(1) 機(jī)床夾具基礎(chǔ)知識(shí)課件

1、第四章 機(jī)床夾具基礎(chǔ)知識(shí)1案例導(dǎo)入材料：Q2352三爪卡盤四爪卡盤萬向平口鉗回轉(zhuǎn)工作臺(tái)分度頭常見的機(jī)床夾具3氣動(dòng)虎鉗 液壓夾具56 本章內(nèi)容第一節(jié) 機(jī)床夾具的作用和分類第二節(jié) 工件的定位第三節(jié) 定位方法與定位元件第四節(jié) 定位誤差第五節(jié) 工件的夾緊7第一節(jié) 機(jī)床夾具的作用和分類本節(jié)要點(diǎn)一、機(jī)床夾具的功能二、機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用三、夾具的分類四、機(jī)床夾具的組成8（1）保證加工精度 夾具的最大功用是保證加工表面的位置精度。 如：在搖臂鉆加工孔系 夾具：可達(dá)0.100.20mm 劃線找正：0.41.0mm（2）縮短輔助時(shí)間,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率（3）改善工人的勞動(dòng)條件,降低生產(chǎn)成本（4）擴(kuò)大機(jī)床使用范

2、圍和改變機(jī)床用途如：銑床加分度頭，就可以加工有等分要求的工件。 利用鏜模，可以用車床或搖臂鉆床鏜削箱體的孔系。二、機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用10成組夾具12組合夾具14隨行夾具在自動(dòng)線上工作的情況15按加工類型劃分： 鉆床夾具（圖例） 銑床夾具（圖例） 車床夾具（圖例） 磨床夾具 （圖例） 數(shù)控機(jī)床夾具按夾緊力來源劃分： 手動(dòng)夾具氣動(dòng)夾具液壓夾具 （圖例）電磁夾具 真空夾具16 常見機(jī)床夾具（1）鉆床夾具17 18（3）車床夾具20四. 機(jī)床夾具的組成(一)、機(jī)床夾具的基本組成部分1、 定位元件用于確定工件正確的位置的元件。2、 夾緊裝置用于將工件的壓緊的機(jī)構(gòu)（裝置）。3、 夾具體連接、支承所

3、有裝置（或元件）并保持總裝精度要求的基礎(chǔ)。211. 連接元件23243. 導(dǎo)向元件鉆套材料:T10淬火或20鋼滲碳淬火過渡配合間隙配合2627H= (12.5)dh=(0.31.2)d28圖2-42 銑軸端槽夾具1 V型塊 2 支撐套 3 手柄 4 定向鍵 5 夾具體 6 對(duì)刀塊1）定位元件及裝置123646）其他元件及裝置（防護(hù)、防錯(cuò)、分度）5）夾具體4）連接元件3）對(duì)刀及導(dǎo)向元件2）夾緊元件及裝置夾具的組成例130圖 后蓋零件圖及后蓋鉆夾具 a) 后蓋零件圖 b) 后蓋鉆夾具 1菱形銷 2螺桿 3螺母 4開口墊圈 5圓柱銷 6支承板 7夾具體 8鉆模板 9鉆套 夾具的組成例231第二節(jié) 工

4、件的定位本節(jié)要點(diǎn)一、基準(zhǔn)及工件裝夾二、定位原理三、完全定位與不完全定位四、欠定位與過定位32一、基準(zhǔn)及工件裝夾1基準(zhǔn)的概念及分類基準(zhǔn)就是零件上用以確定其它點(diǎn)、線、面位置所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面?；鶞?zhǔn)根據(jù)其功用不同分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)。 33圖 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)示例(1)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)：在零件圖上用以確定零件上其它點(diǎn)、線、面位置所依據(jù)的點(diǎn)、線、面稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。34(2)工藝基準(zhǔn)零件在加工工藝過程中所采用的基準(zhǔn)稱為工藝基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)按用途不同又可分:工序基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)測量基準(zhǔn)裝配基準(zhǔn)35 工序基準(zhǔn)在工序圖上，用以確定本工序被加工表面加工后的尺寸、形狀、位置的基準(zhǔn)稱為工序基準(zhǔn)。其所標(biāo)注的加工面尺寸稱為工序尺寸。 圖

