第一章 機(jī)械加工工藝裝備-夾具

第1章機(jī)械加工工藝裝備本章要點(diǎn)機(jī)床的分類、型號及技術(shù)參數(shù)典型機(jī)床的加工工藝范圍車床的傳動原理工件定位、夾緊與典型夾具刀具幾何角度、種類與選用金屬切削加工的基本概念1機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第1章

機(jī)械加工工藝裝備

MechanicalManufacturingProcessEquipments1.3

夾具Fixture/Clamp/Chunking21.3夾具1.3.1

機(jī)床夾具概述1.3.2

工件的定位☆1.3.3

工件的夾緊☆1.3.4

典型夾具3三爪卡盤四爪卡盤萬向平口鉗回轉(zhuǎn)工作臺分度頭圖2-43通用夾具41.3.1機(jī)床夾具概述機(jī)床夾具的作用保證加工精度提高勞動生產(chǎn)率擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍改善勞動條件、保證生產(chǎn)安全用夾具裝夾工件時，工件相對于刀具(或機(jī)床)的位置由夾具來保證，基本不受工人技術(shù)水平的影響，因而能較容易、較穩(wěn)定地保證工件的加工精度。采用夾具后，工件不需劃線找正，裝夾方便迅速，可顯著地減少輔助時間，提高勞動率產(chǎn)率。例如，在車床或搖臂鉆床上按裝鏜模夾具后，就可對箱體孔系進(jìn)行鏜削加工。使用專用機(jī)床夾具可減輕工人的勞動強(qiáng)度，改善勞動條件，降低對工人操作技術(shù)水平的要求，保證安全。5機(jī)床夾具的分類按應(yīng)用范圍分：按使用機(jī)床分：按夾緊動力分：手動夾具氣動夾具液動夾具電動夾具磁力夾具真空夾具通用夾具專用夾具可調(diào)夾具成組夾具組合夾具隨行夾具車床夾具銑床夾具鉆床夾具鏜床夾具其它機(jī)床夾具1.3.1機(jī)床夾具概述6機(jī)床夾具的組成①定位元件

②夾緊裝置

③對刀及導(dǎo)向裝置

—迅速確定刀具與工件的相對位置

—確定工件的正確位置

—夾牢工件，保證工件正確位置不變

④夾具體—夾具的基礎(chǔ)件⑤其他裝置或元件—分度裝置、連接元件等1.3.1機(jī)床夾具概述71.3夾具圖1.57套筒零件簡圖圖1.58套筒鉆夾具夾具體快換鉆套導(dǎo)向套鉆模板開口墊圈螺母定位銷8圖2-42銑軸端槽夾具1—V型塊2—支撐套3—手柄4—定向鍵5—夾具體6—對刀塊1）定位元件及裝置123646）其他元件及裝置（防護(hù)、防錯、分度…）5）夾具體4）連接元件3）對刀及導(dǎo)向元件2）夾緊元件及裝置夾具的組成9夾具的分類1）通用夾具：三爪、四爪卡盤，平口鉗等，一般由專業(yè)廠生產(chǎn)，常作為機(jī)床附件提供給用戶。2）專用夾具：為某一工件特定工序?qū)ｉT設(shè)計的夾具，多用于批量生產(chǎn)中。3）通用可調(diào)整夾具及成組夾具：夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調(diào)整，以適應(yīng)不同零件的加工。4）組合夾具：由一套預(yù)先制造好的標(biāo)準(zhǔn)元件組合而成。根據(jù)工件的工藝要求，將不同的組合夾具元件像搭積木一樣，組裝成各種專用夾具。使用后，元件可拆開、洗凈后存放，待需要時重新組裝。組合夾具特別適用于新產(chǎn)品試制和單件小批生產(chǎn)。5）隨行夾具：在自動線或柔性制造系統(tǒng)中使用的夾具?！舭磰A具使用范圍劃分10三爪卡盤四爪卡盤萬向平口鉗回轉(zhuǎn)工作臺分度頭圖2-43通用夾具11圖2-44專用夾具

43φDL零件工序簡圖12零件工序簡圖43φDLLφD43φD43LφDL34φDL43φDL34圖2-45成組夾具KH1KH2KH3KH413圖2-46組合夾具1234567891011121314151617181—加筋角鐵（2）2—槽用螺栓（6）3—平鍵（10）4—方形支承5—定位支承6—方形支承7—平墊圈8—六角螺母（8）9—槽用螺栓

10—鉆套螺釘11—快換鉆套12—鉆模板13—圓形定位銷14—工件15—方形支承16—角鐵17—壓緊螺釘18—基礎(chǔ)板14圖2-46a銑撥叉槽組合夾具1—方形基礎(chǔ)板2—小長方支承3，14，20—六角螺母4—φ40圓形定位盤5—大長方支承6—螺釘7—右支承角鐵8，10—厚六角螺母9—墊圈11—槽用螺栓12—側(cè)中孔定位支承13—小長方支承15—回轉(zhuǎn)壓板16—雙頭螺栓17—φ24圓形定位銷18—圓螺母19—工件15圖2-46b組合夾具實(shí)例16可分為鉆床夾具、銑床夾具、車床夾具、磨床夾具等。◆按使用機(jī)床劃分可分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、真空夾具、電動夾具等。◆按夾緊力源劃分夾具的分類氣動虎鉗液壓夾具17裝夾的含義

