機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)之4-機(jī)床夾具設(shè)計(jì)(annie)

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)鄭州科技學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院“工欲善其事，必先利其器”

邱慧DesignofMachineManufacturingEquipment本課程主要講述內(nèi)容機(jī)械制造裝備及制造業(yè)動態(tài)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)機(jī)床夾具設(shè)計(jì)金屬切削刀具與刀具系統(tǒng)設(shè)計(jì)物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)概述夾具？在機(jī)床上對工件進(jìn)行加工時，為保證加工精度和提高生產(chǎn)率，使工件在機(jī)床上相對刀具占有正確位置的輔助裝置。對機(jī)械加工質(zhì)量、工人勞動強(qiáng)度、生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本有直接影響。比直接裝夾和劃線找正等方法更為快捷有效夾具工作的要點(diǎn)使工件在夾具中占有正確的位置；（工件在夾具中的定位）夾具對機(jī)床有準(zhǔn)確的相對位置（夾具相對機(jī)床的定位）定位元件的定位工作面對于夾具與機(jī)床相聯(lián)接的表面之間有準(zhǔn)確的相對位置，從而滿足工件加工面對定位基準(zhǔn)的相互位置精度要求；刀具相對定位元件的定位工作面調(diào)整到準(zhǔn)確位置，保證刀具在工件上加工出的表面對工件定位基準(zhǔn)的位置尺寸；（對刀）定位始終可靠，需要夾緊；裝夾效率夾具的分類1.按夾具的應(yīng)用范圍分類(1)通用夾具：指結(jié)構(gòu)、尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化，且有較大適用范圍的夾具。如車床用的三爪自動定心卡盤、四爪單動卡盤，銑床用的平口鉗及分度頭等。(2)專用夾具：針對某一工件某一工序的加工要求專門設(shè)計(jì)和制造的夾具。專用夾具適于在產(chǎn)品相對穩(wěn)定、產(chǎn)量較大的場合應(yīng)用。(3)可調(diào)夾具：不對應(yīng)特定的加工對象，適用范圍寬，通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)整或更換夾具上的個別元件，即可用于加工形狀、尺寸和加工工藝相似的多種工件，是針對通用夾具和專用夾具的缺陷而發(fā)展起來的一類新型夾具。(4)組合夾具：是由一套預(yù)先制定好的各種不同形狀、不同尺寸規(guī)格、具有互換性的標(biāo)準(zhǔn)元件或組件，按照一定的裝配約束關(guān)系組合而成的。組合夾具常用在單件，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)隨行夾具：給自動化生產(chǎn)線專門設(shè)計(jì)的夾具。夾具的分類（一）保證加工精度：

定位——獲得正確的位置；

夾緊——加工過程中保證工件在正確的位置上不變。（二）提高生產(chǎn)率：減少輔助時間。（三）擴(kuò)大機(jī)床的適用范圍。（四）減輕工人的勞動強(qiáng)度，保證生產(chǎn)安全。機(jī)床夾具的作用機(jī)床夾具的組成1、定位元件用以確定工件在夾具中的位置2、夾緊裝置保持工件在夾具中的既定位置加工過程中不因外力而改變位置3、對刀與導(dǎo)引元件預(yù)先調(diào)正夾具相對于刀具的位置4、聯(lián)接元件和聯(lián)接表面確定夾具在機(jī)床上的位置5、夾具體夾具的各種元件、裝置聯(lián)結(jié)成一個整體的基礎(chǔ)件6、其它裝置一些特殊需要而設(shè)置的裝置機(jī)床夾具的組成機(jī)床夾具的組成機(jī)床夾具的組成夾具設(shè)計(jì)——工件在夾具中的定位定位的概念定位——使工件占據(jù)規(guī)定的位置夾緊——使該既定位置固定下來安裝——是指工件從定位到夾緊的過程首先選擇與夾具定位元件接觸的表面，即選擇工件的定位基準(zhǔn)。工件的定位基準(zhǔn)一旦選定，則工件的定位方案、夾具的定位元件也就基本確定了?；鶞?zhǔn)零件上用以確定其它點(diǎn)、線、面位置所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)零件圖上用以確定點(diǎn)、線、面位置的基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)零件加工、測量和裝配過程中使用的基準(zhǔn)。分為工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、度量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)。夾具設(shè)計(jì)——工件在夾具中的定位基準(zhǔn)——（續(xù)）定位基準(zhǔn)在工件加工時用來確定工件加工位置所采用的基準(zhǔn)。工序基準(zhǔn)在工序圖上用來確定本工序所加工表面的尺寸和位置所采用的基準(zhǔn)。測量基準(zhǔn)測量工件已加工表面的尺寸和位置所采用的基準(zhǔn)。裝配基準(zhǔn)產(chǎn)品裝配時，用來確定零件或部件在產(chǎn)品中的相互位置所采用的基準(zhǔn)。幾點(diǎn)注意：作為基準(zhǔn)的點(diǎn)、線、面在工件上不一定存在，而常常由基準(zhǔn)面來體現(xiàn)；基準(zhǔn)可以是沒有面積的點(diǎn)或線，但基準(zhǔn)面一定是有面積的；基準(zhǔn)包含尺寸之間的聯(lián)系和位置之間的關(guān)系（如平行度、垂直度等）。夾具設(shè)計(jì)——定位原理六點(diǎn)定位原理任何一個剛體在空間都有6個自由度，即沿（繞）三個坐標(biāo)軸的移動和轉(zhuǎn)動——用表示；要完全確定剛體的空間位置，就需要限制其6個自由度；六個自由度可以用夾具上按一定要求布置的六個定位支承點(diǎn)來限制，每個定位支承點(diǎn)限制一個自由度，實(shí)現(xiàn)工件在夾具中的位置唯一。夾具設(shè)計(jì)——定位原理關(guān)于“六點(diǎn)定位”的幾個問題：定位限制自由度，幾“點(diǎn)”定位不能機(jī)械地理解成幾個接觸點(diǎn)；限制自由度應(yīng)理解為：定位支承點(diǎn)與工件定位基準(zhǔn)面始終保持緊貼接觸;定位支承點(diǎn)數(shù)目原則上不應(yīng)超過工件自由度數(shù)目；自由度被限制，是指工件在此方向上有確定的位置:不考慮外力的影響（注：定位和夾緊的區(qū)別）;定位支承點(diǎn)是抽象的，通過具體定位元件來體現(xiàn)。工件應(yīng)限制幾個自由度，由工件加工技術(shù)條件來確定。1)明確工件在本工序的加工要求和相應(yīng)的工序基準(zhǔn)。2)根據(jù)工序基準(zhǔn)的所在位置建立空間直角坐標(biāo)系。3)依次找出影響本工序加工要求的自由度。4)將找出的自由度進(jìn)行歸納即可得到本工序應(yīng)限制的第一種自由度。自由度分析方法及步驟a）圖應(yīng)限制的第一種自由度為沿著Z

