典型機(jī)床夾具設(shè)計(jì)演示文稿

典型機(jī)床夾具設(shè)計(jì)演示文稿當(dāng)前第1頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)§2-1

機(jī)床夾具概述

一、機(jī)床夾具在加工中的作用劃線找正加工方法夾具定位加工方法2當(dāng)前第2頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)

以上分析可以看出，機(jī)床夾具的作用是：（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。（2）提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本快速將工件定位夾緊，免除了找正、對(duì)刀等，縮短輔助時(shí)間，提高了成品率，降低了成本。（3）擴(kuò)大機(jī)床的加工范圍如在車床上加鏜夾具，可完成鏜孔加工。（4）減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度 3當(dāng)前第3頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)二．機(jī)床夾具及其組成

1．機(jī)床夾具

機(jī)床上用來裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對(duì)于機(jī)床或刀具有一個(gè)正確的加工位置，并在加工過程中保持這個(gè)位置不變。4當(dāng)前第4頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)裝夾：將工件安放在機(jī)床上或夾具上進(jìn)行定位和夾緊的操作過程。定位：使一批工件在機(jī)床上或夾具上相對(duì)于刀具處在正確的加工位置的操作過程。夾緊：工件在夾具中定位后，將其壓緊、夾牢，使工件在加工過程中，始終保持定位時(shí)所取得的正確加工位置。2、裝夾、定位、夾緊的基本概念定位與夾緊的區(qū)別：定位是使工件占有一個(gè)正確的位置，夾緊是使工件保持這個(gè)正確位置。5當(dāng)前第5頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)3．工件裝夾的方法

1）直接找正法

2）劃線找正法

3）夾具裝夾：

6當(dāng)前第6頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)表：各種裝夾方法的比較

直接找正劃線找正定位元件法夾具類型通用夾具專用夾具或通用改造

生產(chǎn)率、成本費(fèi)時(shí)、成本較高、劃線更甚迅速方便、成本低

定位精度取決于量?jī)x精度工人技術(shù)水平方法是否得當(dāng)可達(dá)0.01較高且穩(wěn)定

一般不高使用高精度量?jī)x、技術(shù)高，也可達(dá)到很高一般不高約0.2～0.5還與劃線粗細(xì)等有關(guān)適用零件形狀簡(jiǎn)單、加工面少形狀復(fù)雜、加工面多、位置要求不高、大重件

生產(chǎn)批量單件小批量大批大量

7當(dāng)前第7頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)三．機(jī)床夾具的分類：

1．按使用范圍分：

1）通用夾具

2）專用夾具

4）成組夾具

3）組合夾具：

5）隨行夾具：

8當(dāng)前第8頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)三爪卡盤四爪卡盤萬向平口鉗回轉(zhuǎn)工作臺(tái)分度頭通用夾具9當(dāng)前第9頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)組合夾具實(shí)例10當(dāng)前第10頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)11當(dāng)前第11頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)零件工序簡(jiǎn)圖43φDLLφD43φD43LφDL34φDL43φDL34成組（部分元件可更換）夾具KH1KH2KH3KH412當(dāng)前第12頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)

2．按機(jī)床分類

1）車床夾具

2）銑床夾具

3）鉆床夾具

4）磨床夾具

5）數(shù)控機(jī)床夾具

13當(dāng)前第13頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)

3．按動(dòng)力源分類

1）手動(dòng)夾緊

2）氣動(dòng)夾緊

3）液動(dòng)夾緊

4）電磁夾緊

5）真空夾緊

14當(dāng)前第14頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)氣動(dòng)虎鉗液壓夾具15當(dāng)前第15頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)四．專用夾具的組成（如圖）

鉆床夾具1．定位元件2．夾緊裝置3．對(duì)刀引導(dǎo)元件4．連接元件5．夾具體6．其它件16當(dāng)前第16頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)

1．工件通過定位元件在夾具上占有一個(gè)正確的位置

2．工件通過夾緊元件保證加工過程中始終保持原有的正確位置

3．夾具通過對(duì)刀元件相對(duì)刀具保持正確位置

4．夾具通過連接元件，相對(duì)于機(jī)床保持一個(gè)正確位置

5．夾具通過其他裝置，完成其他要求

6．夾具體把上述的幾種元件組合成一個(gè)整體。17當(dāng)前第17頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)

§2-2

工件在夾具中的定位

一．定位的原理

1．自由物體：

2．六個(gè)自由度：沿x軸移動(dòng)自由度

沿y軸移動(dòng)自由度

沿z軸移動(dòng)自由度

沿x軸轉(zhuǎn)動(dòng)自由度

沿y軸轉(zhuǎn)動(dòng)自由度

沿z軸轉(zhuǎn)動(dòng)自由度

視頻：18當(dāng)前第18頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)

3．定位支承點(diǎn)（約束點(diǎn)）如圖2-6所示

圖2-619當(dāng)前第19頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)X六點(diǎn)定位原理ZY4、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)“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20當(dāng)前第20頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)

——夾緊與定位概念分開

兩點(diǎn)注意：“點(diǎn)”的含義

——對(duì)自由度的限制，與實(shí)際接觸點(diǎn)不同21當(dāng)前第21頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)二、根據(jù)加工精度要求，確定工件必須限制的自由度數(shù)目

【例1

】在球面上加工平面：如下圖

應(yīng)限制22當(dāng)前第22頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)

【例2】球面上加工不通孔：如圖2-8應(yīng)限制

圖2-823當(dāng)前第23頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)【例3】銑平面，如圖2-9應(yīng)限制xyzh±△h圖2-9銑平面24當(dāng)前第24頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)【例4】車光軸，如圖2-10應(yīng)限制yxzφD圖2-10車光軸25當(dāng)前第25頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)【例5】銑溝槽

b由銑刀保證，如圖2-11

應(yīng)限制

b：由刀具保證

L：

h：26當(dāng)前第26頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)

【例6】銑不通槽

如圖2-12應(yīng)限制

27當(dāng)前第27頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)（三）定位元件限制工件自由度

