《機(jī)械制造技術(shù)》課件2第3章

3.1機(jī)床夾具概述3.2工件夾具中的定位3.3定位方式與定位元件3.4定位誤差分析3.5工件在夾具中的夾緊3.6現(xiàn)代機(jī)床不夾具簡(jiǎn)介3.1.1工件的裝夾方式

裝夾是指工件加工前，在機(jī)床或夾具中占據(jù)某一正確加工位置，然后再予以壓緊工件的過(guò)程。

1.找正法裝夾工件

找正法裝夾工件有以下兩種：

(1)以工件已有表面找正裝夾工件，如圖3-1所示在四爪卡盤上用劃針找正裝夾工件。3.1機(jī)床夾具概述圖3-1四爪裝夾工件

(2)以工件上事先劃好的線痕跡找正裝夾工件，如圖3-2所示在虎鉗上用劃針找正裝夾工件。

找正法裝夾工件主要過(guò)程：預(yù)夾緊→找正、調(diào)整→完全夾緊。

找正法裝夾工件，工件正確位置的獲得是通過(guò)找正達(dá)到的，夾具只起到夾緊工件的作用。這種方法方便、簡(jiǎn)單、生產(chǎn)率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大，適用于單件、小批生產(chǎn)。圖3-2虎鉗裝夾工件

2.專用夾具裝夾工件

1)鉆床夾具裝夾工件

如圖3-3所示，在鉆床夾具上加工套類零件上的徑向小孔，工件以內(nèi)孔及端面與夾具上定位銷6及其端面接觸定位，通過(guò)開(kāi)口墊圈4、螺母5壓緊工件。把夾具放在鉆床工作臺(tái)面上，移動(dòng)夾具讓鉆套1引導(dǎo)鉆頭鉆孔。圖3-3鉆床夾具

2)銑床夾具裝夾工件

如圖3-4所示，在銑床夾具上加工套類零件上的通槽，工件以內(nèi)孔及端面與夾具上心軸1及其端面接觸定位，通過(guò)開(kāi)口墊圈5、螺母4壓緊工件。在銑床上，夾具通過(guò)底面和定位鍵2與銑床工作臺(tái)面和T形槽面接觸確定在銑床工作臺(tái)上的位置，用螺栓壓板壓緊夾具，然后移動(dòng)工作臺(tái)，通過(guò)對(duì)刀塊3工作面確定刀具與工件的相對(duì)位置加工工件。因?yàn)閷?duì)刀塊工作面到定位銷軸線的位置尺寸是根據(jù)工件加工要求確定的，所以能滿足工件加工要求。圖3-4銑床夾具專用夾具裝夾工件的特點(diǎn)如下：

(1)工件在夾具中定位迅速；

(2)工件通過(guò)預(yù)先在機(jī)床上調(diào)整好位置的夾具，相對(duì)機(jī)床占有正確位置；

(3)工件通過(guò)對(duì)刀、導(dǎo)引元件，相對(duì)刀具占有正確位置；

(4)對(duì)加工成批工件效率尤為顯著。

3.工件裝夾的目的

(1)定位：使工件獲得正確的加工位置。

(2)夾緊：固定工件的正確加工位置。

一般先定位、后夾緊，特殊情況下定位、夾緊同時(shí)實(shí)現(xiàn)，如三爪自動(dòng)卡盤裝夾工件。3.1.2夾具的組成與作用

1.夾具的組成

如圖3-3和圖3-4所示，機(jī)床夾具主要由以下幾部分組成。

(1)定位元件：用于確定工件在夾具中的位置。

(2)夾緊裝置：用于夾緊工件。

(3)對(duì)刀、導(dǎo)引元件：確定刀具相對(duì)夾具定位元件的位置。

(4)其他裝置：如分度元件等。

(5)連接元件和連接表面：用于確定夾具本身在機(jī)床主軸或工作臺(tái)上的位置。

(6)夾具體：用于將夾具上的各種元件和裝置連接成一個(gè)有機(jī)整體。

2.夾具的作用

夾具的作用有以下幾點(diǎn)：

(1)保證加工精度。

用機(jī)床夾具裝夾工件，能準(zhǔn)確確定工件與刀具、機(jī)床之間的相對(duì)位置關(guān)系，可以保證加工精度。

(2)提高生產(chǎn)效率、降低成本。

機(jī)床夾具能快速地將工件定位和夾緊，可以減少輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，降低成本。

(3)減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度。

機(jī)床夾具采用機(jī)械、氣動(dòng)、液動(dòng)夾緊裝置，可以大大減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

(4)擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍。

利用機(jī)床夾具，能擴(kuò)大機(jī)床的加工范圍，例如在車床或鉆床上使用鏜?？梢源骁M床鏜孔，使車床、鉆床具有鏜床的功能。3.1.3夾具的分類

1.按夾具的應(yīng)用范圍分類

按夾具的應(yīng)用范圍不同，夾具可分為以下幾種。

(1)通用夾具：指結(jié)構(gòu)、尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化，且有較大適用范圍的夾具。如車床用的三爪自動(dòng)定心卡盤、四爪單動(dòng)卡盤，銑床用的平口鉗及分度頭等。

(2)專用夾具：針對(duì)某一工件某一工序的加工要求專門設(shè)計(jì)和制造的夾具。專用夾具適于在產(chǎn)品相對(duì)穩(wěn)定、產(chǎn)量較大的場(chǎng)合應(yīng)用。

(3)可調(diào)夾具：不對(duì)應(yīng)特定的加工對(duì)象，適用范圍寬，通過(guò)適當(dāng)?shù)恼{(diào)整或更換夾具上的個(gè)別元件，即可用于加工形狀、尺寸和加工工藝相似的多種工件，是針對(duì)通用夾具和專用夾具的缺陷而發(fā)展起來(lái)的一類新型夾具。

(4)組合夾具：是由一套預(yù)先制定好的各種不同形狀、不同尺寸規(guī)格、具有互換性的標(biāo)準(zhǔn)元件或組件，按照一定的裝配約束關(guān)系組合而成的。組合夾具常用在單件，中、小批多品種生產(chǎn)和數(shù)控加工中，是一種較經(jīng)濟(jì)的夾具。

(5)隨行夾具：給自動(dòng)化生產(chǎn)線專門設(shè)計(jì)的夾具。

2.按使用機(jī)床分類

按使用的機(jī)床不同，夾具可分為車床、銑床、刨床、鉆床、鏜床、磨床夾具等。

3.按夾緊動(dòng)力源分類

按夾緊動(dòng)力源不同，夾具可分為手動(dòng)、氣動(dòng)、液動(dòng)、電動(dòng)等。3.2.1基準(zhǔn)的概念

基準(zhǔn)是零件上用來(lái)確定其他點(diǎn)、線、面位置所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面。按其功用不同，基準(zhǔn)可分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。

1.設(shè)計(jì)基準(zhǔn)