軸的一個移動自由度。

b）圖應(yīng)限制的第一種自由度為沿著X

和Y

軸的兩個移動自由度。c）應(yīng)限制的第一種自由度為沿著Z

軸的一個移動自由度和沿著X和Y軸的兩個轉(zhuǎn)動自由度。

d）應(yīng)限制的第一種自由度為沿著X

與Z

軸的兩個移動自由度和沿著X和Z軸的兩個轉(zhuǎn)動自由度。e）圖應(yīng)限制的第一種自由度為沿著X與Z的二個移動自由度和沿著X、Y和Z軸的三個轉(zhuǎn)動自由度。f）圖應(yīng)限制的第一種自由度為沿著X、Y和Z軸的三個移動自由度和沿著X、Y和Z軸的三個轉(zhuǎn)動自由度。夾具設(shè)計(jì)——定位狀態(tài)完全定位工件的6個自由度均被限制，稱為“完全定位”。不完全定位（部分定位）工件6個自由度中有1個或幾個自由度未被限制。欠定位工件加工時必須限制的自由度未被完全限制；不能保證工件的正確安裝，不允許。過定位（重復(fù)定位）工件某一個自由度（或某幾個自由度）同時被兩個（或兩個以上）定位支承點(diǎn)限制。夾具設(shè)計(jì)——重復(fù)定位平面定位正常三點(diǎn)決定一個平面；若四點(diǎn)則過定位粗糙平面采用四點(diǎn)，不合理；精基準(zhǔn)平臺，則無礙，甚至有利。夾具設(shè)計(jì)——重復(fù)定位套筒類工件加工時，常以內(nèi)孔與端面組合作為定位基準(zhǔn)AB之間垂直度很高時，沒問題形式上屬于重復(fù)定位，但是定位支承點(diǎn)之間并末產(chǎn)生干涉。AB之間垂直度低，則有問題工件一旦被夾緊，就可能使工件或心軸產(chǎn)生變形。重復(fù)限制同一自由度的定位支承點(diǎn)互相產(chǎn)生了干涉夾具設(shè)計(jì)——重復(fù)定位套筒類工件加工，重復(fù)定位解決方案長心軸與小端面支承凸臺組合，定位以長心軸為主；短心軸與大端面支承凸臺組合，定位以大端面為主；長心軸與浮動端面組合，定位以長心軸為主。夾具設(shè)計(jì)——重復(fù)定位連桿加工大頭孔的定位情況在夾緊力的作用下，必然會造成連桿或長銷l彎曲變形，降低大頭孔與小頭孔的位置精度定位方案的選擇要點(diǎn)：工件形狀特點(diǎn)導(dǎo)致某些方向自由度沒必要限制，則可不必限制；加工特點(diǎn)使得某些自由度不影響加工精度，則可不必限制。保證加工要求后，限制自由度越少越好，有利于夾具結(jié)構(gòu)簡單。在實(shí)際加工中，對工件限制的自由度數(shù)目一般不少于三個。欠定位是不允許的。是否采用重復(fù)定位，應(yīng)具體情況具體分析。有利于減小加工誤差時，可采用重復(fù)定位1）固定支承支承釘（平頭、球頭、鋸齒頭）支承板（無槽、有槽）夾具設(shè)計(jì)——常見定位元件1工件以平面定位利用工件上一個或幾個平面作為定位基面來定位工件的方式。如箱體、支架、機(jī)座、板盤類零件的加工，多用平面定位。平面定位的主要形式是支承定位，所用的定位元件稱為基本支承多用于工件上已加工表面的定位，有時可用一塊支承板代替兩個支承釘A型結(jié)構(gòu)簡單，但埋頭螺釘處易堆積切屑，故用于工件側(cè)面或頂面定位B型支承板可克服這一缺點(diǎn)，主要用于工件的底面定位定位元件的設(shè)計(jì)要求要有與工件相適應(yīng)的精度。要有足夠的剛度，不允許受力后發(fā)生變形。要有耐磨性，以便在使用中保持精度。一般多采用低碳鋼滲碳淬火或中碳鋼淬火，硬度為58～62HRC夾具設(shè)計(jì)——常見定位元件可調(diào)支承（限制一個自由度）(錐頭、球頭、自位、側(cè)向)