裝夾又稱安裝，包括定位和夾緊兩項內(nèi)容。定位

——為了保證工件被加工表面的尺寸和位置精度，使工件在機(jī)床或夾具上占有正確位置夾緊

——對工件施加一定的外力，使工件在重力、切削力、慣性力等力的作用下能保持其已確定的位置不變。1.3.2工件的夾緊

18劃線找正裝夾（圖2-11）——

精度不高，效率低，多用于形狀復(fù)雜的鑄件。單件小批，復(fù)雜件，毛坯精度低。直接找正裝夾（圖2-10）——

精度高，效率低，對工人技術(shù)水平高。單件小批生產(chǎn)，位置要求高夾具裝夾（圖2-12）——

精度和效率均高，廣泛采用。成批及大量生產(chǎn)工件裝夾方法1.3.2工件的夾緊

19圖2-10直接找正定位a)磨內(nèi)孔時工件的找正b)刨槽時工件的找正1.3.2工件的夾緊

20圖2-10直接找正安裝flash毛坯孔加工線找正線圖2-11劃線找正安裝flash1.3.2工件的夾緊

21圖1.61劃線找正定位1.3.2工件的夾緊

22圖2-12工件在夾具上裝夾（滾齒夾具）1.3.2工件的夾緊

23X工件的定位原理任何一個物體在空間直角坐標(biāo)系中都有6個自由度——用表示。1.3.2工件的夾緊

24圖2-13六點(diǎn)定位原理XZY

六點(diǎn)定位原理要確定其空間位置，需用空間合理布置的六個支承點(diǎn)限制工件的六個自由度。稱六點(diǎn)定則。將6個支承抽象為6個“點(diǎn)”，6個點(diǎn)限制了工件的6個自由度，這就是六點(diǎn)定位原理。1.3.2工件的夾緊

251.3.2工件的夾緊

26★定位的誤解①工件定位后，反方向還可移動——定位面與定位點(diǎn)應(yīng)保持接觸②工件被夾緊，所有自由度就都被限制了1.3.2工件的夾緊

271.3.2工件的夾緊

28圓環(huán)形工件的六點(diǎn)定位29軸類工件的六點(diǎn)定位30軸類工件的六點(diǎn)定位1.3.2工件的夾緊

31

工件的6個自由度均被限制，稱為完全定位。工件6個自由度中有1個或幾個自由度未被限制，稱為不完全定位。完全定位與不完全定位不完全定位主要有兩種情況：①工件本身相對于某個點(diǎn)、線是完全對稱的，則工件繞此點(diǎn)、線旋轉(zhuǎn)的自由度無法被限制（即使被限制也無意義）。例如球體繞過球心軸線的轉(zhuǎn)動，圓柱體繞自身軸線的轉(zhuǎn)動等。②工件加工要求不需要限制某一個或某幾個自由度。如加工平板上表面，要求保證平板厚度及與下平面的平行度，則只需限制3個自由度就夠了。再如通透加工，加工方向不需定位。32●限制工件自由度與加工要求的關(guān)系

◆完全定位

—六個自由度全部限制◆不完全定位—限制的自由度＜6點(diǎn)◆欠定位—該限制的自由度沒有限制◆過定位—重復(fù)限制某一自由度按加工要求確定絕不允許一般不允許1.3.2工件的夾緊

33限制自由度與加工要求的關(guān)系加工孔加工平面34●要點(diǎn)—按加工要求確定—注意：不欠定位★實(shí)際上所限制的自由度

—往往多于理論要求的為承受切削力、簡化夾具結(jié)構(gòu)

—注意：不過定位★理論上要限制的自由度

理論聯(lián)系實(shí)際注重實(shí)際應(yīng)用1.3.2工件的夾緊

35完全定位與不完全定位ZYXa）ZYXb）ZYXc）ZYXd）e）ZYXf）ZYX圖2-15工件應(yīng)限制的自由度1.3.2工件的夾緊

36欠定位工件加工時必須限制的自由度未被完全限制，稱為欠定位。欠定位不能保證工件的正確安裝，因而是不允許的。圖2-16欠定位示例XZYa）b）BBB1.3.2工件的夾緊

37過定位過定位——工件某一個自由度（或某幾個自由度）被兩個（或兩個以上）約束點(diǎn)約束，稱為過定位。過定位是否允許，要視具體情況而定：1）如果工件的定位面經(jīng)過機(jī)械加工，且形狀、尺寸、位置精度均較高，則過定位是允許的。有時還是必要的，因為合理的過定位不僅不會影響加工精度，還會起到加強(qiáng)工藝系統(tǒng)剛度和增加定位穩(wěn)定性的作用。2）反之，如果工件的定位面是毛坯面，或雖經(jīng)過機(jī)械加工，但加工精度不高，這時過定位一般是不允許的，因為它可能造成定位不準(zhǔn)確，或定位不穩(wěn)定，或發(fā)生定位干涉等情況。1.3.2工件的夾緊

38●正確處理過定位◆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—為提高定位穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)剛度，簡化夾具可用過定位★前提—提高工件定位面、夾具定位面的相互位置精度▲一般不允許1.3.2工件的夾緊