設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是在零件圖上所采用的基準(zhǔn)。它是標(biāo)注設(shè)計(jì)尺寸的起點(diǎn)。如圖3-5(a)所示的零件，平面2、3的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是平面1，平面5、6的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是平面4，孔7的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是平面1和平面4，而孔8的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是孔7的中心和平面4。3.2工件夾具中的定位在零件圖上不僅標(biāo)注的尺寸具有設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，而且標(biāo)注的位置精度同樣具有設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。如圖3-5(b)所示的鉆套零件，軸心線O—O是各外圓和內(nèi)孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，也是兩項(xiàng)跳動(dòng)誤差的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；端面A是端面B、C的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。圖3-5基準(zhǔn)分析(a)支承塊；(b)鉆套

2.工藝基準(zhǔn)

工藝基準(zhǔn)是在加工、測(cè)量和裝配時(shí)所使用的，必須是實(shí)在的。然而作為基準(zhǔn)的點(diǎn)、線、面有時(shí)并不一定具體存在(如孔和外圓的中心線，兩平面的對(duì)稱中心面等)，往往通過(guò)具體的表面來(lái)體現(xiàn)。用以體現(xiàn)基準(zhǔn)的表面稱為基面。例如圖3-5(b)所示鉆套的中心線是通過(guò)內(nèi)孔表面來(lái)體現(xiàn)的，內(nèi)孔表面就是基面。

工藝基準(zhǔn)是在工藝過(guò)程中所使用的基準(zhǔn)。工藝過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，按用途不同，工藝基準(zhǔn)又可分為定位基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)。

1)定位基準(zhǔn)

在加工中用做定位的基準(zhǔn)，稱為定位基準(zhǔn)。它是工件上與夾具定位元件直接接觸的點(diǎn)、線或面。如圖3-5(a)所示零件，加工平面3和6是通過(guò)平面1和4放在夾具上定位的，所以，平面1和4是加工平面3和6的定位基準(zhǔn)；如圖3-5(b)所示的鉆套，用內(nèi)孔裝在心軸上磨削40h6外圓表面時(shí)，內(nèi)孔表面是定位基面，孔的中心線就是定位基準(zhǔn)。

定位基準(zhǔn)又分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)。用做定位的表面，如果是沒(méi)有經(jīng)過(guò)加工的毛坯表面，稱為粗基準(zhǔn)；若是已加工過(guò)的表面，則稱為精基準(zhǔn)。

2)工序基準(zhǔn)

在工序圖上，用來(lái)標(biāo)定本工序被加工面尺寸和位置所采用的基準(zhǔn)，稱為工序基準(zhǔn)。它是某一工序所要達(dá)到加工尺寸(即工序尺寸)的起點(diǎn)。如圖3-5(a)所示零件，加工平面3時(shí)按尺寸H2進(jìn)行加工，則平面1即為工序基準(zhǔn)，加工尺寸H2叫

做工序尺寸。

工序基準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)盡量與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相重合；當(dāng)考慮定位或試切測(cè)量方便時(shí)，也可以與定位基準(zhǔn)或測(cè)量基準(zhǔn)相重合。

3)測(cè)量基準(zhǔn)

零件測(cè)量時(shí)所采用的基準(zhǔn)，稱為測(cè)量基準(zhǔn)。如圖3-5(b)所示，鉆套以內(nèi)孔套在心軸上測(cè)量外圓的徑向圓跳動(dòng)，則內(nèi)孔表面是測(cè)量基面，孔的中心線就是外圓的測(cè)量基準(zhǔn)；用卡尺測(cè)量尺寸l和L，表面A是表面B、C的測(cè)量基準(zhǔn)。

4)裝配基準(zhǔn)

裝配時(shí)用以確定零件在機(jī)器中位置的基準(zhǔn)，稱為裝配基準(zhǔn)。如圖3-5(b)所示的鉆套，40h6外圓及端面B即為裝配基準(zhǔn)。3.2.2六點(diǎn)定位原理

一個(gè)尚未定位的工件，其空間位置是不確定的，有六個(gè)自由度，如圖3-6所示。沿空間坐標(biāo)軸X、Y、Z三個(gè)方向的移動(dòng)和繞這三個(gè)坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)分別以、、和、、表示。圖3-6工件的六個(gè)自由度圖3-7長(zhǎng)方體形工件的定位定位，就是限制自由度。如圖3-7所示的長(zhǎng)方體工件，欲使其完全定位，可以設(shè)置六個(gè)固定點(diǎn)，工件的三個(gè)面分別與這些點(diǎn)保持接觸。在其底面設(shè)置三個(gè)不共線的點(diǎn)1、2、3(構(gòu)成一個(gè)面)，限制工件的三個(gè)自由度：、、；側(cè)面設(shè)置兩個(gè)點(diǎn)4、5(成一條線)，限制了、兩個(gè)自由度；端面設(shè)置一個(gè)點(diǎn)6，限制自由度。于是工件的六個(gè)自由度便都被限制了。這些用來(lái)限制工件自由度的固定點(diǎn)，稱為定位支承點(diǎn)，簡(jiǎn)稱支承點(diǎn)。用合理分布的六個(gè)支承點(diǎn)限制工件六個(gè)自由度的法則，稱為六點(diǎn)定位原理。在應(yīng)用“六點(diǎn)定位原理”分析工件的定位時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

(1)支承點(diǎn)限制工件自由度的作用，應(yīng)理解為定位支承點(diǎn)與工件定位基準(zhǔn)面始終保持接觸。若二者脫離，則意味著失去定位作用。

(2)一個(gè)定位支承點(diǎn)僅限制一個(gè)自由度，一個(gè)工件僅有六個(gè)自由度，所設(shè)置的定位支承點(diǎn)數(shù)目原則上不應(yīng)超過(guò)六個(gè)。

(3)分析定位支承點(diǎn)的定位作用時(shí)，不考慮力的影響。工件的某一自由度被限制，并非指工件在受到使其脫離定位支承點(diǎn)的外力時(shí)不能運(yùn)動(dòng)。欲使其在外力作用下不能運(yùn)動(dòng)，是夾緊的任務(wù)；反之，工件在外力作用下不能運(yùn)動(dòng)，即被夾緊，也并非是說(shuō)工件的所有自由度都被限制了。所以，定位和夾緊是兩個(gè)概念，絕不能混淆。3.2.3工件定位的幾種情況

工件定位有以下幾種情況。

(1)完全定位：工件的六個(gè)自由度全部被限制的定位。(2)不完全定位：工件的部分自由度被限制的定位。

(3)欠定位：工件定位時(shí)，應(yīng)該限制的自由度沒(méi)有被全部限制的定位。這種情況在實(shí)際定位時(shí)不允許發(fā)生。

(4)過(guò)定位(重復(fù)定位)：工件定位時(shí)，幾個(gè)定位元件重復(fù)限制工件同一自由度的定位。

在通常情況下不允許出現(xiàn)這種定位方式。3.3.1工件以平面定位

在機(jī)械加工中，利用工件上的一個(gè)或幾個(gè)平面作為定位基準(zhǔn)來(lái)定位工件的方式，稱為平面定位。如箱體、支架類零件等，常以平面為定位基準(zhǔn)。平面定位常用的定位元件有固定支承、可調(diào)支承和自位支承。

