機床夾具復(fù)習(xí)

1、機械制造教研室機械制造教研室 李李 欽欽 生生復(fù)復(fù) 習(xí)習(xí) 聯(lián)系方式：聯(lián)系方式-mail:機械加工機械加工冷加工：冷加工：切削加工、裝配切削加工、裝配熱加工：熱加工：鑄、鍛、焊接、表面處理鑄、鍛、焊接、表面處理切削加工：切削加工：車削、銑削、刨削、磨削、鏜削、鉆削、車削、銑削、刨削、磨削、鏜削、鉆削、齒輪加工等。齒輪加工等。夾夾 具具： 在在機械制造過程機械制造過程中，用來中，用來固定固定加工對象，使之占有加工對象，使之占有正正確加工位置確加工位置的的工藝裝備工藝裝備。 機械制造過程機械制造過程： 機床切削加工、焊接、裝配、檢驗等 機機 床床 夾夾 具具： 在機床上用來

2、固定加工對象，使之占有正確加工位置的工藝裝備。簡稱夾具。 0.1 機床夾具在機械加工中的作用機床夾具在機械加工中的作用(1)保證加工精度保證加工精度 (2) (2) 提高勞動生產(chǎn)率提高勞動生產(chǎn)率 作用：作用：(3) (3) 改善工人的勞動條件改善工人的勞動條件 ( (4) 4) 降低生產(chǎn)成本降低生產(chǎn)成本 (5) (5) 保證工藝紀(jì)律保證工藝紀(jì)律 (6) (6) 擴(kuò)大機床工藝范圍擴(kuò)大機床工藝范圍 0.2 機床夾具的分類機床夾具的分類0.2 機床夾具的分類機床夾具的分類2、按、按使用機床使用機床分類：車床、分類：車床、銑床、刨床、銑床、刨床、鉆床、鏜床、鉆床、鏜床、磨床夾具等。磨床夾具等。 3、按

3、、按夾緊動夾緊動力源力源分類：手分類：手動、氣動、液動、氣動、液動、電動等。動、電動等。 0.3 機床夾具的組成機床夾具的組成1) 1) 定位元件定位元件2 2）夾緊裝置夾緊裝置: :3）夾具體）夾具體4）連接元件：）連接元件： 確定夾具在機床上位置的元件。（常有確定夾具在機床上位置的元件。（常有兩種形式：一種是安裝在兩種形式：一種是安裝在機床工作臺機床工作臺上，另一種是安裝上，另一種是安裝在在機床主軸機床主軸上。）上。）5）對刀或?qū)蜓b置：）對刀或?qū)蜓b置：確定確定刀具刀具相對于相對于定位元件定位元件的正確位置的正確位置6）其它裝置或元件：）其它裝置或元件：因特殊需要而設(shè)置的裝置或元件。因特

4、殊需要而設(shè)置的裝置或元件。如：分度裝置、靠模裝置、上下料裝置、工業(yè)機器人、頂如：分度裝置、靠模裝置、上下料裝置、工業(yè)機器人、頂出器和平衡塊等出器和平衡塊等 1.2.1 工件工件定位定位的基本原理的基本原理夾具保證加工精度的原理是加工需要滿足夾具保證加工精度的原理是加工需要滿足3個個條件條件：一批一批工件工件在在夾具中夾具中占有正確的位置；占有正確的位置；夾具夾具在在機床上機床上的正確位置；的正確位置；刀具刀具相對相對夾具夾具的正確位置。的正確位置。第一章第一章 工件的定位工件的定位 1）工件在夾具中定位和夾緊的任務(wù)）工件在夾具中定位和夾緊的任務(wù)定位的任務(wù)定位的任務(wù)：使同一工序中的所有工件都能在

5、夾具中：使同一工序中的所有工件都能在夾具中 占據(jù)占據(jù)正確的位置正確的位置。 定位：定位：工件加工前，在夾具中占據(jù)工件加工前，在夾具中占據(jù)“確定確定”、 “正確正確”加工位置的過程。加工位置的過程。夾緊的任務(wù)夾緊的任務(wù)：將工件定位后的位置：將工件定位后的位置固定固定下來。下來。2) 定位與夾緊的關(guān)系定位與夾緊的關(guān)系先定位后夾緊先定位后夾緊特殊情況下特殊情況下定位、夾緊定位、夾緊同時實現(xiàn)，如三爪卡盤裝夾工件。同時實現(xiàn)，如三爪卡盤裝夾工件。4) 工件的自由度工件的自由度定位基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)按自由度按自由度分類分類1、主要定位基準(zhǔn)面主要定位基準(zhǔn)面：設(shè)置設(shè)置三個支承點三個支承點，限制了工件的三個自由度的定位