5、 工序基準(zhǔn)示例36工序基準(zhǔn)舉例圖 支座零件第1工序（車削）37 定位基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)是指加工時(shí)使工件在機(jī)床上或夾具中占據(jù)一正確位置所依據(jù)的基準(zhǔn)。38作為定位基準(zhǔn)的點(diǎn)、線、面，可能是工件上的某些面，也可能是看不見摸不著的中心線、對(duì)稱線、對(duì)稱面、球心等。工件定位時(shí)，往往需要通過某些表面來體現(xiàn)，這些面稱為定位基準(zhǔn)面。例如：用三爪自定心卡盤夾持工件外圓，體現(xiàn)以軸線為定位基準(zhǔn)，外圓面為定位基準(zhǔn)面嚴(yán)格地說，定位基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)面并不相同，但可以替代，這中間存在一個(gè)誤差問題。定位精度要求高時(shí)，替代后需計(jì)入這個(gè)誤差。39 測量基準(zhǔn)零件檢驗(yàn)時(shí)，用以測量已加工表面尺寸形狀及位置的基準(zhǔn)稱為測量基準(zhǔn)。 裝配基準(zhǔn)裝配時(shí)，用以

6、確定零件或部件在產(chǎn)品中相對(duì)位置所采用的基準(zhǔn)稱為裝配基準(zhǔn)。402. 工件裝夾裝夾的含義 裝夾又稱安裝，包括定位和夾緊兩項(xiàng)內(nèi)容。定位 使工件在機(jī)床或夾具上占有正確位置。夾緊 為防止工件在切削力、重力、慣性力等的作用下發(fā)生位移或振動(dòng)，對(duì)工件施加一定的外力，使其已確定的位置在加工過程中保持不變。定位與夾緊的區(qū)別定位不準(zhǔn)確，會(huì)影響零件加工的尺寸精度與位置精度。夾緊不合理，會(huì)產(chǎn)生受力變形，影響零件的形狀精度。如:在車床上鏜削薄壁套筒的內(nèi)孔時(shí)，應(yīng)該用均布力夾緊（例如彈簧卡頭），而不能用集中力（例如三爪卡盤）夾緊。 41直接找正裝夾劃線找正裝夾夾具裝夾直接找正裝夾 利用百分表、劃針等在機(jī)床上直接找正工件，使其

7、獲得正確位置。特點(diǎn):精度高，效率低，對(duì)工人技術(shù)水平要求高，一般用于單件小批量生產(chǎn)。工件裝夾方法a)磨孔時(shí)工件的找正b)刨削時(shí)工件的找正42劃線找正裝夾 先在毛坯上按照零件圖畫出中心線、對(duì)稱線、待加工表面線，然后裝上機(jī)床，按照劃好的線找正工件。 特點(diǎn):精度不高，效率低，多用于形狀復(fù)雜的鑄件劃線找正裝夾法示例43夾具裝夾 利用夾具的定位元件使得工件獲得正確位置。 優(yōu)點(diǎn):精度和效率均高，在成批及大量生產(chǎn)中廣泛采用 缺點(diǎn):需要設(shè)計(jì)和制造專用的夾具夾具裝夾法示例44二. 定位原理 圖 2-13 六點(diǎn)定位原理XZY 1. 六點(diǎn)定位原理 要確定其空間位置，就需要限制其 6 個(gè)自由度 將 6 個(gè)支承抽象為6個(gè)

8、“點(diǎn)”，6個(gè)點(diǎn)限制了工件的6 個(gè)自由度，這就是六點(diǎn)定位原理。 任何一個(gè)物體在空間直角坐標(biāo)系中都有 6 個(gè)自由度用 表示452. 六點(diǎn)定位原理的兩點(diǎn)說明 (1)、六點(diǎn)支承點(diǎn)必須適當(dāng)分布 如果三個(gè)支承點(diǎn)在一直線上，就沒有限制三個(gè)自由度46 外力作用方向，應(yīng)使工件與基準(zhǔn)緊密接觸(2)、如何理解工件某個(gè)自由度被限制工件在某個(gè)方向的自由度被限制了，就是在該方向上有了確定的位置，即每次安裝時(shí)（先定位確保工件的定位面與夾具定位面緊密接觸，后再夾緊），工件在這個(gè)自由度方向的坐標(biāo)值是唯一的。但，這并不表示在受到脫離支承點(diǎn)的外力的作用下也不運(yùn)動(dòng)473、由工件加工要求確定工件應(yīng)限制的自由度數(shù)現(xiàn)場加工問題：銑槽時(shí)，需