3.3定位方式與定位元件

1.固定支承

固定支承是指高度尺寸固定，不能調(diào)整的支承，包括固定支承釘和固定支承板兩類。常用支承釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式如圖3-8所示。當(dāng)工件以粗糙不平的毛坯面定位時(shí)，采用球頭支承釘(B型)，使其與毛坯良好接觸。齒紋頭支承釘(C型)用在工件的側(cè)面，能增大摩擦系數(shù)，防止工件滑動(dòng)。

當(dāng)工件以加工過(guò)的平面定位時(shí)，可采用平頭支承釘(A型)。圖3-8常用支承釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式工件以精基準(zhǔn)面定位時(shí)，除采用上述平頭支承釘外，還常用圖3-9所示的支承板作定位元件。A型支承板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造，但不利于清除切屑，故適用于頂面和側(cè)面定位；B型支承板則易保證工作表面清潔，故適用于底面定位。

夾具裝配時(shí)，為使幾個(gè)支承釘或支承板嚴(yán)格共面，裝配后需將其工作表面一次磨平，從而保證各定位表面的等高性。圖3-9常用支承板的結(jié)構(gòu)形式

2.可調(diào)支承

可調(diào)支承是指頂端位置可在一定高度范圍內(nèi)調(diào)整的支承。常用的可調(diào)支承結(jié)構(gòu)如圖3-10所示。可調(diào)支承多用于支承工件的粗基準(zhǔn)面，支承高度可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整到位后用螺母鎖緊。一個(gè)可調(diào)支承限制一個(gè)自由度。圖3-10常用可調(diào)支承的結(jié)構(gòu)形式

3.自位支承

自位支承是指支承本身的位置在定位過(guò)程中能自動(dòng)適應(yīng)工件定位基準(zhǔn)面位置變化的一類支承。自位支承能增加與工作定位面的接觸點(diǎn)數(shù)目，使單位面積壓力減小，故多用于剛度不足的毛坯表面或不連續(xù)平面的定位。圖3-11為幾種自位支承的結(jié)構(gòu)形式，無(wú)論圖(a)、(b)還是圖(c)都只相當(dāng)于一個(gè)定位支承點(diǎn)，僅限制工件的一個(gè)自由度。圖3-11自位支承的結(jié)構(gòu)形式此外，在生產(chǎn)中有時(shí)為了提高工件的剛度和定位穩(wěn)定性，常采用輔助支承。圖3-12在靠近銑刀處增設(shè)輔助支承，可避免銑削時(shí)的振動(dòng)，提高定位及加工的穩(wěn)定性。值得注意的是：無(wú)論采用哪種形式的輔助支承，它都不起定位作用，因此不限制工件的自由度。圖3-12輔助支承的應(yīng)用實(shí)例3.3.2工件以圓孔定位

有些工件，如套筒、法蘭盤等類工件常以孔作為定位基準(zhǔn)，此時(shí)采用的定位元件有定位銷、圓錐銷、定位心軸等。

1.定位銷

圖3-13為幾種常用的圓柱定位銷，其工作部分直徑d通常根據(jù)加工要求和考慮便于裝夾，按g5、g6、f6或f7制造。圖3-13(a)、(b)、(c)所示定位銷為固定式定位銷，其與夾具體的連接采用過(guò)盈配合；圖3-13(d)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3-13幾種常用的圓柱定位銷為便于工件順利裝入，定位銷的頭部應(yīng)有15°倒角。

短圓柱銷限制工件的兩個(gè)自由度，長(zhǎng)圓柱銷限制工件的四個(gè)自由度。

2.圓錐銷

在加工套筒、空心軸等類工件時(shí)，也經(jīng)常用到圓錐銷，如圖3-14所示。圖3-14(a)用于粗基準(zhǔn)，圖3-14(b)用于精基準(zhǔn)。圓錐銷限制了工件、、三個(gè)移動(dòng)自由度。圖3-14圓錐銷工件在單個(gè)圓錐銷上定位容易傾斜，所以圓錐銷一般與其他定位元件組合定位。如圖3－15所示，工件以底面作為主要定位基面，采用活動(dòng)圓錐銷，只限制、兩個(gè)移動(dòng)自由度，即使工件的孔徑變化較大，也能準(zhǔn)確定位。圖3-15圓錐銷組合定位

3.定位心軸

定位心軸主要用于套筒類和空心盤類工件的車、銑、磨及齒輪加工。常見(jiàn)的定位心軸有圓柱心軸和圓錐心軸等。

1)圓柱心軸

圖3-16(a)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3－16(b)為過(guò)盈配合圓柱心軸，常用于對(duì)定心精度要求高的場(chǎng)合；圖3-16(c)為花鍵心軸，用于以花鍵孔作為定位基準(zhǔn)的場(chǎng)合。當(dāng)工件孔的長(zhǎng)徑比L/D>1時(shí)，工作部分可略帶錐度。圖3-16幾種常見(jiàn)的圓柱心軸短圓柱心軸限制工件的兩個(gè)自由度，長(zhǎng)圓柱心軸限制工件的四個(gè)自由度。

2)圓錐心軸

圖3-17是以工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，因此定心精度與角向定位精度均較高，而軸向定位精度取決于工件孔和心軸的尺寸精度。圓錐心軸限制工件的五個(gè)自由度，即除繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度沒(méi)限制外均已限制。圖3-17圓錐心軸3.3.3工件以外圓定位

工件以外圓柱面作為定位基準(zhǔn)時(shí)，根據(jù)外圓柱面的完整程度、加工要求和安裝方式，可以在V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.V形塊

V形塊有固定式和活動(dòng)式之分。圖3-18為常用固定式V形塊。其中，圖3-18(a)用于較短的精基準(zhǔn)定位；圖3-18(b)用于較長(zhǎng)的粗基準(zhǔn)(或階梯軸)定位；圖3-18(c)用于兩段精基準(zhǔn)面相距較遠(yuǎn)的場(chǎng)合；圖3-18(d)中的V形塊是在鑄鐵底座上鑲淬火鋼墊而成的，用于定位基準(zhǔn)直徑與長(zhǎng)度較大的場(chǎng)合。圖3-18固定式V形塊圖3-19活動(dòng)式V形塊應(yīng)用實(shí)例圖3-19中的活動(dòng)式V形塊限制工件在Y方向上的移動(dòng)自由度。它除定位外，還兼有夾緊作用。

根據(jù)工件與V形塊的接觸母線長(zhǎng)度，固定式V形塊可以分為短V形塊和長(zhǎng)V形塊，前者限制工件兩個(gè)自由度，后者限制工件四個(gè)自由度。

