机床夹具原理与设计.ppt

机床夹具原理与设计.ppt

《机床夹具原理与设计.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机床夹具原理与设计.ppt（81页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

夹具的分类/组成/功用工件在夹具中的定位:

六点定位原理常见的定位方式和定位元件定位误差分析工件在夹具中的夹紧各类机床夹具第四章第四章机床夹具原理与设计机床夹具原理与设计第一节第一节概概述述夹具夹具:

在机床上用于装夹工件或在机床上用于装夹工件或引导刀具的装置。

引导刀具的装置。

1.1.夹具的组成夹具的组成（11）定位元件）定位元件（22）夹紧元件）夹紧元件（33）导向元件）导向元件（钻套、（钻套、对刀块对刀块）（44）夹具体）夹具体此外有连接元件、分度机构、此外有连接元件、分度机构、操作元件等。

操作元件等。

2.2.机床夹具的分类机床夹具的分类按使用特点分：

按使用特点分：

（11）通用夹具）通用夹具（22）专用夹具）专用夹具（33）成组夹具）成组夹具（44）组合夹具）组合夹具（55）随行夹具）随行夹具按使用机床分：

按使用机床分：

车床夹具、铣床夹具、车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具钻床夹具、镗床夹具按动力源分：

按动力源分：

手动夹具、气动夹具、液压夹具、手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具等电动夹具、磁力夹具、真空夹具等3.3.机床夹具的功用机床夹具的功用

（1）保证加工精度）保证加工精度零件加工精度包括尺寸精度、几何形状和表面相互零件加工精度包括尺寸精度、几何形状和表面相互位置精度。

夹具的最大功用是保证加工表面的位置精度。

夹具的最大功用是保证加工表面的位置精度。

位置精度。

（2）提高生产率，降低生产成本）提高生产率，降低生产成本快速将工件定位夹紧，免除了找正、对刀等，缩短快速将工件定位夹紧，免除了找正、对刀等，缩短辅助时间，提高了成品率，降低了成本。

辅助时间，提高了成品率，降低了成本。

（3）扩大机床的加工范围）扩大机床的加工范围如在车床上加镗夹具，可完成镗孔加工。

如在车床上加镗夹具，可完成镗孔加工。

（4）减轻工人劳动强度）减轻工人劳动强度第二节第二节工件在夹具中的定位工件在夹具中的定位工件定位目的：

工件定位目的：

使同批工件在机床或夹具上有正确位置使同批工件在机床或夹具上有正确位置1.1.工件的定位方法工件的定位方法

（1）

（1）直接找正定位直接找正定位效率低，适于单件小批生产和定位精度要求较高的情况效率低，适于单件小批生产和定位精度要求较高的情况

（2）

（2）划线找正定位划线找正定位适于单件小批生产或毛坯精度较低、大型工件粗加工适于单件小批生产或毛坯精度较低、大型工件粗加工（3）（3）夹具中定位夹具中定位效率高，易保证质量，广泛用于批量生产效率高，易保证质量，广泛用于批量生产2.工件在夹具中的定位工件在夹具中的定位

（1）

（1）六点定位原理六点定位原理未定位工件在空间有六个自由度，未定位工件在空间有六个自由度，定位就是限制其自由度。

定位就是限制其自由度。

合理布置六个定位支承点，使工合理布置六个定位支承点，使工件上的定位基面与其接触，一个件上的定位基面与其接触，一个支承点限制工件一个自由度，使支承点限制工件一个自由度，使工件六个自由度被完全限制，在工件六个自由度被完全限制，在空间得到唯一确定的位置，此即空间得到唯一确定的位置，此即六点定位原理六点定位原理。

实际中一个定位元件可体现一个或多个支承点，实际中一个定位元件可体现一个或多个支承点，视具体工作方式及其与工件接触范围大小而定视具体工作方式及其与工件接触范围大小而定定位与夹紧的区别：

定位与夹紧的区别：

定位是使工件占有一个正定位是使工件占有一个正确的位置，夹紧是使工件保持这个正确位置。

确的位置，夹紧是使工件保持这个正确位置。

（2）

（2）完全定位完全定位与与不完全定位不完全定位工件的六个自由度被完全限制的定位称工件的六个自由度被完全限制的定位称完全定位，完全定位，允许少于六点的定位称为允许少于六点的定位称为不完全定位不完全定位。

