軸承座零件的車床專用夾具設(shè)計(jì)

1、 設(shè)計(jì)軸承座零件的機(jī)加工工藝（213孔底表面粗糙度Ra,6.3改成29的孔表面粗糙度Ra,6.3；軸承底座臺(tái)階面的平面度形狀公差改成0.08）（一）軸承座零件的功用軸承座主要用于裝夾軸承，給定動(dòng)力從而實(shí)現(xiàn)軸承軸及軸上零件做確定的運(yùn)動(dòng)，故軸承座是支撐和固定軸承用的。軸承座的軸承孔30+0.021 0裝夾軸承，底座上的兩個(gè)9孔是和其它緊固件一起其緊固作用的，有一定粗糙度要求的底座上兩個(gè)8+0.022 0孔是和其它配合件裝配起限位作用的。6孔和4孔是軸承與軸承座配合是起潤(rùn)滑作用。（二）加工技術(shù)要求分析軸承座零件的主要技術(shù)要求分析見(jiàn)表1。表1 軸承座零件的加工技術(shù)要求分析加工表面加工尺寸要求/mm主要

2、尺寸精度等級(jí)要求表面質(zhì)量要求/m形位精度要求/mm備注30+0.021 0孔30+0.021 038，兩端孔口倒角IT7Ra1.6基準(zhǔn)C35的孔3515Ra25前端面38Ra3.2相對(duì)于30+0.021 0孔軸線有0.03公差垂直度要求，且相對(duì)于后端面有0.03公差平行度要求后端面38Ra3.2基準(zhǔn)D軸承孔的左、右側(cè)面42Ra25軸承底座的左、右臺(tái)階面15+0.05 0，82,38IT9Ra3.2平面度形狀公差0.08軸承底座臺(tái)階面上28+0.022 0孔8+0.022 0，15，640.3,200.3IT8（裝配作）Ra1.6軸承底座臺(tái)階面上29的孔640.3,200.3軸承座底面上213孔

3、138+0.20 0Ra12.5軸承座零件的加工技術(shù)要求，除了表中所列舉的，還有21的槽，軸承座底面以及軸承座底面上6通孔，軸承底座左、右側(cè)面，軸承底座前端面上4通孔。二、確定軸承座零件加工毛坯有軸承座零件圖知道，材料是HT200。這也基本決定了軸承座的毛坯制造形式和毛坯圖的結(jié)構(gòu)。 （一）軸承座零件的毛坯類型 軸承座零件的毛坯制造形式選擇砂型鑄造。（二）軸承座的毛坯圖 圖1 軸承座零件的毛坯圖三、設(shè)計(jì)軸承座零件的機(jī)加工工藝路線軸承座零件的機(jī)加工工藝路線設(shè)計(jì)，從方法上是和軸零件的工藝路線設(shè)計(jì)思路相類似的。先確定單個(gè)加工表面的加工方案及熱處理的位置安排，然后安排好加工面之間的加工順序，就可以設(shè)計(jì)出

4、工藝路線了。（一）選擇軸承座加工面加工方案 軸承座的結(jié)構(gòu)面中，由除了軸承孔處R22的圓弧面不需要加工外，其余的加工面的幾個(gè)方案選擇結(jié)果見(jiàn)表所示。表2 軸承座加工面的加工方案加工面加工方案精度等級(jí)及表面粗糙度要求加工方法30+0.021 0孔IT7，Ra1.6粗車半精車精車35的孔R(shí)a25車前端面Ra3.2銑后端面Ra3.2銑軸承孔的左、右側(cè)面Ra25刨軸承底座的左、右臺(tái)階面IT9，Ra3.2刨21的槽Ra25刨軸承底座底面上28+0.022 0孔IT8（裝配作），Ra1.6鉆7，配作擴(kuò)、鉸至要求軸承底座底面上29的孔R(shí)a,6.3鉆軸承座底面Ra3.2銑軸承座底面上6通孔R(shí)a25鉆軸承座底面上2

5、13孔R(shí)a12.5锪軸承底座左、右側(cè)面Ra25銑軸承底座前端面上4通孔R(shí)a25鉆圓柱孔及平面的加工方案參考選擇，見(jiàn)附表“內(nèi)孔加工方案”和附表“平面加工方案”。軸承座加工方案分析：1.30+0.021 0孔可以在車床上車孔，也可以在銑床上鏜孔。2.軸承孔左右側(cè)面采用在刨削，是為了方便21的槽的加工。3.兩個(gè)8+0.022 0定位銷孔的加工，先鉆27工藝底孔，待裝配時(shí)與裝配件合件后再擴(kuò)、鉸。（二）軸承座機(jī)加工加工及熱處理順序的安排安排該軸承座加工順序應(yīng)該考慮的問(wèn)題有-1）基準(zhǔn)先行，保證位置精度定位基準(zhǔn)要先行加工出來(lái)，即待加工的加工面的定位基準(zhǔn)要先一步加工好，以備定位使用。根據(jù)軸承座零件圖（或各加工

6、面的工序尺寸）和表2“軸承座加工面的加工方案”，選擇出的加工定位基準(zhǔn)見(jiàn)表3所示。表3 軸承座機(jī)加工方案及定位基準(zhǔn)加工面加工方案定位基準(zhǔn)30+0.021 0孔粗車半精車精車底面、端面35的孔車前端面銑軸承孔的左、右側(cè)面后端面銑軸承底座左、右側(cè)面銑軸承孔的左、右側(cè)面刨底面21的槽刨軸承底座的左、右臺(tái)階面刨軸承座底面上6通孔鉆30+0.021 0孔軸承底座底面上28+0.022 0孔鉆7，配作擴(kuò)、鉸至要求軸承底座底面上29的孔鉆軸承座底面上213孔锪軸承底座前端面上4通孔鉆軸承座底面銑前、后端面毛坯基準(zhǔn)先行的原則，對(duì)表“軸承座機(jī)加工選擇的定位基準(zhǔn)”的加工面加工順序進(jìn)行排序，得到：銑軸承座底面刨削軸承