39

過定位分析（桌子與三角架）圖2-17過定位分析1.3.2工件的夾緊

401.3.2工件的夾緊

41

過定位分析圖2-18過定位示例a）ZYXYc）ZYXYb）ZYYX1.3.2工件的夾緊

42

過定位分析圖2-19過定位示例XYa）ZYb）ZYXY1.3.2工件的夾緊

43刀柄主軸拉桿漲套過定位應(yīng)用圖2-21HSK刀柄與傳統(tǒng)刀柄結(jié)構(gòu)HSK刀柄傳統(tǒng)刀柄1:107:24間隙主軸拉桿刀柄定位端面配合錐面1.3.2工件的夾緊

44

過定位討論如圖示，齒輪坯以內(nèi)孔和一小端面定位，車削外圓和大端面。加工后檢測發(fā)現(xiàn)大端面與內(nèi)孔垂直度超差。試分析原因，提出改進(jìn)意見。4A0.02A間隙配合剛性心軸圖2-22過定位示例1.3.2工件的夾緊

45圖2-22a過定位引起夾緊變形1.3.2工件的夾緊

46橡膠墊圖2-22b過定位處理分析1.3.2工件的夾緊

47圖1.66

插齒時

齒坯的定位1.心軸2.支承凸臺3.工件4.壓板1.3.2工件的夾緊

48圖1.67齒坯過定位的影響1.3.2工件的夾緊

49

討論分析圖示定位方案：①各方案限制的自由度②有無欠定位或過定位③對不合理的定位方案提出改進(jìn)意見。

b）XZYXc）XZYXa）YXZ圖2-23過定位分析1.3.2工件的夾緊

50a）YXZa1）YXZa2）YXZa3）YXZ圖2-23a過定位示例分析1.3.2工件的夾緊

51b）XZYXb1）XZYXXZb2）YXXZb3）YX圖2-23b過定位示例分析1.3.2工件的夾緊

52c）XZYXc’）XZYXc1）YXXZ圖2-23c過定位示例分析1.3.2工件的夾緊

53瓦蓋的過定位及消除1.3.2工件的夾緊

54襯套在心軸上

過定位及消除1.3.2工件的夾緊

55電冰箱的定位1.3.2工件的夾緊

56套筒零件鉆孔時的定位57◆定位元件的基本要求①足夠的精度②足夠的硬度和耐磨性③足夠的強(qiáng)度和剛度④工藝性好定位元件1.3.2工件的夾緊

58◆1、平面定位

主要支承①固定支承—支承釘

支承板非標(biāo)支承板—一批工件調(diào)一次②可調(diào)支承③自位支承（浮動支承）—只限制1點(diǎn)自由度

輔助支承—不限制自由度（提高剛度）—限制自由度一個工件調(diào)一次定位元件1.3.2工件的夾緊

59圖1.69支承釘和支承板毛坯面定位側(cè)面定位，防滑底面定位，排屑1.3.2工件的夾緊

60圖1.70襯套的應(yīng)用當(dāng)支承訂需要經(jīng)常更換時，應(yīng)加襯套，襯套外徑于夾具體孔的配合一般用H7／n6或H7／r6，襯套內(nèi)徑與支承釘?shù)呐浜线x用H7／h6、H7／h5

。1.3.2工件的夾緊

61非標(biāo)定位銷1.3.2工件的夾緊

62圖1.71可調(diào)支承1.3.2工件的夾緊

63圖1.72自位支承1.3.2工件的夾緊

64圖1.73輔助支承的應(yīng)用1.3.2工件的夾緊

65圖1.74輔助支承1.3.2工件的夾緊

66ZXYZXYZXYZXY圖2-24工件以平面定位平面定位的主要形式是支承定位。常用的定位元件有支承釘、支承板、夾具支承件和夾具體的凸臺及平面等。圖2-24給出了平面定位的幾種情況。ZXYZXY工件以平面定位1.3.2工件的夾緊

67◆2、孔定位①圓柱銷間隙配合心軸過盈配合心軸花鍵心軸②圓柱心軸③圓錐銷—定3點(diǎn)④圓錐心軸（小錐度心軸）—定5點(diǎn)短銷—定2點(diǎn)長銷—定4點(diǎn)定位元件1.3.2工件的夾緊

68圖1.75定位銷1.3.2工件的夾緊

69圖1.76圓柱心軸1.導(dǎo)向部分2.工作部分3.傳動部分70圖1.77圓錐銷定位71圖1.78圓錐銷組合定位1.3.2工件的夾緊

72圖1.79小錐度心軸1.3.2工件的夾緊

73圖2-25工件以圓孔定位工件以圓孔定位多屬于定心定位（定位基準(zhǔn)為圓柱孔軸線）。常用定位元件是定位銷和心軸。定位銷有圓柱銷、圓錐銷、菱形銷等形式；心軸有剛性心軸（又有過盈配合、間隙配合和小錐度心軸等）、彈性心軸之分。工件以圓孔定位所限制的自由度見圖2-25。XYZXYZXYZXYZXYZXYZ工件以圓孔定位1.3.2工件的夾緊

