第4章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)原理-課件

1、機(jī) 械 制 造 工 程 學(xué)主講教師 葉仲新機(jī)械工程系機(jī)械制造教研室第4章 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)4.1 機(jī)床夾具概述4.2 工件在夾具中的定位4.3 定位誤差的分析與計(jì)算4.4 工件在夾具中的夾緊4.5 各類機(jī)床夾具設(shè)計(jì)要點(diǎn)在機(jī)械制造業(yè)中廣泛采用能迅速將工件固定在準(zhǔn)確位置上，完成其切削加工、檢驗(yàn)、裝配、焊接等工作所使用的工藝裝備稱為夾具。如機(jī)床夾具、檢驗(yàn)夾具、裝配夾具、焊接夾具等。機(jī)床夾具：在機(jī)械加工過程中，使工件在機(jī)床上相對(duì)刀具占具正確加工位置，并夾緊使其在整個(gè)加工過程中始終保持原定位置不變的工藝裝備。在各種金屬切削機(jī)床上所使用的夾具稱為機(jī)床夾具。機(jī)床夾具在機(jī)械加工中起著重要的作用，尤其是在大批大量生

2、產(chǎn)中。4.1 機(jī)床夾具概述1）直接找正法是指用測(cè)量工具在機(jī)床或通用夾具上直接找正工件，使其加工表面相對(duì)于刀具獲得正確位置的安裝方法。如在普通車床上加工階梯軸，若待加工的圓柱面要求與已加工的圓柱面同軸，就可在卡盤中用劃針找正己加工圓柱面與機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)軸線同軸后進(jìn)行加工。找正誤差與工人的技術(shù)水平和細(xì)心程度有關(guān)。找正安裝花費(fèi)的時(shí)間長，生產(chǎn)率低，因此，僅在單件、小批量生產(chǎn)中使用。4.1.1 工件的安裝方法對(duì)形狀復(fù)雜，加工面多的零件，直接找正較為困難，如對(duì)孔系的加工，常在毛坯上按零件圖要求先劃線，然后，按其劃線找正工件在機(jī)床上的正確位置。這種方法稱為劃線找正安裝法。劃線找正的誤差較大，因?yàn)榫€寬約有0.2

3、0.5mm，且劃線時(shí)也會(huì)有誤差。劃線時(shí)雖能兼顧各表面的加工余量、壁厚和裝配要求等因素，但由此也增加了劃線時(shí)間，又需技術(shù)水平高的劃線工。這種安裝法也僅在單件、小批量生產(chǎn)中使用。 2. 劃線找正定位法是先將機(jī)床夾具以正確位置安裝于機(jī)床上，工件按定位原理在夾具上定位并夾緊。當(dāng)工件以精基準(zhǔn)在夾具上定位時(shí)，工件的重復(fù)定位誤差可以小至0.01 0.02mm。用夾具安裝的重復(fù)定位誤差穩(wěn)定且小，裝卸方便，節(jié)省輔助時(shí)間，操作技術(shù)要求低，但夾具設(shè)計(jì)、制造周期長，費(fèi)用高，只有在大批、大量生產(chǎn)中才得以廣泛使用。3. 機(jī)床夾具定位法1）能可靠和穩(wěn)定地保證加工精度2）能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低加工成本 3）能改善工人的勞動(dòng)強(qiáng)

4、度4）能擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍4.1.2 機(jī)床夾具的作用 1）按夾具的使用范圍可分為： 通用夾具、專用夾具、可調(diào)夾具、組合夾具等。 2）按所用的機(jī)床不同夾具可分為： 鉆床夾具、鏜床夾具、車床夾具、磨床夾具、 拉床夾具等。 3）按夾具上所采用的夾緊動(dòng)力裝置不同可分為： 手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、磁力夾具等。1. 機(jī)床夾具的分類4.1.3 機(jī)床夾具的分類與組成由于機(jī)床種類不同以及被加工工件結(jié)構(gòu)和加工表面不同，而有各種不同的結(jié)構(gòu)形式，但就機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)而言，從不同結(jié)構(gòu)的夾具中可概括出一般機(jī)床夾具所共有的彼此之間相互獨(dú)立而又相互聯(lián)系的如下幾個(gè)組成部分。 2. 機(jī)床夾具的組成1）定位元件 確定工件在機(jī)床

5、夾具中正確位置的元件。如支承釘、支承板、形塊、圓柱銷等。 2）夾緊裝置 將工件壓緊夾牢，以確保工件在加工過程中不因受外力作用而破壞其定位后的既定位置的裝置。它包括有夾緊元件、夾緊機(jī)構(gòu)和動(dòng)力裝置。如壓板、斜楔機(jī)構(gòu)、氣缸等。3）對(duì)刀裝置 確定或引導(dǎo)刀具與工件被加工表面之間位置的元件。如：對(duì)刀塊、鉆套、鏜套等。4）連接元件 確定夾具在機(jī)床上占有正確位置的元件。如定位鍵、定向鍵、過渡盤等。 5）夾具體 將夾具所有元件和裝置連接成為一個(gè)整體的基礎(chǔ)件。如底座、本體等。 6）其它裝置 根據(jù)工件的某些特殊加工要求而設(shè)置的裝置。如分度裝置、靠模裝置、上下料裝置等。4.2 工件在夾具中的定位 加工前確定工件在機(jī)床

6、或夾具中相對(duì)刀具占據(jù)的加工位置稱為定位。1）工件的定位必須要有相應(yīng)的定位元件來限制。2）工件的定位應(yīng)有相應(yīng)的精度要求。3）工件的定位精度是指一批工件的限定位置的分布范圍。在機(jī)械加工過程中，為保證工件某道工序的加工要求，必須使工件在機(jī)床上相對(duì)于刀具的切削運(yùn)動(dòng)處于準(zhǔn)確的相對(duì)位置。當(dāng)采用機(jī)床夾具安裝加工一批工件時(shí)，是通過夾具來實(shí)現(xiàn)這一要求的。要實(shí)現(xiàn)工件在機(jī)床上相對(duì)刀具占據(jù)一個(gè)正確的加工位置，就必須做到以下三項(xiàng)任務(wù)：1）工件定位時(shí)應(yīng)使其加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在夾具中 占據(jù)一致的正確的加工位置。 2）工件定位時(shí)應(yīng)使夾具在機(jī)床上占據(jù)正確的位置。 3）工件定位時(shí)應(yīng)使夾具相對(duì)刀具占據(jù)正確的位置。1基準(zhǔn)及基面 基準(zhǔn)

7、：指用來確定生產(chǎn)對(duì)象中相關(guān)幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面。基面：指在零件上用以體現(xiàn)基準(zhǔn)的那些表面。當(dāng)作為基準(zhǔn)的要素為輪廓要素（如平面、棱線、素線、頂點(diǎn)）時(shí)，其基面就是基準(zhǔn)。而當(dāng)作為基準(zhǔn)的要素為中心要素（如軸線、球心、對(duì)稱中心線或面）時(shí)則由相應(yīng)的表面來體現(xiàn)。4.2.1 基準(zhǔn)的概念（1）設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 指在零件設(shè)計(jì)圖紙上所采用的基準(zhǔn)。2基準(zhǔn)的種類工藝基準(zhǔn)：指在工藝過程中所采用的基準(zhǔn)。包括定位基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)。1）定位基準(zhǔn): 在工件加工時(shí)用來確定工件加工位置所采用的基準(zhǔn)。2）工序基準(zhǔn)：在工序圖上用來確定本工序所加工表面的尺寸和位置所采用的基準(zhǔn)。3）測(cè)量基準(zhǔn)：測(cè)量工件已加工表面

