機(jī)械制造工藝學(xué)(上)-第六章

機(jī)械制造工藝學(xué)（上）——第6章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)目錄——6.1機(jī)床夾具概述——6.2工件在夾具上的定位——6.3工件的夾緊——6.4各類機(jī)床夾具——6.6機(jī)床夾具設(shè)計(jì)步驟和方法第6章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)第6章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)——6.1機(jī)床夾具概述機(jī)床夾具

機(jī)床上用以裝夾工件（和引導(dǎo)刀具）的一種裝置。其作用是將工件定位，以使工件獲得相對(duì)于機(jī)床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。

機(jī)床夾具及其組成1）定位元件及裝置用于確定工件在夾具中的正確位置。如V型塊、定位銷、定位支承等。2）刀具導(dǎo)向元件或裝置用于引導(dǎo)刀具或調(diào)整刀具相對(duì)于夾具定位元件的位置，如對(duì)刀塊、鉆套、鏜套。3）夾緊元件及裝置用于夾緊工件。4）聯(lián)接元件

用以確定夾具在機(jī)床上的位置并與機(jī)床相連接。

5）夾具體用于連接或固定夾具上各元件及裝置，使其成為一個(gè)整體的基礎(chǔ)件。如底座。6）其它元件及裝置夾具的組成機(jī)床夾具及其組成機(jī)床夾具及其組成

連桿銑槽夾具1—菱形銷

2—對(duì)刀塊

3—定位鍵

4—夾具底板

5—圓柱銷

6—工件

7—彈簧

8—螺栓

9—螺母

10—壓板

11—止動(dòng)銷

正面反面1）保證加工質(zhì)量2）提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本3）擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍4）減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，保證安全生產(chǎn)夾具功能機(jī)床夾具功能1）通用夾具2）專用夾具3）可調(diào)整夾具及成組夾具4）組合夾具5）隨行夾具◆按夾具使用范圍劃分機(jī)床夾具分類三爪卡盤萬(wàn)向平口鉗分度頭機(jī)床夾具分類1）通用夾具：已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的、在一定范圍內(nèi)可用于加工不同工件的夾具。如三爪、四爪卡盤，平口鉗等。特點(diǎn)：通用性強(qiáng)、應(yīng)用廣泛，適于工件簡(jiǎn)單、單件小批量生產(chǎn)中。

43φDL機(jī)床夾具分類2）專用夾具：為某一工件特定工序?qū)ｉT設(shè)計(jì)的夾具。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、使用方便、生產(chǎn)效率高，但需要專門設(shè)計(jì)制造，周期長(zhǎng)、成本高，產(chǎn)品變更時(shí)便報(bào)廢。適合于成批，大量生產(chǎn)。3）可調(diào)整夾具及成組夾具：以成組技術(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)所有的零件按相似性進(jìn)行分類，對(duì)每一類設(shè)計(jì)制造出一種夾具。

特點(diǎn)：夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調(diào)整。43φDLLφD43φD43LφDL34φDL43φDL34KH1KH2KH3KH4機(jī)床夾具分類機(jī)床夾具分類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。特點(diǎn)：大大縮短了設(shè)計(jì)制造周期，但結(jié)構(gòu)剛性差。可分為鉆床夾具、銑床夾具、車床夾具、磨床夾具等?！舭词褂脵C(jī)床劃分可分為手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、真空夾具、電磁夾具等。◆按夾緊力源劃分氣動(dòng)虎鉗液壓夾具機(jī)床夾具分類第6章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)——6.2工件在夾具上的定位機(jī)械制造工藝學(xué)定位方法與定位元件足夠的精度。足夠的硬度和耐磨性。足夠的剛度和強(qiáng)度。工藝性要好。便于清除切屑。定位元件的基本要求zyxzyxzyxzyx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(tái)及平面等。zyxzyx工件以平面定位工件的定位

固定支承支承釘支承板A型B型C型A型B型固定支承支承釘支承板定位方法與定位元件

可調(diào)支承——支承點(diǎn)的位置可以在一定高度范圍內(nèi)調(diào)整的支承。當(dāng)工件定位表面不規(guī)整或工件批與批之間毛坯尺寸變化較大時(shí)，常用可調(diào)支承。注意：每一批工件都要對(duì)可調(diào)支承進(jìn)行調(diào)整，且調(diào)整完后一定要鎖緊，即將該位置固定。定位方法與定位元件定位方法與定位元件

自位支承——又稱浮動(dòng)支承。在定位過(guò)程中，支承點(diǎn)可以自動(dòng)調(diào)整其位置以適應(yīng)工件定位表面的變化。只限制一個(gè)自由度，可提高工件的安裝剛性和穩(wěn)定性。

輔助支承——在工件完成定位后才參與支承，它不起定位作用，而只起支承作用，常用于在加工過(guò)程中加強(qiáng)被加工部位的剛度，提高切削穩(wěn)定性。

注意：對(duì)一批工件的每一個(gè)工件都要進(jìn)行調(diào)整(與可調(diào)支承相比)。定位方法與定位元件圖4.18各種輔助支承平面定位元件的選用面積較小的基準(zhǔn)平面選用支承釘面積較大、平面度精度較高的基準(zhǔn)平面定位選用支承板毛坯面、階梯平面和環(huán)形平面作基準(zhǔn)平面定位時(shí)，選用自位支承毛坯面作基準(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)支承當(dāng)工件定位基準(zhǔn)面需提高定位剛度、穩(wěn)定性和可靠性時(shí)，可選用輔助支承定位方法與定位元件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。yxzyxzyxzyxzyxzyxz工件以圓孔定位工件的定位工件以圓柱孔定位

心軸——在車、銑、磨、齒輪加工等機(jī)床上加工套筒類和盤類零件。心軸剛性心軸彈性心軸自動(dòng)定心心軸液塑心軸…過(guò)盈配合間隙配合小錐度心軸定位方法與定位元件③心軸：A、剛性心軸間隙配合，定心精度低過(guò)盈配合，定心精度高，但裝卸有點(diǎn)難B、錐度心軸：常用錐度：1:1000～1:5000,心軸和工件配合緊密，定心精度高，不用夾緊。工件以圓柱孔定位定位方法與定位元件C、彈性心軸:定心精度高，裝卸方便。工件以圓柱孔定位

定位銷：工件上定位內(nèi)孔較小時(shí)，常選定位銷定位銷圓柱定位銷圓錐定位銷菱形定位銷圓柱定位銷定位方法與定位元件工件以圓柱孔定位

定位銷菱形銷錐形銷定位方法與定位元件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）。yxzyxzyxzyxzyxz工件以外圓柱面定位工件的定位工件以外圓柱面支承定位的元件常采用V型塊.工件以外圓柱面定位

套筒（定心定位）套筒定位當(dāng)工件對(duì)稱度要求較高時(shí)，選用V形塊當(dāng)工件定位圓柱面精度較高時(shí)，可選用套筒。定位方法與定位元件對(duì)于有些大型工件，不便從軸向安裝，此時(shí)可利用半圓套定位。如下圖上半圓夾緊，下半圓定位。

半圓套定位方法與定位元件V形塊的結(jié)構(gòu)類型

兩斜面夾角：60、90、120。其中90使用最多。對(duì)中性好，還可用于非完整外圓表面的定位。工件以外圓柱面定位V形塊（支承定位）定位方法與定位元件工件以外圓柱面定位V形塊（支承定位）當(dāng)α＝90°時(shí)，有：

定位方法與定位元件除平面、圓孔、外圓柱面外，工件有時(shí)還可能以其它表面（如圓錐面、漸開線齒面、曲面等）定位。下圖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(dòng)外的5個(gè)自由度。工件以其他表面定位圖2-26工件以錐孔定位限制5個(gè)自由度定位方法與定位元件工件以其他表面定位

工件以齒面定位定位方法與定位元件實(shí)際生產(chǎn)中經(jīng)常遇到的不是單一表面定位，而是幾個(gè)定位表面的組合。常見的定位表面組合有：平面與平面的組合，平面與圓孔的組合，平面與外圓表面的組合、平面其它表面的組合，錐面與錐面的組合等。前、后頂尖定位表面的組合定位方法與定位元件一面兩孔定位式中b——菱形銷寬度；

D1，D2——與圓柱銷和菱形銷配合孔最小直徑；

d1，d2——圓柱銷和菱形銷的最大直徑；

Δ1min

，Δ2min——孔1與銷1、孔2與銷2的最小間隙；

TLK

，TLX

——兩孔和兩銷中心距的公差。定位方法與定位元件一面兩孔定位菱形銷寬度尺寸計(jì)算BbD2d2O2O’2ACL±1/2TLKL±1/2TLXD1d1O1一面兩孔定位設(shè)計(jì)計(jì)算