74◆3、外圓定位①V形塊—定心精度低，已加工面定位②定位套③半圓套—大軸件、不便軸向裝夾的零件定位④圓錐套（反頂尖）①對中性好②非整圓表面定位—定位基準(zhǔn)是檢驗心軸的中心短—定2點(diǎn)長—定4點(diǎn)活動—定1點(diǎn)定位元件1.3.2工件的夾緊

75圖1.81V形塊的結(jié)構(gòu)類型非整體，鑲淬硬墊板1.3.2工件的夾緊

76圖1.80V形塊的結(jié)構(gòu)尺寸77圖1.82活動V形塊的應(yīng)用1.3.2工件的夾緊

78圖1.83定位套1.3.2工件的夾緊

79圖1.84半圓套定位裝置1.3.2工件的夾緊

80圖1.85工件在圓錐套中定位1.3.2工件的夾緊

81圖2-26工件以外圓柱面定位工件以外圓柱面定位兩種形式：定心定位和支承定位。工件以外圓柱面定心定位的情況與工件以圓孔定位的情況相仿（用套筒和卡盤代替心軸或柱銷）。工件以外圓柱面支承定位的元件常采用V型塊，短V型塊限制2個自由度，長V型塊（或兩個短V型塊組合）限制4個自由度。XYZXYZXYZXYZXYZ工件以外圓柱面定位1.3.2工件的夾緊

82◆4、組合表面定位一面兩銷（一面兩孔）平面—定3點(diǎn)圓銷—定2點(diǎn)菱形銷—定1點(diǎn)安裝：削邊方向垂直于兩銷連線定位元件1.3.2工件的夾緊

83在多個表面同時參與定位情況下，各定位表面所起作用有主次之分。通常稱定位點(diǎn)數(shù)最多的表面為主要定位面或支承面，稱定位點(diǎn)數(shù)次多的表面為第二定位基準(zhǔn)面或?qū)蛎妫Q定位點(diǎn)數(shù)為1的表面為第三定位基準(zhǔn)面或止動面。定位表面的組合XZY圖2-28工件在兩頂尖上定位在分析多個表面定位情況下各表面限制的自由度時，分清主次定位面很重要。如圖2-28所示工件在兩頂尖上的定位，應(yīng)首先確定前頂尖限制的自由度，他們是。然后再分析后頂尖限制的自由度。此時，應(yīng)與前頂尖一起綜合考慮，可以確定其限制的自由度是。1.3.2工件的夾緊

84除平面、圓孔、外圓柱面外，工件有時還可能以其它表面（如圓錐面、漸開線齒面、曲面等）定位。圖2-27為工件以錐孔定位的例子，錐度心軸限制了除繞工件自身軸線轉(zhuǎn)動外的5個自由度。圖2-27工件以錐孔定位工件以其他表面定位1.3.2工件的夾緊

85◆典型定位方式和所限制的自由度定位元件1.3.2工件的夾緊

86表1.10典型定位方式和所限制的自由度

87表1.10典型定位方式和所限制的自由度

88表1.10典型定位方式和所限制的自由度

89表1.10典型定位方式和所限制的自由度

90表1.10典型定位方式和所限制的自由度

91●夾緊裝置的組成①力源裝置—產(chǎn)生原始夾緊力②中間傳動機(jī)構(gòu)—改變力方向、大小，自鎖③夾緊元件—執(zhí)行元件力源裝置中間傳動機(jī)構(gòu)夾緊元件工件1.3.3工件的夾緊

92●夾緊裝置的基本要求①不得破壞工件的定位②夾緊力要適當(dāng)③操作方便，迅速、省力④工藝性好93●確定夾緊力三要素的原則①夾緊力應(yīng)指向主要定位面②夾緊力應(yīng)落在定位支承范圍內(nèi)③夾緊力應(yīng)盡量靠近加工面④夾緊力應(yīng)作用在剛性好的部位—作用點(diǎn)、方向和大?、輮A緊力最好與切削力、重力方向一致94圖1.93夾緊力方向垂直主要定位基面95圖1.89夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)在定位元件上方96圖1.92夾緊力作用點(diǎn)靠近加工表面97圖1.90夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)在工件剛性最好的地方98圖1.94夾緊力方向?qū)A緊力大小的影響a)夾緊力與切削力、重力同向b)夾緊力與切削力、重力反向99圖1.91減小工件夾緊變形的措施擺動壓塊錐面墊圈工件100●夾緊力大小的估算設(shè)工藝系統(tǒng)——剛性切削過程——穩(wěn)定建立力學(xué)模型，求出切削力，在最不利的瞬時，求夾緊力大小為了保證夾緊可靠，乘以安全系數(shù)FJ=KF′一般K=1.5～3受切削力、重力、離心力和慣性力等作用力（矩）平衡粗加工取大值，精加工取小值101●常用夾緊裝置◆斜楔夾緊機(jī)構(gòu)—利用斜面作用改變力的方向、大小夾緊力小，手動操作費(fèi)時與機(jī)械、汽動、液壓機(jī)構(gòu)聯(lián)動102◆斜楔的夾緊力斜角α=10°～14°一般摩擦系數(shù)f=0.1～0.15摩擦角φ≈5°45′～8°32′FJ'=FJFQ=F1+FF1=FJtanφ1F=FJtan(φ2+α)103◆斜楔的自鎖條件tanφ1≥tan(α-φ2)φ1=φ2=φ，α≤2φ斜楔夾緊的自鎖條件F1≥FF1=FJtanφ1F=FJ'tan(α-φ2)FJ=FJ'α≤11°～17°104◆斜楔移動距離與夾緊行程的關(guān)系一般α≤10°～14°雙升角斜楔滑塊機(jī)構(gòu)：大升角迅速趨近工件小升角夾緊工件、自鎖S夾