頂端位置可在一定高度范圍內(nèi)調(diào)整的支承。多用于未加工平面的定位，以調(diào)節(jié)和補(bǔ)償各批毛坯尺寸的誤差；一般每批毛坯調(diào)整一次。自位支承（浮動支承）——相當(dāng)于1個定位支承位置能在定位過程中自動適應(yīng)工件定位基面位置變化。多用于剛度不足的毛坯表面或不連續(xù)的平面的定位。輔助支承——不起定位作用提高工件的剛度和定位穩(wěn)定性；在定位支承對工件定位后才參與支承；

輔助支承是在工件定位后才實(shí)現(xiàn)支承的作用。因此只能起到支承工件的作用。輔助支承的結(jié)構(gòu)形式很多。常見的有螺旋式、自位式和推引式等。輔助支撐結(jié)構(gòu)形式有：固定式、伸縮式長圓柱銷（可限制4個自由度）短圓柱銷（可限制2個自由度）短固定圓錐銷（可限制3個自由度）工件以圓柱孔定位1)定位銷（可分為圓柱銷、圓錐銷、菱形銷與組合銷）可分為剛性心軸和彈性心軸。剛性心軸可分為圓柱心軸和小錐度心軸。剛性圓柱心軸可分為間隙配合、過盈配合和花鍵軸。長圓柱心軸（可限制4個自由度）短圓柱心軸（可限制2個自由度）2)定位心軸夾具設(shè)計(jì)——常見定位元件圓孔定位——定位心軸心軸定心精度高，但裝卸費(fèi)時，有時易損傷工件孔定位時，工件楔緊在心軸上，多用于車或磨同軸度要求高的盤類零件類型：間隙配合心軸、過盈配合心軸、小錐度心軸、彈性心軸等。芯軸一般限制的自由度為四個。過盈芯軸定位的定心精度都比較高，但工件的安裝比較麻煩。所以在定心精度要求較高時一般均使用小錐度芯軸。帶小軸肩的芯軸多限制一個自由度；帶大軸肩的芯軸產(chǎn)生過定位。彈性芯軸結(jié)構(gòu)最復(fù)雜，適于定心精度要求較高、生產(chǎn)量較大零件。實(shí)際應(yīng)用中圓柱孔常與平面組合定位若為短孔，應(yīng)與大平面組合，并以大平面為第一定位基準(zhǔn)若為長孔，則與小平面組合，并以孔中心線為第一定位基準(zhǔn)夾具設(shè)計(jì)——常見定位元件外圓柱面定位——軸套類零件等類型有：V形塊、定位套、半圓定位座、定心裝置等。V型塊在V形塊上定位時，工件具有自動對中作用D—標(biāo)準(zhǔn)心軸直徑，即工件定位用外圓直徑(mm);H—V形塊高度(mm);N—V形塊的開口尺寸(mm);T—對標(biāo)準(zhǔn)心軸而言，V形塊的標(biāo)準(zhǔn)高度，α—V形塊兩工作平面間的夾角。工件以外圓柱面定位1)

