第三章 工件在數(shù)控機(jī)床上的定位與裝夾

1、3.1 工件的裝夾方法與定位原理 3.2 定位方式與定位原件 3.3 定位誤差 3.4 工件的夾緊 3.5 數(shù)控機(jī)床夾具第3章工件在數(shù)控機(jī)床上的定位與裝夾 在機(jī)械加工過(guò)程中，固定工件，使之占有確定位置以接受加工或檢測(cè)的裝置稱為機(jī)床夾具，簡(jiǎn)稱夾具 。 第3章工件在數(shù)控機(jī)床上的定位與裝夾夾具夾具工件的裝夾包含兩個(gè)方面的內(nèi)容：工件的裝夾包含兩個(gè)方面的內(nèi)容：定位定位 工件能準(zhǔn)確地放在機(jī)床的合適位置上。工件能準(zhǔn)確地放在機(jī)床的合適位置上。使工件相對(duì)于刀具和機(jī)床占有正確的加使工件相對(duì)于刀具和機(jī)床占有正確的加工位置工位置 夾緊夾緊 工件定位后，還需對(duì)工件壓緊夾牢。使工件定位后，還需對(duì)工件壓緊夾牢。使其在加工過(guò)

2、程中不發(fā)生位置變化其在加工過(guò)程中不發(fā)生位置變化 1設(shè)計(jì)基準(zhǔn)設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 基準(zhǔn)是零件上用來(lái)確定其它點(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。 第3章 工件在數(shù)控機(jī)床上的定位與裝夾毛坯設(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)。 第3章工件在數(shù)控機(jī)床上的定位與裝夾(a) 支承塊 (b) 鉆套如圖 (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l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。在零件圖上不僅標(biāo)注的尺寸有設(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 (b)所示的鉆套零件，軸

3、心線OO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)。 定位基準(zhǔn)定位基準(zhǔn) 在加工中用作在加工中用作定位的基準(zhǔn)定位的基準(zhǔn) 工序基準(zhǔn)工序基準(zhǔn) 在工序圖上，在工序圖上，用來(lái)標(biāo)定本工用來(lái)標(biāo)定本工序被加工面尺序被加工面尺寸和位置所采寸和位置所采用的基準(zhǔn)用的基準(zhǔn) 第3章工件在數(shù)控機(jī)床上的定位與裝夾2工藝基準(zhǔn)工藝基準(zhǔn) 分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)。用作定位的表面，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)。 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 測(cè)量基準(zhǔn)測(cè)量基準(zhǔn) 零件測(cè)量時(shí)所采用的零件測(cè)量時(shí)所

4、采用的基準(zhǔn)基準(zhǔn) 裝配基準(zhǔn)裝配基準(zhǔn) 裝配時(shí)用以確定零件裝配時(shí)用以確定零件在機(jī)器中位置的基準(zhǔn)在機(jī)器中位置的基準(zhǔn) 第3章工件在數(shù)控機(jī)床上的定位與裝夾 第3章工件在數(shù)控機(jī)床上的定位與裝夾 基準(zhǔn)是制定工藝的依據(jù)，必須是客觀存在的。 當(dāng)作為基準(zhǔn)的要素?zé)o法接觸及是，通常有某些具體的表面來(lái)體現(xiàn)，這些表面稱為基面。 作為基準(zhǔn)可以是沒(méi)有面積的點(diǎn)線以及極小的面，但是工件上代表基準(zhǔn)的基面總是具有一定的接觸面積。 不僅表示尺寸關(guān)系的基準(zhǔn)如上所述，表示位置精度的基準(zhǔn)關(guān)系也是如此。 1.定位基準(zhǔn)的選擇原則定位基準(zhǔn)的選擇原則第3章工件在數(shù)控機(jī)床上的定位與裝夾（1）盡量選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)；（2）定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不能統(tǒng)一

5、時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制定位誤差保證加工精度；（3）工件需兩次以上裝夾加工時(shí)，所選基準(zhǔn)在一次裝夾定位能完成全部關(guān)鍵精度部位的加工；（4）所選基準(zhǔn)要保證完成盡可能多的加工內(nèi)容；（5）批量加工時(shí)，零件定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與建立工件坐標(biāo)系的對(duì)刀基準(zhǔn)重合；（6）需要多次裝夾時(shí)，基準(zhǔn)應(yīng)該前后統(tǒng)一。 2.粗基準(zhǔn)的選擇原則粗基準(zhǔn)的選擇原則 粗基準(zhǔn)只使用一次，其他的定位基準(zhǔn)都應(yīng)該是精基準(zhǔn)。選定粗基準(zhǔn)面時(shí)應(yīng)考慮：要能加工出精基準(zhǔn)；工件不加工表面的形位；保證后續(xù)工序的加工余量。 第3章工件在數(shù)控機(jī)床上的定位與裝夾相互位置要求原則相互位置要求原則加工余量合理分配原則加工余量合理分配原則 重要表面原則 不重復(fù)使用原則不重復(fù)使用原則

