第六章課件機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)

1、內(nèi)容提要內(nèi)容提要 機(jī)床夾具是機(jī)械加工工藝系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。為保 證工件某工序的加工要求，必須使工件在機(jī)床上相對(duì)刀具的使工件在機(jī)床上相對(duì)刀具的 切削或成形運(yùn)動(dòng)處于準(zhǔn)確的相對(duì)位置切削或成形運(yùn)動(dòng)處于準(zhǔn)確的相對(duì)位置，必須通過一定的裝置通過一定的裝置 把工件固定保持在準(zhǔn)確定位的位置上把工件固定保持在準(zhǔn)確定位的位置上。 本章主要討論工件在夾具上的定位原理與定位誤差、夾本章主要討論工件在夾具上的定位原理與定位誤差、夾 緊裝置的設(shè)計(jì)與計(jì)算。緊裝置的設(shè)計(jì)與計(jì)算。 本章內(nèi)容主要包括本章內(nèi)容主要包括： (1)工件定位基本原理；工件定位基本原理； (2)基本定位元件對(duì)工件的定位；基本定位元件對(duì)工件的定位； (3

2、)定位誤差的分析與計(jì)算；定位誤差的分析與計(jì)算； (4)夾緊力及夾緊裝置設(shè)計(jì)的一般原則；夾緊力及夾緊裝置設(shè)計(jì)的一般原則； (5)常用的夾緊機(jī)構(gòu)。常用的夾緊機(jī)構(gòu)。 機(jī)機(jī) 床床 夾夾 具具 概概 述述 6.1 機(jī)床夾具概述機(jī)床夾具概述 機(jī)床夾具通過使工件在機(jī)床上相對(duì)刀具占有正確的位置的使工件在機(jī)床上相對(duì)刀具占有正確的位置的 過程過程定位定位，以及克服切削過程中工件受外力的作用保持工件克服切削過程中工件受外力的作用保持工件 的準(zhǔn)確位置的過程的準(zhǔn)確位置的過程夾緊夾緊，來實(shí)現(xiàn)工件裝夾。定位和夾緊兩個(gè)定位和夾緊兩個(gè) 過程的綜合稱為過程的綜合稱為裝夾裝夾,完成工件裝夾的工藝裝備稱為完成工件裝夾的工藝裝備稱為機(jī)

3、床夾具機(jī)床夾具。 6.1.1 機(jī)床夾具的分類機(jī)床夾具的分類 機(jī)床夾具按通用化程度可分為兩大類。 第一類第一類通用夾具通用夾具 此類夾具具有通用性，只需調(diào)整或更換少量零件就可用于此類夾具具有通用性，只需調(diào)整或更換少量零件就可用于 裝夾不同的工件裝夾不同的工件。如三爪、四爪卡盤、頂尖、平口鉗等。通用通用 夾具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，適用用于大批量生產(chǎn)，也適用于單件小批生夾具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，適用用于大批量生產(chǎn)，也適用于單件小批生 產(chǎn)產(chǎn)，是使用最廣泛的一類夾具。 機(jī)機(jī) 床床 夾夾 具具 的的 分分 類及作用類及作用 第二類第二類專用夾具專用夾具 專用夾具是專門為某工件的某工序設(shè)計(jì)和制造的專用夾具是專門為某工件的某工序

4、設(shè)計(jì)和制造的專用夾具, 其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、操作迅速方便其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、操作迅速方便，因設(shè)計(jì)和制造的周期較 長(zhǎng)，批量少，所以成本較高。當(dāng)產(chǎn)品變更時(shí)，因無法使用而報(bào) 廢，因此專用夾具適用于產(chǎn)品固定的成批或大量生產(chǎn)中。 6.1.2 夾具的作用和組成夾具的作用和組成 下面以鉆床夾具和銑床夾具為例進(jìn)行分析。 6.1.2.1 夾具的作用夾具的作用 (1)可以縮短輔助時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率可以縮短輔助時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 (2)易于保證加工精度的穩(wěn)定易于保證加工精度的穩(wěn)定 (3)可擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍可擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍 (4)可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，保證安全生產(chǎn)可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，保證安全生產(chǎn) 夾夾 具具 的的 組

5、組 成成 6.1.2.2 夾具的組成夾具的組成 (1)定位元件：定位元件：與工件的定位基準(zhǔn)相接觸，確定工件在夾 具中的正確位置。 (2)夾緊裝置：夾緊裝置：這是用于夾緊工件的裝置，在切削時(shí)使工件 在夾具中保持既定位置。 (3)對(duì)刀元件對(duì)刀元件：這種元件用于確定夾具與刀具的相對(duì)位置。 (4)夾具體：夾具體：這是用于聯(lián)接夾具各元件及裝置，使其成為一 個(gè)整體的基礎(chǔ)件。它與機(jī)床相結(jié)合，使夾具相對(duì)機(jī)床具有確定 的位置。 (5)其它元件及裝置：其它元件及裝置：有些夾具根據(jù)工件的加工要求，要有 分度機(jī)構(gòu)，銑床夾具還要有定位鍵等。 任何夾具都必須有定位元件和夾緊裝置，它們是保證工件加工精度的 關(guān)鍵，目的是使工

6、件“定準(zhǔn)、夾牢”。 工工 件件 的的 定定 位位 6.2 工件的定位工件的定位 定位的目的定位的目的是使工件在夾具中相對(duì)于機(jī)床、刀具都有一個(gè)是使工件在夾具中相對(duì)于機(jī)床、刀具都有一個(gè) 確定的正確位置確定的正確位置。工件上用來定位的表面稱為工件上用來定位的表面稱為定位基準(zhǔn)面。定位基準(zhǔn)面。 6.2.1 六點(diǎn)定位原理六點(diǎn)定位原理 一個(gè)自由的物體相對(duì)于三個(gè)相互垂直的空間坐標(biāo)系，有六一個(gè)自由的物體相對(duì)于三個(gè)相互垂直的空間坐標(biāo)系，有六 種活動(dòng)的可能性種活動(dòng)的可能性(三種是移動(dòng)，三種是轉(zhuǎn)動(dòng)三種是移動(dòng)，三種是轉(zhuǎn)動(dòng))。習(xí)慣把這種活動(dòng)把這種活動(dòng) 的可能性稱為的可能性稱為自由度自由度，自由物體在空間的不同位置，就是這

7、六 種活動(dòng)的綜合結(jié)果。因此空間任一自由物體共有六個(gè)自由度空間任一自由物體共有六個(gè)自由度。 如圖6.3所示，這六個(gè)自由度為沿x、y、z軸移動(dòng)的三個(gè)自 由度；繞x、y、z軸轉(zhuǎn)動(dòng)的三個(gè)自由度。 若使物體在某方向有確定的位置，就必須限制在該方向的 自由度，所以要使工件在空間處于相對(duì)固定不變的位置，就必 須對(duì)六個(gè)自由度加以限制。 六六 點(diǎn)點(diǎn) 定定 位位 原原 理理 六六 點(diǎn)點(diǎn) 定定 位位 原原 理理 用相當(dāng)于六個(gè)支承點(diǎn)的定位元件與工件的定位基準(zhǔn)面接 觸，如圖6.4所示。在底面在底面xoy內(nèi)內(nèi)，三個(gè)支承點(diǎn)限制了x和y方 向旋轉(zhuǎn)自由度、z 方向移動(dòng)自由度；在側(cè)面在側(cè)面yoz內(nèi)內(nèi)，兩個(gè)支承 點(diǎn)限制了x方向移動(dòng)

