機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 課件 第9章 機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)目錄第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)9.1 機(jī)床夾具概述9.2 工件在夾具上的定位9.3 工件在夾具中的夾緊9.4 裝夾誤差9.5 典型機(jī)床夾具9.6機(jī)床夾具設(shè)計(jì)方法第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

閱讀導(dǎo)入：工件上的外圓、內(nèi)孔、平面及曲面等幾何結(jié)構(gòu)都要在對(duì)應(yīng)的機(jī)床上通過切削加工得到，同時(shí)還要達(dá)到尺寸精度、幾何精度及表面粗糙度等設(shè)計(jì)要求。工件在加工前要能夠正確且方便地安裝到機(jī)床上，加工后能方便地取下，加工中要維持正確的加工狀態(tài)不變，這就需要機(jī)床上有能夠在滿足加工精度要求的條件下夾持工件完成加工過程的輔助裝置。這個(gè)輔助裝置稱為機(jī)床夾具，是一種工藝裝備，是工藝系統(tǒng)的重要組成部分，應(yīng)用十分廣泛。機(jī)床夾具可認(rèn)為是機(jī)床的“手”，我國(guó)制造業(yè)正在向“中國(guó)智造”邁進(jìn)，為了實(shí)現(xiàn)智能制造，機(jī)床夾具需要向自動(dòng)化和智能化方向發(fā)展。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

本章學(xué)習(xí)目標(biāo)：第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.1機(jī)床夾具概述9.1.1機(jī)床夾具的分類1．按夾具的應(yīng)用范圍分類（1）通用夾具

（2）專用機(jī)床夾具（3）組合夾具

（4）成組（5）自動(dòng)線夾具第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.1機(jī)床夾具概述9.1.1機(jī)床夾具的分類2．按使用機(jī)床類型分類機(jī)床類型不同，夾具結(jié)構(gòu)各異，由此可將夾具分為車床夾具、鉆床夾具、銑床夾具、鏜床夾具、磨床夾具和組合機(jī)床夾具等類型。3．按夾具動(dòng)力源分類按夾具所用夾緊動(dòng)力源，可將夾具分為手動(dòng)夾緊夾具、氣動(dòng)夾緊夾具、液壓夾緊夾具、氣液聯(lián)動(dòng)夾緊夾具、電磁夾緊夾具和真空夾緊夾具等。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.1機(jī)床夾具概述9.1.2機(jī)床夾具的組成1．定位元件定位元件是夾具上用來確定工件正確位置的零部件，工件在加工前必須先找到正確的位置。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.1機(jī)床夾具概述9.1.2機(jī)床夾具的組成2．夾緊裝置夾緊裝置是夾具上使工件在加工過程中保持正確位置不變的零部件。夾緊裝置通常由力源裝置、中間傳力機(jī)構(gòu)和夾緊元件三部分組成。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.1機(jī)床夾具概述9.1.2機(jī)床夾具的組成3．對(duì)刀及導(dǎo)向裝置對(duì)刀及導(dǎo)向裝置是確定刀具與工件之間相對(duì)位置的零部件，從而防止加工過程中刀具發(fā)生偏斜。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.1機(jī)床夾具概述9.1.2機(jī)床夾具的組成4．夾具體夾具體是機(jī)床夾具的基礎(chǔ)件，將夾具的所有組成部分連接成一個(gè)整體。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.1機(jī)床夾具概述9.1.2機(jī)床夾具的組成5．其他裝置或元件按照工序的加工要求，有些夾具上還設(shè)置有如用作分度的分度元件、動(dòng)力裝置的操縱系統(tǒng)、自動(dòng)上下料的上下料裝置、夾具與機(jī)床的連接元件等其他裝置或元件。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.1機(jī)床夾具概述9.1.3機(jī)床夾具的作用1．便于保證加工精度2．提高勞動(dòng)生產(chǎn)率3．減輕勞動(dòng)強(qiáng)度4．?dāng)U大機(jī)床的工藝范圍第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.2工件在夾具上的定位9.2.1定位方式1．六點(diǎn)定位原理一個(gè)物體在空間可以有六個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)，如圖所示，長(zhǎng)方體在直角坐標(biāo)系中可以有3個(gè)平移運(yùn)動(dòng)和3個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。3個(gè)平移運(yùn)動(dòng)分別是沿x、y、z軸的平移運(yùn)動(dòng)3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)分別是繞x、y、z軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)習(xí)慣上，把上述6個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)稱作六個(gè)自由度。如果采取一定的約束措施，限制物體的六個(gè)自由度，則稱物體被完全定位。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.2.1定位方式1．六點(diǎn)定位原理如圖所示的長(zhǎng)方體工件定位時(shí)，可以在其底面設(shè)置3個(gè)不共線的約束點(diǎn)1，2，3；在側(cè)面設(shè)置兩個(gè)約束點(diǎn)4，5并在端面設(shè)置一個(gè)約束點(diǎn)6，則約束點(diǎn)1，2，3可以限制三個(gè)自由度；約束點(diǎn)4，5可以限制兩個(gè)自由度，約束點(diǎn)6可以限制一個(gè)自由度