6、 便于工件裝夾原則便于工件裝夾原則 3.精基準(zhǔn)的選擇原則精基準(zhǔn)的選擇原則 第3章工件在數(shù)控機(jī)床上的定位與裝夾基準(zhǔn)重基準(zhǔn)重合原則合原則 基準(zhǔn)統(tǒng)基準(zhǔn)統(tǒng)一原則一原則 自為基自為基準(zhǔn)原則準(zhǔn)原則 互為基互為基準(zhǔn)原則準(zhǔn)原則 便于裝便于裝夾原則夾原則 精基準(zhǔn)的選擇原則 4.輔助基準(zhǔn)的選擇輔助基準(zhǔn)的選擇 為了便于裝夾或易于實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)統(tǒng)一而人為制成的一種定位基準(zhǔn)。 如中心孔。 3.1.2工件的裝夾方法工件的裝夾方法 (1) (1) 直接找正安裝直接找正安裝 用劃針、百分表等工具直接找正工件位置并加以?shī)A緊的方法稱直接找正安裝法。此法生產(chǎn)率低，精度取決于工人的技術(shù)水平和測(cè)量工具的精度，一般只用于單件小批生產(chǎn)。 (2)

7、 (2) 劃線找正安裝劃線找正安裝 先用劃針畫出要加工表面的位置，再按劃線用劃針找正工件在機(jī)床上的位置并加以?shī)A緊。一般用于批量不大，形狀復(fù)雜而笨重的工件或低精度毛坯的加工。 (3) (3) 用夾具安裝用夾具安裝 將工件直接安裝在夾具的定位元件上的方法。這種方法安裝迅速方便，定位精度較高而且穩(wěn)定，生產(chǎn)率較高，廣泛用于中批生產(chǎn)以上的生產(chǎn)類型。第3章工件在數(shù)控機(jī)床上的定位與裝夾 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 工件在夾具中的正確定位，是通過(guò)工工件在夾具中的正確定位，是通過(guò)工件上的定位基準(zhǔn)面與夾具上的定位元件件上的定位基準(zhǔn)面與夾具上的定位元件相接觸而實(shí)現(xiàn)的。因此，不再需要找正相接觸而實(shí)現(xiàn)的。因此，不再需要找正便可將工件

8、夾緊。便可將工件夾緊。 由于夾具預(yù)先在機(jī)床上已調(diào)整好位置，由于夾具預(yù)先在機(jī)床上已調(diào)整好位置，因此，工件通過(guò)夾具相對(duì)于機(jī)床也就占因此，工件通過(guò)夾具相對(duì)于機(jī)床也就占有了正確的位置有了正確的位置 通過(guò)夾具上的對(duì)刀裝置，保證了工件通過(guò)夾具上的對(duì)刀裝置，保證了工件加工表面相對(duì)于刀具的正確位置。加工表面相對(duì)于刀具的正確位置。第3章工件在數(shù)控機(jī)床上的定位與裝夾 第3章工件在數(shù)控機(jī)床上的定位與裝夾空間物體的六個(gè)自由度，如圖所示：沿X、Y、Z的移動(dòng)自由度繞X、Y、Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度 ZYX,ZYX, 六點(diǎn)定位原理：六點(diǎn)定位原理：合理設(shè)置六個(gè)支承點(diǎn)，工件的定位基準(zhǔn)與定位元件保持接觸，消除工件的所有六個(gè)自由度，使工件

9、在夾具中有確定的位置。 第3章工件在數(shù)控機(jī)床上的定位與裝夾 完全定幻完全定幻燈片燈片 41位位 不完全定不完全定位位 幻燈片 42欠定位幻欠定位幻燈片燈片 43 工件的六個(gè)自由度全部被限制 不需要限制六個(gè)自由度就能達(dá)到定位的要求 應(yīng)該限制的自由度沒(méi)有被限制的定位 第3章工件在數(shù)控機(jī)床上的定位與裝夾過(guò)定位幻過(guò)定位幻燈片燈片 44 應(yīng)該限制的自由度沒(méi)有被限制的定位 不允許使用不允許使用 過(guò)定位是否使用要看能否減少工件的變形或定位操作是否方便 、過(guò)定位可能導(dǎo)致的后果、過(guò)定位可能導(dǎo)致的后果 ： A、工件無(wú)法安裝、工件無(wú)法安裝 B、造成工件或定位元件變形、造成工件或定位元件變形 、消除或減小過(guò)定位所引起

10、干涉的方法、消除或減小過(guò)定位所引起干涉的方法 ： A、改變定位元件的結(jié)構(gòu)，使定位元件重復(fù)限、改變定位元件的結(jié)構(gòu)，使定位元件重復(fù)限制自由度的部分不起定位作用。制自由度的部分不起定位作用。 （改進(jìn)圖）（改進(jìn)圖） B、合理應(yīng)用過(guò)定位，提高工件定位基準(zhǔn)之間、合理應(yīng)用過(guò)定位，提高工件定位基準(zhǔn)之間以及定位元件的工作表面之間的位置精度。以及定位元件的工作表面之間的位置精度。（圖）（圖） 定位時(shí)，必須使工件的定位基準(zhǔn)緊貼在夾具定位元件上，而夾緊則使工件不離開(kāi)定位元件。3.2 定位方式和定位元件3.2.1常見(jiàn)定位方式常見(jiàn)定位方式常見(jiàn)的定位元件及定位方式如表常見(jiàn)的定位元件及定位方式如表3-1所示。所示。3.2.2

11、常見(jiàn)的定位方案常見(jiàn)的定位方案概念概念：工件上的定位基準(zhǔn)面與相應(yīng)的定位元件合：工件上的定位基準(zhǔn)面與相應(yīng)的定位元件合稱為定位副。稱為定位副。 1工件以平面定位工件以平面定位(1) 支承釘支承釘、球頭支承釘、球頭支承釘 （圖（圖 B型）型） 、齒紋頭支承釘、齒紋頭支承釘 （圖（圖 C型）型）、平頭支承釘、平頭支承釘 （圖（圖A型）型）、可調(diào)支承、可調(diào)支承 （圖）（圖）、自位支承、自位支承 （圖圖）(2) 支承板支承板 （圖）（圖） 2工件以圓柱孔定位工件以圓柱孔定位 定位方式的定位方式的基本特點(diǎn)基本特點(diǎn)是：定位孔與定位元件之間處是：定位孔與定位元件之間處于配合狀態(tài)，并要求確保孔中心線與夾具規(guī)定的軸于