1）確定兩銷中心距尺寸及公差：取工件兩孔中心距基本尺寸為兩銷中心距基本尺寸，其公差取工件孔中心距公差的1/5～1/32）確定圓柱銷直徑及其公差：取相應(yīng)孔的最小直徑作為圓柱銷直徑的基本尺寸，其公差一般取g6或f7。3）確定菱形銷寬度、直徑及其公差：按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（見下表）選取菱形銷的寬度b；然后按前式計(jì)算菱形銷與其配合孔的最小間隙Δ2min；再計(jì)算菱形銷直徑的基本(最大極限)尺寸：d2＝D2－Δ2min；最后按h6或h7確定菱形銷直徑公差。菱形銷結(jié)構(gòu)尺寸d＞3～6＞6～8＞8～20＞20～25＞25～32＞32～40＞40～50Bd－0.5d－1d－2d－3d－4d－5d－6b11233345b2345568（單位：mm）d——工作部分直徑b——削邊銷計(jì)算寬度b1——修圓后留下的圓柱部分寬度定位方法與定位元件

定位誤差的概念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。定位誤差本質(zhì)：一批工件在夾具上定位時(shí)其工序基準(zhǔn)在加工要求方向上最大的變動(dòng)量。

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。實(shí)際加工時(shí)，由于工件直徑存在公差，會(huì)使軸心位置發(fā)生變化。此變化量就是工件定位而引起的加工誤差，即定位誤差。圖2-28定位誤差HOAO2O1ΔDW定位誤差定位誤差計(jì)算計(jì)算依據(jù)！工件以底面定位銑臺(tái)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(huì)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。定位誤差的來(lái)源：定位基準(zhǔn)位置發(fā)生變化或定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，導(dǎo)致工序基準(zhǔn)沿加工方向上產(chǎn)生了變動(dòng)。ba圖2-29由于基準(zhǔn)不重合引起的定位誤差定位基準(zhǔn)工序基準(zhǔn)ΔDW基準(zhǔn)不重合誤差1）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JW。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JB。定位誤差計(jì)算定位基準(zhǔn)：平面；定位元件工作面：平面平整平面===>基準(zhǔn)位置誤差△JW=0毛坯面===>基準(zhǔn)位置誤差△JW01.只有用“調(diào)整法”加工一批工件時(shí)，才存在定位誤差，用“試切法”加工工件時(shí)不存在定位誤差，或者說(shuō)討論定位誤差沒(méi)有意義；

2.定位誤差是一批工件因定位而可能出現(xiàn)的最大的加工誤差。對(duì)于一批工件中的某一個(gè)來(lái)說(shuō)，其定位誤差有可能沒(méi)有計(jì)算出的數(shù)值大，也可能恰好為零；定位誤差計(jì)算強(qiáng)調(diào)！1）合成法定位誤差的來(lái)源主要有兩方面：一是基準(zhǔn)位置誤差，二是基準(zhǔn)不重合誤差。因此，可分別計(jì)算出基準(zhǔn)不重合誤差和基準(zhǔn)位置誤差，然后在加工要求方向上進(jìn)行合成。 式中△DW——定位誤差；△JB——基準(zhǔn)不重合誤差；△JW——基準(zhǔn)位置誤差；

α——基準(zhǔn)不重合誤差與加工方向的夾角；

β——基準(zhǔn)位置誤差與加工方向的夾角。注意式中“±號(hào)”的選?。寒?dāng)某種同一因素引起的、變動(dòng)趨勢(shì)相同時(shí)，取“+”號(hào)；當(dāng)、變動(dòng)方向相反時(shí)，取“-”號(hào)?！鱀W＝△JBcosα±△JWcosβ

定位誤差的計(jì)算方法定位誤差計(jì)算2）定義法(幾何方法)定義法是根據(jù)定位誤差的本質(zhì)來(lái)計(jì)算的一種方法。采用定義法時(shí)，要明確加工要求的方向，找出工序基準(zhǔn)，畫出工件的定位簡(jiǎn)圖，并在圖中夸張地畫出工序基準(zhǔn)變動(dòng)的極限位置，求出工序基準(zhǔn)的最大變動(dòng)量，然后向加工要求方向上進(jìn)行投影，即為定位誤差。利用定義法計(jì)算△DW步驟：①明確工序要求（加工要求方向）②找出工序基準(zhǔn)③計(jì)算工序基準(zhǔn)在加工方向上最大變動(dòng)量

定位誤差計(jì)算復(fù)雜的定位誤差簡(jiǎn)單的初等幾何對(duì)于加工要求方向是某一固定的方向，如尺寸要求、對(duì)稱度要求的情況，可將工序基準(zhǔn)的最大變動(dòng)量向該方向投影；對(duì)于加工要求方向是任意的方向，如同軸度的情況，工序基準(zhǔn)最大的變動(dòng)量就是定位誤差，不必進(jìn)行投影。此外，當(dāng)有多個(gè)獨(dú)立的因素影響工序基準(zhǔn)變動(dòng)時(shí)，可使用“各個(gè)擊破”的方法，即固定其它因素只分析其中的一個(gè)因素對(duì)工序基準(zhǔn)造成的變動(dòng)量，然后將各個(gè)獨(dú)立因素所造成的工序基準(zhǔn)的變動(dòng)量簡(jiǎn)單相加即可。定位誤差計(jì)算注意！3）微分法——以工序基準(zhǔn)為端點(diǎn)，與加工尺寸方向上夾具上的某點(diǎn)相連，然后得到一線段，用幾何的方法得出該線段的表達(dá)式，然后對(duì)該表達(dá)式進(jìn)行微分，再將各尺寸誤差視為微小增量，取絕對(duì)值后代替微分，最后以公差代替尺寸誤差，就可以得到定位誤差的表達(dá)式。

定位誤差計(jì)算工件以平面定位【例1】

一批工件用“調(diào)整法”銑缺口，定位有a）、b）兩種方案。試計(jì)算兩種情況下工序尺寸20的定位誤差?！窘狻浚?）合成法a）△DW|20=△JB+△JW=T40+0=0.28+0

=0.28(mm)≥T20/3=0.3/3=0.1(mm)故不能夠采用此種定位方案。b）△DW|20=△BC+△JW=0+0=0故可以采用此種定位方案。合成法公式：△DW＝△JBcosα±△JWcosβ（2）定義法/幾何方法

1、加工方向：豎直

2、工序基準(zhǔn)：A面a）△DW|20=T40=0.28(mm)b)△DW|20=0

工件以平面定位ΔDW——計(jì)算工序基準(zhǔn)在加工方向上的最大變動(dòng)量。（3）微分法a）工序基準(zhǔn)A到定位表面B的距離剛好就是工件的高度尺寸

H±TH=40±0.14

對(duì)其進(jìn)行微分：△DW|20≈d(H)＝δH=TH

＝0.28（mm）

b)工序基準(zhǔn)到定位表面的距離是一個(gè)固定的常值，常值的微分是0。△DW|20=0

工件以平面定位三種方法計(jì)算的結(jié)果是相同的。——先建立工序基準(zhǔn)到夾具上某點(diǎn)距離的關(guān)系式，然后對(duì)其進(jìn)行微分。

當(dāng)工件孔徑為最大，定位銷的直徑為最小時(shí)，孔處在左右兩個(gè)極限位置?！窘狻俊纠?】圖2-30所示為孔與銷間隙配合的情況，銷垂直放置，若工件的工序基準(zhǔn)為孔心，試確定其定位誤差。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。圖2-30孔與銷間隙配合時(shí)的定位誤差DmaxdminO定位誤差均為：O2ΔDWO1

工件以內(nèi)孔定位當(dāng)工件孔與夾具定位銷保持固定邊接觸時(shí)（前提：加工一批工件時(shí)，定位銷不更換），定位誤差為孔徑公差的一半。

ΔDW

=（Dmax－Dmin）=TD1212此時(shí)，定位誤差是由于定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合所造成的，屬于基準(zhǔn)不重合誤差，與定位銷直徑無(wú)關(guān)。O1孔與銷間隙配合固定邊接觸時(shí)定位誤差OΔDWO2定位誤差為：

工件以內(nèi)孔定位DminDmax【例3】有一批工件軸尺寸為d,在夾角為的V型塊上定位用“調(diào)整法”銑鍵槽，保證：1）鍵槽對(duì)工件外圓中心的對(duì)稱度。2）槽深。槽深工序尺寸分別是H1、H2、H3時(shí)求各自的定位誤差。

