等的工件時(shí)，也常采用調(diào)節(jié)支承。如圖6-7 (b)所示，在軸上鉆徑向孔。 對(duì)于孔至端面的距離不等的幾種工件， 只要調(diào)整支承釘?shù)纳斐鲩L(zhǎng)度， 該夾 具便都可適用。( 3)浮動(dòng)支承(自位支承)在工件定位過(guò)程中，能自動(dòng)調(diào)整位置的支承稱(chēng)為浮動(dòng)支承。浮動(dòng)支承的結(jié)

27、構(gòu)如圖 6-8 所示，它們與工件的接觸點(diǎn)數(shù)雖然是二點(diǎn)或三點(diǎn)或更多點(diǎn)，但仍 只限制工件的一個(gè)自由度。 浮動(dòng)支承點(diǎn)的位置隨工件定位基準(zhǔn)面的變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)，當(dāng)基面有誤差時(shí)，壓下其中一點(diǎn)，其余各點(diǎn)即上升，直到全部接觸為止。由于增加了接觸點(diǎn)數(shù)，圖 6-8 浮動(dòng)支承可提高工件的安裝剛性和定位的穩(wěn)定性， 但夾具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。 浮動(dòng)支承適用于工件以毛坯定 位或剛性不足的場(chǎng)合。2. 輔助支承 生產(chǎn)中，由于工件形狀以及夾緊力、切削力、工件重力等原因可能使工件 在定位后還產(chǎn)生變形或定位不穩(wěn)定。 常需要設(shè)置輔助支承。 輔助支承是用來(lái)提高工件的支承 剛度和穩(wěn)定性的，起輔助作用，決不允許破壞主要支承的主要定位作用。圖6-9

28、 為幾種常用的輔助結(jié)構(gòu)。圖 6-9 輔助支承1活塞桿2斜面頂銷(xiāo)3滑柱支承各種輔助支承在每次卸下工件后，必須松開(kāi)，裝上工件后再調(diào)整和鎖緊。 由于采用輔助支承會(huì)使夾具結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 操作時(shí)間增加， 因此當(dāng)定位基準(zhǔn)面精度較高， 允許重 復(fù)定位時(shí)，往往用增加固定支承的方法增加支承剛度。6.2.2 工件以內(nèi)孔表面定位在生產(chǎn)中常常遇到套筒、 盤(pán)蓋類(lèi)零件， 加工時(shí)是以內(nèi)孔為定位基準(zhǔn)的。 工件以內(nèi)孔定位是一 種中心定位。定位面為圓柱孔，定位基準(zhǔn)為中心軸線，通常要求內(nèi)孔基準(zhǔn)面有較高的精度。 工件中心定位的方法是用定位銷(xiāo)或心軸等與孔的配合實(shí)現(xiàn)的。 有時(shí)采用自動(dòng)定心定位。 粗基 準(zhǔn)很少采用內(nèi)孔定位。1圓柱銷(xiāo)(定位銷(xiāo))定

29、位銷(xiāo)可分為固定式和可換式兩種。圖6-10 (a) (b) (c)為固定式定位銷(xiāo)，固定式定位銷(xiāo)是直接用過(guò)盈配合裝在夾具體上。圖6-10 (d)為可換式定位銷(xiāo)。當(dāng)定位銷(xiāo)直徑 D為310mm時(shí)，為增加剛性避免使用中折斷或熱處理時(shí)淬裂，通常把圖 6-10 定位銷(xiāo)部倒成圓角 R。夾具體上應(yīng)設(shè)有沉孔，使定位銷(xiāo)的圓角部分沉入孔內(nèi)而不影響定位。在大 量生產(chǎn)時(shí)， 工件更換頻繁， 定位銷(xiāo)易于磨損喪失定位精度， 需要定期更換， 可采用圖 6-10 (d) 所示的快換式定位銷(xiāo)， 襯套外徑與夾具體為過(guò)渡配合， 襯套內(nèi)徑與圓柱銷(xiāo)為間隙配合， 此兩 者存在的定位間隙會(huì)影響定位精度。但這種方式可就地更換定位銷(xiāo)，快速方便。 為

