第二章工件的定位和機床夾具

1、 第二章第二章 工件的定位和機床夾具工件的定位和機床夾具 2-1 汽車的生產(chǎn)過程汽車的生產(chǎn)過程 2-2 汽車生產(chǎn)的工藝過程汽車生產(chǎn)的工藝過程 2-3 工件尺寸及形狀的獲得方法和加工經(jīng)工件尺寸及形狀的獲得方法和加工經(jīng) 濟精度濟精度 2-4 汽車制造廠的生產(chǎn)類型及工藝特征汽車制造廠的生產(chǎn)類型及工藝特征 2-5 定位誤差的分析與計算定位誤差的分析與計算 2-6 工件的夾緊及夾緊裝置工件的夾緊及夾緊裝置 2-7 典型機床夾具典型機床夾具 2-8 夾具設計的方法和步驟夾具設計的方法和步驟裝夾（安裝）裝夾（安裝） 定位定位 夾緊夾緊 2-1 2-1 基準的概念基準的概念 基準：基準： 就是用來確定生產(chǎn)對象

2、上幾何要素間幾就是用來確定生產(chǎn)對象上幾何要素間幾何關系所依據(jù)的那些點、線、面。何關系所依據(jù)的那些點、線、面。 基準基準 設計基準設計基準 工藝基準工藝基準 工序基準工序基準 定位基準定位基準測量基準測量基準裝配基準裝配基準設計圖上所采用的基準。設計圖上所采用的基準。 設計基準設計基準： 設計基準可以是點、線、面。既可以實際存在，也可以是假想。 圖2-1工藝基準是在工藝過程中采用的基準。工藝基準是在工藝過程中采用的基準。 工序基準就是工序圖上工序尺寸、位置工序基準就是工序圖上工序尺寸、位置公差標注的起始點。公差標注的起始點。工序尺寸的方向工序尺寸的方向：由工序基準：由工序基準被加工表面。被加工表

3、面。加工零件時，應盡量使工序基準與設計基準加工零件時，應盡量使工序基準與設計基準重合。重合。 1. 1.工序基準工序基準粗基準粗基準：第一道工序所使用的定位基準（面：第一道工序所使用的定位基準（面) ) 都都是未經(jīng)加工過的表面。是未經(jīng)加工過的表面。 定位基準定位基準：使工件在機床上或夾具中占有正：使工件在機床上或夾具中占有正確位置所采用的基準。確位置所采用的基準。 定位基面定位基面：體現(xiàn)定位基準的表面。：體現(xiàn)定位基準的表面。圖圖2-22-2精基準精基準：用已加工過的表面作為基準（面）。：用已加工過的表面作為基準（面）。 測量基準測量基準: :測量時所采用的基準，即用來確定測量時所采用的基準，即

4、用來確定 被測量尺寸、形狀和位置的基準被測量尺寸、形狀和位置的基準. . 圖圖2-22-2 裝配基準裝配基準:裝配時用來確定零件或部件裝配時用來確定零件或部件( (總成總成) )在在 產(chǎn)品中相對位置所采用的基準產(chǎn)品中相對位置所采用的基準. .一一. . 工件的裝夾方法工件的裝夾方法 找正找正 工件的裝夾方法工件的裝夾方法 夾具夾具( (專用專用) ) ( (一一) )找正裝夾法找正裝夾法. . 圖圖2-52-5.2-6.2-6( (二二) )專用機床夾具裝夾法專用機床夾具裝夾法優(yōu)點：優(yōu)點：保證加工精度保證加工精度, ,提高生產(chǎn)率提高生產(chǎn)率, ,減輕工人勞動減輕工人勞動強度強度1）機床夾具定位元

5、件定位元件相對于機床夾具安裝基準應具有正確的位置關系。2 2）機床夾具相對于機床保持正確位置。）機床夾具相對于機床保持正確位置。3）機床夾具裝在機床上后，還應使刀具切削刃相對工件或夾具定位元件具有正確位置關系，這一過程稱為對刀對刀一一. .專用機床夾具的組成專用機床夾具的組成 1. 定位元件和夾緊裝置.圖圖2-7a2-7a2. 對刀，導向元件 圖圖2-7a2-7a3. 夾具連接元件4. 其他裝置或元件夾具體 專用機床夾具的組成 圖圖2-82-8專用機床夾具專用機床夾具：某種產(chǎn)品零件在某一道工序上 的裝夾而專用設計和制造的。 圖2-07組合夾具組合夾具：為了完成某一（有時幾道）道工序，用制造好的

6、一套標準化零件和部件拼裝而成，加工完一批零件后再拆開、清洗和存儲，以便再用。 圖圖2-092-09 ：在多品種、中、小批生產(chǎn)中采用成 組加工時，為每個工件組設計制造 的專用夾具。 一一. . 工件定位的的六點規(guī)律工件定位的的六點規(guī)律 在分析工件定位時,通常是用一個支承點限制工件的自由度。 圖圖2-22-2 用合理分布的六個支承點限制工件的六個自由度,使工件在夾具中的位置完全確定,這就是通常說的“六點定位規(guī)則”簡稱“六點定則.”任何一個剛體,在空間均有六個自由度 應根據(jù)工序加工要求確定所需限制自由度的數(shù)目. 表表2-12-1完全定位完全定位：六個支承點限制了工件的全部自由 度的定位。不完全定位不