。在實(shí)際應(yīng)用中，常把接觸面積很小的支承釘看作是約束點(diǎn)，即按上述位置布置6個(gè)支承釘，可限制長(zhǎng)方體工件的6個(gè)自由度。

用6個(gè)按一定規(guī)則布置的約束點(diǎn)，可以限制工件的六個(gè)自由度，實(shí)現(xiàn)完全定位，稱為六點(diǎn)定位原理。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.2工件在夾具上的定位9.2.1定位方式第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.2工件在夾具上的定位9.2.1定位方式第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.2工件在夾具上的定位9.2.1定位方式第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.2工件在夾具上的定位9.2.1定位方式2．定位基面與定位基準(zhǔn)定位基面是工件上與定位元件接觸的表面，分為主要定位基面和次要定位基面，被限制自由度個(gè)數(shù)最多的定位基面為主要定位基面，其他為次要定位基面。例如加工套筒外圓時(shí)，零件上有外圓與內(nèi)孔的同軸度要求，應(yīng)采用長(zhǎng)銷小平面組合定位方案，以內(nèi)孔作為主要定位基面。定位基準(zhǔn)是由定位基面所體現(xiàn)出來的幾何要素，可以是工件上的組成要素，也可以是中心要素。用支承釘定位時(shí)，工件平面即是定位基面又是定位基準(zhǔn)；用V形塊定位時(shí)，工件外圓柱面為定位基面，而外圓柱面的中心軸線為定位基準(zhǔn)。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.2.1定位方式3．完全定位與不完全定位在圖中，xoy平面上的支承點(diǎn)限制了工件的3個(gè)；xoz平面上的支承點(diǎn)限制了工件的2個(gè)自由度

；yoz平面上的支承點(diǎn)限制了1個(gè)自由度。因而，工件的全部6個(gè)自由度都被限制了限制，稱為“完全定位”。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.2.1定位方式3．完全定位與不完全定位然而，工件在夾具中并非都需要完全定位，可根據(jù)具體加工要求確定限制自由度個(gè)數(shù)。例如銑削長(zhǎng)方體工件上表面，只需限制三個(gè)自由度，顯然，此情況的定位方式也是合理的。這種允許少于六點(diǎn)的定位稱為“不完全定位”或“部分定位”。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.2工件在夾具上的定位9.2.1定位方式4．過定位與欠定位在加工中，如果工件的定位支承點(diǎn)數(shù)少于應(yīng)限制的自由度數(shù)，稱為“欠定位”，這種情況必然導(dǎo)致達(dá)不到所要求的加工精度。例如在圖中，若工件左端面不設(shè)置定位支承點(diǎn)，則難以保證37.5±0.5的尺寸要求。顯然，欠定位在夾具中是絕對(duì)不允許出現(xiàn)的。反之，若工件的某一個(gè)自由度同時(shí)被一個(gè)以上的定位支承點(diǎn)重復(fù)限制，則對(duì)這個(gè)自由度的限制會(huì)產(chǎn)生矛盾，稱為“過定位”或“重復(fù)定位”。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.2.1定位方式4．過定位與欠定位如圖所示，在滾齒機(jī)上加工齒輪時(shí)，工件是以內(nèi)孔和一個(gè)端面作為定位基面裝夾在滾齒機(jī)心軸1和支承凸臺(tái)3上，其中心軸1限制了工件四個(gè)自由度，支承凸臺(tái)3限制了工件三個(gè)自由度，出現(xiàn)了過定位現(xiàn)象。一般來說，工件過定位可能出現(xiàn)定位困難，或者也可能在夾緊后使工件或夾具產(chǎn)生變形，增大加工誤差。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.2.1定位方式4．過定位與欠定位在定位方案設(shè)計(jì)時(shí)，一般不允許出現(xiàn)過定位的情況；而只有在需要增強(qiáng)工藝系統(tǒng)剛度且工件各定位面之間具有較高位置精度時(shí)才允許采用過定位定位方案。當(dāng)出現(xiàn)過定位時(shí)，消除過定位及其干涉有兩種途徑：①改變定位元件的結(jié)構(gòu)，以減少轉(zhuǎn)化支撐點(diǎn)的數(shù)目，消除被重復(fù)限制的自由度。②提高工件定位基面之間的位置精度，以消除過定位引起的干涉。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.2工件在夾具上的定位9.2.2常見定位方式與定位元件1．工件以平面定位工件以平面定位時(shí)，定位基準(zhǔn)就是與定位元件接觸的平面，常用的定位元件有支承釘、支承板、可調(diào)支承和自位支承。（1）支承釘當(dāng)工件尺寸遠(yuǎn)大于支承釘尺寸時(shí)，一個(gè)支承釘相當(dāng)于一個(gè)支承點(diǎn)，限制1個(gè)自由度；在一個(gè)平面內(nèi)，兩個(gè)支承釘限制2個(gè)自由度；不在同一直線上的三個(gè)支承釘限制3個(gè)自由度。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.2.2常見定位方式與定位元件1．工件以平面定位（2）支承板當(dāng)工件定位平面較大時(shí)，常用多塊支承板組合成一個(gè)平面。一般情況，一個(gè)支承板相當(dāng)于兩個(gè)支承點(diǎn)，限制2個(gè)自由度；兩個(gè)（或多個(gè)）支承板組合，相當(dāng)于一個(gè)平面，可以限制3個(gè)自由度。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

