第三章工件裝夾和機(jī)床夾具

1、 在機(jī)床上加工工件時(shí)，為了使工件在該工序所加工的表面能達(dá)到規(guī)定的尺寸和位置公差要求，在開動(dòng)機(jī)床進(jìn)行加工之前，必須首先使工件占有一正確位置。通常將確定工件在機(jī)床上或機(jī)床夾具中占有正確位置的過程，稱為定定位位。當(dāng)工件定位后，為了避免在加工中受到切削力、重力等力的作用而受到破壞，還應(yīng)該用一定的機(jī)構(gòu)或裝置將工件固定住。工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作，稱為夾緊夾緊。將工件在機(jī)床上或機(jī)床夾具中定位、夾緊的過程稱為裝夾裝夾。 在成批大量生產(chǎn)中，工件的裝夾是通過機(jī)床夾具實(shí)現(xiàn)的。用以裝夾工件(和引導(dǎo)刀具)的裝置，稱為機(jī)床夾具。機(jī)床夾具。機(jī)床夾具是工藝系統(tǒng)的組成部分之一。機(jī)床夾具在汽車

2、零件機(jī)械加工過程中應(yīng)用十分廣泛。第一節(jié) 基準(zhǔn)的概念 機(jī)械零件是由若干幾何要素(點(diǎn)、線、面)組成的，各幾何要素之間都有一定的尺寸和位置公差要求。用來確定生產(chǎn)對(duì)象上幾何要素間幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面，稱為基準(zhǔn)基準(zhǔn)。根據(jù)其作用和應(yīng)用場(chǎng)合不同，基準(zhǔn)可分為兩大類，即一、設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 設(shè)計(jì)圖樣上采用的基準(zhǔn)稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。如圖2-1a所示，假想的球心O為球外圓S100mm的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，實(shí)際存在的球下點(diǎn)B是平面A的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。圖2-1b所示的汽車變速器撥叉圖樣中，孔19mm和螺紋孔M10的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)分別為假想的孔軸線和螺紋孔軸線。撥叉平面F，用尺寸31.7mm0.15mm與螺紋孔相聯(lián)系，假想的螺紋孔軸線是撥

3、叉平面F的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；反之也可以認(rèn)為實(shí)際存在的撥叉平面F是螺紋孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，兩者互為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。螺紋孔垂直度的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為19mm孔的軸線和19mm槽的對(duì)稱中心平面組成的公共軸平面AB。 從上述兩個(gè)實(shí)例分析可知，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)可以是點(diǎn)、線、面，它既可以是實(shí)際存在的，也可以是假想的；并且有些設(shè)計(jì)基準(zhǔn)可以是互為的。設(shè)計(jì)圖樣上標(biāo)注的尺寸均稱為設(shè)設(shè)計(jì)尺寸計(jì)尺寸。 二、工藝基準(zhǔn) 在工藝過程中采用的基準(zhǔn)稱為工藝基準(zhǔn)工藝基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)常見的有工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)等。1工序基準(zhǔn) 工序卡上用以表示工件被加工表面加工要求及工件裝夾情況的簡圖，稱為工序圖工序圖。在工序圖上用來確定本道工序被加工表面加工尺寸、位

4、置公差的基準(zhǔn)，稱為工序基準(zhǔn)工序基準(zhǔn)。圖2-2所示為車削工序圖，工件外圓表面5裝夾在三爪自定心卡盤中，端面6靠在卡爪平面上，加工端面F、1、2和內(nèi)孔及外圓3、4。分別保證軸向尺寸L0、L1、L2和外圓、內(nèi)孔直徑尺寸d、D。端面6是端面F的工序基準(zhǔn)，端面F是端面1和2的工序基準(zhǔn)，表面1、2通過加工尺寸L1、L2及平行度公差與工序基準(zhǔn)F相聯(lián)系。外圓d和內(nèi)孔D的工序基準(zhǔn)為其軸線。聯(lián)系被加工表面與工序基準(zhǔn)間的加工尺寸，是本工序應(yīng)直接保證的尺寸，稱為工序尺寸工序尺寸。工序基準(zhǔn)是工序圖上工序尺寸、位置公差標(biāo)注的起始點(diǎn)。 從上述分析可知，工序基準(zhǔn)可以是實(shí)際存在的，也可以是假想的點(diǎn)、線、面。工序尺寸從工序基準(zhǔn)為

5、起點(diǎn)，指向被加工表面，所以工序尺寸具有方向性。多數(shù)情況下，工序基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合。2定位基準(zhǔn) 在加工中確定工件在機(jī)床上或機(jī)床夾具中占有正確位置的基準(zhǔn)，稱為定位基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)。有時(shí)，作為定位基準(zhǔn)的點(diǎn)、線、面在工件上不一定實(shí)際存在(如外圓和內(nèi)孔的軸線、對(duì)稱面等)，而常由某些實(shí)際存在的表面來體現(xiàn)，這些體現(xiàn)假想的定位基準(zhǔn)的表面稱為定位基面定位基面。如圖2-2所示工件裝夾在三爪自定心卡盤中，工件外圓5與卡爪接觸，端面6靠在卡盤平面上，從而實(shí)現(xiàn)徑向(軸線)和軸向的定位。端面6是實(shí)際存在的定位基準(zhǔn)，它確定了工件的軸向位置；外圓軸線是假想的定位基準(zhǔn)，它確定了工件的徑向位置；外圓5是徑向定位的定位基面。 定位基準(zhǔn)

6、(基面)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分。用未經(jīng)加工過的表面作為定位基準(zhǔn)(基面)，稱為粗基準(zhǔn)粗基準(zhǔn)；用已加工過的表面作為定位基準(zhǔn)(基面)，稱為精基準(zhǔn)精基準(zhǔn)。 一般情況下，定位基準(zhǔn)應(yīng)與工序基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，否則將產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。有關(guān)基準(zhǔn)不重合誤差問題將在本章第五節(jié)中詳細(xì)介紹。 3測(cè)量誤差 測(cè)量時(shí)所采用的基準(zhǔn)，即用來確定被測(cè)量尺寸、形狀和位置的基準(zhǔn)，稱為測(cè)量基準(zhǔn)測(cè)量基準(zhǔn)。測(cè)量基準(zhǔn)可以是實(shí)際存在的，也可以是假想的。實(shí)際存在的測(cè)量基準(zhǔn)亦稱為測(cè)量基面測(cè)量基面。如圖2-2中，以端面F為基準(zhǔn)，用深度卡尺測(cè)量端面1、2的尺寸L1、L2，端面F就是端面1、2的測(cè)量基面。對(duì)于假想的測(cè)量基準(zhǔn)，一定有一實(shí)際存在的測(cè)量基面來

7、體現(xiàn)，如圖2-3所示階梯軸放在V形塊上測(cè)量軸頸2的徑向圓跳動(dòng)，軸頸1的軸線3為測(cè)量基準(zhǔn)，而軸頸1的外圓表面為測(cè)量基面。4裝配基準(zhǔn) 裝配時(shí)用來確定零件或部件在產(chǎn)品中的相對(duì)位置所采用的基準(zhǔn)，稱為裝配基準(zhǔn)裝配基準(zhǔn)。裝配基準(zhǔn)可以是實(shí)際存在的，也可以是假想的。實(shí)際存在的裝配基準(zhǔn)，亦稱為裝配基面。如圖2-4所示，倒擋齒輪2軸向的裝配基面是與變速器殼體1接觸的右端輪轂端面，倒擋齒輪徑向的裝配基準(zhǔn)為其內(nèi)孔軸線，而內(nèi)孔表面為裝配基面。 上述各基準(zhǔn)應(yīng)該盡可能使之重合。圖2-4所示的倒擋齒輪，其零件圖樣設(shè)計(jì)時(shí)，把裝配基準(zhǔn)的內(nèi)孔作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；在輪齒齒面加工時(shí)，將內(nèi)孔軸線又作為工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)；在測(cè)量齒圈徑向圓跳動(dòng)時(shí)

