畢業(yè)設(shè)計(jì) 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)

目錄TOC\o"1-2"\h\z摘要 1前言 11機(jī)床夾具概論 21.1機(jī)床夾具及其功用 21.2夾具裝夾工件的方法及特點(diǎn) 31.3機(jī)床夾具的分類和組成 31.4機(jī)床夾具的現(xiàn)狀及發(fā)展方向 51.5工件定位的基本原理 71.6常用定位元件及選用 91.7定位誤差分析 111.8工件的夾緊 141.9工件的組合定位 172銑床夾具設(shè)計(jì) 192.1銑床夾具的分類 192.2銑床常用通用夾具的結(jié)構(gòu) 192.3銑床夾具的設(shè)計(jì)特點(diǎn) 192.4定位方案 202.5夾緊方案 242.6對(duì)刀方案 252.7夾具總圖上的尺寸、公差和技術(shù)要求 262.8夾具精度分析 263部分程式致謝 18參考文獻(xiàn) 19摘要隨著全球制造產(chǎn)業(yè)的區(qū)域轉(zhuǎn)移整個(gè)制造行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，所有機(jī)械加工生產(chǎn)單位都面臨提高生產(chǎn)效率的問題。而在機(jī)加過程中作為裝夾工件的工藝裝備的夾具，在提高生產(chǎn)效率方面有其特別的優(yōu)勢(shì)。特別是在切削加工過程中，配以適當(dāng)?shù)募庸ぽo助工具。（如夾具）等，有力于提高企業(yè)生產(chǎn)效率，使得許多復(fù)雜零件的加工成為可能，常規(guī)零件加工的質(zhì)量進(jìn)一步提升，并降低勞動(dòng)強(qiáng)度，在保證產(chǎn)品質(zhì)量加工精度的同時(shí)批量生產(chǎn)，從而降低生產(chǎn)成本。從而夾具的使用在某種程度上提高實(shí)際生產(chǎn)中企業(yè)的效益。因而對(duì)夾具知識(shí)的認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)，在今天顯的優(yōu)為重要起來。本論文是結(jié)合目前實(shí)際生產(chǎn)中，常常發(fā)現(xiàn)僅用通用夾具不能滿足生產(chǎn)要求，用通用夾具裝夾工件生產(chǎn)效率低勞動(dòng)強(qiáng)大，加工質(zhì)量不高，而且往往需要增加劃線工序，而專門設(shè)計(jì)的一種銑床夾具，主要包括夾具的定位方案，夾緊方案、對(duì)刀方案，夾具體與定位鍵的設(shè)計(jì)及加工精度等方面的分析。可以有效的減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間，大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)力，從而可以有效地減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和增加勞動(dòng)效率。關(guān)鍵詞：高效制造機(jī)床夾具前言?shī)A具最早出現(xiàn)在1787年，隨著科學(xué)技術(shù)的巨大進(jìn)步及社會(huì)生產(chǎn)力的迅速提高，機(jī)床夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝設(shè)備?？萍嫉倪M(jìn)步，生產(chǎn)的發(fā)展和產(chǎn)品在時(shí)常上的競(jìng)爭(zhēng)，產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期越來越短，對(duì)機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)、制造、使用提出了新的更高的要求?，F(xiàn)代機(jī)床夾具應(yīng)該朝精密化柔性化、標(biāo)準(zhǔn)化等方面發(fā)展。面對(duì)發(fā)我國(guó)經(jīng)濟(jì)近年來的快速發(fā)展，機(jī)械制造工業(yè)的壯大，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占重要地位的制造業(yè)領(lǐng)域得以健康快速的發(fā)展。制造裝備的改進(jìn)，使得作為制造工業(yè)重要設(shè)備的各類機(jī)加工藝裝備也有了許多新的變化。特別是作為機(jī)械制造中裝夾工件的工藝裝備的夾具，在機(jī)械化大生產(chǎn)的今天顯的更加重要起來，因?yàn)閵A具是加工生產(chǎn)內(nèi)不可卻少的重要部分。機(jī)械制造中特別是在金屬切削加工過程中，配以適當(dāng)?shù)膴A具等加工輔助工具，有力于提高企業(yè)生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，保證加工產(chǎn)品質(zhì)量，從而降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)效益。從而在某種程度上對(duì)提高我國(guó)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力有一定的促進(jìn)作用。該夾具具有良好的加工精度，針對(duì)性強(qiáng)，主要用于拔叉零件銑槽工序的加工。本夾具具有夾緊力裝置，具備現(xiàn)代機(jī)床夾具所要求的高效化和精密化的特點(diǎn)，可以有效的減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間，大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)力，從而可以有效地減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和增加勞動(dòng)效率。1機(jī)床夾具概論1.1機(jī)床夾具及其功用1.1.1概念機(jī)床夾具是在機(jī)械制造過程中，用來固定加工對(duì)象，使之占有正確的位置，以接受加工或檢測(cè)并保證加工要求的機(jī)床附加裝置，簡(jiǎn)稱為夾具。在我們實(shí)際生產(chǎn)中夾具的作用是將工件定位，以使加工工件獲得相對(duì)于機(jī)床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。1.1.2機(jī)床夾具的主要功能在機(jī)床上加工工件的時(shí)候，必須用夾具裝好夾牢所要加工工件。將工件裝好，就是在機(jī)床上確定工件相對(duì)于刀具的正確位置，這一過程稱為定位。將工件夾緊，就是對(duì)工件施加作用力，使之在已經(jīng)定好的位置上將工件可靠地夾緊，這一過程稱為夾緊。從定位到夾緊的全過程，稱為裝夾。機(jī)床夾具的主要功能就是完成工件的裝夾工作。工件裝夾情況的好壞，將直接影響工件的加工精度。1.2夾具裝夾工件的方法及特點(diǎn)工件的裝夾方法有找正裝夾法和夾具裝夾法兩種。找正裝夾方法是以工件的有關(guān)表面或?qū)ｉT劃出的線痕作為找正依據(jù)，用劃針或指示表進(jìn)行找正，將工件正確定位，然后將工件夾緊，進(jìn)行加工。這種方法安裝方法簡(jiǎn)單，不需專門設(shè)備，但精度不高，生產(chǎn)率低，因此多用于單件、小批量生產(chǎn)。夾具裝夾方法是靠夾具將工件定位、夾緊，以保證工件相對(duì)于刀具、機(jī)床的正確位置具有以下特點(diǎn)：1.工件在夾具中的正確定位，是通過工件上的定位基準(zhǔn)面與夾具上的定位元件相接觸而實(shí)現(xiàn)的。因此，不再需要找正便可將工件夾緊。2.由于夾具預(yù)先在機(jī)床上已調(diào)整好位置（也有在加工過程中再進(jìn)行找正的），因此，工件通過夾具對(duì)于機(jī)床也就占有了正確的位置。3.通過夾具上的對(duì)刀裝置，保證了工件加工表面相對(duì)于刀具的正確位置。4.裝夾基本上不受工人技術(shù)水平的影響，能比較容易和穩(wěn)定地保證加工精度。5.裝夾迅速、方便，能減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，顯著地減少輔助時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。