7、完全定位：根據(jù)加工要求，并不需要限制工 件全部自由度的定位。欠定位欠定位：根據(jù)加工要求應該限制的自由度而沒有 被限制的定位。絕對不允許！一一.重復限制自由度的支承之間，不能使工件的安裝發(fā)生干涉。二二.因過定位而引起不良后果，在采取相應措施后，仍應保證工件的加工要求。過定位：過定位：定位元件重復限制工件的同一個或幾個自由度的定位。(一)工件以平面定位 (1)(1)支承釘支承釘 用支承釘支承較大平面，通常每一支承釘可視為一個點，能限制一個自由度。 2 2支支承承板板(3)(3)可可調(diào)調(diào)支支承承 (5) (5) 輔助支承輔助支承( (二二) )工件以內(nèi)孔定位工件以內(nèi)孔定位 1. 1.心軸心軸 (1)

8、 (1) 錐形心軸錐形心軸 錐度一般為1/10001/5000，錐形心軸限制的自由度五個， 心軸的定位部分3是與工具過盈配合，一般過盈量不超過H7/r6。 配合可按H7/h6或H7/g6或H7/f7。 心軸肩作軸向定位。2. 2.定位銷定位銷 當當L/D1L/D1時時. .長銷長銷. .限制限制四四個自由度個自由度 當當L/D1L/D1時時. .短銷短銷, ,限制限制二二個自由度個自由度 限制三個自由度：YX、Z、 夾角 一般選用, . 其中最常用的為 0001209060和、090V V形塊.圓孔.半圓孔及圓錐孔定V V形塊長用.具有對中作用.常用形塊見圖圖2-26,圖2-26a結構為整體式

9、，用于以精基準定位。圖2-26b結構可用于定位面較長或兩段定位基面（直徑可不相同）分布較遠。設計形塊時，工件直徑d是已知的，而與可參照標準先行規(guī)定，然后計算出尺寸。尺寸的計算如下。圖圖2-26a可知。BOOBHT122;2sin21tgNOBadOB而HtgNdT222sin2所以。時，；時，當NdHTdNdHT289.0578.01205 .0707.09000；時，：對于而尺寸adNN241.1900。時，對于adN304621200;5 .0,dHH取：用于大直徑定位時尺寸。用于小直徑定位時，取dH2 . 1一般工件是很少以單一幾何要素作為定位基準來定位的，通常都是以兩個以上的幾何要素作

10、為定位基準，即以組合表面定位。圖2-28a箱體，加工面要保證工序尺寸及，要限制的自由度為 。支承板限制三個自由度；平面與兩支承釘接觸，限制兩個自由度；短定銷與孔配合限制，短銷同時又限制了這時就出現(xiàn)了過定位。ZYXZX和、YXZ、ZY、XZ “一面兩孔一面兩孔”定位定位:工件以一平面及其上的兩孔 作為定位基準。圖圖2-302-30 在夾具上相應地用一個支承 面（一般由多個支承板組合）和兩個短銷作為定位元件，與相應的表面接觸和配合實現(xiàn)定位。HgHgxgTTOO212由 AHOx和 EHOx可得 2222EHEOAHAOxx22222222bXDTTbDHxHg22;2;2XDdEObEHDAOxx

11、而展開化簡得 HxHgHgHgTTTTXXDb22222略去二階微量： HgHgTTXDb22DTTbXLxLgX2 為最小間隙 一一. 定位誤差產(chǎn)生的原因定位誤差產(chǎn)生的原因d定位誤差:工件的工序基準沿工序尺寸方向 上最大偏移量. 用 表示 在圖中盤狀零件上的槽。要求保證工序尺寸為 及 。工件1裝夾在圖中夾具心軸2上，心軸直徑為 。工序尺寸b 是由銑刀3寬度直接保證的，與定位無關。工序尺寸A是由工件相對于刀具正確位置得到的。 bTb02/ATA0dTd基準不重合誤差基準不重合誤差: 2,dgbjTyjbjd,基準位移誤差基準位移誤差: 2,XTTdxDgyj圖圖2-32 分析計算定位誤差分析計

12、算定位誤差:找出一批工件的工序基準的 位置沿工序尺寸方向上可能發(fā)生的最大偏移量. 1.工件以平面定位時的定位誤差 圖2-330,bjahtgyjd2, (1).心軸(定位銷)水平水平放置:圖2-34 0,bjxTTdxDgyjd21,0,bjXTTdDgyjd,注意注意:此地書中“最大配合間隙”與最小間隙X 的區(qū)別! (1).以軸線O為工序基準: 如圖2-36 0,bj2222222222112121,)(1SinTSinTdSindSinCOSinCOCOCOOOddyjhd121222,211222121,)(SinTdTdBOBOOOBByjbjyjhd1212222222211121,

