工藝裝備學(xué)課件

1、制造裝 備 學(xué) 工藝裝備及自動(dòng)化系 系主任 湯漾平 教授 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)、制造與控制刀 具模 具 夾 具 量 具 第四章 工 藝 裝 備4.1刀 具4.3夾 具華普305車身前機(jī)艙焊接夾具 機(jī)床設(shè)計(jì)零件在工藝規(guī)程制定之后，就要按工藝規(guī)程順序進(jìn)行加工。 加工中除了需要機(jī)床、刀具、量具之外，成批生產(chǎn)時(shí)還要用機(jī)床夾具。 它們是機(jī)床和工件之間的聯(lián)結(jié)裝置，使工件相對(duì)于機(jī)床或刀具獲得正確位置。 機(jī)床夾具的好壞將直接影響工件加工表面的位置精度，所以機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是裝備設(shè)計(jì)中一項(xiàng)重要的工作，是加工過程中最活躍的因素之一。 夾 具一、夾具的功能和應(yīng)滿足的要求 機(jī)床夾具的功能機(jī)床夾具應(yīng)滿足的要求機(jī)床夾具應(yīng)滿足的要

2、求機(jī)床夾具應(yīng)滿足的基本要求包括下面幾方面：( l ）保證加工精度 這是必須做到的最基本要求，其關(guān)鍵是正確的定位、夾緊和導(dǎo)向方案，夾具制造的技術(shù)要求，定位誤差的分析和驗(yàn)算。( 2 ）夾具的總體方案應(yīng)與年生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng) 在大批量生產(chǎn)時(shí)，盡量采用決速、高效的定位、夾緊機(jī)構(gòu)和動(dòng)力裝置，提高自動(dòng)化程度符合生產(chǎn)節(jié)拍要求。在中、小批量生產(chǎn)時(shí)，夾具應(yīng)有一定的可調(diào)性，以適應(yīng)多品種工件的加工。( 3 ）安全、方便、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度 機(jī)床夾具要有工作安全性考慮，必要時(shí)加保護(hù)裝置。要符合工人的操作位置和習(xí)慣，要有合適的工件裝卸位置和空間使工人操作方便。大批量生產(chǎn)和工件笨重時(shí)，盡可能減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度。( 4 ）排屑順暢 機(jī)

3、床夾具中積集切屑會(huì)影響到工件的定位精度，切屑的熱量使工件和夾具產(chǎn)生熱變形，影響加工精度。清理切屑將增加輔助時(shí)間，降低生產(chǎn)率，因此夾具設(shè)計(jì)中要給予排屑問題充分的重視。( 5 ）機(jī)床夾具應(yīng)有良好的強(qiáng)度、剛度和結(jié)構(gòu)工藝性 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)時(shí)，要方便制造、檢測、調(diào)整和裝配，有利于提高夾具的制造精度。二、夾具的類型和組成 機(jī)床夾具的類型機(jī)床夾具的基本組成1、機(jī)床夾具的類型機(jī)床夾具有多種分類方法，如按夾具的使用范圍 來分，有下面五種類型( ? ) 通用夾具 專用夾具 可調(diào)整夾具和成組夾具 組合夾具 隨行夾具 ( 1 ）通用夾具 (?) 例如車床上的卡盤，銑床上的平口鉗、分度頭，平面磨床上的電磁吸盤等 這些夾具

4、 通用性強(qiáng)，一般不需調(diào)整就可適應(yīng)多種工件的安裝加工，在單件小批生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。1、機(jī)床夾具的類型( 2 ）專用夾具 因?yàn)樗怯糜谀骋惶囟üぜ囟üば虻膴A具，稱為專用夾具。 專用夾具廣泛用于成批生產(chǎn)和大批量生產(chǎn)中。本章重點(diǎn)( 3 ）可調(diào)整夾具和成組夾具 這一類夾具的特點(diǎn)是具有一定的可調(diào)性，或稱“柔性”。夾具中部分元件可更換，部分裝置可調(diào)整，以適應(yīng)不同工件的加工。 可調(diào)整夾具一般適用于同類產(chǎn)品不同品種的生產(chǎn)，略作更換或調(diào)整就可用來安裝不同品種的工件。 成組夾具適用于組尺寸相似、結(jié)構(gòu)相似、工藝相似工件的安裝和加工，在多品種、中小批量生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用前景1、機(jī)床夾具的類型( 4 ）組合夾具 它是由一

5、系列的標(biāo)準(zhǔn)化元件組裝而成，標(biāo)準(zhǔn)元件有不同的形狀，尺寸和功能，其配合部分有良好的互換性和耐磨勝。 使用時(shí)，可根據(jù)被加工工件的結(jié)構(gòu)和工序要求，選用適當(dāng)元件進(jìn)行組合連接，形成一專用夾具。 用完后可將元件拆卸、清洗、涂油、人庫，以備后用。 它特別適合單件小批生產(chǎn)中位置精度要求較高的工件的加工。1、機(jī)床夾具的類型( 5 ）隨行夾具 這是一類在自動(dòng)線和柔性制造系統(tǒng)中使用的夾具。(?) 它既要完成工件的定位和夾緊，又要作為運(yùn)載工具將工件在機(jī)床間進(jìn)行輸送，輸送到下一道工序的機(jī)床后，隨行夾具應(yīng)在機(jī)床上準(zhǔn)確地定位和可靠地夾緊。 一條生產(chǎn)線上有許多隨行夾具，每個(gè)隨行夾具隨著工件經(jīng)歷工藝的全過程，然后卸下已加工的工件

6、，裝上新的待加工工件，循環(huán)使用。(?)2、機(jī)床夾具的基本組成 圖52 為裝夾上述工件進(jìn)行鉆、鉸孔工序的鉆床夾具。 工件的定位是22H7 孔，它與定位銷2 的小圓柱面配合，工件端面A 與定位銷軸2 的大端面靠緊，工件的右側(cè)面靠緊擋銷3 。 工件的夾緊是擰動(dòng)螺母10 ，通過開口墊圈將工件夾緊在定位銷軸2 上。 件12 是鉆模套，鉆頭由它引導(dǎo)對(duì)工件加工，以保證加工孔到端面11的距離、孔中心與A 面的平行度、以及孔中心與 22H7 孔中心的對(duì)稱度。2、機(jī)床夾具的基本組成 三個(gè)8H8 孔的分度是由固定在定位銷軸2 的轉(zhuǎn)盤11來實(shí)現(xiàn)的。 當(dāng)分度定位銷5 分別插人轉(zhuǎn)盤的三個(gè)分度定位套4 、4和4時(shí)，工件獲得

7、二個(gè)位置，來保證三孔均布20士10的精度。 分度時(shí)，擰動(dòng)手柄7 ，可松開轉(zhuǎn)盤11 ，拔出分度定位銷5 ，由轉(zhuǎn)盤11帶動(dòng)工件一起轉(zhuǎn)過20后，將定位銷5 插人另一分度定位套中，然后順時(shí)針擰動(dòng)手柄7 ，將工件和轉(zhuǎn)盤夾緊，便可加工。2、機(jī)床夾具的基本組成( 5 )夾具體 用于將各種元件、裝置聯(lián)接在一體，并通過它將整個(gè)夾具安裝在機(jī)床上，如圖的13( 6 )其它元件及裝置 根據(jù)加工需要來設(shè)置的元件或裝置，如轉(zhuǎn)盤11 ，分度定位套4 、分度定位銷5 又如銑床夾具中機(jī)床與夾具的對(duì)定，往往在夾具體底面安裝兩個(gè)定向鍵等等 以上所述，是機(jī)床夾具的基本組成對(duì)于一個(gè)具體的夾具，可能略少或略多一些，但定位、夾緊和夾具體三