V形塊定位的優(yōu)點(diǎn)是：①對(duì)中性好，即能使工件的定位基準(zhǔn)軸線對(duì)中在V形塊兩斜面的對(duì)稱平面上，在左右方向上不會(huì)發(fā)生偏移，且安裝方便；②應(yīng)用范圍較廣。不論定位基準(zhǔn)是否經(jīng)過(guò)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。圖3－19活動(dòng)V形塊應(yīng)用實(shí)例根據(jù)工件與V形塊的接觸母線長(zhǎng)度，固定式V形塊可以分為短V形塊和長(zhǎng)V形塊，前者限制工件兩個(gè)自由度，后者限制工件四個(gè)自由度。

V形塊定位的優(yōu)點(diǎn)是：①對(duì)中性好，即能使工件的定位基準(zhǔn)軸線對(duì)中在V形塊兩斜面的對(duì)稱平面上，在左右方向上不會(huì)發(fā)生偏移，且安裝方便；②應(yīng)用范圍較廣。不論定位基準(zhǔn)是否經(jīng)過(guò)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60°、90°和120°，其中以90°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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)。V形塊的材料一般用20鋼，滲碳深0.8～1.2mm，淬火硬度為60～64HRC。圖3-20工件在定位套內(nèi)定位

3.半圓套圖3-21為半圓套結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，下半圓起定位作用，上半圓起夾緊作用。圖3-21(a)為可卸式，圖3-21(b)為鉸鏈?zhǔn)剑笳哐b卸工件方便些。短半圓套限制工件兩個(gè)自由度，長(zhǎng)半圓套限制工件四個(gè)自由度。圖3－21半圓套結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

4.圓錐套

工件以圓錐面為定位基準(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3-22所示，夾具體錐柄1插入機(jī)床主軸孔中，通過(guò)傳動(dòng)螺釘2對(duì)定位圓錐套3傳遞扭

矩，工件４圓柱左端部在定位圓錐套3中通過(guò)齒紋錐面進(jìn)行定位，限制工件的三個(gè)移動(dòng)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，限制工件的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。圖3-22工件在圓錐套中定位3.3.4工件以組合表面定位

在實(shí)際加工過(guò)程中，工件往往不是采用單一表面定位，而是以組合表面定位。常見(jiàn)的有平面與平面組合、平面與孔組合、平面與外圓柱面組合、平面與其他表面組合、錐面與錐面組合等。例如，在加工箱體零件時(shí)，往往采用一面兩孔組合定位，即以一個(gè)平面及與該平面垂直的兩孔為定位基準(zhǔn)，如圖3-23所示。圖3-23一面兩孔組合定位情況解決過(guò)定位的方法有：

(1)減小第二個(gè)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(gè)銷子的轉(zhuǎn)角誤差加大。

(2)使第二個(gè)銷子可沿X方向移動(dòng)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

(3)第二個(gè)銷子采用削邊銷結(jié)構(gòu)，即采取在過(guò)定位方向上，將第二個(gè)圓柱銷削邊，如圖3-23(b)所示。平面限制、、三個(gè)自由度，短圓柱銷限制、兩個(gè)自由度，短的削邊銷（菱形銷）限制一個(gè)自由度。它不需要減小第二個(gè)銷子的直徑，因此轉(zhuǎn)角誤差較小。

圖3-23(c)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3-23(d)所示削邊銷的截面形狀常用于直徑大于50mm的孔。常用定位元件能限制的工件自由度如表3-1所示。表3－1常用定位元件能限制的工件自由度3.4.1定位誤差及其產(chǎn)生原因

當(dāng)夾具在機(jī)床上的定位精度已達(dá)到要求時(shí)，如果工件在夾具中定位得不準(zhǔn)確，將會(huì)使設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在加工尺寸方向上產(chǎn)生偏移，往往導(dǎo)致加工后工件精度達(dá)不到要求。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在工序尺寸方向的最大位置變動(dòng)量，稱為定位誤差，以Δdw表示。

下面討論產(chǎn)生定位誤差的原因。3.4定位誤差分析

1.定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合產(chǎn)生的定位誤差

圖3-24所示零件，底面3和側(cè)面4已加工好，現(xiàn)需加工臺(tái)階面1和頂面2。

工序一：

加工頂面

2，以底面和側(cè)面定位，此時(shí)定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)都是底面3，即基準(zhǔn)重合。加工時(shí)，使刀具調(diào)整尺寸與工序尺寸一致，即C=H±ΔH(對(duì)于一批工件來(lái)說(shuō)，可視為常量)，

則定位誤差Δdw=0。圖3-24基準(zhǔn)不重合產(chǎn)生的定位誤差工序二：加工臺(tái)階面1，定位同工序一，此時(shí)定位基準(zhǔn)為底面3，而設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為頂面2，即基準(zhǔn)不重合。即使本工序刀具以底面為基準(zhǔn)調(diào)整得絕對(duì)準(zhǔn)確，且無(wú)其他加工誤差，仍會(huì)由于上一工序加工后頂面2在H±ΔH范圍內(nèi)變動(dòng)，導(dǎo)致加工尺寸A±ΔA變?yōu)锳±ΔA±ΔH，其誤差為2ΔH，顯然該誤差完全是由于定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合引起的，稱為“基準(zhǔn)不重合誤差”，以Δjb表示，即Δjb=2ΔH。如果將定位基準(zhǔn)到設(shè)計(jì)基準(zhǔn)間的尺寸稱為聯(lián)系尺寸，則基準(zhǔn)不重合誤差就等于聯(lián)系尺寸的公差。圖3-24中，工序改進(jìn)方案使基準(zhǔn)重合了(Δjb=0)。這種方案雖然提高了定位精度，但夾具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工件安裝不便，并使加工穩(wěn)定性和可靠性變差，因而有可能產(chǎn)生更大的加

工誤差。因此，從多方面考慮，在滿足加工要求的前提下，基準(zhǔn)不重合的定位方案在實(shí)踐中也可以被采用。

2.定位副制造不準(zhǔn)確產(chǎn)生的定位誤差

如圖3-25(a)所示，工件以內(nèi)孔中心O為定位基準(zhǔn)，套在心軸O1上，銑上平面，工序尺寸為H+ΔH0。

從定位角度看，孔心線與軸心線重合，即設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，Δjb=0。

但實(shí)際上，定位心軸和工件內(nèi)孔都有制造誤差，而且為了便于工件套在心軸上，還應(yīng)留有間隙，故安裝后孔和軸的中心必然不重合(如圖3-25(b)所示)，使得兩個(gè)基準(zhǔn)發(fā)生位置變動(dòng)。圖3-25基準(zhǔn)位移產(chǎn)生的定位誤差設(shè)孔徑為

，軸徑為，最小間隙配合為Δ=D-d。當(dāng)心軸如圖3-25(b)水平放置時(shí)，工件與心軸始終在上母線A單邊接觸。則設(shè)計(jì)基準(zhǔn)O與O1間的最大和最小距離分別為因此，由于基準(zhǔn)發(fā)生位移而造成的加工誤差為因此定位誤差為內(nèi)孔公差ΔD與心軸公差Δd之和的一半，且與最小配合Δ無(wú)關(guān)。