6.能擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍。如鏜削圖機(jī)體上的階梯孔，若沒有臥式鏜床和專用設(shè)備，可設(shè)計(jì)一夾具在車床上加工。1.3機(jī)床夾具的分類和組成機(jī)床夾具的種類很多，形狀千差萬(wàn)別。為了設(shè)計(jì)、制造和管理的方便，往往按某一屬性進(jìn)行分類。1.3.1按夾具的通用特性分類目前中國(guó)常用夾具有通用夾具、專用夾具、可調(diào)夾具、組合夾具和自動(dòng)線夾具等五大類。1．通用夾具通用夾具是指結(jié)構(gòu)、尺寸已規(guī)格化，且具有一定通用性的夾具。其優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)性強(qiáng)、不需要調(diào)整或稍加調(diào)整即可裝夾一定形狀和尺寸范圍內(nèi)的各種工件。這類夾具已商品化。如三爪自定心卡盤、四爪單動(dòng)卡盤、臺(tái)虎鉗、萬(wàn)能分度頭、頂尖、中心架、電磁吸盤等。采用這類夾具可縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，減少夾具品種，從而減低生產(chǎn)成本。其缺點(diǎn)是夾具的加工精度不高，生產(chǎn)力較低且較難裝夾形狀復(fù)雜的工件，故適用于單件小批量生產(chǎn)中。2．專用夾具專用夾具是針對(duì)某一工件的某一道工序的加工要求而專門設(shè)計(jì)和制造的夾具。特點(diǎn)是針對(duì)性強(qiáng)。適用與產(chǎn)品相對(duì)穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn)中，可獲得較高的生產(chǎn)率和加工精度。3．可調(diào)夾具夾具的某些元件可調(diào)整或可更換，已適應(yīng)多中工件的夾具，稱為可調(diào)夾具。它還分為通用可調(diào)夾具和成組夾具兩類。4．組合夾具組合夾具是由可循環(huán)使用的標(biāo)準(zhǔn)夾具零部件（或?qū)Ｓ昧悴考┙M裝成易于連接和拆卸的夾具。根據(jù)被加工零件的工藝要求可以很快地組裝成專用夾具，夾具使用完畢，可以方便地拆開。夾具主要應(yīng)用在單件，中、小批多品種生產(chǎn)和數(shù)控加工中，是一種較經(jīng)濟(jì)的夾具。5．自動(dòng)線夾具自動(dòng)線夾具一般分為兩種，一種為固定式夾具，它與專用夾具相似；另一種為隨行夾具，使用中夾具隨工件一起運(yùn)動(dòng)，并將工件沿著自動(dòng)線從一個(gè)工位移至下一個(gè)工位進(jìn)行加工。1.3.2按夾具使用的機(jī)床分類這是專用夾具所用的分類方法?？煞譃檐嚧?、銑床、鉆床、鏜床、平面磨床、齒輪加工夾具、拉床等夾具。多品種生產(chǎn)和數(shù)控加工中，是一種較經(jīng)濟(jì)的夾具。1.3.3按夾具動(dòng)力源來分類按夾具夾緊動(dòng)力源可將夾具分為手動(dòng)夾具和機(jī)動(dòng)夾具兩大類。為減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和確保安全生產(chǎn)，手動(dòng)夾具應(yīng)有擴(kuò)力機(jī)構(gòu)與自鎖性能。常用的機(jī)動(dòng)夾具有氣動(dòng)夾具、液壓夾具、氣液夾具、電動(dòng)夾具、電磁夾具、真空夾具和離心力夾具等。1.3.4機(jī)床夾具的組成雖然機(jī)床夾具的種類繁多，但它們的工作原理基本上是相同的。將各類夾具中，作用相同的結(jié)構(gòu)或元件加以概括，可得出夾具一般所共有的以下幾個(gè)組成部分，這些組成部分既相互獨(dú)立又相互聯(lián)系。1．定位支承元件定位支承元件的作用是確定工件在夾具中的正確位置并支承工件，是夾具的主要功能元件之一。定位支承元件的定位精度直接影響工件加工的精度。2．夾緊裝置夾緊元件的作用是將工件壓緊夾牢，并保證在加工過程中工件的正確位置不變。3．連接定向元件這種元件用于將夾具與機(jī)床連接并確定夾具對(duì)機(jī)床主軸、工作臺(tái)或?qū)к壍南嗷ノ恢谩?．對(duì)刀元件或?qū)蛟@些元件的作用是保證工件加工表面與刀具之間的正確位置。用于確定刀具在加工前正確位置的元件稱為對(duì)刀元件，用于確定刀具位置并引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工的元件稱為導(dǎo)向元件。5．其它裝置或元件根據(jù)加工需要，有些夾具上還設(shè)有分度裝置、靠模裝置、上下料裝置、工件頂出機(jī)構(gòu)、電動(dòng)扳手和平衡塊等，以及標(biāo)準(zhǔn)化了的其它聯(lián)接元件。6．夾具體夾具體是夾具的基體骨架，用來配置、安裝各夾具元件使之組成一整體。常用的夾具體為鑄件結(jié)構(gòu)、鍛造結(jié)構(gòu)、焊接結(jié)構(gòu)和裝配結(jié)構(gòu)，形狀有回轉(zhuǎn)體形和底座形等形狀。上述各組成部分中，定位元件、夾緊裝置、夾具體是夾具的基本組成部分。1.4機(jī)床夾具的現(xiàn)狀及發(fā)展方向夾具最早出現(xiàn)在18世紀(jì)后期。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。1.4.1機(jī)床夾具的現(xiàn)狀有關(guān)統(tǒng)計(jì)表明，目前的中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85％左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場(chǎng)的需求與競(jìng)爭(zhēng)。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里，約擁有數(shù)千甚至近萬(wàn)套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3~4年就要更新50~80％左右專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量?jī)H為10~20％左右。特別是近年來，數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)床夾具提出了如下新的要求：1．能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本；2．能裝夾一組具有相似性特征的工件；3．能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具；4．能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具；5．采用以液壓站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；6。提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。1.4.2現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)化、精密化、高效化和柔性化等四個(gè)方面。1.標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面。目前我國(guó)已有夾具零件及部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T2148~T2259－91以及各類通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。2.精密化隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢(shì)必相應(yīng)提高了對(duì)夾具的精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達(dá)±0.1"；用于精密車削的高精度三爪自定心卡盤，其定心精度為5μm。3.高效化高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。