12、配合狀態(tài)，并要求確?？字行木€與夾具規(guī)定的軸線相重合。線相重合。 (1) 圓柱銷圓柱銷 （圖）（圖） (2) 圓柱心軸圓柱心軸 （圖）（圖） 心軸主要用于套筒類和空心盤類工件的車、銑、磨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。及齒輪加工。 (3) 圓錐銷圓錐銷 （圖（圖a、b） 工件以圓柱孔在圓錐銷上定位工件以圓柱孔在圓錐銷上定位 (4) 小錐度心軸小錐度心軸 3工件以圓錐孔定位工件以圓錐孔定位 (1) 圓錐形心軸圓錐形心軸 圓錐心軸限制了工件除繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)自由度以外的其圓錐心軸限制了工件除繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)自由度以外的其它五個(gè)自由度。它五個(gè)自由度。 (2) 頂尖頂尖 即為錐孔與錐銷配合。

13、兩個(gè)中心孔是定位基面，所即為錐孔與錐銷配合。兩個(gè)中心孔是定位基面，所體現(xiàn)的定位基準(zhǔn)是由兩個(gè)中心孔確定的中心線體現(xiàn)的定位基準(zhǔn)是由兩個(gè)中心孔確定的中心線 4工件以外圓柱表面定位工件以外圓柱表面定位 (1) V形架形架 V形架定位的最大優(yōu)點(diǎn)是對(duì)中性好。形架定位的最大優(yōu)點(diǎn)是對(duì)中性好。 V形架可分為固定式和活動(dòng)式。形架可分為固定式和活動(dòng)式。 (2) 定位套定位套 一般適用于精基準(zhǔn)定位，常與端面聯(lián)合定位。一般適用于精基準(zhǔn)定位，常與端面聯(lián)合定位。 工件以外圓柱面定位，有時(shí)也可用半圓套或錐套工件以外圓柱面定位，有時(shí)也可用半圓套或錐套作定位元件。作定位元件。5.一面兩孔定位一面兩孔定位 最常用的就是最常用的就是

14、“一面兩孔一面兩孔”定位。定位。 一平面和一圓柱銷及削邊銷一平面和一圓柱銷及削邊銷 其它組合定位方式還有以一孔及其端面定其它組合定位方式還有以一孔及其端面定位（齒輪加工中常用），有時(shí)還會(huì)采用位（齒輪加工中常用），有時(shí)還會(huì)采用V形形導(dǎo)軌、燕尾導(dǎo)軌等組合成形表面作為定位導(dǎo)軌、燕尾導(dǎo)軌等組合成形表面作為定位基面?；?。 第3章工件在數(shù)控機(jī)床上的定位與裝夾 基準(zhǔn)位移誤差基準(zhǔn)位移誤差 因工件在夾具上定位不準(zhǔn)而造成的加工誤差?；鶞?zhǔn)不重合誤差基準(zhǔn)不重合誤差 1.基準(zhǔn)位移誤差基準(zhǔn)位移誤差 一批工件定位基準(zhǔn)相對(duì)于定位元件的位置最大變動(dòng)量。22dDYTT2.基準(zhǔn)不重合誤差基準(zhǔn)不重合誤差 基準(zhǔn)不重合誤差基準(zhǔn)不重合誤

15、差是由于工件定位時(shí)用的定位基準(zhǔn)與工件的工序基準(zhǔn)不重合而使工序基準(zhǔn)的位置發(fā)生變動(dòng)所引起的，其大小等于工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)間的尺寸及其大小等于工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)間的尺寸及相對(duì)位置在加工尺寸方向上的變動(dòng)量相對(duì)位置在加工尺寸方向上的變動(dòng)量，以B表示。結(jié)論：結(jié)論：定位誤差只在調(diào)整法加工一批工件的條件下，試切法加工不存在。定位誤差產(chǎn)生的原因是定位副制造誤差及其配合間隙與定位基準(zhǔn)選擇不當(dāng)產(chǎn)生的引起的 。一般情況下，定位誤差由基準(zhǔn)位移誤差與基準(zhǔn)不重合誤差組成。 這種由于基準(zhǔn)位移和基準(zhǔn)不重合導(dǎo)致調(diào)整法加工一批工件時(shí)的定位誤差D： D=Bcosycos式中基準(zhǔn)不重合誤差B方向與工序尺寸方向間的夾角；基準(zhǔn)位移誤差y方

16、向與工序尺寸方向間的夾角。當(dāng)B和y是由同一誤差因素導(dǎo)致產(chǎn)生的，這時(shí)稱B和y關(guān)聯(lián)。當(dāng)B和y關(guān)聯(lián)時(shí)，如果Bcos和ycos方向相同時(shí)，合成時(shí)取“+”號(hào)；如果Bcos和ycos方向相反時(shí)，合成時(shí)取“-”號(hào)。當(dāng)兩者不關(guān)聯(lián)時(shí)，可直接采用兩者的和疊加計(jì)算定位誤差。 3.3.2定位誤差的分析與計(jì)算1.工件以平面定位 工件以平面定位時(shí)，其平面度誤差很小，所以由定位副制造不準(zhǔn)確而引起的定位誤差可以忽略不計(jì)，所以工件以平面定位時(shí)，其定位誤差主要由基準(zhǔn)不重合所引起的，即其誤差為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)到定位基準(zhǔn)之間的尺寸公差。2.工件以圓孔定位 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邊接觸兩種情況