首先講解單個(gè)典型表面的定位元件，單個(gè)典型表面是指平面、內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面等。單個(gè)典型表面是組成各種不同復(fù)雜工件的基本單元，分析單個(gè)典型表面的定位及定位元件設(shè)計(jì)是進(jìn)行夾具定位分析和夾具定位方案設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)28當(dāng)前第28頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)平面定位的主要形式是支承定位。常用的定位元件有支承釘、支承板、夾具支承件和夾具體的凸臺(tái)及平面等。下圖給出了平面定位的幾種情況。1、工件以平面定位1）支承釘A、結(jié)構(gòu)A型是平頭支承釘：B型是球頭支承釘：C型是齒紋頂面的支承釘：29當(dāng)前第29頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)B定位情況30當(dāng)前第30頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)2）支承板A結(jié)構(gòu)A型：所以常用于側(cè)面或頂面的定位。B型：支承板的工作平面上開有斜槽，B型支承板應(yīng)用較多，用于底面的定位更合適。31當(dāng)前第31頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)B定位情況32當(dāng)前第32頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)平面定位的幾種情況。ZXYZXYZXYZXY工件以平面定位ZXYZXY33當(dāng)前第33頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)對(duì)粗基準(zhǔn)：使用三個(gè)支承銷（三點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)平面）作為定位元件，限制工件三個(gè)自由度對(duì)精基準(zhǔn)：可用一支承板代替三個(gè)支承銷定位，同樣限制工件的三個(gè)自由度圖:支承釘、支承板及其用法34當(dāng)前第34頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)

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（又有過盈配合、間隙配合和小錐度心軸等）、彈性心軸之分。2、工件以圓孔定位1）圓柱銷A結(jié)構(gòu)35當(dāng)前第35頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)B定位情況36當(dāng)前第36頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)2）菱形銷B定位分析如前圖A結(jié)構(gòu)37當(dāng)前第37頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)3）圓錐銷A結(jié)構(gòu)B定位分析38當(dāng)前第38頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)4）定位心軸A結(jié)構(gòu)B定位分析39當(dāng)前第39頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)

工件以圓錐孔定位時(shí)，所用定位元件為圓錐心軸或圓錐銷以及雙頂尖。圓錐心軸限制工件5個(gè)自由度，圓錐銷限工件四個(gè)自由度。3、工件圓錐孔定位A定位形式40當(dāng)前第40頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)B定位分析41當(dāng)前第41頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)雙頂尖定位固定頂尖限制工件三個(gè)自由度：活頂尖限制工件二個(gè)自由度：42當(dāng)前第42頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)

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）。支承定位時(shí)用支承板、支承釘。

4、工件以外圓柱面定位1）圓定位套A定位情況43當(dāng)前第43頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)B定位分析44當(dāng)前第44頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)2）V形塊用于完整的外圓柱面和非完整的外圓柱面的定位，是外圓定位中最常用的定位元件。A結(jié)構(gòu)45當(dāng)前第45頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)B定位分析46當(dāng)前第46頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)C：V形塊的特點(diǎn)

1、V形塊對(duì)外圓柱面定位，形式上是支承定位，但其實(shí)質(zhì)是定心定位。

2、V形塊能起對(duì)中作用

3、可以用于非完整外圓的定位

4、活動(dòng)V形塊常常起著定位和夾緊的雙重作用（既是定位元件，又是夾緊元件）。47當(dāng)前第47頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)c’）XZYX48當(dāng)前第48頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)4）支承板

支承板對(duì)外圓柱面的定位就是平面與外圓母線的接觸.定位分析49當(dāng)前第49頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)5）三爪卡盤定位50當(dāng)前第50頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)三爪卡盤定位的定位分析主要看工件的定位表面與三爪卡盤的相對(duì)夾持長(zhǎng)度的多少：當(dāng)相對(duì)夾持長(zhǎng)度長(zhǎng)時(shí)，限制工件四個(gè)自由度：當(dāng)相對(duì)夾持長(zhǎng)度短時(shí)，限制工件二個(gè)自由度：生產(chǎn)中常采用在三爪與工件之間設(shè)置一鋼絲圓環(huán)，以減少相對(duì)夾持長(zhǎng)度。51當(dāng)前第51頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)（四）幾種不同的定位形式1．固定支承：2．可調(diào)支承：可調(diào)支承的結(jié)構(gòu)52當(dāng)前第52頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)3．自位支承：自位支承結(jié)構(gòu)自位支承雖然增加了與工件定位面的接觸點(diǎn)數(shù)目，但通過其內(nèi)部的浮動(dòng)聯(lián)系起到的是單點(diǎn)支承的作用，即自位支承只限制工件一個(gè)自由度。用途：常用于毛坯表面，斷續(xù)表面，階梯表面的定位。

定位分析53當(dāng)前第53頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)4．輔助支承：A輔助支承的應(yīng)用54當(dāng)前第54頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)55當(dāng)前第55頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)B輔助支承結(jié)構(gòu)56當(dāng)前第56頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)輔助支承定位分析：

輔助支承是在工件定位后才參與支承的元件，其高度是由工件確定的，因此它不起定位作用，但輔助支承鎖緊后就成為固定支撐，能承受切削力。

57當(dāng)前第57頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)（五）工件定位時(shí)的幾種情況1、完全定位舉例：連桿工件在由定位支承板、短銷和擋銷組成的夾具中定位，試對(duì)此定位方案進(jìn)行定位分析。（如下圖所示）工件在夾具中相對(duì)于刀具的六個(gè)自由度全部被限制的定位方法稱為完全定位。58當(dāng)前第58頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)解：寫出各定位元件所限制的自由度：支承板限制工件三個(gè)自由度：短銷限制工件二個(gè)自由度：擋銷限制工件一個(gè)自由度：故定位性質(zhì)：為完全定位。

59當(dāng)前第59頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)

限制了影響工件加工精度的自由度，且又少于六點(diǎn)的定位方法稱為部分定位。重要概念：不能片面地理解為“少于六點(diǎn)定位的定位方法稱為部分定位”。因?yàn)橄旅嬷v到的“欠定位”也是少于六點(diǎn)的定位，兩者不能混淆。影響該加工表面加工精度的自由度也稱必須限制的自由度。換句話說,必須限制的自由度如果不限制的話，必將影響工件的加工精度而出現(xiàn)廢品工件，這是絕對(duì)不允許的。不影響工件加工精度的自由度允許不被限制。2、部分定位（不完全定位）60當(dāng)前第60頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)舉例：在長(zhǎng)方形工件毛坯上，用銑刀銑槽、銑臺(tái)階面和銑平面。試分析必須限制的自由度有哪些？允許不限制的自由度又有哪些？61當(dāng)前第61頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)3、欠定位b）B欠定位示例XZYa）B62當(dāng)前第62頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)4、過定位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。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）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。63當(dāng)前第63頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)

過定位分析（桌子與三角架）圖2-17過定位分析64當(dāng)前第64頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)（六）定位表面的組合（組合定位分析）

工件上常見的定位基準(zhǔn)是以組合的形式出現(xiàn)：如面與面的組合；內(nèi)、外圓柱面與端面的組合；圓柱孔與平行于孔軸線的平面的組合（如：平面與削邊銷定位）；錐面與錐面的組合（中心孔定位）；兩平行圓柱孔與垂直于圓柱孔軸線的平面的組合（簡(jiǎn)稱一面兩孔定位）等等。65當(dāng)前第65頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)1、組合定位的概念及定位基準(zhǔn)的主次之分