9、要確定哪些自由度？48銑圖所示的槽時(shí)，應(yīng)限制哪些自由度數(shù)？考考你49工件的6個(gè)自由度均被限制，稱為完全定位。工件6個(gè)自由度中有1個(gè)或幾個(gè)自由度未被限制，但能保證加工要求，稱為不完全定位。三. 完全定位與不完全定位50完全定位舉例51不完全定位舉例當(dāng)卡盤夾住的軸段較短時(shí)，會(huì)否影響加工質(zhì)量？怎么辦？52欠定位工件加工時(shí)必須限制的自由度未被完全限制，稱為欠定位。欠定位不能保證工件的正確安裝，因而是不允許的。圖 欠定位示例1XZYa）b）BBB四.欠定位與過定位 53欠定位示例2 欠定位: 如果沒有防轉(zhuǎn)銷屬欠定位54過定位 過定位工件某一個(gè)自由度（或某幾個(gè)自由度）被兩個(gè)（或兩個(gè)以上）約束點(diǎn)約束，稱為過

10、定位。 過定位是否允許，要視具體情況而定：1）如果工件的定位面經(jīng)過機(jī)械加工，且形狀、尺寸、位置精度均較高，則過定位是允許的。有時(shí)還是必要的，因?yàn)楹侠淼倪^定位不僅不會(huì)影響加工精度，還會(huì)起到加強(qiáng)工藝系統(tǒng)剛度和增加定位穩(wěn)定性的作用。2）反之，如果工件的定位面是毛坯面，或雖經(jīng)過機(jī)械加工，但加工精度不高，這時(shí)過定位一般是不允許的，因?yàn)樗赡茉斐啥ㄎ徊粶?zhǔn)確，或定位不穩(wěn)定，或發(fā)生定位干涉等情況。55 過定位常見例子2一夾一頂夾持部分較長56圖示工件要在端面加工螺孔時(shí)，如何進(jìn)行定位？ 過定位分析157使用長圓柱銷時(shí)，X、Y方向的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度重復(fù)限制，當(dāng)夾緊時(shí)，連桿會(huì)產(chǎn)生變形。58定位方案討論以下定位方案是否合理

11、?59ZXYZXYZXYZXY圖-24 工件以平面定位1.固定支承定位常用的定位元件有支承釘、支承板。ZXYZXY第三節(jié) 定位方法與定位元件 一. 工件以平面定位60圖 支承釘GB/T 2226-1991(平頭)(球頭)(齒紋面)61圖 支承板 GB/T 2236-1991特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，但孔邊切屑不易清除。應(yīng)用：用于側(cè)面及頂面定位特點(diǎn)：有斜槽，容易清除切屑，易保證工作面清潔。應(yīng)用：用于底面定位62多用于毛面定位，每批調(diào)整一次，以補(bǔ)償各批毛坯誤差2.可調(diào)支承 可調(diào)支承 633.自位支承在工件定位過程中，能自動(dòng)調(diào)整位置的支承稱為自位支承（也稱浮動(dòng)支承）。 可提高工件的裝夾剛度和穩(wěn)定性。一般只限制

12、一個(gè)自由度，即一點(diǎn)定位。64自位支承的結(jié)構(gòu)a）同平面二點(diǎn)接觸自位支承 b）不同面二點(diǎn)接觸自位支承 c）三點(diǎn)接觸自位支承654.輔助支承輔助支承的作用 輔助支承能起預(yù)定位，但不起定位作用。提高工件的裝夾穩(wěn)定性和剛性 嚴(yán)格來說，輔助支承不是定位元件輔助支承的工作特點(diǎn) 待工件定位夾緊以后，再調(diào)整支承釘?shù)母叨龋蛊浞謩e與工件的有關(guān)表面接觸并鎖緊。每安裝1個(gè)工件就調(diào)整一次輔助支承輔助支承的典型結(jié)構(gòu) 常用的輔助支承如圖所示 66輔助支承螺旋式自位式推引式67圖 工件以圓孔定位工件以圓孔定位多屬于定心定位（定位基準(zhǔn)為圓柱孔軸線）常用定位元件是定位銷和心軸定位銷有圓柱銷、圓錐銷、菱形銷等形式；心軸有剛性心軸（