17、，產(chǎn)生的位移誤差值不同。另外，如果工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)不重合，還產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。應(yīng)根據(jù)具體情況，進(jìn)行定位誤差分析計(jì)算。 圓柱孔與心軸（或定位銷）固定單邊接觸 孔的中心線位置的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：工件孔直徑D的尺寸公差；定位心軸直徑d的尺寸公差。 )dD(21)dD(21OOOOOOmaxminminmax1221y)(21)dd()DD(21dDminmaxminmaxDd圓柱孔與心軸（或定位銷）任意邊接觸 孔中心線相對(duì)于心軸中心線可以在間隙范圍內(nèi)作任意方向、任意大小的位置變動(dòng)?？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

18、誤差為：以上討論時(shí)僅考慮了基準(zhǔn)位移誤差，所以總的定位誤差還需加上基準(zhǔn)不重合誤差。mindDminmaxmaxyXdDX3.工件以外圓定位 若不考慮V形塊的制造誤差，則工件軸線總是處于V形塊的對(duì)稱面上，這就是V形塊的對(duì)中作用。因此，在水平方向上，工件定位基準(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，其可能產(chǎn)生的最大位置變化量為： 2sin22sinBO2sinAOCOCOOOyd212121工件在V形塊上定位銑槽三種不同工序尺寸標(biāo)注情況，設(shè)工件直徑尺寸為，其定位誤差分析如下：圖a)所示工序尺寸為H1，以工件軸線為工序基準(zhǔn)，此時(shí)工序基準(zhǔn)與定位

19、基準(zhǔn)重合，=0。其定位誤差僅有基準(zhǔn)位移誤差。 a) b) c) 2sin2dyD1H圖b)所示工序尺寸為H2，以工件上母線為工序基準(zhǔn)，工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合，其定位誤差為基準(zhǔn)不重合誤差和基準(zhǔn)位移誤差的矢量和。 因?yàn)閮烧呔怯晒ぜㄎ煌鈭A柱面直徑尺寸誤差引起，所以屬于關(guān)聯(lián)因素，因此計(jì)算定位誤差時(shí)需判斷相加還是相減。其判斷方法如下：當(dāng)工件直徑尺寸減小時(shí)，工件定位基準(zhǔn)下移，基準(zhǔn)位移誤差使得工序尺寸H2變??；當(dāng)工件定位基準(zhǔn)位置不變時(shí)，如果工件直徑尺寸減小，則工序基準(zhǔn)(即上母線)也將下移，同樣使工序尺寸H2變小，兩者變化方向相同，合成時(shí)取“+”號(hào)，即： 22sin2ddByD2H圖c)工序基準(zhǔn)為工件下

20、線時(shí)，工序尺寸為H3，工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合，其定位誤差為基準(zhǔn)不重合誤差和基準(zhǔn)位移誤差之差。22sin2ddByD3H夾緊裝置的組成及基本要求 1夾緊裝置的組成夾緊裝置的組成 圖圖 (1) 力源裝置力源裝置 圖圖中中1 產(chǎn)生夾緊作用力的裝置。所產(chǎn)生的力稱為原始產(chǎn)生夾緊作用力的裝置。所產(chǎn)生的力稱為原始力力 (2) 中間傳力機(jī)構(gòu)中間傳力機(jī)構(gòu) 圖圖中中2 介于力源和夾緊元件之間傳遞力的機(jī)構(gòu)介于力源和夾緊元件之間傳遞力的機(jī)構(gòu) (3) 夾緊元件夾緊元件 圖圖中中3 夾緊裝置的最終執(zhí)行件，與工件直接接觸完成夾緊裝置的最終執(zhí)行件，與工件直接接觸完成夾緊作用夾緊作用 2對(duì)夾具裝置的要求對(duì)夾具裝置的要求 （1

21、）夾緊時(shí)應(yīng)保持工件定位后所占據(jù)的正確位）夾緊時(shí)應(yīng)保持工件定位后所占據(jù)的正確位置。置。 （2） 夾緊力大小要適當(dāng)。夾緊力大小要適當(dāng)。 （3） 夾緊機(jī)構(gòu)的自動(dòng)化程度和復(fù)雜程度應(yīng)和夾緊機(jī)構(gòu)的自動(dòng)化程度和復(fù)雜程度應(yīng)和工件的生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)，并有良好的結(jié)構(gòu)工藝工件的生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)，并有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)化元件。性，盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)化元件。 （4）夾緊動(dòng)作要迅速、可靠，且操作要方便、）夾緊動(dòng)作要迅速、可靠，且操作要方便、省力、安全。省力、安全。 3.4.2 夾緊力的確定夾緊力的夾緊力的三要素三要素：大小、方向和作用點(diǎn)。：大小、方向和作用點(diǎn)。1夾緊力方向的確定夾緊力方向的確定確定原則確定原則 ：（