=S動tanα105雙升角斜楔滑塊夾緊機(jī)構(gòu)1—夾具體2—斜楔3—工件106●螺旋夾緊機(jī)構(gòu)◆單個螺旋夾緊機(jī)構(gòu)—結(jié)構(gòu)簡單、夾緊力大，自鎖好，夾緊行程大◆快速夾緊機(jī)構(gòu)開口墊圈鉸鏈鉤形壓板107◆螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)a.移動壓板b.轉(zhuǎn)動壓板c.翻轉(zhuǎn)壓板a支點(diǎn)在后—效率低FJ=FQ/2b支點(diǎn)中間—FJ=FQc支點(diǎn)在前—效率好FJ=2FQ108◆偏心夾緊機(jī)構(gòu)—圓偏心輪、偏心軸夾緊迅速方便夾緊力、行程小用于切削力小、振動小的場合109◆定心夾緊機(jī)構(gòu)—在定心的同時將工件夾緊理論上定心誤差△y=0用于要求準(zhǔn)確定心和對中的場合

機(jī)械傳動式定心夾緊機(jī)構(gòu)

彈性變形式定心夾緊機(jī)構(gòu)—結(jié)構(gòu)簡單，定心精度低—結(jié)構(gòu)復(fù)雜，定心精度高110虎鉗式定心夾緊機(jī)構(gòu)1.叉形塊2.夾具體3.左右旋螺桿4.V形塊111機(jī)械傳動式

定心夾緊機(jī)構(gòu)1.手柄2.偏心輪3.4.5.卡爪6.錐體112圖1.103軸向固定式彈簧夾頭1.夾具體2.彈性筒夾3.螺母4.螺釘113圖1.104液性介質(zhì)定心夾緊機(jī)構(gòu)114◆聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu)—單件、多件、多點(diǎn)、多向注意：①設(shè)置必要的浮動環(huán)節(jié)②工件不宜太多④結(jié)構(gòu)簡單緊湊、增力③總夾緊力足夠、剛度足夠⑤注意累積誤差的影響115單件雙向多點(diǎn)聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu)116單件雙向聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu)117單件單向聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu)118多件單向聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu)119多件單向聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu)120多件單向聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu)121●專用夾具設(shè)計的基本要求①保證加工要求—正確定位和夾緊，合理對刀導(dǎo)向，合適技術(shù)要求②提高生產(chǎn)率和降低成本—快速高效夾緊，與生產(chǎn)率相適應(yīng)③工藝性好—便于制造、檢驗、裝配、調(diào)整和維修④使用性好—操作簡便，省力、安全可靠、排屑方便1.3.4典型夾具

122●專用夾具的設(shè)計方法和步驟①明確設(shè)計任務(wù)，收集設(shè)計資料②擬訂夾具結(jié)構(gòu)方案，繪制夾具草圖—定位方案；夾緊方案；刀具引導(dǎo)方式；其他裝置；總體結(jié)構(gòu)及安裝方式③繪制夾具總圖—工作位置為主視圖雙點(diǎn)劃線畫工件（余量網(wǎng)紋表示）畫定位→夾緊→導(dǎo)向件→夾具體標(biāo)注總圖技術(shù)要求繪制夾具零件圖1.3.4典型夾具

123回轉(zhuǎn)式鉆模余量導(dǎo)向定位夾緊夾具體124●夾具總圖技術(shù)要求的標(biāo)注①輪廓尺寸

—L×H×B②定位技術(shù)要求

—定位件與工件配合，定位件間要求③對刀技術(shù)要求—對刀件與刀具配合，對刀件間要求④機(jī)床連接要求—與機(jī)床聯(lián)結(jié)尺寸、配合⑤夾具制造技術(shù)要求—定位件與夾具安裝面、定位件與對刀件、對刀件與夾具安裝面間的技術(shù)要求⑥所有配合尺寸—如平衡等文字形式的要求⑦其他技術(shù)要求1.3.4典型夾具

125●夾具總圖技術(shù)要求的標(biāo)注①工序尺寸有公差要求：

夾具公差=工件相應(yīng)公差1/3?1/5

②工序尺寸無公差要求：夾具公差：尺寸±0.1

角度±10′

位置0.02?0.05/1001.3.4典型夾具

126●鉆床夾具組成：鉆套、鉆模板、定位元件、夾緊裝置、夾具體等主要類型：①固定式—加工孔精度高②回轉(zhuǎn)式—圍繞某一軸線分布的軸向或徑向孔系③移動式—鉆工件同一表面上的多孔，孔徑≤10mm④翻轉(zhuǎn)式—加工小工件不同表面上的孔，重≤100N⑤蓋板式—無夾具體，大件上孔加工，重≤100N⑥滑柱式—通用可調(diào)，制造周期短，應(yīng)用廣