主要定位面：限制工件自由度數(shù)最多的定位表面稱第一基準(zhǔn)面或支承面次要定位面：限制工件自由度數(shù)次多的定位面稱第二基準(zhǔn)面或?qū)蛎娴谌ㄎ幻妫合拗乒ぜ杂啥葦?shù)為1的定位稱第三基準(zhǔn)面或止推面66當(dāng)前第66頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)三基面組合基準(zhǔn)定位67當(dāng)前第67頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)

2．組合定位的定位分析要點(diǎn)

（1）先分析限制工件自由度數(shù)最多的那個(gè)定位元件（或定位元件的典型組合）限制工件的具體自由度，再分析限制工件自由度次多的那個(gè)定位元件限制的具體自由度，（2）定位元件組合時(shí)限制工件自由度的總數(shù)目等于各個(gè)定位元件單獨(dú)定位時(shí)限制工件自由度數(shù)目之和，但具體限制哪些自由度卻會(huì)隨組合情況的不同而發(fā)生變化。68當(dāng)前第68頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)（3）定位元件單獨(dú)使用時(shí)限制移動(dòng)自由度，在組合定位中常會(huì)轉(zhuǎn)化成限制轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。一經(jīng)轉(zhuǎn)化，將不再起單獨(dú)定位時(shí)的作用。（如下圖中的兩短V形塊組合定位）

（重點(diǎn)、難點(diǎn)?。?9當(dāng)前第69頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)a)b)

組合定位分析圖例a）圖解：1）定位原理分析支承板限制的自由度：短銷限制的自由度：固定短V形塊限制的自由度：故屬過定位。

2）改進(jìn)方案：將固定V形塊改為活動(dòng)V形塊。b）圖解：1）定位原理分析：右邊兩短V形塊相當(dāng)于一長(zhǎng)V形塊，限制：左邊短V形塊限制：故屬完全定位。70當(dāng)前第70頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)3、組合定位時(shí)過定位現(xiàn)象的消除方法

（1）使定位元件在產(chǎn)生過定位的方向上可移動(dòng)，以消除該方向的移動(dòng)過定位。（如活動(dòng)頂尖不能限制）a)b)過定位消除方法之一71當(dāng)前第71頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)a)b)d)c)自位支承a)三點(diǎn)球面式b)兩點(diǎn)擺動(dòng)式c)兩點(diǎn)杠桿式d)兩點(diǎn)均衡移動(dòng)式（2）采用自位支承，消除定位元件繞某個(gè)（或某兩個(gè)）坐標(biāo)軸轉(zhuǎn)動(dòng)方向的過定位。72當(dāng)前第72頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)（3）改變定位元件的結(jié)構(gòu)形式來消除過定位。過定位：一面兩銷定位：73當(dāng)前第73頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)過定位引起夾緊變形4、定位方案分析舉例【例1

】過定位引起夾緊變形74當(dāng)前第74頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)橡膠墊改進(jìn)方案：75當(dāng)前第75頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)題型一：判斷定位方案是否正確（重點(diǎn)內(nèi)容）分析下列圖示定位方案：①各方案限制的自由度？②有無欠定位或過定位?③對(duì)不合理的定位方案提出改進(jìn)意見。

b）XZYX76當(dāng)前第76頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)a）圖解：

1）定位分析左頂尖限制的自由度：右頂尖（活動(dòng)頂尖）限制的自由度：三爪卡盤（夾持長(zhǎng)度長(zhǎng)）限制的自由度：2）定位性質(zhì)：過定位3）改進(jìn)方案：去掉三爪卡盤，采用雙頂尖定位?！纠?

】77當(dāng)前第77頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)b）圖解：1）定位分析支承板限制的自由度：左短V形塊限制的自由度：右活動(dòng)短V形塊限制的自由度：2）定位性質(zhì)：過定位3）改進(jìn)方案：去掉活動(dòng)短V形塊，對(duì)工件直接夾緊。b）XZYX【例2

】78當(dāng)前第78頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)【例3

】分析圖示零件加工兩個(gè)小孔時(shí)必須限制的自由度，選擇定位基準(zhǔn)和定位元件，并在圖中示意畫出；確定夾緊力作用點(diǎn)的位置和作用方向，用規(guī)定的符號(hào)在圖中標(biāo)出。題型二：根據(jù)工件加工表面的加工要求，設(shè)計(jì)定位方案（重點(diǎn)）79當(dāng)前第79頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)判斷定位方案是否正確時(shí)，要把握二點(diǎn)：一是定位方案必須合理（無重復(fù)定位和欠定位）；二是該定位方案必須能夠保證工件的加工精度（定位誤差應(yīng)為最?。?；如不能同時(shí)滿足以上二點(diǎn)，則該方案是錯(cuò)誤的。解：1）必須限制的自由度：2）定位原理設(shè)計(jì)：（參見定位原理圖）80當(dāng)前第80頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)工件的大底面定位，限制工件的三個(gè)自由度：（保證二各孔的軸心線垂直于工件底面）；工件的下側(cè)面定位，限制工件二個(gè)自由度：（保證工件二孔的位置尺寸H）；而工件的大孔定位，限制一個(gè)自由度：

（保證工件二小孔與大孔中心的對(duì)稱位置尺寸A）。定位原理圖選擇定位元件3）選擇定位元件（參見右圖，也可用文字表達(dá)）81當(dāng)前第81頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)其它方案：窄支承板第一定位基準(zhǔn)：底平面（支承板）第二定位基準(zhǔn)：下側(cè)面第三定位基準(zhǔn)：大孔（窄支承板）（削邊銷）82當(dāng)前第82頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)

【例3

】

當(dāng)兩小孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)改為大孔中心時(shí)（如下圖），應(yīng)如何來設(shè)計(jì)定位方案？提示：應(yīng)使兩小孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)大孔中心與定位基準(zhǔn)重合。83當(dāng)前第83頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)第一定位基準(zhǔn)：底平面（支承板）第二定位基準(zhǔn)：大孔（短銷）第三定位基準(zhǔn)：下側(cè)面（限制1個(gè)自由度）（活動(dòng)窄支承板）解：解題要訣：將加工孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)！84當(dāng)前第84頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)§2-3

定位誤差的計(jì)算（重點(diǎn)、難點(diǎn)）（一）概述1、基準(zhǔn)的概念1）定義：基準(zhǔn)是指工件上的一些點(diǎn)、線、面。（在零件設(shè)計(jì)或加工中，可以用這些點(diǎn)、線、面來確定其他點(diǎn)、線、面的位置）。