若將工件定位基準(zhǔn)與夾具定位元件合稱為“定位副”，則由于定位副制造誤差，也直接影響定位精度。這種由于定位副制造不準(zhǔn)確，使得設(shè)計(jì)基準(zhǔn)位置發(fā)生變動(dòng)而產(chǎn)生的定位誤差，稱為“基準(zhǔn)位移誤差”，用Δjw表示。

上例中，若心軸垂直放置，則工件孔與心軸可能在任意邊接觸，此時(shí)定位誤差為

Δjw=ΔD+Δd+Δ3.4.2定位誤差的分析與計(jì)算

通常，定位誤差可按兩種方法進(jìn)行分析計(jì)算：一是先分別求出基準(zhǔn)位移誤差和基準(zhǔn)不重合誤差，再求出其在加工尺寸方向上的矢量和，即Δdw=Δjb+Δjw；二是按最不利情況，確定一批工件設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的兩個(gè)極限位置，再根據(jù)幾何關(guān)系求出此兩位置的距離，并將其投影到加工尺寸方向上，便可求出定位誤差。

下面舉例說(shuō)明工件用V形塊定位時(shí)的定位誤差計(jì)算。

如圖3-26所示，直徑為的軸在V形塊上定位銑平面，加工表面的工序尺寸有三種不同的標(biāo)注方式：圖3-26用V形塊定位的誤差

(1)要求保證上母線到加工面的尺寸H1，即設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為B，見(jiàn)圖3-26(a)；

(2)要求保證下母線到加工面的尺寸H2，即設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為C，見(jiàn)圖3-26(b)；

(3)要求保證軸心線到加工面的尺寸H3，即設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為O，見(jiàn)圖3-26(c)。

三種尺寸標(biāo)注的工件均以外圓上的半圓面為定位基準(zhǔn)，在V形塊上定位。若工件尺寸有大有小，則接觸點(diǎn)E、F的位置將會(huì)變化，所以，加工前以不變點(diǎn)A(V形塊兩工作表面的交點(diǎn))作為調(diào)整刀具位置尺寸C的依據(jù)。因此，對(duì)于尺寸H1、H2、H3

都有因基準(zhǔn)不重合和定位基準(zhǔn)本身制造誤差而造成的定位誤差?，F(xiàn)分別計(jì)算如下。

(1)尺寸H1的定位誤差。這時(shí)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的最大位置變動(dòng)量為，即定位誤差：

(2)尺寸H2的定位誤差。這時(shí)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的最大位置變動(dòng)量為，即定位誤差：

(3)尺寸H3的定位誤差。這時(shí)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的最大位置變動(dòng)量為，即定位誤差：通過(guò)以上計(jì)算，可得出如下結(jié)論：

(1)Δdw∝Δd，定位誤差隨工件誤差的增大而增大；(2)Δdw與V形塊夾角α有關(guān)，隨α增大而減小，但定位穩(wěn)定性變差，故一般取α=90°；

(3)與Δdw工序尺寸標(biāo)注方式有關(guān)，本例中Δdw1>Δdw3>Δdw2。3.4.3保證加工精度的條件

機(jī)械加工過(guò)程中，產(chǎn)生加工誤差的因素很多。若規(guī)定工件的加工誤差為δ工件，并以Δ夾具表示與采用夾具有關(guān)的誤差，以Δ加工表示除夾具外，與工藝系統(tǒng)其他一切因素(諸如

機(jī)床誤差、刀具誤差、受力變形、熱變形等)有關(guān)的加工誤差，則為保證工件的加工精度要求，必須滿足：

δ工件≥Δ夾具+Δ加工

此不等式即為保證加工精度的條件，稱為采用夾具加工時(shí)的誤差計(jì)算不等式。上式中的Δ夾具包括了有關(guān)夾具設(shè)計(jì)與制造的各種誤差，如工件在夾具中定位、夾緊時(shí)的定位夾緊誤差，夾具在機(jī)床上安裝時(shí)的安裝誤差，確定刀具位置的元件和引導(dǎo)刀具的元件與定位元件之間的位置誤差等。因此，在夾具的設(shè)計(jì)與制造中，要盡可能設(shè)法減少這些與夾具有關(guān)的誤差。這部分誤差所占比例越大，留給補(bǔ)償其他加工誤差的比例就越小，其結(jié)果不是降低了零件的加工精度，就是增加了加工難度，導(dǎo)致加工成本增加。

3.5工件在夾具中的夾緊

工件在定位元件上定位后，必須采用一定的裝置將工件壓緊夾牢，使其在加工過(guò)程中不會(huì)因受切削力、慣性力或離心力等作用力而發(fā)生振動(dòng)或位移，從而保證加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全，這種裝置稱為夾緊裝置。機(jī)械加工中所使用的夾具一般都必須有夾緊裝置，在大型工件上鉆小孔時(shí)，可不單獨(dú)設(shè)計(jì)夾緊裝置。3.5.1夾緊裝置的組成及基本要求

圖3-27為夾緊裝置組成示意圖。它主要由以下三部分組成。

1.力源裝置

力源裝置是產(chǎn)生夾緊作用力的裝置，所產(chǎn)生的力稱為原始力，其動(dòng)力可用氣動(dòng)、液動(dòng)、電動(dòng)等。圖3-27中的力源裝置是氣缸。對(duì)于手動(dòng)夾緊來(lái)說(shuō)，力源來(lái)自人力。圖3-27夾緊裝置組成示意圖

2.中間傳力機(jī)構(gòu)

中間傳力機(jī)構(gòu)是介于力源和夾緊元件之間傳遞力的機(jī)構(gòu)，如圖3-27中的杠桿。在傳遞力的過(guò)程中，它能起到如下作用：

(1)改變作用力的方向；

(2)改變作用力的大小，通常是起增力作用；

(3)使夾緊實(shí)現(xiàn)自鎖，保證力源提供的原始力消失后，仍能可靠地夾緊工件，這對(duì)手動(dòng)夾緊尤為重要。

3.夾緊元件

夾緊元件是最終執(zhí)行元件，與工件直接接觸完成夾緊作用，如圖3-27中的壓板。夾緊裝置的具體組成并非一成不變，須根據(jù)工件的加工要求、安裝方法和生產(chǎn)規(guī)模等條件來(lái)確定。但無(wú)論其具體組成如何，都必須滿足如下基本要求：(1)夾緊時(shí)不能破壞工件定位后獲得的正確位置；

(2)夾緊力大小要合適，既要保證工件在加工過(guò)程中不移動(dòng)、不轉(zhuǎn)動(dòng)、不振動(dòng)，又不能使工件產(chǎn)生變形或損傷工件表面；

(3)夾緊動(dòng)作要迅速、可靠，且操作要方便、省力、安全；

(4)結(jié)構(gòu)緊湊，易于制造與維修。其自動(dòng)化程度及復(fù)雜程度應(yīng)與工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)。3.5.2夾緊力的確定

設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)，首先必須合理確定夾緊力的三要素：大小、方向和作用點(diǎn)。