1.3.4典型夾具

127●鉆套—引導(dǎo)刀具，保證位置精度，提高系統(tǒng)剛度類型：標(biāo)準(zhǔn)鉆套特殊鉆套—固定鉆套、可換鉆套和快換鉆套—小孔距鉆套、加長鉆套、斜面鉆套鉆套高度H

—大，導(dǎo)向好，刀具剛度提高，精度高，但磨損加劇H=(1～2.5)d

排屑空間h

—大，排屑方便，導(dǎo)向性能差，精度降低鑄鐵h=(0.3～0.7)d鋼件h=(0.7～1.5)d要求高h(yuǎn)=0

鉆套公差—鉆F8，擴(kuò)F7，粗鉸G7，精鉸G61.3.4典型夾具

128●鉆模板—安裝鉆套，確保鉆套正確位置類型：①固定式②鉸鏈?zhǔn)舰鄯蛛x式—連體式、裝配式、焊接式結(jié)構(gòu)簡單，精度高—工件裝卸方便，精度較低—可拆卸，精度低1.3.4典型夾具

129圖1.105杠桿孔鉆模1.夾具體2.壓緊螺釘3.鉆模板4.活動V形塊5.鉆套6.開口墊圈7.定位銷8.輔助支承1301.夾具體2.定位元件3.鉆套4.工件5.131圖1.106回轉(zhuǎn)式鉆模1.3.4典型夾具

132移動式鉆模1.3.4典型夾具

133翻轉(zhuǎn)式鉆模1.鉆套2.倒錐螺栓3.彈簧漲套4.圓支承板5.螺母4次翻轉(zhuǎn)1.3.4典型夾具

134圖1.107蓋板式鉆模1.鉆模板2.3.定位銷4.支承釘

掀起和放下1.3.4典型夾具

135滑柱式鉆模1.齒輪軸2.斜齒條滑柱3.12.鉆模板4.螺母5.手柄6.導(dǎo)向柱7.錐套環(huán)8.定位支承9.可調(diào)支承10.擋銷11.自位壓柱13.螺釘14.鉆套15.定位元件136圖1.108標(biāo)準(zhǔn)鉆套1—鉆套2—襯套3—鉆模板4—螺釘固定鉆套可換鉆套快換鉆套1.3.4典型夾具

137圖1.109特殊鉆套a)小孔距鉆套b)加長鉆套c)斜面鉆套1.3.4典型夾具

138鉆套高度和排屑空間1.3.4典型夾具

139圖1.58套筒鉆夾具1.快換鉆套2.導(dǎo)向套3.固定式鉆模板

4.開口墊圈5.螺母6.定位銷7.夾具體1.3.4典型夾具

140圖1.110

鉸鏈?zhǔn)姐@模板

1.鉸鏈銷

2.夾具體

3.鉸鏈座

4.支承釘

5.鉆模板

6.菱形螺母

1.3.4典型夾具

141圖1.111

分離式鉆模板1.鉆模板2.鉆套3.壓板4.工件1.3.4典型夾具

142●分度裝置—按一定角度或一定距離加工一組表面時使用組成：固定部分可動部分分度對定機(jī)構(gòu)鎖緊機(jī)構(gòu)分度方式：回轉(zhuǎn)分度直線移動分度1.3.4典型夾具

143●分度對定機(jī)構(gòu)組成：分度盤對定銷方式：軸向分度徑向分度—結(jié)構(gòu)緊湊，應(yīng)用廣—轉(zhuǎn)角誤差小，分度精度高—軸向開孔，或徑向開槽—手動、機(jī)動、自動常用機(jī)構(gòu)：鋼球?qū)ΧC(jī)構(gòu)手動直拉式對定銷齒輪齒條對定銷1.3.4典型夾具

144圖1.112軸向分度盤與對定銷圓孔—圓銷圓孔—菱銷錐孔—錐銷圓孔—斜面圓銷鋼球—小錐穴

145圖1.113徑向分度盤與對定銷矩形槽盤單斜面槽盤雙斜面槽盤齒形槽盤146圖1.114幾種常用的分度定位機(jī)構(gòu)b）147●車床夾具主要類型：①安裝在主軸上②安裝在床身或大拖板上1.3.4典型夾具

148車床夾具149圖1.115角鐵式車床夾具削邊銷

圓柱銷

支承板

夾具體

壓板

工件校正套

平衡塊

150●車床夾具的設(shè)計特點(diǎn)◆定位裝置—工件加工面軸線必須和車床主軸軸線重合◆夾緊裝置—夾緊力足夠，自鎖性能好，防止變形◆與機(jī)床的聯(lián)接①D＜小于140mm，或D＜（2～3）d—錐柄定5點(diǎn)，螺栓拉緊②徑向尺寸較大—過渡盤，平面定3點(diǎn)，止口定2點(diǎn)精度要求高—設(shè)找正外圓或找正孔1.3.4典型夾具

151圖1.116

不恰當(dāng)?shù)氖┝Ψ绞?/p>

152圖1.117車床夾具與機(jī)床主軸的聯(lián)接1.主軸2.過渡盤3.專用夾具4.壓塊1.3.4典型夾具

153●車床夾具的設(shè)計特點(diǎn)◆定位裝置—工件加工面軸線必須和車床主軸軸線重合◆夾緊裝置—夾緊力足夠，自鎖性能好，防止變形◆與機(jī)床的聯(lián)接◆總體結(jié)構(gòu)的要求①結(jié)構(gòu)緊湊、懸伸短②平衡、配重—配重塊、減重孔③安全—圓形不突出，防切屑纏繞和冷卻液飛濺防護(hù)罩1.3.4典型夾具