常見的高效化夾具有自動(dòng)化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動(dòng)虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在試驗(yàn)轉(zhuǎn)速為9000r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生產(chǎn)流水線、自動(dòng)線配置相應(yīng)的高效、自動(dòng)化夾具外，在數(shù)控機(jī)床上，尤其在加工中心上出現(xiàn)了各種自動(dòng)裝夾工件的夾具以及自動(dòng)更換夾具的裝置，充分發(fā)揮了數(shù)控機(jī)床的效率。4.柔性化機(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是指機(jī)床夾具通過調(diào)整、組合等方式以適應(yīng)可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、模塊化夾具、數(shù)控夾具等。為適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)多品種、中小批量生產(chǎn)的需要，擴(kuò)大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結(jié)構(gòu)為可拆結(jié)構(gòu)，發(fā)展可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)，將是當(dāng)前夾具發(fā)展的主要方向。1.5工件定位的基本原理1.5.1自由度的概念由剛體運(yùn)動(dòng)學(xué)可知，一個(gè)自由剛體，在空間有且僅有六個(gè)自由度。如圖所示的工件，它在空間的位置是任意的，即它既能沿Ox、Oy、Oz三個(gè)坐標(biāo)軸移動(dòng)，稱為移動(dòng)自由度；又能繞Ox、Oy、Oz三個(gè)坐標(biāo)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，稱為轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。1.5.2六點(diǎn)定位原則如要使一個(gè)自由剛體在空間有一個(gè)確定的位置，就必須設(shè)置相應(yīng)的六個(gè)約束，分別限制剛體的六個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度。在討論工件的定位時(shí)，工件就是我們所指的自由剛體。如果工件的六個(gè)自由度都加以限制了，工件在空間的位置也就完全被確定下來了。因此，定位實(shí)質(zhì)上就是限制工件的自由度。分析工件定位時(shí)，通常是用一個(gè)支承點(diǎn)限制工件的一個(gè)自由度。用合理設(shè)置的六個(gè)支承點(diǎn)，限制工件的六個(gè)自由度，使工件在夾具中的位置完全確定，這就是六點(diǎn)定位原則。關(guān)于六點(diǎn)定位原則的幾個(gè)主要問題：1.定位支承點(diǎn)是定位元件抽象而來的。在夾具的實(shí)際結(jié)構(gòu)中，定位支承點(diǎn)是通過具體的定位元件體現(xiàn)的，即支承點(diǎn)不一定用點(diǎn)或銷的頂端，而常用面或線來代替。根據(jù)數(shù)學(xué)概念可知，兩個(gè)點(diǎn)決定一條直線，三個(gè)點(diǎn)決定一個(gè)平面，即一條直線可以代替兩個(gè)支承點(diǎn)，一個(gè)平面可代替三個(gè)支承點(diǎn)。在具體應(yīng)用時(shí)，還可用窄長(zhǎng)的平面（條形支承）代替直線，用較小的平面來替代點(diǎn)。2.定位支承點(diǎn)與工件定位基準(zhǔn)面始終保持接觸，才能起到限制自由度的作用。3.分析定位支承點(diǎn)的定位作用時(shí)，不考慮力的影響。工件的某一自由度被限制，是指工件在某個(gè)坐標(biāo)方向有了確定的位置，并不是指工件在受到使其脫離定位支承點(diǎn)的外力時(shí)不能運(yùn)動(dòng)。使工件在外力作用下不能運(yùn)動(dòng)，要靠夾緊裝置來完成。1.5.3工件定位中的幾種情況1.完全定位完全定位是指不重復(fù)地限制了工件的六個(gè)自由度的定位。當(dāng)工件在x、y、z三個(gè)坐標(biāo)方向均有尺寸要求或位置精度要求時(shí)，一般采用這種定位方式。2.不完全定位根據(jù)工件的加工要求，有時(shí)并不需要限制工件的全部自由度，這樣的定位方式稱為不完全定位。如在車床上加工通孔，根據(jù)加工要不需限制兩個(gè)自由度，所以用三爪自定心卡盤夾持限制其余四個(gè)自由度，就可以實(shí)現(xiàn)四點(diǎn)定位。又如平板工件磨平面，工件只有厚度和平行度要求，只需限制三個(gè)自由度，在磨床上采用電磁工作臺(tái)就能實(shí)現(xiàn)三點(diǎn)定位。由此可知，工作在定位時(shí)應(yīng)該限制的自由度數(shù)目應(yīng)由工序的加工要求而定，不影響加工精度的自由度可以不加限制。采用不完全定位可簡(jiǎn)化定位裝置，因此不完全定位在實(shí)際生產(chǎn)中也廣泛應(yīng)用。3.欠定位根據(jù)工件的加工要求，應(yīng)該限制的自由度沒有完全被限制的定位稱為欠定位。欠定位無法保證加工要求，因此，在確定工件在夾具中的定位方案時(shí)，決不允許有欠定位的現(xiàn)象產(chǎn)生。如不設(shè)端面支承，則在一批工件上半封閉槽的長(zhǎng)度就無法保證；若缺少側(cè)面兩個(gè)支承點(diǎn)時(shí)，則工件上的部分尺寸和槽與工件側(cè)面的平行度則很難保證。4.過定位夾具上的兩個(gè)或兩個(gè)以上的定位元件重復(fù)限制同一個(gè)自由度的現(xiàn)象，稱為過定位。而在實(shí)際定位過成中會(huì)有隨機(jī)誤差，這種隨機(jī)的誤差造成了定位的不穩(wěn)定，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起定位干涉，因此應(yīng)該盡量避免和消除過定位現(xiàn)象。消除或減少過定位引起的干涉，一般有兩種方法：一是改變定位元件的結(jié)構(gòu),如縮小定位元件工作面的接觸長(zhǎng)度；或者減小定位元件的配合尺寸，增大配合間隙等；二是控制或者提高工件定位基準(zhǔn)之間以及定位元自由度。1.5.4定位基準(zhǔn)的基本概念在研究和分析工件定位問題時(shí)，定位基準(zhǔn)的選擇是一個(gè)關(guān)鍵問題。定位基準(zhǔn)就是在加工中用作定位的基準(zhǔn)。一般說來，工件的定位基準(zhǔn)一旦被選定，則工件的定位方案也基本上被確定。定位方案是否合理，直接關(guān)系到工件的加工精度能否保證。工件定位時(shí)，作為定位基準(zhǔn)的點(diǎn)和線，往往由某些具體表面體現(xiàn)出來，這種表面稱為定位基面。例如用兩頂尖裝夾車軸時(shí)，軸的兩中心孔就是定位基面。但它體現(xiàn)的定位基準(zhǔn)則是軸的軸線。根據(jù)定位基準(zhǔn)所限制的自由度數(shù)，可將其分為：1.主要定位基準(zhǔn)面平面設(shè)置三個(gè)支承點(diǎn)，限制工件的三個(gè)自由度，這樣的平面稱為主要定位基面。一般應(yīng)選擇較大的表面作為主要定位基面。2.導(dǎo)向定位基準(zhǔn)面平面設(shè)置兩個(gè)個(gè)支承點(diǎn)，限制了工件的兩個(gè)自由度，這樣的平面或圓柱面稱為主要定位基面。該基準(zhǔn)面應(yīng)選取工件上窄長(zhǎng)的表面，而且兩支承點(diǎn)間的距離應(yīng)盡量遠(yuǎn)些，以保證其限制精度。3.雙導(dǎo)向定位基準(zhǔn)面限制工件四個(gè)自由度的圓柱面，稱為雙導(dǎo)向定位基準(zhǔn)面。4.雙支承定位基準(zhǔn)面限制工件兩個(gè)移動(dòng)自由度的圓柱面，稱為雙支承定位基準(zhǔn)面。5．止推定位基準(zhǔn)面限制工件一個(gè)移動(dòng)自由度的表面，稱為止推定位基準(zhǔn)面。