1.夾緊力方向的確定

確定夾緊力作用方向時(shí)，應(yīng)與工件定位基準(zhǔn)的配置及所受外力的作用方向等結(jié)合起來(lái)考慮，其確定原則是：

(1)夾緊力的作用方向應(yīng)垂直于主要定位基準(zhǔn)面。圖3-28所示工件是以A、B面作為定位基準(zhǔn)來(lái)鏜孔C，要求保證孔C軸線垂直于A面。為此應(yīng)選擇A面為主要定位基準(zhǔn)，夾緊力FQ作用方向應(yīng)垂直于A面。這樣，無(wú)論A面與B面有多大的垂直度誤差，都能保證孔C軸線與A面垂直。否則，夾緊力FQ方向垂直于B面，則因A、B面間有垂直度誤差，使鏜出的孔C軸線不垂直于A面，產(chǎn)生垂直度誤差，如圖3-28所示。圖3-28夾緊力作用方向不垂直于主要定位基準(zhǔn)面

(2)夾緊力作用方向應(yīng)使所需夾緊力最小。這樣可使機(jī)構(gòu)輕便、緊湊，工件變形小，對(duì)手動(dòng)夾緊可減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度。圖3-29表示了夾緊力FQ與切削力FP、工件重力W之間三種不同方向的關(guān)系，其中圖3-29(a)所需夾緊力最小，較為理想；圖3-29(b)所需夾緊力FQ≥FP+W，要比圖3-29(a)大得多

；圖3-29(c)完全靠摩擦力克服切削力和重力，故所需夾緊力FQ≥(FP+W)／μ(μ為工件與定位元件間的摩擦系數(shù))最大。所以，最理想的夾緊力的作用方向是與重力、切削力方向一致。圖3-29夾緊力方向與夾緊力大小的關(guān)系（3)夾緊力作用方向應(yīng)使工件變形盡可能小。由于工件不同方向上的剛度不一致，因此不同的受力面也會(huì)因其受力面積不同而變形各異，夾緊薄壁工件時(shí)，尤應(yīng)注意這種情況。如圖－30所示套筒的夾緊，用三爪自定心卡盤夾緊外圓顯然要比用特制螺母從軸向夾緊工件的變形要大得多。圖3-30套筒夾緊(a)徑向夾緊；(b)軸向夾緊

2.夾緊力作用點(diǎn)的確定

夾緊力作用點(diǎn)的確定對(duì)工件的可靠定位、夾緊后的穩(wěn)定和變形有顯著影響，選擇時(shí)應(yīng)依據(jù)以下原則：

(1)夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在支承元件或幾個(gè)支承元件形成的穩(wěn)定受力區(qū)域內(nèi)。圖3-31(a)中夾緊力作用在支承面范圍之外，工件發(fā)生傾斜，因而不合理；而圖3-31(b)則是合理的。圖3-31夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)在支承面內(nèi)(a)不合理；(b)合理

(2)夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)落在工件剛性好的部位。如圖3-32所示，將作用在殼體中部的單點(diǎn)改為在工件外緣處的兩點(diǎn)夾緊，工件的變形大大改善，夾緊也更可靠。此項(xiàng)原則對(duì)剛性差的工件尤為重要。

(3)夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近加工面。這可減小切削力對(duì)夾緊點(diǎn)的力矩，從而減輕工件振動(dòng)。圖3-32(a)中，若壓板直徑過(guò)小，則對(duì)滾齒時(shí)的防振不利。圖3-32(b)中工件形狀特殊，加工面距夾緊力FQ1作用點(diǎn)甚遠(yuǎn)，這時(shí)應(yīng)增設(shè)輔助支承，并附加夾緊力FQ2，以提高工件夾緊后的剛度。圖3-32夾緊力應(yīng)靠近加工表面

3.夾緊力的大小

夾緊力的大小可根據(jù)切削力和工件重力的大小、方向和相互位置關(guān)系具體計(jì)算。為安全起見(jiàn)，計(jì)算出的夾緊力應(yīng)乘以安全系數(shù)K，故實(shí)際夾緊力一般比理論計(jì)算值大2～3倍

。進(jìn)行夾緊力計(jì)算時(shí)，通常將夾具和工件看做一剛性系統(tǒng)，以簡(jiǎn)化計(jì)算。根據(jù)工件在切削力、夾緊力(重型工件要考慮重力，高速時(shí)要考慮慣性力)作用下處于靜力平衡，列出靜力平衡方程式，即可算出理論夾緊力。一般來(lái)說(shuō)，手動(dòng)夾緊時(shí)不必算出夾緊力的確切值，只有機(jī)動(dòng)夾緊時(shí)，才進(jìn)行夾緊力計(jì)算，以便確定動(dòng)力部件(如氣缸、液壓缸直徑等)的尺寸。

3.5.3典型夾緊機(jī)構(gòu)

夾緊機(jī)構(gòu)是夾緊裝置的重要組成部分，因?yàn)闊o(wú)論采用何種動(dòng)力源裝置，都必須通過(guò)夾緊機(jī)構(gòu)將原始力轉(zhuǎn)化為夾緊力。各類機(jī)床夾具應(yīng)用的夾緊機(jī)構(gòu)多種多樣，以下介紹幾種利用機(jī)械摩擦實(shí)現(xiàn)夾緊，并可自鎖的典型夾緊機(jī)構(gòu)。

1.斜楔夾緊

圖3-33(a)為斜楔夾緊的鉆夾具，以原始作用力將斜楔推入工件和夾具之間實(shí)現(xiàn)夾緊。

斜楔夾緊的特點(diǎn)：

(1)有增力作用。升角α越小增力作用越大。

(2)夾緊行程小。設(shè)當(dāng)斜楔水平移動(dòng)距離為s時(shí)，其垂直方向的夾緊行程為h。則因h/s=tanα

及tanα≤1，故h≤s，且α越小，其夾緊行程也越小。圖3-33斜楔夾緊原理及受力分析

(3)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但操作不方便。

根據(jù)以上特點(diǎn)，斜楔夾緊很少用于手動(dòng)操作的夾緊裝置，而主要用于機(jī)動(dòng)夾緊且毛坯質(zhì)量較高的場(chǎng)合。有時(shí)，為解決增力和夾緊行程間的矛盾，可在動(dòng)力源不間斷的情況下，增大α為15°～30°；也可采用雙升角形式，大升角用于夾緊前的快速行程，小升角用于夾緊中的增力和自鎖。圖3-34單螺旋夾緊

2.螺旋夾緊

由于螺旋夾緊結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，夾緊可靠，因此在夾具中得到廣泛應(yīng)用。圖3-34是最簡(jiǎn)單的單螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。夾具體上裝有螺母，轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿，通過(guò)壓塊將工件夾緊。螺母為可換式，以螺釘防止其轉(zhuǎn)動(dòng)。壓塊可避免螺桿頭部與工件直接接觸，夾緊時(shí)帶動(dòng)工件轉(zhuǎn)動(dòng)，并造成壓痕。螺旋夾緊的擴(kuò)力比iP=FQ/FP=80，遠(yuǎn)比斜楔夾緊力大。同時(shí)螺旋夾緊行程不受限制，所以在手動(dòng)夾緊中應(yīng)用極廣。但螺旋夾緊動(dòng)作慢，輔助時(shí)間長(zhǎng)，效率低，為此出現(xiàn)了許多快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。在實(shí)際生產(chǎn)中，螺旋—壓板組合夾緊比單螺旋夾緊更為普遍。