工件以外圓定位圖2-32外圓表面在V型塊上的定位誤差BαOA

若忽略工件的圓度誤差和V型塊角度偏差，可以認(rèn)為工序基準(zhǔn)（工件外圓中心）在水平方向上的位置變動(dòng)量為零，即定位誤差為0。工件以外圓定位1）鍵槽對(duì)工件外圓中心的對(duì)稱度。（1）合成法（b）

（c）變動(dòng)趨勢(shì)相同取“+”

（d）變動(dòng)趨勢(shì)相反取“-”

工件以外圓定位2）槽深。若槽深工序尺寸分別是H1、H2、H3時(shí)，求各自的定位誤差。（2）定義法：

(b)(c)(d)工件以外圓定位（3）微分法圖2-32外圓表面在V型塊上的定位誤差H1BαOAOA=Sin(α/2)OB=Sin(α/2)d對(duì)上式求全微分，得到：d(OA)=2Sin(α/2)1

d(d)－4Sin2(α/2)dcos(α/2)

d(α)H1，劃出工序基準(zhǔn)O點(diǎn)至加工尺寸方向上夾具上某一固定點(diǎn)（如V型塊兩斜面交點(diǎn)A）的距離：工件以外圓定位

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(xiàng)誤差均取絕對(duì)值，得到工序尺寸H的定位誤差：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(duì)外圓表面的定位誤差為：工件以外圓定位

若工件工序基準(zhǔn)為外圓上母線時(shí)，c）H2BdOAC若忽略V型塊兩斜面夾角的角度公差，可以得到定位誤差為：工件以外圓定位

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(duì)外圓表面的定位誤差為：

工件工序基準(zhǔn)為外圓下母線時(shí)b）H3BOAC工件以外圓定位三種情況計(jì)算的結(jié)果是相同的。當(dāng)使用不同的工序基準(zhǔn)時(shí)，定位誤差的大小是不一樣的。（本題中，以工件下母線作為槽深的工序基準(zhǔn)，定位誤差最小。）組合定位誤差【例4】一面兩孔定位誤差分析計(jì)算。圖2-34一面兩孔的定位誤差直線定位誤差圖2-35兩銷定位的直線定位誤差O1O2O11O21O12O22

極端情況為：工件內(nèi)孔1的直徑尺寸最大、定位銷1直徑尺寸最小，極端位置為最左、最右兩種情況。ΔO1ΔO1=Dmax－dmin式中ΔO1——定位誤差；

D1max——工件定位孔最大直徑；

d1min——夾具定位銷最小直徑。組合定位誤差轉(zhuǎn)角定位誤差圖2-36兩銷定位的轉(zhuǎn)角定位誤差O1O2O11O21O12O22

極端情況為：工件內(nèi)孔1、2的直徑均為尺寸最大、定位銷1、2直徑均為最小，極端偏擺為上、下最大轉(zhuǎn)角兩種情況。Δdw-ΔdwO12O22O'12O'22O2O1L組合定位誤差角定位誤差O12O22O'12O'22O2O1L組合定位誤差三種計(jì)算方法各有特點(diǎn)和利弊，都能在不同的側(cè)面反映定位誤差的本質(zhì)及其產(chǎn)生的原因。定義法/幾何方法通過(guò)兩個(gè)極限位置求解定位誤差，既直觀又簡(jiǎn)潔；合成法則避免了用極限位置求解定位誤差時(shí)復(fù)雜的位移計(jì)算，還有助于正確理解定位誤差產(chǎn)生的原因；微分法在解決較復(fù)雜的定位誤差分析計(jì)算問(wèn)題時(shí)有明顯的優(yōu)勢(shì)，但有時(shí)不易建立工序基準(zhǔn)與夾具上固定點(diǎn)的關(guān)系式，無(wú)法進(jìn)行計(jì)算。無(wú)論采用哪種計(jì)算方法最終得出的結(jié)果應(yīng)是相同的、唯一的。對(duì)于較為復(fù)雜的定位情況，最好采用兩種以上的方法進(jìn)行計(jì)算，以確保計(jì)算結(jié)果正確、可靠。定位誤差計(jì)算【習(xí)題3】1、工件尺寸及定位如圖所示，外圓已加工好。現(xiàn)采用“調(diào)整法”加工鍵槽b，保證對(duì)稱度公差0.03和尺寸54，求定位誤差。（12分）ΔDW|對(duì)稱=TD/2=0.05（mm）ΔDW|54=0

上述三種定位誤差的計(jì)算方法均是在二維平面上進(jìn)行分析，得到相關(guān)表達(dá)式后帶入相關(guān)數(shù)據(jù)得出計(jì)算結(jié)果，過(guò)程繁瑣。隨著三維CAD軟件的出現(xiàn)，為定位誤差的計(jì)算提供了新的思路和途徑，如在SolidWorks裝配體環(huán)境下，可利用其中的測(cè)量工具快速得到定位誤差的具體數(shù)值，其核心思想仍然是“定義法”，具體方法是：（1）將定位元件和工件裝配成定位方案的3D模型；（2）建立或顯示工件上作為工序基準(zhǔn)的點(diǎn)、軸線或平面。若工序基準(zhǔn)是內(nèi)孔或外圓的中心線，可充分利用SolidWorks中的“臨時(shí)軸”命令，快速顯示中心線。（3）明確影響工序基準(zhǔn)在加工方向上變動(dòng)的因素，并分別以該因素的最小或最大尺寸對(duì)工件重建模型，從而得到工序基準(zhǔn)的兩個(gè)極限位置。在影響工序基準(zhǔn)變動(dòng)的多個(gè)獨(dú)立因素中，尺寸因素可直接用于重建模型，同軸度等位置因素引起的工序基準(zhǔn)變動(dòng)量可簡(jiǎn)單相加。（4）利用SolidWorks尺寸測(cè)量工具，分別測(cè)量在兩種極限位置下工序基準(zhǔn)沿加工要求方向至夾具體上某一固定參考位置的距離，兩次測(cè)量值之差的絕對(duì)值即是定位誤差。此種方法的計(jì)算精度可在SolidWorks文檔屬性的單位選項(xiàng)中自行設(shè)定。隨著三維CAD軟件的普及，可以直接利用已有的夾具3D模型，省去定位方案的建模過(guò)程，快速得到定位誤差。

第6章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)——6.3工件的夾緊機(jī)械制造工藝學(xué)對(duì)工件夾緊裝置要求

在夾緊過(guò)程中應(yīng)能保持工件定位時(shí)所獲得的正確位置夾緊力大小適當(dāng)夾緊機(jī)構(gòu)一般應(yīng)有自鎖作用夾緊裝置應(yīng)操作方便、省力、安全夾緊裝置的復(fù)雜程度和自動(dòng)化程度應(yīng)與生產(chǎn)批量和生產(chǎn)方式相適應(yīng)。三爪自定心卡盤的工作原理：用扳手轉(zhuǎn)動(dòng)小錐齒輪時(shí)，大錐齒輪便轉(zhuǎn)動(dòng)，它背面的平面螺紋就使三個(gè)卡爪同時(shí)向中心靠近或退出。夾緊裝置的組成動(dòng)力源裝置：它是產(chǎn)生夾緊作用力的裝置傳力機(jī)構(gòu)：傳遞力的機(jī)構(gòu)，其作用是：改變作用力的方向；改變作用力的大??；具有一定的自鎖性能，以保證夾緊可靠。夾緊元件：它是直接與工件接觸完成夾緊作用的元件對(duì)工件夾緊裝置要求設(shè)計(jì)夾具時(shí)應(yīng)考慮的問(wèn)題夾緊力（三要素：大小、方向、作用點(diǎn)）傳力方式（手動(dòng)、氣動(dòng)、液力、電力等）夾緊機(jī)構(gòu)（增力、快速等）對(duì)工件夾緊裝置要求夾緊力的確定夾緊力方向選擇1、夾緊力作用方向應(yīng)有利于工件的準(zhǔn)確定位，而不能破壞定位。為此一般要求主要夾緊力垂直指向主要定位面2、夾緊力作用方向應(yīng)盡量與切削力、工件重力方向一致，以減小所需夾緊力夾緊力方向選擇（1）夾緊力方向選擇（2）夾緊力的確定夾緊力方向選擇3、夾緊力作用方向應(yīng)盡量與工件剛度大的方向相一致，以減小工件夾緊變形Fj變形大FjFj變形小(a)(b)