8、自由度、 z 方向旋轉(zhuǎn)自由度；在端面在端面xoz 內(nèi)內(nèi)，一個(gè)支承點(diǎn)限制了y方向移動(dòng)自由度。 用正確分布的六個(gè)支承點(diǎn)來限制工件的六個(gè)自由度，使用正確分布的六個(gè)支承點(diǎn)來限制工件的六個(gè)自由度，使 工件在夾具中得到正確位置的規(guī)律稱為工件在夾具中得到正確位置的規(guī)律稱為六點(diǎn)定位原理六點(diǎn)定位原理。 工件在加工中對(duì)六個(gè)自由度的限制，要根據(jù)被加工工件的 加工要求來確定。如圖6.5所示。 六六 點(diǎn)點(diǎn) 定定 位位 原原 理理 圖6.5(a)是在工件上加工不通槽。糟寬由刀具直徑保證， 但是要保證尺寸A、尺寸B、尺寸C ，就需要限制x、y、 z方 向的移動(dòng)和x、y、 z的旋轉(zhuǎn)六個(gè)自由度。這種定位方法，稱這種定位方法，稱

9、 為為完全定位完全定位。 圖6.5(b)是在工件上加工通槽，不需要保證C，所以也不 必限制y方向的移動(dòng)自由度，只需要限制其它五個(gè)自由度就可 以了。 圖6.5(c)是在工件上加工平面，不需要保證尺寸B、C， 所以也不必限制x方向的移動(dòng)、 z 方向的旋轉(zhuǎn)自由度，只需要 限制其它三個(gè)自由度就可以了。 這種沒有完全限制六個(gè)自由度而仍然保證有關(guān)工序尺寸這種沒有完全限制六個(gè)自由度而仍然保證有關(guān)工序尺寸 的定位方法，稱為的定位方法，稱為不完全定位不完全定位。 六六 點(diǎn)點(diǎn) 定定 位位 原原 理理 如果兩種定位元件均能限制工件的同一個(gè)方向自由度時(shí)，如果兩種定位元件均能限制工件的同一個(gè)方向自由度時(shí)， 稱為稱為過定

10、位過定位。 對(duì)于過定位的工件，施加夾緊力后，可能產(chǎn)生工件變形 或定位元件被損壞、定位精度降低等不良后果。 圖6.6(a)是軸承蓋的定位簡(jiǎn)圖。圖中長(zhǎng)V形塊與兩個(gè)支撐 釘A、B的組合均限制了z方向移動(dòng)自由度， 屬于過定位。 避免產(chǎn)生這種不良后果的方法有：避免產(chǎn)生這種不良后果的方法有： 消除過定位現(xiàn)象消除過定位現(xiàn)象 改變過定位件的結(jié)構(gòu)，使它失去過定位的能力改變過定位件的結(jié)構(gòu)，使它失去過定位的能力。 如兩個(gè)支承釘去掉一個(gè)，只剩一個(gè)支承釘用來限制；或把兩個(gè)支承釘聯(lián)起 來并可移動(dòng)如圖6.6(b) ，消除限制z方向移動(dòng)自由度。 當(dāng)確定定位元件尺寸時(shí)，應(yīng)使過定位元件當(dāng)確定定位元件尺寸時(shí)，應(yīng)使過定位元件(支承釘

11、支承釘)與工件定位基準(zhǔn)與工件定位基準(zhǔn) 之間有足夠間隙之間有足夠間隙，以保證在任何情況下，工件總與v形塊兩側(cè)面接觸，以 限制z方向移動(dòng)自由度。 六六 點(diǎn)點(diǎn) 定定 位位 原原 理理 各種定位若定位支承點(diǎn)少于所應(yīng)消除的自由度數(shù)，則工各種定位若定位支承點(diǎn)少于所應(yīng)消除的自由度數(shù)，則工 件定位不足，稱為件定位不足，稱為欠定位欠定位。這種定位方法不能滿足加工要求， 因此是不允許的。 元件所限制的自由度數(shù)，與定位元件的形式、數(shù)量及其 布置情況有關(guān)。 表6.1列舉了各種定位元件所能限制的自由 度數(shù)。 6.2.2 定位元件定位元件 夾具定位元件的結(jié)構(gòu)和尺寸，主要取決于工件上已被選 定的定位基準(zhǔn)面的結(jié)構(gòu)形狀、大小及

12、工件的重量等。 定位元件在夾具中的布置，既要符合六點(diǎn)定位原理六點(diǎn)定位原理，又要能 保證工件定位的穩(wěn)定性定位的穩(wěn)定性。 定 定 位元件位元件 6.2.2.1 定位元件的主要技術(shù)要求和常用材料定位元件的主要技術(shù)要求和常用材料 要求一定的：定位精度、粗糙度值、耐磨性、硬度和剛度。 常用的材料： 低碳鋼低碳鋼 如20鋼或20Cr鋼，工件表面經(jīng)滲碳淬火，深度 0.81.2mm左右，硬度HRC5565。 高碳鋼高碳鋼 如T7、T8、T10等，淬硬至HRC5565。 此外也有用中碳鋼此外也有用中碳鋼 如45鋼，淬硬至HRC4348。 6.2.2.2 固定式定位元件固定式定位元件 支承釘支承釘 多用于以平面作

13、定位基準(zhǔn)時(shí)的定位元件多用于以平面作定位基準(zhǔn)時(shí)的定位元件。 如圖6.8， (a)平頂支承釘平頂支承釘，適用于己加工表面的定位； (b) 圓圓 頂支承釘頂支承釘，適用于毛坯面定位，以減小裝夾誤差，但支撐釘容易 磨損和壓傷工件基準(zhǔn)面； (c) 花紋頂面支撐釘花紋頂面支撐釘，用于工件的側(cè)面 定位，增大摩擦系數(shù)，但清除切屑不方便，不易用在水平面定位； (d) 帶襯套支撐釘帶襯套支撐釘，批量大、磨損快時(shí)使用，便于拆卸。 支撐釘與夾具體的配合可用H7/r6或H7/n6。 定 定 位元件位元件 支承板支承板 一般用作精基準(zhǔn)面較大時(shí)的定位元件一般用作精基準(zhǔn)面較大時(shí)的定位元件。 如圖6.9。 (a) 平板式支承板

14、平板式支承板，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，但不易清除落 入沉頭螺釘孔內(nèi)的碎屑； (b) 臺(tái)階式支承板臺(tái)階式支承板，裝夾螺釘?shù)钠矫娴陀?支承面35mm，克服了不易清屑的缺點(diǎn)，但結(jié)構(gòu)不緊湊； (c) 斜斜 糟式支承板糟式支承板，在支承面上開兩個(gè)斜糟為固定螺釘用，使清屑容易又 結(jié)構(gòu)緊湊。 不論采用支承釘或支承板作為定位元件，裝人夾具體后，為使不論采用支承釘或支承板作為定位元件，裝人夾具體后，為使 各支承面在一個(gè)水平面內(nèi)，應(yīng)再修磨一次各支承面在一個(gè)水平面內(nèi)，應(yīng)再修磨一次。 定 定 位元件位元件 定位銷定位銷 對(duì)于既用平面又用與平面相垂直的圓柱孔定位對(duì)于既用平面又用與平面相垂直的圓柱孔定位 的工件，通常用定位銷作定

15、位元件的工件，通常用定位銷作定位元件。 圖6.10是幾種常用的圓柱型定位銷。圖(a)、(c) 固定式定位銷固定式定位銷， 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用H7/r6與夾具體直接配合；圖(b)、(d) 帶村套的可換帶村套的可換 式定位銷式定位銷，用于大批量生產(chǎn)，因工件裝卸次數(shù)頻繁，定位銷易磨損， 采用此結(jié)構(gòu)便于更換，襯套外徑與夾具體配合采用H7/n6，而內(nèi)徑 與定位銷的配合采用H7/h6或H7/g6；圖 (e) 可換的支承墊圈銷，用 于凸肩端面易磨損的場(chǎng)合，可以在銷子未裝入之前，將墊圈支承面 與其它支承面磨成同一平面。 所有定位銷的定位端頭部均做成15的長(zhǎng)倒角，以便于工件 套人，定位銷與定位孔的配合采用K7/g6

