第六章 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)原理

1、第六章第六章 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)原理機(jī)床夾具設(shè)計(jì)原理本章主要介紹以下內(nèi)容：本章主要介紹以下內(nèi)容：引言引言6.1 6.1 機(jī)床夾具概述機(jī)床夾具概述 6.2 6.2 工件的定位原理及定位元件工件的定位原理及定位元件 6.3 6.3 定位誤差分析計(jì)算定位誤差分析計(jì)算 6.4 6.4 工件的夾緊及夾緊裝置工件的夾緊及夾緊裝置 6.5 6.5 機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)要求及設(shè)計(jì)步驟機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)要求及設(shè)計(jì)步驟 重點(diǎn)：重點(diǎn)：工件的定位原理及定位元件； 定位誤差分析計(jì)算難點(diǎn)：難點(diǎn)：定位誤差分析計(jì)算 機(jī)床夾具是機(jī)械加工工藝系統(tǒng)的一個重要組成部分。為保證工件某工序的加工要求，必須使工件在機(jī)床上相對刀具的切削或成形必須使工件在機(jī)

2、床上相對刀具的切削或成形運(yùn)動處于準(zhǔn)確的相對位置。運(yùn)動處于準(zhǔn)確的相對位置。 當(dāng)用夾具裝夾加工一批工件時(shí)，是通過當(dāng)用夾具裝夾加工一批工件時(shí)，是通過夾具來實(shí)現(xiàn)這一要求的。而要實(shí)現(xiàn)這一要求，夾具來實(shí)現(xiàn)這一要求的。而要實(shí)現(xiàn)這一要求，又必須滿足三個條件：又必須滿足三個條件： 一批工件在夾具中占有正確的加工位置；一批工件在夾具中占有正確的加工位置； 夾具裝夾在機(jī)床上的準(zhǔn)確位置；夾具裝夾在機(jī)床上的準(zhǔn)確位置； 刀具相對夾具的準(zhǔn)確位置。刀具相對夾具的準(zhǔn)確位置。 這里涉及了三層關(guān)系：零件相對夾具，夾具相對于機(jī)床，零件相對于機(jī)床。工件的工件的最終精度是由零件相對于機(jī)床獲得的。最終精度是由零件相對于機(jī)床獲得的。 所以“

3、定位”也涉及到三層關(guān)系：工件在夾具上的定位，夾具相對于機(jī)床的定位，而工件相對于機(jī)床的定位是間接通過夾具來保證的。 工件定位以后必須通過一定的裝置產(chǎn)生夾緊力把工件固定，使工件保持在準(zhǔn)確定位的位置上，否則，在加工過程中因受切削力，慣性力等力的作用而發(fā)生位置變化或引起振動，破壞了原來的準(zhǔn)確定位，無法保證加工要求。 這種產(chǎn)生夾緊力的裝置便是夾緊裝置。返回返回6 61 1 機(jī)床夾具概述機(jī)床夾具概述機(jī)床夾具的概念機(jī)床夾具的概念 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，以使工件獲得相對于機(jī)床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。裝夾裝夾: :定位定位+ +夾緊夾緊 2. 2

4、. 機(jī)床夾具的分類機(jī)床夾具的分類 （1 1）按專門化程度分類）按專門化程度分類 1 1）通用夾具）通用夾具 通用夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的，在一定范圍通用夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的，在一定范圍內(nèi)可用于加工不同工件的夾具。內(nèi)可用于加工不同工件的夾具。( (通用性）通用性） 例如，車床上三爪卡盤和四爪卡盤，銑床上的平口鉗等。2 2）專用夾具）專用夾具 專用夾具是指專為某一工件的某道工序而專用夾具是指專為某一工件的某道工序而專門設(shè)計(jì)的夾具。專門設(shè)計(jì)的夾具。 其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速、方便、省力，可以保證較高的加工精度和生產(chǎn)效率，但設(shè)計(jì)制造周期較長、制造費(fèi)用也較高。 3 3）通用可調(diào)夾具和成組夾具）通用可調(diào)夾具

5、和成組夾具 其特點(diǎn)是夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調(diào)整，以適應(yīng)不同零件的加工。 用于相似零件的成組加工所用的夾具，稱為成組夾具。通用可調(diào)夾具與成組夾具相比，加工對象不很明確，適用范圍更廣一些。 4 4）組合夾具）組合夾具 組合夾具組合夾具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的標(biāo)準(zhǔn)元件和部件組裝而成的夾具。 由專業(yè)廠家制造，其特點(diǎn)是靈活多變，萬能性強(qiáng)，制造周期短、元件能反復(fù)使用，特別適特別適用于新產(chǎn)品的試制和單件小批生產(chǎn)。用于新產(chǎn)品的試制和單件小批生產(chǎn)。 5 5）隨行夾具）隨行夾具 隨行夾具隨行夾具是一種在自動線上使用的夾具。該夾具既要起到裝夾工件的作用，又要與工件成為一體沿著自動線從一