2）基準(zhǔn)分類（1）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)：（零件圖中所使用的基準(zhǔn)）（2）工藝基準(zhǔn)：是指加工過程中所使用的工件上的一些線或面，但不能是點(diǎn)?。üに嚮鶞?zhǔn)必須具有一定大小的面積）85當(dāng)前第85頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)c：對(duì)刀基準(zhǔn)：調(diào)整刀具位置時(shí)所使用的基準(zhǔn)。d：度量基準(zhǔn)：測(cè)量時(shí)所用的基準(zhǔn)。e:裝配基準(zhǔn)：裝配零件所依據(jù)的基準(zhǔn)。

a：工序基準(zhǔn)

加工過程中工序尺寸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)稱為工序基準(zhǔn)。

b：定位基準(zhǔn)

在加工過程中使工件占據(jù)正確加工位置所依據(jù)的基準(zhǔn)，亦即工件與夾具定位元件定位工作面接觸或配合的表面。86當(dāng)前第86頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)基準(zhǔn)的判別：例如：下圖中：下母線B是零件圖中工序尺寸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；下母線B也是銑削鍵槽時(shí)的工序基準(zhǔn)；軸的中心O是V形塊定位時(shí)的定位基準(zhǔn)（位置隨直徑的大小而改變）；

工序尺寸零件圖加工過程中87當(dāng)前第87頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)又如：下圖中：孔中心O是銑削上平面時(shí)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；

孔中心O是銑削上平面加工過程中的工序基準(zhǔn)；

孔中心O也是心軸定位時(shí)的定位基準(zhǔn)；定位心軸中心為對(duì)刀基準(zhǔn)。孔與心軸間無間隙時(shí)孔與心軸間存在間隙時(shí)88當(dāng)前第88頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)（二）定位誤差及其產(chǎn)生原因

1．定位誤差：

1)基本概念用夾具裝夾加工一批工件時(shí)，由于定位不準(zhǔn)確引起該批工件在某加工精度參數(shù)（尺寸、位置）的加工誤差，稱為該加工精度參數(shù)的定位誤差（簡(jiǎn)稱定位誤差）。

2)定位誤差的大?。憾ㄎ徽`差指一批工件在夾具中定位時(shí)，工件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)（或工序基準(zhǔn)）在加工尺寸方向上的最大變動(dòng)量，以△dw表示。（工序基準(zhǔn)的位置變動(dòng)將對(duì)加工精度有直接影響）89當(dāng)前第89頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)

定位誤差包括基準(zhǔn)不重合誤差和基準(zhǔn)位移誤差即：

=

±注：1、根據(jù)一批工件的定位由一種可能的極端位置變?yōu)榱硪环N極端位置時(shí)，和的方向的異同，以確定公式中的加減號(hào)。

2、定位基準(zhǔn)無位置變動(dòng)，基準(zhǔn)位移誤差為零；定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合，基準(zhǔn)不重合誤差為零。90當(dāng)前第90頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)2、基準(zhǔn)不重合誤差：

當(dāng)定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，工序基準(zhǔn)相對(duì)于定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大位移量，用表示。

定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)之間必然存在一個(gè)聯(lián)系尺寸L，稱為定位尺寸，基準(zhǔn)不重合誤差就是定位尺寸的公差。在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)盡量使兩者重合。91當(dāng)前第91頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)基準(zhǔn)不重合誤差△jb：其大小等于工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)間聯(lián)系尺寸在加工尺寸方向上的變動(dòng)量（公差）。

【例1】

一次安裝加工兩孔A和B，孔B在X方向定位基準(zhǔn)C與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)A不重合，基準(zhǔn)不重合誤差為聯(lián)系尺寸22的公差0.292當(dāng)前第92頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)3、基準(zhǔn)位移誤差：對(duì)刀基準(zhǔn)：就是調(diào)整刀具位置時(shí)所用的基準(zhǔn)。93當(dāng)前第93頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)如圖為一套筒類零件放在水平心軸上定位而銑鍵槽的例子，加工時(shí)要保證尺寸b和h，b是由刀具本身的寬度尺寸決定，尺寸h則按心軸中心調(diào)整好銑刀的高度位置h1來保證。（即心軸中心就是對(duì)刀基準(zhǔn)?。纠纭浚?4當(dāng)前第94頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)當(dāng)保證鍵槽尺寸h時(shí)：

定位基準(zhǔn):工件內(nèi)孔中心線；工序基準(zhǔn):圓柱的下母線A；對(duì)刀基準(zhǔn):定位心軸的外圓中心線?；鶞?zhǔn)分析:95當(dāng)前第95頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)b±△bh-△h?

Dmax?dminhmin基準(zhǔn)位移誤差產(chǎn)生原因hmax基準(zhǔn)分析：當(dāng)保證尺寸h1時(shí)：定位基準(zhǔn):工件內(nèi)孔中心線；工序基準(zhǔn):工件內(nèi)孔中心線；對(duì)刀基準(zhǔn):定位心軸的外圓中心線。96當(dāng)前第96頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)由上分析可知：當(dāng)定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，工序基準(zhǔn)相對(duì)定位基準(zhǔn)產(chǎn)生位移，會(huì)產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差定位誤差應(yīng)表示為：

當(dāng)兩項(xiàng)誤差同時(shí)發(fā)生時(shí)，所產(chǎn)生的定位誤差為工序基準(zhǔn)相對(duì)于對(duì)刀基準(zhǔn)的最大位移

當(dāng)定位副制造不準(zhǔn)確時(shí)，會(huì)引起定位基準(zhǔn)相對(duì)于對(duì)刀基準(zhǔn)產(chǎn)生位移，從而產(chǎn)生基準(zhǔn)位移誤差97當(dāng)前第97頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)誤差不等式：

判斷定位方案是否合理可行的依據(jù)是

式中：T-------工序尺寸的公差。例如：上例銑鍵槽時(shí)，定位誤差不得大于鍵槽尺寸h公差的1/3,即。98當(dāng)前第98頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)（三）定位單個(gè)典型表面時(shí)定位誤差的分析計(jì)算

1．平面定位時(shí)的定位誤差

定位基準(zhǔn)和對(duì)刀基準(zhǔn)是重合的，不存在基準(zhǔn)位移誤差，其可能產(chǎn)生的誤差是基準(zhǔn)不重合誤差。

=

099當(dāng)前第99頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)52±0.0230±0.1060±0.06?12H8ABCD0.04(a)(b)銑臺(tái)階面工序定位誤差的分析計(jì)算【例1】加工一批工件如圖所示，除了A、B處臺(tái)階面其余各表面均已加工完成，現(xiàn)在采用由圖所示夾具定位方案加工A、B面，保證尺寸30±0.1mm和60±0.06mm，試分析此定位方案產(chǎn)生的定位誤差能否滿足加工要求。100當(dāng)前第100頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)1．30±0.1，定位基準(zhǔn)是C，工序基準(zhǔn)是孔的軸線，定位尺寸為52±0.02，