平面上只設(shè)置了一個(gè)支承點(diǎn)，它只限制了工件沿y軸方向的移動(dòng)。在加工過程中，工件有時(shí)要承受切削力和沖擊力等，可以選取工件上窄小且與切削力方向相對(duì)的表面作為止推定位基準(zhǔn)面。6.防轉(zhuǎn)定位基準(zhǔn)面限制工件一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度的表面，稱為防轉(zhuǎn)定位基準(zhǔn)面。如軸的通槽側(cè)面設(shè)置一個(gè)防轉(zhuǎn)銷，它限制了工件沿y軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，減小了工件的角度定位誤差。防轉(zhuǎn)支承點(diǎn)距離工件安裝后的回轉(zhuǎn)軸線應(yīng)盡量遠(yuǎn)些。1.6常用定位元件及選用工件在夾具中要想獲得正確定位，首先應(yīng)正確選擇定位基準(zhǔn)，其次是選擇合適的定位元件。工件定位時(shí)，工件定位基準(zhǔn)和夾具的定位元件接觸形成定位副，以實(shí)現(xiàn)工件的六點(diǎn)定位。1.6.1對(duì)定位元件的基本要求1.限位基面應(yīng)有足夠的精度。定位元件具有足夠的精度，才能保證工件的定位精度。2.限位基面應(yīng)有較好的耐磨性。由于定位元件的工作表面經(jīng)常與工件接觸和磨擦，容易磨損，為此要求定位元件限位表面的耐磨性要好，以保持夾具的使用壽命和定位精度。3.支承元件應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。定位元件在加工過程中，受工件重力、夾緊力和切削力的作用，因此要求定位元件應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度，避免使用中變形和損壞。4.定位元件應(yīng)有較好的工藝性。定位元件應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理，便于制造、裝配和更換。5.定位元件應(yīng)便于清除切屑。定位元件的結(jié)構(gòu)和工作表面形狀應(yīng)有利于清除切屑，以防切屑嵌入夾具內(nèi)影響加工和定位精度。1.6.2常用定位元件所能限制的自由度定位元件可按工件典型定位基準(zhǔn)面分為以下幾類：1.用于平面定位的定位元件：括固定支承（釘支承和板支承），自位支承，可調(diào)支承和輔支承。2.用于外圓柱面定位的定位元件：括V形架，定位套和半圓定位座等。3.用于孔定位的定位元件：括定位銷（圓柱定位銷和圓錐定位銷），圓柱心軸和小錐度心軸。1.6.3常用定位元件的選用用定位元件選用時(shí)，應(yīng)按工件定位基準(zhǔn)面和定位元件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行選擇。1．工件以平面定位（1）以面積較小的已經(jīng)加工的基準(zhǔn)平面定位時(shí)，選用平頭支承釘，以基準(zhǔn)面粗糙不平或毛坯面定位時(shí)，選用圓頭支承釘，側(cè)面定位時(shí)，可選用網(wǎng)狀支承釘。（2）以面積較大、平面度精度較高的基準(zhǔn)平面定位時(shí)，選用支承板定位元件，用于側(cè)面定位時(shí)，可選用不帶斜槽的支承板，通常盡可能選用帶斜槽的支承板，以利清除切屑。（3）以毛坯面，階梯平面和環(huán)形平面作基準(zhǔn)平面定位時(shí)，選用自位支承作定位元件。但須注意，自位支承雖有兩個(gè)或三個(gè)支承點(diǎn)，由于自位和浮動(dòng)作用只能作為一個(gè)支承點(diǎn)。（4）以毛坯面作為基準(zhǔn)平面，調(diào)節(jié)時(shí)可按定位面質(zhì)量和面積大小分別選用可調(diào)支承作定位元件。（5）當(dāng)工件定位基準(zhǔn)面需要提高定位剛度、穩(wěn)定性和可靠性時(shí)，可選用輔助支承作輔助定位元件，但須注意，輔助支承不起限制工件自由度的作用，且每次加工均需重新調(diào)整支承點(diǎn)高度，支承位置應(yīng)選在有利工件承受夾緊力和切削力的地方。2．工件以外圓柱定位（1）當(dāng)工件的對(duì)稱度要求較高時(shí)，可選用V形塊定位。V形塊工作面間的夾角α常取60°、90°、120°三種，其中應(yīng)用最多的是90°V形塊。90°V形塊的典型結(jié)構(gòu)和尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化，使用時(shí)可根據(jù)定位圓柱面的長(zhǎng)度和直徑進(jìn)行選擇。V形塊結(jié)構(gòu)有多種形式，有的V形塊適用于較長(zhǎng)的加工過的圓柱面定位；有的V形塊適于較長(zhǎng)的粗糙的圓柱面定位；有的V形塊適用于尺寸較大的圓柱面定位，這種V形塊底座采用鑄件，V形面采用淬火鋼件，V塊是由兩者鑲合而成。（2）當(dāng)工件定位圓柱面精度較高時(shí)（一般不低于IT8），可選用定位套或半圓形定位座定位。大型軸類和曲軸等不宜以整個(gè)圓孔定位的工件，可選用半圓定位座，3．工件以內(nèi)孔定位（1）工件上定位內(nèi)孔較小時(shí)，常選用定位銷作定位元件。圓柱定位銷的結(jié)構(gòu)和尺寸標(biāo)準(zhǔn)化，不同直徑的定位銷有其相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式，可根據(jù)工件定位內(nèi)孔的直徑選用。當(dāng)工件圓柱孔用孔端邊緣定位時(shí)，需選用圓錐定位銷。當(dāng)工件圓孔端邊緣形狀精度較差時(shí)，選用圓錐定位銷；當(dāng)工件需平面和圓孔端邊緣同時(shí)定位時(shí)，選用浮動(dòng)錐銷。（2）在套類、盤類零件的車削、磨削和齒輪加工中，大都選用心軸定位，為了便于夾緊和減小工件因間隙造成的傾斜，當(dāng)工件定位內(nèi)孔與基準(zhǔn)端面垂直精度較高時(shí)，常以孔和端面聯(lián)合定位。因此，這類心軸通常是帶臺(tái)階定位面的心軸，當(dāng)工件以內(nèi)花鍵為定位基準(zhǔn)時(shí)，可選用外花鍵軸，當(dāng)內(nèi)孔帶有花鍵槽時(shí)，可在圓柱心軸上設(shè)置鍵槽配裝鍵塊；當(dāng)工件內(nèi)孔精度很高，而加工時(shí)工件力矩很小時(shí)，可選用小錐度心軸定位。1.7定位誤差分析六點(diǎn)定位原則解決了消除工件自由度的問題，即解決了工件在夾具中位置“定與不定”的問題。但是，由于一批工件逐個(gè)在夾具中定位時(shí)，各個(gè)工件所占據(jù)的位置不完全一致，即出現(xiàn)工件位置定得“準(zhǔn)與不準(zhǔn)”的問題。如果工件在夾具中所占據(jù)的位置不準(zhǔn)確，加工后各工件的加工尺寸必然大小不一，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ΔD表示。在工件的加工過程中，產(chǎn)生誤差的因素很多，定位誤差僅是加工誤差的一部分，為了保證加工精度，一般限定定位誤差不超過工件加工公差T的1/5~1/3，即：ΔD≤(1/5～1/3)T式中ΔD──定位誤差，單位為mm；T──工件的加工誤差，單位為mm。1.7.1定位誤差產(chǎn)生的原因工件逐個(gè)在夾具中定位時(shí)，各個(gè)工件的位置不一致的原因主要是基準(zhǔn)不重合，而基準(zhǔn)不重合又分為兩種情況：一是定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合，產(chǎn)生的基準(zhǔn)位移誤差；二是定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，產(chǎn)生的基準(zhǔn)不重合誤差。由于定位副的制造誤差或定位副配合間所導(dǎo)致的定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上最大位置變動(dòng)量，稱為基準(zhǔn)位移誤差，用ΔY表示。不同的定位方式，基準(zhǔn)位移誤差的計(jì)算方式也不同。如果工件內(nèi)孔直徑與心軸外圓直徑做成完全一致，作無間隙配合，即孔的中心線與軸的中心線位置重合，則不存在因定位引起的誤差。