第三章機床夾具設計

1、第三章第三章 機床夾具設計機床夾具設計n第一節(jié)第一節(jié) 機床夾具概述機床夾具概述n第二節(jié)第二節(jié) 定位誤差的計算定位誤差的計算n第三節(jié)第三節(jié) 工件的夾緊工件的夾緊第一節(jié)第一節(jié) 機床夾具概述機床夾具概述一、機床夾具及其組成一、機床夾具及其組成機床夾具：各種金屬切削機床上用以機床夾具：各種金屬切削機床上用以裝夾裝夾工件的工件的工藝裝備。工藝裝備。 將工件進行定位、夾緊，將刀具進行導向或?qū)⒐ぜM行定位、夾緊，將刀具進行導向或?qū)Φ?，以保證工件和刀具間的相對位置關系的附對刀，以保證工件和刀具間的相對位置關系的附加裝置。加裝置。一、機床夾具及其組成一、機床夾具及其組成n定位元件：起定位作用，保證工件在夾具中占

2、據(jù)正定位元件：起定位作用，保證工件在夾具中占據(jù)正確的位置。確的位置。n夾緊裝置：將工件壓緊夾牢，以保證工件在加工過夾緊裝置：將工件壓緊夾牢，以保證工件在加工過程中受到外力時不離開已經(jīng)占據(jù)正確的位置。程中受到外力時不離開已經(jīng)占據(jù)正確的位置。n導向元件和對刀裝置：確定刀具相對于定位元件的導向元件和對刀裝置：確定刀具相對于定位元件的正確位置。正確位置。n連接元件：用來保證夾具和機床工作臺之間的正確連接元件：用來保證夾具和機床工作臺之間的正確位置。位置。n夾具體：用于連接夾具各元件及裝置使其成為一個夾具體：用于連接夾具各元件及裝置使其成為一個整體的基礎件。整體的基礎件。n其它元件：如動力裝置、分度裝置

3、等其它元件：如動力裝置、分度裝置等二、夾具的分類：二、夾具的分類：二、夾具的分類：二、夾具的分類：按機床分類按機床分類按動力源分類按動力源分類車床、銑床夾具車床、銑床夾具手動夾具手動夾具鉆床、鏜床夾具鉆床、鏜床夾具氣動夾具氣動夾具齒輪機床夾具齒輪機床夾具液壓夾具液壓夾具數(shù)控機床夾具數(shù)控機床夾具氣液增力夾具氣液增力夾具自動線隨行夾具自動線隨行夾具電磁夾具電磁夾具三、機床夾具的功用：三、機床夾具的功用：第二節(jié)第二節(jié) 定位誤差的計算定位誤差的計算-調(diào)整法調(diào)整法定位誤差定位誤差D D：是指一批工件逐個在夾具上定位時是指一批工件逐個在夾具上定位時,由于工件由于工件及定位元件存在公差及定位元件存在公差,使

4、定位不準而造成某一工序尺寸或位使定位不準而造成某一工序尺寸或位置要求方面的最大變動范圍，而造成的加工誤差。置要求方面的最大變動范圍，而造成的加工誤差。1、定位誤差的概念、定位誤差的概念2、工序基準的概念、工序基準的概念在工件加工的在工件加工的工序圖工序圖中，用來確定本工序加工表面位置的中，用來確定本工序加工表面位置的基準?？赏ㄟ^工序圖上標注的加工尺寸與形位公差來確定基準?？赏ㄟ^工序圖上標注的加工尺寸與形位公差來確定工序基準。工序基準。3、定位基準的概念、定位基準的概念定位基面：與定位元件接觸的表面。定位基面：與定位元件接觸的表面。定位基準：在加工時定位基準：在加工時工件工件上用于工件定位的基準