（定位基準(zhǔn)與對(duì)刀基準(zhǔn)是同一平面）

（工序基準(zhǔn)相對(duì)于定位基準(zhǔn)的位移量）

故可以滿足要求

2．60±0.06，定位基準(zhǔn)D，工序基準(zhǔn)為D，定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)重合，定位基準(zhǔn)與對(duì)刀基準(zhǔn)重合。

，所以

101當(dāng)前第101頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)【例2

】如下圖所示零件的定位方案，求銑A、B兩平面時(shí)L1、L2、L3、L4的定位誤差δL1、δL2、δL3、δL4？工序基準(zhǔn)：工序圖上工序尺寸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。對(duì)刀基準(zhǔn)：調(diào)整刀具位置時(shí)所用的基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)：在加工過程中使工件占據(jù)正確加工位置所使用的基準(zhǔn)解：：定位基準(zhǔn)相對(duì)對(duì)刀基準(zhǔn)的最大移動(dòng)量：工序基準(zhǔn)相對(duì)于定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大位移量。102當(dāng)前第102頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)2．圓孔定位時(shí)定位誤差的計(jì)算工件采用圓孔定位室時(shí)，工件定位面是圓柱孔，定位工件的定位工作面是外圓柱面，兩者以一定性質(zhì)的配合實(shí)現(xiàn)工件定心定位，應(yīng)根據(jù)配合性質(zhì)的不同，分別計(jì)算定位誤差。

1）定位面與定位工作面是過盈配合，不存在配合間隙。則：103當(dāng)前第103頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)其中：為定位孔的最大值

為定位用心軸或銷子的最小直徑2）定位面和定位工作面為間隙配合根據(jù)前述，此時(shí)定位基準(zhǔn)為孔的中心線；對(duì)刀基準(zhǔn)為心軸的中心線，則位移誤差：

（即等于定位的孔和心軸間最大間隙的一半?。゜±△bh-△h?

Dmax?dminhmin基準(zhǔn)位移誤差產(chǎn)生原因hmax104當(dāng)前第104頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)【例3】有一批如圖所示的工件，外圓為，內(nèi)孔為，兩端面均已加工合格，并保證外圓對(duì)內(nèi)孔的同軸度誤差在范圍內(nèi)。今按圖示的定位方案，用心軸定位，在立式銑床上用頂尖頂住心軸銑槽子。除槽寬要求外，還應(yīng)保證下列要求：（1）槽的軸向位置尺寸；（2）槽底位置尺寸試分析計(jì)算定位誤差，判斷定位方案的合理性。

105當(dāng)前第105頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)用心軸定位內(nèi)孔銑槽工序的定位誤差分析計(jì)算106當(dāng)前第106頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)解：（1）對(duì)尺寸而言：

工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)和對(duì)刀基準(zhǔn)都是工件左端面，平面定位。所以

，，(2)對(duì)尺寸來說：尺寸的定位誤差：工序基準(zhǔn)為外圓下母線，定位基準(zhǔn)為內(nèi)孔中心線，對(duì)刀基準(zhǔn)為心軸中心線。定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)不重合，定位尺寸為（這僅是外圓下母線和外圓圓心之間的位置關(guān)系，沒考慮同軸度?。?07當(dāng)前第107頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)

內(nèi)孔和外圓有同軸度誤差，這項(xiàng)誤差會(huì)引起的基準(zhǔn)不重合誤差為：則（基準(zhǔn)不重合誤差是這兩項(xiàng)之和?。﹥?nèi)孔和心軸作間隙配合，所引起的基準(zhǔn)位移誤差為：

三個(gè)量都是獨(dú)立變量，互不相干，又都在同一尺寸方向上，因此

定位誤差占尺寸公差的＜，能保證加工要求。108當(dāng)前第108頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)3、V形塊定位外圓時(shí)的定位誤差的分析計(jì)算109當(dāng)前第109頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)

如上圖，O為理論圓的中心，O＇，O＇＇為外圓直徑為dmax和dmin，時(shí)的圓心位置。在ΔO’CO’’中，oCdmaxdmindo'1o''1o

V形塊定位外圓時(shí)的定位誤差分析計(jì)算★重要公式：110當(dāng)前第110頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)【例4】一批如圖（a）所示工件，外圓已經(jīng)加工合格，現(xiàn)在用V形塊定位銑寬度為b的槽，若要求保證槽底的尺寸分別為L(zhǎng)1，L2，L3，試分別計(jì)算這三種不同尺寸要求的定位誤差。（a）bL1L3d±T(d)/2L2oMN111當(dāng)前第111頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)d+T(d)/2d-T(d)/2L1minL1max

（b）''1o'1o1dwD1）L1的定位誤差112當(dāng)前第112頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)解：1）L1的定位誤差

L1工序基準(zhǔn)為外圓軸線，

定位基準(zhǔn)為外圓軸線。兩者不存在基準(zhǔn)不重合誤差，故

對(duì)刀基準(zhǔn)為理論圓中心。存在基準(zhǔn)位移誤差113當(dāng)前第113頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)d+T(d)/2d-T(d)/2L2maxL2min

L3max（c）'1o''1o2dwDL3min

3dwD

V形塊定位外圓銑槽時(shí)的三種不同尺寸要求及其定位誤差計(jì)算'M''M'N''N2）L2尺寸的定位誤差114當(dāng)前第114頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)

L2的工序基準(zhǔn):外圓上母線，定位基準(zhǔn):外圓中心，存在基準(zhǔn)不重合誤差(工序基準(zhǔn)M由于定位圓柱面的制造誤差引起的位移)：

對(duì)刀基準(zhǔn)為理論圓中心。存在基準(zhǔn)位移誤差：L2尺寸的定位誤差115當(dāng)前第115頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)

L2的定位誤差為兩者的合成。兩者都是由外圓直徑的變化同時(shí)引起的。所以要判斷兩者的方向特點(diǎn)。

當(dāng)外圓直徑從大到小時(shí)，工序基準(zhǔn)M相對(duì)定位基準(zhǔn)O是向O方向即向下偏移的（如下圖所示）。

當(dāng)放入V形塊中后，當(dāng)外圓直徑由大變小時(shí)，定位基準(zhǔn)（軸心線）相對(duì)對(duì)刀基準(zhǔn)（理論軸中心）也是向下偏移的。

