機械制造技術基礎課件第四章

1、第四章第四章機床夾具原理與設計機床夾具原理與設計4.1 4.1 機床夾具概述機床夾具概述4.2 4.2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位4.3 4.3 定位誤差分析定位誤差分析4.4 4.4 工件在夾具中的夾緊工件在夾具中的夾緊4.7 4.7 機床夾具設計的基本步驟機床夾具設計的基本步驟 4.1 4.1 機床夾具概述機床夾具概述 4.1 機床夾具概述 機床夾具是機床上用以裝夾工件（和引導刀具）的機床夾具是機床上用以裝夾工件（和引導刀具）的一種裝置。其一種裝置。其作用作用是將工件定位，以使工件獲得相對的是將工件定位，以使工件獲得相對的于機床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。于機床和刀具的

2、正確位置，并把工件可靠地夾緊。 4.1 4.1 機床夾具概述機床夾具概述 定位：確定工件在機床上或夾具中占有準確加工位置定位：確定工件在機床上或夾具中占有準確加工位置的過程；的過程； 夾緊：在工件定位后用外力將其固定，使其在加工過夾緊：在工件定位后用外力將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作叫夾緊。程中保持定位位置不變的操作叫夾緊。 裝夾就是定位和夾緊過程的總和。裝夾就是定位和夾緊過程的總和。 4.1 4.1 機床夾具概述機床夾具概述一、工件的裝夾方法一、工件的裝夾方法 直接找正安裝直接找正安裝 操作工人利用千分表、卡尺、劃線盤等工具，找正操作工人利用千分表、卡尺、劃線盤等工具，找正

3、某些有相互位置要求的表面，然后夾緊工件。某些有相互位置要求的表面，然后夾緊工件。 特點：特點： 效率低；效率低； 應用于單件小批量生產；應用于單件小批量生產； 如找正儀器精度高，被找正工件表面加工精度也高，可如找正儀器精度高，被找正工件表面加工精度也高，可達到很高的定位精度，因此適于精度要求高的場合達到很高的定位精度，因此適于精度要求高的場合。 4.1 4.1 機床夾具概述機床夾具概述劃線找正安裝劃線找正安裝 按圖紙要求在工件表面上劃出位置線以及加工線和按圖紙要求在工件表面上劃出位置線以及加工線和找正線，安裝時首先按著找正線找正工件位置，夾緊工找正線，安裝時首先按著找正線找正工件位置，夾緊工件

4、。件。 特點特點： 精度低；（精度低；（0.1mm左右）左右） 效率低；效率低； 不需其它專門設備，通用性好；不需其它專門設備，通用性好； 適合單件小批量的復雜鑄件的粗加工（箱體）。適合單件小批量的復雜鑄件的粗加工（箱體）。 4.1 4.1 機床夾具概述機床夾具概述 夾具安裝夾具安裝 直接由夾具保證工件在機床上的正確位置，并直接直接由夾具保證工件在機床上的正確位置，并直接在夾具上夾緊工件。在夾具上夾緊工件。 特點：特點： 效率高；效率高； 精度一致性好；精度一致性好； 操作簡單；操作簡單； 適合成批及大批量生產適合成批及大批量生產。 4.1 4.1 機床夾具概述機床夾具概述v找正法與用夾具裝夾

5、工件的對比找正法與用夾具裝夾工件的對比待裝夾工件待裝夾工件采用找正法裝夾工件的步驟：采用找正法裝夾工件的步驟：1)1)先進行劃線，劃出槽子的位置；先進行劃線，劃出槽子的位置；2)2)將工件放在立式銑床的工作臺上，按劃出的線痕進行找正，將工件放在立式銑床的工作臺上，按劃出的線痕進行找正，找正完成后用壓板或虎鉗夾緊工件。找正完成后用壓板或虎鉗夾緊工件。3)3)根據槽子線痕位置調整銑刀相對工件的位置，調整好后才根據槽子線痕位置調整銑刀相對工件的位置，調整好后才能開始加工。能開始加工。 4.1 4.1 機床夾具概述機床夾具概述 4)加工中需先試切一段行程，測量尺寸，根據加工中需先試切一段行程，測量尺寸

6、，根據測量結果再調整銑刀的相對位置，直至達到要測量結果再調整銑刀的相對位置，直至達到要求為止。求為止。 5)每加工一個工件均重復上述步驟。每加工一個工件均重復上述步驟。 這種裝夾方法不但費工費時，而且加工這種裝夾方法不但費工費時，而且加工出一批工件的加工誤差分散范圍較大。出一批工件的加工誤差分散范圍較大。 4.1 4.1 機床夾具概述機床夾具概述 采用夾具裝夾方法，不需劃采用夾具裝夾方法，不需劃 線，把工件直接放入夾具中。線，把工件直接放入夾具中。 工件的工件的A面支承在兩支承板面支承在兩支承板2 上；上；B面支承在兩齒紋頂支承面支承在兩齒紋頂支承 釘釘3上；端面靠在支承釘上；端面靠在支承釘4