8、的尺寸和位置所采用的基準(zhǔn)。4）裝配基準(zhǔn)：產(chǎn)品裝配時(shí)，用來確定零件或部件在產(chǎn)品中的相互位置所采用的基準(zhǔn)。（2）工藝基準(zhǔn)1. 自由度的分析方法工件在夾具中的定位，就是要使一批工件在夾具中都占據(jù)一致的正確的加工位置。這一確定位置可以通過用定位支承點(diǎn)限制工件相應(yīng)自由度的方法來獲得。一個(gè)尚未定位的工件在空間直角坐標(biāo)系中具有六個(gè)自由度。這六個(gè)自由度是指工件在空間直角坐標(biāo)系中沿著三個(gè)相互垂直坐標(biāo)軸線所處位置的可能性，繞這三個(gè)相互垂直坐標(biāo)軸線角度方位所處位置的可能性。4.2.2 六點(diǎn)定位原理要使工件在夾具中占有確定的位置，就是要在空間直角坐標(biāo)系中，通過定位元件限制工件的六個(gè)自由度。在分析工件定位的問題時(shí)，可轉(zhuǎn)

9、化為在空間直角坐標(biāo)系中用相應(yīng)的定位支承點(diǎn)（將具體的定位元件抽象化）來限制工件的自由度。 六點(diǎn)定則：用六個(gè)合理分布的定位支承點(diǎn)限制工件的六個(gè)自由度，即可實(shí)現(xiàn)工件在空間位置的完全確定。1) 明確工件在本工序的加工要求和相應(yīng)的工序基準(zhǔn)。2) 根據(jù)工序基準(zhǔn)的所在位置建立空間直角坐標(biāo)系。3) 依次找出影響本工序加工要求的自由度。4) 將找出的自由度進(jìn)行歸納即可得到本工序應(yīng)限制的第一種自由度。 第一種自由度的分析方法及步驟： a）圖應(yīng)限制的第一種自由度為沿著Z 軸的一個(gè)移動(dòng)自由度。b）圖應(yīng)限制的第一種自由度為沿著X 和Y 軸的兩個(gè)移動(dòng)自由度。c）應(yīng)限制的第一種自由度為沿著Z 軸的一個(gè)移動(dòng)自由度和沿著X 和

10、Y 軸的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。d）應(yīng)限制的第一種自由度為沿著X 與Z 軸的兩個(gè)移動(dòng)自由度和沿著X和Z軸的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。e）圖應(yīng)限制的第一種自由度為沿著X與Z的二個(gè)移動(dòng)自由度和沿著X、Y 和Z 軸的三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。f）圖應(yīng)限制的第一種自由度為沿著X、Y 和Z軸的三個(gè)移動(dòng)自由度和沿著X、Y 和Z軸的三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。（1）工件在夾具中的定位，可轉(zhuǎn)化為在空間直角坐標(biāo)系中，用相應(yīng)的定位支承點(diǎn)來限制工件自由度的方式進(jìn)行分析。 （2）工件定位時(shí)應(yīng)限制的自由度的數(shù)目，是根據(jù)工件在本工序的加工要求以及考慮提高工件定位穩(wěn)定性和加工剛性等方面來確定的。（3）一個(gè)定位支承點(diǎn)只能限制工件的一個(gè)自由度。為保證工件定位的穩(wěn)定性

11、，在一個(gè)完整的定位方案中定位支承點(diǎn)的數(shù)目不得少于三個(gè)。（4）工件上的某一個(gè)自由度原則上只能被一個(gè)定位支承點(diǎn)所限制，不得出現(xiàn)重復(fù)限的現(xiàn)象。在一個(gè)完整的定位方案中定位支承點(diǎn)的數(shù)目不得多于六個(gè)。 2. 工件定位基本原理 1）在球體零件上過中心鉆一通孔。 2）加工齒輪兩端面，保證尺寸A及兩端面與內(nèi)孔的垂直度。 3）在軸的徑向上銑槽，保證尺寸H和L 。 4）在階梯軸上鉆一通孔，保證尺寸L 。 5）在支座件上加工兩個(gè)通孔，保證尺寸A和H。在分析工件定位的問題時(shí)，定位基準(zhǔn)的選擇是關(guān)鍵問題。工件定位基準(zhǔn)一旦被選定，則其定位方案也基本被確定了。定位基準(zhǔn)一般在工藝規(guī)程中選定，設(shè)計(jì)夾具時(shí)可直接引用。當(dāng)工藝規(guī)程選定的

12、定位基準(zhǔn)不合理時(shí)，夾具設(shè)計(jì)者應(yīng)與工藝設(shè)計(jì)人員共同協(xié)商進(jìn)行改選，以使所設(shè)計(jì)出的夾具結(jié)構(gòu)更合理。必須指出，與定位支承點(diǎn)相接觸的工件表面稱為定位基面。工件的定位是通過工件定位基面與定位支承點(diǎn)相接觸來實(shí)現(xiàn)的。 3. 工件的定位形式工件定位時(shí)其六個(gè)自由度全部被限制的定位方式稱為完全定位。工件采用這種定位方式使其在空間占有一個(gè)完全確定的位置。（2）不完全定位工件根據(jù)該工序加工要求只需限制其部分自由度，既六個(gè)自由度沒有全部被限制的定位稱為不完全定位。工件定位時(shí)應(yīng)采用完全定位還是不完全定位，主要由該工序的加工要求和定位穩(wěn)定性來決定。（1）完全定位工件實(shí)際定位時(shí)所限制的自由度數(shù)目，少于工件按該工序加工要求必需限

13、制的自由度數(shù)目稱為欠定位。欠定位的結(jié)果將導(dǎo)致出現(xiàn)應(yīng)該限制的自由度因未予限制，從而無法保證加工要求的不合理現(xiàn)象。因此，在確定工件定位方案時(shí)，絕不允許出現(xiàn)欠定位現(xiàn)象。 （3）欠定位 工件定位時(shí)，如果出現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上的定位支承點(diǎn)重復(fù)限制工件上的同一個(gè)自由度則稱為過定位。過定位會(huì)導(dǎo)致重復(fù)限制同一個(gè)自由度的定位支承點(diǎn)之間產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，從而導(dǎo)致定位不穩(wěn)定、破壞定位精度、造成工件或定位元件受力變形、甚至出現(xiàn)部分工件無法安裝的局面。因此，在確定工件定位方案時(shí)，應(yīng)避免出現(xiàn)造成不良后果的過定位。（4）過定位 （超定位）在實(shí)際生產(chǎn)中，有時(shí)為減少工件變形或提高加工剛性而采用過定位方式。但要用其利而避其害，使采用過定