7、孔的左、右側(cè)面和21的槽以及軸承底座的左、右臺(tái)階面銑削前、后端面和軸承底座左、右側(cè)面車30+0.021 0孔、倒角和35的孔鉆軸承底座底面上28+0.022 0孔、29的孔、6通孔以及锪213孔。2）熱處理的安排軸承座的熱處理技術(shù)要求是“鑄造后時(shí)效處理”，就將時(shí)效熱處理安排在機(jī)加工之前。（三）設(shè)計(jì)軸承座機(jī)加工工藝路線有上面的分析，設(shè)計(jì)出軸承座機(jī)加工工藝路線，見(jiàn)表3所示。表3 軸承座的機(jī)加工工藝路線工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容1鑄造鑄造毛坯2熱處理時(shí)效熱處理3劃線劃外形及軸承座底面加工線4銑夾軸承孔前后端面毛坯面，按線找正，銑軸承座底面5刨以已加工底面定位（軸承孔處夾緊）刨削軸承底座臺(tái)階面、軸承孔左右

8、側(cè)面以及21的槽6劃線劃軸承座底面及軸承孔加工線7銑夾軸承孔左右側(cè)面。按底面找正，銑削四側(cè)面8車以底面及端面定位，采用彎板式車床專用夾具裝夾工件，車30+0.021 0孔、35的孔至零件圖技術(shù)要求，包括倒角9鉆、锪以端面及30+0.021 0孔定位，鉆軸承底座底面上的28+0.022 0孔、29的孔、6通孔以及锪213的孔，軸承底座前端面上4通孔10鉗去毛刺11檢驗(yàn)檢驗(yàn)入庫(kù)四、設(shè)計(jì)軸承座零件機(jī)加工工序軸承座的工序設(shè)計(jì)，包括了對(duì)加工面30+0.021 0孔的工序尺寸設(shè)計(jì)（其余加工面都是一個(gè)加工階段即可達(dá)到零件圖技術(shù)要求的），以及對(duì)表中所示“軸承座機(jī)加工工藝路線”的4、5、7、8、9幾道工序的工序

9、所需刀具、夾具等加工資料進(jìn)行確定。（一）計(jì)算工序尺寸對(duì)于需要計(jì)算工序尺寸的30+0.021 0孔，依然采用基準(zhǔn)重合時(shí)的工序尺寸計(jì)算方法計(jì)算。計(jì)算的工序尺寸見(jiàn)表。 1）30+0.021 0孔的工序尺寸見(jiàn)表4。表4 30+0.021 0孔工序尺寸計(jì)算尺寸公差工序名稱工序余量工序基本尺寸工序所能達(dá)到的經(jīng)精度等級(jí)工序尺寸精車0.0730IT7（0.021）30+0.021 0半精車0.1329.93IT9（0.052）29.93+0.052 0粗車1.829.8IT12（0.210）29.8+0.210 0毛坯2282282內(nèi)孔的加工余量及公差參數(shù)選擇，見(jiàn)附表內(nèi)容。此處需要注意，工序余量等的確定和外圓

10、面是不一樣的。（二）確定各加工工序的刀、量、夾具，選擇切削用量，確定加工機(jī)床等由于機(jī)加工工序的刀、量、夾具、切削用量、加工機(jī)床的確定方法，在前面內(nèi)容中已經(jīng)熟悉，這里對(duì)軸承座零件只選擇表“軸承座機(jī)加工工藝路線工序”的“8”工序設(shè)計(jì)為例，來(lái)重點(diǎn)說(shuō)明車床專用夾具的設(shè)計(jì)方法。工序8“以底面及端面定位，采用彎板式車床專用夾具裝夾工件，車30+0.021 0孔、35的孔至零件圖技術(shù)要求，包括倒角” 的工序設(shè)計(jì)1. 選擇刀具本工序的機(jī)加工需要的刀具有內(nèi)孔車刀和倒角的車刀，選擇國(guó)標(biāo)編號(hào)為GB/T17985.3-2000的硬質(zhì)合金焊接內(nèi)表面車刀，粗車時(shí)選10R1010的90o內(nèi)孔車刀，精車時(shí)選08R1010的7

11、5o內(nèi)孔車刀，倒角時(shí)選11R1212的45o內(nèi)孔車刀。2. 選擇量具檢測(cè)量具選擇JB/T10006-1999的內(nèi)測(cè)千分尺。3. 設(shè)計(jì)車30+0.021 0孔加工的工序?qū)Ｓ密嚧矈A具專用工藝夾具（簡(jiǎn)稱“夾具”）的設(shè)計(jì)主要要完成-夾具設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的填寫(xiě)，夾具設(shè)計(jì)方案，繪制夾具裝配圖。（1）填寫(xiě)車30+0.021 0孔工序?qū)Ｓ密嚧矈A具設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的填寫(xiě)格式是依照J(rèn)B/T9165.4的工藝裝備設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)規(guī)定。表5所示為車30+0.021 0孔工序?qū)Ｓ密嚧矈A具設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)。表5 車30+0.021 0孔工序?qū)Ｓ密嚧矈A具設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) （單位）車30+0.021 0孔的車床專用夾具設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)產(chǎn)品型號(hào)零件圖號(hào)