30、便于工件裝入，定位銷(xiāo)的頭部有 15 0 倒角。定位銷(xiāo)的有關(guān)參數(shù)可查閱有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。2 定位心軸圖 6 11 常用定位心軸結(jié)構(gòu)圖6-17為常用定位心軸的結(jié)構(gòu)形式。圖6-11 ( a)為間隙配合心軸。心軸的基本尺寸取工件孔的最小極限尺寸，公差一般按h6、g6 或 f7 制造，這種心軸裝卸工件方便，但定心精度不高。 加工中為能帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)， 工件常以孔和端面聯(lián)合定位， 因而要求工件定位孔與定 位端面之間、 心軸限位圓柱面與限位端面之間都有較高的垂直度， 最好能在一次裝夾中加工 出來(lái)。圖6-11 (b)為過(guò)盈配合心軸，由引導(dǎo)部分、工作部分、傳動(dòng)部分組成。弓I導(dǎo)部分3的作用是使工件迅速而準(zhǔn)確地套入心軸，

31、其直徑 D 3的基本尺寸取孔徑的最小值， 公差按 e8 制造， 其長(zhǎng)度約為工件定位孔長(zhǎng)度的一半。 工作部 分 2 的直徑的基本尺寸取孔徑的最大值，公差按 r6 制造。當(dāng)工件定位孔的長(zhǎng)度與直徑之比L/D 1時(shí)，心軸的工作部分應(yīng)稍帶錐度，直徑D 2取基準(zhǔn)孔直徑的最小值，公差按h6確定； D 1 取基準(zhǔn)孔直徑的最大值，公差按 r6 確定。這種心軸制造簡(jiǎn)單，定心精度高，不 用另設(shè)夾緊裝置，但裝卸工件不方便，易損傷定位孔。多用于定心精度要求高的精加工。圖6-11 (c)是花鍵心軸，用于加工以花鍵孔定位的工件。當(dāng)工件的定位孔長(zhǎng)度L/D 1時(shí)，工作部分可稍帶錐度。 設(shè)計(jì)花鍵心軸時(shí)， 應(yīng)根據(jù)工件的不同定心方式

32、來(lái)確定心軸的結(jié)構(gòu)， 其 配合可參考上述兩種心軸圖6-11(d)為錐度心軸(小錐度心軸)，工件在小錐度心軸上定位，并靠工件定位圓孔與心軸限位圓錐面的彈性變形夾緊工件。這種定位方式的定心精度較高，同軸度可達(dá)$ 0.010 0.02mm但工件的軸向位移較大，不適于軸向定距加工，廣泛適用于短小工件高精度定心 的精車(chē)和磨削加工中。3 圓錐銷(xiāo)圖 6 12 圓錐銷(xiāo)如圖 6-12所示為工件的孔緣在圓錐銷(xiāo)上定位的方式，限制工件的 三個(gè)自由度。圖 6-12(a ) 用于粗基準(zhǔn)，圖 6-12(b ) 用于精基準(zhǔn)。工件以單個(gè)圓錐銷(xiāo)定位時(shí)容易傾斜， 為此， 圓錐銷(xiāo)一般與其它定位元件組合使用， 如圖 6-13 所示。圖

33、6-13 圓錐銷(xiāo)組合定位6.2.3 工件以外圓表面定位以圓柱表面定位的工件有： 軸類(lèi)、套類(lèi)、盤(pán)類(lèi)、 連桿類(lèi)以及小殼體類(lèi)等。 常用的定位元件有： V 形塊、定位套、半圓套、圓錐套等。1 V 形塊 (GB/T 220891) 不論定位基準(zhǔn)是否經(jīng)過(guò)加工、是完整的圓柱面還是圓弧面，都可以采用V 形塊定位。其優(yōu)點(diǎn)是對(duì)中性好，即能使工件的定位基準(zhǔn)軸線的對(duì)中在V 形塊兩斜面的對(duì)稱(chēng)面上，而不受定位基面直徑誤差的影響，并且安裝方便。常用 V 形塊結(jié)構(gòu) 如圖 6-14 所示。圖 6-14常用 V 形塊的結(jié)構(gòu)圖 6-14(a ) 用于精基準(zhǔn)定位，且基準(zhǔn)面較短； 6-14(b ) 適用于粗基準(zhǔn)或階梯形圓柱面 的定位；