6、表面。，限制了工件的三個自由度的定位表面。要求：要求：支承面積大支承面積大；三個支承點要對稱配置。；三個支承點要對稱配置。2、導(dǎo)向定位基準(zhǔn)面：設(shè)置設(shè)置二個支承點二個支承點，限制了工件的二個自由度的定位表面。，限制了工件的二個自由度的定位表面。要求：應(yīng)選狹長表面；支承點布置應(yīng)盡可能遠(yuǎn)。要求：應(yīng)選狹長表面；支承點布置應(yīng)盡可能遠(yuǎn)。3、止推定位基準(zhǔn)面、止推定位基準(zhǔn)面：限制限制一個移動自由度一個移動自由度的定位基準(zhǔn)面。的定位基準(zhǔn)面。要求：應(yīng)選要求：應(yīng)選窄小窄小且與切削力相對小的且與切削力相對小的表面；支承方向平行于導(dǎo)向方向。表面；支承方向平行于導(dǎo)向方向。4、防轉(zhuǎn)定位基準(zhǔn)面、防轉(zhuǎn)定位基準(zhǔn)面：限制一個旋轉(zhuǎn)自

7、由度限制一個旋轉(zhuǎn)自由度的定位表面。要求：的定位表面。要求：支承點布置應(yīng)離回轉(zhuǎn)支承點布置應(yīng)離回轉(zhuǎn)線盡可能遠(yuǎn)。線盡可能遠(yuǎn)。 在外力作用下，在外力作用下，與基準(zhǔn)緊密接觸與基準(zhǔn)緊密接觸 我們認(rèn)為工件在某個方向的自我們認(rèn)為工件在某個方向的自由度被限制了，就是在該方向上有了由度被限制了，就是在該方向上有了正確的位置正確的位置，并不表示在受到脫離支，并不表示在受到脫離支承點的外力的作用下也不運動承點的外力的作用下也不運動常用常用定位元件定位元件能限制的工件自由度能限制的工件自由度 4. 限制工件限制工件自由度自由度與與加工要求加工要求的關(guān)系的關(guān)系(定位方式定位方式)完全定位完全定位：工件的：工件的六個自由度

8、六個自由度被全部限制了的定位。被全部限制了的定位。不完全定位（準(zhǔn)定位）：不完全定位（準(zhǔn)定位）：沒有完全沒有完全限制六個自由度而仍然限制六個自由度而仍然能能保證工件加工要求保證工件加工要求的定位稱為不完全定位的定位稱為不完全定位允許不完全定位的幾種情況允許不完全定位的幾種情況： 加工加工通孔或通槽通孔或通槽時，沿貫通軸的位置自由度可不限制時，沿貫通軸的位置自由度可不限制 毛坯（本工序加工前）是毛坯（本工序加工前）是軸對稱軸對稱時，繞對稱軸的角度時，繞對稱軸的角度自由度可不限制自由度可不限制 加工加工貫通平面貫通平面時，除可不限制沿兩個貫通軸的位置自時，除可不限制沿兩個貫通軸的位置自由度外，繞垂直

9、加工面的軸的角度自由度也可不限制由度外，繞垂直加工面的軸的角度自由度也可不限制欠定位欠定位：按照：按照工件加工要求工件加工要求應(yīng)限制的自由度沒有被限制。應(yīng)限制的自由度沒有被限制。圖圖1.11 用防轉(zhuǎn)銷消除欠定位用防轉(zhuǎn)銷消除欠定位 過定位（重復(fù)定位）過定位（重復(fù)定位）：工件的某個自由度被重復(fù)限制的：工件的某個自由度被重復(fù)限制的 現(xiàn)象?，F(xiàn)象。過定位的不良后果： 使接觸點使接觸點不穩(wěn)定不穩(wěn)定， 增加了不同性；增加了不同性； 增加了增加了夾緊變形夾緊變形； 部分工件部分工件不能不能順利順利 與定位元件配合。與定位元件配合。(1) 減小減小接觸面積接觸面積(2) 修改定位元件修改定位元件形狀形狀，以減少

10、定位支承點。，以減少定位支承點。(3) 縮短圓柱面的縮短圓柱面的接觸長度接觸長度。(4) 設(shè)法使過定位的定位元件在干涉方向上能設(shè)法使過定位的定位元件在干涉方向上能浮動浮動，以減少實際支，以減少實際支承點的數(shù)目。如圖承點的數(shù)目。如圖1.16所示的可浮動的定位元件，分別在所示的可浮動的定位元件，分別在X、Z和和Y、Z方向上浮動，從而消除了過定位。方向上浮動，從而消除了過定位。(5) 拆除過定位元件拆除過定位元件。消除過定位及其干涉一般有消除過定位及其干涉一般有兩個途徑兩個途徑：1、提高工件、提高工件定位基面定位基面之間及夾具定位元件之間及夾具定位元件工作表面工作表面之之間間的的位置精度位置精度，以