圖2-38薄壁套筒的夾緊夾緊力的確定夾緊力作用點(diǎn)選擇1、夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)正對(duì)支承元件或位于支承元件所形成的支承面內(nèi)，以保證工件已獲得的定位不變，不致引起工件產(chǎn)生位移或偏轉(zhuǎn)。(a)(b)FjFj圖2-39加緊力作用點(diǎn)對(duì)穩(wěn)定性的影響a）b）夾緊力作用點(diǎn)的選擇（1）夾緊力的確定夾緊力作用點(diǎn)選擇2、夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)處于工件剛性較好的部位，以減小工件夾緊變形

夾緊力的確定夾緊力作用點(diǎn)選擇夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面，以減小切削力對(duì)工件造成的翻轉(zhuǎn)力矩。必要時(shí)應(yīng)在工件剛度差的部位增加輔助支承并施加夾緊力，以減小切削過(guò)程中的振動(dòng)和變形。夾緊力的確定夾緊力大小估算

估算夾緊力一般方法——將工件視為分離體，并分析作用在工件上的各種力，再根據(jù)力系平衡條件，確定保持工件平衡所需最小夾緊力，最后將最小夾緊力乘以一適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù)【例】估算圖示車削夾緊力由上式可求出最小夾緊力，再乘以安全系數(shù)k，得到所需的夾緊力：【解】只考慮主切削力Fc所產(chǎn)生的力矩與卡爪夾緊力Fj所產(chǎn)生的力矩相平衡，有：車削時(shí)夾緊力的估算d0dFcFj夾緊力的確定【例】估算圖示銑削夾緊力由上式可求出最小夾緊力，再乘以安全系數(shù)k，得到所需的夾緊力：銑削時(shí)夾緊力的估算【解】開始銑削時(shí)的受力情況最為不利。此時(shí)在力矩FaL的作用下有使工件繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)，與之相平衡的是作用在A、B點(diǎn)上的夾緊力反力所構(gòu)成的摩擦力矩。根據(jù)力矩平衡條件有：Fj/2Fj/2FaFcFCN夾緊力的確定夾緊力大小估算

安全系數(shù)——通常取1.5～2.5。精加工和連續(xù)切削時(shí)取小值，粗加工或斷續(xù)切削時(shí)取大值。當(dāng)夾緊力與切削力方向相反時(shí)，可取2.5～3。

摩擦因數(shù)——主要取決于工件與夾具支承件或夾緊件之間的接觸形式，具體數(shù)值可參考下表。不同表面的摩擦因數(shù)接觸表面特征摩擦因數(shù)光滑表面直溝槽，方向與切削方向一致直溝槽，方向與切削方向垂直交錯(cuò)網(wǎng)狀溝槽0.15～0.250.25～0.350.4～0.50.6～0.8夾緊力大小的確定要足夠防止加工時(shí)松動(dòng)使工件受壓變形小，剛性差的工件應(yīng)均勻加壓夾緊力的確定在實(shí)際的加工中，對(duì)于小件，往往不需要計(jì)算夾緊力，可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行加工。大批量生產(chǎn)或者是新產(chǎn)品上馬時(shí)，可查閱夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，利用給定的現(xiàn)成公式來(lái)估算夾緊力的大小。若需要準(zhǔn)確確定夾緊力，通常需要采用實(shí)驗(yàn)方法。常用夾緊機(jī)構(gòu)斜楔夾緊機(jī)構(gòu)利用楔塊的斜面將楔塊的推力轉(zhuǎn)變?yōu)閵A緊力，從而夾緊工件。常用夾緊機(jī)構(gòu)斜楔夾緊機(jī)構(gòu)

斜楔夾緊的翻轉(zhuǎn)式鉆模

斜楔夾緊機(jī)構(gòu)

夾緊力——取斜楔為分離體，分析其所受作用力，并根據(jù)力平衡條件，可得到直接采用斜楔夾緊時(shí)的夾緊力為：

式中Fj

——可獲得的夾緊力（N）

Fx

——作用在斜楔上的原始力（N）

?1——斜楔與工件間摩擦角（°）

?2——斜楔與夾具體間摩擦角（°）

α

——斜楔的楔角（°）工作原理：利用楔塊的斜面將楔塊的推力轉(zhuǎn)變?yōu)閵A緊力，從而夾緊工件常用夾緊機(jī)構(gòu)

Fx

斜楔夾緊機(jī)構(gòu)

自鎖條件——當(dāng)工件夾緊并撤除原始力Fx后，夾緊機(jī)構(gòu)依靠摩擦力的作用，仍能保持對(duì)工件的夾緊狀態(tài)的現(xiàn)象稱為自鎖。α≤?1＋?2

常用夾緊機(jī)構(gòu)

Fj/Fx=1/(tanφ1＋tan(α+φ2))若取φ1＝φ2＝6°，α＝10°帶入上式i=2.6.可見，斜楔的增力比不是很大。由于原始力Fx不可能很大，要增大夾緊力可以減少斜楔的楔角α。但楔角α太小會(huì)使斜楔夾緊的工作行程加大，從而增大夾具的結(jié)構(gòu)。

増力比——是指在夾緊原始力Fx作用下，夾緊機(jī)構(gòu)所能產(chǎn)生的夾緊力Fj和Fx的比值。常用夾緊機(jī)構(gòu)楔角α越小，則產(chǎn)生的夾緊力Fj就越大，而要保證必要的夾緊行程S，必須加大斜楔的移動(dòng)行程L，致使夾緊速度變慢。所以在選擇楔角α?xí)r，必須同時(shí)兼顧增力比和行程比，不可顧此失彼?，F(xiàn)場(chǎng)中可以采用“雙楔角”的斜楔

行程比——一般把斜楔的移動(dòng)行程L與工作需要的夾緊行程S的比值，稱為行程比，它一定程度上反映了對(duì)某一工件夾緊的夾緊機(jī)構(gòu)的尺寸大小。L/S＝1/tanα常用夾緊機(jī)構(gòu)雙升角斜楔滑塊夾緊機(jī)構(gòu)1—夾具體2—斜楔3—工件雙升角斜楔機(jī)構(gòu)：大升角迅速趨近工件小升角夾緊工件、自鎖常用夾緊機(jī)構(gòu)夾緊特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有增力作用。一般增力比Q/F≈3。具有自鎖特性：自鎖條件<?1+?2楔塊夾緊行程小，夾緊力小，夾緊和松開均需敲擊，直接應(yīng)用不方便，常與機(jī)械、汽動(dòng)、液壓機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)。斜楔夾緊機(jī)構(gòu)常用夾緊機(jī)構(gòu)

螺旋夾緊機(jī)構(gòu)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)示例常用夾緊機(jī)構(gòu)

螺旋夾緊機(jī)構(gòu)常用夾緊機(jī)構(gòu)螺旋自動(dòng)定心夾緊機(jī)構(gòu)雙向螺桿4一端為左螺紋,一端為右螺紋,擰螺桿時(shí)兩個(gè)V形塊同時(shí)夾緊工件。

螺旋夾緊機(jī)構(gòu)

夾緊力——螺旋可視為繞在圓柱體上的斜楔，因此可從斜楔公式直接導(dǎo)出螺旋夾緊力計(jì)算公式：

式中Fj

——沿螺旋軸向作用的夾緊力（N）

Fx——作用在扳手上的力（N）

L——作用力的力臂（mm）

d0——螺紋中徑（mm）

α

——螺紋升角（°）

?1——螺紋副的當(dāng)量摩擦角（°）

?2——螺桿（或螺母）端部與工件（或壓板）之間的當(dāng)量摩擦角（°）

r’

——螺桿（或螺母）端部與工件（或壓板）之間的當(dāng)量摩擦半徑（mm）1-螺母2-螺桿3-工件常用夾緊機(jī)構(gòu)M=M1+M22r2RRβⅢⅡⅠ壓塊形狀當(dāng)量摩擦半徑計(jì)算公式矩形螺紋梯形螺紋三角螺紋螺紋形狀當(dāng)量摩擦角計(jì)算公式60°30°壓緊螺釘端部的當(dāng)量摩擦半徑r1的值與螺桿頭部（或壓塊）的結(jié)構(gòu)有關(guān)

常用夾緊機(jī)構(gòu)

計(jì)算準(zhǔn)確性——由于φ’1

與φ2數(shù)值在很大范圍內(nèi)變化，要獲得準(zhǔn)確結(jié)果很困難。目前許多手冊(cè)給出的數(shù)據(jù)大多以摩擦系數(shù)μ＝0.1為依據(jù)的，這與實(shí)際情況出入較大。當(dāng)需要準(zhǔn)確確定螺旋夾緊力時(shí)，需要采用實(shí)驗(yàn)方法。