V形塊(定位長V形塊和短V形塊；固定V形塊和活動V形塊)固定長V形塊（可限制4個自由度）固定短V形塊（可限制2個自由度）2)定位套（半圓套、圓柱及圓錐套）3)定心夾緊機(jī)構(gòu)（卡盤類、彈性卡頭）夾具設(shè)計(jì)——常見定位元件外圓定位——定位套筒定位套筒內(nèi)孔支承工件外圓表面定位（套筒自身定于夾具體）定位元件結(jié)構(gòu)簡單，但定心精度不高；當(dāng)工件外圓與定位孔配合較松時，還易使工件偏斜常采用套筒內(nèi)孔與端面一起定位，以減少偏斜。若工件端面較大，為避免過定位，定位孔應(yīng)做短些。夾具設(shè)計(jì)——常用定位元件夾具設(shè)計(jì)——常用定位元件夾具設(shè)計(jì)——常用定位元件夾具設(shè)計(jì)——常用定位元件夾具設(shè)計(jì)——常用定位元件定位分析實(shí)例夾具設(shè)計(jì)——定位誤差分析誤差成因（總誤差）夾具在機(jī)床上的安裝和調(diào)整誤差；工件在夾具中的定位誤差和夾緊誤差；工藝系統(tǒng)的彈性變形和熱變形誤差；機(jī)床和刀具的制造誤差及磨損誤差應(yīng)滿足：Δ總≤T；T為工件被加工尺寸的公差要求；Δ總=△D+△AZ+△GC△DW——定位誤差：只與工件的定位有關(guān)的加工誤差，它是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在工序尺寸方向上的最大位置變動量?！鰽Z——安裝調(diào)整誤差：包括夾具在機(jī)床上的裝夾誤差、機(jī)床調(diào)整誤差、夾緊誤差以及機(jī)床和刀具的制造誤差等?！鱃C——加工過程誤差：包括工藝系統(tǒng)的彈性變形和熱變形誤差以及磨損誤差等。對定位方案進(jìn)行分析時，假設(shè)上述三項(xiàng)誤差各占工件公差的1/3。有：△D≤T/3夾具設(shè)計(jì)——定位誤差分析定位誤差△D的組成（1）基準(zhǔn)不重合誤差△B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當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的變動方向與加工尺寸的方向存在夾角時，△B等于定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)之間所有尺寸的公差和在加工尺寸方向上投影。方向相同時，△B等于定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)之間所有尺寸的公差和。加工頂面2，以底面和側(cè)面定位，定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，△B=0加工臺階面1，定位基準(zhǔn)為底面3，而設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為頂面2，基準(zhǔn)不重合。即使本工序刀具以底面為基準(zhǔn)調(diào)整得絕對準(zhǔn)確，且無其它加工誤差，仍會由于上一工序加工后頂面2在H±△H范圍內(nèi)變動，導(dǎo)致加工尺寸A±△A變?yōu)锳±△A±△H，基準(zhǔn)不重合誤差△B=2△H。

可通過計(jì)算定位尺寸（δC）的公差在工序（加工）尺寸方向上的投影分量得到基準(zhǔn)不重合誤差（ΔB）的大小。定位尺寸（δC）是指工序（設(shè)計(jì)）基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)之間的聯(lián)系尺寸。當(dāng)定位尺寸（δC）由多個尺寸所決定時，則要以定位尺寸為封閉環(huán)所組成的尺寸鏈進(jìn)行解算。

基準(zhǔn)不重合誤差ΔB的計(jì)算公式表示為：

ΔB=δCCOSβ

β—為工序基準(zhǔn)的變動方向與工序（加工）尺寸方向間的夾角。（a）圖ΔD

（20）=ΔB

（20）=0.28

（b）圖ΔD

（20）=ΔB

（20）=0夾具設(shè)計(jì)——定位誤差分析定位誤差△D的組成（2）基準(zhǔn)位置誤差△Y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例：工件以圓柱孔在水平放置的心軸上定位銑鍵槽理想狀態(tài)（左）——定位副無間隙配合實(shí)際情況（右）——定位副有制造誤差并預(yù)留有間隙該批工件定位基準(zhǔn)的最大位置變動量，在圓柱孔和心軸間有最大間隙時夾具設(shè)計(jì)——定位誤差的計(jì)算方法1）極限位置法（幾何作圖法）

先根據(jù)工件的定位方案，畫出工序（設(shè)計(jì)）基準(zhǔn)相對起始（調(diào)刀、限位）基準(zhǔn)最大與最小的兩個極限位置，再根據(jù)幾何關(guān)系求出這兩個極限位置間的距離，即得出定位誤差。

2）合成法

由于定位誤差是由基準(zhǔn)不重合誤差以及基準(zhǔn)位移誤差所造成的。因此定位誤差可以由這兩項(xiàng)誤差組合而成。計(jì)算定位誤差時，先分別求出基準(zhǔn)不重合誤差與基準(zhǔn)位移誤差，然后再將兩項(xiàng)誤差組合后得出定位誤差。即：ΔD