8、，也將內(nèi)孔軸線作為測(cè)量基準(zhǔn)。因此該齒輪的內(nèi)孔軸線裝配基準(zhǔn)、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)和測(cè)量基準(zhǔn)重合。基準(zhǔn)重合是工程設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循的一個(gè)基本原則。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量把裝配基準(zhǔn)作為零件圖樣上的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)裝配基準(zhǔn)作為零件圖樣上的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，以便直接保證裝配精度的要求。在零件加工時(shí)，應(yīng)使工序應(yīng)使工序基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，以便能直接保證零件的加工精度；工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，可避免進(jìn)行復(fù)雜的尺寸換算，還可以避免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。第二節(jié) 工件的裝夾方法 工件裝夾時(shí)，為了保證工序尺寸和位置公差，應(yīng)滿足以下兩項(xiàng)基本要求： 1)加工之前，工件必須正確定位，即工件相對(duì)于機(jī)床和

9、刀具應(yīng)占有正確位置。 2)加工過程中，工件必須合理夾緊，即保證作用于工件上的各種外力不破壞定位。 實(shí)現(xiàn)工件的正確裝夾，有找正裝夾法和專用機(jī)床夾具裝夾法兩種方法。 一、找正裝夾法 按找正的方法，有直接找正裝夾直接找正裝夾和劃線找正裝夾劃線找正裝夾兩種。 (1)直接找正裝夾 以工件的實(shí)際表面作為定位的依據(jù)，用找正工具(如劃針和指示表)找正工件的正確位置以實(shí)現(xiàn)定位，然后將工件夾緊的方法，稱為直接找正裝夾直接找正裝夾。 如圖2-5所示，在內(nèi)孔磨床上用四爪單動(dòng)卡盤裝夾套筒，欲保證磨孔后的內(nèi)孔對(duì)外圓的同軸度。采用指示表(百分表)按工件外圓進(jìn)行找正，使外圓軸線與磨床主軸軸線同軸，從而使工件徑向在磨床上占有一

10、正確位置，然后用四爪單動(dòng)卡盤將找正獲得的正確位置固定下來。此時(shí)找正的外圓稱為定位基面，外圓的軸線為定位基準(zhǔn)。 此種裝夾方法生產(chǎn)率低，一般只適用于單件小批生產(chǎn)。找正的精度取決于找正工具和工人的技術(shù)水平。如果操作工人的技術(shù)水平高，且采用精密測(cè)量儀器，則可以獲得較高的定位精度。 (2)劃線找正裝夾 以劃線工人在工件上劃出的待加工表面所在位置的線痕作為定位依據(jù)，定位時(shí)用劃針找正其位置，然后將工件夾緊的裝夾方法，稱為劃線找正裝夾劃線找正裝夾。 圖2-6所示為在汽車變速器撥叉上加工螺紋孔的找正裝夾。若加工工件數(shù)量較少，可以按劃線找正裝夾。首先將撥叉安裝在劃線平臺(tái)的方箱上，在螺紋孔處涂上顏色，按要求找出螺紋

11、孔中心位置，并在孔中心處劃出十字線痕和底孔圓線痕。然后將待加工撥叉裝在圖2-6示的虎鉗上，用劃針找正撥叉的正確位置。加工時(shí)，將鉆頭對(duì)準(zhǔn)已劃出孔中心線痕的位置進(jìn)行鉆孔和攻螺紋。此種裝夾方法生產(chǎn)率低，定位精度也低，而且對(duì)工人的技術(shù)水平要求較高，一般只適用于單件小批生產(chǎn)中加工復(fù)雜而笨重的零件，或零件不宜直接使用通用機(jī)床夾具裝夾的場(chǎng)合。 采用找正裝夾法，工件正確定位是通過找正來實(shí)現(xiàn)的，工件夾緊往往是通過四爪單動(dòng)卡盤、虎鉗等通用機(jī)床夾具或壓板夾緊來實(shí)現(xiàn)的。 由上述可知，找正裝夾法雖然簡便，但效率較低，工人勞動(dòng)強(qiáng)度較大，找正精度取決于找正方法、找正工具和工人的技術(shù)水平等，對(duì)于產(chǎn)量不大、加工質(zhì)量要求不高的場(chǎng)

12、合，仍不失為一種簡單、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)的裝夾方法，但對(duì)于成批大量生產(chǎn)的汽車零件機(jī)械加工并不適用。二、專用機(jī)床夾具裝夾法 專用機(jī)床夾具是為某種零件在某一道工序上的裝夾而專門設(shè)計(jì)和制造的機(jī)床夾具。圖2-7a所示為加工撥叉工件用的專用鉆床夾具。該鉆床夾具安放在鉆床工作臺(tái)上，先將鉆頭對(duì)準(zhǔn)鉆套2，然后用壓板將鉆床夾具固定在鉆床工作臺(tái)上。使用時(shí)，首先將撥叉工件套人定位銷3(A1)上，同時(shí)使工件的槽對(duì)準(zhǔn)并裝在定位銷8(A2)上，并將撥叉平面F與支承釘5接觸，實(shí)現(xiàn)工件的正確定位。然后，轉(zhuǎn)動(dòng)星形手柄(螺母)7，通過鉤形壓板6夾緊工件。這樣，加工時(shí)只需將工件裝夾到鉆床夾具上，就可方便地進(jìn)行鉆孔，并保證工序尺寸及位置公差

13、要求。為在鉆孔后立即攻螺紋，可把鉆模板l繞銷軸翻轉(zhuǎn)讓出空間，絲錐就能下移加工。 專用機(jī)床夾具定位準(zhǔn)確，裝卸工件迅速，但設(shè)計(jì)與制造的周期較長，費(fèi)用較高。因此，主要適用于產(chǎn)品相對(duì)穩(wěn)定而產(chǎn)量較大的成批和大量生產(chǎn)。對(duì)于多品種、小批生產(chǎn)的汽車生產(chǎn)來說，采用專用機(jī)床夾具裝夾工件是不適當(dāng)?shù)摹檫m應(yīng)多品種、小批生產(chǎn)的需要，可以使用組合夾具、可調(diào)整夾具和成組夾具等。由上述分析可知，專用機(jī)床夾具的作用有以下幾方面： 1)保證加工精度。保證加工精度。機(jī)床夾具可準(zhǔn)確確定工件、刀具和機(jī)床之間的相對(duì)位置，從而保證被加工表面的工序尺寸和位置公差要求，加工精度的穩(wěn)定性好。 2)提高生產(chǎn)率。提高生產(chǎn)率。專用機(jī)床夾具可快速地將工

14、件定位和夾緊，減少裝卸工件的輔助時(shí)間。 3)減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。采用機(jī)械、氣動(dòng)、液壓等夾緊裝置，安全省力，可以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。 4)擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍。擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍。利用專用機(jī)床夾具，可擴(kuò)大機(jī)床的加工范圍。如在臥式車床刀架處安裝一專用鏜孔夾具，車床可對(duì)箱體軸承座孔進(jìn)行加工。一、工件定位的六點(diǎn)定位規(guī)則 一個(gè)自由剛體，在空間直角坐標(biāo)系中有六個(gè)方向活動(dòng)的可能性，即沿三個(gè)坐標(biāo)軸方向的移動(dòng)(分別用符號(hào) 表示)和繞三個(gè)坐標(biāo)軸方向的轉(zhuǎn)動(dòng)(分別用符號(hào) 表示)。自由剛體在空間的不同位置，就是六個(gè)方向活動(dòng)的結(jié)果。一般將某個(gè)方向活動(dòng)的可能性稱為一個(gè)自由度，即一個(gè)自由剛體在空間共有六個(gè)自