22、1）夾緊力的作用方向應(yīng)垂直于主要定位基準(zhǔn)）夾緊力的作用方向應(yīng)垂直于主要定位基準(zhǔn)面。面。 圖圖（2） 夾緊力作用方向應(yīng)使所需夾緊力最小。夾緊力作用方向應(yīng)使所需夾緊力最小。 圖圖（3）夾緊力作用方向應(yīng)使工件變形最小。）夾緊力作用方向應(yīng)使工件變形最小。 圖圖2夾緊力作用點(diǎn)的確定夾緊力作用點(diǎn)的確定、概念概念；選擇作用點(diǎn)的問(wèn)題是指在夾緊方向已定的情況選擇作用點(diǎn)的問(wèn)題是指在夾緊方向已定的情況下，確定夾緊力作用點(diǎn)的位置和數(shù)目。下，確定夾緊力作用點(diǎn)的位置和數(shù)目。 、依據(jù)原則依據(jù)原則： （1）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)落在支承元件上或幾個(gè)支）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)落在支承元件上或幾個(gè)支承元件所形成的支承面內(nèi)。承元件所形成的支承面內(nèi)

23、。 圖圖（2）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)落在工件剛性好的部位上。）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)落在工件剛性好的部位上。 圖圖（3）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近被加工表面，）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近被加工表面，以減小切削力對(duì)工件造成的翻轉(zhuǎn)力矩。工件剛以減小切削力對(duì)工件造成的翻轉(zhuǎn)力矩。工件剛性差的部位增加輔助支承并施加夾緊力，以免性差的部位增加輔助支承并施加夾緊力，以免振動(dòng)和變形。振動(dòng)和變形。 圖圖 3夾緊力大小的確定夾緊力大小的確定 夾緊力大小要適當(dāng)，過(guò)大了會(huì)使工件變形，過(guò)夾緊力大小要適當(dāng)，過(guò)大了會(huì)使工件變形，過(guò)小了則在加工時(shí)工件會(huì)松動(dòng)，造成報(bào)廢甚至發(fā)小了則在加工時(shí)工件會(huì)松動(dòng)，造成報(bào)廢甚至發(fā)生事故。生事故。 采用手動(dòng)夾緊時(shí)，

24、可憑人力來(lái)控制夾緊力的大采用手動(dòng)夾緊時(shí)，可憑人力來(lái)控制夾緊力的大小小 當(dāng)設(shè)計(jì)機(jī)動(dòng)當(dāng)設(shè)計(jì)機(jī)動(dòng)(如氣動(dòng)、液壓、電動(dòng)等如氣動(dòng)、液壓、電動(dòng)等)夾緊裝置夾緊裝置時(shí)，則需要計(jì)算夾緊力的大小。時(shí)，則需要計(jì)算夾緊力的大小。 夾緊力三要素的確定必須全面考慮工件的結(jié)構(gòu)夾緊力三要素的確定必須全面考慮工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工藝方法、定位元件的結(jié)構(gòu)和布置等多特點(diǎn)、工藝方法、定位元件的結(jié)構(gòu)和布置等多種因素。種因素。3.5 數(shù)控機(jī)床夾具數(shù)控機(jī)床夾具3.5.1數(shù)控機(jī)床夾具的類型和特點(diǎn)數(shù)控機(jī)床夾具的類型和特點(diǎn)按使用機(jī)床的類型分類：車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、加工中心夾具等按驅(qū)動(dòng)夾具的動(dòng)力源分類：手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾

25、具、電動(dòng)夾具、磁力夾具和自?shī)A緊夾具等按專門化程度分類：通用夾具、專用夾具、組合夾具、可調(diào)夾具還有拼裝夾具和自動(dòng)線夾具機(jī)床夾具：裝夾工件和引導(dǎo)刀具的工藝裝備1.機(jī)床夾具的類型機(jī)床夾具的類型2.數(shù)控加工夾具的特點(diǎn) 具有柔性 不需要導(dǎo)向與對(duì)刀功能 盡可能采用自動(dòng)夾緊裝置 要滿足大力切削的要求 結(jié)構(gòu)不能妨礙各部分的多面加工 定位元件精度較高且定位部分便于清屑 對(duì)剛度小的工件應(yīng)保證最小的夾緊變形3.5.2 機(jī)床夾具的組成和作用機(jī)床夾具的組成和作用 保證加工精度 提高生產(chǎn)率、降低成本 擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍 減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度1.機(jī)床夾具在機(jī)械加工中的作用2.夾具的組成后蓋零件鉆徑向孔的工序圖 后蓋鉆夾具 1

26、鉆套2鉆模板3夾具體4支承板5圓柱銷6開(kāi)口墊圈7螺母8螺桿9菱形銷夾具的組成 不同的夾具其基本的組成都是相同的，都包含以下幾個(gè)部分：定位元件定位元件-定位元件保證工件在夾具中處正確的位置，如4，5，9；夾緊裝置夾緊裝置- -夾緊裝置的作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在加工過(guò)程中受到外力(切削力等)作用時(shí)不離開(kāi)已經(jīng)占據(jù)的正確位置，如6，7，8；連接元件連接元件-確定夾具在機(jī)床上正確位置的元件，夾具體可兼作連接元件。如夾具體3；夾具體夾具體 -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，如3；其它裝置或元件其它裝置或元件-用于確定刀具相對(duì)于定位元件的正確位置的對(duì)刀或?qū)蜓b置；如鉆