16、或H7/f7。 在加工套筒類工件時(shí)，也常用錐形定位銷錐形定位銷，如圖6.11所 示，(a)用于粗基準(zhǔn)，(b)用于精基準(zhǔn)。 定 定 位元件位元件 在加工箱體工件時(shí)，往往采用一平面及與該平面垂直的一平面及與該平面垂直的 兩孔為定位基準(zhǔn)兩孔為定位基準(zhǔn)。定位元件則為一平面、一短圓柱銷及一短一平面、一短圓柱銷及一短 的削角銷的削角銷，如圖6.12。削角銷的截面形狀，見圖6.13。 定位心軸定位心軸 用于以內(nèi)孔表面為定位基準(zhǔn)的工件，如套用于以內(nèi)孔表面為定位基準(zhǔn)的工件，如套 筒、盤類等筒、盤類等。 心軸的結(jié)構(gòu)如圖，其中 (a)是圓柱心軸， (b)是花鍵心軸，與孔 的配合常采用H7/h8或H7/g6；(c)為

17、錐心軸，其錐度一般為 1/15001/2000，使用時(shí)將工件輕輕壓人，依靠錐面使工件對(duì)中和 漲緊，此種心軸用于磨削或精車。 v形塊形塊 用于以外圓表面為定位基準(zhǔn)的工件用于以外圓表面為定位基準(zhǔn)的工件。 其結(jié)構(gòu)如圖6.15。 v形塊用銷子及螺釘緊固在夾具體上， 工件外圓中心對(duì)中于兩斜面的對(duì)稱軸線上。兩斜面的夾角一 般選用60,90,120。當(dāng)基準(zhǔn)面較大時(shí)可選用圖6.16的結(jié) 構(gòu)，其中 (b)用于粗基準(zhǔn)；(a) (c)用于精基準(zhǔn)。 定 定 位元件位元件 6.2.2.3 可調(diào)式定位元件可調(diào)式定位元件 主要用于粗基準(zhǔn)定位主要用于粗基準(zhǔn)定位。當(dāng)毛坯的尺寸及形狀變化較大時(shí)， 為了適應(yīng)各批毛坯表面位置的變化，

18、需采用可調(diào)支承進(jìn)行定 位。如圖6.17。 6.2.2.4 輔助式支承元件輔助式支承元件 工件在裝夾加工時(shí)，為了增加工件的剛性和穩(wěn)定性，但為了增加工件的剛性和穩(wěn)定性，但 又要避免過定位，此時(shí)經(jīng)常采用輔助支承又要避免過定位，此時(shí)經(jīng)常采用輔助支承，圖6.18為常見的 幾種輔助支承。(a)、(b)為旋出式輔助支承，(a)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但 會(huì)損傷工件定位面，帶動(dòng)工件轉(zhuǎn)動(dòng)而破壞定位；(b) 支承只做 上下運(yùn)動(dòng)，避免了上述缺點(diǎn)。(c)是彈力式輔助支承，靠彈簧 的彈力使支承與工件表面接觸，并可鎖緊；(d)是推力式輔助 支承，推動(dòng)楔塊頂起支承，通過漲緊進(jìn)行鎖緊。 一般輔助支承是在工件定位后才參與工作，故不起定位作用

19、。 緒緒 論論 定 定 位元件位元件 6.2.2.5 浮動(dòng)式定位支承浮動(dòng)式定位支承 由于工件定位表面有幾何形狀誤差，或當(dāng)定位表面是斷 續(xù)表面、階梯表面時(shí)，采用浮動(dòng)式支承可以增加與工件的接 觸點(diǎn)，提高剛度，又可避免過定位。 這種支承在結(jié)構(gòu)上是活動(dòng)的，能夠隨工件定位基準(zhǔn)面位 置的變化而自動(dòng)與之相適應(yīng)，如圖6.19。(a)是兩點(diǎn)浮動(dòng)式支 承；(b)、(c)是三點(diǎn)浮動(dòng)支承；(d)是杠桿式浮動(dòng)支承；(e)是 斜面式浮動(dòng)支承。 上述各種浮動(dòng)支承，只限制工件一個(gè)方向自由度，起一個(gè)支 承點(diǎn)的作用。 定位誤差定位誤差 6.2.3 定位誤差定位誤差 六點(diǎn)定位原理，可以保證工件在夾具中的正確位置，但 是能否滿足加工

20、精度的要求，還需要進(jìn)一步討論定位的準(zhǔn)確 性，即定位誤差有多大。為了保證加工質(zhì)量，應(yīng)滿足如下關(guān) 系： e總T (6.1) 式中 e總各種因素產(chǎn)生誤差的總和； T工件被加工尺寸的公差。 上式又可寫成： e定T (6.2) 式中 e定定位誤差； 除定位誤差以外，其它因素所引起的誤差總和 (如機(jī)床、刀具誤差，工藝系統(tǒng)變形等)，可按加工經(jīng)濟(jì)精度查 表確定。 定位誤差定位誤差 6.2.3.1 定位誤差的組成定位誤差的組成 所謂定位誤差所謂定位誤差，是指由于工件定位造成的加工面相對(duì)工是指由于工件定位造成的加工面相對(duì)工 序基準(zhǔn)的位置誤差序基準(zhǔn)的位置誤差。因?yàn)閷?duì)一批工件來說，刀具經(jīng)調(diào)整后位 置是不動(dòng)的，即被加工

21、表面的位置相對(duì)于定位基準(zhǔn)是不變的， 所以定位誤差定位誤差就是工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大變動(dòng)量就是工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大變動(dòng)量。 定位誤差的組成及產(chǎn)生原因有以下兩個(gè)方面： 定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不一致所引起的定位誤差定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不一致所引起的定位誤差，稱 基準(zhǔn)不重合誤差基準(zhǔn)不重合誤差，即工序基準(zhǔn)相對(duì)定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向工序基準(zhǔn)相對(duì)定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向 上的最大變動(dòng)量上的最大變動(dòng)量.數(shù)值為兩者之間聯(lián)系尺寸的公差以e不 不表示。 定位基準(zhǔn)面和定位元件本身的制造誤差所引起的定定位基準(zhǔn)面和定位元件本身的制造誤差所引起的定 位誤差位誤差，稱基準(zhǔn)位置誤差基準(zhǔn)位置誤差，即定位基準(zhǔn)的相對(duì)位置在

22、加工尺定位基準(zhǔn)的相對(duì)位置在加工尺 寸方向上的最大變動(dòng)量寸方向上的最大變動(dòng)量，以e基 基表示。故有 e定= e不+e基 (6.3) 此公式是在加工尺寸方向上的代數(shù)和。 緒緒 論論定位誤差定位誤差 (1)工件以平面定位時(shí)的定位誤差工件以平面定位時(shí)的定位誤差 圖6.20為在鏜床上加工箱體的A、B兩通孔時(shí)的定位情況 (因是通孔，所以不需要止動(dòng)定位基準(zhǔn))，要保證尺寸A1、A2 和B1、B2。加工時(shí)刀具位置經(jīng)調(diào)整好不再改變，因此對(duì)加工 一批工件來說，被加工的A、B二孔表面相對(duì)夾具的位置不變。 加工孔A時(shí)，尺寸A1的工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)均是D面，基 準(zhǔn)重合，所以 e不(A1)O (6.4) 定位基準(zhǔn)面D有角度