15、由度。 工件可以近似地看成為自由剛體。工件在沒有采取定位措施時(shí)，其位置具有六個(gè)可活動(dòng)的自由度。要使工件在某個(gè)方向有確定的位置，就必須限制該方向的自由度。可通過在坐標(biāo)平面上適當(dāng)布置支承點(diǎn)(實(shí)際上是一較小的支承面積)的方式來限制相應(yīng)的自由度。如圖2-11所示，若使一個(gè)六方體工件在空間占有惟一確定的位置，可在空間直角坐標(biāo)系的三個(gè)平面上適當(dāng)布置六個(gè)支承點(diǎn)，即在XOY平面上布置三個(gè)不在同一直線上的支承點(diǎn)l、2和3，相應(yīng)限制工件的 三個(gè)自由度；在YOZ平面上布置兩個(gè)支承點(diǎn)4和5，限制 兩個(gè)自由度；在XOZ平面上布置一個(gè)支承點(diǎn)6，限制工件 自由度。六個(gè)支承點(diǎn)實(shí)現(xiàn)限制工件在空間的六個(gè)自由度，使工件在空間占據(jù)了

16、惟一確定位置。我們將在工件的適當(dāng)位置上布置六個(gè)支承點(diǎn)，相應(yīng)限制工件的六個(gè)自由度，從而確定工件惟一確定位置的規(guī)則，稱為六點(diǎn)定位規(guī)則。六點(diǎn)定位規(guī)則。第三節(jié) 工件在機(jī)床夾具中的定位 ZY、XZ、Y、XYXZ、ZX、Y 圖圖 2-8 六點(diǎn)定位原理六點(diǎn)定位原理XZY 要確定其空間位置，就需要限制其要確定其空間位置，就需要限制其 6 個(gè)自由度。個(gè)自由度。 將將 6 個(gè)支承抽象個(gè)支承抽象為為6個(gè)個(gè)“點(diǎn)點(diǎn)”，6個(gè)個(gè)點(diǎn)限制了工件的點(diǎn)限制了工件的6 個(gè)自由度，這就是個(gè)自由度，這就是六點(diǎn)定位原理。六點(diǎn)定位原理。 任何一個(gè)物體在空間直角坐標(biāo)系中都有任何一個(gè)物體在空間直角坐標(biāo)系中都有 6 個(gè)自由度個(gè)自由度用用 表示。表

17、示。ZYXZYX,Z移動(dòng)，移動(dòng)，X、Y軸旋轉(zhuǎn)自由度軸旋轉(zhuǎn)自由度X移動(dòng)，移動(dòng)，Z軸軸轉(zhuǎn)動(dòng)自由度轉(zhuǎn)動(dòng)自由度Y移動(dòng)自由度移動(dòng)自由度例1 在圖2-12所示的一圓球上銑平面B，保證工序尺寸H。試分析為保證加工要求應(yīng)限制的自由度。 解 直角坐標(biāo)系如圖2-12所示，坐標(biāo)軸應(yīng)與工件工序基準(zhǔn)重合或相平行。然后對(duì)應(yīng)限制的自由度進(jìn)行分析，凡是對(duì)加工要求有影響的自由度必須加以限制，并用分析式表示例2 在圖2-13所示的一圓柱體上銑平面，保證工序尺寸H。試分析為保證加工要求應(yīng)限制的自由度。解 直角坐標(biāo)系如圖2-13所示。分析為保證加工要求應(yīng)限制的自由度： 工序尺寸H(工序基準(zhǔn)為圓柱體下母線A)，應(yīng)限制的自由度 ； 該工

18、序應(yīng)限制 兩個(gè)自由度。XZ、XZ、例3 在圖2-14所示圓柱體上擴(kuò)孔，要保證擴(kuò)孔尺寸D及內(nèi)孔對(duì)外圓的同軸度公差t的加工要求。試分析工件正確定位應(yīng)限制的自由度。例4 在圖2-15所示的長方形鐵塊上銑一通槽，要保證工序尺寸A、B、C。試分析正確定位應(yīng)限制的自由度。例5 在圖2-16所示的圓柱體上銑一槽，要保證：槽寬尺寸b；槽深尺寸H；槽對(duì)圓柱體軸線的對(duì)稱度公差t。試分析工件正確定位應(yīng)限制的自由度。解 直角坐標(biāo)系如圖2-16所示。為保證加工要求應(yīng)限制的自由度： 槽寬尺寸b：由定尺寸刀具直接保證，不需要限制自由度； 槽深尺寸H(工序基準(zhǔn)為下母線C)，應(yīng)限制自由度 ; 槽的對(duì)稱度(工序基準(zhǔn)為圓柱體軸線)

19、，應(yīng)限制自由度 ; 綜上分析知，該工序應(yīng)限制 四個(gè)自由度。X ZZ XX Z X Z例6 在圖2-7b所示撥叉上鉆螺紋孔底孔。要保證：鉆孔8.9mm；螺紋孔位置尺寸(31.70.15)mm；孔8.9mm對(duì)孔19mm的對(duì)稱度；孔8.9mm對(duì)孔19mm及槽19mm的對(duì)稱中心平面A-B的垂直度。試分析為保證加工要求應(yīng)限制的自由度。解 直角坐標(biāo)系如圖2-7b所示。為保證加工要求應(yīng)限制的自由度： 鉆底孔8.9mm：由刀具直接保證，不需要限制自由度； 工序尺寸31.7mm(工序基準(zhǔn)為F平面)，應(yīng)限制自由度 ; 保證垂直度(工序基準(zhǔn)為A一B平面)，應(yīng)限制自由度 ; 保證對(duì)稱度(工序基準(zhǔn)為19mm孔的軸線)，

20、應(yīng)限制的自由度 ; 綜上分析知，該工序應(yīng)限制 五個(gè)自由度。Z Y XY XZ YZ Y X Y X 通過上述實(shí)例分析可知，用靜調(diào)整法加工一批工件時(shí)，為保證某一工序的加工要求，工件必須正確定位。正確定位可以用對(duì)工件工序基準(zhǔn)限制一定的自由度來達(dá)到。但是工件應(yīng)限制的自由度并不一定要將六個(gè)自由度都被限制住，只是對(duì)加工要求有影響的自由度應(yīng)加以限制。由刀具直接保證的加工要求和不影響加工要求的自由度，都不必加以限制。為保證加工要求應(yīng)限制的自由度，稱為第一類自由度第一類自由度。而對(duì)加工要求無關(guān)的自由度稱為第二類第二類自由度自由度。在工件實(shí)際定位時(shí)，第二類自由度可根據(jù)工件所承受的切削力、夾緊力等情況和刀具在工件

21、加工表面上運(yùn)行的工作行程范圍，考慮是否應(yīng)加以限制。 為簡化分析自由度，可將對(duì)工件工序各項(xiàng)加工要求應(yīng)限制的自由度分析，轉(zhuǎn)化成對(duì)各項(xiàng)加工要求的工序基準(zhǔn)的自由度分析。工序基準(zhǔn)常見的有點(diǎn)、線、平面三種，它們?cè)谥苯亲鴺?biāo)系中的位置分別由：點(diǎn)三個(gè)移動(dòng)自由度；線兩個(gè)移動(dòng)和兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度；平面一個(gè)移動(dòng)和兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度決定的。如果某些自由度對(duì)加工要求有影響，則該自由度就必須加以限制。 表2-1列舉了常見加工形式為保證加工要求應(yīng)限制的自由度。 三、機(jī)床夾具定位元件及其所限制的自由度 在實(shí)際生產(chǎn)中，工件正確定位時(shí)，對(duì)工件第一類自由度的限制，是通過工件定位基準(zhǔn)(或基面)與機(jī)床夾具定位元件的配合或接觸來實(shí)現(xiàn)的。 工件在機(jī)