3.偏心夾緊

偏心夾緊機(jī)構(gòu)是由偏心件作為夾緊元件，直接夾緊或與其他元件組合實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的夾緊。常用的偏心件有圓偏心和軸偏心兩種。

圖3-35是一種常見(jiàn)的偏心輪—壓板夾緊機(jī)構(gòu)。當(dāng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)手柄使偏心輪繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，偏心輪的圓柱面緊壓在墊板上，由于墊板的反作用力，使偏心輪上移，同時(shí)抬起壓板

右端，而左端下壓夾緊工件。圖3-35偏心輪—壓板夾緊機(jī)構(gòu)由于圓偏心夾緊時(shí)的夾緊力小，自鎖性能不是很好，且?jiàn)A緊行程小，故多用于切削力小，無(wú)振動(dòng)，工件尺寸公差不大的場(chǎng)合，但是圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)是一種快速夾緊機(jī)構(gòu)。

4.聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)

聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)是利用一個(gè)原始作用力實(shí)現(xiàn)單件或多件的多點(diǎn)、多向同時(shí)夾緊的機(jī)構(gòu)。

聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)的主要形式及其特點(diǎn)如下所述。

1)單件聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)

(1)單件同向聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。

如圖3-36所示，在圖3-36(a)中，通過(guò)浮動(dòng)柱2的水平滑動(dòng)協(xié)調(diào)浮動(dòng)壓頭1、3實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的夾緊;在圖3-36(b)中，通過(guò)薄膜氣缸9的活塞桿8帶動(dòng)浮動(dòng)盤7和三個(gè)鉤形壓板5松、夾工件。圖3-36單件同向聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)這種夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是在夾緊點(diǎn)之間，必須設(shè)計(jì)有浮動(dòng)元件2、7。

(2)單件對(duì)向聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。

如圖3-37所示，當(dāng)液壓缸中的活塞桿向下移動(dòng)時(shí)，通過(guò)雙臂鉸鏈?zhǔn)箖筛?dòng)壓板繞鉸鏈相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)而夾緊工件。圖3-37單件對(duì)向聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)

(3)單件互垂力或斜交力聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。

如圖3-38所示，在圖3-38(a)中，擰緊螺母4，使之對(duì)鉸鏈壓板施壓，從而使搖臂2轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)擺動(dòng)壓塊1、3實(shí)現(xiàn)相互垂直兩個(gè)方向四點(diǎn)聯(lián)動(dòng)夾緊工件；在圖3-38(b)中，通過(guò)擺動(dòng)壓塊1實(shí)現(xiàn)斜交力兩點(diǎn)聯(lián)動(dòng)夾緊工件。圖3-38單件互垂力或斜交力聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)

2)多件聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)

(1)多件平行聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。

如圖3-39所示，在圖3-39(a)中，由于球面墊圈4和擺動(dòng)壓塊3的作用，擰緊螺母5可實(shí)現(xiàn)同時(shí)平行夾緊四個(gè)工件；在圖3-39(b)中，擰緊螺母5，使鉸鏈壓板2轉(zhuǎn)動(dòng)，在液性介質(zhì)8作用下，五個(gè)滑柱同時(shí)平行夾緊工件。這種夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是夾緊元件必須做成浮動(dòng)的。圖3-39多件平行聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)

(2)多件連續(xù)夾緊機(jī)構(gòu)。

如圖3-40所示，擰緊螺釘對(duì)移動(dòng)V形塊依次施壓從而夾緊工件。這種夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是定位夾緊元件合二為一；工

件直徑變化引起工件的移動(dòng)，不會(huì)影響加工精度，故只能用在工件加工面與夾緊力方向平行的場(chǎng)合。圖3-40多件連續(xù)夾緊機(jī)構(gòu)

(3)對(duì)向式多件聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。

如圖3-41所示，旋轉(zhuǎn)偏心輪6，迫使壓板1、4同時(shí)對(duì)向夾緊兩工件。

(4)復(fù)合式多件聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。

它是將上述多件夾緊機(jī)構(gòu)組合構(gòu)成的夾緊機(jī)構(gòu)。圖3-42所示為平行式和對(duì)向式組合的復(fù)合夾緊機(jī)構(gòu)。圖3-41對(duì)向式多件聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)

3)與其他動(dòng)作聯(lián)動(dòng)的夾緊機(jī)構(gòu)

(1)先定位后夾緊聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)。

如圖3-43所示，活塞桿9右移，螺釘10與撥桿1脫開(kāi)，在彈簧2的作用下，推桿3上移，因其斜面作用使活塞4右移推動(dòng)工件與定位塊7接觸定位。當(dāng)活塞桿9繼續(xù)右移時(shí)，其上斜面作用通過(guò)滾子11頂推桿12而頂壓板5夾緊工件。圖3—42復(fù)合式多件聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)圖3-43先定位后夾緊聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)

(2)夾緊與移動(dòng)壓板聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)。

如圖3-44所示，逆時(shí)針扳動(dòng)手柄，先是撥銷1撥動(dòng)壓板2上的螺釘3，使壓板左移到夾緊位置，繼續(xù)逆時(shí)針扳動(dòng)手柄，偏心輪5頂起壓板夾緊工件。松開(kāi)時(shí)，順時(shí)針扳動(dòng)手柄，偏心輪5的作用先松開(kāi)工件，繼而撥銷1撥動(dòng)螺釘4使壓板右移。圖3-44夾緊與移動(dòng)壓板聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)

(3)夾緊與輔助支承聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)。

如圖3-45所示，轉(zhuǎn)動(dòng)螺母3壓壓板2，夾緊工件的同時(shí)通過(guò)鎖銷4鎖緊輔助支承1。

5.定心夾緊機(jī)構(gòu)

1)定心夾緊機(jī)構(gòu)的工作原理

圖3-46(a)中工件以外圓定位加工內(nèi)孔，保證同軸度。若在套筒中動(dòng)配合定位，則Δjb=0，Δdb≠0，Δdw=Δdb；若在三爪自動(dòng)定心卡盤中定位，因三爪等速向中心的移動(dòng)，使定位基準(zhǔn)沒(méi)有位移，則Δdb=0，Δdw=0。圖3-45夾緊與輔助支承聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)如圖3-46(b)所示，在工件上加工槽，保證對(duì)工件中心面的對(duì)稱度。若采用固定雙支承平面定位，則Δjb≠0，Δdb=0，Δdw=Δjb；若左、右側(cè)面采用等速內(nèi)、外移動(dòng)定位元件，使定位基準(zhǔn)為中心面，則Δjb=0，Δdw=0。