23、制造誤差T/2，根據(jù)基準(zhǔn)位置誤差 的定義有： e基(A1)=2H.tanT (6.5) 所以 e定(A1)=e不(A1) +e基(A1)= 2H.tan T (6.6) 緒緒 論論定位誤差定位誤差 尺寸A2的工序基準(zhǔn)是E面，定位基準(zhǔn)是C面，基準(zhǔn)不重合， 根據(jù)基準(zhǔn)不重合誤差的定義有： e不(A2) TL2 (6.7) 假定定位基準(zhǔn)C面制造得平整光滑，則同批工件的定位基 準(zhǔn)位置不變，此時(shí)就有： e基(A2)0 (6.8) 所以 e定(A2)=e不(A2) +e基(A2)=TL2 (6.9) 加工孔B1時(shí)，尺寸B1的工序基準(zhǔn)是F面，定位基準(zhǔn)是D面， 基準(zhǔn)不重合，根據(jù)定義有： e不(B1) TL1 (

24、6.10 ) e基(B1)= 2H.tan T (6.11) 所以 e定(B1)=e不(B1) +e基(B1)=TL1 +2H.tan T (6.12) 緒緒 論論定位誤差定位誤差 尺寸B2的工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)均是C面，基準(zhǔn)重合，此 時(shí)有： e不(B2) 0 (6.13) e基(B2) 0 (6.14) 所以 e定(B2)=e不(B2)+e基(B2)=0 (6.15) 工件以平面定位時(shí)，在大多數(shù)情況下，不考慮定位基準(zhǔn) 面和定位元件的制造誤差。 (2)工件以外圓柱定位的定位誤差工件以外圓柱定位的定位誤差 外圓面在v形塊上定位時(shí)的定位誤差。如圖6.21，在圓柱 面上加工一平面。設(shè)V形塊的夾角a無制

25、造誤差，外圓定位面 的直徑公差為Td。 (a)中加工尺寸A，工序基準(zhǔn)為o1中心線。一批工件從最 小尺寸dTd變到最大尺寸d，工序基準(zhǔn)從o1變到o2 ，工序基 準(zhǔn)o1在加工尺寸方向的最大變動(dòng)量，根據(jù)定義為： )16. 6( 2 sin 1 2 2 sin 2 21)( d Tpo ooe A 定 緒緒 論論定位誤差定位誤差 從結(jié)果看出，e定與v形塊夾角有關(guān)，越大，e定越小，但 太大時(shí)，v形塊對(duì)中性差，故常取a=90。 依此方法可對(duì)其它兩種情況進(jìn)行分析，可得：工序基準(zhǔn)為 外圓表面上側(cè)母線時(shí)定位誤差為(6.20)；工序基準(zhǔn)為外圓表面 下側(cè)母線時(shí)定位誤差為(6.21)。 顯然e定(h) e定(A)e定

26、(B) ，圖6.21(c)的尺寸標(biāo)注方法最好。 (3)工件以內(nèi)孔表面定位時(shí)的定位誤差工件以內(nèi)孔表面定位時(shí)的定位誤差 工件孔與定位心軸(或銷)采用間隙配合，以孔中心線為工 序基準(zhǔn)時(shí)的定位誤差計(jì)算。 緒緒 論論定位誤差定位誤差 當(dāng)工件裝夾到心軸上時(shí)，工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)都是中心 線，基準(zhǔn)重合；工件孔和心軸是間隙配合，有制造誤差，則： e不=0 e定=e不+e基=e基 。 設(shè)孔尺寸為D+TD，心軸尺寸為d-Td，最小配合間隙為Cmin， 工件裝夾時(shí)心軸放置的位置不同，定位誤差分兩種情況： 心軸垂直放置心軸垂直放置，如圖6.22(a) ，按最大孔和最小軸求得孔中 心線位置的變動(dòng)量為 )24. 6( 22

27、2 22 maxmin min 21 CCTT CTT ooe dD dD 定 心軸水平放置心軸水平放置，如圖6.22(b)所示，由于自重，工件始終靠 往心軸一邊下垂，此時(shí)孔中心線的變動(dòng)是鉛垂方向，其最大值為： )25. 6( 2 1 2 1 maxmin21 CCTTooe dD 定 (4)工件以工件以“一面兩孔一面兩孔”定位時(shí)的定位誤差定位時(shí)的定位誤差 當(dāng)采用一平面、兩短圓柱銷的定位元件時(shí)，此時(shí)平面限制 三個(gè)自由度，第一個(gè)銷和第二個(gè)銷各限制兩個(gè)自由度，因此過 定位，在兩銷連心線方向過定位。由于兩孔、兩銷的直徑，兩 孔中心距和兩銷中心距都存在制造誤差，故有可能使工件兩孔 無法套在兩定位銷上，

28、如圖6.23所示 設(shè)兩孔直徑、孔心距，兩銷直徑、銷心距分別為： 緒緒 論論定位誤差定位誤差 。、 d d d D D D Ld T T LD T T TLddTLDD 2121 2121 ; 針對(duì)第二個(gè)銷子解決的方法有：針對(duì)第二個(gè)銷子解決的方法有：減小直徑；采用削角 銷；使其沿x方向移動(dòng)。第三種方法結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般采用前 兩種方法消除過定位。 緒緒 論論定位誤差定位誤差 減小第二個(gè)銷子直徑減小第二個(gè)銷子直徑。見圖6.24，銷子的大小應(yīng)在AB 范圍內(nèi)，由圖得： )27. 6()(2 min1min222 CCTTDd DD LL 此種方法由于銷子直徑減小，配合間隙加大，故使工件 繞銷子1的轉(zhuǎn)角誤差

29、加大。 第二個(gè)銷采用削角銷。第二個(gè)銷采用削角銷。工件轉(zhuǎn)角誤差要求較嚴(yán)格時(shí)， 采用這種方法。不減小第二個(gè)銷子直徑，而轉(zhuǎn)角誤差較小。 a.削角銷寬度b的確定。如圖6.25，令A(yù)F等于圓柱形定 位銷應(yīng)減小的部分DE，則可通過削角而不減小銷的直徑消除 過定位，且工件轉(zhuǎn)角誤差小。由圖可得： )30. 6( 22 min1 min22 CTT CD b dD LL b.定位誤差的確定： “1”孔中心線在x、y方向的最大位移為： )31. 6 ( max1min111 11 CCTTee dDyx 定定 緒緒 論論定位誤差定位誤差 “2”孔中心線在x、y方向的最大位移分別為： )33. 6( )32. 6(

30、2 max2min22 12 22 CCTTe Tee dDy Lxx D 定 定定 兩孔中心連線對(duì)兩銷中心連線的最大轉(zhuǎn)角誤差，可由圖 6.26得出： )34. 6( 2 tan22 2max1 1 L CC e man 定 以上定位誤差都屬于基準(zhǔn)位置誤差，因?yàn)閑不0。 定位銷的直徑公差一般按g6、f7配合選取，兩定位銷之間 的尺寸公差取兩孔中心距公差的1/51/3。削角銷的結(jié)構(gòu)尺寸 可參考表6.2。削角銷的截面形狀見圖6.26。 表6.2削角銷的結(jié)構(gòu)尺寸 銷子直徑d2(mm) 4661010181830305050 b(mm)23581214 B(mm)d21d22d24d26d2 10d2

