第2章 工件的定位和機(jī)床夾具

第二章工件的定位和機(jī)床夾具三、工藝基準(zhǔn)：零件在加工、測量、裝配等工藝過程中所使用的基準(zhǔn)。1.工序基準(zhǔn)：確定本工序被加工表面加工后的尺寸、位置的基準(zhǔn)。如圖2—2所示2.定位基準(zhǔn)：工件在機(jī)床上或夾具中占有正確位置所采用的基準(zhǔn)。3.測量基準(zhǔn)：用來確定被測量尺寸、形狀和位置的基準(zhǔn)。基準(zhǔn)之間關(guān)系如圖2—3所示4.裝配基準(zhǔn)：裝配時用來確定零件或部件在產(chǎn)品中相對位置所采用的基準(zhǔn)。§2-1基準(zhǔn)的概念一、基準(zhǔn)的含義:用來確定其它點(diǎn)、線、面的位置所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面稱為基準(zhǔn)。二、設(shè)計基準(zhǔn)：零件圖上使用的基準(zhǔn)?；鶞?zhǔn)之間關(guān)系§2-2工件的裝夾方法一、定位與裝夾1.定位：確定工件在機(jī)床上或夾具中占據(jù)正確的位置的過程。

注意：1）定位就是限制自由度；

2）定位為夾具上支承點(diǎn)與工件上定位基準(zhǔn)面始終保持緊貼接觸。

3）分析定位支承點(diǎn)的定位作用時，不考慮力的影響。2.夾緊：將定位后的工件固定，使其在加工中保持位置不變的過程。3.裝夾：工件在機(jī)床上或夾具中定位、夾緊的過程。4.機(jī)床夾具：用來裝夾工件的裝置。二、工件裝夾方法1.找正裝夾方法2.夾具自動裝夾方法§2-3夾具的組成及分類一、夾具的組成（圖2-7）1.定位元件和夾緊裝置2.對刀、導(dǎo)向元件3.夾具連接元件4.其它裝置和元件5.夾具體二、夾具的分類1.專用夾具（2-7圖）2.組合夾具（2-9圖）3.成組夾具（2-10圖）§2-4定位原理及常見的定位元件一、六點(diǎn)定位原理1.XOY平面限制Z方向的移動、X、Y向的轉(zhuǎn)動。2.YOZ平面限制Y方向的移動和Z方向的轉(zhuǎn)動。3.XOZ平面限制X方向移動的自由度。定位原理及常見的定位元件三、定位種類及含義1.完全定位:工件六個自由度完全被限制的定位。2.不完全定位：限制的自由度數(shù)滿足加工要求。3.欠定位：限制的自由度數(shù)目不滿足加工要求。4.過定位:多個定位元件重復(fù)限制同一個自由度。二、常見的定位元件1.常見的定位基面：平面、內(nèi)、外圓、內(nèi)錐面等2.常見的定位元件：支承釘、板、定位套等。支承釘：用于較小平面支承，支承工件需要力小粗基準(zhǔn)用：球頭用于水平面網(wǎng)紋頭易積屑多用于側(cè)面圖d為帶襯套支承釘，由于它便于拆卸和更換，一般用于批量大、磨損快、需要經(jīng)常修理的場合可調(diào)支承：多用于未加工表面，一般每批毛坯調(diào)整一次。自位支承：又稱浮動支承，在定位過程中，支承本身所處的位置隨工件定位基準(zhǔn)面的變化而自動調(diào)整并與之相適應(yīng)。盡管每一個自位支承與工件間可能是二點(diǎn)或三點(diǎn)接觸，但實(shí)質(zhì)上仍然只起一個定位支承點(diǎn)的作用，只限制工件的一個自由度，常用于毛坯表面、斷續(xù)表面、門路表面定位。輔助支承