12、每件臺(tái)數(shù)產(chǎn)品名稱零件名稱軸承座生產(chǎn)批量1夾具編號(hào)使用車間夾具名稱車床夾具使用設(shè)備CA6140制造數(shù)量1是否適用其它產(chǎn)品夾具等級(jí)工序號(hào)工序內(nèi)容8車30+0.021 0孔、35的孔至零件圖技術(shù)要求，包括倒角舊夾具編號(hào)庫(kù)存數(shù)量設(shè)計(jì)理由填寫(xiě)日期審核日期批準(zhǔn)日期設(shè)計(jì)日期 （2）設(shè)計(jì)車30+0.021 0孔工序?qū)Ｓ密嚧矈A具方案“車30+0.021 0孔、35的孔至零件圖技術(shù)要求，包括倒角”工序?qū)Ｓ密嚧矈A具的設(shè)計(jì)方案，主要包括了定位元件選擇、夾緊裝置設(shè)計(jì)、夾具體設(shè)計(jì)。 “機(jī)床專用夾具”知識(shí)導(dǎo)入專用夾具是指為某一工件的某一道工序?qū)ｉT設(shè)計(jì)、制造的夾具。這類夾具的特點(diǎn)是針對(duì)性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，生產(chǎn)率高。其缺

13、點(diǎn)是設(shè)計(jì)制造周期長(zhǎng)，產(chǎn)品更新?lián)Q代后，只要該零件尺寸變化，專用夾具即報(bào)廢。機(jī)床專用夾具的組成，包括了以下幾個(gè)部分。1. 定位元件。定位元件的作用是使工件在夾具中占據(jù)正確的位置。2. 夾緊裝置。夾緊裝置的作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過(guò)程中受到切削力等外力作用時(shí)不離開(kāi)已經(jīng)占據(jù)的正確位置。3. 對(duì)刀或?qū)蜓b置。對(duì)刀或?qū)蜓b置用于確定刀具相對(duì)于定位元件的正確位置。如銑床夾具的對(duì)刀塊對(duì)刀裝置，鉆床夾具的鉆套導(dǎo)向裝置。4. 連接元件。連接元件是確定夾具在機(jī)床上有正確位置的元件。一般情況下，夾具體可以兼帶連接元件。5. 夾具體。夾具體是機(jī)床夾具的基礎(chǔ)件，通過(guò)它將夾具的所有元件連接成一個(gè)整體。6. 其它

14、元件或裝置。是指夾具中因特殊需要而設(shè)置的元件或裝置。根據(jù)加工需要，有些夾具上設(shè)置分度裝置、靠模裝置；為能準(zhǔn)確、方便定位，常設(shè)置預(yù)定位裝置；對(duì)于大型夾具，常設(shè)置吊裝元件等。 “工件的定位”知識(shí)導(dǎo)入機(jī)械加工時(shí)，為使工件的被加工表面獲得圖樣的精度要求，必須使工件在機(jī)床上或夾具中占有一個(gè)正確的位置，這個(gè)過(guò)程稱為定位。1.工件定位的方法根據(jù)定位的特點(diǎn)不同，工件在機(jī)床上定位一般有直接找正法、劃線法和采用夾具定位三種。直接找正法定位。是用量具或量?jī)x直接找正工件上某一表面，使工件處于正確的位置。這種定位方法，定位精度不易保證，只適用于單間小批生產(chǎn)。當(dāng)沒(méi)有專門的裝備時(shí)也可以采用這種方式。劃線找正法定位。是先按加

15、工表面的要求在工件上劃線，加工時(shí)在機(jī)床上按線找正以獲得工件的正確位置。因定位精度較低，多用于批量小、毛坯精度較低以及大型零件的粗加工中。用夾具定位。機(jī)床夾具是指在機(jī)械加工工藝過(guò)程中用以裝夾工件的機(jī)床附加裝置。使用夾具定位時(shí)，工件能在夾具中迅速而正確的定位與夾緊，不需找正就能保證工件與機(jī)床、刀具間的正確位置。這種定位方法生產(chǎn)率高、定位精度好，廣泛用于批量生產(chǎn)和單件小批量生產(chǎn)的關(guān)鍵工序中。2.工件定位的規(guī)則六點(diǎn)定位原理任何一個(gè)工件，在其位置沒(méi)有確定之前，均有六個(gè)自由度，即沿空間坐標(biāo)軸x、y、z三個(gè)方向移動(dòng)、和繞此三坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)、。如圖2所示，雙點(diǎn)劃線所示的長(zhǎng)方體表示工件。用以描述工件位置不確定的、

16、和、，稱為工件的六個(gè)自由度。圖2 未定位工件的六個(gè)自由度工件定位的實(shí)質(zhì)是限制對(duì)加工油不良影響的自由度。設(shè)空間有一固定點(diǎn)，工件底面與該點(diǎn)保持接觸，那么沿z軸的位置自由度就被限定了。如果按圖3所示設(shè)置六個(gè)固定點(diǎn)，工件的三個(gè)面分別于這些點(diǎn)保持接觸，工件的六個(gè)自由度便都被限定了。這些用來(lái)限制工件自由度的固定點(diǎn)，稱為定位支撐點(diǎn)。工件定位時(shí)，用合理分布的六個(gè)支撐點(diǎn)與工件的定位基準(zhǔn)面向接觸來(lái)限定工件六個(gè)自由度，使工件的位置完全確定，稱為“六點(diǎn)定位原理”。圖3 長(zhǎng)方體工件定位時(shí)支撐點(diǎn)的分布支撐點(diǎn)的分布必須合理，否則六個(gè)支撐點(diǎn)限制不了工件的六個(gè)自由度，或不能有效地限制工件的六個(gè)自由度。如圖中底面上的支撐點(diǎn)1、2