5、上用于工件定位的基準-定位基定位基面的理想狀況。當工件以回轉(zhuǎn)面與定位元件接觸時，其軸面的理想狀況。當工件以回轉(zhuǎn)面與定位元件接觸時，其軸線為定位基準；工件以平面與定位元件接觸時，工件上實線為定位基準；工件以平面與定位元件接觸時，工件上實際存在的面是定位基準。際存在的面是定位基準。4、限位基準的概念、限位基準的概念限位基面：限位基面：定位元件定位元件上與工件接觸的表面。上與工件接觸的表面。限位基準：限位基面的理想狀況。限位基準：限位基面的理想狀況。理論上，定位基準和限位基準應重合。理論上，定位基準和限位基準應重合。定位誤差定位誤差基準位移誤差基準位移誤差( (Y Y) ) 基準不重合誤差基準不重合

6、誤差( (B B) ) 零件定位基準不準確零件定位基準不準確定位元件限位基準不準確定位元件限位基準不準確T31D 1、定位誤差的概念、定位誤差的概念工件尺寸不準確工件尺寸不準確基準不重合誤差：基準不重合誤差：定位基準定位基準與與工序基準工序基準不重合，不重合，由此產(chǎn)生基準不重合誤差由此產(chǎn)生基準不重合誤差B。n工序尺寸工序尺寸B的定位誤差：的定位誤差： B=0如圖：工序尺寸：如圖：工序尺寸：A，B；定位基準：底面和定位基準：底面和E面；面；C尺寸：對刀尺寸，在一批工件的加工過尺寸：對刀尺寸，在一批工件的加工過程中是不變的。程中是不變的。工序尺寸工序尺寸A的定位誤差計算的定位誤差計算解：工序尺寸解

7、：工序尺寸A的工序基準是的工序基準是F,定位定位基準是基準是E，工序基準和定位基準不重，工序基準和定位基準不重合，故產(chǎn)生基準不重合誤差。合，故產(chǎn)生基準不重合誤差。S:定位基準定位基準E與工序基準與工序基準F間的距離尺間的距離尺寸，稱為定位尺寸。寸，稱為定位尺寸。B=Amax-Amin=Smax-Smin =s當工序基準的變動方向與加工尺寸的當工序基準的變動方向與加工尺寸的方向不一致，存在一夾角方向不一致，存在一夾角時，基準時，基準不重合誤差不重合誤差B等于定位尺寸公差在加等于定位尺寸公差在加工尺寸方向上的投影，即工尺寸方向上的投影，即B=scos基準位移誤差：基準位移誤差：定位基準定位基準與與

8、限位基準限位基準不重合，由不重合，由此產(chǎn)生基準不重合誤差此產(chǎn)生基準不重合誤差Y。如圖：工序尺如圖：工序尺寸：寸：B，H，A，E；對刀尺寸：對刀尺寸：C定位基準定位基準:內(nèi)孔內(nèi)孔軸心線軸心線不考慮內(nèi)孔和不考慮內(nèi)孔和外圓的同軸外圓的同軸度誤差度誤差工序尺寸工序尺寸A的基準位移誤差的計算：定位基準：工件內(nèi)孔軸線；限位基準：心軸的軸線的基準位移誤差的計算：定位基準：工件內(nèi)孔軸線；限位基準：心軸的軸線基準位移誤差的大小等于因定位基準與限位基準不重合造成的加工尺寸的變動范圍?；鶞饰灰普`差的大小等于因定位基準與限位基準不重合造成的加工尺寸的變動范圍。Y=Amax-Amin=imax-imin =(Dmax/

9、2-dmin/2)-(Dmin/2-dmin/2)=(Dmax-Dmin)/2+(dmax-dmin)/2=D/2+d0/2當定位基準的變動方向與加工尺寸的方向不一致，兩者之間成夾角當定位基準的變動方向與加工尺寸的方向不一致，兩者之間成夾角時，基準位移誤差等時，基準位移誤差等于定位基準的變動范圍在加工尺寸方向上的投影，即于定位基準的變動范圍在加工尺寸方向上的投影，即 Y=icos結論：結論：二、定位誤差的計算方法二、定位誤差的計算方法合成法：D=BY判據(jù)：變動方向一定（由大變小，或由小變大）的條件下，判據(jù)：變動方向一定（由大變小，或由小變大）的條件下，y （工序基準是否在定位基（工序基準是否在