14、位帶來的好處大于其害處。 防止出現(xiàn)造成不良后果的過定位的方法有：改變定位元件結(jié)構(gòu)，去掉多余的定位支承點(diǎn)。提高工件定位基面之間和定位元件工作表面之間的位置精度。在下圖所示的連桿上鉆通孔D時(shí)，需要保證： (1)小頭孔D對(duì)端面A的垂直度公差t。 (2)小頭孔D對(duì)不加工外圓壁厚的均勻性。加工下圖所示汽車減速器主動(dòng)錐齒輪軸兩端面及中心孔，需要保證：(1)軸向尺寸47mm和300mm ； (2)中心孔深度尺寸11.5mm ； (3)兩端面對(duì)軸線的垂直度；(4)兩端中心孔與未加工之軸頸的同軸度。在下圖所示的汽車傳動(dòng)軸突緣叉上磨削平面K 及Q，需要保證：(1)兩平面K及Q間的尺寸為118mm；(2)兩平面對(duì)2

15、-39孔的垂直度公差為0.1mm；(3)兩平面對(duì)95mm外圓的對(duì)稱度公差為0.15mm。在下圖所示的拖拉機(jī)差速鎖操縱杠桿上銑槽和鉆孔，應(yīng)保證：(1)銑槽寬度尺寸為4.5mm，槽對(duì)18mm和12.5mm兩孔中心平面的對(duì)稱度公差為0.3mm；(2)鉆階梯孔6.7mm及9mm，位置尺寸如圖2-86d所示。1. 工件以平面定位 1）固定支承 支承釘（平頭、球頭、鋸齒頭） 支承板（無槽、有槽）2）可調(diào)支承（平頭、球頭、鋸齒頭）3）自位支承（也稱為浮動(dòng)支承） 工作面形式有：兩點(diǎn)式、三點(diǎn)式和多點(diǎn)式。 浮動(dòng)方式有：球面浮動(dòng)式、杠桿浮動(dòng)式、滑柱浮動(dòng)式。4.2.3 常見的定位方式及其定位元件 2.工件以圓柱孔定位

16、1）定位銷 可分為圓柱銷、圓錐銷、菱形銷與組合銷 結(jié)構(gòu)形式有：固定式、伸縮式 長圓柱銷（可限制4個(gè)自由度） 短圓柱銷（可限制2個(gè)自由度） 短固定圓錐銷（可限制3個(gè)自由度）2）定位心軸可分為剛性心軸和彈性心軸。剛性心軸可分為圓柱心軸和小錐度心軸。剛性圓柱心軸可分為間隙配合、過盈配合和花鍵軸。長圓柱心軸（可限制4個(gè)自由度）短圓柱心軸（可限制2個(gè)自由度）1）V形塊定位 長V形塊和短V形塊；固定V形塊和活動(dòng)V形塊 固定長V形塊（可限制4個(gè)自由度） 固定短V形塊（可限制2個(gè)自由度）2）定位套（半圓套、圓柱及圓錐套）3）定心夾緊結(jié)構(gòu)（卡盤類、彈性卡頭）3. 工件以外圓柱面定位（1）工件以圓錐孔定位 1)

17、錐度心軸（長軸與短軸） 2) 頂尖（固定與活動(dòng)）（2）工件以成形表面定位 如：漸開線齒面；鍵槽、花鍵表面等。（3）工件以一面兩孔4. 工件以其它表面定位 輔助支承是在工件定位后才實(shí)現(xiàn)支承的作用。因此只能起到支承工件的作用。 輔助支承的結(jié)構(gòu)形式很多。常見的有螺旋式、自位式和推引式等。5. 輔助支承 采用調(diào)整法加工一批工件時(shí)，工件在夾具上定位時(shí)，由于每個(gè)工件所占據(jù)的位置不完全一致，使加工后各工件的加工尺寸不一而形成誤差。這種只與工件定位有關(guān)的誤差，稱為定位誤差，用符號(hào)D 表示。1. 產(chǎn)生定位誤差的原因 產(chǎn)生定位誤差的原因有兩個(gè)：一個(gè)是定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)（工序基準(zhǔn)）不重合；另一個(gè)是定位基準(zhǔn)與起始（調(diào)

18、刀、限位）基準(zhǔn)不重合。4.3 定位誤差的分析與計(jì)算 工件在夾具上定位時(shí)，由于所選擇的定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合而引起的，同批工件的工序基準(zhǔn)相對(duì)于定位基準(zhǔn)在該工序（加工）尺寸方向的最大位移量（位置變動(dòng)范圍），稱為基準(zhǔn)不重合誤差。用符號(hào)B 表示。 基準(zhǔn)不重合誤差（B ）的大小應(yīng)等于工序基準(zhǔn)相對(duì)于定位基準(zhǔn)在該工序（加工）尺寸方向的最大位移量。 （1）基準(zhǔn)不重合誤差（B ） 可通過計(jì)算定位尺寸（C）的公差在工序（加工）尺寸方向上的投影分量得到基準(zhǔn)不重合誤差（B）的大小。定位尺寸（C）是指工序（設(shè)計(jì)）基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)之間的聯(lián)系尺寸。當(dāng)定位尺寸（C）由多個(gè)尺寸所決定時(shí)，則要以定位尺寸為封閉環(huán)所組成的尺寸鏈進(jìn)行

19、解算。 基準(zhǔn)不重合誤差B 的計(jì)算公式表示為： B =C COS 為工序基準(zhǔn)的變動(dòng)方向與工序（加工）尺寸方向間的夾角。 本工序加工直角上表面，設(shè)計(jì)尺寸為A1，用下平面定位。由于定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，從而產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差B D（A1） = B （A1） = C COS = A2（a）圖 D （20）= B （20）= 0.28（b）圖 D （20）= B （20）= 0D （A） = 0 D（B） = B （B） = d / 2 D（C） = B （C） = d 2）基準(zhǔn)位移誤差（Y ） 工件在夾具上定位時(shí)，由于定位副的制造誤差和定位副的配合間隙的影響，使工件的定位基準(zhǔn)與夾具定位元件的起始（

20、調(diào)刀、限位）基準(zhǔn)不重合，導(dǎo)致同批工件位置的不一致而造成的加工誤差，稱為基準(zhǔn)位移誤差。用符號(hào)（Y ）表示。 基準(zhǔn)位移誤差（Y）的大小應(yīng)等于定位基準(zhǔn)與起始（調(diào)刀、限位）基準(zhǔn)不重合而造成的基準(zhǔn)位移量Y 在工序（加工）尺寸方向上的投影分量?；鶞?zhǔn)位移量Y 應(yīng)根據(jù)不同的定位方案所決定。 基準(zhǔn)位移誤差Y 的計(jì)算公式表示為： Y = Y COS 為定位基準(zhǔn)的變動(dòng)方向與工序（加工）尺寸方向間的夾角。 D （A3） = Y （A3）= 2（H h）tanD （A1） = B（A1）+ Y （A1） = A2 + 2（H h）tan2定位誤差的計(jì)算方法1）極限位置法（幾何作圖法） 先根據(jù)工件的定位方案，畫出工序（設(shè)