力矩與夾緊力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)（8mm系列組合夾具）Fj

＝kt

×Ts

常用夾緊機(jī)構(gòu)

自鎖條件——螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的自鎖條件和斜楔夾緊機(jī)構(gòu)相同，即也可寫為

α≤?1＋?2螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的螺旋升角α很小（一般為2°～4°），故自鎖性能好。

増力比——因?yàn)槁菪切∮谛毙ǖ男ń?，螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的擴(kuò)力作用遠(yuǎn)大于斜楔夾緊機(jī)構(gòu)。常用夾緊機(jī)構(gòu)

螺旋夾緊特點(diǎn)——結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造，增力比大，自鎖性能好，在手動(dòng)夾緊中應(yīng)用廣泛。缺點(diǎn)是動(dòng)作較慢，為提高作效率，可采用一些快撤裝置。

兩種快撤機(jī)構(gòu)（螺旋夾緊）常用夾緊機(jī)構(gòu)

偏心夾緊機(jī)構(gòu)

幾種偏心夾緊機(jī)構(gòu)

偏心夾緊機(jī)構(gòu)示例常用夾緊機(jī)構(gòu)

圓偏心輪展開

楔角計(jì)算——可將偏心輪視為一楔角變化的斜楔，圓偏心輪展開如圖示

式中α

——偏心輪的楔角（°）

e

——偏心輪的偏心量（mm）

R——偏心輪的半徑（mm）

γ

——偏心輪作用點(diǎn)（X點(diǎn)）與起始點(diǎn)（O點(diǎn)）之間圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角（°）h=MX=O1X-O1M=R-e

cosγα

=arctan(O2M/MX)常用夾緊機(jī)構(gòu)

夾緊力——式中Fj

——夾緊力（N）

FS

——作用在手柄上的原始力（N）

L

——作用力的力臂（mm）

ρ——偏心轉(zhuǎn)動(dòng)中心到作用點(diǎn)之間的距離（mm）

α

——偏心輪楔角，參考式6-16（°）

?1——輪周作用點(diǎn)處摩擦角（°）

?2——轉(zhuǎn)軸處摩擦角（°）

自鎖條件——根據(jù)斜楔自鎖條件：α≤?1＋?2，忽略轉(zhuǎn)軸處的摩擦，并考慮最不利的情況，可得到：

特點(diǎn)——結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，動(dòng)作迅速；缺點(diǎn)是自鎖性能較差，增力比較小。一般常用于切削平穩(wěn)且切削力不大的場(chǎng)合。常用夾緊機(jī)構(gòu)

鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)常用夾緊機(jī)構(gòu)增力機(jī)構(gòu)，常與氣缸、油缸聯(lián)動(dòng)以擴(kuò)大夾緊力，動(dòng)作迅速，容易改變力的傳遞方向壓板張開量大；但自鎖性能差。

鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)示例

幾種鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)

常用夾緊機(jī)構(gòu)

鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)夾緊力分析

夾緊力——式中Fj

，F(xiàn)x——夾緊力，原始作用力

αj

——夾緊時(shí)臂的傾斜角

φ’——臂兩端鉸鏈處當(dāng)量摩擦角

φ’1——滾子滾動(dòng)當(dāng)量摩擦角其中：式中l(wèi)——兩鉸鏈孔中心距

φ1——鉸鏈軸承和滾子軸承摩擦角

特點(diǎn)——?jiǎng)幼餮杆?，增力比大，并易于改變力的作用方向；缺點(diǎn)是自鎖性能差。多用于機(jī)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)中。

常用夾緊機(jī)構(gòu)

定心夾緊機(jī)構(gòu)

特點(diǎn)——同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)工件定心定位和夾緊，即在夾緊過(guò)程中，能使工件相對(duì)于某一軸線或某一對(duì)稱面保持對(duì)稱性以等速移動(dòng)原理工作的定心夾緊機(jī)構(gòu)

自動(dòng)定心心軸1—螺母2—彈簧3—活塊123AB常用夾緊機(jī)構(gòu)

螺旋定心夾緊機(jī)構(gòu)1、2－V形塊3－左右旋螺桿4、5、9、10－緊定螺釘6、8－螺釘7－叉形件

以等速移動(dòng)原理工作的定心夾緊機(jī)構(gòu)

常用夾緊機(jī)構(gòu)

以均勻彈性變形原理工作的定心夾緊機(jī)構(gòu)

彈簧夾頭1－夾具體2－螺母3－彈簧套筒4－工件常用夾緊機(jī)構(gòu)液塑心軸1－柱塞2－螺釘3－液體塑料4－薄壁套

聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)

特點(diǎn)——從一處施力，可同時(shí)在幾處對(duì)一個(gè)或幾個(gè)工件進(jìn)行夾緊

1—壓板2—螺母3—工件常用夾緊機(jī)構(gòu)雙向聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)平行聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)

多件聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)多件聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)正誤對(duì)比常用夾緊機(jī)構(gòu)常用夾緊機(jī)構(gòu)第6章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)——6.4各類機(jī)床夾具機(jī)械制造工藝學(xué)車床與磨床夾具車床夾具典型結(jié)構(gòu)以工件外圓表面定位的車床夾具，如各類夾盤和夾頭以工件內(nèi)圓表面定位的車床夾具，如各種心軸以工件頂尖孔定位的車床夾具，如頂尖、撥盤等加工非回轉(zhuǎn)體的車床夾具，如各種彎板式、花盤式車床夾具彎板式車夾具

1—平衡鐵

2—防護(hù)罩

3—勾形壓板

車床夾具的設(shè)計(jì)特點(diǎn)工件均為回轉(zhuǎn)體，夾具隨機(jī)床主軸一起旋轉(zhuǎn)，因此要求夾具結(jié)構(gòu)緊湊、輪廓尺寸盡可能小、重心應(yīng)盡量靠近主軸端，以減少慣性力和回轉(zhuǎn)力矩轉(zhuǎn)速高，必須考慮平衡、夾緊力大小、元件剛度和強(qiáng)度、操作安全等問(wèn)題，注意消除不平衡引起的振動(dòng)現(xiàn)象與機(jī)床的聯(lián)接視具體情況而定，通常有較準(zhǔn)確的圓柱孔或圓錐孔夾具帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，不允許工件相對(duì)主軸位移為保證使用安全，盡可能避免帶有尖角或凸出部分，必要時(shí)要加防護(hù)罩。車床與磨床夾具彎板式車夾具

1—平衡鐵

2—防護(hù)罩

3—勾形壓板

車床夾具設(shè)計(jì)要點(diǎn)

夾具與機(jī)床聯(lián)接長(zhǎng)錐柄安裝在主軸內(nèi)——定位精度高、剛性差，多用于小型車床。端面A和圓孔D定位——制造容易，定位精度不高。端面T和短錐面K定位——定心精度高，剛性好，但過(guò)定位，制造精度要求高。A0.01AA0.01KTADM夾具在車床主軸上的安裝車床與磨床夾具

磨床夾具

磨床夾具同車床夾具相類似，車床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)同樣適合于外圓磨床和內(nèi)圓磨床夾具

1——夾具體2——彈性薄膜盤3——卡爪4——保持架5——工件6——定心圓柱7——彈簧8——螺釘9——推桿車床與磨床夾具薄膜卡盤——齒面定位磨內(nèi)孔鉆床與鏜床夾具鉆床夾具典型結(jié)構(gòu)固定式鉆?；剞D(zhuǎn)式鉆模翻轉(zhuǎn)式鉆模蓋板式鉆?；姐@模鉆床夾具

鉆床夾具習(xí)慣上稱為鉆模，是在鉆床上用于鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔及攻螺紋的機(jī)床夾具。鉆模一般都設(shè)有安裝鉆套的鉆模板，以確定刀具的位置并引導(dǎo)刀具進(jìn)行切削，保證孔的加工要求，大幅度提高生產(chǎn)率。固定式鉆模固定式鉆模在機(jī)床上的位置一般固定不動(dòng)，主要用于在立式鉆床上加工直徑較大的單孔及同軸線上的孔，或在搖臂鉆床上加工軸線平行的孔系。為了提高加工精度，在立式鉆床上安裝鉆模時(shí)，要先將裝在主軸上的鉆頭伸入鉆套中，以確定鉆模的位置后再將夾具夾緊。特點(diǎn)：加工精度高，應(yīng)用廣泛，操作效率低。鉆床與鏜床夾具扇形零件鉆床與鏜床夾具