13、)3(SinTTdSinTdAOOOAOAAddbjyjhd)()()(312hdhdhd標準尺寸 時 最小. 2hd而 d同時,在水平方向上, =0,對中性.d0,bj 加工兩孔, .工序尺寸A、B、E、F.工序基準有兩個:孔 的中心 .孔 及孔的連心線 定位基準: ,及水平面. 圖2-37 1O 21,OO21.MM11),(11XTTdDEAd(2)(2)轉動的基準位移誤差轉動的基準位移誤差:當加工表面處于 兩定位孔之外時,轉角誤差 LLXTTXTTLOOOOtgdDdD222212111222211 工序尺寸B的定位誤差 AtgXTTAtgSQdDEd2211)(11橫向轉角誤差橫向轉

14、角誤差: 當加工表面處于兩定位孔 之間時. LXTTXTTLtgdDdD2)(212121122工序尺寸誤差F的定位誤差值為. EtgXTTEtgHGdDFd2211)(11減少定位誤差的措施有減少定位誤差的措施有: (1).提高定位孔.銷的尺寸精度和減少配合間隙. (2).增大兩孔的中心距. add,d 加工誤差產(chǎn)生的原因: (1).定位誤差. (2).對刀誤差. (3).安裝誤差. (4).其他原因產(chǎn)生的加工誤差. c為保證工件的加工要求,應使 caddd,T工件的加工允許公差加工允許公差. T 動力裝置 夾緊裝置 中間傳動機構 夾緊元件圖2-38夾緊機構一. 工件的夾緊及夾緊裝置的基本要

15、求. (1).夾緊時不能破壞工件在定位時所處的正確位 置.(2).夾緊力應保證工件在整個加工過程中位置穩(wěn)夾緊力應保證工件在整個加工過程中位置穩(wěn) 定不變定不變.不允許產(chǎn)生震動、變形和表面損傷不允許產(chǎn)生震動、變形和表面損傷. (3)夾緊機構的復雜程度,工作效率應與生產(chǎn)類型 適應. (4).具有良好的自鎖性具有良好的自鎖性.合理地確定夾緊力的三要素三要素:作用點作用點.方向方向.大小.（2）夾緊力應落在工件剛性較好的部位上。這對剛性差的工件非常重要。圖4-40（3）為提高夾緊的可靠性，防止和減少工件的振動，夾緊力應盡可能靠近加工面。圖4-41（2）應選擇所需夾緊力較小的方向。圖4-433、夾緊力的大

16、小 斜楔夾緊機構 圖2-44A工件與斜楔間的摩擦角.夾具體與斜楔間的摩擦角 12 )(21,tgtgFFxec夾緊力自鎖條件自鎖條件: + 斜楔升角一般地. . 常取 = .例圖2-45 120100160507 由于螺旋夾緊機構的結構簡單，夾緊可靠，所以在夾具中得到廣泛的應用。 圖2-46 圖2-47 圖2-48 1420 圖2-50 D偏心外徑偏心外徑 e偏心距偏心距 eD/ 圓偏心的特點可用圖2-51說明。圓偏心直徑為D，其旋轉中心O2與外圓中心間的距離為偏心距e。圖2-51當D/e （1420）時，偏心能自鎖。一般鋼的摩擦系數(shù)為0.100.15. 在以對稱機構中心為工序基準的工件,為了

17、使定位基準與工序基準重合,就必須采用定心夾定心夾緊機構緊機構(自動定心機構). 該機構在實現(xiàn)定心定心的同時,又起到對工件的夾夾緊作用緊作用.與工件接觸的元件既是定位元件定位元件,又是夾緊元件夾緊元件.(1).利用斜楔.螺旋.偏心.齒條等剛性傳動件,使定位夾緊元件作等速位移實現(xiàn)定心夾緊作用.圖2-54、圖2-55、圖2-56、圖2-57(2).利用薄壁彈性元件受力后的均勻彈性變形,使工件定心并被夾緊.圖2-58、圖20-59 優(yōu)點:擴力系數(shù)大,摩擦損失小. 常用作夾具中間傳動機構.圖2-60 6.多件多位夾緊機構多件多位夾緊機構 圖2-61 2-62 2-63 7.夾具上的動力裝置夾具上的動力裝

18、置 一. 鉆床夾具鉆模. 圖2-68 圖2-75 鉆套與鉆模板 (一). 鉆床夾具的主要類型:固定式.回轉式.翻轉式.滑柱式. （1)鉆套的高度H （2)排屑間隙C 加工脆性材料：C取小值 加工鋼件：C取大值5 . 21dHdC) 131( 1. 鉆套的構造 鉆套圖1、鉆套圖2、鉆套圖3 2. 鉆套內(nèi)徑尺寸及其偏差和其他有關尺寸： 鉆套內(nèi)徑的基本尺寸d=刀具最大極限尺寸,以防止咬死。 配合： 鉆擴孔：F7 粗鉸G7鉸孔精鉸G6 固定式（圖2-68）、 鉸鏈式（圖4-76）、 懸掛式（圖4-77）、 升降式、可拆式 （圖） （一）銑床夾具的主要類型 1.單件加工的銑床夾具 圖2-78 2.多件加工的銑床夾具 圖2-79 3.雙工位的銑