6、個工位移到下一個工位，進(jìn)行不同工序的加工。 （2 2）按使用的機(jī)床分類）按使用的機(jī)床分類 按所使用的機(jī)床不同，夾具又可分為：車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、齒輪機(jī)床夾具和其他機(jī)床夾具等。 （3 3）按夾緊動力源分類）按夾緊動力源分類 根據(jù)夾具所采用的夾緊動力源不同，可分為：手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、氣液夾具、電動夾具、磁力夾具、真空夾具等。3.3.機(jī)床夾具的組成機(jī)床夾具的組成 (1)(1)定位元件定位元件 它與工件的定位基準(zhǔn)相接觸，用于確定工件在夾具中的正確位置。 如圖圖6.16.1中的定位銷6。 圖圖6-1鉆床夾具鉆床夾具1快換鉆套快換鉆套2導(dǎo)向套導(dǎo)向套3鉆模板鉆模板4

7、開口墊圈開口墊圈5螺母螺母6定位銷定位銷7夾具體夾具體夾緊裝置夾緊裝置夾具體夾具體上一頁上一頁功用功用(2)(2)夾緊裝置夾緊裝置 用于夾緊工件，在切削時(shí)使工件在夾具中保持既定位置。如圖圖6-16-1中的螺母5和開口墊圈4。 (3)(3)對刀、引導(dǎo)元件或裝置對刀、引導(dǎo)元件或裝置 這些元件的作用是保證工件與刀具之間的正確位置。 用于確定刀具在加工前正確位置的元件，用于確定刀具在加工前正確位置的元件，稱為對刀元件，如對刀塊。稱為對刀元件，如對刀塊。 用于確定刀具位置并導(dǎo)引刀具進(jìn)行加工的元用于確定刀具位置并導(dǎo)引刀具進(jìn)行加工的元件，稱為引導(dǎo)元件件，稱為引導(dǎo)元件。如圖圖6-16-1中的快換鉆套1。(4)

8、(4)夾具體夾具體 用于連接或固定夾具上各元件及裝置，使其成為一個整體的基礎(chǔ)件。它與機(jī)床有關(guān)部件進(jìn)行連接，使夾具相對機(jī)床具有確定的位置。如圖圖6-16-1中的夾具體7。 (5)(5)其它元件及裝置其它元件及裝置 有些夾具根據(jù)工件的加工要求，要有分度機(jī)構(gòu)，銑床夾具還要有定位鍵等。 以上這些組成部分，并不是對每種機(jī)床夾具都是缺一不可的，但是任何夾具都必須有定位元件和夾緊裝置，它們是保證工件加工精度的關(guān)鍵，目的是使工件定準(zhǔn)、夾牢。 4 4、機(jī)床夾具的功用、機(jī)床夾具的功用1 1）能穩(wěn)定地保證工件的加工精度）能穩(wěn)定地保證工件的加工精度 用夾具裝夾工件時(shí)，工件相對于刀具及機(jī)床的位置精度由夾具保證，不受工人

9、技術(shù)水平的影響，使一批工件的加工精度趨于一致。 2 2）能減少輔助工時(shí)，提高勞動生產(chǎn)率）能減少輔助工時(shí)，提高勞動生產(chǎn)率 使用夾具裝夾工件方便、快速，工件不需要劃線找正，可顯著地減少輔助工時(shí)； 工件在夾具中裝夾后提高了工件的剛性，可加大切削用量；3 3）能擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能）能擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能。 返回返回圖圖6.26.2工件的定位原理及定位元件工件的定位原理及定位元件 1.1.工件在夾具中的定位工件在夾具中的定位( (一一) )六點(diǎn)定位原理六點(diǎn)定位原理 任何未定位的工件在空間直角坐標(biāo)系中都具有六個自由度。工件定位的任務(wù)就是根據(jù)加工要求限制工件的全部或部分自由度。 工

10、件的六點(diǎn)定位原理六點(diǎn)定位原理是指用六個支撐點(diǎn)來分別限制工件的六個自由度，從而使工件在空間得到確定定位的方法。 ( (二二) )完全定位與不完全定位完全定位與不完全定位 工件的六個自由度完全被限制的定位稱工件的六個自由度完全被限制的定位稱為完全定位。按加工要求，允許有一個或幾為完全定位。按加工要求，允許有一個或幾個自由度不被限制的定位稱為不完全定位。個自由度不被限制的定位稱為不完全定位。 ( (三三) )欠定位與過定位欠定位與過定位 按工序的加工要求，工件應(yīng)該限制的自由按工序的加工要求，工件應(yīng)該限制的自由度而未予限制的定位，稱為欠定位。度而未予限制的定位，稱為欠定位。在確定工件定位方案時(shí)，欠定位