17、、3限制了、，該三個(gè)支撐點(diǎn)應(yīng)放成三角形，三角形的面積越大，定位越可靠。工件側(cè)面上的定位支撐點(diǎn)4、5限制、，支撐點(diǎn)4、5的連線不能垂直于xoy面，否則工件繞z軸的角度自由度就不能被限定。支撐點(diǎn)6限制自由度。3.定位方式完全定位。工件實(shí)際需要限制的自由度數(shù)取決于工件的加工要求。工件的六個(gè)自由度完全被限定，稱為完全定位。不完全定位。根據(jù)加工要求，并不需要限定工件全部六個(gè)自由度的定位稱為不完全定位。如圖4所示的通槽，工件沿y軸方向的移動(dòng)并不影響通槽的加工要求，此時(shí)只需限定工件的5個(gè)自由度就可滿足加工要求。 圖4 工件的不完全定位 圖5 工件的欠定位欠定位。按照加工要求應(yīng)限制的自由度沒(méi)有被限制的定位稱為

18、欠定位。如圖5所示，在工件上銑槽時(shí)，若y軸方向自由度不加限定，則鍵槽沿工件軸線方向的尺寸A無(wú)法保證。在滿足加工要求的前提下，采用不完全定位時(shí)允許的。但是欠定位是不允許的。重復(fù)定位。工件上某一自由度或某幾個(gè)自由度被重復(fù)限定的定位稱為重復(fù)定位。如圖6所示，加工連桿大孔時(shí)在夾具中定位的情況，連桿以定位銷2、支撐板1及擋銷3進(jìn)行定位，其中定位銷限制了、四個(gè)自由度；支撐板限制了、三個(gè)自由度，擋銷限制了一個(gè)自由度，其中、被重復(fù)限定了。由于工件端面和小頭孔不可能絕對(duì)垂直，定位銷2也不可能和支撐板1絕對(duì)垂直，這樣在夾緊工件時(shí)夾具的定位元件就可能產(chǎn)生變形，影響工件加工精度。因此，為減少或消除重復(fù)定位造成的不良后

19、果可以采取以下措施：a.提高工件和夾具表面的位置精度；b.改變定位裝置結(jié)構(gòu)等。1支撐板；2定位銷；3擋銷圖6 工件的重復(fù)定位在工件加工過(guò)程中，每個(gè)裝夾的工序，都是以工序技術(shù)要求為依據(jù)分析出需要限制的自由度數(shù)，以及因工序基準(zhǔn)選擇出定位基準(zhǔn)，然后再由體現(xiàn)定位基準(zhǔn)的定位基準(zhǔn)面（或定位基面）的或是平面、或是圓孔、或是外圓的形狀來(lái)選擇定位元件，也稱為工件以平面定位、或是工件以圓孔定位、或是工件以外圓定位的方式。常用定位方法和定位元件所能限制的自由度，見(jiàn)表6中內(nèi)容所示。表6 常見(jiàn)定位形式限定的自由度定位基面定位元件定位簡(jiǎn)圖限制的自由度平面支撐釘1、2、3、；4、5、；6支撐板1、2、；3、固定支承與浮動(dòng)支

20、撐1、2、；3、固定支承與輔助支撐1、2、3、；4、5、；5增加剛性，不限制自由度圓孔定位銷短銷、長(zhǎng)銷、心軸短心軸、長(zhǎng)心軸、錐銷固定錐銷、活動(dòng)錐銷、錐形心軸小錐度、 、削邊銷削邊銷二維孔組合頂尖一個(gè)固定頂尖與一個(gè)活動(dòng)頂尖組合、 、外圓柱面支撐板、定位套短套、長(zhǎng)套、 、V型塊短V型塊、 長(zhǎng)V型塊、錐套固定錐套、活動(dòng)錐套、平面和孔組合支撐板短銷和擋銷支撐板短銷和擋銷的組合、支撐板和削邊銷支撐板和削邊銷的組合、 、V型面和平面組合定位圓柱、支撐板和支撐釘定位圓柱、支撐板和支撐釘?shù)慕M合定位圓柱：、支撐板：、擋銷：被重復(fù)限定 “工件的夾緊”知識(shí)導(dǎo)入 工件在定位元件的支撐下，獲得了正確位置。但是，在加工過(guò)

21、程中，由于切削力、重力、離心力和慣性力等各種力的影響，為了保證將更工件牢固地夾緊在定位元件上，以防止工件產(chǎn)生振動(dòng)和移動(dòng)，就必須依靠夾緊機(jī)構(gòu)。定位和夾緊是工件安裝在夾具中的兩個(gè)緊密聯(lián)系著的過(guò)程，因此，必須在設(shè)計(jì)夾具時(shí)要同時(shí)考慮。合理地選擇夾緊力的作用點(diǎn)、方向和大小，關(guān)系著夾具的夾緊結(jié)構(gòu)和工作精度。 1.夾緊裝置的組成夾緊裝置的結(jié)構(gòu)形式多種多樣，一般由三部分組成。（1）力源裝置。力源裝置是指產(chǎn)生夾緊作用力的裝置，所產(chǎn)生的力稱為原動(dòng)力。常用動(dòng)力有氣動(dòng)、液動(dòng)、電動(dòng)等。圖7中的力源裝置是氣缸1。手動(dòng)夾緊裝置的力源是手。 零件工裝設(shè)計(jì)P196圖4.34圖7 夾緊裝置的組成（2）中間傳力機(jī)構(gòu)。中間傳力機(jī)構(gòu)是