8、部分一般是不可缺少的。一、夾具的功能和應(yīng)滿足的要求二、夾具的類型和組成三、定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)四、夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)五、工裝夾具的其他裝置六、可調(diào)整夾具七、典型設(shè)計(jì)實(shí)例工件的定位定位加工前，使工件在機(jī)床上或夾具中占有某一正確的位置夾緊使工件保持正確位置，不受力的作用而位移，要將工件壓緊夾牢裝夾=定位+夾緊1.工件定位的方式（？3種）（1）直接找正定位生產(chǎn)率低，精度工人技術(shù)單件小批或位置要求高定位基準(zhǔn)所找正的表面（2）劃線找正定位精度低單件小批，復(fù)雜件，毛坯精度低定位基準(zhǔn)所劃的線（3）夾具定位生產(chǎn)率高，定位精度高，成批及大量生產(chǎn)2工件的定位原理（1）六點(diǎn)定則 用空間合理布置的六個(gè) 支承點(diǎn)限制工件的六個(gè)自由

9、度問題 ？ 工件被夾緊，就定位了并沒有保證一批工件的一致位置。 工件定位后，反方向可移動(dòng)定位面與定位點(diǎn)應(yīng)保持接觸1、工件的定位 工藝規(guī)程，已經(jīng)初步考慮了加工中工藝基準(zhǔn)問題，有時(shí)還繪制了工序簡圖。 設(shè)計(jì)夾具時(shí)原則上應(yīng)選該工藝基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)。 無論是工藝基準(zhǔn)還是定位基準(zhǔn)，均應(yīng)符合六點(diǎn)定位原理 。（1）六點(diǎn)定位原理 一個(gè)物體在三維空間中可能具有的運(yùn)動(dòng)，稱之為自由度在OXYZ 坐標(biāo)系中，物體可以有沿X 、Y 、Z 軸的移動(dòng)及繞X 、Y 、Z 軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，共有六個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)，即有六個(gè)自由度。 所謂工件的定位，就是采取適當(dāng)?shù)募s束措施，來消除工件的六個(gè)自由度，以實(shí)現(xiàn)工件的定位。圖53 是長方體工件的定位，圖5

10、4 是圓盤工件的定位，圖55 是軸類工件的定位。1、工件的定位軸類工件的定位。 六點(diǎn)定位原理是采用六個(gè)按一定規(guī)則布置的約束點(diǎn)，限制工件的六個(gè)自由度，使工件實(shí)現(xiàn)完全定位。 圖53 、圖54 和圖55 所示都是完全定位的實(shí)例。 在夾具設(shè)計(jì)中，小的支承釘我們可以直接作為一個(gè)約束。但由于工件千變?nèi)f化，代替約束的定位元件是多種多樣的。1、工件的定位1、工件的定位常見定位元件的定位分析1、工件的定位（2）完全定位和不完全定位（3）定位的正常情況與非正常情況 根據(jù)加工表面的位置尺寸要求，需要限制的自由度均已被限制，這就稱為定位的正常情況，它可以是完全定位，也可以是不完全定位。 根據(jù)加工表面的位置尺寸要求，需

11、要限制的自由度沒有完全被限制，或某自由度被兩個(gè)或兩個(gè)以上的約束重復(fù)限制，稱之為非正常情況， 前者又稱為欠定位，它不能保證位置精度，是絕對(duì)不允許的。 后者稱為過定位（或重復(fù)定位、超定位），加工中一般是不允許的，它不能保證正確的位置精度， 特殊場合，過定位是允許的。（？） 根據(jù)工件加工表面的位置要求，有時(shí)需要將工件的六個(gè)自由度全部限制稱為完全定位 有時(shí)需要限制的自由度少于六個(gè)，稱為不完全定位 如在平面磨床上磨長方體工件的上表面，工件上表面只要求保證上下面的厚度尺寸和平行度以及上表面的粗糙度，那么此工序的定位只需限制三個(gè)白由度就可以了，這是不完全定位。 在加工中，有時(shí)為了使定位元件幫助承受切削力、夾

12、緊力為了保證一批工件進(jìn)給長度一致，減少機(jī)床的調(diào)整和操作，常常會(huì)對(duì)無位置尺寸要求的自由度也加以限制，只要這種定位方案符合六點(diǎn)定位原理，是允許的，有時(shí)也是必要的。1、工件的定位 限制工件自由度與加工要求的關(guān)系完全定位六個(gè)自由度全部限制不完全定位限制的自由度6欠定位該限的自由度沒有限絕不允許過定位重復(fù)限制一自由度一般不允許 正確處理：危害定位不穩(wěn)，安裝困難，工件或夾具變形 措施去除過定位，修改結(jié)構(gòu) 特殊可用過定位提高定位穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)剛度， 簡化夾具 前提提高工件定位面、夾具定位面的相互位置精度注意：理論上要限制的自由度按加工要求確定不欠定位實(shí)際上所限制的自由度多于理論要求的不過定位為承受切削力、簡化

13、夾具結(jié)構(gòu)1、工件的定位（3）定位的正常情況與非正常情況1 ）工件剛度很差，在夾緊力、切削力作用下會(huì)產(chǎn)生很大變形，此時(shí)過定位只是提高工件某些部位的剛度，減小變形。2 ）工件的定位表面和定位元件在尺寸、形狀、位置精度已很高時(shí)，過定位不僅對(duì)定位精度影響不大，而且有利于提高剛度。 例如CA614O 車床主軸端部和卡盤間的定位，它是短錐大平面、在軸向是過定位。在精密模具加工中，也可以見到平面和兩圓柱銷的過定位情形。 圖56 所示的定位，若工件定位平面粗糙，支承釘或支承板又不能保證在同一平面，則這樣情況是不允許的。 若工件定位平面經(jīng)過較好的加工，保證平整，支承釘或支承板又在安裝后統(tǒng)一磨削過，保證了它的在同

14、一平面上， 這里 過定位是允許的。1、機(jī)床夾具的基本組成另一些過定位問題以及采取的改進(jìn)措施1、機(jī)床夾具的基本組成 在分析研究定位方案是否合理時(shí)，僅僅考慮滿足六點(diǎn)定位原理是不夠的，要認(rèn)真仔細(xì)地分析本工序加工表面的位置精度要求。 圖58 所示為在工件上銑槽的兩種定位方案，圖58 a方案產(chǎn)生了過定位，是不合理的。 圖58b 方案中將定位銷加工成菱形銷，似乎符合六點(diǎn)定位原理。但分析此方案能否保證槽對(duì)A 面的平行度要求時(shí)?？芍摲桨覆煌耆侠?。 本工序應(yīng)選工件底面為第一定位基準(zhǔn)（裝置基準(zhǔn)）; A 面為第二定位基準(zhǔn)（導(dǎo)向基準(zhǔn)），才能保證平行度要求因此A 面應(yīng)按圖58 方案用兩個(gè)支承釘；孔第三定位基準(zhǔn)（定程