11、時(shí)絕對不允許的。 工件的同一自由度被二個或二個以上的支工件的同一自由度被二個或二個以上的支撐點(diǎn)重復(fù)限制的定位，稱為過定位。撐點(diǎn)重復(fù)限制的定位，稱為過定位。 在通常情況下，應(yīng)盡量避免出現(xiàn)過定位。措施措施返回返回 消除過定位及其干涉一般有兩個途徑： 改變定位元件的結(jié)構(gòu)，以消除被重復(fù)改變定位元件的結(jié)構(gòu)，以消除被重復(fù)限制的自由度；限制的自由度； 如圖圖6-3b6-3b中將大端面改為小端面，圖圖6-6-3c3c中在工件與大端面間加球形墊圈。 提高工件定位基準(zhǔn)面之間及夾具定位提高工件定位基準(zhǔn)面之間及夾具定位元件工作表面之間的位置精度，以減少或消元件工作表面之間的位置精度，以減少或消除過定位引起的干涉。除過

12、定位引起的干涉。( (四四) ) 定位元件定位元件 各種定位元件所限制的自由度數(shù)，與定位元件的形式、數(shù)量及其布置情況有關(guān)。表表6.16.1列舉了各種定位元件所能限制的自由度數(shù) 6.2.2 6.2.2 常見的定位方式及其定位元件常見的定位方式及其定位元件（一）工件以平面定位（一）工件以平面定位 平面定位的主要形式是支承定位，工件的定位基準(zhǔn)平面與定位元件表面相接觸而實(shí)現(xiàn)定位。常見的支承元件有下列幾種：1 1固定支承固定支承 支承的高矮尺寸是固定的，使用時(shí)不能調(diào)整高度。 1 1）支承釘）支承釘 圖圖6-66-6所示為用于平面定位的幾種常用支承釘，它們利用頂面對工件進(jìn)行定位。 圖6-6 幾種常用支承釘

13、 2 2）支承板）支承板 支承板有較大的接觸面積，工件定位穩(wěn)固。一般較大的精基準(zhǔn)平面定位多用支承板作為定位元件。 圖5-7是兩種常用的支承板，圖圖6-7a6-7a為平板式支承板，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，但不易清除落入沉頭螺孔中的切屑，一般用于側(cè)面定位。 圖圖6-7b6-7b為斜槽式支承板，它在結(jié)構(gòu)上做了改進(jìn)，即在支承面上開兩個斜槽為固定螺釘用，使清屑容易，適用于底面定位。 短支承板限制一個自由度，長支承板限制兩個自由度。圖圖6-7 6-7 兩種常用的支承板兩種常用的支承板返回返回2 2可調(diào)支承可調(diào)支承 可調(diào)支承的頂端位置可以在一定的范圍內(nèi)調(diào)整。 圖6-8為幾種常用的可調(diào)支承典型結(jié)構(gòu)，按要求高度調(diào)整好調(diào)

14、整支承釘1后，用螺母2鎖緊。 3 3自位支承自位支承 又稱浮動支承浮動支承，在定位過程中，支承本身所處的位置隨工件定位基準(zhǔn)面的變化而自動調(diào)整并與之相適應(yīng)。 圖6-9是幾種常見的自位支承結(jié)構(gòu)，常用于毛坯表面、斷續(xù)表面、階梯表面定位。 4 4輔助支承輔助支承 輔助支承是在工件實(shí)現(xiàn)定位后才參與支承的定位元件，不起定位作用，只能提高工件加工時(shí)剛度或起輔助定位作用。 圖6-10為常用的幾種輔助支承類型，圖6-10a、b為螺旋式輔助支承，用于小批量生產(chǎn)；圖6-10c為推力式輔助支承，用于大批量生產(chǎn)。 圖圖6-10常見的幾種輔助支承常見的幾種輔助支承1支承支承2螺母螺母3手輪手輪4楔塊楔塊 （二）工件以外圓

15、定位（二）工件以外圓定位 工件以外圓柱面作定位基準(zhǔn)時(shí)，根據(jù)外圓柱面的完整程度、加工要求和安裝方式，可以可以在在V V形塊、定位套、半圓套及圓錐套中定位形塊、定位套、半圓套及圓錐套中定位。其中最常用的是在V形塊上定位。1. V1. V形塊形塊 V V形塊有固定式和活動式之分。形塊有固定式和活動式之分。圖圖5-125-12為常用固定式V形塊，圖圖5-12a5-12a用于較短的精基準(zhǔn)定位；圖圖5-12b5-12b用于較長的粗基準(zhǔn)(或階梯軸)定位；圖圖5-12c5-12c用于兩段精基準(zhǔn)面相距較遠(yuǎn)的場合；圖圖5-12d5-12d中的V形塊是在鑄鐵底座上鑲淬火鋼墊而成，用于定位基準(zhǔn)直徑與長度較大的場合。圖