13、又有過盈配合、間隙配合和小錐度心軸等）、彈性心軸之分。XYZXYZXYZXYZXYZXYZ二. 工件以圓孔定位68圓柱定位銷有長定位銷與短定位銷之分，長定位銷限制工件的4個(gè)自由度，短定位銷限制工件的2個(gè)自由度。分固定式和可換式，圓柱銷和菱形銷圖 圓柱定位銷1圓柱定位銷圓角69圖 圓柱心軸1安裝部分 2工作部分 3導(dǎo)向部分2圓柱定位心軸間隙配合心軸定位部位采用間隙配合過盈配合心軸定位部位采用過盈配合花鍵心軸帶錐度定心精度高703小錐度心軸圖 小錐度心軸定心精度較高，可達(dá)0.010.02mm軸向位移誤差較大，工件易傾斜，故不宜加工端面。以工件孔和心軸工作面的彈性變形來夾緊工件，故傳遞扭矩較小，裝卸

14、工件不便。一般只用于定位孔的精度不低于IT7的精車和精磨加工。 71限制工件的3個(gè)自由度圖a為整體圓錐銷,適應(yīng)于加工過的圓孔。若圓孔是毛坯孔，由于孔的誤差大，為保證二者接觸均勻，采用圖 b所示的結(jié)構(gòu)。圖 圓錐銷定位4圓錐定位銷72圖-26 工件以外圓柱面定位 工件以外圓柱面定位兩種形式：定心定位和支承定位工件以外圓柱面定心定位的情況與工件以圓孔定位的情況相仿（用套筒和卡盤代替心軸或柱銷）。工件以外圓柱面支承定位的元件常采用V型塊短V型塊限制2個(gè)自由度長V型塊（或兩個(gè)短V型塊組合）限制4個(gè)自由度XYZXYZXYZXYZXYZ三.工件以外圓柱面定位731. V形塊結(jié)構(gòu)尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化，斜面夾角有609

15、0120B/D1時(shí)為長V形塊，限制工件4個(gè)自由度。 74V形塊的定位特性對(duì)中性好，不受工件定位基準(zhǔn)面直徑誤差的影響。無論定位基準(zhǔn)是否經(jīng)過加工，是完整的圓柱面還是局部的圓弧面，都可以采用V形塊定位。因此在以外圓柱面定位時(shí)，V形塊是用得最多的定位元件。工件的定位面是外圓柱面，但其定位基準(zhǔn)是外圓軸線，即V形塊起定心作用。V形塊的種類固定V形塊通過定位銷連接在夾具體上活動(dòng)V形塊 活動(dòng)V形塊主要用來消除過定位752. 定位套a） b）短定位套 c）長定位套短定位套限制工件2個(gè)自由度，端面限制工件3個(gè)自由度長定位套限制工件4個(gè)自由度，端面限制工件1個(gè)自由度定位套結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，但是定心精度不高一般適用

16、精基準(zhǔn)定位 76主要用于大型軸類工件及不便軸向裝夾的工件定位。上面的半圓套1起夾緊作用，下面的半圓套2起定位作用。 圖 半園套1上半園套 2下半園套3.半圓套77除平面、圓孔、外圓柱面外，工件有時(shí)還可能以其它表面（如圓錐面、漸開線齒面、曲面等）定位。下圖為工件以錐孔定位的例子，錐度心軸限制了除繞工件自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)外的 5個(gè)自由度。圖 工件以錐孔定位工件以其他表面定位78在多個(gè)表面同時(shí)參與定位情況下，各定位表面所起作用有主次之分。通常稱定位點(diǎn)數(shù)最多的表面為主要定位面或支承面稱定位點(diǎn)數(shù)次多的表面為第二定位基準(zhǔn)面或?qū)蛎娣Q定位點(diǎn)數(shù)為 1 的表面為第三定位基準(zhǔn)面或止動(dòng)面。定位表面的組合79XZY圖 工件在兩頂尖上定位在分析多個(gè)表面定位情況下各表面限制的自由度時(shí)，分清主次定位面很重要。如圖所示工件在兩頂尖上的定位，應(yīng)首先確定