31、12 緒緒 論論定位誤差定位誤差 緒緒 論論定位誤差實(shí)例定位誤差實(shí)例 6.2.4 定位誤差計(jì)算實(shí)例定位誤差計(jì)算實(shí)例 【例題【例題6.1】在套筒零件上銑槽，如圖6.27(a)所示，要求保持尺寸10 0.08、80.12，其它尺寸已在前工序完成。若采用圖6.27(b)的定位方 案，孔與銷子配合按H7/g6，問能否保持加工精度要求？否則應(yīng)如何 改進(jìn)？ 解：解：按H7/g6的配合精度,則銷子直徑應(yīng)為 ，因銷子為水平放 置，故由式(6.25)有： 007. 0 020. 0 25 051. 003. 0021. 0 03. 006. 0 2 1 2 1 021. 0)02. 0021. 0( 2 1 2

32、 1 )( 2 1 8 8 maxmin)8( 1 ）定（ ）不（ 基 e Te CCTTe d dD 在銑床上加工，其平均經(jīng)濟(jì)精度為10級(jí)，查表得0.05，所以 12. 0101. 0051. 005. 0 )8(8 Te ）定（ 可滿足尺寸可滿足尺寸8 0.12的要求 的要求。 對(duì)于尺寸80.12， 對(duì)于尺寸100.08，又因 08. 04 . 035. 005. 0 35. 0 35. 02 . 015. 0 0 )10(10 10 10 10 Te e e e ）定（ ）定（ ）不（ ）基（ 緒緒 論論定位誤差定位誤差定位誤差實(shí)例定位誤差實(shí)例 不能滿足尺寸不能滿足尺寸10 0.08的求

33、的求。 采用圖6.27(c)的改進(jìn)方案，以端面A和右端孔為定位基準(zhǔn)，銷子 與孔的配合仍然按H7/g8，則銷子直徑為 。 007. 0 020. 0 30 12. 0105. 0055. 005. 0 055. 003. 0025. 0 03. 0025. 0)02. 003. 0(5 . 0 2 1 )8()8( )8( )8(max)8( Te e eCe 有 得 因 基 定 不基 可滿足尺寸可滿足尺寸8 0.12的要求。的要求。 又 e定(10)0 +e定(10)0.05T(10)=0.08 可滿足尺寸可滿足尺寸10 0.08的要求。的要求。 【例題【例題6.2】如圖6.28所示零件，在銑

34、槽工序中，要保證4550(其 它尺寸已在前工序完成)。要求設(shè)計(jì)該工序的定位方案，并檢查能否 滿足精度要求。 解：解：采用“一面兩孔”的完全定位方案。選取 短圓銷、 短削角銷。查表削角銷b3,B8。夾具的制造公差取工件公差的 1/3左右，兩銷心距公差 TLd=0.08,夾具上45角公差取T30 (是 定位誤差的一部分)。銑床平均加工經(jīng)濟(jì)精度10級(jí)，查表得4。 由式(6.34)得T,45角的定位誤差為： 緒緒 論論定位誤差定位誤差定位誤差實(shí)例定位誤差實(shí)例 007. 0 020. 0 30 005. 0 014. 0 10 01038974 97 252 314. 0041. 0 tan203 2

35、tan2 1 2max1 1 e L CC Te man ）定（ 定 這種定位方案可滿足加工精度要求這種定位方案可滿足加工精度要求。 若不能滿足加工精度要求時(shí)，可采用下述方法解決： 減小銷子與孔的配合間隙，銷子直徑選g5或h6，同時(shí)適當(dāng)減小削角銷寬度b。 采用活動(dòng)錐形定位銷，使孔與銷無間隙配合，如圖6.29。 緒緒 論論定位誤差定位誤差 工件的夾緊工件的夾緊 6.3 工件的夾緊工件的夾緊 工件在定位元件上定位后，必須采用一定的裝置將工件壓采用一定的裝置將工件壓 緊夾牢緊夾牢，使其在加工過程中不會(huì)因受切削力、慣性力或離心力 等作用而發(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

36、置夾緊裝置。 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。 設(shè)計(jì)夾緊裝置的要求：設(shè)計(jì)夾緊裝置的要求：夾緊動(dòng)作要準(zhǔn)確迅速；操作方便夾緊動(dòng)作要準(zhǔn)確迅速；操作方便 省力；夾緊安全可靠；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造。省力；夾緊安全可靠；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造。 夾緊裝置設(shè)計(jì)和選擇的核心問題是夾緊力的大小、方向夾緊裝置設(shè)計(jì)和選擇的核心問題是夾緊力的大小、方向 和作用點(diǎn)。和作用點(diǎn)。 工件的夾緊工件的夾緊 6.3.1 夾緊力三要素設(shè)計(jì)原則夾緊力三要素設(shè)計(jì)原則 6.3.1.1 夾緊力的方向夾緊力的方向 夾緊力的方向選取考慮以下三方面： 工件用幾個(gè)表面作為定位基準(zhǔn)工件用幾個(gè)表面作

37、為定位基準(zhǔn)。大型工件為保持工件的正 確位置，朝向各定位元件都要有夾緊力；小型工件尺寸，則 只要垂直朝向主定位面有夾緊力，保證主要定位面與定位元 件有較大的接觸面積，就可以使工件裝夾穩(wěn)定可靠。 夾緊力的方向應(yīng)方便裝夾和有利于減小夾緊力夾緊力的方向應(yīng)方便裝夾和有利于減小夾緊力。為夾緊力 Q、重力G、切削力F三者之間的方向組合關(guān)系見圖6.30、圖 6.31、圖6.32。 夾緊力的方向應(yīng)使工件夾緊后的變形小夾緊力的方向應(yīng)使工件夾緊后的變形小。由于工件在不同 方向上剛性不同，因此對(duì)工件在不同方向施加夾緊力時(shí)所產(chǎn) 生的變形也不同。見圖6.33。 工件的夾緊工件的夾緊 6.3.1.2 夾緊力的作用點(diǎn)夾緊力的

38、作用點(diǎn) 夾緊力方向確定后，夾緊力的作用點(diǎn)的位置和數(shù)目的選 擇將直接影響工件定位后的可靠性和夾緊力的變形。對(duì)作用 點(diǎn)位置的選擇和數(shù)目的確定應(yīng)注意以下幾個(gè)方面： 力的作用點(diǎn)的位置應(yīng)能保持工件的正確定位而不發(fā)生位移力的作用點(diǎn)的位置應(yīng)能保持工件的正確定位而不發(fā)生位移 或偏轉(zhuǎn)或偏轉(zhuǎn)。為此，作用點(diǎn)的位置應(yīng)靠近支承面的幾何中心，使 夾緊力均勻分布在接觸面上。見圖6.34(a)、(b) 。 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)位于工件剛性較大處夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)位于工件剛性較大處。且作用點(diǎn)應(yīng)有足 夠的數(shù)目，這樣可使工件的變形量最小。如圖6.34(c)、(d)。 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近工件被加工表面夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近工件被加

39、工表面。這樣可使切 削力對(duì)該作用點(diǎn)的力矩減小，同時(shí)減小工件的振動(dòng)。若加工 面遠(yuǎn)離夾緊作用點(diǎn)，可增加輔助支承并附加夾緊力以防止工 件在加工中產(chǎn)生位置變動(dòng)、變形或振動(dòng)。如圖6.35。 工件的夾緊工件的夾緊 6.3.1.3 夾緊力的大小夾緊力的大小 對(duì)工件所施加的夾緊力，要適當(dāng)。夾緊力過大，會(huì)引 起工件變形；夾緊力過小，易破壞定位。 進(jìn)行夾緊力計(jì)算時(shí)，通常將夾具和工件看作一剛性系 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。 為安全起見，計(jì)算出的夾緊力應(yīng)乘以安全系數(shù)安全系數(shù)K，故實(shí) 際夾緊力一般比