16、圖5-12 5-12 常用固定常用固定式式V V形塊形塊下一頁下一頁 V形塊定位的優(yōu)點(diǎn)是： 對中性好對中性好，即能使工件的定位基準(zhǔn)軸線對中在V形塊兩斜面的對稱平面上，在左右方向上的不會發(fā)生偏移，且安裝方便； 應(yīng)用范圍較廣應(yīng)用范圍較廣。不論定位基準(zhǔn)是否經(jīng)過加工，不論是完整的圓柱面還是局部圓弧面，都可采用V形塊定位。 V形塊上兩斜面間的夾角一般選用夾角一般選用6060、9090和和120120，其中以，其中以9090應(yīng)用最多應(yīng)用最多。其典型結(jié)構(gòu)和尺寸均已標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計(jì)時(shí)可查國家標(biāo)準(zhǔn)手冊。 V形塊的材料一般用20鋼，滲碳深0.81.2mm，淬火硬度為6064HBC。 2. 2. 定位套定位套 工件以外

17、圓柱表面為定位基準(zhǔn)在定位套內(nèi)孔中定位，這種定位方法一般適用于精基準(zhǔn)定這種定位方法一般適用于精基準(zhǔn)定位位，見圖圖6-146-14所示。圖圖6-14a6-14a為短定位套定位，限制工件兩個自由度，圖圖6-14b6-14b為長定位套定位，限制工件四個自由度。3. 3. 半圓套半圓套 圖圖6-156-15為半圓套結(jié)構(gòu)簡圖，下半圓起定位作用，上半圓起夾緊作用。圖圖6-15a6-15a為可卸式，圖圖6-15b6-15b為鉸鏈?zhǔn)?，后者裝卸工件方便些。 短半圓套限制工件兩個自由度，長半圓套限制工件四個自由度。圖圖6-14 6-14 工件在定位套內(nèi)定位工件在定位套內(nèi)定位返回返回圖圖6-15 6-15 半半圓套結(jié)

18、構(gòu)簡圓套結(jié)構(gòu)簡圖圖返回返回 4. 4. 圓錐套圓錐套 工件以圓柱面為定位基準(zhǔn)面在圓錐孔中定位時(shí)，常與后頂尖（反頂尖）配合使用。 如圖圖6-166-16所示，夾具體錐柄1插入機(jī)床主軸孔中，通過傳動螺釘2對定位圓錐套3傳遞扭矩，工件圓柱左端部在定位圓錐套3中通過齒紋錐面進(jìn)行定位，限制工件的三個移動自由度；工件圓柱右端錐孔在后頂尖5(當(dāng)外徑小于6mm時(shí)，用反頂尖)上定位，限制工件兩個轉(zhuǎn)動自由度。圖圖6-16 6-16 工件在圓錐套中定位工件在圓錐套中定位11夾具體錐柄夾具體錐柄 22傳動螺釘傳動螺釘 33定位圓定位圓錐套錐套 44工件工件 55后頂尖后頂尖（三）工件以圓孔定位（三）工件以圓孔定位 工

19、件以圓孔定位大都屬于定心定位工件以圓孔定位大都屬于定心定位(定位基準(zhǔn)為孔的軸線)，常用的定位元件有定位銷、定位心軸定位銷、定位心軸等。圓孔定位還經(jīng)常與平面定位聯(lián)合使用。 圖圖6-176-17為幾種常用的圓柱定位銷,圖6-17a、b、c所示定位銷與夾具體的連接采用過盈配合；圖6-17d為帶襯套的可換式圓柱銷結(jié)構(gòu)，這種定位銷與襯套的配合采用間隙配合，故其位置精度較固定式定位銷低，一般用于大批大量生產(chǎn)中。圖圖6-17 6-17 幾種常用的圓柱定位銷幾種常用的圓柱定位銷 說明：說明：為便于工件順利裝入，定位銷的頭部應(yīng)有15倒角。短圓柱銷限制工件兩個自由度，長圓柱銷限制工件的四個自由度。2 2圓錐銷圓錐

20、銷 在加工套筒、空心軸等類工件時(shí)在加工套筒、空心軸等類工件時(shí)，也經(jīng)常也經(jīng)常用到圓錐銷用到圓錐銷，如圖圖6-186-18所示。圖圖6-18a6-18a用于粗基準(zhǔn)，圖圖6-18b6-18b用于精基準(zhǔn)。它限制了工件三個移動自由度。 圓錐銷組合定位圓錐銷組合定位: :工件在單個圓錐銷上定位容易傾斜，所以圓錐銷一般與其它定位元件組合定位。 如圖圖6-196-19所示，工件以底面作為主要定位基面，采用活動圓錐銷，只限制兩個移動自由度，即使工件的孔徑變化較大，也能準(zhǔn)確定位。圖圖6-18 6-18 圓錐銷圓錐銷返回返回圖圖6-19 6-19 圓錐銷組合定位圓錐銷組合定位 3 3定位心軸定位心軸 主要用于套筒類