7、上，上， 這樣就確定了工件在夾具中這樣就確定了工件在夾具中 的位置，然后旋緊螺母的位置，然后旋緊螺母9通通 過壓板過壓板8把工件夾緊，完成把工件夾緊，完成 了裝。下一工件進行加工時，了裝。下一工件進行加工時， 夾具在機床上的位置不動，夾具在機床上的位置不動， 只需松開螺母只需松開螺母9進行裝卸工進行裝卸工 件即可。件即可。 4.1 4.1 機機床夾具概述床夾具概述 二.機床夾具的工作原理和在機械加工過程中的作用1.1.夾具的主要工作原理夾具的主要工作原理 以下將介紹夾具裝夾以下將介紹夾具裝夾工件時，采用工件時，采用調整法調整法達達到尺寸精度的工作原理。到尺寸精度的工作原理。4.1 4.1 機床

8、夾具概述機床夾具概述對位置精度的保證1. 1. 因為工件的因為工件的A A面是支承在面是支承在支承板支承板2 2的工作面上的，因的工作面上的，因而最終達到了銑出的糟底面而最終達到了銑出的糟底面與與A A面平行的要求。面平行的要求。2. 2. 夾具利用兩定位鍵夾具利用兩定位鍵1 1與銑床工作臺的與銑床工作臺的T T型槽型槽配合，保證了與銑床配合，保證了與銑床縱向進給方向平行縱向進給方向平行4.1 4.1 機床夾具概述機床夾具概述3. 3. 夾具的兩個齒紋頂支承釘夾具的兩個齒紋頂支承釘3 3的支承工作面與兩定位鍵側面的支承工作面與兩定位鍵側面保持平行，也就使支承釘保持平行，也就使支承釘3 3的的支

9、承工作面與銑床縱向進給方支承工作面與銑床縱向進給方向平行。向平行。4. 4. 由于工件以由于工件以B B面與兩支承釘面與兩支承釘3 3的支承工作面相接觸，因而的支承工作面相接觸，因而最終保證了銑出的槽的側面與最終保證了銑出的槽的側面與工件工件B B面平行。面平行。4.1 4.1 機床夾具概述機床夾具概述對尺寸精度的保證對尺寸精度的保證1.1.夾具上裝有對刀塊夾具上裝有對刀塊5 5，利用對，利用對刀塞尺刀塞尺1010塞入對刀塊工作面與塞入對刀塊工作面與立銑刀切削刃之間來確定銑刀立銑刀切削刃之間來確定銑刀相對夾具的位置，此時可相應相對夾具的位置，此時可相應橫向調整銑床工作臺的位置和橫向調整銑床工作

10、臺的位置和垂直升降工作臺來達到刀具相垂直升降工作臺來達到刀具相對對刀塊的正確位置。對對刀塊的正確位置。2.2.由于對刀塊的兩個工作面與由于對刀塊的兩個工作面與相應夾具定位支承板相應夾具定位支承板2 2和齒紋頂和齒紋頂支承釘支承釘3 3的各自支承面已保證和的各自支承面已保證和尺寸，因而最終保證銑出槽子尺寸，因而最終保證銑出槽子的的a a和和b b尺寸。尺寸。4.1 4.1 機床夾具概述機床夾具概述3.3.至于槽子長度的位置尺寸至于槽子長度的位置尺寸, ,則依本調整銑床工作臺縱向則依本調整銑床工作臺縱向進給的行程擋塊的位置，使進給的行程擋塊的位置，使立式銑床工作臺縱向進給的立式銑床工作臺縱向進給的

11、終結位置保證銑刀距支承釘終結位置保證銑刀距支承釘4 4的距離等于的距離等于c c。由于工件以端。由于工件以端面與支承釘面與支承釘4 4的工作面相接觸，的工作面相接觸，因而最終使銑出槽子的長度因而最終使銑出槽子的長度位置達到尺寸的要求。位置達到尺寸的要求。4.1 4.1 機床夾具概述機床夾具概述v 加工一批工件時，只要在允許的刀具尺寸磨損限度內，加工一批工件時，只要在允許的刀具尺寸磨損限度內，都不必調整刀具位置，不需進行試切，直接保證加工都不必調整刀具位置，不需進行試切，直接保證加工尺寸要求。這就是用夾具裝夾工件時，采用調整法達尺寸要求。這就是用夾具裝夾工件時，采用調整法達到尺寸精度的工作原理。

12、到尺寸精度的工作原理。4.1 4.1 機床夾具概述機床夾具概述 夾具工作原理的要點：夾具工作原理的要點： （1）使工件在夾具中占有正確的加工位置。）使工件在夾具中占有正確的加工位置。 （2）夾具對于機床應先保證有準確的相對位置。）夾具對于機床應先保證有準確的相對位置。 （3）使刀具相對有關的定位元件的定位工作面調整到）使刀具相對有關的定位元件的定位工作面調整到準確位置。準確位置。4.1 4.1 機床夾具概述機床夾具概述 2.夾具的作用：夾具的作用： (1)保證穩(wěn)定可靠地達到各項加工精度要求；保證穩(wěn)定可靠地達到各項加工精度要求； (2)縮短加工工時，提高勞動生產率；縮短加工工時，提高勞動生產率；