21、計(jì)）基準(zhǔn)相對(duì)起始（調(diào)刀、限位）基準(zhǔn)最大與最小的兩個(gè)極限位置，再根據(jù)幾何關(guān)系求出這兩個(gè)極限位置間的距離，即得出定位誤差。 由于定位誤差是由基準(zhǔn)不重合誤差以及基準(zhǔn)位移誤差所造成的。因此定位誤差可以由這兩項(xiàng)誤差組合而成。計(jì)算定位誤差時(shí)，先分別求出基準(zhǔn)不重合誤差與基準(zhǔn)位移誤差，然后再將兩項(xiàng)誤差組合后得出定位誤差。即：D = BY 2）合成法（1）當(dāng)B 0， Y 0 時(shí)，則D Y ；（2）當(dāng)B 0， Y 0 時(shí)，則D B ；（3）當(dāng)B 0， Y 0 時(shí)， 1）如果工序（設(shè)計(jì)）基準(zhǔn)不在定位基面上： D = B + Y 2）如果工序（設(shè)計(jì)）基準(zhǔn)落在定位基面上：D = BY定位誤差的合成解算方法如下：公式中“

22、” 、“”號(hào)的確定方法如下： 先分析定位基面直徑由大到?。ɑ蛴尚〉酱螅r(shí)，定位基準(zhǔn)的變動(dòng)方向。 然后設(shè)定位基準(zhǔn)的位置不變，再分析工序（設(shè)計(jì)）基準(zhǔn)的變動(dòng)方向。（此時(shí)定位基面直徑應(yīng)作上述相同的變化。） 如果在上述判斷中兩者的變動(dòng)方向相同時(shí)，取“”號(hào)，而兩者的變動(dòng)方向相反時(shí)，取“”號(hào)。由于兩個(gè)基準(zhǔn)的變化方向相同，故取 “ + ”號(hào)由大到小由大到小 當(dāng)工件以外圓柱面在V形塊上定位，且工序（設(shè)計(jì)） 基準(zhǔn)落在定位基面的上母線時(shí)，基準(zhǔn)變化的分析。由于兩個(gè)基準(zhǔn)的變化方向相反，故取 “ ”號(hào)由大到小由大到小 當(dāng)工件以外圓柱面在V形塊上定位，且工序（設(shè)計(jì)） 基準(zhǔn)落在定位基面的下母線時(shí)，基準(zhǔn)變化的分析。由大到小由大

23、到小由于兩個(gè)基準(zhǔn)的變化方向相反，故取 “”號(hào) 當(dāng)工件以內(nèi)孔在心軸上定位，且工序（設(shè)計(jì)）基準(zhǔn) 落在定位基面的上母線時(shí)，基準(zhǔn)變化的分析。由大到小由大到小由于兩個(gè)基準(zhǔn)的變化方向相同，故取 “+”號(hào) 當(dāng)工件以內(nèi)孔在心軸上定位，且工序（設(shè)計(jì)）基準(zhǔn) 落在定位基面的下母線時(shí)，基準(zhǔn)變化的分析。3.常見定位方式的定位誤差分析與計(jì)算 1) 工件以平面定位已知：大圓直徑公差為0.03，小圓直徑公差為0.02，同軸度誤差為0.02 求： D（30） =？ 解：分析可知 B（30）0， Y（30）0 得：D（30） = B（30） = 0.03/2+0.02/2+0.02 = 0.045已知：大圓直徑公差為 0.03，

24、小圓直徑公差為 0.02，同軸度誤差為 0.02 。 求： D（30） =？ 解： 分析可知 B（30） 0， Y（30） 0得： D（30） = 0已知：大圓直徑公差為 0.03，小圓直徑公差為 0.02，同軸度誤差為 0.02求： D（30） =？ 解： 分析可知 B（30）0， Y（30）0 得： D（30） = B（30） = 0.03 / 2+0.02 / 2+ 0.02 = 0.045已知：外圓直徑公差為D V形塊的夾角為 得： Y 2) 工件以外圓柱面在V形塊上定位已知：外圓直徑公差為D ， V形塊的夾角為（1）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為外圓軸線時(shí)：求： D（H1） = ？ 解：分析可知 B（H

25、1） 0 ； Y（H1） 0 得： D（H1） = Y（H1） =（2）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為外圓下母線時(shí)： 求： D （H2） = ？ 解：分析可知 B （H2） 0， Y （H2） 0 得： B （H2） = ； Y （H2） = 分析：設(shè)計(jì)基準(zhǔn)落在定位基面上，兩基準(zhǔn)的變化方向相反，故取 - 號(hào)。 最終得： D （H2）= Y （H2） - B （H2） =由大到小由大到?。?）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為外圓上母線時(shí)： 求： D （H3） = ？ 解：分析可知 B （H3） 0， Y （H3） 0 得： B （H3） = ； Y （H3） = 分析：設(shè)計(jì)基準(zhǔn)落在定位基面上，兩基準(zhǔn)的變化方向相同， 故取“”號(hào)。 最終得

26、： D （H3） = Y （H3） B （H3） = 由大到小由大到小已知：大圓直徑公差為0.03 ，小圓直徑公差為0.02，同軸度誤差為0.02，V形塊的夾角為90o 求： D （30）= ？ 解：分析可知 B （30） 0 ； Y （30） 0得： B （30）= 0.03/2 0.02 = 0.035 Y （30）= = 0.014 D （30）= B （30） Y （30）= 0.049 （設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不在定位基面上） 已知：大圓直徑公差為0.03，小圓直徑公差為0.02，同軸度誤差為0.02，V形塊的夾角為90o 求： D （30）= ？ 解： 分析可知 B （30） 0， Y （30）

27、 0 得： B （30）= 0.03/2 0.02 = 0.035 ； D （30）= B （30）= 0.035已知：大圓直徑公差為0.03 ，小圓直徑公差為0.02，同軸度誤差為0.02 ， V形塊的夾角為90o 求：D （30） ？ 解：分析可知 B （30） 0， Y （30） 0 得：B （30） 0.03/2 0.02 = 0.035 ；D （30）B （30）0.035已知：大圓直徑公差為TD ，小圓直徑公差為Td，同軸度誤差為2e，V形塊的夾角為 求： D （A） ？ 解：分析可知 B （A ） 0， Y （A） 0得： B （A） 2e Y （A） D （A） B （A） Y

28、 （A） （設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不在定位基面上） D （A） D （B） 0 D （C）D （A） D （B） D （C）D （A） D （B） D （C）D （A） D （B） 0 D （C）D （A） 0 D （B） D （C） （設(shè)計(jì)基準(zhǔn)落在定位基面上， 兩基準(zhǔn)的變化方向相反。）D （A） D （B） D （C） （設(shè)計(jì)基準(zhǔn)落在定位基面上， 兩基準(zhǔn)的變化方向相同。）3) 工件以圓柱孔在心軸（定位銷）上定位（1）工件定位孔與心軸（銷）為固定單邊接觸時(shí)： 已知：工件定位孔 ，心軸為 得： Y Y （2）工件定位孔與心軸（銷）為任意邊接觸時(shí)： 已知：工件定位孔 ，心軸為 得： Y Y 已知：工件定位孔與定