綜合起來兩者合成方向相同(取+號(hào)）

116當(dāng)前第116頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)d+T(d)/2d-T(d)/2L2maxL2min

L3max（d）'1o''1o2dwDL3min

3dwD

V形塊定位外圓銑槽時(shí)的三種不同尺寸要求及其定位誤差計(jì)算'M''M'N''N

3）L3尺寸的定位誤差117當(dāng)前第117頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)

L3的工序基準(zhǔn)為外圓下母線，

L3的定位基準(zhǔn)為外圓中心，存在基準(zhǔn)不重合誤差：

對(duì)刀基準(zhǔn)為理論圓中心。存在基準(zhǔn)位移誤差

L3尺寸的定位誤差同理：118當(dāng)前第118頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)

L3的定位誤差為兩者的合成。兩者都是由外圓直徑的變化同時(shí)引起的。所以要判斷兩者的方向特點(diǎn)：

當(dāng)外圓直徑從大到小時(shí)，工序基準(zhǔn)N相對(duì)定位基準(zhǔn)O是向O方向即向上偏移的（從零件圖上看）。當(dāng)放入V形塊中后，當(dāng)外圓直徑由大變小時(shí)，定位基準(zhǔn)（軸心線）相對(duì)對(duì)刀基準(zhǔn)（為理論圓中心）是向下偏移的。綜合起來兩者合成方向相反(取-號(hào)）。注意：兩者中的大值減小值！119當(dāng)前第119頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)

工序尺寸以H3標(biāo)注，其定位誤差為：

=B1B2=O2B2+O1O2-O1B1

==sinα21Td2d-Td2

d2+－sinα21Td2－1也可按定位誤差定義推算：L3尺寸的定位誤差：工序基準(zhǔn)B在加工尺寸方向的變動(dòng)量。120當(dāng)前第120頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)【例5】如圖所示，已知，兩外圓同軸度公差為Φ0.02，V形塊夾角α=90°。定位方案如圖所示，試計(jì)算：（1）銑鍵槽時(shí)尺寸A及對(duì)稱度的定位誤差；（2）若鍵槽深度要求A=

,鍵槽對(duì)稱中心對(duì)軸線的對(duì)稱度公差為t=0.25，問此定位方案可行否？121當(dāng)前第121頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)解：（1）定位誤差的計(jì)算1）鍵槽中心對(duì)稱度的定位誤差（僅有基準(zhǔn)不重合誤差）：

槽寬的定位基準(zhǔn)：小外圓軸心，槽寬的工序基準(zhǔn)：大外圓中心，

槽寬的對(duì)刀基準(zhǔn)：V形塊上小圓的理論圓中心。由于兩外圓有同軸度誤差，所以存在基準(zhǔn)不重合誤差

=

0.02對(duì)刀基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)存在的基準(zhǔn)位移誤差發(fā)生在垂直方向和對(duì)稱度誤差無關(guān)。因此在對(duì)稱度方向上，=0★122當(dāng)前第122頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)定位基準(zhǔn)：小外圓軸線，工序基準(zhǔn)：大外圓的下母線，對(duì)刀基準(zhǔn)：V形塊上小圓的理論圓中心由于定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)不重合，且兩外圓有同軸度誤差，所以存在基準(zhǔn)不重合誤差：對(duì)刀基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)存在基準(zhǔn)位移誤差：

2）A尺寸的定位誤差：123當(dāng)前第123頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)

兩個(gè)誤差對(duì)尺寸A的影響是相互獨(dú)立的，因此總的定位誤差為：故此定位方案可行。

2）分析定位方案是否可行124當(dāng)前第124頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)如圖所示零件已加工好Φ100，40，α＝45°，求尺寸L的定位誤差?！纠?】

由100引起的基準(zhǔn)位移誤差：

L

的定位誤差為：

解：

由40引起的基準(zhǔn)不重合誤差：

（基準(zhǔn)重合）立銑刀125當(dāng)前第125頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)由尺寸40引起的定位誤差：126當(dāng)前第126頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)§2-4

工件在夾具上的夾緊工件定位之后必須通過夾具上的夾緊裝置將其可靠地固定在正確的加工位置上，使其在承受工藝力和慣性力等的情況下正確位置不發(fā)生變化。否則，在加工過程中因切削力、慣性力的作用而發(fā)生位置的變化或引起振動(dòng)，原有的正確定位遭到破壞，就不能保證加工要求。產(chǎn)生夾緊力的裝置是夾緊裝置。127當(dāng)前第127頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)一．夾緊裝置的組成1．對(duì)夾緊機(jī)構(gòu)的基本要求1）夾緊時(shí)不破壞工件定位后的正確位置；穩(wěn)2）夾緊力大小要適當(dāng)；牢3）夾緊動(dòng)作要迅速、可靠；快4）結(jié)構(gòu)緊湊，易于制造與維修。128當(dāng)前第128頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)2．夾緊機(jī)構(gòu)的組成

下圖是典型的夾緊裝置，它由以下幾個(gè)部分組成129當(dāng)前第129頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)（1）夾緊力源裝置；（2）中間遞力機(jī)構(gòu)；

特點(diǎn)：改變力的大小，通常為增力機(jī)構(gòu)；改變夾緊力的方向；使夾具具有一定的自鎖性，以保證夾緊可靠。（3）夾緊元件；夾具的組成：（4）夾具體。130當(dāng)前第130頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)二．夾緊力的確定

1．夾緊力方向的選擇1）主要夾緊力的作用方向應(yīng)指向工作主要定位基準(zhǔn)面，以保證工件的加工要求

131當(dāng)前第131頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)2）夾緊力的作用方向不應(yīng)破壞工件的準(zhǔn)確定位，應(yīng)使工件定位正確穩(wěn)定。132當(dāng)前第132頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)3）夾緊力的作用方向應(yīng)盡量與工件剛度大的方向相一致，以減小工件夾緊變形。133當(dāng)前第133頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)4）夾緊力的作用方向應(yīng)盡可能有利于減小夾緊力，以利于夾緊裝置的體積的減小。134當(dāng)前第134頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)2．夾緊力作用點(diǎn)的確定

1）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)正對(duì)支承元件或處于支承元件構(gòu)成的穩(wěn)定受力區(qū)內(nèi)，以免引起工件移動(dòng)或偏轉(zhuǎn)而破壞工件的正確定位。135當(dāng)前第135頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)2）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)處于工件剛性較好的部位或使夾緊力均勻分布，以減小工件的夾緊變形。136當(dāng)前第136頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)3）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工部位，防止工件的振動(dòng)或變形。137當(dāng)前第137頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)