13、 (3)降低生產成本；降低生產成本； (4)減輕工人勞動強度；減輕工人勞動強度； (5)可由較低技術等級的工人進行加工；可由較低技術等級的工人進行加工； (6)能擴大機床工藝范圍。能擴大機床工藝范圍。4.1 4.1 機床夾具概述機床夾具概述三、夾具的分類與組成三、夾具的分類與組成1.1.夾具的分類夾具的分類 通用夾具；三爪、四爪卡盤通用夾具；三爪、四爪卡盤, 虎鉗虎鉗, 分度頭分度頭 專用夾具專用夾具: 只適合該零件的專門為某工序而設計的只適合該零件的專門為某工序而設計的 成組夾具成組夾具: 適合同類零件的、經調整后即可實現的適合同類零件的、經調整后即可實現的 組合夾具組合夾具: 可根據零件需

14、要可根據零件需要, 經許多標準件組合而成的經許多標準件組合而成的 隨行夾具隨行夾具: 隨著工件走、到各種機床都可隨著工件走、到各種機床都可4.1 4.1 機床夾具概述機床夾具概述2.2.夾具的組成夾具的組成1)1)定位元件定位元件：用于確定：用于確定工件在夾具中的位置。工件在夾具中的位置。2)2)夾緊裝置夾緊裝置：用于夾緊：用于夾緊工件。工件。3)3)對刀、導引元件對刀、導引元件： 確定刀具相對夾具確定刀具相對夾具 定位元件的位置。定位元件的位置。4.1 4.1 機床夾具概述機床夾具概述4)4)其它裝置其它裝置：如分：如分度元件等。度元件等。5)5)連接元件和連接連接元件和連接表面表面：用于確

15、定夾：用于確定夾具本身在機床主軸具本身在機床主軸或工作臺上的位置?；蚬ぷ髋_上的位置。6)6)夾具體夾具體：用于將：用于將夾具上的各種元件夾具上的各種元件和裝置連接成一個和裝置連接成一個有機整體。有機整體。7 7）其他元件）其他元件4.4.2 2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位 定位的目的是使工件在夾具中相對于機床、刀具占定位的目的是使工件在夾具中相對于機床、刀具占有確定的正確位置，并且應用夾具定位工件，還能有確定的正確位置，并且應用夾具定位工件，還能使同一批工件在夾具中的加工位置一致性好。使同一批工件在夾具中的加工位置一致性好。 在夾具設計中，定位方案不合理，工件的加工精度在夾具設計中，

16、定位方案不合理，工件的加工精度就無法保證。工件定位方案的確定是夾具設計中首就無法保證。工件定位方案的確定是夾具設計中首先要解決的問題。先要解決的問題。4.4.2 2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位一、基準一、基準 定義定義: 用來確定生產對象上幾何要素（點、線、面）用來確定生產對象上幾何要素（點、線、面）間的幾何關系所依據的那些點、線、面間的幾何關系所依據的那些點、線、面. 根據功用根據功用: 設計基準和工藝基準設計基準和工藝基準. 定位基準定位基準 加工中用作定位的基準加工中用作定位的基準. 測量基準測量基準 測量時所采用的基準測量時所采用的基準. 裝配基準裝配基準 是裝配時確定零件或

17、部件在產品中的相對位是裝配時確定零件或部件在產品中的相對位置所采用的基準置所采用的基準. 工序基準工序基準 在工序圖上用來確定該工序加工表面加工后在工序圖上用來確定該工序加工表面加工后的尺寸、形狀、位置的基準的尺寸、形狀、位置的基準 注意：作為基準的點、線、面在實際上不一定存在注意：作為基準的點、線、面在實際上不一定存在（如孔中心線、對稱中心平面），但它們都是以具體（如孔中心線、對稱中心平面），但它們都是以具體表面體現的，這個表面稱為基面。表面體現的，這個表面稱為基面。4.4.2 2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位4.4.2 2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位二二. .六點定位原理

18、六點定位原理 任何一個未受約束的物體任何一個未受約束的物體, 在空間都有在空間都有6個自由度個自由度 要確定物體在空間的位置要確定物體在空間的位置, 必須約束其必須約束其6個自由度個自由度 理論上講理論上講, 工件的六個自由度可用六個支承點加以限制工件的六個自由度可用六個支承點加以限制, 前提是這六個支承點在空間按一定規(guī)律分布前提是這六個支承點在空間按一定規(guī)律分布, 并保持與并保持與工件的定位基面相接觸工件的定位基面相接觸. zyx、zyx、4.4.2 2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位1 1、六點定位原理、六點定位原理 在相互垂在相互垂直的三個平面直的三個平面上上, , 按按3 3、2

19、 2、1 1分布六個支撐分布六個支撐, , 共同限制工件共同限制工件的六個自由度的六個自由度, , 這種定位方式這種定位方式叫六點定位原叫六點定位原理理. . 4.4.2 2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位“六點定位六點定位”的注意問題的注意問題 定位就是限制自由度。定位就是限制自由度。定位支承點與工件定位基準面始終保持緊貼接觸。定位支承點與工件定位基準面始終保持緊貼接觸。 一個定位支承點僅限制一個自由度，一個工件僅有六一個定位支承點僅限制一個自由度，一個工件僅有六個自由度，所設置的定位支承點數目，原則上不應超個自由度，所設置的定位支承點數目，原則上不應超過六個。過六個。分析定位支承點的