22、床夾具中定位時(shí)，根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工序的加工要求的不同，選擇的定位基準(zhǔn)(基面)有各種形式(如平面、內(nèi)孔、外圓、圓錐面和型面等)，不同的定位基準(zhǔn)(基面)選擇不同類型的定位元件。定位元件限制工件定位基準(zhǔn)(基面)的自由度情況與定位元件的結(jié)構(gòu)形式、采用的數(shù)量、布置的位置等有關(guān)，也與定位元件與工件定位基面的接觸及配合的面積或長度的大小等有關(guān)。 由于機(jī)床夾具定位元件是確定工件正確位置的元件，它要經(jīng)常與工件定位基準(zhǔn)(基面)接觸，所以定位元件必須滿足以下幾點(diǎn)要求： 1)一定的精度。定位元件的精度直接影響工件的加工精度。除定位元件本身應(yīng)具有一定尺寸精度外，定位元件間的位置尺寸及位置公差，一般應(yīng)取與工件相應(yīng)尺寸

23、及位置公差的1512。 2)良好的耐磨性。定位元件與定位基準(zhǔn)(基面)直接接觸，易引起磨損。為能較長期保持其精度，定位元件的定位表面必須具有良好的耐磨性。 3)足夠的剛性。為保證在受到切削力、夾緊力等力的作用下，不致發(fā)生較大的變形而影響工件的加工精度，定位元件必須具有足夠的剛性。 4)良好的工藝性。定位元件應(yīng)便于制造、裝配和維修。(一)工件以平面為定位基準(zhǔn)時(shí)常用的定位元件 使用元件的平面支承工件的定位基準(zhǔn)，這類元件稱為支承件支承件。支承件有兩類：一類是用來限制自由度的支承件，即起定位作用的支承件，稱為基基本支承本支承；另一類是不起限制自由度作用的支承件，稱為輔助支承輔助支承。 1支承釘 常用支承

24、釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式如圖2-17所示，A型平頭支承釘用于支承精基準(zhǔn)；B型球頭支承釘用于支承粗基準(zhǔn)；C型齒紋平面支承釘常用于要求摩擦力大的工件側(cè)面的支承。一個(gè)支承釘相當(dāng)于一點(diǎn)支承，限制一個(gè)自由度；在一個(gè)平面內(nèi)，兩個(gè)支承釘限制兩個(gè)自由度；不在同一條直線上的三個(gè)支承釘限制三個(gè)自由度。2支承板 常用支承板的結(jié)構(gòu)形式如圖2-18所示。圖a所示為平面型支承板的結(jié)構(gòu)簡圖，其缺點(diǎn)是埋頭螺釘孔處落入切屑后不易清除，適用于作工件側(cè)面和頂面的定位；圖b所示為帶斜槽型支承板，優(yōu)點(diǎn)是易清除槽內(nèi)落入的切屑，適用于作工件底面的定位。當(dāng)支承的定位基準(zhǔn)平面較大時(shí)，常用幾塊支承板組合成一個(gè)大的支承平面，各支承板組裝到夾具體上后，應(yīng)在平面

25、磨床上將其支承平面一起磨平，以保證等高。限制三個(gè)自由度，一般稱為主要支承；一個(gè)支承板相當(dāng)于兩個(gè)支承點(diǎn)，限制兩個(gè)自由度，一般稱為導(dǎo)向支承，一般將限制一個(gè)自由度的支承稱為止推支承。3可調(diào)支承 可調(diào)支承常用形式如圖2-20所示?？烧{(diào)支承多用于支承工件的粗基準(zhǔn)，其支承的高度可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。一般每加工一批工件時(shí)，應(yīng)根據(jù)粗基準(zhǔn)表面的狀態(tài)作出相應(yīng)調(diào)節(jié)，以保證加工余量均勻或保證加工面與非加工面間的位置尺寸。支承調(diào)節(jié)到位后應(yīng)用螺母將其鎖緊。在同一批工件加工中，一般不再進(jìn)行調(diào)節(jié)，其定位作用與支承釘相同。4自位支承 自位支承常用的幾種結(jié)構(gòu)形式如圖2-21所示。由于自位支承是擺動(dòng)的或浮動(dòng)的結(jié)構(gòu)，所以結(jié)構(gòu)是以兩點(diǎn)或

26、三點(diǎn)與工件支承表面接觸，其實(shí)質(zhì)只起一個(gè)點(diǎn)的支承作用，限制一個(gè)自由度。自位支承用以增加與工件表面的支承點(diǎn)，以減小工件的變形或減小接觸應(yīng)力。5輔助支承 輔助支承不是定位元件，只是用以增加工件在加工中的支承剛性作用，不能限制工件的自由度。 圖2-22所示為工件以兩個(gè)相互垂直的平面定位在支承上，并在上部夾緊，加工表面(以粗實(shí)線表示)遠(yuǎn)離定位支承面和夾緊點(diǎn)。由于加工面懸伸較大，剛性差，加工時(shí)工件容易發(fā)生變形和引起振動(dòng)。因此，在懸伸部位設(shè)置輔助支承2，并在輔助支承對(duì)面處施加夾緊力FC2，這樣，縮短了力臂，提高了工件在加工中的剛性和穩(wěn)定性。 圖2-23所示為幾種典型的輔助支承的結(jié)構(gòu)形式。圖a所示結(jié)構(gòu)簡單，但

27、調(diào)節(jié)支承釘轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)破壞工件的定位；圖b所示結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)螺母l旋轉(zhuǎn)時(shí)，支承釘2作上下移動(dòng)；圖c結(jié)構(gòu)為彈性輔助支承，支承釘4受下端彈簧3的作用而與工件底平面接觸。當(dāng)工件夾緊后，回轉(zhuǎn)手柄7通過鎖緊螺桿6，推動(dòng)斜面頂銷5，將支承釘4的圓柱銷鎖緊；圖d所示為推力輔助支承，工作時(shí)通過推桿8的斜面，將支承滑柱9上移與工件平底面接觸，然后回轉(zhuǎn)手柄11使與之相連接的螺桿左移，通過鋼球12使上、下半圓鍵10脹緊在孔壁上而被鎖緊。(二二)工件以內(nèi)孔為定位基面時(shí)常用的定位元件工件以內(nèi)孔為定位基面時(shí)常用的定位元件 以內(nèi)孔作為定位基面，常用的定位元件有定位銷和心軸兩類。1定位銷 常用的固定式定位銷的幾種典型結(jié)構(gòu)如圖2-24所

28、示。當(dāng)工件的內(nèi)孔直徑尺寸較小時(shí)，可選用圖a所示的結(jié)構(gòu)；內(nèi)孔直徑尺寸較大時(shí)可使用圖b所示結(jié)構(gòu)的定位銷；當(dāng)工件同時(shí)以內(nèi)孔及其端面組合定位時(shí)，則應(yīng)用圖c所示的帶有支承環(huán)的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)定位銷為非標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)；圖d為圓錐形定位銷。 圓柱定位銷根據(jù)與工件內(nèi)孔配合的長徑比，分為長圓柱銷和短圓柱銷。長圓柱銷可限制四個(gè)自由度，短圓柱銷限制兩個(gè)自由度。圖d所示圓錐銷限制三個(gè)移動(dòng)自由度。2心軸 常用心軸有下列三種結(jié)構(gòu)形式。 1) 錐形心軸。圖2-25a所示錐形心軸的錐度，一般為1100015000。定位時(shí)是依靠心軸的錐體定心和脹緊，可限制五個(gè)自由度。 2) 過盈配合的圓柱心軸。圖2-25b所示心軸的定位部分3與工件定位

29、基面內(nèi)孔為過盈配合。為了使工件易于迅速而準(zhǔn)確地套入，在心軸的前端設(shè)置導(dǎo)向部分1。這種心軸的定心精度較高，利用過盈產(chǎn)生的摩擦力矩傳遞一定的扭矩，常用于盤套類零件的精車外圓和端面等。過盈配合心軸限制四個(gè)自由度。 3) 間隙配合心軸。圖2-25c所示心軸的定位部分3與工件定位基面內(nèi)孔為間隙配合，圖示心軸左端軸肩作軸向定位，依靠心軸右端的螺母進(jìn)行夾緊。間隙配合心軸裝卸工件較為方便，但因存在配合間隙，定位精度較低。帶軸肩的間隙配合心軸可限制五個(gè)自由度，其中心軸定位部分限制四個(gè)自由度。(三)工件以外圓為定位基面時(shí)常采用的定位元件工件以外圓作為定位基面時(shí)，常用定位元件有V形塊、半圓定位塊、定位套及定心夾緊機(jī)

