第三章機床夾具設計

第三章機床夾具設計第一節(jié)機床夾具概述第二節(jié)工件的定位定位誤差的計算★第三節(jié)工件的夾緊第一節(jié)機床夾具概述一、機床夾具及其組成機床夾具：各種金屬切削機床上用以裝夾工件的工藝裝備。

將工件進行定位、夾緊，將刀具進行導向或對刀，以保證工件和刀具間的相對位置關系的附加裝置。一、機床夾具及其組成定位元件：起定位作用，保證工件在夾具中占據(jù)正確的位置。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占據(jù)正確的位置。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。連接元件：用來保證夾具和機床工作臺之間的正確位置。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。其它元件：如動力裝置、分度裝置等二、夾具的分類：按專業(yè)化程度分：通用夾具：與通用機床配套。如：三爪卡盤、開口虎鉗等。專用夾具：根據(jù)某一個零件的某一道工序專門設計。成組夾具：按照成組工藝原理設計，適用于一組零件。組合夾具：由標準件拼接而成。隨行夾具：用于自動線上，工件在夾具上由輸送裝置送往各機床，并在機床夾具或機床工作臺上進行定位和夾緊。二、夾具的分類：按機床分類按動力源分類車床、銑床夾具手動夾具鉆床、鏜床夾具氣動夾具齒輪機床夾具液壓夾具數(shù)控機床夾具氣液增力夾具自動線隨行夾具電磁夾具三、機床夾具的功用：保證加工質量，尤其是位置精度；提高生產率，降低成本；減輕勞動強度，保證安全生產；擴大機床的工藝范圍。第二節(jié)定位誤差的計算---調整法定位誤差△D：是指一批工件逐個在夾具上定位時,由于工件及定位元件存在公差,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。定位誤差中的基本概念：1、定位誤差的概念2、工序基準的概念在工件加工的工序圖中，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工序基準。一、定位誤差中的基本概念：3、定位基準的概念定位基面：與定位元件接觸的表面。定位基準：在加工時工件上用于工件定位的基準---定位基面的理想狀況。當工件以回轉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，工件上實際存在的面是定位基準。4、限位基準的概念限位基面：定位元件上與工件接觸的表面。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。定位誤差基準位移誤差(△Y)

基準不重合誤差(△B)

零件定位基準不準確定位元件限位基準不準確1、定位誤差的概念工件尺寸不準確基準不重合誤差：定位基準與工序基準不重合，由此產生基準不重合誤差ΔB。工序尺寸B的定位誤差：ΔB=0如圖：工序尺寸：A，B；定位基準：底面和E面；C尺寸：對刀尺寸，在一批工件的加工過程中是不變的。工序尺寸A的定位誤差計算解：工序尺寸A的工序基準是F,定位基準是E，工序基準和定位基準不重合，故產生基準不重合誤差。S:定位基準E與工序基準F間的距離尺寸，稱為定位尺寸。ΔB=Amax-Amin=Smax-Smin=δs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α時，基準不重合誤差ΔB等于定位尺寸公差在加工尺寸方向上的投影，即ΔB=δscosα基準位移誤差：定位基準與限位基準不重合，由此產生基準不重合誤差ΔY。如圖：工序尺寸：B，H，A，E；對刀尺寸：C定位基準:內孔軸心線不考慮內孔和外圓的同軸度誤差工序尺寸A的基準位移誤差的計算：定位基準：工件內孔軸線；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。ΔY=Amax-Amin=imax-imin=(Dmax/2-dmin/2)-(Dmin/2-dmin/2)=(Dmax-Dmin)/2+(dmax-dmin)/2=δD/2+δd0/2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α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

ΔY=δicosα結論：定位誤差只產生在采用調整法加工一批零件的條件下。定位誤差是由于工件定位不準而產生的加工誤差。表現(xiàn)形式為工序基準在加工尺寸方向上產生的最大尺寸或位置的變動范圍。△D=△Y±△B二、定位誤差的計算方法合成法：ΔD=ΔB±ΔY判據(jù)：變動方向一定（由大變小，或由小變大）的條件下，Δy

（工序基準是否在定位基面上，若不在，則ΔB和ΔY無關，故：ΔD=ΔB+ΔY

若在）與ΔB（工序基準）的變動方向相同時，取“＋”號；變動方向相反時，取“一”號。解：1）加工尺寸E：工序基準為外圓下母線F，定位基準為內孔軸線O，存在ΔB；ΔB=Td/22）定位基準與限位基準不重合，存在Δy:Δy=TD/2+Td0/23）因為工序基準不在定位基面上，即ΔB與Δy無相關公共變量，所以

ΔD=ΔB+Δy=(TD+Td0+Td)/2二、定位誤差的計算方法求圖中加工尺寸H的定位誤差。解：1）工序基準是孔的上母線G，定位基準為孔軸線O，存在ΔB：ΔB=TD/22）定位基準與限位基準不重合：ΔY=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，ΔY（或定位基準O）向下移動，而ΔB（或工序基準G）則向上變動（考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“－”號，所以