11、減少或消除過定位引起的，以減少或消除過定位引起的干涉干涉；2、改變、改變定位元件的結(jié)構(gòu)定位元件的結(jié)構(gòu)，使定位元件在重復(fù)限制自由，使定位元件在重復(fù)限制自由度度的部分不起定位作用。的部分不起定位作用。5. 根據(jù)根據(jù)加工要求加工要求分析工件應(yīng)該限制的自由度分析工件應(yīng)該限制的自由度工件定位時，其自由度可分為以下兩種：工件定位時，其自由度可分為以下兩種：（1）影響影響加工要求加工要求的自由度，稱的自由度，稱第一種自由度第一種自由度；（2）不影響不影響加工要求加工要求的自由度，稱的自由度，稱第二種自由度第二種自由度。第一種自由度都必須第一種自由度都必須嚴(yán)格限制嚴(yán)格限制 第二種自由度由具體的第二種自由度由具

12、體的加工情況加工情況決定。決定。 公差帶分析法公差帶分析法 1、建立直角、建立直角坐標(biāo)系坐標(biāo)系。 2、明確分析的、明確分析的對象對象（加工（加工技術(shù)要求技術(shù)要求）。）。 3、把要求的、把要求的公差帶公差帶“套入套入”相應(yīng)的基準(zhǔn)面上。相應(yīng)的基準(zhǔn)面上。 4、考察基準(zhǔn)在六個自由度方向上的、考察基準(zhǔn)在六個自由度方向上的變化情況變化情況，哪個自，哪個自由度變化時會引起由度變化時會引起超差超差？ 5、把所引起超差的那個自由度即列為應(yīng)、把所引起超差的那個自由度即列為應(yīng)限制的自由度限制的自由度。最后總結(jié)一下共限制幾個自由度？最后總結(jié)一下共限制幾個自由度？例：如圖工件以外圓柱在3個短V形塊上定位，分析各元件限制

13、的自由度。 1.2.2 定位設(shè)計的定位設(shè)計的基本原則基本原則和定位元件的和定位元件的基本要求基本要求1、基準(zhǔn)及定位副、基準(zhǔn)及定位副 基準(zhǔn)基準(zhǔn)：用來確定生產(chǎn)對象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依：用來確定生產(chǎn)對象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依 據(jù)的據(jù)的點、線、面點、線、面工序基準(zhǔn)工序基準(zhǔn)：在：在工序圖工序圖上用來確定本工序所加工表面加工的上用來確定本工序所加工表面加工的 尺寸、形狀、位置尺寸、形狀、位置的基準(zhǔn)的基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)：在加工中作：在加工中作定位定位用的基準(zhǔn)。用的基準(zhǔn)。定位基面定位基面：工件定位時，作為定位基準(zhǔn)的點和線，往往由：工件定位時，作為定位基準(zhǔn)的點和線，往往由 某些具體表面體現(xiàn)出來，這種

14、表面稱為某些具體表面體現(xiàn)出來，這種表面稱為定位基面定位基面。當(dāng)工件以當(dāng)工件以回轉(zhuǎn)面回轉(zhuǎn)面（圓柱面、圓錐面、球面等）與定位元件（圓柱面、圓錐面、球面等）與定位元件接觸（或配合）時，工件上的接觸（或配合）時，工件上的回轉(zhuǎn)面回轉(zhuǎn)面稱為稱為定位基面定位基面，軸線軸線稱為稱為定位基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)。定位元件上的。定位元件上的回轉(zhuǎn)面回轉(zhuǎn)面稱為稱為限位基面限位基面，軸線軸線稱為稱為限位基準(zhǔn)限位基準(zhǔn)。2. 定位設(shè)計的定位設(shè)計的基本原則基本原則(1) 遵循基準(zhǔn)遵循基準(zhǔn)重合原則重合原則 (2) 合理選擇合理選擇主要定位基準(zhǔn)主要定位基準(zhǔn) (3) 便于便于工件的裝夾和加工工件的裝夾和加工 3. 對定位元件的對定位元件的基本