34、6-14 (c )適用于長(zhǎng)的精基準(zhǔn)表面或兩段相距較遠(yuǎn)的軸定位；6-14 (d)適用于直徑和長(zhǎng)度較大的重型工件，其 V 形塊采用鑄鐵底座鑲淬硬的支承板或硬質(zhì)合金的結(jié)構(gòu)，以減 少磨損，提高壽命和節(jié)省鋼材。V形塊兩斜面間的夾角a 般選用60 0、90 0、120 0 ,以90 0 V形塊應(yīng)用最廣。其結(jié)構(gòu)和尺寸均已標(biāo)準(zhǔn)化。V形塊有固定式和活動(dòng)式兩種。圖6-15為加工連桿孔時(shí)用活動(dòng) V形塊定位，活動(dòng)V形塊限制工件一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度， 其沿 V 形塊對(duì)稱(chēng)面方向的移動(dòng)可以補(bǔ)償工件因毛坯尺寸變化而對(duì) 定位的影響，同時(shí)還兼有夾緊的作用。圖 3 15活動(dòng) V 形塊的應(yīng)用2 定位套圖 6-16 為常用的幾種定位套。其內(nèi)

35、孔軸線是限位基準(zhǔn)，內(nèi)孔面是限位基面。為了限制工件 沿軸向的自由度，常與端面聯(lián)合定位。用端面作為主要限位面時(shí)，應(yīng)控制套的長(zhǎng)度，以免夾 緊時(shí)工件產(chǎn)生不允許的變形。圖 6-16 常用定位套定位套結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易制造，但定心精度不高，故只適用于精定位基面。3 半圓套圖 6-17 為外圓柱面用半圓套定位的結(jié)構(gòu)。下面的半圓套是定位元件，上面的半圓套起夾緊 作用。 其最小直徑應(yīng)取工件定位外圓的最大直徑。 這種定位方式主要用于大型軸類(lèi)零件及不 便于軸向裝夾的零件。定位基面的精度不低于IT8IT9。其定位的優(yōu)點(diǎn)是夾緊力均勻，裝卸工件方便。圖 3-17 半圓套定位裝置6.2.4 工件以組合表面定位前面介紹了一些常見(jiàn)

36、的典型定位方式 .我們從中可以看出 ,它們都是以一些簡(jiǎn)單的幾何表面 （如平面、內(nèi)外圓柱面、 圓錐面等 ）作為定位基準(zhǔn)的。 因?yàn)楸M管機(jī)器零件的結(jié)構(gòu)形狀千變?nèi)f化， 但是它們只是由一些簡(jiǎn)單的幾何表面作各種不同的組合而構(gòu)成的。因此， 只要掌握住簡(jiǎn)單幾何表面的典型定位方式后， 也就可以根據(jù)各種復(fù)雜零件的表面組成情況，把它們的定位問(wèn)題簡(jiǎn)化為一些簡(jiǎn)單幾何表面的典型定位方式的各種不同組合。從前面所列舉的一些定位實(shí)例 中， 也可看到， 一般機(jī)器零件很少以單一幾何表面作為定位基準(zhǔn)來(lái)定位的，通常都是以兩個(gè)以上的幾何表面作為定位基準(zhǔn)而采取組合定位。采用組合定位時(shí)，如果各定位基準(zhǔn)之間彼此無(wú)緊密尺寸聯(lián)系（即沒(méi)有尺寸精度要

37、求）時(shí)，那 么，這些定位基準(zhǔn)的組合定位， 就只能是把各種單一幾何表面的典型定位方式直接予以組合 而不能彼此發(fā)生重復(fù)限制自由度的過(guò)定位情況。但是在實(shí)際生產(chǎn)中， 有時(shí)是采用兩個(gè)以上彼此有一定緊密尺寸聯(lián)系 （即有一定尺寸精度要求） 的定位基準(zhǔn)作組合定位， 以提高多次重復(fù)定位時(shí)的定位精度。 這時(shí)， 也常會(huì)發(fā)生相互重復(fù)限 制自由度的過(guò)定位現(xiàn)象。 由于這些定位基準(zhǔn)相互之間有一定尺寸精度聯(lián)系， 因此只要設(shè)法協(xié) 調(diào)定位元件與定位基準(zhǔn)的相互尺寸聯(lián)系， 就可克服上述過(guò)定位現(xiàn)象， 以達(dá)到多次重復(fù)定位時(shí)， 提高定位精度的目的。下面就以生產(chǎn)中最常見(jiàn)的 “一面兩孔 ”定位為例來(lái)進(jìn)行分析。 1“一面兩孔 ”定位時(shí)要解決的主