ΔD=ΔY-ΔB=Td0/2三、定位誤差分析計算：以平面定位時的定位誤差：對于尺寸A3：對于尺寸A1：三、定位誤差分析計算：以外圓在V形塊上定位時的定位誤差：對于尺寸H1：或根據(jù)：△D=△Y+△B三、定位誤差分析計算：對于尺寸H2：三、定位誤差分析計算：對于尺寸H3：三、定位誤差分析計算：以內孔在圓柱心軸上定位時的定位誤差：定位心軸水平放置：定位心軸垂直放置：三、定位誤差分析計算對于尺寸H1：對于尺寸H2：對于尺寸H3：以定位心軸水平放置時為例：對于尺寸H4：三、定位誤差分析計算小結基準不重合誤差△B=Ts基準位移誤差△Y

平面定位時,

△Y=0

孔軸配合,單邊接觸時,△Y=(TD+Td0)/2

任意邊接觸時,△Y=XmaxV型塊定位,垂直方向,△Y=Td/(2sinα/2)

水平方向,△Y=0定位誤差△D=△Y±△B四、定位誤差分析計算習題課例1：求加工尺寸A的定位誤差。解：1）定位基準為底面，工序基準為圓孔中心線O，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向夾450ΔB=Tscosα=0.2cos45=0.1414定位基準與限位基準重合,ΔY=0；∴ΔD=ΔB=0.1414mm答：A的定位誤差為0.1414mm結論:

1）平面定位時,ΔY=0;

2)工序基準變動方向與加工尺寸不一致時,需向加工尺寸方向投影.四、定位誤差分析計算習題課例2:鉆鉸凸輪上兩小孔,求加工尺寸100的定位誤差.解:1）定位基準與工序基準重合,ΔB=0;位基準相對限位基準單向移動,且與加工尺寸成30o±15’夾角.Ti=(TD+Td0)/2,Δy=Ticosα∴Δy=[(0.033+0.021)/2]*cos30=0.02mmΔD=Δy=0.02mm結論:定位方式為孔軸配合時,當單邊接觸時,

Δy=[(TD+Td0)/2]cosα.

四、定位誤差分析計算習題課例3:金剛鏜床上鏜活塞銷孔,求對稱度的定位誤差.解:1)對稱度的工序基準是裙部內孔軸線,定位基準也是,∴ΔB=0;2)定位基準相對限位基準可任意方向移動,在對稱度方向上的最大變動范圍為孔軸配合的最大間隙Xmax,δi移動方向與對稱度方向一致，α=0，∴ΔY=Ti=Xmax=ES-ei=0.035+0.034=0.069mm3)ΔD=ΔY=0.069mm結論:定位方式為孔軸配合任意邊接觸時,

ΔY=Xmaxcosα

=(TDTd0+Xmin)cosα四、定位誤差分析計算習題課例4:加工均布的4個槽，求槽的對稱度的定位誤差。解：1）對稱度的工序基準是Φ12H8的軸線，定位基準是Φ80士0.05mm的軸線，兩者不重合，ΔB=0．02mm。2）定位基準相對限位基準可任意方向移動，ΔY=Xmax=0.03+0.02+0.1=0.15mm3)工序基準不在定位基面上，故：ΔY十ΔB＝（0．15＋0．O2）=O．17mm該定位超過工件公差的2／3，難以保證對稱度要求。若改用Φ12H8孔定位，使ΔB=0；選定位心軸為Φ12g6,ΔY=Xmax=0.027+0.017=0.044mm<δk,可滿足加工要求。結論:選擇定位基準應盡可能與工序基準重合；應選擇精度高的表面作定位基準。第三節(jié)工件的夾緊夾緊裝置的組成及設計要求：夾緊裝置的組成：夾緊元件：中間傳力機構：改變力的大小，通常為增力機構；改變夾緊力的方向；使夾具具有一定的自鎖性，以保證夾緊可靠。動力源：產生原始的作用力執(zhí)行夾緊的最終元件，直接與工件接觸。中間傳力機構夾緊裝置的組成及設計要求設計要求：夾緊應有助于定位，不能破壞定位；夾緊可靠、可調，應保證工件在加工過程中不發(fā)生位置變動和振動；夾緊產生的工件變形應在允許的范圍之內；夾緊裝置操作應安全、方便、省力，結構應簡單合理，便于制造；手動夾緊時，應有自鎖性能。二、夾緊力的確定夾緊力的方向：夾緊力的方向應不破壞工件定位的準確性和可靠性夾緊力的方向應有利于減小夾緊力二、夾緊力的確定夾緊力的作用點：作用點應保持工件的穩(wěn)定，不能使工件產生位移或偏轉作用點應位于工件剛性較好的部位夾緊力應盡可能靠近工件上被加工面，必要時應加輔助支承夾緊力應使夾具本身變形小F’摩擦系數(shù)f1二、夾緊力的確定夾緊力的大?。菏街校篧0：實際夾緊力；W：理論夾緊力；K：安全系數(shù)。粗加工時K=2.5~3，精加工時K=1.5~2如右圖所示:摩擦系數(shù)f2三、典型夾緊機構斜楔夾緊機構：特點：有自鎖性。通常斜角α=6°～8°有增力作用。增力比為i=2～5。能改變夾緊