15、要求基本要求1) 足夠的足夠的精度精度2) 足夠的足夠的強度和剛度強度和剛度3) 耐磨性耐磨性好好4) 應(yīng)協(xié)調(diào)好與有關(guān)元件的關(guān)系應(yīng)協(xié)調(diào)好與有關(guān)元件的關(guān)系5) 良好的結(jié)構(gòu)良好的結(jié)構(gòu)工藝性工藝性1. 工件以工件以平面平面定位定位工件以工件以平面平面為為定位基面定位基面時常用的定位元件：時常用的定位元件：1) 基本支承基本支承(主要支承主要支承)主要支承用來限制工件的自由度，起主要支承用來限制工件的自由度，起定位定位作用。作用。（1）固定支承固定支承 有有支承釘支承釘和和支承板支承板兩種型式。在使用過程中，它們都是兩種型式。在使用過程中，它們都是固定固定不動不動的。在定位過程中，的。在定位過程中，支

16、承釘支承釘一般只限制工件的一般只限制工件的一個一個自由度，而自由度，而支承板支承板相當(dāng)于相當(dāng)于兩個兩個支承釘。支承釘。圖圖1.21 支承釘支承釘(JB/T 8029.21999) A型支承釘型支承釘與工件與工件接觸面大接觸面大，常用于定位平面較光滑，常用于定位平面較光滑的工件，即適用于的工件，即適用于精基準(zhǔn)精基準(zhǔn)。 B型、型、C型支承釘型支承釘與工件接觸面小，適用于與工件接觸面小，適用于粗基準(zhǔn)粗基準(zhǔn)平面平面定位。定位。 C型齒紋支承釘型齒紋支承釘?shù)耐怀鰞?yōu)點是定位面間的突出優(yōu)點是定位面間摩擦力大摩擦力大，可阻，可阻礙工件移動，加強定位穩(wěn)定性；缺點是齒紋槽中易積屑，礙工件移動，加強定位穩(wěn)定性；缺點

17、是齒紋槽中易積屑，一般常用于粗糙表面的一般常用于粗糙表面的側(cè)面定位。側(cè)面定位。圖圖1.23 支承板支承板(JB/T8029.11999) a) 側(cè)平面精基準(zhǔn)定位用；側(cè)平面精基準(zhǔn)定位用； b) 水平面精基準(zhǔn)定位用；水平面精基準(zhǔn)定位用； 2. 工件以工件以圓柱孔圓柱孔定位定位工件以工件以圓柱孔圓柱孔為為定位基面定位基面時，常用時，常用圓柱體圓柱體和和圓圓錐體錐體作為作為定位元件定位元件。 圓柱銷定位情況圓柱銷定位情況圓錐銷定位情況圓錐銷定位情況3. 工件以工件以外圓柱面外圓柱面定位定位V型塊定位情況型塊定位情況常用定位元件的選用常用定位元件的選用 工件以平面平面定位1、面積較小面積較小的基準(zhǔn)平面選

18、用的基準(zhǔn)平面選用支承釘支承釘2、面積較大面積較大、平面度、平面度精度較高精度較高的基準(zhǔn)面定位選用的基準(zhǔn)面定位選用支承板支承板3、毛坯面毛坯面、階梯平面階梯平面和和環(huán)形平面環(huán)形平面作作基準(zhǔn)平面基準(zhǔn)平面定位時，選定位時，選用用自位支承自位支承4、毛坯面毛坯面作基準(zhǔn)平面，調(diào)節(jié)時可按定位面作基準(zhǔn)平面，調(diào)節(jié)時可按定位面質(zhì)量質(zhì)量和和面積面積大大小分別選用小分別選用可調(diào)支承可調(diào)支承5、當(dāng)工件定位基準(zhǔn)面需提高、當(dāng)工件定位基準(zhǔn)面需提高定位剛度定位剛度、穩(wěn)定性穩(wěn)定性和和可靠性可靠性時，可選用時，可選用輔助支承輔助支承工件以工件以外圓柱外圓柱定位定位當(dāng)工件當(dāng)工件對稱度要求較高對稱度要求較高時，選用時，選用V形塊形塊

19、當(dāng)工件當(dāng)工件定位圓柱面精度較高定位圓柱面精度較高時，可選用時，可選用定位套定位套或或半圓形定位座半圓形定位座工件以工件以內(nèi)孔內(nèi)孔定位定位工件上定位內(nèi)孔工件上定位內(nèi)孔較小較小時，常選時，常選定位銷定位銷在套類、盤類零件的車削、磨削和齒輪加在套類、盤類零件的車削、磨削和齒輪加工中，大都選用工中，大都選用心軸心軸2) 定位誤差產(chǎn)生的原因定位誤差產(chǎn)生的原因一個是由于定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合，產(chǎn)生的誤差稱為一個是由于定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合，產(chǎn)生的誤差稱為基準(zhǔn)不基準(zhǔn)不重合誤差重合誤差 B ；二是由于定位副制造誤差而引起定位基準(zhǔn)的位移二是由于定位副制造誤差而引起定位基準(zhǔn)的位移(即定位基準(zhǔn)與限即定位基準(zhǔn)與限