都是合理的定位方式。

都是合理的定位方式。

考虑定位方案时，先分析必须消除哪些自由度，考虑定位方案时，先分析必须消除哪些自由度，再以相应定位点去限制。

再以相应定位点去限制。

（3）（3）欠定位欠定位与与过定位过定位工件应限制的自由度未被限制的定位，为工件应限制的自由度未被限制的定位，为欠定位，欠定位，在实际生产中是绝对不允许的。

在实际生产中是绝对不允许的。

工件一个自由度被两个或以上支承点重复限制的工件一个自由度被两个或以上支承点重复限制的定位称为定位称为过定位过定位或或重复定位。

重复定位。

一般来说也是不合一般来说也是不合理的。

理的。

过定位造成的后果：

过定位造成的后果：

（11）使工件或夹具元件变形，引起加工误差；）使工件或夹具元件变形，引起加工误差；（22）使部分工件不能安装，产生定位干涉（如一面两销）使部分工件不能安装，产生定位干涉（如一面两销）过定位一般是不允许的，但在精加工时也可看到。

过定位一般是不允许的，但在精加工时也可看到。

消除过定位及其干涉的途径：

消除过定位及其干涉的途径：

1.1.改变定位元件结构，消除对自由度的重复改变定位元件结构，消除对自由度的重复限制，如长销改成短销；限制，如长销改成短销；2.2.提高工件定位基面之间的位置精度，提高提高工件定位基面之间的位置精度，提高夹具定位元件之间的位置精度，减少或消夹具定位元件之间的位置精度，减少或消除过定位引起的干涉，精加工时可增加刚除过定位引起的干涉，精加工时可增加刚度和定位稳定性。

度和定位稳定性。

3.常见定位方法与定位元件常见定位方法与定位元件

（1）

（1）工件以平面定位工件以平面定位1）1）固定支承（支承钉、固定支承（支承钉、支承板支承板）3.常见定位方法与定位元件常见定位方法与定位元件

（1）

（1）工件以平面定位工件以平面定位1）1）固定支承（支承钉、支承板、固定支承（支承钉、支承板、定位分析定位分析）2）2）可调支承可调支承多用于毛面定位，每批调整一次多用于毛面定位，每批调整一次，以补偿各批以补偿各批毛坯误差毛坯误差3）3）自位支承自位支承支承本身可随工件定位基准面的变化而自动适应，支承本身可随工件定位基准面的变化而自动适应，一般只限制一般只限制一个自由度，一个自由度，即一点定位。

即一点定位。

4）4）辅助支承辅助支承在工件定位后才参与支承的元件，不限制自由度，在工件定位后才参与支承的元件，不限制自由度，主要用于提高工件的刚度和定位稳定性。

主要用于提高工件的刚度和定位稳定性。

（2）

（2）工件以圆孔定位工件以圆孔定位11）定位销）定位销分固定式和可换式，圆柱销和菱形销分固定式和可换式，圆柱销和菱形销22）圆锥销）圆锥销常用于工件孔端的定位，可限制三个自由度常用于工件孔端的定位，可限制三个自由度33）定位心轴）定位心轴主要用于盘套主要用于盘套类零件的定位类零件的定位圆孔定位分析圆孔定位分析（3）（3）工件以外圆表面定位工件以外圆表面定位11）定位套筒）定位套筒22）半圆定位座）半圆定位座常用于大型轴类工件的定位常用于大型轴类工件的定位33）VV形块定位形块定位结构尺寸已标准化，斜面夹角有结构尺寸已标准化，斜面夹角有6090120609012044）外圆定心夹紧）外圆定心夹紧三爪卡盘、双三爪卡盘、双VV形铁定心夹紧、弹簧夹头形铁定心夹紧、弹簧夹头外外圆定位分析圆定位分析（4）（4）工件以其它表面定位工件以其它表面定位圆锥孔定位分析圆锥孔定位分析（5）（5）组合表面定位组合表面定位11）一个平面和与其垂直的两个孔组合）一个平面和与其垂直的两个孔组合这种定位属于过定位这种定位属于过定位解决办法是：

解决办法是：

将销将销22做成做成削边销削边销22）一平面和与其垂直的两外圆柱面组合）一平面和与其垂直的两外圆柱面组合33）一孔和一平行于孔中心线的平面组合）一孔和一平行于孔中心线的平面组合第三节第三节定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算定位误差概念定位误差概念指一批工件在夹具中定位时，工件的设计基准（或工序指一批工件在夹具中定位时，工件的设计基准（或工序基准）在加工尺寸方向上的最大变动量，以基准）在加工尺寸方向上的最大变动量，以ddww表示。