1．工件以平面定位（3）可調(diào)支承可調(diào)支承的支承面高度可以適當(dāng)調(diào)整，調(diào)整好后再鎖緊，其作用相當(dāng)于一個(gè)固定支承，常用于工件定位基面形狀復(fù)雜（如臺(tái)階面、成形表面）或毛坯尺寸、形狀變化較大的場(chǎng)合。可調(diào)性完全是為了彌補(bǔ)粗基準(zhǔn)面的制造誤差而設(shè)計(jì)的。一般每加工一批毛坯時(shí)，先根據(jù)粗基準(zhǔn)的誤差變化情況，調(diào)整支承釘l的位置，調(diào)整好后，再用鎖緊螺母2鎖緊。因此，可調(diào)支承在一批工件加工前調(diào)整好以后，在同批工件加工時(shí)，其作用與固定支承相同。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

1．工件以平面定位（4）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，也稱為浮動(dòng)支承，如圖所示。特點(diǎn)是：支承點(diǎn)的位置能隨著工件定位基面的不同而自動(dòng)調(diào)節(jié)，工件定位面壓下其中一點(diǎn)，其余點(diǎn)便上升，直至各點(diǎn)都與工件接觸。只限制1個(gè)自由度第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

1．工件以平面定位（5）輔助支承

輔助支承在夾具中僅用于增加工件的支承剛性和穩(wěn)定性，以防止在切削時(shí)因切削力的作用導(dǎo)致工件發(fā)生變形，影響加工精度。輔助支承不屬于定位元件，不起定位作用，即不限制工件的自由度。只有當(dāng)工件定位之后，再通過手動(dòng)或自動(dòng)調(diào)節(jié)其位置，使之與工件表面接觸，因而每更換一次工件，需要調(diào)整一次。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.2.2常見定位方式與定位元件2．工件以孔定位工件以內(nèi)孔定位時(shí)，定位基準(zhǔn)是孔的中心軸線，常用的定位元件有定位銷和心軸。（1）定位銷圖為固定式定位銷的結(jié)構(gòu)第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.2.2常見定位方式與定位元件2．工件以孔定位（2）心軸定位心軸種類很多，主要用于車、銑、磨等機(jī)床上加工套筒類和空心盤類工件的定位。常用的有圓柱心軸及錐度心軸等。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.2.2常見定位方式與定位元件3．工件以外圓柱面定位工件以外圓柱面定位時(shí)，定位基準(zhǔn)為外圓柱面的中心軸線，常用的定位元件有V形塊、定位套和半圓孔等。（1）V形塊

第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.2.2常見定位方式與定位元件3．工件以外圓柱面定位（1）V形塊

第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.2.2常見定位方式與定位元件3．工件以外圓柱面定位（2）定位套工件以外圓柱面在圓孔中定位所用的定位元件多制成套筒式固定在夾具體上。定位套定位的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單方便，但定位時(shí)有間隙，定心精度不高。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.2.2常見定位方式與定位元件3．工件以外圓柱面定位（3）半圓孔當(dāng)工件尺寸較大，用圓柱孔定位不方便時(shí)，可將圓柱孔改成兩半，下半孔用作定位，上半孔用于壓緊工件。短半圓孔定位限制工件的2個(gè)自由度；長(zhǎng)半圓孔定位限制工件的4個(gè)自由度。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.2.2定位方式4.工件以組合表面定位在實(shí)際生產(chǎn)中，為滿足加工要求，有時(shí)采用幾個(gè)定位面相組合的方式進(jìn)行定位。常見的組合形式有：兩頂尖孔、一端面一孔、一端面一外圓、一面兩孔等，與之相對(duì)應(yīng)的定位元件也是組合式的。例如，長(zhǎng)軸類零件采用雙頂尖組合定位；箱體類零件采用一面雙銷組合定位。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.2.3定位方案的設(shè)計(jì)1．定位方案設(shè)計(jì)的基本原則（1）遵循基準(zhǔn)重合原則