40、理論計(jì)算值大2 3倍。 常用的夾緊裝置常用的夾緊裝置 6.3.2 常用的夾緊裝置常用的夾緊裝置 夾具中常用的夾緊裝置有楔塊、螺旋、偏心輪等，它們 都是根據(jù)斜面夾緊原理夾緊工件。下面分別介紹各種夾緊裝 置的結(jié)構(gòu)、夾緊力的計(jì)算和它們的特性。 6.3.2.1 楔塊夾緊裝置楔塊夾緊裝置 楔塊夾緊裝置見圖6.36，主要用于增大夾緊力或改變夾 緊力方向。楔塊夾緊常與杠桿、壓板、螺旋等組合使用。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： (1)有增力作用；有增力作用； (2)夾緊行程小；夾緊行程小； (3)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但操作不方便。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但操作不方便。 楔塊夾緊裝置楔塊夾緊裝置 (1)楔塊夾緊受力的計(jì)算楔塊夾緊受力的計(jì)算 楔塊夾緊的

41、受力分析見圖6.37。楔塊在原始力P、工件給 楔塊的作用力Q、夾具體給楔塊的作用力R作用下，處于平衡 狀態(tài)。當(dāng)工件被夾緊時(shí)，P、Q、R三力合成，計(jì)算出楔塊對(duì)工 件所產(chǎn)生的夾緊力Q為： )36. 6( )tan(tan 12 P Q 式中 楔塊升角，通常取610。 因工件、 夾具體與楔塊的摩擦系數(shù)一般取f0.10.15, 故相應(yīng)的摩擦角為1和2為545830 。 楔塊夾緊裝置楔塊夾緊裝置 (2)楔塊的自鎖條件楔塊的自鎖條件 當(dāng)原始力P撤除后，楔塊在摩擦力的作用下仍然不會(huì)松開 工件的現(xiàn)象稱為自鎖。楔塊在力Q、R作用下平衡，此時(shí)摩擦 力的方向與楔塊松開的趨勢(shì)相反，如圖6.37(c)所示自鎖的條 件應(yīng)

42、該是： )39. 6( 21 若12 ，f0.10.15，則11.517。為安 全起見一般取1015或更小些。 (3)傳力系數(shù)傳力系數(shù) 夾緊力與原始力之比稱傳力系數(shù)，以iP表示則有： )40. 6( tantan 1 12 P Q ip 楔塊夾緊裝置楔塊夾緊裝置 從公式可以看出，楔塊的升角越小，iP就越大；當(dāng)原始 力P一定時(shí)，越小則夾緊力Q就越大，但同時(shí)楔面的工作長(zhǎng) 度加大致使結(jié)構(gòu)不緊湊，夾緊速度變慢。因此楔塊夾緊裝置 常用在工件尺寸公差較小的機(jī)動(dòng)夾緊裝置中。 (4)楔塊的尺寸及材料楔塊的尺寸及材料 升角確定后，其工作長(zhǎng)度應(yīng)滿足夾緊要求，其厚度應(yīng)保 證熱處理時(shí)不變形，小頭厚度應(yīng)大于5mm為宜。

43、 楔塊材料一般用20鋼或20Cr，滲碳厚度0.81.2mm，熱 處理硬度HRC5662，工作表面粗糙度值Ra為1.6m。 螺旋夾緊裝置螺旋夾緊裝置 6.3.2.2 螺旋夾緊裝置螺旋夾緊裝置 螺旋夾緊裝置是從楔塊夾緊裝置轉(zhuǎn)化而來的，相當(dāng)于把螺旋夾緊裝置是從楔塊夾緊裝置轉(zhuǎn)化而來的，相當(dāng)于把 楔塊繞在圓柱體上，轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋時(shí)即可夾緊工件楔塊繞在圓柱體上，轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋時(shí)即可夾緊工件。圖6.38為單 螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。圖6.39為兩種標(biāo)準(zhǔn)壓塊結(jié)構(gòu)。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： (1)夾緊結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，夾緊可靠，在加具中得到廣泛應(yīng)用；夾緊結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，夾緊可靠，在加具中得到廣泛應(yīng)用； (2)夾緊力比斜楔夾緊力大，螺旋夾緊行程不受限制，所夾

44、緊力比斜楔夾緊力大，螺旋夾緊行程不受限制，所 以在手動(dòng)夾緊中應(yīng)用極廣；以在手動(dòng)夾緊中應(yīng)用極廣； (3)螺旋夾緊動(dòng)作慢，輔助時(shí)間長(zhǎng)，效率低，在實(shí)際生產(chǎn)螺旋夾緊動(dòng)作慢，輔助時(shí)間長(zhǎng)，效率低，在實(shí)際生產(chǎn) 中，螺旋壓板組合夾緊比單螺旋夾緊應(yīng)用更為普遍。中，螺旋壓板組合夾緊比單螺旋夾緊應(yīng)用更為普遍。 螺旋夾緊裝置螺旋夾緊裝置 )48.6( tantan 211 rr PL Q 中 (1)螺桿夾緊力計(jì)算螺桿夾緊力計(jì)算 如圖6.40所示，工件處于夾緊狀態(tài)時(shí)，根據(jù)力的平衡、 力矩的平衡可算得夾緊力Q： 式中 螺旋升角，一般為=24； 1螺母與螺桿間的摩擦角； 2 工件與螺桿頭部(或壓塊)間的摩擦角； r中螺旋中

45、徑的一半 r1摩擦力矩計(jì)算半徑。其數(shù)值與螺桿頭部或壓塊的 形狀有關(guān)，如圖6.41所示。 螺旋夾緊裝置螺旋夾緊裝置 (2)螺旋夾緊的自鎖性能和傳力系數(shù)螺旋夾緊的自鎖性能和傳力系數(shù) 楔塊夾緊裝置的自鎖條件為11.517，而螺旋夾 緊裝置的螺旋升角(a24)很小，故自鎖性能好。 傳力系數(shù)為： )49. 6( tantan 211 rr L P Q ip 中 因?yàn)槁菪切∮谛▔K升角，而L大于r中和r1，所以螺旋 夾緊裝置的傳力系數(shù)遠(yuǎn)比楔塊夾緊裝置的大。 由于螺旋夾緊裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，夾緊行程大，傳 力系數(shù)大，自鎖性能好，所以廣泛用于手動(dòng)夾緊。但夾緊緩慢， 效率低。 螺旋夾緊裝置螺旋夾緊裝置 (

46、3)螺旋與壓板的組合夾緊裝置螺旋與壓板的組合夾緊裝置 為了在工件最合適的位置和方向上進(jìn)行夾緊，生產(chǎn)中經(jīng) 常采用圖6.42的結(jié)構(gòu)。在圖6.42(a)、(b)、(c)三種裝置中，若 要求對(duì)工件產(chǎn)生的夾緊力Q相同，那么所需要施加的原始力P 的大小和方向是不同的。圖6.43(d)為鉤形螺旋壓板，它使夾 具結(jié)構(gòu)緊湊，且已規(guī)格化，選用時(shí)可查夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)。 而為了減少夾壓的輔助時(shí)間和提高生產(chǎn)率，采用多位或 多件夾緊裝置，如圖6.43。多件夾緊的共同特點(diǎn)是：用一個(gè) 原始力對(duì)數(shù)個(gè)點(diǎn)或數(shù)個(gè)工件同時(shí)進(jìn)行夾緊。為了避免工件因 尺寸或形狀誤差而出現(xiàn)夾緊不牢或破壞夾緊機(jī)構(gòu)的現(xiàn)象，在 壓塊兩邊各連接擺動(dòng)壓板，可以擺動(dòng)來補(bǔ)償