定心夾緊機(jī)構(gòu)是指定位和夾緊同時(shí)實(shí)現(xiàn)的夾緊機(jī)構(gòu)。采用定心夾緊機(jī)構(gòu)可減少Δdw。

它的工作原理是利用“定位—夾緊”元件的等速移動(dòng)或均勻彈性變形來(lái)實(shí)現(xiàn)定心或?qū)χ?。定心夾緊機(jī)構(gòu)有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

(1)“定位—夾緊”元件合二為一；

(2)始終有Δdb=0；

(3)主要用在要求定心和對(duì)中的場(chǎng)合。

2)常見(jiàn)的定心夾緊機(jī)構(gòu)

(1)螺旋式定心夾緊機(jī)構(gòu)。

如圖3-47所示，轉(zhuǎn)動(dòng)有左、右螺紋的雙向螺桿6，V形塊鉗口2、4可等速靠攏中心或等速遠(yuǎn)離中心而實(shí)現(xiàn)工件定心裝夾。定心精度可借助調(diào)節(jié)桿3實(shí)現(xiàn)。圖3-47螺旋式定心夾緊機(jī)構(gòu)

(2)楔式定心夾緊機(jī)構(gòu)。

如圖3-48所示，拉桿4帶動(dòng)本體2右移，因斜面的作用使夾爪1向外張開(kāi)而定心夾緊工件；反之，拉桿4左移，在彈簧卡圈3作用下使夾爪收攏松開(kāi)工件。

(3)杠桿式定心夾緊機(jī)構(gòu)。

如圖3-49所示，拉桿1左移帶動(dòng)滑套2移動(dòng)而撥動(dòng)鉤形杠桿3繞軸銷4順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)使夾爪5收攏而定心夾緊工件。夾爪的張開(kāi)靠拉桿右移時(shí)裝在滑套2上的斜面推動(dòng)。圖3-48機(jī)動(dòng)楔式夾爪自動(dòng)定心機(jī)構(gòu)圖3-49杠桿作用的定心卡盤

(4)彈簧筒夾式定心夾緊機(jī)構(gòu)。

如圖3-50所示，在圖3-50(a)中，旋轉(zhuǎn)螺母4迫使彈性筒夾2左右移動(dòng)的同時(shí)，因彈性筒夾2上外錐面和錐套3上內(nèi)錐面的作用，使彈性筒夾2縮、脹而定心夾緊和松開(kāi)工件；在圖3-50(b)中，旋轉(zhuǎn)螺母4迫使錐套3左右移動(dòng)的同時(shí)，因錐套3上外錐體與彈性筒夾2上內(nèi)錐體的作用，使彈性筒夾2脹、縮而定心夾緊和松開(kāi)工件。圖3-50彈性?shī)A頭和彈性心軸

(5)波紋套定心夾緊機(jī)構(gòu)。

如圖3-51所示，旋轉(zhuǎn)螺母1帶動(dòng)墊圈3左右移動(dòng)壓緊和松開(kāi)波紋套2，使其脹、縮而定心夾緊和松開(kāi)工件。

(6)液性塑料定心夾緊機(jī)構(gòu)。

如圖3-52所示，旋轉(zhuǎn)螺釘5使滑柱4移動(dòng)而在液性塑料3內(nèi)產(chǎn)生壓力，迫使薄壁套筒2彈性變形而定心夾緊工件；反之，松開(kāi)工件。圖3-51波紋套定心夾緊機(jī)構(gòu)圖3-52液性塑料定心夾緊機(jī)構(gòu)3.6.1自動(dòng)線夾具

自動(dòng)線夾具根據(jù)自動(dòng)線的配置形式，主要有固定夾具和隨行夾具兩大類。

固定夾具用于工件直接輸送的生產(chǎn)線，夾具是安裝在每臺(tái)機(jī)床上的。隨行夾具是用于組合機(jī)床自動(dòng)線上的一種移動(dòng)式夾具，工件安裝在隨行夾具上。隨行夾具除了完成對(duì)工件的定位、夾緊外，還帶著工件隨自動(dòng)線移動(dòng)到每臺(tái)機(jī)床加工臺(tái)面上，再由機(jī)床上的夾具對(duì)其整體定位和夾緊，工件在隨行夾具上的定位和夾緊與在一般夾具上的定位和夾緊一樣。圖3-53所示為自動(dòng)線夾具。3.6現(xiàn)代機(jī)床夾具簡(jiǎn)介圖3-53自動(dòng)線夾具3.6.2組合夾具

組合夾具是在夾具元件高度標(biāo)準(zhǔn)化、通用化的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種夾具。它由一套預(yù)先制造好的，具有各種形狀、功用、規(guī)格和系列尺寸的標(biāo)準(zhǔn)元件和組件組成。根據(jù)工廠的加工要求，利用這些標(biāo)準(zhǔn)元件和組件組裝成各種不同夾具。圖3-54和圖3-55所示為常用的槽系列組合夾具元件和組件圖。圖3-54(a)是基礎(chǔ)件，用做夾具體底座的基礎(chǔ)元件；圖3－54(b)是支承件，主要作為夾具體的支架或角架等；圖3-54(c)是定位件，用來(lái)定位工件和確定夾具元件之間的位置；圖3-54(d)是導(dǎo)向件，用于確定或引導(dǎo)切削刀具位置；圖3-5

5(a)是壓緊件，用來(lái)壓緊工件或夾具元件；圖3-55(b)是緊固件，用于緊固工件或夾具元件；圖3-55(c)是其他件，它們?cè)趭A具中起輔助作用；圖3-55(d)是合件，用來(lái)完成特定動(dòng)作或功用(如分度)。上述是各元件的主要功用，實(shí)際情況可有不同。例如，支承件也可用做定位工件平面的定位元件。組合夾具有下列的使用特點(diǎn)：

(1)確定采用組合夾具后，不需設(shè)計(jì)夾具圖紙，只需填寫組合夾具任務(wù)單，連同產(chǎn)品圖紙、工藝規(guī)程和坯件實(shí)物送組裝室組裝。組裝后的夾具送車間給操作者使用。使用完畢交還后，由組裝室清點(diǎn)并拆開(kāi)夾具，清洗元件，歸類存放備用。圖3-54組合夾具的標(biāo)準(zhǔn)元件和組件圖Ⅰ圖3-55組合夾具的標(biāo)準(zhǔn)元件和組件圖Ⅱ

(2)組合夾具的元件要重復(fù)多次使用，但組裝成某一夾具后，一般仍為某工件的某道工序使用。所以，其結(jié)構(gòu)是專用性的，只能一次使用。

(3)組合夾具是由標(biāo)準(zhǔn)元件組裝而成的，元件還需多次重復(fù)使用。除一些尺寸可采用調(diào)節(jié)方法保證外，其他精度都靠各元件精度組合來(lái)直接保證，不允許進(jìn)行修配或補(bǔ)充加工。因此，要求元件的制造精度高以保證其互換性