38、要問(wèn)題 在成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)中，加工箱體、杠桿、蓋板等類(lèi)零件時(shí)，常常以一平面和兩定位孔作 為定位基準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)組合定位。這種組合定位方式，一般便簡(jiǎn)稱(chēng)為：一面兩孔定位。這時(shí)，工件 上的兩個(gè)定位孔， 可以是工件結(jié)構(gòu)上原有的， 也可以專(zhuān)為工藝上定位需要而特地加工出來(lái)的。 “一面兩孔 ”定位時(shí)所用的定位元件是：平面采用支承板定位，兩孔采用定位銷(xiāo)定位，如圖 6-18 所示?！耙幻鎯煽住倍ㄎ恢?， 支承板限制了 3 個(gè)自由度， 短圓柱定位銷(xiāo) 1 限制了 2 自由度， 還剩下 一個(gè)繞垂直圖面軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度需要限制。 短圓柱定位銷(xiāo) 2 也要限制 2 個(gè)自由度， 它除了 限制這個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度外， 還要限制一個(gè)沿 X軸的

39、移動(dòng)自由度。但這個(gè)移動(dòng)自由度已被短圓信 定位銷(xiāo)1所限制，于是兩個(gè)定位銷(xiāo)1重復(fù)限制沿X軸的移動(dòng)自由度 X而發(fā)生的矛盾。最嚴(yán)重 時(shí)，便如圖6-19所示。我們先不考慮兩定位銷(xiāo)中心距的誤差，假設(shè)銷(xiāo)心距為L(zhǎng); 一批工件中每個(gè)工件上的兩定位孔的孔心距是在一定的公差范圍內(nèi)變化的，其中最大是L+3，最小是L- 3,即在2 3范圍內(nèi)變化。當(dāng)這樣一批工件以兩孔定位裝入夾具的定位銷(xiāo)中時(shí)，就會(huì) 出現(xiàn)象圖 6-19 所示那樣的工件根本無(wú)法裝入的嚴(yán)重情況這就是因?yàn)槎ㄎ讳N(xiāo) 1 和定位銷(xiāo) 2 重 復(fù)限制了 X自由度所引起的。由于兩定位銷(xiāo)中心距和兩定位孔中心距，都在規(guī)定的公差范圍內(nèi)變化, 因而只要設(shè)法改變定位銷(xiāo) 2的尺寸偏差或

40、定位銷(xiāo) 2的結(jié)構(gòu), 來(lái)補(bǔ)償在這個(gè)范圍內(nèi)的 中心距變動(dòng)量，便可消除因重復(fù)限制 X自由度所引起的矛盾。 這就是采用“一面兩孔”定位 時(shí)所要解決的主要問(wèn)題。圖 6-18 “一面兩孔”的組合定位圖 6-19 兩定位銷(xiāo)重復(fù)限制移動(dòng)自由度2解決兩孔定位問(wèn)題的兩種方法（1）采用兩個(gè)圓柱定位銷(xiāo)作為兩孔定位時(shí)所用的定位元件 當(dāng)選用兩個(gè)圓柱定位銷(xiāo)作為兩孔定位所用的定位元件時(shí), 我們采用縮小定位銷(xiāo) 2的直徑的方 法來(lái)解決上述兩孔裝不進(jìn)定位銷(xiāo)的矛盾,如圖 6-20 所示。（2）采用一個(gè)圓柱定位銷(xiāo)和一個(gè)削邊（又稱(chēng)：菱形）定位銷(xiāo)作為兩孔定位時(shí)所用的定位元 件如圖 6-21 所示,假定定位孔 1 和定位銷(xiāo) 1 的中心完全重

41、合,則兩定位孔間的中心距差和兩 定位銷(xiāo)間的中心距誤差,全部由定位銷(xiāo) 2來(lái)補(bǔ)償。圖 6-20 減小圓柱銷(xiāo)直徑圖 6-21 使用削邊銷(xiāo)常用的削邊定位銷(xiāo)結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)有圖6-22所示的三種。圖中6-22（a）型用于定位孔直徑很小時(shí)，為了不使定位銷(xiāo)削邊后的頭部強(qiáng)度過(guò)分減弱，所以不削成菱形。6-22 （c）型是用于孔徑大于 50 毫米時(shí), 這時(shí)銷(xiāo)釘本身強(qiáng)度已足夠, 主要是為了求得制造更為簡(jiǎn)便。 直徑為 350 毫米 的標(biāo)準(zhǔn)削邊銷(xiāo)都是做成菱形的。(a)(b)(c)圖 6-22 削邊削的形式6.2.5 定位誤差計(jì)算一批工件逐個(gè)在夾具上定位時(shí)， 各個(gè)工件在夾具上占據(jù)的位置不可能完全一致， 以致使加工后各工件的加工尺