29、位銷的配合為固定單邊接觸，加工上表面。 定位孔直徑為 定位銷直徑為解：分析 B （59） 0 ；Y （59） 0B （59） Y （59） D （59） B （59） + Y （59） 0.115 已知：工件小圓與定位套的配合為固定單邊接觸。大圓直徑公差為0.03 ，小圓直徑公差為0.02，同軸度誤差為0.02，定位套直徑公差為0.04。解：分析得 B （30） 0，Y （30） 0B （30） 0.03/2 0.02 = 0.035 Y （30） D （30）B （30） + Y （30） 0.07P129 4-2、 4-3、4-5、4-7、4-10、 4-11作業(yè)五：4-3 何謂基準(zhǔn)？試分

30、析下列圖示零件的基準(zhǔn)：（1）題圖4-60所示齒輪的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)，滾切齒形時(shí)的定位基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)。4-3 何謂基準(zhǔn)？試分析下列圖示零件的基準(zhǔn)：（2）題圖4-61所示小軸零件圖及在車床頂尖間加工小端外圓及臺(tái)肩面2的工序圖，試分析臺(tái)肩面2的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)及測(cè)量基準(zhǔn)。 4-7 根據(jù)六點(diǎn)定位原理，分析題圖4-62所示各定位方案中，各定位元件所限制的自由度？ 4-11 如圖4-63所示一圓柱零件，在其上面加工一鍵槽，要求保證尺寸30 0- 0.2 ，采用工作角度為90度的V型塊定位，試計(jì)算該尺寸的定位誤差。 在機(jī)械制造過程中，工件的定位和夾緊是兩個(gè)密切相關(guān)的安裝過程。工件定位后，就必須采用一定的

31、機(jī)構(gòu)將工件壓緊夾牢，以便保證工件在切削過程中不會(huì)因受切削力、重力、慣性力或離心力等外力作用而破壞原定位置。從而保證工件的加工精度和安全生產(chǎn)。這種壓緊夾牢工件的機(jī)構(gòu)稱為夾緊裝置。4.4 工件在夾具中的夾緊1.夾緊裝置的組成 夾緊裝置的結(jié)構(gòu)形式是多種多樣的。但根據(jù)力源的不同可分為手動(dòng)和機(jī)動(dòng)夾緊裝置。夾緊裝置一般由動(dòng)力源裝置、中間遞力機(jī)構(gòu)和夾緊元件三部分組成。 （）力源裝置 力源裝置是產(chǎn)生夾緊作用力的裝置。通常是指機(jī)動(dòng)夾緊時(shí)所用的氣動(dòng)、液壓、電動(dòng)等裝置。其目的是減少輔助時(shí)間，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。手動(dòng)夾緊沒有這種裝置。 4.4.1 夾緊裝置的組成及基本要求（）中間遞力機(jī)構(gòu) 中間遞力機(jī)構(gòu)是

32、將力源裝置產(chǎn)生的夾緊作用力傳遞給夾緊元件的機(jī)構(gòu)。中間遞力機(jī)構(gòu)一般可以在傳遞夾緊作用力的過程中，改變夾緊力的大小、方向并具有一定的自鎖性能。如螺旋機(jī)構(gòu)、斜楔機(jī)構(gòu)、鉸鏈機(jī)構(gòu)、偏心機(jī)構(gòu)等。（）夾緊元件 夾緊元件是夾緊裝置的最終執(zhí)行元件。通過它與工件被夾表面的直接接觸來完成夾緊動(dòng)作。如壓板、壓頭等。在一些簡(jiǎn)單的手動(dòng)夾緊裝置中，夾緊元件與中間遞力機(jī)構(gòu)組合在一起稱為夾緊機(jī)構(gòu)。 夾緊裝置的設(shè)計(jì)是否正確，對(duì)保證工件的加工精度、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度等都有直接影響。要想保證上述條件正確地設(shè)計(jì)夾緊裝置，則必須滿足以下幾點(diǎn)基本要求： （）確保工件既定位置不變 在夾緊過程中，工件受到夾緊力作用時(shí)不得破壞既定

33、位置。 （）夾緊力的大小要適當(dāng) 做到對(duì)工件所施加的夾緊力的大小，既要保證工件在加工過程中不會(huì)因受到外力的作用而產(chǎn)生移動(dòng)或振動(dòng)，又不得使工件產(chǎn)生不允許的變形或損傷。.夾緊裝置的基本要求 在保證生產(chǎn)率和加工精度的前提下，應(yīng)使其結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度與工件的生產(chǎn)節(jié)拍相適應(yīng)。做到夾緊動(dòng)作迅速，操作方便，安全省力，經(jīng)濟(jì)性好，成本低，便于制造和維修。 手動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)要有可靠的自鎖性。機(jī)動(dòng)夾緊裝置則要統(tǒng)籌考慮其自鎖性和穩(wěn)定的夾緊力。（）工藝性好和操作方便、安全、省力（）可靠的自鎖性能 確定夾緊力包括正確地選擇夾緊力的大小、方向和作用點(diǎn)。必須根據(jù)工件的形狀、尺寸、重量和加工要求，定位元件的結(jié)構(gòu)及其分布形式，加工過程中工

34、件所到的外力（切削力、重力、慣性力和離心力）大小等因素進(jìn)行綜合分析。4.4.2 夾緊力的確定 夾緊力的作用方向不僅影響工件的加工精度，而且還影響工件夾緊的實(shí)際效果。夾緊力的作用方向主要與工件的結(jié)構(gòu)形狀、定位元件的結(jié)構(gòu)形狀和配置形式，工件加工時(shí)所受到的全部外力產(chǎn)生的變形方向和大小等因素有關(guān)。具體應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)原則：）夾緊力作用方向不應(yīng)破壞工件的既定位置；）夾緊力作用方向應(yīng)使工件所需夾緊力盡可能最??；）夾緊力作用方向應(yīng)使工件的夾緊變形盡可能最小。1. 夾緊力作用方向的確定 夾緊力作用點(diǎn)的確定原則應(yīng)在夾緊力作用方向的確定原則基礎(chǔ)上，具體考慮以下幾點(diǎn)原則：）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)作用在夾具定位元件支承表面所

35、形成的穩(wěn)定受力區(qū)域內(nèi)）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)作用在工件剛性較好的部位上）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近工件的加工表面 2. 夾緊力作用點(diǎn)的確定 夾緊力的大小直接影響夾具使用的可靠性和安全性及工件的變形量的大小。因此，既要足夠的夾緊力，但又不得過大。夾緊力大小的計(jì)算可根據(jù)具體情況用類比法進(jìn)行估算或用分析計(jì)算進(jìn)行估算。分析計(jì)算法是將夾具和工件看成是一個(gè)剛性系統(tǒng)，根據(jù)工件在加工過程中受切削力、離心力、慣性力以及工件的重力的作用情況，找出在加工過程中對(duì)工件最不利的瞬間狀態(tài)，然后按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力，再乘上安全系數(shù)即可得到實(shí)際夾緊力的數(shù)值。 即 ：k 式中 ： K K013. 夾緊力大小的確定4.4.3