使定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合。在多工序加工時(shí)，還應(yīng)遵循基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，具有一定的定位精度。但考慮到實(shí)際情況，定位基準(zhǔn)也可以不選用工序基準(zhǔn)。（2）合理選擇主要定位基準(zhǔn)

主要定位基準(zhǔn)應(yīng)有較大的支承面，較高的精度。（3）裝夾方便

便于工件的裝夾和加工，并使夾具的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.2.3定位方案的設(shè)計(jì)2．對(duì)定位元件的要求（1）足夠的定位精度（2）足夠的耐磨性和儲(chǔ)備精度（3）足夠的強(qiáng)度和剛度（4）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)工藝性第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.3工件在夾具中的夾緊9.3.1夾緊裝置的組成和要求1．夾緊裝置的組成工件在夾具中定位后，再由夾緊裝置將工件夾緊。夾緊裝置的組成有：（1）動(dòng)力裝置，以產(chǎn)生夾緊動(dòng)力；（2）夾緊元件，即直接用于夾緊工件的元件。（3）中間傳力機(jī)構(gòu)，是將原動(dòng)力傳遞給夾緊元件的機(jī)構(gòu)。在有些夾具中，夾緊元件往往就是中間傳力機(jī)構(gòu)的一部分，通常將夾緊元件和中間傳力機(jī)構(gòu)統(tǒng)稱為夾緊機(jī)構(gòu)。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.3工件在夾具中的夾緊9.3.1夾緊裝置的組成和要求2．對(duì)夾緊裝置的要求夾緊裝置是夾具的重要組成。在設(shè)計(jì)夾緊裝置時(shí)，應(yīng)滿足以下基本要求。①在夾緊過程中應(yīng)能保持工件定位時(shí)所獲得的正確位置。②夾緊應(yīng)可靠和適當(dāng)。夾緊機(jī)構(gòu)一般要有自鎖作用，保證在加工過程中不會(huì)產(chǎn)生松動(dòng)或振動(dòng)。夾緊工件時(shí)，不允許工件產(chǎn)生不適當(dāng)?shù)淖冃魏捅砻鎿p傷。③夾緊裝置應(yīng)操作方便、省力、安全。④夾緊裝置的復(fù)雜程度和自動(dòng)化程度應(yīng)與工件的生產(chǎn)批量和生產(chǎn)方式相適應(yīng)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)力求簡(jiǎn)單、緊湊，并盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)化元件。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.3工件在夾具中的夾緊9.3.2夾緊力的確定夾緊力包括大小、方向和作用點(diǎn)三個(gè)要素，是夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中首先要解決的問題。1．夾緊力作用點(diǎn)的選擇夾緊力作用點(diǎn)的選擇是指在夾緊力作用方向已定的情況下，確定夾緊元件與工件接觸點(diǎn)的位置和接觸點(diǎn)的數(shù)目。一般應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.3.2夾緊力的確定1．夾緊力作用點(diǎn)的選擇一般應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)正對(duì)支承元件或位于支承元件所形成的支承面內(nèi)，以保證工件已獲得的定位不變。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.3.2夾緊力的確定1．夾緊力作用點(diǎn)的選擇（2）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)處在工件剛性較好的部位，以減小工件的夾緊變形。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.3.2夾緊力的確定1．夾緊力作用點(diǎn)的選擇（3）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近被加工表面，以便減小切削力對(duì)工件造成的翻轉(zhuǎn)力矩。必要時(shí)應(yīng)在工件剛度差的部位增加輔助支承并施加夾緊力，以減小切削過程中的振動(dòng)和變形。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.3.2夾緊力的確定2．夾緊力方向的選擇夾緊力方向的選擇，一般應(yīng)遵循以下原則：（1）夾緊力的作用方向應(yīng)有利于工件的準(zhǔn)確定位，而不能破壞定位。為此一般要求主要夾緊力應(yīng)垂直指向主要定位面。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.3.2夾緊力的確定2．夾緊力方向的選擇（2）夾緊力的作用方向應(yīng)與工件剛度最大的方向一致，以減小工件的夾緊變形。（3）夾緊力作用方向應(yīng)盡量與工件的切削力、重力等的作用方向一致，可減小所需夾緊力值。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.3.3典型夾緊機(jī)構(gòu)1．斜楔夾緊機(jī)構(gòu)斜楔是夾緊機(jī)構(gòu)中最為基本的一種形式，是利用斜面移動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的力來夾緊工件的，常用于氣動(dòng)和液壓夾具中。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.3.3典型夾緊機(jī)構(gòu)2．螺旋夾緊機(jī)構(gòu)由螺釘、螺母、墊圈、壓板等元件組成的夾緊機(jī)構(gòu)稱為螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造，而且自鎖性好，夾緊力大，是夾緊機(jī)構(gòu)中應(yīng)用最廣泛的一種機(jī)構(gòu)。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的工作原理與斜楔相似。由于螺紋升角小，螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的自鎖性能好，夾緊力和夾緊行程都較大，在手動(dòng)夾具上應(yīng)用較多。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.3.3典型夾緊機(jī)構(gòu)3．偏心夾緊機(jī)構(gòu)如圖所示的偏心夾緊機(jī)構(gòu)是斜楔夾緊機(jī)構(gòu)的一種變形，是通過偏心輪直接夾緊工件或與其他元件組合夾緊工件的。