21、和空心盤類工件的車、銑、磨及齒輪加工。常見的有圓柱心軸和圓錐心軸常見的有圓柱心軸和圓錐心軸等等。1 1）圓柱心軸）圓柱心軸 圖圖6-20a6-20a為間隙配合圓柱心軸，其定位精度不高，但裝卸工件較方便；圖圖6-20b6-20b為過盈配合圓柱心軸，常用于對定心精度要求高的場合；圖圖6-20c6-20c為花鍵心軸，用于以花鍵孔為定位基準(zhǔn)的場合。 注意：短圓柱心軸限制工件兩個自由度，注意：短圓柱心軸限制工件兩個自由度，長圓柱心軸制工件的四個自由度。長圓柱心軸制工件的四個自由度。圖圖6-20 6-20 幾種常見的圓柱心軸幾種常見的圓柱心軸返回返回 2 2）圓錐心軸）圓錐心軸 圖圖6-216-21是以工

22、件上的圓錐孔在圓錐心軸上定位的情形。這類定位方式是圓錐面與圓錐面接觸，要求錐孔和圓錐心軸的錐度相同，接觸良好，因此定心精度與徑向定位精度均較高，而軸向定位精度取決于工件孔和心軸的尺寸精度。 注意：圓錐心軸限制工件的五個自由度，注意：圓錐心軸限制工件的五個自由度，即除繞軸線轉(zhuǎn)動的自由度沒限制外均已限制。即除繞軸線轉(zhuǎn)動的自由度沒限制外均已限制。圖圖6-21 6-21 圓錐心軸圓錐心軸四）工件以組合表面定位四）工件以組合表面定位 在實(shí)際加工過程中，工件往往不是采用單一表面的定位，而是以組合表面定位以組合表面定位。 常見的有平面與平面組合、平面與孔組有平面與平面組合、平面與孔組合、平面與外圓柱面組合、

23、平面與其它表面合、平面與外圓柱面組合、平面與其它表面組合、錐面與錐面組合等。組合、錐面與錐面組合等。 例如，在加工箱體工件時(shí)，往往采用一面兩孔組合定位，即一個平面及與該平面垂直的兩孔為定位基準(zhǔn)，如圖圖6-226-22所示。圖圖6-22 6-22 一面兩孔組合定位情況一面兩孔組合定位情況a)1a)1、22孔孔 b)1b)1平面平面 22短圓柱銷短圓柱銷 33短削邊銷短削邊銷下一頁下一頁 解決過定位的方法有： 減小第二個銷子的直徑。此種方法由于銷子直徑減小，配合間隙加大，故使工件繞第一個銷子的轉(zhuǎn)角誤差加大。 使第二個銷子可沿X方向移動，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 第二個銷子采用削邊銷結(jié)構(gòu)，即采取在過定位方向上，

24、將第二個圓柱銷削邊，如圖6-22b所示。它不需要減小第二個銷子直徑，因此轉(zhuǎn)角誤差較小。 圖6-22c所示削邊銷的截面形狀為菱形，又稱菱形銷，用于直徑小于50mm的孔，圖6-22d所示削邊銷的截面形狀常用于直徑大于50mm的孔。返回返回上一頁上一頁6 63 3 夾具定位誤差分析計(jì)算夾具定位誤差分析計(jì)算 所謂定位誤差，是指由于工件定位造成的所謂定位誤差，是指由于工件定位造成的加工面相對工序基準(zhǔn)的位置誤差。加工面相對工序基準(zhǔn)的位置誤差。 因?yàn)閷σ慌ぜ碚f， 刀具經(jīng)調(diào)整后位置是不動的，即被加工表面的位置相對于定位基準(zhǔn)是不變的，所以定位誤差就是工序基準(zhǔn)在定位誤差就是工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大變動量

25、。加工尺寸方向上的最大變動量。 引言引言 總總 其中總為多種原因產(chǎn)生的誤差總和，是工件被加工尺寸的公差。 定定+ 其中，除定位誤差外，其他因素引起的誤差總和，可按經(jīng)濟(jì)加工精度查表確定。 所以由和知道 定定- （是驗(yàn)算加工工件合格與否的公式） 或者：定定1/31/3（也是驗(yàn)算加工工件合格與否的公式） 定位誤差的組成定位誤差的組成 1 1、定義：定位誤差是工件在夾具中定位，、定義：定位誤差是工件在夾具中定位，由于定位不準(zhǔn)造成的加工面相對于工序基準(zhǔn)沿由于定位不準(zhǔn)造成的加工面相對于工序基準(zhǔn)沿加工尺寸方向上的最大位置變動量。加工尺寸方向上的最大位置變動量。 2 2、 定位誤差的組成：定位誤差的組成： 1

26、)1) 定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不一致所引起的定位誤差，稱基準(zhǔn)不重合誤差基準(zhǔn)不重合誤差，即工序基準(zhǔn)(設(shè)計(jì)基準(zhǔn)）相對定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大變動量，以不表示。 2)定位基準(zhǔn)面和定位元件本身的制造誤差所引起的定位誤差，稱基準(zhǔn)位置誤差基準(zhǔn)位置誤差，即定位基準(zhǔn)的相對位置在加工尺寸方向上的最大變動量，以基表示。故有：定定= =不不+ +基基 圖示零件圖示零件，設(shè)，設(shè)e e面已加工好，今在銑床上用調(diào)整法加工面已加工好，今在銑床上用調(diào)整法加工f f面面和和g g面。在加工面。在加工f f面時(shí)若選面時(shí)若選e e面為定位基準(zhǔn)，則面為定位基準(zhǔn)，則f f面的工序基準(zhǔn)和面的工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)都是定位基準(zhǔn)都是e e面，