42、寸存在誤差， 這種因工件定位而產(chǎn)生的工序基準(zhǔn)在工序尺寸上的最大變動(dòng)量，稱(chēng)為定位誤差，用 aD 表示。主要包括基準(zhǔn)不重合誤差和基準(zhǔn)位移誤差。定位誤差研究的主要對(duì)象是工件的工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)。工序基準(zhǔn)的變動(dòng)量將影響工件的尺寸精度和位置精度。圖 6-23 銑削加工定位簡(jiǎn)圖1. 基準(zhǔn)不重合誤差 由于定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)不重合而造成的定位誤差，稱(chēng)為基準(zhǔn)不重合誤差，用 ab 表示。其大小為定位基準(zhǔn)到工序基準(zhǔn)之間的尺寸變化的最大范圍。如圖 6-23所示，由于基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的基準(zhǔn)不符誤差 a b= 2 Se2. 基準(zhǔn)位移誤差 由于定位基準(zhǔn)和限位基準(zhǔn)的制造誤差引起的， 定位基準(zhǔn)在工序尺寸上 的最大變動(dòng)范圍，稱(chēng)為

43、基準(zhǔn)位移誤差，用 a y 表示。不同的定位方 式，其基準(zhǔn)位移誤差的計(jì)算方法也不同。（1） 平面定位工件以精基面在平面支承中定位時(shí)，其基準(zhǔn)位移 誤差可忽略不計(jì)。（2）用圓柱銷(xiāo)定位 當(dāng)銷(xiāo)垂直放置時(shí)，基準(zhǔn)位移誤差的方向是任意的，故其位移誤差可按下式計(jì)算：其中因?yàn)榉较蚬潭?，所?1/2 X min 可以通過(guò)適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，可以消除。如圖6-24所示，利用對(duì)刀裝置消除最小間隙的影響。圖 6 24 利用對(duì)刀裝置削除最小間隙的影響其中 H 為對(duì)刀工作表面至心軸中心距離的基本尺寸：3）用 V 形塊定位圖2-25 V形塊定心定位的位移誤差如圖6-25所示，若不計(jì) V形塊的誤差而僅有工件基準(zhǔn)面的圓度誤差時(shí)，其工件的定

44、位中心會(huì)發(fā)生偏移，產(chǎn)生基準(zhǔn)位移誤差。由此產(chǎn)生的基準(zhǔn)位移誤差為：式中：S d 件定位基準(zhǔn)的直徑公差，單位為 mm; a /2V形塊的半角。一般情況下a= 60 90 120V 形塊的對(duì)中性好，即沿 x 向的位移誤差為零。 下面以一個(gè)例子說(shuō)明以平面定位時(shí)，定位誤差的計(jì)算方法。(b)(a)圖 6-26 銑臺(tái)階面兩種定位方法按圖6-26 (a)所示定位方案銃床工件的臺(tái)階面， 要求保證尺寸200.15。試分析和計(jì)算這時(shí) 的定位誤差。并判斷這一方案是否可用。由于這時(shí)工件是以 B 面為定位基準(zhǔn)，而欲保持的加工尺寸 200.15 的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為 A 面，因 此必然出現(xiàn)基準(zhǔn)不重合定位誤差。 定位誤差的大小由定位尺

45、寸公差確定。 定位尺寸 400.14， 其公差值為 0.28mm，此值即為疋位誤差 b。本工序要求保持的 尺寸 200.15，其允差為 :Sk=0.03mm ,Sk- Ab=0.03-0.28=0.02(mm)從以上計(jì)算中可以看出，A b在加工誤差中所占的比重太 大，以至留給其它加工誤差的允差僅有0.02mm，此值太小，在實(shí)際加工中難以保證，極易超差和產(chǎn)生廢品。因此，對(duì)此定位方案 不宜采用。最好改用基準(zhǔn)重合的定位方案， 如圖6-26 (b)所示，此時(shí)ab=0。當(dāng)然，改用這種方案后，工件由上向下裝夾，夾緊方式 不理想，而且結(jié)構(gòu)也變得復(fù)雜了。附件陂Il3.jpg (17.2 KB)2008-3-1