22、指將力源裝置產(chǎn)生的原動(dòng)力傳遞給夾緊元件的機(jī)構(gòu)。如圖中的斜鍥。根據(jù)夾緊的需要，中間傳力機(jī)構(gòu)在傳力過(guò)程中可以改變夾緊力的大小和方向并使夾緊實(shí)現(xiàn)自鎖，保證力源提供的源始力消失后仍可靠地夾緊工件。（3）夾緊元件。夾緊元件是夾緊裝置的最終執(zhí)行元件，它直接作用在工件上完成夾緊作用，如圖中的壓板4。在一些簡(jiǎn)單的手動(dòng)夾緊裝置中，夾緊元件和中間傳力機(jī)構(gòu)往往是混在一起的，很難截然分開(kāi)，因此常將二者統(tǒng)稱為夾緊機(jī)構(gòu)。 2.對(duì)夾緊裝置的基本要求（1）在夾緊過(guò)程中，夾緊力不應(yīng)該使已經(jīng)獲得正確定位的工件脫離其正確位置，并應(yīng)該保證在加工過(guò)程中工件在夾具上的正確位置不發(fā)生變化，同時(shí)又不能使工件的夾緊變形和受壓表面損傷。（2）主

23、要夾緊力一般應(yīng)該垂直于工件的主要定位基準(zhǔn)面，有利于工件的變形和保證工件安裝穩(wěn)定性。（3）夾緊力的方向最好選擇和切削力方向一致，這時(shí)所需要的夾緊力最小。如果夾緊力和切削力方向相反，那么在同樣的情況下，夾緊力就要大于切削力。如果夾緊力和切削力方向相互垂直，那么夾緊力必須達(dá)到由此夾緊力所產(chǎn)生的摩擦力大于切削力。（4）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)該落在夾具支撐件上或幾個(gè)支撐件所組成的平面內(nèi)，以利于工件安裝的穩(wěn)定性。如圖8所示。（a）錯(cuò)誤 （b）正確圖8 夾緊力作用點(diǎn)與工件定位關(guān)系（5）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)該落在工件剛度最大的部位，以利于減少工件的夾緊變形。如圖9所示。（6）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)力求靠近切削部位，以利于防止工件

24、產(chǎn)生切削振動(dòng)。如圖10所示。 （a）錯(cuò)誤 （b）正確 （c）錯(cuò)誤 （d）正確圖9 夾緊力作用點(diǎn)與工件定位關(guān)系 圖10 夾緊力靠近加工表面 （7）加緊結(jié)構(gòu)力求緊湊、操作方便，安全可靠。 車床夾具類型的典型結(jié)構(gòu)車床夾具類型的典型結(jié)構(gòu)有心軸類的漲力心軸、彈性定心夾緊心軸、錐度心軸，圓盤(pán)式的和彎板式的。1.心軸類（1）漲力心軸。如11圖示。這種心軸是依靠材料彈性變形所產(chǎn)生的漲力來(lái)固定工件，裝卸方便，加工精度高，使用比較廣泛。漲力心軸一般直接安裝在機(jī)床主軸孔中，適用于內(nèi)孔定位加工外圓。圖11 漲力心軸（2）彈性定心夾緊心軸。如圖12示。莫氏錐柄裝于主軸椎孔內(nèi)，可車削外圓及端面。工件以內(nèi)孔和端面在心軸1上

25、預(yù)定位。擰動(dòng)螺母4，通過(guò)壓環(huán)3使得蝶型彈簧2受壓變形而外漲，從而將工件定心、夾緊。1心軸 2蝶型彈簧 3壓環(huán) 4螺母圖12 彈性定心夾緊心軸（3）錐度心軸。錐度心軸具有定心精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、無(wú)夾緊裝置和工件變形小的特點(diǎn)。適用于工件的基準(zhǔn)孔公差等級(jí)高于IT7的光滑孔。主要用于工件孔長(zhǎng)度為其孔徑的11.5倍薄壁套筒定心夾緊精加工。心軸的錐度一般為1:15001:3000。標(biāo)準(zhǔn)錐度心軸尺寸（GB/T12875-1991），見(jiàn)機(jī)加工工藝類手冊(cè)的相關(guān)內(nèi)容。2.圓盤(pán)式車夾具。如圖13示。工件以外圓和一端面定位壓緊，車削偏心孔專用夾具，適用于批量較大的偏心工件加工。3.彎板式車夾具。如圖14示。工

26、件的底面、側(cè)面和里端面作為定位基準(zhǔn)，裝夾壓緊，加工軸承座孔。止推螺釘夾具體墊塊角鐵導(dǎo)向支撐工件配重偏心夾具偏心工件緊固螺栓壓板緊固螺栓偏心距 圖13 圓盤(pán)式車床夾具 圖14 彎板式車床夾具 車床夾具設(shè)計(jì)要點(diǎn)1.定位裝置的設(shè)計(jì)要點(diǎn)（1）當(dāng)加工回轉(zhuǎn)表面時(shí)，要求工件加工面的軸線與機(jī)床主軸軸線重合，夾具上定位裝置的結(jié)構(gòu)和布置必須保證這一點(diǎn)。（2）當(dāng)加工的表面與工序基準(zhǔn)之間有尺寸聯(lián)系或相互位置精度要求時(shí)，則應(yīng)該以?shī)A具的回轉(zhuǎn)軸線為基準(zhǔn)來(lái)確定定位元件的位置。2.夾緊裝置的設(shè)計(jì)要求工件的夾緊應(yīng)該可靠。由于加工時(shí)工件和夾具一起隨主軸高速旋轉(zhuǎn)，故在加工過(guò)程中工件除受切削力矩作用外，整個(gè)夾具還要受到重力和離心力的作