27、基準(zhǔn)重合，沒有基準(zhǔn)不重合誤差，尺寸面，基準(zhǔn)重合，沒有基準(zhǔn)不重合誤差，尺寸A A的的制造公差為制造公差為T TA A。 加工加工g g面時(shí)，定位基準(zhǔn)有兩種不同的選擇方案：面時(shí)，定位基準(zhǔn)有兩種不同的選擇方案： 一種方案（一種方案（方案方案）加工時(shí)選用）加工時(shí)選用f f面作為定位基準(zhǔn)，定位基面作為定位基準(zhǔn)，定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合，沒有基準(zhǔn)不重合誤差，尺寸準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合，沒有基準(zhǔn)不重合誤差，尺寸B B的制造公差為的制造公差為T TB B；但這種定位方式的夾具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，夾緊力的作用方向與銑；但這種定位方式的夾具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，夾緊力的作用方向與銑削力方向相反，不夠合理，操作也不方便。削力方向相反，不夠合理，

28、操作也不方便。 另一種方案（另一種方案（方案方案）是選用）是選用e e面作為定位基準(zhǔn)來加工面作為定位基準(zhǔn)來加工g g面，面，此時(shí)，工序尺寸此時(shí)，工序尺寸C C是直接得到的，尺寸是直接得到的，尺寸B B是間接得到的，由于定是間接得到的，由于定位基準(zhǔn)位基準(zhǔn)e e與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)f f不重合而給不重合而給g g面加工帶來的基準(zhǔn)不重合誤差面加工帶來的基準(zhǔn)不重合誤差等于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)等于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)f f面相對于定位基準(zhǔn)面相對于定位基準(zhǔn)e e面在尺寸面在尺寸B B方向上的最大變動方向上的最大變動量量T TA A。返回返回 如圖圖所示工件的孔裝夾在水平放置的心軸上銑削平面，要求保證尺寸h，由于定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)

29、重合，故無基準(zhǔn)不重合誤差；但由于工件的定位基面（內(nèi)孔D）和夾具定位元件（心軸d1）皆有制造誤差，如果心軸制造得剛好為d1min，而工件的內(nèi)孔剛好為Dmax（如圖示如圖示），當(dāng)工件在水平放置的心軸上定位時(shí)，工件內(nèi)孔與心軸在P點(diǎn)接觸，工件實(shí)際內(nèi)孔中心的最大下移量ab（Dmaxd1min）/2，ab就是定位副制造不準(zhǔn)確而引起的誤差。返回返回定位誤差定位誤差 此外明確兩點(diǎn)：此外明確兩點(diǎn)： 定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)(工序基準(zhǔn)）不重合時(shí)所產(chǎn)生的基準(zhǔn)不重合誤差，只有在采用調(diào)整法加工時(shí)才會產(chǎn)生，在試切法加工中不會產(chǎn)生。 定位誤差是一個界限值（有一個范圍）。 基準(zhǔn)不重合誤差的方向和定位副制造不準(zhǔn)確誤差的方向可能不相同

30、，定位誤差取為基準(zhǔn)不重合誤差和定位副制造不準(zhǔn)確誤差的矢量和。 定位誤差的分析計(jì)算定位誤差的分析計(jì)算工件以平面定位時(shí)的工件以平面定位時(shí)的定位誤差定位誤差 定位基準(zhǔn)：平面 ； 定位元件工作面：平面 =易加工平整，接觸良好= 所以e基=0 e定=e不 （注：若為毛坯面，則仍有e基）工件以外圓柱面定位時(shí)的定位誤差（工件以外圓柱面定位時(shí)的定位誤差（以以V V形塊形塊為例為例）如圖如圖6.206.20，在鏜床上加工箱體的，在鏜床上加工箱體的A A、B B兩通孔時(shí)的定位情況兩通孔時(shí)的定位情況（因是通孔，所以不需要止動定位基準(zhǔn)）（因是通孔，所以不需要止動定位基準(zhǔn)） 圖6.20 平面定位時(shí)的定位誤差返回返回前進(jìn)

31、前進(jìn)e e定定=e=e基基e e不不(1)定位基準(zhǔn)面與限位基面接觸，分析定位基準(zhǔn)面直徑由小變大時(shí)，定位基準(zhǔn)的變動方定位基準(zhǔn)的變動方向。向。（2)定位基準(zhǔn)的位置不動，當(dāng)定位基準(zhǔn)面直徑同樣變化時(shí)，分析工序基準(zhǔn)的變動方向工序基準(zhǔn)的變動方向。(3)兩者的變動方向相同時(shí)取“+”、相反時(shí)取“-”號。（同加異減）問題問題：兩者的變動方向無關(guān)時(shí)，??？ 仍然取仍然取“+”+”下圖所示齒輪坯在V形塊上定位插齒槽，要求保證工序尺寸H=38.5+0.2+0.2。已知：外圓直徑 d=80-0.1-0.1，內(nèi)孔直徑 D=35+0.025+0.025 。若不計(jì)內(nèi)孔與外圓同軸度誤差的影響，試求此工序的定位誤差。（8%）上一頁