30、構(gòu)等。 1固定式V形塊 固定式V形塊的幾種結(jié)構(gòu)形式如圖2-26所示。其中圖a所示為短V形塊；圖b所示為兩個(gè)短V形塊的組合，用于作為定位基面的外圓柱面較長或兩段外圓柱面分布較遠(yuǎn)時(shí)的情況；圖c所示為分體式結(jié)構(gòu)的V形塊，它們裝在夾具體上，其V形塊工作面上鑲有淬硬鋼或硬質(zhì)合金鑲塊，常用于工件定位基面外圓柱面長度和直徑均較大的情況。上述V形塊如用于粗基準(zhǔn)或階梯外圓柱面的定位時(shí)，V形塊工作面的長度一般應(yīng)減為25mm，可制造成圖d的結(jié)構(gòu)，以提高定位的穩(wěn)定性。一個(gè)短V形塊限制兩個(gè)自由度；兩個(gè)短V形塊的組合或一個(gè)長V形塊均限制四個(gè)自由度。2活動(dòng)式V形塊 活動(dòng)式V形塊有浮動(dòng)式V形塊和移動(dòng)式V形塊兩種。圖2-27所

31、示為兩種浮動(dòng)式V形塊結(jié)構(gòu)，V形塊是依靠其后邊的彈簧實(shí)現(xiàn)浮動(dòng)的?；顒?dòng)式短V形塊限制一個(gè)自由度。3定位套 定位套的結(jié)構(gòu)形式如圖2-28所示。圖a結(jié)構(gòu)用于工件以端面為主要定位基準(zhǔn)，工件短圓柱面定位于夾具定位套內(nèi)孔內(nèi)，定位套孔限制兩個(gè)自由度；圖b結(jié)構(gòu)用于以工件外圓柱面為主要定位基面定位在長定位套內(nèi)孔內(nèi)，長定位套孔限制四個(gè)自由度；圖c結(jié)構(gòu)用于工件以圓柱端面外緣為定位基面定位于錐孔內(nèi)，定位元件錐孔限制三個(gè)自由度。圖圖2-10 欠定位示例欠定位示例XZYa）B B欠定位欠定位b）B正確定位正確定位 圖圖2-13 過定位示例過定位示例XYa) 過定位過定位ZYb) 合理定位合理定位ZYXY 圖圖2-28 定位

32、誤差定位誤差HOAO2O1DW 1）由于工件定位表面或夾具定位元件制作不準(zhǔn)確引起的定位誤）由于工件定位表面或夾具定位元件制作不準(zhǔn)確引起的定位誤差，稱為差，稱為基準(zhǔn)位置誤差?；鶞?zhǔn)位置誤差。 2）由于工件的工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合而引起的定位誤差，）由于工件的工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合而引起的定位誤差，稱為稱為基準(zhǔn)不重合誤差基準(zhǔn)不重合誤差。圖圖2-29所示工件以底面定位銑所示工件以底面定位銑臺(tái)階面，要求保證尺寸臺(tái)階面，要求保證尺寸a。 ba圖圖2-29 由于基準(zhǔn)不重合引起由于基準(zhǔn)不重合引起的定位誤差的定位誤差定位基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)工序基準(zhǔn)工序基準(zhǔn)DW基準(zhǔn)不重合誤差基準(zhǔn)不重合誤差組成（1）力源裝置力源裝置.

33、 .人力、氣動(dòng)、液動(dòng)、電動(dòng)人力、氣動(dòng)、液動(dòng)、電動(dòng) 等。等。（2）中間傳力機(jī)構(gòu)中間傳力機(jī)構(gòu)（3）夾緊元件夾緊元件作用1 1）改變作用力的方向；）改變作用力的方向；2 2）改變作用力的大小；）改變作用力的大小；3 3）使夾緊實(shí)現(xiàn)自鎖。）使夾緊實(shí)現(xiàn)自鎖。1 1）夾緊時(shí)不破壞工件定位后的正確位置；）夾緊時(shí)不破壞工件定位后的正確位置；2 2）夾緊力大小要適當(dāng)；并能在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)）夾緊力大小要適當(dāng)；并能在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié), ,工件在夾緊后的變形工件在夾緊后的變形和受壓表面的損傷不應(yīng)超出允許的范圍和受壓表面的損傷不應(yīng)超出允許的范圍 5 5）夾緊動(dòng)作要迅速、可靠；）夾緊動(dòng)作要迅速、可靠； 6 6）結(jié)構(gòu)緊湊，易

34、于制造與維修。）結(jié)構(gòu)緊湊，易于制造與維修?；颈疽笄罄?、準(zhǔn)、快牢、準(zhǔn)、快必須合理確定夾緊力的三要素：必須合理確定夾緊力的三要素：大小、方向和作用點(diǎn)大小、方向和作用點(diǎn) (1)(1)夾緊力方向的確定夾緊力方向的確定 1 1）夾緊力方向應(yīng)垂直于主要定位面）夾緊力方向應(yīng)垂直于主要定位面, ,以保證加工以保證加工精度精度 2 2）夾緊力的作用方向應(yīng)使所需夾緊力最?。A緊力的作用方向應(yīng)使所需夾緊力最小 3 3）夾緊力的作用方向應(yīng)使工件變形盡可能?。A緊力的作用方向應(yīng)使工件變形盡可能小 ( () )夾緊力作用點(diǎn)的確定夾緊力作用點(diǎn)的確定 1 1）夾緊力應(yīng)作用在剛度較好部位）夾緊力應(yīng)作用在剛度較好部位 2

35、 2）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)正對(duì)支承元件或位于支承元件）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)正對(duì)支承元件或位于支承元件 形成的支承面內(nèi)形成的支承面內(nèi)3 3）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近加工表面，以減?。A緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近加工表面，以減小切削力對(duì)夾緊點(diǎn)的力矩，防止或減少工件加工時(shí)的切削力對(duì)夾緊點(diǎn)的力矩，防止或減少工件加工時(shí)的振動(dòng)振動(dòng) ( () )夾緊力大小的估算夾緊力大小的估算 夾緊力的大小根據(jù)切削力、工件重力的夾緊力的大小根據(jù)切削力、工件重力的大小、方向和相互位置關(guān)系具體計(jì)算，并大小、方向和相互位置關(guān)系具體計(jì)算，并乘以安全系數(shù)乘以安全系數(shù)K ，一般精，一般精加工加工K =1.52，粗加工粗加工K = 2.53。（1）斜楔

36、夾緊機(jī)構(gòu)）斜楔夾緊機(jī)構(gòu)利用斜面移動(dòng)所產(chǎn)生利用斜面移動(dòng)所產(chǎn)生的壓力夾緊工件。的壓力夾緊工件。以斜楔為研究對(duì)象，夾緊時(shí)以斜楔為研究對(duì)象，夾緊時(shí)根據(jù)靜力平衡原理，有根據(jù)靜力平衡原理，有 FQ = F1+ FRX F1 = FJ tan1 FRX = FJ tan(2)FJ = FQ / tan1tan(2)設(shè)設(shè)1 =2 =，當(dāng)當(dāng)10，可用下式近似計(jì)算可用下式近似計(jì)算FJ = FQ / ( tan2)夾緊力夾緊力FQ去除，斜楔受到去除，斜楔受到F1、FRX作用，要能自鎖，必須滿作用，要能自鎖，必須滿足下式足下式 F1 FRX F1 = FJ tan1 FRX = FJ tan(2) tan1 tan(