15、基準(zhǔn)），為避免Y 方向過定位，圓銷1 應(yīng)改為在Y 方向削扁的菱形銷。 三、定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 工件的定位典型的定位方式、定位元件及裝置定位誤差的分析與計(jì)算2、典型的定位方式、定位元件及裝置（1）平面定位 箱體、床身、機(jī)座、支架類零件，最常用的定位方式是以平面為基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)定位，采用支承釘； 精基準(zhǔn)定位，采用支承板。 平面定位方式所需的定位元件及定位裝置，均已標(biāo)準(zhǔn)化了。下面作一簡單介紹。2、典型的定位方式、定位元件及裝置（1）平面定位1） 釘支承和板支承 釘支承和板支承也稱為固定支承。釘支承有平頭、圓頭和花頭之分，參見圖510a 、b、c 。 圓頭支承釘容易保證它與工件定位基準(zhǔn)面間的點(diǎn)接觸，位置相對(duì)

16、穩(wěn)定，但易磨損，多用于粗基準(zhǔn)定位。 平頭釘則可以減少磨損，避免定位表面壓壞常用于精基準(zhǔn)定位。 花頭釘磨擦力大，但由于其容易存屑，常用于側(cè)面粗定位。釘支承的尾柄與夾具體上的基體孔配合為過盈，多選為H7 / n6 或H7/m6 。 板支承如圖5 一10d 、e 所示，常用于大、中型零件的精基準(zhǔn)定位。圖510e與圖510d 相比，其優(yōu)點(diǎn)是容易清理切屑。 以上兩種固定支承一般要求耐磨，均采用較好的材料。 對(duì)于直徑D12mm 的釘支承和小型板支承，可用T7A 鋼，淬火處理，硬度為6064HRC ；對(duì)于D 12mm 和較大的板支承，一般采用20鋼，滲碳淬火，硬度為6064HRC 。 由于要保證固定支承在同

17、一個(gè)平面上，裝配后需經(jīng)精磨，滲碳深度大一些，一般為0。81。2mm 。2、典型的定位方式、定位元件及裝置（1）平面定位2）可調(diào)支承和自位支承 可調(diào)支承與固定支承的區(qū)別是，它的頂端有一個(gè)調(diào)整范圍，調(diào)整好后用螺母鎖緊。當(dāng)工件的定位基面形狀復(fù)雜，各批毛坯尺寸、形狀有變化時(shí)，多采用這類支承。可調(diào)支承一般只對(duì)一批毛坯調(diào)整一次。這類支承結(jié)構(gòu)如圖511 所示。 當(dāng)工件的定位基面不連續(xù)、或?yàn)榕_(tái)階面、或基面有角度誤差時(shí)，或?yàn)榱耸箖蓚€(gè)或多個(gè)支承的組合只限制一個(gè)自由度，避免過定位，常把支承設(shè)計(jì)為浮動(dòng)或聯(lián)動(dòng)結(jié)構(gòu)，使之自位，稱其為自位支承。圖512 所示為三種自位支承。 2、典型的定位方式、定位元件及裝置（1）平面定位

18、3）輔助支承 輔助支承的主要作用是用于增加工件的剛度，減小切削變形。圖513 所示為輔助支承的典型結(jié)構(gòu)型式。圖514 為輔助支承的應(yīng)用實(shí)例。 輔助支承有些結(jié)構(gòu)與可調(diào)支承很相近，應(yīng)分清它們的 區(qū) 別。?從功能上講，可調(diào)支承起定位作用，而輔助支承不起定位作用。 從操作上講，可調(diào)支承是先調(diào)整，爾后定位，最后夾緊工件，輔助支承則是先定位，夾緊工件最后調(diào)整輔助支承。2、典型的定位方式、定位元件及裝置（2）孔定位 當(dāng)工件上的孔為定位基準(zhǔn)時(shí)，就采用這種定位方式，其基本特點(diǎn)是 定位孔和定位元件之間處于配合狀態(tài)。 常用定位元件是各種心軸和定位銷。1）心軸定位 定位心軸廣泛用于車床、磨床、齒輪機(jī)床等機(jī)床上，常見的

19、心軸有以下幾種。 錐度心軸 這類心軸外圓表面有1 : 1000 1 : 5000 錐度，定心精度高達(dá)0。0050。01mm，當(dāng)然工件的定位孔也應(yīng)有較高的精度。? 工件的安裝是將工件輕輕壓人，通過孔和心軸表面的接觸變形夾緊工作。 剛性心軸 在成批生產(chǎn)時(shí)，為了克服錐度心軸軸向定位不準(zhǔn)確的缺點(diǎn)，可采用剛性心軸。區(qū)別? b 、c 為過盈配合，配合采用基孔制r 、s 、u ，定心精度高。 a 為間隙配合，采用基孔制h 、g 、f ，定心精度不高，但裝卸方便。 除上述外，心軸定位還有 彈性心軸，液塑心軸、定心心軸等， 它們在完成定位的同時(shí)完成工件的夾緊，使用很方便，結(jié)構(gòu)卻比較復(fù)雜。2、典型的定位方式、定位

20、元件及裝置（2）定位銷 圓柱定位銷 上端部有較長的倒角，便于工件裝卸，直徑d 與定位孔配合，是按基孔制g5 或g6 、此或f7 制造的。其尾柄部分一般與夾具體孔過盈配合。 長圓柱定位銷可限制四個(gè)自由度，短圓柱定位銷只能限制端面上二個(gè)自由度。有時(shí)為了避免過定位，可將圓柱銷在過定位方向上削扁成所謂的菱形銷，如圖518a 所示。有時(shí)，工件還需限制軸向自由度?？刹捎脠A錐銷，如圖518b 所示2、典型的定位方式、定位元件及裝置 現(xiàn)舉一個(gè)以孔定位方式為主的夾具例子，圖519 是銑蝸桿支架側(cè)面槽的夾具。 工件上 42H7 孔為第一定位基準(zhǔn)，用漲套3 實(shí)現(xiàn)定位和夾緊，限制四個(gè)自由度； 心軸1 軸肩左端面限制一

21、個(gè)自由度； 工件上18H7 孔用菱形銷限制一個(gè)自由度，實(shí)現(xiàn)完全定位?？紤]到工件的裝卸方便，菱形銷設(shè)計(jì)成手動(dòng)伸縮結(jié)構(gòu)。 為了增加切削部位工件的剛度，采用了輔助支承4 。2、典型的定位方式、定位元件及裝置（3）外圓定位 工件以外圓柱表面定位有兩種形式，一種是定心定位，另一種是支承定位。 l ）定心定位與工件以圓柱孔定心類似，用各種卡頭或彈簧筒夾代替心軸或柱銷，來定位和夾緊工件的外圓，如圖5 20 所示。 有時(shí)也可以采用套筒和錐套來定位，如圖521 所示。2、典型的定位方式、定位元件及裝置（3）外 圓 定 位 2 ) V 型塊定位 ? 工件外圓以V 型塊定位是最常見的定位方式之一，兩斜面夾角有60、

22、90 、120 等，90V 型塊使用最廣泛，其定位精度和定位穩(wěn)定性介于60、120的V 型塊之間，精度比60的V 型塊高穩(wěn)定性比120的V 型塊高。 使用V 型塊定位的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)中性好，可用于非完整外圓柱表面定位。 V 型塊有長短之分，長V 型塊限制四個(gè)自由度，其寬度B 與圓柱直徑D 之比B / D 1 ，短V 型塊只能限制二個(gè)自由度，其寬度有時(shí)僅2mm 。 它們均已標(biāo)準(zhǔn)化?？梢赃x用，特殊場合也可自行設(shè)計(jì)。2、典型的定位方式、定位元件及裝置（4）定位表面的組合 在實(shí)際生產(chǎn)中，經(jīng)常遇到的不是單一表面的定位，而是幾個(gè)定位表面的組合。常見的有平面與平面組合，平面與孔組合，平面與外圓柱組合，平面與其它表