常用的偏心件有圓偏心和曲線偏心，圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，夾緊迅速等優(yōu)點(diǎn)；但其夾緊行程小，增力倍數(shù)小，自鎖性能差，故一般只在被夾緊表面尺寸變動(dòng)不大和切削過程振動(dòng)較小的場(chǎng)合應(yīng)用。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.3.3典型夾緊機(jī)構(gòu)4．定心夾緊機(jī)構(gòu)定心夾緊機(jī)構(gòu)是指能夠在實(shí)現(xiàn)工件定心作用的同時(shí)，又起著夾緊工件作用的夾緊機(jī)構(gòu)。定心夾緊機(jī)構(gòu)中與工件定位基面相接觸的元件，既是定位元件，又是夾緊元件。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.3.3典型夾緊機(jī)構(gòu)5．鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)是一種增力機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，增力比大，摩擦損失小，但一般不具備自鎖性能，常與具有自鎖性能的機(jī)構(gòu)組成復(fù)合夾緊機(jī)構(gòu)。所以鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)適用于多點(diǎn)、多件夾緊，在氣動(dòng)、液壓夾具中獲得廣泛應(yīng)用。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.3.4夾緊的動(dòng)力裝置6．聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)是一種高效夾緊機(jī)構(gòu)，它可通過一個(gè)操作手柄或一個(gè)動(dòng)力裝置，對(duì)一個(gè)工件的多個(gè)夾緊點(diǎn)實(shí)施夾緊，或同時(shí)夾緊若干個(gè)工件。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.3.3典型夾緊機(jī)構(gòu)1．氣動(dòng)夾緊裝置氣動(dòng)夾緊裝置以壓縮空氣作為動(dòng)力源推動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)夾緊工件。進(jìn)入氣缸的壓縮空氣的壓力為0.4~0.6MPa。常用的氣缸結(jié)構(gòu)有活塞式和薄膜式兩種。活塞式氣缸按照氣缸裝夾方式分類有固定式、擺動(dòng)式和回轉(zhuǎn)式三種，按工作方式分類有單向作用和雙向作用兩種。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.3.4夾緊的動(dòng)力裝置2．液壓夾緊裝置液壓夾緊裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理與氣動(dòng)夾緊裝置基本相同，所不同的是工作介質(zhì)是壓力油，工作壓力可達(dá)5~6.5MPa。與氣壓夾緊裝置相比，液壓夾緊具有以下優(yōu)點(diǎn)：傳動(dòng)力大，夾具結(jié)構(gòu)相對(duì)比較?。挥鸵翰豢蓧嚎s，夾緊可靠，工作平穩(wěn)；噪聲小。不足之處是須設(shè)置專門的液壓系統(tǒng)，應(yīng)用范圍受限制，一般在沒有液壓系統(tǒng)的單臺(tái)機(jī)床上不宜使用。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.3.4夾緊的動(dòng)力裝置3．氣液聯(lián)動(dòng)夾緊裝置為了綜合利用氣壓和液壓裝置的優(yōu)點(diǎn)，可在沒有液壓系統(tǒng)的機(jī)床上采用氣液聯(lián)動(dòng)夾緊裝置，第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.3.4夾緊的動(dòng)力裝置4．磁力夾緊裝置磁力夾緊裝置是利用磁力對(duì)鐵磁類工件進(jìn)行夾緊的裝置，可分為永磁式和電磁式。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.3.4夾緊的動(dòng)力裝置5．真空夾緊裝置通過夾具的密閉空腔產(chǎn)生真空，依靠大氣壓力將工件壓緊。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.4裝夾誤差工件的裝夾過程分為定位過程與夾緊過程，這兩個(gè)過程中都可能使工件偏離所要求的正確位置，而產(chǎn)生定位誤差與夾緊誤差裝夾誤差包括定位誤差與夾緊誤差9.4.1定位誤差的定義與產(chǎn)生原因1．定位誤差的定義定性：定位誤差是因定位不準(zhǔn)確而引起工序尺寸變化，進(jìn)而引起的加工誤差定量：定位誤差是由定位不準(zhǔn)確引起的工序基準(zhǔn)沿工序尺寸方向上的最大變動(dòng)量。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.4裝夾誤差9.4.1定位誤差的定義與產(chǎn)生原因使用夾具裝夾大批量生產(chǎn)時(shí)，定位誤差是引起加工誤差的主要因素之一，為了能夠保證加工精度，以及判斷定位方案是否合理，一般取：第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.4.1定位誤差的定義與產(chǎn)生原因2．定位誤差產(chǎn)生的原因（1）基準(zhǔn)不重合誤差由于定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，引起的工序基準(zhǔn)沿工序尺寸方向上的最大變動(dòng)量，用△jb表示。如果工序基準(zhǔn)的變動(dòng)方向與工序尺寸方向之間存在夾角β，應(yīng)取工序尺寸方向上的投影值，則有△jb=δjb·cosβ，其中δjb為工序基準(zhǔn)的變動(dòng)量。（2）基準(zhǔn)位移誤差由于定位基面或定位支承面的制造誤差，使定位基準(zhǔn)產(chǎn)生位移，進(jìn)而引起的工序基準(zhǔn)沿工序尺寸方向上的最大位移量，用△jw表示。如果工序基準(zhǔn)的位移方向與工序尺寸方向之間存在夾角γ，則有△jw=δjw·cosγ，其中δjw為工序基準(zhǔn)的位移量。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.4.2定位誤差的分析與計(jì)算1．定位誤差的定義法計(jì)算定義法又可稱為圖解法或幾何法按定位誤差的定義計(jì)算工序基準(zhǔn)在工序尺寸方向上的最大變動(dòng)量；計(jì)算時(shí)，先找出工序基準(zhǔn)相對(duì)于刀具（或機(jī)床）的兩個(gè)極限位置，再根據(jù)幾何關(guān)系求出這兩個(gè)極限位置在工序尺寸方向上的距離，就是定位誤差。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.4.2定位誤差的分析與計(jì)算1．定位誤差的定義法計(jì)算例9-1采用下圖所示的定位方式，在一批工件上加工