但實(shí)際上，如圖所示，心軸和工件內(nèi)孔都有制造誤差。于是工件套在心軸上必然會(huì)有間隙，孔的中心線與軸的中心線位置不重合，導(dǎo)致這批工件的加工尺寸H中附加了工件定位基準(zhǔn)變動(dòng)誤差，其變動(dòng)量即為最大配合間隙?？砂聪率接?jì)算：ΔY=amax-amin=1/2(Dmax-dmin)=1/2（δD+δd）式中ΔY──基準(zhǔn)位移誤差單位為mm；Dmax──孔的最大直徑單位為mm；dmin──軸的最小直徑單位為mm。δD──工件孔的最大直徑公差，單位為mm；δd──圓柱心軸和圓柱定位銷的直徑公差，單位為mm?；鶞?zhǔn)位移誤差的方向是任意的。減小定位配合間隙，即可減小基準(zhǔn)位移誤差ΔY值，以提高定位精度。加工尺寸的基準(zhǔn)是外圓柱面的母線時(shí)，定位基準(zhǔn)是工件圓柱孔的中心線。這種由于工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合所導(dǎo)致的工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大位置變動(dòng)量，稱為基準(zhǔn)不重合誤差，用ΔB表示。此時(shí)除定位基準(zhǔn)位移誤差外，還有基準(zhǔn)不重合誤差。1.7.2常見的定位方式中基準(zhǔn)位移誤差1.用圓柱定位銷、圓柱心軸中心定位計(jì)算式：ΔY＝Xmax=δD+δd0+Xmin（定位心軸較短）Xmax工件定位后最大配合間隙δD工件定位基準(zhǔn)孔的直徑公差δd0圓柱定位銷或圓柱心軸的直徑公差Xmin定位所需最小間隙，由設(shè)計(jì)而定注意：基準(zhǔn)位移誤差的方向是任意的。當(dāng)工件用長(zhǎng)定位心軸定位時(shí)，需考慮平行度要求計(jì)算式：ΔY＝Xmax=（δD+δd+Xmin）L1／L2L1加工面長(zhǎng)度L2定位孔長(zhǎng)度2.定位套定位計(jì)算式：ΔY＝Xmax=δD0+δd+XminδD0定位套的孔徑公差δd工件定位外圓的直徑公差注意：基準(zhǔn)位移誤差的方向是任意的。3.平面支承定位平面支承定位的位移誤差較容易計(jì)算，當(dāng)忽略支承誤差且定位基準(zhǔn)制作精度較高時(shí)，工序尺寸的基準(zhǔn)位移誤差視為零。4.V形體定心定位若不計(jì)V形體制造誤差，僅有工件基準(zhǔn)面的圓度誤差時(shí)，工件的定位中心會(huì)發(fā)生偏移即O1O2＝T1－T2，產(chǎn)生基準(zhǔn)位移誤差。即：ΔY＝O1O2=T1－T2故：對(duì)于90°V形體ΔY＝0.707δd1.7.3定位誤差的合成定位誤差是兩誤差的合成即：ΔD=ΔB+ΔY在圓柱間隙配合定位和V形塊中心定位中，當(dāng)基準(zhǔn)不重合誤差和位移誤差都存在時(shí)，定位誤差的合成需判斷“＋”、“－”號(hào)。例如：V形塊中ΔB＝δd／2當(dāng)ΔB與ΔY的變動(dòng)方向相同時(shí)ΔD＝ΔB＋ΔY＝δd／2+ΔY當(dāng)ΔB與ΔY的變動(dòng)方向相反時(shí)ΔD＝ΔB－ΔY＝δd／2－ΔY1.8工件的夾緊在機(jī)械加工過程中，工件會(huì)受到切削力、離心力、慣性力等的作用。為了保證在這些外力作用下，工件仍能在夾具中保持已由定位元件所確定的加工位置，而不致發(fā)生振動(dòng)和位移，在夾具結(jié)構(gòu)中必須設(shè)置一定的夾緊裝置將工件可靠地夾牢。第一節(jié)、夾緊裝置的組成及其設(shè)計(jì)原則工件定位后，將工件固定并使其在加工過程中保持定位位置不變的裝置，稱為夾緊裝置。1.8.1夾緊裝置的組成夾緊裝置的組成由以下三部分組成。動(dòng)力源裝置它是產(chǎn)生夾緊作用力的裝置。分為手動(dòng)夾緊和機(jī)動(dòng)夾緊兩種。手動(dòng)夾緊的力源來自人力，用時(shí)比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。為了改善勞動(dòng)條件和提高生產(chǎn)率，目前在大批量生產(chǎn)中均采用機(jī)動(dòng)夾緊。機(jī)動(dòng)夾緊的力源來自氣動(dòng)、液壓、氣液聯(lián)動(dòng)、電磁、真空等動(dòng)力夾緊裝置。傳力機(jī)構(gòu)它是介于動(dòng)力源和夾緊元件之間傳遞動(dòng)力的機(jī)構(gòu)。傳力機(jī)構(gòu)的作用是：改變作用力的方向；改變作用力的大??；具有一定的自鎖性能，以便在夾緊力一旦消失后，仍能保證整個(gè)夾緊系統(tǒng)處于可靠的夾緊狀態(tài)，這一點(diǎn)在手動(dòng)夾緊時(shí)尤為重。夾緊元件它是直接與工件接觸完成夾緊作用的最終執(zhí)行元件。1.8.2夾緊裝置的設(shè)計(jì)原則在夾緊工件的過程中，夾緊作用的效果會(huì)直接影響工件的加工精度、表面粗糙度以及生產(chǎn)效率。因此，設(shè)計(jì)夾緊裝置應(yīng)遵循以下原則：工件不移動(dòng)原則夾緊過程中，應(yīng)不改變工件定位后所占據(jù)的正確位置。工件不變形原則夾緊力的大小要適當(dāng)，既要保證夾緊可靠，又應(yīng)使工件在夾緊力的作用下不致產(chǎn)生加工精度所不允許的變形。工件不振動(dòng)原則對(duì)剛性較差的工件，或者進(jìn)行斷續(xù)切削，以及不宜采用氣缸直接壓緊的情況，應(yīng)提高支承元件和夾緊元件的剛性，并使夾緊部位靠近加工表面，以避免工件和夾緊系統(tǒng)的振動(dòng)。安全可靠原則夾緊傳力機(jī)構(gòu)應(yīng)有足夠的夾緊行程，手動(dòng)夾緊要有自鎖性能，以保證夾緊可靠。經(jīng)濟(jì)實(shí)用原則夾緊裝置的自動(dòng)化和復(fù)雜程度應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，在保證生產(chǎn)效率的前提下，其結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單，便于制造、維修，工藝性能好；操作方便、省力，使用性能好。1.8.3定夾緊力的基本原則設(shè)計(jì)夾緊裝置時(shí)，夾緊力的確定包括夾緊力的方向、作用點(diǎn)和大小三個(gè)要素。1.夾緊力的方向夾緊力的方向與工件定位的基本配置情況，以及工件所受外力的作用方向等有關(guān)。選擇時(shí)必須遵守以下準(zhǔn)則：夾緊力的方向應(yīng)有助于定位穩(wěn)定，且主夾緊力應(yīng)朝向主要定位基面。夾緊力的方向應(yīng)有利于減小夾緊力，以減小工件的變形、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。夾緊力的方向應(yīng)是工件剛性較好的方向。由于工件在不同方向上剛度是不等的。不同的受力表面也因其接觸面積大小而變形各異。尤其在夾壓薄壁零件時(shí)，更需注意使夾緊力的方向指向工件剛性最好的方向。2.夾緊力的作用點(diǎn)夾緊力作用點(diǎn)是指夾緊件與工件接觸的一小塊面積。選擇作用點(diǎn)的問題是指在夾緊方向已定的情況下確定夾緊力作用點(diǎn)的位置和數(shù)目。夾緊力作用點(diǎn)的選擇是達(dá)到最佳夾緊狀態(tài)的首要因素。合理選擇夾緊力作用點(diǎn)必須遵守以下準(zhǔn)則：夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)，應(yīng)盡可能使夾緊點(diǎn)與支承點(diǎn)對(duì)應(yīng)，使夾緊力作用在支承上。如夾緊力作用在支承面范圍之外，會(huì)使工件傾斜或移動(dòng)，夾緊時(shí)將破壞工件的定位。夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)選在工件剛性較好的部位。這對(duì)剛度較差的工件尤其重要，如將作用點(diǎn)由中間的單點(diǎn)改成兩旁的兩點(diǎn)夾緊，可使變形大為減小，并且夾緊更加可靠。夾緊力可的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面，以防止工件產(chǎn)生振動(dòng)和變形，提高定位的穩(wěn)定性和靠性。3.