47、各自?shī)A壓的兩個(gè) 工件的直徑尺寸公差。 偏心夾緊裝置偏心夾緊裝置 6.3.2.3 偏心夾緊裝置偏心夾緊裝置 偏心夾緊裝置是將楔塊包在圓盤上，旋轉(zhuǎn)圓盤使工件得偏心夾緊裝置是將楔塊包在圓盤上，旋轉(zhuǎn)圓盤使工件得 以?shī)A緊以?shī)A緊。偏心夾緊經(jīng)常與壓板聯(lián)合使用，如圖6.44。常用的 偏心輪有圓偏心和曲線偏心。曲線偏心為阿基米德曲線或?qū)?數(shù)曲線，這兩種曲線的優(yōu)點(diǎn)是升角變化均勻或不變，可使工 件夾緊穩(wěn)定可靠，但制造困難，故使用較少；圓偏心由于制 造容易，因而使用較廣。下面介紹圓偏心夾緊裝置。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 由于圓由于圓偏心夾緊時(shí)的夾緊力小，自鎖性能不是很好，且偏心夾緊時(shí)的夾緊力小，自鎖性能不是很好，且 夾緊行程小

48、，故多用于切削力小，無振動(dòng)，工件尺寸公差不夾緊行程小，故多用于切削力小，無振動(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)。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)。 圓偏心夾緊裝置圓偏心夾緊裝置 (1)圓偏心夾緊原理圓偏心夾緊原理 圓偏心夾緊原理見圖6.45，圓偏心輪直徑為D，幾何中心 為Ol，回轉(zhuǎn)中心為O，偏心距為e，虛線圓為基圓，其直徑為D 2e，圓偏心就相當(dāng)于繞在基圓盤上的楔塊圓偏心就相當(dāng)于繞在基圓盤上的楔塊。 偏心輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，楔塊楔進(jìn)基圓盤和工件中間，使 工件得以?shī)A緊。 若將偏心輪的工作部分弧展開，就可得到一個(gè)具有曲線 斜邊的楔塊。從圖中看出，斜面上各點(diǎn)

49、的斜率斜面上各點(diǎn)的斜率(即升角即升角)是變化是變化 的，而在的，而在P點(diǎn)點(diǎn)(展開圖為展開圖為90的點(diǎn)的點(diǎn))附近變化較小附近變化較小。為使偏心輪 工作穩(wěn)定可靠，常取P點(diǎn)左右夾角為3045度的一段圓弧 為工作部分，也就是弧APB為6090。 ， 圓偏心夾緊裝置圓偏心夾緊裝置 (2)圓偏心的自鎖條件圓偏心的自鎖條件 圓偏心x點(diǎn)處升角x為： 在=0，即P點(diǎn)升角最大p 根據(jù)楔塊自鎖條件，為安全起見， 可不考慮偏心輪孔與支承軸間的 摩擦，于是可得到圓偏心的夾緊 特性為： )50. 6( sin2 cos2 tan eD e x )51. 6( 2 cot D e p )56. 6( 2 / )55. 6(

50、/2 2 2 f eD fDe 或 式中 是偏心距e從水平位置轉(zhuǎn)過的角度。 (3)圓偏心夾緊行程圓偏心夾緊行程 圓偏心轉(zhuǎn)過角度,其夾緊行程為： 設(shè)計(jì)夾緊行程S時(shí)，考慮工件尺寸公 差T，裝卸工件必要的間隙C間，夾緊機(jī) 構(gòu)的變形、磨損等行程儲(chǔ)備量為C貯,則 )59. 6(sin eS )63. 6( 貯間 CCTS 圓偏心夾緊裝置圓偏心夾緊裝置 (4)圓偏心夾緊力計(jì)算圓偏心夾緊力計(jì)算 圓偏心夾緊實(shí)際上是斜楔夾緊的一種變形，假設(shè)一升角 為的楔塊，根據(jù)楔塊夾緊力計(jì)算式(6.36)，有： )67. 6( tantan 21 PL Q (5)圓偏心夾緊的傳力系數(shù)圓偏心夾緊的傳力系數(shù) 圓偏心最大升角p8.1

51、3,而螺旋升角為24,又因 在一般情況下r中，因此圓偏心夾緊的傳力系數(shù)遠(yuǎn)小于螺旋 夾緊的傳力系數(shù)。 偏心輪的材料，一般可選用20鋼或20Cr鋼，工作表面滲 碳淬火至HRC5560，表面粗糙度值Ra為0.8m。 )69. 6( tantan 21 L iP 定心夾緊裝置定心夾緊裝置 6.3.2.4 定心夾緊裝置定心夾緊裝置 在切削加工中，若工件是以中心線或?qū)ΨQ面為工序基準(zhǔn)， 為使C定0，可采用一種保證工件準(zhǔn)確定心或?qū)χ械难b置， 使工件的定位和夾緊過程同時(shí)完成，而定位元件與夾緊元件 合二為一。這種裝置稱為定心夾緊裝置定心夾緊裝置。 (1)定心夾緊裝置的原理定心夾緊裝置的原理 在定心夾緊裝置中，利用

52、等速移動(dòng)或均勻的彈性變形， 使定位夾緊元件或工件定位基準(zhǔn)的尺寸制造誤差均勻分布在 工件定位面上，保證工件的中心或?qū)ΨQ位置不變。圖6.49 為 圓柱面定位的情況。 圖(a)定位誤差C定O1O2TDTdCmin，使圓柱面中心偏離圓孔中 心。 圖(b)是圓柱面在三爪卡盤中定心和夾緊的情況。圓柱面的制造誤差Td 在三個(gè)爪上的分布是相同的，各為Td/2，使中心O位置不動(dòng)。 定心夾緊裝置定心夾緊裝置 (2)定心夾緊裝置的類型定心夾緊裝置的類型 定心夾緊裝置種類很多，按其工作原理可分為兩大類。 定位夾緊元件等速移動(dòng)的裝置定位夾緊元件等速移動(dòng)的裝置。這類裝置中常見的幾種如 圖6.50所示。 圖6.50(a)

53、左右螺旋定心夾緊裝置。圖6.50(b) 斜楔定心夾緊裝置。 此類定心夾緊裝置，由于制造誤差和組成元件間的間隙較大， 故定心精度不高，約為0.20.16mm，但夾緊力和夾緊行程較大， 所以常用于粗加工和半精加工。 定位夾緊元件均勻彈性變形的裝置定位夾緊元件均勻彈性變形的裝置 當(dāng)定心精度要求較高時(shí)，一般都利用這類定心夾緊裝置，其中 常見的裝置如圖6.51所示。 圖6.51(a)為用于裝夾工件以外圓柱面為定位基準(zhǔn)的彈簧夾頭。圖 6.51(b)為蝶型簧片式定心夾緊裝置。圖6.51(c)為液性塑料定心夾緊裝置。 這是一種以液性塑料為介質(zhì)傳遞作用力的高精度夾具。圖6.51(d)為鼓膜式 定心夾緊裝置。 機(jī)

54、床夾具的基本要求和設(shè)計(jì)步驟機(jī)床夾具的基本要求和設(shè)計(jì)步驟 6.4 機(jī)床夾具的基本要求和設(shè)計(jì)步驟機(jī)床夾具的基本要求和設(shè)計(jì)步驟 6.4.1 對(duì)機(jī)床夾具的基本要求對(duì)機(jī)床夾具的基本要求 對(duì)機(jī)床夾具的基本要求可總括為四個(gè)方面：對(duì)機(jī)床夾具的基本要求可總括為四個(gè)方面： 穩(wěn)定地保證工件的加工精度； 提高機(jī)械加工的勞動(dòng)生產(chǎn)率； 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和勞動(dòng)條件； 應(yīng)能降低工件的制造成本。 考慮上述四方面要求時(shí)，應(yīng)在滿足加工要求的前提下， 根據(jù)具體情況處理好生產(chǎn)率與勞動(dòng)條件、生產(chǎn)率與經(jīng)濟(jì)性的 關(guān)系，解決主要矛盾。 應(yīng)在設(shè)計(jì)過程中深入生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行調(diào)查研究，廣泛征求 操作者的意見，吸收國(guó)內(nèi)外有關(guān)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，在此基