的內(nèi)孔，并要求同軸度公差為0.015。若外徑尺寸為

，平面距中心b=（20±0.010）mm都已加工且合格。試計(jì)算此方案的定位誤差。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

1．定位誤差的定義法計(jì)算解：1）分析加工要求及定位方案由題意可知，工序尺寸為同軸度，工序尺寸公差T工=0.015工序尺寸方向?yàn)榻孛鎯?nèi)任意方向，工序基準(zhǔn)外圓中心軸線。工序基準(zhǔn)會(huì)因工件外徑φd和尺寸b存在誤差而發(fā)生變動(dòng)，這兩個(gè)尺寸是相互獨(dú)立的。當(dāng)φd和b都為上極限尺寸時(shí)，O點(diǎn)最高；當(dāng)φd和b都為下極限尺寸時(shí)，O點(diǎn)最低。這兩個(gè)極限位置也就是工序基準(zhǔn)的最大變動(dòng)范圍。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

2）確定工序基準(zhǔn)的極限位置假設(shè)圖（a）中的φd和b都為上極限尺寸，先固定b不變而讓?duì)誨由最大值變到最小值，此時(shí)O點(diǎn)豎直下降至O1點(diǎn)，再讓b由最大值變到最小值，此時(shí)O1點(diǎn)將沿斜面下降至O2點(diǎn)。從而OO2的距離即為所求的定位誤差。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

2）確定工序基準(zhǔn)的極限位置。假設(shè)圖9-35（a）中的φd和b都為上極限尺寸，先固定b不變而讓?duì)誨由最大值變到最小值，此時(shí)O點(diǎn)豎直下降至O1點(diǎn)，再讓b由最大值變到最小值，此時(shí)O1點(diǎn)將沿斜面下降至O2點(diǎn)。從而O1O2的距離即為所求的定位誤差。3）計(jì)算定位誤差。按圖9-35（b）連輔助線，由于斜面夾角為45°，從而可知O2O3=O1O3=Tb=0.02mm。再計(jì)算OO1=CO-CO1=（OA1-O1A2）/sin45°=Td/（2sin45°）=0.03/（2sin45°）=0.011mm。則定位誤差mm。4）校核。T工=0.015mm，△dw=0.012mm，則△dw>T工/3，定位誤差過大，應(yīng)提高φd和b的加工精度，使△dw減小至T工/3以下。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.4.2定位誤差的分析與計(jì)算2．定位誤差的合成法計(jì)算將產(chǎn)生定位誤差的兩個(gè)原因合成為△dw=△jb±△jw=δjb·cosβ±δjw·cosγ