27、用，這些力不僅降低夾緊力，同時(shí)會(huì)使主軸振動(dòng)。因此，夾緊機(jī)構(gòu)必須具有足夠的夾緊力，自鎖性要好，以防止工件在加工過(guò)程中位移或發(fā)生事故。3.夾具與機(jī)床主軸的聯(lián)接夾具與機(jī)床主軸的聯(lián)接方式，主要取決于夾具徑向尺寸的大小和機(jī)床主軸前端的結(jié)構(gòu)形式。常用的聯(lián)接方式有以下兩種。（1）夾具以錐柄與機(jī)床主軸聯(lián)接。如表“夾具與機(jī)床回轉(zhuǎn)軸相連接的方式”中所示。（2）夾具通過(guò)過(guò)渡盤(pán)與機(jī)床主軸的軸頸聯(lián)接。如表“夾具與機(jī)床回轉(zhuǎn)軸相連接的方式”中所示。夾具以H7/h6或H7/js6的配合精度安裝在過(guò)渡盤(pán)的凸緣上，再以螺釘緊固。 4.夾具的總體設(shè)計(jì)（1）夾具的總體結(jié)構(gòu)應(yīng)該力求緊湊、輕便，懸臂尺寸要短，重心盡可能靠近主軸。夾具的懸

28、伸長(zhǎng)度L與外廓直徑D之比可參照下列數(shù)據(jù)選取。當(dāng)D150時(shí)，L/D1.25；當(dāng)D=150300時(shí)，L/D0.9；當(dāng)D300時(shí)，L/D0.6。（2）當(dāng)工件與夾具上各元件相對(duì)機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)軸線不平衡時(shí)，贏回產(chǎn)生較大離心力引起振動(dòng)而加工精度和生產(chǎn)安全，特別是在轉(zhuǎn)速高的情況下。因此對(duì)于重量不對(duì)稱的夾具，要有平衡要求。平衡的方法有兩種：設(shè)置平衡塊或加工減重孔。在工廠實(shí)際生產(chǎn)中，常采用配重的方法實(shí)現(xiàn)夾具的平衡。（3）為了保證安全，夾具上各元件一般不允許突出夾具體的圓形輪廓之外。此外，還應(yīng)該注意防止切屑和冷卻液的飛濺等問(wèn)題，必要時(shí)應(yīng)該加防護(hù)罩。 選擇定位元件第一，分析定位自由度。第二，選擇定位元件。由選擇的定

29、位基準(zhǔn)的基準(zhǔn)面形狀，選擇定位方式（平面定位、外于圓定位、內(nèi)孔定位）第三，計(jì)算定位誤差。 定位元件選擇方法小結(jié)定位元件的選擇，首先要知道算選擇的定位基準(zhǔn)是哪里，然后要明確體現(xiàn)定位基準(zhǔn)的定位基準(zhǔn)面是什么形狀的（是平面，還是外圓柱面，或是內(nèi)圓面），再接著以已經(jīng)確定的定位基準(zhǔn)面的形狀選擇相應(yīng)的定位元件形狀（即：定位基面為平面的就選用支撐釘、支撐板等定位元件；定位基面為外圓柱面的就選V型塊、定位套等定位元件；定位基面為圓孔的就選定位銷、心軸等定位元件）。最后，在確定的定位元件類型范圍內(nèi)，查閱工藝夾具設(shè)計(jì)相關(guān)手冊(cè)資料選擇適合的該類定位元件的規(guī)格尺寸。 “定位誤差”知識(shí)導(dǎo)入在設(shè)計(jì)工件的定位裝置時(shí)，除根據(jù)六點(diǎn)

30、定位規(guī)則確定限制的自由度和選用定位元件外，還必須考慮工件的定位精度是否足夠。由于定位基準(zhǔn)和定位表面的誤差以及基準(zhǔn)不重合誤差的影響，工件在夾具中的位置發(fā)生變動(dòng)，使得工序尺寸也產(chǎn)生最大變動(dòng)（誤差），這就是定位誤差，用D表示。這種定位誤差一般在小于工序尺寸公差或位置公差的1/31/5時(shí)，該定位方案才能滿足該工序加工精度要求，否則就必須重新考慮定位方案或在定位方案上采取改進(jìn)的措施。 1.造成定位誤差的原因造成定位誤差的原因有兩個(gè)：一是定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，由此產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差B；二是定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合，由此產(chǎn)生基準(zhǔn)位移誤差Y。 （1）基準(zhǔn)不重合誤差B圖15所示為在某工件上銑缺口。 （a）工

31、序簡(jiǎn)圖 （b）加工示意圖圖15 基準(zhǔn)不重合誤差分析圖（a）為工序簡(jiǎn)圖，加工尺寸為A和B。圖（b）為加工示意圖，工件以底面和E面定位。C是確定夾具與道具相互位置的對(duì)刀尺寸，在一批工件的加工過(guò)程中，C的大小是不變的。加工尺寸A的工序基準(zhǔn)是F面。定位基準(zhǔn)是E面，兩者不重合。當(dāng)一批工件逐個(gè)在夾具上定位時(shí)，加工面實(shí)際工序尺寸受Ss/2的影響。若某個(gè)工件前道工序尺寸為Smax時(shí)，本道工序尺寸為Amax；若某個(gè)工件前道工序尺寸為Smin時(shí)，本道工序尺寸為Amin。因此，工序基準(zhǔn)F面相對(duì)于定位基準(zhǔn)F面有一個(gè)最大變動(dòng)范圍s，它影響工序尺寸A的大小，即造成尺寸A的誤差。s就是這批工件由于定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合而

32、產(chǎn)生的定位誤差。簡(jiǎn)稱基準(zhǔn)不重合誤差，用B表示。此時(shí)，B=s。當(dāng)然，若該工件缺口位置的工序尺寸基準(zhǔn)是E面（而不是F面），則當(dāng)以E面作為定位基準(zhǔn)銑缺口加工時(shí)，定位基準(zhǔn)就和工序基準(zhǔn)重合了，即B=0。 對(duì)于任何工件的加工，B的值只需判斷定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)是否重合，若重合B即為零；若不重合B則為所選定位基準(zhǔn)引起工序尺寸的變動(dòng)誤差大小。（2）基準(zhǔn)位移誤差Y有些定位方式，即使是基準(zhǔn)重合，也可能產(chǎn)生另一種定位誤差。如圖所示為圓盤(pán)鉆孔工序圖。圖16（a）尺寸D2由鉆頭保證，尺寸h1/2h由夾具保證。圖16（b）為該工件在夾具中定位鉆孔簡(jiǎn)圖，定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)重合（都為內(nèi)孔中心線），即B=0。鉆套中心與定位銷中心