20、定位作用時，不考慮力的影響。分析定位支承點的定位作用時，不考慮力的影響。 定位支承點是由定位元件抽象而來的。定位支承點是由定位元件抽象而來的。4.4.2 2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位2 2、支撐點與定位元件、支撐點與定位元件與工件有小面積接觸的支撐釘定義為支撐點與工件有小面積接觸的支撐釘定義為支撐點, , 不同的定不同的定位元件相當于一個或多個支撐釘位元件相當于一個或多個支撐釘, , 也就是實現一個或多也就是實現一個或多個支撐釘的作用個支撐釘的作用, , 在數目上等于限制的自由度數目在數目上等于限制的自由度數目. . 4.4.2 2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位4.4.2

21、2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位3 3、完全定位與不完全定位、完全定位與不完全定位 完全定位完全定位: : 工件的六個自由度完全被限制的定位稱為工件的六個自由度完全被限制的定位稱為完全定位完全定位. . 不完全定位不完全定位: : 按加工要求按加工要求, , 允許有一個或幾個自由度允許有一個或幾個自由度不被限制的定位不被限制的定位, , 稱為不完全定位稱為不完全定位. . 4 4、過定位與欠定位、過定位與欠定位 過定位過定位: : 工件的同一自由度被兩個或兩個以上的支承工件的同一自由度被兩個或兩個以上的支承點重復限制的定位點重復限制的定位, , 稱為過定位稱為過定位. . 某些情況允許

22、某些情況允許 欠定位欠定位: : 按工序的加工要求按工序的加工要求, , 工件應該限制的自由度工件應該限制的自由度而未予限制的定位而未予限制的定位, , 稱為欠定位稱為欠定位. . 絕對不允許出現絕對不允許出現4.4.2 2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位 過定位舉例4.4.2 2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位 欠定位欠定位在實際加工中是在實際加工中是絕對不允許絕對不允許的的. . 過定位過定位不提倡不提倡, , 但是在但是在精加工精加工中中, , 根據具體情況根據具體情況, , 可可以有以有, , 可以提高剛度可以提高剛度, , 如上面例子如上面例子, , 粗加工不允許粗加工不

23、允許. . 解決過定位的方法解決過定位的方法 (1)(1)改變定位元件結構改變定位元件結構, , 從根本上消除過定位因素從根本上消除過定位因素, , 抓源頭抓源頭. . (2) (2)提高工件及定位元件的制造精度提高工件及定位元件的制造精度, , 特別是位置特別是位置精度精度, , 允許過定位的存在允許過定位的存在, , 但是把影響降低或消除但是把影響降低或消除4.4.2 2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位三三. .常見的定位方式和定位元件常見的定位方式和定位元件u定位元件的設計應滿足下列要求：定位元件的設計應滿足下列要求：要有與工件相適應的精度；要有與工件相適應的精度；要有足夠的剛度，

24、不允許受力后發(fā)生變形；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，硬度為碳鋼滲碳淬火或中碳鋼淬火，硬度為5858 62HRC62HRC4.4.2 2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位1.1.工件以平面定位工件以平面定位概念概念：在機械加工中，利用工件上的一個或幾個平面作為：在機械加工中，利用工件上的一個或幾個平面作為定位基面來定位工件的方式，稱為平面定位。定位基面來定位工件的方式，稱為平面定位。 定位元件定位元件：固定支承、可調支承和自位支承。：固定支承、可調支承和自位支承。(1

25、)(1)固定支承：包括固定支承釘、固定支承板。固定支承：包括固定支承釘、固定支承板。4.4.2 2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位4.4.2 2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位(2)(2)可調支承可調支承 可調支承是頂端位置可在一定高度范圍內調整的可調支承是頂端位置可在一定高度范圍內調整的支承。多用于未加工平面的定位，以調節(jié)和補償各批支承。多用于未加工平面的定位，以調節(jié)和補償各批毛坯尺寸的誤差，一般每批毛坯調整一次毛坯尺寸的誤差，一般每批毛坯調整一次. .4.4.2 2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位(3)(3)自位支承自位支承 支承本身的位置在定位過程中，能自動適應工件支承

26、本身的位置在定位過程中，能自動適應工件定位基準面位置變化的一類支承。自位支承能增加與定位基準面位置變化的一類支承。自位支承能增加與工件定位面的接觸點數目，使單位面積壓力減小，故工件定位面的接觸點數目，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。多用于剛度不足的毛坯表面或不連續(xù)的平面的定位。4.4.2 2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位(4)(4)輔助支承輔助支承有時為了提高工件的剛度和定位穩(wěn)定性，常采用輔助支承。有時為了提高工件的剛度和定位穩(wěn)定性，常采用輔助支承。4.4.2 2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位2.2.工件以圓孔定位工件以圓孔定位 有些工件，如

27、套筒、法蘭盤、撥叉等以有些工件，如套筒、法蘭盤、撥叉等以孔作為定位基準孔作為定位基準. .(1)(1)定位銷定位銷4.4.2 2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位(2)(2)錐銷錐銷孔端的定位可限制工件三個自由度孔端的定位可限制工件三個自由度 4.4.2 2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位(3)(3)定位心軸定位心軸 心軸定心精度高，但裝卸費時，有時易心軸定心精度高，但裝卸費時，有時易損傷工件孔，多用于定心精度要求高的情況。損傷工件孔，多用于定心精度要求高的情況。4.4.2 2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位3.3.工件以外圓柱面定位工件以外圓柱面定位 工件以外圓柱面定位在生產