（9-2）計(jì)算過程及式（9-2）中“+”、“-”號(hào)的確定方法如下。（1）分析加工要求及定位方案。明確工序尺寸及其公差、工序尺寸方向、工序基準(zhǔn)、定位基面、定位基準(zhǔn)。（2）分析計(jì)算基準(zhǔn)不重合誤差。若定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合，則△jb=0；若不重合，可假設(shè)定位基準(zhǔn)不變，使工序基準(zhǔn)面的尺寸由最大變最?。ɑ蛴勺钚∽冏畲螅?，從而計(jì)算基準(zhǔn)不重合誤差△jb，并確定工序基準(zhǔn)的變動(dòng)方向。（3）分析計(jì)算基準(zhǔn)位移誤差。使定位基面的尺寸由最大變最?。ɑ蛴勺钚∽冏畲螅┗蚺c工序基準(zhǔn)面作同樣變化，從而計(jì)算基準(zhǔn)位移誤差△jw，并確定工序基準(zhǔn)的位移方向。（4）判斷“+”、“-”號(hào)。若工序基準(zhǔn)的變動(dòng)與位移獨(dú)立時(shí)，應(yīng)考慮最不利的情況，從而取“+”號(hào)。若工序基準(zhǔn)的變動(dòng)與位移有關(guān)時(shí)，即二者同時(shí)變化，則當(dāng)二者變化方向相同時(shí)取“+”號(hào)；二者變化方向相反時(shí)，取“-”號(hào)。（5）校核。△dw是一個(gè)相對(duì)量，計(jì)算中一般取正值，根據(jù)式（9-1）判斷合理性。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.4.2定位誤差的分析與計(jì)算3．工件以平面定位時(shí)的定位誤差例9-2如圖所示的工件，M面到G面的距離已加工至尺寸A±TA/2，現(xiàn)要加工N面，標(biāo)注尺寸為B±TB/2，若采用圖（b）、（c）兩種定位方案進(jìn)行加工。銑刀位置根據(jù)定位基準(zhǔn)調(diào)整，在加工一批工件過程中始終保持不變，計(jì)算這兩種定位方案的定位誤差。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.4.2定位誤差的分析與計(jì)算3．工件以平面定位時(shí)的定位誤差解：由圖（a）可知工序尺寸為B，公差為T工=TB，工序尺寸方向?yàn)樨Q直方向，工序基準(zhǔn)為G面，β=γ=0°。1）對(duì)于圖（b）中的方案，定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)都是G面，故基準(zhǔn)重合，則有△jb（b）=0。若假設(shè)G面和定位元件的平面度誤差的代數(shù)和為δl，故△jw（b）=δl。從而定位誤差△dw（b）=△jb（b）+△jw（b）=0+δl=δl（變動(dòng)與位移獨(dú)立，取“+”號(hào)）。若δl<TB/3，則方案合理。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.4.2定位誤差的分析與計(jì)算3．工件以平面定位時(shí)的定位誤差2）對(duì)于（c）中的方案，定位基準(zhǔn)為M面，而工序基準(zhǔn)是G面，故基準(zhǔn)不重合，則△jb（c）=TA。若假設(shè)M面和定位元件的平面度誤差的代數(shù)和為δ2，則△jw=δ2。從而定位誤差△dw=△jb+△jw=TA+δ2。若TA+δ2<TB/3，則方案合理。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.4.3夾緊誤差?yuàn)A具上，夾緊工件時(shí)，夾緊力通過工件傳到定位裝置，造成工件、定位基面及夾具變形，從而使工件加工面產(chǎn)生加工誤差，即由夾緊而引起的加工誤差，稱為夾緊誤差。夾緊誤差主要包括彈性變形和接觸變形兩個(gè)方面第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.4.3夾緊誤差1．工件的彈性變形當(dāng)工件、夾具剛度不足，或夾緊力作用方向、作用點(diǎn)選擇不當(dāng)時(shí)，夾緊力都會(huì)使工件或夾具產(chǎn)生彈性變形，造成加工誤差。例如，用三爪卡盤裝夾薄壁套筒鏜孔第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.4.3夾緊誤差2．工件定位基面與夾具定位面之間的接觸變形接觸變形是由工件定位基面和夾具定位面的形狀誤差和粗糙度所造成。因?yàn)楣ぜA緊后，表面少數(shù)波峰開始沉陷，隨著夾緊力的增加，沉陷范圍及數(shù)值也逐漸增大，同時(shí)兩個(gè)表面的實(shí)際接觸面積也逐漸擴(kuò)大，接觸狀態(tài)才漸趨于穩(wěn)定。這種表面沉陷的數(shù)值，與兩接觸件材料的性質(zhì)、硬度、表面粗糙度以及所施加的單位正壓力等因素有關(guān)，但是，由于工件彈性變形的計(jì)算很復(fù)雜，而目前接觸變形可供實(shí)際應(yīng)用的資料很少，所以在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，對(duì)夾緊誤差一般不作定量計(jì)算，而是采取各種措施來減少夾緊誤差對(duì)加工精度的影響。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.4.3夾緊誤差3．減少夾緊誤差的措施（1）合理選擇夾緊力的作用點(diǎn)、方向和大小。（2）合理選擇或設(shè)計(jì)定位和夾緊元件及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。