32、上一頁工件以內(nèi)孔表面定位時(shí)的定位誤差工件以內(nèi)孔表面定位時(shí)的定位誤差 主要介紹工件孔與定位心軸（或銷）采用主要介紹工件孔與定位心軸（或銷）采用間隙配合的定位誤差計(jì)算間隙配合的定位誤差計(jì)算 定定= =不不+ +基基 a.a.心軸（或定位銷）水平放置，孔中心線心軸（或定位銷）水平放置，孔中心線的最大變動量（在鉛垂方向上）即為的最大變動量（在鉛垂方向上）即為定定 基基=OO=1/2(=OO=1/2(D D+d d+ +minmin)=)=maxmax/2/2 b b、心軸（或定位銷）垂直放置，按最大孔、心軸（或定位銷）垂直放置，按最大孔和最小軸求得孔中心線位置的變動量為：和最小軸求得孔中心線位置的變動

33、量為： 基基= =D D+d d+ +minmin= =maxmax ( (最大間隙）最大間隙）例題 在套筒零件上銑槽，如圖627(a)所示，要求保持尺寸10-0.08，8-0.12。其它尺寸已在前工序完成。若采用圖627(b)的定位方案，孔與銷子配合按H7g6，問能否保證加工精度要求?否則應(yīng)如何改進(jìn)?返回返回 6 64 4 工件的夾緊與常用的夾緊裝置工件的夾緊與常用的夾緊裝置一、工件的夾緊一、工件的夾緊 ( (一一) )夾緊裝置夾緊裝置 1.夾緊裝置的組成動力裝置、夾緊元件、中動力裝置、夾緊元件、中間傳力機(jī)構(gòu)間傳力機(jī)構(gòu) 2.2.夾緊裝置的基本要求夾緊裝置的基本要求 (1)夾緊既不應(yīng)破壞工件的

34、定位，或產(chǎn)生過大的夾緊變形，又要有足夠的夾緊力，防止工件在加工中產(chǎn)生振動； (2)足夠的夾緊行程，夾緊動作迅速，操縱方便、安全省力； (3)手動夾緊機(jī)構(gòu)要有可靠的自鎖性，機(jī)動夾緊裝置要統(tǒng)籌考慮夾緊的自鎖性和原動力的穩(wěn)定性； (4)結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡單緊湊，制造、維修方便。 ( (二二) )夾緊力的確定夾緊力的確定1.1.確定夾緊力作用方向的原則確定夾緊力作用方向的原則 (1)夾緊力的方向應(yīng)使定位基準(zhǔn)面與定位元件接觸良好，保證工件定位準(zhǔn)確可靠； (2)(2)夾緊力的方向應(yīng)使工件夾緊后的變形?。粖A緊力的方向應(yīng)使工件夾緊后的變形??； (3)(3)夾緊力的方向應(yīng)盡量與工件受到的切削夾緊力的方向應(yīng)盡量與工件受

35、到的切削力、重力等的方向一致，以減小夾緊力。力、重力等的方向一致，以減小夾緊力。 圖6.33(a)是用三爪卡盤將薄壁套筒零件用徑向力夾緊，因剛性不足易引起工件變形。若改為圖6.33(b)用特制螺母通過軸向力夾緊工件，則工件不易變形。返回返回 2.2.確定夾緊力作用點(diǎn)的原則確定夾緊力作用點(diǎn)的原則 (1) 力的作用點(diǎn)的位置應(yīng)能保證工件的正確定位而不發(fā)生位移或偏轉(zhuǎn)。 為此，作用點(diǎn)的位置應(yīng)靠近支承面的幾何中心，使夾緊力均勻分布在接觸面上。如圖圖6.34(a )6.34(a )、(b)(b)應(yīng)將夾緊力Q改為Q1。(2)夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)位于工件剛性較大處，而且作用點(diǎn)應(yīng)有足夠的數(shù)目，這樣可使工件的變形量最小

36、。 如圖6.34(c)6.34(c)、(d)(d)應(yīng)將Q改為Q1。返回返回 (3)夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面，以減小切削力對夾緊點(diǎn)的力矩，防止或減小工件的加工振動或彎曲變形。 當(dāng)工件由于結(jié)構(gòu)形狀使加工面遠(yuǎn)離夾緊作用點(diǎn)時(shí)，可以增加輔助支承并附加夾緊力以防止工件在加工中產(chǎn)生位置變動、變形或振動。 如圖圖6.356.35所示，a為輔助支承，F(xiàn)j2是朝向輔助支承的附加夾緊力。圖圖 6-35 6-35 夾緊點(diǎn)靠近加工表面夾緊點(diǎn)靠近加工表面 二、常用的夾緊裝置二、常用的夾緊裝置 夾具中常用的夾緊裝置有楔塊夾緊裝置楔塊夾緊裝置, ,螺螺旋夾緊裝置旋夾緊裝置, ,偏心夾緊裝置，定心夾緊裝置偏心夾緊裝置，