28、中是常見的，如軸套工件以外圓柱面定位在生產中是常見的，如軸套類零件等。常用的定位元件有類零件等。常用的定位元件有V V形塊、定位套、半圓定形塊、定位套、半圓定位座位座。(1)V(1)V形塊形塊V V形塊是用得最廣泛的外圓表面定位元件形塊是用得最廣泛的外圓表面定位元件。4.4.2 2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位4.4.2 2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位在在V V形塊上定位時，工件具有自動對中作用。形塊上定位時，工件具有自動對中作用。 DD標準心軸直徑，即工件定位用外圓直徑標準心軸直徑，即工件定位用外圓直徑 ; ; HVHV形塊高度形塊高度(mm);(mm); NVNV形塊的開

29、口尺寸形塊的開口尺寸 (mm);(mm); TT對標準心軸而言，對標準心軸而言，V V形塊的標準高度，形塊的標準高度， VV形塊兩工作平面間的夾角。形塊兩工作平面間的夾角。2sin2tan22DHTH設計設計V V形塊時形塊時T T值的計算：值的計算：4.4.2 2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位（2 2）定位套筒）定位套筒 定位元件結構簡單，但定心精度不高，當工件外圓與定位元件結構簡單，但定心精度不高，當工件外圓與定位孔配合較松時，還易使工件偏斜，因而，常采用定位孔配合較松時，還易使工件偏斜，因而，常采用套筒內孔與端面一起定位，以減少偏斜。若工件端面套筒內孔與端面一起定位，以減少偏斜。

30、若工件端面較大，為避免過定位，定位孔應做短些。較大，為避免過定位，定位孔應做短些。4.4.2 2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位(3)(3)半圓孔定位座半圓孔定位座 下半圓部分裝在夾具體上，起定位作用，上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式蓋上，起夾緊作用，半圓孔部分裝在可卸式或鉸鏈式蓋上，起夾緊作用，半圓孔定位座適用于大型軸類工件的定位。定位座適用于大型軸類工件的定位。 4.4.2 2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位(4)(4)外圓定心夾緊機構外圓定心夾緊機構 在實現定心的同時，能將工件夾緊的機構，稱為在實現定心的同時，能將工件夾緊的機構，稱為定心

31、夾緊機構，如三爪自定心卡盤、彈簧夾頭等。定心夾緊機構，如三爪自定心卡盤、彈簧夾頭等。4.4.2 2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位4.4.工件以組合表面定位工件以組合表面定位 實際加工過程中，工件往往是以幾個表面同時定實際加工過程中，工件往往是以幾個表面同時定位的，稱為位的，稱為“組合表面定位組合表面定位”。(1)“(1)“一面二孔一面二孔”定位定位4.4.2 2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位“一面兩銷一面兩銷”的兩圓柱銷重復限制了沿方向的移動自的兩圓柱銷重復限制了沿方向的移動自由度，屬于由度，屬于過定位過定位。由于工件上兩孔的孔心距和夾具上。由于工件上兩孔的孔心距和夾具上兩銷的

32、銷心距均會有誤差，因而會出現上圖所示的相互兩銷的銷心距均會有誤差，因而會出現上圖所示的相互干涉現象。干涉現象。4.4.2 2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位解決解決“一面兩孔一面兩孔”的的定位干涉問題的途定位干涉問題的途徑：徑：(1)(1)減小一個銷的直減小一個銷的直徑；徑；(2)(2)將一個銷做成削將一個銷做成削邊銷。邊銷。4.4.2 2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位(2)(2)一個平面和二個與其垂直的外圓柱面的組合一個平面和二個與其垂直的外圓柱面的組合4.4.2 2 工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位(3)(3)一個孔和一個平行于孔中心線的平面的組合一個孔和一個平行于孔中心

33、線的平面的組合4.4.3 3 定位誤差分析定位誤差分析通過六點定位原理解決了工件的通過六點定位原理解決了工件的“定不定定不定”問題；問題；“準不準準不準”的問題沒有得到解決；的問題沒有得到解決；誤差的存在是客觀的誤差的存在是客觀的, , 引起的原因有隨機性的引起的原因有隨機性的, , 有由于有由于熱、力變形，也有由于磨損等而引起的；熱、力變形，也有由于磨損等而引起的；與夾具有關的誤差有刀具與對刀元件間的與夾具有關的誤差有刀具與對刀元件間的對刀誤差對刀誤差、夾、夾具在機床中的具在機床中的安裝誤差安裝誤差、夾具本身的、夾具本身的制造誤差制造誤差及及定位誤定位誤差差；定位誤差引起原因：工件在夾具上定

34、位，因定位誤差引起原因：工件在夾具上定位，因位置不一致位置不一致而引起的誤差；用而引起的誤差；用dwdw表示表示4.4.3 3 定位誤差分析定位誤差分析 定位誤差產生的前提是定位誤差產生的前提是: : 采取采取調整法調整法加工一批零件時加工一批零件時, , 由于由于基準不重合基準不重合（工序基準工序基準和和定位基準定位基準）或定位面的）或定位面的配配合間隙合間隙而引起；試切法沒有；而引起；試切法沒有； 定義定義: : 用夾具裝夾一批工件時用夾具裝夾一批工件時, , 工序基準相對于定位基工序基準相對于定位基準在加工尺寸方向上的最大變動量準在加工尺寸方向上的最大變動量. .4.4.3 3 定位誤差