輔助支承是在工件實(shí)現(xiàn)定位后才參與支承的定位元件，不起定位作用，只能增加工件加工時剛度或起輔助定位作用

圖a、b為螺旋式輔助支承，用于小批量生產(chǎn)；圖5c為推力式輔助支承，用于大批量生產(chǎn)支承板：用于精基準(zhǔn)，工件重，較大平面支承，相當(dāng)2個支承點(diǎn)固定式V形塊圖a用于較短的精基準(zhǔn)定位；圖b用于較長的粗基準(zhǔn)(或門路軸)定位；圖c用于兩段精基準(zhǔn)面相距較遠(yuǎn)的場合；圖d中的V形塊是在鑄鐵底座上鑲淬火鋼墊而成，用于定位基準(zhǔn)直徑與長度較大的場合。活動V形塊應(yīng)用實(shí)例

活動式V形塊限制工件在Y方向上的移動自由度。它除定位外，還兼有夾緊作用。圓柱銷圓錐銷

用于加工套筒、空心軸等類工件。圖a用于粗基準(zhǔn)，圖b用于精基準(zhǔn)。它限制了工件三個移動自由度。

圓錐銷組合定位

工件在單個圓錐銷上定位較易傾斜，所以圓錐銷一般與其它定位元件組合定位。如圖所示，工件以底面作為主要定位基面，采用活動圓錐銷，只限制X,Y兩個移動自由度，即使工件的孔徑變化較大，也能正確定位。定位心軸

主要用于套筒類和空心盤類工件的車、銑、磨及齒輪加工。

圓柱心軸

圖a為間隙配合圓柱心軸，其定位精度不高，但裝卸工件較方便；圖b為過盈配合圓柱心軸，常用于對定心精度要求高的場合；圖c為花鍵心軸，用于以花鍵孔為定位基準(zhǔn)的場合。當(dāng)工件孔的長徑比L/D>1時，工作部分可略帶錐度。短圓柱心軸限制工件兩個自由度，長圓柱心軸限制工件的四個自由度

圓錐心軸

：以工件上的圓錐孔在圓錐心軸上定位。這類定位方式是圓錐面與圓錐面接觸，要求錐孔和圓錐心軸的錐度相同，接觸良好，因此定心精度與角向定位精度均較高，而軸向定位精度取決于工件孔和心軸的尺寸精度。圓錐心軸限制工件的五個自由度，即除繞軸線轉(zhuǎn)動的自由度沒限制外均已限制。襯套定位套：工件以外圓柱表面為定位基準(zhǔn)在定位套內(nèi)孔中定位，這種定位方法一般適用于精基準(zhǔn)定位

圖a為短定位套定位，限制工件兩個自由度，圖b為長定位套定位，限制工件四個自由度。半圓套半圓套結(jié)構(gòu)簡圖，下半圓起定位作用，上半圓起夾緊作用。圖a為可卸式，圖b為鉸鏈?zhǔn)?，后者裝卸工件方便些。短半圓套限制工件兩個自由度，長半圓套限制工件四個自由度。

一面兩孔組合定位

解決過定位的方法有：①減小第二個銷子的直徑。此種方法由于銷子直徑減小，配合間隙加大，故使工件繞第一個銷子的轉(zhuǎn)角誤差加大。②使第二個銷子可沿X方向移動，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。③第二個銷子采用削邊銷結(jié)構(gòu)，即采取在過定位方向上，將第二個圓柱銷削邊，如圖17b所示。平面限制一個自由度。它不需要減小第二個銷子直徑，因此轉(zhuǎn)角誤差較小。削邊銷的形成機(jī)理§2-5工件夾緊及夾緊裝置一、工件夾緊的基本要求1.夾緊裝置的含義：2.夾緊裝置組成：由動力裝置、夾緊元件和中間傳動機(jī)構(gòu)組成。3.夾緊機(jī)構(gòu)的要求:

不能破壞定位；夾緊應(yīng)牢固；結(jié)構(gòu)簡單、操卓安全、方便；有良好的自鎖性。4.夾緊力的作用點(diǎn)、方向、大小1）作用點(diǎn)應(yīng)落在支承元件上、工件剛性好的部位上、靠近加工面。2）方向應(yīng)垂直定位面、利于減少夾緊力。3）大小保證工件、夾具不變形，工件應(yīng)牢固可靠。二、常見夾緊機(jī)構(gòu)1.斜楔夾緊機(jī)構(gòu)（2-44）2.螺旋夾緊機(jī)構(gòu)（2-46）3.偏心夾緊機(jī)構(gòu)（2-50）4.定心夾緊機(jī)構(gòu)（2-54）5.鉸鏈杠桿增力機(jī)構(gòu)（2-60）6.多件多位夾緊機(jī)構(gòu)（2-61）7.夾具的動力裝置（氣壓、液壓等）斜楔夾緊機(jī)構(gòu)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)偏心夾緊機(jī)構(gòu)鉸鏈杠桿增力機(jī)構(gòu)四、典型機(jī)床夾具設(shè)計特點(diǎn)

1．鉆床夾具

2．鏜床夾具

3．銑床夾具

4．車床夾具

鉆床夾具組成：鉆模板、鉆套、定位元件、夾緊裝置、鉆模體固定式鉆模

蓋板式式鉆模

回轉(zhuǎn)式式鉆模

鉆床夾具中使用刀具導(dǎo)向元件----鉆套襯套與鉆模板的配合H7/n6。鉆套與襯套的配合。F7/m6、F7/k6，間隙較大，更換方便鉆頭與鉆套的配合，基軸制：F7/h6，G6/h5高度：H=(1.5~2)d（一般）

H=(2.5~3.5)d（高精度）鏜床夾具結(jié)構(gòu)鏜床夾具中刀具導(dǎo)向元件---鏜套銑床夾具銑床夾具中的重要元件定位鍵（連接元件）對刀塊與塞尺銑床對刀裝置位置一般安排在刀具開始進(jìn)給一方。平面塞尺厚度S常用1、3、5mm，圓柱塞尺d常用3、5mm。塞尺尺寸公差均為h6

HJ=H－S(塞尺厚度)圖1.5銑床夾具1—心軸；2—定位鍵；3—對刀塊；4—螺母；5—開口墊圈；6—夾具體銑床夾具角鐵式車床夾具

杠桿零件鏜孔車床夾具

五夾具設(shè)計的步驟

1)收集和研究有關(guān)資料（1）生產(chǎn)批量；（2）零件圖及工序圖；（3）零件工藝規(guī)程；（4）夾具典型結(jié)構(gòu)及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。2)確定夾具的結(jié)構(gòu)方案(1)確定工件的定位方式和定位元件，進(jìn)行定位誤差計算；(2)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；(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)。五夾具設(shè)計的步驟

3)繪制夾具總圖4)確定并標(biāo)注有關(guān)尺寸、配合及技術(shù)條件(1)應(yīng)標(biāo)注的尺寸及配合①工件與定位元件的聯(lián)系尺寸；②夾具與刀具的聯(lián)系尺寸；③夾具與機(jī)床的聯(lián)系尺寸；④夾具內(nèi)部的配合尺寸；⑤夾具的外廓尺寸。

(2)應(yīng)標(biāo)注的技術(shù)條件①定位元件之間或定位元件與夾具體底面間的位置要求；②定位元件與連接元件間的位置要求；③對刀元件與連接元件間的位置要求；④定位元件與導(dǎo)引元件的位置要求。

夾具設(shè)計舉例

例：一撥叉零件如下圖所示，試設(shè)計一個鉆、鉸Φ8孔的夾具。R2514±0.1Φ36Φ24H78120-0.088±0.15Φ81.66.36.3400-0.1R35Φ14R56.384±0.08

3.2其余圖2-47撥叉的結(jié)構(gòu)圖0.08AA夾具設(shè)計舉例

(1)確定工件的定位方案，選擇定位元件。14±0.1Φ8

3.2圖2-48需保證的工序尺寸0.08AAXYZO中心線位置垂直度基準(zhǔn)重合原則選基準(zhǔn)面基準(zhǔn)重合原則選基準(zhǔn)孔長柱銷限制X、X、Z、Z四個自由度靠銷限制Y自由度需進(jìn)行定位誤差計算小端面限制Y自由度夾具設(shè)