例如對(duì)剛性較差的工件，設(shè)置輔助支承或采用浮動(dòng)夾緊裝置等，以提高工件的裝夾剛度，從而減少工件和夾具的彈性變形。（3）增大接觸面的面積，降低接觸應(yīng)力；提高接觸面的硬度、光潔度，降低表面粗糙度，必要時(shí)經(jīng)過預(yù)壓，以減少接觸變形。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.5典型機(jī)床夾具9.5.1車床夾具車床夾具連接在車床主軸上，并隨主軸回轉(zhuǎn)，用于加工回轉(zhuǎn)體零件車床夾具根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為心軸式、角鐵式、卡盤式等第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.5典型機(jī)床夾具9.5.2鉆床夾具鉆床夾具的明顯特點(diǎn)是設(shè)有引導(dǎo)鉆頭的鉆套鉆套安裝在鉆模板上，所以習(xí)慣上將鉆床夾具稱為“鉆?！备鶕?jù)工件上被加工孔的分布情況和工件的生產(chǎn)類型鉆模在結(jié)構(gòu)上有固定式、回轉(zhuǎn)式、翻轉(zhuǎn)式、蓋板式和懸掛式等多種形式。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.5典型機(jī)床夾具9.5.2鉆床夾具1.固定式鉆模

加工中鉆模相對(duì)于工件的位置保持不變的鉆模稱為固定式鉆模，可以與夾具體做成一體，也可以用螺釘與夾具體相聯(lián)接。采用這種鉆模板鉆孔，位置精度較高，多用于立式鉆床、搖臂鉆床和多軸鉆床上。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

1.固定式鉆模

1—圓支承板2—長(zhǎng)V形塊3—鉆模板4—鉆套5—V形壓頭6—螺釘7—轉(zhuǎn)軸8—手柄第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.5.2鉆床夾具2.回轉(zhuǎn)式鉆?；剞D(zhuǎn)式鉆模用于加工分布在同一圓周上的平行孔系或徑向孔系。如圖所示是用于加工扇形工件上三個(gè)等分徑向孔的回轉(zhuǎn)式鉆模。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.5.2鉆床夾具6．鉆床夾具上的鉆套鉆套是引導(dǎo)刀具的元件，用以保證孔的加工位置，并防止加工過程中刀具的偏斜。如圖所示，鉆套按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為4種類型，即固定鉆套、可換鉆套、快換鉆套和特殊鉆套。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

6．鉆床夾具上的鉆套如圖所示為，特殊鉆套第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.5典型機(jī)床夾具9.5.3銑床夾具銑削加工屬斷續(xù)切削，易產(chǎn)生振動(dòng)，銑床夾具的受力部件要有足夠的強(qiáng)度和剛度，夾緊機(jī)構(gòu)所提供的夾緊力應(yīng)足夠大，且要求有較好的自鎖性能。1．銑床夾具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.5.3銑床夾具1．銑床夾具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

9.5.3銑床夾具2．銑床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)對(duì)刀塊和定位鍵是銑床夾具的特有元件。對(duì)刀塊是用來確定銑刀相對(duì)于夾具定位元件位置關(guān)系的；定位鍵是用來確定夾具相對(duì)于機(jī)床位置關(guān)系的。（1）對(duì)刀塊

圖給出了常見對(duì)刀塊結(jié)構(gòu)，其中是高度對(duì)刀塊用于圓柱銑刀、立銑刀的校對(duì)；直角對(duì)刀塊用于盤狀兩面刃、三面刃銑刀的校對(duì)；成形對(duì)刀塊用于成形銑刀的校對(duì)。采用對(duì)刀塊時(shí)，為防止損壞切削刃和使對(duì)刀塊過早磨損，刀具與對(duì)刀面一般都不直接接觸，在對(duì)刀面移近刀具時(shí)，在對(duì)刀面和銑刀之間塞入具有規(guī)定厚度（2mm-3mm）的塞尺，憑抽動(dòng)的松緊感覺來判斷刀具的正確位置。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)

2．銑床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)（1）對(duì)刀塊

下圖給出了常見對(duì)刀塊結(jié)構(gòu)，其中是高度對(duì)刀塊用于圓柱銑刀、立銑刀的校對(duì)；直角對(duì)刀塊用于盤狀兩面刃、三面刃銑刀的校對(duì)；成形對(duì)刀塊用于成形銑刀的校對(duì)。采用對(duì)刀塊時(shí)，為防止損壞切削刃和使對(duì)刀塊過早磨損，刀具與對(duì)刀面一般都不直接接觸，在對(duì)刀面移近刀具時(shí)，在對(duì)刀面和銑刀之間塞入具有規(guī)定厚度（2mm-3mm）的塞尺，憑抽動(dòng)的松緊感覺來判斷刀具的正確位置。第9章機(jī)床夾具原理與設(shè)計(jì)