46、4 18:566. 6聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)根據(jù)工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和生產(chǎn)率的要求，有些夾具要求對(duì)一個(gè)工件進(jìn)行多點(diǎn)夾緊，或者需要同時(shí)夾緊多個(gè)工件。如果分別依次對(duì)各點(diǎn)或各工件夾緊，不僅費(fèi)時(shí)，也不易保證各夾緊力的一致性。為提高生產(chǎn)率及保證加工質(zhì)量，可采用各種聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)夾緊。聯(lián)動(dòng)夾緊是指操縱一個(gè)手柄或利用一個(gè)動(dòng)力裝置，就能對(duì)一個(gè)工件的同一方向或不同方向的多點(diǎn)進(jìn)行均勻夾緊，或同時(shí)夾緊若干個(gè)工件。前者稱(chēng)為多點(diǎn)聯(lián)動(dòng)夾緊，后者稱(chēng)為多件聯(lián)動(dòng)夾 緊。6.6.1 .多點(diǎn)聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)圖6-46 浮動(dòng)壓頭示意圖圖6-47 兩點(diǎn)對(duì)向聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)1 工件 2 浮動(dòng)壓板 3 活塞桿最簡(jiǎn)單的多點(diǎn)聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)是浮動(dòng)壓頭，如圖6-46所

47、示。其特點(diǎn)是具有一個(gè)浮動(dòng)元件1,當(dāng)其中的某一點(diǎn)夾壓后，浮動(dòng)元件就會(huì)擺動(dòng)或移動(dòng)，直到另一點(diǎn)也接觸工件均衡壓緊工件為止。圖6-47為兩點(diǎn)對(duì)向聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)，當(dāng)液壓缸中的活塞桿3向下移動(dòng)時(shí)，通過(guò)雙臂鉸鏈?zhǔn)垢?dòng)壓板2相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，最后將工件 1夾緊。6.6.2 .多件聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)多件聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)，多用于中、小型工件的加工，按其對(duì)工件施加力方式的不同，一般可分 為平行夾緊、順序夾緊、對(duì)向夾緊及復(fù)合夾緊等方式。圖6-48平行式多件聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)1 工件 2壓板 3擺動(dòng)壓塊 4球面墊圈 5螺母 6墊圈 7柱塞 8液性性質(zhì)圖6-48 (a )為浮動(dòng)壓板機(jī)構(gòu)對(duì)工件平行夾緊的實(shí)例。由于壓板2、擺動(dòng)壓塊3和球面墊圈4可以相

48、對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，均是浮動(dòng)件，故旋動(dòng)螺母5即可同時(shí)平行夾緊每個(gè)工件。圖 6-48(b)所示為液性介質(zhì)聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。密閉腔內(nèi)的不可壓縮液性介質(zhì)既能傳遞力，還能起浮動(dòng)環(huán)節(jié)作用。旋緊螺母 5時(shí)，液性介質(zhì)推動(dòng)各個(gè)柱塞7，使它們與工件全部接觸并夾緊。6.8 夾具體6.8.1 夾具體的基本要求 夾具體是整個(gè)夾具的基礎(chǔ)件。 在夾具體上要安裝組成該夾具所需要的各種元件、 機(jī)構(gòu)、 裝置 等；并且還必須便于裝卸工件以及在機(jī)床上的固定。因此，夾具體的形狀和尺寸，主要取決 于夾具上各組成件分布情況，工件的形狀、尺寸以及加工性質(zhì)等。對(duì)于夾具體的設(shè)計(jì)提出以下一些基本要求：1. 應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度 以保證加工過(guò)程在夾緊力、切削力等