37、2) 即即 1 ( 2) 或或 1 2一般一般1 =2 = =57，故當(dāng)故當(dāng)1014時(shí)自鎖，時(shí)自鎖，一般取一般取=68 斜楔夾緊的特點(diǎn)：斜楔夾緊的特點(diǎn)： 1 1）有增力作用，擴(kuò)力比）有增力作用，擴(kuò)力比 i = FJ / FQ ，約等于約等于3 3； 2 2）夾緊行程?。A緊行程小, ,h/s =tan，故，故 h 遠(yuǎn)小于遠(yuǎn)小于 s ； 3 3）結(jié)構(gòu)簡單，但操作不方便。）結(jié)構(gòu)簡單，但操作不方便。主要用于機(jī)動(dòng)夾緊，且毛坯質(zhì)量較高的場(chǎng)合主要用于機(jī)動(dòng)夾緊，且毛坯質(zhì)量較高的場(chǎng)合。（2）偏心夾緊機(jī)構(gòu)）偏心夾緊機(jī)構(gòu)常見的偏心輪常見的偏心輪壓板夾緊機(jī)構(gòu)壓板夾緊機(jī)構(gòu) 1 1）圓偏心夾緊原理及其幾何特性）圓偏心夾

38、緊原理及其幾何特性 偏心夾緊實(shí)質(zhì)是一種斜楔夾緊，但各點(diǎn)升角不等，偏心夾緊實(shí)質(zhì)是一種斜楔夾緊，但各點(diǎn)升角不等， m、n處處 升角為升角為0 0， P處升角最大。處升角最大。 2 2）圓偏心夾緊的自鎖條件）圓偏心夾緊的自鎖條件 P P點(diǎn)夾緊時(shí)能自鎖，則可保證其余各點(diǎn)均可自鎖點(diǎn)夾緊時(shí)能自鎖，則可保證其余各點(diǎn)均可自鎖 自鎖條件自鎖條件 p 1 12 2 tanp=2e/Dtanp=2e/Dp 為安全起見取為安全起見取1 1 =0=0 2e/D 2e/D 2 22 2, , 取取2 2=0.1=0.1 0.15,0.15, D/e14 D/e142020自鎖自鎖, , D/e D/e叫偏心輪的偏心特性，

39、表示偏心輪的工作叫偏心輪的偏心特性，表示偏心輪的工作 可靠性可靠性 3 3）圓偏心夾緊的夾緊力）圓偏心夾緊的夾緊力 3 3）圓偏心夾緊的夾緊力）圓偏心夾緊的夾緊力 M=P l =Q1 或或Q1 P l / 因?yàn)橐驗(yàn)閜很小，很小， Q1Q1cosp= FQ 根據(jù)斜楔夾緊原理，得根據(jù)斜楔夾緊原理，得P P點(diǎn)產(chǎn)生的夾緊力為點(diǎn)產(chǎn)生的夾緊力為QFJ P l / /(tan(tan1 1+tan+tan（p p2 2） 一般取一般取 l =(22.5)D， D /2 擴(kuò)力比約為擴(kuò)力比約為12121313 4 4）圓偏心的夾緊行程）圓偏心的夾緊行程 確定夾緊行程確定夾緊行程hPE需考慮如下因素：需考慮如下因

40、素： 夾緊工件尺寸公差、裝卸間隙、夾緊變形及夾緊工件尺寸公差、裝卸間隙、夾緊變形及磨損貯備量等磨損貯備量等 hPET+間間+ 貯貯偏心距偏心距e為為 e = hPE / (cosP - cosE ) 若取若取P P點(diǎn)左右各點(diǎn)左右各4545圓弧作為工作段，則圓弧作為工作段，則 e = hPE / (cos 4545 - cos 135 5) = hPE / 1.1414 圓偏心輪夾緊力小，行程小，自鎖性不太好，用于圓偏心輪夾緊力小，行程小，自鎖性不太好，用于 切削力小，無振動(dòng)，工件尺寸公差不大的場(chǎng)合。切削力小，無振動(dòng)，工件尺寸公差不大的場(chǎng)合。（3）螺旋夾緊機(jī)構(gòu)）螺旋夾緊機(jī)構(gòu)螺旋夾緊特點(diǎn)：螺旋夾緊

41、特點(diǎn)：1 1）結(jié)構(gòu)簡單，自鎖性好，夾緊可靠；）結(jié)構(gòu)簡單，自鎖性好，夾緊可靠； 2 2）擴(kuò)力比約為）擴(kuò)力比約為80,80,遠(yuǎn)比斜楔夾緊力大；遠(yuǎn)比斜楔夾緊力大；3 3）夾緊行程不受限制；）夾緊行程不受限制；4 4）夾緊動(dòng)作慢，輔助時(shí)間長，效率低）夾緊動(dòng)作慢，輔助時(shí)間長，效率低（4）其它夾緊機(jī)構(gòu)）其它夾緊機(jī)構(gòu)1）螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)）螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)2）螺旋定心夾緊機(jī)構(gòu)）螺旋定心夾緊機(jī)構(gòu)3）聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)）聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)4）多件夾緊機(jī)構(gòu)）多件夾緊機(jī)構(gòu)（5）夾緊動(dòng)力裝置）夾緊動(dòng)力裝置氣動(dòng)、液壓、電磁、真空等氣動(dòng)、液壓、電磁、真空等氣氣液壓組合夾緊液壓組合夾緊圖2-61 固定式鉆床夾具 1一圓支承板 2一長V形

42、塊 3一鉆模板 4一鉆套 5一v形壓塊 6一止動(dòng)螺釘 7一轉(zhuǎn)軸 8一手柄專用鉆床夾具專用鉆床夾具 定位鍵是保證銑床夾具對(duì)銑床工作臺(tái)間相對(duì)位置的連接元件。(2). (2). 對(duì)刀裝置對(duì)刀裝置(3). (3). 引導(dǎo)元件引導(dǎo)元件 鉆套是用來引導(dǎo)鉆頭、鉸刀等孔加工刀具的導(dǎo)向元件。鉆套的功能是確定孔加工刀具相對(duì)于夾具定位元件間的位置和引導(dǎo)孔加工刀具，提高刀具的剛性，防止其在加工中發(fā)生偏移。 當(dāng)鉆削凹坑內(nèi)孔，或處于斜面上孔，或鉆削兩孔中心距很小的孔時(shí)，可分別使用特殊鉆套。 鉆套的高度與工件材料、鉆孔直徑、孔深、刀具剛度、工件表面形狀等因素有關(guān)。鉆套高度尺寸H對(duì)孔加工刀具的導(dǎo)向作用和刀具與鉆套內(nèi)孔間的摩擦

43、都有很大的影響。一般取Hd=125，如被加工孔的加工精度要求高、工件材料強(qiáng)度高、鉆頭剛性 較差和在工件斜面上鉆孔時(shí)，取較大的比值。 鉆套與工件間的間隙是排屑的空間。其間隙值h太大，將影響刀具的導(dǎo)向精度，進(jìn)而影響孔的加工精度；如尺寸h太小，切屑難以自由排出，會(huì)影響被加工孔的表面質(zhì)量，甚至?xí)蜃枇氐脑龃蠖蹟嚆@頭。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，加工鋼件材料時(shí)取h=(0705)d；加工鑄鐵等脆性材料時(shí)取h=(0304)d，其中大孔取小值，小孔取大值。（1）鉆床夾具）鉆床夾具 （2 2）銑床夾具）銑床夾具（3 3）車床夾具）車床夾具（4 4）成組夾具）成組夾具（5 5）組合夾具）組合夾具（6）隨行夾具）隨行夾具.北汽福