3．夾緊力大小的估算

1）夾緊力的大小應(yīng)適當(dāng)2）夾緊力的大小應(yīng)穩(wěn)定

3）夾緊力大小的估算

夾緊力的計(jì)算方法一般是將工件作為一受力體進(jìn)行受力分析，根據(jù)靜力平衡條件列出平衡方程，求解出保持工件平衡所需的最小夾緊力。

工件承受的力有切削力、夾緊力、重力、慣性力等，其中切削力是一個(gè)主要力，計(jì)算夾緊力時(shí)，一般先根據(jù)金屬切削原理的相關(guān)理論計(jì)算出加工過程中可能產(chǎn)生的最大切削力（或切削力矩），并找出切削力對(duì)夾緊力影響最大的狀態(tài)，按靜力平衡求出夾緊力的大小。

138當(dāng)前第138頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)實(shí)際夾緊力的計(jì)算公式為式中Fj—實(shí)際所需夾緊力

Fj0—按靜力平衡求出的夾緊力

k—安全系數(shù)

安全系數(shù)k值的取值范圍在1.5～3.5之間，視其具體情況而定。精加工、連續(xù)切削、切削刀具鋒利等加工條件好時(shí)，取k=1.5～2；粗加工，斷續(xù)加工、刀具刃口鈍化等加工條件差時(shí)，取k=2.5～3.5。139當(dāng)前第139頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)三．常用夾緊機(jī)構(gòu)

1．斜楔夾緊機(jī)構(gòu)斜楔直接夾緊140當(dāng)前第140頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)斜楔杠桿夾緊141當(dāng)前第141頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)1）斜楔夾緊機(jī)構(gòu)的工作原理斜楔夾緊機(jī)構(gòu)是利用斜楔的軸向移動(dòng)直接對(duì)工件進(jìn)行夾緊或推動(dòng)中間元件將力傳遞給夾緊元件再對(duì)工件進(jìn)行夾緊。2）斜楔夾緊機(jī)構(gòu)夾緊力的計(jì)算

FSFJF1Pφ1αFJ’NF2φ2α圖斜楔機(jī)構(gòu)受力分析圖142當(dāng)前第142頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)由于在垂直方向受力是相等的所以在水平方向：

式中Fj—工件獲得的夾緊力（N）；Fs—施加在斜楔上的原始作用力（N）；α—斜楔的斜角（°）；φ1—工件與斜楔之間的摩擦角，摩擦系數(shù)f1=tgφ1；φ2—夾具體與斜楔之間的摩擦角，摩擦系數(shù)f2=tgφ2。143當(dāng)前第143頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)3）斜楔自鎖條件的計(jì)算

自鎖：是指當(dāng)工件被夾緊之后，在不再施加原始作用力的情況下工件依然被夾緊的現(xiàn)象。圖1-63斜楔機(jī)構(gòu)自鎖時(shí)受力分析圖αFJF1φ1FJ’NF2φ2α-φ2144當(dāng)前第144頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)若N和F2的合力為R，則由自鎖條件：其中代入上式，得：一般取斜角α=6°～10°。圖1-63斜楔機(jī)構(gòu)自鎖時(shí)受力分析圖αFJF1φ1FJ’NF2φ2α-φ2145當(dāng)前第145頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)5）斜楔夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊行程

斜楔夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊行程一般很小，夾緊行程的大小與斜角和斜楔軸向移動(dòng)距離成正比關(guān)系。要增大夾緊行程，就必須增大斜楔軸向移動(dòng)距離或增大斜角，但往往都是不可行的。增大斜角會(huì)受到自鎖條件的限制；增大斜楔軸向移動(dòng)距離會(huì)使夾緊機(jī)構(gòu)的尺寸增大、體積增大，還會(huì)延長(zhǎng)操作時(shí)間，影響勞動(dòng)生產(chǎn)率。在生產(chǎn)實(shí)際中常采用雙斜角結(jié)構(gòu)的斜楔.α1α圖1-64雙斜角結(jié)構(gòu)的斜楔146當(dāng)前第146頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)6）斜楔夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用

斜楔夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，增力比較大Fj=(2.6～3.2)Q，自鎖性能好，廣泛應(yīng)用于中間遞力機(jī)構(gòu)。由于手動(dòng)夾緊費(fèi)時(shí)費(fèi)力效率低，所以很少用來手動(dòng)直接夾緊工件。斜楔夾緊機(jī)構(gòu)夾緊行程很小，故對(duì)工件夾緊表面的尺寸精度要求比較高，以避免發(fā)生夾不著或無法夾的情況。147當(dāng)前第147頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)2、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)

1）螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的工作原理

螺旋夾緊機(jī)構(gòu)是利用螺旋副配合轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的軸向移動(dòng)和軸向力直接夾緊工件或推動(dòng)夾緊元件對(duì)工件實(shí)施夾緊的，螺旋夾緊機(jī)構(gòu)148當(dāng)前第148頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)2）螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊力

螺栓或螺釘上的螺旋線相當(dāng)于繞在其中徑上的一個(gè)斜面，從本質(zhì)上講，螺旋夾緊機(jī)構(gòu)是由斜楔夾緊機(jī)構(gòu)演變而來的，故由斜楔夾緊機(jī)構(gòu)夾緊力Fj的計(jì)算可導(dǎo)出螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊力149當(dāng)前第149頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)式中FJ—螺旋夾緊機(jī)構(gòu)所產(chǎn)生的夾緊力；FS—作用在手柄上的原始作用力；L—原始作用力的力臂；d0—螺紋中徑；α—螺紋升角，標(biāo)準(zhǔn)緊固螺紋的螺旋升角為3.5°；φ1’—螺旋副的當(dāng)量摩擦角，可參閱相關(guān)資料求出；φ2—壓塊與工件之間的摩擦角；r’—壓塊與工件表面間的摩擦力矩半徑，可參閱相關(guān)資料進(jìn)行計(jì)算。p108150當(dāng)前第150頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)

3）增力倍數(shù)

一般摩擦系數(shù)f1=f2=0.1～0.15,對(duì)應(yīng)的摩擦角為5°43′～8°32′；螺旋的斜角α小于4°，若取φ1=8°32′，φ2=6°，α=3°，L=（12~8）d當(dāng)r=0，則Fj=140FS

；r=1/3d，F(xiàn)j=105FS

；r=1/2d，F(xiàn)j=98FS4）螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的自鎖條件螺旋夾緊機(jī)構(gòu)中，螺紋的升角α≤4°，具有良好的自鎖性能和抗振性能。151當(dāng)前第151頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)5）螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊行程

螺旋相當(dāng)于將長(zhǎng)斜楔繞在圓柱體上，夾緊行程不受限制，增大螺旋的軸向尺寸便可獲得大的夾緊行程，很方便。6）螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)、應(yīng)用及快速作用措施