49、外力作用下，不致產(chǎn)生不允許的變形和振動(dòng)。為此，夾 具體應(yīng)具有足夠的壁厚，在剛度不足處可設(shè)置一些加強(qiáng)筋，一般加強(qiáng)筋厚度取壁厚的 0.70.9 倍，筋的高度不大于壁厚的 5 倍。近年來(lái)有些工廠采用框形結(jié)構(gòu)的夾具體， 可進(jìn)一步提 高強(qiáng)度及剛度，而重量卻能減輕。2. 力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝卸工件方便 要防止無(wú)法制造和難以裝卸的現(xiàn)象發(fā)生。 在保證強(qiáng)度和剛度的前提下， 盡可能體積小， 重量 輕，特別對(duì)手動(dòng)、移動(dòng)或翻轉(zhuǎn)夾具，要求夾具總重量不超過(guò)100N （相當(dāng)于10kg ）,以便于操作。3 有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性以便于制造、 裝配和使用。 夾具體上有三部分表面是影響夾具裝配后精度的關(guān)鍵，即夾具體的安裝基面（與

50、機(jī)床連接的表面）；安裝定位元件的表面；安裝對(duì)刀或?qū)蜓b置的表面。而 其中往往以?shī)A具體的安裝基面作為加工其它表面的定位基準(zhǔn)，因此在考慮夾具體結(jié)構(gòu)時(shí)， 應(yīng)便于達(dá)到這些表面的加工與要求。對(duì)于夾具體上供安裝各元件的表面，一般應(yīng)鑄出35mm高的凸臺(tái)，以減少加工面積。夾具體上不加工的毛面與工件表面之間應(yīng)保證有一定的空隙， 以免安裝時(shí)產(chǎn)生干涉，空隙大小可按以下經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選?。?夾具體是毛面，工件也是毛面時(shí)，取8 15mm；夾具體是毛面，而工件是光面時(shí)，取4 10mm。4. 夾具體的 尺寸要穩(wěn)定 即夾具體經(jīng)制造加工后，應(yīng)防止其日久變形。為此，對(duì)于鑄造夾具體，要進(jìn)行時(shí)效處理；對(duì) 于焊接夾具體，則要進(jìn)行退火處理。鑄

51、造夾具體的壁厚變化要和緩、均勻，以免產(chǎn)生過(guò)大內(nèi) 應(yīng)力。圖 6-50 容屑空間5. 排屑要方便 為了防止加工中切屑聚積在定位元件工作表面上或其它裝置中，而影響工件的正確定位和夾具的正常工作， 因此在設(shè)計(jì)夾具體時(shí)， 要考慮切屑的排除問(wèn)題。 當(dāng)加工所產(chǎn)生的切屑不多時(shí)， 可適當(dāng)加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離或增設(shè)容屑溝，以增加容屑空間, 如圖6-50 所示。6夾具在機(jī)床上安裝要穩(wěn)定、可靠 對(duì)于固定在機(jī)床上的夾具應(yīng)使其重心盡量低； 對(duì)于不固定在機(jī)床上的夾具， 則夾具的重心和 切削力作用點(diǎn)， 應(yīng)落在夾具體在機(jī)床上的支承面范圍內(nèi)， 夾具越高則支承面積應(yīng)越大。 為了 使接觸面穩(wěn)定、可靠，夾具體底面中部

52、一般應(yīng)挖空。對(duì)于旋轉(zhuǎn)類(lèi)的夾具體，要求盡量無(wú)凸出 部分或裝上安全罩。 在加工中要翻轉(zhuǎn)或移動(dòng)的夾具體， 通常要在夾具體上設(shè)置手柄或手扶部 位以便于操作。對(duì)于大型夾具，為考慮便于吊運(yùn)，在夾具體上應(yīng)設(shè)置吊環(huán)螺栓或起重孔。6.8.2 夾具體的毛坯制造方法 在選擇夾具體的毛坯制造方法時(shí)，應(yīng)以下面因素作為考慮依據(jù)，即工藝性，結(jié)構(gòu)合理性，制 造周期， 經(jīng)濟(jì)性， 標(biāo)準(zhǔn)化可能性以及工廠的具體條件等。 生產(chǎn)中常用的夾具體毛坯制造方法 有以下四種1. 鑄造夾具體 鑄造夾具體工藝性好，可以鑄出各種復(fù)雜的外形，且抗壓強(qiáng)度、剛度和抗振性都較好。但生 產(chǎn)周期長(zhǎng)，為消除內(nèi)應(yīng)力，鑄件需經(jīng)時(shí)效處理，故成本較高。鑄造夾具體的材料大多