36、典型夾緊機(jī)構(gòu)1. 斜楔夾緊機(jī)構(gòu) 斜楔夾緊是利用其斜面移動(dòng)所產(chǎn)生的壓力來夾緊工件。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，直接用楔塊楔緊工件的情況很少。多數(shù)是楔塊與其它機(jī)構(gòu)聯(lián)合使用。廣泛用于氣動(dòng)或液壓夾緊裝置中。斜楔夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力（N）；原始作用力（N）；斜楔升角（0）；1平面摩擦?xí)r作用在斜楔面上的摩擦角（0）；平面摩擦?xí)r作用在斜楔基面上的摩擦角（0）。1）斜楔夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊力計(jì)算 3) 斜楔夾緊機(jī)構(gòu)的自鎖條件 2) 斜楔夾緊機(jī)構(gòu)的增力比 4）斜楔夾緊機(jī)構(gòu)的行程比指采用單個(gè)螺旋直接夾緊或與其它元件組合實(shí)現(xiàn)夾緊工件的機(jī)構(gòu)。這類夾緊機(jī)構(gòu)由于其機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，夾緊可靠，通用性高等優(yōu)點(diǎn)，故在機(jī)床夾具中得到廣泛應(yīng)用。它的缺點(diǎn)是夾緊和

37、松開工件時(shí)比較費(fèi)工費(fèi)時(shí)。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)是斜楔夾緊機(jī)構(gòu)的變形，但其增力比和自鎖性能都優(yōu)于斜楔夾緊機(jī)構(gòu)。夾緊行程不受限制。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)包括單個(gè)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)、螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)和鉤形壓板夾緊機(jī)構(gòu)。2. 螺旋夾緊機(jī)構(gòu)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)1）螺旋夾緊力的計(jì)算螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力（N）；原始作用力（N）； L作用力臂的長度（mm）；螺紋升角（0）； d0螺紋中徑（mm）；1螺紋處的摩擦角（0）；2螺桿端部與工件間的摩擦角（0）； r螺桿端部與工件間的當(dāng)量摩擦半徑（mm）。2）螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)2）螺旋壓板機(jī)構(gòu)3）鉤形壓板機(jī)構(gòu)3）鉤形壓板機(jī)構(gòu)4）快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)4）快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu) 偏心夾緊機(jī)構(gòu)是指由偏心件直接夾緊工件

38、或和其他元件組合而實(shí)現(xiàn)夾緊工件的機(jī)構(gòu)。偏心夾緊機(jī)構(gòu)是靠偏心輪回轉(zhuǎn)時(shí)其半徑逐漸增大而產(chǎn)生夾緊力來夾緊工件。偏心夾緊機(jī)構(gòu)的工作原理與斜楔夾緊機(jī)構(gòu)相似，只是以圓弧楔代替平面楔。但是斜楔夾緊的楔角不變，而偏心夾緊的楔角是變化的。偏心夾緊機(jī)構(gòu)有圓偏心和曲線偏心兩種類型，常用的是圓偏心件(偏心輪或偏心軸)，曲線偏心有阿基米德螺線偏心和對(duì)數(shù)螺線偏心，因制造較困難故很少使用。以下主要介紹圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)。3. 偏心夾緊機(jī)構(gòu) 當(dāng)圓心角（回轉(zhuǎn)角）等于900時(shí)，楔角接近最大值：1）圓偏心的楔角圓偏心夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力（N）；原始作用力（N）；p圓偏心工作點(diǎn)P的楔角（0）；1偏心輪與工件間作用點(diǎn)的摩擦角（0）；偏心輪回

39、轉(zhuǎn)孔與轉(zhuǎn)軸間的摩擦角（0）。2）圓偏心夾緊力的計(jì)算當(dāng)f1=0.1時(shí)：當(dāng)f1=0.15時(shí)：3) 圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)的自鎖條件 偏心夾緊的偏心輪已標(biāo)準(zhǔn)化，其夾緊行程和夾緊力在夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)上也給出了，可以選用。偏心夾緊機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，動(dòng)作迅速。缺點(diǎn)是由于其夾緊點(diǎn)處的楔角（升角）是一個(gè)變值，夾緊力的大小將隨之變化，夾緊行程和增力比小，自鎖性能受到偏心輪幾何參數(shù)的限制。因此一般用于工件被夾表面尺寸變化不大，切削力小且平穩(wěn)的場(chǎng)合，不適合在粗加工中應(yīng)用。 鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是動(dòng)作迅速，增力比大，易于改變力的作用方向。缺點(diǎn)是自鎖性能差，一般常用于氣動(dòng)和液動(dòng)夾緊。鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要仔細(xì)進(jìn)行鉸鏈、杠

40、桿的受力分析、運(yùn)動(dòng)分析和主要參數(shù)的分析計(jì)算。在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮設(shè)置必要的浮動(dòng)，調(diào)整環(huán)節(jié)，以保證鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)的正常工作。4.鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu) 4.鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu) 定心夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)可按以下兩種原理來進(jìn)行：1)定位一夾緊元件按等速位移原理來均分工件定位面的尺寸誤差，實(shí)現(xiàn)定心或?qū)χ小?)定位一夾緊元件的均勻彈性變形原理來實(shí)現(xiàn)定心夾緊。如各種彈性心軸，彈性筒夾，液性塑料夾頭等。 5.定心夾緊機(jī)構(gòu) 等速位移定心夾緊機(jī)構(gòu) 均勻彈性變形定心夾緊機(jī)構(gòu)均勻彈性變形定心夾緊機(jī)構(gòu)在機(jī)械加工中，往往要根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)或生產(chǎn)率的需要，對(duì)一個(gè)工件同時(shí)施加幾個(gè)夾緊力或在一套夾具上對(duì)多個(gè)工件同時(shí)進(jìn)行夾緊。因此在設(shè)計(jì)機(jī)床夾具時(shí)常用聯(lián)動(dòng)

41、夾緊機(jī)構(gòu)來解決上述問題。機(jī)床夾具的聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)是指只需操作某一個(gè)手柄就能同時(shí)從各個(gè)方向上均勻地夾緊一個(gè)工件，或同時(shí)夾緊若干個(gè)工件。前者稱為單件聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)，后者稱為多件聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。6.聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)1.單件多點(diǎn)聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)1) 平行式多件聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)2.多件聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)2) 連續(xù)式多件聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)3) 對(duì)向式多件聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)4）復(fù)合式多件聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)1)由于聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作和受力情況比較復(fù)雜，應(yīng)仔細(xì)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和受力分析，以確保設(shè)計(jì)意圖能夠?qū)崿F(xiàn)。2)在聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)中要充分注意在哪些地方設(shè)置浮動(dòng)環(huán)節(jié)如鉸鏈、球面墊等，要注意浮動(dòng)的方向和浮動(dòng)大小，要注意設(shè)置必要的調(diào)整環(huán)節(jié)，保證各夾緊均衡，運(yùn)動(dòng)不發(fā)生干涉。3