螺旋夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，操作方便，自鎖性能好，增力比大，常用于手動(dòng)夾緊。

螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)是操作緩慢，為了提高其工作速度，生產(chǎn)實(shí)際中常采用快速作用措施。152當(dāng)前第152頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)

b)1—工件2—止動(dòng)銷3—螺母套筒手柄4—夾緊螺桿

快速作用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)153當(dāng)前第153頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)3．圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)1）圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)的工作原理

圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)作用原理ρx154當(dāng)前第154頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)圖中O1是圓偏心輪的幾何中心，R是幾何半徑，O2是回轉(zhuǎn)中心，e是偏心距（幾何中心與回轉(zhuǎn)中心之間的距離）。NN面是工件被夾緊表面。順時(shí)針扳動(dòng)手柄，圓偏心輪繞其回轉(zhuǎn)中心O2回轉(zhuǎn)，其回轉(zhuǎn)半徑逐漸增大，直至夾緊工件表面NN。以O(shè)2為圓心，以（R-e）為半徑作一虛線圓（稱基圓），則圖中陰影部分相當(dāng)于一個(gè)繞在基圓盤上的弧形楔。當(dāng)順時(shí)針扳動(dòng)手柄時(shí)，弧形楔便逐漸地楔緊在轉(zhuǎn)軸和工件之間，夾緊點(diǎn)x，此時(shí)回轉(zhuǎn)半徑ρx，如圖1-67b）所示，逆時(shí)針扳動(dòng)手柄即可實(shí)現(xiàn)松夾。

155當(dāng)前第155頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)圓偏心輪夾緊的工作原理就是利用圓偏心輪回轉(zhuǎn)半徑的變化夾緊或松開工件。圓偏心輪也是斜楔的一種變形結(jié)構(gòu)，其作用原理與斜楔相同。1）圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)的工作原理

156當(dāng)前第156頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)

2）主要結(jié)構(gòu)參數(shù)

圓偏心夾緊的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)157當(dāng)前第157頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)3）圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)夾緊力的計(jì)算

設(shè)有一當(dāng)量力FS1如圖所示，該力與回轉(zhuǎn)半徑ρx垂直，對(duì)回轉(zhuǎn)中心的力距與手柄上原始作用力Fs對(duì)回轉(zhuǎn)中心的力矩相等即158當(dāng)前第158頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)ρx159當(dāng)前第159頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)圓偏心輪也是斜楔的一種變形結(jié)構(gòu)，忽略轉(zhuǎn)軸對(duì)圓偏心輪的摩擦力距及轉(zhuǎn)軸對(duì)圓偏心輪的作用力（忽略會(huì)使夾緊力的值稍有增大），且時(shí)（要保證自鎖，αx=6°～10°），由斜楔夾緊機(jī)構(gòu)夾緊力Fj的計(jì)算可導(dǎo)出圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊力為：160當(dāng)前第160頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)式中Fj—夾緊力；FS—原始作用力；L—作用力臂；ρx—夾緊點(diǎn)處的回轉(zhuǎn)半徑；αx—夾緊點(diǎn)處的升角；φ1—圓偏心輪與工件之間的摩擦角；φ2—圓偏心輪與轉(zhuǎn)軸之間的摩擦角。161當(dāng)前第161頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)4）圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)的自鎖條件

MFjFxαγρx圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)自鎖條件分析162當(dāng)前第162頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)若忽略轉(zhuǎn)軸處摩擦力矩、作用力對(duì)自鎖的有利影響，要保證圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)自鎖必須163當(dāng)前第163頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)是工件與圓偏心輪之間的摩擦系數(shù)，一般取，故：因?yàn)槭铅磷兓?，要保證自鎖需164當(dāng)前第164頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)

5）增力倍數(shù)

當(dāng),f1=0.1，對(duì)應(yīng)的摩擦角為5°43′，

L=（2~2.5）DFj=(9-11)FS

6）圓偏心的夾緊行程

0～2e內(nèi)變化165當(dāng)前第165頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)7）圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用

圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，動(dòng)作迅速，但自鎖能力較差，增力比小，（取決于L/ρ的比值）。常用在切削平穩(wěn)且切削力不大的場(chǎng)合。下圖為幾種常見的圓偏心機(jī)構(gòu)。166當(dāng)前第166頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)：167當(dāng)前第167頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)4．定心夾緊機(jī)構(gòu)定心夾緊機(jī)構(gòu)定心定位168當(dāng)前第168頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)

1）以等速移動(dòng)原理工作的定心夾緊機(jī)構(gòu)

（1）三爪卡盤在夾緊工件的同時(shí)實(shí)現(xiàn)定心定位。三爪卡盤常用于工件的粗加工和半精加工。三爪卡盤的結(jié)構(gòu)如圖1-74a），定心夾緊原理如圖1-74b）。169當(dāng)前第169頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)a)b)圖1-74三爪自定心卡盤170當(dāng)前第170頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)（2）斜楔式定心夾緊機(jī)構(gòu)斜楔式定心夾緊機(jī)構(gòu)常用于工件以圓柱孔定位的情況。依靠斜楔的移動(dòng)，推動(dòng)滑塊徑向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的定心定位和夾緊。圖1-75是斜楔推動(dòng)滑塊對(duì)套筒件夾緊的實(shí)例。171當(dāng)前第171頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)圖1-75斜楔定心夾緊心軸例11—滑塊2—螺母172當(dāng)前第172頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)（3）螺旋定心夾緊機(jī)構(gòu)螺旋定心夾緊機(jī)構(gòu)是利用等螺距的左右旋螺紋驅(qū)動(dòng)兩活動(dòng)V形塊對(duì)工件實(shí)行定心夾緊。工件以對(duì)稱中心平面為定為基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)用這種夾緊機(jī)構(gòu)。173當(dāng)前第173頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)圖1-76螺旋、V形塊定心夾緊機(jī)構(gòu)1、2—V形塊3—螺桿4、10—緊定螺釘5、9—調(diào)節(jié)螺釘6、8—固定螺釘7—叉座11—工件174當(dāng)前第174頁\共有207頁\編于星期六\0點(diǎn)5．聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)

在夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中，有時(shí)需要對(duì)一個(gè)工件的幾個(gè)點(diǎn)或多個(gè)工件同時(shí)進(jìn)行夾緊，為減少工件裝夾時(shí)間，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，常采用各種聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)，這種機(jī)構(gòu)可以從一處施加作用力，同時(shí)在幾處或幾個(gè)方向上對(duì)一個(gè)或幾個(gè)工件同時(shí)進(jìn)行夾緊。

下圖所示的聯(lián)動(dòng)夾