53、采用灰鑄鐵 HT15-33 或 HT20-40 ；當(dāng)要求強(qiáng)度高時(shí)，也可采用鑄鋼 件；要求重量輕時(shí)，在條件允許下也可采用鑄鋁件。2. 焊接夾具體 焊接夾具體夾具體與鑄造夾具體相比，其優(yōu)點(diǎn)是易于制造，生產(chǎn)周期短，成本低，重量輕。 缺點(diǎn)是焊接過(guò)程中產(chǎn)生的熱變形和殘余應(yīng)力對(duì)精度影響較大， 故焊接后需經(jīng)退火處理， 此外 焊接夾具體較難獲得復(fù)雜的外形。3. 鍛造夾具體 鍛造夾具體夾具體只適用于形狀簡(jiǎn)單，尺寸不大的場(chǎng)合，一般情況下較少使用。4. 裝配夾具體 裝配夾具體是很有發(fā)展前途的一種制造方法。 即選用標(biāo)準(zhǔn)毛坯件或標(biāo)準(zhǔn)零件組裝成所需夾具 體結(jié)構(gòu)，這樣不僅可大為縮短夾具體的制造周期，而且可組織專(zhuān)門(mén)工廠進(jìn)行專(zhuān)

54、業(yè)成批生產(chǎn)， 有利于提高經(jīng)濟(jì)效益， 進(jìn)一步降低成本。 當(dāng)然要推廣這種方法， 必須實(shí)現(xiàn)夾具的結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化 和系列化。6.9 各類(lèi)機(jī)床夾具設(shè)計(jì)要點(diǎn)6.9.1 車(chē)床夾具 車(chē)床夾具主要要用于加工零件的內(nèi)外圓柱面、圓錐面、回轉(zhuǎn)成型面、螺紋及端平面等。在加 工過(guò)程中夾具安裝在機(jī)床主軸上隨主軸一起帶動(dòng)工件轉(zhuǎn)動(dòng)。 除常用的頂針、 三爪卡盤(pán)、 四爪 卡盤(pán)、花盤(pán)等一類(lèi)萬(wàn)能通用夾具外，有時(shí)還要設(shè)計(jì)一些專(zhuān)用夾具。1. 車(chē)床夾具的主要類(lèi)型（ 1）心軸類(lèi)夾具 在前面我們已經(jīng)介紹了各類(lèi)心軸，這里不再綴述。（2）花盤(pán)式車(chē)床夾具圖6-54所示為十字槽輪零件精車(chē)圓弧f 23 sup+0.023/sup0 mmB勺工序簡(jiǎn)圖。本工序要

55、求保證四處f 23 sup+0.023/supmm圓??；對(duì)角圓弧位置尺寸18 0.02mm及對(duì)稱(chēng)度公差0.02mm； f 23sup +0.023 /sup mm軸線與f 5.5h6軸線的平行度允差f0.01mm。圖 6-51 十字槽輪精車(chē)工序簡(jiǎn)圖如圖6-51所示，為加工該工序的車(chē)床夾具，工件以f 5.5h6外圓柱面與端面 B半精車(chē)的f 22.5h8圓弧面（精車(chē)第二個(gè)圓弧面時(shí)則用已經(jīng)車(chē)好的f 23sup +0.023 /sup mm圓弧面）為定位基面，夾具上定位套 1 的內(nèi)孔表面與端面、定位銷(xiāo) 2 （安裝在套 3 中，限位表面尺寸為 f 22.5 sub-0.01/sub mm安裝在套4中，限位表面尺寸為f 23sub-0.008/sub mm圖中未畫(huà)出，精車(chē)第二個(gè)圓弧面時(shí)使用）的外圓表面為相應(yīng)的限位基面。限制工件 6 個(gè)自由度，符合基準(zhǔn)重合原則。同時(shí)加工三件，利于對(duì)尺寸的測(cè) 量。圖 6-52 花盤(pán)式車(chē)床夾具1 、3 、 4定位套2定位銷(xiāo)（ 3） 角鐵式車(chē)床夾具角鐵式車(chē)床夾具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是具有類(lèi)似角鐵的夾具體。 在角鐵式車(chē)床夾具上加工的工件形狀 較復(fù)雜。它常用于殼體、支座、接頭等類(lèi)零件上圓柱面及端面。當(dāng)被加工工件的主要定位基 準(zhǔn)是平面， 被加工面的軸線對(duì)主要定位基準(zhǔn)平面保持一定的位置關(guān)系 （ 平行或成一定的角度 ） 時(shí)，相應(yīng)地夾具上的平面定位件設(shè)置在與車(chē)床主軸軸線相平行或