夾緊力的大小夾緊力的大小，對(duì)于保證定位穩(wěn)定、夾緊可靠，確定夾緊裝置的結(jié)構(gòu)尺寸，都有著密切的關(guān)系。夾緊力的大小要適當(dāng)。夾緊力過小則夾緊不牢靠，在加工過程中工件可能發(fā)生位移而破壞定位，其結(jié)果輕則影響加工質(zhì)量，重則造成工件報(bào)廢甚至發(fā)生安全事故。夾緊力過大會(huì)使工件變形，也會(huì)對(duì)加工質(zhì)量不利。理論上，夾緊力的大小應(yīng)與作用在工件上的其它力（力矩）相平衡；而實(shí)際上，夾緊力的大小還與工藝系統(tǒng)的剛度、夾緊機(jī)構(gòu)的傳遞效率等因素有關(guān)，計(jì)算是很復(fù)雜的。因此，實(shí)際設(shè)計(jì)中常采用估算法、類比法和試驗(yàn)法確定所需的夾緊力。當(dāng)采用估算法確定夾緊力的大小時(shí)，為簡(jiǎn)化計(jì)算，通常將夾具和工件看成一個(gè)剛性系統(tǒng)。根據(jù)工件所受切削力、夾緊力（大型工件應(yīng)考慮重力、慣性力等）的作用情況，找出加工過程中對(duì)夾緊最不利的狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力，最后再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力，即Fwk=KFw式中Fwk——實(shí)際所需夾緊力，單位為N；Fw——在一定條件下，由靜力平衡算出的理論夾緊力，單位為N；K——安全系數(shù)，粗略計(jì)算時(shí)，粗加工取K＝2.5~3，精加工取K＝1.5~2。夾緊力三要素的確定，實(shí)際是一個(gè)綜合性問題。必須全面考慮工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工藝方法、定位元件的結(jié)構(gòu)和布置等多種因素，才能最后確定并具體設(shè)計(jì)出較為理想的夾緊裝置。1.8.4減小夾緊變形的措施有時(shí)，一個(gè)工件很難找出合適的夾緊點(diǎn)。如較長(zhǎng)的套筒在車床上鏜內(nèi)孔和高支座在鏜床上鏜孔，以及一些薄壁零件的夾持等，均不易找到合適的夾緊點(diǎn)。這時(shí)可以采取以下措施減少夾緊變形。1.均勻的對(duì)稱變形，以便獲得變形量的統(tǒng)計(jì)平均值，通過調(diào)整刀具適當(dāng)消除部分變形量，也可以達(dá)到所要求的加工精度。）增加輔助支承和輔助夾緊點(diǎn)。若高支座可采用增加一個(gè)輔助支承點(diǎn)及輔助夾緊力，就可以使工件獲得滿意的夾緊狀態(tài)。2.分散著力點(diǎn)，用一塊活動(dòng)壓板將夾緊力的著力點(diǎn)分散成兩個(gè)或四個(gè)，從而改變著力點(diǎn)的位置，減少著力點(diǎn)的壓力，獲得減少夾緊變形的效果。3.增加壓緊件接觸面積，在壓板下增加墊環(huán)，使夾緊力通過剛性好的墊環(huán)均勻地作用在薄壁工件上，避免工件局部壓陷。4.利用對(duì)稱變夾具的夾緊設(shè)計(jì)，應(yīng)保證形加工薄壁套筒時(shí)，采用加寬卡爪，如果夾緊力較大，仍有可能發(fā)生較大的變形。因此，在精加工時(shí)，除減小夾緊力外，工件能產(chǎn)生。5.其它措施對(duì)于一些極薄的特形工件，靠精密沖壓加工仍達(dá)不到所要求的精度而需要進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，上述各種措施通常難以滿足需要，可以采用一種凍結(jié)式夾具。這類夾具是將極薄的特形工件定位于一個(gè)隨行的型腔里，然后澆灌低熔點(diǎn)金屬，待其固結(jié)后一起加工，加工完成后，再加熱熔解取出工件。低熔點(diǎn)金屬的澆灌及熔解分離，都是在生產(chǎn)線上進(jìn)行的。1.9工件的組合定位1.9.1工件組合定位應(yīng)注意問題工件常以平面、外圓柱面、內(nèi)圓柱面、圓錐面等的各種組合，工件組合定位時(shí)，應(yīng)注意的幾個(gè)關(guān)鍵性問題。1．合理選擇定位元件，實(shí)現(xiàn)工件的完全定位或不安全定位。2．按基準(zhǔn)重合原則選擇定位基準(zhǔn)。3．組合定位中，一些定位元件單獨(dú)使用時(shí)限制沿坐標(biāo)方向的自由度，而在組合定位時(shí)則轉(zhuǎn)化為限制繞坐標(biāo)軸方向的自由度。4．從多種定位方案中選擇定位元件時(shí)，應(yīng)特別注意定位元件所限制的自由度與加工精度關(guān)系，以滿足加工要求。因工件在夾具上定位時(shí)，定位基準(zhǔn)發(fā)生位移、定位基準(zhǔn)與工序其準(zhǔn)不重合產(chǎn)生定位誤差?；鶞?zhǔn)位移誤差和基準(zhǔn)不重合誤差分別獨(dú)立、互不相干，它們都使工序基準(zhǔn)位置產(chǎn)生變動(dòng)。定位誤差包括基準(zhǔn)位移誤差和基準(zhǔn)不重合誤差。當(dāng)無基準(zhǔn)位移誤差時(shí)，ΔY=0；當(dāng)定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合時(shí)，ΔB=0；若兩項(xiàng)誤差都沒有，則ΔD=0。分析和計(jì)算定位誤差的目的，是為了對(duì)定位方案能否保證加工要求，有一個(gè)明確的定量概念，以便對(duì)不同定位方案進(jìn)行分析比較，同時(shí)也是在決定定位方案時(shí)的一個(gè)重要依據(jù)。1.9.2工件以兩孔一面定位定位元件：支承板、定位銷、和菱形銷。1.9.3組合表面定位及其誤差分析以上常見定位方式，多為以單一表面作為定位基準(zhǔn)，但在實(shí)際生產(chǎn)中，通常都以工件上的兩個(gè)或兩個(gè)以上的幾何表面作為定位基準(zhǔn)，即采用組合定位方式。組合定位方式很多，常見的組合方式：一個(gè)孔及其端面，一根軸及其端面，一個(gè)平面及其上的兩個(gè)圓孔。生產(chǎn)中最常用的就是“一面兩孔”定位，如加工箱體、杠桿、蓋板支架類零件。采用“一面兩孔”定位，容易做到工藝過程中的基準(zhǔn)統(tǒng)一，保證工件的相對(duì)位置精度。工件采用“一面兩孔”定位時(shí)，兩孔可以是工件結(jié)構(gòu)上原有的，也可以是定位需要專門設(shè)計(jì)的工藝孔。相應(yīng)的定位元件是支承板和兩定位銷。當(dāng)兩孔的定位方式都選用短圓柱銷時(shí)，支承板限制工件三個(gè)自由度；兩短圓柱銷分別限制工件的兩個(gè)自由度；有一個(gè)自由度被兩短圓柱銷重復(fù)限制，產(chǎn)生過定位現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生工件不能安裝的現(xiàn)象。因此，必須正確處理過定位，并控制各定位元件對(duì)定位誤差的綜合影響。為使工件能方便地安裝到兩短圓柱銷上，可把一個(gè)短圓柱銷改為菱形銷，采用一圓柱銷、一菱形銷和一支承板的定位方式，這樣可以消除過定位現(xiàn)象，提高定位精度，有利于保證加工質(zhì)量。菱形銷，應(yīng)用較廣，其尺寸見下表。表：菱形銷的尺寸d >3~6 >6~8 >8~20 >20~24 >24~30>30~40>40~50B d-0.5 d-1 d-2d-3 d-4 d-5 d-6b1 1 23 3 345b 2 3 4 5 5 6 8

