內燃機制造工藝學機床夾具設計原理

1、第四章機床夾具設計原理4.1機床夾具的基本概念機床夾具的定義和組成1.夾具的定義：將工件進行定位、夾緊，將刀具導向和對刀，以保證工件和刀具相對位置關系的附加裝置稱夾具2.夾具的組成定位元件、加緊元件、導向元件和對刀裝置、連接元件、夾具體、其他元件和裝置。夾具的作用保證加工質量、提高生產(chǎn)效率、擴大機床的工藝范圍、減輕勞動強度等。夾具的分類及工件的加工誤差1.按機床夾具的應用范圍分：通用夾具；專用夾具；成組夾具；組合夾具；隨行夾具2.工件在加具中的加工誤差工件的加工誤差誤差值的估算夾具的制造誤差: (1/31/5)T安裝誤差和對定誤差: 占整個加工誤差的1/34.2定位方式、定位元件及工件的定位誤

2、差定位方式、定位元件工件的定位基準面：平面、外圓和內孔定位元件：支撐釘（板）、V型塊、定位套、定位銷、芯軸等定位要求：符合六點定位原理必要的定位精度D=c+b +wc+w=位置誤差位置對定位元件的設計要求： 與工件相應的精度 足夠的剛度不變形 有足夠的硬度耐磨性1.以工件上的平面定位定位元件 可調支撐 基本支撐 固定支撐 支撐釘定位元件 自位支撐 支撐板 輔助支撐a.固定支撐:尺寸固定，不能進行調節(jié)定位元件:支撐釘、支撐板b.可調支撐:粗基準，用于調節(jié)毛坯尺寸誤差c.自位支撐：浮動支撐，只起一個支撐點作用，粗基準，增加工件剛度d.輔助支撐：不限制工件的自由度，只增強工件的剛度定位分析：2.以工

3、件上的外圓柱面和圓錐面定位 以工件上的外圓柱面定位 定位元件：V型塊、套筒或半圓座孔 V型塊定位定位分析： 圓柱孔和半圓柱孔定位 三爪卡盤、套筒以工件上的外圓錐 面定位 定位元件：圓錐孔3.工件以內孔定位工件基準面是內圓柱孔定位元件：圓柱銷、錐銷和心軸a.圓柱銷和菱形銷b.錐銷c.圓柱心軸d.彈性心軸工件基準面是內圓錐孔定位元件：圓錐心軸、頂尖a.圓錐心軸b.頂尖定位分析：定位誤差分析及其計算方法 一.定位誤差的概念及其產(chǎn)生的原因結論 定位誤差只產(chǎn)生在采用調整法加工一批工件的情況下，若一批工件逐個按試切法加工則不存在定位誤差；定位誤差是由于工件定位不準而產(chǎn)生的加工誤差，它的表現(xiàn)形式為工序基準相

4、對加工面可能產(chǎn)生的最大尺寸或位置變動范圍，它產(chǎn)生的原因是工件的制造誤差、定位元件的制造誤差，兩者的配合間隙及基準不重合等定位誤差由基準位置誤差和基準不重合誤差兩部分組成，當定位無位置變動，則基準位置誤差為零，等定位基準與工序基準重合，則基準不重合誤差為零；定位誤差的計算可化出一批工件定位可能產(chǎn)生定位誤差的兩種極限位置，再通過幾何關系求出。二各種定位方法的定位誤差1平面定位時的定位誤差2圓孔表面定位時的定位誤差工件上圓孔與剛性心軸或定位銷過盈配合。定位元件水平或垂直放置工件上圓孔與剛性心軸或定位銷間隙配合。定位元件水平或垂直放置工件上圓孔在錐度心軸或錐面支撐上定位3.外圓表面定位時的定位誤差定位

5、方式:定心定位和支撐定 位。 定心定位：套筒、圓柱孔定位誤差與孔定位同。支撐定位：V型塊4.圓錐表面定位時的定位誤差定位元件：圓錐心軸或頂針定位誤差與錐孔或頂尖孔的尺寸公差TD和圓錐心軸或頂針的錐角有關二表面組合定位時的定位誤差1.平面組合定位2.平面與內孔組合定位平面與一個與平面垂直的內孔一面一孔一面兩孔定位3提高工件在夾具中的定位精度的主要措施 減少或消除基準的位置誤差選用基準位置誤差小的定位元件，如自位支撐合理布置定位元件在夾具中的位置:兩孔一面定位兩孔距 合理選取工件第一、二、三定位基準面 提高工件定位表面與定位元件的配合精度 消除或減少基準不重合誤差4.3工件的夾緊及夾緊機構1.夾緊

6、2.夾緊裝置的組成：動力源部分、中間傳動機構、夾緊元件。3.對夾緊裝置的基本要求保證而不是破壞定位；夾緊力的大小位置不變、工件不變形；良好的自鎖；操作方便、省力、效率高；成本低結構簡單、成本低4.夾緊力的確定夾緊力的方向、作用點及大小夾緊力的作用方向夾緊力的方向應垂直于主要定位基準面夾緊力的方向應有利于減小夾緊力夾緊力的作用點應在支撐元件的支撐面內應作用在剛性好的部位上不變形應盡量靠近切削部位夾緊力的計算計算法、類比法夾緊裝置： 簡單夾緊裝置（斜楔、螺旋、偏心、杠桿、鉸鏈等） 復合夾緊裝置 聯(lián)動夾緊裝置（定心夾緊同時進行） 機動夾緊裝置（氣動、液壓、氣液聯(lián)合、電動、電磁）1.斜楔夾緊機構2.螺