27、套l和鉆模板2組成導(dǎo)向裝置 3.5.3 典型夾緊機(jī)構(gòu) 1楔塊夾緊楔塊夾緊 圖圖 工作特點(diǎn)工作特點(diǎn)： (1)楔塊的楔塊的自鎖性自鎖性 楔塊的楔塊的自鎖條件自鎖條件為：為：1+2取取=57 (2) 楔塊能改變夾緊作用力的方向；楔塊能改變夾緊作用力的方向； (3) 楔塊具有增力作用，增力比楔塊具有增力作用，增力比i=Q/F3； (4) 楔塊夾緊行程??；楔塊夾緊行程??； (5) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，夾緊和松開(kāi)需要敲擊大、小端，操結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，夾緊和松開(kāi)需要敲擊大、小端，操作不方便。作不方便。 增力比、行程大小和自鎖條件是相互制約的增力比、行程大小和自鎖條件是相互制約的 圖圖 2螺旋夾緊機(jī)構(gòu)螺旋夾緊機(jī)構(gòu) 圖圖 工作特

28、點(diǎn)工作特點(diǎn)： (1) 自鎖性能好自鎖性能好 (2) 增力比大增力比大(i75) (3) 夾緊行程調(diào)節(jié)范圍大夾緊行程調(diào)節(jié)范圍大 (4) 夾緊動(dòng)作慢、工件裝卸費(fèi)時(shí)夾緊動(dòng)作慢、工件裝卸費(fèi)時(shí) 適用范圍適用范圍； 適用于手動(dòng)夾緊，在機(jī)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)中應(yīng)用較少適用于手動(dòng)夾緊，在機(jī)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)中應(yīng)用較少 在實(shí)際生產(chǎn)中，在實(shí)際生產(chǎn)中，螺旋螺旋壓板組合夾緊比單螺旋壓板組合夾緊比單螺旋夾緊用得更為普遍。夾緊用得更為普遍。 3偏心夾緊偏心夾緊 圖圖 、特性特性: (1) 圓偏心夾緊的圓偏心夾緊的自鎖條件自鎖條件：D/e14。D/e值叫做偏值叫做偏心輪的偏心特性，表示偏心輪工作的可靠性，此值心輪的偏心特性，表示偏心輪工作的

29、可靠性，此值大，自鎖性能好，但結(jié)構(gòu)尺寸也大大，自鎖性能好，但結(jié)構(gòu)尺寸也大 (2) 增力比增力比：i=1213。 、特點(diǎn)特點(diǎn): 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是操作方便，動(dòng)作迅速，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單是操作方便，動(dòng)作迅速，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 缺點(diǎn)缺點(diǎn)是工作行程小，自鎖性不如螺旋夾緊好，結(jié)構(gòu)是工作行程小，自鎖性不如螺旋夾緊好，結(jié)構(gòu)不耐振，適用于切削平穩(wěn)且切削力不大的場(chǎng)合，常不耐振，適用于切削平穩(wěn)且切削力不大的場(chǎng)合，常用于手動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。用于手動(dòng)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) 、概念概念: 聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)是操作一個(gè)手柄或用一個(gè)動(dòng)力裝置是操作一個(gè)手柄或用一個(gè)動(dòng)力裝置在幾個(gè)夾緊位置上同時(shí)夾緊一個(gè)工件在幾個(gè)夾緊位置上同時(shí)夾緊一個(gè)工件

30、(單件多位夾單件多位夾緊緊)或夾緊幾個(gè)工件或夾緊幾個(gè)工件(多件多位夾緊多件多位夾緊)的夾緊機(jī)構(gòu)。的夾緊機(jī)構(gòu)。 、在設(shè)計(jì)聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)時(shí)應(yīng)、在設(shè)計(jì)聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題注意的問(wèn)題： (1) 必須設(shè)置浮動(dòng)環(huán)節(jié)，以補(bǔ)償同批工件尺寸偏差必須設(shè)置浮動(dòng)環(huán)節(jié)，以補(bǔ)償同批工件尺寸偏差的變化，保證同時(shí)且均勻地夾緊工件。的變化，保證同時(shí)且均勻地夾緊工件。 (2) 聯(lián)動(dòng)夾緊一般要求有較大的總夾緊力，故機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)夾緊一般要求有較大的總夾緊力，故機(jī)構(gòu)要有足夠剛度，防止夾緊變形。要有足夠剛度，防止夾緊變形。 (3) 工件的定位和夾緊聯(lián)動(dòng)時(shí)，應(yīng)保證夾緊時(shí)不破工件的定位和夾緊聯(lián)動(dòng)時(shí)，應(yīng)保證夾緊時(shí)不破壞工件在定位時(shí)所取得的位置

31、。壞工件在定位時(shí)所取得的位置。 5定心夾緊機(jī)構(gòu)定心夾緊機(jī)構(gòu) 、概念概念： 定心夾緊機(jī)構(gòu)是指能保證工件的對(duì)稱點(diǎn)定心夾緊機(jī)構(gòu)是指能保證工件的對(duì)稱點(diǎn)(或?qū)驅(qū)ΨQ線、面稱線、面)在夾緊過(guò)程中始終處于固定準(zhǔn)確位在夾緊過(guò)程中始終處于固定準(zhǔn)確位置的夾緊機(jī)構(gòu)。置的夾緊機(jī)構(gòu)。 、特點(diǎn)特點(diǎn)： 夾緊機(jī)構(gòu)的定位元件與夾緊元件合為一體，并夾緊機(jī)構(gòu)的定位元件與夾緊元件合為一體，并且定位和夾緊動(dòng)作是同時(shí)進(jìn)行的。且定位和夾緊動(dòng)作是同時(shí)進(jìn)行的。 、按其工作原理分類按其工作原理分類： 一種是一種是按定位按定位夾緊元件等速移動(dòng)原理來(lái)實(shí)夾緊元件等速移動(dòng)原理來(lái)實(shí)現(xiàn)定心夾緊的；現(xiàn)定心夾緊的； 另一種是另一種是按定位按定位夾緊元件均勻彈性