表示。

成批加工工件时，夹具相对机床的位置及切削运动成批加工工件时，夹具相对机床的位置及切削运动的行程调定后不再变动，可认为加工面的位置是固定的。

的行程调定后不再变动，可认为加工面的位置是固定的。

但因一批工件中每个工件在尺寸形状及表面相互位置上但因一批工件中每个工件在尺寸形状及表面相互位置上均存在差异，所以定位后各表面有不同的位置变动。

均存在差异，所以定位后各表面有不同的位置变动。

工序基准的位置变动将对加工精度有直接影响工序基准的位置变动将对加工精度有直接影响定位误差定位误差包括基准不重合误差和基准位移误差包括基准不重合误差和基准位移误差11）基准不重合误差）基准不重合误差jb其其大小等于设计基准与定位基大小等于设计基准与定位基准间联系尺寸在加工尺寸方向上的变动量（公差）。

准间联系尺寸在加工尺寸方向上的变动量（公差）。

一次安装加工两孔一次安装加工两孔A和和B，孔孔B在在X方向定位基准方向定位基准C与设计基与设计基准准A不不重合，基准不重合误差为联系尺寸重合，基准不重合误差为联系尺寸22的公差的公差0.222）基准位移误差）基准位移误差jw是是指工件的定位基准在加工尺寸方指工件的定位基准在加工尺寸方向上的变动量。

由工件定位面和夹具定位元件的制造误差向上的变动量。

由工件定位面和夹具定位元件的制造误差以及两者之间的间隙所引起。

以及两者之间的间隙所引起。

常见定位方式定位误差计算常见定位方式定位误差计算

（1）

（1）以平面定位时的定位误差计算以平面定位时的定位误差计算

（2）

（2）以圆孔定位时的定位误差计算以圆孔定位时的定位误差计算平面度误差很小，定位副制造不准确误差可忽略，所平面度误差很小，定位副制造不准确误差可忽略，所以定位误差主要由基准不重合引起。

以定位误差主要由基准不重合引起。

工件孔与定位心轴无间隙配合，不存在定位副制造工件孔与定位心轴无间隙配合，不存在定位副制造不准确误差，定位精度较高。

不准确误差，定位精度较高。

工件单向靠紧定位，如定位心轴水平放置，或在夹工件单向靠紧定位，如定位心轴水平放置，或在夹紧力作用下单向推移工件靠紧定位。

紧力作用下单向推移工件靠紧定位。

定位心轴水平放置定位心轴水平放置单向推移工件靠紧定位单向推移工件靠紧定位A孔孔Dmax=D+TDDmin=D轴轴dmax=ddmin=d-TdO1Omax=OA-O1A=（D+TD）/2-（d-Td）/2O1Omin=D/2-d/2因基准位移造成的加工误差为：

因基准位移造成的加工误差为：

jw=O1Omax-O1Omin=（TD+Td）/2工件进行回转加工工件进行回转加工孔孔Dmax=D+TDDmin=D轴轴dmax=ddmin=d-Td影响同轴度的基准影响同轴度的基准位移误差为：

位移误差为：

jw=O1Omax=OA-O1A=（D+TD）/2-（d-Td）/2=（TD+Td+Xmin）/2A工件孔与垂直放置的心轴间隙配合工件孔与垂直放置的心轴间隙配合jw=TD+Td+Xmin（3）（3）以外圆定位时的定位误差计算以外圆定位时的定位误差计算工件在工件在V形块上定位形块上定位定位误差分析：

定位误差分析：

a）定位误差定位误差d随毛坯误差随毛坯误差Td的增大而增大；的增大而增大；b）定位误差定位误差d随随V形块形块夹角夹角增大而减小，但稳定性变差；增大而减小，但稳定性变差；c）定位误差定位误差d与与工序尺寸标注方式有关，工序尺寸标注方式有关，d2d1d3工序尺寸以工序尺寸以H3标注，其定位误差为：

标注，其定位误差为：

d3=B1B2=O2B2+O1O2-O1B1=sin21Td2d-Td2d2+sin21Td21工序尺寸以工序尺寸以H2标注，其定位误差为：

标注，其定位误差为：

d2=A1A2=A1O1+O1O2-A2O2=d2+Td2sin21d-Td2sin21Td2+1工序尺寸以工序尺寸以H