154圖1.118連桿銑結(jié)合面專用夾具1.對刀塊2.支承釘3.防轉(zhuǎn)銷4.夾具體5.開口壓板6.螺母7.定位銷8.定位鍵待銑削面155●銑床夾具組成：定位元件夾緊機(jī)構(gòu)對刀裝置（對刀塊與塞尺）定位鍵夾具體等1.3.4典型夾具

156●銑床夾具的設(shè)計特點(diǎn)◆銑削特點(diǎn)：①切削用量大、切削力大②多刃斷續(xù)切削，振動③空行程，輔助時間長◆銑夾具要求：①定位穩(wěn)定，支承面大②夾緊可靠，力足夠，自鎖好③作用在剛度大的部位，著力點(diǎn)、施力方向恰當(dāng)④多件加工，快速夾緊、聯(lián)動夾緊、高效夾緊1.3.4典型夾具

157●銑床夾具的設(shè)計特點(diǎn)◆定位鍵—確定夾具相對于機(jī)床的位置布置兩個，相距遠(yuǎn)底面∨3

定位鍵∨2

結(jié)構(gòu)：圓形矩形—易加工，易磨損，使用不多〈有槽無槽—上下配合不同，定向精度高—定向精度不高若精度要求高—設(shè)找正基準(zhǔn)1.3.4典型夾具

158●銑床夾具的設(shè)計特點(diǎn)◆對刀裝置—確定刀具相對于工件的位置組成：對刀塊塞尺

—圓形對刀塊方形對刀塊直角對刀塊特殊對刀塊〈平塞尺圓塞尺—1～5mm，公差h8—φ3～5mm，公差h81.3.4典型夾具

159圖1.119定位鍵1.3.4典型夾具

160圖1.120對刀裝置

1.3.4典型夾具

161標(biāo)準(zhǔn)對刀塊結(jié)構(gòu)1.3.4典型夾具

162對刀標(biāo)準(zhǔn)塞尺1.3.4典型夾具

163●銑床夾具的設(shè)計特點(diǎn)◆總體結(jié)構(gòu)的要求①足夠的強(qiáng)度和剛度，壁厚恰當(dāng)，適當(dāng)?shù)慕畎澧谥匦牡停邔挶取?～1.25③足夠的排屑空間、排屑孔④大型夾具，設(shè)吊環(huán)或起重孔1.3.4典型夾具

164●鏜床夾具組成：鏜模底座、鏜模支架、鏜套、鏜桿定位裝置、夾緊裝置等導(dǎo)向形式：雙支承鏜模單支承鏜模無支承鏜模1.3.4典型夾具

165圖1.121車床尾架孔的鏜模簡圖1.支架2.鏜套3.4.定位板5.8.壓板

6.夾緊螺釘

7.可調(diào)支承釘

9.鏜刀桿

10.浮動接頭166●鏜套固定式回轉(zhuǎn)式—尺寸小，簡單，精度高，易磨損適用于低速鏜孔—滑動式滾動式—減少磨損適用于高速鏜孔1.3.4典型夾具

167圖1.122

固定式鏜套168圖1.123回轉(zhuǎn)式鏜套a)內(nèi)滾式鏜套b)外滾式鏜套

1.6.導(dǎo)向支架2.5.鏜套3.導(dǎo)向滑套4.鏜桿1.3.4典型夾具

169●鏜夾具上其他結(jié)構(gòu)①找正面—精度要求高—百分表找正②鏜桿的引進(jìn)結(jié)構(gòu)③鏜模支架—足夠的剛性穩(wěn)定性，加強(qiáng)筋，不受力④鏜模底座—田字格加強(qiáng)筋⑤浮動接頭—與主軸浮動聯(lián)接1.3.4典型夾具

170用于固定鏜套的鏜桿導(dǎo)向部分結(jié)構(gòu)171用于回轉(zhuǎn)鏜套的鏜桿導(dǎo)向部分結(jié)構(gòu)1.3.4典型夾具

172鏜模支架1.3.4典型夾具

173不允許鏜模支架承受夾緊反力1.夾緊螺釘2.鏜模支架3.工件4.鏜模底座174鏜模底座1.3.4典型夾具

175圖1.124浮動接頭1.3.4典型夾具

176組合夾具177定位誤差的概念例如在軸上銑鍵槽，要求保證槽底至軸心的距離H。若采用V型塊定位，鍵槽銑刀按規(guī)定尺寸H調(diào)整好位置（圖2-29）。實(shí)際加工時，由于工件直徑存在公差，會使軸心位置發(fā)生變化。不考慮加工過程誤差，僅由于軸心位置變化而使工序尺寸H也發(fā)生變化。此變化量（即加工誤差）是由于工件的定位而引起的，故稱為定位誤差。圖2-29定位誤差HOAO1O2ΔDW定位誤差是由于工件在夾具上（或機(jī)床上）定位不準(zhǔn)確而引起的加工誤差。1.3.5定位誤差