55、礎(chǔ)上擬 出初步設(shè)計(jì)方案，經(jīng)過討論，然后定出合理的方案進(jìn)行具體 設(shè)計(jì)。 機(jī)床夾具的基本要求和設(shè)計(jì)步驟機(jī)床夾具的基本要求和設(shè)計(jì)步驟 6.4.2 夾具設(shè)計(jì)的工作步驟夾具設(shè)計(jì)的工作步驟 6.4.2.1 研究原始資料，明確設(shè)計(jì)任務(wù)研究原始資料，明確設(shè)計(jì)任務(wù) 為明確設(shè)計(jì)任務(wù)，首先應(yīng)分析研究工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、材 料、生產(chǎn)規(guī)模和本工序加工的技術(shù)要求以及前后工序的聯(lián)系； 然后了解加工所用設(shè)備、輔助工具中與設(shè)計(jì)夾具有關(guān)的技術(shù) 性能和規(guī)格；了解工具車間的技術(shù)水平等。必要時(shí)還要了解 同類工件的加工方法和所使用夾具的情況，作為設(shè)計(jì)的參考。 6.4.2.2 考慮和確定夾具的結(jié)構(gòu)方案，繪制結(jié)構(gòu)草圖考慮和確定夾具的結(jié)構(gòu)方案，繪

56、制結(jié)構(gòu)草圖 確定夾具的結(jié)構(gòu)方案時(shí)，主要解決如下問題： 根據(jù)六點(diǎn)定位原理確定工件的定位方式，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的 定位裝置； 確定刀具的引導(dǎo)方法，并設(shè)計(jì)引導(dǎo)元件或?qū)Φ堆b置； 機(jī)床夾具的基本要求和設(shè)計(jì)步驟機(jī)床夾具的基本要求和設(shè)計(jì)步驟 確定工件的夾緊方式和設(shè)計(jì)夾緊裝置； 確定其它元件或裝置的結(jié)構(gòu)型式，如定向鍵，分度裝置 等； 考慮各種裝置、元件的布局，確定夾具體和總體結(jié)構(gòu)。 對(duì)夾具的總體結(jié)構(gòu)，最好考慮幾個(gè)方案，畫出草圖，經(jīng) 過分析比較，從中選取較合理的方案。 6.4.2.3繪制夾具總圖繪制夾具總圖 夾具總圖應(yīng)遵循國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)繪制，圖形大小的比例盡量取 1:1，使所繪的夾具總圖有良好的直觀性，如工件過大時(shí)可用 1

57、:2或1:5的比例，過小時(shí)可用2:1的比例?？倛D中的視圖應(yīng)盡 量少，但必須能夠清楚地表示出夾具的工作原理和構(gòu)造，表 示各種裝置或元件之間的位置關(guān)系等。主視圖應(yīng)取操作者實(shí) 際工作時(shí)的位置，以作為裝配夾具的依據(jù)并供使用時(shí)參考。 機(jī)床夾具的基本要求和設(shè)計(jì)步驟機(jī)床夾具的基本要求和設(shè)計(jì)步驟 繪制總圖的順序是：先用雙點(diǎn)劃線繪出工件的輪廓外形， 并顯示出加工余量；然后把工件視為透明體，按照工件的形 狀及位置依次繪出定位、導(dǎo)向、夾緊及其它元件或裝置的具 體結(jié)構(gòu)；最后繪制夾具體，形成一個(gè)夾具整體。 6.4.2.4確定并標(biāo)注有關(guān)尺寸和夾具技術(shù)要求確定并標(biāo)注有關(guān)尺寸和夾具技術(shù)要求 在夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注輪廓尺寸，必要的

58、裝配、檢驗(yàn)尺寸 及其公差，制定主要元件、裝置間的相互位置精度要求等。 當(dāng)加工的技術(shù)要求較高時(shí)，應(yīng)進(jìn)行工序精度分析。 6.4.2.5繪制夾具零件圖繪制夾具零件圖 夾具中的非標(biāo)準(zhǔn)零件都必須繪制零件圖。在確定這些零 件的尺寸、公差或技術(shù)條件時(shí)，應(yīng)注意使其滿足夾具總圖的 要求。 機(jī)床夾具的基本要求和設(shè)計(jì)步驟機(jī)床夾具的基本要求和設(shè)計(jì)步驟 在夾具設(shè)計(jì)圖紙全部繪制完畢后，設(shè)計(jì)工作并不就此結(jié) 束。因?yàn)樗O(shè)計(jì)的夾具還有待于實(shí)踐的驗(yàn)證，在試用后有時(shí) 可能要對(duì)原設(shè)計(jì)作必要的修改。因此設(shè)計(jì)人員應(yīng)關(guān)心夾具的 制造和裝配過程，參與鑒定工作，并了解使用過程，以便發(fā) 現(xiàn)問題及時(shí)加以改進(jìn)，使之達(dá)到正確設(shè)計(jì)的要求。只有夾具 制造

59、出來了，使用合格后才能算完成設(shè)計(jì)任務(wù)。 在實(shí)際工作中，上述設(shè)計(jì)程序并非一成不變，但設(shè)計(jì)程 序在一定程度上反映了設(shè)計(jì)夾具所要考慮的問題和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)， 因此對(duì)于缺乏設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的人員來說，遵循一定的方法、步驟 進(jìn)行設(shè)計(jì)是有益的。 機(jī)床夾具的基本要求和設(shè)計(jì)步驟機(jī)床夾具的基本要求和設(shè)計(jì)步驟本章小結(jié)本章小結(jié) 機(jī)床夾具是由定位元件、加緊裝置、對(duì)刀元件、夾具體機(jī)床夾具是由定位元件、加緊裝置、對(duì)刀元件、夾具體 等部分組成，其中定位與夾緊兩個(gè)環(huán)節(jié)是夾具設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。等部分組成，其中定位與夾緊兩個(gè)環(huán)節(jié)是夾具設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。 定位就是確定工件在夾具中的正確位置，是通過定位元定位就是確定工件在夾具中的正確位置，是通過定位元 件實(shí)

60、現(xiàn)。工件有完全定位和不完全定位，過定位和欠定位。件實(shí)現(xiàn)。工件有完全定位和不完全定位，過定位和欠定位。 欠定位是不允許的，過定位有條件地采用。欠定位是不允許的，過定位有條件地采用。 由于基準(zhǔn)不重合、定位副制造不準(zhǔn)確等原因，定位過程由于基準(zhǔn)不重合、定位副制造不準(zhǔn)確等原因，定位過程 中會(huì)產(chǎn)生誤差，定位誤差的計(jì)算要根據(jù)具體情況分析計(jì)算。中會(huì)產(chǎn)生誤差，定位誤差的計(jì)算要根據(jù)具體情況分析計(jì)算。 夾緊是為了克服切削力等外力干擾而使工件在空間中夾緊是為了克服切削力等外力干擾而使工件在空間中 保持正確的定位位置的一種手段。夾緊一般在定位步驟之后，保持正確的定位位置的一種手段。夾緊一般在定位步驟之后， 有時(shí)定位與夾