7、旋夾緊機構簡單螺旋夾緊機構螺旋壓板機構2. 偏心夾緊機構: 作用原理、幾何特性和受力分析3.定心夾緊機構彈性定心夾緊機構液體塑料定心夾緊機構5.聯(lián)動夾緊機構：可對一個工件的幾個點或對多個工件同時夾緊6.機動夾緊機構有氣動、液壓、氣液聯(lián)合、電動夾緊機構。4.3各類機床的夾具及其設計機床常用夾具1. 車床常用夾具2. 鉆床夾具3. 鏜床夾具4. 銑床夾具夾具設計步驟1.專用夾具設計內容 夾具總裝圖和零件圖夾緊力的計算和夾緊機構的核算定位精度的分析計算 2.對夾具設計的基本要求保證工件的加工技術要求滿足生產(chǎn)率的要求，手動？機動？結構簡單，盡量采用標準件，工藝性好。夾具操作方便、便于排銷，安全可靠。

8、3.夾具設計步驟 分析圖紙資料，明確設計任務a. 分析產(chǎn)品零件圖：了解零件結構形狀、各加工表面的尺寸、位置精度和技術要求及毛坯情況，零件的材料、硬度及重量，生產(chǎn)批量和夾具需用情況。b. 熟悉零件的工藝過程：零件前一道工序和本工序的定位基準、加工方法和要求、加工精度、表面粗糙度。c. 了解機床和刀具情況。d. 設計夾具用的國家標準和工廠標準。 夾具結構方案設計、繪制夾具草圖a. 確定定位方案b. 選擇對刀元件和導向元件c. 確定夾緊方案：方式、著力點、大小d. 確定其它部分的結構型式；分度裝置、夾具體、連接方式e. 繪制結構方案的草圖 繪制夾具總圖a. 確定圖紙型號、布置草圖b. 畫出工件輪廓、

9、定位基準面，加工表面、夾緊面c. 畫出夾具的定位元件、導向、對刀元件d. 畫出夾緊機構、夾具體和其它機構e. 繪制零件編號和明細表、說明技術要求 夾具零件圖的繪制 4.實例：連桿銑槽工序的設計過程練習五：機床夾具設計原理一、判斷題（正確的在題后括號內劃“”，錯誤的劃“×”。）1用六個支承點就可使工件實現(xiàn)完全定位。2工件夾緊變形會使被加工工件產(chǎn)生形狀誤差。3專用夾具是專為某一種工件的某道工序的加工而設計制造的夾具。4隨行夾具一般是用于自動線上的一種夾具。5斜楔夾緊的自鎖條件是：楔角口應小于兩接觸面摩擦角之和。6機床、夾具、刀具三者就可以構成完整的工藝系統(tǒng)。7采用機床夾具裝夾工件，主要是

10、為了保證工件加工表面的位置精度。8工件加工時，采用完全定位、不完全定位都是允許的。9專為某一種工件的某道工序的加工而設計制造的夾具，稱為組合夾具。10工件以平面定位時的定位誤差，只有基準位移誤差。二、多項選擇題（在每小題的四個備選答案中，選出一至四個正確的答案）1定位誤差產(chǎn)生的原因有（ ）。 A工件定位基面的制造誤差 B定位元件工作表面的制造誤差C工序基準與測量基準不重合誤差 D工序基準與定位基準不重合誤差2通常哪幾種機床夾具有刀具的導向元件（ ）。 A車床夾具 B銑床夾具 C鉆床夾具 D鏜床夾具3在機械加工中，用來確定和保持加工時工件在夾具中位置的元件有（ ）。 A，定位元件 B夾緊元件 C

11、對刀導向元件 D連接元件4V形塊上兩斜面的夾角。一般選用（ ）。A45º B70º C90º D120º5通常在哪些機床夾具上不設置對刀裝置？（ ） A車床 B銑床 C刨床 D磨床6常用的夾緊機構中，自鎖性能最可靠的是（ ）。 A斜楔 B螺旋 C偏心 D鉸鏈7夾具的動力裝置中，最常見的動力源是（ ）。 A氣動 B氣-液聯(lián)動 C電磁 D真空8箱體類工件常以一面兩孔定位，相應的定位元件應是（ ）。 A一個平面、二個短圓柱銷 B一個平面、一個短圓柱銷、一個短削邊銷 C一個平面、二個長圓柱銷 D一個平面、一個長圓柱銷、一個短圓柱銷9如圖示，在圓球上銑平面，保證尺

12、寸片，需要限制幾個自由度？（ ）A 1個 B3個 C2個 D1個10用雙頂尖裝夾工件車削外圓，限制了（ ）個自由度。 A6個 B5個 C4個 D3個11下列哪一種定位不能采用（ ）。A完全定位 B不完全定位 C過定位 D欠定位12工件以平面作為定位基準面時的定位元件（ ）。 A支承扳 B自位支承 C可調支承 D定位銷13工件定位基準面為內圓柱孔時的定位元件為（ ）。 A彈性心軸 B錐銷 C可調支承 D定位銷 14工件定位基準面為外圓柱孔時的定位元件為（ ）。AV型塊 B套筒 C三爪卡盤 D半圓柱孔15機床夾具中，用來確定工件在夾具中位置的元件是（ ）。A定位元件 B對刀導向元件 C夾緊元件 D連接元件三、填空題1工件定位時，幾個定位支承點重復限制同一個自由度的現(xiàn)象，稱為 。2V形塊定位元件適用于工件以 面定位。3定位誤差由兩部