23、面組合，錐面與錐面的組合等。 在多個(gè)表面參與定位的情況下，按其限制自由度數(shù)的多少來區(qū)分限制自由度數(shù)最多的定位面稱為第一定位基準(zhǔn)面或主基準(zhǔn)面，次之稱第二定位基準(zhǔn)面或?qū)蚧鶞?zhǔn)，限制一個(gè)自由度的稱為第三定位基準(zhǔn)或定程基準(zhǔn)。 在箱體類零件，如車床床頭箱加工中，往往將上 頂面以及其上的兩個(gè)工藝孔作為定位基準(zhǔn)，通稱一面兩銷定位頂平面限制了三個(gè)自由度，一個(gè)銷是圓柱銷，限制二個(gè)自由度，另一個(gè)是菱形銷（或削邊銷），限制一個(gè)自由度，實(shí)現(xiàn)了完全定位。三、定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 工件的定位典型的定位方式、定位元件及裝置定位誤差的分析與計(jì)算3、定位誤差的分析與計(jì)算（1）定位誤差 工件的加工誤差是指工件加工后在尺寸，形狀和位置三

24、個(gè)方面偏離理想工件的大小，它是由三部分因素產(chǎn)生的：1 ）工件在夾具中的定位、夾緊誤差；2 ）夾具帶著工件安裝在機(jī)床上，相對(duì)機(jī)床主軸（或刀具）或運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的位置誤差，也稱對(duì)定誤差；3 ）加工過程中誤差，如機(jī)床兒何精度，工藝系統(tǒng)的受力、受熱變形、切削振動(dòng)等原因引起的誤差 其中定位誤差是指工序基準(zhǔn)在加工方向上的最大位置變動(dòng)量所引起的加工誤差。 可見定位誤差只是工件加工誤差的一部分。 設(shè)計(jì)夾具定位方案時(shí)要充分考慮此定位方案的定位誤差的大小是否在允許的范圍內(nèi)，一般定位誤差應(yīng)控制在工件允差的1 / 3 1 / 5 之內(nèi)。 3、定位誤差的分析與計(jì)算（2）產(chǎn)生定位誤差的原因 1)基準(zhǔn)不重合帶來的定位誤差 夾具定

25、位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，兩基準(zhǔn)之間的位置誤差會(huì)反映到被加工表面的位置上去，所產(chǎn)生定位誤差稱之為基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差。 如圖523 所示的工件，加工面C 的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是A 面，要求尺寸是N 。所設(shè)計(jì)夾具的定位基面是B 面，尺寸N 是通過控制A2來保證的，是間接獲得的。因此N 是由A1、A2和N 組成的工藝尺寸鏈的封閉環(huán)，因此可見 N = Al + A2 式中A2 本工序的加工誤差； Al 基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換帶來的加工誤差3、定位誤差的分析與計(jì)算2)間隙引起的定位誤差 在使用心軸、銷、定位套定位時(shí)，定位面與定位元件間的間隙可使工件定心不準(zhǔn)產(chǎn)生定位誤差。 3、定位誤差的分析與計(jì)算3)與夾具有關(guān)的因素產(chǎn)生的定位誤差這類因

26、素基本上屬于夾具設(shè)計(jì)與制造中的誤差，如： 定位基準(zhǔn)面與定位元件表面的形狀誤差； 導(dǎo)向元件，對(duì)刀元件與定位元件間的位置誤差，及其形狀誤差導(dǎo)致產(chǎn)生的導(dǎo)向誤差和對(duì)刀誤差； 夾具在機(jī)床上的安裝誤差，即對(duì)定誤差導(dǎo)致工件相對(duì)刀具主軸或運(yùn)動(dòng)方向產(chǎn)生的位置誤差； 夾緊力使工件或夾具產(chǎn)生變形，產(chǎn)生位置誤差； 定位元件與定位元件間的位置誤差，以及定位元件、對(duì)刀元件、導(dǎo)向元件、定向元件等元件的磨損。 一、夾具的功能和應(yīng)滿足的要求二、夾具的類型和組成三、定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)四、夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)五、工裝夾具的其他裝置六、可調(diào)整夾具七、典型設(shè)計(jì)實(shí)例四、夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 夾緊機(jī)構(gòu)在機(jī)床夾具設(shè)計(jì)中占有很重要的地位，一個(gè)夾具在性能上的優(yōu)

27、劣，除了從定位性能上加以評(píng)定外，還必須從夾緊機(jī)構(gòu)的性能上來考核，如夾緊機(jī)構(gòu)的可靠性、操作方便性夾緊機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度也基本上決定了夾具的復(fù)雜程度。從設(shè)計(jì)的難度上講，夾緊機(jī)構(gòu)往往花費(fèi)設(shè)計(jì)人員較多的心（1）夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的要求設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)一般應(yīng)遵循以下主要原則：1 ）夾緊必須保證定位準(zhǔn)確可靠，而不能破壞定位。2 ）工件和夾具的變形必須在允許的范圍內(nèi)。3 ）夾緊機(jī)構(gòu)必須可靠。夾緊機(jī)構(gòu)各元件要有足夠的強(qiáng)度和剛度，手動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)必須保證自鎖，機(jī)動(dòng)夾緊應(yīng)有聯(lián)鎖保護(hù)裝置，夾緊行程必須足夠。4 ）夾緊機(jī)構(gòu)操作必須安全、省力、方便、迅速、符合工人操作習(xí)慣。5 ）夾緊機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度、自動(dòng)化程度必須與生產(chǎn)綱領(lǐng)和工廠的

28、條件相適應(yīng)。四、夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（2）夾緊力的確定 夾緊力包括方向、作用點(diǎn)和大小三個(gè)要素，這是夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中首先要解決的問題。夾緊力的方向l ）夾緊力的方向 應(yīng)有利于工件的準(zhǔn)確定位，而不能破壞定位，一般要求主夾緊力應(yīng)垂直于第一定位基準(zhǔn)面。如圖5 27 所示的夾具，用于對(duì)直角支座零件進(jìn)行性孔，要求孔與端面A 垂直，因此應(yīng)選A 面為第一定位基準(zhǔn)，夾緊力Fj1應(yīng)垂直壓向A 面。 若采用夾緊力Fj2：，由于工件A 面與B 面的垂直度誤差，則鏜孔只能保證孔與B 面的平行度，而不能保證孔與A 面的垂直度。四、夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)夾緊力的方向2 ） 夾緊力的方向應(yīng)與工件剛度高的方向一致，以利于減少工件的變形。 如圖

29、5 28 所示為薄壁套的夾緊，圖5 28a 采用三爪卡盤夾緊，易引起工件的夾緊變形。 若鏜孔，內(nèi)孔加工后將有三棱圓型圓度誤差。 圖528b 為改進(jìn)后的夾緊方式，采用端面夾緊，可避免上述圓度誤差如果工件定心外圓和夾具定心孔之間有間隙，會(huì)產(chǎn)生定心誤差。四、夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)夾緊力的方向3 ）夾緊力的方向盡可能與切削力、重力方向一致，有利于減小夾緊力，如圖5 29a 所示情況是合理的，圖5 29b 則不盡合理。四、夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（2）夾緊力的確定 夾緊力作用點(diǎn)的選擇1 ）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)與支承點(diǎn)“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”對(duì)應(yīng)，或在支承點(diǎn)確定的區(qū)域內(nèi)，以避免破壞定位或形成較大的夾緊變形如圖530 所示兩種情況均破壞了定位