33、的距離h1/2j，按工序尺寸h1/2h而定，鉆頭經(jīng)鉆套引導(dǎo)鉆削孔D2。 （a）工序簡(jiǎn)圖 （b）加工示意圖圖16 基準(zhǔn)不重合誤差分析由于工件的定位基準(zhǔn)孔D和定位銷直徑d總有制造誤差，且為樂(lè)使工件孔易于套在定位銷上，二者間還留有最小間隙Xmin。因此，工件的定位基準(zhǔn)和定位銷中心（限位基準(zhǔn)）就不可能完全重合，如圖17所示。工件的定位基準(zhǔn)相對(duì)于定位銷的限位基準(zhǔn)的上下左右等任意方向變動(dòng)，定位基準(zhǔn)O的變動(dòng)就造成工序尺寸的變動(dòng)，其定位基準(zhǔn)在工序尺寸方向上的最大變動(dòng)范圍，稱為定位基準(zhǔn)的位移誤差，簡(jiǎn)稱基準(zhǔn)位移誤差，用Y表示?；鶞?zhǔn)位移誤差的值，將從工件以平面定位、工件以外圓柱面定位和工件以內(nèi)孔定位三種情況來(lái)分別分

34、析。圖17 基準(zhǔn)位移誤差工件以平面定位時(shí)的基準(zhǔn)位移誤差工件以平面定位時(shí)，作為精基準(zhǔn)的平面，其平面度誤差很小，所以由定位副不準(zhǔn)確引起的基準(zhǔn)位移誤差可以忽略不計(jì)。故定位誤差主要由基準(zhǔn)不重合誤差所引起。工件以圓孔定位時(shí)的基準(zhǔn)位移誤差工件以圓柱孔在間隙配合的定位銷（或心軸）上定位時(shí)，定位副有單邊接觸和任意一邊接觸兩種情況下產(chǎn)生的不一樣的基準(zhǔn)位移誤差。A圓柱孔與定位銷（或心軸）固定單邊接觸。工件定位時(shí)若因單方向作用力（如工件重力），使得工件與定位銷在一固定處接觸，定位副間只存在單邊間隙。如圖18示?？椎闹行木€位置在豎直方向的最大變動(dòng)量即為豎直方向工序尺寸的基準(zhǔn)位移誤差，此種情況的Y=1/2（D+d），式

35、中的D為工件孔直徑的尺寸公差；式中的d為定位銷直徑d的尺寸公差。圖18 圓柱孔與心軸固定單邊接觸B圓柱孔與定位銷（或心軸）任一邊接觸?？字行木€相對(duì)于心軸中心線可以在間隙范圍內(nèi)任意方向、任意大小的位置變動(dòng)，如圖19示?？字行木€的變動(dòng)范圍是以最大間隙Xmax為直徑的圓柱體。其任意方向的基準(zhǔn)位移誤差Y=D+d+Xmin工件以外圓柱面在V型塊上定位時(shí)的基準(zhǔn)位移誤差如圖20所示，若不考慮V型塊的制造誤差，則工件軸線總是處于V型塊的對(duì)稱面上，這就是V型塊的對(duì)中作用。因此，在水平方向上，工件的定位基準(zhǔn)不會(huì)產(chǎn)生基準(zhǔn)位移誤差。但在垂直方向上，由于工件定位直徑尺寸的誤差，將導(dǎo)致工件定位基準(zhǔn)產(chǎn)生位置變化。這 圖19

36、 圓柱孔與心軸任意邊接觸 圖20 V型塊定位的基準(zhǔn)位移誤差分析個(gè)位置變動(dòng)的最大量即為基準(zhǔn)位移誤差Y，Y=d /2sin（/2）,式中d為工件定位外圓柱面直徑尺寸公差；為V型塊的夾角。2.定位誤差的計(jì)算綜上所述，幾種常見(jiàn)定位方式的定位誤差分析計(jì)算為：D=Y +B（1）平面定位D基準(zhǔn)位移誤差Y=0，只需求基準(zhǔn)不重合誤差B。若工件基準(zhǔn)的位移方向與加工尺寸方向不一致，則需向加工尺寸投影B=s cos（為工序基準(zhǔn)的變動(dòng)方向與加工尺寸的方向的夾角），所以D=B。（2）圓孔定位D工件以圓孔與定位銷（或心軸）間隙配合固定單邊接觸。若定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合，則基準(zhǔn)不重合誤差B =0，所以D=Y=1/2（D+d）

37、。工件以圓孔與定位銷（或心軸）間隙配合的任意邊接觸。定位誤差D=Y +B =d /2sin（/2）B。式中，當(dāng)定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合時(shí)B =0；當(dāng)定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，B 與Y關(guān)聯(lián)方向相同取“+”號(hào)， B 與Y關(guān)聯(lián)方向相反取“-”號(hào)。角度定位誤差的計(jì)算與尺寸定位誤差的計(jì)算方法相同。 設(shè)計(jì)夾緊裝置 設(shè)計(jì)夾具體 “花盤(pán)夾具體”知識(shí)導(dǎo)入花盤(pán)是安裝在車床主軸上一個(gè)大圓盤(pán)，其端面有許多長(zhǎng)槽，用以穿放螺釘壓緊工件?；ūP(pán)的端面需平整，且應(yīng)該與主軸中心線垂直?；ūP(pán)安裝適合于不能用卡盤(pán)裝夾的形狀不規(guī)則或大而薄的工件。當(dāng)零件的加工表面相對(duì)安裝平面有平行度要求或加工的孔（或外圓）的軸線相對(duì)于安裝平面有垂直度要