44、田汽車股份有限公司蒙派克工廠北汽福田汽車股份有限公司蒙派克工廠 右舵輕客（左右舵車型切換）車身總成裝焊線改造的設(shè)計(jì)、加工制造右舵輕客（左右舵車型切換）車身總成裝焊線改造的設(shè)計(jì)、加工制造、安裝調(diào)試與現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)。、安裝調(diào)試與現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)。.河北長安汽車股份有限公司河北長安汽車股份有限公司SC6393車身左右側(cè)圍裝焊夾具改造的設(shè)計(jì)、加工制造、安裝調(diào)試車身左右側(cè)圍裝焊夾具改造的設(shè)計(jì)、加工制造、安裝調(diào)試與現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)。與現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)。.北京汽車制造廠有限公司北京汽車制造廠有限公司007皮卡左右側(cè)圍焊接總成焊裝線的設(shè)計(jì)、加工制造、安裝調(diào)試與現(xiàn)皮卡左右側(cè)圍焊接總成焊裝線的設(shè)計(jì)、加工制造、安裝調(diào)試與現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)。場(chǎng)服務(wù)。 .長

45、安汽車(集團(tuán))重慶長安跨越車輛有限公司 CY5車身焊接夾具的設(shè)計(jì)、加工制造與安裝調(diào)試與現(xiàn)場(chǎng)服務(wù). 鄭州日產(chǎn)汽車股份有限公司 D22車架焊接總成裝焊線的設(shè)計(jì)、加工制造、安裝調(diào)試與現(xiàn)場(chǎng)服務(wù) .北汽福田南海汽車廠皮卡系列三種車架焊接總成裝焊線的設(shè)計(jì)、加工制造、安裝調(diào)試與現(xiàn)場(chǎng)服務(wù) .北京汽車制造廠有限責(zé)任公司S12副車架焊接總成裝焊夾具的設(shè)計(jì)、加工制造、安裝調(diào)試與現(xiàn)場(chǎng) .奇瑞汽車有限公司 P11（SUV）車架焊裝線改造項(xiàng)目設(shè)計(jì)、制造、安裝調(diào)試。.北京汽車制造廠有限責(zé)任公司 007項(xiàng)目車架焊接總成裝焊線的設(shè)計(jì)、制造、安裝調(diào)試。 （1）生產(chǎn)批量；）生產(chǎn)批量；（2）零件圖及工序圖；）零件圖及工序圖； （3）

46、零件工藝規(guī)程；）零件工藝規(guī)程； （4）夾具典型結(jié)構(gòu)及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。）夾具典型結(jié)構(gòu)及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。(1) 確定工件的定位方式和定位元件，確定工件的定位方式和定位元件，進(jìn)行定位誤差計(jì)算；進(jìn)行定位誤差計(jì)算；(2) 確定工件的夾緊方式，選擇合適的夾緊裝置；確定工件的夾緊方式，選擇合適的夾緊裝置；(3) 選擇刀具的對(duì)準(zhǔn)及引導(dǎo)元件；選擇刀具的對(duì)準(zhǔn)及引導(dǎo)元件；(4) 確定其它元件或裝置的結(jié)構(gòu)形式；確定其它元件或裝置的結(jié)構(gòu)形式；(5) 協(xié)調(diào)各元件、裝置的布局，確定夾具體的總體結(jié)構(gòu)。協(xié)調(diào)各元件、裝置的布局，確定夾具體的總體結(jié)構(gòu)。(6)夾具工作精度的分析計(jì)算夾具工作精度的分析計(jì)算 定位元件之間或定位元件與夾具體底面間的位

47、置要求；定位元件之間或定位元件與夾具體底面間的位置要求； 定位元件與連接元件間的位置要求；定位元件與連接元件間的位置要求； 對(duì)刀元件與連接元件間的位置要求；對(duì)刀元件與連接元件間的位置要求； 定位元件與導(dǎo)引元件的位置要求。定位元件與導(dǎo)引元件的位置要求。 （1）熟悉工件零件圖以及本工序的加工要求）熟悉工件零件圖以及本工序的加工要求該零件中批生產(chǎn)，材料為該零件中批生產(chǎn)，材料為4545鋼。鋼。該銑槽工序在該銑槽工序在X6130X6130臥銑上用三面刃銑刀加工。臥銑上用三面刃銑刀加工。本工序加工要求為本工序加工要求為（1 1）槽寬）槽寬1212+0.27 +0.27 mmmm。（2 2）槽底至工件底面的

48、位置尺寸）槽底至工件底面的位置尺寸 62 620.01mm 0.01mm 。（3 3）槽兩側(cè)面對(duì)孔軸線的對(duì)稱度）槽兩側(cè)面對(duì)孔軸線的對(duì)稱度0.2mm0.2mm。（4 4）槽底面對(duì)工件）槽底面對(duì)工件B B面的垂直度面的垂直度0.10mm0.10mm。（1）熟悉工件零件圖以及本工序的加工要求）熟悉工件零件圖以及本工序的加工要求建立坐標(biāo)系建立坐標(biāo)系 （2）確定定位方案）確定定位方案為保證槽底面至工件為保證槽底面至工件B B面的垂直度面的垂直度0.10mm0.10mm ，應(yīng)限，應(yīng)限制工件制工件 、 ，選，選B B面作定位基準(zhǔn)面作定位基準(zhǔn) 。 （2）確定定位方案）確定定位方案為保證工序尺寸為保證工序尺寸6

49、262土土0.10mm0.10mm，應(yīng)限制工件，應(yīng)限制工件 ，選，選A A面為定位基準(zhǔn)。面為定位基準(zhǔn)。 （2）確定定位方案）確定定位方案為保證槽兩側(cè)面對(duì)為保證槽兩側(cè)面對(duì) mmmm孔軸線的對(duì)稱度，孔軸線的對(duì)稱度，應(yīng)限制工件應(yīng)限制工件 ，選孔軸線，選孔軸線定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)。043. 0014 （2）確定定位方案）確定定位方案為了方便地控制刀具的走刀位置，還應(yīng)限制工為了方便地控制刀具的走刀位置，還應(yīng)限制工件件 。因而工件的六個(gè)自由度都被限制。因而工件的六個(gè)自由度都被限制。 （2）確定定位方案）確定定位方案 本道工序工件的定位面是后平面本道工序工件的定位面是后平面B B、底平面、底平面A A和和 m

50、mmm孔。夾具上相應(yīng)的定位元件選為支孔。夾具上相應(yīng)的定位元件選為支承板、支承釘和菱形定位銷。承板、支承釘和菱形定位銷。043. 0014旋轉(zhuǎn)：旋轉(zhuǎn)：Z、X移動(dòng)移動(dòng):Y旋轉(zhuǎn)：旋轉(zhuǎn)：Y移動(dòng)移動(dòng):Z旋轉(zhuǎn)：旋轉(zhuǎn)：移動(dòng)移動(dòng):X （2）確定定位方案）確定定位方案 定位平面定位平面B B所用的支承板參考所用的支承板參考JBJBT8029.11999T8029.11999中的定位支承板進(jìn)行設(shè)中的定位支承板進(jìn)行設(shè)計(jì)。計(jì)。 定位平面定位平面A A的定位支承釘以及菱形定位銷按實(shí)際需要在的定位支承釘以及菱形定位銷按實(shí)際需要在JBJBT8029.2T8029.219991999中選取。中選取。 （3）確定定位元件尺寸、

51、極限偏差和定位元件間位置尺寸及其極限偏差）確定定位元件尺寸、極限偏差和定位元件間位置尺寸及其極限偏差（3）確定定位元件尺寸、極限偏差和定位元件間位置尺寸及其極限偏差）確定定位元件尺寸、極限偏差和定位元件間位置尺寸及其極限偏差 確定支承釘定位表面到菱形定位銷中心的名義尺寸及其極限偏差確定支承釘定位表面到菱形定位銷中心的名義尺寸及其極限偏差 L Ld d=L=Ld d 。其中其中l(wèi) l取工件相應(yīng)尺寸的平均尺寸，公差取相應(yīng)尺寸公差的取工件相應(yīng)尺寸的平均尺寸，公差取相應(yīng)尺寸公差的1 14 4，則有，則有 L Ld d=23=230.02 mm0.02 mm。（其中，查閱手冊(cè)（其中，查閱手冊(cè)b=3b=3