32、變形原夾緊元件均勻彈性變形原理來(lái)實(shí)現(xiàn)定心夾緊的機(jī)構(gòu)理來(lái)實(shí)現(xiàn)定心夾緊的機(jī)構(gòu) 3.5.4 數(shù)控加工夾具簡(jiǎn)介數(shù)控加工夾具簡(jiǎn)介 、數(shù)控機(jī)床夾具必須適應(yīng)特點(diǎn)、數(shù)控機(jī)床夾具必須適應(yīng)特點(diǎn)； 數(shù)控機(jī)床的高精度、高效率、多方向同時(shí)加工、數(shù)控機(jī)床的高精度、高效率、多方向同時(shí)加工、數(shù)字程序控制及單件小批生產(chǎn)的。數(shù)字程序控制及單件小批生產(chǎn)的。 、數(shù)控機(jī)床夾具的新要求、數(shù)控機(jī)床夾具的新要求： (1) 推行標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化；推行標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化； (2) 發(fā)展組合夾具和拼裝夾具，降低生產(chǎn)成本；發(fā)展組合夾具和拼裝夾具，降低生產(chǎn)成本； (3) 提高精度；提高精度； (4) 提高夾具的高效自動(dòng)化水平。提高夾具的高效

33、自動(dòng)化水平。 、通用夾具、通用夾具 的種類的種類： 1數(shù)控車床夾具數(shù)控車床夾具 數(shù)控車床夾具分類：數(shù)控車床夾具分類： A、三爪自定心卡盤三爪自定心卡盤 圖圖 優(yōu)點(diǎn)：可自動(dòng)定心，裝夾方便，應(yīng)用較廣，優(yōu)點(diǎn)：可自動(dòng)定心，裝夾方便，應(yīng)用較廣， 缺點(diǎn)：夾緊力較小，不便于夾持外形不規(guī)則的工缺點(diǎn)：夾緊力較小，不便于夾持外形不規(guī)則的工件件 B、四爪單動(dòng)卡盤四爪單動(dòng)卡盤 圖圖 特點(diǎn)：四個(gè)爪都可單獨(dú)移動(dòng)，安裝工件時(shí)需找正，特點(diǎn)：四個(gè)爪都可單獨(dú)移動(dòng)，安裝工件時(shí)需找正，夾緊力大，適用于裝夾毛坯及截面形狀不規(guī)則和夾緊力大，適用于裝夾毛坯及截面形狀不規(guī)則和不對(duì)稱的較重、較大的工件。不對(duì)稱的較重、較大的工件。 C、花盤花盤

34、 2數(shù)控銑床夾具數(shù)控銑床夾具 圖圖 特點(diǎn)特點(diǎn)： 裝夾方便，應(yīng)用廣泛，適于裝夾形狀規(guī)則的小裝夾方便，應(yīng)用廣泛，適于裝夾形狀規(guī)則的小型工件型工件 3加工中心夾具加工中心夾具 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)是各類數(shù)控銑床和加工中心的是各類數(shù)控銑床和加工中心的理想配套附件理想配套附件 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)分類數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)分類 立式工作臺(tái)、臥式工作臺(tái)和立臥兩用回轉(zhuǎn)工作立式工作臺(tái)、臥式工作臺(tái)和立臥兩用回轉(zhuǎn)工作臺(tái)臺(tái) 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)可以用來(lái)進(jìn)行各種圓弧加工或與直回轉(zhuǎn)工作臺(tái)可以用來(lái)進(jìn)行各種圓弧加工或與直線坐標(biāo)進(jìn)給聯(lián)動(dòng)進(jìn)行曲面加工，及實(shí)現(xiàn)精確的線坐標(biāo)進(jìn)給聯(lián)動(dòng)進(jìn)行曲面加工，及實(shí)現(xiàn)精確的自動(dòng)分度自動(dòng)分度 、其他的數(shù)控機(jī)床夾具、

35、其他的數(shù)控機(jī)床夾具 A、拼裝夾具、拼裝夾具、 B、組合夾具、組合夾具、 C、可調(diào)夾具和數(shù)控夾具。、可調(diào)夾具和數(shù)控夾具。3.5.3 組合夾具簡(jiǎn)介 1 組合夾具的組合夾具的概念概念： （圖（圖a、b） 組合夾具組合夾具由一套預(yù)先制造好的不同形狀、不同規(guī)格、由一套預(yù)先制造好的不同形狀、不同規(guī)格、不同尺寸的標(biāo)準(zhǔn)元件及部件組裝而成。不同尺寸的標(biāo)準(zhǔn)元件及部件組裝而成。 2組合夾具的組合夾具的特點(diǎn)特點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：組合夾具的元件精度高、耐磨，并且實(shí)現(xiàn)了：組合夾具的元件精度高、耐磨，并且實(shí)現(xiàn)了完全互換完全互換 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：體積較大，剛度較差，一次投資多，成本高：體積較大，剛度較差，一次投資多，成本高 3分類分類