38、求時(shí)，則可把工件用壓板、螺栓直接安裝在話盤(pán)上加工。當(dāng)零件的加工面相對(duì)安裝平面有平行度要求時(shí)，則用花盤(pán)、彎板安裝工件?；ūP(pán)即為這樣的車床專用夾具的夾具體?；ūP(pán)的相關(guān)規(guī)格尺寸見(jiàn)表7內(nèi)容。 表7 花盤(pán)（JB/T10125-1999）車床DD1D2H規(guī)格主軸端部代號(hào)基本尺寸極限偏差C型D型320550082.563 +0.010 0+0.004-0.006104.8504006630106.375133.4605008710139.719 +0.012 0+0.004-0.008171.47063011800196.869 +0.014 0+0.004-0.010235.080 注：花盤(pán)尺寸按GB/T

39、5900.13-1997機(jī)床 主軸端部與花盤(pán) 互換性尺寸；選用時(shí)應(yīng)注意新老機(jī)床主軸端部尺寸是否一致。 （3）繪制車30+0.021 0孔工序?qū)Ｓ密嚧矈A具裝配圖 繪制夾具裝配圖的方法小結(jié)1.繪圖比例優(yōu)先選1:12.繪制順序先用雙點(diǎn)劃線畫(huà)出工件的外形輪廓和主要表面?？倛D上的工件，是一個(gè)假想的透明體，它不影響夾具各元件的繪制。此后，圍繞工件的幾個(gè)視圖依次繪出定位元件、對(duì)刀導(dǎo)向元件、夾緊機(jī)構(gòu)等夾具機(jī)構(gòu)，繪制夾具體及連接件，標(biāo)注有關(guān)尺寸、公差、形位公差和其他技術(shù)要求，零件編號(hào)，編寫(xiě)標(biāo)題欄和零件明細(xì)表。3.標(biāo)注夾具總圖上尺寸1）夾具的輪廓尺寸。這是指夾具在長(zhǎng)、寬、高三個(gè)方向上的外形最大極限尺寸。2）工件與

40、定位元件間的聯(lián)系尺寸。這主要指工件定位面與定位元件上定位表面的配合尺寸以及各定位表面之間的位置尺寸。3）夾具與刀具的聯(lián)系尺寸。這主要指對(duì)刀、導(dǎo)向元件與定位元件間的位置尺寸，導(dǎo)向元件之間的位置尺寸及導(dǎo)向元件與刀具（或鏜桿）導(dǎo)向部分的配合尺寸。4）夾具與機(jī)床的聯(lián)系尺寸。這是指夾具在機(jī)床上安裝時(shí)有關(guān)的尺寸，從而確定夾具在機(jī)床上的正確位置。對(duì)于鉆床類夾具，這主要指夾具與機(jī)床工作臺(tái)T形槽之配合尺5）夾具內(nèi)部的配合尺寸。夾具總圖上，凡屬于夾具內(nèi)部有配合要求的表面，都必須按配合性質(zhì)和配合精度標(biāo)上配合尺寸，以保證夾具上各主要元件裝配后能夠滿足規(guī)定的使用要求。 “車床夾具（以及外圓磨床夾具）典型結(jié)構(gòu)的技術(shù)要求”

41、編寫(xiě)方法導(dǎo)入車床夾具（以及外圓磨床夾具）典型結(jié)構(gòu)的技術(shù)要求，見(jiàn)表8內(nèi)容所示。表8 車床夾具（以及外圓磨床夾具）典型結(jié)構(gòu)技術(shù)要求基本形式簡(jiǎn)圖簡(jiǎn)要說(shuō)明表面F對(duì)中心孔軸線的徑向圓跳動(dòng)誤差不大于1) 表面F對(duì)中心孔軸線的徑向圓跳動(dòng)誤差不大于2) 端面C對(duì)中心孔軸線的端面圓跳動(dòng)誤差不大于1） 表面F對(duì)錐面N軸線的徑向圓跳動(dòng)誤差不大于2） 端面C對(duì)錐面N軸線的端面圓跳動(dòng)誤差不大于1） 表面F的軸線對(duì)平面A的垂直度誤差不大于2） 表面F的軸線對(duì)表面N的軸線的同軸度誤差不大于3） 表面C對(duì)平面A的平行度誤差不大于.1） V型塊的軸線對(duì)表面N的軸線的同軸度誤差不大于2） V型塊的軸線對(duì)平面A的垂直度誤差不大于1

42、） 通過(guò)表面F和N的軸線之平面對(duì)表面V的軸線的位置度誤差不大于2） 表面C對(duì)端面A的垂直度誤差不大于1) 平面C對(duì)端面A的平行度誤差不大于2) 通過(guò)表面F和N的軸線之平面對(duì)表面V的軸線的位置度誤差不大于3) 表面N和F的軸線對(duì)平面A的垂直度誤差不大于1） V型塊的軸線與表面N的軸線共面且垂直，位置度誤差不大于2） V型塊的軸線對(duì)平面A的垂直度誤差不大于3） V型塊的軸線對(duì)表面N的軸線的垂直度誤差不大于1） 表面F的軸線對(duì)平面C的垂直度誤差不大于2） 表面F的軸線與表面N的軸線共面且垂直，位置度誤差不大于4.選擇切削用量車削30+0.021 0孔的車削用量選擇：粗車和半精車ap=1mm，f=0.2mm/r，vc=60m/min；精車ap= 0.03mm，f=0.1 mm/r，vc=80m/min。5.確定機(jī)床選擇C