42、)各壓板都能很好地松夾，以便裝卸工件。4)要注意整個(gè)機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)受力環(huán)節(jié)的強(qiáng)度和剛度。5)聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)不要設(shè)計(jì)得太復(fù)雜，注意提高可靠性、降低制造成本。設(shè)計(jì)聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)時(shí)應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：1. 鉆床夾具的類型及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)4.5.1 鉆床夾具在鉆床上進(jìn)行孔的鉆、擴(kuò)、鉸、锪、攻螺紋加工時(shí)所用的夾具稱為鉆床夾具。鉆床夾具上均設(shè)置鉆模套筒（簡(jiǎn)稱鉆套），以保證被加工孔的位置精度。鉆模套筒安裝在鉆模板上，因此習(xí)慣上把鉆床夾具稱為鉆模。 根據(jù)工件的大小、形狀及被加工孔的分布的不同要求，其結(jié)構(gòu)形式可分為：固定式、回轉(zhuǎn)式、翻轉(zhuǎn)式、蓋板式、滑柱式等。 4.5 各類機(jī)床夾具設(shè)計(jì)要點(diǎn)在加工工件的過程中，鉆模和工件在機(jī)床上的位置固

43、定不動(dòng)。一般用于在立式鉆床上加工較大的單孔或在搖臂鉆床上加工平行孔系。1）固定式鉆?；剞D(zhuǎn)式鉆模主要用于加工同一圓周上的軸向平行孔系或徑向孔。其基本形式有立軸、臥軸、斜軸三種。本節(jié)僅介紹夾具本身帶有回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的鉆模。2）回轉(zhuǎn)式鉆模 這是一種無固定回轉(zhuǎn)軸和分度裝置的鉆模，外形象一個(gè)六面體，可以根據(jù)工件上被加工孔的位置作不同方位的翻轉(zhuǎn)。主要用于加工小型工件分布在不同表面上的孔。此夾具的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但每次鉆孔時(shí)都需找正鉆套對(duì)于鉆頭的位置，所以輔助時(shí)間較長，而且翻轉(zhuǎn)費(fèi)力。因此夾具和工件一起總重量不能太重，一般以不超過10kg為宜。加工批量也不宜過大。3）翻轉(zhuǎn)式鉆模 這類鉆模沒有夾具體。工件直接夾緊在機(jī)床

44、工作臺(tái)上。在一般情況下，鉆模板上除了鉆套外，還裝有定位元件及夾緊裝置，加工時(shí)只要將它覆蓋在工件上即可。蓋板式鉆模的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一般多用于加工笨重機(jī)件上的小孔，但生產(chǎn)率不高，不適用于大批量生產(chǎn)。因夾具在使用時(shí)要經(jīng)常搬動(dòng)，故鉆模重量一般不超過10kg。為了減輕重量可在蓋板上合理設(shè)置加強(qiáng)筋而減小其厚度。 4）蓋板式鉆模這種鉆模在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，是一種標(biāo)準(zhǔn)化、通用可調(diào)夾具。按其夾緊動(dòng)力可分為手動(dòng)和氣動(dòng)兩種。 5）滑柱式鉆模 1）鉆模類型的選擇 鉆模的類型很多，這主要是由于被加工孔的位置相對(duì)于定位基準(zhǔn)來說，比較分散而且?guī)缀侮P(guān)系變化較多所決定的。因此設(shè)計(jì)鉆模時(shí)，首先需要根據(jù)工件的形狀、尺寸、重量和

45、加工要求，并考慮生產(chǎn)批量、工廠工藝裝備的技術(shù)狀況等具體條件來選擇夾具的結(jié)構(gòu)類型。2. 鉆床夾具的設(shè)計(jì)要求 鉆套是鉆模上特有的元件。用來引導(dǎo)刀具以防止其在加工過程中發(fā)生偏斜，保證被加工孔的位置精度及提高工藝系統(tǒng)的剛度。鉆套裝配在鉆模板或夾具體上，鉆模板則以各種形式與夾具體或支架連接。按鉆套的結(jié)構(gòu)和使用情況，可分為以下四種類型。 2）鉆套類型的選擇 (1)固定鉆套 (2)可換鉆套 (3)快換鉆套 (4)特殊鉆套 (4)特殊鉆套 (4)特殊鉆套 鉆模板用于安裝鉆套，并保證鉆套的正確位置。鉆模板多裝配在夾具體或支架上，或與夾具上其他元件相連接。常見有以下幾種類型。 3）鉆模板類型的選擇 (1) 固定式

46、鉆模板(2)鉸鏈?zhǔn)姐@模板(3)分離式(可卸式)鉆模板(4) 懸掛式鉆模板鏜床夾具又稱鏜模，主要用于加工箱體，支座等零件的孔或孔系。1. 鏜床夾具的類型及結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 鏜床夾具多由鏜套引導(dǎo)鏜孔刀具或鏜桿進(jìn)行鏜孔，與鉆模特點(diǎn)相似，工件上的孔或孔系的位置精度主要由鏜模來保證，可以減少鏜床主軸及進(jìn)給系統(tǒng)誤差的影響。由于箱體孔及孔系的精度要求較高，所以，鏜模的制造精度應(yīng)比鉆模高。 4.5.2 鏜床夾具 在大批量生產(chǎn)中，多用于組合機(jī)床。在中、小批量生產(chǎn)中，多用于臥式或立式鏜床。在無鏜床時(shí)，也可在車床、鉆床和銑床上進(jìn)行鏜孔加工（擴(kuò)大該類機(jī)床的工藝范圍）。鏜床夾具的結(jié)構(gòu)類型主要取決于導(dǎo)向支承的布置形式，分為以下幾

47、種形式： 鏜套設(shè)置在刀具的前方，刀具與主軸剛性連接。主要用于加工孔徑D60mm，加工長度LD的通孔。一般鏜桿的導(dǎo)向部分直徑dD，在多工步加工時(shí)，可不更換鏜套，也便于加工中觀察和測(cè)量。但在立鏜時(shí)，切屑易落入鏜套中，應(yīng)設(shè)防塵措施。 （1） 單支承前導(dǎo)向鏜模鏜套設(shè)置在刀具的后方，刀具與主軸剛性連接。主要用于鏜削D60mm的通孔或盲孔。當(dāng)LD11.25時(shí)，應(yīng)使鏜桿引導(dǎo)部分直徑d小于孔徑D，并且制成等直徑鏜桿，以便鏜桿引導(dǎo)部分可進(jìn)入加工孔，從而縮短鏜套與工件之間的距離h及鏜桿的懸伸長度。（2） 單支承后導(dǎo)向鏜模 兩個(gè)導(dǎo)向支承套分別布置在刀具的前后方，鏜桿與機(jī)床主軸采用浮動(dòng)連接。（目的是消除鏜床主軸誤差的