36、： 組合夾具分為槽系和孔系兩大類。組合夾具分為槽系和孔系兩大類。 4槽系組合夾具槽系組合夾具 (1) 槽系組合夾具的規(guī)格槽系組合夾具的規(guī)格 槽系組合夾具分大、中、小型三種規(guī)格槽系組合夾具分大、中、小型三種規(guī)格 (2) 組合夾具的元件組合夾具的元件 基礎(chǔ)件基礎(chǔ)件 （圖（圖a） 支承件支承件 （圖（圖b） 定位件定位件 導(dǎo)向件導(dǎo)向件 （圖（圖a） 夾緊件夾緊件 （圖（圖b） 緊固件緊固件 夾緊件夾緊件 合件合件 其他新元件和合件其他新元件和合件 5孔系組合夾具孔系組合夾具 圖圖 （1）元件定位方式元件定位方式： 一面兩圓柱銷定位一面兩圓柱銷定位 （2）特點(diǎn)特點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：允許使用的過(guò)定位；其定位

37、精度高，剛：允許使用的過(guò)定位；其定位精度高，剛性比槽系組合夾具好，組裝可靠，體積小，元性比槽系組合夾具好，組裝可靠，體積小，元件的工藝性好，成本低，可用作數(shù)控機(jī)床夾具件的工藝性好，成本低，可用作數(shù)控機(jī)床夾具 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：組裝時(shí)元件的位置不能隨意調(diào)節(jié)，常用：組裝時(shí)元件的位置不能隨意調(diào)節(jié)，常用偏心銷釘或部分開(kāi)槽元件進(jìn)行彌補(bǔ)。偏心銷釘或部分開(kāi)槽元件進(jìn)行彌補(bǔ)。 (a) 支承塊 (b) 鉆套 (a) 支承塊 (b) 鉆套 后蓋零件鉆徑向孔的工序圖 后蓋鉆夾具 0 . 1AB3 00 .1200.0 56.3600-0. 2A50YX6.36 . 30 .1B完全定位示例分析 在車床上加工通孔 磨平面 欠定

38、位示例 (a) 長(zhǎng)銷和大端面定位 (b) 平面和兩短圓柱銷定位 (a) 大端面加球面墊圈 (b) 大端面改為小端面 滾齒夾具 1壓緊螺母 2墊圈 3壓板 4工件 5支承凸臺(tái) 6工作臺(tái) 7心軸 支承釘 用可調(diào)支承加工相似件 1銷軸 2V形塊 3可調(diào)支承 支承板 圓柱定位銷(a) D310 (b) D1018 (c) D18 (d) 帶套可換定位銷(a)間隙配合心軸 (b)過(guò)盈配合心軸 (c)花鍵心軸 圓錐銷定位 (左) 粗基準(zhǔn)定位 (右) 精基準(zhǔn)定位 圓錐銷組合定位 （a）V形架對(duì)中性分析 （b）V形架 活動(dòng)V形架應(yīng)用 一面兩孔組合定位 削邊銷的形成 削邊銷結(jié)構(gòu)(a) d50 夾緊裝置組成示意圖

39、 1氣缸氣缸 2連桿連桿 3壓板壓板 夾緊力方向?qū)︾M孔垂直度的影響(a) 合理 (b) 不合理 夾緊方向與夾緊力大小的關(guān)系（a）最合理 （b）較合理 （c）可行 （d）不合理（e）不合理（f）最不合理夾緊力方向與工件剛性關(guān)系 夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)在支承面內(nèi) (a) 不合理不合理 (b) 合理合理 夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)在剛性較好部位 (a) 不合理不合理 (b) 合理合理 夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)靠近加工表面 楔塊夾緊鉆模 雙升角楔塊 單螺旋夾緊 (a) 偏心輪夾緊 (b) 圓偏心展開(kāi)圖 圓偏心夾緊及其圓偏心展開(kāi)圖 三爪自定心卡盤的構(gòu)造 四爪單動(dòng)卡盤 1-卡盤體 2-卡爪 3-絲桿 平口鉗 1-底座 2-固定鉗口 3

40、-活動(dòng)鉗口 4-螺桿 盤類件鉆徑向孔工序圖 鉆盤類零件徑向孔的組合夾具 1基礎(chǔ)件 2支承件 3定位件 4導(dǎo)向件 5夾緊件 6緊固件 7其它件 8合件 a）基礎(chǔ)件 b）支承件 定位件 a）導(dǎo)向件 b）壓緊件 緊固件 其它件 合件 密孔節(jié)距鉆模板1一本體 2一可調(diào)鉆模板 1螺塞 2油管接頭 3基礎(chǔ)板 4液壓缸 5鍵 6活塞 液壓缸的基礎(chǔ)板BIUCO孔系組合夾具組裝示意圖 數(shù)控機(jī)床夾具 1、2定位孔 3定位銷孔 4數(shù)控機(jī)床工作臺(tái) 5液壓基礎(chǔ)平臺(tái) 6工件 7通油孔 8液壓缸 9活塞 10定位鍵 11、13壓板 12拉桿、普通矩形平臺(tái)1T形槽 2定位銷孔 3緊固螺紋孔 4連接孔 5高強(qiáng)度耐磨襯套 6防塵罩 7可卸法蘭盤 8耳座 平面安裝 T形槽安裝 側(cè)面可調(diào)支承 可調(diào)定位支承 定位支承板 可調(diào)V形塊合件1圓柱銷 2菱形銷 3左、右螺紋螺桿 4、5左、右活動(dòng)V形塊 6工件 (a) 鉸鏈?zhǔn)?(b) 鉤頭式 (c) 杠桿式 手動(dòng)可調(diào)夾緊壓板(a) 杠桿式液壓組合壓板