=ΔB±ΔY

夾具設(shè)計(jì)——定位誤差分析定位誤差的合成計(jì)算基準(zhǔn)位置誤差和基準(zhǔn)不重合誤差是彼此獨(dú)立存在的誤差；分別求基準(zhǔn)位置誤差與基準(zhǔn)不重合誤差，根據(jù)它們的作用方向?qū)ば虺叽绠a(chǎn)生影響的極端情況，將其合成為定位誤差(矢量合成）。若設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不在定位基面上（設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基面為彼此獨(dú)立表面），即基準(zhǔn)不重合誤差與基準(zhǔn)位移誤差無相關(guān)公共變量?！鱀＝△Y＋△B若設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在定位基面上，即基準(zhǔn)不重合誤差與基準(zhǔn)位移誤差有相關(guān)的公共變量?！鱀＝△Y±△B工序基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)△DWH1尺寸：A圓心O△B≠0，△Y≠0H2尺寸：o圓心O△B=0，△Y≠0H3尺寸：B圓心O△B≠0，△Y≠0夾具設(shè)計(jì)——定位誤差分析續(xù)上圖對H2尺寸（加工面到中心線）△Y為定位基準(zhǔn)線O的在加工方向的最大變動量，即O1O2

所以△Y=O1O2=O1C-O2C

對H1尺寸（加工到上母線）由于△B≠0，△Y≠0；△D＝△Y＋△B△Y=O1O2=O1C－O2C=△B=則△D＝△Y＋△B△D=Aa=AO1＋O1O2－aO2定位誤差隨工件誤差的增大而增大;與V形塊夾角有關(guān)，隨α增大而減小，但定位穩(wěn)定性變差，一般取α=90゜定位誤差的合成解算方法如下：（1）當(dāng)ΔB＝0，ΔY

≠0

時，則ΔD

＝ΔY

；

（2）當(dāng)ΔB≠0，ΔY

＝0

時，則ΔD

＝ΔB

；

（3）當(dāng)ΔB≠0，ΔY

≠0

時，

1）如果工序（設(shè)計(jì)）基準(zhǔn)不在定位基面上：

ΔD

=ΔB+ΔY

2）如果工序（設(shè)計(jì)）基準(zhǔn)落在定位基面上：ΔD

=ΔB±ΔY公式中“＋”、“－”號的確定方法如下：

①

先分析定位基面直徑由大到?。ɑ蛴尚〉酱螅r，定位基準(zhǔn)的變動方向。

②然后設(shè)定位基準(zhǔn)的位置不變，再分析工序（設(shè)計(jì)）基準(zhǔn)的變動方向。（此時定位基面直徑應(yīng)作上述相同的變化。）

③如果在上述判斷中兩者的變動方向相同時，取“＋”號，而兩者的變動方向相反時，取“－”號。由于兩個基準(zhǔn)的變化方向相同，故取“

+”號由大到小由大到小

當(dāng)工件以外圓柱面在V形塊上定位，且工序（設(shè)計(jì)）

基準(zhǔn)落在定位基面的上母線時，基準(zhǔn)變化的分析。由于兩個基準(zhǔn)的變化方向相反，故取“―

”號由大到小由大到小

當(dāng)工件以外圓柱面在V形塊上定位，且工序（設(shè)計(jì)）

基準(zhǔn)落在定位基面的下母線時，基準(zhǔn)變化的分析。由大到小由大到小由于兩個基準(zhǔn)的變化方向相反，故取“―”號

當(dāng)工件以內(nèi)孔在心軸上定位，且工序（設(shè)計(jì)）基準(zhǔn)

落在定位基面的上母線時，基準(zhǔn)變化的分析。由大到小由大到小由于兩個基準(zhǔn)的變化方向相同，故取“+”號

當(dāng)工件以內(nèi)孔在心軸上定位，且工序（設(shè)計(jì)）基準(zhǔn)

落在定位基面的下母線時，基準(zhǔn)變化的分析。夾具設(shè)計(jì)——定位誤差分析常見定位誤差計(jì)算——平面定位工件定位面與定位元件的工作面是平面接觸，二者幾何位置變化一般不考慮，即△Y＝0精基準(zhǔn)平面時，確實(shí)很小，可忽略不計(jì)；粗基準(zhǔn)平面時，有△Y，但因要求也不高，所以一般仍忽略。定位誤差△D＝△B聯(lián)系兩基準(zhǔn)面的尺寸稱為定位尺寸，定位尺寸公差就是基準(zhǔn)不重合誤差。常見定位方式的定位誤差分析與計(jì)算