30、。四、夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)夾緊力作用點(diǎn)的選擇2 ）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)作用在工件剛度高的部位。如圖5 31a 所示情況可造成工件薄壁底部較大的變形，改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)如圖5 31b 所示四、夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)夾緊力作用點(diǎn)的選擇 3 ）夾緊力的作用點(diǎn)和支承點(diǎn)盡可能靠近切削部位，以提高工件切削部位的剛度和抗振性。 如圖532 所示的夾具，在切削部位增加了輔助支承和輔助夾緊四、夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)夾緊力作用點(diǎn)的選擇 4 ）夾緊力的反作用力不應(yīng)使夾具產(chǎn)生影響加工精度的變形。 如圖5 33a 所示，工件對(duì)夾緊螺桿3 的反作用力使導(dǎo)向支架2 變形，從而產(chǎn)生鏗套4 的導(dǎo)向誤差。 改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)如圖5 33b 所示，夾緊力的反作用力不再

31、作用在導(dǎo)向支架2 上。四、夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)夾緊力大小的確定 夾緊力大小需要準(zhǔn)確的場合，一般可經(jīng)過實(shí)驗(yàn)來確定。通常，由于切削力本身是估算的。工件與支承件間的摩擦因數(shù)也是近似的，因此夾緊力也是粗略估算。 在計(jì)算夾緊力時(shí)，將夾具和工件看作一個(gè)剛性系統(tǒng)，以切削力的作用點(diǎn)、方向和大小處于最不利于夾緊時(shí)的狀況為工件受力狀況，根據(jù)切削力、夾緊力（大工件還應(yīng)考慮重力，運(yùn)動(dòng)速度較大時(shí)應(yīng)考慮慣性力），以及夾緊機(jī)構(gòu)具體尺寸，列出工件的靜力平衡方程式，求出理論夾緊力，再乘以安全系數(shù)，作為實(shí)際所需夾緊力。安全系統(tǒng)一般可取S =23 ，或按下式計(jì)算 S = S1S2S3S4式中S1 一般安全系數(shù)，考慮工件材料性質(zhì)及余量不均

32、勻等引起切削力變化，S 1=1 . 5 2 ; S2 加工性質(zhì)系數(shù)，粗加工S2=1 . 2 ，精加工S2=1 ; S3 刀具鈍化系數(shù)，53 =1 . 1 1 . 3 ; S4 斷續(xù)切削系數(shù)，斷續(xù)切削時(shí)S4=1 . 2 ，連續(xù)切削時(shí)S4=1 工件與支承元件之間的摩擦因數(shù)，以及工件與夾緊元件間的摩擦因數(shù)，可參見表53 。 四、夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（3）常用夾緊機(jī)構(gòu)1）斜楔夾緊機(jī)構(gòu) 圖535是一種簡單的斜楔夾緊機(jī)構(gòu)。向右推動(dòng)斜楔1 ，使滑柱2 下降，滑柱上的擺動(dòng)壓板3 同時(shí)壓緊兩個(gè)工件4 。四、夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（3）常用夾緊機(jī)構(gòu)2）螺旋夾緊機(jī)構(gòu) 螺旋夾緊機(jī)構(gòu)是夾緊機(jī)構(gòu)中應(yīng)用最廣泛的一種，圖537 所示為螺旋

33、夾緊機(jī)構(gòu)幾個(gè)簡單例子。 螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是擴(kuò)力比可達(dá)80 以上，自鎖性好，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，適應(yīng)性強(qiáng)。其缺點(diǎn)是動(dòng)作慢，操作強(qiáng)度大。 螺旋夾緊機(jī)構(gòu)夾緊力的計(jì)算與斜楔夾緊機(jī)構(gòu)的計(jì)算相似，因?yàn)槁菪梢钥醋餍毙ɡ@在圓柱體上而形成。圖538 為螺桿受力圖，該螺桿為矩形螺紋四、夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（3）常用夾緊機(jī)構(gòu)3）偏心夾緊機(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，圖5 39 所示為三種偏心夾緊機(jī)構(gòu)。 偏心夾緊原理與斜楔夾緊機(jī)構(gòu)依斜面高度增高而產(chǎn)生夾緊相似，只是斜楔夾緊的楔角不變，而偏心夾緊的楔角是變化的。如圖5 40a 所示的偏心輪，展開后如圖540b 所示。四、夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)

34、計(jì)（4）其它夾緊機(jī)構(gòu)1）鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)四、夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（4）其它夾緊機(jī)構(gòu) 3）定心夾緊機(jī)構(gòu)四、夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（4）其它夾緊機(jī)構(gòu) 3）定心夾緊機(jī)構(gòu)四、夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（4）其它夾緊機(jī)構(gòu) 3）定心夾緊機(jī)構(gòu)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，液性塑料夾頭等。圖5 一44 所示為彈簧夾頭的結(jié)構(gòu)。四、夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（4）其它夾緊機(jī)構(gòu) 3）聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu) 在夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中，常常遇到工件需要多點(diǎn)同時(shí)夾緊，或多個(gè)工件同時(shí)夾緊，有時(shí)需要使工件先可靠定位再夾緊，或者先鎖定輔助支承再夾緊等等，這時(shí)為了操作方便、迅速、提高生產(chǎn)率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，可采用聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。 圖5 45 所示為多點(diǎn)聯(lián)動(dòng)夾

35、緊機(jī)構(gòu)，圖5 46 所示為多件聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)，四、夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（4）其它夾緊機(jī)構(gòu) 3）聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)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 ）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 ）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。圖5 47 所示為夾緊與輔助支承聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)，圖5 48 所示為先

36、定位與后夾緊聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。圖5 48 所示該聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作原理是，當(dāng)活塞桿1 右移時(shí)先脫離杠桿3 , 彈簧4 使斜楔桿5 升起，推動(dòng)壓塊6 右移，使工件向右靠在V 型塊8 上定垃，活塞桿l 繼續(xù)右移，其上斜面推動(dòng)桿2 ，通過壓板7 夾緊工件。四、夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 手動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)，在各種生產(chǎn)規(guī)模中都有廣泛應(yīng)用，但手動(dòng)夾緊動(dòng)作慢，勞動(dòng)強(qiáng)度大，夾緊力變動(dòng)大。 在大批大量生產(chǎn)中往往采用機(jī)動(dòng)夾緊，如氣動(dòng)、液動(dòng)、電磁和真空夾緊。機(jī)動(dòng)夾緊可以克服手動(dòng)夾緊的缺點(diǎn)，提高生產(chǎn)率，還有利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，當(dāng)然機(jī)動(dòng)夾緊成本也會(huì)提高。（5）夾緊機(jī)構(gòu)的動(dòng)力裝置 1）氣動(dòng)夾緊裝置 采用壓縮空氣作為夾緊裝置的動(dòng)力源。壓縮空氣具有粘度小