應(yīng)用較多，主要用于加工平面上成圓周分布、軸線互相平行的孔系，或分布在圓柱面上的徑向孔系

回轉(zhuǎn)式鉆模鉆床與鏜床夾具回轉(zhuǎn)式鉆模

斜楔夾緊的翻轉(zhuǎn)式鉆模翻轉(zhuǎn)式鉆模特點(diǎn)：適合于小件多面孔的加工。

也是一種轉(zhuǎn)動(dòng)夾具，只是沒(méi)有轉(zhuǎn)軸和分度裝置。主要用于加工小型工件同一表面或不同表面上的孔，結(jié)構(gòu)上比回轉(zhuǎn)式鉆模簡(jiǎn)單，適合于中小批量工件的加工。加工時(shí)，整個(gè)鉆模（含工件）一般用于進(jìn)行翻轉(zhuǎn)；對(duì)于稍大工件，必須設(shè)計(jì)專門的托架以便翻轉(zhuǎn)夾具。鉆床與鏜床夾具

蓋板式鉆模特點(diǎn)：常用于大型工件上加工小的孔系。生產(chǎn)率低。

蓋板式鉆模沒(méi)有夾具體，其定位元件和夾緊裝置直接安裝在鉆模板上，加工時(shí)只要將它覆蓋在工件上即可。鉆模板在工件上定位，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單輕便，切屑易于清除，常用于床身、箱體等大型工件上的小孔加工，也可以用于中小批量生產(chǎn)的中小工件孔加工。加工小孔時(shí)，可以不設(shè)夾緊裝置。鉆床與鏜床夾具

蓋板式鉆模1—鉆模板2—圓柱銷3—菱形銷4—支承釘鉆床與鏜床夾具

滑柱式鉆模特點(diǎn)：夾具可調(diào)，操作方便，夾緊迅速；鉆孔的垂直度和孔距精度不太高，適用于中等精度的孔和孔系加工。

滑柱式鉆模帶有升降模板，屬通用可調(diào)鉆夾具，一般由夾具體、滑柱、升降模板和鎖緊結(jié)構(gòu)組成。常見的鉆模板上下移動(dòng)方式有手動(dòng)和氣動(dòng)兩種。

滑柱式鉆模鉆床與鏜床夾具

鉆床夾具設(shè)計(jì)要點(diǎn)

鉆套鉆套的作用：保證孔的位置精度引導(dǎo)刀具防止偏斜提高刀具的剛度防止加工中產(chǎn)生振動(dòng)結(jié)構(gòu)形式：鉆套可分為標(biāo)準(zhǔn)鉆套和特殊鉆套兩大類鉆床與鏜床夾具

鉆套結(jié)構(gòu)形式標(biāo)準(zhǔn)鉆套標(biāo)準(zhǔn)鉆套又分為固定鉆套、可換鉆套和快換鉆套。結(jié)構(gòu)、材料已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計(jì)時(shí)可查手冊(cè)。固定鉆套鉆套以過(guò)盈配合，直接壓入鉆模板或夾具體的孔中。注意使用時(shí)為防止切屑等雜物進(jìn)入鉆套，鉆套應(yīng)高于鉆模板，至少與之等齊,最好用帶肩結(jié)構(gòu)。特點(diǎn)：導(dǎo)向精度高，但磨損后不易更換，在中小批生產(chǎn)中使用。鉆床與鏜床夾具固定鉆套

可換鉆套

鉆套1間隙配合安裝在襯套2中，襯套以過(guò)盈配合壓入鉆模板3中。螺釘4用以防止鉆套在襯套中轉(zhuǎn)動(dòng)，還可以防止退刀時(shí)，鉆頭將鉆套帶出。可換鉆套磨損后，須將螺釘擰下以更換新的鉆套。特點(diǎn)：更換容易，適合于大批量生產(chǎn)?？鞊Q鉆套快換鉆套適用于在同一道工序中，需要依次對(duì)同一孔進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鉸時(shí)，能快速更換不同孔徑的鉆套。更換鉆套時(shí)，不需松開螺釘，只要將快換鉆套反時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)一定角度，使缺口正對(duì)螺釘頭部即可取出更換。特點(diǎn)：鉆套更換迅速，適合于大批量生產(chǎn)中孔的多工步加工。鉆床與鏜床夾具可換鉆套快換鉆套

特殊鉆套

由于工件的形狀特殊，或者被加工孔位置的特殊性，不適合采用標(biāo)準(zhǔn)鉆套，就需要自行設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)特殊的鉆套。a)雙孔鉆套：將兩孔做在同一個(gè)鉆套時(shí)，要用定位銷確定鉆套位置。c)斜面鉆套：用于在斜面上或圓弧面上鉆孔。排屑空間的高度h＜0.5mm，可避免鉆頭引偏或折斷。鉆孔前最好先用锪刀將孔端面锪平。鉆床與鏜床夾具

鉆套高度——影響鉆套的導(dǎo)向性能和刀具與鉆套間的摩擦情況，通常?。篐＝（1～2.5）d對(duì)于精度要求較高的孔、直徑較小的孔和刀具剛性較差時(shí)應(yīng)取較大值。鉆套高度與容屑空間容屑空間——鉆套與工件之間一般應(yīng)留有排屑間隙，此間隙不宜過(guò)大，以免影響導(dǎo)向作用。一般可?。篽＝（0.3～1.2）d加工鑄鐵、黃銅等脆性材料時(shí)可取小值；加工鋼等韌性材料時(shí)應(yīng)取較大值。鉆床與鏜床夾具

鉆套導(dǎo)向孔孔徑及其偏差——為減少鉆孔時(shí)鉆頭與鉆套之間的摩擦，二者的配合應(yīng)為間隙配合。基本尺寸——取刀具的最大極限尺寸。

鉆模板結(jié)構(gòu)形式固定式鉸鏈?zhǔn)椒蛛x式懸掛式鉆模板用于安裝鉆套，并確保鉆套在鉆模上的位置。

固定式鉆模板固定式鉆模板與夾具體鑄成一體，或用螺釘和銷釘與夾具體聯(lián)接在一起，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，定位精度高，但有時(shí)裝配工件不便。

鉆床與鏜床夾具

鉸鏈?zhǔn)姐@模板

鉆模板通過(guò)鉸鏈與夾具體聯(lián)接，裝卸工件較方便，由于鉸鏈銷、孔之間存在活動(dòng)間隙，工件的加工精度不高。鉆床與鏜床夾具

分離式鉆模板1－鉆模板2－鉆套3－夾緊元件4－工件分離式鉆模板

分離式鉆模板與夾具體做成可拆卸的，工件每裝卸一次，鉆模板也要裝卸一次，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，故適用于中小批生產(chǎn)，其他類型鉆模板不便裝卸工件的情況。鉆床與鏜床夾具

懸掛式鉆模板1－橫梁2－彈簧3－鉆模板4－滑柱5－夾具體懸掛式鉆模板鉆床與鏜床夾具

鉆模板懸掛在機(jī)床主軸上，并隨主軸一起靠近或離開工件。

夾具體

鉆模的夾具體一般不設(shè)定位或?qū)蜓b置，夾具通過(guò)夾具體底面安放在鉆床工作臺(tái)上，可直接用鉆套找正并用壓板夾緊（或在夾具體上設(shè)置耳座用螺栓夾緊）。為減少夾具底面與機(jī)床工作臺(tái)的接觸面積，使夾具體放置平穩(wěn)，對(duì)于翻轉(zhuǎn)式鉆模，通常要求在相當(dāng)于鉆頭送進(jìn)方向設(shè)置支腳。支腳可以直接在夾具體上做出，也可以做成裝配式。支腳一般應(yīng)有4個(gè)，以檢查夾具安放是否歪斜。支腳的寬度（或直徑）一般應(yīng)大于機(jī)床工作臺(tái)T形槽的寬度，以免陷入槽中。鉆床與鏜床夾具

鏜床夾具鏜床夾具又稱鏜模。鏜模與鉆模非常相似，除有夾具的一般元件外，也采用了引導(dǎo)刀具的導(dǎo)套（鏜套）。而且象鉆套布置在鉆模板上一樣，鏜套也是按照工件被加工的孔系設(shè)置在一個(gè)或幾個(gè)專門的零件——導(dǎo)向支架（鏜模支架）上。鏜模主要用于加工箱體、支座等零件上的孔或孔系。主要功用是保證箱體類工件孔及孔系的加工精度，工件上孔及孔系的位置精度主要由鏜模保證，所以采用鏜模，就可以不受鏜床精度的影響而加工出有較高精度要求的工件。鉆床與鏜床夾具