10、定位基面上，若不在，則面上，若不在，則B和和Y無關，故：無關，故：D=B+Y 若在）與若在）與B（工序基準）的變動方向相同時，?。üば蚧鶞剩┑淖儎臃较蛳嗤瑫r，取“”號；變動方向相反時，取號；變動方向相反時，取“一一”號。號。 解：解：1）加工尺寸）加工尺寸E：工序基準為外圓下母線：工序基準為外圓下母線F，定位基準為內(nèi)孔軸線，定位基準為內(nèi)孔軸線O，存在，存在B； B=Td/2 2）定位基準與限位基準不重合，存在）定位基準與限位基準不重合，存在y:y=TD/2+Td0/23）因為工序基準不在定位基面上，即）因為工序基準不在定位基面上，即B與與y無相關公共變量，所以無相關公共變量，所以 D=B+y=

11、(TD+Td0+Td)/2二、定位誤差的計算方法二、定位誤差的計算方法求圖求圖中加工尺寸中加工尺寸H的定位誤差。的定位誤差。解：解：1）工序基準是孔的上母線）工序基準是孔的上母線G，定位基準為孔軸線，定位基準為孔軸線O，存在，存在B：B=TD/22）定位基準與限位基準不重合：）定位基準與限位基準不重合：Y=TD/2+Td0/23）工序基準在定位基面上，兩者有相關的公共變量，當定位孔由小變大時，）工序基準在定位基面上，兩者有相關的公共變量，當定位孔由小變大時，Y（或定位（或定位基準基準O）向下移動，而）向下移動，而B（或工序基準（或工序基準G）則向上變動（考慮工序基準變動方向時，）則向上變動（考

12、慮工序基準變動方向時，設定位基準的位置不變），兩者方向相反，故取設定位基準的位置不變），兩者方向相反，故取“”號，所以號，所以 D=Y-B=Td0/2三、定位誤差分析計算：三、定位誤差分析計算： tg)hH(23DA21BATA tg)hH( 21YA21BA1YA1DATAtg)hH( 2 三、定位誤差分析計算：三、定位誤差分析計算：111DHOOHH 2sin2TD2sinAO2sinAOOO 2sin2TD1DH 或根據(jù)：或根據(jù)：D D= =Y Y+ +B B1YH1BHOO0 ，2sin2TD1YH1DH 三、定位誤差分析計算：三、定位誤差分析計算：222CCHHDHCO)COOO(C

13、OCOCC D21CO),TDD(21CO2sin2TDOO TD212sin2TD2DH 三、定位誤差分析計算：三、定位誤差分析計算：333DHKKHH KO)KOOO(KOKOKK )TDD(21KO,D21KO2sin2TDOO TD212sin2TD3DH 三、定位誤差分析計算：三、定位誤差分析計算：0Tdd 01Td1d 2dD2dDOOOOmaxminminmax12Y )TdTD(21Y minminmaxYTdTDdD 三、定位誤差分析計算三、定位誤差分析計算0B )TdTD(21Y1DH TD21B Td21BY2DH 0Tdd 01Td1d TD21B TdTDTDTdTD

14、BYDH2121)(2131BTd21 )TdTdTD(21Td21)TdTD(2111BY4DH 三、定位誤差分析計算三、定位誤差分析計算四、定位誤差分析計算習題課四、定位誤差分析計算習題課例例1：求加工尺寸求加工尺寸A的定位誤差。的定位誤差。解：解：1）定位基準為底面，工序基準）定位基準為底面，工序基準為圓孔中心線為圓孔中心線O，定位位尺寸，定位位尺寸S=50mm,Ts=0.2mm工序基準的位移方向與加工尺寸方工序基準的位移方向與加工尺寸方向夾向夾450B=Ts cos=0.2cos45=0.1414定位基準與限位基準重合定位基準與限位基準重合, Y=0； D=B=0.1414mm答：答：