37、，不污染，輸送分配方便的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是夾緊力比液壓夾緊小，一般壓縮空氣工作壓力為0 . 4 0 . 6MPa ，結(jié)構(gòu)尺寸較大，有排氣噪聲。典型的氣動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)如圖5 49 所示。4、夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)固定式氣缸和固定式油缸相類似?；剞D(zhuǎn)式氣缸與氣動(dòng)卡盤如圖5 50 所示，它是用于車床夾具的，由于氣缸和卡盤隨主軸回轉(zhuǎn)，還需要一個(gè)導(dǎo)氣接頭。4、夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)2)液壓夾緊裝置液壓夾緊裝置的工作原理和結(jié)構(gòu)基本上與氣動(dòng)夾緊裝置相似，它與氣動(dòng)夾緊裝置相比有下列優(yōu)點(diǎn)：1 ）壓力油工作壓力可達(dá)6MPa ，因此油缸尺寸小2 ）壓力油具有不可壓縮性，因此夾緊裝置剛度大、工作平穩(wěn)可靠。3 ）液壓夾緊裝置噪聲小.其缺點(diǎn)是需要有

38、一套供油裝置，成本要相對(duì)高一些。因此適用于具有液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)床和切削力較大的場合。3)氣一液聯(lián)合夾緊裝置 所謂氣一液聯(lián)合夾緊裝置是利用壓縮空氣為動(dòng)力，油液為傳動(dòng)介質(zhì)，兼有氣動(dòng)和液壓夾緊裝置的優(yōu)點(diǎn)。圖5 51 所示的氣液增壓器就是將壓縮空氣的動(dòng)力轉(zhuǎn)換成較高的液體壓力，供應(yīng)夾具的夾緊油缸。氣液增壓器的工作原理如下：當(dāng)三位五通閥由手柄打到預(yù)夾緊位置時(shí)，壓縮空氣進(jìn)入左氣室B ，活塞1 右移。將b 油室的油壓經(jīng)a 室至夾緊油缸下端，推動(dòng)活塞3 來預(yù)夾緊工件。由于D 和D1相差不大，因此壓力油的壓力p1 ，僅稍大于壓縮空氣壓力p0。但由于D1比D0大，因此左氣缸會(huì)將b 室的油大量壓入夾緊油缸，實(shí)行快速預(yù)

39、夾緊。此后，將手柄打人高壓夾緊位置，壓縮空氣進(jìn)入右氣缸C 室，推動(dòng)活塞2 左移，a 、b 兩室隔斷。由于D 遠(yuǎn)大于D2 ，使a 室中壓力增大許多，推動(dòng)活塞3 加大夾緊力，實(shí)現(xiàn)高壓夾緊。當(dāng)把手柄打到放松位置時(shí)，壓縮空氣進(jìn)入左氣缸的A 室和右氣缸的E 室，活塞1 左移而活塞2 右移，a 、b 兩室聯(lián)通，a 室油壓降低，夾緊油缸的活塞3 在彈簧作用下下落復(fù)位，放松工件在可調(diào)整夾具的設(shè)計(jì)中，其動(dòng)力裝置一般采取如下處理方法：如果夾緊點(diǎn)位置變化較小時(shí)，動(dòng)力裝置不作變動(dòng)，僅更換或調(diào)整壓板即可；如果加緊點(diǎn)位置變化較大時(shí)，應(yīng)預(yù)留一套（或幾套）動(dòng)力裝置，工件更換時(shí)，將動(dòng)力源換接到相應(yīng)位置的動(dòng)力裝置即可。4、夾緊機(jī)

40、構(gòu)的設(shè)計(jì)4)其它動(dòng)力裝置真空夾緊 真空夾緊是利用工件上基準(zhǔn)面與夾具上定位面間的封閉空腔抽取真窯后來吸緊工件，也就是利用工件外表面上受到的大氣壓力來壓緊工件的。真空夾緊特別適用于由鋁，銅及其合金、塑料等非導(dǎo)磁材料制成的薄板形工件或薄殼形工件。圖552 所示為真空夾緊的工作情況，圖552a 是未夾緊狀態(tài)，圖552b 是夾緊狀態(tài)。無動(dòng)力真空吸盤吸吊封頭凹面 真空吸盤4、夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)電磁夾緊 電磁吸盤，當(dāng)線圈中通上直流電后，其鐵心就會(huì)產(chǎn)生磁場，在磁場力的作用下將導(dǎo)磁性工件夾緊在吸盤上。( 3 ）其它方式夾緊它們通過重力、慣性力、彈性力等將工件夾緊，這里就不一一贅述了。如平面磨床上的一、夾具的功能和應(yīng)

41、滿足的要求二、夾具的類型和組成三、定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)四、夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)五、工裝夾具的其他裝置六、可調(diào)整夾具七、典型設(shè)計(jì)實(shí)例五、工裝夾具的其他裝置 機(jī)床夾具在某些情況下還需要其它一些裝置才能符合該夾具的使用要求。這些裝置有導(dǎo)向裝置、分度裝置和對(duì)定裝置等。（1）孔加工刀具的導(dǎo)向裝置刀具的導(dǎo)向是為了保證孔的位置精度，增加鉆頭和鑊桿的支承以提高其剛度，減少刀具的變形，確?？准庸さ奈恢镁?。1 ）鉆孔的導(dǎo)向裝置鉆床夾具中鉆頭的導(dǎo)向采用鉆套，鉆套有固定鉆套、可換鉆套、快換鉆套和特殊鉆套四種，如圖553 所示。圖553a 所示的固定鉆套是直接壓入鉆模板或夾具體的孔中，過盈配合，位置精度高，結(jié)構(gòu)簡單，但磨損后不易

42、更換，適合于中、小批生產(chǎn)中只鉆一次的孔。對(duì)于要連續(xù)加工的孔，如鉆一擴(kuò)一鉸的孔加工，則要采用可換鉆套，或快換鉆套。圖553b 所示的可換鉆套是先把襯套用過盈配合H7 /n6 或H7 /r6 固定在鉆模板或夾具體孔上，再采用間隙配合H6 / g5 或H7 / g6 將可換鉆套裝入襯套中，并用螺釘壓住鉆套。這種鉆套更換方便，適用于中批以上生產(chǎn)。對(duì)于在一道工序內(nèi)需要連續(xù)加工的孔，應(yīng)采用快換鉆套。圖553c所示的快換鉆套與可換鉆套結(jié)構(gòu)上基本相似，只是在鉆套頭部多開一個(gè)圓弧狀或直線狀缺口。換鉆套時(shí)，只需將鉆套逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)缺口轉(zhuǎn)到螺釘位置時(shí)即可取出，換套方便迅速。 五、工裝夾具的其他裝置（1）孔加工刀具的

43、導(dǎo)向裝置2 ）鏜孔的導(dǎo)向箱體類零件上的孔系加工，若采用精密座標(biāo)鏜床，加工中心或具有高精度的剛性主軸的組合機(jī)床加工時(shí)，一般不需要導(dǎo)向，孔系位置精度由機(jī)床本身精度和精密坐標(biāo)系統(tǒng)來保證。對(duì)于普通鏜床或如車床改造的鏜床，或一般組合機(jī)床，為了保證孔系的位置精度，需要采用鏜模來引導(dǎo)鏜刀，孔系的位置由鏜模上鏜套的位置來決定。鏜套有兩種，一種是固定鏜套，其結(jié)構(gòu)如圖5 一55 所示，它適用于鏜桿速度低于20m / min 時(shí)的鏜孔。而鏜桿速度高于這個(gè)速度時(shí)，為了減小鏜套磨損，一般采用回轉(zhuǎn)式鏜套，如圖5 一56 所示。五、工裝夾具的其他裝置（1）孔加工刀具的導(dǎo)向裝置2 ）鏜孔的導(dǎo)向圖556 中左端a 為內(nèi)滾式鏜套