1)工件以平面定位已知：大圓直徑公差為0.03，小圓直徑公差為0.02，同軸度誤差為0.02

求：ΔD（30）

=？解：分析可知ΔB（30）≠0，ΔY（30）＝0

得：ΔD（30）

=ΔB（30）

=0.03/2+0.02/2+0.02=0.045已知：大圓直徑公差為0.03，小圓直徑公差為0.02，同軸度誤差為0.02。求：ΔD（30）

=？解：分析可知

ΔB（30）＝0，ΔY（30）

＝0得：ΔD（30）

=0已知：大圓直徑公差為0.03，小圓直徑公差為0.02，同軸度誤差為0.02求：

ΔD（30）

=？解：分析可知

ΔB（30）≠0，ΔY（30）＝0

得：ΔD（30）

=ΔB（30）

=0.03/2+0.02/2+0.02=0.0452)工件以外圓柱面在V形塊上定位已知：外圓直徑公差為δD

V形塊的夾角為

得：δY

＝

已知：外圓直徑公差為δD

，V形塊的夾角為

（1）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為外圓軸線時：

求：ΔD（H1）

=？解：分析可知ΔB（H1）

＝0；ΔY（H1）

≠0

得：ΔD（H1）

=ΔY（H1）

=（2）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為外圓下母線時：

求：ΔD

（H2）

=？解：分析可知ΔB

（H2）≠0，ΔY

（H2）≠0

得：ΔB

（H2）=

；ΔY

（H2）

=

分析：設(shè)計(jì)基準(zhǔn)落在定位基面上，兩基準(zhǔn)的變化方向相反，故取-號。

最終得：

ΔD

（H2）=ΔY

（H2）

-

ΔB

（H2）

=由大到小由大到?。?）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為外圓上母線時：

求：ΔD

（H3）

=？解：分析可知ΔB

（H3）≠0，ΔY

（H3）

≠0

得：ΔB

（H3）=；ΔY

（H3）

=

分析：設(shè)計(jì)基準(zhǔn)落在定位基面上，兩基準(zhǔn)的變化方向相同，故取“＋”號。

最終得：ΔD

（H3）

=ΔY

（H3）

＋ΔB

（H3）=由大到小由大到小解：分析可知ΔB（30）≠0；ΔY（30）≠0

得：ΔB（30）=0.03/2＋0.02=0.035

ΔY（30）==0.014

ΔD（30）=ΔB（30）＋ΔY（30）=0.049

（工序基準(zhǔn)不在定位基面上）已知：大圓直徑公差為0.03，小圓直徑公差為0.02，同軸度誤差為0.02，

V形塊的夾角為90o求：ΔD

（30）=？

求：ΔD

（30）=？解：分析可知ΔB

（30）≠0，ΔY

（30）＝0

得：ΔB

（30）=0.03/2＋0.02=0.035；ΔD

（30）=ΔB

（30）=0.035

已知：大圓直徑公差為0.03，小圓直徑公差為0.02，同軸度誤差為0.02，V形塊的夾角為90o

求：ΔD

（30）＝？

解：分析可知ΔB

（30）≠0，ΔY

（30）＝0

得：ΔB

（30）＝0.03/2＋0.02=0.035；ΔD

（30）＝ΔB

（30）＝0.035已知：大圓直徑公差為0.03，小圓直徑公差為0.02，同軸度誤差為0.02，V形塊的夾角為90o已知：大圓直徑公差為TD

，小圓直徑公差為Td，同軸度誤差為2e，

V形塊的夾角為

求：ΔD

（A）＝？解：分析可知ΔB

（A）≠0，ΔY

（A）≠0

得：ΔB

（A）＝＋2e

ΔY

（A）＝

ΔD

（A）＝ΔB

（A）＋ΔY

（A）（工序基準(zhǔn)不在定位基面上）3)工件以圓柱孔在心軸（定位銷）上定位（1）工件定位孔與心軸（銷）為固定單邊接觸時：

已知：工件定位孔，心軸為

得：δY

＝＝

δY

＝＝

（2）工件定位孔與心軸（銷）為任意邊接觸時：

已知：工件定位孔，心軸為

得：δY

＝＝

δY

＝已知：工件定位孔與定位銷的配合為固定單邊接觸，加工上表面。

定位孔直徑為

定位銷直徑為解：分析

ΔB

（59）

≠0；ΔY

（59）

≠0

ΔB

（59）

＝

ΔY

（59）

＝

ΔD

（59）＝ΔB

（59）

+ΔY

（59）

＝0.115

已知：工件小圓與定位套的配合為固定單邊接觸。大圓直徑公差為0.03，小圓直徑公差為0.02，同軸度誤差為0.02，定位套直徑公差為0.04。

解：分析得ΔB

（30）

≠0，ΔY

（30）

≠0

ΔB

（30）

＝0.03/2＋0.02=0.035

ΔY

（30）

＝

ΔD

（30）＝ΔB

（30）

+ΔY

（30）

＝0.07夾具設(shè)計(jì)——定位誤差分析提高工件定位精度的措施消除或減少基準(zhǔn)不重合誤差要正確選擇定位基準(zhǔn)，盡可能與工序基準(zhǔn)重合。消除或減少基準(zhǔn)位移誤差（1）選擇精度高、位置誤差小的表面為定位基準(zhǔn)，尤其是組合定位中的第一基準(zhǔn)，位置誤差要?。唬?）選用位置誤差小的定位元件，提高定位元件間的位置精度；（3）提高工件定位表面與定位元件的配合精度，減小或消除配合間隙來減小基準(zhǔn)位移誤差。夾具設(shè)計(jì)——夾緊夾緊裝置的組成力源裝置提供原始作用力的裝置稱為力源裝置，常用的力源裝置有：液壓裝置、氣動裝置、電磁裝置、電動裝置、真空裝置等。以操作者的人力為力源時，稱為手動夾緊。夾緊機(jī)構(gòu)最終夾緊工件的執(zhí)行元件（即夾緊元件）以及將原始作用力或操作者的人力傳遞給夾緊元件的中間遞力機(jī)構(gòu)夾緊裝置的設(shè)計(jì)要求滿足加工要求——不破壞工件定位；夾緊變形在允許的范圍之內(nèi)效率高——迅速夾緊工藝性好——結(jié)構(gòu)簡單緊湊；制造維修方便；盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件操作方便、省力、安全。