37、定心夾緊裝置等.（一）楔塊夾緊裝置（一）楔塊夾緊裝置 楔塊夾緊裝置是最基本的夾緊裝置形式之一,其他夾緊裝置均是它的變形。 它主要用于增大夾緊力或改變夾緊力方它主要用于增大夾緊力或改變夾緊力方向。向。 （1 1）夾緊力計(jì)算）夾緊力計(jì)算: : Q=P/tan Q=P/tan2 2+tan(+tan(+1 1) 其中其中P P為原始力為原始力,為楔塊升角為楔塊升角, ,常數(shù)常數(shù)6 6度度-10-10度度 2 2 : :工件與楔塊的摩擦角工件與楔塊的摩擦角 1 1 : :夾具體與楔塊的摩擦角夾具體與楔塊的摩擦角（2 2）自鎖條件）自鎖條件: : 原始力原始力P P撤除后撤除后, ,楔塊在摩擦力作用下仍

38、然不會松楔塊在摩擦力作用下仍然不會松開工件的現(xiàn)象稱為自鎖開工件的現(xiàn)象稱為自鎖. . 1 1+2 2 , ,一般一般取取10-1510-15度或更小度或更?。? 3）傳力系數(shù)）傳力系數(shù): : 夾緊力與原始力之比稱為傳力系數(shù)夾緊力與原始力之比稱為傳力系數(shù). .用用i ip p表示表示 i ip p=Q/P=1/tan=Q/P=1/tan2 2+tan(+tan(+1 1)（4 4）楔塊尺寸與材料）楔塊尺寸與材料: : 升角確定后,其工作長度應(yīng)滿足夾緊要求,其厚度保證熱處理不變形,小頭厚應(yīng)為大于5mm.材料一般用20鋼或20Cr,滲碳厚為0.8-1.2mm，HRC:56-62，Ra為1.6m. 楔塊

39、夾緊裝置特點(diǎn)楔塊夾緊裝置特點(diǎn): : 自鎖性自鎖性(自鎖條件1+2) 斜楔能改變夾緊作用力方向斜楔能改變夾緊作用力方向 斜楔具有擴(kuò)力作用斜楔具有擴(kuò)力作用 ip=Q/P=1/tan2+tan(+1) 夾緊行程小夾緊行程小 效率低效率低 因?yàn)樾毙ㄅc夾具體及工件間是滑動摩擦，所以夾緊效率低。 所以適用范圍適用范圍: :多用與機(jī)動夾緊裝置中。多用與機(jī)動夾緊裝置中。 （二）螺旋夾緊裝置（二）螺旋夾緊裝置 螺旋夾緊裝置是從楔塊夾緊裝置轉(zhuǎn)化而來的,相當(dāng)于把楔塊繞在圓柱體上,轉(zhuǎn)動螺旋時(shí)即可夾緊工作。 （1 1）螺桿夾緊力計(jì)算）螺桿夾緊力計(jì)算: : Q=PL/r Q=PL/r中中tan(+tan(+1 1)+r)

40、+r1 1tantan2 2 其中其中:P:P是原始力是原始力, , L L是原始力作用點(diǎn)到螺桿中心距離是原始力作用點(diǎn)到螺桿中心距離, , r r中中是螺旋中徑的一半是螺旋中徑的一半, , 是螺旋升角是螺旋升角, , 1 1螺母于螺桿的摩擦角螺母于螺桿的摩擦角, , r r1 1摩擦力矩計(jì)算半徑摩擦力矩計(jì)算半徑, , 2 2工件與螺桿頭部工件與螺桿頭部( (或壓塊或壓塊) )間的摩擦角間的摩擦角 （2 2）自鎖性能）自鎖性能: :因?yàn)樾▔K的自鎖條件為因?yàn)樾▔K的自鎖條件為11.511.5-17-17, ,而螺旋而螺旋夾緊裝的螺旋升角夾緊裝的螺旋升角(2(2-4-4) )很小很小, ,所以自鎖性所以自鎖性很好很好. .傳力系數(shù)傳力系數(shù): : i ip p=Q/P=L/r=Q/P=L/r中中tan(+tan(+1 1)+r)+r1 1tantan2 2 多位或多件夾緊多位或多件夾緊: : 為了減小夾壓的輔助時(shí)間和提高生產(chǎn)率為了減小夾壓的輔助時(shí)間和提高生產(chǎn)率, ,可采用可采用多位或多件夾緊裝置多位或多件夾緊裝置. . 壓塊的材料一般為壓塊的材料一般為4545鋼鋼,HRC:43-48,HRC:43-48 螺桿的材料一般為螺桿的材料一般為4545鋼鋼,HRC