44、，鏜套2 固定不動(dòng)，鏜桿4 、軸承和導(dǎo)向滑動(dòng)套3 在固定鏜套2內(nèi)可軸向移動(dòng)，鏜桿可轉(zhuǎn)動(dòng)。這種鏜套兩軸承支承距離遠(yuǎn)，尺寸長，導(dǎo)向精度高，多用于鏜桿的后導(dǎo)向，即靠近機(jī)床主軸端。圖556 中右端b 為外滾式鏜套，鏜套5 裝在軸承內(nèi)孔上，鏜桿4 右端與鏜套為間隙配合，通過鍵聯(lián)結(jié)，可以一起回轉(zhuǎn)，而且鏜桿可在鏜套內(nèi)相對(duì)移動(dòng)。外滾式鏜套尺寸較小，導(dǎo)向精度稍低一些，一般多用于鏜桿的前導(dǎo)向。在有些情況下，鏜孔直徑大于鏜套內(nèi)孔，如果鏜刀是在鏜模外安裝調(diào)整好，則鏜刀通過鏜套時(shí)，鏜套上必須有引刀槽，而且鏜刀還必須對(duì)準(zhǔn)引刀槽。為此鏜桿頭部和鏜套采用了如圖557 所示的定向結(jié)構(gòu)。在回轉(zhuǎn)式鏜套上裝有尖頭定向鍵，如圖557b

45、 所示，鏜桿端部作成如圖557a 所示的雙螺旋面1 。當(dāng)鏜桿進(jìn)人鏜套時(shí)，尖頭鍵沿螺旋面1 自動(dòng)導(dǎo)人鏜桿的鍵槽中，以保證鏜刀與鏜套的引刀槽3 對(duì)準(zhǔn)。五、工裝夾具的其他裝置（2）對(duì)刀裝置 在銑床或刨床夾具中，刀具相對(duì)工件的位置需要調(diào)整，因此常設(shè)置對(duì)刀裝置。對(duì)刀時(shí)移動(dòng)機(jī)床工作臺(tái)，使刀具靠近對(duì)刀塊，在刀齒刀刃與對(duì)刀塊間塞進(jìn)一規(guī)定尺寸的塞尺，讓刀刃輕輕靠緊塞尺，抽動(dòng)塞尺感覺到有一定的摩擦力存在，這樣確定刀具的最終位置，抽走塞尺，就可以開動(dòng)機(jī)床進(jìn)行加工。圖558 所示為幾種常見的對(duì)刀裝置。對(duì)刀塊也有標(biāo)準(zhǔn)化的可以選用，特殊形式的對(duì)刀塊可以自行設(shè)計(jì)。對(duì)刀塊對(duì)刀表面的位置應(yīng)以定位元件的定位表面來標(biāo)注，以減小基準(zhǔn)

46、轉(zhuǎn)換誤差，該位置尺寸加上塞尺厚度就應(yīng)該等于工件的加工表面與定位基準(zhǔn)面間的尺寸，該位置尺寸的公差應(yīng)為工件該尺寸公差的1 / 3 1 / 5 。在批量加工中，為了簡化夾具結(jié)構(gòu)，采用標(biāo)準(zhǔn)工件對(duì)刀或試切法對(duì)刀，第一件對(duì)刀后，后續(xù)工件就不再對(duì)刀，此時(shí)，可以不設(shè)置對(duì)刀裝置。五、工裝夾具的其他裝置（3）分度裝置工件上如有一些按一定角度分布的相同表面，它們需在一次定位夾緊后加工出來，則該夾具需要分度裝置。圖559 所示為一斜面分度裝置。工件上如有一些按一定角度分布的相同表面，它們需在一次定位夾緊后加工出來，則該夾具需要分度裝置。圖559 所示為一斜面分度裝置。當(dāng)手柄1 逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，插銷2 由于斜面作用從槽中

47、退出，并帶動(dòng)凸輪盤5 轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪斜面推出對(duì)定銷4 。當(dāng)插銷2 到達(dá)下一個(gè)分度盤槽時(shí)，在彈簧作用下插銷2 插入，此時(shí)手柄順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，由插銷2 帶動(dòng)分度盤及心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪上的斜面脫離對(duì)定銷，在彈簧作用下，對(duì)定銷4 插入分度盤的另一個(gè)槽中，分度完畢。為了簡化分度夾具的設(shè)計(jì)、分度精度要低一些。五、工裝夾具的其他裝置（4）對(duì)定裝置 在進(jìn)行機(jī)床夾具總體設(shè)計(jì)時(shí)，還要考慮夾具在機(jī)床上的定位、固定，才能保證夾具（含工件）相對(duì)于機(jī)床主軸（或刀具）、 機(jī)床運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌有準(zhǔn)確的位置和方向。夾具在機(jī)床上的定位有兩種基本形式，一種是安裝在機(jī)床工作臺(tái)上，如銑床、刨床和鏜床夾具，另一種是安裝在機(jī)床主軸上，如車床夾具。 銑床類夾具

48、，夾具體底面是夾具的主要基準(zhǔn)面，要求底面經(jīng)過比較精密的加工，夾具的各定位元件相對(duì)于此底平面應(yīng)有較高的位置精度要求。為了保證夾具具有相對(duì)切削運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確的方向，夾具體底平面的對(duì)稱中心線上開有定向鍵槽，安裝上兩個(gè)定向鍵，夾具靠這兩個(gè)定向鍵定位在工作臺(tái)面中心線上的T 形槽內(nèi)，采用良好的配合，一般選為H7 / h6 ，再用T 形槽螺釘固定夾具。由此可見，為了保證工件相對(duì)切削運(yùn)動(dòng)方向有準(zhǔn)確的方向， 夾具上的第二定位基準(zhǔn)（導(dǎo)向）的定位元件必須與兩定向鍵保持較高的位置精度，如平行度或垂直度。定向鍵的結(jié)構(gòu)和使用如圖560 所示。五、工裝夾具的其他裝置 車床類夾具一般安裝在主軸上，關(guān)鍵是要了解所選用車床主軸端部的

49、結(jié)構(gòu)。當(dāng)切削力較小時(shí)，可選用莫氏錐柄式夾具形式，夾具安裝在主軸的莫氏錐孔內(nèi)，如圖561a 所示。 圖561b 所示為車床夾具靠圓柱面D 和端面A 定位，由螺紋M 連接和壓板防松。這種方式制造方便，但定位精度低。 圖561c所示為車床夾具靠短錐面K 和端面T 定位，由螺釘固定。這種方式不但定心精度高，而且剛度也高，但是這種方式是過定位，夾具體上的錐孔和端面制造精度也要高，一般要經(jīng)過與主軸端部的配磨加工。一、夾具的功能和應(yīng)滿足的要求二、夾具的類型和組成三、定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)四、夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)五、工裝夾具的其他裝置六、可調(diào)整夾具七、典型設(shè)計(jì)實(shí)例六、可調(diào)整夾具 隨著我國進(jìn)人市場經(jīng)濟(jì)，企業(yè)的產(chǎn)品不僅要保證質(zhì)