2銑床夾具設(shè)計(jì)2.1銑床夾具的分類銑床夾具按使用范圍，可分為通用銑夾具、專用銑夾具和組合銑夾具三類。按工件在銑床上加工的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，可分為直線進(jìn)給夾具、圓周進(jìn)給夾具、沿曲線進(jìn)給夾具（如仿形裝置）三類。還可按自動(dòng)化程度和夾緊動(dòng)力源的不同（如氣動(dòng)、電動(dòng)、液壓）以及裝夾工件數(shù)量的多少（如單件、雙件、多件）等進(jìn)行分類。其中，最常用的分類方法是按通用、專用和組合進(jìn)行分類。2.2銑床常用通用夾具的結(jié)構(gòu)銑床常用的通用夾具主要有平口虎鉗，它主要用于裝夾長(zhǎng)方形工件，也可用于裝夾圓柱形工件。機(jī)用平口虎鉗是通過虎鉗體固定在機(jī)床上。固定鉗口和鉗口鐵起垂直定位作用，虎鉗體上的導(dǎo)軌平面起水平定位作用?；顒?dòng)座、螺母、絲桿（及方頭的）和緊固螺釘可作為夾緊元件。回轉(zhuǎn)底座和定位鍵分別起角度分度和夾具定位作用。2.3銑床夾具的設(shè)計(jì)特點(diǎn)銑床夾具與其它機(jī)床夾具的不同之處在于：它是通過定位鍵在機(jī)床上定位，用對(duì)刀裝置決定銑刀相對(duì)于夾具的位置。2.3.1銑床夾具的安裝銑床夾具在銑床工作臺(tái)上的安裝位置，直接影響被加工表面的位置精度，因而在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮其安裝方法，一般是在夾具底座下面裝兩個(gè)定位鍵。定位鍵的結(jié)構(gòu)尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化，應(yīng)按銑床工作臺(tái)的T形槽尺寸選定，它和夾具底座以及工作臺(tái)T形槽的配合為H7/h6、H8/h8。兩定位鍵的距離應(yīng)力求最大，以利提高安裝精度。作為定位鍵的安裝是夾具通過兩個(gè)定位鍵嵌入到銑床工作臺(tái)的同一條T形槽中，再用T形螺栓和墊圈、螺母將夾具體緊固在工作臺(tái)上，所以在夾具體上還需要提供兩個(gè)穿T形螺栓的耳座。如果夾具寬度較大時(shí)，可在同側(cè)設(shè)置兩個(gè)耳座，兩耳座的距離要和銑床工作臺(tái)兩個(gè)T形槽間的距離一致。2.3.2銑床夾具的對(duì)刀裝置銑床夾具在工作臺(tái)上安裝好了以后，還要調(diào)整銑刀對(duì)夾具的相對(duì)位置，以便于進(jìn)行定距加工。為了使刀具與工件被加工表面的相對(duì)位置能迅速而正確地對(duì)準(zhǔn)，在夾具上可以采用對(duì)刀裝置。對(duì)刀裝置是由對(duì)刀塊和塞尺等組成，其結(jié)構(gòu)尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化。各種對(duì)刀塊的結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)工件的具體加工要求進(jìn)行選擇。2.4定位方案圖2-1所示拔叉零件，要求設(shè)計(jì)銑槽工序用的銑床夾具。根據(jù)工藝規(guī)程，在銑槽之前其它各表面均已加工好，本工序的加工要求是：槽寬16H11mm，槽深8mm，槽的中心平面與Ф25H7孔軸線的垂直度公差為0.08mm，槽側(cè)面與E面的距離11±0.2mm，槽底面與面平行。2.4.1六點(diǎn)定位原理當(dāng)工件在不受任何條件約束時(shí)，其位置是任意的不確定的。由理論力學(xué)可知，在空間處于自由狀態(tài)的鋼體，具有六個(gè)自由度，即沿著X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)軸的移動(dòng)和繞著這三個(gè)坐標(biāo)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度。六個(gè)自由度是工件在空間位置不確定的最高程度。定位的任務(wù)，就是要限制工件的自由度。在夾具中，用分別適當(dāng)?shù)呐c工件接觸的六個(gè)支撐點(diǎn)，來限制工件六個(gè)自由度的原理，稱為六點(diǎn)定位原理。2.4.2應(yīng)用定位原理幾種情況1.完全定位工件的六個(gè)自由度全部被限制，它在夾具中只有唯一的位置，稱為完全定位。2.部分定位工件定位時(shí)，并非所有情況下都必須使工件完全定位。在滿足加工要求的條件下，少于六個(gè)支撐點(diǎn)的定位稱為部分定位。在滿足加工要求的前提下，采用部分定位可簡(jiǎn)化定位裝置，在生產(chǎn)中應(yīng)用很多。如工件裝夾在電磁吸盤上磨削平面只需限制三個(gè)自由度。3.過定位（重復(fù)定位）幾個(gè)定位支撐點(diǎn)重復(fù)限制一個(gè)自由度，稱為過定位。(1)一般情況下，應(yīng)該避免使用過定位。通常，過定位的結(jié)果將使工件的定位精度受到影響，定位不確定可使工件（或定位件）產(chǎn)生變形，所以在一般情況下，過定位是應(yīng)該避免的。（2）過定位亦可合理應(yīng)用雖然工件在夾具中定位，通常要避免產(chǎn)生“過定位”，但是在某些條件下，合理地采用“過定位”，反而可以獲得良好的效果。這對(duì)剛性弱而精度高的航空、儀表類工件更為顯著。工件本身剛性和支承剛性的加強(qiáng)，是提高加工質(zhì)量和生產(chǎn)率的有效措施，生產(chǎn)中常有應(yīng)用。大家都熟知車削長(zhǎng)軸時(shí)的安裝情況，長(zhǎng)軸工件的一端裝入三爪卡盤中，另一端用尾架尖支撐。這就是個(gè)“過定位”的定位方式。只要事先能對(duì)工件上諸定位基準(zhǔn)和機(jī)床（夾具）有關(guān)的形位誤差從嚴(yán)控制，過定位的弊端就可以免除。由于工件的支撐剛性得以加強(qiáng)，尾架的扶持有助于實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定，可靠的定位，所以工件安裝方便，加工質(zhì)量和效率也大為提高。2.4.3確定要限制的自由度按照加工要求，銑通槽時(shí)應(yīng)限制五個(gè)自由度，即沿x軸移動(dòng)的自由度不需要限制，但若在此方向設(shè)置一止推支撐，則可起到承受部分銑削力的作用，故可采用完全定位。2.4.4定位方案選擇如圖2-2所示，有三種定位方案可供選擇：方案=1\*ROMANI：工件以E面作為主要定位面，用支承板1和短銷2（與工件Ф25H7孔配合）限制工件五個(gè)自由度，另設(shè)置一防轉(zhuǎn)擋銷實(shí)現(xiàn)六點(diǎn)定位。為了提高工件的裝夾剛度，在C處加一輔助支承，如圖（a）所示。方案=2\*ROMANII：工件以Ф25H7孔作為主要定位基面，用長(zhǎng)銷3和支承釘4限制工件五個(gè)自由度，另設(shè)置一防轉(zhuǎn)擋銷實(shí)現(xiàn)六點(diǎn)定位。在C處也加一輔助支承，如圖（b）所示。方案=3\*ROMANIII：工件以Ф25H7孔為主要定位基面，用長(zhǎng)銷3和長(zhǎng)條支承板5限制兩個(gè)自由度，限制工件六個(gè)自由度，其中繞z軸轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度被重復(fù)限制了，另設(shè)置一防擋銷。在C處也加一輔助支承，如圖（c）所示。比較以上三種方案，方案=1\*ROMANI中工件繞x軸轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度由E面限制，定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，不利于保證槽的中心平面與Ф25H7孔軸線的垂直度。方案=2\*ROMANII中雖然定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，槽的中心平面與Ф25H7孔軸線的垂直度要求保證，但這種定位方式不利于工件的夾緊。由于輔助支承是在工件夾緊后才起作用，而是施加夾緊力P時(shí)，支承釘4的面積太小，工件極易歪斜變形，夾緊也不可靠。方案=3\*ROMANIII中雖是過定位，但若在工件加工工藝方案中，安排Ф25H7孔與E面在一次裝夾中加工，使Ф25H7孔與E面有較高的垂直度，則過定位的影響甚小。在對(duì)工件施加夾緊力P時(shí)，工件的變形也很小，且定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合。綜上所述，方案=3\*ROMANIII較好。對(duì)于防轉(zhuǎn)擋銷位置的設(shè)置，也是三種不同的方案，如圖2-3所示。當(dāng)擋銷放在位置1時(shí)，由于B面與Ф25H7孔的距離較進(jìn)（230-0.3mm），尺寸公差又大，定位精度低。擋銷放在位置2時(shí)，雖然距Ф25H7孔軸線較遠(yuǎn)，但由于工件定位是毛面，因而定位精度也較低。而當(dāng)擋銷放在位置3時(shí)，距Ф25H7孔軸線較遠(yuǎn)，工件定位面的精度較高（Ф55H12），定位精度較高，且能承受切削力所引起的轉(zhuǎn)矩。因此，防轉(zhuǎn)擋銷應(yīng)放在位置3較好。