20、位基準(zhǔn)不重合位基準(zhǔn)不重合)，稱為，稱為基準(zhǔn)位移誤差基準(zhǔn)位移誤差 Y 。D D=Y Y+B B 定位誤差發(fā)生在按定位誤差發(fā)生在按調(diào)整法調(diào)整法加工一批工件時，如果逐個按加工一批工件時，如果逐個按試切法試切法加加工不存在定位誤差。工不存在定位誤差。3.2.1 分度裝置的分度裝置的結(jié)構(gòu)和主要類型結(jié)構(gòu)和主要類型1. 概述概述 2. 分度裝置的類型分度裝置的類型 3. 3. 分度裝置的結(jié)構(gòu)分度裝置的結(jié)構(gòu) (1)(1)固定部分固定部分。 (2) (2) 轉(zhuǎn)動部分轉(zhuǎn)動部分。 (3) (3) 分度對定機構(gòu)及控制機構(gòu)分度對定機構(gòu)及控制機構(gòu)。 (4) (4) 抬起抬起鎖緊機構(gòu)鎖緊機構(gòu)。大型分度裝置還需設(shè)置抬起機構(gòu)。

21、大型分度裝置還需設(shè)置抬起機構(gòu)。 (5) (5) 潤滑系統(tǒng)潤滑系統(tǒng)。4 4. . 翻轉(zhuǎn)式鉆模翻轉(zhuǎn)式鉆模 翻轉(zhuǎn)式鉆模翻轉(zhuǎn)式鉆模 l l夾具體；夾具體；2 2定位件；定位件；3 3削扁開口墊圈；削扁開口墊圈；4 4螺桿；螺桿；5 5手輪；手輪；6 6銷；銷；7 7沉頭螺釘沉頭螺釘2. 2. 鉆套鉆套1) 1) 鉆套類型鉆套類型 鉆套可分為鉆套可分為標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)鉆套和鉆套和特殊特殊鉆套兩大類鉆套兩大類 。 保證保證被加工孔的被加工孔的位置精度位置精度提高提高工藝系統(tǒng)的工藝系統(tǒng)的剛度剛度 3. 3. 鉆模板鉆模板 圖圖4.12 4.12 固定式鉆模板固定式鉆模板 5.2.1 5.2.1 車床夾具的典型結(jié)構(gòu)車

22、床夾具的典型結(jié)構(gòu)其結(jié)構(gòu)其結(jié)構(gòu)不對稱不對稱。在角鐵式車床夾具上加工的工件形狀較復(fù)雜。它。在角鐵式車床夾具上加工的工件形狀較復(fù)雜。它常用于加工常用于加工殼體殼體、支座支座、杠桿杠桿、接頭等零件上的、接頭等零件上的回轉(zhuǎn)面回轉(zhuǎn)面和和端面端面。 2. 2. 角鐵式車床夾具角鐵式車床夾具mmmm、多數(shù)情況是工件的定位基準(zhǔn)為與加工圓柱面垂直的多數(shù)情況是工件的定位基準(zhǔn)為與加工圓柱面垂直的端面端面。夾具上的。夾具上的平面定位件平面定位件與車床與車床主軸的軸線垂直主軸的軸線垂直。3. 3. 圓盤式車床夾具圓盤式車床夾具加工回水蓋上加工回水蓋上2-G12-G1螺孔螺孔圖圖5.9 5.9 圓盤式車床夾具圓盤式車床夾具1 1過渡盤；過渡盤；2 2夾具體；夾具體；3 3分度盤；分度盤；4 4T T形螺釘；形螺釘；5 5、9 9螺母；螺母；6 6菱形銷；菱形銷；7 7定位銷；定位銷；8 8螺旋壓板；螺旋壓板；1010對定銷；對定銷；11 11平衡塊平衡塊 1. 1. 車床夾具在機床主軸上的安裝方式車床夾具在機床主軸上的安裝方式 5.2.2 5.2.2 車床夾具的設(shè)計要點車床夾具的設(shè)計要點(1)夾具通過夾具通過主軸錐孔主軸錐孔與機床主軸連接與機床主軸連接(2)(2)夾具通過夾具通過過渡盤過渡盤與機床主軸連接與機床主軸連接 圖圖5.125.12角