48、影響）該類鏜模適用于加工孔徑較大，孔長與孔徑比LD1.5以上的通孔，或一組同軸線的孔，而且孔本身或孔間距、孔同軸度要求很高的場(chǎng)合。（3） 雙支承前后導(dǎo)向鏜模 兩個(gè)鏜套設(shè)置在刀具的后方。可適應(yīng)不能使用前后雙支承的情況。由于鏜桿為懸臂梁，為保證其剛性，鏜桿的懸伸量L1(1.55)l。鏜桿與機(jī)床也采用浮動(dòng)連接方式?？稍谙潴w的一個(gè)壁上鏜孔或鏜不通孔。這種支承方式除具有前后單支承鏜模的優(yōu)點(diǎn)外，還便于裝卸工件、刀具，刀具徑向尺寸調(diào)整也便于觀察和測(cè)量。 （4） 雙支承后導(dǎo)向鏜模 設(shè)計(jì)鏜模時(shí)，除合理地確定其類型并處理好工件的定位及夾緊外，還必須解決鏜套、鏜刀桿、支架與底座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題。 1)鏜套的選擇和設(shè)計(jì)

49、 鏜套的結(jié)構(gòu)和精度直接影響到被加工孔的加工精度和表面粗糙度。鏜套的結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)運(yùn)動(dòng)形式不同，一般分為固定式和回轉(zhuǎn)式兩種?；剞D(zhuǎn)式又有滑動(dòng)和滾動(dòng)之分。設(shè)計(jì)時(shí)可按工件的不同加工要求和加工條件等合理選用。2. 鏜床夾具的設(shè)計(jì)要求 外滾式鏜套外滾式鏜套內(nèi)滾式鏜套 銑床夾具主要用于加工零件上的平面、鍵槽、缺口、花鍵、齒輪及直線成型面和立體成型面等。 1. 銑床夾具的類型及結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 銑削過程中多數(shù)情況是銑床夾具和工作臺(tái)一起作送進(jìn)運(yùn)動(dòng)，并承受較大的切削力，易引起振動(dòng)現(xiàn)象。銑床夾具的整體結(jié)構(gòu)在很大程度上取決于銑削加工的送進(jìn)方式，故將銑床夾具分為直線送進(jìn)式、圓周送進(jìn)式和靠模夾具三種類型。 4.5.3 銑床夾具

50、在銑床夾具中，這種夾具用得最多，加工中工作臺(tái)是按直線進(jìn)給方式運(yùn)動(dòng)的。按照在夾具上安裝工件的數(shù)目，可分為單件夾具和多件夾具。 1) 直線進(jìn)給式銑床夾具 多件裝夾的銑床夾具 多用在有回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的銑床上或夾具本身具有自動(dòng)轉(zhuǎn)裝置，送進(jìn)運(yùn)動(dòng)是連續(xù)不斷的，能在不停車的情況下裝卸工件，是一種生產(chǎn)效率很高的加工方法，適用于較大批量的生產(chǎn)。 2) 圓周進(jìn)給式銑夾具 靠模夾具是用來加工各種直線曲面或空間曲面，靠模夾具的作用是使主送進(jìn)運(yùn)動(dòng)和由靠模獲得的輔助運(yùn)動(dòng)形成加工所需要的仿形運(yùn)動(dòng)。因此按照送進(jìn)運(yùn)動(dòng)的方式，把用于加工直線曲面的仿形夾具分為直線送進(jìn)和圓周送進(jìn)兩種。采用靠模夾具可在一般萬能銑、刨床上加工出所需要的成形

51、面以代替價(jià)格昂貴的機(jī)床，對(duì)于中小企業(yè)來說，通過采用夾具來擴(kuò)大機(jī)床工藝用途，以解決缺少特殊設(shè)備問題，具有較大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義。3) 銑削靠模夾具 1) 銑床夾具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 銑削加工一般切削用量和切削力較大，多刀多刃連續(xù)切削，切削力的方向和大小不斷變化，加工時(shí)極易產(chǎn)生振動(dòng)。因此銑夾具的設(shè)計(jì)應(yīng)著重解決以下幾個(gè)方面問題。 (1) 注意工件定位的穩(wěn)定性(2) 注意夾具的可靠性(3)注意減少夾緊工件的輔助時(shí)間(4)注意合理選擇夾緊工件的數(shù)量2. 銑床夾具的設(shè)計(jì)要求 定向鍵和對(duì)刀裝置是銑床夾具的特殊元件。銑床夾具通過定向鍵在機(jī)床上定位，通過對(duì)刀裝置決定銑刀相對(duì)于夾具定位元件限位基面的位置。 2) 定向鍵和對(duì)刀

52、裝置 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般用兩個(gè)，并將其距離布置得盡可能遠(yuǎn)些，小型的夾具可使用一個(gè)斷面為矩形的長鍵。通過定向鍵與銑床工作臺(tái)T形槽配合，使夾具上定位元件的工件表面對(duì)于工作臺(tái)的送進(jìn)方向具有正確的相互位置。定向鍵可承受部分切削力矩，以減輕夾具體與工作臺(tái)連接螺栓的負(fù)荷，增強(qiáng)夾具在銑削加工中的穩(wěn)定性。 (1)定向鍵(2)對(duì)刀裝置 對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊和塞尺組成，用以確定夾具和刀具的相對(duì)位置。常用標(biāo)準(zhǔn)對(duì)刀塊的結(jié)構(gòu)形式與加工表面的形狀有關(guān)。有圓形對(duì)刀塊，用于加工平面時(shí)的對(duì)刀； 方形對(duì)刀塊，在調(diào)整組合銑刀位置時(shí)對(duì)刀用；直角對(duì)刀塊，用于加工兩個(gè)相互垂直面或銑槽時(shí)的對(duì)刀；側(cè)裝對(duì)刀塊，也用于加工兩個(gè)互相

53、垂直面或銑槽時(shí)對(duì)刀。 使用對(duì)刀塊對(duì)刀時(shí)，銑刀不能與對(duì)刀塊表面直接接觸，而是通過塞尺來校準(zhǔn)它們之間的相對(duì)位置，主要防止對(duì)刀塊碰壞刀具和磨損刀具。操作者全憑抽動(dòng)塞尺的松緊感覺來判斷其位置準(zhǔn)確程度。對(duì)刀塊通常制成單獨(dú)元件，用銷釘和螺釘緊固在夾具體上；其位置應(yīng)便于使用塞尺對(duì)刀和不妨礙工件的裝卸。對(duì)刀塊的工作表面與定位元件之間應(yīng)有嚴(yán)格的尺寸精度要求和位置尺寸要求。 車床夾具多數(shù)安裝在車床主軸上，少數(shù)安裝在床身或拖板上。本節(jié)只介紹安裝在車床主軸上的這類夾具。 1. 車床夾具的主要類型 安裝在車床主軸上的車床專用夾具，加工時(shí)隨機(jī)床主軸一起旋轉(zhuǎn)，切削刀具作送進(jìn)運(yùn)動(dòng)。根據(jù)其結(jié)構(gòu)的不同可分為以下幾種。 4.5.4 車床夾具 心軸式車床夾具多用于工件以內(nèi)孔為定位基準(zhǔn)，加工外圓柱面的情況。 (1)偏心式定心夾具 利用斜楔夾緊原理夾緊工件。加工時(shí)，在切削力的作用下，工件與滾柱間的摩擦力將