2.4.5計(jì)算定位誤差除槽寬16H11由銑刀保證外，本夾具要保證槽側(cè)面與E面的距離及槽的中心平面與Ф25H7孔軸線的垂直度，其它要求未注公差，因此只需計(jì)算上述兩項(xiàng)加工要求的定位誤差。（1）加工尺寸11±0.2mm的定位誤差采用圖2-2（c）所示定位方案時(shí)，E面既是工序基準(zhǔn)，又是定位基準(zhǔn)，故基準(zhǔn)不重合誤差為零。有由于E面與長(zhǎng)條支承板始終保持接觸，故基準(zhǔn)位移誤差為零。因此，加工尺寸11±0.2mm沒有定位誤差。（2）槽的中心平面與Ф25H7孔軸線垂直度的定位誤差長(zhǎng)銷與工件的配合去Ф25H7g6，則Ф25g6=Ф25-0.009-0.025（mm）Ф25H7=Ф25+0.0250（mm）由于定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，故基準(zhǔn)不重合誤差為零。基準(zhǔn)位移誤差的分析如圖2-4所示?；鶞?zhǔn)位移誤差△y=2*8tan△a=2*8*0.000625=0.01（mm）由于定位誤差△D=△y=0.01?0.08/3（mm），故此定位方案可行。2.5夾緊方案根據(jù)工件夾緊的原則，除在圖2-2（c）中施加夾緊力外，還應(yīng)在靠近加工面處增加一夾緊力，如圖2-5所示，用螺母與開口墊圈夾壓在工件圓柱的左端面，而對(duì)著支撐板的夾緊機(jī)構(gòu)可采用鉤形壓板，使結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便。2.6對(duì)刀方案銑刀的分類銑刀的類型很多，可根據(jù)銑刀的形狀及用途分類。1.按銑刀的用途分類（1）加工平面用的銑刀圓柱銑刀用于臥式銑床上加工平面，主要是用高速鋼制造。圓柱銑刀采用螺旋形刀齒以提高切削工作的平穩(wěn)性。端面銑刀用于立式銑床上加工平面。刀齒采用硬質(zhì)合金制造，生產(chǎn)高。（2）加工溝槽用的銑刀如鍵槽銑刀、兩面刃銑刀、三面刃銑刀、立銑刀、角度銑刀、月牙鍵槽銑刀、鋸片銑刀等。（3）加工成形表面用的銑刀如成形銑刀。2.按銑刀齒背形狀分類（1）尖齒銑刀尖齒銑刀也叫直線齒背銑刀。這種銑刀的刀齒是尖齒的，其齒背是用角度銑刀銑出來的，所以呈直線形。（2）產(chǎn)齒銑刀產(chǎn)齒銑刀的齒背是用產(chǎn)齒的方法得到的。產(chǎn)齒銑刀沿前刀面重磨，重磨后銑刀的刀齒性能保持不變，因此適用于切削廓形較復(fù)雜的銑刀，如成形銑刀等。除此之外，銑刀還可以按刀齒數(shù)目分為粗齒銑刀和細(xì)齒銑刀。在直徑相同的情況下，粗齒銑刀的刀數(shù)較少，刀齒的強(qiáng)度及容屑空間較大，適于粗加工，細(xì)齒銑刀適用于半精加工和精加工。加工槽的銑刀需兩個(gè)方向?qū)Φ?，故?yīng)采用直角對(duì)刀塊。2.7夾具體與定位鍵為保證工件在工作臺(tái)上安裝穩(wěn)定，應(yīng)按照夾具體的高寬比不大于1.25的原則確定其寬度，并在兩端設(shè)置耳座，以便固定。為了使夾具在機(jī)床工作臺(tái)的位置準(zhǔn)確及保證槽的中心平面與Ф25H7孔軸線垂直度要求，夾具體底面應(yīng)設(shè)置定位鍵，定位鍵的側(cè)面應(yīng)與長(zhǎng)銷的軸心線垂直。2.8夾具總圖上的尺寸、公差和技術(shù)要求下面是對(duì)撥叉銑槽夾具（見裝配圖）的分析說明。1.夾具最大輪廓尺寸為234mm，210mm，250mm。2.影響工件定位精度的尺寸和公差為工件內(nèi)孔與長(zhǎng)銷10的配合尺寸為Ф25H7g6和擋銷的位置尺寸為6±0.024mm及107±0.07mm。3.影響夾具在機(jī)床上安裝精度的尺寸和公差定位鍵與銑床工作臺(tái)T形槽的配合尺寸14h6。4.影響夾具精度的尺寸個(gè)公差為定位長(zhǎng)銷10的軸心線對(duì)定位鍵側(cè)面B的垂直度為0.03mm；定位長(zhǎng)銷10的軸心線對(duì)夾具底面A的平行度為0.05mm；對(duì)刀塊的位置尺寸為9±0.04和13±0.04mm。圖中，塞尺厚度為2h8mm，所以對(duì)刀塊水平方向的位置尺寸為a=11-2=9（mm）（基本尺寸）對(duì)刀塊垂直方向的位置尺寸為b=23-8-2=13（mm）（基本尺寸）對(duì)刀塊位置尺寸的公差取工件相應(yīng)尺寸公差的2/1～1/5。因此a=9±0.04mmb=13±0.04mm5.影響對(duì)刀精度的尺寸和公差；塞尺的厚度尺寸2h8=22-0.014mm。2.9夾具精度分析為確使夾具能滿足工序要求，在夾具技術(shù)要求指定以后，還必須對(duì)夾具進(jìn)行精度分析。若工序某項(xiàng)精度不能被保證時(shí)，還需要夾具的有關(guān)技術(shù)要求作適當(dāng)調(diào)整。按夾具的誤差分析一章中的分析方法，下面對(duì)本例中的工序要求逐項(xiàng)分析；1.槽寬尺寸16H11mm；此項(xiàng)要求由刀具精度保證，與夾具精度無關(guān)；2.槽側(cè)面到E面尺寸11±0.2mm；對(duì)此項(xiàng)要求有影響的是對(duì)刀塊側(cè)面到定位板間的尺寸9±0.04mm及塞尺的精度（2h8mm）。上述兩項(xiàng)誤差之和△D+△G+△A+△J+△T=0.094<0.4(vmm)因此，尺寸11±0.2mm能保證；3.槽深8mm：由于工件在Z方向的位置由定位銷確定，而該尺寸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為B面。因此有定位誤差，其中△B=0.2VMM、△y=(＆d+＆D）/2=（0.16+0.025）/2=0.02mm(＆d為銷公差，＆D為工件公差）?！鱀=△B+△y=0.22mm、另外，塞尺尺寸（2h8mm）及對(duì)刀塊水平面到定位銷的尺寸（13±0.04mm）也對(duì)槽深尺寸有影響，△T=0.014+0.08+0.094mm，△J、△G、△A都對(duì)槽深無影響，因此△D+△G+△A+△J+△T=0.314（mm）尺寸8的公差（按IT14級(jí)）為0.36mm，故尺寸8mm能保證；4.槽的中心平面與Ф25H7孔軸線垂直度公差0.08mm；影響該項(xiàng)要求的因素有：（1）定位誤差△D=△y=0.01mm；(2)加工方法誤差△G=0.012mm；(3)夾具定位心軸17的軸線與夾具底面A的平行度公差0.05mm（見裝配圖），即△A=0.05mm(4)定位心軸17的軸線對(duì)定位側(cè)面B的垂直度公差0.05mm，即△A=0.05mm；而△J△T都對(duì)垂直度無影響。由于這些誤差不在同一方向，因此，槽中心平面最大位置誤差在YOZ面之上為0.01+0.012+0.05=0.072mm；在YOX平面上為0.01+0.012+0.03=0.052mm。此兩項(xiàng)都小于垂直度公差0.08mm，故該項(xiàng)要求能保證。綜上所述，該銑槽家具能滿足銑槽工序要求，可行。5部分加工程序及其備注N10G90G54G00Z60.000(建立直角坐標(biāo)系)N12S1000M03N16Z50.000（換刀，直徑25mm麻花鉆）N20G81R2=29.000R3=21.500R10=50.000F100N24G81R2=22.000R3=14.500R10=50.000N26G80G00Z60.000N28M05（換刀，直徑26mm麻花鉆）N30S1000M03N34Z50.000N38G81R2=29.000R3=18.500R10=50.000F100N42G81R2=19.000R3=8.500R10=50.000N46G81R2=29.000R3=18.500R10=50.000N50G81R2=19.000R3=8.500R10=50.000N52G80G00Z60.000N54M05（換刀，直徑12mm麻花鉆）N56S1000M03N60Z50.000N64G81R2=0.500R3=-30.000R10=50.000F100N68G81R2=0.500R3=-30.000R10=50.000N72G81R2=0.500R3=-30.000R10=50.000N76G81R2=0.500R3=-30.000R10=50.000N78G80G00Z60.000N80M05（換刀，直徑11.8mm麻花鉆）N82S1000M03N86Z50.000N90G81R2=22.000R3=1.500R10=50.000F100N94G81R2=22.000R3=1.500R10=50.00