1781）由于工件定位表面或夾具定位元件制作不準(zhǔn)確引起的定位誤差，稱為基準(zhǔn)位置誤差，如圖2-29所示例子。2）由于工件的工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合而引起的定位誤差，稱為基準(zhǔn)不重合誤差。圖2-30所示工件以底面定位銑臺階面，要求保證尺寸a，即工序基準(zhǔn)為工件頂面。如刀具已調(diào)整好位置，則由于尺寸b的誤差會使工件頂面位置發(fā)生變化，從而使工序尺寸a產(chǎn)生誤差。bΔDWa圖2-30由于基準(zhǔn)不重合引起的定位誤差工序基準(zhǔn)

定位基準(zhǔn)定位誤差的來源1.3.4定位誤差

179定位誤差（）包括：其中一批工件定位時誤差變動方向相同取“+”，方向相反取“-”，沒有直接關(guān)聯(lián)時取“+”。

1、基準(zhǔn)不重合誤差（）：由于工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合而引起的工序基準(zhǔn)相對于定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大位置變動范圍。

2、基準(zhǔn)位移誤差（）：由于定位元件和工件的制造誤差而引起的定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大位置變動范圍。180定位誤差的結(jié)論定位誤差只產(chǎn)生于采用調(diào)整法加工一批工件的情況下，若單件或批量工件逐個試切加工者不存在定位誤差。定位誤差是由于工件定位不準(zhǔn)確而產(chǎn)生的加工誤差。表現(xiàn)形式：工序基準(zhǔn)相對加工表面可能產(chǎn)生的最大尺寸或位置的變動范圍。產(chǎn)生原因：基準(zhǔn)不重合；工件的定位基準(zhǔn)面制造誤差、定位元件制造誤差、工件基面與定位元件間的配合間隙及基準(zhǔn)不重合誤差。定位誤差由基準(zhǔn)不重合誤差和基準(zhǔn)位移誤差兩部分組成，但二者不一定同時存在。定位誤差的計算可以按照定位誤差的定義進(jìn)行計算，也可以按定位誤差的組成逐一分析計算。181定位誤差計算在采用調(diào)整法加工時，工件的定位誤差實(shí)質(zhì)上就是工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大變動量。因此計算定位誤差，首先要找出工序尺寸的工序基準(zhǔn)，然后求其在工序尺寸方向上的最大變動量即可。用幾何方法計算定位誤差通常要畫出工件的定位簡圖，并在圖中夸張地畫出工件變動的極限位置；然后運(yùn)用三角幾何知識，求出工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大變動量，即為定位誤差。1.用幾何方法計算定位誤差1.3.4定位誤差

182當(dāng)工件孔徑為最大，定位銷的直徑為最小時，孔心在任意方向上的最大變動量等于孔與銷配合的最大間隙量，即無論工序尺寸方向如何，只要工序尺寸方向垂直于孔心軸線，其定位誤差均為：

Δdw

=Dmax－dmin

（2-6）式中Δdw

——定位誤差

Dmax——工件定位孔最大直徑

dmin——夾具定位銷最小直徑【解】【例2-4】圖2-31所示為孔與銷間隙配合的情況，若工件的工序基準(zhǔn)為孔心，試確定其定位誤差。圖2-31孔與銷間隙配合時的定位誤差DmaxdminOΔDWO1O21.3.4定位誤差

183心軸豎直放置

孔與心軸可以在任意方向接觸，孔的中心最大變動量即為基準(zhǔn)位移誤差：其中Xmin=(Dmin-dmax)為孔與軸的最小配合間隙A1A2XX184某些情況，工件孔與夾具定位銷保持固定邊接觸（圖2-32）1.3.4定位誤差

A1A2XX185XXXO1O2OHminHmaxA1A2位置誤差定位誤差不重合誤差位置誤差1862.用微分方法計算定位誤差【例2-5】工件在V型塊上定位銑鍵槽，計算定位誤差【解】要求保證的工序尺寸和工序要求：①槽底至工件外圓中心的距離H（或槽底至外圓下母線的距離H1，或槽底至外圓上母線的距離H2

）；②鍵槽對工件外圓中心的對稱度OA=Sin(α/2)OB=Sin(α/2)d對上式求全微分，得到：d(OA)=Sin(α/2)1

d(d)－2Sin2(α/2)dCos(α/2)

d(α)圖2-33外圓表面在V型塊上的定位誤差HBαOA對于第1項要求，考慮第1種情況（工序基準(zhǔn)為圓心O，見圖2-33），寫出O點(diǎn)至加工尺寸方向上某一固定點(diǎn)（如V型塊兩斜面交點(diǎn)A）的距離：1.3.4定位誤差

187以微小增量代替微分，并將尺寸誤差視為微小增量，且考慮到尺寸誤差可正可負(fù)，各項誤差均取最大值，得到工序尺寸H的定位誤差：（2-8）式中Td

——工件外圓直徑公差；

Tα——V型塊兩斜面夾角角度公差。若忽略V型塊兩斜面夾角的角度公差，可以得到用V型塊對外圓表面定位，當(dāng)工序基準(zhǔn)為外圓中心時，在垂直方向（圖2-33中尺寸H方向）上的定位誤差為：