50、量，還要滿足用戶的不同要求，在生產(chǎn)周期上也要大大縮短，因此企業(yè)一般都改變了單一品種的生產(chǎn)，而成為多品種、小批量生產(chǎn)。為了加快生產(chǎn)準(zhǔn)備，可調(diào)整機(jī)床夾具逐步成為夾具設(shè)計(jì)中的一個(gè)發(fā)展趨勢。 專用夾具是針對(duì)某一零件的某一工序的加工而設(shè)計(jì)的。可調(diào)整夾具則是為幾個(gè)零件的相同工序設(shè)計(jì)的，這幾個(gè)零件可能是不同品種的產(chǎn)品零件，它們具有尺寸、結(jié)構(gòu)和工藝相似的特點(diǎn)。 把它們歸為一組來加工，從而擴(kuò)大批量，提高生產(chǎn)率，縮短生產(chǎn)周期。 成組夾具是專門為成組工藝中的一組零件而設(shè)計(jì)的，調(diào)整范圍僅限于本組內(nèi)的零件，因而也稱為專用可調(diào)整夾具。 可調(diào)整夾具與之相比，加工對(duì)象不很確定，使用范圍要大一些。六、可調(diào)整夾具（1）可調(diào)整夾具

51、的特點(diǎn)可調(diào)整夾具在結(jié)構(gòu)上可分為基礎(chǔ)部分和可調(diào)整部分兩大部分，基礎(chǔ)部分是指使用中固定不變的、通用的，如夾具體、夾緊機(jī)構(gòu)和操作機(jī)構(gòu)等；可調(diào)整部分是指不同零件加工時(shí)需要調(diào)整或更換的元件，如定位元件、導(dǎo)向元件和夾緊元件等?？烧{(diào)整夾具中可調(diào)整，可更換元件精度要求高，位置要準(zhǔn)確，安裝、調(diào)整和檢驗(yàn)要方便?？烧{(diào)整夾具設(shè)計(jì)中要仔細(xì)分析組內(nèi)零件的尺寸和數(shù)量，確定調(diào)整范圍和更換元件的數(shù)量。當(dāng)組內(nèi)零件尺寸變化太大時(shí)，可適當(dāng)將尺寸分段，由一套可調(diào)整夾具來完成，以減少調(diào)整和更換元件的時(shí)間，有利于簡化夾具結(jié)構(gòu)，提高夾具的剛度。圖5 一62 所示為加工法蘭類零件的均布螺釘孔的可調(diào)整夾具，其鉆套可換，徑向尺寸和高度尺寸可調(diào)，因

52、此通用性較好六、可調(diào)整夾具（2）可調(diào)整夾具的調(diào)整方式可調(diào)整夾具的調(diào)整方式可分為四類：1 調(diào)節(jié)式如圖562 所示的可調(diào)整夾具，在高度方向和半徑方向上，夾具體上增加了T 型槽或燕尾槽導(dǎo)向裝置和刻度尺以及緊定手柄。高度方向經(jīng)過粗調(diào)整即可，半徑方向粗調(diào)后，還需經(jīng)檢測后進(jìn)行細(xì)調(diào)。該方式的優(yōu)點(diǎn)是可調(diào)整范圍大，通用性高，缺點(diǎn)是活動(dòng)件和調(diào)整機(jī)構(gòu)會(huì)降低夾具的精度和剛度，因此可用于位置精度要求不太高的場合。六、可調(diào)整夾具（2）可調(diào)整夾具的調(diào)整方式2 更換式 采用預(yù)先制造好的具有一定精度和耐用度的元件或組件，按不同零件的加工予以更換，如圖562 中的鉆套。更換式元件精度高，工作可靠，一般用于精度要求較高的定位元件、

53、導(dǎo)向元件等。更換式可分為單個(gè)元件更換和整體組件更換，當(dāng)工件上的定位點(diǎn)或夾緊點(diǎn)比較集中時(shí)，整體組件更換可保證定位精度，簡化夾具結(jié)構(gòu)，減少調(diào)整時(shí)間。圖5 - 63 所示為組件更換的例子，圖563a 、b 、c是三個(gè)可更換組件，以適應(yīng)不同工件的加工。3 綜合式上述兩種方式兼而有之，取二者之長，可獲較好的效果。4 組合式 圖564 所示為組合式可調(diào)整夾具，用于三種桿形零件的花鍵孔的拉削加工，由于零件花鍵槽有不同的角度位置要求，所以在夾具體的不同方位上設(shè)置了兩個(gè)菱形銷和一個(gè)擋銷共三個(gè)角度定位元件，分別對(duì)應(yīng)于三種零件的拉孔。組合式可調(diào)整夾具的優(yōu)點(diǎn)是避免了元件的更換和調(diào)整，節(jié)省了準(zhǔn)備結(jié)束時(shí)間，有利于保證夾具

54、的精度和精度穩(wěn)定性。但由于結(jié)構(gòu)和布局上的限制，這種方式多用于工件品種少且批量又較大的場合。六、可調(diào)整夾具（3）可調(diào)整夾具的設(shè)計(jì)可調(diào)整夾具的設(shè)計(jì)與專用夾具的設(shè)計(jì)相近，但應(yīng)注意其特殊性：1 ）在對(duì)零件結(jié)構(gòu)、工藝、尺寸、精度分析時(shí)，按相似性原則歸組，歸為一組的幾種零件還應(yīng)在定位基準(zhǔn)面、夾緊方式等方面基本相同，加工表面也能歸為同一類加工方法來實(shí)現(xiàn)。這是采用可調(diào)整夾具的基礎(chǔ)。2 ）在設(shè)計(jì)夾具裝配總圖時(shí)，應(yīng)以組內(nèi)最大和最小尺寸的零件為依據(jù)，分別畫出相應(yīng)的定位、夾緊元件，確定調(diào)整的范圍和選定調(diào)整的方式，然后確定夾緊機(jī)構(gòu)，夾具體和其它裝置的布局。3 ）總體布局完成后，應(yīng)先進(jìn)行夾具精度計(jì)算，而且要滿足組內(nèi)精度最

55、高零件的要求，再進(jìn)行正式總圖設(shè)計(jì)。否則應(yīng)重新選擇結(jié)構(gòu)方案，精度驗(yàn)算，直至達(dá)到要求。若反復(fù)更換仍不能滿足，則應(yīng)從組內(nèi)刪除該零件。4 ）夾具的設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮其適用零件的不同所需要的操作空間。與專用夾具相比，可調(diào)整夾具使用的壽命和產(chǎn)量要高，而且要適應(yīng)不同的切削用量，夾具體的強(qiáng)度、剛度、耐磨性要良好得多，因此一般應(yīng)采用高強(qiáng)度鑄鐵、球墨鑄鐵、4OCr ，并進(jìn)行熱處理。5 ）要精心設(shè)計(jì)可調(diào)整、可更換元件以及調(diào)整、更換的方式，要注意元件的精度和調(diào)整方便。6 ）編制調(diào)整卡，產(chǎn)品零件的名稱、代號(hào)（圖號(hào)），與所對(duì)應(yīng)的可換元件的名稱、圖號(hào)，以及調(diào)整元件的名稱、圖號(hào)及其調(diào)整參數(shù)（具體尺寸）一一列出，并就更換、調(diào)整方法作必要說明。六、可調(diào)整夾具（4）成組夾具 成組夾具是在成組技術(shù)指導(dǎo)下，為實(shí)現(xiàn)成組工藝而設(shè)計(jì)的夾具。它具有一定的柔性，經(jīng)過一定的調(diào)整，它可以實(shí)現(xiàn)同一組工件在同一生產(chǎn)單元內(nèi)完成同一工序的加工。 成組夾具屬于可調(diào)整夾具，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和調(diào)整