52、） （3）確定定位元件尺寸、極限偏差和定位元件間位置尺寸及其極限偏差）確定定位元件尺寸、極限偏差和定位元件間位置尺寸及其極限偏差最后確定菱形定位銷圓柱部分的直徑及其極限偏差，最后確定菱形定位銷圓柱部分的直徑及其極限偏差， 則菱形定位銷和定位孔配合的最小間隙則菱形定位銷和定位孔配合的最小間隙XminXmin為為 10. 0204. 016. 02dDLLa43. 014310. 022minminDabX公差按公差按IT7IT7選取，則選取，則 （3）確定定位元件尺寸、極限偏差和定位元件間位置尺寸及其極限偏差）確定定位元件尺寸、極限偏差和定位元件間位置尺寸及其極限偏差菱形定位銷圓柱部分的直徑為菱

53、形定位銷圓柱部分的直徑為 mmXDd957.13043. 014minminmaxmmd043. 0061. 014 槽寬槽寬1212+0.27+0.27mmmm的定位誤差的定位誤差 該尺寸由銑刀直接保證，不存在定位誤差。該尺寸由銑刀直接保證，不存在定位誤差。（4）分析計(jì)算定位誤差）分析計(jì)算定位誤差平面定位時(shí)，基準(zhǔn)位移誤平面定位時(shí)，基準(zhǔn)位移誤差忽略不計(jì)，差忽略不計(jì)，Y=0Y=0（4）分析計(jì)算定位誤差）分析計(jì)算定位誤差槽底至工件底面位置尺寸槽底至工件底面位置尺寸6262土土0.10mm0.10mm的定位誤差的定位誤差定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，B=0B=0故故D=D=B+B+Y

54、=0Y=0槽兩側(cè)面對(duì)槽兩側(cè)面對(duì) 孔軸線的對(duì)稱度孔軸線的對(duì)稱度0.2mm0.2mm的定位誤差的定位誤差 工件以工件以1414孔軸線定位，定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，孔軸線定位，定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，B=0B=0。043. 0014（4）分析計(jì)算定位誤差）分析計(jì)算定位誤差 菱形定位銷圓柱部分直徑菱形定位銷圓柱部分直徑 和和定位孔定位孔 配合時(shí)產(chǎn)生的最大間隙將直接影響對(duì)稱度要求。配合時(shí)產(chǎn)生的最大間隙將直接影響對(duì)稱度要求。104. 0)061. 0(043. 0maxXYY Y約為對(duì)稱度允差的約為對(duì)稱度允差的1 12 2，應(yīng)采取措施減小該項(xiàng)誤差。，應(yīng)采取措施減小該項(xiàng)誤差。043. 0061. 01404

55、3. 0014（4）分析計(jì)算定位誤差）分析計(jì)算定位誤差0.097mm0.097mm仍接近加工允差仍接近加工允差0.2mm0.2mm的的1 12 2。減少對(duì)稱度定位誤差的措施減少對(duì)稱度定位誤差的措施097. 0)054. 0(043. 0maxXY提高菱形定位銷提高菱形定位銷圓柱部分的制造精度圓柱部分的制造精度，將菱形定位銷圓柱部分精度提高到，將菱形定位銷圓柱部分精度提高到IT6IT6級(jí)級(jí) 。043. 0054. 014這時(shí)孔的尺寸為這時(shí)孔的尺寸為 ，公差為，公差為0.027mm 0.027mm 在提高菱形定位銷圓柱部分精度的基礎(chǔ)上，將在提高菱形定位銷圓柱部分精度的基礎(chǔ)上，將1414孔的精度提高

56、到孔的精度提高到IT8IT8級(jí)級(jí)081. 0)054. 0(027. 0maxXY減少對(duì)稱度定位誤差的措施減少對(duì)稱度定位誤差的措施027. 0014 有約有約0.12mm0.12mm的加工精度預(yù)留量，的加工精度預(yù)留量，可以保證對(duì)稱度加工要求。通過鉆可以保證對(duì)稱度加工要求。通過鉆、鉸加工仍能保證孔的加工要求。、鉸加工仍能保證孔的加工要求。 槽底面對(duì)工件槽底面對(duì)工件B B面的垂直度的定位誤差面的垂直度的定位誤差 定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，B=0B=0。 平面定位，基準(zhǔn)位移誤差平面定位，基準(zhǔn)位移誤差Y=0Y=0。 故故 D=D=B+B+Y=0Y=0（4）分析計(jì)算定位誤差）分析計(jì)

57、算定位誤差在對(duì)稱銑削情況下在對(duì)稱銑削情況下F FH H= =（0.20.30.20.3）F Fc c F FV V= =（1.01.21.01.2）F Fc c (5)確定夾緊方式，設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)確定夾緊方式，設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu) 如下圖所示，加工時(shí)，工件受到切削合力如下圖所示，加工時(shí)，工件受到切削合力F F，可分解為水平和垂直方向，可分解為水平和垂直方向的切削分力的切削分力F FH H 、F FV V，切向銑削力，切向銑削力 F Fc c 。式中式中 F Fc c 銑削力，銑削力，N N； C CFcFc影響系數(shù)，大小與實(shí)驗(yàn)條件有關(guān)；影響系數(shù)，大小與實(shí)驗(yàn)條件有關(guān)； aeae銑削寬度，銑削寬度，mmmm

58、； f fz z每齒進(jìn)給量，每齒進(jìn)給量，mmmm齒；齒； d d0 0銑刀直徑，銑刀直徑，mmmm； a ap p銑削深度，銑削深度，mmmm； ZZ銑刀齒數(shù)；銑刀齒數(shù)； K KFcFc修正系數(shù)。修正系數(shù)。切向銑削力切向銑削力F Fc c為為ccFpzeFcZKadfaCF86. 0072. 086. 081. 9(5)確定夾緊方式，設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)確定夾緊方式，設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)已知：已知： C CFcFc=68.3=68.3，a ae e=3mm=3mm， f fz z=0.15mm=0.15mm齒，齒， d d0 0=100mm=100mm，a ap p=12mm=12mm，Z=12Z=12；故水

59、平分力和垂直分力故水平分力和垂直分力NFc1159965. 0121210015. 033 .6881. 986. 072. 086. 0965. 0736. 065. 0736. 03 . 03 . 0bFcKF FH H=0.3F=0.3Fc c =348N ; F =348N ; FV V=1.1, F=1.1, Fc c =1275N =1275N(5)確定夾緊方式，設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)確定夾緊方式，設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu) 由于工件主定位面是由于工件主定位面是B B面，故選擇夾緊力的作用方向?yàn)樗椒较蜃饔糜诿?，故選擇夾緊力的作用方向?yàn)樗椒较蜃饔糜贐 B面上。當(dāng)夾緊力水平作用于工件上時(shí)，所需要的計(jì)算夾緊

60、力面上。當(dāng)夾緊力水平作用于工件上時(shí)，所需要的計(jì)算夾緊力F F應(yīng)為：應(yīng)為：實(shí)際所需夾緊力與計(jì)算夾緊力之間的關(guān)系為實(shí)際所需夾緊力與計(jì)算夾緊力之間的關(guān)系為 （K K為安全系數(shù)，取為安全系數(shù)，取K=2.5K=2.5）NfFFFzVHJ359515. 03481275理NKFFJJ898835955 . 2理需(5)確定夾緊方式，設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)確定夾緊方式，設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu) 方案方案A:A:為螺旋杠桿壓板夾緊機(jī)構(gòu)，夾緊時(shí)從夾具體背面擰緊夾緊螺母。為螺旋杠桿壓板夾緊機(jī)構(gòu)，夾緊時(shí)從夾具體背面擰緊夾緊螺母。 a）方案方案B.B. 鉸鏈壓板機(jī)構(gòu)，當(dāng)鉸鏈壓板轉(zhuǎn)開時(shí)，裝卸工件及清理切屑都很方便鉸鏈壓板機(jī)構(gòu)，當(dāng)鉸鏈壓板轉(zhuǎn)開