鏜床夾具鏜模支架布置形式——單面導(dǎo)向和雙面導(dǎo)向。單面導(dǎo)向——鏜桿在鏜模中只有一個(gè)鏜套引導(dǎo)，鏜桿與機(jī)床主軸剛性聯(lián)接，即鏜桿插入機(jī)床主軸的莫式錐孔中，并保證鏜套中心與主軸軸線重合，機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)精度影響工件鏜孔精度。雙面導(dǎo)向——導(dǎo)向支架分別裝在工件的兩側(cè)，鏜桿與機(jī)床主軸浮動(dòng)聯(lián)接。此時(shí)，鏜桿的回轉(zhuǎn)精度取決于兩鏜套的精度，而與機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)精度無(wú)關(guān)。這種形式適用于加工孔徑較大，工件孔的長(zhǎng)徑比大于1.5的通孔，或同軸線的幾個(gè)短孔、有較高同軸度和中心距要求的孔系。雙面導(dǎo)向結(jié)構(gòu)鏜桿長(zhǎng)，剛性較差，刀具裝卸不便。

鉆床與鏜床夾具

鏜桿1上撥動(dòng)銷3插入接頭體2的槽中，鏜桿與接頭體之間留有間隙以便浮動(dòng)，接頭體的錐柄安裝在機(jī)床主軸的錐孔中，能自動(dòng)補(bǔ)償鏜桿軸線和機(jī)床主軸軸線間的角度偏差和平移偏差，主軸的回轉(zhuǎn)可通過(guò)接頭體、撥動(dòng)銷傳給鏜桿。1-鏜桿2-接頭體3-撥動(dòng)銷浮動(dòng)接頭鉆床與鏜床夾具

雙面導(dǎo)向鏜模1－可調(diào)支承

2、3－支承板4－擋塊5－勾形壓板6－鏜套7－鏜模支架8－螺釘9－起吊螺栓

鉆床與鏜床夾具鏜模實(shí)例——鏜削泵體上兩相互垂直孔

銑床夾具工件安裝在夾具上隨同機(jī)床工作臺(tái)一起作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)銑削為斷續(xù)切削，沖擊、振動(dòng)大，夾緊力要求較大，且自鎖性能好。夾具要有足夠的剛度和強(qiáng)度，夾具體應(yīng)牢固地固定在機(jī)床工作臺(tái)上為提高夾具加工效率，應(yīng)盡量采用機(jī)動(dòng)夾緊或聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)，盡量采用多件夾緊和多件加工。銑床夾具

銑床夾具

銑工件斜面的單件銑夾具

銑床夾具類型（按進(jìn)給方式分）直線進(jìn)給圓周進(jìn)給仿形進(jìn)給銑床夾具

銑工件四方頭銑夾具銑床夾具

對(duì)刀裝置——以便迅速準(zhǔn)確地確定銑刀與夾具的相對(duì)位置，由對(duì)刀塊和塞尺構(gòu)成。塞尺用于檢查刀具與對(duì)刀塊之間的間隙，以免刀具與對(duì)刀塊直接接觸而造成刀具或?qū)Φ秹K的損傷。銑床夾具高度對(duì)刀塊直角對(duì)刀塊成形對(duì)刀塊

夾具體1）要有足夠強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。通常在夾具體上適當(dāng)布置筋板，夾具體的安裝面要足夠大，且盡可能采用周邊接觸形式。定向鍵2）銑床夾具底面應(yīng)設(shè)置兩個(gè)定向鍵，通過(guò)定向鍵與銑床工作臺(tái)T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面相對(duì)于銑床工作臺(tái)的進(jìn)給方向具有正確的位置關(guān)系。兩個(gè)定向鍵相距越遠(yuǎn)，定向精度越高。除定向外，定向鍵還能承受部分切削扭矩，減輕夾具固定螺栓的負(fù)荷，增加夾具的穩(wěn)定性。銑床夾具

銑床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)同樣適合于刨床夾具，其中主要方面也適用于平面磨床夾具

3）通常設(shè)置耳座，通過(guò)T形槽螺栓將夾具緊固在工作臺(tái)上。銑床夾具第6章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)——6.6機(jī)床夾具設(shè)計(jì)步驟和方法機(jī)械制造工藝學(xué)保證工件加工精度——關(guān)鍵是正確地確定定位方案、夾緊方案、刀具導(dǎo)向方式及合理確定夾具的技術(shù)要求。必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行誤差分析與計(jì)算夾具結(jié)構(gòu)方案（復(fù)雜程度）應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)操作方便、安全、省力——如采用氣動(dòng)、液壓等夾緊裝置，以減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，并可較好地控制夾緊力。夾具操作位置應(yīng)符合工人操作習(xí)慣，必要時(shí)應(yīng)有安全防護(hù)裝置，以確保使用安全便于排屑有良好的結(jié)構(gòu)工藝性——便于制造、檢驗(yàn)、裝配、調(diào)整、維修等專用夾具設(shè)計(jì)基本要求研究原始資料，明確設(shè)計(jì)要求

擬定夾具結(jié)構(gòu)方案，繪制夾具結(jié)構(gòu)草圖——確定工件的定位方法并選擇相應(yīng)的定位元件；確定刀具引導(dǎo)方式，并設(shè)計(jì)引導(dǎo)裝置或?qū)Φ堆b置；確定工件的夾緊方法，并設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)；確定其他元件或裝置的結(jié)構(gòu)形式；考慮各種元件或裝置的布局，確定夾具的總體結(jié)構(gòu)。為使設(shè)計(jì)的夾具先進(jìn)、合理，常需擬定幾種結(jié)構(gòu)方案，進(jìn)行比較，從中擇優(yōu)繪制夾具總圖，標(biāo)注有關(guān)尺寸及技術(shù)要求——按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)繪制，比例盡量取1：1，視圖應(yīng)盡可能少，主視圖應(yīng)取操作者實(shí)際工作位置繪制零件圖

專用夾具設(shè)計(jì)一般步驟專用夾具設(shè)計(jì)一般步驟夾具設(shè)計(jì)過(guò)程示例精度批量分析定位方案導(dǎo)向裝置夾緊機(jī)構(gòu)其它裝置繪制夾具草圖繪制零件圖對(duì)于零件加工中的某一個(gè)工序，是否使用夾具，使用什么類型的夾具（通用夾具、專用夾具、可調(diào)整夾具、組合夾具等），以及在確定使用專用夾具或可調(diào)整夾具的情況下，設(shè)計(jì)什么檔次的夾具，這些問(wèn)題在設(shè)計(jì)夾具時(shí)必須認(rèn)真考慮。除了從保證加工質(zhì)量的角度考慮外，還應(yīng)作經(jīng)濟(jì)性分析，以確保所設(shè)計(jì)的夾具在經(jīng)濟(jì)上合理。夾具設(shè)計(jì)中幾個(gè)重要問(wèn)題夾具設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)性分析根據(jù)夾具名稱、類別、所用機(jī)床、服務(wù)對(duì)象、結(jié)構(gòu)形式、尺寸規(guī)格、精度等級(jí)等對(duì)夾具及夾具零部件進(jìn)行分類編碼，并將設(shè)計(jì)圖紙及有關(guān)資料分類存放。當(dāng)設(shè)計(jì)新夾具時(shí)，首先對(duì)已有的夾具進(jìn)行檢索，找出編碼相同或相近的夾具，或?qū)ζ溥M(jìn)行小的修改，或取其部分結(jié)構(gòu)，或供設(shè)計(jì)時(shí)參考。在設(shè)計(jì)夾具零部件時(shí)，亦可采用相同的方法，或直接將已有的夾具零部件拿來(lái)使用，或在原有圖紙的基礎(chǔ)上進(jìn)行小的改動(dòng)。在夾具設(shè)計(jì)中采用成組技術(shù)原理，有利于夾具設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化和通用化。夾具設(shè)計(jì)中幾個(gè)重要問(wèn)題成組設(shè)計(jì)思想采用3）可調(diào)整夾具及成組夾具：以成組技術(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)所有的零件按相似性進(jìn)行分類，對(duì)每一類設(shè)計(jì)制造出一種夾具。

特點(diǎn)：夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調(diào)整。43φDLLφD43φD43LφDL34φDL43φDL34KH1KH2KH3KH4機(jī)床夾具分類標(biāo)注目的——便于拆零件圖、便于夾具裝配和檢驗(yàn)標(biāo)注內(nèi)容：夾具設(shè)計(jì)中幾個(gè)重要問(wèn)題夾具總圖上尺寸及技術(shù)條件的標(biāo)注