35、分析定位誤差分析例：加工一鍵槽例：加工一鍵槽除鍵槽外其余全部加工完成；鍵槽的設計尺寸為除鍵槽外其余全部加工完成；鍵槽的設計尺寸為 ，下母線為設計基準，定位元件為心軸。，下母線為設計基準，定位元件為心軸。加工一批零件，以心軸的中心加工一批零件，以心軸的中心為調刀基準為調刀基準外圓尺寸是變化的，因而必然外圓尺寸是變化的，因而必然引起引起h h的加工誤差，這是由于設的加工誤差，這是由于設計基準和定位基準不重合引起的，計基準和定位基準不重合引起的，稱為基準不重合誤差，或第一類稱為基準不重合誤差，或第一類誤差誤差如果心軸和工件內孔有間隙，如果心軸和工件內孔有間隙，也必然引起也必然引起h加工誤差，這類誤加

36、工誤差，這類誤差稱為第二類誤差差稱為第二類誤差2)(hTh4.4.3 3 定位誤差分析定位誤差分析 工件在夾具中位置確定了以后工件在夾具中位置確定了以后, , 有可能存在定位誤差有可能存在定位誤差, , 為了保證工件為了保證工件的加工精度的加工精度, , 在進行定位設計時在進行定位設計時, , 必須進行定位誤差的分析和計算必須進行定位誤差的分析和計算, , 根據根據具體情況具體情況, , 計算后的定位誤差小于相應尺寸及位置公差的計算后的定位誤差小于相應尺寸及位置公差的1/31/5,1/31/5, 認為認為這種定位方案合適。這種定位方案合適。定位誤差構成定位誤差構成 基準不重合誤差基準不重合誤差

37、: : 計為計為jbjb 基準位移誤差基準位移誤差: : 計為計為jwjwdwjb jwv嚴格來講是兩項的矢量和嚴格來講是兩項的矢量和4.4.3 3 定位誤差分析定位誤差分析v注意注意 定位誤差是某一工序中某一精度指標定位誤差是某一工序中某一精度指標（尺寸、位置）尺寸、位置）的誤差；的誤差； 一種定位方式可以引起多種定位誤差；一種定位方式可以引起多種定位誤差； 存在定位誤差的前提是采取調整法加工一批零件時；存在定位誤差的前提是采取調整法加工一批零件時； 得出的誤差值是最大的誤差范圍；得出的誤差值是最大的誤差范圍； 誤差不一定為線性關系。誤差不一定為線性關系。4.4.3 3 定位誤差分析定位誤差

38、分析v 定位誤差的分配定位誤差的分配1.如果工件在機床上的安裝誤差為: : 安2.2.加工誤差為加工誤差為, , 包括機床、刀具、力變形、熱變包括機床、刀具、力變形、熱變形等形等加3.3.為保證加工精度為保證加工精度, , 上述三項公差之和滿上述三項公差之和滿足足: : kdw加安4.4.生產中常以等分配原則生產中常以等分配原則: : kdw314.4.3 3 定位誤差分析定位誤差分析v 定位誤差的計算方法定位誤差的計算方法u定義法定義法(1)(1)工件以平面定位工件以平面定位Ldw24.4.3 3 定位誤差分析定位誤差分析(2) 工件以圓孔定位工件以圓孔定位0dw4.4.3 3 定位誤差分析

39、定位誤差分析22minminmaxXdDdDjydw4.4.3 3 定位誤差分析定位誤差分析22minminmaxXdDdDjy20djbjbjydw4.4.3 3 定位誤差分析定位誤差分析(3) 工件以工件以V型塊定位型塊定位4.4.3 3 定位誤差分析定位誤差分析設計基準為中心線（設計基準為中心線（H1H1）P11OOPOPOdw)2/sin(2)2/sin()2/sin(11dBOOAOO)2/sin(2)2/sin()2/sin(11dBOOAOO)2/sin(2ddw4.4.3 3 定位誤差分析定位誤差分析設計基準為上母線（設計基準為上母線（H H2 2）PCPDCDdw)2/sin

40、(112ddw4.4.3 3 定位誤差分析定位誤差分析設計基準為下母線（設計基準為下母線（H H3 3）PPEPFEFdwOFEOOOEF11)2/sin(112ddw4.4.3 3 定位誤差分析定位誤差分析u極限位置法極限位置法 根據定位誤差的概念直接計算出工序基準在加根據定位誤差的概念直接計算出工序基準在加工尺寸方向上的最大變動量。工尺寸方向上的最大變動量。1.當當b、d為最小時，工件為最小時，工件中心最低；如中心最低；如O1;2.在在b、d為最大時，工件為最大時，工件中心最高；如中心最高；如O43. DA為定位誤差；為定位誤差；4.計算計算AddbbO1O4DAOdb4.4.3 3 定位