夾具設(shè)計(jì)——定位誤差分析夾緊力的確定確定夾緊力就是確定夾緊力的大小、方向和作用點(diǎn)三個要素。1.夾緊力方向的確定（1）夾緊力方向應(yīng)朝向主要定位基準(zhǔn)面。（2）夾緊力應(yīng)朝向工件剛性較好的方向，使工件變形盡可能小，（3）夾緊力方向應(yīng)盡可能實(shí)現(xiàn)“三力”同向，以利于減小所需的夾緊力，2.夾緊力作用點(diǎn)的確定（1）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件上或幾個定位元件形成的支承區(qū)域內(nèi)（2）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)作用在工件剛性較好的部位上；（3）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工部位。3.夾緊力大小的確定大小要適當(dāng)，太小難夾緊；太大將增大結(jié)構(gòu)尺寸與工件變形，影響加工質(zhì)量。夾緊力大小的計(jì)算可根據(jù)具體情況用類比法進(jìn)行估算或用分析計(jì)算進(jìn)行估算。分析計(jì)算法是將夾具和工件看成是一個剛性系統(tǒng)，根據(jù)工件在加工過程中受切削力、離心力、慣性力以及工件的重力的作用情況，找出在加工過程中對工件最不利的瞬間狀態(tài)，然后按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力，再乘上安全系數(shù)即可得到實(shí)際夾緊力的數(shù)值。即：Ｗk＝ＷＫ式中：K＝K0Ｋ1Ｋ２Ｋ３Ｋ４Ｋ５Ｋ６夾具設(shè)計(jì)——典型夾緊機(jī)構(gòu)斜楔夾緊機(jī)構(gòu)斜鍥角度一般為6-8度，便于自鎖有擴(kuò)力出力裝置，則可大一些優(yōu)點(diǎn)：有擴(kuò)力作用，擴(kuò)力比3左右；方便地改變出力方向90度；缺點(diǎn)：楔角小，從而行程較長。Ｗ——斜楔夾緊時產(chǎn)生的夾緊力（N）；Ｑ——原始作用力（N）；α——斜楔升角（0）；φ1——平面摩擦?xí)r作用在斜楔面上的摩擦角（0）；φ２——平面摩擦?xí)r作用在斜楔基面上的摩擦角（0）。1）斜楔夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊力計(jì)算2）斜楔夾緊機(jī)構(gòu)的增力比3）斜楔夾緊機(jī)構(gòu)的自鎖條件4）斜楔夾緊機(jī)構(gòu)的行程比夾具設(shè)計(jì)——典型夾緊機(jī)構(gòu)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，夾緊可靠擴(kuò)力比大（ip＝80）夾緊行程不受限制夾緊動作慢，輔助時間長，效率低螺旋夾緊機(jī)構(gòu)夾具設(shè)計(jì)——典型夾緊機(jī)構(gòu)偏心夾緊機(jī)構(gòu)偏心輪回轉(zhuǎn)時半徑逐漸增大，而產(chǎn)生夾緊力與斜楔夾緊類似，只是楔角變化。特性：夾緊力小，自鎖性能差夾緊行程小夾緊動作快，效率高應(yīng)用場合：切削力小，無振動，工件尺寸公差不大的場合夾具設(shè)計(jì)——典型夾緊機(jī)構(gòu)定心夾緊機(jī)構(gòu)夾緊的過程中保證圓心定位（一般來說）。等速位移原理——均分工件定位面的尺寸誤差均勻彈性變形原理——彈性心軸、彈性筒夾等。夾具設(shè)計(jì)——典型夾緊機(jī)構(gòu)聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu)單一力源實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)、多向同時夾緊應(yīng)用場合：工件多點(diǎn)同時夾緊；多個工件同時夾緊；工件先可靠定位再夾緊；先鎖定輔助支承再夾緊。多件聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu)一般有平行式機(jī)構(gòu)和連續(xù)式機(jī)構(gòu)右下方與右上方分別是平行式與連續(xù)式夾具設(shè)計(jì)——動力裝置動力裝置氣動夾緊裝置夾緊力較?。?.4-0.6MPa工作壓力），噪音大，有氣源的則比較方便。液壓夾緊6Mpa左右工作壓力，緊湊有力，噪音小，常用。真空夾緊適合鋁、銅等薄板及薄殼工件電磁夾緊慣性力、彈性力等。夾具設(shè)計(jì)——夾具的其他裝置導(dǎo)向裝置（鉆套、鏜套等）增加鉆頭或鏜桿的支承，以提高其剛度，確?？椎奈恢镁葘Φ堆b置刀具與工件加工面的位置準(zhǔn)確調(diào)整。對定裝置夾具在機(jī)床上的定位、固定。夾具設(shè)計(jì)——夾具設(shè)計(jì)步驟1.研究原始資料，明確設(shè)計(jì)任務(wù)2.確定夾具的結(jié)構(gòu)方案，繪制結(jié)構(gòu)草圖—確定工件的定位方案、夾緊方案和引導(dǎo)方案。—確定其他元件或裝置的結(jié)構(gòu)型式，如定向鍵，分度裝置等?！侠聿贾酶髟蜓b置，確定夾具體和夾具的總體結(jié)構(gòu)。3.繪制夾具總裝配圖—主視圖應(yīng)選面對操作者的工作位置?！L制總裝配圖的順序：先用雙點(diǎn)劃線將工件的外形輪廓、定位基面、夾緊表面及加工表面繪制在各個視圖上;視工件為透明體，再繪出定位、對刀引導(dǎo)、夾緊元件及其它元件或裝置；最后繪出夾具體，并填寫明細(xì)表及標(biāo)題欄.—標(biāo)注有關(guān)的尺寸、公差和技術(shù)要求。4.繪制夾具零件圖并按夾具總裝配圖的要求,確定各零件的尺寸、公差及技術(shù)要求。夾具設(shè)計(jì)——設(shè)計(jì)過程示例夾具設(shè)計(jì)實(shí)例：A）工件圖B）設(shè)計(jì)定位裝置C）設(shè)計(jì)鉆套D）設(shè)計(jì)夾緊裝置E）總裝配圖夾具設(shè)計(jì)——鉆床夾具鉆床夾具簡稱鉆模，類型有：