15、A的定位誤差為的定位誤差為0.1414mm結論結論:1）平面定位時）平面定位時, Y=0;2)工序基準變動方向與加工序基準變動方向與加工尺寸不一致時工尺寸不一致時,需向加工需向加工尺寸方向投影尺寸方向投影. 四、定位誤差分析計算習題課四、定位誤差分析計算習題課例例2:鉆鉸凸輪上兩小孔鉆鉸凸輪上兩小孔,求加工尺寸求加工尺寸100的定位誤差的定位誤差.解解:1）定位基準與工序基準重合）定位基準與工序基準重合, B=0;位基準相對限位基準單向移動位基準相對限位基準單向移動,且與且與加工尺寸成加工尺寸成30o15夾角夾角.Ti=(TD+Td0)/2, y =Ti cosy =(0.033+0.021)

16、/2 *cos30=0.02mmD=y=0.02mm結論結論:定位方式為孔軸配合時定位方式為孔軸配合時,當單邊接觸時當單邊接觸時, y=(TD+Td0)/2 cos. 四、定位誤差分析計算習題課四、定位誤差分析計算習題課例例3:金剛鏜床上鏜活塞銷孔金剛鏜床上鏜活塞銷孔,求對稱度的求對稱度的定位誤差定位誤差. 解解:1)對稱度的工序基準是裙部內(nèi)孔軸線對稱度的工序基準是裙部內(nèi)孔軸線,定位基準也是定位基準也是,B=0;2)定位基準相對限位基準可任意方向移定位基準相對限位基準可任意方向移動動,在對稱度方向上的最大變動范圍為在對稱度方向上的最大變動范圍為孔軸配合的最大間隙孔軸配合的最大間隙Xmax, i

17、移動方移動方向與對稱度方向一致，向與對稱度方向一致，=0，Y=Ti=Xmax=ES-ei=0.035+0.034=0.069mm 3) D=Y =0.069mm結論結論:定位方式為孔軸配合任意邊接觸時定位方式為孔軸配合任意邊接觸時, Y=Xmaxcos=(TD Td0+Xmin) cos四、定位誤差分析計算習題課四、定位誤差分析計算習題課例例4:加工均布的加工均布的4個槽，求槽的對稱個槽，求槽的對稱度的定位誤差。度的定位誤差。 解：解：1）對稱度的工序基準是）對稱度的工序基準是12H8的軸線，的軸線，定位基準是定位基準是80士士 0.05mm的軸線，兩者不的軸線，兩者不重合，重合，B= 002

18、mm。2）定位基準相對限位基準可任意方向移動，）定位基準相對限位基準可任意方向移動，Y=Xmax=0.03+0.02+0.1=0.15mm3)工序基準不在定位基面上，故：工序基準不在定位基面上，故：Y十十B（0150O2）=O17mm該定位超過工件公差的該定位超過工件公差的23，難以保證對稱度要，難以保證對稱度要求。求。若改用若改用12H8孔定位，使孔定位，使B= 0；選定位心軸為；選定位心軸為12g6,Y=Xmax=0.027+0.017=0.044mmk,可滿足可滿足加工要求。加工要求。結論結論:選擇定位基準應盡可能與工序選擇定位基準應盡可能與工序基準重合；應選擇精度高的基準重合；應選擇精

19、度高的表面作定位基準。表面作定位基準。第三節(jié)第三節(jié) 工件的夾緊工件的夾緊a. 改變力的大小，通常為增力機改變力的大小，通常為增力機構；構；b. 改變夾緊力的方向；改變夾緊力的方向；c. 使夾具具有一定的自鎖性，以使夾具具有一定的自鎖性，以保證夾緊可靠。保證夾緊可靠。產(chǎn)生原始的作用力產(chǎn)生原始的作用力執(zhí)行夾緊的最終元件，執(zhí)行夾緊的最終元件，直接與工件接觸。直接與工件接觸。中中間間傳傳力力機機構構一一夾緊裝置的組成及設計要求夾緊裝置的組成及設計要求夾緊應有助于定位，不能破壞定位；夾緊應有助于定位，不能破壞定位；夾緊可靠、可調(diào)，應保證工件在加工過程中不發(fā)生位置變動和夾緊可靠、可調(diào)，應保證工件在加工過程中不發(fā)生位置變動和振動；振動；夾緊產(chǎn)生的工件變形應在允許的范圍之內(nèi)；夾緊產(chǎn)生的工件變形應在允許的范圍之內(nèi)；