夾具外形輪廓尺寸；與夾具定位元件、導(dǎo)向元件及夾具安裝基準(zhǔn)面有關(guān)的配合尺寸、位置尺寸及公差；夾具定位元件與工件的配合尺寸；夾具導(dǎo)向元件與刀具的配合尺寸；夾具與機(jī)床的聯(lián)接尺寸及配合；其他重要配合尺寸。

夾具公差確定夾具設(shè)計(jì)中幾個(gè)重要問(wèn)題夾具上有關(guān)尺寸公差和形位公差通常取工件上相應(yīng)公差的1/5～1/2。當(dāng)生產(chǎn)批量較大時(shí)，考慮夾具磨損，應(yīng)取較小值；當(dāng)工件本身精度較高，為使夾具制造不十分困難，可取較大值。當(dāng)工件上相應(yīng)的公差為自由公差時(shí)，夾具有關(guān)尺寸公差常取±0.1mm或±0.05mm，角度公差（包括位置公差）常取±10′或±5′。確定夾具公差帶時(shí)，還應(yīng)注意保證夾具的平均尺寸與工件上相應(yīng)的平均尺寸一致，即保證夾具上有關(guān)尺寸的公差帶剛好落在工件上相應(yīng)尺寸公差帶的中間。

夾具總圖技術(shù)條件夾具設(shè)計(jì)中幾個(gè)重要問(wèn)題定位元件與定位元件定位表面之間的相互位置精度要求定位元件的定位表面與夾具安裝面之間的相互位置精度要求定位元件的定位表面與引導(dǎo)元件工作表面之間的相互位置精度要求引導(dǎo)元件與引導(dǎo)元件工作表面之間的相互位置精度要求定位元件的定位表面或引導(dǎo)元件的工作表面對(duì)夾具找正基準(zhǔn)面的位置精度要求與保證夾具裝配精度有關(guān)的或與檢驗(yàn)方法有關(guān)的特殊技術(shù)要求

夾具總圖技術(shù)要求標(biāo)注夾具設(shè)計(jì)中幾個(gè)重要問(wèn)題ZABZABALDBACLNDABLUV1．B面對(duì)L面的平行度公差…2．A對(duì)D面的平行度公差…3．U、V軸線對(duì)L面的垂直度公差…1．A面對(duì)L面的平行度公差…2．B面對(duì)止口面N的同軸度公差…3．B面對(duì)C面的同軸度公差…4．B面對(duì)A面的垂直度公差…1．檢驗(yàn)棒A對(duì)L面的平行度公差…2．檢驗(yàn)棒A對(duì)D面的平行度公差…1．A面對(duì)Z軸線（錐面或頂尖孔連線）的垂直度公差…2．B面對(duì)Z軸線（錐面或頂尖孔連線）的同軸度公差…技術(shù)要求夾具簡(jiǎn)圖技術(shù)要求夾具簡(jiǎn)圖夾具技術(shù)要求舉例1．A面對(duì)L面的平行度公差…2．G面對(duì)A面的平行度公差…3．G面對(duì)D面的平行度公差…4．B面對(duì)D面的同垂直公差…1．A面對(duì)L面的平行度公差…2．B面對(duì)D面的平行度公差…3．D面對(duì)L面的垂直度公差…1．B面對(duì)L面的平行度公差…2．G軸線對(duì)L面的垂直度公差…3．B面對(duì)A面的垂直度公差…4．G軸線對(duì)B軸線的最大偏移量…1．B面對(duì)L面的垂直度公差…2．K面（找正孔）對(duì)N面的同軸度公差…3．N面對(duì)L面的垂直度公差…技術(shù)要求夾具簡(jiǎn)圖技術(shù)要求夾具簡(jiǎn)圖夾具技術(shù)要求舉例（續(xù)）BKLNGLABBALDABLDG

夾具總圖技術(shù)要求標(biāo)注夾具設(shè)計(jì)中幾個(gè)重要問(wèn)題

夾具零件結(jié)構(gòu)工藝性——盡量選用標(biāo)準(zhǔn)件和通用件，充分考慮加工的工藝性和經(jīng)濟(jì)性?shī)A具最終精度保證方法——大都采用調(diào)整、修配、裝配后加工以及在機(jī)床上就地加工等工藝方法來(lái)達(dá)到最終精度要求夾具的測(cè)量與檢驗(yàn)——直接測(cè)量法、間接測(cè)量法和輔助測(cè)量法

夾具設(shè)計(jì)中幾個(gè)重要問(wèn)題夾具結(jié)構(gòu)工藝性分析夾具裝配精度的保證1、2－鏜模支架3－支承板4－夾具底板夾具設(shè)計(jì)中幾個(gè)重要問(wèn)題【例】輔助測(cè)量計(jì)算示例代入有關(guān)數(shù)值，可求出：按此值在夾具體上做出工藝孔，再按工藝孔調(diào)整對(duì)刀塊的高度尺寸148mm及圓柱銷至工藝孔的距離58mm，即可使夾具達(dá)到設(shè)計(jì)要求?！窘狻抗ぜ蟪叽?7和93，無(wú)法直接測(cè)量。設(shè)置工藝孔

O，在工件中心線上距對(duì)刀塊頂面148。求距離x。由幾何關(guān)系：夾具設(shè)計(jì)中幾個(gè)重要問(wèn)題夾具精度分析

影響被加工零件位置精度的誤差因素：

定位誤差ΔDW

夾具制造與裝夾誤差ΔZZ——包括夾具制造誤差、夾緊誤差、導(dǎo)向誤差加工過(guò)程誤差ΔGC——加工過(guò)程中由于工藝系統(tǒng)（除夾具外）的幾何誤差、受力變形、熱變形、磨損以及各種隨機(jī)因素所造成的加工誤差

通常要求給ΔGC留三分之一的零件公差，即應(yīng)使夾具有關(guān)誤差限定在零件公差三分之二的范圍內(nèi)。當(dāng)零件生產(chǎn)批量較大時(shí)，為了保證夾具的使用壽命，在制定夾具公差時(shí)，還應(yīng)考慮留有一定的夾具磨損公差。

誤差公式：

誤差分配：【例】圖示夾具精度分析2）夾具制造與安裝誤差：①鉆模板襯套軸線與定位心軸軸線距離誤差±0.01②鉆套與襯套配合間隙0.033（φ26F7/m6）1）定位誤差：即最大配合間隙0.05mm（φ36H7/g6）③鉆套孔與外圓同軸度誤差，按標(biāo)準(zhǔn)取值0.012④刀具引偏量（參考右圖）總誤差（概率算法）：【解】?jī)H討論尺寸120±0.05夾具設(shè)計(jì)中幾個(gè)重要問(wèn)題例：一撥叉零件如下圖所示，試設(shè)計(jì)一個(gè)鉆、鉸Φ8孔的夾具。R2514±0.1Φ36Φ24H78120-0.088±0.15Φ81.66.36.3400-0.1R35Φ14R56.384±0.083.2其余圖2-47撥叉的結(jié)構(gòu)圖0.08AA夾具設(shè)計(jì)舉例

(1)確定工件的定位方案，選擇定位元件。14±0.1Φ83.2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(zhǎng)柱銷限制X、X、Z、Z四個(gè)自由度靠銷限制Y自由度需進(jìn)行定位誤差計(jì)算小端面限制Y自由度夾具設(shè)計(jì)舉例

(2)確定導(dǎo)向裝置。

采用快換鉆套，用固定鉆模板支撐鉆套。

(3)確定夾緊機(jī)構(gòu)。

采用螺母和開口墊片進(jìn)行夾緊。

(4)確定其它裝置和夾具體。

(5)繪制總裝圖。

(6)標(biāo)注有關(guān)尺寸、配合及技術(shù)條件。夾具設(shè)計(jì)舉例工件的安裝與加工過(guò)程夾具設(shè)計(jì)舉例加工后工件的拆卸過(guò)程夾具設(shè)計(jì)舉例

考前復(fù)習(xí)課填空題——15空——15分判斷題——15道題——15分名稱解釋——5道題——10分簡(jiǎn)答題——4道題——16分自由度限定判斷——4道題——12分問(wèn)答題（關(guān)于機(jī)床夾具）——2種夾具——10分計(jì)算題（定位誤差計(jì)算）——2道題——22分建議做下課后簡(jiǎn)答題、計(jì)算題?。?！

習(xí)題4有一批軸件,現(xiàn)用調(diào)整法銑一缺口。定位方案如圖.試求工序尺寸A或B的定位誤差.【解】

ΔDW|B

=TD/2ΔDW|A=0③△DH2=0△DH3=0.033mm圖示零件，各處均已加工合格，現(xiàn)擬加工Φ2