1、固定式鉆模多為大型鉆模，一般在立鉆或搖臂鉆床上使用，加工工件上較大的孔或軸線相互平行（用搖臂鉆）的孔系，鉆模需要固定在機(jī)床工作臺。2、回轉(zhuǎn)式鉆模按其轉(zhuǎn)軸的位置可分為立軸式，臥軸式和斜軸式三種。這類鉆模的引導(dǎo)元件－鉆套，一般是固定不動的，一般配合采用回轉(zhuǎn)式分度裝置。待加工孔是互相平行的軸向孔或分布在圓柱面上的徑向孔時，使用回轉(zhuǎn)式鉆模是很方便的，即可保證加工精度，又可以提高生產(chǎn)效率。

3、翻轉(zhuǎn)式鉆模整個工件和夾具可以一起翻轉(zhuǎn)，可以用來加工同方向的平行孔系，也可以用來加工不同方向的孔。這類鉆模是一種小型夾具，在操作過程中，需要用人工進(jìn)行翻動，為了減輕工人的勞動強(qiáng)度，這類鉆模的總質(zhì)量最好不要超過10KG，對于稍大一些的工件用翻轉(zhuǎn)鉆模時，必須設(shè)計(jì)專門的托架。還有：覆蓋式、移動式、滑柱式等。。。夾具設(shè)計(jì)——鉆床夾具鉆套：鉆套又稱為導(dǎo)套，作用是引導(dǎo)并確定刀具的位置和方向。類型：固定鉆套固定鉆套分為無肩鉆套和帶肩鉆套兩種形式。這種鉆套的外圓用H7/r6或H7/n6的過盈配合壓入鉆模板或夾具體的底孔內(nèi)?？蓳Q鉆套可換鉆套用H7/g5或H7/g6的間隙配合壓入襯套孔內(nèi)，襯套外圓與鉆模板底孔的配合采用H7/n6或H7/r6的過盈配合。為了防止鉆套隨刀具轉(zhuǎn)動或被切削頂出，常用螺釘固緊?？鞊Q鉆套快換鉆套更換迅速，只要將鉆套逆時針轉(zhuǎn)動一下，即可從鉆模板中取出。適用于在一個工序中使用幾種刀具（指鉆，擴(kuò)，鉸）依次連續(xù)