41、誤差分析定位誤差分析u微分法微分法1.根據工件的定位情況，建立工件加工尺寸與有關的工件根據工件的定位情況，建立工件加工尺寸與有關的工件和夾具相應各幾何參數的尺寸關系和夾具相應各幾何參數的尺寸關系 D=f（x1,x2,x3,.）2.對上式取全微分對上式取全微分3.計算計算1212ffxxxxD.4.4.4 4 工件在夾具中的夾緊工件在夾具中的夾緊一、夾緊裝置的組成及基本要求一、夾緊裝置的組成及基本要求 為防止工件的定位在切削力、振動、慣性力及離心力等為防止工件的定位在切削力、振動、慣性力及離心力等作用下發(fā)生變化作用下發(fā)生變化, , 需對其進行夾緊需對其進行夾緊, , 主要由三部分構成主要由三部分

42、構成(1) 力源裝置力源裝置(2) 夾緊元件夾緊元件（3）中間傳力機構中間傳力機構4.4.4 4 工件在夾具中的夾緊工件在夾具中的夾緊 夾緊裝置的基本要求夾緊裝置的基本要求 不破壞工件的定位； 夾緊力大小適中 夾緊裝置的自動化及復雜程度與生產綱領相符； 夾緊裝置安全、方便、省力. 4.4.4 4 工件在夾具中的夾緊工件在夾具中的夾緊二、夾緊力的確定二、夾緊力的確定1 1、方向確定原則、方向確定原則 (1)(1)夾緊力的方向有助于工件的穩(wěn)定夾緊力的方向有助于工件的穩(wěn)定, , 主夾緊力方向為垂直于工件的主要定位面；主夾緊力方向為垂直于工件的主要定位面； 4.4.4 4 工件在夾具中的夾緊工件在夾具

43、中的夾緊( (2)2)夾緊力的方向有利于減小夾緊力夾緊力的方向有利于減小夾緊力, ,如與切削力同向；如與切削力同向；4.4.4 4 工件在夾具中的夾緊工件在夾具中的夾緊(3)(3)防止工件變形防止工件變形. .4.4.4 4 工件在夾具中的夾緊工件在夾具中的夾緊2.2.夾緊力作用點的確定夾緊力作用點的確定(1)(1)力應作用在支撐范圍內；力應作用在支撐范圍內；4.4.4 4 工件在夾具中的夾緊工件在夾具中的夾緊(2)(2)選擇剛度高的部分；選擇剛度高的部分；4.4.4 4 工件在夾具中的夾緊工件在夾具中的夾緊(3)(3)盡可能的靠近加工表面盡可能的靠近加工表面. .4.4.4 4 工件在夾具中

44、的夾緊工件在夾具中的夾緊3.3.夾緊力大小的確定夾緊力大小的確定(1)確定確定原則原則: 與切削過程產生的力與力矩相平衡與切削過程產生的力與力矩相平衡.(2)確定確定方法方法: 估算法、類比法和試驗法估算法、類比法和試驗法. 4.4.4 4 工件在夾具中的夾緊工件在夾具中的夾緊估算法確定夾緊力估算法確定夾緊力 (1) (1) 將夾具及工件看成剛體將夾具及工件看成剛體, , 找出切削加工中最不利找出切削加工中最不利的情況的情況, , 根據力學原理計算出理論夾緊力根據力學原理計算出理論夾緊力, , 乘以安乘以安全系數全系數, , 得到實際夾緊力；得到實際夾緊力； (2) (2) 安全系數安全系數:

45、 : 粗加工粗加工K=2.53;K=2.53;精加工精加工K K1.52. 1.52. 4.4.4 4 工件在夾具中的夾緊工件在夾具中的夾緊三、典型夾緊機構三、典型夾緊機構v行程、增力比、自鎖條件、斜角等是設計時需行程、增力比、自鎖條件、斜角等是設計時需要考慮的條件要考慮的條件4.4.4 4 工件在夾具中的夾緊工件在夾具中的夾緊特點特點：(1)(1)有增力作用；有增力作用；(2)(2)夾緊行程小；夾緊行程??；(3)(3)結構簡單，但操作不方便。結構簡單，但操作不方便。4.4.4 4 工件在夾具中的夾緊工件在夾具中的夾緊夾緊時，夾緊時，F FP P、F FQ Q、F FR R三力平衡。三力平衡。

46、夾緊力：夾緊力：12tantan()PQFF4.4.4 4 工件在夾具中的夾緊工件在夾具中的夾緊工件夾緊后力工件夾緊后力F FP P消失，則斜楔消失，則斜楔應能自鎖。應能自鎖。 斜楔夾角的自鎖條件：斜楔夾角的自鎖條件：通常為安全起見，取通常為安全起見，取125 74.4.4 4 工件在夾具中的夾緊工件在夾具中的夾緊(2) 螺旋夾緊機構螺旋夾緊機構特點：特點：(1)(1)夾緊結構簡單，可靠，應用廣泛；夾緊結構簡單，可靠，應用廣泛；(2)(2)夾緊力比斜楔夾緊力大，螺旋夾緊行程夾緊力比斜楔夾緊力大，螺旋夾緊行程不受限制，所以在手動夾緊中應用極廣；不受限制，所以在手動夾緊中應用極廣；(3)(3)螺旋

47、夾緊動作慢，輔助時間長，效率低，螺旋夾緊動作慢，輔助時間長，效率低，在實際生產中，螺旋一壓板組合夾緊比單在實際生產中，螺旋一壓板組合夾緊比單螺旋夾緊用的更為普遍。螺旋夾緊用的更為普遍。4.4.4 4 工件在夾具中的夾緊工件在夾具中的夾緊(3) 偏心夾緊機構偏心夾緊機構特點：夾緊力小，自鎖性特點：夾緊力小，自鎖性能不是很好，且夾緊行程能不是很好，且夾緊行程小，故多用于切削力小，小，故多用于切削力小，無振動，工件尺寸公差不無振動，工件尺寸公差不大的場合，但是圓偏心夾大的場合，但是圓偏心夾緊機構是一種快速夾緊機緊機構是一種快速夾緊機構。構。 4.4.4 4 工件在夾具中的夾緊工件在夾具中的夾緊(4)

48、 鉸鏈夾緊機構鉸鏈夾緊機構動力源動力源( (氣、氣、液缸液缸) )鉸鏈鉸鏈機構機構工工件件兩個極兩個極限位置限位置 適于氣動、多點、多力夾緊適于氣動、多點、多力夾緊, , 結構簡單、增力大、結構簡單、增力大、摩擦損失小摩擦損失小. . 4.4.4 4 工件在夾具中的夾緊工件在夾具中的夾緊四四. .夾緊動力源裝置夾緊動力源裝置1.1.氣動夾緊氣動夾緊11霧化器霧化器 22減壓閥減壓閥 33止回閥止回閥 44轉向閥轉向閥 55調速閥調速閥 66氣壓表氣壓表 77氣缸氣缸 4.4.4 4 工件在夾具中的夾緊工件在夾具中的夾緊 圖為單作用氣缸，夾緊靠氣壓頂緊，松開由彈簧推圖為單作用氣缸，夾緊靠氣壓頂緊

49、，松開由彈簧推回，用于夾緊行程較短的情況。活塞在壓縮空氣作用下回，用于夾緊行程較短的情況?；钊趬嚎s空氣作用下產生的原始推動力。產生的原始推動力。 24sPDFpF單原始推動力：原始推動力：4.4.4 4 工件在夾具中的夾緊工件在夾具中的夾緊 右圖為雙作用氣缸，活塞的雙向移動均由壓縮空氣驅右圖為雙作用氣缸，活塞的雙向移動均由壓縮空氣驅動，用于行程較大或往復均需推動的情況。動，用于行程較大或往復均需推動的情況。壓縮空氣進入無桿腔一壓縮空氣進入無桿腔一側時，活塞桿的推力：側時，活塞桿的推力：24PFD p雙推壓縮空氣作用在有桿腔壓縮空氣作用在有桿腔一側時，活塞桿的拉力：一側時，活塞桿的拉力：24P

50、FDp雙拉（）4.4.4 4 工件在夾具中的夾緊工件在夾具中的夾緊2.2.液壓夾緊液壓夾緊特點：特點：(1)(1)工作壓力高，傳動力大，不需增力機構，夾具結構簡工作壓力高，傳動力大，不需增力機構，夾具結構簡單；單；(2)(2)油液不可壓縮，夾緊剛性大，工作平穩(wěn)，夾緊可靠；油液不可壓縮，夾緊剛性大，工作平穩(wěn)，夾緊可靠；(3)(3)噪聲小，勞動條件好。噪聲小，勞動條件好。(4)(4)適用于重力切削或加工大型工件時的多處夾緊。適用于重力切削或加工大型工件時的多處夾緊。4.4.4 4 工件在夾具中的夾緊工件在夾具中的夾緊3.3.氣氣- -液壓組合夾緊液壓組合夾緊11氣缸氣缸 22增壓缸增壓缸 33活塞

51、桿活塞桿 44活塞桿活塞桿 55工作缸工作缸 66活塞活塞 4.4.4 4 工件在夾具中的夾緊工件在夾具中的夾緊 由于由于 ，故增壓器輸出的油壓比輸入的，故增壓器輸出的油壓比輸入的氣壓增大氣壓增大 倍（倍（ 為總效率），這是為總效率），這是它的主要優(yōu)點。其缺點是行程小。因油液容積不變，它的主要優(yōu)點。其缺點是行程小。因油液容積不變，故活塞故活塞6 6的行程的行程 和活塞和活塞3 3的行程的行程 與相應的活與相應的活塞、活塞桿面積成反比，即塞、活塞桿面積成反比，即 油氣DD 氣油（ ）工氣油氣 （ ）4.4.4 4 工件在夾具中的夾緊工件在夾具中的夾緊五、新型夾具簡介五、新型夾具簡介 車削一組閥片的外圓車削一組閥片的外圓, , 工件以內孔和端面定位在工件以內孔和端面定位在4 4上上, , 經經活動拉桿拉動滑柱活動拉桿拉動滑柱5 5、壓圈、壓圈6, 6, 經快換墊圈經快換墊圈7 7壓緊工件壓緊工件, , 當加工當加工不同型號工件時不同型號工件時, , 只需更換定位套只需更換定位套4 4即可即可. . 成組夾具分成組夾具分基礎部分基礎部分( (不可換不可換, , 如如1 1、